JP2011201055A - Device and method for printing screen - Google Patents

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哲矢 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screen printing device which can improve conversion efficiency by increasing the film thickness and forming a circuit pattern with a large aspect ratio in the sectional shape, and also, of efficiently removing the residual paste, as well as a screen printing method.SOLUTION: The screen printing device includes a squeegee head 13 which supplies a paste for circuit pattern to the surface of a metal mask 1 while relatively sliding a squeegee 14 of predetermined length into contact with the upper surface of the metal mask 1, and a cleaning nozzle 36 of predetermined length for cleaning the lower surface of the metal mask 1. The metal mask 1 includes a grid part on which each opening and a crosslinking part are installed, and a strip-like bus bar part on which a plurality of the grid parts are arranged in parallel, connected with the terminal end opening, at an end part in the longitudinal direction, of each grid part. In the cleaning nozzle 36, the longitudinal direction of the cleaning nozzle 36 is parallel to the longitudinal direction of the bus bar part.

Description

本発明は、基材にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関し、特に太陽電池の電極を形成するのに適用されるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関する。   The present invention relates to a screen printing apparatus and a screen printing method for printing paste such as cream solder or conductive paste on a substrate, and more particularly to a screen printing apparatus and a screen printing method applied to form an electrode of a solar cell.

従来より電極形成のための印刷にメッシュマスクを用いたスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a screen printing apparatus and a screen printing method using a mesh mask for printing for electrode formation are known (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−62079号公報(図1、段落番号0052)JP 2007-62079 A (FIG. 1, paragraph number 0052)

太陽電池の変換効率を向上させるためには、電極を細線化して受光面積を増やすことが有効である。しかし、電極を細線化すると電気抵抗が極端に増大して性能の悪化をまねき、逆に変換効率が低下してしまうため、電極の膜厚を厚く形成する必要がある。
ところが、上記特許文献1のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法では、メッシュスクリーンの開口部のメッシュが抵抗となって開口率が低くなるため、このメッシュマスクを用いて形成された電極の膜厚は薄くなる。
従って、上記特許文献1のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法では、変換効率が低下する虞があるとともに残留ペーストを除去することが難しい。
In order to improve the conversion efficiency of the solar cell, it is effective to increase the light receiving area by thinning the electrodes. However, when the electrode is thinned, the electrical resistance is extremely increased to deteriorate the performance, and conversely, the conversion efficiency is lowered. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the electrode.
However, in the screen printing apparatus and the screen printing method of Patent Document 1, since the mesh of the opening portion of the mesh screen becomes a resistance and the aperture ratio becomes low, the film thickness of the electrode formed using this mesh mask is thin. Become.
Therefore, in the screen printing apparatus and the screen printing method disclosed in Patent Document 1, conversion efficiency may be reduced and it is difficult to remove residual paste.

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともに残留ペーストを効率よく除去することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to increase the film thickness and form a circuit pattern having a large cross-sectional aspect ratio to improve conversion efficiency. Another object of the present invention is to provide a screen printing apparatus and a screen printing method capable of efficiently removing residual paste.

本発明に係るスクリーン印刷装置は、基材の表面に帯状の回路パターンを形成するために、前記基材を支持する支持台と、前記基材の表面の一部を覆う被覆部と、前記基材の一部が露出する複数の開口部と、前記各開口部の間において回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って設けられた架橋部とを有するメタルマスクと、前記メタルマスクにおける上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら前記回路パターンとなるペーストを前記メタルマスクの表面に供給するスキージヘッドと、前記メタルマスクの下面をクリーニングする所定長さを有するクリーニングノズルと、を備え、前記メタルマスクが、前記各開口部および架橋部が設けられたグリット部と、前記グリット部が複数、かつ、平行に配列され、前記各グリット部の長手方向端部の終端開口部に連続する帯状のバスバー部とを有し、前記クリーニングノズルが、当該クリーニングノズルの長手方向が前記バスバー部の長手方向に対して平行である。   In order to form a belt-like circuit pattern on the surface of the substrate, the screen printing apparatus according to the present invention includes a support base that supports the substrate, a covering that covers part of the surface of the substrate, and the base. A metal mask having a plurality of openings from which a part of the material is exposed and a bridging portion provided along a direction intersecting the longitudinal direction of the circuit pattern between the openings; A squeegee head that supplies a paste to be the circuit pattern to the surface of the metal mask while relatively sliding the squeegee of a predetermined length with respect to the upper surface, and a cleaning having a predetermined length for cleaning the lower surface of the metal mask A nozzle, and the metal mask is provided with a plurality of grit parts provided with the openings and a bridging part, and a plurality of grit parts and arranged in parallel, And a strip-shaped bus bar portion continuous to the end opening of the longitudinal ends of the grit portion, the cleaning nozzle, the longitudinal direction of the cleaning nozzle is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.

本発明においては、開口部および架橋部を有して平行に配列される複数のグリット部と帯状のバスバー部とを有するメタルマスクの上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら回路パターンとなるペーストがメタルマスクの表面に供給される。そして、メタルマスクの下面に対して、長手方向がバスバー部の長手方向に対して平行なクリーニングノズルによりクリーニングが実行される。
従って、本発明においては、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともにバスバー部の残留ペーストを効率よく除去することができる。
In the present invention, a squeegee having a predetermined length is slidably brought into sliding contact with the upper surface of a metal mask having a plurality of grit portions and strip-like bus bar portions that have openings and bridge portions and are arranged in parallel. However, a paste to be a circuit pattern is supplied to the surface of the metal mask. Then, cleaning is performed on the lower surface of the metal mask by a cleaning nozzle whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.
Therefore, in the present invention, it is possible to improve the conversion efficiency by forming a circuit pattern having a large cross-sectional aspect ratio by increasing the film thickness, and it is possible to efficiently remove the residual paste on the bus bar portion.

