JP4203299B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリーン印刷機に関し、特にペースト材を被印刷物に高精度に印刷できるスクリーン印刷機に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
太陽電池の電極や電子部品実装基板の回路などの形成にはスクリーン印刷機が用いられている。近年太陽電池の電極や電子部品実装基板の回路では微細化が進み、プリントスクリーン版と被印刷物との位置合わせにおいて高精度化が要求されている。
【0003】
このスクリーン版と被印刷物との位置合わせについては、基準位置マークをスクリーン版と被印刷物との各コーナ部に予め設け、これらの基準位置マークを小型カメラで認識してスクリーン版又は被印刷物を載置しているテーブルを自動又は手動で操作してスクリーン版と被印刷物との基準位置マーク同士を位置合わせすることにより行われていた(例えば特許文献1参照)。
【0004】
この方法では高精度の位置合わせが可能となるが、装置が複雑で高額になると共に位置合わせに時間がかかったり、太陽電池用の多結晶シリコン基板のような被印刷物では被印刷物の表面状態や画像処理のための照明の当て方などを一定に維持することが難しいという欠点があった。
【0005】
また、スクリーン版と被印刷物とを位置合わせする別の方法として、被印刷物を載置しているテーブルに位置決め用のピンを設け、このピンに被印刷物の辺を合わせることが行われていた。
【0006】
ところが、この方法では自動化が難しく、また太陽電池用シリコン基板のような300〜350μm程度の厚みの薄い被印刷物にはピンの引っかかりが弱くて応用できないことがあった。
【0007】
さらに、スクリーン版と被印刷物とを位置合わせする別の方法として、図3および図4に示すように、被印刷物14を載置するテーブル13に10〜20mm程度の幅を有する切り込み15を設け、テーブル13の上部又は下部から基準ピン16とプッシャーピン17を出し、被印刷物14をプッシャーピン17で基準ピン16に押し付けて位置決めしていた。この方法は自動化がし易くてタクトタイムも短く、また厚みの薄い被印刷物14でも問題なく応用できるという長所がある。
【0008】
ところが、この従来の位置決め方法では、テーブル13の切り込み15を被印刷物14の下まで設ける必要があり、例えばシリコン基板のようなもろい被印刷物14では、位置決め終了後にスキージ(不図示)を動かしてプリントするときにこのスキージの圧力によって被印刷物14がこの切り込み部15でたわみ、被印刷物14にこの切り込み15部分からクラックが発生することがあった。
【0009】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、装置が複雑で高額になると共に位置合わせに時間がかかったり、被印刷物の表面状態や画像処理のための照明の当て方などを一定に維持することが難しかったり、自動化が難しかったり、さらにプリントするときにスキージの圧力によって被印刷物にクラックが発生するなどという従来の問題を解消したスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
【0010】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【0011】
【特許文献】
特公平11−240129号公報
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池の製造方法は、テーブル上に載置された太陽電池用シリコン基板を準備する工程と、前記太陽電池用シリコン基板を吸着し前記テーブルから持ち上げる工程と、プッシャーピンにより、持ち上げられた前記太陽電池用シリコン基板を基準ピンに押し付け位置決めする工程と、位置決めされた前記太陽電池用シリコン基板を前記テーブル上に降ろす工程と、を有することを特徴とする。
【0013】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、前記テーブルに降ろされた前記太陽電池用シリコン基板にペースト材を印刷する工程を有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、前記太陽電池用シリコン基板を前記テーブルに吸着して固定し、前記ペースト材を印刷することを特徴とする。また、本発明の太陽電池の製造方法は、前記太陽電池用シリコン基板が200〜9000Paの真空度で吸着され位置決めされることを特徴とする。また、本発明の太陽電池の製造方法は、前記吸着が所定の穴または所定の溝を有する吸着プレートを用いて行われることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を用いて説明する。
図1は本発明に係るスクリーン印刷機における被印刷物の位置決め機構を示す図である。
図1において、7はテーブル、8(8a、8b)は被印刷物、9は吸着プレート、10は吸着プレートを支持する支持金具、11は被印刷物を位置決めするための基準ピン、12は被印刷物を位置決めするためのプッシャーピンである。
【0016】
テーブル7はセラミックやステンレスなどのように耐摩耗性にすぐれたものからなり、その大きさはおよそ200×250mm、厚みは10mm程度であり、被印刷物が確実に固定できるように被印刷物8aが載置されるべき位置に直径1〜3mm程度の真空吸着用の穴(図示せず)がおよそ50個ほど均一に開けられている。
【0017】
被印刷物8a、8bは、例えば太陽電池用のシリコン多結晶基板であり、その大きさは約150mm角であり、厚さは約0.3〜0.35mmである。
【0018】
吸着プレート9はステンレスやセラミックなどからなり、直径約75mmで被印刷物8bを真空吸着するために直径1〜3mm程度の穴や幅0.5〜2mm程度の溝(図示せず)が設けられている。
【0019】
吸着プレート9を支持する支持金具10はステンレスなどからなり、中空でその内部は真空ポンプ(図示せず)につながっており、所定の真空度に保つことができるように構成されている。
