JP2005007747A

JP2005007747A - Manufacturing method for printed board, circuit board and solar cell, manufactured by the manufacturing method, and screen printing equipment

Info

Publication number: JP2005007747A
Application number: JP2003174701A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kidoguchi; 晋木戸口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To do good thick-film printing even for a printing matter with an uneven surface, in a manufacturing method for a printed board. <P>SOLUTION: This manufacturing method for the printed board includes a printing process wherein a paste material 4 is extruded toward one printing matter 5 through a cavity part by scanning a screen mask 1 with the cavity part while pressing it by means of a plurality of squeegees 2 and 3, so that a pattern can be formed on the surface of the printing matter 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用される回路印刷基板や太陽電池に代表される導体回路基板などといった印刷基板の製造方法に関するものである。特に厚膜で印刷される部分を含む印刷基板の製造方法に関する。さらに、この製造方法によって作製された回路基板および太陽電池に関する。さらに、スクリーン印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ペースト材料による厚膜印刷基板の形成方法には、スクリーン印刷法、ペンでパターンを描く描画法、全面に所定のペースト材料を塗布後、エッチングによってパターンを形成するエッチング法などがある。しかし、実際には、生産性、信頼性などの面でスクリーン印刷法が優れていることから、ほとんどの場合、スクリーン印刷法が用いられている。
【０００３】
このようなスクリーン印刷法は、一般的に、図１０に示すようにして行なわれている。図１０におけるスクリーンマスク１は、金属またはプラスチックの細線を編んで形成したスクリーンに感光性乳剤を塗布し、必要な回路パターンを形成したマスク板をこのスクリーン上に乗せ、露光した後、不必要な乳剤をエッチングして除去することによって得たものである。したがって、スクリーンマスク１においては所望のパターンの部分だけスクリーンの網目が貫通しており、他の部分では網目は硬化した乳剤によって塞がれている。図１０に示すように、スクリーンマスク１を、スクリーン固定用枠（図示せず）に張り付け、これを試料載物台（図示せず）上に保持された被印刷物５に対して、適度な空隙を保って位置合わせする。続いて、ペースト材料４をスクリーンマスク１上に広げると同時にスクリーンマスク１内に充填する機能を有するスクレイパ（図示せず）により、ペースト材料４をスクリーンマスク１上に広げ、かつ、スクリーンマスク１内に充填する。この状態のスクリーンマスク１を、プラスチック、ゴムなどからなるスキージ７で押圧する。すると、スクリーンマスク１に形成されたパターン形状に応じて被印刷物５上にペースト材料４が押し出される。なお、図１０において、矢印Ａは、スキージ７の押圧走査方向を示している。図１０では、図示の便宜のためパターン形状を省略し、被印刷物５の全面に渡ってペースト材料を転写しようとする例を示している。図１０において、スクリーンマスク１のハッチングを付した部分はペースト材料４が網目の隙間に充填された領域を示す。スクリーンマスク１の白い部分は、ペースト材料４が押し出されて残っていない領域を示す。
【０００４】
また、ここで、ペースト材料４には、たとえば、この印刷によって導体配線を形成しようとする場合であれば、ガラス粉末、導体となる金属粉、印刷性を付与するための樹脂および溶剤を主成分として、これらを混合し、分散させたものが用いられる。このような材料をスクリーン印刷法によって印刷した後、焼成することにより、導体配線や電極が基板上に形成される。このようにして、セラミック基板上の配線回路、いわゆる厚膜回路や、太陽電池の表面集電極、裏面電極が形成される。
【０００５】
このようなスクリーン印刷の例は、特開平１１−１０３０８４号公報（特許文献１）の図６にも示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１０３０８４号公報（図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスクリーン印刷法によって厚膜印刷基板を得ようとする場合、被印刷物の表面が十分に平滑性を有していることが必要である。しかし、たとえば、溶融シリコンから引き出して板状の多結晶基板を得る、いわゆるリボン法などによって作成された多結晶基板などにおいては、表面に周期的または非周期的な凹凸が生じている。このような凹凸を以下、「表面凹凸」というものとする。このように表面凹凸を有する基板に対してスクリーン印刷法で厚膜印刷を行なうと、凹凸の存在によって印刷パターンの厚さが不均一になる。印刷パターンの厚さの不均一は、ときには断線をもたらし、不良の原因となる。
【０００８】
また、このようにして印刷配線や電極を得る場合、印刷配線や電極自体が有する電気抵抗をより小さくすることが望まれるため、印刷配線を厚膜化することが求められる。しかし、表面凹凸を有する基板に対してスクリーン印刷法によって印刷配線を形成すると、表面凹凸によって印刷パターンの厚さが不均一となるため、不要な直流抵抗成分を有することになる。
【０００９】
たとえば、図１１に示すような表面凹凸を有する基板に対してスクリーン印刷法によって厚膜印刷を行なう場合、図１２に示すように凹部においても凸部においても均一にペースト材料４が転写された印刷状態が望まれる。しかし、スキージの押圧が低いと、凹部にペースト材料４が入り込まずに凸部にのみペースト材料４が転写され、図１３に示すような印刷状態となる。また、逆にスキージの押圧が高いと、凹部にペースト材料４が入り込んで転写されるが凸部においてはペースト材料４がスキージの過剰な押圧によって除去されてしまい、図１４に示すような印刷状態となる。いずれにせよ、表面凹凸を有する基板に対して従来のスクリーン印刷法によって厚膜印刷を行なうことは困難であった。
【００１０】
なお、図１１〜図１４においては、説明の便宜のため、表面凹凸の縦横の比率は実際のとおりではなく、高低差を誇張して表示している。他の図においても同様である。
【００１１】
そこで、本発明は、表面凹凸を有する被印刷物に対しても良好な厚膜印刷を行なえる印刷基板の製造方法を提供することを目的とする。さらに、優れた特性を得られる回路基板および太陽電池を提供することを目的とする。さらに、表面凹凸を有する被印刷物に対しても良好な厚膜印刷を行なえるスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく印刷基板の製造方法は、空隙部を有するスクリーンマスクを複数のスキージで押圧しながら走査することによって、ペースト材料を上記空隙部を通して一つの被印刷物に向けて押し出して上記被印刷物の表面にパターンを形成する印刷工程を含む。この方法を採用することにより、単一の被印刷物に対して複数のスキージで走査を行なうので、スクリーンマスク内に残留するペースト材料を確実に押し出して、被印刷物表面に転写印刷することが可能となる。
【００１３】
上記発明において好ましくは、上記走査において上記複数のスキージはいずれも同じ向きに移動する。この方法を採用することにより、駆動のための機構を簡単にでき、動作も簡単にすることができる。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記印刷工程は、上記複数のスキージの各々について圧力または押込み量のいずれかを別個独立に制御して行なう。この方法を採用することにより、印刷実行時の条件設定に自由度が増し、状況や要求に合わせて、より高品位な印刷が可能となる。特にスクリーンマスクにおけるペースト材料の残留をなくし、より完全に適正な厚みで転写するためには、圧力または押込み量のうちいずれかあるいは両方が別個独立に制御できることが好ましい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に基づく回路基板は、上述のいずれかの印刷基板の製造方法によって作製されている。この構成を採用することにより、必要な電極の印刷が良好に行なわれているので、優れた特性を得られ、信頼性が高いものとなる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に基づく太陽電池は、上述のいずれかの印刷基板の製造方法によって作製されている。この構成を採用することにより、受光面電極、裏面電極などといった必要な電極の印刷が良好に行なわれているので、優れた特性を得られ、信頼性が高いものとなる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に基づくスクリーン印刷装置は、空隙部を有するスクリーンマスクを押圧しながら走査することによってペースト材料を上記空隙部を通して一つの上記被印刷物に向けて押し出すためのスキージを複数備える。この構成を採用することにより、複数のスキージで一つの被印刷物を走査することができるので、スクリーンマスク内に残留するペースト材料を確実に押し出して、被印刷物表面に転写印刷することが可能となる。特に、１回の動作で複数のスキージによる走査が一括して行なえる構造になっていれば、印刷に要する時間の増大を回避できるため、好ましい。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記スキージの各々について圧力または押込み量のいずれかを別個独立に制御しながら走査させるための制御手段を備える。この構成を採用することにより、印刷実行時の条件設定に自由度が増し、状況や要求に合わせて、より高品位な印刷が可能となる。特にスクリーンマスクにおけるペースト材料の残留をなくし、より完全に適正な厚みで転写するためには、圧力または押込み量のうちいずれかあるいは両方が別個独立に制御できることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（印刷基板の製造方法）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における印刷基板の製造方法について説明する。本実施の形態における印刷基板の製造方法には、印刷工程が含まれる。この印刷基板の製造方法を行なうためには、単一の被印刷物５に対して走査を行なうためのスキージを複数用意する。できれば、このような複数のスキージを備えるスクリーン印刷装置を用意することが望ましい。
【００２０】
印刷工程に先立って、ペースト材料４をスクリーンマスク１上に広げると同時にスクリーンマスク１内に充填する機能を有するスクレイパ（図示せず）により、ペースト材料４をスクリーンマスク１上に広げ、かつ、スクリーンマスク１内に充填する。図１では範囲ａが、スクリーンマスク１内にペースト材料４が充填された状態に該当する。スクリーンマスク１のハッチングを付した部分はペースト材料４が網目の隙間に充填された領域を示す。
【００２１】
印刷工程として、上述した複数のスキージによって、スクリーンマスク１を複数回押圧走査する。
【００２２】
（作用・効果）
本実施の形態における印刷基板の製造方法では、複数のスキージのうち、第１のスキージ２がスクリーンマスク１を押圧して走査することによって、ペースト材料４はスクリーンマスク１の空隙部を通して被印刷物５に向けて押し出され、被印刷物５表面に転写される。このとき、被印刷物５に表面凹凸があると、たとえば、スキージの押圧が低いと、凸部にのみペースト材料が転写され、凹部にはペースト材料が転写されることなく、スクリーンマスク１内にペースト材料が残留する。図１では、被印刷物５に表面凹凸があり、かつ、第１のスキージ２の押圧が低い場合を示している。そのため、図１の範囲ｂでは、被印刷物５の凸部にのみペースト材料が転写され、凹部に本来転写されるべきペースト材料はスクリーンマスク１内に残留している。
【００２３】
この残留したペースト材料４は、第２のスキージ３またはそれ以降のスキージ（図示せず）がスクリーンマスク１を押圧して走査することによって、スクリーンマスク１内から押し出され、被印刷物５の凹部に転写される。図１の範囲ｃは、スクリーンマスク１内のペースト材料が完全に押し出されて除去された状態を示している。