本発明に係るスクリーン印刷方法は、基材の表面に帯状の回路パターンを形成するために、前記基材を支持台に支持させるとともに、前記基材の表面の一部を覆う被覆部と、前記基材の一部が露出する複数の開口部と、前記各開口部の間において回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って設けられた架橋部とを有するメタルマスクを前記基材の表面に載置させ、次いで、前記メタルマスクにおける上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら前記回路パターンとなるペーストをスキージヘッドにより前記メタルマスクの表面に供給し、前記バスバー部の長手方向に対して平行に配置された所定長さを有するクリーニングノズルにより前記メタルマスクの下面をクリーニングする。   In the screen printing method according to the present invention, in order to form a belt-like circuit pattern on the surface of the base material, the base material is supported by a support base, and a covering portion that covers a part of the surface of the base material, A metal mask having a plurality of openings from which a part of the substrate is exposed and a bridging portion provided along a direction intersecting the longitudinal direction of the circuit pattern between the openings. The bus bar is then mounted on the surface of the metal mask by a squeegee head while the squeegee having a predetermined length is slidably brought into sliding contact with the upper surface of the metal mask. The lower surface of the metal mask is cleaned by a cleaning nozzle having a predetermined length arranged in parallel to the longitudinal direction of the part.

本発明においては、開口部および架橋部を有して平行に配列される複数のグリット部と帯状のバスバー部とを有するメタルマスクの上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら回路パターンとなるペーストがメタルマスクの表面に供給される。そして、メタルマスクの下面に対して、長手方向がバスバー部の長手方向に対して平行なクリーニングノズルによりクリーニングが実行される。
従って、本発明においては、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともにバスバー部の残留ペーストを効率よく除去することができる。
In the present invention, a squeegee having a predetermined length is slidably brought into sliding contact with the upper surface of a metal mask having a plurality of grit portions and strip-like bus bar portions that have openings and bridge portions and are arranged in parallel. However, a paste to be a circuit pattern is supplied to the surface of the metal mask. Then, cleaning is performed on the lower surface of the metal mask by a cleaning nozzle whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.
Therefore, in the present invention, it is possible to improve the conversion efficiency by forming a circuit pattern having a large cross-sectional aspect ratio by increasing the film thickness, and it is possible to efficiently remove the residual paste on the bus bar portion.

本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法によれば、開口部および架橋部を有するグリット部とバスバー部とを有するメタルマスクの上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながらペーストが供給される。そして、長手方向がバスバー部の長手方向に対して平行なクリーニングノズルにより、メタルマスクの下面に対するクリーニングが実行される。
これにより、本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法によれば、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともにバスバー部の残留ペーストを効率よく除去することができる。
According to the screen printing apparatus and the screen printing method of the present invention, the paste is made while the squeegee having a predetermined length is slidably contacted with the upper surface of the metal mask having the grit part having the opening part and the bridging part and the bus bar part. Is supplied. Then, cleaning of the lower surface of the metal mask is performed by a cleaning nozzle whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.
Thus, according to the screen printing apparatus and the screen printing method of the present invention, it is possible to form a circuit pattern having a large film thickness and a large cross-sectional aspect ratio to improve the conversion efficiency and to maintain the bus bar portion. The paste can be removed efficiently.

本発明に係る一実施形態のスクリーン印刷方法を適用する開放式のスキージを有するスクリーン印刷装置の正面図1 is a front view of a screen printing apparatus having an open squeegee to which a screen printing method according to an embodiment of the present invention is applied. 図1のスクリーン印刷方法を適用するカートリッジ式のスキージを有するスクリーン印刷装置の正面図1 is a front view of a screen printing apparatus having a cartridge type squeegee to which the screen printing method of FIG. 1 is applied. 図1のスクリーン印刷装置の側面図Side view of the screen printing apparatus of FIG. 図1のスクリーン印刷装置の平面図Plan view of the screen printing apparatus of FIG. 図1のスクリーン印刷装置に適用されるメタルマスクの平面図Plan view of a metal mask applied to the screen printing apparatus of FIG. 図5のメタルマスクの拡大図Enlarged view of the metal mask in FIG. 図5のメタルマスクの要部拡大図Enlarged view of the main part of the metal mask of FIG. 図7のA−A線断面図AA line sectional view of FIG. 図7のB−B線断面図BB sectional view of FIG. 図5のメタルマスクにおける架橋部周りの外観斜視図FIG. 5 is an external perspective view around the bridge portion in the metal mask of FIG. 図5のメタルマスクの変形例の架橋部周りの外観斜視図FIG. 5 is an external perspective view around a bridge portion of a modification of the metal mask of FIG. 図1のスクリーン印刷装置の変形例の要部平面図The principal part top view of the modification of the screen printing apparatus of FIG. 図5のメタルマスクの変形例の平面図Plan view of a modification of the metal mask of FIG. 図5のメタルマスクの他の変形例の平面図The top view of the other modification of the metal mask of FIG. 図5のメタルマスクの他の変形例の平面図The top view of the other modification of the metal mask of FIG.

