CN210283580U - 一种网版结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种网版结构，所述网版结构包括底膜和复合膜层，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；复合膜层设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔相应设置的第二开孔，以在印刷过程中存储印刷材料。通过本实用新型的网版结构印刷的电极的高度均匀，降低了对印刷材料的消耗量，从而降低成本，提高产品印刷质量。

Description

一种网版结构

技术领域

本实用新型涉及丝网印刷技术领域，具体而言涉及一种网版结构。

背景技术

太阳能光伏应用将在2050年成为驱动全球经济的主要能源。太阳电池是利用光生伏特效应直接将太阳能转换为电能的新能源器件。目前光伏发电占全球能源消耗总量之比仍很小，未来增长空间巨大。更高的光电转换效率、更低的生产成本是突破太阳电池发展瓶颈，开拓太阳能实际应用的关键。

丝网印刷技术具有工艺过程简单、印刷图形设计空间大、适合大规模生产等优势成为电池量产电极制备的首选技术。印刷时，在网版上导入适量的导电银浆，用刮刀施加一定的压力把浆料均匀地铺开到待印刷区域，然后由刮板移动挤压，把浆料从图形开口部分的网孔中挤压到衬底上。由于浆料具有一定的粘度，流动性较差，故其会被限制在印刷图形的可控制范围内。印刷过程中，刮板始终与网版和衬底呈线接触，接触线随刮刀移动而移动。由于网版与衬底之间保持一定的间隙，故印刷时的丝网通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网与基片呈移动式线接触，而丝网其它部分与衬底为脱离状态，故印刷精度较高且不会污染衬底。刮过整个印刷区域后，刮板抬起的同时丝网也脱离衬底，工作台返回到上料位置，印刷行程完毕。

然而，丝网印刷技术也存在着诸多不足，主要体现在以下几方面： (1)在印刷线条粗，不能印刷很精细的图案；(2)印刷过程中，由于网版丝网网结的存在，网结处阻挡浆料的透过，导致该区域的线条高度较其他区域低，线条的高度不均匀。并且在一些直拉网无网结网版的开孔处仍然存在线径为几十微米粗的丝线，阻挡浆料的透过，导致了丝线处线条的厚度降低，限制了电极开孔的进一步降低和线条均匀性的提高。另一方面，直拉网的网版丝线间的牢固程度较斜拉网降低，网版耐印力较低。

因此，鉴于上述问题的存在，本实用新型提供一种新的网版结构。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种网版结构，所述网版结构包括：

底膜，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；

复合膜层，设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔对应设置的第二开孔，以在印刷过程中存储印刷材料。

示例性地，所述第一开孔的宽度小于或等于所述第二开孔的宽度。

示例性地，所述网版结构还包括：网框，所述底膜和所述丝网均固定于所述网框上。

示例性地，位于所述丝网和所述底膜之间的所述第二开孔内的部分区域为印刷材料存储区域。

示例性地，所述第一开孔的宽度范围为1μm～1000μm；和/或，

所述底膜的厚度范围为1μm～5000μm。

示例性地，所述第二开孔的宽度范围为2μm～1000μm，和/或；所述固化层的厚度为2μm～5000μm。

示例性地，所述底膜的材料包括有机膜、金属膜和无机膜中的至少一种；和/或，

所述固化层包括感光乳剂；和/或

所述丝网包括直拉网、斜拉网或钢板。

示例性地，所述有机膜包括聚酰亚胺、聚酮醚膜、聚对苯二甲酸类膜和聚丙烯膜中的至少一种；

所述金属膜包括铝膜和/或不锈钢；

所述无机膜包括陶瓷膜和/或氧化铝膜；

所述感光乳剂包括：聚酰亚胺、聚酮醚膜、聚对苯二甲酸类膜和聚丙烯膜聚乙烯-聚醋酸乙烯酯膜中的至少一种。

示例性地，所述丝网的材料包括不锈钢、尼龙网、复合网或钢板；和/或，所述丝网由纵横交错的丝线构成，其中所述丝线的线径在1μm～50μm之间。

示例性地，所述底膜的顶面和所述第一开孔的侧壁之间的夹角范围在45°～135°之间；和/或，

所述底膜的顶面和所述第一开孔的侧壁之间的夹角为圆角或钝角。

本实用新型的网版结构包括底膜和复合膜层，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有多个和所述第一开孔相对设置的第二开孔。底膜上的第一开孔的尺寸能够精确控制，使得利用该网版结构印刷电极的线宽更小，高度均匀，降低了对印刷材料的消耗量，降低成本。并且，在印刷时，由于印刷材料可以存储于第一开孔上方的第二开孔内，相比传统的网版结构其避免了丝网网结处阻挡印刷材料透过的问题，通过本实用新型的网版结构印刷的电极的高度均匀，降低了对印刷材料的消耗量，从而降低成本，提高产品印刷质量。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1示出了一种传统网版的剖面示意图；

