ES2964182T3 - Molde de impresión serigráfica para el uso en un procedimiento de impresión serigráfica, dispositivo de impresión serigráfica y procedimiento de impresión serigráfica - Google Patents

Molde de impresión serigráfica para el uso en un procedimiento de impresión serigráfica, dispositivo de impresión serigráfica y procedimiento de impresión serigráfica Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un molde de serigrafía (1, 1') para uso en un método de serigrafía, en particular para producir una estructura de contacto metálica de una célula solar fotovoltaica, que tiene un tejido de serigrafía (1b) con una pluralidad de alargados. elementos de tejido, que están dispuestos en una primera dirección del elemento y en una segunda dirección del elemento perpendicular a ésta, y una plantilla (1c), que está dispuesta sobre el tejido de serigrafía (1b) y tiene al menos una abertura en forma de una canal recto con una anchura de canal BK, presentando los elementos de tejido una distancia AF en la primera dirección del elemento y una distancia que se desvía menos del 5% de AF en la segunda dirección del elemento, y los elementos de tejido tienen un diámetro DG en la dirección del primer elemento y un diámetro que se desvía menos del 5% de DG en la dirección del segundo elemento. La invención también se refiere a un dispositivo de serigrafía y a un molde de serigrafía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Molde de impresión serigráfica para el uso en un procedimiento de impresión serigráfica, dispositivo de impresión serigráfica y procedimiento de impresión serigráfica
La invención se refiere a un molde de impresión serigráfica para el uso en un procedimiento de impresión serigráfica, a un procedimiento de impresión serigráfica asignado, así como a un dispositivo de impresión serigráfica para la aplicación de una pasta de impresión serigráfica sobre un sustrato.
Para la aplicación de una pasta de impresión serigráfica sobre un sustrato, es conocido presionar la pasta de impresión serigráfica a través de un molde de impresión serigráfica por medio de una rasqueta, para aplicar la pasta de impresión serigráfica a un sustrato. El molde de impresión serigráfica presenta un tejido de impresión serigráfica con una pluralidad de elementos de tejido alargados, normalmente fibras de tejido, que son permeables a la pasta de impresión serigráfica. Para conseguir una estructuración de pasta de impresión serigráfica, que pase a través del molde de impresión serigráfica, se dispone una plantilla sobre el tejido de impresión serigráfica, que presenta al menos una abertura, de modo que la pasta de impresión serigráfica solo pase a través del molde de impresión serigráfica en la zona de una o más aberturas de la plantilla y, por lo tanto, se puede aplicar sobre el sustrato una estructura de pasta de impresión serigráfica predeterminada por las aberturas.
El documento DE 102007 059794 A1 describe una plantilla para procedimientos de impresión serigráfica, que consta de un cuerpo de plantilla plano con un espesor de plantilla. El documento US 2009/025581 A1 describe una máscara para la impresión serigráfica, que comprende un cuerpo de máscara, que presenta varias zonas de patrón con orificios para la impresión serigráfica.
En muchas zonas es deseable producir sobre el sustrato, estructuras rectilíneas estrechas a partir de pasta de impresión serigráfica. Este es en particular el caso cuando se usa un procedimiento de impresión serigráfica en la producción de células solares fotovoltaicas: en este caso es conocido producir dopantes y/o metalizaciones sobre una superficie de una capa semiconductora, por medio de una pasta de impresión serigráfica, por lo que la pasta de impresión serigráfica presenta dopantes correspondientes y/o partículas metálicas.
En particular, para la producción de los llamados dedos de metalización de una estructura metálica de contacto para el contacto con una célula solar fotovoltaica, es deseable utilizar estructuras rectilíneas, alargadas a partir de pasta de impresión serigráfica, que presenten una anchura pequeña, por ejemplo, para reducir el sombreado de rayos incidentes por la estructura de metalización y/o pérdidas por recombinación en una interfaz de metal/semiconductor.
Sin embargo, la producción de estructuras rectilíneas alargadas a partir de pasta de impresión serigráfica también es necesaria en otras aplicaciones, por ejemplo, en el campo de la electrónica impresa, en el que se producen pistas conductoras y/o componentes electrónicos.
Por lo tanto, la presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un molde de impresión serigráfica, un procedimiento de impresión serigráfica y un dispositivo de impresión serigráfica, que permitan la aplicación de una estructura de impresión serigráfica rectilínea, alargada, con una anchura pequeña y, sin embargo, con poca fluctuación en la aplicación del material.
