TW201501949A - 用於印刷平面基板特別是太陽電池之網板印刷裝置與基板印刷方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種用於印刷基板特別是太陽電池之網板印刷裝置，其包括至少一印刷網板、至少一可沿該印刷網板運動之刮刀及至少一印刷巢，其中該印刷網板及該刮刀設計用於將導電黏著劑加印於該基板。

Description

用於印刷平面基板特別是太陽電池之網板印刷裝置與基板印刷方法

本發明係有關於一種用於印刷平面基板特別是太陽電池之網板印刷裝置，其包括至少一印刷網板、至少一可沿該印刷網板運動之刮刀及至少一印刷巢。本發明另亦關於一種利用網板印刷技術印刷平面基板之方法。

本發明之目的在於改良網板印刷裝置與基板印刷方法。

為此，本發明提出一種用於印刷平面基板特別是太陽電池之網板印刷裝置，其包括至少一印刷網板、至少一可沿該印刷網板運動之刮刀及一印刷巢，其中該印刷網板及該刮刀設計用於將導電黏著劑加印於該基板。

網板印刷技術可直接在基板特別是太陽電池上實現高精度印刷。藉由施覆導電黏著劑，可利用相應之連接器(串)在太陽電池間建立連接。以此取代以往所常用的焊接技術。採用網板印刷技術在此十分有益，因為亦能印刷極精細之結構即所謂的匯流條，且能對基板特別是太陽電池實施極為柔和之操作。若印刷此等匯流條，則其可取代以金屬化技術印刷之匯流條。

在本發明之進一步方案中，設有用於該等基板之翻轉站。

藉此方式，該網板印刷裝置既能印刷太陽電池頂面亦能印刷太陽電池底面。從而以極簡單之方式實現太陽電池的串聯接觸，即接觸太陽電池底面，再讓連接導線伸向下一太陽電池之頂面。

在本發明之進一步方案中，該網板印刷裝置具有至少兩印刷站，其中第一印刷站設計用於印刷該基板之正面，第二印刷站設計用於印刷該基板之背面。

在本發明之進一步方案中，設有旋轉分度台，其中至少一印刷巢設於該旋轉分度台上且可自該第一印刷站運動至該第二印刷站。

在本發明之進一步方案中，該至少一印刷巢在其用於該基板之放置面上具有槽隙，其中該等槽隙與該等基板待加印黏著劑之區域相匹配。

藉此可將已完成印刷之基板以其完成印刷一面放置在印刷巢上。如此，已施覆黏著劑將位於印刷巢之槽隙區域內，不必擔心印刷巢被黏著劑污染或者太陽電池黏著在印刷巢上。

在本發明之進一步方案中，設有用於在該刮刀沿該印刷網板運動期間至少單面抬升該印刷網板之手段。

利用該網板提昇器可在本發明之網板印刷裝置上加工具不同流變性能之黏著劑類型。根據待加印黏著劑之黏度及其他特性，在運動過程中抬升印刷網板，以使其在刮刀將黏著劑塗佈於基板上後立即迅速脫離已施覆之黏著劑。根據所用黏著劑類型的流變性能調節網板提昇程度。