图2A示出了本实用新型一个实施例中的网版结构的剖面示意图；

图2B示出了本实用新型另一个实施例中的网版结构的剖面示意图；

图2C示出了本实用新型再一个实施例中的网版结构的剖面示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在... 下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/ 该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

丝网印刷技术存在着诸多不足，主要体现(1)在印刷线条粗，不能印刷很精细的图案；(2)印刷过程中，由于网版丝网网结的存在，网结处阻挡浆料的透过，导致该区域的线条高度较其他区域低，线条的高度不均匀。近几年，通过网版设计改进，将传统的斜拉钢丝网用直拉网替代，并调整乳胶曝光，使栅线开孔位于两条直拉钢丝网之间，故开孔处不再存在网结，使印刷时浆料的平整性显著提高，利于浆料的通过，配合高粘度浆料将显著改善载流子收集，提高电池的短路电流。但是，直拉网无网结网版的开孔处仍然存在线径为几十微米粗的丝线，阻挡浆料的透过，导致了丝线处线条的厚度降低，限制了电极开孔的进一步降低和线条均匀性的提高。另一方面，直拉网的网版丝线间的牢固程度较斜拉网降低，网版耐印力较低。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种网版结构，所述网版结构包括：

底膜，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；

复合膜层，设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔对应设置的第二开孔，以在印刷过程中存储印刷材料。

本实用新型的网版结构包括底膜和复合膜层，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔相应设置的第二开孔。底膜上的第一开孔的尺寸能够精确控制，使得利用该网版结构印刷电极的线宽更小，高度均匀，降低了对印刷材料的消耗量，降低成本。并且，在印刷时，由于印刷材料可以存储于第一开孔上方的第二开孔内，相比传统的网版结构其避免了丝网网结处阻挡印刷材料的透过的问题，通过本实用新型的网版结构印刷的电极的高度均匀，降低了对印刷材料的消耗量，降低成本，提高产品印刷质量。

下面，参考附图对本实用新型的网版结构做详细说明，其中，图 1示出了一种传统网版的剖面示意图；图2A示出了本实用新型一个实施例中的网版结构的剖面示意图；图2B示出了本实用新型另一个实施例中的网版结构的剖面示意图；图2C示出了本实用新型再一个实施例中的网版结构的剖面示意图。

如图2A所示，所述网版结构200包括底膜201，所述底膜201 上具有贯穿所述底膜201的至少一个第一开孔205，以使印刷材料通过所述第一开孔205印刷至基板上。示例性地，例如通过丝网印刷技术印刷时，该第一开孔205用于在例如多晶硅片或单晶硅片的基板上印刷电极，则该第一开孔205的数量、形状和尺寸则与需要印刷的电极的数量、形状和尺寸相匹配。

所述底膜的材料包括有机膜，金属膜和无机膜中的至少一种，或者其他适合的膜层。可选地，所述有机膜包括树脂膜，所述有机膜还可以包括聚酰亚胺、聚酮醚膜、聚对苯二甲酸类膜和聚丙烯膜中的至少一种，或者其他适合的有机膜。可选地，所述金属膜包括铝膜和/ 或不锈钢、或者其他适合的金属膜；可选地，所述无机膜包括陶瓷膜和/或氧化铝膜，或者其他适合的无机膜。

可以通过适合的方法例如紫外光图形转移、激光烧蚀、喷墨打印、层压、电沉积等在所述底膜上形成所述第一开孔。由于上述方法加工精度更高，可开孔的尺寸更小，因此，通过上述方法在底膜上设置第一开孔能够显著减小第一开孔的尺寸，特别是第一开孔的宽度，从而降低通过所述第一开孔印刷的电极的线宽，例如，降低到30微米以下，从而降低对印刷材料的消耗量。所述第一开孔的俯视形状可以为长条形，或者可以根据实际需要印刷的电极的形状进行合理的设计。

