CN116001465A - 使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法 - Google Patents

使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116001465A
CN116001465A CN202211308052.6A CN202211308052A CN116001465A CN 116001465 A CN116001465 A CN 116001465A CN 202211308052 A CN202211308052 A CN 202211308052A CN 116001465 A CN116001465 A CN 116001465A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pattern transfer
coating
paste
transfer sheet
slurry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211308052.6A
Other languages
English (en)
Inventor
埃亚尔·科恩
纳塔利·科恩
哈吉特·吉隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Original Assignee
Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd filed Critical Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Publication of CN116001465A publication Critical patent/CN116001465A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/40—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used characterised by the base backcoat, intermediate, or covering layers, e.g. for thermal transfer dye-donor or dye-receiver sheets; Heat, radiation filtering or absorbing means or layers; combined with other image registration layers or compositions; Special originals for reproduction by thermography
    • B41M5/46—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used characterised by the base backcoat, intermediate, or covering layers, e.g. for thermal transfer dye-donor or dye-receiver sheets; Heat, radiation filtering or absorbing means or layers; combined with other image registration layers or compositions; Special originals for reproduction by thermography characterised by the light-to-heat converting means; characterised by the heat or radiation filtering or absorbing means or layers
    • B41M5/465—Infrared radiation-absorbing materials, e.g. dyes, metals, silicates, C black
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/20—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern
    • H05K3/207—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using a prefabricated paste pattern, ink pattern or powder pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382—Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207—Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • B41M5/38214—Structural details, e.g. multilayer systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382—Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/392—Additives, other than colour forming substances, dyes or pigments, e.g. sensitisers, transfer promoting agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/40—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used characterised by the base backcoat, intermediate, or covering layers, e.g. for thermal transfer dye-donor or dye-receiver sheets; Heat, radiation filtering or absorbing means or layers; combined with other image registration layers or compositions; Special originals for reproduction by thermography
    • B41M5/41—Base layers supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/40—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used characterised by the base backcoat, intermediate, or covering layers, e.g. for thermal transfer dye-donor or dye-receiver sheets; Heat, radiation filtering or absorbing means or layers; combined with other image registration layers or compositions; Special originals for reproduction by thermography
    • B41M5/42—Intermediate, backcoat, or covering layers
    • B41M5/44—Intermediate, backcoat, or covering layers characterised by the macromolecular compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M2205/00—Printing methods or features related to printing methods; Location or type of the layers
