JP5676863B2 - パターン形成方法およびパターン形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、太陽電池素子用の基板上に配線パターンなどのパターンを塗布形成する技術に関する。
一般に、図14(a)に示すように太陽電池素子用の基板9の表面には出力を取り出すための表面用のバス配線91と、このバス配線に対して直交する方向に交差するとともに互いに平行に設けられた複数のフィンガー配線93が形成されている(例えば、特許文献1参照)。基板9は例えばシリコン基板であり、その表面にはn型拡散層が形成され、このn型拡散層の表面にバス配線91とフィンガー配線93が形成されている。また、バス配線91とフィンガー配線93を除くn型拡散層の表面には反射防止膜が形成されている。
図14(b)に示すように基板9の裏面には裏面用のバス配線95が形成されている。また、バス配線95を除く基板9の裏面のほぼ全面に集電用電極97が形成されている。
また、図15に示すように、一般に太陽電池は複数の基板9a,9b,9cがリード線99によって電気的に接続された太陽電池モジュールとして利用される。例えば、リード線99の一方側は基板9aの表面に形成されたバス配線91aに半田付けされ、リード線99の他方側は基板9bの裏面に形成されたバス配線95bに半田付けされて、基板9aのバス配線91aと基板9bのバス配線95bとがリード線99によって電気的に接続される。
上述のバス配線91、フィンガー配線93などの各配線を形成する方法として、スクリーン印刷法を用い、基板上に導電性のペーストを印刷して配線を形成する方法が知られている。スクリーン印刷法により形成されるフィンガー配線は、例えば、その幅が120μmで、その高さが20μmであり、その断面は扁平な凸形状である。
近年、太陽電池素子による光電変換効率を向上させるために、上記フィンガー配線93の幅を小さくして、基板9の表面における受光面積を大きくすることが検討されている。しかしながら、フィンガー配線93の幅を小さくすると、フィンガー配線93の断面積が小さくなる。この結果、フィンガー配線93の電気抵抗が大きくなり、フィンガー配線93による集電能力が低下する。
集電能力の低下を防止するためにフィンガー配線93を厚膜化することにより、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。換言すれば、フィンガー配線93の幅は小さくするが、その高さを大きくして高アスペクト比の配線を形成することによりフィンガー配線93の断面積を大きくし、電気抵抗の増加を抑制する方法が考えられる。
しかしながら、スクリーン印刷法により配線を厚膜化することは容易ではなく、高アスペクト比のフィンガー配線93を容易に形成することができない、という問題が発生する。
そこで、スクリーン印刷法に替えて、例えば特許文献2に記載されるような塗布方法を用いて配線を塗布形成する方法が考えられる。この塗布方法では基板上に線状に塗布液を供給するとともに、基板上に供給された塗布液に光を照射して塗布液を硬化させることによって、厚膜(高アスペクト比)の塗布パターンを形成することができる。
特開2005‐353851号公報(例えば、図1、図2) 特開平2002‐184303号公報(例えば、図3)
しかしながら、上述の塗布方法を用いて基板9上にフィンガー配線93用の線幅の小さい幅小パターンを形成した後、この幅小パターン上を交差するようにバス配線91用の線幅の大きい幅大パターンを形成すると次のような問題が発生する。すなわち、図16(a)に示すように基板9上に幅小パターンにより形成された複数のフィンガー配線93上に幅大パターンにより形成されたバス配線91が積層される。この結果、下層にフィンガー配線93が存在する箇所ではバス配線91の表面が盛り上がり、下層にフィンガー配線93が存在しない箇所ではバス配線91の表面が落ち込むため、バス配線91の表面はフィンガー配線93間の間隔に対応した凸凹形状となる。
上述のようにバス配線91の表面が凸凹していると、リード線99がバス配線91の凸部の上面に半田付けられることとなる。凸部上面の幅は小さいので、バス配線91に対するリード線99の接触面積が小さくなり、半田付けされる範囲が狭くなる。このように半田付けされる範囲が狭くなると半田付けによる接着力が弱くなり、バス配線91に対してリード線99が十分な強度で接続されないという問題が発生する。
本発明の目的は、上述のような点に鑑み、例えば太陽電池用の基板上にバス配線パターンとフィンガー配線パターンのような互いに交差する幅大パターンと幅小パターンを形成する際に、幅小パターンを厚膜(高アスペクト比)に形成することができるとともに、その交差部における表面が凸凹になることを抑制することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することにある。
第1態様に係る発明(パターン形成方法)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に100Pa・s〜1000Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布工程と、第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅小パターン上に、第1塗布工程で供給された塗布液よりも粘度の低い10Pa・s〜100Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
第2態様に係る発明(パターン形成方法)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に比較的粘度の低い塗布液を線状に供給して、基板上に比較的線幅の大きい幅大パターンを形成する第1塗布工程と、第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅大パターン上に比較的粘度の高い塗布液を線状に供給して、基板上に幅大パターンと交差する比較的線幅の小さい幅小パターンを形成する第2塗布工程とを含むことを特徴とする。
第3態様に係る発明(パターン形成方法)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布工程と、第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅小パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布工程とを含み、第2塗布工程によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給された塗布液の粘度を加熱により低下させる、または、第2塗布工程によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給すべき塗布液の粘度を加熱により低下させることを特徴とする。
第4態様に係る発明(パターン形成方法)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に比較的線幅の大きい幅大パターンを形成する第1塗布工程と、第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅大パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅大パターンと交差する比較的線幅の小さい幅小パターンを形成する第2塗布工程とを含み、第1塗布工程によりノズルから基板の主面に供給された塗布液の粘度を低下させる、または、第1塗布工程によりノズルから基板の主面に供給すべき塗布液の粘度を低下させることを特徴とする。