以下、本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a screen printing apparatus and a screen printing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態であるスクリーン印刷方法を適用したスクリーン印刷装置10は、基材11と、基材11を支持する支持台12と、メタルマスク1と、メタルマスク1における上面に対して所定長さのスキージ14を相対的に摺接させながら回路パターンとなるペーストPをメタルマスク1の表面に供給するスキージヘッド13と、メタルマスク1の下面をクリーニングするクリーニング機構15と、を備える。   A screen printing apparatus 10 to which a screen printing method according to an embodiment of the present invention is applied has a base 11, a support 12 that supports the base 11, a metal mask 1, and a predetermined upper surface of the metal mask 1. A squeegee head 13 for supplying a paste P as a circuit pattern to the surface of the metal mask 1 while relatively sliding the length squeegee 14 in sliding contact, and a cleaning mechanism 15 for cleaning the lower surface of the metal mask 1 are provided.

図1、図2、図3、図4に示すように、スクリーン印刷装置10は、基材11の位置決め手段である支持台12が、Y軸テーブル16と、X軸テーブル17と、θ軸テーブル18と、を段積みして構成されており、更にそれらの上に第1Z軸テーブル19と、第2Z軸テーブル20とが組み合わされている。   As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4, the screen printing apparatus 10 includes a support base 12 that is a positioning unit for the base material 11, a Y-axis table 16, an X-axis table 17, and a θ-axis table. 18, and a first Z-axis table 19 and a second Z-axis table 20 are combined thereon.

第1Z軸テーブル19は、水平なベースプレート21を有し、ベースプレート21上の基材搬送部22において基材搬送方向(X方向)に平行に配設された2条の搬送レール23によって印刷対象の基材11の両端部が支持されながら搬送される。基材搬送部22は上流側および下流側に延出しており、上流側から搬入された基材11が基材搬送部22によって搬送され、さらに支持台12により位置決められる。印刷が行われた後の基材11は、搬送レール23により下流側に搬出される。   The first Z-axis table 19 has a horizontal base plate 21 and is subjected to printing by two transport rails 23 arranged in parallel with the base material transport direction (X direction) in the base material transport section 22 on the base plate 21. It is conveyed while both ends of the substrate 11 are supported. The base material transport unit 22 extends to the upstream side and the downstream side, and the base material 11 carried from the upstream side is transported by the base material transport unit 22 and further positioned by the support base 12. The base material 11 after printing is carried out to the downstream side by the transport rail 23.

メタルマスク1はマスク枠2内に展張されている。メタルマスク1上にはスキージヘッド13が配置されている。スキージヘッド13は開放式であり、水平なプレート24に所定の長さを有するスキージ14を昇降させるためのスキージ昇降機構25が配設されている。スキージヘッド13は、回路パターンとなるペースト(図10参照)Pを所定の圧力でメタルマスク1の表面に供給し、スキージ昇降機構25が駆動されることによりスキージ14が昇降されてメタルマスク1の上面に当接する。   The metal mask 1 is extended in the mask frame 2. A squeegee head 13 is disposed on the metal mask 1. The squeegee head 13 is an open type, and a squeegee raising / lowering mechanism 25 for raising and lowering the squeegee 14 having a predetermined length is disposed on a horizontal plate 24. The squeegee head 13 supplies paste (see FIG. 10) P, which becomes a circuit pattern, to the surface of the metal mask 1 with a predetermined pressure, and when the squeegee lifting mechanism 25 is driven, the squeegee 14 is lifted and lowered. Abuts the top surface.

図2は、開放式のスキージヘッド13に代えてカートリッジ式のスキージヘッド13を装備したスクリーン印刷装置10を示している。このスクリーン印刷装置10も上記と同様に、回路パターンとなるペースト(図10参照)Pを所定の圧力でメタルマスク1の表面に供給し、スキージ昇降機構25が駆動されることによりスキージ14が昇降されてメタルマスク1の上面に当接する。なお、カートリッジ式のスキージヘッド13は開放式と比べて充填性に優れている。   FIG. 2 shows a screen printing apparatus 10 equipped with a cartridge type squeegee head 13 instead of the open type squeegee head 13. Similarly to the above, the screen printing apparatus 10 supplies paste (see FIG. 10) P to be a circuit pattern to the surface of the metal mask 1 with a predetermined pressure, and the squeegee elevating mechanism 25 is driven to raise and lower the squeegee 14. In contact with the upper surface of the metal mask 1. The cartridge-type squeegee head 13 is excellent in filling performance as compared with the open type.

縦フレーム26上にはブラケット27が配設されており、ブラケット27上にガイドレール28がY方向に配設されている。ガイドレール28にスライド自在に嵌合されたスライダ29がプレート24の両端に結合されている。これにより、スキージヘッド13はY方向にスライド自在となっている。   A bracket 27 is disposed on the vertical frame 26, and a guide rail 28 is disposed on the bracket 27 in the Y direction. A slider 29 slidably fitted to the guide rail 28 is coupled to both ends of the plate 24. Thereby, the squeegee head 13 is slidable in the Y direction.