    • B41M2205/08—Ablative thermal transfer, i.e. the exposed transfer medium is propelled from the donor to a receptor by generation of a gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M2205/00—Printing methods or features related to printing methods; Location or type of the layers
    • B41M2205/30—Thermal donors, e.g. thermal ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107—Using laser light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Printing Methods (AREA)
  • Decoration By Transfer Pictures (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

一种使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法，提供了用于印刷具有高的高宽比的浆料图案(例如，细的栅线)和用于增加图案转印印刷的产量的图案转印片和方法。图案转印片中的沟槽内部涂覆有配置成在照射时分解的涂层，所述沟槽被配置成填充有印刷浆料并且在通过激光束照射时使得能够将印刷浆料从沟槽中释放到接收基板上。涂层被配置成增强浆料的释放‑提高产量和印刷精度。可以在浆料沉积之后通过从其中除去涂层的分解产物来清洁接收基板。替代地或互补地，可以将激光吸收染料混合到印刷浆料中以促进其从沟槽中释放。

Description

使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法
技术领域
本发明涉及转印印刷的领域，更具体地，涉及浆料释放的改善。
背景技术
美国专利第9,616,524号(其通过引用整体并入本文)教导了在接收基板上沉积材料的方法，所述方法包括：提供具有后表面和前表面的源基板，该后表面承载至少一片涂层材料；提供与源基板相邻并且面向涂层材料定位的接收基板；以及朝向源基板的前表面辐射光，以从源基板除去至少一片涂层材料，并且将所述除去的至少一片作为整体沉积到接收基板上。
Lossen等(2015)，Pattern Transfer Printing(PTPTM)for c-Si solar cellmetallization，5th Workshop on Metallization for Crysta1line Silicon SolarCells，Energy Procedia 67：156-162(其通过引用整体并入本文)教导了图案转印印刷(PTPTM)作为用于c-Si PV太阳能电池的先进正面金属化的非接触式印刷技术，该技术基于聚合物基板的激光诱导沉积。
WIPO公开第2018020479号(其通过引用整体并入本文)教导了通过如下将导电体应用于太阳能电池：提供具有形成在其第一表面上的沟槽图案的柔性膜，使沟槽装填有包含导电颗粒的组合物。一旦膜被装填，使膜的带凹槽的第一表面与太阳能电池的前面或/和后面接触。然后在太阳能电池与膜之间施加压力使得装填至凹槽的组合物附着至太阳能电池。将膜和太阳能电池分离并使凹槽中的组合物留在太阳能电池表面上。然后，对组合物中的导电颗粒进行烧结或以其他方式熔化以在太阳能电池上形成导电体的图案，该图案对应于膜中形成的图案。
发明内容
以下是提供了对本发明的初步理解的简要概述。概述不一定标识关键要素也不应该用于限制本发明的范围，而仅用作对以下描述的介绍。
本发明的一个方面提供了图案转印片，所述图案转印片包括复数个沟槽，所述沟槽以特定图案排列并且被配置成填充有印刷浆料并且在通过激光束照射时使得能够将印刷浆料从沟槽中释放到接收基板上，其中沟槽内部涂覆有涂层，所述涂层被配置成在照射时分解，以增强浆料的释放。
本发明的一个方面提供了图案转印方法，所述方法包括：对图案转印片的复数个沟槽内部涂覆涂层，所述沟槽被配置成填充有印刷浆料，在通过激光束照射时使得能够将印刷浆料从沟槽中释放到接收基板上，其中所述涂层被配置成在照射时分解，以增强浆料的释放；以及任选地通过从其中除去涂层的分解产物来清洁接收基板。
本发明的一个方面提供了用于图案转印过程的浆料，通过将浆料填充到聚合物图案转印片中以特定图案排列的复数个沟槽中，并且在通过激光束照射时，将浆料从沟槽连续释放到接收基板上，其中：照射为近红外的(NIR)，浆料包含被配置成增强浆料从沟槽中释放的释放材料，并且释放材料包含至少一种NIR吸收染料，所述NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯(Ditholene)配合物、酞菁，其衍生物，盐和/或组合。
本发明的一个方面提供了印刷浆料，按重量计包含50％至90％的银颗粒、1％至10％的溶剂、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂和1％至7％的NIR吸收染料，其中所述溶剂具有以下溶解度参数：δD为14√MPa至17√MPa、δP为4√MPa至11√MPa、以及δH为7√MPa至11√Mpa，以及NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。
本发明的一个方面提供了印刷浆料，按重量计包含50％至90％的银颗粒、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂和0.1％至1％的NIR吸收染料，其中NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、菁、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。
本发明的一个方面提供了图案转印系统，其中图案转印系统通过使用所公开的图案转印片和/或通过使用所公开的图案转印方法和/或通过使用所公开的浆料组合物进行激光转印。
本发明的一个方面能够印刷比目前可能的更窄的具有更高的高宽比的浆料图案，和/或使用较少量的能量以释放浆料。
本发明的这些、另外的和/或其他方面和/或优点在随后的详细描述中阐述；能够从详细描述中推断出；和/或可通过本发明的实践获悉。
附图说明
为了更好地理解本发明的实施方案以及示出本发明的实施方案可以如何被实施，现在将仅通过示例的方式参照附图，其中相同的附图标记始终指示相应的元件或部分。
在附图中：
图1是根据本发明的一些实施方案的图案转印片的高水平示意性截面图。
图2A和2B是根据本发明的一些实施方案的利用释放层的图案转印过程的高水平示意性侧视图。
图3A和3B是根据本发明的一些实施方案的释放层涂覆过程的高水平示意性侧视图。
图4A是示出根据本发明的一些实施方案的监测图案转印印刷的方法的高水平流程图。
图4B是根据本发明的一些实施方案的用于在方法中和在PTP系统中使用染料的选项的高水平示意图。
图5A至5C示出了根据本发明的一些实施方案的使用涂层对印刷质量和对残留在接收基板上的残渣残留量的影响。
图6A和6B示出了根据本发明的一些实施方案的通过高温热处理进行基板清洁的效果。
图7A和7B示出了根据本发明的一些实施方案的使用涂层产生极细的线的能力。
图8提供了根据本发明的一些实施方案的在不同的参数值下用混合有染料的浆料印刷的栅线的图示。
图9提供了根据本发明的一些实施方案的利用直接染料混合用混合有染料的浆料印刷的栅线的图示。
应理解，为了图示的简洁和清楚，图中示出的要素不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些要素的尺寸可以相对于其他要素被放大。此外，在认为合适的情况下，附图标记可以在图中重复以指示相应或类似的要素。
具体实施方式
