KR101251347B1 - 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 복수의 태양전지용 기판을 수용하여 도금 용액 속으로 들어가는 기판 캐리어 패널에는 복수의 기판 수용 영역이 행과 열을 이루어 반복 형성된다. 이 기판 수용 영역은, 그 상단 및 하단에 수평방향으로 복수로 형성되는 클립 장착용 제 1 슬롯과, 상기 제 1 슬롯과 각각 짝을 이루면서 수평방향으로 복수로 형성되며, 상기 제 1 슬롯과의 상대적 위치는 상기 기판 수용 영역 쪽인 제 2 슬롯이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 슬롯과 상기 제 2 슬롯에 동시에 장착되며, 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판을 지지하며 기판 상에 접점을 형성하는 복수의 클립;을 포함한다.
클립들은 제 1 슬롯과 제 2 슬롯에 밀어 넣기만 하면 되므로 장착이 용이하다. 또한, 같은 행으로 배열된 클립들은 기다란 막대요소에의 동작에 의해 동시에 해제할 수 있다. 불량한 클립은 해당 슬롯에서 빼내서 교체하면 되기 때문에 유지보수에도 탁월한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명은 도금 용액의 불필요한 소모를 줄이는 장점을 갖는다.

Description

태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어{WAFER SUBSTRATE CARRIER FOR ELECTROPLATING SOLAR CELLS}
본 발명은 태양전지에 사용되는 반도체 웨이퍼를 전기도금 하기 위하여, 복수의 웨이퍼들을 지지하는 장치에 관한 것이다.
최근 차세대 신성장 동력 산업으로서 태양전지가 각광을 받고 있다. 태양전지는 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 소자이다. 이 변환 회로를 형성하는 기술로서, 종래에는 은 페이스트를 이용한 인쇄 방식이 이용되었다. 그러나 은 금속의 가격상승으로 인한 가격경쟁력의 문제 뿐만 아니라, 은 페이스트를 구성하는 바인더 및 글라스비드 등의 불순물에 따른 전기 전도도의 저하에 따른 전기 변환 효율의 한계로 인해서, 최근에는 도금을 이용한 공법들이 활발히 연구되고 있다.
종래의 인쇄 방식에 의한 회로 구성 공법은 수평 방식에서 작업이 가능했으나, 전기 도금을 도입하기 위해서는 수직 방식의 제조 장비를 이용해야만 한다. 소정의 지그가 웨이퍼를 잡은 상태에서, 웨이퍼를 도금 용액 속에 침적시켜 도금을 실행해야 하는 것이다. 이와 같이, 태양전지를 제조하는 여러 공정 중에서 전기 도금을 통해서 전극 패턴을 형성하는 공정, 포토레지스트의 박리 공정, 에치백(Etch Back) 공정의 경우에는 다수의 실리콘 웨이퍼를 지지하여 반송(搬送)하는 지그 장치가 필수적이다.
미국특허 US7172184는 태양전지용 실리콘 웨이퍼를 전기 도금하기 위한 기판 캐리어를 개시하고 있다. 이 선행 특허문헌에 따르면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 기판 캐리어는 웨이퍼(12)를 탑재하는 지지 프레임(10)과 웨이퍼(12)를 지지하는 보조 프레임(20, 22)로 구성된다. 지지 프레임(10)은 웨이퍼(12)들을 수용하는 다수의 개구(30)를 가지며, 이 개구(30)들에 의해서 프레임의 열과 행이 만들어진다. 또한, 보조 프레임(20, 22)은 상기 지지 프레임(10)의 형상에 대응하는 구조를 가지며, 다수의 스크류(32, 34)에 의해 상기 지지 프레임(10)에 조립된다. 지지 프레임(10)의 개구(30) 안쪽으로 돌출한 플랜지(28)는 웨이퍼(12)를 수용하면서, 보조 프레임(20, 22)의 메탈 클립(24, 26)에 의해 웨이퍼(12)의 장입(loading) 상태를 고정하게 된다.
그러나 상기 특허문헌은 웨이퍼 기판을 지지 프레임에 장입하여 고정함에 있어서 매우 많은 수의 스크류를 사용하기 때문에, 기판 조립에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 웨이퍼를 고정 해 주는 클립이 손상된 경우에, 상기 종래 기술에서는 해당 클립을 제거하기 위하여 스크류 드라이버를 이용해서 스크류를 분리한 후 재조립해야 하는 불편함이 있었다. 즉, 유지 보수에도 상당한 어려움이 수반되었다.
