CN114434962B - 用于将印刷介质平行分配到基体上的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于将印刷介质平行分配到基体上的装置和方法，特别是用于在半导体基体制作一个或多个导体线路，所述装置(1)具有：印刷单元(6)，所述印刷单元包括多个用于同时输出印刷介质(10)的分配喷嘴；和驱动机构(5)，所述驱动机构设计成用于在所述印刷单元(6)与所述基体(4)之间沿运动方向(7)产生相对运动，至少一个第一分配喷嘴和第二分配喷嘴横向于所述运动方向(7)相对于彼此隔开间距地设置。第一分配喷嘴和第三分配喷嘴沿共同的第一纵向轴线相互隔开第一喷嘴间距地设置，所述第一纵向轴线平行于所述运动方向(7)延伸。

Description

用于将印刷介质平行分配到基体上的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于平行分配印刷介质的装置以及一种用于平行分配印刷介质的方法。

背景技术

在工业印刷过程中，特别是在制造半导体结构(例如光伏太阳能电池)时，通常希望的是，以至少两个平行线路将印刷介质施加到基体，特别是半导体基体上。这种印刷介质可以是印刷膏，所述印刷膏特别是包含掺杂物，用于对半导体结构的一个或多个区域进行掺杂，所述印刷膏用于构成用于后面的工艺步骤的掩模和/或所述印刷膏包含用于构成金属接触结构的金属颗粒。

为了将印刷膏施加到基体上，通过泵单元将印刷介质输送到印刷单元的多个分配喷嘴中，同时使所述印刷单元以具有运动方向的相对运动相对于所述基体移位。此时，印刷介质从分配喷嘴到达基体的表面上，这里，分配喷嘴分别产生一个印刷线条，所述印刷线条对应于相对运动的运动方向地在基体上延伸。为了在短时间内在基体上施加多个平行延伸的印刷线条，已知的是，将印刷单元的至少两个分配喷嘴设置成，使得所述分配喷嘴横向于运动方向相互隔开间距。由此，可以仅产生一个直线的相对运动，此时同时产生多于仅一个印刷线条。这种印刷单元由DE102013223250A1已知。

为了提高工业印刷过程的生产率，希望的是，减少将所有印刷线条、特别是高达总共200个印刷线条总体施加到基体上所需的时间。实现这一点的可能性在于高功率驱动机构的设计方案，利用所述驱动机构可以提高印刷单元和要印刷的基体相对于彼此运动、同时向基体上施加印刷线条的速度。但这种高功率的驱动机构会带来技术上的高复杂度和/或高成本。

发明内容

因此本发明的目的是，提高工业印刷过程的生产率并且同时将为此所需的成本保持在较低水平。所述目的通过本公开提供的一种用于平行分配印刷介质的装置以及通过本公开提供的方法来实现。有利的设计方案在从属方案中给出。

根据本发明的用于向基体上平行分配印刷介质、特别是用于在半导体基体上制造一个或多个导体线路的装置包括印刷单元，所述印刷单元包括多个用于同时输出印刷介质的分配喷嘴。此外，根据本发明的装置还包括驱动机构，所述驱动机构设计成用于在印刷单元与基体之间沿运动方向产生相对运动，至少一个第一分配喷嘴和第二分配喷嘴横向于运动方向相对于彼此隔开间距地设置。

对于根据本发明的装置重要的是，印刷单元的第一分配喷嘴和第三分配喷嘴沿共同的第一纵向轴线相互隔开第一喷嘴间距地设置，所述第一纵向轴线平行于运动方向延伸。

申请人的对本发明重要的认知是，通过与相对运动的运动方向相关地设置印刷单元的分配喷嘴，可以相对于已知的装置和方法明显提高工业印刷方法的生产率。

如本身由现有技术已知的那样，这样来实现一个优点，即，第一分配喷嘴和第二分配喷嘴横向于运动方向相互隔开间距地设置在印刷单元上。在实施所述相对运动时，由第一分配喷嘴和第二分配喷嘴流出的印刷介质在基体上产生第一印刷线条或第二印刷线条。第一印刷线条和第二印刷线条这里对应于第一分配喷嘴和第二分配喷嘴的间距平行地相互隔开间距并且具有自己的第一起点或第二起点和第一终点或第二终点。

原则上不重要的是，第一分配喷嘴和第二分配喷嘴沿运动方向是否设置在相同的高度上，即是否设置在由分配喷嘴组成的共同的正交于运动方向的排中。相反，由此按本身已知的方式得到这种横向地相互隔开间距的分配喷嘴的优点，即，所述印刷单元和基体可以在单一的相对运动中相对于彼此移位，此时同时产生两个平行地相互隔开间距的印刷线条。

但申请人对于本发明重要的认知涉及第三分配喷嘴在印刷单元上的设置。所述第三分配喷嘴沿第一纵向轴线设置在第一分配喷嘴的前面或后面。这使得，在印刷单元和基体的相对运动期间，除了第一印刷线条和第二印刷线条还产生第三印刷线条，所述第三印刷线条同轴于第一印刷线条延伸。

这种布置形式的主要优点在于，所述第一印刷线条和第三印刷线条可以以简单的方式通过适当地控制驱动机构施加到基体上，所述印刷线条在共同的接触点相遇并且两个印刷线条形成一个连贯的印刷线条或在需要时通过缺口相互隔开间距，或者甚至重叠地设置。

第一纵向轴线是单纯的定向轴线，所述定向轴线相对于主体固定地在印刷单元的表面上延伸并且特别是可以在设计期间用于至少将所述第一分配喷嘴和第三分配喷嘴设置在印刷单元上。第一分配喷嘴和第三分配喷嘴的所述设置方式的特征可以这样来表现，即，第一分配喷嘴和第三分配喷嘴根据相同的几何特征(例如其各自的喷嘴中点或喷嘴口的一个边缘点)分别沿第一纵向轴线设置。