Este objetivo se resuelve mediante un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la reivindicación 1, un dispositivo de impresión serigráfica de acuerdo con la reivindicación 7, un procedimiento de impresión de acuerdo con la reivindicación 8, así como el uso de un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la reivindicación 9. Se pueden encontrar configuraciones ventajosos en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención se basa en el conocimiento de que los nudos en los que se cruzan elementos de tejido del tejido de impresión serigráfica pueden conducir a una aplicación reducida de pasta de impresión serigráfica sobre el sustrato, de modo que en las zonas de los nudos se realiza una aplicación menor de pasta de impresión serigráfica, en comparación con las zonas sin nudos, y por lo tanto, se crea así una estructura no homogénea de pasta de impresión serigráfica, por ejemplo con diferente anchura y/o altura.
Esto se debe a que en las zonas en las que se cruzan los elementos de tejido hay de media una superficie de paso más pequeña para la pasta de impresión serigráfica, en comparación con las zonas sin o con menos puntos de cruce.
En particular en moldes de impresión serigráfica para la producción de estructuras rectilíneas con una anchura pequeña, una fuente de error basada en los puntos de cruce es inevitable, si la anchura de la abertura en la plantilla del molde de impresión serigráfica está en el rango de, o es menor que, la distancia entre dos elementos de tejido. En estos casos se producen importantes fluctuaciones porcentuales en la cantidad de pasta de impresión serigráfica aplicada en la zona de los elementos de tejido que se cruzan, de modo que se producen desventajas en la estructura producida, por ejemplo, mayores resistencias de línea en una estructura metálica de contacto producida.
Es conocido el uso de las denominadas rejillas de 0° para evitar estas fuentes de error. Un molde de impresión serigráfica de este tipo presenta una pluralidad de elementos de tejido, que están dispuestos en una primera dirección del elemento y en una segunda dirección del elemento perpendicular a ésta. Por lo tanto, las direcciones de los elementos corresponden a las direcciones de los hilos en tejidos hechos de hilos. La plantilla dispuesta sobre el tejido de impresión serigráfica presenta una abertura en forma de un canal rectilíneo, por ejemplo, una abertura rectangular. En el caso de rejillas de 0°, la extensión longitudinal del canal, discurre paralela a la primera o segunda dirección del elemento. Además, la anchura del canal es menor que la distancia entre los elementos de tejido perpendiculares a la extensión longitudinal del canal. De este modo, la plantilla se puede disponer sobre el tejido de impresión serigráfica de tal manera que, en la zona del canal solo se encuentren elementos de tejido que discurran perpendiculares al canal y, por lo tanto, el canal no presente nudos, es decir, ningún elemento de tejido que se cruce.
Por un lado, rejillas de 0° de este tipo presentan la desventaja de que se reduce considerablemente la estabilidad del molde de impresión serigráfica y, por lo tanto, también la vida útil, ya que en el canal hay una proporción muy reducida de elementos de tejido y, por lo tanto, se produce un punto de rotura predeterminado. Las investigaciones empíricas muestran, que la vida útil de un tamiz de 0° es aproximadamente un 30 % menor, que la vida útil de los tamices con un ángulo típico de 22,5° entre el canal y una de las dos direcciones de los elementos. Además, con los tamices de 0° existe la desventaja de que la producción implica una cantidad de desperdicios significativamente mayor, ya que una alineación incorrecta, es decir, un posicionamiento incorrecto del canal con respecto a los elementos de tejido que discurren paralelos al canal, conduce a que todo el canal quede cubierto por una fibra a lo largo de la abertura del canal, y por lo tanto se minimiza significativamente la superficie de abertura resultante. Esto requiere un procesamiento posterior complejo en el proceso de producción o hay un molde de impresión serigráfica que ya no se puede utilizar.
El molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención está diseñado para su uso en un procedimiento de impresión serigráfica, en particular para la producción de una estructura metálica de contacto de una célula solar fotovoltaica. El molde de impresión serigráfica presenta un tejido de impresión serigráfica con una pluralidad de elementos de tejido alargados, que están dispuestos en una primera dirección del elemento y en una segunda dirección del elemento perpendicular a ésta. Ventajosamente, el tejido de impresión serigráfica puede estar dispuesto en un marco de impresión serigráfica conocido, en particular un marco de impresión serigráfica rectangular del molde de impresión serigráfica. Los elementos de tejido alargados están diseñados preferentemente como fibras de tejido, y el diseño como hilos de tejido también está dentro del alcance de la invención.
