KR101224853B1

KR101224853B1 - 스크린인쇄판, 스크린인쇄장치 및 태양전지

Info

Publication number: KR101224853B1
Application number: KR1020077029484A
Authority: KR
Inventors: 사토유키 오지마; 나오키 이시가와; 히로유키 오츠카
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2013-01-22
Also published as: KR20080026543A; WO2006134734A1; EP1892116A4; ES2351091T3; RU2007146055A; JP2006347077A; CN101198477B; DE602006017208D1; AU2006257127B2; US8141484B2; EP1892116B1; AU2006257127A1; EP1892116A1; CN101198477A; US20080196608A1; TW200702181A; TWI348971B; JP4917278B2

Abstract

본 발명은, 적어도 스크린인쇄에서 피인쇄물 상에 목적 인쇄패턴(4)을 형성하기 위한 인쇄재료를 토출하는 개구부(2)가 설치된 스크린인쇄판(1)이며 상기 개구부(2)의 크기는 상기 목적 인쇄패턴(4)보다 축소되어 있으며 또한 상기 개구부(2)의 개구단부(3)가 상기 목적 인쇄패턴 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판이다. 이에 의해 스크린인쇄의 인쇄재료의 번짐을 제어할 수 있고 미세한 도안이어도 높은 전사성으로 정확하게 목적 인쇄패턴을 인쇄할 수 있는 저비용이며 고품질의 스크린인쇄판을 제공한다.

Description

스크린인쇄판, 스크린인쇄장치 및 태양전지{SCREEN PRINTING PLATE AND SCREEN PRINTER}

본 발명은 스크린인쇄법에서 피인쇄물 상에 목적 인쇄패턴을 형성하기 위한 인쇄재료를 토출하는 개구부가 설치된 스크린 인쇄판에 관한 것이다.

스크린인쇄는 스퀴지의 접동(摺動) 동작에 의해 잉크나 페이스트 등의 인쇄재료를 스크린 인쇄판의 개구부에서 압출하여 개구부의 형상을 피인쇄물에 전사함으로써 목적 인쇄패턴을 인쇄하는 인쇄방법이다.

스크린인쇄에서 이용되는 스크린인쇄판에는 재료나 제조방법의 차이로 인해 많은 종류가 존재한다. 이 중에도 금속세선을 짜 넣은 거즈에 유제로 인쇄하는 개구부를 형성하는 것이나 금속박판에 에칭이나 레이저가공으로 인쇄하는 개구부를 형성하는 것이 일반적이다.

스크린인쇄는 생산성이 높기 때문에 많은 산업분야에서 활용되고 있다.

그러나, 이 스크린인쇄를 이용해 목적 인쇄패턴, 특히 미세한 도안을 인쇄하는 경우에, 개구단부에서의 인쇄재료의 번짐으로 인해 전사성이 저하하는 문제가 있다. 한편, 전자공업분야에서 사용되고 있는 스크린인쇄에서는 특히 높은 전사성이 요구되고 있다.

예를 들면, 도3과 같이 개구부(2a)의 개구단부(3a)가 직선형상인 스크린인쇄판(1a)을 이용해 인쇄 동작을 한 경우, 인쇄재료의 번짐 때문에 인쇄재료 단부의 형상인 인쇄후 인쇄패턴(5a)은 목적 인쇄패턴(4a)과 일치하지 않으며 직선형상이 되지 않는다. 원래 인쇄재료의 단부를 직선형상으로 하기 위해서 개구단부(3a)를 직선으로 하고 있어도 인쇄재료의 번짐 때문에 인쇄 영역의 면적이 확대할 뿐 아니라 인쇄재료의 단부는 불규칙적인 형상이 된다.

이 번짐 현상의 원인에는 여러 가지가 복합적으로 작용하고 있다고 생각되나, 특히 (1)높은 인압, (2)피인쇄물의 표면 형상, (3)메시의 교점, (4)인쇄재료의 점도 등을 들 수 있다.

이와 같은 인쇄재료의 번짐을 방지하는 방법 중 하나로 스크린인쇄판의 피인쇄물과 접촉하는 측의 개구부 근방에 오목한 형태의 홈의 인쇄재료의 집합 공간을 설치하는 방법이 있다(예를 들면, 특개평 10-329444호 공보 참조).

