KR20130092498A - 비사각형 기판에 그리드라인을 생성하기 위한 오프셋 오리피스를 갖는 마이크로-압출 인쇄헤드 - Google Patents

비사각형 기판에 그리드라인을 생성하기 위한 오프셋 오리피스를 갖는 마이크로-압출 인쇄헤드 Download PDF

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KR20130092498A
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코리 콥
스콧 이. 솔버그
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팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하는 것이 가능한 마이크로-압출 시스템을 위한 마이크로-압출 인쇄헤드를 제공하며, 상기 마이크로-압출 인쇄헤드는 제 1 입력 포트 및 제 2 입력 포트를 형성하는 인쇄헤드 본체; 복수의 제 1 노즐 채널들 및 복수의 제 1 출구 오리피스들로서, 각각의 제 1 노즐 채널은 상기 제 1 입구 포트와 상기 제 1 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들은 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 복수의 제 1 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들, 및 제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 복수의 제 2 출구 오리피스들로서, 각각의 제 2 노즐 채널은 상기 제 2 입구 포트와 상기 제 2 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 제 2 출구 오리피스들은 상기 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고, 상기 제 1 출구 오리피스들은 오프셋 거리만큼 상기 제 2 출구 오리피스들로부터 상기 프로세스 방향으로 오프셋되고, 모든 제 1 출구 오리피스들은 상기 인쇄헤드 조립체의 중앙 교차-프로세스 영역에 배치되고, 상기 제 2 출구 오리피스들은 제 1 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들 및 제 2 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 교차-프로세스측 영역들은 상기 중앙 교차-프로세스 영역에 의해 상기 교차-프로세스 방향으로 분리된다.

Description

비사각형 기판에 그리드라인을 생성하기 위한 오프셋 오리피스를 갖는 마이크로-압출 인쇄헤드{MICRO-EXTRUSION PRINTHEAD WITH OFFSET ORIFICES FOR GENERATING GRIDLINES ON NON-SQUARE SUBSTRATES}
본 발명은 비사각형 기판에 그리드라인을 생성하기 위한 오프셋 오리피스를 갖는 마이크로-압출 인쇄헤드에 관한 것이다.
종래기술에는, 기판에 그리드라인을 생성하기 위한 시도가 있었다.
본 발명의 목적은 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하는 것이 가능한 마이크로-압출 시스템을 위한 마이크로-압출 인쇄헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 의사 정사각형 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하기 위한 마이크로-압출 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하는 것이 가능한 마이크로-압출 시스템을 위한 마이크로-압출 인쇄헤드를 제공하며, 상기 마이크로-압출 인쇄헤드는 제 1 입력 포트 및 제 2 입력 포트를 형성하는 인쇄헤드 본체; 복수의 제 1 노즐 채널들 및 복수의 제 1 출구 오리피스들로서, 각각의 제 1 노즐 채널은 상기 제 1 입구 포트와 상기 제 1 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들은 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 복수의 제 1 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들, 및 제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 복수의 제 2 출구 오리피스들로서, 각각의 제 2 노즐 채널은 상기 제 2 입구 포트와 상기 제 2 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 제 2 출구 오리피스들은 상기 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고, 상기 제 1 출구 오리피스들은 오프셋 거리만큼 상기 제 2 출구 오리피스들로부터 상기 프로세스 방향으로 오프셋되고, 모든 제 1 출구 오리피스들은 상기 인쇄헤드 조립체의 중앙 교차-프로세스 영역에 배치되고, 상기 제 2 출구 오리피스들은 제 1 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들 및 제 2 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 교차-프로세스측 영역들은 상기 중앙 교차-프로세스 영역에 의해 상기 교차-프로세스 방향으로 분리된다.
도 1은 본 발명에 따른 간단화된 마이크로-압출 시스템(50)에 의해 수행된 제조 프로세스 중에 2개의 H-패턴 태양 전지(40-1, 40-2)를 도시하는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 인쇄헤드(100)를 더 상세히 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 시스템(50)에 의한 기판(41) 상의 그리드라인의 형성을 도시한다.
도 4는 그리드라인 재료 유동을 초기화한 직후의 타겟 기판[41(t1)]을 도시하고, 시간 t1에 상부면(42) 상에 인쇄된 그리드라인(44-1, 44-21, 44-22)의 부분을 도시한다.
도 5는 입구 포트(116A-1, 116A-2)에 공급 라인을 부착하기 위한, 유동 통로(163A-11, 163A-21)를 통해 인쇄헤드 조립체(100A) 내로 그리드라인 재료(55-1, 55-2)를 전송하기 위한 그리고 그리드라인 인쇄 작업 중에 적절한 배향으로 인쇄헤드 조립체(100A)를 유지하기 위한 블록으로서 기능하는 선택적 후방편(111A)을 포함하는 다층 인쇄헤드 조립체(100A)를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 플레넘(120A-1, 120A-2) 내에 각각 형성된 유동 분배 채널(163A-1, 163A-2)의 부분을 도시한다.
도 7 및 도 8은 "2단" 그리드라인 패턴을 생성하기 위한 다층 인쇄헤드 조립체(100B)를 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 기판(41) 상에 "2단" 패턴으로 그리드라인을 도시한다. 시스템(50B)은 3개의 밸브(61B-1, 61B-2, 61B-3)를 포함하고, 제어기(90B)는 "2단" 그리드라인 종단점 패턴을 생성하기 위해 3개의 밸브를 제어한다.
도 10은 그리드라인 재료 소스(60C-1)로부터 이 경우에 "2단" 패턴으로 배열된 출구 오리피스[즉, 도 10의 저부에 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 중앙 오리피스(169C-1)의 세트, 측면 오리피스(169C-21, 169C-22)의 내측 세트 및 측면 오리피스(169C-31, 169C-32)의 외측 세트]를 포함하는 인쇄헤드(100C)로 그리드라인 재료(55)의 유동을 제어하는 제어기(90C)를 포함하는 마이크로-압출 시스템(50C)을 도시한다.
도 11은 마이크로-압출 인쇄헤드 조립체(100C)가 상부 플레이트(110C), 제 2(하부) 플레이트(130C), 3개의 플레넘(120C-1, 120C-2, 120C-3), 3개의 다층 노즐 구조체(150C-1, 150C-2, 150C-3) 및 함께 볼트 결합되거나 다른 방식으로 체결된 다양한 가스켓 및 스페이서 플레이트(140C 내지 147C)를 포함하는 것을 도시한다.
도 12는 플레넘(120C-1) 및 층상화된 노즐 구조체(150C-1)[및 개입 가스켓/스페이서 웨이퍼(141C, 142C)]의 예시적인 부분을 포함하는 인쇄헤드 조립체(100C)의 부분을 도시하고, 그리드라인 인쇄 작업 중에 플레넘(120C-1)으로부터 층상화된 노즐 구조체(150C-1) 내로 그리드라인 재료(55-1) 및 희생 재료(57-1)의 유동의 부분을 도시한다.
도 13은 층상화된 노즐 구조체(150C-1)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)가 제 1 공급층 플레이트(151C-1) 및 제 2 공급층 플레이트(152C-1) 내에 각각 형성된 정렬된 개구(159C-1, 159C-2)를 통해 통과하고, 이어서 세장형 채널(159C-7)의 후방부에 진입하는 것을 도시한다.
도 14는 각각의 노즐 출구 오리피스를 통해 공압출된 그리드라인 재료 및 희생 재료가 희생 재료부(57C-1, 57C-2) 사이에 고형상비 그리드라인 구조체(55C)를 갖는 기판(41)의 표면(42) 상에 세장형 압출된 구조체(44C)를 형성하는 것을 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 간단화된 마이크로-압출 시스템(50)에 의해 수행된 제조 프로세스 중에 2개의 H-패턴 태양 전지(40-1, 40-2)를 도시하는 사시도이다. 구체적으로, 마이크로-압출 시스템(50)은 일반적으로 인쇄헤드(100), 인쇄헤드(100) 아래에 반도체 기판(41)을 반송하기 위한 메커니즘(80), 재료 공급 시스템(60)으로부터 공급 유동 경로(56)를 경유하여 인쇄헤드(100)에 그리드라인(gridline) 재료(55)를 공급하기 위해 개폐되는 밸브(61-1, 61-2) 및 제어 신호를 경유하여 밸브(61-1, 61-2)의 작동(개방/폐쇄) 상태를 제어하는 제어기(90)를 포함한다.
컨베이어(80) 및 인쇄헤드(100)는 그리드라인(44)이 서로 평행하고 각각의 기판(41) 상에서 프로세스 방향으로 연장하도록 배향된다. 인쇄헤드(100)는 인쇄헤드(100)가 프로세스(Y-축) 방향에 직교하고 기판(41)에 의해 형성된 평면 내에 있는 교차-프로세스(X-축) 방향으로 정렬되도록 X-Y-Z 위치설정 메커니즘(도시 생략)에 의해 유지된다. 인쇄헤드(100)는 또한 기판(41)의 상부면(42) 위의 사전 결정된 수직(Z-축) 위치에 X-Y-Z 위치설정 메커니즘에 의해 유지된다. 상대 인쇄헤드-웨이퍼 운동은 인쇄헤드, 웨이퍼 또는 양자 모두를 이동시킴으로써 얻어질 수 있다. 그리드라인 재료(55)를 선택적으로 압출하면서 인쇄헤드(100) 아래로 기판(41)을 반송함으로써, 각각의 기판(41) 상에서 프로세스(Y-축) 방향으로 연장하는 평행 그리드라인(44)이 생성된다.