上述第一开孔205的宽度根据实际需要进行合理设定，可选地，所述第一开孔205的宽度范围为1μm～1000μm，或者其他适合的数值范围。可选地，所述底膜201的厚度范围为1μm～5000μm，或者其他适合的厚度。

上述印刷材料可以包括浆料、油墨或者其他的印刷材料，其中，浆料可以包括银浆，用于形成太阳电池的电极。

继续如图2A所示，所述网版结构200还包括复合膜层，复合膜层设置在所述底膜201上，所述复合膜层包括丝网203和包覆所述丝网203的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔205相应设置的第二开孔，可选地，所述第二开孔可以包括位于丝网上方的第一部分206和位于丝网下方的第二部分207。在印刷时，印刷材料通过第二开孔的第一部分206以及丝网203上的网孔进入丝网203下方的第二开孔的第二部分207内，部分印刷材料存在在该第二部分207内，之后再通过第一开孔205印刷至基板上，这样，印刷材料在印刷时不会再受到丝网网结或者丝网的网线的影响，从而能够在印刷时顺利的从第二部分207内流入第一开孔205内，再印刷至基板上，从而提高印刷电极的高度均匀性，优化产品的印刷质量。

其中，所述第二开孔的宽度可以和丝网的任意一个网孔的宽度匹配，或者，所述第二开孔的宽度可以大于任意一个网孔的宽度。可选地，所述第二开孔的宽度范围为2μm～1000μm，或者其他适合的宽度范围。可选地，为了使印刷材料更顺利的进入第二开孔内，在沿所述第二开孔的宽度方向上，所述丝网的至少一个网孔与第二开孔相对。

在一个实施例中，所述第一开孔205的宽度d1小于或等于所述第二开孔的宽度d2，或者，还可以是，第一开孔205的宽度小于或等于第二开孔的第二部分207的宽度，其中，第二开孔的第一部分 206和第二部分207还可以具有不同或者相同的宽度，例如，可以使第二开孔的第一部分206的宽度小于第二部分207的宽度。可选地，位于所述丝网和所述底膜之间的所述第二开孔内的部分区域为印刷材料存储区域。其中，所述第一开孔205的宽度小于所述第二开孔的宽度，那么从第二开孔中露出的底膜可以起到一定的支撑作用，在该部分底膜以上的第二开孔内可以作为印刷材料的存储区域。

可选地，所述丝网203包括直拉网、斜拉网或钢板，或者其他任意适合的丝网结构。所述丝网的材料包括不锈钢、尼龙网、复合网或钢板等。所述丝网203可以由纵横交错的丝线构成，其中所述丝线的线径在1μm～50μm之间，或者其他适合的线径范围也可以适用。

由于第二开孔内的印刷材料存储区域的存在，使得对丝网的结构和类型的要求显著降低，即使在第一开孔上方的丝网具有少量网结，也不会因为该网结的存在而影响印刷质量，并且丝网还能够提高网版的稳定性。

示例性地，所述固化层可以包括至少一层固化层，或者所述固化层包括多层层叠设置的固化层，不同层的固化层可以包括不同的材料或者也可以包括相同的材料，例如如图2A所示，固化层可以包括位于丝网203下方的第一固化层202和位于丝网203上方的第二固化层 204，第一固化层202和第二固化层204包裹所述丝网203。

固化层的材料包括乳剂层，所述乳剂层包括感光乳剂，其中，所述感光乳剂包括：聚酰亚胺、聚酮醚膜、聚对苯二甲酸类膜和聚丙烯膜聚乙烯-聚醋酸乙烯酯膜中的至少一种。

可选地，所述固化层的厚度在2μm～5000μm，该固化层的厚度可以根据实际的需要合理设定，其中，还可以使位于丝网上方的固化层的厚度小于位于丝网下方的固化层的厚度，以节省固化层的使用量，并且还不会影响丝网下方的第二孔对印刷材料的容纳空间。