【００２４】
本実施の形態では、単一の被印刷物５に対して走査を行なうためのスキージが複数用意されているので、これらのスキージが連続して押圧走査する動作を１回行なうだけで、図１の範囲ｃに示すようにスクリーンマスク１内にペースト材料が残留することなく、被印刷物５表面にペースト材料を転写印刷することが可能となる。これらのスキージが１台の印刷装置に組み込まれた状態で用意されている場合においては、この印刷装置を１回動作させるだけで、スクリーンマスク１内にペースト材料が残留することなく、被印刷物５表面にペースト材料を転写印刷することが可能となる。
【００２５】
なお、実際の印刷動作を行なうにあたっては、第２のスキージ３あるいはそれ以降のスキージ（図示せず）が完全に清浄な状態、すなわち、スクリーンマスク１上側においてペースト材料が付着していない状態、であることは有り得ないため、実際には図１に示すように、第２のスキージ３などにおいても、スクリーンマスク１上側にペースト材料が若干たまっており、これがこのスキージとスクリーンマスク１との間に挟まれ、このスキージによる印刷に一部寄与しているものと考えられる。
【００２６】
第２のスキージ３では、第１のスキージ２で押し出しきれなかったペースト材料をスクリーンマスク１から押し出すことが求められるので、第２のスキージ３は、第１のスキージ２よりも大きい圧力で押圧しながら走査することが望ましい。なお、本明細書でスキージの走査に関して「圧力」といった場合、スキージがスクリーンマスク１および被印刷物を下向きに押す圧力を意味する。
【００２７】
走査において複数のスキージは異なる向きに移動することとなっていても本発明の効果は得られるが、上述の例のようにいずれも同じ向きに移動することとなっていれば、駆動のための機構を簡単にでき、動作も簡単にすることができるので、好ましい。
【００２８】
なお、図１では、スキージが２つの例を示しているが、３つ以上のスキージによって連続して走査するようにしてもよい。
【００２９】
各スキージは、上述のように走査時の圧力を違えてもよいが、同様の効果は、各スキージの走査時のスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量を変化させることによっても得られる。ここで、押込み量とは、走査時におけるスキージとスクリーンマスク１との相対的な間隔またはスキージと被印刷物５との相対的な間隔のことである。具体的には、スキージのスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量を大きくすれば、スキージの圧力を大きくした場合と同様の効果が得られ、逆に、スキージのスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量を小さくすれば、スキージの圧力を小さくした場合と同様の効果が得られる。
【００３０】
すなわち、第１のスキージ２のスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量に対し、第２のスキージ３のスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量を大きくすることにより、第１の印刷スキージ２の圧力よりも第２の印刷スキージ３の圧力を大きくした場合と同様の印刷結果を得ることが可能となる。
【００３１】
上述の例では、第１のスキージより第２のスキージの方が大きい圧力となるようにしたり、大きい押込み量となるようにしたりしていたが、大小関係はこれに限られない。この大小関係はあくまで一例であって、実際の印刷状態によって大小関係が逆にもなりうる。より良好な印刷状態が得られるならば、第１のスキージ２のスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量に対し、第２のスキージ３のスクリーンマスク１または被印刷物５への押込み量を小さくしてもよい。また、より良好な印刷状態が得られるならば、第１の印刷スキージ２の圧力よりも第２の印刷スキージ３の圧力を小さくしてもよい。
さらに、各スキージの圧力および押込み量は、双方とも互いに独立して制御可能となっていることが好ましい。このようになっていることにより、印刷実行時の条件設定に自由度が増し、状況や要求に合わせて、より高品位な印刷が可能となる。
【００３２】
上述のように複数のスキージを備えるスクリーン印刷装置があれば、本実施の形態における印刷基板の製造方法を容易かつ確実に実施することができるので、好ましい。特に、複数のスキージの各々について圧力または押込み量のいずれかを別個独立に制御しながら走査させるための制御手段を備えることが好ましい。たとえば、第１のスキージにおいては、押込み量を制御可能とし、第２のスキージにおいては圧力を制御可能としてもよく、その逆であってもよい。
【００３３】
（実施の形態２）
（太陽電池）
図２〜図８を参照して、スクリーン印刷による厚膜印刷基板の応用例として代表的な太陽電池の製造工程について説明する。
【００３４】
まず、図２に示すように、太陽電池の基板１１として厚さ約４００μｍ、基板サイズ１００ｍｍ×１００ｍｍ、比抵抗約１．５Ω・ｃｍのＰ型多結晶シリコン基板を用意する。この基板１１はリボン法によって作製したため、表面に凹凸を有し、凹凸の大きさは、最大でＷＣＭ＝１５０μｍであった。ただし、この凹凸は図示していない。この基板１１を洗浄した後に、ＮａＯＨ水溶液とイソプロピルアルコールの混合液を用いて、液温約９０℃でテクスチャエッチングを行ない、基板表面に高さ数μｍの微小ピラミッド（図示せず）を形成した。
【００３５】
この基板１１の受光面となる側の表面にＰＳＧ液（リンガラス液）をスピンコート法によって塗布し、８５０℃で焼成することにより、図３に示すように、Ｎ型半導体層１２を形成した。図４に示すように、常圧ＣＶＤ法によって酸化チタン膜を形成して反射防止膜１３とした。ここで、基板１１の裏面に対して、アルミニウムペーストをペースト材料として用いて、実施の形態１に説明した印刷基板の製造方法を行なう。その結果、図５に示すように、印刷基板として、基板１１の裏面にアルミニウムペースト１４ｐが印刷されたものを得る。これを７５０℃で焼成し、図６に示すように、裏面電極１４および裏面電界層１５を形成する。
【００３６】
このアルミニウムペースト１４ｐの印刷工程において、本発明による印刷基板の製造方法を用いた例（実施例）とそうでない例（比較例）を以下に示す。
【００３７】
（実施例１）
本発明による印刷基板の製造方法を用いた第１の例では、それぞれ独立して圧力を設定できる２つのスキージを有するスクリーン印刷装置を用いた。このスクリーン印刷装置では、２本のスキージは互いに連動して同じ向きに移動する構造となっており、第１のスキージの押圧を０．０５ＭＰａ、第２のスキージの押圧を０．１２ＭＰａとした。これらのスキージの移動速度は６０ｍｍ／ｓと設定した。また、スキージの押込み量の設定は、スキージの先端とスクリーン印刷装置の載物台表面との間隔が０となる位置を原点、すなわち高さ０とし、第１のスキージ、第２のスキージとも、押込み量を下向きに１．２ｍｍと設定した。
【００３８】
以上の設定条件のもとで、図４に示した基板１１の裏面に対して、アルミニウムペーストをペースト材料として用いて印刷を行なった。この場合、たとえスキージが２つあってもこれらは連動して同時に移動するため、機構の動作としては１回の走査のみで済む。そのため、印刷に要する時間は、従来のスキージが１つのみのタイプのスクリーン印刷装置で印刷動作を１回行なったときと同じであった。また、印刷直後（図５参照）の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量は、適正量である１．１ｇであった。さらに、焼成後に裏面電極１４が剥離することもなかった。
【００３９】
（実施例２）
本発明による印刷基板の製造方法を用いた第２の例では、それぞれ独立して押込み量を設定できる２つのスキージを有するスクリーン印刷装置を用いた。このスクリーン印刷装置では、２本のスキージは互いに連動して同じ向きに移動する構造となっている点は、実施例１と同様である。スキージの押込み量の原点の決め方についても実施例１と同様である。第１のスキージの押込み量を下向きに１．０ｍｍ、第２のスキージの押込み量を下向きに１．２ｍｍと設定した。すなわち、第２のスキージの押込み量が第１のスキージの押込み量に比べて０．２ｍｍ大きくなるように設定した。また、スキージの圧力は、第１，第２のスキージとも０．０８ＭＰａとし、互いに連動して同じ向きに移動するこれらのスキージの移動速度は６０ｍｍ／ｓと設定した。
【００４０】
以上の設定条件のもとで、図４に示した基板１１の裏面に対して、アルミニウムペーストをペースト材料として用いて印刷を行なった。本実施例でも実施例１と同様に、印刷に要する時間は、従来のスキージが１つのみのタイプのスクリーン印刷装置で印刷動作を１回行なった場合と同じであった。また、印刷直後（図５参照）の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量は、適正量である１．０ｇであった。さらに、焼成後に裏面電極１４が剥離することもなかった。
【００４１】
本実施例では、第１，第２のスキージの押込み量を異なる値として圧力を同じとしたが、押込み量と圧力の両方を第１，第２のスキージでそれぞれ独立に制御することとすれば、さらに細かく印刷状態を制御することも可能である。
【００４２】
（比較例１）
本発明を適用しない例である比較例１として、従来のスクリーン印刷装置によって裏面電極を形成した。すなわち、スキージが１つのみのタイプのスクリーン印刷装置を用いて、印刷のための走査動作を１回のみ行なってアルミニウムペーストの印刷を行なった。スキージの押込み量の原点の決め方については、実施例１，２と同様とし、スキージの押込み量を下方向に１．２ｍｍと設定した。スキージの圧力は、０．０５ＭＰａの場合と、０．１２ＭＰａの場合と２通り行なった。
【００４３】
スキージの圧力が０．０５ＭＰａの場合、印刷直後の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量は、適正量より少ない０．８ｇとなった。これは、基板１１の凹部にアルミニウムペーストが転写されなかったためである。また、スキージの圧力が０．１２ＭＰａの場合、印刷直後の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量は、適正量より少ない０．９ｇとなった。これは、基板１１の凸部にアルミニウムペーストが転写されなかったためである。
【００４４】
（比較例２）
本発明を適用しない例である比較例２として、従来のスキージが１つのみのタイプのスクリーン印刷装置を用いて、印刷のための走査動作を２回繰り返してアルミニウムペーストの印刷を行なった。ただし、スキージによる走査動作の１回ごとの直前にはそれぞれスクレイパによるペースト材料の充填を行なった。
【００４５】
スキージの押込み量の原点の決め方については、実施例１，２と同様である。スキージの押込み量は、１回目の走査時も２回目の走査時も同じく下向きに１．２ｍｍと設定した。スキージの圧力についても１回目の走査時も２回目の走査時も同じとし、０．０５ＭＰａにした場合と、０．１２ＭＰａにした場合との２通りについて行なった。
【００４６】
この場合、スキージの圧力を０．０５ＭＰａと０．１２ＭＰａとのいずれに設定した場合においても、基板１１の凹部、凸部のいずれにもペーストを転写することが一応できたが、１つのスキージで走査を２回繰返すこととなったので、印刷動作には従来のスキージ１つで走査１回の場合の約２倍の時間を要した。さらに、印刷直後の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量が、適正量に比べて大幅に過剰な１．５〜１．８ｇとなった。また、焼成後には裏面電極１４が剥離し、裏面電極１４および裏面電界層１５の形成不良となった。
【００４７】
（比較例３）
本発明を適用しない例である比較例３として、従来のスキージが１つのみのタイプのスクリーン印刷装置を用いて、印刷のための走査動作を２回繰り返してアルミニウムペーストの印刷を行なった。ただし、２回目の走査の直前にはスクレイパによるペースト材料の充填を行なわないこととした。比較例２では、１回目の走査時と２回目の走査時とで、押込み量、圧力とも同じとしたが、比較例３では、１回目の走査時と２回目の走査時とで圧力が異なるものとした。すなわち、１回目の走査時の圧力を０．０５ＭＰａとし、２回目の走査時の圧力を０．１２ＭＰａにそれぞれ設定した。
【００４８】
スキージの押込み量の原点の決め方については、実施例１，２と同様である。スキージの押込み量は、１回目の走査時も２回目の走査時も同じく下向きに１．２ｍｍと設定した。
【００４９】
その結果、基板１１の凹部、凸部のいずれにもアルミニウムペーストは転写された。印刷直後の基板１１へのアルミニウムペースト１４ｐの付着量は、適正量より若干多い１．３ｇとなった。しかし、１つのスキージで走査を２回繰返すこととなったので、印刷動作には従来のスキージ１つで走査１回の場合の約２倍の時間を要した。
【００５０】
実施例１，２および比較例１〜３による太陽電池の裏面電極の印刷状態を比較したものを表１に示す。
【００５１】
【表１】