도 1의 하부 부분을 참조하면, 각각의 H-패턴 태양 전지(40-1, 40-2)의 기판(41)은 다면(예를 들어, 8각형) 주연 에지를 갖는 "의사-정사각형(pseudo-square)" 단결정 실리콘 기판이다. 설명의 목적으로, 각각의 기판(41)의 전방 에지(41-F) 및 후방 에지(41-B)는 그리드라인 인쇄 프로세스 중에 교차-프로세스(X-축) 방향으로 배향되고[즉, 그리드라인(44)이 전방/후방 에지에 수직으로 연장되도록], 대향 측면 에지(41-S1, 41-S2)는 그리드라인 인쇄 프로세스 중에 프로세스(Y-축) 방향으로 연장된다[즉, 그리드라인(44)이 측면 에지에 평행하게 연장되도록]. 기판(41)은 연관된 전방, 후방 및 측면 에지로부터 예각(θ)으로 연장하는 적어도 4개의 모따기된 에지[예를 들어, 에지(41-C1, 41-C2, 41-C3, 41-C4)]를 또한 포함한다[예를 들어, 모따기된 에지(41-C3)가 측면 에지(41-S2)와 전방 에지(41-F) 사이에서 약 45°로 연장됨].
본 발명에 따라 제조된 각각의 H-패턴 태양 전지는 기판(41)의 주연 에지로부터 이격된 종단점을 모두 갖는 더 긴 "중앙" 그리드라인(44-1)의 세트 및 더 짧은 "측면" 그리드라인(44-21, 44-22)의 2개 이상의 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 더 긴 중앙 그리드라인(44-1)은 기판의 전방 에지(41-F)와 후방 에지(41-B) 사이에 형성된 기판(41)의 중앙 영역(R1)에 배치되고, 각각의 더 긴 중앙 그리드라인(44-1)은 기판(41)의 전방 에지(41-F) 및 후방 에지(41-B)로부터 사전 결정된 간극 거리(G1)에 각각 배치된 종단점 사이에 규정된 공통 길이(L1)를 갖는다. 2개의 세트(44-21, 44-22)의 더 짧은 "측면" 그리드라인은 중앙 영역(R1)의 대향 측면들 상에 위치되고 프로세스 방향으로 정렬된 연관된 모따기 코너들 사이에 형성된 기판(41)의 측면 영역(R2-S1, R2-S2)에 각각 배치된다. 예를 들어, 제 1 더 짧은 측면 그리드라인 세트(44-21)는 측면 에지(41-S1)를 따라 2개의 연관된 모따기된 에지(41-C1, 41-C2) 사이로 연장하는 그리드라인(44-211, 44-212)을 포함하고, 제 2 더 짧은 그리드라인 세트(44-22)는 측면 에지(41-S2)를 따라 연관된 모따기된 코너(41-C3, 41-C4) 사이로 연장하는 그리드라인(44-221, 44-222)을 포함한다. 각각의 더 짧은 측면 그리드라인의 세트(44-21, 44-22)는 길이(L1)보다 짧은 공통 길이(L2)를 갖는다. 더 짧은 그리드라인 세트(44-21, 41-22)의 공통 길이는 2개의 최외측 짧은 그리드라인[즉, 측면 에지(41-S1, 41-S2)에 가장 근접하게 각각 배치된 그리드라인(44-211, 44-222)]의 종단점이 사전 결정된 거리만큼 인접 모따기 에지로부터 오프셋되도록 설정된다. 예를 들어, 최외측 그리드라인(44-211)의 종단점(44-211F, 44-211B)은 사전 결정된 간극 거리(G2)만큼 인접한 모따기된 에지(41-C1, 41-C2)로부터 각각 오프셋되고, 최외측 그리드라인(44-222)의 종단점(44-222F, 44-222B)은 실질적으로 동일한 거리만큼 인접한 모따기된 에지(41-C3, 41-C4)로부터 각각 오프셋된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 각각의 태양 전지(40-1, 40-2)는 더 긴 "중앙" 그리드라인(44-1) 및 더 짧은 "측면" 그리드라인 세트(44-21, 44-22)가 기판(41) 상에 사전 결정된 "단차" 패턴(SP1, SP2)을 형성하는 것을 또한 특징으로 한다. 즉, 중앙 그리드라인(44-1)은 이들의 전방 종단점(44-1F)이 제 1 라인(L1F)을 형성하도록 실질적으로 정렬되고 중앙 그리드라인(44-1)의 후방 종단점이 제 2 라인(L1B)을 형성하도록 실질적으로 정렬되도록 인쇄되고, 여기서 제 1 및 제 2 라인(L1F, L1B)의 모두는 교차-프로세스(X-축) 방향으로 배향된다. 유사하게, 인쇄 프로세스는 측면 그리드라인(44-21, 44-22)의 2개의 세트의 전방 및 후방 종단점이 실질적으로 교차-프로세스 X-축 방향으로 정렬되도록 제어된다. 즉, 측면 그리드라인(44-21)의 전방 종단점은 측면 그리드라인(44-22)의 전방 종단점과 실질적으로 동일 선상에 있는 제 3 라인(L2F)을 규정하고, 측면 그리드라인(44-21)의 후방 종단점은 측면 그리드라인(44-22)의 후방 종단점과 실질적으로 동일 선상에 있는 제 4 라인(L2B)을 규정한다. 제 1 라인(L1F)은 단차 거리(S)만큼 제 3 라인(L2F)으로부터 오프셋되고, 이에 의해 전방 종단점 라인(L1F, L2F)은 태양 전지(40-1, 40-2)의 상류측 단부에 파선에 의해 도시된 제 1 단차 패턴(SP1)을 형성한다. 유사한 단차 거리가 제 2 라인(L1B)과 제 4 라인(L2B)을 분리하고, 이에 의해 후방 종단점 라인(L1B, L2B)은 태양 전지(40-1)의 하류측 단부에 파선에 의해 또한 도시된 제 2 단차 패턴(SP2)을 형성한다.
도 1의 좌상부를 참조하면, 인쇄헤드(100)는 적어도 2개의 입력 포트(116-1, 116-2), 적어도 3개의 세트의 노즐(162-1, 162-21, 162-22) 및 입력 포트(116-1, 116-2)로부터 노즐(162-1, 162-21, 162-22)로의 유동 통로를 형성하는 적어도 2개의 유동 분배 시스템(163-1, 163-2)을 형성하는 일반적으로 블록형 본체(101)를 포함한다.
본 발명의 양태에 따르면, 인쇄헤드(100)는 노즐(162-1, 162-21, 162-22)의 단부에 형성된 다중 노즐 출구 오리피스가 그리드라인(44)의 전방 종단점에 의해 형성된 오프셋 "단차" 패턴(SP1)을 형성하는 오프셋 배열로 배치되도록 구성된다. 먼저, 노즐(162-1)은 인쇄헤드(100)의 중앙 영역에 배치되고, 노즐(162-21, 162-22)은 인쇄헤드(100)의 대향 측면들에 배치된다[즉, 노즐(162-1)은 교차-프로세스 방향에서 측정될 때 노즐(162-21, 162-22) 사이에 위치됨]. 각각의 중앙 노즐(162-1)은 연관된 "중앙" 출구 오리피스(169-1)에서 종료하고, 모든 출구 오리피스(169-1)는 교차-프로세스(X-축) 방향에서 정렬되고 인쇄헤드 본체(101)의 전방 단부에 인접하여 배치된다. 각각의 측면 노즐(162-21)은 연관된 "측면" 출구 오리피스(169-21)에서 종료하고, 각각의 노즐(162-22)은 연관된 "측면" 출구 오리피스(169-22)에서 종료하고, 출구 오리피스(169-21, 169-22)는 교차-프로세스(X-축) 방향에서 정렬되고 인쇄헤드 본체(101)의 후방 단부에 인접하여 배치된다. 이 오프셋 배열은 인쇄된 단차 패턴(예를 들어, SP1)이 원하는 단차 거리를 갖게 하도록 설계된 오프셋 거리(O)만큼 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)로부터 프로세스(Y-축) 방향으로 오프셋되어 있는 중앙 출구 오리피스(169-1)를 특징으로 한다. 교차-프로세스(X-축) 방향에서 인접한 오리피스들 사이의 간격은 그리드라인(44) 사이의 원하는 간격과 동일하고, 이 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)는 사전 결정된 오프셋 거리(O)만큼 "중앙" 출구 오리피스(169-1)로부터 하류측에(즉, 프로세스 Y-축 방향에서) 배치된다는 것을 주목하라. 따라서, 중앙 출구 오리피스(169-1) 및 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)에 의해 형성된 오프셋 배열(패턴)은 단차 패턴(SP1)에 유사하다. 이 오프셋 패턴으로 "중앙" 및 "측면" 오리피스를 인쇄헤드(100)에 제공하는 장점은 인쇄헤드(100)를 통한 모든 오리피스(169-1, 169-21, 169-22)로의 그리드라인 재료 유동이 단일 "시작"(밸브 개방) 신호를 사용하여 개시된다는 것이다. 즉, 이 배열에 의해, 그리드라인 재료(55-1, 55-2)가 동시에 출구 오리피스(169-1) 및 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)를 통해 압출될 때, 압출된 그리드라인 재료는 본질적으로 "단차" 패턴(SP1)을 갖는 시작점을 갖는 평행한 그리드라인(44)을 형성한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 유동 분배 시스템(163-1, 163-2)은 입력 포트(116-1)를 통해 인쇄헤드(100)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)가 유동 분배 시스템(163-1)에 의해 노즐(162-1)에 분배되고 입력 포트(116-2)를 통해 인쇄헤드(100)에 진입하는 그리드라인 재료(55-2)가 유동 분배 시스템(163-2)에 의해 노즐(162-21, 162-22)에 분배되도록 형성된다. 즉, 제 1 입력 포트(116-1)는 단지 분배 시스템(163-1)을 경유하여 노즐(162-1)과 연통하여 입력 포트(116-1)를 통해 인쇄헤드(100)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)가 중앙 출구 오리피스(169-1) 중 하나를 통해 유출하게 된다. 유사하게, 제 2 입력 포트(116-2)는 분배 시스템(163-2)을 경유하여 노즐(162-21, 162-22)과 연통하여 입력 포트(116-2)를 통해 인쇄헤드(100)에 진입하는 그리드라인 재료(55-2)가 측면 출구 오리피스(169-21 또는 169-22) 중 하나를 통해 유출하게 된다.
도 2a 및 도 2b는 인쇄헤드(100)를 더 상세히 도시한다. 도 2a를 참조하면, 예시된 간단화된 예시적인 실시예에 따르면, 중앙 노즐(162-1)(파선 수직 라인에 의해 지시됨)은 8개의 개별 노즐 채널(162-11 내지 162-18)을 포함하고, 측면 노즐(162-21)은 2개의 노즐 채널(162-211, 162-212)을 포함하고, 측면 노즐(162-22)은 2개의 노즐 채널(162-221, 162-222)을 포함한다. 각각의 노즐 채널(162-11 내지 162-18)은 유동 분배 시스템(163-1)과 연관된 출력 오리피스(169-1) 사이에 유동 통로를 형성한다[예를 들어, 노즐 채널(162-11)은 유동 분배 시스템(163-1)으로부터 출구 오리피스(169-11)를 통해 그리드라인 재료를 지향하고, 노즐 채널(162-18)은 유동 분배 시스템(163-1)으로부터 출구 오리피스(169-18)를 통해 그리드라인 재료를 지향함]. 유사하게, 노즐 채널(162-211, 162-212)은 유동 분배 시스템(163-2)과 출구 오리피스(169-211, 169-212) 사이로 각각 연장되고, 노즐 채널(162-221, 162-222)은 유동 분배 시스템(163-2)과 출구 오리피스(169-221, 169-222) 사이로 각각 연장된다. 예시적인 실시예에서 노즐의 수는 설명의 목적으로 실용적인 용례로부터 상당히 감소된다.
도 2a에 도시된 본 발명의 양태에 따르면, 유동 분배 시스템(163-1, 163-2)은 각각의 노즐에 그리드라인 재료를 분배하는 유동 채널의 시스템을 형성한다. 제 1 유동 분배 시스템(163-1)은 입구 통로(163-11) 및 제 1 입구 포트(116-1)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)가 입구 통로(163-11) 및 대응하는 일련의 제 1 분기 통로(163-12)를 경유하여 각각의 출구 오리피스(169-1)에 전달되도록 입구 포트(116-1)와 노즐 채널(162-11 내지 162-18) 사이에 연통하는 상호 연결된 제 1 분기 통로(163-12)의 세트를 포함한다. 유사하게, 제 2 유동 분배 시스템(163-2)은 입구 통로(163-21) 및 입구 포트(116-2)에 진입하는 그리드라인 재료(55-2)가 입구 통로(163-12) 및 대응하는 일련의 제 2 분기 통로(163-22)를 경유하여 각각의 출구 오리피스(169-211, 169-222, 169-221, 169-222)에 전달되도록 입구 포트(116-2)와 노즐 채널(162-211, 162-212, 162-221, 162-222)을 연통하는 상호 연결된 제 2 분기 통로(163-22)의 세트를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 분기 통로(163-12)는 입구 포트(116-1)로부터 각각의 중앙 노즐 채널(169-11 내지 169-18)로의 유동 저항(또는 컨덕턴스)이 실질적으로 동일하도록 실질적으로 대칭적인 일련의 유동 경로로서 형성된다(예를 들어 입구 포트로부터 노즐 채널로 동일한 거리로 재료를 유동하게 함으로써). 유사하게, 분기 통로(163-22)는 입구 포트(116-2)로부터 각각의 측면 노즐 채널(169-211, 169-212, 169-221, 169-222)로의 유동 저항/컨덕턴스가 실질적으로 동일하도록 제 2 실질적으로 대칭적인 일련의 유동 경로로서 형성된다. 이 방식으로 대칭적인 유동 경로를 제공하는 장점은 그리드라인 재료(55-1)가 실질적으로 동일한 유동 압력을 갖고 인쇄헤드(100)를 통해 각각의 출구 오리피스(169-11 내지 169-18)에 반송되고, 그리드라인 재료(55-2)가 실질적으로 동일한 유동 압력을 갖고 인쇄헤드(100)를 통해 각각의 출구 오리피스(169-211, 169-212, 169-221, 169-222)에 반송된다는 것이다.
도 2b는 외부 오리피스의 오프셋 배열을 더 상세히 도시하는 인쇄헤드(100)의 저면도이다. 제 1 출구 오리피스(169-11 내지 169-18)[본 명세서에서 출구 오리피스(169-1)라 총칭함]는 제 1 출구 오리피스 라인(X1)을 규정하도록 교차-프로세스(X-축) 방향으로 정렬되고, 인쇄헤드(100)의 중심 영역(XC1)에 배치된다. 유사하게, 제 2 출구 오리피스(169-211, 169-212, 169-221, 69-2, 69-22)는, 출구 오리피스(169-211, 169-212)가 제 1 교차-프로세스 측면 영역(X2-S1)에 배치되고 출구 오리피스(169-221, 169-222)가 제 2 교차-프로세스 측면 영역(X2-S2)에 배치되는 상태로 교차-프로세스 방향으로 연장하는 제 2 오리피스 라인(X2)을 집합적으로 규정하도록 정렬된다. 도 2b에 지시된 바와 같이, 제 1 오리피스 라인(X1)은 프로세스(Y-축) 방향에서 오프셋 거리(O)만큼 제 2 오리피스 라인(X2)으로부터 이격되고, 중앙 영역(X1)은 교차-프로세스(X-축) 방향에서 측면 영역(X2-S1, X2-S2) 사이에 완전히 배치된다.
도 1을 재차 참조하면, 인쇄헤드(100) 및 컨베이어(80)에 추가하여, 마이크로-압출 시스템(50)은 공급 유동 경로(56) 내에 배치되고 재료 공급 시스템(소스)(60)으로부터 인쇄헤드(100)로 그리드라인 재료(55)의 유동을 제어하는데 사용된 2개의 밸브(61-1, 61-2), 오프셋 패턴(SP1, SP2)을 갖는 그리드라인(44)을 생성하기 위해 2개의 밸브(61-1, 61-2)의 작동(개방/폐쇄) 상태를 개별적으로 제어하기 위해 공지의 기술을 사용하여 구성된 제어기(90)를 포함한다. 밸브(61-1)는 소스(60)와 입구 포트(116-1) 사이에 연결되고, 중앙 출구 오리피스(169-1)로의 분배를 위해 인쇄헤드(100) 내로 그리드라인 재료(55)의 제 1 부분(55-1)을 공급하도록 제어된다. 밸브(61-2)는 소스(60)와 입구 포트(116-2) 사이에 연결되고, 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)로의 분배를 위해 인쇄헤드(100) 내로 그리드라인 재료(55)의 제 2 부분(55-2)을 공급하기 위해 이하에 설명된 바와 같이 제어된다. 제어기(90)는 제어 신호 "OPEN", "CLOSE-1" 및 "CLOSE-2"를 생성하여 밸브(61-1, 61-2)에 전송하여 원하는 그리드라인 인쇄 프로세스를 용이하게 한다.
도 3a 내지 도 3d는 시스템(50)에 의한 기판(41) 상의 그리드라인의 형성을 도시한다. 이들 도면에서, 인쇄헤드(100)는 인쇄 프로세스 중에 출구 오리피스의 배향을 도시하기 위해 점선 "은폐" 라인을 사용하여 도시되어 있다. 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 인쇄헤드(100) 및 타겟 기판(41)은 타겟 기판(41)이 예를 들어 컨베이어 벨트(80)(도 1에 도시됨)를 경유하여 인쇄 프로세스 중에 일정한 속도로 인쇄헤드(100) 아래로 통과하도록 공지의 기술을 사용하여 배치된다.
도 3a는 타겟 기판(41)이 인쇄헤드(100) 아래에서 프로세스(Y-축) 방향으로 이동하고 인쇄헤드(100)에 대한 사전 결정된 인쇄 시작점 이치에 도달하는[즉, 전방 에지(41-F)가 중앙 출구 오리피스(169-1) 아래에 배치됨] 동안 타겟 기판[41(t0)][즉, 초기 시간 t0에 타겟 기판(41)]을 도시한다. 시간 t0에, 제어기(90)는 밸브(61-1, 61-2)의 모두의 작동 상태가 폐쇄로부터 개방으로 변경되도록 양 밸브(61-1, 61-2)에 밸브 "개방" 명령을 전송한다. 양 밸브(61-1, 61-2)를 동시에 개방하는 것은 입구 포트(116-1, 116-2)를 통한 인쇄헤드(100) 내로의 그리드라인 재료부(55-1, 55-2)의 유동이 동시에 시작되게 하고, 이는 이어서 중앙 출구 오리피스(169-1) 및 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)로부터 상부면(42) 상으로의 그리드라인 재료의 동시 압출을 야기한다.
도 3b 및 도 4는 그리드라인 재료 유동을 초기화한 직후의 타겟 기판[41(t1)]을 도시하고, 시간 t1에 상부면(42) 상에 인쇄된 그리드라인(44-1, 44-21, 44-22)의 부분을 도시한다. 이들 도면에 지시된 바와 같이, 중앙 출구 오리피스(169-1)는 단면 방향으로 정렬되기 때문에, 중앙 출구 오리피스(169-1)로부터의 그리드라인 재료의 동시 압출은 중앙 그리드라인(44-1)의 전방 에지(44-1F)가 요구된 간극 거리(G1)만큼 전방 에지(41F)로부터 이격되고 정렬되게 한다[즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 그리드라인(41-11, 41-12)의 전방 에지(41-11F, 41-12F)는 간극 거리(G1)만큼 전방 에지(41-F)로부터 이격됨]. 유사하게, 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)는 교차-프로세스 방향으로 정렬되기 때문에, 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)로부터 그리드라인 재료의 동시 압출이 각각의 전방 에지가 교차-프로세스 방향으로 정렬된 상태로 그리고 최외측 측면 그리드라인(44-211, 44-222)의 전방 에지가 각각 요구 간극 거리(G2)만큼 모따기된 에지(41-C1, 41-C3)로부터 이격된 상태로 측면 그리드라인(44-21, 44-22)을 생성한다[예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 최외측 그리드라인(41-211)의 전방 에지(41-211F)는 간극 거리(G2)만큼 모따기된 에지(41-C1)로부터 이격되고, 인접한 그리드라인(41-212)의 전방 에지(41-212F)는 교차-프로세스 방향에서 전방 에지(41-211F)와 정렬됨]. 또한, 중앙 출구 오리피스(169-1) 및 측면 출구 오리피스(169-21, 169-22)가 전술된 오프셋 배열로 배열되기 때문에[예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면 출구 오리피스(169-211, 169-212)는 중앙 출구 오리피스(169-11, 169-12)로부터 거리(O)만큼 오프셋됨], 오리피스의 양 세트로부터의 그리드라인 재료의 동시 압출은 원하는 "단차" 패턴을 갖는 그리드라인(44-1, 44-21, 44-22)을 생성한다[즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 그리드라인(44-11, 44-22)의 전방 에지(44-11F, 44-12F)는 원하는 단차 거리(S)만큼 그리드라인(44-211, 44-212)의 전방 에지(44-211F, 44-212F)로부터 오프셋됨].
도 3c는 타겟 기판(41)이 인쇄헤드(100) 아래로 거의 완전히 통과되고 더 짧은 그리드라인(44-21, 44-22)의 후방 종단점에 대응하는 사전 결정된 점에 도달할 때 타겟 기판[41(t2)]을 도시한다. 시간 t2에, 제어기(90)는 밸브 폐쇄 신호 "CLOSE-2"(도 1에 도시됨)를 전송하고, 이에 의해 밸브(61-2)는 입력 포트(116-2)를 통해 인쇄헤드(100) 내로 그리드라인 재료(55-2)의 유동을 종료하도록 폐쇄되고, 이는 이어서 측면 오리피스(169-21, 169-22)로부터 그리드라인 재료의 압출을 종료하여, 따라서 측면 그리드라인(44-21, 44-22)을 위한 후방 종단점(44-21B, 44-22B)(도 3d에 도시됨)을 형성한다. 구체적으로, 측면 오리피스(169-21, 169-22)를 통한 그리드라인 재료의 유동은 동시에 종료되고 측면 그리드라인 구조체(44-21, 44-22)의 후방 종단점(44-21B, 44-22B)은 교차-프로세스 X-축 방향에 평행하게 정렬되고 타겟 기판(41)의 주연 에지 내부에 완전히 배치된다. 밸브(61-1)는 그리드라인 재료(55-1)가 입력 포트(116-1) 및 인쇄헤드(100)를 통해 중앙 오리피스(169-1)로 계속 유동하도록 시간 t2에 개방 작동 상태로 유지된다.
도 3d는 타겟 기판(41)이 인쇄 작업의 종료에 도달하였을 때[즉, 중앙 오리피스(169-1)가 타겟 기판(41)의 후방 에지(41B)로부터 요구 간극 거리에 위치될 때] 타겟 기판[41(t3)]을 도시한다. 이 시점에, 제어기(90)는 제 1 밸브(61-1)에 제 2 폐쇄 명령(CLOSE-1)을 송신하고, 이에 의해 밸브(61-1)로부터 입력 포트(116-1)를 통해 인쇄헤드(100) 내로 그리드라인 재료(55-1)의 유동을 종료하고, 이는 이어서 중앙 노즐 오리피스(169-1)를 통한 그리드라인 재료의 압출을 종료한다. 그리드라인 재료(55-1)의 종료는 교차-프로세스(X-축) 방향에 평행하게 정렬되고 사전 결정된 간극 거리만큼 후방 에지(41B)로부터 이격된 중앙 그리드라인 구조체(44-1)의 후방 종단점(44-1B)을 생성한다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하여 전술된 인쇄 작업은 통상의 인쇄 방법에 비해 다수의 장점을 제공한다. 첫째로, 이 접근법은 통상의 압출/마스킹 또는 스크린 인쇄법을 사용하여 가능한 것보다 상당히 저가이고 더 신뢰적이고 반복 가능한 방식으로 8각형 단결정 기판 상에 H-패턴 태양 전지를 생성하여, 이에 의해 정사각형/직사각형 다결정 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 태양 전지에 상응하는 비용으로 고품질 단결정 기반 H-패턴 접촉 태양 전지의 제조를 용이하게 하기 위한 간단한 방법을 제공한다. 게다가, 인쇄 방법 및 연관 하드웨어는 최소 수정으로 현존하는 그리드라인 인쇄 시스템 상에 구현될 수 있어, 따라서 큰 도구 재설정 비용을 필요로 하지 않고 단결정 실리콘 웨이퍼 상에 더 높은 효율의 H-패턴 태양 전지의 제조를 허용한다.
전술된 신규한 인쇄헤드의 부가의 특징이 이제 다수의 특정 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도 5는 입구 포트(116A-1, 116A-2)에 공급 라인을 부착하기 위한, 유동 통로(163A-11, 163A-21)를 통해 인쇄헤드 조립체(100A) 내로 그리드라인 재료(55-1, 55-2)를 전송하기 위한 그리고 그리드라인 인쇄 작업 중에 적절한 배향으로 인쇄헤드 조립체(100A)를 유지하기 위한 블록으로서 기능하는 선택적 후방편(111A)을 포함하는 다층 인쇄헤드 조립체(100A)를 도시한다. 부가의 공급라인 부착점 및 연관 유동 경로를 제공하는 것 이외에, 후방편(111A)은 통상의 마이크로-압출 시스템에 이용된 후방편 구조체에 기능적으로 유사하다.
다층 인쇄헤드 조립체(100A)는, 인쇄헤드 조립체(100A)가 중앙 출구 오리피스(169A-1)를 형성하는 중앙 노즐(162A-1)의 열과, 측면 출구 오리피스(169A-21, 169A-22)를 각각 형성하는 측면 노즐(162A-21, 162A-22)의 2개의 세트를 포함하고, 중앙 출구 오리피스(169A-1)는 사전 결정된 오프셋 거리(O)만큼 측면 출구 오리피스(169A-21, 169A-22)로부터 오프셋되는 점에서 인쇄헤드와 유사하다. 즉, 출구 오리피스(169A-1)는 인쇄헤드 조립체(100A)의 중앙 교차-프로세스 영역에 배치되고, 출구 오리피스 세트(169A-21, 169A-22)의 각각은 중앙 교차-프로세스 영역에 의해 교차-프로세스 방향에서 분리되고 오프셋 거리(O)만큼 프로세스 방향에서 출구 오리피스(169A-1)로부터 하류측에 위치된 측면 영역 내에 배치된 적어도 2개의 출구 오리피스를 포함하고, 이에 의해 출구 오리피스(169A-1, 169A-21, 169A-22)를 통해 동시에 압출된 그리드라인 재료는 타겟 기판 상에 단차 패턴으로 그리드라인을 생성한다.
다층 인쇄헤드 조립체(100A)는 후방편(111A)에 의해 유지되고 단일 구조체를 형성하도록 적층된 배열로 함께 볼트 결합되거나 다른 방식으로 체결된 다수의 층상 구조체로 구성된다. 구체적으로, 인쇄헤드 조립체(100A)는 상부 플레이트(110A), 제 1 플레넘층(120A-1), 제 1 노즐층(150A-1), 제 2 플레넘층(120A-2), 제 2 노즐층(150A-2) 및 하부 플레이트(130A)를 포함한다. 각각의 층은 유동 경로(115A-1, 115A-2)가 입구 포트(116A-1, 116A-2)로부터 각각의 층을 통해 출구 노즐(169A-1, 169A-21, 169A-22)로 연장하는 그리드라인 재료(55-1, 55-2)를 위해 제공되도록 구성된다.
상부 플레이트(110A) 및 하부 플레이트(130A)는 인쇄 프로세스 중에 노즐층 및 플레넘층을 함께 단단히 클램프하는 기능을 하는 강성 구조체이다. 상부 플레이트(110A)는 후방편(111A)과 제 1 플레넘(120A-1) 사이에 연통하는 수직 유동 채널 영역(163A-12, 163A-22)의 부분을 또한 포함한다. 노즐층(150A-1, 150A-2) 및 플레넘(120A-1, 120A-2)은 상부 플레이트(110A)가 플레넘 구조체(120A-1)에 접촉하고 하부 플레이트(130A)는 노즐층(150A-2)에 접촉하도록 상부 플레이트(110A)와 하부 플레이트(130A) 사이에 배열된다.
노즐층(150A-1, 150A-2)은 제 1 플레넘(120A-1)의 두께에 의해 결정된 서로로부터의 거리에 고정 유지된 개별(이격) 구조체이다. 노즐층(150A-1)은 중앙 출구 오리피스(169A-1)의 세트를 포함하도록 형성되고, 제 2 노즐층(150A-2)은 측면 출구 오리피스(169A-21, 169A-22)의 2개의 세트를 포함하도록 형성된다. 노즐층(150A-1, 150A-2) 사이에 유지된 거리는 중앙 노즐 출구 오리피스(169A-1)가 오프셋 거리(O)만큼 측면 노즐 출구 오리피스(169A-21, 169A-22)로부터 분리된다. 개별 구조체로서 노즐층(150A-1, 150A-2)을 구성함으로써 제공된 장점은, 오프셋 거리(O)의 조정이 예를 들어 이격층(시임)을 추가하거나 차감함으로써 용이해진다는 것이다. 각각의 노즐층(150A-1, 150A-2)은 확립된 방법 및 디자인에 따라 적층 금속 또는 폴리머 플레이트로 구성되어 디자인 및 제조 비용을 최소화한다.
인쇄헤드 조립체(100A)의 다양한 층은 입구 포트(116A-1, 116A-2)와 노즐(162A-1, 162A-21, 162A-22) 사이에 그리드라인 재료를 분배하는 개별 유동 분배 채널을 형성한다. 제 1 유동 분배 채널(163A-1)은 입구 포트(116A-1)와 노즐(162A-1) 사이에서 연통하고, 제 1 유동 영역(163A-11), 수직 유동 채널 영역(163A-12), 플레넘(120A-1)을 따라 연장하는 분기 유동 채널(163A-13) 및 플레넘(120A-1)으로부터 노즐(162A-1)로 하향으로 연장하는 플레넘 출구(163A-14)를 포함한다. 유사하게, 제 2 유동 분배 채널(163A-2)은 입구 포트(116A-2)와 노즐(162A-21, 162A-22) 사이에서 연통하고, 제 1 유동 영역(163A-21), 수직 유동 채널 영역(163A-22), 플레넘(120A-2)을 따라 연장하는 분기 유동 채널(163A-23) 및 플레넘(120A-2)으로부터 노즐(162A-21, 162A-22)로 하향으로 연장하는 플레넘 출구(163A-24)를 포함한다. 플레넘(120A-2) 및 노즐층(150A-2)으로 그리드라인 재료를 통과시키기 위해 플레넘(120A-1) 및 노즐층(150A-1)을 통해 통과하는 수직 유동 분배 채널(163A-22)의 사용은 현존하는 마이크로-압출 시스템에 최소 수정으로 인쇄헤드 조립체(100A)의 사용을 용이하게 한다. 각각의 유동층을 위한 개별 플레넘(120A-1, 120A-2)의 사용은 각각의 유동 분배 시스템(163A-1, 163A-2)이 통상의 마이크로-압출 인쇄헤드에 의해 이용된 방법을 사용하여 개별 플레넘 구조체 상에 형성될 수 있게 함으로써 유동 분배 시스템(163A-1, 163A-2)의 디자인을 간단화한다.
도 6a 및 도 6b는 플레넘(120A-1, 120A-2) 내에 각각 형성된 유동 분배 채널(163A-1, 163A-2)의 부분을 도시한다. 도 6a는 플레넘(120A-1), 분기 유동 채널(163A-13) 및 제 1 플레넘 출구(163A-14)의 상부 부분을 도시한다. 도 6b는 플레넘(120A-2), 분기 유동 채널(163A-23) 및 제 2 플레넘 출구(163A-24)의 상부 부분을 도시한다. 플레넘(120A-1, 120A-2)은 유동 거리가 입구 포트(116A-1, 116A-2)로부터 연관 노즐(162A-1, 162A-21, 162A-21)까지가 실질적으로 동일하도록 금속 또는 경질 플라스틱 재료(예를 들어, Techtron
Figure pat00001
)를 가공하거나 다른 방식으로 성형함으로써 구성된다(즉, 실질적으로 대칭 일련의 유동 경로로서 형성됨). 대칭 유동 분배 채널(163A-1, 163A-2)의 사용은 각각의 노즐(169A-1, 169A-21, 169A-22)에서 균일한 압출 압력의 생성을 용이하게 한다.
도 7 및 도 8은 "2단" 그리드라인 패턴을 생성하기 위한 다층 인쇄헤드 조립체(100B)를 도시한다.
도 7에서, 인쇄헤드 조립체(100B)는 선택적 후방편(111B) 및 후방편(111B)에 의해 유지된 층상화된 구조체를 형성하도록 적층된 배열로 함께 체결된 다수의 층상 구조체를 포함한다. 다층 인쇄헤드 조립체(100B)는 상부 플레이트(110B), 제 1 플레넘층(120B-1), 제 1 노즐층(150B-1), 제 2 플레넘층(120B-2), 제 2 노즐층(150B-2) 및 하부 플레이트(130B)를 포함하고, 여기서 제 1 노즐층(150B-1)은 중앙 출구 오리피스(169B-1)를 형성하는 중앙 노즐(162B-1)의 열을 포함하고, 노즐층(150B-2)은 측면 출구 오리피스(169B-21, 169B-22)를 각각 형성하는 측면 노즐(162B-21, 162B-22)의 2개의 세트를 포함하고, 여기서 중앙 출구 오리피스(169B-1)는 사전 결정된 오프셋 거리(O1)만큼 측면 출구 오리피스(169B-21, 169B-22)로부터 오프셋된다. 인쇄헤드 조립체(100B)는 입구 포트(116B-1)와 노즐(162B-1) 사이에서 연통하는 제 1 유동 분배 채널(163B-1)을 형성하고, 제 1 유동 영역(163B-11), 수직 유동 채널 영역(163B-12), 플레넘(120B-1)을 따라 연장하는 분기 유동 채널(163B-13) 및 플레넘(120B-1)으로부터 노즐(162B-1)로 하향으로 연장하는 플레넘 출구(163B-14)를 포함한다. 제 2 유동 분배 채널(163B-2)은 입구 포트(116B-2)와 노즐(116B-21, 116B-22) 사이에 연통하고, 제 1 유동 채널 영역(163B-21), 수직 유동 채널 영역(163B-22), 플레넘(120B-2)을 따라 연장하는 분기 유동 채널(163B-23) 및 플레넘(120B-3)으로부터 노즐 채널(162B-31/32)로 하향으로 연장하는 플레넘 출구(163B-34)를 포함한다.
다층 인쇄헤드 조립체(100B)는 다층 인쇄헤드 조립체(100B)가 "측면" 출구 오리피스(169B-31, 169B-32)의 2개의 부가의 세트를 형성하는 "측면" 노즐 채널(162B-31, 162B-32)의 2개의 부가의 세트와, 입구 포트(116B-3)와 노즐(162B-31/32) 사이에서 연통하는 유동 분배 채널(163B-3)을 포함한다는 점에서 인쇄헤드 조립체(100A)와 상이하다. 노즐 채널(162B-31/32)은 플레넘층(120B-3)을 경유하여 유동 분배 채널(163B-3)과 연통하는 노즐층(150B-3) 내에 배치되고, 이에 의해 노즐층(150B-3)은 출구 오리피스(169B-31/32)가 오프셋 거리(O1)에 동일한 제 2 오프셋 거리(O2)만큼 출구 오리피스(169B-21/22)로부터 프로세스 방향으로 오프셋되도록 노즐층(150B-2)으로부터 하류측에 위치된다. 즉, 출구 오리피스(169B-31/32)는 오프셋 거리(O1, O2)의 합에 동일한 거리만큼 중앙 출구 오리피스(169B-1)로부터 프로세스 방향으로 오프셋된다. 노즐층(150B-1, 150B-2, 150B-3)은 노즐층(150B-1)과 노즐층(150B-2) 사이에 개재된 플레넘 구조체(120B-2)와 노즐층(150B-2)과 노즐층(150B-3) 사이에 개재된 플레넘 구조체(120B-3)와 적층 배열로 배치되고, 노즐/플레넘 스택은 상부 플레이트(110B)와 하부 플레이트(130B) 사이에 개재되어 있다. 유동 분배 채널(163B-3)은 후방편(111B) 내에 형성된 제 1 유동 영역(163B-31), 수직 유동 채널 영역(163B-23), 플레넘층(120B-3)을 따라 연장하는 분기 유동 채널(163B-33) 및 플레넘(120B-2)으로부터 노즐(162B-21/22)로 하향으로 연장하는 플레넘 출구(163B-24)를 포함한다. 수직 유동 통로부(163B-32)는 집합적으로 상부 플레이트(110B), 플레넘(120B-1, 120B-2) 및 노즐층(150B-1, 150B-2)에 의해 형성되고, 그 하단부(제 3 플레넘 입구)에서 분기 유동 채널(163B-33)의 제 1 단부와 연통한다[즉, 그리드라인 재료(55-3)가 입구 포트(116B-3)와 플레넘 구조체(120B-3) 사이에서 노즐층(150B-1, 150B-2) 및 플레넘 구조체(120B-1, 120B-2)를 통해 통과하도록].
도 8에서, 인쇄헤드 조립체(100B)는 중앙 교차-프로세스 영역(X1C)에 배치된 64개의 "중앙" 오리피스(169B-1), 교차-프로세스 측면 영역(X2-S1)에 배치된 4개의 내측 오리피스(169B-21) 및 교차-프로세스 측면 영역(X2-S2)에 배치된 4개의 내측 오리피스(169B-21)를 포함한다. "중앙" 오리피스(169B-1) 및 "측면" 오리피스(169B-21, 169B-22)와 유사하게, 출구 오리피스(169B-31, 169B-32)는 교차-프로세스(X-축) 방향으로 정렬되고, 4개의 출구 오리피스(169B-31)는 교차-프로세스 측면 영역(X3-S1)에 배치되고 4개의 출구 오리피스(169B-32)는 교차-프로세스측면 영역(X3-S2)에 배치되고, 제 3 및 제 4 교차-프로세스 측면 영역(X3-S1, X3-S2)은 중앙 교차-프로세스 영역(X1C) 및 교차-프로세스 측면 영역(X2-S1, X2-S2)에 의해 교차-프로세스 X-축 방향에서 분리되어 있다. 이 배열은 그 시작 종단점이 "2단" 패턴을 형성하는 그리드라인을 생성한다.
플레넘 구조체(120B-1 내지 120B-3)는 경질 플라스틱 재료(예를 들어, Techtron
Figure pat00002
) 또는 금속 플레이트 재료(예를 들어, 강, 알루미늄 또는 강 합금) 중 하나 이상을 가공하거나 다른 방식으로 성형함으로써 구성된다. 플레넘 구조체들 중 적어도 하나는 플라스틱으로부터 형성되고, 플레넘 구조체의 하나 이상은 금속으로부터 형성된다. 금속 중앙 플레넘의 사용은 도시된 바와 같이 함께 볼트 결합될 때 이러한 분리 및 왜곡에 저항함으로써 성능을 향상시킨다.
도 9a 내지 도 9d는 기판(41) 상에 "2단" 패턴으로 그리드라인을 도시한다. 시스템(50B)은 3개의 밸브(61B-1, 61B-2, 61B-3)를 포함하고, 제어기(90B)는 "2단" 그리드라인 종단점 패턴을 생성하기 위해 3개의 밸브를 제어한다.
도 9a는 인쇄헤드(100B)에 대한 사전 결정된 인쇄 시작점 위치에 도달한 후에 그리고 제어기(90)가 밸브 "개방" 명령을 동시에 밸브(61B-1, 61B-2, 61B-3)에 전송하여 모든 3개의 밸브(61B-1, 61B-2, 61B-3)의 작동 상태가 실질적으로 동시에 폐쇄로부터 개방으로 변경되어, 이에 의해 입구 포트(116B-1, 116B-2, 116B-3)를 통한 인쇄헤드(100B) 내로의 그리드라인 재료부(55-1, 55-2, 55-3)의 유동이 실질적으로 동시에 시작하게 하는 타겟 기판(41)을 도시한다. 최종 그리드라인(44-1, 44-21, 44-22, 44-31, 44-32)의 부분은 따라서 전방 "2단" 패턴(SP2F)을 형성하는 방식으로 상부면(42) 상에 인쇄된다.
도 9b는 타겟 기판(41)이 인쇄헤드(100B) 아래로 거의 완전히 통과되고 외측 그리드라인(44-31, 44-32)의 후방 종단점에 대응하는 사전 결정된 점에 도달할 때 후속의 시간을 도시한다. 기판(41)과 인쇄헤드(100B) 사이의 상대 위치는 예를 들어 센서 또는 사전 결정된 지연 기간을 사용하여 결정된다. 이 때, 제어기(90B)는 밸브 폐쇄 신호(제 2 명령) "CLOSE-3"을 전송하고, 이에 의해 밸브(61B-3)는 입력 포트(116B-3)를 통해 인쇄헤드(100B) 내로 그리드라인 재료(55-3)의 유동을 종료하도록 폐쇄되고, 이는 이어서 측면 오리피스(169B-31, 169B-32)로부터 그리드라인 재료의 압출을 종료하고, 따라서 교차-프로세스 X-축 방향에 평행하게 정렬되고 타겟 기판(41)의 주연 에지 내부에 완전히 배치된 측면 그리드라인(44-31, 44-32)을 위한 후방 종단점을 형성한다.
도 9c는 타겟 기판(41)이 내측 그리드라인(44-21, 44-22)의 후방 종단점에 대응하는 사전 결정된 지점에 도달할 때 증분적으로 이후의 시간을 도시한다. 이 때, 제어기(90B)는 밸브 폐쇄 신호 "CLOSE-2"를 전송하고, 이에 의해 밸브(61B-2)는 입력 포트(116B-2)를 통해 인쇄헤드(100B) 내로의 그리드라인 재료(55-2)의 유동을 종료하도록 폐쇄되고, 이는 이어서 내측 오리피스(169B-21, 169B-22)로부터 그리드라인 재료의 압출을 종료하고, 따라서 그리드라인(44-31, 44-32)의 후방 종단점으로부터 단차 거리에서 내측 그리드라인(44-21, 44-22)을 위한 후방 종단점을 형성한다. 부가의 증분 시간 기간 후에, 제어기(90B)는 제 3 폐쇄 명령(CLOSE-1)을 제 1 밸브(61B-1)에 송신하고, 이에 의해 밸브(61B-1)로부터 입력 포트(116B-1)를 통해 인쇄헤드(100B) 내로 가이드라인 재료(55-1)의 유동을 종료하고, 이는 이어서 교차-프로세스(X-축) 방향에 평행하게 정렬되고 사전 결정된 간극 거리만큼 후방 에지(41B)로부터 이격된 중앙 그리드라인 구조체(44-1)의 후방 종단점을 생성한다.
도 9d는 인쇄 작업이 완료된 후의 태양 전지(40B)를 도시하고, 여기서 타겟 기판(41)은 이제 더 긴 중앙 그리드라인(44-1), 증분적으로 더 짧은 "내측" 그리드라인(44-21, 44-22) 및 상부면(42) 상에 배치된 가장 짧은 "최외측" 그리드라인(44-31, 44-32)을 포함하고, 이들 그리드라인의 종단점은 전방 "2단" 패턴(SP2F) 및 후방 "2단" 패턴(SP2B)을 형성한다. 단일 단계 접근법을 사용하여 성취될 수 있는 것보다 큰 표면(42)의 부분 상에 그리드라인을 배치하는 것은 약간 더 큰 전지 전기 효율을 생성한다.
도 10은 그리드라인 재료 소스(60C-1)로부터 이 경우에 "2단" 패턴으로 배열된 출구 오리피스[즉, 도 10의 저부에 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 중앙 오리피스(169C-1)의 세트, 측면 오리피스(169C-21, 169C-22)의 내측 세트 및 측면 오리피스(169C-31, 169C-32)의 외측 세트]를 포함하는 인쇄헤드(100C)로 그리드라인 재료(55)의 유동을 제어하는 제어기(90C)를 포함하는 마이크로-압출 시스템(50C)을 도시한다. 마이크로-압출 시스템(50C)은 2개의 부가의 특징부를 도입하는데, 먼저 시스템(50C)은 그리드라인 재료(55)가 사전 결정된 입구 압력에서 인쇄헤드(100C)에 그리드라인 재료(55)를 통과시키도록 개별적으로 구성된 2개 이상의 스풀형 밸브[예를 들어, 그리드라인 차량 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)]에 공급되는 다중 스풀형 밸브 장치를 포함하고, 둘째로 인쇄헤드 조립체(100C)는 평행한 고형상비 그리드라인 구조체를 생성하는 방식으로 희생 재료 소스(60C-2)로부터 제 2 세트의 스풀형 희생 차량 밸브(sacrificial vehicle valves;61C-12, 61C-22, 61C-32)를 경유하여 공급된 그리드라인 재료(55) 및 희생 재료(57)의 모두를 공압출하기 위해 이하에 설명된 바와 같이 구성된다. 시스템(50C)은 전술된 것들과 유사한 구성 요소를 또한 포함한다.
시스템(50C)은 비교적 높은 압력(P0)에서 공급 유동 경로부(56C-1) 내로 그리드라인 재료(55)를 공급하는 압축 용기(60C-1)와, 그리드라인 재료가 모든 출구 오리피스를 통해 압출되도록 인쇄헤드(100C)에 공급된 그리드라인 재료부(55-1, 55-2, 55-3)의 유동 압력을 조절하도록 구성된 분배 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)를 포함한다.
압축된 그리드라인 재료 소스(60C-1) 및 다중 스풀 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)를 이용하는 이점은 다중 스풀형 밸브 장치의 이 특징부가 인쇄헤드(100C) 내로의 그리드라인 재료 유동의 정지/시작에 대한 즉각적인 정밀한 제어를 용이하게 한다는 것이다.
다중 스풀 밸브 장치의 다른 이점은 적절한 인쇄헤드 입구 압력에서 그리드라인 재료를 공급하기 위해 그리드라인 차량 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)를 개별적으로 구성함으로써, 인쇄헤드(100C)의 모든 노즐 출구 오리피스로부터의 그리드라인 재료 유동이 제어될 수 있다는 것이다.
도 10a를 참조하면, 각각의 분배 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)는 고정된 밀봉 구조체(64C), 가동 피스톤(65C) 및 액추에이터(ACTR)(97C)를 수납하는 외부 케이스(62C)로 일반적으로 구성된 스풀형 밸브 메커니즘을 포함한다.
외부 케이스(62C)는 그리드라인 재료가 그리드라인 재료 소스(60C-1)로부터 제 1 내부 챔버부(63C-1) 내로 압력(P0)에서 수용되는 입구 포트(62C-IN) 및 원하는 입구 압력(P11, P21 또는 P31) 중 하나에서 제 2 내부 챔버부(63C-2)로부터 인쇄헤드(100C)로 그리드라인 재료를 통과시키는 출구 포트(62C-OUT)를 형성하는 압력 용기이다. 고정된 밀봉 구조체(64C)는 제 1 내부 챔버부(63C-1)와 제 2 내부 챔버부(63C-2) 사이에서 외부 케이스(62C) 내부에 고정 배치되고, 중앙 개구(64C-2)를 형성하는 밀봉부(64C-1)를 포함한다.
가동 피스톤(65C)은 비교적 소직경 샤프트(66C), 비교적 대직경 스토퍼(67C) 및 스토퍼(67C)의 비교적 대직경으로부터 샤프트(66C)의 비교적 소직경으로 테이퍼진 원추형 표면(68C)을 포함한다. 외부 케이스(62C)의 외부에 배치된 샤프트(66C)의 제 1 부분은 액추에이터(97C)에 작동적으로 연결되고, 샤프트(66C)의 제 2 부분은 제 1 내부 챔버부(63C-1)를 통해 중앙 개구(64C-2) 내로 연장한다[즉, 스토퍼(67C)가 일반적으로 제 2 내부 챔버부(63C-2) 내에 배치되도록].
액추에이터(97C)는 외부 케이스(62C)에 대해 고정된 위치에 유지되고, "인쇄 시작" 및 "인쇄 정지" 명령에 응답하여 외부 케이스(62C) 내부로 또는 외부로 샤프트(66C)를 구동함으로써 개구(64C-2)의 외부 또는 개구(64C-2)의 내부에 스토퍼(67C)를 위치시키는 기능을 한다.
도 10c에서, 스풀형 밸브 장치의 장점은, 밸브가 "개방" 위치에 있을 때 중앙 개구(64C-2)에 대한 스토퍼(67C)의 위치를 조정함으로써 출력 유동 압력이 각각의 분배 밸브(61C-11, 61C-21, 61C-31)에 대해 개별적으로 캘리브레이션(사전 조정 가능)되는 것이다.
시스템(50C)의 제 2 특징은 인쇄헤드 조립체(100C)가 평행한 고형상비 그리드라인 구조체를 생성하도록 구성된다는 것이다. 희생 재료(57)는 희생 재료 공급 시스템(60C-2)으로부터 제 2 공급 유동 경로(56C-2)를 따라 공급된다. 그리드라인 및 희생 재료의 동시 압출을 성취하기 위해, 제어기(90C)는 신호 라인(C11, C12, C21, C22, C31, C32) 상의 단일 "인쇄-시작" 명령을 액추에이터(97C-11, 97C-12, 97C-21, 97C-22, 97C-31, 97C-32) 각각에 전송하여, 모든 밸브(61C-11, 61C-12, 61C-21, 61C-22, 61C-31, 61C-32)가 폐쇄 작동 상태로부터 개방 작동 상태로 조정되게 되도록 수정된다. 각각의 희생 재료 유동 제어 밸브는 또한 그 연관된 그리드라인 재료 유동 제어 밸브와 함께 동시에 폐쇄된다. 희생 차량 밸브(sacrificial vehicle valves;61C-12, 61C-22, 61C-32)는 그리드라인 재료 및 희생 재료의 모두가 각각의 출구 오리피스(169C-1, 169C-21, 169C-22, 169C-31, 169C-32)로부터 공압출되도록 입구 압력(P12, P22, P32) 각각에서 인쇄헤드(100C)의 입구 포트(116C-12, 116C-22, 116C-32)에 희생 재료부(57-1, 57-2, 57-3)를 공급하도록 캘리브레이션된 스풀형 밸브이다.
도 11에서, 마이크로-압출 인쇄헤드 조립체(100C)는 상부 플레이트(110C), 제 2(하부) 플레이트(130C), 3개의 플레넘(120C-1, 120C-2, 120C-3), 3개의 다층 노즐 구조체(150C-1, 150C-2, 150C-3) 및 함께 볼트 결합되거나 다른 방식으로 체결된 다양한 가스켓 및 스페이서 플레이트(140C 내지 147C)를 포함한다. 단일화된 구조체가 작동 중에 X-Y-Z 위치설정 메커니즘에 부착된다.
보어/도관이 압출 및 희생 재료를 층상화된 노즐 구조체(150C-1, 150C-2, 150C-3)에 공급하기 위해 상부 플레이트(110C) 및 개입층을 통해 규정된다. 그리드라인 재료(55-1) 및 희생 재료(57-1)는 각각 입구 포트(116C-11, 116C-12)를 통해 인쇄헤드(100C)에 각각 진입한다. 수직 유동 채널 영역(163B-12)과 유사한 2개의 유동 채널 영역은 그리드라인 및 희생 재료를 플레넘층(120C-1)으로 통과시키도록 플레이트(110C) 및 가스켓/스페이서 웨이퍼(140C)를 통해 연장한다. 플레넘층(120C-1)은 이하에 더 상세히 설명되는 방식으로 그리드라인 재료 및 희생 재료를 중앙 노즐 채널(162C-1)에 분배하는 2개의 유동 분배 채널부를 포함한다. 그리드라인 재료(55-2) 및 희생 재료(57-2)는 각각 상부 플레이트(110C) 내에 형성된 입구 포트(116C-21, 116C-22)를 통해 인쇄헤드(100C)에 진입하고, 그리드라인 재료(55-3) 및 희생 재료(57-3)는 각각 상부 플레이트(110C) 내에 형성된 입구 포트(116C-31, 116C-32)를 통해 인쇄헤드(100C)에 진입한다. 이들 그리드라인 및 희생 재료의 각각은 수직 유동 채널 영역(163B-22, 163B-32)에 유사한 유동 수직 유동 채널 영역을 경유하여, 다양한 층을 통해 플레넘(120C-1, 120C-2)으로 통과한다. 플레넘층(120C-2, 120C-3)의 각각은 내부 노즐 채널(162C-21, 162C-22) 및 외부 측면 노즐 채널(162C-31, 162C-32)에 그리드라인 재료 및 희생 재료를 분배하는 2개의 유동 분배 채널부를 각각 포함한다.
각각의 층상화된 노즐 구조체(150C-1, 150C-2, 150C-3)는 그리드라인 재료 및 희생 재료를 연관 노즐 채널에 집합적으로 공급하는 다양한 공급층 및 노즐 플레이트를 갖는다.
도 12는 플레넘(120C-1) 및 층상화된 노즐 구조체(150C-1)[및 개입 가스켓/스페이서 웨이퍼(141C, 142C)]의 예시적인 부분을 포함하는 인쇄헤드 조립체(100C)의 부분을 도시하고, 그리드라인 인쇄 작업 중에 플레넘(120C-1)으로부터 층상화된 노즐 구조체(150C-1) 내로 그리드라인 재료(55-1) 및 희생 재료(57-1)의 유동의 부분을 도시한다. 그리드라인 재료(55-1)는 플레넘(120C-1)을 통해 플레넘 출구부(163C-1411)에 분배되고, 이어서 플레넘 출구부(163C-1412, 163C-1413)를 통해 공급 구멍(159C-1)으로 안내되고, 희생 재료(57-1)는 제 2 세트의 유동 채널을 통해 플레넘 출구부(163C-1421)에 분배되고, 이어서 슬롯형 플레넘 출구부(163C-1422, 163C-1423)를 통해 상부 노즐 플레이트(153C-1) 내에 형성된 Y형 관통 구멍(155C-3)으로 안내된다. 그리드라인 재료(55-1)는 제 1 공급 구멍(159C-1)으로부터 공급 구멍(159C-2)을 통해 세장형 개구(159C-7)의 후방 단부로 통과하고, 이어서 세장형 개구(159C-7)로부터 연관 3-부분 노즐 채널(162C-1)로 통과된다. 유사하게, 희생 재료(57-1)는 Y형 관통 구멍(155C-3)으로부터 공급 구멍(155C-4) 및 공급 구멍(155C-1)을 통해 연관 3-부분 노즐 채널(162C-1)로 통과한다.
도 13에서, 층상화된 노즐 구조체(150C-1)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)는 제 1 공급층 플레이트(151C-1) 및 제 2 공급층 플레이트(152C-1) 내에 각각 형성된 정렬된 개구(159C-1, 159C-2)를 통해 통과하고, 이어서 세장형 채널(159C-7)의 후방부에 진입한다. 그리드라인 재료(55-1)는 이어서 세장형 채널(159C-7)(화살표 F1A)을 따라 유동하고, 중앙 채널(167C) 내로 상향으로 유동한다. 그리드라인 재료(55-1)는 이어서 병합점(166C)으로 전방으로 유동하고, 여기서 출구 오리피스(169C-1)를 나오기 전에 2개의 희생 재료 유동 사이로 가압된다. 층상화된 노즐 구조체(150C-1)에 진입하는 희생 재료(57-1)는 Y형 세장형 채널(155C-3)의 후방 단부 내로 통과한다. 희생 재료(57-1)는 Y형 세장형 채널(155C-3)을 따라 분할 전방 단부 영역으로 유동하고, 여기서 희생 재료(57-1)가 대응 개구(155C-4) 및 개구(155C-1)를 통해 분배되고, 그리고 3-부분 노즐 채널(162C-1)의 대향 측면 채널(165C) 내로 유동한다. 희생 재료(57-1)는 이어서 대향 측면 채널(165C)을 따라 병합점(166C)으로 전방으로 유동하고, 여기서 2개의 유동은 출구 오리피스(169C-1)를 나오기 전에 그리드라인 재료의 대향 측면들에 대해 가압된다.
인쇄헤드 조립체(100C)의 각각의 화살촉형 3-부분 노즐 채널[예를 들어, 노즐 채널(162C-1)]은 2개의 희생 재료부들 사이에 고형상비 그리드라인 구조체를 형성하도록 구성된다. 노즐 출력 플레이트(160C-1)는 중앙 채널(167C) 및 대향 측면 채널들(165C)을 포함하도록 마이크로 가공된 금속 플레이트이다. 중앙 채널(167C)은 개구(159C-7)로부터 그리드라인 재료(55-1)를 수용하는 폐쇄 단부와, 병합점(166C)에서의 개방 단부를 갖는다. 측면 채널(165C)은 대응 개구(155C-1)와 정렬된 폐쇄 단부 및 병합점(166C)에서 개방 단부를 갖는다. 측면 채널(165C)은 희생 재료(57-1)가 병합점(166C)에 진입하는 그리드라인 재료(55-1)의 대향 측면들에 대해 가압하도록 중앙 채널(167C)을 향해 각형성되어, 이에 의해 고형상비 그리드라인 구조체로 그리드라인 재료(55-1)를 형성한다.
도 14에서, 각각의 노즐 출구 오리피스를 통해 공압출된 그리드라인 재료 및 희생 재료는 희생 재료부(57C-1, 57C-2) 사이에 고형상비 그리드라인 구조체(55C)를 갖는 기판(41)의 표면(42) 상에 세장형 압출된 구조체(44C)를 형성한다. "고형상비 그리드라인"이라는 것은 각각의 그리드라인 구조체(55C)의 높이(H)대 폭(W)의 비가 약 0.5 이상이라는 것을 의미한다. 압출된 구조체(44C)의 형상은 하나 이상의 출구 오리피스의 형상 및 인쇄헤드 조립체(100C)의 내부 기하학적 형상, 재료의 특성(예를 들어, 점도 등) 및 압출 기술(예를 들어, 유량, 압력, 온도 등) 중 적어도 하나를 통해 제어 가능하다. 적합한 그리드라인 재료(55)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 은, 구리, 니켈, 주석, 알루미늄, 강, 알루미나, 실리케이트, 글래스, 카본 블랙, 폴리머 및 왁스를 포함하고, 적합한 희생 재료(57)는 플라스틱, 세라믹, 오일, 셀룰로오스, 라텍스, 폴리메틸메타크릴레이트 등, 이들의 조합 및/또는 원하는 밀도, 점도, 텍스처, 컬러 등을 얻기 위해 다른 물질을 상기 물질과 조합하는 것을 포함하는 이들의 변형을 포함한다.

Claims (3)

  1. 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하는 것이 가능한 마이크로-압출 시스템을 위한 마이크로-압출 인쇄헤드로서,
    제 1 입력 포트 및 제 2 입력 포트를 형성하는 인쇄헤드 본체;
    복수의 제 1 노즐 채널들 및 복수의 제 1 출구 오리피스들로서, 각각의 제 1 노즐 채널은 상기 제 1 입구 포트와 상기 제 1 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들은 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 복수의 제 1 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 1 출구 오리피스들, 및
    제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 복수의 제 2 출구 오리피스들로서, 각각의 제 2 노즐 채널은 상기 제 2 입구 포트와 상기 제 2 출구 오리피스들 중 연관된 하나 사이에 연통하고, 상기 제 2 출구 오리피스들은 상기 교차-프로세스 방향으로 정렬되는, 상기 제 2 복수의 제 2 노즐 채널들 및 상기 복수의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고,
    상기 제 1 출구 오리피스들은 오프셋 거리만큼 상기 제 2 출구 오리피스들로부터 상기 프로세스 방향으로 오프셋되고,
    모든 제 1 출구 오리피스들은 상기 인쇄헤드 조립체의 중앙 교차-프로세스 영역에 배치되고,
    상기 제 2 출구 오리피스들은 제 1 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들 및 제 2 교차-프로세스측 영역에 배치된 적어도 2개의 제 2 출구 오리피스들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 교차-프로세스측 영역들은 상기 중앙 교차-프로세스 영역에 의해 상기 교차-프로세스 방향으로 분리되는 마이크로-압출 인쇄헤드.
  2. 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 의사 정사각형 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하기 위한 마이크로-압출 시스템으로서,
    공급 유동 경로를 따라 그리드라인 재료를 공급하기 위한 그리드라인 재료 공급 시스템;
    복수의 제 1 노즐 채널들로서, 각각의 상기 제 1 노즐 채널은 상기 인쇄헤드 조립체의 중앙 교차-프로세스 영역에 배치된 제 1 출구 오리피스를 갖는, 상기 복수의 제 1 노즐 채널들, 및 제 1 입구 포트와 상기 복수의 제 1 노즐 채널들의 각각 사이에 연통하는 제 1 유동 채널을 포함하는 마이크로-압출 인쇄헤드 조립체;
    제 1 세트의 제 2 노즐 채널들로서, 제 1 세트의 각각의 상기 제 2 노즐 채널은 상기 중앙 교차-프로세스 영역의 외부에 위치된 제 1 교차-프로세스측 영역에 배치된 제 2 출구 오리피스를 갖는, 상기 제 1 세트의 제 2 노즐 채널들;
    제 2 세트의 제 2 노즐 채널들로서, 제 2 세트의 각각의 상기 제 2 노즐 채널은 상기 중앙 교차-프로세스 영역의 외부에 위치된 제 2 교차-프로세스측 영역에 배치된 제 2 출구 오리피스를 갖고, 상기 중앙 교차-프로세스 영역은 상기 제 1 및 제 2 교차-프로세스측 영역들 사이에 위치되는, 상기 제 2 세트의 제 2 노즐 채널들;
    제 2 입구 포트와 상기 제 1 및 제 2 세트의 제 2 노즐 채널들의 각각의 상기 제 2 출구 오리피스 사이에 연통하는 제 2 유동 채널로서, 상기 제 1 출구 오리피스들의 각각은 오프셋 거리만큼 상기 제 1 및 제 2 세트의 제 2 노즐 채널들의 각각의 상기 제 2 출구 오리피스로부터 상기 프로세스 방향으로 오프셋되는, 상기 제 2 유동 채널;
    상기 그리드라인 재료 공급 시스템과 상기 제 1 입구 포트 사이의 공급 유동 경로 내에 배치된 제 1 밸브;
    상기 그리드라인 재료 공급 시스템과 상기 제 2 입구 포트 사이의 공급 유동 경로 내에 배치된 제 2 밸브; 및
    상기 제 1 및 제 2 밸브의 모두가 동시에 개방되어, 상기 제 1 및 제 2 밸브의 모두가 인쇄 시작 시간에 상기 인쇄헤드 내로 상기 그리드라인 재료의 부분들을 통과시켜서, 상기 제 2 밸브가 인쇄 시작 시간 후에 제 2 시간에 제 1 정지 명령에 응답하여 폐쇄되고, 상기 제 1 밸브가 제 2 시작 시간 후에 제 3 시간에 제 2 정지 명령에 응답하여 폐쇄되도록 상기 제 1 및 제 2 밸브를 제어하기 위한 수단을 포함하는 마이크로-압출 시스템.
  3. 그리드라인들이 프로세스 방향으로 연장하도록 의사 정사각형 기판 상에 평행 그리드라인들을 인쇄하기 위한 마이크로-압출 시스템으로서,
    제 1 압력에서 공급 유동 경로를 따라 그리드라인 재료를 공급하기 위한 압축 재료 공급 시스템;
    복수의 제 1 노즐 채널들로서, 각각의 상기 제 1 노즐 채널은 제 1 출구 오리피스를 갖는, 상기 복수의 제 1 노즐 채널들,
    제 1 입구 포트와 상기 복수의 제 1 노즐 채널들의 각각 사이에 연통하는 제 1 유동 채널,
    복수의 제 2 노즐 채널들로서, 각각의 상기 제 2 노즐 채널은 제 2 출구 오리피스를 갖는, 상기 복수의 제 2 노즐 채널들, 및
    제 2 입구 포트와 각각의 상기 제 2 출구 오리피스 사이에 연통하는 제 2 유동 채널을 포함하는 마이크로-압출 인쇄 헤드 조립체;
    상기 재료 공급 시스템과 상기 제 1 입구 포트 사이의 공급 유동 경로에 배치된 제 1 밸브;
    상기 재료 공급 시스템과 상기 제 2 입구 포트 사이의 공급 유동 경로에 배치된 제 2 밸브; 및
    상기 제 1 및 제 2 밸브들의 모두가 상기 제 1 밸브에 의해 통과된 상기 그리드라인 재료의 제 1 부분이 상기 제 1 출구 오리피스들을 통해 압출되어 제 1 그리드라인 구조체들을 형성하고 상기 제 2 밸브에 의해 통과된 상기 그리드라인 재료의 제 2 부분이 상기 제 2 출구 오리피스들을 통해 압출되어 제 2 그리드라인 구조체들을 형성하도록 폐쇄 작동 상태들로부터 개방 작동 상태들로 동시에 작동적으로 조정되도록 상기 제 1 및 제 2 밸브들을 제어하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 밸브들은 상기 제 1 출구 오리피스들에서 상기 그리드라인 재료의 제 1 부분의 출구 유량이 상기 제 2 출구 오리피스들에서 상기 그리드라인 재료의 제 2 부분의 출구 유량에 실질적으로 동일하도록 개별적으로 구성되는 마이크로-압출 시스템.
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