在以下描述中，描述了本发明的各个方面。出于解释的目的，阐述了具体构造和细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在没有本文所呈现的具体细节的情况下实践。此外，为了不使本发明模糊不清，众所周知的特征可能已被省略或简化。具体参照附图，要强调的是，所示出的细节作为示例并且仅用于本发明的说明性讨论的目的，并且为了提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用和最容易理解的描述而呈现。在这方面，没有试图以比本发明的基本理解所必需的更详细地示出本发明的结构细节，对于本领域技术人员而言结合附图进行的描述使得本发明的几种形式可以如何在实践中实施将变得明显。
在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应理解，本发明在其应用方面不限于以下描述中阐述的或在附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明适用于可以以各种方式实践或执行的其他实施方案以及公开的实施方案的组合。此外，应理解，本文所采用的措辞和术语是出于描述的目的而不应被视为限制性的。
本发明的实施方案提供了用于进行转印印刷过程的有效且经济的方法和机制，从而为生产电路的技术领域提供了改进。提供了用于印刷具有高的高宽比的薄浆料图案(例如，浆料栅线)和用于增加图案转印印刷的产量的图案转印片和方法。图案转印片中的沟槽内部涂覆有配置成在照射时分解的涂层，所述沟槽被配置成填充有印刷浆料并且在通过激光束照射时使得能够将印刷浆料从沟槽中释放到接收基板上。涂层被配置成增强浆料的释放-提高产量和印刷质量。可以在浆料沉积之后通过从其中除去涂层的分解产物来清洁接收基板。替代地或互补地，可以将激光吸收染料混合到印刷浆料中以促进其从沟槽中释放。
有利地，所公开的图案转印片和方法使得能够在PV电池上印刷具有高的高宽比的非常细的导电线以及在PCB、印刷电阻器和电容器以及其他印刷电子器件上印刷具有高的高宽比的凸起图案。所公开的实施方案改善了印刷图案的质量(例如，帮助避免缺陷)，能够减小特征宽度并增加印刷特征的高宽比。某些实施方案还通过使印刷过程更快来增加PTP系统的产量。
在某些实施方案中，公开的实施方案使得能够印刷与现有技术相比具有更高的高宽比和更好的印刷品质的电极图案，并提高转印印刷产量和良率。
图1是根据本发明的一些实施方案的图案转印片100的高水平示意性截面图。图案转印片100包括以特定图案(图案未示出并且可以具有任何构造)排列的复数个沟槽110。沟槽110被配置成填充有印刷浆料90并且在通过激光束照射80时使得能够并支持将印刷浆料90从沟槽110中连续释放到接收基板70上。此外，沟槽110内部涂覆有被配置成在照射80时分解以增强浆料90从沟槽110中释放的涂层120。涂层120(由于其功能也称为释放层120)可以为沉积在作为源基板的图案转印片100上或至少沉积到其沟槽110中的薄层(例如，1μm至10μm厚)。在一些情况下，释放层120的材料(表示-释放材料)可以在将浆料90填充到沟槽110中之前与浆料混合。释放材料的非限制性实例包括基于丙酮的ClearWeldTM LD920系列和丙烯酸类树脂例如Epolin的Spectra 390TM。在多个实施方案中，图案转印片100的承载部分可以包括具有特定拉伸特性的可拉伸基材，例如聚合物基材，或者图案转印片100的承载部分可以包括刚性基材，例如玻璃基材。
涂层120可以包含有机材料例如NIR吸收染料。用于涂层120的材料中的至少一者被选择为吸收在PTP过程中使用的激光照射80(例如，波长为1064nm的激光照射)。可以选择一种或更多种材料以在照射波长处具有最大吸收。释放材料可以被配置成在吸收激光照射能量时相变、蒸发和/或被烧蚀-以产生推力，该推力将浆料90推出沟槽110(不改变浆料的形状)并将浆料90释放到接收基板70上。例如，为了使用Nd：Yag激光(1060nm至1085nm)进行照射80，涂层120可以包含NIR(近红外)吸收染料。
涂层120可以用于替代或增大浆料的挥发性组分的用途(例如，添加以在照射时蒸发并释放浆料90)。有利地，本发明人已经发现，使用涂层120能够以高得多的高宽比，例如至少0.7且高至1至2-而不是现有技术的0.4至0.5在接收基板70上印刷浆料图案(例如，浆料栅线)；以及能够印刷低至10μm宽-而不是现有技术的超过25μm至30μm宽的极窄的栅线和/或网格线(参见例如图7A和图7B)。此外，避免在浆料90中使用挥发性化合物拓宽了可印刷的浆料的范围并使该过程对浆料的干燥更不敏感。此外，虽然释放层120比浆料薄得多，但是需要较低的激光功率以释放浆料，并因此可以以更高的扫描光束速度进行印刷，从而产生更高的系统生产量。最后，使用释放层120使印刷过程更精确，从而避免了诸如浆料残渣和栅线波度的印刷缺陷。
图2A和图2B是根据本发明的一些实施方案的利用释放层的图案转印过程的高水平示意性侧视图。片100(作为源基板)中的沟槽110可以通过被配置成在照射80时分解的涂层120进行内部涂覆，以增强浆料90的释放。填充有浆料的经涂覆的沟槽由数字110A示意性地表示。在浆料90的释放期间，涂层120可以分解(由数字120A示意性地表示)并与释放的浆料(由数字90A示意性地表示)一起沉积在晶片70(作为接收基板)上。作为结果，晶片70可以包括释放的浆料(由数字90B示意性地表示)和涂层残留物(和/或分解产物)(由数字120B示意性地表示)-由数字130表示的中间状态。在图案转印过程(通过PTP系统101)后，可以例如通过通常在PV电池制造中用于烧结印刷的金属浆料的高温处理(“例如，焙烧、烧结和/或烘干”)或者通过使用照射140以改变和/或除去残留物来从晶片70上除去涂层残留物120B-以清洁接收基板并产生具有释放的浆料且没有涂层分解产物和残留物的晶片70(该阶段由数字75示意性地表示)。照射140可以与照射80相同，类似或不同。在多个实施方案中，可以使用以下方法中的任一者来除去释放材料的残留物120B：真空辅助汽化、鼓风、洗涤和/或湿法清洁。
具体的，图案转印片中的复数个沟槽可以以特定图案排列，并且可以被配置成填充有印刷浆料。在通过激光束照射时，印刷浆料可以被活化以从沟槽中释放到接收基板上。
印刷浆料层可以包含有机组分和可以充当导电介质的金属(例如银、铜、锡或铋)的固相组分。可以选择有机组分以提供所需的特定压力，从而克服印刷浆料层从沟槽分离的阻力。特定压力可以例如通过调节印刷浆料层和/或沟槽内的涂层中的有机组分的含量和/或通过调节导电金属介质的固相组分的比率来实现。例如，在印刷浆料层与沟槽的内壁接触时具有高粘度和高阻尼特性的情况下，和/或如果固相组分的含量高，或者有机组分的粘附强，印刷浆料层的阻力可能相对大，并且相应的特定压力也可能被配置成更大。
图2A和图2B进一步示意性地示出了图案转印方法200，其在图4A中进一步示出，所述图案转印方法200包括用用作释放层的涂层涂覆沟槽(步骤210)，将浆料填充到经涂覆的沟槽中(步骤240)，通过照射和释放层的分解从沟槽中释放浆料(步骤250)，以及如果需要，清洁基板上的释放层的残留物和分解产物(步骤260)。
在多个实施方案中，可以通过以下过程中的任一者除去涂层残留物120B：高温分解、选择性激光汽化、真空辅助汽化(降低涂层残留物120B的沸点)、鼓风和/或溶剂洗涤。使用基于热的过程来除去涂层残留物120B，涂层材料可以选择为具有不影响沉积的浆料90B(例如，网格线)和接收基板70的分解温度和/或沸腾温度。例如，涂层材料可以选择为具有远低于c-Si PV金属化过程的高烧结温度(约850℃)、或任选地远低于固化浆料(例如，银环氧化物浆料)的固化温度的分解温度和/或沸腾温度。例如，涂层残留物120B的分解温度和/或蒸发温度可以在200℃至300℃的范围内。在某些实施方案中，也可以使用用于释放浆料90的蒸发层120所使用的相同的激光照射80来使晶片70上的涂层残留物120B蒸发和/或分解。注意，除去涂层残留物120B可以以单个过程步骤或以两个或更多个过程步骤(例如高温分解(例如，通过激光照射80和/或在烘箱、干燥炉和/或烧结炉中的任一者中)，后接低温洗涤或吹扫)进行。
以下非限制性实例公开了与Nd：Yag激光照射一起使用的NIR吸收染料。除了NIR吸收染料之外，涂层120还可以包含溶剂以及任选的粘结剂、表面剂和/或粘度调节剂。