可以通过紫外光图形转移、激光烧蚀、喷墨打印、层压、电沉积等方式或者其他适合的方式在固化层内形成第二开孔。

在一个实施例中，所述网版结构还包括网框(未示出)，所述底膜和所述丝网均固定于所述网框上，以使在印刷过程中丝网等膜层在受压后，依靠网框的拉力仍能够回复。

在一个实施例中，所述底膜201的顶面和所述第一开孔205的侧壁之间的夹角范围在45°～135°之间，或者其他适合的角度。其中，在该夹角为锐角时，例如夹角设置在45°至90°之间时，可以使得第一开孔的顶部的宽度小于底部的宽度，而以第一开孔底部的宽度用于控制印刷电极的宽度，这样设置可以使得在第二开孔内露出的底膜的面积更大，增加印刷材料在第二开孔内的存储量。而如图2B所示，在该夹角为钝角时，例如90°至135°之间，钝角使得沿第一开孔宽度延伸方向上的截面的形状具有倒梯形。或者，如图2C所示，所述底膜的顶面和所述第一开孔的侧壁之间的夹角为圆角，上述设置更容易使存储在第二开孔内的浆料流入第一开孔而印刷至基板上。

本实用新型的网版结构为一种双层嵌套高精密丝网印刷网版的结构的一种优选方案，所述网版结构中，1)控制印刷材料底膜上的第一开孔通过印刷到基板上，2)设置在丝网和固化层构成的复合膜层中的第二开孔用于印刷材料(例如浆料)的储存，在印刷过程中，存储的浆料受挤压通过第一开孔印刷到基板，3)丝网、钢板等用于提高网版的可靠性。

如图1所示为一种常规网版的剖视图，该结构中仅包括由第一乳剂层101、第二乳剂层103以及丝网102，并且在乳剂层中设置有开孔，该开孔的宽度d0。

与常规网版相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的双层嵌套高精密印刷网版，在相比传统印刷网版的基础上，增加了一层底膜，用于印刷材料的通过。在底膜上表面覆盖了一层固化层与丝网的复合层，用于印刷材料的储存；则印刷材料在印刷到基板的过程中，避免了丝网对印刷质量的不利影响，从而达到提高产品印刷质量的目的。本实用新型的网版结构具有工艺简单、低成本、高可靠性的优势，摈弃了传统网版印刷材料存储在丝网之间的缺点，而将浆料存储在丝网下面的镂空区域内，可以有效降低丝网印刷电极的宽度，避免网结对印刷电极均匀性的影响，减少金属浆料的耗量，且与现有丝网印刷电极的制备工艺相匹配，在光伏产业、微电子产业、液晶显示器件、低温共烧陶瓷产业等领域具有广泛的应用前景及实用价值。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种网版结构，其特征在于，所述网版结构包括：

底膜，所述底膜上具有贯穿所述底膜的至少一个第一开孔，以使印刷材料通过所述第一开孔印刷至基板上；

复合膜层，设置在所述底膜上，所述复合膜层包括丝网和包覆所述丝网的固化层，其中，所述固化层具有与所述第一开孔对应设置的第二开孔，以在印刷过程中存储印刷材料。

2.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，所述第一开孔的宽度小于或等于所述第二开孔的宽度。

3.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，所述网版结构还包括：网框，所述底膜和所述丝网均固定于所述网框上。

4.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，位于所述丝网和所述底膜之间的所述第二开孔内的部分区域为印刷材料存储区域。

5.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，

所述第一开孔的宽度范围为1μm～1000μm；和/或，

所述底膜的厚度范围为1μm～5000μm。

6.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，所述第二开孔的宽度范围为2μm～1000μm，和/或；所述固化层的厚度为2μm～5000μm。

7.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，

所述底膜的材料包括有机膜、金属膜和无机膜中的至少一种；和/或，

所述丝网包括直拉网、斜拉网或钢板。

8.如权利要求7所述的网版结构，其特征在于，

所述有机膜包括聚酰亚胺、聚酮醚膜、聚对苯二甲酸类膜和聚丙烯膜中的至少一种；

所述金属膜包括铝膜和/或不锈钢；

所述无机膜包括陶瓷膜和/或氧化铝膜。

9.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，所述丝网的材料包括不锈钢、尼龙网、复合网或钢板；和/或，所述丝网由纵横交错的丝线构成，其中所述丝线的线径在1μm～50μm之间。

10.如权利要求1所述的网版结构，其特征在于，所述底膜的顶面和所述第一开孔的侧壁之间的夹角范围在45°～135°之间；和/或，

所述底膜的顶面和所述第一开孔的侧壁之间的夹角为圆角或钝角。

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