KR20150011177A - 전기수력학(ehd) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치 - Google Patents

전기수력학(ehd) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치 Download PDF

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KR20150011177A
KR20150011177A KR1020130086121A KR20130086121A KR20150011177A KR 20150011177 A KR20150011177 A KR 20150011177A KR 1020130086121 A KR1020130086121 A KR 1020130086121A KR 20130086121 A KR20130086121 A KR 20130086121A KR 20150011177 A KR20150011177 A KR 20150011177A
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Abstract

본 발명은 석정반에 리니어모터 및 LM 가이드를 직접 조립하여 기구물 변형으로 인한 조립오차를 최소화하고, 솔라셀의 진공흡착에 따른 평탄도, 진직도, 수직도를 정밀하게 유지하여 인쇄불량을 방지하며, 석정반상에 비전카메라를 설치하여 정확한 얼라인을 수행함으로써 선폭불량을 방지할 수 있는 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치에 관한 것이다.
본 발명은, 지지프레임 상에 장착되어 있는 리니어모터와, 상기 리니어 모터의 구동에 의해 좌우로 이동하는 LM가이드와, 상기 LM가이드 상부에 고정되는 석정반을 포함하는 리니어유닛; 상기 리니어유닛의 석정반 상면에 설치되어 진공흡착으로 솔라셀을 고정하는 워크플레이트; 상기 워크플레이트 일측 양단에 설치되며 솔라셀의 영상을 획득하고 얼라인 알고리즘에 의해 분석하여 틀어진 정도(X, Y, Theta 값)를 계산한 후 그 결과값으로 워크플레이트의 세타축을 제어하여 ESD헤드 노즐의 분사위치에 정렬되도록 하기 위한 비젼 얼라인 유닛; 상기 비젼 얼라인 유닛의 일측에 배열되어 솔라셀에 니켈(Ni)잉크를 분사하는 Ni잉크용 EHD 헤드; 상기 Ni 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ni 잉크 표면를 가경화시키는 제1 열경화장치; 상기 제1 열경화장치의 일측에 배열되어 솔라셀의 니켈(Ni)잉크 표면에 은(Ag)을 도포하기 위한 Ag잉크용 EHD 헤드; 및 상기 Ag 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ag 잉크 표면를 가경화시키는 제2 열경화장치를 포함하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치를 제공한다.

Description

전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치{Non-contact fine pattern printing system by ElectroHydroDynamic Deposition}
본 발명은 스크린 인쇄장비를 이용한 접촉식 인쇄가 아닌 EHD 헤드방식을 이용하여 솔라셀용 핑거바에 비접촉식으로 격자형 미세전극 패턴을 인쇄하기 위한 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어모터, LM가이드 등을 석정반에 직접 장착함으로써 기구물 변형으로 인한 조립오차를 최소화하여 솔라셀의 진공흡착에 따른 평탄도, 진직도, 수직도를 정밀하게 유지하고, 석정반상에 비전카메라를 설치하여 솔라셀 투입시 틀어짐이나 흔들림이 최소화될 수 있도록 얼라인함으로써 솔라셀용 핑거바에 니켈(Ni) 및 은(Ag)의 미세패턴 인쇄가 가능하도록 구현한 EHD(ElectroHydroDynamic:전기수력학) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 회로 소자 및 LCD, PDP 등의 디스플레이 장치에 사용되는 미세 패턴은 포토레지스트(photoresist)를 이용한 포토리소그래피(photolithography)에 의해 형성되는데, 대체로 코팅, 노광, 현상, 세정, 경화 단계를 거쳐 제조된다. 그러나, 포토리소그래피(Photolithography)는 원하는 패턴을 정밀하게 얻을 수 있는 장점이 있음에도 불구하고 많은 단계의 공정을 거쳐야 하고, 포토레지스트의 효과를 극대화하기 위해 많은 종류의 재료들이 사용되며, 코팅 등의 공정에서 많은 양의 포토레지스트가 소모된다는 단점이 있다.