第5態様に係る発明は、上記第1態様から第4態様のいずれかに記載されるパターン形成方法において、基板が太陽電池素子用の基板であり、塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、幅小パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、幅大パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とする。
第6態様に係る発明(パターン形成装置)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に100Pa・s〜1000Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布手段と、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅小パターン上に、第1塗布手段で供給された塗布液よりも粘度の低い10Pa・s〜100Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布手段と、を備えることを特徴とする。
第7態様に係る発明(パターン形成装置)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に比較的粘度の低い塗布液を線状に供給して、基板上に比較的線幅の大きい幅大パターンを形成する第1塗布手段と、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅大パターン上に比較的粘度の高い塗布液を線状に供給して、基板上に第1塗布パターンと交差する比較的線幅の小さい幅小パターンを形成する第2塗布手段とを備えることを特徴とする。
第8態様に係る発明(パターン形成装置)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布手段と、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅小パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布手段と、第2塗布手段によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給された塗布液の粘度を加熱により低下させる、または、第2塗布手段によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給すべき塗布液の粘度を加熱により低下させる粘度低下手段と、を備えることを特徴とする。
第9態様に係る発明(パターン形成装置)は、基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に比較的線幅の大きい幅大パターンを形成する第1塗布手段と、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅大パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅大パターンと交差する比較的線幅の小さい幅小パターンを形成する第2塗布手段と、第1塗布手段によりノズルから基板の主面に供給された塗布液の粘度を低下させる、または、第1塗布手段によりノズルから基板の主面に供給すべき塗布液の粘度を低下させる粘度低下手段とを備えることを特徴とする。
上記第1態様から第9態様のいずれかに係る発明によれば、例えば太陽電池用の基板上にバス配線パターンとフィンガー配線パターンのような互いに交差する幅大パターンと幅小パターンを形成する際に、幅小パターンを厚膜(高アスペクト比)に形成することができるとともに、その交差部における表面が凸凹になることを抑制することができることができる。
本発明の第1実施形態であるパターン形成装置1aを模式的に示す側面図である。 第1実施形態における第1塗布部および第2塗布部の構成を示す側面図(a)および底面図(b),(c)である。 第1実施形態の動作の流れを示すフロー図である。 第1実施形態におけるバス配線パターンの塗布工程(ステップS50)の様子を模式的に示す側面図(a)および上面図(b)である。 本発明の第2実施形態であるパターン形成装置1bを模式的に示す側面図である。 第2実施形態の動作の流れを示すフロー図である。 フィンガー配線パターンの塗布工程(ステップS500)の様子を模式的に示す側面図(a)および上面図(b)である。 本発明の第3実施形態であるパターン形成装置1cを模式的に示す側面図である。 本発明の第4実施形態であるパターン形成装置1dを模式的に示す側面図である。 本発明の第5実施形態であるパターン形成装置1eを模式的に示す側面図である。 本発明の第6実施形態であるパターン形成装置1fを模式的に示す側面図である。 第6実施形態における第1塗布部および第2塗布部の構成を示す側面図(a)および底面図(b),(c)である。 第6実施形態におけるフィンガー配線パターンの塗布工程の様子を模式的に示す側面図(a)および上面図(b)である。 太陽電池素子用の基板の表面(a)および裏面(b)を示す図である。 複数の基板がリード線により接続されている状態を示す側面図である。 交差部における比較例(a)および実施例(b)の状態を示す図である
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態であるパターン形成装置1aを模式的に示す側面図である。パターン形成装置1aは例えば図14に示す太陽電池用の基板9上にバス配線91用のバス配線パターン71およびフィンガー配線93用のフィンガー配線パターン73を形成するものである。
基板9は、例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどからなるp型半導体であるシリコン基板である。また、上記バス配線91およびフィンガー配線93が形成される基板9の表面側にはn型拡散層が形成され、このn型拡散層上には反射防止膜が形成されている。
<第1実施形態>
パターン形成装置1aは、図1に示すように基板載置部20、駆動部30、第1塗布部40、第2塗布部50および制御部60を備える。基板載置部20は上からステージ21、ターンテーブル23およびナット部25が積層された構造を有する。ステージ21はその上面にて基板9を水平に保持する。ターンテーブル23はステージ21を水平面内において90度、回動させる。ナット部23はターンテーブル23の下面に固定されている。
駆動部30は、基台31の(+X)側端部にブラケットを介して固定されたモータ35を備える。モータ35はサーボモータでありエンコーダを内蔵している。モータ35の回転軸にはボール螺子33が固定されている。ボール螺子33の(−X)側端部は基台31の(−X)側端部の上面に、X軸周りに回転自在に固定されている。ボール螺子33は上記ナット部23に挿入されるようにナット部23に取り付けられている。ガイドレール37は基台31の上面にX方向に沿って延設されている。ガイドレール37は上記ナット部25を滑動自在に支持するとともに基板載置部20の移動方向を規定する。
第1塗布部40は比較的線幅の小さいフィンガー配線用の塗布パターン(フィンガー配線パターン73)を基板9の主面に塗布形成するための塗布部である。なお、フィンガー配線パターン73が本発明の幅小パターンに相当する。第1塗布部40は塗布液である例えば導電性のペースト7aを吐出する幅小ノズル41を備える。幅小ノズル41は基板載置部20をY方向に沿って跨ぐように基台31に設けられたフレーム81の梁部の下面に取り付けられている。
幅小ノズル41には配管42の一方端が流路接続されている。配管42の他方端はタンク43に貯留されたペースト7a中に配置される。配管41の途中には流路を開閉するためのバルブ45が介装されている。また、配管44の一方端はタンク43内の上部空間に対して流路接続され、その他方端は図示しない窒素ガスの供給源に流路接続されている。配管44の途中にはタンク43に供給する窒素ガスの圧力を調整するレギュレータ46が介装されている。