也在本发明范围内的是，至少第一分配喷嘴和第三分配喷嘴具有不同的几何特征，借助于所述几何特征，沿第一纵向轴线设置所述第一分配喷嘴和第三分配喷嘴。为了具体实现根据本发明的认知，这里在相对运动期间使第一分配喷嘴和第三分配喷嘴以其相应的喷嘴口在沿运动方向的观察方向上至少部分平齐地设置就足够了，由此，通过印刷单元相对于基体的相对运动，同时通过第一分配喷嘴和第三分配喷嘴输出印刷介质时可以在理论上产生不中断的印刷线条。

根据本发明，所述相对运动可以以不同的方式实现，这些方式分别取决于，如何设计驱动机构以及能够以何种方式和形式控制所述驱动机构，以便产生所述相对运动。

在最简单的实施形式中，所述驱动机构是一种具有线性导向结构和受驱动的滑块的线性单元，通过所述滑块使印刷单元或基体沿直线相对于彼此运动。所述相对运动这里具有运动方向和相对移动路程。所述运动方向由线性导向结构的定向以及由在线性导向结构上运动的滑块的起点位置和终点位置得出。相对移动路程根据印刷单元在印刷过程开始时和结束时所处的位置得出。

在另一个实施形式中，所述驱动机构包括多个线性单元或其它定位单元，利用所述线性单元或定位单元能够使印刷单元以及基体同时或相继地相对于彼此运动，以便产生所述相对运动。这里由分配喷嘴在相对运动期间扫过所述基体的方向得出所述运动方向。所述相对移动路程始终对应于单个分配喷嘴扫过的区域的长度。这里不重要的是，所涉及的是印刷单元的哪个分配喷嘴，因为各分配喷嘴相对于印刷单元的主体固定地设置，并且由此，至少在印刷单元一体地构成的情况下所有分配喷嘴都走过相同的相对移动路程。

与驱动机构的实施形式无关地，所述驱动机构设计成，使得为了实施印刷过程，所述相对移动路程可以可变地调整。这里，所述相对移动路程可以对应于第一喷嘴间距，但或者也可以小于或大于所述第一喷嘴间距。

通过设置对应于第一喷嘴间距的相对移动路程，可以通过利用第一分配喷嘴和第三分配喷嘴施加印刷介质和所形成的第一印刷线条或第三印刷线条产生一条长度恰好是相对移动路程的两倍的连贯的印刷线条。由此，相对于已知的设备和方法，至少对于这种组合的印刷线条使得印刷过程的生产率提高了100％。通过提高生产率在向半导体基体上施加低温膏时得到特殊的优点，所述低温膏的施加能以每秒钟约200毫米的最佳方式实现，由此在产生的印刷线条的质量上实现最佳的结果。通过设置至少两个分配喷嘴，可以不改变施加速度，并且由此尽管明显提高了生产率，但并没有造成质量损失。

通过进一步将沿第一纵向轴线的分配喷嘴的数量提高到多于两个喷嘴数量，可以进一步提高生产率，因为用于产生连贯的印刷线条的必要的相对移动路程以相同的系数减小，所述系数对应于前后相继设置的分配喷嘴的数量。

通过设置大于第一喷嘴间距的相对移动路程，可以至少通过第一印刷线条和第三印刷线条产生具有重叠区的连贯的印刷线条。如果所述印刷线条是用于对半导体基体进行电接线的接触指，这样合并两个印刷线条可能是特别有利的。申请人的研究已经表明，在两个同轴延伸的印刷线条之间的构成重叠区通过降低欧姆电阻来改进所得到的合并的印刷线条的导流特性。如果所述半导体基体是要制造的太阳能电池，提高的导流特性还会使得后续太阳能电池具有改进的有效电功率。

通过设置小于第一喷嘴间距的相对移动路程，则第一印刷线条和第二印刷线条在相对运动结束之后同轴地相互隔开间距地设置。这意味着，第一印刷线条和第三印刷线条尽管分别沿第一纵向轴线定向，但相应印刷线条的第一终点和第三起点相互具有间距，所述间距对应于所设置的相对移动路程和第一喷嘴间距之间的差。如果所述基体是半导体基体，通过这样设置至少第一印刷线条和第三印刷线条可以实现简单地对太阳能电池进行分割，此时可以相互分开电接通第一印刷线条和第三印刷线条。

此外，原则上不重要的是，印刷单元和分配喷嘴以怎样的方式和形式设计。在一个简单的实施形式中，印刷单元可以以本身已知的方式设计成具有优选方体形的基本形状的金属印刷头。分配喷嘴这里可以分别作为圆柱形或非圆柱形的孔直接在印刷头中构成或作为可插入的套筒设置在这种孔中。泵装置用于将印刷介质输送到分配喷嘴中，印刷介质通过所述分配喷嘴到达基体的表面上。

在有利的改进方案中，所述第一分配喷嘴和所述第二分配喷嘴沿共同的第一横向轴线设置，所述第一横向轴线正交于所述运动方向延伸，并且所述第一横向轴线以这样的方式限定印刷单元，使得所述印刷单元在第一横向轴线的一侧没有另外的分配喷嘴。

第一横向轴线类似于第一纵向轴线是结构上的定向轴线，其描述了第一分配喷嘴和第二分配喷嘴在印刷单元上相对于所述相对运动的运动方向的设置方式。

通过沿第一横向轴线设置第一分配喷嘴和第二分配喷嘴带来的优点在于，第一印刷线条和第二印刷线条分别具有起点和终点，所述起点和终点沿运动方向在相同的高度上施加在基体上。特别是为了在半导体基体上制造金属的接触结构这是有利的，因为特别是多个这样设置的起点和终点可以通过共同的、直线的汇流条电接通。

此外，第一横向轴线的走势对于印刷单元的设计以及对于印刷单元在用于平行分配的装置中的安装都是有利的。在设计上，特别是由此得到优点，即，第一横向轴线可以构成基准轴线，印刷单元的其余分配喷嘴可以参考这个基准轴线定向并且参考这个基准轴线限定明确界定的结构空间。对于安装，第一横向轴线的所述走势因此是有利的，即，仅通过考察第一分配喷嘴和第二分配喷嘴的走势，即使没有经验的安装人员也可以得出关于要以怎样的定向将印刷单元安装并固定在所述装置中的结论。

在另一个有利的改进方案中，所述印刷单元具有中间区域，在所述中间区域中沿多个相互平行延伸的排设置多个分配喷嘴，多个分配喷嘴包括第一分配喷嘴、第二分配喷嘴和第三分配喷嘴，第一分配喷嘴和第三分配喷嘴设置在共同的第一排中，而第二分配喷嘴设置在另一个排中，一排的所有分配喷嘴在中间区域规则地以第一喷嘴间距相互间隔开。

申请人的一个重要认知是，如果印刷单元的分配喷嘴相对于彼此以规则的布置形式设置，至少在某些区域中，在当前情况下称为中间区域的局部中，则实现了一些优点。由此，使得根据本发明的两个分配喷嘴沿运动方向前后相继地设置的优点倍增。

这里，所述中间区域具有至少两个排，第一分配喷嘴和第三分配喷嘴相互隔开第一喷嘴间距地设置在第一排中。与第一排平行地隔开间距的另一个排包括第二分配喷嘴和至少一个另外的分配喷嘴，至少包含第二分配喷嘴的排具有与第一排相同的结构。

只要第一分配喷嘴和第二分配喷嘴设置在共同的第一横向轴线上，则通过一排中每两个相邻的分配喷嘴之间统一的间隔得到分配喷嘴的一种矩阵式的布置形式。

这种矩阵式的布置形式的优点是，可以有选择地作为连贯的印刷线条或作为多个同轴地相互隔开间距的分段产生多个相互平行延伸的印刷线条。这根据如何相对于第一喷嘴间距选择相对移动路程来实现。通过设置小于第一喷嘴间距的相对移动路程，由于在中间区域中矩阵式地设置所述分配喷嘴，通过印刷过程得到一组多个平行延伸的印刷线条，这些印刷线条分别通过至少一个缺口中断。通过设置等于第一喷嘴间距或大于第一喷嘴间距的相对移动路程，由于在中间区域中矩阵式地设置所述分配喷嘴，通过印刷过程得到一组多个平行延伸的印刷线条，这些印刷线条分别在基体的要印刷的区域上无中断地延伸并且必要时分别具有重叠区。

在这个有利的改进方案的范围内的是，所述中间区域包括多于两个排地分配喷嘴并且一个所述排分别包括多于两个分配喷嘴。所有设置在中间区域中的排有利地规则地相互隔开间距，从而中间区域的特征表现为连续的矩阵网格，分配喷嘴按所述矩阵网格设置。这种矩阵网格对于特别是通过自动化的加工方法制造印刷单元是有利的。

在一个有利的改进方案中，所述中间区域中的排的数量至少为60个、优选至少为80个、更为优选至少为100个。

申请人的研究已经表明，在要印刷的基体、特别是半导体基体具有常规尺寸时，排的总数应至少为60个，以便相对于已知的用于平行分配的装置和方法实现在平均水平以上地提高生产率。特别是所述排可以至少局部地以均匀的间距在印刷单元的整个宽度上分布。在一个有利的改进方案中，中间区域的一个排总共具有恰好两个分配喷嘴，所述分配喷嘴以第一喷嘴间距相互间隔开。

申请人的研究已经表明，当中间区域中的一个排内部的分配喷嘴的数量不超过两个的数量时，可以实现印刷单元的制造成本与驱动机构的成本之间良好的折中。特别是当一个排的分配喷嘴之间的第一喷嘴间距大致为在扣除可能边缘间距的情况下要印刷的基体尺寸的一半，这是有利的。

要印刷的基体、特别是半导体基体通常具有长方形或正方形的、具有底面的基本形状。可以通过多个设置在印刷单元的中间区域的分配喷嘴在所述基本形状的两个平行延伸的边缘之间用印刷线条印刷所述底面，而不必考虑，各个分配喷嘴可能伸出到基体之外。基体的边缘可能由此不希望地被印刷或者所述装置可能受到污染。

但也存在这样的要印刷的基体，所述基体沿要施加的印刷线条的方向局部地具有不同的尺寸。半导体基体特别是除了长方形或正方形的基本形状以外也可以具有所谓伪方形。伪方形是具有倒棱(也可以倒圆)的角部的矩形的基本形状。倒棱的角部使得，要印刷的半导体基体具有至少两个这样的区域，在所述区域中必须以不同的长度和/或在不同的区域中施加接触指。

已知的装置和方法用以下方式来解决这个问题：例如借助于配设给相应的分配喷嘴的阀，针对印刷介质流主动地闭锁印刷单元的在印刷过程期间伸出到基体之外的各个分配喷嘴。备选或附加地，使用模板，所述模板设置在基体的边缘处和/或所述边缘之外，从而局部地防止印刷介质从印刷单元的选出的分配喷嘴中流出。不利的是，截止阀会带来高成本和高的控制消耗，而模板要求有高的清洁耗费。

在本发明的一个有利的改进方案中消除了这个缺点，其方式是，在第二纵向轴线上设置第四分配喷嘴，第一纵向轴线和第二纵向轴线相互平行地隔开间距地延伸并且第一分配喷嘴和第四分配喷嘴沿共同的倾斜轴线设置，所述倾斜轴线相对于所述运动方向成零度至九十度的角度地延伸，并且所述倾斜轴线以这样的方式限定印刷单元，所述印刷单元在倾斜轴线的一侧、优选在第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的区域内没有另外的分配喷嘴。

第二纵向轴线以及倾斜轴线类似于第一纵向轴线和第一横向轴线是假想的定向轴线，至少所述第四分配喷嘴沿所述定向轴线设置。

这里第二纵向轴线的定向确保了，第四分配喷嘴在相对运动期间通过输出印刷介质产生第四印刷线条，所述第四印刷线条平行于第一印刷线条延伸。这里，第四分配喷嘴的布置形式原则上与相对于第一分配喷嘴的第二分配喷嘴的布置形式没有区别。但倾斜轴线的定向确保了，第一分配喷嘴或第四分配喷嘴沿运动方向不是处于相同的高度。由于倾斜轴线在分配喷嘴的布置上类似于第一横向轴线地限定印刷单元，印刷单元可以优选在第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的区域中与要印刷的基体的轮廓相适配。在执行和结束相对运动时，第一分配喷嘴和第四分配喷嘴恰好处于基体相应要印刷的区域的末端处。

在设计印刷单元时有利地可以考虑的是，伪方形的基体的角部以怎样的角度相对于基体的其余边缘倒棱，以便使倾斜轴线的走势以及由此还有第一分配喷嘴和第三分配喷嘴的布置形式与基体倒棱的角部的走势相适配。此外，第一分配喷嘴和第四分配喷嘴的布置形式在安装用于平行分配的装置时可以用于在要印刷的基体的帮助下甚至由无经验的安装人员对印刷单元进行定向。这里，印刷单元可以至少参考所述倾斜轴线与基体的边缘相适配。

在一个有利的改进方案中，在所述第二纵向轴线上沿运动方向与第四分配喷嘴隔开第二喷嘴间距地设置第五分配喷嘴，并且第二纵向轴线以这样的方式限定印刷单元，使得所述印刷单元在所述第二纵向轴线的一侧没有另外的分配喷嘴。

通过从第四分配喷嘴和第五分配喷嘴输出印刷介质，类似于第一分配喷嘴和第三分配喷嘴的实施形式产生印刷线条，这些印刷线条可以根据相对运动的相对移动路程设计成连贯的、重叠的或同轴地相互隔开间距的。

原则上第一和第二喷嘴间距可以是相同或不同的。

只要印刷单元设计成，使得第一喷嘴间距和第二喷嘴间距是相同的，在通过第四分配喷嘴和第五分配喷嘴输出印刷介质时产生与通过第一分配喷嘴和第三分配喷嘴输出印刷介质相同的印刷线条图案。

由于将印刷单元设计成使得第一喷嘴间距和第二喷嘴间距是不同的，通过第四分配喷嘴和第五分配喷嘴必要时产生与利用第一分配喷嘴和第三分配喷嘴产生的印刷线条图案不同的印刷线条图案。这特别是取决于，所设置的相对移动路程与第一喷嘴间距和第二喷嘴间距选择成具有怎样的比例。

通过设置小于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较小的喷嘴间距的相对移动路程，两个分配喷嘴对产生两对印刷线条，这两对印刷线条分别具有两个同轴的印刷线条，在这两个印刷线条之间构成缺口。

通过设置等于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较小的喷嘴间距的相对移动路程，具有较小的间距的一对所述分配喷嘴产生连贯的印刷线条，所述印刷线条对由两个印刷线条组成，而具有较大间距的一对分配喷嘴产生两个同轴地相互隔开间距的印刷线条。

通过设置大于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较小的喷嘴间距但还小于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较大的喷嘴间距的相对移动路程，则具有较小间距的一对分配喷嘴产生具有重叠区的两个连贯印刷线条，而具有较大间距的一对分配喷嘴产生同轴地相互隔开间距的两个印刷线条。

通过设置大于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较小的喷嘴间距并且等于第一喷嘴间距和第二喷嘴间距中较大的喷嘴间距的相对移动路程，则两对分配喷嘴都产生两个连贯的印刷线条，所述印刷线条分别具有重叠区，其中一个重叠区比另一个重叠区长。

第四分配喷嘴和第五分配喷嘴沿第二纵向轴线设置，所述第二纵向轴线以这样的方式限制分配喷嘴在印刷单元上的设置形式，使得在印刷过程中在第二纵向轴线的一侧不产生另外的印刷线条。

在另一个有利的改进方案中，所述印刷单元具有边缘区域，在所述边缘区域中沿至少一个第一边缘排设置多个分配喷嘴，多个分配喷嘴包括第四分配喷嘴和第五分配喷嘴，所述第一边缘排包括第四分配喷嘴和第五分配喷嘴，并且第一边缘排的所有分配喷嘴规则地以第二喷嘴间距相互间隔开。

所述边缘区域构成印刷单元的这样的区域，在所述区域中，可以类似于中间区域按长距离顺序排列分配喷嘴。所述长距离可以这样来实现，即设置在边缘区域中的分配喷嘴类似于中间区域的设计方案设置在一个或多个边缘排中。由此，所述边缘区域至少包括第一边缘排，所述第一边缘排的分配喷嘴沿第二纵向轴线定向并且通过所述倾斜轴线来限制这些分配喷嘴在印刷单元上的设置形式。

如果要印刷的基体是半导体基体，所述半导体基体具有伪方形的形状，在边缘区域的这种设计方案中，实现了特殊的优点。所述半导体基体这里可以这样设置在所述装置中，使得印刷单元的所述边缘区域在相对运动中扫过半导体基体的设有倒棱的角部所处的部分，并且印刷单元的中间区域扫过半导体基体的沿运动方向具有与具有倒棱的角部的区域相同或优选更大的尺寸的部分。

设置在边缘区域的一个边缘排中的分配喷嘴的数量有利地不同于设置在中间区域的一个排中的分配喷嘴的数量。但这里，第一喷嘴间距有利地等于第二喷嘴间距，从而中间区域和边缘区域之间的区别仅通过一个排和一个边缘排之间分配喷嘴的数量得出。由此，简化了印刷单元的机器制造，因为对于中间区域和边缘区域的分配喷嘴的制造或以后的布置可以使用相同的机器加工参数。

在一个有利的改进方案中，各边缘排分别包括总共两个分配喷嘴，这些分配喷嘴以第二喷嘴间距相互间隔开，其中第一喷嘴间距大于第二喷嘴间距。

申请人的研究已经表明，如果边缘区域的一个边缘排之内的分配喷嘴的数量不超过两个，在印刷单元的制造成本和驱动机构的成本之间实现良好的折中。

通过第一喷嘴间距与第二喷嘴间距之间的区别，可以以简单的方式局部地利用两个不同的印刷线条图案对基体进行分区，但此时可以在印刷单元和基体之间设置相同的相对移动路程。

通过上面所述的改进方案，印刷单元的边缘区域可以用于给基体印刷连贯的印刷线条，所述连贯的印刷线条由通过第四分配喷嘴和第五分配喷嘴产生的印刷线条合并而成。同时，印刷单元的中间区域可以用于产生多个印刷线条，这些印刷线条在印刷过程结束之后分别具有缺口形式的中断。所述缺口可以有利地用于设置数据矩阵码或者用作预定中断部，用于在印刷半导体基体的情况下产生半电池。

在一个有利的改进方案中，所述印刷单元具有至少一个第一对称轴和/或第二对称轴，第一对称轴平行于所述运动方向延伸，而第二对称轴正交于所述运动方向延伸，各分配喷嘴至少关于第一对称轴或第二对称轴轴对称地设置在所述印刷单元上。

分配喷嘴轴对称地设置在印刷单元上的优点在于，印刷单元具有简单的结构以及能够简单地制造。在构建期间，这个优点表现为，优选对于分配喷嘴的位置只需要对印刷单元的一半进行构建，并且相应的另一半与第一半相对应地构建。如果印刷单元具有第二对称轴，则可以进一步减少构建工作。

如果要印刷的基体同样构造成轴对称的，分配喷嘴对称的布置形式还带来一些优点。特别是在要印刷的半导体基体为伪方形时就是这种情况。为了施加多个印刷线条，可以将通过第一横向轴线和/或第二纵向轴线和/或倾斜轴线限定分配喷嘴布置形式的印刷单元完全设置在基体上方。由于印刷单元的对称结构，在适当地选择总尺寸的情况下，在印刷同样设计成对称的基体时，可以确保的是，在整个相对运动期间没有分配喷嘴伸出到基体之外。

在一个有利的改进方案中，所述印刷单元包括至少两个子单元，第一子单元和第二子单元分别包括印刷单元的所有分配喷嘴的一部分，并且所述驱动机构设计成，使得第一和第二子单元能够相互独立地移动，以便产生所述相对运动。

所述印刷单元原则上可以分成任意数量的子单元，这些子单元能够彼此独立地移动。所述相对运动在这个情况下由多个分运动组成，在这些分运动中，相应的子单元相对于基体移位或者相反。所述分运动这里分别沿运动方向进行。

如果印刷单元具有中间区域和边缘区域，则第一子单元包括中间区域，而第二子单元包括印刷单元的边缘区域。此外也可以只是所述中间区域和/或边缘区域分别分成至少两个子单元。

此外，在一个有利的改进方案的范围内的是，至少所述第一子单元和第二子单元通过印刷单元的对称轴分开。这带来子单元的设计构造上的优点，因为只需要设计一个子单元，而只需要与已经设计的子单元对称地构成相应另外的子单元。

在一个有利的改进方案中，所述印刷单元包括印刷介质入口和印刷介质通道，所述印刷介质入口与中央的截止阀导流地连接并且在印刷介质通道的区域内可更换地设置至少一个喷嘴条，所述喷嘴条包括所述印刷单元的分配喷嘴的至少一部分。

所述印刷介质入口用于将印刷单元导流地与印刷介质供应单元连接并且通过至少一个印刷介质通道将印刷介质引导到多个分配喷嘴，印刷介通过所述分配喷嘴到达基体上。

中央的截止阀可以设计成能够电操作的阀的形式，所述阀在相对运动开始时打开并且在相对运动结束时闭锁，在所述相对运动期间给基体印刷多个印刷线条。

喷嘴条包括至少一部分分配喷嘴并且可更换地设置在印刷介质通道的区域中。所述可更换性可以形锁合地(例如通过卡扣连接)或力锁合地(例如通过夹紧连接)设置在印刷介质通道的区域内。这使得喷嘴条可以以较少的耗费用另一个喷嘴条更换。这种简单的可更换性使得印刷装置在基体、特别是半导体的工业印刷中具有高度的可用性。

本发明还涉及一种用于印刷介质平行分配到基体上的方法，该方法利用印刷单元和驱动机构，特别是用于在半导体基体上制造一个或多个导体线路，其中所述驱动机构以运动方向在印刷单元和基体之间产生相对运动，所述印刷介质通过设置在印刷单元上的第一分配喷嘴、第二分配喷嘴和第三分配喷嘴同时输出并且由此到达基体上，第一分配喷嘴产生具有第一起点和第一终点的第一印刷线条，并且第二分配喷嘴产生具有第二起点和第二终点的第二印刷线条，第一印刷线条和第二印刷线条相互平行地隔开间距地施加到基体上。

对于根据本发明的方法重要的是，第三分配喷嘴产生具有第三起点和第三终点的第三印刷线条，第一印刷线条相对于第三印刷线条同轴地延伸，并且第一起点与第三起点以第一喷嘴间距间隔开。

根据本发明的装置或其有利的改进方案之一有利地设计成用于执行根据本发明的方法。

通过根据本发明的方法在印刷基体、特别是半导体基体时能明显提高生产率。

在一个有利的改进方案中，通过实施相对运动而建立了相对移动路程，所述相对移动路程在第一方法备选方案中小于第一喷嘴间距，并且在第一印刷线条和第三印刷线条之间构成缺口。

第一印刷线条和第三印刷线条之间的缺口可以用于设置印刷基体的标识，例如数据矩阵码。优选印刷介质是导电的膏体，将所述膏体施加到半导体基体上，以便构成导电的接触指。通过构成缺口，可以在第一印刷线条和第三印刷线条的区域内分割半导体基体。

在一个有利的改进方案中，为了执行所述相对运动，设置相对的移动路程，所述移动路程在第一方法备选方案中至少对应于第一喷嘴间距并且在第一印刷线条和第三印刷线条设计成具有共同的接触区、特别是重叠区。

第一印刷线条和第三印刷线条之间的接触区使得可以产生连贯的印刷线条，所述连贯的印刷线条由第一印刷线条和第三印刷线条组成。由此将产生这种组合的线条所需的时间减少了一半。如果印刷线条是电接触线条，所述重叠区提高了所产生的组合的线条的导电能力。

附图说明

参考实施例和附图来说明根据本发明的装置和根据本发明的方法的其他优选特征和实施例。这些实施例仅是本发明有利的设计方案而不是限制性的。

其中：

图1用侧视图示出用于平行分配的装置；

图2用俯视图示出用于平行分配的装置，该装置具有印刷单元的第一变型方案；

图3示出印刷单元的第二变型方案；

图4A和图4B示出两个基体，所述基体通过印刷单元的第二变型方案以不同的方式印刷；

图5示出印刷单元的第三变型方案；

图6示出一个基体，所述基体通过印刷单元的第三变型方案印刷。

具体实施方式

图1示出用于平行分配的装置1。所述装置1包括机座2和设置在机座上的基体支座3，所述基体支座用于容纳要印刷的基体4并且将要印刷的基体固定在为了进行印刷过程的确定位置和定向中。线性单元5形式的驱动机构设置在基体支座3和位于基体支座上的基体4上方的支架上。所述线性单元5具有可移动的滑块，可更换的第一印刷单元6利用所述滑块可以相对于基体支座3和基体4运动。所述基体4是半导体结构，在当期情况下是用于构成光伏太阳能电池的半导体结构。

此外，所述装置1还具有印刷介质蓄存器8，所述印刷介质蓄存器具有输送单元(未示出)，所述输送单元通过输送管道9与第一印刷单元6导流地连接。所述输送单元可以设计成泵装置，例如设计成活塞泵，所述泵装置将处于印刷介质蓄存器8中的印刷介质10输送到第一印刷单元6中。这里，印刷介质10进入第一印刷单元6的多个分配喷嘴(未示出)中，印刷介质通过所述分配喷嘴到达基体4的表面上。这里，产生多个印刷线条，在这些印刷线条中，至少两个印刷线条彼此同轴地延伸。所述印刷介质10是金属印刷膏，用于在基体4上产生导电的接触指。

图2用俯视图示出图1的第一印刷单元6和基体4。为了更为清楚起见，根据图1的装置1的其余组成部分没有示出。

所述第一印刷单元6对应于图1的实施例位于基体4的上方并且沿运动方向7相对于基体运动。

所述基体4具有伪方形的形状。所述伪方形使得可以将基体4分成第一区域11和第二区域12。在第一区域11中，通过直线的边缘13限定基体4，所述边缘在基体4所示出的布置形式中正交于运动方向7延伸。在第二区域12中，第一区域11的所述直线的边缘通入相对于所述直线的边缘13以45°弯折的倒棱14。

印刷单元6设计成具有中间区域15和边缘区域16。在印刷单元6相对移位时，所述印刷单元以中间区域15扫过基体4的第一区域11，而边缘区域16扫过基体4的第二区域12。

在中间区域15中，所述印刷单元6具有第一分配喷嘴17、第二分配喷嘴18和第三分配喷嘴19。第一分配喷嘴17和第二分配喷嘴18沿共同的第一横向轴线20设置，所述第一横向轴线正交于运动方向7延伸。所述第一分配喷嘴17和第三分配喷嘴19沿共同的第一纵向轴线21设置，所述第一纵向轴线平行于运动方向7延伸。

除了上述分配喷嘴17、18和19，在中间区域15中沿多个排22设置另外的喷嘴。在所述排22中，分配喷嘴规则地以第一喷嘴间距23相互隔开。

在边缘区域16中沿共同的第二纵向轴线26设置第四分配喷嘴24和第五分配喷嘴25。所述第二纵向轴线26类似于第一纵向轴线21平行于运动方向7延伸。在根据图2的实施例中，第四分配喷嘴24和第五分配喷嘴25是单一的分配喷嘴，它们在边缘区域16的一个边缘排30中按第二喷嘴间距27相互间隔开地设置。

此外，第一分配喷嘴17和第四分配喷嘴24沿共同的倾斜轴线28设置，所述倾斜轴线相对于运动方向7成锐角29延伸。

如果所述印刷单元6沿运动方向7相对于基体4移位，则设置在中间区域15中的分配喷嘴至少部分地前置于设置在边缘区域16中的分配喷嘴。由此得到这样的优点，即在第一印刷单元6和基体4之间的相对运动结束之后，设置在边缘区域16中的分配喷嘴没有伸出到基体4之外，这种情况可能导致印刷介质的浪费。

图3示出印刷单元的第二印刷单元31形式的替代实施例，但所述第二印刷单元根据与根据图2的第一印刷单元6相同的几何规则构成。为了表明几何规则之间的一致性，至少部分地采用与图2中相同的附图标记。

第一印刷单元31类似于根据图2的第一印刷单元6具有中间区域15，在所述中间区域中在多个排22中规则地相互隔开间距设置多个分配喷嘴，包括第一分配喷嘴17、第二分配喷嘴18和第三分配喷嘴19。设置在中间区域15的一个排22内部的两个相邻的分配喷嘴之间的间距分别等于第一喷嘴间距23。

此外，第二印刷单元31具有两个边缘区域16和16‘，所述边缘区域分别与中间区域15相邻接。在边缘区域16和16‘中，分配喷嘴相互镜像对称地设置。这里，一个边缘区域的分配喷嘴设置在多个边缘排30(仅针对边缘区域16示出)中，在这些边缘排中，这些分配喷嘴分别规则地相对于彼此以第二喷嘴间距27设置，这里，第一喷嘴间距23和第二喷嘴间距27是相同的。

中间区域15的一个排22的分配喷嘴的数量高于边缘区域16或16‘中的一个边缘排30的分配喷嘴的数量。

第一分配喷嘴17与第二分配喷嘴18一起设置在共同的第一横向轴线20上，所述第一横向轴线正交于运动方向7延伸。此外，第一分配喷嘴17与第三分配喷嘴19一起沿共同的第一纵向轴线21设置，所述第一纵向轴线平行于运动方向7延伸。第四分配喷嘴24与第五分配喷嘴25一起沿第二纵向轴线26设置，所述第二纵向轴线平行于运动方向7延伸。此外，第一分配喷嘴17与第四分配喷嘴24设置在共同的倾斜轴线28上。

第一横向轴线20、第二纵向轴线24和倾斜轴线28这样限定第二印刷单元21，使得分别在上述每个轴线的一侧没有设置分配喷嘴。

第二印刷单元31在这种设置形式中沿第一对称轴以及沿第二对称轴完全对称地构成，根据这种设置形式，分配喷嘴设置在第二印刷单元上，所述第一对称轴平行于运动方向延伸，所述第二对称轴正交于运动方向7延伸。

如果第二印刷单元31在具有运动方向7的相对运动中相对于要印刷的基体移动，此时，通过分配喷嘴输出印刷介质，从而根据在第二印刷单元31和基体之间设置的相对移动路径而得到在图4A和图4B中示出的印刷图案。

图4A示出第一半导体基体32，所述第一半导体基体通过一个装置进行印刷，其中第二印刷装置31(对应于图3)之间的相对运动以相对移动路径执行，所述相对移动路径大于第一喷嘴间距23和第二喷嘴间距27。这里，在印刷期间从第二印刷单元31的分配喷嘴中输出并到达半导体基体32的表面上的印刷介质产生多个相互平行地延伸的印刷线条34。所述印刷线条34在其走势上分别具有多个重叠区35。使至少两个沿运动方向前后相继设置的分配喷嘴在印刷介质施加期间扫过半导体基体32的相同的区域，由此形成所述重叠区35。所述印刷线条34是导电的接触指，从而所述重叠区35用于在两个同轴地相互邻接的印刷线条之间实现低欧姆电阻。

图4B示出第二半导体基体33，所述第二半导体基体同样用一个装置印刷，其中第二印刷装置31(对应于图2)之间的相对运动以相对移动路径执行，但所述相对移动路径小于第一喷嘴间距23和第二喷嘴间距27。在印刷期间从第二印刷单元31的分配喷嘴中输出并到达半导体基体33的表面上的印刷介质对应于参考图4A的实施形式产生多个相互平行地延伸的印刷线条34，但这些印刷线条与根据图4A的半导体基体32不同分别通过多个缺口36中断。

所述缺口36可以用于，通过一个或多个汇流条相互独立地电接通中断的各接触指段，或者在基体上施加标记(例如数据矩阵码的形式)。

图5示出印刷单元的第三印刷单元17形式的替代实施例，所述第三印刷单元也根据与根据图2的第一印刷单元6以及根据图3的第二印刷单元31相同的几何规则构成。为了表明几何规则之间的一致性，如果没有另行说明，采用与图2和3中相同的附图标记。

第三印刷单元37类似于根据图2的第一印刷单元6以及类似于根据图3的第二印刷单元31具有中间区域15，在所述中间区域中，以多个排规则地隔开间距设置多个分配喷嘴，包括第一分配喷嘴17、第二分配喷嘴18和第三分配喷嘴19。设置在中间区域15的一个排的内部的两个相邻的分配喷嘴之间的间距等于第一喷嘴间距23。

此外，第三印刷单元37类似于第二印刷单元21具有两个边缘区域16和16‘，所述边缘区域分别与中间区域15相邻接。边缘区域16和16‘具有就两个边缘区域16、16‘而言镜像对称地设置的分配喷嘴。一个边缘区域16或16‘的分配喷嘴设置在多个边缘排30(仅针对边缘区域16示出)中，在这些边缘排中，与根据图3的第二分配喷嘴31不同，这些分配喷嘴不规则地以不同的间距设置，所述间距小于第一喷嘴间距23。

第一分配喷嘴17与第二分配喷嘴18一起设置在共同的横向轴线20上，所述第一横向轴线正交于运动方向7延伸。此外，第一分配喷嘴17与第三分配喷嘴19一起沿共同的第一纵向轴线21设置，所述第一纵向轴线平行于运动方向7延伸。所述第四分配喷嘴24与第五分配喷嘴25一起沿第二纵向轴线26设置，所述第二纵向轴线平行于运动方向7延伸。此外，第一分配喷嘴17与第四分配喷嘴24设置在共同的倾斜轴线28上。

第一横向轴线20、第二纵向轴线24和倾斜轴线28这样限定第三印刷单元37，使得分别在上述每个轴线的一侧没有设置分配喷嘴。

如果第三印刷单元37在具有运动方向7的相对运动中相对于要印刷的基体移动，此时，通过分配喷嘴将印刷介质施加到基体上，从而在相对移动路程小于第一喷嘴间距、但大于边缘区域中的分配喷嘴的间距时得到根据图6的印刷图案。

图6示出通过一个装置印刷的半导体基体38，其中在第三印刷单元37(对应于图5)之间执行相对运动。在印刷期间从第三喷嘴单元37的施加到半导体基体38上的印刷介质这里产生多个相互平行延伸的印刷线条39。所述印刷线条39在其走势中既具有多个重叠区35也具有多个缺口36，所述缺口在单一的方法步骤中仅通过半导体基体38与第三印刷单元37之间的相对运动产生。

Claims (20)

1.用于将印刷介质平行分配到基体上的装置，所述装置(1)具有：印刷单元(6)，所述印刷单元(6)包括多个用于同时输出印刷介质(10)的分配喷嘴(17、18、19、24、25)；和驱动机构(5)，所述驱动机构(5)设计成用于在所述印刷单元(6)与所述基体(4)之间沿运动方向(7)产生相对运动，至少一个第一分配喷嘴(17)和第二分配喷嘴(18)横向于所述运动方向(7)相对于彼此隔开间距地设置，

其特征在于，

所述印刷单元(6)的第一分配喷嘴(17)和第三分配喷嘴(19)沿共同的第一纵向轴线(21)相互隔开第一喷嘴间距(23)地设置，所述第一纵向轴线(21)平行于所述运动方向(7)延伸；

在第二纵向轴线(26)上设置第四分配喷嘴(24)，所述第一纵向轴线(21)和所述第二纵向轴线(26)相互平行且隔开间距地延伸，并且第一分配喷嘴(17)和第四分配喷嘴(24)沿共同的倾斜轴线(28)设置，所述倾斜轴线(28)相对于所述运动方向成零度至九十度的角度地延伸，并且所述倾斜轴线(28)以这样的方式限定印刷单元(6)，使得所述印刷单元(6)在倾斜轴线的一侧没有另外的分配喷嘴。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一分配喷嘴(17)和所述第二分配喷嘴(18)沿共同的第一横向轴线(20)设置，所述第一横向轴线(20)正交于所述运动方向(7)延伸，并且所述第一横向轴线(20)以这样的方式限定所述印刷单元(6)，使得所述印刷单元(6)在第一横向轴线(20)的一侧没有另外的分配喷嘴。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)具有中间区域(15)，在所述中间区域(15)中沿多个相互平行延伸的排(22)设置多个分配喷嘴，所述多个分配喷嘴包括第一分配喷嘴(17)、第二分配喷嘴(18)和第三分配喷嘴(19)，第一分配喷嘴(17)和第三分配喷嘴(19)设置在共同的第一排中，而第二分配喷嘴(18)设置在另一个排中，一排的所有分配喷嘴在中间区域(15)规则地以第一喷嘴间距(23)相互间隔开。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中间区域(15)中的排的数量至少为60个。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述中间区域(15)中的排的数量至少为80个。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述中间区域(15)中的排的数量至少为100个。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述中间区域(15)中的一排分别总共包括两个分配喷嘴，这两个分配喷嘴以第一喷嘴间距(23)相互间隔开。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)在第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的区域内没有另外的分配喷嘴。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第二纵向轴线(26)上与所述第四分配喷嘴(24)隔开第二喷嘴间距(27)地设置第五分配喷嘴(25)，并且所述第二纵向轴线(26)以这样的方式限定印刷单元(6)，使得所述印刷单元(6)在所述第二纵向轴线(26)的一侧没有另外的分配喷嘴。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)具有边缘区域(16)，在所述边缘区域中沿至少一个第一边缘排设置多个分配喷嘴，所述多个分配喷嘴包括第四分配喷嘴(24)和第五分配喷嘴(25)，所述第一边缘排至少包括第四分配喷嘴和第五分配喷嘴，并且设置在边缘区域(16)中的各边缘排的所有分配喷嘴规则地以第二喷嘴间距(27)相互间隔开。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每个边缘排分别包括总共两个分配喷嘴，这些分配喷嘴以所述第二喷嘴间距(27)相互间隔开并且所述第一喷嘴间距(23)大于所述第二喷嘴间距(27)。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用于在半导体基体(4)制作一个或多个导体线路。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)具有至少一个第一对称轴和/或第二对称轴，所述第一对称轴平行于所述运动方向延伸，而所述第二对称轴正交于所述运动方向延伸，各分配喷嘴至少关于第一对称轴或第二对称轴轴对称地设置在所述印刷单元(6)上。

14.根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)包括至少两个子单元，其中，第一子单元和第二子单元分别包括印刷单元(6)的所有分配喷嘴的一部分，并且所述驱动机构(5)设计成，使得第一子单元和第二子单元能够相互独立地移动，以便产生所述相对运动。

15.根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述印刷单元(6)包括印刷介质入口和印刷介质通道，所述印刷介质入口与中央的截止阀导流地连接，并且在所述印刷介质通道的区域内能够设置至少一个喷嘴条，所述喷嘴条包括所述印刷单元的分配喷嘴的至少一部分。

16.用于将印刷介质平行分配到基体上的方法，该方法利用印刷单元(6)和驱动机构(5)，其中：

-所述驱动机构(5)以运动方向(7)在所述印刷单元(6)和所述基体(4)之间产生相对运动，其中

-通过设置在所述印刷单元(6)上的第一分配喷嘴(17)、第二分配喷嘴(18)和第三分配喷嘴(19)同时输出所述印刷介质(10)，并且所述印刷介质(10)由此到达所述基体(4)上，其中

-所述第一分配喷嘴(17)产生具有第一起点和第一终点的第一印刷线条，并且所述第二分配喷嘴产生具有第二起点和第二终点的第二印刷线条，相互平行地隔开间距地将所述第一印刷线条和所述第二印刷线条施加到所述基体上，

其特征在于，

-第三分配喷嘴(19)产生具有第三起点和第三终点的第三印刷线条，所述第一印刷线条相对于所述第三印刷线条同轴地延伸，并且

-所述第一起点与所述第三起点以第一喷嘴间距(23)间隔开；

在第二纵向轴线(26)上设置第四分配喷嘴(24)，第一纵向轴线(21)平行于所述运动方向(7)延伸并且所述第一纵向轴线(21)和所述第二纵向轴线(26)相互平行且隔开间距地延伸，并且第一分配喷嘴(17)和第四分配喷嘴(24)沿共同的倾斜轴线(28)设置，所述倾斜轴线(28)相对于所述运动方向成零度至九十度的角度地延伸，并且所述倾斜轴线(28)以这样的方式限定印刷单元(6)，使得所述印刷单元(6)在倾斜轴线的一侧没有另外的分配喷嘴。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，为了执行所述相对运动，设置相对移动路程，在所述方法的第一备选方案中，所述相对移动路程小于所述第一喷嘴间距(23)，并且在所述第一印刷线条和所述第三印刷线条之间形成缺口(36)。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，为了执行所述相对运动，设置相对移动路程，在所述方法的第二备选方案中，所述相对移动路程至少相当于所述第一喷嘴间距(23)，并且所述第一印刷线条和所述第三印刷线条设计成具有共同的接触区。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一印刷线条和所述第三印刷线条设计成具有共同的重叠区(35)。

20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法用于在半导体基体上制作一个或多个导体线路。