NIR吸收染料的组分的非限制性实例包括二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物和/或酞菁。示出的二亚铵离子配合物可以包括例如作为一个或更多个残基的烷基链R和反荷离子(未示出)例如2SbF6-。
Figure BDA0003905879040000081
在任何公开的实施方案中，NIR吸收染料的组分的另外的非限制性实例可以包括以下中的任一者：例如具有延长的[CH＝CH]n链的花青(四甲基吲哚(二)-羰菁)染料，例如开链花青(R2N+＝CH[CH＝CH]n -NR2)、半菁(芳基＝N+＝CH[CH＝CH]n-NR2)、闭链花青(芳基＝N+＝CH[CH＝CH]n-N＝芳基)、中性花青(R2N+＝CH[CH＝CH]n-CN和R2N+＝CH[CH＝CH]n-CHO)，或其变体或混合物；酞菁或萘菁染料(包含通过氮原子环连接的四个异吲哚单元)或其金属配合物(例如，与铝或锌)、二硫代烯金属配合物(具有一至三个二硫代烯配体)(例如与镍)、方酸菁(squaraine)染料例如方酸染料III(squarylium dye III)、醌类似物、二亚铵化合物和偶氮衍生物，和/或其任何变体、衍生物和/或组合。
涂层制剂中包含的溶剂可以选择为溶解染料以及任选的粘结剂和添加剂，并且可以包括例如丙酮、酮、醇、芳族烃和/或乙二醇醚溶剂。
涂层制剂还可以包含粘结剂以在沟槽110中形成作为连续膜的涂层120，所述粘结剂包含聚合物和/或聚合物前体，例如聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素和/或其衍生物，只要粘结剂的分解温度低于浆料烧结温度(例如，对于银浆料90为800℃，或者对于银浆或其他金属浆料或其混合物为，例如850℃，800℃，750℃，700℃，650℃，600℃，550℃，500℃，450℃，400℃，350℃中的任意者)或低于浆料固化温度(例如，对于银环氧化物浆料90为300℃，或者对于银环氧化物浆料或其他金属浆料为，例如300℃，250℃，200℃中的任意者)即可。还可以选择粘结剂以使涂层残留物120B的量最小化和/或简化涂层残留物120B的除去。
涂层制剂还可以包含被选择以稳定不同涂层组分的分散的表面润湿添加剂和/或被选择以支持涂层120在沟槽110中的施加的粘度调节剂。添加剂和/或粘度调节剂选择为使其分解温度低于浆料烧结温度或固化温度(取决于浆料的类型)，并且还可以选择为使涂层残留物120B的量最小化和/或简化涂层残留物120B的除去。
在某些实施方案中，涂层120的固体含量可以为10重量％至20重量％以使得能够在20μm至30μm深的沟槽110内达到1μm至10μm厚的涂层120。
在某些实施方案中，可以将涂层制剂或其任何组分例如NIR吸收染料混合到浆料90中，以增强释放或可能至少部分地替代涂层120(例如，在图案转印片100的某些区域中)。因此，除了市售的印刷浆料(例如，来自HeraeusTM的SOL9651BTM)之外，浆料90还可以包含NIR吸收染料，例如如本文所示的二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物和/或酞菁。注意，可以将NIR吸收染料添加到银浆料和/或银环氧化物浆料中。
某些实施方案包括用于图案转印过程(其包括将浆料填充到聚合物图案转印片中的以特定图案形式排列的沟槽中，并且在通过激光束照射时将浆料从沟槽中连续释放到接收基板上)的浆料。例如，在照射是在NIR中的情况下，浆料包含被配置成增强浆料从沟槽中的释放的释放材料，其中释放材料包含至少一种NIR吸收染料，所述NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁、其衍生物、其盐和/或其组合。非限制性实例包括来自TCI(Tokyo Chemical Industry，Ltd)的染料、Epolin的EpolightTM1117(四(癸基)铵结构)和/或Luminochem的Lunir5TM。
图3A和图3B是根据本发明的一些实施方案的释放层涂覆过程210的高水平示意性侧视图。在多个实施方案中，用作释放层的涂层120可以通过任何已知的技术例如凹版涂布、微凹版涂布、转印辊涂布、狭缝(模)挤出涂布、反向逗号(reverse comma)涂布、Mayer棒涂布、刮刀涂布或其他技术来沉积或施加，通过相应的涂覆机来施加。
例如，图3A示意性地示出了刮刀涂覆法，所述刮刀涂覆法在保持沟槽110之间的表面清洁的同时使用至少一个刀片140、140A用涂覆溶液121(示意性地示出，当在沟槽110内时由数字122表示)填充沟槽110。在将涂覆溶液122干燥之后，在沟槽110内以主要通过涂覆溶液121的固体含量确定的厚度形成涂层120。封闭腔刮刀140A(保护或封闭涂覆溶液121)可以被配置成改善涂覆溶液121的控制并且确保沟槽之间的表面的清洁度。
替代地或者可能补充地，图3B示意性地示出了涂层沉积，然后进行沟槽110之间的表面清洁。可以例如使用铺杆技术、喷雾、狭缝挤出等将涂覆溶液123施加至图案转印片100的至少一部分的表面，并干燥以形成涂层120以及在沟槽110之间的表面上的残留物124。残留物124可以通过各种方法例如以特定角度设置的刮刀145(例如由金属、塑料、橡胶等制成)、粘辊146等来除去-将涂层120留在沟槽110内。可以回收除去的残留物。
任何公开的涂覆法210可以以固定模式(具有固定的图案转印片100和相对于其移动的各个涂覆元件)和/或以连续模式(具有固定的涂覆元件和相对于其移动的图案转印片100，例如以辊对辊方法使用辊)来进行。
可以在将图案转印片100进给到PTP系统101之前，或者在它们在PTP系统101中移动期间，例如，就在对沟槽进行浆料填充之前，预先进行涂覆过程210。
在多个实施方案中，可以使用表面处理技术例如等离子体(例如电晕)、施加硅烷添加剂等来对沟槽110的至少表面进行处理以增强或控制涂层120与其的粘附。表面处理可以被配置成在沟槽110内所需的涂层粘附、将残留物从沟槽之间的表面除去(如果需要)和通过涂层分解而释放浆料以及通过可能的片回收考虑之间进行平衡。
在多个实施方案中，PTP系统101可以被配置成例如在控制栅线(网格线)的印刷质量的印刷质量站检查和控制涂覆过程和清洁过程，以将过程保持在预定义的过程窗口内。在某些实施方案中，可以进行对释放材料的残留物的监测作为与PTP系统101相关联的浆料回收过程的一部分。
公开的片100可以用于在例如用于光伏(PV)电池的硅晶片上印刷厚金属浆料的细线，以及用于通过创建用于印刷的无源电子组件如电阻器或电容器或者用于其他印刷的电子设备的导电线或焊盘或其他特征(例如，在用于PCB的层合体上)来生产电子电路。其他应用可以包括在以下的制造过程中创建导电特征：移动电话天线，装饰性和功能性汽车玻璃，半导体集成电路(IC)，半导体IC封装连接，印刷电路板(PCB)，PCB组件组装，光学生物、化学和环境传感器和探测器，射频识别(RFID)天线，有机发光二极管(OLED)显示器(无源矩阵或有源矩阵)，OLED照射片，印刷电池和其他应用。例如，在非限制性太阳能应用中，金属浆料可以包含金属粉末、任选的玻璃料和改性剂、挥发性溶剂和非挥发性聚合物和/或树脂。浆料的非限制性实例包括来自HeraeusTM的SOL9651BTM。
将浆料填充到沟槽110中可以通过在任何类型的PTP系统101内运行的任何类型的浆料填充头60(图4B，并参见例如中国专利申请号202110673006.5和202121350578.1和以色列专利申请号294060中的非限制性实施方案，通过引用整体并入本文)来进行。可以控制填充过程以确保用浆料连续且均匀地填充沟槽和标记。
在某些实施方案中，图案转印片100可以对激光束140透明并且至少包括顶部聚合物层114，所述顶部聚合物层114包括压印、压制成型、气动成型或激光成型在其上的沟槽110(在图1中示出)。在示出的非限制性实例中，沟槽110被示出为在截面上为梯形。
周期性沟槽110可以包括以类似方式被压印(例如，压制成型、气动成型或激光成型)到顶部聚合物层114中的沟槽、凹槽和/或凹痕，并且可以具有类似或不同的轮廓。例如，沟槽110可以具有各种轮廓(截面形状)，例如梯形、圆形、正方形、矩形和/或三角形轮廓。在多个实施方案中，转印片100上的沟槽110的图案可以包括连续的沟槽110和/或分离凹痕的阵列。注意，术语“沟槽”不应被解释为将沟槽110的形状限制为线性元件，而是在广义上理解为包括任何形状的沟槽110。