クリーニング機構15は、クリーニングヘッドユニット30が基材11およびメタルマスク1を撮像するカメラヘッドユニット31と一体的に移動する。カメラヘッドユニット31は、基材11を上方から撮像するための基材認識カメラ32と、メタルマスク1を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ33とを備えており、カメラヘッドユニット30が移動されることにより、基材11の認識とメタルマスク1の認識とを同時に行うことができる。   In the cleaning mechanism 15, the cleaning head unit 30 moves integrally with the camera head unit 31 that images the base material 11 and the metal mask 1. The camera head unit 31 includes a base material recognition camera 32 for capturing an image of the base material 11 from above and a mask recognition camera 33 for capturing an image of the metal mask 1 from the lower surface side, and the camera head unit 30 moves. By doing so, recognition of the base material 11 and recognition of the metal mask 1 can be performed simultaneously.

クリーニングヘッドユニット30には、未使用のクリーニングペーパを巻回したペーパロール34と、使用済みのクリーニングペーパを巻回したペーパロール35およびメタルマスク1の下面に所定の長さのクリーニング領域を設定するクリーニングノズル36が配設されている。クリーニングヘッドユニット30は、縦フレーム26上のガイドレール37にスライド自在に組付けられているヘッドX軸テーブル38に支持されており、ヘッドX軸テーブル38上のヘッドY軸移動機構39によりY方向に水平移動する。   In the cleaning head unit 30, a paper roll 34 around which unused cleaning paper is wound, a paper roll 35 around which used cleaning paper is wound, and a cleaning region having a predetermined length are set on the lower surface of the metal mask 1. A cleaning nozzle 36 is provided. The cleaning head unit 30 is supported by a head X-axis table 38 that is slidably mounted on a guide rail 37 on the vertical frame 26, and is moved in the Y direction by a head Y-axis moving mechanism 39 on the head X-axis table 38. Move horizontally to.

クリーニングヘッドユニット30は、待機時に支持台12の側方に退避している。クリーニングを実行する際には、クリーニングヘッドユニット30がカメラヘッドユニット31とともにメタルマスク1の下方に進出されていき、次いでクリーニングヘッドユニット30が上昇される。そして、クリーニングノズル36によってクリーニングペーパをメタルマスク1の下面に押し当てた状態で、クリーニングヘッドユニット30を水平移動させてクリーニングが実行される。   The cleaning head unit 30 is retracted to the side of the support base 12 during standby. When performing the cleaning, the cleaning head unit 30 is advanced below the metal mask 1 together with the camera head unit 31, and then the cleaning head unit 30 is raised. Then, with the cleaning paper pressed against the lower surface of the metal mask 1 by the cleaning nozzle 36, the cleaning head unit 30 is moved horizontally to perform cleaning.

次に、メタルマスク1について詳細に説明する。図5、図6、図7、図8、図9、図10に示すように、メタルマスク1は、例えば、0.1mmの厚さ寸法T1、550mmの幅寸法L1、650mmの長さ寸法L2を有し、マスク枠2の内側に基材11の表面の一部を覆う被覆部3と、基材11の一部が露出する複数の長方形の開口部4とを有し、各開口部4の間において形成される回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って架橋部5が設けられている。メタルマスク1は、各開口部4および架橋部5が設けられたグリット部6を複数、かつ、平行に配列して有し、各グリット部6の長手方向端部の終端開口部に連続する帯状のバスバー部7を有する。   Next, the metal mask 1 will be described in detail. As shown in FIGS. 5, 6, 7, 8, 9, and 10, the metal mask 1 has a thickness dimension T <b> 1 of 0.1 mm, a width dimension L <b> 1 of 550 mm, and a length dimension L <b> 2 of 650 mm, for example. And a plurality of rectangular openings 4 from which a part of the base material 11 is exposed, each opening part 4 having a covering part 3 that covers a part of the surface of the base material 11 inside the mask frame 2. A bridging portion 5 is provided along the direction intersecting the longitudinal direction of the circuit pattern formed between the two. The metal mask 1 has a plurality of grit parts 6 provided with the openings 4 and the bridging parts 5 and arranged in parallel, and is continuous with the terminal opening at the longitudinal end of each grit part 6. Bus bar portion 7.

グリッド部6は、例えば0.08mmの線幅寸法を有して67本有する。グリッド部6には、長手方向において例えば153mmの幅寸法L3内に中央部の75mmの幅寸法L4を挟んで図6中の左右からそれぞれ39mmの長さ寸法L5の位置に2mmの幅寸法L6をそれぞれ有するバスバー部7が配置されている。開口部4は、例えば0.08mmの幅寸法L7を有する。架橋部5は、例えば0.05mmの幅寸法L8で、例えば0.02mmの高さ寸法L9を有する。そして、架橋部5は、例えば、0.1mmの厚さ寸法T1を有する開口部4の上端部において例えば0.02mmの高さ寸法L9を有するために、下面が被覆部3の下面に対して凹状の段差状に形成されている。   The grid part 6 has 67 lines having a line width dimension of 0.08 mm, for example. For example, the grid portion 6 has a width dimension L6 of 2 mm at a position of a length dimension L5 of 39 mm from the left and right in FIG. 6 with a width dimension L4 of 75 mm in the center portion sandwiched within a width dimension L3 of 153 mm in the longitudinal direction, for example. Each bus bar portion 7 is arranged. The opening 4 has a width dimension L7 of, for example, 0.08 mm. The bridging portion 5 has a width dimension L8 of 0.05 mm, for example, and a height dimension L9 of 0.02 mm, for example. And since the bridge | crosslinking part 5 has the height dimension L9 of 0.02 mm, for example in the upper end part of the opening part 4 which has thickness dimension T1 of 0.1 mm, for example, a lower surface is with respect to the lower surface of the coating | coated part 3. It is formed in a concave step shape.