塗布液であるペースト7aは導電性を有し、例えば、導電性粒子、有機ビヒクル(溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物)を含む。導電性粒子は例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。なお、ペースト7aとして既に商品化されている導電性ペーストも使用可能であり、このような導電性ペーストには、光硬化などの硬化処理によらず溶剤の揮発のみによって固化させるタイプのものも存在する。また、ペースト7aの粘度は例えば常温(23°C)で100Pa・s(パスカル秒)から1000Pa・sの範囲内であり比較的高粘度である。
図2(a)に示すように幅小ノズル41の下端部はその下面が(+X)方向を向くようなテーパ形状となっている。幅小ノズル41内にはY方向に並ぶ複数本(例えば19本)の流路83が形成され、これらの流路83は図示しないマニホールドを介して上記配管42に連通している。幅小ノズル41の下面には図2(b)に示すように複数個(例えば19個)の吐出口85が形成されている。複数の吐出口85はそれぞれ複数の流路83と連通している。吐出口85のY方向の幅寸法は、塗布形成すべきフィンガー配線パターン71(図4)の幅寸法とほぼ等しく、例えば50μmであり、複数の吐出口86の間隔は複数本のフィンガー配線パターン73の間隔とほぼ等しい。
第2塗布部50は第1塗布部40より(+X)側に配置されている。第2塗布部50は比較的線幅の大きいバス配線用の塗布パターン(バス配線パターン71)を基板9の主面およびフィンガー配線パターン73上に塗布形成するための塗布部である。なお、バス配線パターン71が本発明の幅大パターンに相当する。第2塗布部50はペースト7bを吐出する幅大ノズル51を備える。幅大ノズル51は基板載置部20をY方向に沿って跨ぐように基台31に設けられたフレーム82の梁部の下面に取り付けられている。
図2(a)に示すように幅大ノズル51の下端部はその下面が(+X)方向を向くようなテーパ形状となっている。幅大ノズル51内にはY方向に並ぶ2本の流路84が形成され、これらの流路84は図示しないマニホールドを介して上記配管52に連通している。幅大ノズル51の下面には図2(c)に示すように2つの吐出口86が形成されている。2つの吐出口86はそれぞれ2本の流路84と連通している。吐出口86のY方向の幅寸法は、塗布形成すべきバス配線パターン71(図4)の幅寸法(例えば2mm)よりも若干、小さく設定され、例えば1.5mmである。また、2つの吐出口86のその中心を基準とした間隔は2本のバス配線パターン71のその中心を基準とした間隔とほぼ等しい。
幅大ノズル51には配管52の一方端が流路接続されている。配管52の他方端はタンク53に貯留されたペースト7b中に配置される。配管51の途中には流路を開閉するためのバルブ55が介装されている。また、配管54の一方端はタンク53内の上部空間に対して流路接続され、その他方端は図示しない窒素ガスの供給源に流路接続されている。配管54の途中にはタンク53に供給する窒素ガスの圧力を調整するレギュレータ56が介装されている。
塗布液であるペースト7bは上記ペースト7aと同様に、導電性を有し、例えば、導電性粒子および有機ビヒクル(溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物)を含む。導電性粒子は例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。なお、ペースト7bとして既に商品化されている導電性ペーストも使用可能であり、このような導電性ペーストには、光硬化などの硬化処理によらず溶剤の揮発のみによって固化させるタイプのものも存在する。また、ペースト7bの粘度は上記ペースト7aの粘度よりも低く、例えば常温(23°C)で10Pa・s(パスカル秒)から100Pa・sの範囲内であり比較的低粘度である。
制御部60はCPU、RAMおよびROMなどから構成されるコンピュータである。制御部60はターンテーブル23に電気的に接続され、ターンテーブル23の回動動作を制御する。制御部60はモータ35に電気的に接続され、モータ35の駆動・停止、回転数および回転方向などを制御するとともに、モータ35からのフィードバック情報を取得する。制御部60はバルブ45,55に電気的に接続され、各バルブの開閉動作を制御する。
また、制御部60はモータ35からのフィードバック情報に基づいて基板載置部20のX方向における原点位置からの移動距離を算出して検出する。換言すれば、制御部60はステージ21に載置された基板9のX方向における位置を算出して検出する。
次にパターン形成装置1aの動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、図3に示すステップS10において、図1の(−X)側端部(原点位置)に配置されたステージ21上の所定位置に図示しない搬送ロボットまたは操作者により基板9が載置され、基板が搬入される(搬入工程)。基板が搬入されると制御部60はモータ35の駆動を開始してボール螺子37を回転駆動する。ボール螺子35が回転駆動されるとナット部25が(+X)方向に駆動されて、ステージ21を含む基板載置部20が(+X)方向への移動を開始する(ステップS20、移動開始工程)。
次にステップS30においてフィンガー配線パターン73の塗布工程(第1塗布工程)が実行され、X方向に沿った互いに平行な複数(例えば19本)のフィンガー配線パターン73(幅小パターン)が基板9の主面に塗布形成される。
より具体的に上記ステップS30について説明すると、制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がフィンガー配線パターン73の塗布開始位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ45を開ける。タンク43内は配管44を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ45が開くと、タンク43内に貯留された比較的高粘度のペースト7aが配管42を介してタンク43外に押し出される。
配管42により幅小ノズル41に送液されたペースト7aは、幅小ノズル41の19個の吐出口85から基板9の進行方向における前方端側(+X方向端側)の主面に向けてそれぞれ吐出される。そして、幅小ノズル41の19個の吐出口85から吐出されたペースト7aは、X方向に移動する基板9の主面にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な19本のフィンガー配線パターン73が塗布停止位置まで形成される。
制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がフィンガー配線パターン73の塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ45を閉じて幅小ノズル41へのペースト7aの送液を停止し、幅小ノズル41からのペースト7aの吐出を停止する。
基板9の主面に供給されたペースト7aは比較液高粘度であるため、主面上でY方向にあまり広がらない。この結果、フィンガー配線パターン73(幅小パターン)の断面形状は、吐出口85から吐出された直後のペースト7aの形状が維持されて、その断面寸法を例えば幅が50μm、高さが50μmとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が120μm、高さが20μmであり、本第1実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができて、また、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化が図れる。