图案转印片100还可以包括底部聚合物层112，所述底部聚合物层112的熔融温度高于顶部聚合物层114的压印温度。在一个非限制性实例中，顶部聚合物层114在其由半结晶聚合物制成的情况下可以具有低于170℃、低于150℃、低于130℃、低于110℃(或者任何中间范围)的熔融温度(Tm)，或者在其由非晶态聚合物制成的情况下可以具有低于160℃、低于140℃、低于120℃、低于100℃(或者任何中间范围)的玻璃化温度(Tg)。底部聚合物层112的熔融温度可以高于顶部聚合物层114的熔点，例如高于100℃(例如，在顶部聚合物层114由聚己内酯制成并且具有约70℃的Tm/Tg的情况下)、高于120℃、高于150℃、高于160℃(例如，双轴取向的聚丙烯)以及最高至400℃(例如，某些聚酰亚胺)、或者中间值。
在多个实施方案中，聚合物层112、114可以由以下中的至少一者制成：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳族聚酯、其他聚酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、其他丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、乙酸纤维素、硝酸纤维素、芳族聚酰胺、聚氯乙烯、多酚、聚芳酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯乙烯、或其组合-只要顶部聚合物层114的熔融温度或玻璃化转变温度(Tm/Tg)低于底部聚合物层112的熔融温度或玻璃化转变温度(Tm/Tg)即可和/或只要底部聚合物层112不受顶部聚合物层114的加工条件的影响即可。
在某些实施方案中，底部聚合物层112和顶部聚合物层114可以各自为10μm至100μm厚，例如15μm至80μm厚、20μm至60μm厚、25μm至40μm厚、或者任何中间范围内，其中底部聚合物层112至少与顶部聚合物层114一样厚。底部聚合物层112和顶部聚合物层114可以通过对激光束80透明的比10μm薄(例如，比8μm薄、比6μm薄、比4μm薄、比2μm薄或者具有任何中间厚度)的粘合层113来附接。例如，在某些实施方案中，顶部聚合物层114可以比沟槽110的深度厚数μm，例如厚5μm、厚3μm至7μm、厚1μm至9μm、或者厚高至10μm。例如，沟槽110可以为20μm深，顶部聚合物层114可以为20μm至30μm厚(例如，25μm厚)，以及底部聚合物层112的厚度可以在30μm至40μm的范围内(注意，较厚的底部聚合物层112提供更好的机械性能)。
顶部聚合物层114和底部聚合物层112的温度和厚度可以被设计成使得顶部聚合物层114具有良好的成型性、延性和一定的机械强度，同时底部聚合物层112具有良好的机械强度。顶部聚合物层114和底部聚合物层112二者均可以被设计为具有良好的粘结特性。
来自图1至图4B的要素可以以任何可操作的组合进行组合，并且在某些图中而没有在其他图中的某些要素的图示仅用于说明性目的并且是非限制性的。注意，所公开的值可以被修改相应值的至少±10％。
图4A是示出根据本发明的一些实施方案的监测图案转印印刷的方法200的高水平流程图。方法步骤可以使用图案转印片100和/或关于上述PTP系统101来进行，其可以任选地被配置成实施方法200。
方法200包括用释放层材料对图案转印片的复数个沟槽进行内部涂覆(步骤210)，所述释放层材料被配置成在照射时分解以释放填充在经涂覆的沟槽内的浆料。沟槽被配置成填充有印刷浆料(参见步骤240)并且在通过激光束照射时能够将印刷浆料从沟槽中释放到接收基板上(参见步骤250)。涂层被配置成在照射时分解，以增强浆料的释放。
在某些实施方案中，方法200可以包括通过涂布涂覆溶液(例如固体含量为10重量％至20重量％，或者为12重量％，14重量％，16重量％，18重量％或中间值，以及例如，使用刮刀、辊、模等)来进行涂覆210，以及将释放层干燥以形成沟槽的固体层(步骤220)，例如，固体层的厚度可以在1μm至10μm的范围内(例如3μm，5μm，7μm，9μm或中间值)。方法200还可以任选地包括例如使用刮刀和/或粘辊清洁图案转印片的沟槽之间的表面的涂层残留物(步骤230)。
方法200还可以包括通过例如经由以下中的至少一者将涂层的分解产物从接收基板上除去来清洁接收基板(步骤260)：高温分解、选择性激光汽化、真空辅助汽化、鼓风和/或溶剂洗涤。在某些实施方案中，清洁260可以任选地通过与用于释放印刷浆料的照射相同或类似的照射或者通过其他方法例如焙烧和/或洗涤来进行。
图4B为根据本发明的一些实施方案的用于在方法200和PTP系统101(具体地关于浆料填充头60)中使用染料的选项的高水平示意图。在多个实施方案中，实现所公开的使用辐射吸收染料以改善浆料从沟槽中释放(步骤202)可以通过将染料混合到浆料中(步骤205并进一步参见下文)和/或用染料涂覆在图案转印片中的沟槽(步骤210)来进行。将染料混合到浆料中可以有利地在填充沟槽之前进行，例如，通过在使用填充头60之前制备具有混合染料的浆料(步骤206)，例如，作为准备步骤或甚至在单独的设施(由两个不同的箭头指示)和/或通过在填充头中将染料混合到浆料中，用浆料填充沟槽(步骤208)。例如，可以将染料溶液引入到填充头60中的混合器单元(例如，参见中国专利申请号202110673006.5和202121350578.1以及以色列专利申请号294060中的非限制性实施方案，通过引用整体并入本文)，例如，使用恰好位于浆料混合器之前的注射器分配器，使得染料溶液均匀地混合到印刷浆料中。在这样的实施方案(208)中，染料溶液的量和/或类型可以相对于以下的即时印刷要求来进行调节：关于例如，加工窗口晶片宽度、在相关片部分上的加工窗口标记(例如，参见中国专利申请号2021108029807、2021216151878、202111034191X和2021221306455，以及美国专利申请号17/864,419，其通过引用整体并入本文)、通过PTP系统101和/或根据任何其他印刷品质控制方法或装置监控的所需的和/或所得的印刷品质。
图5A至图5C示出了根据本发明的一些实施方案的使用涂层120对印刷的质量以及对保留在接收基板上的残渣残留量的影响。图5A至图5C示出了试验沉积网格线90B，其中放大的图像示出了网格线本身特性和和周围残渣(浆料和涂层残留物)。在所有三种情况下，宽度/高度的比率均相似，分别具体地为23μm/11μm、21μm/14μm以及24μm/13μm。在图5A中，没有使用涂层120并且网格线代表现有技术的线60。图5B和图5C分别示出了使用薄涂层120(估计厚度在1μm至3μm的范围内)和较厚涂层120(估计厚度在3μm至5μm的范围内)在浆料释放250之后且在基板清洁260之前的中间状态130。如在图5A至图5C中看出，相对于未经涂覆的沟槽110(图5A)，涂层120(图5B、图5C)二者均降低了残渣水平，其中在减少网格线90B周围的残渣方面，厚涂层120(图5C)比薄涂层120(图5B)更有效。
图6A和图6B示出了根据本发明的一些实施方案的通过热处理(在约250℃下)进行基板清洁260的效果。图6A和图6B分别示出了清洁260之前在中间状态130下的沉积的网格线90B和清洁之后没有涂层分解产物和残留物的晶片75，其中放大图像示出了表面细节。如在图6B中看出，通过清洁过程从晶片表面除去了涂层残留物120B。
图7A和图7B示出了根据本发明的一些实施方案的使用涂层120产生极细的网格线90B的能力。具体地，图7A示出了晶片75上的18μm宽以及13μm高的栅线(网格线)90B，提供了0.72的高宽比-如在放大图像和测量图中所示；以及图7B示出了晶片75上的甚至更细的13μm宽以及12μm高的栅线(网格线)90B，提供了0.92的高宽比。
虽然在一些实施方案中，可以将释放材料提供为沟槽110内的单独层120，但是一些实施方案可以包括将释放材料的一部分与浆料90混合以改善浆料90的释放。在不添加涂覆过程(涂层120的沉积)的情况下，将释放材料混合到浆料90中可能产生较小的印刷质量改善。可以添加所公开的释放材料以达到浆料90的重量百分之几，例如1重量％至5重量％。在某些实施方案中，可以应用涂层120和将释放材料混合到浆料90中二者。