架橋部5は、図11に示すメタルマスク1の変形例のように、開口部4の厚さ方向中央部に配置されても良い。この場合も架橋部5は下面が被覆部3の下面に対して凹状の段差状に形成される。   The bridging portion 5 may be arranged at the central portion in the thickness direction of the opening 4 as in the modification of the metal mask 1 shown in FIG. Also in this case, the bridging portion 5 is formed in a stepped shape in which the lower surface is concave with respect to the lower surface of the covering portion 3.

次に、スクリーン印刷装置10を適用した太陽電池の電極形成システムおよびスクリーン印刷方法を適用した太陽電池の電極形成方法について説明する。太陽電池の電極形成方法では、カートリッジ式のスキージヘッドを用いるスクリーン印刷工程と、焼成工程とが行われる。   Next, a solar cell electrode forming system to which the screen printing apparatus 10 is applied and a solar cell electrode forming method to which the screen printing method is applied will be described. In the solar cell electrode forming method, a screen printing process using a cartridge type squeegee head and a firing process are performed.

スクリーン印刷工程においては、基材搬送部22によって基材11が印刷位置に搬入されると、第2Z軸テーブル20が駆動されて基材11の下面が下受けされる。そして、この状態で支持台12により基材11がメタルマスク1に対して位置合わせされて基材11上にメタルマスク1が面接触される。このとき、スキージヘッド13は、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向にスキージ14の長手方向が沿うようにスキージ14をメタルマスク1に対して相対的に配置させる。そして、スキージ14による所定の圧力でペーストPがメタルマスク1上に供給されながら、スキージ14が各開口部4および架橋部5の配列方向に沿ってメタルマスク1に対してY方向に相対的に摺動移動されることにより基材11がメタルマスク1に接触状態でコンタクト印刷が行われる。このとき、ペーストPは、スキージ14のY方向への移動に伴い、各開口部4から架橋部5の下方へ向けて押圧進行されていくことにより、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。印刷が行われた後の基材11は、搬送レール23により下流側の焼成工程に搬出される。   In the screen printing process, when the base material 11 is carried into the printing position by the base material transport unit 22, the second Z-axis table 20 is driven and the lower surface of the base material 11 is received. In this state, the base 11 is aligned with the metal mask 1 by the support 12 and the metal mask 1 is brought into surface contact with the base 11. At this time, the squeegee head 13 moves the squeegee 14 relative to the metal mask 1 so that the longitudinal direction of the squeegee 14 is along a direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. To be placed. While the paste P is supplied onto the metal mask 1 with a predetermined pressure by the squeegee 14, the squeegee 14 moves relative to the metal mask 1 in the Y direction along the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5. By sliding movement, contact printing is performed with the base material 11 in contact with the metal mask 1. At this time, the paste P is pressed and progressed downward from each opening 4 to the lower part of the bridging part 5 along with the movement of the squeegee 14 in the Y direction. 4 is fully filled. The base material 11 after printing is carried out to the downstream baking process by the conveyance rail 23.

すなわち、図7に示すように、スキージヘッド13は、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向にスキージ14の長手方向が沿うようにスキージ14をメタルマスク1に対して相対的に配置させている。そして、スキージ14による所定の圧力でペーストPがメタルマスク1上に供給されながら、スキージ14が各開口部4および架橋部5の配列方向に沿ってメタルマスク1に対してY方向に相対的に摺動移動されることにより基材11がメタルマスク1に接触状態でコンタクト印刷が行われる。
カートリッジ式のスキージヘッド13でペーストPをメタルマスク1の表面に対して所定の圧力で供給することにより、ペーストPは各開口部4から架橋部5の下方に向けて押圧進行され、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。
That is, as shown in FIG. 7, the squeegee head 13 moves the squeegee 14 to the metal mask so that the longitudinal direction of the squeegee 14 is along the direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. 1 is relatively arranged. While the paste P is supplied onto the metal mask 1 with a predetermined pressure by the squeegee 14, the squeegee 14 moves relative to the metal mask 1 in the Y direction along the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5. By sliding movement, contact printing is performed with the base material 11 in contact with the metal mask 1.
By supplying the paste P to the surface of the metal mask 1 with a predetermined pressure by the cartridge type squeegee head 13, the paste P is pressed and progressed downward from the respective opening portions 4 to the bridging portions 5. Are sufficiently filled in each opening 4 including the lower part of the opening 4.

次に、焼成工程において、基材11の表面にペーストPが所定の形状に載せられた状態で焼成が実行される。これにより、ペーストPが太陽電池の電極に形成される。このとき、電極を形成するために、スクリーン印刷工程にカートリッジ式のスキージヘッド13を用いることにより、スクリーン印刷工程と、焼成工程とは一回行われる。そして、スクリーン印刷工程にカートリッジ式のスキージヘッド13を用いることにより、断面形状のアスペクト比が1.0以上に設定された電極が形成される。   Next, in the firing step, firing is performed in a state where the paste P is placed on the surface of the substrate 11 in a predetermined shape. Thereby, the paste P is formed in the electrode of a solar cell. At this time, in order to form an electrode, the screen printing process and the baking process are performed once by using the cartridge type squeegee head 13 in the screen printing process. Then, by using the cartridge-type squeegee head 13 in the screen printing process, an electrode having a cross-sectional aspect ratio set to 1.0 or more is formed.