Los elementos de tejido del molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención están preferentemente a la misma distancia entre sí en las dos direcciones de los elementos y además preferentemente, todos los elementos de tejido presentan el mismo diámetro. Sin embargo, las tolerancias de fabricación se suelen producir durante la producción. Los elementos de tejido del molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención presentan, por lo tanto, una distancia AF al menos en la primera dirección del elemento, y una distancia en la segunda dirección del elemento que se diferencia de AF en menos del 5%, y los elementos de tejido presentan un diámetro DG en la primera dirección del elemento, y un diámetro en la segunda dirección del elemento que se diferencia de DG aproximadamente en menos del 5%. Es ventajoso que los elementos de tejido presenten una distancia de AF en la primera dirección del elemento, y una distancia en la segunda dirección del elemento que se diferencia de AF en menos del 2%, preferentemente igual a la distancia AF, y/o los elementos de tejido presenten en la primera dirección del elemento un diámetro DG, y en la segunda dirección del elemento un diámetro, que se diferencia de DG en menos del 2%, preferentemente igual al diámetro DG.
El molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención presenta además sobre el tejido de impresión serigráfica una plantilla, que presenta al menos una abertura en forma de un canal rectilíneo. El canal forma por lo tanto una abertura extendida y alargada en la plantilla, que es preferentemente una abertura rectangular.
Es esencial que el canal con la primera dirección del elemento incluya uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /- 0,1° y que la anchura del canal BK del canal sea menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $:
• un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según
BKmax = (2DG AF) sin cp DG eos <¡p
o
• un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según
BKmax - (2DG AF) eos <p - AF sin <p,
cada uno con los parámetros antes mencionados distancia AF [pm] y diámetro DG [pm].
Además, en el molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, la anchura del canal BK es menor que la distancia entre dos elementos de tejido, en la segunda dirección del elemento y en la primera dirección del elemento.
Investigaciones y cálculos exhaustivos de la solicitante, han demostrado que incluso en el caso de canales que no discurran paralelos a una de las direcciones de los elementos, son posibles moldes de impresión serigráfica que no presenten nudos, es decir, que no presenten elementos de tejido que se cruzan en la zona del canal o al menos un número reducido de nudos, en comparación con los tejidos de impresión serigráfica conocidos hasta ahora, en los cuales los canales discurren en un ángulo de 22,5° con respecto a una de las direcciones de los elementos.
Sin embargo, una ventaja de este tipo, solo se consigue con determinados ángulos, por lo que está previsto para cada ángulo un límite superior adicional de la anchura del canal, como se indica en las condiciones anteriores BKmax indicadas en la reivindicación 1.
El molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, presenta la ventaja de que en la zona del canal no hay nudos o al menos hay un número reducido de ellos, y aun así evita las desventajas de las rejillas de 0°, en particular hay una estabilidad claramente mayor en comparación con las rejillas de 0°. Además, el molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención presenta la ventaja de que, incluso si la alineación es incorrecta, no se producen tamices con un defecto importante o incluso tamices inutilizables, como es el caso de los tamices de 0°, sino más bien tamices que corresponden aproximadamente a la calidad de los tamices de 22,5 ° disponibles comercialmente. Incluso en el caso de un defecto de producción, el producto se puede utilizar para procedimientos, que solo requieren la calidad de tamices conocidos con un ángulo de 22,5°.
La propia producción de un tejido de impresión serigráfica impone altas exigencias a la precisión del equipo utilizado. Por lo tanto, es ventajoso que la distancia AF de los elementos de tejido, en la primera dirección del elemento y en la segunda dirección del elemento, se diferencie entre sí en menos del 2%, en particular que la distancia AF de los elementos de tejido en la primera dirección del elemento y en la segunda dirección del elemento sea la misma, y/o que el diámetro DG de los elementos de tejido en la primera dirección del elemento, y el diámetro de los elementos de tejido en la segunda dirección del elemento, se diferencien en menos del 2%, en particular que el diámetro DG de los elementos de tejido en la primera dirección del elemento y el diámetro de los elementos de tejido en la segunda dirección del elemento sean los mismos.
Ventajosamente, la distancia entre los elementos de tejido en la primera dirección del elemento y en la segunda dirección del elemento sean, por lo tanto, la misma. Esto significa que se pueden utilizar tejidos de impresión serigráfica de alta calidad disponibles comercialmente.
Las ventajas descritas anteriormente aparecen ya cuando la plantilla del molde de impresión serigráfica presenta -posiblemente además de otras aberturas, en particular aberturas no rectilíneas - solo un canal rectilíneo que cumple las condiciones descritas anteriormente.