더욱이 상기 종래기술은 웨이퍼 기판을 다수의 개구에 수용하는 구조이다. 따라서 도금 공정 시에 그 개구의 테두리에서 발생하는 도금 용액의 표면 장력 때문에 도금 용액이 기판 캐리어에 묻게 된다. 그 결과 이로 인하여 발생하는 도금용액의 손실이 매우 크다. 또한, 지지 프레임에 2조의 보조 프레임이 추가됨으로써 그와 같은 도금용액의 손실이 3배로 증가하는 문제점을 갖는다.
위와 같은 상기 특허문헌의 문제점은 결국 태양전지 제조 단가에 영향을 주기 때문에, 결국 태양전지 제조의 경제성에 악영향을 끼친다.
한편, 태양전지 제조의 경제성과 관련하여, 제조 단가를 줄이기 위한 노력의 일환으로서, 실리콘 웨이퍼의 두께를 가능한 한 줄이려는 시도가 이 기술분야에서 중시되어 왔다. 그런데 웨이퍼의 두께를 줄이면 줄일수록, 웨이퍼의 장입 및 하역(unloading) 과정에서 웨이퍼의 파손률을 증가시키는 요인이 된다.
본 발명의 발명가는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 오랫동안 연구 노력한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 도금 용액이 갖는 표면 장력으로 인해서 도금 지그에 달라붙어 소모되는 도금 용액의 손실을 최소화한, 개선된 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어를 제공함에 있다. 이를 통해서 태양전지의 제조 단가를 절감할 수 있는 수단을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 기판을 지지 장치에 장입하고 하역함에 있어서, 비교적 간단하게 웨이퍼 기판을 지지 장치에 탈착할 수 있도록 함에 있다. 본 목적은 전기 도금 공정에 소요되는 시간을 절약해 줌으로써 결과적으로 태양전지의 제조 단가를 또한 절감할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼를 지지하는 클립 등에 불량이 발생하더라도 그것을 치유하고 유지 보수함에 있어서도 종래보다 소요되는 시간을 절약할 수 있는 기판 캐리어를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 매우 얇은 실리콘 웨이퍼가 도금 공정 등을 거치면서 쉽게 파손되지 않도록 하는 수단을 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서,
복수의 태양전지용 기판을 수용하여 도금 용액 속으로 들어가는 기판 캐리어 패널에는 복수의 기판 수용 영역이 행과 열을 이루어 반복 형성되며,
상기 기판 수용 영역은,
그 상단 및 하단에 수평방향으로 복수로 형성되는 클립 장착용 제 1 슬롯;
상기 제 1 슬롯과 각각 짝을 이루면서 수평방향으로 복수로 형성되며, 상기 제 1 슬롯과의 상대적 위치는 상기 기판 수용 영역 쪽인 제 2 슬롯;
상기 제 1 슬롯과 상기 제 2 슬롯에 동시에 장착되며, 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판을 지지하며 기판 상에 접점을 형성하는 복수의 클립;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 상기 기판 캐리어 패널의 양쪽 표면 위에 상기 기판 수용 영역이 형성되어, 상기 기판 캐리어 패널의 양쪽 표면 (제 1 면 및 제 2 면) 위로 기판이 장착되는 것이 좋다.
또한, 상기 클립은, 상기 기판 캐리어 패널의 제 1 면 상에 접점을 형성하는 제 1 클립과, 상기 기판 캐리어 패널의 제 2 면 상에 접점을 형성하며 상기 제 1 클립과 동일한 형태의 제 2 클립을 포함하며,
상기 제 1 클립과 상기 제 2 클립은, 상호 이격된 상태에서 대칭 쌍을 이루며, 동일한 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯을 공유하면서 상호 반대 방향의 기판 캐리어 패널의 면과 접점을 형성하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하며,
그 지지대는 상기 클립에 의해 상기 기판 상에 형성되는 접점이 위치하는 지점에서, 상기 기판을 지지하는 기판 접점 지지대인 것이 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하며,
그 지지대는 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판의 중심부를 지지하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하며,
그 지지대는, 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판의 가장자리를 지지함과 동시에, 기판의 장착 위치를 안내하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어에 있어서, 상기 클립은,
서로 평행하게 직립한 형태의 제 1 레그와 제 2 레그를 가지며,
상기 제 1 레그는 상기 제 1 슬롯에 장착되어 클립을 지지하고,
상기 제 2 레그는 상기 제 2 슬롯에 장착되어 상기 기판 상에 접점을 형성하는 것이 좋다.