【００５２】
ここで、裏面電極の反対側の面に形成される受光面電極の形成工程について説明する。受光面電極は、図６に示すように、裏面電極１４および裏面電界層１５を形成した後、図７に示すように、受光面に対して、銀ペースト１６ｐをペースト材料として用いて印刷されるものである。さらに、これを６５０℃で焼成して、図８に示すように受光面電極１６を形成する。焼成の過程でペースト材料は反射防止膜１３を貫通して内部に入り込むので、結果的に受光面電極１６はＮ型半導体層１２に少し入り込んだ状態になる。こうして、太陽電池２０が得られる。図９に示すように、受光面電極１６は、裏面電極１４とは異なり、主電極２１と副電極２２とを含む魚骨型の形状を有している。
【００５３】
そこで、この受光面電極の印刷に当たって、本発明を適用した場合と、従来技術によった場合との優劣を比較検討した。
【００５４】
まず、実施の形態１に説明した印刷基板の製造方法を行なった。具体的には、本発明を適用した例、すなわち、実施の形態１に説明した印刷基板の製造方法を行なった例としては、互いに独立して圧力を設定できる２つのスキージを備えたスクリーン印刷装置を用いて、第１のスキージの圧力を０．０８ＭＰａ、第２のスキージの圧力を０．１６ＭＰａとし、両者が連動して同じ向きに移動するようにし、これらのスキージの移動速度を４５ｍｍ／ｓと設定した。その結果、図７に示すように、印刷基板として、基板１１の表面に銀ペースト１６ｐが印刷されたものを得た。印刷に要する時間は、従来のスキージが１つのタイプのスクリーン印刷装置で印刷動作を１回行なった場合と同じであり、しかも良好な印刷を行なうことができた。
【００５５】
一方、従来のスキージが１つのタイプのスクリーン印刷装置で印刷動作を１回行なうのみで、受光面電極１６の材料である銀ペースト１６ｐの印刷を行なうと、特に基板表面の凹部で電極の欠けや切れが生じた。
【００５６】
このことから、受光面電極の印刷においても、本発明を適用した場合の方が優れているといえる。
【００５７】
再び、裏面電極の形成方法について検討を続ける。
上述の実施例１，２および比較例１〜３によって形成した裏面電極１４が、最終製品における太陽電池としての特性にそれぞれどのような影響を与えるのか検討するために、実施例１，２および比較例１〜３のうち代表的なものに対して、受光面電極をいずれも本発明による印刷基板の製造方法を用いて形成することによって、太陽電池として完成させ、太陽電池としての特性を調査した。その結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】