表1和图8提供了以下实验结果：丙酮溶液中的染料(20重量％)与银(Ag)浆料的不同混合物-染料以1重量％、2重量％、3重量％(混合物百分比，用术语染料负载表示)添加至银浆料中，和在用于沉积银浆料栅线的激光照射强度和过程加工窗口宽度(例如，激光束的有效宽度)的不同组合中使用的浆料。表1还提供了沉积的栅线的所得尺寸以及对所产生的残渣的水平和栅线波纹的定性评估，以指示印刷品质。图8提供了根据本发明的一些实施方案的在不同参数值下印刷的相应栅线90B的图示。在印刷过程中，使用了商用Clearweld920染料和Heraeus SOL9651B浆料。
表1：染料在浆料中的不同混合物和不同的照明强度下的实验性印刷。
Figure BDA0003905879040000151
Figure BDA0003905879040000161
在非限制性的实验例中，在3重量％负载的20重量％浓度溶液下，达到了最佳的印刷结果。在高染料负载(7重量％)下，达到足够的加工窗口所需的激光照射功率是高的(被染料吸收的为300W或更高)，导致残渣的水平高，并且浆料粘度太低，导致在浆料填充期间出现凹处(scooping)和坍塌，这损害了栅线的合适形状。然而，应注意，染料-丙酮溶液中染料浓度的变化(例如，低于20重量％)，或者染料溶液或浆料组合物的变化(例如，不同的染料、不同的溶剂、不同的浆料)可以导致不同的最佳染料负载，因此在具体实施中可以调节这些参数中的任一者。
在多个实施方案中，浆料溶剂可以被调节以在装载染料(例如，作为在丙酮溶液中的20重量％的染料，在其他浓度和/或溶剂中)之后保持足够的粘度。例如，可以将两种或更多种不同的溶剂组合以控制混合溶液的溶解度参数-以实现具有指定溶解度参数(指示特定溶剂的相对溶解力行为的数值)的指定溶液粘度。例如，使用Hansen溶解度参数(以压力的平方根为单位，与两种或更多种溶剂的分子之间不同类型的相互作用有关，具体地，δD与分散力有关，δP与偶极力有关，以及δH与氢键有关)-可以选择溶剂的混合物来溶解染料并提供平均溶解度参数，其对应于所需的溶液粘度和流变行为以产生指定的浆料沉积参数(例如所需的高宽比和低水平的残渣和波纹)。例如，可以将具有低蒸气压和缓慢蒸发/干燥的两种或更多种太阳能电池金属化溶剂(例如，醚-乙二醇溶剂系列，如丁基卡必醇(2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇)、丁基卡必醇乙酸酯、texanol(C12H24O3)和α-萜品醇(C10H18O)等)任意混合以在与丙酮溶液中的染料混合时提供引起所需浆料特性的所需溶解度参数。
作为非限制性实例，为了利用为太阳能电池金属化溶剂的混合物并具有与丙酮类似的溶解度参数的溶剂来代替丙酮(作为染料的溶剂)，表2建议丁基卡必醇和乙腈的非限制性混合物，其接近丙酮的溶解度参数，并且可以用于溶解染料，同时保持符合用于印刷(与染料混合的)浆料所需的参数。具有染料的混合溶液可以被添加至现有的浆料中，或者作为浆料制造的一部分使用。
表2：用于浆料与染料的溶剂混合物的非限制性实例。
Figure BDA0003905879040000171
在多个实施方案中，用于Ag浆料配方的太阳能电池金属化溶剂的混合物可以被配置为具有以下范围的溶解度参数：δD可以为14√MPa至17√MPa，δP可以为4√MPa至10√MPa或11√MPa，以及δH可以为7√MPa至11√MPa。染料溶液的最终溶解度参数可以通过溶剂混合的方式被配置为在这些范围内。作为非限制性实例，表3提供了通常的银浆料溶剂的典型Hansen参数，所述银浆料溶剂可以混合以得到在以上公开范围内的溶剂。
表3：常见的银浆料溶剂的典型Hansen参数。
Figure BDA0003905879040000172
NIR吸收染料的非限制性实例包括如本文举例说明的二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物和/或酞菁。用于印刷浆料的非限制性实例包括银浆料(例如HeraeusTM的SOL9651BTM)和/或银环氧化物浆料。染料可以直接与浆料混合，或者作为溶液混合至浆料中，其中溶液的非限制性实例包括基于丙酮的ClearWeldTM LD920系列和丙烯酸类树脂，例如Epolin的Spectra 390TM。
在多个实施方案中，所公开的浆料组合物按重量计可以包含50％至90％的银颗粒、1％至10％的如本文公开的溶剂、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂(例如粘度调节剂或表面活性剂)、以及1％至7％的所公开的染料，其中NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。
图9提供了根据本发明的一些实施方案的利用直接染料混合用混合有染料的浆料印刷的栅线的图示。这些图像的放大倍数为×5和×50。在某些实施方案中，所公开的浆料组合物按重量计可以包含50％至90％的银颗粒、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂和0.1％至1％的NIR吸收染料，其中NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。直接染料混合扩大了可用染料的范围，扩大至还包括例如菁蓝衍生物，或者其盐和/或其与其他染料的组合。
Figure BDA0003905879040000181
在某些实施方案中，可以将0.1％至1％的NIR吸收染料直接混合到印刷浆料中，避免使用溶剂。例如，在图示中，使用机械搅拌通过行星式混合机将粉末NIR染料(Luminochem的LUNIR5)与PV银浆料(Heraeus9681B)混合。在该实例中，将0.6重量％的染料混合到浆料中，并在200W的激光照射强度下印刷，得到了干净且连续的线。事实上，直接染料混合可以需要比单独印刷浆料更低的照射强度，并且在释放过程中留下更少的残渣。
在以上描述中，实施方案是本发明的实例或实现方式。“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”的各种出现不一定全部指相同的实施方案。虽然本发明的多个特征可以在单个实施方案的上下文中描述，但是这些特征也可以单独提供或者以任何合适的组合提供。相反，虽然为了清楚起见，在本文中本发明可以在个别实施方案的上下文中描述，但是本发明也可以在单个实施方案中实现。本发明的某些实施方案可以包括来自以上公开的不同实施方案的特征，并且某些实施方案可以并入来自以上公开的其他实施方案的要素。在特定实施方案的上下文中公开本发明的要素不应被视为限制要素仅在特定实施方案中的使用。此外，应理解，本发明可以以各种方式进行或实践，并且本发明可以在除以上描述中概述的实施方案之外的某些实施方案中实现。
本发明不限制于那些图或相应的描述。例如，流程不需要通过每个示出的框或状态进行移动，或者以与示出和描述的完全相同的顺序进行移动。除非另有定义，否则本文中所使用的技术术语和科学术语的含义应被本发明所属领域的普通技术人员普遍理解。虽然已经关于有限数目的实施方案描述了本发明，但是这些不应被解释为对本发明范围的限制，而是作为一些优选实施方案的示例。其他可能的变型、修改和应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受到现在为止已经描述的内容的限制，而应受到所附权利要求及其合法等同方案的限制。

Claims (39)

1.一种图案转印片，包括：
在聚合物膜中的复数个沟槽，所述沟槽以特定图案排列并且被配置成填充有印刷浆料并且在通过激光束照射时使得能够将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收基板上，
其中所述沟槽内部涂覆有涂层，所述涂层被配置成在施加用于浆料释放的所述照射时分解，以增强所述浆料的释放。
2.根据权利要求1所述的图案转印片，其中所述涂层包含至少一种有机基染料，所述有机基染料吸收施加用于浆料释放的所述照射并且在低于所述接收基板上的所述浆料的烧结温度或固化温度的温度下降解或分解；至少一种溶剂；以及任选地以下中的至少一者：粘结剂、表面剂和粘度调节剂。
3.根据权利要求2所述的图案转印片，其中所述照射是近红外(NIR)的并且所述至少一种染料包括至少一种NIR吸收染料。