ステップS30が完了すると、制御部60はターンテーブル23によって、基板9を保持したステージ21を90度、回動させる。ステージ21が90度、回動すると基板9上に形成されたフィンガー配線パターン73の長手方向がY方向と平行になる(ステップS40、回動工程)。
次にステップS50においてバス配線パターン71の塗布工程(第2塗布工程)が実行され、図4に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば2本)のバス配線パターン71(幅小パターン)が基板9上に形成された複数のフィンガー配線パターン73と直交関係で交差するように基板9の主面に塗布形成される。
より具体的に上記ステップS50について説明すると、制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がバス配線パターン71の塗布開始位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ55を開ける。タンク53内は配管54を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ55が開くと、タンク53内に貯留された比較的低粘度のペースト7bが配管52を介してタンク53外に押し出される。
配管52により幅大ノズル51に送液されたペースト7bは、幅大ノズル51の2個の吐出口86から基板9の進行方向における前方端側(+X方向端側)の主面に向けてそれぞれ吐出される。幅大ノズル51の2個の吐出口86から吐出されたペースト7bは、X方向に移動する基板9の主面およびフィンガー配線パターン73上にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な2本のバス配線パターン71が塗布停止位置まで形成される。
制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がバス配線パターン71の塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ55を閉じて幅大ノズル51へのペースト7bの送液を停止し、幅大ノズル41からのペースト7bの吐出を停止する。
基板9の主面に供給されたペースト7bは比較的低粘度であるため、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmである。また、フィンガー配線パターン73上に供給されたペースト7bは、フィンガー配線パターン73上に留まることなく流動し、Y方向に広がるとともにその自重によりフィンガー配線パターン73間に流れ込む。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
ステップS50が完了し、ステージ21が図1に示す(+X)側の端部に到達したことを制御部60が検出すると、制御部60はモータ35の駆動を停止して、ステージ21の移動を停止する(ステップS60、移動停止工程)。停止したステージ21上から図示しない搬送ロボットまたは操作者が基板9を受け取り搬出する(ステップS70、搬出工程)。
<第2実施形態>
次に本発明の第2実施形態について説明する。図5は第2実施形態であるパターン形成装置1bを模式的に示す側面図である。第2実施形態において第1塗布部40がバス配線パターン71を塗布形成し、第2塗布部50がフィンガー配線パターン73を塗布形成するように機能する点が第1実施形態と相違する。つまり、第1実施形態においてはフィンガー配線パターン73を形成した後、バス配線パターン71を形成したが、第2実施形態では形成順序が逆になり、バス配線パターン71を形成した後、フィンガー配線パターン73が形成される。
図5に示すようにパターン形成装置1bの第1塗布部40は幅大ノズル51を備え、タンク43内には比較的低粘度のペースト7bが貯留されている。また、第2塗布部50は幅小ノズル41を備え、タンク53内には比較的高粘度のペースト7aが貯留されている。その他の構成については第1実施形態と同一の符号が示すものは第1実施形態と同様の機能を有するので、その詳細な説明を省略する。
次にパターン形成装置1bの動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、図6に示すステップS100において、図1の(−X)側端部(原点位置)に配置されたステージ21上の所定位置に図示しない搬送ロボットまたは操作者により基板9が載置され、基板が搬入される(搬入工程)。基板が搬入されると制御部60はモータ35の駆動を開始してボール螺子37を回転駆動する。ボール螺子35が回転駆動されるとナット部25が(+X)方向に駆動されて、ステージ21を含む基板載置部20が(+X)方向への移動を開始する(ステップS200、移動開始工程)。
次にステップS300においてバス配線パターン71の塗布工程(第1塗布工程)が実行され、X方向に沿った互いに平行な複数(例えば2本)のバス配線パターン71(幅大パターン)が基板9の主面に塗布形成される。
より具体的に上記ステップS300について説明すると、制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がバス配線パターン71の塗布開始位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ45を開ける。タンク43内は配管44を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ45が開くと、タンク43内に貯留された比較的低粘度のペースト7bが配管42を介してタンク43外に押し出される。配管42により幅大ノズル51に送液されたペースト7bは、幅大ノズル51の2個の吐出口86から基板9の進行方向における前方端側(+X方向端側)の主面に向けてそれぞれ吐出される。
幅大ノズル51の2個の吐出口86から吐出されたペースト7bは、X方向に移動する基板9の主面にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な2本のバス配線パターン71が塗布停止位置まで形成される。制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がバス配線パターン71の塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ45を閉じて幅大ノズル51へのペースト7bの送液を停止し、幅大ノズル41からのペースト7bの吐出を停止する。基板9の主面に供給されたペースト7bは比較的低粘度であるため、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmである。
ステップS300が完了すると、制御部60はターンテーブル23によって、基板9を保持したステージ21を90度、回動させる。ステージ21が90度、回動すると基板9上に形成されたバス配線パターン71の長手方向がY方向と平行になる(ステップS400、回動工程)。
次にステップS500においてフィンガー配線パターン73の塗布工程(第2塗布工程)が実行され、図7に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば19本)のフィンガー配線パターン73(幅小パターン)が基板9上に形成された複数のバス配線パターン71と直交関係で交差するように基板9上に塗布形成される。
より具体的に上記ステップS500について説明すると、制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がフィンガー配線パターン73の塗布開始位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ55を開ける。タンク53内は配管54を介して供給された窒素ガスにより加圧されているので、バルブ55が開くと、タンク53内に貯留された比較的高粘度のペースト7aが配管52を介してタンク53外に押し出される。