또한, 다른 번짐 방지 방법으로는 스크린인쇄판의 피인쇄물과 접촉하는 측에 개구단부를 따라 피인쇄물과의 접촉면의 법선 방향에 방벽을 일정 높이로 설치하는 방법이 있다(예를 들면, 특개평 5-270161호 공보 참조).

하지만, 이들 방법으로는 스크린인쇄판의 제작방법이 복잡해지고 제작 비용이 증대하는 문제점이 있다.

또한, 피인쇄물의 표면형상은 번짐 현상에 많은 영향을 미친다. 예를 들면, 도전성 페이스트 스크린인쇄에 의해 전극을 제작하고 있는 태양전지에서는 피인쇄물(기판)의 표면형상은 텍스처(texture)라 불리는 사각추의 집합체로 되어 있기 때 문에 반드시 스크린인쇄판이 피인쇄물 표면과 밀착하는 것이 아니고 틈이 벌어진다. 이러한 경우에는 상기 방법도 효과적이라고 말할 수 없다.

여기서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 스크린인쇄 인쇄재료의 번짐을 제어할 수 있고 미세한 도안이라도 높은 전사성으로 정확하게 목적 인쇄패턴을 인쇄할 수 있는 저비용이며 고품질인 스크린인쇄판을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 적어도 스크린인쇄에 있어서 피인쇄물 상에 목적 인쇄패턴을 형성하기 위한 인쇄재료를 토출하는 개구부가 설치된 스크린인쇄판이며, 상기 개구부의 크기는 상기 목적 인쇄패턴보다 축소되어 있으며 또한 상기 개구부의 개구단부가 상기 목적 인쇄패턴의 형상과 다른 요철패턴의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판이 제공된다.

이와 같이, 개구부의 개구단부가 상기 목적 인쇄패턴의 형상과 다른 요철패턴의 형상을 갖는 스크린인쇄판을 이용해 스크린인쇄를 하면 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴에서의 오목부(개구가 작아지는 부분) 근방에서는 인쇄재료의 번짐 폭이 커지고 볼록부(개구가 커지는 부분) 근방에서는 번짐 폭이 작아지기 때문에 인쇄후 인쇄패턴이 매끄럽고 규칙적인 형상이 된다. 이 때문에 인쇄재료의 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있어 목적 인쇄패턴이 미세한 도안이더라도 보다 높은 전사성으로 보다 정확하게 목적대로의 패턴형상을 인쇄할 수 있다. 또, 스크린인쇄에서는 번짐 현상이 전혀 없게 하는 것은 불가능하기 때문에 상기 개구부의 크기는 목적 인쇄패턴보다 축소된 것으로 함으로써 인쇄재료가 번진 후의 인쇄패턴 형상을 목적 인쇄패턴 형상과 일치시킬 수 있다.

이때, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 볼록부가 상기 목적 인쇄패턴의 단부보다도 0~25㎛ 축소된 위치가 되는 것이 바람직하다.

이와 같이 개구부의 볼록부가 목적 인쇄패턴의 단부보다도 0~25㎛ 축소된 위치가 되도록 함으로써 인쇄재료가 번진 후의 인쇄패턴 형상을 더 정확하게 목적 인쇄패턴의 형상과 일치시킬 수 있다.

또한, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부에 대한 볼록부의 높이가 5~25㎛인 것이 바람직하다.

이와 같이 오목부에 대한 볼록부의 높이가 5~25㎛인 것에 의해 보다 효과적으로 오목부 근방에서의 인쇄재료의 번짐 폭을 크게 하고 볼록부 근방에서의 번짐 폭을 작게 할 수 있기 때문에 인쇄 후의 인쇄패턴을 보다 효과적으로 매끄럽게 할 수 있다.

또한, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것이 바람직하다.

이와 같이 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것에 의해 보다 효과적으로 오목부 근방에서의 인쇄재료의 번짐 폭을 크게 하고 볼록부 근방에서의 번짐 폭을 작게 할 수 있기 때문에, 인쇄패턴을 보다 효과적으로 매끄러우며 규칙적인 것으로 할 수 있다. 또한 규칙적인 인쇄패턴 형상은 주기가 개구단부의 요철패턴과 일치하는 것이 된다.

또한, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것이 바람직하다.