Sin embargo, en muchas aplicaciones, particularmente en la producción de células solares fotovoltaicas, es ventajoso proporcionar un gran número de canales rectilíneos que discurran paralelos en la plantilla, para aplicar sobre el sustrato un gran número de estructuras rectilíneas y paralelas a partir de pasta de impresión serigráfica. Este es el caso, particularmente, en la producción de estructuras metálicas de contacto de una célula solar y/o estructuras de dopado selectivo, en particular estructuras selectivas de emisor de una célula solar fotovoltaica.
Por lo tanto, la plantilla presenta ventajosamente varios canales rectilíneos y paralelos. En particular es ventajoso que la plantilla presente al menos 0,5 canales/mm, en particular al menos 1 canal/mm. En particular, para tamaños de sustrato típicos es ventajoso, que la plantilla presente al menos 50, preferentemente al menos 100, en particular al menos 150 canales. La anchura del canal está preferentemente en el rango de 10 gm a 150 gm.
Si el molde de impresión serigráfica presenta varios canales que discurren paralelos, es ventajoso que los canales presenten una distancia, que corresponda a un múltiplo entero de la distancia entre los elementos de tejido en la primera y/o segunda dirección del elemento. Por lo tanto, está particularmente dentro del alcance de la invención, que los canales presenten una distancia, que corresponda a un múltiplo entero tanto de la distancia de los elementos de tejido en la primera dirección del elemento, como en la segunda dirección del elemento. Este es siempre el caso si, como se describió anteriormente, en una forma de realización ventajosa, la distancia entre los elementos de tejido en la primera y segunda dirección del elemento es la misma.
Esto da como resultado la ventaja de que una alineación óptima de un canal siempre da como resultado una alineación óptima de todos los canales que discurren paralelos con la condición determinada.
Una investigación detallada de la disposición de los nudos en elementos de tejido con una primera y una segunda dirección de elemento perpendicular a esta muestra, que se puede distinguir entre cuatro tipos de nudos. Se pueden asignar dos elementos de tejido que se cruzan en un nodo con cuatro esquinas. Esto también se explicará con más detalle a continuación en la descripción de las figuras basada en la figura 6.
Las condiciones indicadas al principio y en la reivindicación 1, significan que no hay nodos con las cuatro esquinas asignadas en la zona de abertura del canal (condición BKmax = BKmax321) o al menos solo un número significativamente reducido. Sin embargo, es ventajoso que el número de nodos con dos o una esquina (condición BKmax = BKmax21), más preferentemente con una sola esquina (condición BKmax = BKmax1) en la zona de la abertura del canal, se evita, o al menos se reduce. Es particularmente ventajoso que en la zona de la abertura del canal no haya esquinas de un nodo o que al menos su número se reduzca claramente (condición BKmax = BKmax0).
Esto mejora aún más la homogeneidad de la estructura producida a partir de pasta de impresión serigráfica.
Para conseguir las condiciones antes mencionadas, es por lo tanto ventajoso que el canal con la primera dirección del elemento incluya uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /- 0,1°, y que la anchura del canal BK del canal sea menor que, o igual, a la anchura máxima asignada al ángulo $ BKmax:
• un ángulo $[°] del grupo 11,31 °, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según
o
• un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según
en particular,
que el canal con la primera dirección del elemento incluya uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /-0,1°, y que la anchura del canal BK del canal sea menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $:
• un ángulo $[°] del grupo 11,31 °, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [pm] segun
o
• un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según
preferentemente,
que el canal (1 d) con la primera dirección del elemento incluya uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /- 0,1° y la anchura del canal BK del canal, sea menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $: un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmáx. [pm] según
o
• un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmáx. [pm] según
Las investigaciones de la solicitante muestran que, en las condiciones BKmax = BKmáx1 y BKmáx = BKmáx0 no existen soluciones para todas las relaciones de distancia AF y diámetro DG. Por lo tanto, la distancia AF y el diámetro DG se seleccionan ventajosamente de tal manera que
• en la condición BKmax = BKmáx1 y un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°,18,44°,26,57°,45° se aplica adicionalmente la condición
y en el ángulo $[°] = 33,69° se aplica adicionalmente la condición
• en la condición BKmax = BKmáxo y un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°,18,44°,26,57°,45° se aplica adicionalmente la condición
y en el ángulo $[°] = 33,69° se aplica adicionalmente la condición
La siguiente tabla indica, a modo de ejemplo, condiciones para formas de realización ventajosas del molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, que conducen a las mejoras antes mencionadas. Los valores BKmax se calculan para un tejido con los parámetros de número de fibras (480 fibras por pulgada, AF=41,92 pm) y diámetro de la fibra (DG=11 pm). El índice "321" indica que solo hay nodos con tres, dos o un punto de esquina (análogo a la condición de la reivindicación 1), "21" dos o un punto de esquina, "1" que solo hay nodos con un punto de esquina, "0" no hay ningún punto de esquina de nodo en el canal (análogo a las condiciones en la reivindicación 5). El requisito previo para ello, es la correcta alineación del canal sobre el tejido:
El objetivo mencionado al principio se resuelve además mediante un dispositivo de impresión serigráfica para aplicar una pasta de impresión serigráfica sobre un sustrato. El dispositivo de impresión serigráfica presenta un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, en particular una forma de realización preferente del mismo, así como al menos una rasqueta. El dispositivo de impresión serigráfica está diseñado para aplicar pasta de impresión serigráfica a través del molde de impresión serigráfica sobre un sustrato, por medio de una rasqueta. Por lo tanto, el dispositivo de impresión serigráfica de acuerdo con la invención no se diferencia en su estructura de base de los dispositivos de impresión serigráfica conocidos hasta ahora, por lo que sin embargo el molde de impresión serigráfica presenta la configuración particular descrita anteriormente.