配管52により幅小ノズル41に送液されたペースト7aは、幅小ノズル41の19個の吐出口85から基板9の進行方向における前方端側(+X方向端側)の主面に向けてそれぞれ吐出される。幅小ノズル41の19個の吐出口85から吐出されたペースト7aは、X方向に移動する基板9の主面およびバス配線パターン71上にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な19本のフィンガー配線パターン73が塗布停止位置まで形成される。
制御部60はモータ35から取得したフィードバック情報に基づいてステージ21のX方向における位置を算出して、基板9がフィンガー配線パターン73の塗布停止位置に到達したことを検出したときに、制御部60はバルブ55を閉じて幅小ノズル41へのペースト7aの送液を停止し、幅小ノズル41からのペースト7aの吐出を停止する。
基板9の主面に供給されたペースト7aは比較液高粘度であるため、主面上でY方向にあまり広がらない。この結果、フィンガー配線パターン73(幅小パターン)の断面形状は、吐出口85から吐出された直後のペースト7aの形状が維持されて、その断面寸法を例えば幅が50μm、高さが50μmとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が120μm、高さが20μmであり、本実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができて、また、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化が図れる。
また、バス配線パターン71を形成する比較的低粘度のペースト7b上に供給された比較的高粘度のペースト7aは、ペースト7b中をその自重により下降して基板9の主面に達する。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
ステップS500が完了し、ステージ21が図5に示す(+X)側の端部に到達したことを制御部60が検出すると、制御部60はモータ35の駆動を停止して、ステージ21の移動を停止する(ステップS600、移動停止工程)。停止したステージ21上から図示しない搬送ロボットまたは操作者が基板9を受け取り搬出する(ステップS700、搬出工程)。
<第3実施形態>
次に本発明の第3実施形態について説明する。図8は第3実施形態であるパターン形成装置1cを模式的に示す側面図である。第3実施形態において第2塗布部50のタンク53が比較的高粘度のペースト7aを貯留する点が第1実施形態と相違する。
また、第2塗布部50のフレーム82より(−X)側であり、かつ、ステージ21に保持され、駆動部30により(+X)方向に移動する基板9の主面より上方の位置にヒータ5aが配置されている点が第1実施形態と相違する。なお、ヒータ5aは本発明の粘度低下手段の一例である。その他の構成については第1実施形態と同一の符号が示すものは第1実施形態と同様の機能を有するので、その詳細な説明を省略する。
ヒータ5aは、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9の主面を例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱する。ヒータ5aには制御部60が電気的に接続され、制御部60によりヒータ5aの発熱温度などが制御される。
パターン形成装置1cの動作は、図3に示す第1実施形態での動作とほぼ同様であるが、次の点において相違する。すなわち、バス配線パターン71の塗布工程(ステップS50)に先立って、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9がヒータ5aの下方を通過する。このとき、例えば常温(23°C)の基板9の主面は例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱される。
そして、ステップS50では、図4に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば2本)のバス配線パターン71(幅大パターン)が基板9上に形成された複数のフィンガー配線パターン73と直交関係で交差するように、ヒータ5aによって上記温度範囲にまで加熱された基板9上に塗布形成される。
加熱された基板9に幅大ノズル51から供給されたペースト7aの粘度は、例えば300Pa・sから30Pa・sまで低下する。このように基板9の主面に供給され、粘度が低下したペースト7aは、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmとなる。
また、フィンガー配線パターン73上に供給され、粘度が低下したペースト7bは、フィンガー配線パターン73上に留まることなく流動し、Y方向に広がるとともにその自重によりフィンガー配線パターン73間に流れ込む。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
なお、ステップS30にて基板9の主面に形成されたフィンガー配線パターン73もヒータ5aによって加熱される。この加熱時より前においてフィンガー配線パターン73を形成するペースト7a内の溶剤は揮発しているため、フィンガー配線パターン73は十分に固化している。この結果、ヒータ5aによって加熱されたフィンガー配線パターン73の粘度が低下することはない。
<第3実施形態の変形実施形態>
この第3実施形態のヒータ5a(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用するように変形実施しても良い。すなわち、図5に示す第1塗布部40のタンク43が比較的高粘度のペースト7aを貯留するとともに、第1塗布部40のフレーム81より(−X)側であり、かつ、ステージ21に保持され、駆動部30により(+X)方向に移動する基板9の主面より上方の位置にヒータ5aが配置される構成としても良い。
上述のようにヒータ5a(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用した変形実施形態では、図6に示すバス配線パターン71の塗布工程(ステップS300)に先立って、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9がヒータ5aの下方を通過する。このとき、例えば常温(23°C)の基板9の主面は例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱される。
そして、加熱された基板9の主面にステップS300により幅大ノズル51から供給されたペースト7aの粘度は、例えば300Pa・sから30Pa・sまで低下する。その後、フィンガー配線パターン73の塗布工程であるステップS500では、図7に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば19本)のフィンガー配線パターン73(幅小パターン)が基板9上にその粘度が低下したペースト7aにより形成された複数のバス配線パターン71と直交関係で交差するように基板9上に塗布形成される。
バス配線パターン71を形成する粘度が低下したペースト7a上に供給された比較的高粘度のペースト7aは、バス配線パターン71中をその自重により下降して基板9の主面に達する。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
<第4実施形態>
次に本発明の第4実施形態について説明する。図9は第4実施形態であるパターン形成装置1dを模式的に示す側面図である。第4実施形態において第2塗布部50のタンク53が比較的高粘度のペースト7aを貯留する点が第1実施形態と相違する。
また、第2塗布部50のフレーム82より(+X)側であり、かつ、ステージ21に保持され、駆動部30により(+X)方向に移動する基板9の主面より上方の位置にヒータ5bが配置されている点が第1実施形態と相違する。なお、ヒータ5bは本発明の粘度低下手段の一例である。その他の構成については第1実施形態と同一の符号が示すものは第1実施形態と同様の機能を有するので、その詳細な説明を省略する。