【００５９】
表２から、裏面電極を比較例１〜３で形成したものは、実施例１，２で形成したものに比べて曲線因子が小さくなっていることがわかる。これは、直流抵抗成分の増加による影響と考えられる。また、裏面電極を比較例１，２で形成したものは、実施例１，２で形成したものに比べて、開放電圧が低くなっていることがわかる。裏面電極を比較例１〜３で形成したものは、実施例１，２で形成したものに比べて短絡電流密度が低くなっていることがわかる。開放電圧や短絡電流密度の低下は、裏面電界層の形成不良の影響と考えられる。
【００６０】
以上より、実施の形態１で説明したような本発明に基づく印刷基板の製造方法を用いて作製された太陽電池は、そうでない太陽電池に比べれば、受光面電極、裏面電極などといった必要な電極の印刷が良好に行なわれているので、優れた特性を得られ、信頼性が高いものとなる。
【００６１】
また、このことは、太陽電池に限らず、他の印刷基板、たとえば回路基板においても同様にあてはまる。電極を印刷によって形成するような回路基板においては、実施の形態１で説明したような本発明に基づく印刷基板の製造方法を用いて作製された回路基板は、そうでない回路基板に比べれば、必要な電極の印刷が良好に行なわれているので、優れた特性を得られ、信頼性が高いものとなる。
【００６２】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、単一の被印刷物に対して複数のスキージで走査を行なうので、スクリーンマスク内に残留するペースト材料を確実に押し出して、被印刷物表面に転写印刷することが可能となる。したがって、表面凹凸を有する被印刷物に対しても良好な厚膜印刷を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における印刷基板の製造方法の説明図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第１の工程の説明図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第２の工程の説明図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第３の工程の説明図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第４の工程の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第５の工程の説明図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第６の工程の説明図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池を製造する際の第７の工程の説明図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態２における太陽電池の斜視図である。
【図１０】従来技術に基づくスクリーン印刷法の説明図である。
【図１１】従来技術に基づく基板の断面図である。
【図１２】従来技術に基づくペースト材料の良好な印刷状態の断面図である。
【図１３】従来技術に基づくペースト材料の印刷の第１の不良例の断面図である。
【図１４】従来技術に基づくペースト材料の印刷の第２の不良例の断面図である。
【符号の説明】
１スクリーンマスク、２第１のスキージ、３第２のスキージ、４ペースト材料、５被印刷物、７スキージ、１１基板（Ｐ型多結晶シリコン基板）、１２Ｎ型半導体層、１３反射防止膜、１４裏面電極、１４ｐアルミニウムペースト、１５裏面電界層、１６受光面電極、１６ｐ銀ペースト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a printed circuit board such as a circuit printed circuit board used for electronic equipment or a conductor circuit board represented by a solar battery. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a printed board including a portion printed with a thick film. Furthermore, it is related with the circuit board and solar cell which were produced by this manufacturing method. Furthermore, the present invention relates to a screen printing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, methods for forming a thick film printed substrate using a paste material include a screen printing method, a drawing method for drawing a pattern with a pen, and an etching method for forming a pattern by etching after applying a predetermined paste material on the entire surface. However, in practice, the screen printing method is used in most cases because the screen printing method is excellent in terms of productivity and reliability.
[0003]
Such a screen printing method is generally performed as shown in FIG. The screen mask 1 shown in FIG. 10 is unnecessary after a photosensitive emulsion is applied to a screen formed by knitting metal or plastic fine lines, a mask plate on which a necessary circuit pattern is formed is placed on the screen and exposed. It was obtained by etching away the emulsion. Therefore, in the screen mask 1, the screen mesh penetrates only in the desired pattern portion, and in the other portions, the mesh is blocked by the hardened emulsion. As shown in FIG. 10, the screen mask 1 is attached to a screen fixing frame (not shown), which is moderately spaced from the substrate 5 held on the sample table (not shown). Keep the alignment. Subsequently, the paste material 4 is spread on the screen mask 1 by a scraper (not shown) having a function of spreading the paste material 4 on the screen mask 1 and filling the screen mask 1 at the same time. To fill. The screen mask 1 in this state is pressed with a squeegee 7 made of plastic, rubber or the like. Then, the paste material 4 is extruded onto the substrate 5 in accordance with the pattern shape formed on the screen mask 1. In FIG. 10, an arrow A indicates the pressing / scanning direction of the squeegee 7. FIG. 10 shows an example in which the pattern shape is omitted for convenience of illustration, and the paste material is transferred over the entire surface of the substrate 5. In FIG. 10, hatched portions of the screen mask 1 indicate regions where the paste material 4 is filled in the mesh gaps. The white part of the screen mask 1 shows the area | region where the paste material 4 is extruded and does not remain.
[0004]
Here, the paste material 4 includes, for example, a glass powder, a metal powder serving as a conductor, a resin for imparting printability, and a solvent as main components if a conductor wiring is to be formed by this printing. These are mixed and dispersed. After such a material is printed by a screen printing method and then baked, conductor wiring and electrodes are formed on the substrate. In this way, a wiring circuit on the ceramic substrate, a so-called thick film circuit, a surface collecting electrode and a back electrode of a solar cell are formed.
[0005]
An example of such screen printing is also shown in FIG. 6 of JP-A-11-103084 (Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-103084 (FIG. 6)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a thick film printed substrate is to be obtained by a conventional screen printing method, it is necessary that the surface of the substrate to be printed has sufficient smoothness. However, for example, in a polycrystalline substrate produced by a so-called ribbon method or the like that obtains a plate-like polycrystalline substrate by drawing from molten silicon, periodic or non-periodic irregularities are generated on the surface. Hereinafter, such irregularities are referred to as “surface irregularities”. When thick film printing is performed on the substrate having surface irregularities by the screen printing method, the thickness of the printed pattern becomes non-uniform due to the presence of the irregularities. The uneven thickness of the printed pattern sometimes causes disconnection and causes a defect.
[0008]
Further, when the printed wiring and the electrode are obtained in this way, it is desired to reduce the electric resistance of the printed wiring and the electrode itself, so that it is required to increase the thickness of the printed wiring. However, when a printed wiring is formed on a substrate having surface irregularities by screen printing, the thickness of the printed pattern becomes non-uniform due to the surface irregularities, and thus an unnecessary DC resistance component is included.
[0009]
For example, in the case where thick film printing is performed by screen printing on a substrate having surface irregularities as shown in FIG. 11, printing in which the paste material 4 is uniformly transferred in both concave and convex portions as shown in FIG. A state is desired. However, when the pressure of the squeegee is low, the paste material 4 is not transferred into the concave portion but is transferred only to the convex portion, resulting in a printing state as shown in FIG. On the other hand, if the squeegee pressure is high, the paste material 4 enters and is transferred to the concave portion, but the paste material 4 is removed by excessive press of the squeegee at the convex portion, and the printing state as shown in FIG. It becomes. In any case, it has been difficult to perform thick film printing on a substrate having surface irregularities by a conventional screen printing method.
[0010]
In FIG. 11 to FIG. 14, for convenience of explanation, the vertical and horizontal ratios of the surface irregularities are not as they are actually, and the height difference is exaggerated. The same applies to the other drawings.
[0011]
Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the printed circuit board which can perform favorable thick film printing also to the to-be-printed object which has surface unevenness | corrugation. Furthermore, it aims at providing the circuit board and solar cell which can obtain the outstanding characteristic. Furthermore, it aims at providing the screen printing apparatus which can perform favorable thick film printing also to the to-be-printed object which has a surface unevenness | corrugation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a printed circuit board manufacturing method according to the present invention scans a screen mask having a gap with a plurality of squeegees so that the paste material is directed to one substrate through the gap. And a printing step of forming a pattern on the surface of the substrate to be extruded. By adopting this method, a single substrate is scanned with a plurality of squeegees, so that the paste material remaining in the screen mask can be reliably extruded and transferred onto the surface of the substrate. Become.
[0013]
In the above invention, preferably, the plurality of squeegees move in the same direction during the scanning. By adopting this method, the mechanism for driving can be simplified and the operation can also be simplified.
[0014]
Preferably, in the above invention, the printing step is performed by independently controlling either the pressure or the pressing amount for each of the plurality of squeegees. By adopting this method, the degree of freedom in setting the conditions at the time of execution of printing is increased, and higher quality printing is possible according to the situation and requirements. In particular, in order to eliminate the residue of the paste material in the screen mask and transfer the film more completely at an appropriate thickness, it is preferable that either or both of the pressure and the pressing amount can be controlled independently.
[0015]