【0020】
また、吸着プレート9と支持金具10とは、テーブル7に載置された被印刷物8aを吸着して持ち上げて被印刷物8bの位置に移動させるために、上下動できるようになっている。
【0021】
被印刷物8bを位置決めするための基準ピン11と被印刷物8bを基準ピン11に押しつけるためのプッシャーピン12はX軸方向に各1〜2個、Y軸方向にも各1〜2個設けられており、カム機構等で基準ピン11が所定の位置まで動いた後、プッシャーピン12が被印刷物8bを基準ピン11の位置まで押しつけるよう、X軸方向、Y軸方向とも全て連動して動くようになっている。プッシャーピン12はスプリング(不図示)が設けられており、これで被印刷物8bを基準ピン11に押しつけることにより位置決めしていく。このように基準ピン11とプッシャーピン12で位置決めすることにより、正確かつ高速に位置決めすることができる。
【0022】
図2に位置決め機構を具備したターンテーブル式のスクリーン印刷機を示す。
図2において、5は回転中心となる回転角度を割り出すインデックスであり、正確に所定の角度で停止できるようになっている。例えば角度90°で停止するインデックスでは、インデックス5の回転中心の周囲に90°の間隔で4つの位置A〜Dにテーブル7が配置されており、インデックス5の回転に合わせてテーブル7が回転するよう連結されている。
【0023】
図2において、Aの位置は被印刷物8をテーブル7に載置するローディング位置であり、Bの位置は被印刷物8をテーブル7の所定の位置に位置決めする位置であり、Cの位置は被印刷物8にスクリーン印刷を行う位置であり、Dの位置は印刷の完了した被印刷物8を取り出すアンローディング位置である。これらのテーブル7が矢印6の方向に回転して、連続的にスクリーン印刷を行うようになっている。
【0024】
上述のような位置決め機構を具備したスクリーン印刷機で、Bの位置に被印刷物8aを載置したテーブル7が来ると、図1に示す吸着プレート9と支持金具10が下がりテーブル7に載置された被印刷物8aを吸着し、そのまま約10mm程持ち上げる。この状態で被印刷物8の位置決めの基準ピン11とプッシャーピン12を動かして被印刷物8が所定の位置に来るようにする。この位置決めするときの吸着の真空度は、強すぎると被印刷物8bが動かなくなって位置決めができなくなる。また、この真空度が弱すぎると位置決めするときに被印刷物8bが吸着プレート9から離れて落下するおそれがある。発明者がテストを重ねた結果、位置決めするときにおける吸着の真空度が200Pa以上9000Pa以下であれば、問題なく位置決めできることを見出した。
【0025】
位置決めができたら、Bの位置で吸着プレート9と支持金具10を下げ、再び被印刷物8bをテーブル7上に戻す。被印刷物8bがテーブル7に戻ったら、テーブル7の真空吸着のスイッチ(不図示)を入れてテーブル7の下側から真空吸着してテーブル7に固定し、吸着プレート9の真空吸着のスイッチ(不図示)を切って吸着プレート9と支持金具10を上方向に持ち上げて位置決めが完了する。
【0026】
その後、テーブル7に被印刷物8aを真空吸着で固定したままCの位置まで回転させ、Cの位置の上部にセットされているプリント用スクリーン(不図示)と、このスクリーン上にある導電ペーストやハンダペーストなどのペースト材などをスキージ(不図示)で所定の圧力で押さえつけながらプリント印刷を行う。
【0027】
なお、上記の実施例では、Cの工程で印刷を行っているが、これに限定されるものではない。例えばAの工程においてテーブルに載置する際に、本発明の位置決め機構により位置決めをし、次のBの工程で印刷することもできる。また、ターンテーブルの印刷角も90°に限定されるものではなく、45°、60°、120°などでも可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るスクリーン印刷機によれば、テーブルから被印刷物を持ち上げて位置決めを行うことから、テーブルに基準ピンやプッシャーピンを動かすための切り込みを設ける必要がなくなり、これに起因した被印刷物の割れやクラックがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスクリーン印刷機を示す図である。
【図2】本発明に係るスクリーン印刷機の他の形態を示す図である。
【図3】従来のスクリーン印刷機を示す図である。
【図4】従来のスクリーン印刷機のテーブルを示す図である。
【符号の説明】
7・・・テーブル、8・・・被印刷物、9・・・吸着プレート、11・・・基準ピン、12・・・プッシャーピン
Claims (5)
- テーブル上に載置された太陽電池用シリコン基板を準備する工程と、
前記太陽電池用シリコン基板を吸着し前記テーブルから持ち上げる工程と、
プッシャーピンにより、持ち上げられた前記太陽電池用シリコン基板を基準ピンに押し付け位置決めする工程と、
位置決めされた前記太陽電池用シリコン基板を前記テーブル上に降ろす工程と、を有することを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 前記テーブルに降ろされた前記太陽電池用シリコン基板にペースト材を印刷する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記太陽電池用シリコン基板を前記テーブルに吸着して固定し、前記ペースト材を印刷することを特徴とする請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
- 前記太陽電池用シリコン基板は、200〜9000Paの真空度で吸着され位置決めされることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 前記吸着は、所定の穴または所定の溝を有する吸着プレートを用いて行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
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