ヒータ5bは、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9上に塗布形成されたバス配線パターン71を例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱する。ヒータ5bには制御部60が電気的に接続され、制御部60によりヒータ5aの発熱温度などが制御される。
パターン形成装置1dの動作は、図3に示す第1実施形態での動作とほぼ同様であるが、次の点において相違する。すなわち、バス配線パターン71の塗布工程(ステップS50)後に、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9がヒータ5bの下方を通過する。このとき、基板9上に塗布形成された例えば常温(23°C)のバス配線パターン71が例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱される。
加熱されたバス配線パターン71を形成するペースト7aの粘度は、例えば300Pa・sから30Pa・sまで低下する。このように基板9の主面に供給され、粘度が低下したペースト7aは、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmとなる。
また、フィンガー配線パターン73上に供給され、粘度が低下したペースト7aは、フィンガー配線パターン73上に留まることなく流動し、Y方向に広がるとともにその自重によりフィンガー配線パターン73間に流れ込む。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
なお、ステップS30にて基板9の主面に形成されたフィンガー配線パターン73もヒータ5bによって加熱される。この加熱時より前においてフィンガー配線パターン73を形成するペースト7a内の溶剤は揮発しているため、フィンガー配線パターン73は十分に固化している。この結果、ヒータ5bによって加熱されたフィンガー配線パターン73の粘度が低下することはない。
<第4実施形態の変形実施形態>
この第4実施形態のヒータ5b(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用するように変形実施しても良い。すなわち、図5に示す第1塗布部40のタンク43が比較的高粘度のペースト7aを貯留するとともに、第1塗布部40のフレーム81より(+X)側であり、かつ、ステージ21に保持され、駆動部30により(+X)方向に移動する基板9の主面より上方の位置にヒータ5aが配置される構成としても良い。
上述のようにヒータ5b(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用した変形実施形態では、図6に示すバス配線パターン71の塗布工程(ステップS300)後に、ステージ21上に保持されるとともに駆動部30によって(+X)方向に向かって移動する基板9がヒータ5aの下方を通過する。
加熱されたバス配線パターン71を形成するペースト7aの粘度は、例えば300Pa・sから30Pa・sまで低下する。このように基板9の主面に供給され、粘度が低下したペースト7aは、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmとなる。
その後、フィンガー配線パターン73の塗布工程であるステップS500では、図7に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば19本)のフィンガー配線パターン73(幅小パターン)が基板9上にその粘度が低下したペースト7aにより形成された複数のバス配線パターン71と直交関係で交差するように基板9上に塗布形成される。
バス配線パターン71を形成する粘度が低下したペースト7a上に供給された比較的高粘度のペースト7aは、バス配線パターン71中をその自重により下降して基板9の主面に達する。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン73(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
<第5実施形態>
次に本発明の第5実施形態について説明する。図10は第5実施形態であるパターン形成装置1eを模式的に示す側面図である。第5実施形態において第2塗布部50のタンク53が比較的高粘度のペースト7aを貯留する点が第1実施形態と相違する。
また、第2塗布部50の幅大ノズル51を加熱するヒータ5cが設けられている点が第1実施形態と相違する。なお、ヒータ5cは本発明の粘度低下手段の一例である。その他の構成については第1実施形態と同一の符号が示すものは第1実施形態と同様の機能を有するので、その詳細な説明を省略する。
ヒータ5cは幅大ノズル51の側面を覆うように設けられ、幅大ノズル51に配管52を介して送液された例えば、常温(23°C)のペースト7aを、例えば40°Cから100°Cの範囲に加熱する。ヒータ5cには制御部60が電気的に接続され、制御部60によりヒータ5aの発熱温度などが制御される。
パターン形成装置1eの動作は、図3に示す第1実施形態での動作とほぼ同様であるが、次の点において相違する。すなわち、バス配線パターン71の塗布工程(ステップS50)において、幅大ノズル51にてペースト7aが加熱されてその粘度が例えば、300Pa・sから30Pa・sまで低下する。そして、図4に示すように幅大ノズル51の2個の吐出口86から粘度が低下したペースト7aを吐出して、X方向に移動する基板9の主面およびフィンガー配線パターン73上にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な2本のバス配線パターン71が塗布停止位置まで形成される。
このように基板9上に供給され、粘度が低下したペースト7aは、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmとなる。また、フィンガー配線パターン73上に供給され、粘度が低下したペースト7aは、フィンガー配線パターン73上に留まることなく流動し、Y方向に広がるとともにその自重によりフィンガー配線73間に流れ込む。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
<第5実施形態の変形実施形態>
この第5実施形態のヒータ5c(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用するように変形実施しても良い。すなわち、図5に示す第1塗布部40のタンク43が比較的高粘度のペースト7aを貯留するとともに、ヒータ5cを第1塗布部40の幅大ノズル51に設けても良い。
上述のようにヒータ5c(粘度低下手段)を第2実施形態の構成に適用した変形実施形態では、図6に示すバス配線パターン71の塗布工程(ステップS300)にて、幅大ノズル51にてペースト7aが加熱されてその粘度が例えば、300Pa・sから30Pa・sまで低下する。そして、図4に示すように幅大ノズル51の2個の吐出口86から粘度が低下したペースト7aを吐出して、X方向に移動する基板9の主面にそれぞれ線状に供給されてX方向に沿うとともに互いに平行な2本のバス配線パターン71が塗布停止位置まで形成される。
このように基板9の主面に供給され、粘度が低下したペースト7aは、主面上でY方向に若干、広がり、その断面寸法は例えば、幅が2mm、高さが50μmとなる。その後、フィンガー配線パターン73の塗布工程であるステップS500では、図7に示すようにX方向に沿った互いに平行な複数(例えば19本)のフィンガー配線パターン73(幅小パターン)が基板9上にその粘度が低下したペースト7aにより形成された複数のバス配線パターン71と直交関係で交差するように基板9上に塗布形成される。