In order to achieve the above object, a circuit board according to the present invention is manufactured by any one of the above-described printed board manufacturing methods. By adopting this configuration, the necessary electrodes are printed satisfactorily, so that excellent characteristics can be obtained and the reliability becomes high.
[0016]
In order to achieve the above object, the solar cell according to the present invention is manufactured by any one of the above-described printed board manufacturing methods. By adopting this configuration, necessary electrodes such as the light receiving surface electrode and the back surface electrode are printed satisfactorily, so that excellent characteristics can be obtained and the reliability is high.
[0017]
In order to achieve the above object, a screen printing apparatus according to the present invention comprises a squeegee for extruding a paste material through the gap toward the one substrate by scanning while pressing a screen mask having the gap. Provide multiple. By adopting this configuration, it is possible to scan one substrate with a plurality of squeegees, so that paste material remaining in the screen mask can be reliably extruded and transferred onto the surface of the substrate. . In particular, it is preferable to have a structure in which scanning with a plurality of squeegees can be performed collectively in one operation, because an increase in time required for printing can be avoided.
[0018]
Preferably, in the above invention, the squeegee is provided with a control means for scanning each of the squeegees while independently controlling either the pressure or the pushing amount. By adopting this configuration, the degree of freedom in setting the conditions at the time of executing printing is increased, and higher-quality printing can be performed according to the situation and requirements. In particular, in order to eliminate the residue of the paste material in the screen mask and transfer the film more completely at an appropriate thickness, it is preferable that either or both of the pressure and the pressing amount can be controlled independently.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
(Printed board manufacturing method)
With reference to FIG. 1, the manufacturing method of the printed circuit board in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. The printing substrate manufacturing method in the present embodiment includes a printing process. In order to perform this method of manufacturing a printed board, a plurality of squeegees for scanning a single substrate 5 are prepared. If possible, it is desirable to prepare a screen printing apparatus having such a plurality of squeegees.
[0020]
Prior to the printing process, the paste material 4 is spread on the screen mask 1 by a scraper (not shown) having the function of spreading the paste material 4 on the screen mask 1 and filling the screen mask 1 at the same time. The mask 1 is filled. In FIG. 1, a range a corresponds to a state in which the paste material 4 is filled in the screen mask 1. The hatched portion of the screen mask 1 indicates a region where the paste material 4 is filled in the mesh gap.
[0021]
As a printing process, the screen mask 1 is pressed and scanned a plurality of times by the plurality of squeegees described above.
[0022]
(Action / Effect)
In the method for manufacturing a printed circuit board in the present embodiment, the first squeegee 2 of the plurality of squeegees 2 presses and scans the screen mask 1, whereby the paste material 4 passes through the gaps of the screen mask 1 and the substrate 5. And is transferred onto the surface of the substrate 5 to be printed. At this time, if the surface of the substrate 5 is uneven, for example, if the squeegee pressure is low, the paste material is transferred only to the convex portion, and the paste material is not transferred to the concave portion, and the paste is transferred into the screen mask 1. Material remains. FIG. 1 shows a case where the printed material 5 has surface irregularities and the pressure of the first squeegee 2 is low. Therefore, in the range b in FIG. 1, the paste material is transferred only to the convex portion of the substrate 5, and the paste material that should be transferred to the concave portion remains in the screen mask 1.
[0023]
The remaining paste material 4 is pushed out of the screen mask 1 by a second squeegee 3 or a subsequent squeegee (not shown) pressing and scanning the screen mask 1, and in the concave portion of the substrate 5. Transcribed. A range c in FIG. 1 shows a state where the paste material in the screen mask 1 is completely extruded and removed.
[0024]
In the present embodiment, since a plurality of squeegees for scanning a single substrate 5 are prepared, the operation of pressing and scanning these squeegees continuously is performed only once. As shown in the range c, the paste material can be transferred and printed on the surface of the substrate 5 without remaining in the screen mask 1. In the case where these squeegees are prepared in a state where they are incorporated in one printing apparatus, the printing material 5 is not left in the screen mask 1 by operating the printing apparatus only once. The paste material can be transferred and printed on the surface.
[0025]
In performing the actual printing operation, the second squeegee 3 or a squeegee (not shown) after that is in a completely clean state, that is, in a state where no paste material is attached on the upper side of the screen mask 1. In fact, as shown in FIG. 1, in the second squeegee 3 or the like, the paste material is slightly accumulated on the upper side of the screen mask 1, and this is between this squeegee and the screen mask 1. It is thought that it is partly contributed to printing by this squeegee.
[0026]
In the second squeegee 3, the paste material that could not be pushed out by the first squeegee 2 is required to be pushed out from the screen mask 1, so the second squeegee 3 is pressed with a pressure larger than that of the first squeegee 2. It is desirable to scan while. In the present specification, when “pressure” is used for scanning the squeegee, it means a pressure by which the squeegee pushes the screen mask 1 and the substrate to be printed downward.
[0027]
Even if a plurality of squeegees move in different directions during scanning, the effect of the present invention can be obtained. However, if all the squeegees move in the same direction as in the above-described example, driving This is preferable because the mechanism can be simplified and the operation can be simplified.
[0028]
Although FIG. 1 shows an example in which there are two squeegees, scanning may be continuously performed with three or more squeegees.
[0029]
Each squeegee may have a different pressure at the time of scanning as described above, but the same effect can be obtained by changing the amount of pressing into the screen mask 1 or the substrate 5 when each squeegee is scanned. Here, the pushing amount is a relative distance between the squeegee and the screen mask 1 or a relative distance between the squeegee and the substrate 5 during scanning. Specifically, if the amount of pushing the squeegee into the screen mask 1 or the substrate 5 is increased, the same effect as that obtained when the pressure of the squeegee is increased can be obtained. If the pushing amount is reduced, the same effect as when the pressure of the squeegee is reduced can be obtained.
[0030]
In other words, the first printing squeegee 2 is pushed into the screen mask 1 or the substrate 5 by increasing the pushing amount of the second squeegee 3 into the screen mask 1 or the substrate 5. It is possible to obtain the same printing result as when the pressure of the second printing squeegee 3 is made larger than the pressure of 2.
[0031]
In the above-described example, the second squeegee is set to have a greater pressure than the first squeegee, or the push amount is increased, but the magnitude relationship is not limited thereto. This magnitude relationship is merely an example, and the magnitude relationship may be reversed depending on the actual printing state. If a better printing state can be obtained, the pushing amount of the second squeegee 3 to the screen mask 1 or the substrate 5 is made smaller than the pushing amount of the first squeegee 2 to the screen mask 1 or the substrate 5. May be. If a better printing state can be obtained, the pressure of the second printing squeegee 3 may be made smaller than the pressure of the first printing squeegee 2.
Furthermore, it is preferable that the pressure and the push-in amount of each squeegee can be controlled independently of each other. In this way, the degree of freedom in setting the conditions at the time of execution of printing is increased, and higher quality printing is possible according to the situation and requirements.
[0032]
If there is a screen printing apparatus provided with a plurality of squeegees as described above, the method for producing a printed board in the present embodiment can be carried out easily and reliably, which is preferable. In particular, it is preferable to include control means for scanning each of the plurality of squeegees while independently controlling either the pressure or the pushing amount. For example, in the first squeegee, the pushing amount can be controlled, and in the second squeegee, the pressure can be controlled, and vice versa.
[0033]
(Embodiment 2)
(Solar cell)
With reference to FIGS. 2 to 8, a typical solar cell manufacturing process will be described as an application example of a thick film printed board by screen printing.