En particular, en una configuración ventajosa, el dispositivo de impresión serigráfica puede estar diseñado como un dispositivo conocido de impresión serigráfica plano. También está dentro del alcance de la invención que el dispositivo de impresión serigráfica esté diseñado como dispositivo de impresión serigráfica rotatorio conocido en sí.
Por consiguiente, está dentro del alcance de la invención que el molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención esté diseñado para su uso en un procedimiento de impresión serigráfica plana, y en particular presente un molde esencialmente plano. También está dentro del alcance de la invención que el molde de impresión serigráfica, de acuerdo con la invención, esté diseñado para su uso en un procedimiento de impresión serigráfica rotatorio, en particular que el molde de impresión serigráfica presente una forma cilindrica o al menos parcialmente cilindrica.
El objetivo mencionado al principio se resuelve además mediante un procedimiento de impresión para aplicar una pasta de impresión serigráfica sobre un sustrato, por lo que la pasta de impresión serigráfica se aplica sobre un sustrato a través de un molde de impresión serigráfica por medio de, al menos, una rasqueta. Es esencial que el molde de impresión serigráfica esté diseñado de acuerdo con el molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención descrito anteriormente, en particular una forma de realización preferente del mismo.
El objetivo mencionado al principio se resuelve también mediante el uso de un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, en particular una forma de realización particularmente preferente del mismo, en un procedimiento de impresión serigráfica.
Las condiciones descritas anteriormente sirven para evitar, o al menos reducir, los nudos en el canal del molde de impresión serigráfica. Para ello es ventajoso respetar con la mayor precisión posible el ángulo predeterminado. Por lo tanto, es ventajoso conseguir una tolerancia angular de /- 0,05°, en particular de /- 0,01 °.
Otras características ventajosas y formas de realización preferentes se explican a continuación mediante ejemplos de realización y figuras. En este caso muestra
Figura 1
una primera forma de realización de un dispositivo de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, para la impresión serigráfica plana;
Figura 2
una segunda forma de realización de un dispositivo de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, para la impresión serigráfica rotatoria;
Figura 3
una representación en sección de un ejemplo de realización de un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención del dispositivo de impresión serigráfica según la figura 1;
Figura 4
una vista superior desde arriba del molde de impresión serigráfica según la figura 3;
Figura 5
una sección ampliada de la figura 4;
Figura 6
representaciones parciales para explicar los criterios de exclusión para la presencia de partes nodales y Figura 7
secciones parciales de otros ejemplos de realización de moldes de impresión serigráfica de acuerdo con la invención. Las figuras son representaciones esquemáticas, no a escala. Los mismos números de referencia en las figuras indican elementos iguales o idénticos.
En la figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de un dispositivo de impresión serigráfica de acuerdo con la invención, en una vista lateral. El dispositivo está diseñado para realizar un procedimiento de impresión serigráfica plano.
El dispositivo presenta un molde de impresión serigráfica 1, que está diseñado como molde de impresión serigráfica plano. El molde de impresión serigráfica 1 es parcialmente permeable a una pasta de impresión serigráfica 2 y parcialmente impermeable a la pasta de impresión serigráfica 2, para formar una estructura predeterminada. Esto se explicará con más detalle a continuación con referencia a las figuras 3 y 4.
En el presente caso, la pasta de impresión 2 es una pasta de impresión que contiene partículas metálicas, que sirve para formar una estructura metálica de contacto en forma de una rejilla de contacto conocida, sobre la parte frontal de una célula solar fotovoltaica, después del tratamiento térmico.