이와 같이 오목부의 폭이 5~25㎛인 것에 의해 보다 효과적으로 오목부 근방에서의 인쇄재료의 번짐 폭을 크게 할 수 있고 인쇄 후의 인쇄패턴을 보다 효과적으로 매끄럽게 할 수 있다.

또한, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 적어도 삼각파, 사각파, 정현파 중 어느 형상 또는 이들 형상을 조합한 것이 바람직하다.

이와 같이 요철패턴 형상은 적어도 삼각파, 사각파, 정현파 중 어느 형상 또는 이들 형상을 조합한 것으로 함으로써, 간단하고 정확한 동기성을 갖는 요철패턴을 형성할 수 있음과 동시에 요철패턴의 설계 및 제작이 용이하고 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.

또한, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 주머니 모양의 오목부가 주기적으로 형성된 것이 바람직하다.

이와 같이 요철패턴 형상은 주머니 모양의 오목부가 주기적으로 형성된 것으로 함으로써 적극적으로 번짐을 형성시키는 곳을 제작할 수 있고, 그 결과 보다 효과적으로 번짐을 제어할 수 있다. 즉, 이 주머니 모양의 개구부에 둘러싸인 비개구부 바로 아래에 적극적으로 번짐을 유도할 수 있다.

또한, 상기 주머니 모양의 오목부 형상이 원형 또는 사다리형인 것이 바람직하다.

이와 같이, 주머니 모양의 오목부 형상이 원형 또는 사다리형인 것에 의해 번짐을 간단히 유도할 수 있고 주머니 모양의 오목부의 설계 및 제작이 용이하며 제작 비용을 낮게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 적어도 상기 스크린인쇄판과, 이 스크린인쇄판 상에서 평행이동함으로써 상기 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하는 스퀴지와, 이 스퀴지를 평행이동시키는 평행이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄장치가 제안된다.

이와 같은 스크린인쇄장치에 의해 평행이동기구로 스퀴지를 평행이동시키고 스크린인쇄판의 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하면, 스크린인쇄판의 개구부의 개구단부가 상기 목적 인쇄패턴 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖기 때문에, 상기 개구부의 개구단부의 요철패턴에서의 오목부 근방에서는 인쇄재료의 번짐 폭이 커지고 볼록부 근방에서의 번짐 폭이 작아지므로 인쇄패턴 단부가 매끄럽고 규칙적인 형상이 된다. 이 때문에 인쇄재료의 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있기 때문에 목적 인쇄패턴이 미세한 도안이라도 높은 전사성으로 보다 정확하게 목적대로의 패턴 형상을 인쇄할 수 있는 장치가 된다.

특히, 상기 스크린인쇄장치에 의해 기판 표면상에 스크린인쇄로 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지가 제공된다.

이와 같이, 상기 스크린인쇄장치에 의해 스크린인쇄로 전극이 형성된 태양전지로 하면 정확하게 핑거전극 등의 패턴을 낮은 비용으로 인쇄할 수 있어 저렴한 가격으로 고품질의 태양전지가 된다.

이와 같이 본 발명에 의해 스크린인쇄 할 때의 인쇄재료의 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있기 때문에, 목적 인쇄패턴이 미세한 도안이어도 높은 전사성으로 보다 정확하게 목적대로의 패턴형상을 인쇄할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부가 요철패턴 형상(삼각파)을 갖는 것의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다.

도2는 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부가 요철패턴 형상(삼각파)를 갖는 것의 일 예와 인쇄후 인쇄패턴의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다.

도3은 종래의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부가 직선 형상을 갖는 것의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다.

도4는 본 발명의 스크린인쇄판에 의한 스크린인쇄에 있어서 번짐 현상을 설명하기 위한 개략도이다.

도5는 본 발명의 스크린인쇄판이며 목적 인쇄패턴의 단부가 (a)직선 형태인 것과 (b)곡선형태인 것의 예를 나타낸 개략 평면도이다.

도6은 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 주머니 모양의 오목부((a)사다리형,(b)원형)가 형성된 것의 예를 나타낸 개략 평면도이다.

도7은 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상이 삼각파이며 목적 인쇄패턴이 띠 형상인 것의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다(실시예1).

도8은 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상이 원 형의 주머니 모양의 오목부이고 목적 인쇄패턴이 띠 형상인 것의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다(실시예2).

도9는 본 발명의 스크린인쇄장치의 일 예의 개략 단면도이다.

스크린인쇄는 생산성이 높기 때문에 많은 산업분야에서 활용되고 있지만, 스크린인쇄를 이용하여 목적 인쇄패턴, 특히 미세한 도안을 인쇄하는 경우에 개구단부에서의 인쇄재료 번짐에 의해 전사성이 저하하는 문제가 있다. 한편 전자공업분야의 예를 들면 태양전지 등의 패턴 인쇄 등에서 사용되고 있는 스크린인쇄에서는 특히 높은 전사성이 요구되고 있다.

그래서 본 발명자들은 예의연구를 거듭해 적어도 스크린인쇄에서 피인쇄물 상에 목적 인쇄패턴을 형성하기 위한 인쇄재료를 토출하는 개구부가 설치된 스크린인쇄판이고, 상기 개구부의 크기는 상기 목적 인쇄패턴보다 축소되어 있으며 또한 상기 개구부의 개구단부가 상기 목적 인쇄패턴 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖게 함으로써 인쇄재료 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있어 목적 인쇄패턴이 미세한 도안이라도 높은 전사성으로 보다 정확하게 목적대로의 패턴형상을 인쇄할 수 있는 것을 발견했다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

도1 및 도2는 본 발명의 스크린인쇄판이며 개구부의 개구단부가 요철패턴 형상(삼각파)을 갖는 것의 일 예를 나타낸 개략 평면도이다. 도9는 본 발명의 스크린 인쇄장치의 일 예의 개략 단면도이다.

본 발명의 스크린인쇄판(1)을 이용한 스크린인쇄장치(10)는 적어도 스크린인쇄에서 피인쇄물(11) 상에 목적 인쇄패턴(4)을 형성하기 위한 인쇄재료(12)를 토출하는 개구부(2)가 설치된 스크린인쇄판(1)이며, 개구부(2)의 크기는 목적 인쇄패턴(4)보다 축소되어 있으며 또한 개구부(2)의 개구단부(3)가 목적 인쇄패턴(4)의 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖는 스크린인쇄판(1)과 스크린인쇄판(1) 상에서 평행이동함으로써 개구부(2)를 통한 인쇄재료(12)를 토출시켜 척 테이블(23) 상에 고정된 피인쇄물(11)에 도포하는 스퀴지(21)와, 이 스퀴지(21)를 평행이동시키는 평행이동기구(20)를 구비한 것이다.

본 발명의 스크린인쇄판(1)은 스크린인쇄에서 피인쇄물(11) 상에 목적 인쇄패턴(4)을 형성하기 위한 인쇄재료(12)를 토출하는 개구부(2)가 설치되어 있는 것이다.

개구부(2)의 크기는 목적 인쇄패턴(4)보다 축소되어 있고, 이에 의해 인쇄재료(12)가 인쇄후 인쇄패턴(5)의 형상을 목적 인쇄패턴(4)의 형상과 일치시킬 수 있다.

개구부(2)의 개구단부(3)가 목적 인쇄패턴 형상(4)과 다른 요철패턴 형상을 갖음으로써 스크린인쇄 시에 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴에서의 오목부(7) 근방에서는 인쇄재료(12)의 번짐 폭이 커지고 볼록부(6) 근방에서는 번짐 폭이 작아지기 때문에, 인쇄후 인쇄패턴(5)이 매끄러우며 규칙적인 형상이 된다. 이는 종래와 같은 목적 패턴 형상과 같은, 비슷한 형상을 한 개구부의 개구단부로 하면 단 부가 직선형태이면 인쇄재료가 불규칙하게 번져 제어할 수 없고 결과적으로 목적 인쇄패턴을 형성할 수 없는 것과는 대조적이다.

이와 같이 인쇄재료(12)의 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있고, 즉 번짐이 생긴 후의 인쇄패턴 형상을 제어할 수 있기 때문에 목적 인쇄패턴(4)이 미세한 도안이어도 높은 전사성으로 보다 정확하게 목적대로 패턴형상을 인쇄할 수 있다.

예를 들면 도2에 나타낸 것과 같이, 예를 들면 삼각파를 개구부(2)의 개구단부(3)로 한 스크린인쇄판(1)을 이용해 인쇄 동작을 한 경우, 인쇄후 인쇄패턴은 번짐 현상에 의해 삼각파와 같은 주기를 갖는 완만한 패턴(5)이 된다.

도3에 나타낸 직선 형태의 개구단부(3a)의 경우와 같이 인쇄재료(12)의 단부인 인쇄후 인쇄패턴(5)은 번짐에 의해 개구부보다 확대한다. 하지만, 인쇄후 인쇄패턴(5)의 형상은 경계선 삼각파의 모서리부분이 둔해진(둥글어진) 형상이 되고 단부의 형상 주기는 경계선 삼각파의 주기와 일치한다. 즉, 도3의 5a와 같은 불규칙한 패턴이 되지 않는다.

이 삼각파의 모서리부분이 둔해지는 이유를 도4 및 도9를 이용하여 설명한다. 우선 스크린인쇄에서는, 인쇄재료(12)는 스퀴지(21)의 접동 동작에 의해 개구부(2)에서 압출되어 피인쇄물(11) 표면에 접촉한다. 이상적으로는 인쇄재료(12)와 피인쇄물(11)과의 접촉면은 개구부(2) 바로 아래에 한정되는 것이 바람직하지만 어떤 압력을 인쇄재료(12)에 인가하여 스크린인쇄판(1)의 개구부(2)에서 압출하는 인쇄 원리상, 인쇄재료(12)가 스크린인쇄판의 비개구부(1B)와 피인쇄물 사이의 공간 에 번져 나오는 것은 피할 수 없다.

개구단부(3)에서 비개구부(1B) 아래로 번지는 인쇄재료(12)의 체적은 개구단부(3)의 단위 길이별로 같아진다. 또한 인쇄재료(12)는 개구부(2)에서 비개구부(1B) 아래로 번질 때 도4의 화살표로 표시한 것과 같이 개구단부(3)의 수직방향으로 번진다. 그 결과, 이상적인 번짐 폭은 개구단부(3)에서 등거리가 되며 도면 중에 일점쇄선으로 나타낸 것과 같이 될 것이다.

하지만, 개구부(2)의 볼록부(6) 주변과 개구부(2)의 오목부(7) 주변에서는 화살표(8)의 밀도가 다른 직선 부분과는 다르다. 또 개구부(2)의 볼록부(6) 주변과 개구부(2)의 오목부(7) 주변에서도 화살표(8)의 밀도가 다르다. 당연히 비개구부(1B)의 오목부 직하(개구부(2)의 볼록부(6) 선단 주변)에서는 번져 나오는 인쇄재료(12)의 체적이 작고 비개구부(1B)의 볼록부 직하(개구부(2)의 오목부(7)에 둘러싸인 영역)에서는 번져 나오는 인쇄재료(12)의 체적이 크다.

이 결과, 비개구부(1B)의 오목부 직하(개구부(2) 볼록부(6)의 선단 주변)에서는 번짐 폭이 작아지고 비개구부(1B)의 볼록부 직하(개구부(2)의 오목부(7)로 둘러싸인 영역)에서는 번짐 폭이 커진다. 그리고 인쇄재료(12)의 단면(도면 중의 파선)은 개구부(2)의 요철을 없애기 위한 형상이 되어 모서리부분이 둔해진다(둥글어진다).

이 모서리부분이 둥글어지는 현상으로 인해 개구부(2)와 비개구부(1B)의 개구단부(3)의 진폭보다도 인쇄후 인쇄패턴(5)의 진폭이 작아지는 현상을 이용해 인쇄후 인쇄패턴(5)의 형상을 목적 인쇄패턴(4)의 형상에 가깝게 하여 번짐 형상의 제어를 하는 것이 본 발명의 원리이다.

이를 위해서는 원래 사용하는 인쇄조건에서의 번짐 크기와 거의 같거나 또는 보다 작은 크기의 삼각파 등의 주기파를 개구부(2)에 제작하면 된다. 당연히, 이 개구단부(3) 주기파의 주기나 진폭을 원래의 번짐 크기보다도 충분히 크게 하면 주기파의 직선부에서의 번짐도 무시할 수 없게 된다.

예를 들면, 도5(a)에 점선으로 나타낸 것과 같은 직선 형태의 목적 인쇄패턴(4)의 형상을 얻고 싶은 경우에는 사용하는 인쇄조건에서의 번짐 폭보다도 작은 진폭으로 요철패턴을 제작하고 인쇄후 인쇄패턴(5) 형상의 요철을 작아지게 한다.

또한, 도5(b)에 점선으로 나타낸 것과 같은 곡선 형태의 목적 인쇄패턴(4)의 형상을 얻고 싶은 경우에는 진폭의 중심을 원하는 목적 인쇄패턴(4)의 형상에 맞게 번짐 폭보다도 작은 진폭으로 요철패턴을 제작한다.

이때, 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 볼록부(6)가 목적 인쇄패턴(4)의 단부보다도 0~25㎛ 축소된 위치가 되도록 하는 것이 바람직하고 이에 의해 인쇄재료(12)가 번진 후의 인쇄후 인쇄패턴(5)의 형상을 더 정확하게 목적 인쇄패턴(4)의 형상과 일치시킬 수 있다.

또한, 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 오목부(7)에 대한 볼록부(6)의 높이가 5~25㎛인 것에 의해 보다 효과적으로 오목부(7) 근방에서의 인쇄재료(12)의 번짐 폭을 크게 하고 볼록부(6) 근방에서의 번짐 폭을 작게 할 수 있기 때문에 인쇄후 인쇄패턴(5)을 보다 효과적으로 매끄럽게 하고 목적 패턴(4)에 맞게 할 수 있다.

또한, 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 이 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것이 바람직하며, 이에 의해 보다 효과적으로 오목부(7) 근방에서의 인쇄재료(12)의 번짐 폭을 크게 하고 볼록부(6) 근방에서의 번짐 폭을 작게 할 수 있기 때문에, 인쇄후 인쇄패턴(5)을 보다 효과적으로 매끄럽고 규칙적이게 할 수 있다. 또한, 규칙적인 인쇄패턴 형상은 주기가 개구단부(3)의 요철패턴과 일치하게 된다. 따라서 인쇄 후 패턴(5) 형상을 자유자재로 제어할 수 있다.

또한 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 오목부(7)의 폭이 5~25㎛인 것이 바람직하다. 이에 의해 보다 효과적으로 오목부(7) 근방에서의 인쇄재료(12)의 번짐 폭을 크게 할 수 있고 인쇄후 인쇄패턴(5)을 보다 효과적으로 매끄럽게 할 수 있다.

또한, 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 적어도 삼각파, 사각파, 정현파 중 어느 한 형상 또는 이들 형상을 조합한 것이 바람직하고 간단하며 정확한 동기성을 갖는 요철패턴을 형성할 수 있음과 동시에 요철패턴의 설계 및 제작이 용이하며 제작 비용을 낮에 억제할 수 있다. 또 이러한 패턴이면 오목부에서 인쇄재료가 용이하게 번지며 인쇄 후 패턴을 평탄화하기 쉽다.

또한, 도6과 같이 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴 형상은 주머니 모양의 오목부(7B)가 주기적으로 형성된 것으로 하는 것이 바람직하며 이에 의해 적극적으로 번짐을 발생시키는 곳을 제작할 수 있기 때문에 보다 효과적으로 번짐을 억제할 수 있다. 이 주머니 모양에 개구부(2)에 둘러싸인 비개구부(1B)의 바로 아래에 적극적으로 번짐을 유도할 수 있다.

또한 상기 주머니 모양의 오목부(7B)의 형상이 도6(a)와 같이 사다리형 또는 도6(b)와 같은 원형인 것이 바람직하며 이에 의해 보다 용이하게 오목부에 번짐을 발생시켜 인쇄재료로 메울 수 있으며, 또한 주머니 모양의 오목부(7B)의 설계 및 제작이 용이하고 제작 비용을 낮게 억제할 수 있다.

여기서, 피인쇄물(11)로는 비용상 평판을 이용하는 것이 바람직하나 홈이나 구멍 등의 오목부를 설치해도 된다. 이 경우 가공법으로 연삭가공을 이용하는 경우는 오목부는 홈 형태가 된다.

또한, 피인쇄물(11)로는 예를 들면 실리콘 단결정 웨이퍼가 사용되고 특히 태양전지용 실리콘 웨이퍼가 사용되지만, 이 경우 웨이퍼의 형상, 물성 등은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 태양전지의 전극패턴으로 핑거전극이나 버스바전극을 인쇄하는 경우에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 본 발명의 피인쇄물(11)로는 실리콘 단결정 웨이퍼 이외의 소재에 적용하는 것도 가능하며 복잡한 패턴 인쇄를 요하는 프린트기판 등이어도 된다.

스퀴지(21)는 도9와 같이 인쇄재료(12)를 피인쇄물(11)에 도포하는 부재인 스퀴지고무(15)와 스퀴지고무(15)를 지지하는 스퀴지지그(16)로 이루어지며 스크린인쇄판(1)상에서 인압이나 이동속도를 제어하면서 가이드레일(27) 상을 이동하는 평행이동기구(20)에 의해 평행이동시키는 것으로 할 수 있다. 스퀴지(21)는 스크린인쇄판(1) 상에서 평행이동함으로써 개구부(2)를 통해 인쇄재료(12)를 토출시켜 피인쇄물(11)에 도포한다.

평행이동기구(20)에는 가이드레일(27) 상에 직접 고정한 스퀴지지그(16)의 연결부를 통해 이동속도를 제어하는 수단을 설치하는 것이 바람직하며 또한 스퀴지지그(16) 또는 평행이동기구(20)에는 스퀴지(21)가 인쇄재료(12)를 통해 스크린인쇄판(1)을 누르는 압력을 조절하기 위한 인쇄압력 조절용 액추에이터를 설치하는 것이 바람직하다.

이 경우 액추에이터를 액추에이터 제어회로 등에 접속해 압축공기나 전압으로 스퀴지(21)를 상하로 움직여 스퀴지(21)가 스크린인쇄판(1)을 누르는 압력을 조절할 수 있다.

가이드레일(27)은 예를 들면 도9와 같이 스크린인쇄판(1)이 판 테두리(24)에 가이드레일 높이 조절용 액추에이터(25)를 구비한 기둥(26)을 부착하고 그 상부에 설치할 수 있다. 이 경우 스퀴지(21)는 스퀴지지그(16)로 평행이동기구(21)와 고정할 수 있고 이 스퀴지지그(16)는 가이드레일(27)에 의해 스크린인쇄판(1)에 대해 평행으로 활주가 가능하게 된다. 스퀴지(21)의 스크린인쇄판(1)에 대한 높이는 가이드레일 높이 조정용 액추에이터(25)를 이용해 가이드레일(27)의 높이를 조정함으로써 제어할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 스크린인쇄장치(10)에 의해 평행이동기구(20)로 스퀴지(21)를 평행이동시켜 스크린인쇄판(1)의 개구부(2)를 통해 인쇄재료(12)를 토출시켜 피인쇄물(11)에 도포하면 스크린인쇄판(1)의 개구부(2)의 개구단부(3)가 목적 인쇄패턴 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖기 때문에 개구부(2)의 개구단부(3)의 요철패턴에서의 오목부(7) 근방에서는 인쇄재료(12)의 번짐 폭이 커지고 볼록부(6) 근방에서는 번짐 폭이 작아지기 때문에 인쇄패턴의 단부가 매끄러우며 규칙적인 형 상이 된다.

이 때문에 인쇄재료(12)의 번짐에 의한 인쇄패턴 형상의 불규칙화를 방지할 수 있기 때문에 목적 인쇄패턴(4)이 미세한 도안이라도 높은 전사성으로 정확하게 목적대로의 패턴형상을 인쇄할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예로 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

(실시예, 비교예)

두께 300㎛, 직경 125㎜의 실리콘 단결정 웨이퍼 150매를 준비하고 수산화칼륨수용액으로 손상을 제거한 후 도7에 나타난 것과 같이 개구부의 개부단부를 진폭 10㎛, 주기 20㎛의 삼각파이며 삼각파의 진폭 중심 간 거리 90㎛의 개구부를 갖는 스크린인쇄판(1)을 준비했다(실시예1).

또한, 도8에 나타낸 것과 같은 오목부가 주머니 모양(원형)(7B)의 스크린인쇄판이며 원형의 주머니부가 직경 10㎛, 주기 20㎛, 개구폭 100㎛인 스크린인쇄판도 준비했다(실시예2).

한편, 비교하기 위해 직선형 개구단부를 갖으며 개구폭을 100㎛으로 한 스크린인쇄판도 준비했다.(비교예).

어느 판에도 스크린인쇄판에는 거즈가 스테인리스제 세선으로 제작된 것을 사용했다 메시 수는 380m 유제 두께는 15㎛이다.

다음으로, 상기 판 각각을 이용해 실리콘 단결정 웨이퍼 50매씩(합계 150매)에 도전성 페이스트를 인쇄했다. 이 도전성 페이스트의 점도는 50Pa·s이다.

본 발명에 의한 인쇄조건은 스퀴지가 스크린인쇄판을 누르는 압력을 300N, 스퀴지 속도를 150㎜/s로 했다.

다음으로 광학현미경을 이용해 인쇄 후 웨이퍼 표면에서의 도전성 페이스트의 인쇄 폭을 측정했다. 얻어진 인쇄 폭의 최소치와 최대치, 중앙치를 표1에 나타냈다.

[표1]

		실시예1	실시예2	비교예
인쇄 폭(㎛)	최소치	97	105	113
	최대치	105	117	138
	중앙치	101	111	126
최대치와 최소치의 차이(㎛)		8	12	25

이 결과, 인쇄 폭의 중앙치는 본 발명에 의한 실시예1에서 101㎛, 실시예2에서 111㎛, 비교예에서 126㎛이었다.

인쇄 폭의 최대치와 최소치의 차이는 실시예2와 비교예에서는 2배 이상 다르다. 이것은 큰 차이이다. 본 실험에서는 보다 직선에 가까운 인쇄후 인쇄패턴의 형상을 얻으려 하고 있기 때문에 본 발명에 의한 인쇄재료의 단면평준화의 효과는 큰 것을 알 수 있다.

또한, 실시예1과 2 사이에서는 최대치에 큰 차이가 생겼다. 이것은 실시예2의 직선부분의 번짐이 큰 영향을 미쳤기 때문이다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시형태는 예시이며 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims

적어도, 스크린인쇄에서 피인쇄물 상에 목적 인쇄패턴을 형성하기 위한 인쇄재료를 토출하는 개구부가 설치된 스크린인쇄판에 있어서,

상기 개구부의 크기는 상기 목적 인쇄패턴보다 축소되어 있으며 또한 상기 개구부의 개구단부가 상기 목적 인쇄패턴의 형상과 다른 요철패턴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 볼록부가 상기 목적 인쇄패턴보다도 0~25㎛ 축소된 위치가 되는 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부에 대한 볼록부의 높이가 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제2항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부에 대한 볼록부의 높이가 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 상기 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제2항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 상기 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제3항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 상기 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제4항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 상기 요철패턴의 주기가 5~50㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제2항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제3항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제4항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제5항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제6항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제7항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제8항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 오목부의 폭이 5~25㎛인 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 적어도 삼각파, 사각파, 정현파 중 어느 한 형상 또는 이들 형상을 조합한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개구부의 개구단부의 요철패턴 형상은 주머니 모양의 오목부가 주기적으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크린인쇄판.
제18항에 있어서,

상기 주머니 모양의 오목부 형상이 원형 또는 사다리형인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄판.
적어도, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 스크린인쇄판과, 이 스크린인쇄판 상에서 평행이동함으로써 상기 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하는 스퀴지와, 이 스퀴지를 평행이동시키는 평행이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄장치.
적어도, 제17항에 기재된 스크린인쇄판과, 이 스크린인쇄판 상에서 평행이동함으로써 상기 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하는 스퀴지와, 이 스퀴지를 평행이동시키는 평행이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄장치.
적어도, 제18항에 기재된 스크린인쇄판과, 이 스크린인쇄판 상에서 평행이동함으로써 상기 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하는 스퀴지와, 이 스퀴지를 평행이동시키는 평행이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄장치.
적어도, 제19항에 기재된 스크린인쇄판과, 이 스크린인쇄판 상에서 평행이동함으로써 상기 개구부를 통해 인쇄재료를 토출시켜 피인쇄물에 도포하는 스퀴지와, 이 스퀴지를 평행이동시키는 평행이동기구를 구비한 것을 특징으로 하는 스크린인쇄장치.
제20항에 기재된 스크린인쇄장치에 의해 기판 표면상에 스크린인쇄로 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
제21항에 기재된 스크린인쇄장치에 의해 기판 표면상에 스크린인쇄로 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
제22항에 기재된 스크린인쇄장치에 의해 기판 표면상에 스크린인쇄로 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
제23항에 기재된 스크린인쇄장치에 의해 기판 표면상에 스크린인쇄로 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.