[0034]
First, as shown in FIG. 2, a P-type polycrystalline silicon substrate having a thickness of about 400 μm, a substrate size of 100 mm × 100 mm, and a specific resistance of about 1.5 Ω · cm is prepared as the substrate 11 of the solar cell. Since this substrate 11 was produced by the ribbon method, the surface had irregularities, and the size of the irregularities was WCM = 150 μm at the maximum. However, this unevenness is not shown. After the substrate 11 was washed, texture etching was performed at a liquid temperature of about 90 ° C. using a mixed solution of NaOH aqueous solution and isopropyl alcohol to form a micro pyramid (not shown) having a height of several μm on the substrate surface.
[0035]
A PSG liquid (phosphorus glass liquid) was applied to the surface of the substrate 11 on the light receiving surface side by spin coating and baked at 850 ° C., thereby forming an N-type semiconductor layer 12 as shown in FIG. . As shown in FIG. 4, a titanium oxide film was formed by an atmospheric pressure CVD method to form an antireflection film 13. Here, the printed board manufacturing method described in the first embodiment is performed on the back surface of the substrate 11 using an aluminum paste as a paste material. As a result, as shown in FIG. 5, a printed board having an aluminum paste 14 p printed on the back surface of the board 11 is obtained. This is baked at 750 ° C. to form the back electrode 14 and the back surface electric field layer 15 as shown in FIG.
[0036]
In the printing process of the aluminum paste 14p, an example using the method for producing a printed board according to the present invention (Example) and an example not using it (Comparative Example) are shown below.
[0037]
(Example 1)
In the first example using the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention, a screen printing apparatus having two squeegees each capable of setting pressure independently is used. In this screen printing apparatus, the two squeegees are structured to move in the same direction in conjunction with each other. The pressure of the first squeegee is 0.05 MPa and the pressure of the second squeegee is 0.12 MPa. The moving speed of these squeegees was set to 60 mm / s. The squeegee push-in amount is set by setting the position where the distance between the tip of the squeegee and the screen surface of the screen printing apparatus is zero, that is, the height of 0, and both the first and second squeegees. The pushing amount was set to 1.2 mm downward.
[0038]
Under the above setting conditions, printing was performed on the back surface of the substrate 11 shown in FIG. 4 using an aluminum paste as a paste material. In this case, even if there are two squeegees, they move simultaneously in conjunction with each other, so that the mechanism only needs to be scanned once. For this reason, the time required for printing was the same as when a printing operation was performed once with a screen printing apparatus of the type having only one squeegee. Moreover, the adhesion amount of the aluminum paste 14p to the board | substrate 11 immediately after printing (refer FIG. 5) was 1.1g which is an appropriate amount. Furthermore, the back electrode 14 did not peel off after firing.
[0039]
(Example 2)
In the second example using the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention, a screen printing apparatus having two squeegees, each of which can set the pushing amount independently, is used. This screen printing apparatus is similar to the first embodiment in that the two squeegees are structured to move in the same direction in conjunction with each other. The method for determining the origin of the squeegee push-in amount is the same as in the first embodiment. The pushing amount of the first squeegee was set to 1.0 mm downward, and the pushing amount of the second squeegee was set to 1.2 mm downward. That is, the pushing amount of the second squeegee was set to be 0.2 mm larger than the pushing amount of the first squeegee. The squeegee pressure was 0.08 MPa for both the first and second squeegees, and the moving speed of these squeegees moving in the same direction in conjunction with each other was set to 60 mm / s.
[0040]
Under the above setting conditions, printing was performed on the back surface of the substrate 11 shown in FIG. 4 using an aluminum paste as a paste material. In the present embodiment, as in the first embodiment, the time required for printing was the same as that in the case where the printing operation was performed once with a screen printing apparatus of a type having only one squeegee. Moreover, the adhesion amount of the aluminum paste 14p to the board | substrate 11 immediately after printing (refer FIG. 5) was 1.0 g which is an appropriate amount. Furthermore, the back electrode 14 did not peel off after firing.
[0041]
In this embodiment, the pressures are the same with different values of the pushing amounts of the first and second squeegees. However, if both the pushing amount and the pressure are controlled independently by the first and second squeegees, respectively. It is also possible to control the printing state more finely.
[0042]
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, which is an example to which the present invention is not applied, a back electrode was formed by a conventional screen printing apparatus. That is, using a screen printing apparatus of a type having only one squeegee, the scanning operation for printing was performed only once to print the aluminum paste. The method for determining the origin of the squeegee push-in amount was the same as in Examples 1 and 2, and the squeegee push-in amount was set to 1.2 mm downward. The pressure of the squeegee was two ways, 0.05 MPa and 0.12 MPa.
[0043]
When the pressure of the squeegee was 0.05 MPa, the adhesion amount of the aluminum paste 14p to the substrate 11 immediately after printing was 0.8 g, which is smaller than the appropriate amount. This is because the aluminum paste was not transferred to the concave portion of the substrate 11. Moreover, when the pressure of the squeegee was 0.12 MPa, the adhesion amount of the aluminum paste 14p to the substrate 11 immediately after printing was 0.9 g, which is smaller than the appropriate amount. This is because the aluminum paste was not transferred to the convex portion of the substrate 11.
[0044]
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, which is an example to which the present invention is not applied, an aluminum paste was printed by repeating a scanning operation for printing twice using a screen printing apparatus of a type having only one squeegee. However, immediately before each scanning operation with a squeegee, the paste material was filled with a scraper.
[0045]
The method for determining the origin of the squeegee push-in amount is the same as in the first and second embodiments. The pushing amount of the squeegee was set to 1.2 mm in the same downward direction during both the first scanning and the second scanning. The pressure of the squeegee was the same during the first scanning and the second scanning, and the squeegee pressure was set to 0.05 MPa and 0.12 MPa.
[0046]
In this case, when the pressure of the squeegee was set to either 0.05 MPa or 0.12 MPa, the paste could be transferred to either the concave portion or the convex portion of the substrate 11, but with one squeegee Since the scanning was repeated twice, the printing operation took about twice as long as the case of one scanning with a conventional squeegee. Furthermore, the adhesion amount of the aluminum paste 14p to the substrate 11 immediately after printing was 1.5 to 1.8 g which is significantly excessive as compared with the appropriate amount. Further, the back electrode 14 peeled off after firing, resulting in poor formation of the back electrode 14 and the back surface field layer 15.
[0047]
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, which is an example to which the present invention is not applied, a conventional screen printing apparatus having only one squeegee was used, and the scanning operation for printing was repeated twice to print aluminum paste. However, the paste material was not filled with the scraper immediately before the second scan. In the comparative example 2, the pressing amount and the pressure are the same between the first scanning and the second scanning. However, in the comparative example 3, the pressure is different between the first scanning and the second scanning. It was supposed to be. That is, the pressure at the first scanning was set to 0.05 MPa, and the pressure at the second scanning was set to 0.12 MPa.
[0048]
The method for determining the origin of the squeegee push-in amount is the same as in the first and second embodiments. The pushing amount of the squeegee was set to 1.2 mm in the same downward direction during both the first scanning and the second scanning.
[0049]
As a result, the aluminum paste was transferred to both the concave and convex portions of the substrate 11. The adhesion amount of the aluminum paste 14p to the substrate 11 immediately after printing was 1.3 g, which is slightly larger than the appropriate amount. However, since the scanning was repeated twice with one squeegee, the printing operation took about twice as long as the case of one scanning with the conventional squeegee.
[0050]
Table 1 shows a comparison of the printed states of the back electrodes of the solar cells according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3.
[0051]
[Table 1]

[0052]
Here, the formation process of the light-receiving surface electrode formed on the surface opposite to the back electrode will be described. As shown in FIG. 6, the light receiving surface electrode is printed using the silver paste 16p as a paste material on the light receiving surface after forming the back electrode 14 and the back surface electric field layer 15 as shown in FIG. Is. Further, this is baked at 650 ° C. to form the light receiving surface electrode 16 as shown in FIG. During the firing process, the paste material penetrates the antireflection film 13 and enters the inside. As a result, the light receiving surface electrode 16 slightly enters the N-type semiconductor layer 12. In this way, the solar cell 20 is obtained. As shown in FIG. 9, unlike the back electrode 14, the light receiving surface electrode 16 has a fishbone shape including a main electrode 21 and a sub electrode 22.
[0053]
Therefore, in printing the light receiving surface electrode, the superiority and inferiority of the case where the present invention is applied and the case where the conventional technology is used were compared.
[0054]
First, the printed circuit board manufacturing method described in the first embodiment was performed. Specifically, as an example to which the present invention is applied, that is, an example in which the method for manufacturing a printed board described in the first embodiment is performed, a screen printing apparatus having two squeegees capable of setting pressure independently of each other The pressure of the first squeegee is 0.08 MPa and the pressure of the second squeegee is 0.16 MPa so that they move in the same direction in conjunction with each other. The moving speed of these squeegees is 45 mm / s. Was set. As a result, as shown in FIG. 7, a printed board having a silver paste 16 p printed on the surface of the board 11 was obtained. The time required for printing was the same as when a conventional squeegee performed a single printing operation with one type of screen printing apparatus, and good printing could be performed.
[0055]
On the other hand, when the conventional squeegee performs a printing operation only once with one type of screen printing apparatus and the silver paste 16p, which is the material of the light-receiving surface electrode 16, is printed, Cutting occurred.
[0056]
From this, it can be said that the case where the present invention is applied is superior also in the printing of the light receiving surface electrode.
[0057]
Again, we continue to study the method of forming the back electrode.
In order to examine how the back electrode 14 formed according to the above-described Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 affects the characteristics as a solar cell in the final product, Examples 1 and 2 and Comparison For the representative ones of Examples 1 to 3, the light-receiving surface electrodes were all formed by using the method for producing a printed board according to the present invention, thereby completing a solar cell and investigating the characteristics as a solar cell. . The results are shown in Table 2.
[0058]
[Table 2]

[0059]
From Table 2, it can be seen that the back electrode formed in Comparative Examples 1 to 3 has a smaller fill factor than those formed in Examples 1 and 2. This is considered to be due to an increase in the DC resistance component. Moreover, it turns out that the open circuit voltage is lower in the case where the back electrode is formed in Comparative Examples 1 and 2 than in the case where the back electrode is formed in Examples 1 and 2. It can be seen that the back electrode formed in Comparative Examples 1 to 3 has a lower short-circuit current density than those formed in Examples 1 and 2. The decrease in the open circuit voltage and the short circuit current density is considered to be due to the poor formation of the back surface field layer.
[0060]
As described above, the solar cell manufactured using the method for manufacturing a printed circuit board according to the present invention as described in the first embodiment is necessary for the light receiving surface electrode, the back surface electrode, and the like as compared with the other solar cells. Therefore, excellent characteristics can be obtained and the reliability is high.
[0061]
This applies not only to solar cells but also to other printed boards such as circuit boards. In a circuit board in which electrodes are formed by printing, a circuit board manufactured using the method for manufacturing a printed board according to the present invention as described in the first embodiment is necessary as compared with a circuit board that does not. Since the electrodes are printed well, excellent characteristics can be obtained and the reliability is high.
[0062]
In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a single substrate is scanned with a plurality of squeegees, the paste material remaining in the screen mask can be reliably extruded and transferred onto the surface of the substrate. Therefore, good thick film printing can be performed even on a substrate having surface irregularities.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a printed circuit board manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a first step when manufacturing a solar cell according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a second step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a third step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a fourth step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a fifth step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a sixth step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a seventh step when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of a solar cell in a second embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a screen printing method based on a conventional technique.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a substrate based on the prior art.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a good printing state of a paste material based on the prior art.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a first defective example of printing a paste material based on the prior art.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a second defective example of printing a paste material based on the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screen mask, 2 1st squeegee, 3rd 2 squeegee, 4 Paste material, 5 Printed material, 7 Squeegee, 11 Substrate (P type polycrystalline silicon substrate), 12 N type semiconductor layer, 13 Antireflection film, 14 Back electrode, 14p aluminum paste, 15 back surface electric field layer, 16 light receiving surface electrode, 16p silver paste.

Claims

Scanning a screen mask having a gap with a plurality of squeegees while pressing the paste material toward one substrate through the gap to form a pattern on the surface of the substrate, Manufacturing method of printed circuit board.

The printed board manufacturing method according to claim 1, wherein the plurality of squeegees move in the same direction during the scanning.

The method of manufacturing a printed circuit board according to claim 1, wherein the printing step is performed by independently controlling either a pressure or an indentation amount for each of the plurality of squeegees.

The circuit board produced by the manufacturing method of the printed circuit board in any one of Claim 1 to 3.

The solar cell produced by the manufacturing method of the printed circuit board in any one of Claim 1 to 3.

A screen printing apparatus, comprising a plurality of squeegees for extruding a paste material through the gap toward the one substrate by scanning while pressing a screen mask having the gap.

The screen printing apparatus according to claim 6, further comprising a control unit configured to cause each of the squeegees to scan while independently controlling either the pressure or the pressing amount.