El dispositivo presenta una rasqueta 3, que se puede mover a lo largo de la dirección indicada por la flecha mostrada por encima de la rasqueta por medio de medios motorizados, no representados. De este modo, la pasta de impresión serigráfica 2 se extiende sobre el molde de impresión serigráfica 1 y penetra el molde de impresión serigráfica 1 en los puntos permeables, de modo que la estructura 4 de pasta de impresión serigráfica, se aplica sobre un sustrato 5. En el presente caso, el sustrato 5 está diseñado como oblea de silicio, que ya presenta zonas dopadas con p y n para formar el emisor y la base. El sustrato 5 representa por lo tanto un precursor de células solares; para completar la célula solar es necesario también disponer la estructura metálica de contacto sobre la parte frontal del sustrato semiconductor 5.
El dispositivo presenta una unidad de alimentación para alimentar y retirar sustratos semiconductores, que presenta una cinta transportadora (no representada) sobre la que están dispuestos varios transportadores. En la figura 1 se representa a modo de ejemplo un transportador 6 con un sustrato 5 encima del mismo.
En la figura 2 está representado un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de impresión de acuerdo con la invención como forma de realización alternativa. Este dispositivo de impresión está diseñado para realizar un procedimiento de impresión serigráfica rotatoria. Como muestra una comparación de las figuras 1 y 2, algunos elementos están diseñados y dispuestos de manera idéntica. Sin embargo, es esencial que en el segundo ejemplo de realización según la figura 2 el molde de impresión serigráfica 1', esté diseñado como tamiz redondo con una forma cilíndrica. La rasqueta 3 está dispuesta dentro del molde de impresión serigráfica 1' diseñado de manera cilíndrica, de modo que la pasta de impresión 2 se presione hacia afuera desde dentro del molde de impresión serigráfica 1' a través del molde de impresión serigráfica, para formar la estructura 4, de pasta de impresión sobre el sustrato 5.
Para ello, el molde de impresión serigráfica 1', diseñado como tamiz redondo, presenta un eje de rotación 1a y se puede rotar por medio de medios motorizados en la dirección indicada por la flecha circular. Por lo tanto, el eje de rotación 1a es perpendicular al plano del dibujo en la figura 2.
Al mismo tiempo, el sustrato semiconductor 5 se mueve por medio del transportador 6 en la dirección representada como una flecha rectilínea, de tal manera que la velocidad relativa entre el sustrato 5 y la superficie lateral del molde de impresión serigráfica 1' en el punto del contacto entre el molde de impresión serigráfica 1' y el sustrato 5 sea nula o al menos insignificantemente baja.
La rasqueta 3, por el contrario, no realiza ningún movimiento de rotación, de modo que la pasta de impresión 2 dentro del molde de impresión serigráfica 1' es presionada contra la rasqueta 3 debido al movimiento de rotación del molde de impresión serigráfica 1' y es aplicada sobre el sustrato 5 a través del molde de impresión serigráfica por medio de la rasqueta.
Los moldes de impresión serigráfica 1 y 1' están construidos básicamente de la misma manera, excepto que el molde de impresión serigráfica 1 presenta una forma rectangular plana, mientras que el molde del molde de impresión serigráfica 1' corresponde a la superficie lateral de un cilindro.
En la figura 3 se representa una sección transversal a través del molde de impresión serigráfica 1 del dispositivo según la figura 1. El molde de impresión serigráfica 1 presenta un marco rectangular 1 a, en el que está tensado un tejido de impresión serigráfica 1b. El tejido de impresión serigráfica 1b presenta una pluralidad de elementos de tejido, que están dispuestos en una primera dirección del elemento y en una dirección del elemento vertical. Según la figura 3, la primera dirección del elemento es perpendicular al plano del dibujo y, en consecuencia, la segunda dirección del elemento es paralela al plano del dibujo, según la representación en la figura 3.
Sobre el tejido de impresión serigráfica 1b está dispuesta una plantilla 1c, la que está diseñada de manera conocida en sí, como emulsión. La plantilla 1c presenta una pluralidad de aberturas, cada una de las cuales está diseñada como un canal 1d rectilíneo y alargado. Los canales del molde de impresión serigráfica 1 discurren paralelos entre sí y perpendiculares al plano de dibujo según la figura 3, y en el presente caso presentan la misma anchura. En la figura 3 están indicados a modo de ejemplo tres canales 1d.
Si ahora en la figura 3, se presiona pasta de impresión serigráfica sobre el molde de impresión serigráfica 1 desde arriba por medio de la rasqueta, la pasta de impresión serigráfica solo puede penetrar en el molde de impresión serigráfica en la zona de los canales 1d, de modo que se produce una estructura de pasta de impresión serigráfica sobre un sustrato que se encuentra por debajo de la figura 3 según la forma positiva de los canales, que consisten en una pluralidad correspondiente de líneas de pasta de impresión serigráfica dispuestas paralelas entre sí.