バス配線パターン71を形成する粘度が低下したペースト7a上に供給された比較的高粘度のペースト7aは、バス配線パターン71中をその自重により下降して基板9の主面に達する。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
なお、粘度低下手段として、幅大ノズル51をヒータcで加熱する構成に代えて、幅大ノズル51に流路接続される配管(52又は42)やタンク(53または43)をヒータにより加熱して、ペースト7aを加熱して、その粘度を低下させる構成にしても良い。
上記第3実施形態、第4実施形態およびこれらの各変形実施形態では、基板9上に供給されたペースト7aをヒータ5a,5bにより加熱してペースト7aの粘度を低下させている。これに対し、上記第5実施形態およびこの変形実施形態では、基板9上に供給すべきペースト7aをヒータ5cにより加熱してペースト7aの粘度を低下させている。
上記第3実施形態、第4実施形態、第5実施形態、または、これらの各変形実施形態によれば、第1実施形態や第2実施形態のようにフィンガー配線パターン73用とバス配線パターン71用として、互いに粘度の異なる2種類のペースト7a,7bを準備する必要がなく、比較的高粘度であるペースト7aのみを準備すれば良いので、ペースト材料に係るコストを低減できる。また、第1塗布部40、第2塗布部50においてペーストの種類に応じてプロセス条件の設定を変更する必要がないため、プロセス条件の設定を容易に行うことができる。
<第6実施形態>
次に本発明の第6実施形態について説明する。図11は第6実施形態であるパターン形成装置1fを模式的に示す側面図である。第6実施形態においてペーストに対して光硬化処理を施す点が第1実施形態と相違する。なお、第1実施形態と同一の符号が示すものは第1実施形態と同様の機能を有するので、その詳細な説明を省略する。
第1塗布部40のタンク43にはペースト7cが貯留され、ペースト7cは後述する光硬化処理を施す前において比較的高粘度であり、その粘度は、例えば常温(23°C)で100Pa・sから1000Pa・sの範囲内である。第2塗布部50のタンク53にはペースト7dが貯留され、ペースト7dは後述する光硬化処理を施す前において比較的低粘度であり、その粘度は、例えば常温(23°C)で10Pa・sから100Pa・sの範囲内である。
ペースト7c,7dは導電性および光硬化性を有し、例えば、導電性粒子、有機ビヒクル(溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物)および光重合開始剤を含む。導電性粒子は例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。
図11に示すように第1塗布部40は第1光照射部47を備える。第1光照射部47は幅小ノズル41の(+X)側の位置に所定間隔を空けて配置されるようにフレーム81に固定される。つまり、幅小ノズル41と第1光照射部47はフレーム81に一体的に固定されている。
第1照射部47には光ファイバー48の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー48の他方端は第1光源ユニット49に光学的に接続されている。第1光源ユニット49は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー48との間に配置されたシャッター機構を有する。
第1光照射部47の先端には図12(a),(b)に示すようにレンズ87が取り付けられている。レンズ87は第1光照射部47から所定範囲に向けて光(紫外線)を出射させる機能を有する。レンズ87のY方向の幅寸法は2個の第1吐出口85が配置されたY方向における領域よりも大きくなるように設定されている。
第2塗布部50は第2光照射部57を備える。第2光照射部57は幅大ノズル51の(+X)側の位置に所定間隔を空けて配置されるようにフレーム82bに固定される。つまり、幅大ノズル51と第2光照射部57はフレーム82bに一体的に固定されている。幅大ノズル51と第2光照射部57との間隔寸法は、第1塗布部40の幅小ノズル41と第1光照射部47との間隔寸法より大きく設定されている。
第2照射部57には光ファイバー58の一方端が光学的に接続されている。光ファイバー58の他方端は第2光源ユニット59に光学的に接続されている。第2光源ユニット59は紫外線を放射する光源と、光源と光ファイバー58との間に配置されたシャッター機構を有する。
第2光照射部57の先端には図12(a),(c)に示すようにレンズ88が取り付けられている。レンズ88は第2光照射部57から所定範囲に向けて光(紫外線)を出射させる機能を有する。レンズ88のY方向の幅寸法は複数の第2吐出口86が配置されたY方向における領域よりも大きくなるように設定されている。なお、図12(a)において第2光照射部57は説明の便宜上、破線で示している。
制御部60は第1光源ユニット49および第2光源ユニット59にそれぞれ電気的に接続され、各光源ユニット内の光源の点灯・消灯やシャッター機構の開閉動作を制御する。
パターン形成装置1fの動作は、図3に示す第1実施形態での動作とほぼ同様であるが、次の点において相違する。すなわち、フィンガー配線パターン73の塗布工程であるステップS30において、制御部60は第1光源ユニット49内のシャッターを開き、点灯状態にある光源から放射された光(紫外線)を、光ファイバー48を介して第1光照射部47に導く。第1光照射部57に導かれた光は、図13(a)に示すように第1光照射部47の先端に設けられたレンズ87から基板9の主面に供給されたペースト7cに向けて出射されて、ペースト7cに光8が照射される。ペースト7cは光硬化性を有するので、第1光照射部47から光が照射されるとペースト7cは硬化する。
このように基板9上に供給された直後のペースト7cに光が照射されて硬化処理が実行されるため、フィンガー配線パターン73(幅小パターン)の断面形状は吐出口85から吐出されたペースト7cの形状が維持される。この結果、フィンガー配線パターン73の断面寸法を例えば幅が50μm、高さが50μmとなるように形成することができる。従来のスクリーン印刷法を用いた場合のフィンガー配線の断面寸法は例えば幅が120μm、高さが20μmであり、本実施形態のパターン形成方法を用いる方が、厚膜の配線パターンを形成することができて、また、断面寸法の幅に対する高さの比を大きくすることができ、高アスペクト化が図れる。
次にバス配線パターン71の塗布工程であるステップS50において、制御部60は第2光源ユニット59内のシャッターを開き、点灯状態にある光源から放射された光(紫外線)を、光ファイバー58を介して第2光照射部57に導く。第2光照射部57に導かれた光は、第2光照射部57の先端に設けられたレンズ88から基板9の主面に供給されたペースト7dに照射される。ペースト7dは光硬化性を有するので、第1光照射部47から光が照射されるとペースト7dは硬化する。
また、フィンガー配線パターン73との交差部において、フィンガー配線パターン73上に供給されたペースト7dに対しても第2光照射部57から光が照射される。ここで、上述のように幅大ノズル51と第2光照射部57との間隔寸法は、第1塗布部40の幅小ノズル41と第1光照射部47との間隔寸法より大きく設定されているため、幅大ノズル51からフィンガー配線パターン73上に供給された直後のペースト7dには光が照射されず、所定時間が経過した後にペースト7dに光が照射される。つまり、フィンガー配線パターン73上に供給されたペースト7dがフィンガー配線パターン73上で流動し、Y方向に広がるとともにその自重によりフィンガー配線パターン73間に流れ込んだ後に、ペースト7dに第2光照射部57から光が照射されてペースト7dが硬化する。この結果、図16(b)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になることを抑制することができる。