印刷が終了したスクリーン印刷装置10においてクリーニングが行われる場合、クリーニングヘッドユニット30のクリーニングノズル36の長手方向がメタルマスク1のバスバー部7の長手方向に対して平行に配置されてメタルマスク1の下面に対するクリーニングが行われる。   When cleaning is performed in the screen printing apparatus 10 that has finished printing, the longitudinal direction of the cleaning nozzle 36 of the cleaning head unit 30 is arranged parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion 7 of the metal mask 1, and the lower surface of the metal mask 1. Is cleaned.

このとき、クリーニングノズル36の長手方向がメタルマスク1のバスバー部7の長手方向に対して平行に配置されている、すなわち、バスバー部7はグリッド部6よりも幅広のため、グリッド部6よりバスバー部7の残留ペーストは多くなる。このため、グリッド部6よりバスバー部7のクリーニングを優先するノズル配置とすることにより、メタルマスク1の全体としてクリーニング品質を向上させることができる。   At this time, the longitudinal direction of the cleaning nozzle 36 is arranged parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion 7 of the metal mask 1, that is, the bus bar portion 7 is wider than the grid portion 6, so The residual paste in part 7 increases. For this reason, the cleaning quality of the metal mask 1 as a whole can be improved by adopting a nozzle arrangement that prioritizes cleaning of the bus bar portion 7 over the grid portion 6.

図12に示すように、スクリーン印刷装置10の変形例では、各開口部4の間において形成される回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って架橋部5が設けられたメタルマスク1が用いられており、スキージ14の長手方向が、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に対して予め定められた角度θ1で交差する方向に沿うように相対的に配置され、スキージ14が、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交するX方向に沿って相対的に移動する。スキージ14がメタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に対して予め定められた角度θ1で交差する方向から移動されることにより、ペーストPは各開口部4から架橋部5の下方に向けて斜めに押圧進行されていくことにより、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。   As shown in FIG. 12, in the modification of the screen printing apparatus 10, the metal mask 1 in which the bridging portion 5 is provided along the direction intersecting the longitudinal direction of the circuit pattern formed between the openings 4. So that the longitudinal direction of the squeegee 14 is along a direction intersecting at a predetermined angle θ1 with respect to a direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. The squeegee 14 is relatively moved along the X direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. The squeegee 14 is moved from a direction intersecting at a predetermined angle θ1 with respect to a direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1, whereby the paste P The opening 4 including the lower part of the bridging part 5 is sufficiently filled by being pushed and pushed obliquely from 4 toward the lower part of the bridging part 5.

図13に示すように、メタルマスク1の変形例では、形成する回路パターンの長手方向に沿って平行四辺形の各開口部4を有する。そのため、架橋部5は、形成する回路パターンの長手方向に直交する方向に対して傾斜して配置されている。本変形例では、スキージ14が、長手方向をメタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に相対的に配置されて、各開口部4および架橋部5の配列方向に直交するX方向に沿ってメタルマスク1に対して相対的に移動する。これにより、ペーストPは、スキージ14の進行方向に対して傾斜して配置されている架橋部5の鋭角部分から架橋部5の下方に向けて押圧進行されていくことにより、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。なお、スキージ14は、各開口部4および架橋部5の配列方向に沿うY方向にメタルマスク1に対して相対的に移動するようにしても良い。   As shown in FIG. 13, the modification of the metal mask 1 has the parallelogram openings 4 along the longitudinal direction of the circuit pattern to be formed. Therefore, the bridging portion 5 is disposed so as to be inclined with respect to the direction orthogonal to the longitudinal direction of the circuit pattern to be formed. In this modification, the squeegee 14 is disposed relatively in the longitudinal direction in a direction perpendicular to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. It moves relative to the metal mask 1 along the X direction orthogonal to the arrangement direction. As a result, the paste P is pushed downward from the acute angle portion of the bridging portion 5 arranged so as to be inclined with respect to the traveling direction of the squeegee 14, thereby lowering the bridging portion 5. Are sufficiently filled in the openings 4 including The squeegee 14 may be moved relative to the metal mask 1 in the Y direction along the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5.

図14に示すように、メタルマスク1の他の変形例では、形成する回路パターンの長手方向に沿って上底と下底とが互い違いの位置に配置された等脚台形の各開口部4を有する。そのため、架橋部5は、形成する回路パターンの長手方向に直交する方向に対して傾斜して配置されている。本変形例では、スキージ14が、長手方向をメタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に相対的に配置されて、各開口部4および架橋部5の配列方向に沿ってメタルマスク1に対して相対的に移動する。これにより、ペーストPは、スキージ14の進行方向に対して傾斜して配置されている架橋部5の鋭角部分から架橋部5の下方に向けて押圧進行されていくことにより、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。なお、スキージ14は、各開口部4および架橋部5の配列方向に沿うY方向にメタルマスク1に対して相対的に移動するようにしても良い。   As shown in FIG. 14, in another modification of the metal mask 1, each of the isosceles trapezoidal openings 4 in which the upper base and the lower base are alternately arranged along the longitudinal direction of the circuit pattern to be formed. Have. Therefore, the bridging portion 5 is disposed so as to be inclined with respect to the direction orthogonal to the longitudinal direction of the circuit pattern to be formed. In this modification, the squeegee 14 is disposed relatively in the longitudinal direction in a direction perpendicular to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. It moves relative to the metal mask 1 along the arrangement direction. As a result, the paste P is pushed downward from the acute angle portion of the bridging portion 5 arranged so as to be inclined with respect to the traveling direction of the squeegee 14, thereby lowering the bridging portion 5. Are sufficiently filled in the openings 4 including The squeegee 14 may be moved relative to the metal mask 1 in the Y direction along the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5.