En la figura 4 se muestra una vista posterior desde abajo del molde de impresión serigráfica 1 según la figura 3. Se representa esquemáticamente que en la zona de las aberturas de la plantilla 1c, es decir en la zona de los canales 1d, el molde de impresión serigráfica no está completamente abierto, ya que los elementos de tejido del tejido de impresión serigráfica 1b discurren por debajo de los canales 1d.
Los moldes de impresión serigráfica de acuerdo con la invención se caracterizan por que en las zonas de los canales 1d no hay nudos o al menos hay un número reducido de nudos del tejido de impresión serigráfica 1b, de modo que se puede producir una estructura homogénea de pasta de impresión serigráfica. Sin embargo, los elementos de tejido del tejido de impresión serigráfica 1b no discurren perpendicularmente a la extensión longitudinal de los canales 1d, es decir, en la figura 4 no son horizontales, como sería el caso en un molde de impresión serigráfica de 0°. Esto se explica con más detalle en la figura 5 utilizando una sección de la figura 4:
La figura 5 muestra una representación horizontal de la sección indicada con A de la figura 4. Se caracterizan las dimensiones longitudinales de la anchura del canal BKm, el diámetro de los elementos de tejido DG y la distancia entre dos elementos de tejido paralelos (superficie libre) AF, así como el ángulo $ entre los elementos de tejido y el borde del canal.
En la figura 6 se representan diferentes tipos de cobertura, para ilustrar la presencia de un nudo, es decir, de una zona cruzada de dos elementos de tejido que discurren perpendicularmente entre sí, en la zona de abertura de la plantilla 1c, es decir dentro de un canal 1d.
En la figura 6, los límites exteriores de los nodos K están indicados por líneas reforzadas.
Como se puede ver en la figura 6a, se puede disponer un nodo K de tal manera que las cuatro esquinas queden dentro del canal 1d. Esto representa una disposición desfavorable, porque el nudo K conduce a una gran cobertura de superficie dentro del canal 1d, de modo que existe un alto riesgo de una aplicación de pasta no homogénea en la dirección longitudinal del canal 1d. La situación según la figura 6a se evita, o al menos se reduce significativamente, mediante las condiciones mencionadas en la reivindicación 1.
Sin embargo, es ventajoso que en la zona del canal 1d esté presente un número reducido de puntos de esquina del nodo K. En la disposición según la figura 6b, una esquina del nodo K (la esquina superior izquierda) ya está dispuesta por debajo de la plantilla 1c. Sin embargo, tres esquinas del nudo K permanecen dentro del canal 1d, de modo que existe un riesgo reducido, pero sigue existiendo, de una aplicación de pasta no homogénea.
En consecuencia, es aún más ventajoso, según la representación en la figura 6c, seleccionar la disposición de tal manera que solo haya dos de los puntos de esquina del nodo K dentro del canal 1d, mientras que haya otros dos puntos de esquinas por debajo de la plantilla 1c. Además, según la figura 6d es ventajoso que en el canal 1 d solo haya un punto de esquina del nodo K.
Es particularmente ventajoso que dentro del canal 1d no haya ningún punto de esquina del nodo K, de modo que la disposición se pueda describir como "libre de nodos".
En la figura 7 se muestran diferentes ejemplos de realización alternativos de un molde de impresión serigráfica de acuerdo con la invención con sus correspondientes parámetros.
Lista de números de referencia
1,1' Molde de impresión serigráfica
1a Marco
1b Tejido de impresión serigráfica
K Nodo
1c Plantilla
1d Canal
D Eje de rotación
2 Pasta de impresión serigráfica
3 Rasqueta
4 Estructura de pasta de impresión
5 Sustrato semiconductor
6 Transportador

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un molde de impresión serigráfica (1, 1') para el uso en un procedimiento de impresión serigráfica, en particular en la producción de una estructura metálica de contacto de una célula solar fotovoltaica, con un tejido de impresión serigráfica (1b), con una pluralidad de elementos de tejido alargados, que están dispuestos en una primera dirección del elemento y en una segunda dirección del elemento perpendicular a la misma, y con una plantilla (1c) dispuesta sobre el tejido de impresión serigráfica (1b), la que presenta al menos una abertura en forma de un canal rectilíneo con una anchura de canal BK, en el que los elementos de tejido presentan en la primera dirección del elemento una distancia AF y en la segunda dirección del elemento una distancia, que se diferencia de AF en menos del 5 %, y los elementos de tejido presentan en la primera dirección del elemento un diámetro DG y, en la segunda dirección del elemento, un diámetro que se diferencia de DG en menos del 5 %, caracterizado por que el canal (1d) incluye con la primera dirección del elemento uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /-0,1° y la anchura de canal BK del canal es menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $: - un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según <B K max - (2D G A F)>sin<(p D G>eos<(p> o - un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según <B K max = (2D G A F)>eos<cp - A F>sin<cp ;> y que la anchura del canal BK es menor que la distancia entre dos elementos de tejido en la segunda dirección del hilo y en la primera dirección del hilo.