4.根据权利要求3所述的图案转印片，其中所述至少一种NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁，其衍生物，和/或盐和/或组合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图案转印片，其中所述涂层在低于800℃的所述浆料的烧结温度下降解或分解。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的图案转印片，其中所述涂层在低于300℃的所述浆料的固化温度下降解或分解。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的图案转印片，其中所述涂层的固体含量为10重量％至20重量％。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的图案转印片，其中所述涂层为1μm至10μm厚。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片对激光照射是透明的，以及所述沟槽通过压制成型、气动成型、激光成型或压印形成在所述图案转印片中。
10.根据权利要求9所述的图案转印片，其特征在于，所述沟槽的截面为以下中的任一者：梯形、矩形、圆形或三角形。
11.根据权利要求9或10所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片包括至少一层聚合物层，所述聚合物层由以下中的至少一者制成：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳族聚酯、芳族-脂族共聚酯、丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、乙酸纤维素、硝酸纤维素、芳族聚酰胺、聚氯乙烯、多酚、聚芳酯、聚苯硫醚、聚苯醚或聚苯乙烯。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片至少包括：
包括所述沟槽的顶部聚合物层，和
熔化温度高于所述顶部聚合物层的压印温度的底部聚合物层。
13.根据权利要求12所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层在由半结晶聚合物制成的情况下，具有低于170℃的熔化温度，或者在由非晶聚合物制成的情况下，具有低于160℃的玻璃化温度。
14.根据权利要求13所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层在由半结晶聚合物制成的情况下，具有低于110℃的熔化温度，或者在由非晶态聚合物制成的情况下，具有低于100℃的玻璃化温度。
15.根据权利要求13所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层各自为10μm至100μm厚，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层通过对激光照射透明的薄于10μm的粘合剂层附接，并且其中所述底部聚合物层至少与所述顶部聚合物层一样厚。
16.根据权利要求13所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层各自为25μm至40μm厚，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层通过对激光照射透明的薄于2μm的粘合剂层附接，并且其中所述底部聚合物层至少与所述顶部聚合物层一样厚。
17.一种图案转印方法，包括：
对图案转印片的复数个沟槽内部涂覆涂层，所述沟槽被配置成填充有印刷浆料，
通过激光束照射使所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收基板上，
其中所述涂层被配置成在所述照射时分解，以增强所述浆料的释放，以及
任选地通过从其中除去所述涂层的分解产物来清洁所述接收基板。
18.根据权利要求17所述的图案转印方法，其中所述涂覆通过涂布固体含量为10％至20％的涂覆溶液并干燥所述涂覆溶液来进行。
19.根据权利要求18所述的图案转印方法，其中所述涂覆通过以下至少一者进行：凹版涂布、微凹版涂布、转印辊涂布、狭缝挤出涂布、反向逗号涂布、Mayer棒涂布、刮刀涂布。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的图案转印方法，还包括从所述图案转印片的所述沟槽之间的表面清除涂层残留物。
21.根据权利要求17至19中任一项所述的图案转印方法，其中所述清洁通过以下中的至少一者进行：高温分解、选择性激光汽化、真空辅助汽化、鼓风和/或溶剂洗涤。
22.根据权利要求17至19中任一项所述的图案转印方法，其中所述清洁通过与用于释放所述印刷浆料的所述照射相同的照射来进行。
23.一种图案转印方法，包括：
将激光吸收染料混合到印刷浆料中，
用所述印刷浆料填充图案转印片的复数个沟槽，
通过经由激光束的照射将所述印刷浆料从所述沟槽中释放到接收基板上，以及
其中所述激光吸收染料被配置成在照射时分解，以增强所述浆料的释放。
24.根据权利要求23所述的图案转印方法，其中所述混合是在准备步骤中在填充之前进行。
25.根据权利要求23所述的图案转印方法，其中所述混合在所述填充之前与各自的浆料填充头联合简短地进行。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的图案转印方法，还包括通过从所述接收基板除去所述染料的分解产物来清洁所述接收基板。
27.一种用于图案转印过程的浆料，其中：
所述浆料被配置成填充到聚合物图案转印片中的复数个沟槽中，并且通过近红外(NIR)激光束照射时，所述浆料从所述沟槽中连续释放，以及
所述浆料包含被配置成增强所述浆料从所述沟槽中释放的包含NIR吸收染料的释放材料。
28.根据权利要求27所述的浆料，其中至少一种NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁，其衍生物或盐和/或组合。
29.根据权利要求27或28所述的浆料，包含银浆料和/或银环氧化物浆料。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的浆料，其中将所述NIR吸收染料直接混合到所述浆料中。
31.根据权利要求27至29中任一项所述的浆料，其中将所述NIR吸收染料作为染料溶液混合到所述浆料中。
32.根据权利要求31所述的浆料，其中所述染料溶液包含丙酮作为溶剂。
33.根据权利要求32所述的浆料，其中所述染料溶液包含20重量％的在丙酮中的染料，并且以3重量％与所述浆料混合。
34.根据权利要求31所述的浆料，其中所述染料溶液包含被配置成接近丙酮的溶解度参数的太阳能电池金属化溶剂的混合物。
35.根据权利要求34所述的浆料，其中所述太阳能电池金属化溶剂包括丁基卡必醇(2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇)、丁基卡必醇乙酸酯、texanol(C12H24O3)和α-萜品醇(C10H18O)中的至少两者。
36.根据权利要求34所述的浆料，其中所述太阳能电池金属化溶剂的混合物被配置成具有以下溶解度参数：δD为14√MPa至17√MPa、δP为4√MPa至11√MPa、以及δH为7√MPa至11√MPa。
37.一种印刷浆料，按重量计包含50％至90％的银颗粒、1％至10％的溶剂、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂和1％至7％的NIR吸收染料，其中：
所述溶剂具有以下溶解度参数：δD为14√MPa至17√MPa、δP为4√MPa至11√MPa、以及δH为7√MPa至11√Mpa，以及
所述NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。
38.一种印刷浆料，按重量计包含50％至90％的银颗粒、1％至5％的玻璃料、1％至5％的聚合物粘结剂、1％至5％的添加剂和0.1％至1％的NIR吸收染料，其中所述NIR吸收染料包括以下中的至少一者：二亚铵离子配合物、二硫代烯配合物、菁、酞菁、其衍生物或盐和/或组合。
39.一种图案转印系统，其中，所述图案转印系统通过使用根据权利要求1至16中任一项所述图案转印片进行激光转印；
或者所述图案转印系统通过使用根据权利要求17至22中任一项所述的图案转印方法进行激光转印；