또한, 나란히 행을 이루면서 상기 슬롯들에 장착되어 상기 기판 상에 접점을 형성한 클립에 있어서, 상기 수직방향으로 직립한 클립들에, 기다란 막대요소에 의해 수평 방향으로 힘을 가함으로써, 동일한 행에 위치한 클립들의 접점을 동시에 해제할 수 있다.
또한, 상기 클립과 기판과의 접점은 면 접점이 바람직하다.
본 발명의 도금용 기판 캐리어는 종래기술과 달리 기판을 수용하는 영역에 개구가 형성되지 않아, 그 개구의 가장자리에서 크게 소모되는 도금 용액의 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 이를 통해 태양전지의 제조 단가를 절감할 수 있다.
또한, 기판과 접점을 형성하는 클립들은 제 1 슬롯과 제 2 슬롯에 밀어 넣기만 하면 되므로 장착이 매우 용이하다.
본 발명은 동일한 행으로 배열된 클립들을 기다란 막대요소에 의해 동시에 해제할 수 있기 때문에, 웨이퍼 기판을 지지 장치에 장입하고 하역함에 있어서, 비교적 간단하게 웨이퍼 기판을 캐리어 패널에 탈착할 수 있는 장점이 있다. 이를 통해서 전기 도금 공정에 소요되는 시간을 절약해 줌으로써 결과적으로 태양전지의 제조 단가를 또한 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼를 지지하는 클립 등에 불량이 발생하더라도 그것을 해당 슬롯에서 빼내서 교체하면 되기 때문에 클립의 유지 보수에 있어서도 종래보다 소요되는 시간을 절약할 수 있다.
또한, 본 발명은 여러 지지대를 제공함으로써 매우 얇은 실리콘 웨이퍼가 도금 공정 등을 거치면서 쉽게 파손되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 종래기술의 기판 캐리어를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 캐리어 패널(100)의 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 수용 영역(199)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4(a)~도 4(c)는 도 2의 기판 수용 영역(199)의 주요 단면도이다.
도 4(d)는 제 3 지지대(140), 도 4(e)는 제 1 지지대(120), 도 4(f)는 제 2 지지대(130)를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 클립(150)의 정면도이다.
도 6은 도 5의 사시도이다.
도 7은 도 5의 클립 한 쌍(150, 150')이 슬롯들(101, 111)에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 5의 클립들이 3개의 슬롯쌍들에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9은 클립(150, 150')을 해제하는 원리를 나타내는 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 태양전지용 전기 도금을 위한 기판 캐리어의 기판 캐리어 패널(100)의 개략적인 구성을 나타내고 있다. 기판 캐리어 패널(100)은 이송장치(미도시)에 한쪽 단부가 연결되어 이송될 수 있다. 또한, 기판 캐리어 패널(100)은 도금 용액이 수용되어 있는 도금조 안으로 삽입되며, 전기도금이 실시된다. 기판 캐리어 패널(100)을 이송장치에 연결하기 위한 장치 및 전기도금을 실시하기 위한 장치들은 공지의 것을 이용한다. 이 공지수단들에 대한 상세한 설명은 당업자에게 자명한 사항이기 때문에 상세한 언급은 하지 않기로 한다.
도시된 바와 같이, 기판 캐리어 패널(100)은 1개의 단일한 패널로 이루어진다. 기판 캐리어 패널(100)의 평면 위에 웨이퍼 기판이 행과 열을 이루며 장착된다. 바람직하게는 기판 캐리어 패널(100)의 양쪽 면 위에 기판이 각각 독립적으로 장착될 수 있다. 본 발명의 기판 캐리어 패널(100)은 종래의 장치와는 달리 기판을 수용하는 영역에 개구(opening)가 형성되어 있지 않다. 또한, 전기 도금 과정에서 기판에 전극을 형성하기 위한 클립을 기판 캐리어 패널(100)에 고정함에 있어서, 볼트 등의 체결구를 갖지 않는다.
다수의 웨이퍼 기판(미도시)이 장착되는 기판 수용 영역(199)들이 기판 캐리어 패널(100)의 면 위에 형성될 수 있다. 바람직하게는 양쪽 면 위에 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 기판 수용 영역(199)은 행과 열을 이루어 반복 형성될 수 있다. 각 단위 기판 수용 영역에 소정의 지지 수단, 가이드 수단, 클립, 클립 고정용 슬롯들이 형성되며, 이들 구성요소들 또한 행과 열을 이루어 반복 형성된다. 기판 수용 영역(199)은 도면에서는 점선으로 표시되어 있으나, 이는 그 영역에 기판이 놓인다는 것을 편의적으로 설명하기 위해서 표시한 것에 불과하다.
도 3은 도 2의 1개의 기판 수용 영역(199)에 있어서, 본 발명의 기판 캐리어 패널(100)의 바람직한 구성예를 나타낸다. 기판 수용 영역(199)의 상단 및 하단에는 복수의 클립 장착용 제 1 슬롯(101, 102, 103, 104, 105, 106)이 수평방향으로 나란히 형성된다. 여기서 수평방향이란 기판의 전극과 수평한 방향을 의미한다. 또한, 수평방향은 도금 용액의 표면과 수평한 방향을 의미할 수 있다.
또한, 상기 제 1 슬롯들과 각각 쌍을 이루는 제 2 슬롯(111, 112, 113, 114, 115, 116)이 마찬가지로 수평방향으로 형성된다. 기판 수용 영역(199) 기준으로 볼 때, 제 1 슬롯들(101, 102, 103, 104, 105, 106)의 상대적 위치는 기판 수용 영역(199)의 바깥쪽이며, 제 2 슬롯들(111, 112, 113, 114, 115, 116)의 상대적 위치는 기판 수용 영역(199)에 인접한 위치이다. 즉 제 2 슬롯들이 제 1 슬롯들보다 기판 수용 영역(199) 쪽에 위치한다.
또한, 제 1 슬롯들(101, 102, 103, 104, 105, 106)은 상대적으로 폭이 좁고 길이가 긴 형태일 수 있다. 동일한 슬롯 내에서, 2개의 클립들이 좌우로 이격되어 나란히 위치하도록 하기 위함이다. 제 2 슬롯들(111, 112, 113, 114, 115, 116)은 상대적으로 폭이 크고 길이가 작은 형태일 수 있다. 슬롯 내에서의 클립의 전후 이동 궤적을 보장하기 위함이다. 이들 슬롯의 형태는 도 8에서 보다 잘 표현 되어 있으며, 자세한 사항은 후술한다.
도 3의 실시예에는 도시되어 있지 않으나, 상기 한 쌍의 제 1 슬롯과 제 2 슬롯에는 1개의 클립이 동시에 장착된다. 본 실시예에서 기판 수용 영역(199)의 상단에는 3개의 클립이 장착될 수 있다. 제 1 슬롯과 제 2 슬롯 쌍이 3쌍 설치되어 있기 때문이다. 또한, 기판 수용 영역(199)의 하단에는 3개의 클립이 장착될 수 있다. 클립의 한 쪽 단부가 기판 위에 접점을 형성하며, 이 접점을 통해 전기 도금에 의한 전극이 형성될 수 있다. 이 클립에 대해서는 도 5에서 다시 설명하기로 한다.
상기 두 종류의 슬롯들과 이 슬롯들에 장착되는 복수의 클립들은 모두 기판 수용 영역(199)의 주위에 위치하는 구성 요소이다. 이제 기판 수용 영역(199) 내, 또는 그 기판 수역 영역(199)의 가장자리 구성에 대해서 살펴 본다.
본 발명의 기판 캐리어 패널(100)의 단위 기판 수용 영역(199)은 복수의 지지대를 포함할 수 있다. 바람직한 실시형태에서는, 3종류의 지지대를 포함한다. 전술한 바와 같이, 태양전지 제조의 경제성을 향상시키기 위하여 실리콘 웨이퍼의 두께를 줄이기 위한 노력이 지속되어 왔다. 그러나 웨이퍼의 두께를 줄이면 줄일수록, 웨이퍼의 장입 및 하역 과정에서 웨이퍼의 파손률이 증가된다. 본 발명은 웨이퍼의 파손을 최소화하기 위하여 기판 캐리어 패널 위에서 웨이퍼를 충분히 지지할 수 있도록 고안되었다.
제 1 지지대(121, 122, 123, 124, 125, 126)는 기판과 클립의 접점을 지지하는 복수의 지지대이다. 이들을 기판 접점 지지대라고 명칭할 수 있다. 이 지지대들은 상기 클립에 의해 기판 상에 형성되는 접점이 위치하는 지점에서, 상기 기판을 지지하는 역할을 수행한다.
제 2 지지대(150)는 기판 수용 영역(199)의 중심부에 설치된 복수의 지지대이다. 이들 지지대들은 기판의 중심부를 지지하는 역할을 수행한다.
제 3 지지대(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148)은 기판 수용 영역(199)의 가장자리를 따라 형성되어 기판의 가장자리를 지지할 수 있다. 또한, 기판의 가장자리를 지지함과 동시에, 기판의 장착 위치를 안내할 수 있다. 즉, 이들 지지대에 의해 기판이 상하좌우의 움직임이 규제되어 소망하는 위치에 정확하게 기판을 고정할 수 있게 된다.
상기 제 1 지지대, 제 2 지지대 및 상기 제 3 지지대의 높이는 상호 동일하다. 동일한 높이로 설치되어야만 기판을 평평하게 지지할 수 있기 때문이다. 다만 제 3 지지대는 기판의 지지뿐만 아니라 기판의 움직임을 규제하고 위치를 안내 해야 하기 때문에, 제1층의 높이는 다른 지지대들과 동일하지만, 제2층의 높이는 다른 지지대들의 높이보다 크다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 지지대의 높이(h2), 제 2 지지대의 높이(h3), 제 3 지지대의 제1층의 높이(h1)은 서로 동일하다.
어떤 실시예에서는, 본 발명의 기판 캐리어 패널(100)의 한쪽 면 위에만 기판이 수용될 수 있다. 즉 기판 캐리어 패널(100)의 한쪽 면에만 상기한 바와 같은 기판 수용 영역(199)이 존재할 수 있다. 그러나 더욱 바람직한 실시예에서는 기판 캐리어 패널(100)의 양쪽 면 위에 각각 기판 수용 영역이 형성될 수 있다. 그렇게 구성함으로써 1회의 도금 공정에서 더 많은 개수의 기판을 처리할 수 있기 때문이다. 도 4는 그와 같은 바람직한 실시예의 구조를 표현하기 위하여 단면도를 제시한다. 바람직하게는 기판 캐리어 패널(100)의 제1면의 구성과 제2면의 구성은 서로 대칭적이다.
도 3에 있어서, 도 4(a)는 a-a' 단면이며, 도 4(b)는 b-b' 단면이며, 도 4(c)는 c-c' 단면이다.
도 4(a)에 나타난 바와 같이, 제 3 지지대(141, 141', 142, 142')가 기판 캐리어 패널(100)의 제1면과 제2면에 각각 대칭적으로 설치될 수 있다. 제 3 지지대는, 도 4(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 층으로 이루어진 형태이다. 제1층(1403)의 너비가 d인 상부 표면 위로 기판 가장자리가 위치하게 되고, 제2층(1401)에 의해 기판의 단부가 움직이지 못하도록 된다.
도 4(b)에 나타난 바와 같이, 도 4(a)와 마찬가지로, 기판 캐리어 패널(100)의 제1면 위의 구성과 제2면 위의 구성이 서로 대칭을 이룬다. 또한, 상기 제 3 지지대의 1층과 제 1 지지대(121~123, 121'~123')의 높이는 모두 동일하다.
도 4(c)에 나타난 바와 같이, 도 4(a) 및 도 4(b)와 마찬가지로, 기판 캐리어 패널(100)의 제1면 위의 제 2 지지대(130)의 구성과, 제2면 위의 제 2 지지대(130')의 구성이 서로 대칭을 이룬다.
한편, 도금 용액은 상기 지지대들과 기판 사이의 공간을 통해 보다 신속하게 밑으로 흘러내려갈 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 기판 캐리어 패널(100)의 두 종류의 슬롯에 장착되는 클립(150)을 예시적인 구성을 나타내고 있다. 클립(150)은 소정의 스프링 탄성을 갖는 판으로 이루어질 수 있다. 또한 클립(150)의 표면은 내산성 및 내알칼리성의 에폭시 코팅이 실시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 사용되는 클립(150)은 평평한 정상부(154)를 기준으로 서로 마주보는 두 개의 레그를 갖는다. 이 레그들은 소정의 간격을 갖고 서로 평행하게 직립한 형태이며, 그 간격은 상기 제 1 슬롯과 제 2 슬롯 사이의 거리에 대응한다. 클립(150)의 제 1 레그(155)는 상기 제 1 슬롯에 삽입되며, 제 2 레그(151)은 제 2 슬롯에 삽입된다.
바람직하게는, 제 1 레그(155)의 폭이 제 2 레그(151)의 폭보다 크다. 그러나 제 1 레그(155)와 제 2 레그(151)의 상대적인 크기는, 전술한 제 1 슬롯과 제 2 슬롯의 상대적인 크기에 정해질 수 있다.
한편, 제 1 레그(155)가 제 1 슬롯에 삽입된 다음에, 삽입된 상태가 흔들림 없이 유지되어야 한다. 이를 위하여 제 1 레그(155)는 두 개의 돌출편(156, 157)을 가질 수 있다. 상단 돌출편(156)은 기판 캐리어 패널(100)의 한쪽 면에 밀착되며 클립의 제 1 레그(155)가 제 1 슬롯의 밑으로 빠지지 않도록 고정해 준다. 또한, 하단의 단부 돌출편(157)은 기판 캐리어 패널(100)의 다른 쪽 면에 밀착되며, 제 1 레그(155)가 제 1 슬롯의 위쪽으로 빠지지 않도록 고정해 준다.
제 2 레그(151)는 제 2 슬롯을 관통하며, 기판 캐리어 패널(100)의 반대쪽 면을 향해 대략 90도 절곡된 후, 다시 대략 90도 절곡한 단부(153)가 기판에 접촉하여 접점을 형성한다. 즉 기립한 상태로 기판 캐리어 패널(100)의 한쪽 면 위에 장착되어 있는 클립(150)은 결국 기판 캐리어 패널의 반대 쪽 면 위에 접점을 형성하는 구조가 된다.
상기 클립의 단부(153)와 기판과의 접촉은 점접촉이 아니라 면접촉으로 형성된다. 그로써 웨이퍼 기판과의 접촉 면적을 증가시켜 저항이 감소되도록 하여 도금두께의 조절을 용이하게 할 수 있다. 접촉 면적은 클립의 두께에 의해 정해지지만, 도시된 예와 다른 실시형태에서는 클립의 단부(153)을 다시 한번 절곡함으로써 그 면적을 증가시킬 수 있다.
한편, 바람직하게는 제 2 레그(151)의 폭이, 제 1 레그(155)의 폭보다 작다. 그것은 1개의 슬롯들을 2개의 클립이 공용할 수 있도록 하기 위함이다. 도 7 및 도 8은 이러한 바람직한 실시형태를 단면과 투시사시도로 나타내고 있다.
도 7을 보자. 기판(200, 200')이 기판 캐리어 패널(100)의 양쪽 면 위에 놓여져 있는 상태이다. 기판(200, 200')은 제 1 지지대(120, 120'), 제 2 지지대(130, 130') 및 제 3 지지대(140, 140') 위에 놓여진다.
제 1 클립(150)이 제 1 슬롯(101) 및 제 2 슬롯(111)을 관통하여 그 단부(153)가 기판(200) 위에 접점을 형성한다. 이때 제 1 슬롯(101)의 위 아래에서 두 개의 돌출편(156, 157)에 의해 제 1 클립(150)의 한쪽 레그가 기판 캐리어 패널(100)에 고정될 수 있다. 다른 쪽 레그는 제 2 슬롯을 관통하고 기판(200) 방향으로 대략 90도 2회 절곡하여 그 단부가 기판(200)과 접촉하게 된다.
또한, 제 2 클립(150')이 제 1 슬롯(101) 및 제 2 슬롯(111)을 관통하여 그 단부(153')가 기판(200') 위에 접점을 형성한다. 이때 제 1 슬롯(101)의 위 아래에서 두 개의 돌출편(156', 157')에 의해 제 2 클립(150')의 한쪽 레그가 기판 캐리어 패널(100)에 고정될 수 있다.
기판 캐리어 패널(100)의 제1면 상에 위치하는 기판(200) 위에 접점을 형성하는 제 1 클립(150)과 기판 캐리어 패널(100)의 제2면 상에 위치하는 기판(200') 위에 접점을 형성하는 제 2 클립(150')의 형태는 대칭을 이룬다. 제 1 클립(150)과 대칭 쌍을 이루는 제 2 클립(150')은 동일한 슬롯들(101, 111)을 제 1 클립(150)과 공용한다. 한 쌍의 클립들(150, 150')은 동일한 슬롯 안에서, 서로 이격된 상태에서, 상호 교차하여 각각의 기판(200, 200')을 향해 지나간다. 도 8은 이를 보다 상세히 나타내고 있다.
태양전지 셀을 제조하기 위한 일련의 공정들은 자동화 시스템에 의해서 실시되는 것이 바람직하다. 마찬가지로 도금공정을 위하여 웨이퍼 기판을 기판 캐리어 패널에 장입하고 하역하는 과정도 가능한 한 자동화 시스템에 의해 실시되어야 한다. 그렇지 않으면 도금공정에 소요되는 시간과 노력 때문에 태양전지 셀의 가격에 부정적인 영향을 미치게 된다.
웨이퍼 기판을 기판 캐리어 패널에 장입하고 하역하기 위해서는 개별 클립들을 동시에 개폐시키는 것이 중요하다. 본 발명에 있어서 클립들이 동일한 위치에서 나란히 배열하고 있다는 점, 배열 위치도 수평 요소만 있을 뿐 방향이 다른 절곡는 없다는 점, 본 발명 특유의 클립 구조를 동일하게 갖고 있다는 점, 제 2 레그의 위치 이동 궤적을 제 2 슬롯이 보장한다는 점 등으로 본 발명 특유의 자동 장입 및 하역을 할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 9는 이러한 본 발명의 장점을 개념적이며 구조적으로 나타낸다. 도 7과 비교하여 설명한다. 도 7에서 좌우 한 쌍의 클립(150, 150')은 기판(200, 200')과 접점을 형성하고 있다. 이때의 클립의 제 2 레그는 제 2 슬롯(111) 내에서 기판 쪽에 치우쳐 있다. 도금 작업을 종료한 후 기판(200, 200')을 기판 캐리어 패널(100)로부터 하역하기 위해서는 클립(150, 150')의 접점을 해제하여야 한다. 도 9는 본 발명에서의 기판의 하역 방법의 원리를 나타낸다. 클립(150, 150')의 평평한 정상부(154, 154')에 대하여 화살표 방향으로 양쪽 측면에서, 바람직하게는 정상부(154, 154')의 중심보다 기판 쪽을 향해서, 힘을 가해주면 클립의 접촉 단부(153, 153')가 자동으로 벌려지게 된다. 이때 제 2 레그는 제 2 슬롯(111) 내에서 기판 반대 쪽으로 이동하게 된다. 이와 같은 원리로 기판과 클립의 접촉이 해제된다.
또한, 기다란 막대, 예컨대 바(Bar) 혹은 파이프를 이용하여 나란히 배열된 클립들을 동시에 해제할 수 있다. 즉, 동일한 행에 위치한 클립들의 접점이 동시에 해제된다. 도 2의 기판 캐리어 패널을 보자면, 10개의 Bar로 도 9의 화살표 방향으로 클립에 힘을 가함으로써 총 90개의 클립을 동시에 벌릴 수 있다. 결과적으로 15개의 기판에 있어서, 모두 동시에 클립들과의 접촉을 해제할 수 있다. 그런 다음에 기판을 기판 캐리어 패널로부터 하역하게 된다. 기판 캐리어 패널(100)의 양쪽 면에 동일한 기판 장입 구조가 구성되어 있기 때문에, 20개의 Bar로 총 180개의 클립을 동시에 기판 접촉으로부터 해제할 수 있다.
[다른 형태예]
1. 본 발명의 도면에서 표현된 각 구성요소의 치수는 다소 과장되어 표현되어 있다. 대표적으로 각종 지지대와 슬롯들은 실제 실시되는 것보다 크게 표현되었다. 그 구성들에 대해서 보다 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위함이었다. 각 구성요소의 치수에 있어서는, 본 발명의 기판 지지장치를 실제 적용함에 있어서, 다양하게 설계하거나 응용 또는 채택할 수 있으며, 최적의 값으로 선택할 수 있다.
2. 본 발명의 상기 실시예가 설명한 기판 지지대, 특히 제 1 지지대(120) 및 제 2 지지대(130)는 원형으로 이루어졌으나, 다른 실시형태에서는 다이아몬드나 유선형으로 고안될 수 있다. 이들 지지대의 형태적인 특징은, 도금 용액이 지지대 상부에서 머무르지 않고 밑으로 신속히 흘러나갈 수 있도록 함에 있다. 도금용액의 소모를 줄이기 위함이다.
3. 어떤 실시예에서는 지지대(120, 130, 140)는 접착제 등의 접착 수단에 의해서 기판 캐리어 패널(100) 위에 접착되어 고정된다. 다른 실시예에서는 지지대가 형성된 기판 캐리어 패널(100)을 금형으로 몰딩할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 본 발명의 상기 지지대들의 두께를 조절할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 실시예에서는 지지대(120, 130, 140)들을 나사식으로 회전시킴으로써 기판 캐리어 패널 안쪽으로 삽입하거나 혹은 기판 캐리어 패널 바깥쪽으로 빼내어, 지지대의 두께를 조절할 수 있게 된다. 도금용액의 점도 및 표면장력에 따라 지지대의 두께를 조절함으로써 도금용액의 소모를 최소화할 수 있다.
4. 본 발명의 지지대들은, 바람직하게는 CPVC(Chlorinated polyvinyl chloride) 또는 PFA(Perfluoroalkoxy)로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 도면의 형상과 수치는 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명하기 위한 것이어서 그 형상과 수치에 의해 본 발명의 보호범위가 제한되거나 그것으로만 본 발명의 구성을 한정하여서는 아니 된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 첨언한다.

Claims (9)

  1. 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어에 있어서,
    복수의 태양전지용 기판을 수용하여 도금 용액 속으로 들어가는 기판 캐리어 패널에는 복수의 기판 수용 영역이 행과 열을 이루어 반복 형성되며,
    상기 기판 수용 영역은,
    그 상단 및 하단에 수평방향으로 복수로 형성되는 클립 장착용 제 1 슬롯;
    상기 제 1 슬롯과 각각 짝을 이루면서 수평방향으로 복수로 형성되며, 상기 제 1 슬롯과의 상대적 위치는 상기 기판 수용 영역 쪽인 제 2 슬롯;
    상기 제 1 슬롯과 상기 제 2 슬롯에 동시에 장착되며, 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판을 지지하며 기판 상에 접점을 형성하는 복수의 클립;을 포함하는, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 패널의 양쪽 표면 위에 상기 기판 수용 영역이 형성되어, 상기 기판 캐리어 패널의 양쪽 표면 위로 기판이 장착되는 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클립은, 상기 기판 캐리어 패널의 제 1 면 상에 접점을 형성하는 제 1 클립과, 상기 기판 캐리어 패널의 제 2 면 상에 접점을 형성하며 상기 제 1 클립과 동일한 형태의 제 2 클립을 포함하며,
    상기 제 1 클립과 상기 제 2 클립은, 상호 이격된 상태에서 대칭 쌍을 이루며, 동일한 제 1 슬롯 및 제 2 슬롯을 공유하면서 상호 반대 방향의 기판 캐리어 패널의 면과 접점을 형성하는 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하며,
    그 지지대는 상기 클립에 의해 상기 기판 상에 형성되는 접점이 위치하는 지점에서, 상기 기판을 지지하는 기판 접점 지지대인 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하며,
    그 지지대는 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판의 중심부를 지지하는 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 수용 영역은, 기판을 지지하는 복수의 지지대(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148)를 더 포함하며,
    그 지지대는, 상기 기판 수용 영역에 장착되는 기판의 가장자리를 지지함과 동시에, 기판의 장착 위치를 안내하는 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 클립은,
    서로 평행하게 직립한 형태의 제 1 레그와 제 2 레그를 가지며,
    상기 제 1 레그는 상기 제 1 슬롯에 장착되어 클립을 지지하고,
    상기 제 2 레그는 상기 제 2 슬롯에 장착되어 상기 기판 상에 접점을 형성하는 것을 특징으로 하는 것인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  8. 제7항에 있어서,
    나란히 행을 이루면서 상기 제 1 슬롯 및 상기 제 2 슬롯에 장착되어 상기 기판 상에 접점을 형성한 클립에 있어서, 수직방향으로 직립한 클립들에, 바 또는 파이프 형태의 막대요소에 의해 수평 방향으로 힘을 가함으로써, 동일한 행에 위치한 클립들의 접점을 동시에 해제하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클립과 기판과의 접점은 면 접점인, 태양전지 기판을 전기 도금하기 위한 기판 캐리어.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980017585A (ko) * 1996-08-31 1998-06-05 엄길용 평판표시소자의 접속구조
US7172184B2 (en) 2003-08-06 2007-02-06 Sunpower Corporation Substrate carrier for electroplating solar cells
JP2009190565A (ja) 2008-02-14 2009-08-27 Toyota Auto Body Co Ltd フェンダーパネル支持用ブラケット及び車体構造

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