  2. 2. El molde de impresión serigráfica (1, 1') según la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos de tejido presentan en la primera dirección del elemento una distancia AF y, en la segunda dirección del elemento una distancia que se diferencia de AF en menos del 2%, preferentemente igual a la distancia AF, y/o los elementos de tejido presentan en la primera dirección del elemento un diámetro DG y, en la segunda dirección del elemento un diámetro que se diferencia de DG en menos del 2 %, preferentemente igual al diámetro DG.
  3. 3. El molde de impresión serigráfica (1, 1') según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, la plantilla (1c) presenta varios canales rectilíneos paralelos, en particular al menos 0,5 canales/mm.
  4. 4. El molde de impresión serigráfica (1, 1') según la reivindicación 3, caracterizado por que, los canales presentan una distancia, que corresponde a un múltiplo entero de la distancia de los elementos de tejido en la primera y/o segunda dirección del hilo.
  5. 5. El molde de impresión serigráfica (1, 1') según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal (1d) incluye con la primera dirección del elemento uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /-0,1° y la anchura de canal BK del canal es menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $: - un ángulo $[°] del grupo 11,31 °, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [pm] según BKmax,2<i = A F>sin<(p D G>eos<(p> o - un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [gm] según BKmax,2i<= (2D G AF)(eos, <p - sin (p)-,> en particular, el canal (1d) incluye con la primera dirección del elemento uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /-0,1° y la anchura de canal BK del canal es menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $: - un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [gm] según BKmax,i = (2DG<+>AF)<sin>(p - DG<eos>(p o - un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [gm] según BKmax,1=A F<feos>(p<- sin>(p); preferentemente, el canal (1d) incluye con la primera dirección del elemento uno de los siguientes ángulos $ con una tolerancia de /-0,1° y la anchura de canal BK del canal es menor o igual a la anchura máxima BKmax asignada al ángulo $: - un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45° con una anchura máxima asignada BKmax [gm] según BKmax,o<=>AF<sin>(p - DG<eos>(p o - un ángulo $[°] = 33,69°, con una anchura máxima asignada BKmax [gm] según BKmax,o<=>AF<eos>(p - (2DG AF)<sin>(p.
  6. 6. El molde de impresión serigráfica (1, 1') según la reivindicación 5, caracterizado por que la distancia AF y el diámetro DG se seleccionan, por lo tanto, de tal manera que - en el caso de la condición BKmax = BKmáx1 y un ángulo $[°] del grupo 11,31°, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45°, se aplica adicionalmente la siguiente condición:
    - y en el caso de un ángulo $[°] = 33,69°, se aplica adicionalmente la siguiente condición:
    - y en el caso de la condición BKmax = BKmáx0 y un ángulo $[°] del grupo 11,31 °, 14,04°, 18,44°, 26,57°, 45°, se aplica adicionalmente la siguiente condición:
    - y en el caso de un ángulo $[°] = 33,69°, se aplica adicionalmente la siguiente condición:
  7. 7. Un dispositivo de impresión serigráfica para la aplicación de una pasta de impresión serigráfica (2) sobre un sustrato, con un molde de impresión serigráfica (1, 1') según una de las reivindicaciones anteriores, y al menos una rasqueta (3), en el que el dispositivo de impresión serigráfica está diseñado para aplicar pasta de impresión serigráfica (2) sobre un sustrato a través del molde de impresión serigráfica (1, 1') por medio de la rasqueta.
  8. 8. Un procedimiento de impresión serigráfica para la aplicación de una pasta de impresión serigráfica (2) sobre un sustrato, en el que la pasta de impresión serigráfica (2) se aplica sobre un sustrato a través de un molde de impresión serigráfica (1, 1') por medio de al menos una rasqueta (3), caracterizado por que se utiliza un molde de impresión serigráfica (1, 1') según una de las reivindicaciones 1 a 5.
  9. 9. Un uso de un molde de impresión serigráfica (1, 1') según una de las reivindicaciones 1 a 5 en un procedimiento de impresión serigráfica.
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