或者所述图案转印系统通过使用根据权利要求23至26中任一项所述的图案转印方法进行激光转印；
或者所述图案转印系统通过使用根据权利要求27至38中任一项所述的浆料进行激光转印。
CN202211308052.6A 2021-10-22 2022-10-24 使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法 Pending CN116001465A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111233805 2021-10-22
CN2021112338057 2021-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116001465A true CN116001465A (zh) 2023-04-25

Family

ID=83995153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211308052.6A Pending CN116001465A (zh) 2021-10-22 2022-10-24 使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230129519A1 (zh)
EP (1) EP4171181A3 (zh)
KR (1) KR20230057995A (zh)
CN (1) CN116001465A (zh)
IL (1) IL297544A (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19746174C1 (de) * 1997-10-18 1999-07-08 Udo Dr Lehmann Druckverfahren und Einrichtung zu dessen Durchführung
EP2294240B1 (en) * 2008-06-19 2017-03-08 Utilight Ltd. Light induced patterning
CN202130645U (zh) 2011-07-05 2012-02-01 大东集团有限公司 一种包装盒
JP6519243B2 (ja) * 2015-03-13 2019-05-29 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 レーザー加工用導電性ペースト、およびその利用
US11089690B2 (en) * 2016-03-16 2021-08-10 Ncc Nano, Llc Method for depositing a functional material on a substrate
US20200211729A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Conductive pastes for pattern transfer printing
IL294060A (en) 2021-06-17 2023-01-01 Wuhan Dr Laser Tech Corp Ltd Paste release head with cyclic mixing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230057995A (ko) 2023-05-02
US20230129519A1 (en) 2023-04-27
EP4171181A3 (en) 2023-06-28
EP4171181A2 (en) 2023-04-26
IL297544A (en) 2023-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101586506B1 (ko) 충전제 재료를 포함하는 투명한 전도성 코팅
US8404160B2 (en) Metallic ink
RU2505889C2 (ru) Способ изготовления электродов для солнечных батарей
EP2957155B1 (en) Two-step, direct- write laser metallization
EP2150417B1 (en) Metallic ink
CN100429563C (zh) 成膜方法、配线图案的形成方法及电光学装置和电子仪器
US20120111409A1 (en) Semiconductor oxide ink composition for inkjet printing, method of manufacturing the same, and method of manufacturing photoelectric conversion element using the same
KR20140044743A (ko) 전도성 하이브리드 구리잉크 및 이를 이용한 광소결 방법
CN116001465A (zh) 使用释放层和/或浆料混合物的图案转印片和方法
CN218020905U (zh) 图案转印片、浆料填充单元及光伏太阳能电池
Ghahremani et al. Rapid processing of perovskite solar cells through pulsed photonic annealing: a review
TWI671286B (zh) 銀離子之羧酸根ｎ－雜芳族錯合物及用途
EP4201574A1 (en) Pattern transfer printing of multi-layered features
KR20150090022A (ko) 태양 전지의 제조 방법 및 태양 전지
US20230207720A1 (en) Pattern transfer printing of multi-layered features
IL289428A (en) Transfer printing of multi-layered details
KR102555869B1 (ko) 도전체 및 그 제조 방법
US20240180026A1 (en) Printable composition for opto-electronic device
Watanabe et al. Submicron writing by laser irradiation on metal nano-particle dispersed films toward flexible electronics
US20230413449A1 (en) Method for fabricating electronic circuit and metal ion solution
EP3999910A1 (en) A method of manufacturing a transparent conductive film
KR101073863B1 (ko) 인쇄 전자 장치 및 그의 인쇄 전자 소자 제조 방법
CN116080256A (zh) 一种转印基板及一种转印方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB02 Change of applicant information

Address after: No. 88 Jiulonghu Street, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province, 430078

Applicant after: WUHAN DR LASER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: No. 5, Huashiyuan Second Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province, 430074

Applicant before: WUHAN DR LASER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination