JP2011129641A - Wiring forming method and wiring forming device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of forming fine wiring with a controlled aspect ratio with high throughput as wiring forming technique for forming wiring on a principal surface of a substrate. <P>SOLUTION: A guide clamp 33 having clamped a wire CW is passed over a substrate W mounted on a stage 10, and the wire WC is extended along the principal surface of the substrate by being pressed with an end clamp 13. An excessive wire is cut with a cutter 14, and conductive paste P is applied orthogonally to the wire CW, so that the wire is fixed. Then the substrate is baked to fuse low-melting-point metal on a surface of the wire CW, so that the wire is fixed to the substrate W and the conductive paste P is baked. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、基板主面に配線を形成する配線形成方法および配線形成装置に関するものであり、特に微細な配線を形成する技術に関する。   The present invention relates to a wiring forming method and a wiring forming apparatus for forming a wiring on a main surface of a substrate, and more particularly to a technique for forming a fine wiring.

基板に所定の配線を形成する技術分野においては、特に数十μm程度の微細な線幅の配線を形成するに際して、配線材料を含む塗布液をインクジェット法やスクリーン印刷法によって基板に塗布することでこのような微細な配線を形成する技術が知られている。例えば特許文献1に記載の技術においては、太陽電池素子用の半導体基板表面にスクリーン印刷法により導電性ペーストを塗布することによって集電用電極を形成している。   In the technical field of forming a predetermined wiring on a substrate, particularly when forming a wiring with a fine line width of about several tens of μm, a coating liquid containing a wiring material is applied to the substrate by an inkjet method or a screen printing method. A technique for forming such fine wiring is known. For example, in the technique described in Patent Document 1, a current collecting electrode is formed by applying a conductive paste to the surface of a semiconductor substrate for a solar cell element by a screen printing method.

特開2007−062079号公報(例えば、図1、図3)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-062079 (for example, FIG. 1 and FIG. 3)

このような配線形成技術の適用が期待される技術分野では、特に上記した太陽電池などの光電変換素子における集電用電極のように、配線の幅に対する配線の厚みの比(アスペクト比)が適切に制御された配線が求められる場合がある。しかしながら、上記のように塗布による配線形成方法では、一度に大量の塗布液を塗布すると線幅が広がってしまうため、微細な線幅でしかも厚みのある配線を得るためには少しずつの塗布作業を繰り返して行う必要があり、アスペクト比の制御された配線を高いスループットで形成することが原理的に難しいという問題があった。   In the technical field where such wiring formation technology is expected to be applied, the ratio of the thickness of the wiring to the width of the wiring (aspect ratio) is particularly appropriate, as in the case of the current collecting electrode in the photoelectric conversion element such as the solar cell described above. In some cases, controlled wiring is required. However, in the wiring forming method by coating as described above, the line width increases when a large amount of coating solution is applied at one time. Therefore, in order to obtain a wiring with a fine line width and a thickness, a small amount of coating work is required. There is a problem that it is theoretically difficult to form wiring with a controlled aspect ratio at a high throughput.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板主面に配線を形成する配線形成技術において、微細かつアスペクト比の制御された配線を高いスループットで形成することのできる技術を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique capable of forming a fine and controlled aspect ratio wiring with a high throughput in a wiring forming technique for forming a wiring on a main surface of a substrate. is there.

この発明にかかる配線形成方法は、上記目的を達成するため、表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を基板の主面に沿って配設する配設工程と、前記導電性材料を熱により融解させ前記基板の主面に固着させる固着工程とを備えたことを特徴としている。このように構成された発明では、細線状の配線材料を基板主面に沿って配設することで、所望の配線パターンを基板上に形作ることができる。そして、配線材料表面の導電性材料を熱により融解させることで、形成された配線パターンを基板主面に固着させることができる。そのため、基板に形成される配線のアスペクト比については配線材料の断面形状によって制御することができ、配線形成のスループットについても塗り重ねによって厚さを出す従来技術に比べて高くすることが可能である。   In order to achieve the above object, the wiring forming method according to the present invention includes a disposing step of disposing a thin wire-shaped wiring material having a surface formed of a conductive material along a main surface of the substrate, and the conductive material. And an adhering step of adhering to the main surface of the substrate by melting with heat. In the invention configured as described above, a desired wiring pattern can be formed on the substrate by arranging the thin wire material along the main surface of the substrate. The formed wiring pattern can be fixed to the main surface of the substrate by melting the conductive material on the surface of the wiring material by heat. Therefore, the aspect ratio of the wiring formed on the substrate can be controlled by the cross-sectional shape of the wiring material, and the wiring formation throughput can be made higher than that of the conventional technique in which the thickness is obtained by recoating. .

この発明においては、前記配線材料は、例えば芯線を該芯線よりも低融点の前記導電性材料で被覆したものであってもよい。このようにすれば、芯線の融点を越えない温度に加熱することによって、芯線により配線の断面形状を維持しつつ導電性材料を基板主面に密着させて、アスペクト比が高く電気的特性の優れた配線を形成することができる。このよう芯線材料としては、例えば金属線、炭素繊維線、ガラス繊維線などを用いることができる。   In the present invention, the wiring material may be, for example, a core wire covered with the conductive material having a melting point lower than that of the core wire. In this way, by heating to a temperature not exceeding the melting point of the core wire, the conductive material is brought into close contact with the main surface of the substrate while maintaining the cross-sectional shape of the wiring by the core wire, and the aspect ratio is high and the electrical characteristics are excellent. Wiring can be formed. As such a core wire material, for example, a metal wire, a carbon fiber wire, a glass fiber wire or the like can be used.

特に、前記芯線が例えば金属線のように導電性を有するものである場合には、芯線および表面の導電性材料が一体として導電性を担うこととなるので、配線の電気抵抗を小さくすることができる。このような金属材料としては金、銅、アルミニウム、ステンレス等を好適に用いることができる。また、前記導電性材料としても金属を用いることができる。これにより配線の電気抵抗を低く抑えることができる。このような金属材料としては特に低融点の金属が好ましく、例えばスズ、ハンダ合金、インジウム等を好適に用いることができる。   In particular, when the core wire is conductive, such as a metal wire, the core wire and the conductive material on the surface take on the conductivity as a whole, so that the electrical resistance of the wiring can be reduced. it can. As such a metal material, gold, copper, aluminum, stainless steel, or the like can be suitably used. A metal can also be used as the conductive material. As a result, the electrical resistance of the wiring can be kept low. As such a metal material, a metal having a low melting point is particularly preferable, and for example, tin, a solder alloy, indium or the like can be suitably used.

また、前記配設工程後であって前記固着工程の前に、前記基板主面に塗布液を塗布して前記配線材料を前記基板主面に固定する塗布工程をさらに備えるようにしてもよい。こうすることで、基板主面に配設された配線材料が固着される前に変形したり位置が変動するのを防止することができる。また、塗布液として例えば固化後に導電性を有する導電性ペースト等を用いた場合には、配線材料によって形成される微細な配線と、導電性ペーストによって形成される断面積の大きな配線とが混在した配線パターンを形成することが可能となる。   Moreover, after the arrangement step and before the fixing step, a coating step of applying a coating liquid to the substrate main surface and fixing the wiring material to the substrate main surface may be further provided. By doing so, it is possible to prevent the wiring material disposed on the main surface of the substrate from being deformed or changing its position before being fixed. In addition, for example, when a conductive paste having conductivity after solidification is used as the coating solution, fine wiring formed by the wiring material and wiring having a large cross-sectional area formed by the conductive paste are mixed. A wiring pattern can be formed.

この方法は、特に太陽電池基板に集電電極を形成する際に有効である。すなわち、配設工程では多数の配線材料を略平行に基板主面に配設しておき、塗布工程ではこれらと交わるように例えば導電性ペーストを塗布液として塗布し、固着工程で配線材料表面の導電性材料が融解させ基板主面に固着させる。基板に固着された配線材料は高アスペクト比のフィンガー電極となる一方、導電性ペーストは固着前の配線材料を仮固定する機能を有するとともに、固着後はフィンガー電極と交わる断面積の大きなバス電極として機能する。このように、この配線形成方法を適用すれば、電気的特性の優れた太陽電池を少ない工数で製造することが可能となる。   This method is particularly effective when the current collecting electrode is formed on the solar cell substrate. That is, in the disposing process, a large number of wiring materials are disposed on the main surface of the substrate substantially in parallel, and in the applying process, for example, a conductive paste is applied as a coating solution so as to cross these, and the surface of the wiring material is fixed in the fixing process. The conductive material is melted and fixed to the main surface of the substrate. While the wiring material fixed to the substrate becomes a finger electrode with a high aspect ratio, the conductive paste has a function of temporarily fixing the wiring material before fixing and as a bus electrode having a large cross-sectional area intersecting with the finger electrode after fixing. Function. Thus, by applying this wiring forming method, it is possible to manufacture a solar cell with excellent electrical characteristics with a small number of man-hours.

また、前記固着工程における配線材料の加熱方法としては、例えば前記配線材料を外部から加熱する方法(本明細書では「傍熱法」と称する)が考えられる。この方法の具体的態様としては、例えば基板主面に配設された配線材料の近傍にヒーターなどの加熱手段を配置したり、配線材料を配設された基板をベーク炉内で焼成することができる。また、他の方法としては前記配線材料に通電して発熱させる方法(本明細書では「直熱法」と称する)が考えられ、その具体的態様としては、基板主面に沿って張り渡した配線材料の両端に電極を当接させ、該電極から配線材料に電流を流すことができる。   Further, as a method of heating the wiring material in the fixing step, for example, a method of heating the wiring material from the outside (referred to as “indirect heating method” in this specification) can be considered. As a specific aspect of this method, for example, a heating means such as a heater is disposed in the vicinity of the wiring material disposed on the main surface of the substrate, or the substrate on which the wiring material is disposed is baked in a baking furnace. it can. Further, as another method, a method of energizing the wiring material to generate heat (referred to as “direct heating method” in this specification) can be considered, and as a specific aspect thereof, the wiring material is stretched along the main surface of the substrate. An electrode is brought into contact with both ends of the wiring material, and a current can flow from the electrode to the wiring material.

また、この発明にかかる配線形成装置は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を供給する供給手段と、前記基板保持手段に保持された前記基板の主面に沿って前記配線材料を配設する配設手段と、前記導電性材料を加熱して融解させ前記基板の主面に固着させる加熱手段とを備えることを特徴としている。このように構成された発明では、上記した配線形成方法の発明と同様に、基板に形成される配線のアスペクト比については配線材料の断面形状によって制御しつつ、高いスループットで配線形成を行うことができる。   In order to achieve the above object, the wiring forming apparatus according to the present invention includes a substrate holding means for holding a substrate, a supply means for supplying a thin wire-shaped wiring material whose surface is formed of a conductive material, and the substrate. Arrangement means for arranging the wiring material along the main surface of the substrate held by the holding means, and heating means for heating and melting the conductive material to fix it to the main surface of the substrate. It is characterized by. In the invention configured in this way, as in the invention of the wiring forming method described above, the wiring can be formed with high throughput while the aspect ratio of the wiring formed on the substrate is controlled by the cross-sectional shape of the wiring material. it can.

この場合において、前記配設手段により前記配線材料を配設された前記基板主面に塗布液を塗布して前記配線材料を前記基板主面に固定する塗布手段をさらに設けてもよい。こうすることで、固着前の配線材料を固定することができる。また、塗布液として固化後に導電性を有するもの用いることで、種々の配線パターンを形成することが可能となる。   In this case, there may be further provided application means for applying the coating liquid to the substrate main surface on which the wiring material is arranged by the arrangement means and fixing the wiring material to the substrate main surface. By doing so, the wiring material before fixing can be fixed. Moreover, it becomes possible to form various wiring patterns by using a coating liquid having conductivity after solidification.

この発明にかかる配線形成方法および配線形成装置によれば、細線状の配線材料を基板主面に沿って配設するとともに、配線材料表面の導電性材料を熱により融解させて基板主面に固着させるので、配線材料の断面形状によって基板に形成される配線のアスペクト比を制御するとともに高いスループットで配線形成を行うことができる。   According to the wiring forming method and the wiring forming apparatus according to the present invention, the fine wire-shaped wiring material is disposed along the main surface of the substrate, and the conductive material on the surface of the wiring material is melted by heat and fixed to the main surface of the substrate. Therefore, the aspect ratio of the wiring formed on the substrate can be controlled by the cross-sectional shape of the wiring material, and the wiring can be formed with high throughput.

この発明にかかる配線形成装置の第1実施形態の主要構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the main structures of 1st Embodiment of the wiring formation apparatus concerning this invention. 図1の配線形成装置を斜め上から見た図である。It is the figure which looked at the wiring formation apparatus of FIG. 1 from diagonally upward. 第1実施形態における配線形成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the wiring formation process in 1st Embodiment. 配線形成処理における各部の動作を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically operation | movement of each part in wiring formation processing. ペースト塗布後の基板の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the board | substrate after paste application | coating. この実施形態におけるワイヤの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the wire in this embodiment. ベーク処理後のワイヤの断面形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the cross-sectional shape of the wire after a baking process. この発明にかかる配線形成装置の第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the wiring formation apparatus concerning this invention. 第2実施形態における配線形成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the wiring formation process in 2nd Embodiment.

図1はこの発明にかかる配線形成装置の第1実施形態の主要構成を示す側面図である。また、図2は図1の配線形成装置を斜め上から見た図である。この配線形成装置1は、例えば表面に光電変換層が形成された単結晶シリコンウエハなどの基板Wの一主面Wa上に導電性を有する電極配線を形成し、例えば太陽電池として利用される光電変換デバイスを製造する装置である。すなわち、この装置1は、例えば光電変換デバイスの光入射面に電極配線を形成するという用途に好適に使用することができる。この明細書においては、直交座標軸X、YおよびZ軸をそれぞれ図1および図2のように定義する。この定義によれば、X−Y平面は水平面を表し、Z方向は鉛直方向上向きを意味する。   FIG. 1 is a side view showing a main configuration of a first embodiment of a wiring forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a view of the wiring forming apparatus of FIG. 1 as viewed obliquely from above. This wiring forming apparatus 1 forms conductive electrode wiring on one main surface Wa of a substrate W such as a single crystal silicon wafer having a photoelectric conversion layer formed on the surface thereof, for example, a photoelectric used as a solar cell. An apparatus for manufacturing a conversion device. That is, this apparatus 1 can be used suitably for the use of forming electrode wiring on the light incident surface of a photoelectric conversion device, for example. In this specification, orthogonal coordinate axes X, Y and Z axes are defined as shown in FIGS. 1 and 2, respectively. According to this definition, the XY plane represents a horizontal plane, and the Z direction means upward in the vertical direction.

この配線形成装置1では、上面が基板Wとほぼ同じサイズを有し基板Wを載置可能なステージ10が設けられている。ステージ10の上部には、加熱プレート11、1対の走査ノズル12,12、1対の端部クランプ13,13がそれぞれ設けられている。   In the wiring forming apparatus 1, a stage 10 having an upper surface substantially the same size as the substrate W and on which the substrate W can be placed is provided. A heating plate 11, a pair of scanning nozzles 12, 12, and a pair of end clamps 13, 13 are provided above the stage 10.

加熱プレート11はステージ10に載置される基板Wを加熱するためのものであり、ヒータ111を内蔵するとともにその下面がステージ10の上面10aと対向するように配置されている。また、走査ノズル12,12は、ペースト供給部2から供給される導電性ペーストを下端に設けられた吐出口から吐出するとともに、一体としてY方向に走査移動自在に構成されている。また、端部クランプ13,13は、X方向における基板Wの両端部の上方にそれぞれ設けられて、Y方向の長さが基板WのY方向長さよりも長い板状の部材である。端部クランプ13,13は昇降自在となっており、最も下降した状態ではその下面13aが基板Wの周縁部と当接して基板Wをステージ10に押し付ける作用をする。   The heating plate 11 is for heating the substrate W placed on the stage 10, and includes a heater 111 and is disposed so that its lower surface faces the upper surface 10 a of the stage 10. Further, the scanning nozzles 12 and 12 are configured to discharge the conductive paste supplied from the paste supply unit 2 from the discharge port provided at the lower end and to be integrally movable in the Y direction. Further, the end clamps 13 and 13 are plate-like members that are respectively provided above both ends of the substrate W in the X direction and whose length in the Y direction is longer than the length of the substrate W in the Y direction. The end clamps 13 and 13 can freely move up and down. When the end clamps 13 and 13 are lowered, the lower surface 13 a abuts against the peripheral edge of the substrate W and presses the substrate W against the stage 10.

また、X方向におけるステージ10の両端部には上端部が鋭利な刃となった1対のカッタ14,14が設けられている。カッタ14,14は昇降自在となっており、必要に応じてその上端部がステージ10上の基板Wの上面Waよりも上側まで上昇することで、後述するようにして基板W上に張架されるワイヤを切断する。   In addition, a pair of cutters 14 and 14 whose upper end portions are sharp blades are provided at both ends of the stage 10 in the X direction. The cutters 14 and 14 are movable up and down, and the upper ends of the cutters 14 and 14 are lifted to the upper side of the upper surface Wa of the substrate W on the stage 10 as necessary, and are stretched on the substrate W as will be described later. Cut the wire.

ステージ10の側方には、ワイヤ供給部3が設けられている。ワイヤ供給部3は、直径10〜100μm程度の極細のワイヤCWを送出するワイヤ送出ブロック31、ガイドノズル32およびガイドクランプ33を、形成すべき配線の数(以下では配線数を8とするがこれに限定されない)に対応して複数組(この例では8組)備えている。ワイヤ送出ブロック31は、ワイヤCWを巻回されたボビン311と、該ボビン311を回転自在に軸支する支持台312と、支持台312からステージ10に向かって延びるアーム313を有しており、形成すべき配線の本数と同数のワイヤ送出ブロック31がY方向に等間隔で並べられている。アーム312の先端はワイヤCWを挿通するためリング状に形成されている。   A wire supply unit 3 is provided on the side of the stage 10. The wire supply unit 3 includes a wire delivery block 31, a guide nozzle 32, and a guide clamp 33 for delivering an extremely fine wire CW having a diameter of about 10 to 100 μm. (In this example, 8 sets) are provided. The wire delivery block 31 includes a bobbin 311 around which the wire CW is wound, a support base 312 that rotatably supports the bobbin 311, and an arm 313 that extends from the support base 312 toward the stage 10. The same number of wire delivery blocks 31 as the number of wires to be formed are arranged at equal intervals in the Y direction. The tip of the arm 312 is formed in a ring shape so as to insert the wire CW.

ガイドノズル32は、上面にワイヤCWを挿通させるためのガイド溝(図示省略)を設けた本体321と、該本体321からワイヤ送出ブロック31に向かって延びるアーム322とを有しており、形成すべき配線の本数と同数のガイドノズル32がY方向に等間隔で並べられている。アーム322の先端はワイヤCWを挿通するためリング状に形成されている。ボビン311から引き出されるワイヤCWは、ワイヤ送出ブロック31側のアーム313からガイドノズル32側のアーム322を経て、その先頭部CWaがガイドノズル32により位置決めされてステージ10の近くに突き出されている。   The guide nozzle 32 includes a main body 321 provided with a guide groove (not shown) for inserting the wire CW on the upper surface, and an arm 322 extending from the main body 321 toward the wire delivery block 31. The same number of guide nozzles 32 as the number of power lines are arranged at equal intervals in the Y direction. The tip of the arm 322 is formed in a ring shape so as to insert the wire CW. The wire CW pulled out from the bobbin 311 passes from the arm 313 on the wire delivery block 31 side through the arm 322 on the guide nozzle 32 side, and its leading end CWa is positioned by the guide nozzle 32 and protrudes near the stage 10.

Y方向におけるガイドノズル32の配列ピッチは可変となっており、基板W上に形成すべき配線の配列ピッチと同じに設定される。これによりワイヤCWは配線の配列ピッチに相当するピッチでステージ10の近くに位置決めされる。一方、ワイヤ送出ブロック31の配列ピッチについては、ワイヤ送出ブロック31とガイドノズル32との間でアーム313、322を介してワイヤの受け渡しを行うことでピッチ変換をすることができるので、配線の配列ピッチに関係なくボビン311のサイズ等に応じて任意に設定することができる。   The arrangement pitch of the guide nozzles 32 in the Y direction is variable and is set to be the same as the arrangement pitch of the wirings to be formed on the substrate W. Thus, the wire CW is positioned near the stage 10 at a pitch corresponding to the wiring arrangement pitch. On the other hand, the arrangement pitch of the wire delivery block 31 can be changed by transferring the wire between the wire delivery block 31 and the guide nozzle 32 via the arms 313 and 322. It can be arbitrarily set according to the size of the bobbin 311 regardless of the pitch.

ガイドノズル32とステージ10との間には、Y方向に沿って延設されるとともに上下方向に開閉自在に構成され、閉状態でガイドノズル32により保持されたワイヤCWの先端部をクランプ保持するガイドクランプ33が設けられている。ガイドクランプ33は、閉じられた状態でステージ10の上方を横切って基板Wの一方端側(図1において右側)から他方端側(図1において左側)に向けてX方向に移動可能となっている。つまり、ガイドクランプ33は、複数のガイドノズル32にそれぞれ保持された複数のワイヤCWの先端部を一括してクランプした状態でステージ10の右上方から左上方に向けて水平移動する。   Between the guide nozzle 32 and the stage 10, it extends along the Y direction and can be opened and closed in the vertical direction, and clamps and holds the tip of the wire CW held by the guide nozzle 32 in the closed state. A guide clamp 33 is provided. The guide clamp 33 is movable in the X direction from one end side (right side in FIG. 1) to the other end side (left side in FIG. 1) of the substrate W across the stage 10 in a closed state. Yes. That is, the guide clamp 33 moves horizontally from the upper right to the upper left of the stage 10 in a state where the tips of the plurality of wires CW respectively held by the plurality of guide nozzles 32 are collectively clamped.

ガイドクランプ33の移動につれて、ワイヤCWがボビン311から引き出される。したがって、ガイドクランプ33がステージ10の左上方まで移動した状態では、各ボビン311から引き出されたワイヤCWが基板Wの上方に平行に張り渡された状態となる。   As the guide clamp 33 moves, the wire CW is pulled out from the bobbin 311. Therefore, when the guide clamp 33 is moved to the upper left of the stage 10, the wire CW drawn from each bobbin 311 is stretched in parallel above the substrate W.

なお、図1および図2において、各部材の近傍に付した点線矢印は、当該部材の移動方向を表している。ただし、図1において、Y方向、つまり図1紙面に垂直な方向に移動する操作ノズル12の移動方向の記載を省略している。   In FIG. 1 and FIG. 2, a dotted arrow attached in the vicinity of each member represents the moving direction of the member. However, in FIG. 1, description of the movement direction of the operation nozzle 12 that moves in the Y direction, that is, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is omitted.

また、この配線形成装置1は、上記各構成を形成して後述する配線形成処理を実行する制御部6および上記各構成を駆動するための駆動機構7を備えている。上記した配線形成装置1の各構成の動作は、この制御部6および駆動機構7が作動することによって実現されている。   In addition, the wiring forming apparatus 1 includes a control unit 6 that forms the above-described components and executes a wiring forming process described later, and a driving mechanism 7 for driving the components. The operation of each component of the wiring forming apparatus 1 described above is realized by operating the control unit 6 and the drive mechanism 7.

次に、上記のように構成された配線形成装置1の動作について説明する。以下に示す配線形成処理は、太陽電池用の光電変換層を形成された基板Wの表面に、フィンガー電極と呼ばれる細く互いに平行な複数の電極と、これらのフィンガー電極に直交する断面積の大きいバス電極と呼ばれる電極とからなる集電電極を形成するための処理である。この配線形成処理は、制御部6が予め用意された制御プログラムを実行して装置各部を動作させることによって実現される。   Next, the operation of the wiring forming apparatus 1 configured as described above will be described. In the wiring formation process shown below, a plurality of thin and parallel electrodes called finger electrodes and a bus with a large cross-sectional area perpendicular to these finger electrodes are formed on the surface of the substrate W on which a photoelectric conversion layer for solar cells is formed. This is a process for forming a current collecting electrode composed of electrodes called electrodes. This wiring formation process is realized by the control unit 6 executing a control program prepared in advance to operate each part of the apparatus.

図3は第1実施形態における配線形成処理を示すフローチャートである。また、図4は配線形成処理における各部の動作を模式的に示す図である。なお、図4の各小図では、以下に説明する工程の実行後における各部材の位置を模式的に示すとともに、当該工程の次の工程で移動する部材についてその移動方向を破線矢印によって示している。   FIG. 3 is a flowchart showing the wiring formation process in the first embodiment. FIG. 4 is a diagram schematically showing the operation of each part in the wiring formation process. In addition, in each small drawing of FIG. 4, while showing the position of each member after execution of the process demonstrated below typically, the moving direction is shown by the broken-line arrow about the member moved at the next process of the said process. Yes.

まず、配線形成装置1の初期化を行う(ステップS101)。この装置における初期化状態は、図1および図2に示す状態から基板Wを除いた状態である。すなわち、初期化状態では、加熱プレート11および端部クランプ13がステージ10の上方に、またカッタ14がステージ10の下方に退避した状態となっている。また、ガイドクランプ33はステージ10とガイドノズル32との間に位置して開いた状態である。また、走査ノズル12は図1紙面奥側に退避した位置にある。さらに、ガイドノズル32からは、ボビン311から引き出されたワイヤCWの先頭部CWaが突き出した状態となっている。   First, the wiring forming apparatus 1 is initialized (step S101). The initialization state in this apparatus is a state in which the substrate W is removed from the states shown in FIGS. That is, in the initialization state, the heating plate 11 and the end clamp 13 are retracted above the stage 10 and the cutter 14 is retracted below the stage 10. The guide clamp 33 is located between the stage 10 and the guide nozzle 32 and is open. Further, the scanning nozzle 12 is in a position retracted to the back side in FIG. Further, the leading portion CWa of the wire CW pulled out from the bobbin 311 protrudes from the guide nozzle 32.

この状態で、外部から処理対象となる基板Wを搬入しステージ10に載置する(ステップS102)。続いて、ガイドクランプ33を閉じて、8組のガイドノズル32のそれぞれから突き出された8本のワイヤ先端部CWaを一括クランプする(ステップS103、図4(a))。そして、ワイヤをクランプしたまま、ガイドクランプ33を基板Wの上を通過させて(−X)方向に反対側まで移動させる(ステップS104、図4(b))。これにより、ワイヤCWが基板Wの上部に張架される。ガイドノズル32によってワイヤ間のピッチが一定に保たれており、8本のワイヤCWは基板上部に平行に張架される。   In this state, the substrate W to be processed is loaded from the outside and placed on the stage 10 (step S102). Subsequently, the guide clamp 33 is closed, and the eight wire tip portions CWa protruding from the eight sets of guide nozzles 32 are collectively clamped (step S103, FIG. 4A). Then, with the wire clamped, the guide clamp 33 is passed over the substrate W and moved to the opposite side in the (−X) direction (step S104, FIG. 4B). As a result, the wire CW is stretched over the substrate W. The pitch between the wires is kept constant by the guide nozzle 32, and the eight wires CW are stretched parallel to the upper part of the substrate.

次に、端部クランプ13,13を下降させて基板Wに当接させることにより、ワイヤCWを基板Wの端部に押し付けてクランプする(ステップS105、図4(c))。これにより、8本のワイヤCWは基板表面Waに沿ってX方向に互いに平行に配置された状態となる(配設工程)。   Next, the end clamps 13 and 13 are lowered and brought into contact with the substrate W, whereby the wire CW is pressed against the end portion of the substrate W to be clamped (step S105, FIG. 4C). As a result, the eight wires CW are arranged in parallel to each other in the X direction along the substrate surface Wa (arrangement step).

こうして基板W上でワイヤCWの両端が端部クランプ13によってクランプされると、ガイドクランプ33はワイヤのクランプを解除して初期位置に戻り、ガイドノズル32から突き出されたワイヤを新たにクランプする。ワイヤ切断前にクランプしておくことにより、次回のワイヤの張架をスムーズに行うことができる。なお、左端に移動したガイドクランプ33の解除を行う前に、ワイヤ先端を保持する機構を別途設けてもよい。また、ガイドクランプをもう1組設け、左側に移動したガイドクランプについては当該位置にとどめてクランプを維持したまま、もう1組のガイドクランプでガイドノズル32近傍のワイヤをクランプするようにしてもよい。   When both ends of the wire CW are clamped on the substrate W by the end clamps 13 in this way, the guide clamp 33 releases the wire clamp, returns to the initial position, and newly clamps the wire protruding from the guide nozzle 32. By clamping the wire before cutting the wire, the next wire can be stretched smoothly. A mechanism for holding the tip of the wire may be separately provided before releasing the guide clamp 33 moved to the left end. Further, another set of guide clamps may be provided, and the guide clamp moved to the left side may be kept at that position and the wire near the guide nozzle 32 may be clamped with another set of guide clamps. .

そして、カッタ14をステージ10の端面に沿って上昇させて、端部クランプ13の端面から延びるワイヤCWを切断する(ステップS106)。続いて、走査ノズル12,12から導電性ペーストPを吐出させながら、端部クランプ13,13の内側直近位置を通過するように、走査ノズル14,14を(−Y)方向、つまり図1および図4において紙面奥側から手前側に向かって移動させる(ステップS107、図4(d))。   Then, the cutter 14 is raised along the end surface of the stage 10, and the wire CW extending from the end surface of the end clamp 13 is cut (step S106). Subsequently, while discharging the conductive paste P from the scanning nozzles 12 and 12, the scanning nozzles 14 and 14 are moved in the (−Y) direction, that is, in FIG. In FIG. 4, the sheet is moved from the back side to the near side (step S107, FIG. 4 (d)).

図5はペースト塗布後の基板の状態を示す図である。この図では端部クランプ13の記載を省略している。走査ノズル14,14の移動方向(Y方向)は、基板上に張り渡されたワイヤCWの張架方向(X方向)に直交する方向である。したがって、走査ノズル14,14から吐出されたペーストPは、X方向における基板Wの両端部近傍において、基板主面Waに張り渡されたワイヤCWの上に塗布される。これにより、基板上では、ペーストPによってワイヤCWの両端部近傍が仮固定されて動かない状態となる(塗布工程)。すなわち、端部クランプ13,13による基板端部でのワイヤのクランプを解除することができる(ステップS108)。この時点で、基板主面Wa上にはワイヤCWおよび導電性ペーストPが所望のパターンに対応して配設されていることとなる。   FIG. 5 is a diagram showing the state of the substrate after applying the paste. In this figure, the end clamp 13 is not shown. The moving direction (Y direction) of the scanning nozzles 14 and 14 is a direction orthogonal to the stretching direction (X direction) of the wire CW stretched over the substrate. Therefore, the paste P discharged from the scanning nozzles 14 and 14 is applied on the wire CW stretched over the substrate main surface Wa in the vicinity of both ends of the substrate W in the X direction. Thereby, on the board | substrate, the both ends vicinity of the wire CW is temporarily fixed by the paste P, and it will be in the state which does not move (application | coating process). That is, it is possible to release the clamp of the wire at the end of the substrate by the end clamps 13 and 13 (step S108). At this point, the wire CW and the conductive paste P are disposed on the main surface Wa of the substrate corresponding to the desired pattern.

端部クランプ13,13を上方に退避させた後、代わって加熱プレート11を下降させて基板主面Waに近接させ、基板主面Waに配設されたワイヤCWおよび導電性ペーストPを所定の温度に加熱し、ワイヤCWおよびペーストPに対するベーク処理を行う(ステップS109;固着工程)。   After retracting the end clamps 13 and 13 upward, instead, the heating plate 11 is lowered to come close to the substrate main surface Wa, and the wire CW and the conductive paste P disposed on the substrate main surface Wa are set in a predetermined manner. The wire CW and the paste P are baked by heating to a temperature (step S109; fixing step).

この実施形態において使用するワイヤCWは、少なくともその表面が導電性材料からなるものであり、特に低融点の導電性材料からなるものである。このような構成では、ベーク処理によってワイヤ表面の導電性材料が融解し、ワイヤCWが基板Wに固着するとともに電気的に導通する。融解によりワイヤの形状が大きく崩れないような材料およびベーク条件とすることで、基板Wに張り渡されたワイヤCWがほぼそのままの形状で基板Wに固着して、微細な電極配線(フィンガー電極)として機能することになる。融解した導電性材料がワイヤと基板との隙間に回り込むことで両者の接触面積が大きくなり、低い電気抵抗が得られる。また、基板Wに塗布された導電性ペーストPがベーク処理により焼成されることで、より幅広でフィンガー電極と交わるバス電極として機能することになる。   The wire CW used in this embodiment has at least the surface thereof made of a conductive material, and is particularly made of a low melting point conductive material. In such a configuration, the conductive material on the surface of the wire is melted by the baking process, and the wire CW is fixed to the substrate W and electrically conducted. By setting the material and baking conditions so that the shape of the wire does not collapse greatly by melting, the wire CW stretched over the substrate W adheres to the substrate W in an almost intact shape, and fine electrode wiring (finger electrodes) Will function as. When the molten conductive material wraps around the gap between the wire and the substrate, the contact area between the two becomes large, and a low electrical resistance is obtained. Further, when the conductive paste P applied to the substrate W is baked by baking, the conductive paste P functions as a bus electrode that is wider and intersects with the finger electrodes.

すなわち、ベーク処理を行うことで、基板Wに張り渡したワイヤCWおよび塗布したペーストPが電極として機能するようになる。基板W表面に絶縁膜が形成されている場合でも、ベーク処理を行うことによって、絶縁層を破って基板と電極との導通を確保する(ファイアスルー)ことが可能となる。こうして電極を形成された基板Wを装置1から搬出することにより(ステップS110)、配線形成処理が完了する。   That is, by performing the baking process, the wire CW stretched over the substrate W and the applied paste P function as electrodes. Even when an insulating film is formed on the surface of the substrate W, it is possible to break the insulating layer and ensure conduction between the substrate and the electrode (fire-through) by performing the baking process. By carrying out the substrate W on which the electrodes are thus formed from the apparatus 1 (step S110), the wiring formation process is completed.

図6はこの実施形態におけるワイヤの断面構造を示す図である。また、図7はベーク処理後のワイヤの断面形状の例を示す図である。この実施形態において使用するワイヤCWは、例えば以下のような断面構造を有するものである。図6(a)に例示するワイヤCW1は、金属製の芯線911の表面を、芯線911より低融点の金属表面層912によって被覆したいわゆるクラッドワイヤである。ここで、芯線911としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、真ちゅう、ステンレスなど導電性に優れた材料が好ましい。一方、表面層912には、芯線911より低く導電性も良好なスズ、鉛、ハンダ合金、インジウムなどを用いることができる。このようなワイヤCW1は、例えば無電解めっきや表面層912となる金属を溶融させた中に芯線911をくぐらせることによって得ることができる。   FIG. 6 is a view showing a cross-sectional structure of the wire in this embodiment. Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the example of the cross-sectional shape of the wire after a baking process. The wire CW used in this embodiment has, for example, the following cross-sectional structure. A wire CW1 illustrated in FIG. 6A is a so-called clad wire in which the surface of a metal core wire 911 is covered with a metal surface layer 912 having a melting point lower than that of the core wire 911. Here, as the core wire 911, a material having excellent conductivity such as gold, silver, copper, aluminum, nickel, brass, and stainless steel is preferable. On the other hand, for the surface layer 912, tin, lead, solder alloy, indium, or the like which is lower than the core wire 911 and has good conductivity can be used. Such a wire CW1 can be obtained, for example, by passing through the core wire 911 while melting the metal to be the electroless plating or the surface layer 912.

図7(a)に示すように、ベーク処理によって表面層912が基板主面Waに融着することで、ワイヤCW1と基板主面Waとの導通が確保される。このとき、芯線911の融点よりも低い温度でベーク処理を行うことにより、芯線911の断面形状は変化しない。すなわち、ベーク処理によって得られる配線の断面形状は、ほぼ芯線911の断面形状に近いものとなる。つまり、芯線911の断面形状および表面層912の厚さによって配線の断面形状をコントロールすることができ、所望のアスペクト比の配線を得ることが可能となる。   As shown in FIG. 7A, the surface layer 912 is fused to the substrate main surface Wa by the baking process, so that conduction between the wire CW1 and the substrate main surface Wa is ensured. At this time, by performing the baking process at a temperature lower than the melting point of the core wire 911, the cross-sectional shape of the core wire 911 does not change. That is, the cross-sectional shape of the wiring obtained by the baking process is almost similar to the cross-sectional shape of the core wire 911. That is, the cross-sectional shape of the wiring can be controlled by the cross-sectional shape of the core wire 911 and the thickness of the surface layer 912, and a wiring having a desired aspect ratio can be obtained.

また、図6(b)に例示するワイヤCW2は、その全体がスズ、ハンダ合金などの低融点金属921によって形成されたものである。また、ベーク処理において表面を融解させるに足りるだけの加熱を行うことが可能であれば、例えば銀、銅、真ちゅうなどを用いてもよい。このような構成であっても、ベーク処理における温度や時間などの条件を適切に設定することで、当初の形状に近い形状を維持した状態で基板Wに固着させることが可能である。   Further, the wire CW2 illustrated in FIG. 6B is entirely formed of a low melting point metal 921 such as tin or a solder alloy. Further, for example, silver, copper, brass, or the like may be used as long as it is possible to perform heating enough to melt the surface in the baking process. Even in such a configuration, by appropriately setting conditions such as temperature and time in the baking process, it is possible to fix the substrate W to the substrate W while maintaining a shape close to the original shape.

また、図6(c)に例示するワイヤCW3では、細い芯線931を厚い表面層932で被覆したものである。このような構造では、電気伝導は主に断面積の大きな表面層932が担うことになるので、芯線931には必ずしも導電性を必要としない。この意味において、芯線931は適当な引っ張り強度と形状を維持する作用とがあれば絶縁体であってもよく、例えばガラス繊維や炭素繊維、導電性は低いが引っ張り強度の高い鋼線などを用いてもよい。特に、熱によるワイヤの伸縮に起因する配線の曲がりや基板Wからの浮きなどの乱れを防止するためには、熱膨張率の小さな材料が好ましい。   In addition, in the wire CW3 illustrated in FIG. 6C, a thin core wire 931 is covered with a thick surface layer 932. In such a structure, since the electrical conduction is mainly performed by the surface layer 932 having a large cross-sectional area, the core wire 931 does not necessarily need conductivity. In this sense, the core wire 931 may be an insulator as long as it has an action of maintaining an appropriate tensile strength and shape. For example, glass fiber or carbon fiber, a steel wire having low conductivity but high tensile strength, etc. is used. May be. In particular, a material having a low coefficient of thermal expansion is preferable in order to prevent disturbances such as bending of the wiring and floating from the substrate W due to the expansion and contraction of the wire due to heat.

図7(b)に示すように、芯線931が細く表面層932が厚い場合には、ベーク処理によって表面層932が融解するといわゆるダレを生じて配線の断面形状が崩れアスペクト比が低下しやすい。したがって、この場合にはベーク処理における温度や時間の管理が配線の断面形状を保持する上で重要である。   As shown in FIG. 7B, in the case where the core wire 931 is thin and the surface layer 932 is thick, when the surface layer 932 is melted by baking, so-called sagging occurs, and the cross-sectional shape of the wiring is easily broken to reduce the aspect ratio. Therefore, in this case, management of temperature and time in the baking process is important for maintaining the cross-sectional shape of the wiring.

また、図6(d)に例示するワイヤCW4は、芯線941を複数の素線による撚り線とし、これに表面層942を被覆したものである。この場合も、芯線941は導電性材料、絶縁材料のいずれでも構わない。このような構成とすれば、図7(c)に示すように、表面層942が融解しても配線の断面形状が大きく崩れることは避けられる。   In addition, the wire CW4 illustrated in FIG. 6D is obtained by forming the core wire 941 as a stranded wire made of a plurality of strands and covering the surface layer 942 thereon. Also in this case, the core wire 941 may be either a conductive material or an insulating material. With such a configuration, as shown in FIG. 7C, even if the surface layer 942 is melted, the cross-sectional shape of the wiring can be avoided from being greatly collapsed.

以上説明したように、この実施形態では、基板W上に微細かつアスペクト比が適切に制御された配線を形成するために、表面が比較的低融点の導電性材料で形成されたワイヤCWを基板主面Waに沿って張り渡し、これを加熱してワイヤ表面を融解させワイヤを基板に固着させることで配線形成を行っている。このような構成によれば、ワイヤの断面形状によって配線のアスペクト比を制御性よく制御することができ、また塗布液の塗り重ねによる配線形成技術に比べて高いスループットで配線を形成することができる。   As described above, in this embodiment, in order to form a fine wiring with an appropriately controlled aspect ratio on the substrate W, the wire CW having a surface made of a conductive material having a relatively low melting point is used as the substrate. Wiring is performed by stretching along the main surface Wa and heating this to melt the wire surface and fix the wire to the substrate. According to such a configuration, the aspect ratio of the wiring can be controlled with good controllability depending on the cross-sectional shape of the wire, and the wiring can be formed with a higher throughput than the wiring forming technique by applying the coating liquid. .

また、ワイヤCWを配設した基板Wにペースト状の塗布液を塗布してワイヤCWを固定することにより、ベーク処理前に形成した配線パターンが崩れることがない。そして、塗布されたペーストも、焼成されることにより配線として使用することが可能となる。   In addition, by applying a paste-like coating liquid to the substrate W on which the wires CW are provided and fixing the wires CW, the wiring pattern formed before the baking process is not broken. The applied paste can also be used as wiring by firing.

次に、この発明にかかる配線形成装置の第2実施形態について説明する。上記した第1実施形態では、基板Wに沿って配設したワイヤCWに加熱プレート11を近接させワイヤCWを外部から加熱する、本明細書にいう「傍熱法」によってワイヤ表面の導電性材料を融解させ基板Wに固着させた。これに対して、以下に説明する第2実施形態では、ワイヤCW自身を発熱させる「直熱法」によってワイヤ表面を融解させて基板Wに固着させる。   Next, a second embodiment of the wiring forming apparatus according to the present invention will be described. In the first embodiment described above, the conductive material on the surface of the wire by the “indirect heating method” referred to in this specification, in which the heating plate 11 is brought close to the wire CW disposed along the substrate W and the wire CW is heated from the outside. Was melted and fixed to the substrate W. In contrast, in the second embodiment described below, the wire surface is melted and fixed to the substrate W by a “direct heating method” in which the wire CW itself generates heat.

図8はこの発明にかかる配線形成装置の第2実施形態を示す図である。また、図9は第2実施形態における配線形成処理を示すフローチャートである。まずその動作について、第1実施形態との相違点を説明する。なお、第2実施形態の配線形成装置の構成のうち、第1実施形態と共通する部分に関しては同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 8 is a view showing a second embodiment of the wiring forming apparatus according to the present invention. FIG. 9 is a flowchart showing a wiring formation process in the second embodiment. First, the difference between the operation and the first embodiment will be described. Note that, in the configuration of the wiring forming apparatus according to the second embodiment, portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第1実施形態における配線形成処理のうち、ステージ10に載置した基板Wの上部にワイヤCWを張り渡し、端部クランプでクランプしてカッタ14で切断するところまで(図3のステップS101〜S106)は、第2実施形態の配線形成処理でも全く同じである(図9のステップS201〜S206)。これ以降の動作が異なっている。   In the wiring forming process according to the first embodiment, the wire CW is stretched over the substrate W placed on the stage 10, clamped by the end clamp, and cut by the cutter 14 (steps S <b> 101 to S <b> 106 in FIG. 3). ) Is exactly the same in the wiring formation process of the second embodiment (steps S201 to S206 in FIG. 9). The subsequent operation is different.

図8(a)に示すように、第2実施形態においては、ワイヤ切断後、切断されたワイヤCWの両端をクランプしている端部クランプ43,43間に電流源44を電気的に接続する(ステップS207)。端部クランプ43は導電性材料で構成される。したがって、電流源44、一方の端部クランプ43、基板主面Wa上のワイヤCW、他方の端部クランプ44を経由して電流源44に戻る導電経路が形成され、ワイヤCWに電流が流れる。適宜に設定された電流を流すことでジュール熱によるワイヤCWの温度上昇が生じ、その表面が融解して基板主面Waに固着する。   As shown in FIG. 8A, in the second embodiment, after the wire is cut, the current source 44 is electrically connected between the end clamps 43 and 43 that clamp both ends of the cut wire CW. (Step S207). The end clamp 43 is made of a conductive material. Therefore, a conductive path is formed to return to the current source 44 via the current source 44, one end clamp 43, the wire CW on the substrate main surface Wa, and the other end clamp 44, and current flows through the wire CW. By passing a current set appropriately, the temperature of the wire CW rises due to Joule heat, and the surface melts and adheres to the substrate main surface Wa.

したがって、この時点でワイヤCWは基板表面に固定されてフィンガー電極が形成されており、端部クランプ43によるクランプを解除して基板Wを搬出することができる(ステップS208、S209)。ペースト塗布によるワイヤの固定は必要ないので、バス電極を形成するための導電性ペースト塗布については本装置とは別の塗布装置を用いて行うことができる。また、ワイヤに対するベーク処理は原理的に不要であるが、ペーストの焼成のためにベーク処理を行う場合には、塗布装置とは別のベーク装置を用いることができる。そのため、この実施形態の配線形成装置では、加熱プレート、走査ノズル、ペースト供給部およびこれらを駆動するための機構が不要である。これらの構成が不要である点およびワイヤに通電するための構成を要するという点以外は、第1実施形態と共通の装置構成を用いることができる。もちろん、第2実施形態の装置においてもペースト塗布やベーク処理を行うようにしても構わない。この場合、図9のステップS207の実行後にペースト塗布を行い、ステップS208の実行後にベーク処理を行うことになる。   Therefore, at this time, the wire CW is fixed to the substrate surface and the finger electrode is formed, and the clamp by the end clamp 43 can be released and the substrate W can be carried out (steps S208 and S209). Since it is not necessary to fix the wire by applying the paste, the conductive paste application for forming the bus electrode can be performed by using an application apparatus different from the present apparatus. In addition, the baking process for the wire is unnecessary in principle, but when the baking process is performed for baking the paste, a baking apparatus different from the coating apparatus can be used. Therefore, the wiring forming apparatus of this embodiment does not require a heating plate, a scanning nozzle, a paste supply unit, and a mechanism for driving them. A device configuration common to the first embodiment can be used except that these configurations are unnecessary and a configuration for energizing the wires is required. Of course, the paste application or baking process may also be performed in the apparatus of the second embodiment. In this case, paste application is performed after execution of step S207 of FIG. 9, and baking processing is performed after execution of step S208.

上記のようにワイヤによる配線形成、導電性ペースト塗布、ベーク処理の各工程をそれぞれ別の装置によって行うと、1つの基板に対する処理のために1つの装置が占有される時間が短くなる。このことは、複数枚の基板に対する処理を連続して行う場合のスループットを大きく向上させることに寄与する。また、形成する配線の種類によってはペースト塗布、ベーク処理の少なくとも一方を省くことができる場合があり、これによりさらにスループットが向上する。   As described above, when each process of forming a wire, applying a conductive paste, and baking is performed by different apparatuses, the time for which one apparatus is occupied for processing on one substrate is shortened. This contributes to greatly improving the throughput when processing on a plurality of substrates is continuously performed. In addition, depending on the type of wiring to be formed, at least one of paste application and baking may be omitted, which further improves the throughput.

形成される配線のアスペクト比については、第1実施形態と同様に、使用するワイヤCWの構造によって制御することが可能である。ワイヤCWとしては、第1実施形態において説明したものと同様の構造を有するものを使用することが可能である。   As in the first embodiment, the aspect ratio of the formed wiring can be controlled by the structure of the wire CW to be used. As the wire CW, a wire having the same structure as that described in the first embodiment can be used.

ここで、第2実施形態において、基板W上に配設された複数のワイヤCWに通電する際の取り扱いについて説明しておく。複数のワイヤを並列接続して通電した場合、特定のワイヤへの電流集中によって当該ワイヤが断線したり、他のワイヤが十分に加熱されなくなるおそれがある。このような問題に対応するために、例えば以下のようにすることができる。   Here, in the second embodiment, the handling when energizing the plurality of wires CW arranged on the substrate W will be described. When a plurality of wires are connected in parallel and energized, the wires may break due to current concentration on a specific wire, or other wires may not be heated sufficiently. In order to deal with such a problem, for example, the following can be performed.

例えば図8(b)に示すように、端部クランプ43のうちの一方をワイヤ1本ずつに対応させて電気的に分離しておき、分離された端部クランプ431〜438のそれぞれに、電流源441〜448を1つずつ接続するようにしてもよい。このようにすれば、各ワイヤにそれぞれ適正な電流が流れるので、上記のような問題は生じない。   For example, as shown in FIG. 8B, one of the end clamps 43 is electrically separated corresponding to each wire, and a current is supplied to each of the separated end clamps 431 to 438. The sources 441 to 448 may be connected one by one. In this way, since the appropriate current flows through each wire, the above problem does not occur.

また、図8(c)に示すように、電気的に分離された端部クランプ431〜438の各々に、それぞれ抵抗器451〜458を介して単一の電圧源46が接続されるようにしてもよい。この場合にも、各ワイヤに流れる電流が抵抗器451〜458によって制限されるので、上記問題を回避することができる。   Further, as shown in FIG. 8C, a single voltage source 46 is connected to each of the electrically separated end clamps 431 to 438 via resistors 451 to 458, respectively. Also good. Also in this case, since the current flowing through each wire is limited by the resistors 451 to 458, the above problem can be avoided.

また、図8(d)に示すように、電気的に分離された端部クランプ431〜438に対して単一の電流源44を設け、スイッチ47によって電流を供給するワイヤを順次切り替えてゆくようにしても同様の効果が得られる。これらの構成において、他方側の端部クランプ43については、複数のワイヤを電気的に短絡する構成であっても構わない。   Further, as shown in FIG. 8D, a single current source 44 is provided for the end clamps 431 to 438 that are electrically separated, and a wire for supplying current is sequentially switched by a switch 47. However, the same effect can be obtained. In these configurations, the other end clamp 43 may be configured to electrically short-circuit a plurality of wires.

以上のように、この発明にかかる配線形成装置の第2実施形態では、基板主面Waに沿って張り渡したワイヤCWに電流を流すことによって発熱させ、表面を融解させることで基板に固着させるようにしている。このような構成によれば、上記した第1実施形態の装置と同様に、微細かつ所望のアスペクト比の配線を高いスループットで形成することが可能である。   As described above, in the second embodiment of the wiring forming apparatus according to the present invention, heat is generated by passing a current through the wire CW stretched along the substrate main surface Wa, and the surface is melted to be fixed to the substrate. I am doing so. According to such a configuration, it is possible to form fine wiring with a desired aspect ratio with a high throughput as in the case of the apparatus of the first embodiment.

以上説明したように、上記各実施形態においては、ステージ10が本発明の「基板保持手段」として機能している。また、ワイヤCWが本発明の「配線材料」に相当しており、ワイヤ供給部3が本発明の「供給手段」として機能している。また、この実施形態では、ガイドノズル32、ガイドクランプ33および端部クランプ13(43)が一体として本発明の「配設手段」として機能している。また、第1実施形態における加熱プレート11および第2実施形態における電流源44等が、いずれも本発明の「加熱手段」として機能している。   As described above, in each of the above embodiments, the stage 10 functions as the “substrate holding means” of the present invention. The wire CW corresponds to the “wiring material” of the present invention, and the wire supply unit 3 functions as the “supplying unit” of the present invention. In this embodiment, the guide nozzle 32, the guide clamp 33 and the end clamp 13 (43) function as an “arrangement unit” of the present invention. Further, the heating plate 11 in the first embodiment and the current source 44 in the second embodiment all function as the “heating means” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、基板W上に8本の配線を等間隔に形成しているが、配線の形成本数やピッチはこれに限定されない。また、例えば、1本のワイヤのみを供給するワイヤ供給部を備え、複数の配線を順番に形成するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, eight wirings are formed at equal intervals on the substrate W, but the number of wirings formed and the pitch are not limited to this. Further, for example, a wire supply unit that supplies only one wire may be provided, and a plurality of wirings may be formed in order.

また、上記実施形態では、断面形状が略円形であるワイヤを用いて配線を形成しているが、断面形状を適宜変更することで、形成される配線の断面形状やアスペクト比を任意に制御することが可能である。   In the above embodiment, the wiring is formed using the wire having a substantially circular cross-sectional shape, but the cross-sectional shape and aspect ratio of the formed wiring can be arbitrarily controlled by appropriately changing the cross-sectional shape. It is possible.

また、上記実施形態では、基板の上部に加熱プレートを設ける、あるいはワイヤに電流を流すことによってワイヤ表面の導電性材料を加熱し融解させているが、例えば基板を載置するステージをホットプレートとして、ステージからワイヤを加熱するようにしてもよい。またペースト塗布後のベーク処理を他の装置で行うようにしてもよい。   In the above embodiment, the conductive material on the surface of the wire is heated and melted by providing a heating plate on the substrate or by passing a current through the wire. For example, the stage on which the substrate is placed is used as a hot plate. The wire may be heated from the stage. Moreover, you may make it perform the baking process after paste application with another apparatus.

また、基板に沿って配設されたワイヤが特に基板中央部で浮き上がらないようにするために、ステージの上面に僅かな曲率を設けて上に凸となるような形状としてもよい。   Further, in order to prevent the wires arranged along the substrate from floating especially at the central portion of the substrate, the upper surface of the stage may be provided with a slight curvature so as to protrude upward.

また、上記第1実施形態においては、基板Wに導電性ペーストを塗布する1対の走査ノズル14,14を設けているが、走査ノズルの個数についてはこれに限定されず、形成すべきパターンに応じて1つまたは3つ以上設けてもよい。   In the first embodiment, the pair of scanning nozzles 14 and 14 for applying the conductive paste to the substrate W are provided. However, the number of scanning nozzles is not limited to this, and the pattern to be formed is not limited to this. Depending on the situation, one or three or more may be provided.

また、上記第1実施形態では、基板に配設されたワイヤを導電性ペーストによって固定し、焼成後に該導電性ペーストを電極として機能させているが、単にワイヤを固定するという目的のためには、ペーストが導電性を有することは必須の要件ではない。その意味において、例えば非導電性の保護膜となる材料を塗布してもよい。また、上記第2実施形態では、基板に配設されたワイヤに直流電流を流して加熱しているが、交流電流を流すようにしてもよい。特に、高周波電流を流すようにすれば、表皮効果によって電流が表面に集中し、ワイヤ表面の温度を選択的に上昇させることが期待される。   In the first embodiment, the wire disposed on the substrate is fixed with a conductive paste, and the conductive paste functions as an electrode after firing. For the purpose of simply fixing the wire, It is not an essential requirement that the paste has conductivity. In that sense, for example, a material that becomes a non-conductive protective film may be applied. Moreover, in the said 2nd Embodiment, although direct current is sent and heated to the wire arrange | positioned at the board | substrate, you may make it send alternating current. In particular, if a high-frequency current is allowed to flow, it is expected that the current concentrates on the surface due to the skin effect, and the temperature of the wire surface is selectively increased.

また、上記実施形態は、フィンガー電極とバス電極とを直交させた電極を有する太陽電池モジュールを製造するための装置に本発明を適用したものであるが、本発明の適用対象はこれに限定されず、微細な配線形成を必要とする種々の用途に本発明を適用することが可能である。   Moreover, although the said embodiment applies this invention to the apparatus for manufacturing the solar cell module which has an electrode which made the finger electrode and the bus electrode orthogonal, the application object of this invention is limited to this. However, the present invention can be applied to various uses that require fine wiring formation.

この発明は、基板主面に微細な配線形成する装置および方法に適用可能であり、特に配線のアスペクト比を制御することが必要な場合に好適に適用することができる。   The present invention can be applied to an apparatus and method for forming fine wiring on a main surface of a substrate, and can be suitably applied particularly when it is necessary to control the aspect ratio of wiring.

3 ワイヤ供給部(供給手段)
10 ステージ(基板保持手段)
11 加熱プレート(加熱手段)
13,43 端部クランプ(配設手段)
32 ガイドノズル(配設手段)
33 ガイドクランプ(配設手段)
44 電流源(加熱手段)
CW ワイヤ(配線材料)
W 基板
3 Wire supply section (supply means)
10 stages (substrate holding means)
11 Heating plate (heating means)
13, 43 End clamp (arrangement means)
32 Guide nozzle (arrangement means)
33 Guide clamp (arrangement means)
44 Current source (heating means)
CW wire (wiring material)
W substrate

Claims (9)

表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を基板の主面に沿って配設する配設工程と、
前記導電性材料を熱により融解させ前記基板の主面に固着させる固着工程と
を備えたことを特徴とする配線形成方法。
A disposing step of disposing a thin wire-shaped wiring material whose surface is formed of a conductive material along the main surface of the substrate;
A wiring forming method comprising: a fixing step of melting the conductive material by heat and fixing the conductive material to the main surface of the substrate.
前記配線材料は、芯線を該芯線よりも低融点の前記導電性材料で被覆したものである請求項1に記載の配線形成方法。   The wiring formation method according to claim 1, wherein the wiring material is obtained by coating a core wire with the conductive material having a melting point lower than that of the core wire. 前記芯線が導電性を有する請求項2に記載の配線形成方法。   The wiring forming method according to claim 2, wherein the core wire has conductivity. 前記導電性材料が金属である請求項2または3に記載の配線形成方法。   The wiring forming method according to claim 2, wherein the conductive material is a metal. 前記配設工程後、前記固着工程の前に、前記基板主面に塗布液を塗布して前記配線材料を前記基板主面に固定する塗布工程を備える請求項1ないし4のいずれかに記載の配線形成方法。   5. The coating method according to claim 1, further comprising a coating step of coating a coating liquid on the substrate main surface and fixing the wiring material to the substrate main surface after the arranging step and before the fixing step. Wiring formation method. 前記固着工程では、前記配線材料を加熱して前記導電性材料を融解させる請求項1ないし5のいずれかに記載の配線形成方法。   6. The wiring forming method according to claim 1, wherein in the fixing step, the wiring material is heated to melt the conductive material. 前記固着工程では、前記配線材料に通電して発熱させることで前記導電性材料を融解させる請求項1ないし4のいずれかに記載の配線形成方法。   The wiring forming method according to claim 1, wherein in the fixing step, the conductive material is melted by energizing the wiring material to generate heat. 基板を保持する基板保持手段と、
表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を供給する供給手段と、
前記基板保持手段に保持された前記基板の主面に沿って前記配線材料を配設する配設手段と、
前記導電性材料を加熱して融解させ前記基板の主面に固着させる加熱手段と
を備えることを特徴とする配線形成装置。
Substrate holding means for holding the substrate;
Supply means for supplying a thin wire-shaped wiring material whose surface is formed of a conductive material;
Disposing means for disposing the wiring material along the main surface of the substrate held by the substrate holding means;
Heating means for heating and melting the conductive material and fixing the conductive material to the main surface of the substrate.
前記配設手段により前記配線材料を配設された前記基板主面に塗布液を塗布して前記配線材料を前記基板主面に固定する塗布手段をさらに備える請求項8に記載の配線形成装置。
The wiring forming apparatus according to claim 8, further comprising a coating unit that applies a coating liquid to the substrate main surface on which the wiring material is disposed by the arranging unit and fixes the wiring material to the substrate main surface.
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