なお、フィンガー配線パターン73に比べて高アスペクトに形成する必要性が低いバス配線パターン71については光硬化処理を実行しない構成であっても良い。具体的には第6実施形態において第2光照射部57などバス配線パターン71用のペースト7dに光を照射する機構を設けない構成でも良い。
また、第6実施形態のような光硬化性を有するペーストに対して光硬化処理を施す構成を上記第2実施形態、第3実施形態、第4実施形態、第5実施形態またはこれらの変形実施形態に適用しても良い。
上記各実施形態またはその変形実施形態によって、基板9の表面にある反射防止膜上に形成されたバス配線パターン71およびフィンガー配線パターン73は、後工程である焼成工程においてファイアースルー法により反射防止膜の下に形成されているn型拡散層に電気的に接続されることとなる。
上述の第1実施形態(パターン形成装置1a)から第6実施形態(パターン形成装置1f)のいずれかの実施形態、または、これらの変形実施形態によって、フィンガー配線パターン73およびバス配線パターン71が塗布されて、バス配線91およびフィンガー配線93が形成された複数の基板9は図15に示すようにリード線99が電気的に接続される。リード線99は図16(b)の実施例に示すようにバス配線91上に形成されたフィンガー配線93の表面に半田付けされる。
図16(a)は比較例として、バス配線パターン71をフィンガー配線パターン73と同様に、比較的高粘度のペースト7aにより粘度低下処理を施すことなく形成した状態を示す。この比較例において、バス配線パターン71を塗布形成する際に、基板9の主面およびフィンガー配線パターン73上に供給されたペースト7aは比較的高粘度であるため、フィンガー配線パターン73上に供給されたペースト7aは、フィンガー配線パターン73上であまり流動せず、フィンガー配線パターン73上に留まって硬化する。この結果、図16(a)に示すように、フィンガー配線パターン73とバス配線パターン71との交差部、換言すれば、フィンガー配線93とバス配線91との交差部におけるバス配線パターン71(バス配線91)の表面が凸凹になる。
図16(b)に示すように上述の第1実施形態(パターン形成装置1a)から第6実施形態(パターン形成装置1f)のいずれかの実施形態、または、これらの変形実施形態による実施例では、図16(a)の比較例と比べて、バス配線91とフィンガー配線93との交差部であるバス配線91の表面が凸凹形状となることが抑制されている。この結果、実施例では比較例よりもリード線99とバス配線91の表面との接触面積が広くなるので、半田付けによる接着力が強くなり、バス配線91に対してリード線99が十分な強度で接続されることとなる。
上記各実施形態およびその変形実施形態においては第1塗布部40および第2塗布部50に対して基板9が移動する構成であるが、固定配置された基板9に対して第1塗布部40および第2塗布部50をX方向に移動させても良い。または、固定配置された基板9に対して第1塗布部40を所定方向(例えばX方向)に移動させるとともに第2塗布部50を所定方向と直交する方向(例えばY方向)に移動させる構成でも良い。
バス配線パターン71とフィンガー配線パターン73のように直交関係で幅大パターンと幅小パターンが交差する塗布パターンに限らず、直交(90°)以外の角度で幅大パターンと幅小パターンが交差する塗布パターンの形成に本発明を適用しても良い。
本発明によって形成する塗布パターンは上記バス配線パターンやフィンガー配線パターンに限定されず、例えばプラズマディスプレイパネル(PDP)を製造する際に基板上に形成される隔壁を塗布形成する際の塗布パターンでも良い。また、基板上に接着剤であるペーストを塗布形成する際の塗布パターンでも良い。
1a〜1f パターン形成装置
7 ペースト
8 光
9 基板
20 基板載置部
30 駆動部
40 第1塗布部
41 幅小ノズル
50 第2塗布部
51 幅大ノズル
57 第2光照射部
60 制御部
71 バス配線パターン
73 フィンガー配線パターン
5a,5b,5c ヒータ

Claims (5)

  1. 基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に100Pa・s〜1000Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布工程と、
    第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅小パターン上に、第1塗布工程で供給された塗布液よりも粘度の低い10Pa・s〜100Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布工程と、
    を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  2. 基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布工程と、
    第1塗布工程後に、基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および幅小パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布工程とを
    含み、
    第2塗布工程によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給された塗布液の粘度を加熱により低下させる、または、第2塗布工程によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給すべき塗布液の粘度を加熱により低下させることを特徴とするパターン形成方法。
  3. 請求項1から請求項2のいずれかに記載されるパターン形成方法において、
    基板が太陽電池素子用の基板であり、
    塗布液が導電性を有する導電性のペーストであり、
    幅小パターンがフィンガー配線用の塗布パターンであり、
    幅大パターンがフィンガー配線と直交するバス配線用の塗布パターンであることを特徴とするパターン形成方法。
  4. 基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に100Pa・s〜1000Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布手段と、
    基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅小パターン上に、第1塗布手段で供給された塗布液よりも粘度の低い10Pa・s〜100Pa・sの粘度を有する塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布手段と、
    を備えることを特徴とするパターン形成装置。
  5. 基板に対してノズルを第1方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンを形成する第1塗布手段と、
    基板に対してノズルを、第1方向と交差する第2方向に相対移動させつつ、ノズルから基板の主面および第1塗布手段により形成された幅小パターン上に塗布液を線状に供給して、基板上に幅小パターンと交差し、幅小パターンよりも線幅の大きい幅大パターンを形成する第2塗布手段と、
    第2塗布手段によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給された塗布液の粘度を加熱により低下させる、または、第2塗布手段によりノズルから基板の主面および幅小パターン上に供給すべき塗布液の粘度を加熱により低下させる粘度低下手段と、
    を備えることを特徴とするパターン形成装置。
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