図15に示すように、メタルマスク1の他の変形例では、形成する回路パターンの長手方向に沿って正方形の各開口部4を有する。本変形例では、スキージ14の長手方向が、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に対して予め定められた角度で交差する方向に沿うように相対的に配置され、スキージ14が、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交するX方向に沿って相対的に移動する。これにより、ペーストPは、スキージ14のX方向への移動に伴い、各開口部4から架橋部5の下方へ向けて押圧進行されていくことにより、架橋部5の下方を含めた各開口部4内に十分に充填される。   As shown in FIG. 15, in another modification of the metal mask 1, each square opening 4 is provided along the longitudinal direction of the circuit pattern to be formed. In the present modification, the longitudinal direction of the squeegee 14 is relative to the direction intersecting at a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. The squeegee 14 moves relatively along the X direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. Accordingly, the paste P is pressed and progressed downward from the respective opening portions 4 to the lower portions of the bridging portions 5 as the squeegee 14 is moved in the X direction. 4 is fully filled.

上述したように、本発明の一実施形態のスクリーン印刷装置10によれば、開口部4および架橋部5を有して平行に配列される複数のグリット部6と帯状のバスバー部7とを有するメタルマスク1の上面に対して所定長さのスキージ14を相対的に摺接させながら回路パターンとなるペーストがメタルマスク1の表面に供給される。そして、メタルマスク1の下面に対して、長手方向がバスバー部7の長手方向に対して平行なクリーニングノズル36によりクリーニングが実行される。
従って、本発明の一実施形態のスクリーン印刷装置10によれば、スクリーン印刷工程にカートリッジ式のスキージヘッド13を用いることにより、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともにバスバー部7の残留ペーストを効率よく除去することができる。
As described above, according to the screen printing apparatus 10 of the embodiment of the present invention, the screen printing apparatus 10 includes the plurality of grit parts 6 and the strip-shaped bus bar parts 7 that are arranged in parallel with the opening 4 and the bridging part 5. A paste that becomes a circuit pattern is supplied to the surface of the metal mask 1 while the squeegee 14 having a predetermined length is slidably brought into contact with the upper surface of the metal mask 1. Then, cleaning is performed on the lower surface of the metal mask 1 by the cleaning nozzle 36 whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion 7.
Therefore, according to the screen printing apparatus 10 of one embodiment of the present invention, by using the cartridge type squeegee head 13 in the screen printing process, a circuit pattern having a large cross-sectional aspect ratio is formed by increasing the film thickness. Thus, the conversion efficiency can be improved and the residual paste of the bus bar portion 7 can be efficiently removed.

本発明の一実施形態のスクリーン印刷方法によれば、開口部4および架橋部5を有して平行に配列される複数のグリット部6と帯状のバスバー部7とを有するメタルマスク1の上面に対して所定長さのスキージ14を相対的に摺接させながら回路パターンとなるペーストがメタルマスク1の表面に供給される。そして、メタルマスク1の下面に対して、長手方向がバスバー部7の長手方向に対して平行なクリーニングノズル36によりクリーニングが実行される。
従って、本発明の一実施形態のスクリーン印刷方法によれば、スクリーン印刷工程にカートリッジ式のスキージヘッド13を用いることにより、膜厚を厚くして断面形状のアスペクト比が大きな回路パターンを形成して変換効率の向上を図ることができるとともにバスバー部7の残留ペーストを効率よく除去することができる。
According to the screen printing method of one embodiment of the present invention, the upper surface of the metal mask 1 having the plurality of grit portions 6 and the strip-shaped bus bar portions 7 that are arranged in parallel with the opening portions 4 and the bridging portions 5. On the other hand, a paste that becomes a circuit pattern is supplied to the surface of the metal mask 1 while relatively sliding the squeegee 14 having a predetermined length. Then, cleaning is performed on the lower surface of the metal mask 1 by the cleaning nozzle 36 whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion 7.
Therefore, according to the screen printing method of one embodiment of the present invention, by using the cartridge-type squeegee head 13 in the screen printing process, a circuit pattern having a large cross-sectional aspect ratio is formed by increasing the film thickness. The conversion efficiency can be improved and the residual paste on the bus bar portion 7 can be efficiently removed.

(実施例)
次に、本発明に係る太陽電池の電極形成システムを適用したスクリーン印刷装置10および太陽電池の電極形成方法を適用したスクリーン印刷方法の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。実施例では、開口率が50%以下のメッシュマスクを用い、開放式のスキージヘッドによりギャップ印刷を行った比較例1と、開口率が50%以下のメッシュマスクを用い、カートリッジ式のスキージヘッドを用いてコンタクト印刷を行った比較例2と、を用意して太陽電池の電極を形成し、形成された電極の高さ寸法と電極の幅寸法との断面積によるアスペクト比を測定した。
(Example)
Next, the Example performed in order to confirm the effect of the screen printing apparatus 10 which applied the solar cell electrode formation system which concerns on this invention, and the screen printing method which applied the solar cell electrode formation method is demonstrated. In the example, a mesh mask having an aperture ratio of 50% or less was used, and Comparative Example 1 in which gap printing was performed by an open squeegee head, and a cartridge type squeegee head having an aperture ratio of 50% or less were used. Comparative Example 2 using contact printing was prepared to form an electrode of a solar cell, and the aspect ratio according to the cross-sectional area between the height dimension of the formed electrode and the width dimension of the electrode was measured.