특히, 포토리소그래피로 대표되는 기존의 패턴형성방식은 생산제품의 크기가 증가할수록 포토마스크와 노광기의 비용이 증가하고, 포토마스크 처짐에 의한 왜곡현상 등이 발생하는 문제점이 있다. 이를 대체하기 위한 새로운 패턴방식으로서 기존의 중대형 그래픽 아트 산업에 이용되던 인쇄기술이 주목받기 시작하였다. 이러한 인쇄기법은 공정이 간단하고, 설비 자동화에 적합하며, 저비용생산이 가능한 특징을 지니고 있어 솔라셀 웨이퍼상에 전도성 패턴을 형성하는 등의 전자회로 패턴산업에 활발히 응용되고 있다.
솔라셀 웨이퍼 상에 미세전극을 형성하기 위해 이용되어온 인쇄기법으로는 스크린 프린팅 방식을 이용하여 실버 페이스트를 솔라셀 웨이퍼에 전사하는 방식이 널리 사용되고 있다. 그러나, 직접 접촉을 통해 실버 페이스트를 전사하는 스크린 프린팅방식은 솔라셀 웨이퍼의 파손을 야기하는 문제점이 있으며, 스크린 프린팅 방식의 특성상 100㎛ 미만의 미세전극을 패터닝하는 것은 양산에서 제품불량을 발생시키는 문제점이 있었다.
이와 같은 스크린 프린팅의 미세 전극화의 문제점을 해소하기 위하여 그라비어 제판롤을 만든 후 블랭킷롤(blanket roll)에 잉크를 전이하여 블랭킷롤과 접하는 기판에 간접적으로 인쇄하는 그라비어 오프셋 인쇄(gravure offset printing) 방식이 제안되었다.
인쇄기법을 통한 전극배선 패턴방식에서는 낮은 저항값을 위해 전극배선의 높은 종횡비(두께/배선폭)를 달성하는 것이 중요한데, 그라비어 오프셋 인쇄 방식은 인쇄를 반복함에 따라 블랭킷롤이 솔벤트를 흡수하여 배선폭이 넓어지게 되는 문제가 있다. 이외에도 기판표면의 거칠기 등에 의해 잉크가 충분히 전이되지 않는 경우에는 전극배선에 단절이 발생할 수 있는 문제가 있다. 특히 그라비어 오프셋 인쇄방식은 스크린 프린팅과 마찬가지로 직접 접촉을 통해 실버 잉크를 전사하므로 박형 솔라셀 웨이퍼의 파손을 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.
직접 접촉을 통한 실버 잉크를 전사하는 인쇄방식 대신에 기판 표면을 소수성 처리 후 레이저를 이용하여 소수성 막에 패터닝을 하고, 전도성 잉크를 도포하여 경화시킴으로써 전극을 형성하는 비접촉식 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 기술이 있다.
도1은 솔라셀용 핑거바에 미세패턴을 형성하는 일반적인 공정순서를 나타낸다.
도면에 도시한 바와 같이, 웨이퍼상에 박막을 증착한 후, ARC 레이져에 의해 글로브(groove)를 형성하고, 이 글로브에 Ni 잉크를 인쇄한 후, 인쇄된 Ni 잉크 상단에 Ag 잉크를 인쇄하여 패턴을 형성한다. 상기한 일련의 공정을 수행하는 비접촉식 잉크젯 프린팅 기술은 전기수력학 분사(EHD: ElectroHydroDynamic spray)방식을 이용하여 미세패턴을 형성하고 있다.
여기서, EHD 방식을 이용한 미세패턴 인쇄공정은 금속잉크 분사방식뿐만 아니라, 스테이지상의 워크플레이트에 웨이퍼를 진공흡착시키고 리니어유닛의 구동에 의해 이동시키면서 금속잉크 분사 및 경화하는 공정장비의 성능에 의해서도 인쇄정밀도에 영향을 미친다. 즉, 리니어유닛과 워크플레이트 간의 조립정밀도에 따라 솔라셀 웨이퍼의 평탄도, 수직도, 진직도가 결정되고 또 웨이퍼의 틀어진 정도에 따라 금속잉크노즐과 웨이퍼간의 얼라인 불일치로 선폭 불량을 초래할 수 있다.
종래의 공정장비는 워크플레이트를 이송하는 리니어유닛(X, Y 축이송)과 고정밀 스테이지(Z축 이송: Theta Axis)를 조립시 조립오차가 발생하고, 온도와 습도 등의 주변환경에 의해 기구물의 변형이 초래되고 있으며, 이로 인해 인쇄불량이 발생하고 있다. 또, 워크플레이트상에 놓여지는 솔라셀의 얼라인을 정밀하게 확인할 수 없었기 때문에 핑거바의 선폭 불량이 초래되는 문제가 있어왔다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 석정반에 리니어모터 및 LM 가이드를 직접 조립하여 기구물 변형으로 인한 조립오차를 최소화하고, 솔라셀의 진공흡착에 따른 평탄도, 진직도, 수직도를 정밀하게 유지하여 인쇄불량을 방지하며, 석정반상에 비전카메라를 설치하여 정확한 얼라인을 수행함으로써 선폭불량을 방지할 수 있는 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 EHD헤드에 수동 매뉴얼 스테이지를 장착하여 헤드 노즐과 웨이퍼 표면간의 요잉(Yawing), 피칭(Pitching), 틸팅(tilting)을 조정하여 최적화된 이격거리에서 금속잉크가 분사될 수 있도록 하고, Ni, Ag 잉크의 퍼짐을 방지하기 위하여 잉크표면의 가경화를 수행함으로써 인쇄품질을 향상시킬 수 있는 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지지프레임 상에 장착되어 있는 리니어모터와, 상기 리니어 모터의 구동에 의해 좌우로 이동하는 LM가이드와, 상기 LM가이드 상부에 고정되는 석정반을 포함하는 리니어유닛; 상기 리니어유닛의 석정반 상면에 설치되어 진공흡착으로 솔라셀을 고정하는 워크플레이트; 상기 워크플레이트 일측 양단에 설치되며, 솔라셀의 영상을 획득하고 얼라인 알고리즘에 의해 분석하여 틀어진 정도(X, Y, Theta 값)를 계산한 후 그 결과값으로 워크플레이트의 세타축을 제어하여 ESD헤드 노즐의 분사위치에 정렬되도록 하기 위한 비젼얼라인 유닛; 상기 비젼얼라인 유닛의 일측에 배열되어 솔라셀에 니켈(Ni)잉크를 분사하는 Ni잉크용 EHD 헤드; 상기 Ni 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ni 잉크 표면를 가경화시키는 제1 열경화장치; 상기 제1 열경화장치의 일측에 배열되어 솔라셀의 니켈(Ni)잉크 표면에 은(Ag)을 도포하기 위한 Ag잉크용 EHD 헤드; 및 상기 Ag 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ag 잉크 표면를 가경화시키는 제2 열경화장치를 포함하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치를 제공한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 구현한다.
첫째, 워크플레이트를 지지하는 석정반에 리니어 모터 및 LM가이드를 직접 조립하여 온도 및 습도와 같은 외부환경에 의한 기구물 변형을 방지함으로써 조립시에 발생되는 오차를 최소화할 수 있다. 이에 따라 솔라셀의 진공흡착에 따른 평탄도, 진직도, 수직도를 정밀하게 유지하여 인쇄불량을 방지할 수 있다.
둘째, 석정반상에 비전카메라를 설치하여 솔라셀의 틀어진 정도((X, Y, Theta 값)를 보정하여 EHD 헤드 노즐과의 위치를 정확하게 얼라인함으로써 솔라셀 핑거바의 그루부 오차에 의한 선폭불량을 방지할 수 있다.
셋째, EHD헤드에 수동 매뉴얼 스테이지 및 높이조절장치를 장착하여 EHD헤드 노즐과 솔라셀 표면간의 요잉(Yawing), 피칭(Pitching), 틸팅(tilting)을 조정하고, 최적화된 이격거리에서 금속잉크가 분사되도록 함으로써 미세선폭의 인쇄를 구현할 수 있다.
넷째, 솔라셀 핑거바의 표면에 인쇄된 Ni, Ag 잉크를 할로겐 램프에 의한 가경화를 수행함으로써 Ni, Ag 잉크의 퍼짐을 방지할 수 있고 이에 따라 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.
도1은 솔라셀용 핑거바에 미세패턴을 형성하는 일반적인 공정순서도,
도2는 본 발명에 의한 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치의 전체 구성을 나타낸 정면도,
도3a 내지 도3c는 리니어유닛 및 워크플레이트의 상세구성을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도,
도4a 및 도4b는 본 발명의 요부인 비젼얼라인 유닛의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도,
도5a 및 도5b는 본 발명의 요부인 워크플레이트의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도,
도6은 본 발명의 요부인 세타축보정모터의 세부구성을 나타낸 정면도, 평면도 및 좌,우측면도,
도7a 및 도7b는 본 발명의 요부인 EHD 헤드의 각도를 조절하기 위한 수동 매뉴얼 스테이지의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도,
도8a 내지 도8c는 EHD 헤드의 높낮이를 조절하는 높이조절기구의 구성도로서, 도8a는 EHD 헤드의 표준 위치, 도8b는 EHD 헤드의 하강상태, 도8c는 EHD헤드의 상승상태를 나타낸 작동도,
도9a 내지 도9c는 본 발명의 요부인 열경화장치의 구성을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도이다.
이하, 첨부된 도2 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치는 솔라셀의 인쇄품질에 영향을 미치는 인쇄공정장비의 정밀도를 향상시키며, 솔라셀의 위치보정을 통하여 인쇄품질 및 선폭불량을 방지할 수 있도록 구현한 것이다.
도2는 본 발명에 의한 전기수력학 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치의 전체 구성을 나타낸 정면도이고, 도3a 내지 도3c는 리니어유닛 및 워크플레이트의 상세구성을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도이며, 도4a 및 도4b는 본 발명의 요부인 비젼얼라인 유닛의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명은 캐스터(2a)에 의해 이동가능하게 설치된 지지프레임(2)과; 상기 지지프레임(2) 상에 장착되어 있는 리니어모터(22)와, 상기 리니어모터(22)의 구동에 의해 좌우로 이동하는 LM가이드(23)와, 상기 LM가이드(23) 상부에 고정되는 석정반(24)을 포함하는 리니어유닛(4)과; 상기 리니어유닛(4)의 석정반(24) 상면에 설치되어 진공흡착으로 솔라셀(도시하지 않음)을 고정하는 워크플레이트(6)와; 상기 워크플레이트(6) 일측 양단에 설치되어 솔라셀의 에찌(edge) 또는 마크(mark) 영상을 획득하기 위한 카메라(26)와, 솔라셀의 영상데이타를 얼라인 알고리즘에 의해 분석하여 틀어진 정도(X, Y, Theta 값)를 계산한 후 그 결과값으로 워크플레이트(6)의 세타축을 제어하기 위한 신호를 송출하기 위한 콘트롤박스(27)를 포함하여 EHD헤드 노즐의 분사위치에 솔라셀이 정렬되도록 하기 위한 비젼 얼라인 유닛(8)과; 상기 비젼 얼라인 유닛(8)의 일측에 배열되어 솔라셀에 니켈(Ni)잉크를 분사하는 Ni잉크용 EHD 헤드(10)와; 상기 Ni 잉크용 EHD헤드(10) 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ni 잉크 표면를 가경화시키는 제1 열경화장치(12)와; 상기 제1 열경화장치(12)의 일측에 배열되어 솔라셀의 니켈(Ni)잉크 표면에 은(Ag)을 도포하기 위한 Ag잉크용 EHD 헤드(14); 및 상기 Ag 잉크용 EHD헤드(14) 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ag 잉크 표면를 가경화시키는 제2 열경화장치(16)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 Ni 및 Ag 잉크용 EHD헤드(10, 14) 각각에 장착되어 헤드 노즐과 웨이퍼 표면간의 요잉(Yawing), 피칭(Pitching), 틸팅(tilting)을 조정하여 솔라셀의 평탄도를 조정하기 위한 수동 매뉴얼 스테이지(20)와; Ni 및 Ag 잉크용 EHD헤드(10, 14) 각각과 솔라셀과의 이격거리(stand-off)를 조절하여 최적화된 이격거리에서 금속잉크가 분사될 수 있도록 하기 위한 높이조절기구(21)를 더 포함한다.
상기 리니어유닛(4)의 조립상태를 도3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 석정반(24)의 하부 양단에 자바라 형태의 LM가이드(23)가 고정되고, LM가이드(23)의 하부 중앙에 리니어 모터(22)가 고정되는 구조로 조립된다. 따라서, 리니어 모터(22)가 구동을 하면 LM가이드(23)는 좌우로 신축이동을 하면서 석정반(24)을 인쇄장비(Ni 잉크용 EHD헤드 및 Ag 잉크용 EHD헤드)측으로 이송하게 된다. 상기한 바와 같이 석정반(24)에 LM가이드(23)와 리니어모터(22)가 일체로 조립됨으로써 조립오차를 최소화할 수 있고, 또 온도나 습기와 같은 주변환경에 의한 기구물의 변형 발생을 방지할 수 있다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 요부인 워크플레이트의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도6은 본 발명의 요부인 세타축보정모터의 구조를 나타내기 정면도, 평면도 및 좌,우측면도이다.
상기 워크플레이트(6)는 도면에 도시한 바와 같이, 외부의 진공장비(도시하지 않음)와 연결되어 솔라셀을 진공흡착하기 위한 다수의 진공홀(32a)이 형성되어 있는 판상의 몸체(32)와, 상기 몸체(32)의 저부에 설치되어 솔라셀의 핑거바 위치를 보정하는 세타축 보정모터(34)를 포함한다. 상기 세타축 보정모터(34)는 워크플레이트의 진공홀(32a)을 통해 솔라셀이 진공 흡착되기 전에 구동하여 솔라셀 핑거바의 탄젠트(tan) 보정값만큼 워크플레이트 몸체(32)를 회전시켜 핑거바가 EHD 헤드의 노즐에 대응하도록 얼라인하게 된다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 요부인 EHD 헤드의 각도를 조절하기 위한 수동 매뉴얼 스테이지(20)의 구성을 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도8a 내지 도8c는 EHD 헤드의 높낮이를 조절하는 높이조절기구(21)의 구성도로서, 도8a는 EHD 헤드의 표준 위치, 도8b는 EHD 헤드의 하강상태, 도8c는 EHD헤드의 상승상태를 나타낸다.
상기 수동 매뉴얼 스테이지(20)는 도7에 도시한 바와 같이, EHD헤드(10)의 X축에 장착되며, 회전에 의해 EHD헤드의 피칭(pitching)을 조절하는 피칭조절핸들(35)과; EHD헤드의 Y축에 장착되며, 회전에 의해 EHD헤드의 요잉(yawing)을 조절하는 요잉조절핸들(36); 및 EHD의 후단에 설치되어 회전에 의해 EHD 헤드의 경사각도를 조절하는 틸팅(tilting)조절핸들(37)을 포함한다. 또한, 높이조절기구(21)는 도8에 도시한 바와 같이 EHD 헤드(10)의 후단부에 설치되며, 높이간격을 나타내는 홀이 수직으로 가공되어 있는 브라켓(38)과; 상기 브라켓(36)의 하부 일측에 설치되어 정역회전에 의해 EHD헤드의 높이를 조절하는 높이조절핸들(39)을 포함한다.
상기한 바와 같이 구성된 수동 매뉴얼 스테이지(20)와 높이조절기구(21)의 작동을 통하여 EHD헤드(10)의 요잉, 피칭, 틸팅을 조정함으로써 EHD헤드(10)와 솔라셀의 표면의 수평을 유지하게 되며, 또한 솔라셀과 EHD헤드의 최적화된 이격거리를 조절할 수 있는 것이다.
도9a 내지 도9c는 본 발명의 요부인 열경화장치의 구성을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 열경화장치(12, 16)는 솔라셀의 표면 상부에 위치되어 열원을 가하는 할로겐램프(41)와; 상기 할로겐램프(41)를 지지하는 지지대(42)와; 상기 지지대(42)의 상부에 설치되어 할로겐램프(41)와 솔라셀간의 간격을 조절하며, 솔라셀과 할로겐램프(41)의 간격에 따른 경화정도를 테스트하기 위한 수동 높낮이 조절핸들(43); 및 상기 지지대(42) 양단에 설치되어 할로겐램프(41)에서 발생된 열원온도가 최적화되도록 유지하기 위한 방열커버(44)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명한다.
먼저, EHD 헤드에 장착된 수동 매뉴얼 스테이지(20)와 높낮이 조절기구(21)를 통하여 소재 표면과의 수평 유지 및 최적화된 이격거리를 조절한다. 그리고, 워크플레이트(4)에 솔라셀이 안착되면, 비젼얼라인 유닛(8)의 카메라(26)가 솔라셀의 에찌영상을 획득하고, 에찌 영상데이타는 콘트롤박스(27)내에서 얼라인 알고리즘을 통하여 분석되어 틀어진 정도(X축, Y축 및 Theta 축 값)를 산출하여 세타축 보정모타(34)에 구동신호를 인가하게 된다. 상기 세타축 보정모터(34)는 솔라셀의 탄젠트 보정값만큼 워크플레이트(6)의 각도를 보정함으로써 EHD헤드 노즐의 분사위치에 솔라셀을 정렬시킨다.
상기 솔라셀의 위치가 얼라인되면 워크플레이트(6)에 진공력이 제공되어 솔라셀을 워크플레이트(6)에 흡착하게 되며, 리니어모터(22)가 구동하여 LM가이드(23) 및 석정반(24)을 이동시킨다. 상기 석정반(24)의 이동과 함께 워크플레이트(6)가 이동하여 Ni 잉크용 EHD 헤드(10)의 노즐 하부에 솔라셀을 위치시킨다. 이 상태에서 Ni 잉크용 EHD 헤드(10)로부터 Ni 잉크가 솔라셀에 인쇄되고, 제1 열경화장치(12)에 구비된 할로겐램프(41)의 열원으로 가경화시켜 Ni 잉크의 퍼짐을 최소화하게 된다. 다음에 동일한 방식으로 Ag 잉크용 EHD 헤드(14)를 통하여 Ag가 분사되고 제2 열경화장치(16)의 할로겐램프(41)를 통해 가경화되어 솔라셀의 패턴인쇄를 완료하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
2: 지지프레임 4: 리니어 유닛
6: 워크플레이트 8: 비젼 얼라인 유닛
10: Ni잉크용 EHD 헤드 12: 제1 열경화장치
14: Ag잉크용 EHD 헤드 16: 제2 열경화장치
22: 리니어모터 23: LM가이드
24: 석정반 26: 카메라
27: 콘트롤박스

Claims (5)

  1. 지지프레임 상에 장착되어 있는 리니어모터와, 상기 리니어모터의 구동에 의해 좌우로 이동하는 LM가이드와, 상기 LM가이드 상부에 고정되는 석정반을 포함하는 리니어유닛;
    상기 리니어유닛의 석정반 상면에 설치되어 진공흡착으로 솔라셀을 고정하는 워크플레이트;
    상기 워크플레이트 일측 양단에 설치되며, 솔라셀의 영상을 획득하고 얼라인 알고리즘에 의해 분석하여 틀어진 정도(X, Y, Theta 값)를 계산한 후 그 결과값으로 워크플레이트의 세타축을 제어하여 ESD헤드 노즐의 분사위치에 정렬되도록 하기 위한 비젼 얼라인 유닛;
    상기 비젼 얼라인 유닛의 일측에 배열되어 솔라셀에 니켈(Ni)잉크를 분사하는 Ni잉크용 EHD 헤드;
    상기 Ni 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ni 잉크 표면을 가경화시키는 제1 열경화장치;
    상기 제1 열경화장치의 일측에 배열되어 솔라셀의 니켈(Ni)잉크 표면에 은(Ag)을 도포하기 위한 Ag잉크용 EHD 헤드; 및
    상기 Ag 잉크용 EHD헤드 일측에 배열되어 솔라셀에 분사된 Ag 잉크 표면을 가경화시키는 제2 열경화장치
    를 포함하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Ni 및 Ag 잉크용 EHD헤드 각각에 장착되어 헤드 노즐과 솔라셀 표면간의 요잉(Yawing), 피칭(Pitching), 틸팅(tilting)을 조정하여 솔라셀의 평탄도를 조정하기 위한 수동 매뉴얼 스테이지; 및
    Ni 및 Ag 잉크용 EHD헤드 각각과 솔라셀과의 이격거리(stand-off)를 조절하여 최적화된 이격거리에서 금속잉크가 분사될 수 있도록 하기 위한 높이조절기구
    를 더 포함하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 워크플레이트는
    진공부와 연결되어 솔라셀을 진공흡착하기 위한 다수의 진공홀이 형성되어 있는 판상의 몸체와, 상기 몸체의 저부에 설치되어 솔라셀의 핑거바 위치를 보정하는 세타축 보정모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    수동 매뉴얼 스테이지는 EHD헤드의 X축에 장착되며 회전에 의해 EHD헤드의 피칭(pitching)을 조절하는 피칭조절핸들과, EHD헤드의 Y축에 장착되며 회전에 의해 EHD헤드의 요잉(yawing)을 조절하는 요잉조절핸들 및 EHD의 후단에 설치되어 회전에 의해 EHD 헤드의 경사각도를 조절하는 틸팅(tilting)조절핸들을 포함하며,
    상기 높이조절기구는 EHD 헤드의 후단부에 설치되며, 높이를 나타내는 홀이 수직으로 가공되어 있는 브라켓과; 상기 브라켓의 하부 일측에 설치되어 정역회전에 의해 EHD헤드의 높이를 조절하는 높이조절핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열경화장치는
    솔라셀의 표면 상부에 위치되어 열원을 가하는 할로겐램프;
    상기 할로겐램프를 지지하는 지지대;
    상기 지지대의 상부에 설치되어 할로겐램프와 솔라셀간의 간격을 조절하며, 할로겐램프의 높이에 따른 경화정도를 테스트하기 위한 수동 높낮이 조절장치; 및
    상기 지지대 양단에 설치되어 할로겐램프에 의해 발생된 열원 온도가 최적화되도록 유지하기 위한 방열커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수력학(EHD) 분사방식을 이용한 비접촉식 미세패턴 인쇄장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023096158A1 (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 (주) 유니젯 잉크젯 인쇄 장비

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