実施例の結果、比較例1は0.3以下のアスペクト比であり、比較例2は0.7以下のアスペクト比であった。これらに対して、本発明のアスペクト比は1.0以上であった。それは、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に対して直交する方向に長手方向が沿うようにメタルマスク1に対して相対的に配置されたカートリッジ式のスキージヘッド13のスキージ14を、メタルマスク1の各開口部4および架橋部5の配列方向に沿ってメタルマスク1に対して相対的に移動させたからであることがわかる。これにより、開口率が90%以上のメタルマスク1を適用することも可能である。   As a result of Examples, Comparative Example 1 had an aspect ratio of 0.3 or less, and Comparative Example 2 had an aspect ratio of 0.7 or less. On the other hand, the aspect ratio of the present invention was 1.0 or more. That is, the squeegee of the cartridge type squeegee head 13 disposed relative to the metal mask 1 so that the longitudinal direction is along the direction orthogonal to the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. 14 is moved relative to the metal mask 1 along the arrangement direction of the openings 4 and the bridging portions 5 of the metal mask 1. Thereby, it is also possible to apply the metal mask 1 having an aperture ratio of 90% or more.

なお、前記実施形態で使用した支持台12、スキージ14、クリーニング機構15等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。   The support base 12, the squeegee 14, the cleaning mechanism 15 and the like used in the embodiment are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.

1 メタルマスク
3 被覆部
4 開口部
5 架橋部
6 グリッド部
7 バスバー部
10 スクリーン印刷装置
11 基材
12 支持台
13 スキージヘッド
14 スキージ
36 クリーニングノズル
P ペースト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal mask 3 Covering part 4 Opening part 5 Bridge part 6 Grid part 7 Bus bar part 10 Screen printing apparatus 11 Base material 12 Support stand 13 Squeegee head 14 Squeegee 36 Cleaning nozzle P Paste

Claims (2)

基材の表面に帯状の回路パターンを形成するために、
前記基材を支持する支持台と、
前記基材の表面の一部を覆う被覆部と、前記基材の一部が露出する複数の開口部と、前記各開口部の間において回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って設けられた架橋部とを有するメタルマスクと、
前記メタルマスクにおける上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら前記回路パターンとなるペーストを前記メタルマスクの表面に供給するスキージヘッドと、
前記メタルマスクの下面をクリーニングする所定長さを有するクリーニングノズルと、
を備え、
前記メタルマスクが、
前記各開口部および架橋部が設けられたグリット部と、
前記グリット部が複数、かつ、平行に配列され、前記各グリット部の長手方向端部の終端開口部に連続する帯状のバスバー部とを有し、
前記クリーニングノズルが、当該クリーニングノズルの長手方向が前記バスバー部の長手方向に対して平行であるスクリーン印刷装置。
In order to form a belt-like circuit pattern on the surface of the substrate,
A support for supporting the substrate;
A covering portion that covers a part of the surface of the substrate, a plurality of openings from which a portion of the substrate is exposed, and a direction that intersects the longitudinal direction of the circuit pattern between the openings. A metal mask having a provided bridging portion;
A squeegee head for supplying a paste to be the circuit pattern to the surface of the metal mask while relatively sliding the squeegee of a predetermined length on the upper surface of the metal mask;
A cleaning nozzle having a predetermined length for cleaning the lower surface of the metal mask;
With
The metal mask is
A grit portion provided with each opening and a bridging portion;
A plurality of the grit parts, and a strip-shaped bus bar part that is arranged in parallel and is continuous with a terminal opening at a longitudinal end of each grit part;
The cleaning nozzle is a screen printing apparatus in which the longitudinal direction of the cleaning nozzle is parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.
基材の表面に帯状の回路パターンを形成するために、
前記基材を支持台に支持させるとともに、
前記基材の表面の一部を覆う被覆部と、前記基材の一部が露出する複数の開口部と、前記各開口部の間において回路パターンの長手方向に対して交差する方向に沿って設けられた架橋部とを有するメタルマスクを前記基材の表面に載置させ、
次いで、前記メタルマスクにおける上面に対して所定長さのスキージを相対的に摺接させながら前記回路パターンとなるペーストをスキージヘッドにより前記メタルマスクの表面に供給し、
前記バスバー部の長手方向に対して平行に配置された所定長さを有するクリーニングノズルにより前記メタルマスクの下面をクリーニングするスクリーン印刷方法。
In order to form a belt-like circuit pattern on the surface of the substrate,
While supporting the base material on a support base,
A covering portion that covers a part of the surface of the substrate, a plurality of openings from which a portion of the substrate is exposed, and a direction that intersects the longitudinal direction of the circuit pattern between the openings. A metal mask having a provided bridging portion is placed on the surface of the substrate;
Next, the paste that becomes the circuit pattern is supplied to the surface of the metal mask by a squeegee head while relatively sliding the squeegee of a predetermined length with respect to the upper surface of the metal mask.
A screen printing method in which a lower surface of the metal mask is cleaned by a cleaning nozzle having a predetermined length arranged in parallel to the longitudinal direction of the bus bar portion.
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