本發明之其他特徵與優點包含於申請專利範圍及下文聯繫圖式對本發明之較佳實施方式所作之說明中。其中，不同圖式所示之單項特徵可在不超越本發明範圍之情況下任意組合。

10‧‧‧網板印刷裝置

12‧‧‧旋轉分度台

14‧‧‧箭頭

16‧‧‧印刷巢

16A‧‧‧印刷巢

16B‧‧‧印刷巢

16C‧‧‧印刷巢

16D‧‧‧印刷巢

18‧‧‧箭頭

20‧‧‧箭頭

22‧‧‧第一印刷站

24‧‧‧翻轉站

26‧‧‧第二印刷站

28‧‧‧太陽電池

28A‧‧‧基板

28B‧‧‧基板

30‧‧‧印刷站

32‧‧‧印刷巢

34‧‧‧網框

36‧‧‧印刷網板

38‧‧‧刮刀

40‧‧‧箭頭，運動方向

42‧‧‧旋轉點

44‧‧‧箭頭

46‧‧‧孔口

48‧‧‧槽隙

50‧‧‧網板印刷裝置

52‧‧‧印刷站

54A‧‧‧太陽電池

54B‧‧‧太陽電池

54C‧‧‧太陽電池

54D‧‧‧太陽電池

54E‧‧‧太陽電池

54F‧‧‧太陽電池

54G‧‧‧太陽電池

54H‧‧‧太陽電池

58‧‧‧轉裝與翻轉站

圖1為本發明根據第一實施方式之網板印刷裝置的俯視示意圖；圖2為印刷站側面示意圖；圖3為本發明印刷巢之斜視俯視圖；圖4為本發明根據另一實施方式之網板印刷裝置的俯視圖。

本發明之網板印刷裝置係用於將糊狀導電黏著劑加印於基板特別是太陽電池上。利用此等黏著劑將電池連接器即所謂的串黏著於太陽電池正面與背面，而後逐個將太陽電池上之電池連接器連接起來以構建太陽能模組。此種電池連接器黏著法已取代以往所常用的焊接過程。

- 本發明之網板印刷裝置採用網板印刷法將黏著劑直接施覆於太陽電池上。

- 該等黏著劑在一個循環內同時被施覆於太陽電池正面與背面。

- 該網板印刷裝置可以單任務(即每個印刷過程僅印刷一個太陽電池)或多任務模式(即每個印刷過程印刷兩個或兩個以上太陽電池)運行。

- 透過多任務模式可在一個循環內同時印刷多個太陽電池。藉此可提高每小時之印刷基板產出率或者減少所需印刷機組數目。

- 透過多任務模式可在一個印刷過程中同時為正背面塗佈黏著劑。例如用左側網板佈局(Sieblayout)印刷第一太陽電池之正面，用右側網板佈局印刷第二太陽電池之背面。

- 施膠佈局可針對太陽電池正背面單獨設計。

- 可將已被施覆有效黏著面之太陽電池定位於印刷巢上，該黏著面朝下，並自頂面起為其進一步施膠。

- 藉由適當之定位系統按精確尺寸相對定位太陽電池正背面之黏著劑印刷位置。

- 該印刷站配設自動太陽電池轉運與翻轉站。此站係負責自印刷巢其中一側取下一面已完成印刷之太陽電池，翻轉後在不損失定位精度之情況下將其放置於印刷巢第二側。

- 設有旋轉分度台，該旋轉分度台每旋轉90°便將至少一已兩面加印黏著劑之太陽電池移交至後續製程。

- 所有必要功能皆分佈於旋轉分度台上的四個站上，即裝料位置、印刷位置、卸料位置與翻轉位置。藉由搬運系統及/或傳送帶完成裝卸料。

- 利用真空將太陽電池定位保持在印刷巢上。根據待印結構(即所謂的匯流條)之佈局與位置相應設計該等印刷巢，使得已印結構之區域在真空架中(即在印刷巢中)保持開放狀態。需印刷不同數目及不同位置之匯流條，亦即需印刷不同結構時，可簡單更換印刷巢插件(Drucknesteinlage)。該等印刷巢亦可針對不同之匯流條間距進行設計，從而在改成其他匯流排佈局時不必更換印刷巢。藉此可在印刷站上為太陽電池加印兩個、三個、四個或五個匯流條而不必更換印刷巢。

- 由於印刷巢係提供斷續支撐，太陽電池斷裂風險增大，而藉由相應調節影響斷裂風險之參數特別是低網板張力、大網板及網板提昇功能，可減小斷裂風險。該等匯流條之定向既可沿印刷方向，即沿刮刀運動方向，亦可垂直於印刷方向。

- 利用印刷站之網板提昇功能可在該裝置上加工所有具不同流變性能之黏著劑類型。

- 該印刷站可自動或人工裝卸料。

- 該印刷站可自主工作並向後續製程提供雙面印刷太陽電池。

- 該網板印刷裝置可作為獨立加工機，或者整合於一具有不同用途之總系統中。

- 該旋轉分度台可按順時針方向或逆時針方向工作。

圖1為本發明根據第一實施方式之網板印刷裝置的俯視示意圖。網板印刷裝置10具有旋轉分度台12，其可按箭頭14所指的逆時針方向每次旋轉90°。旋轉分度台12上共設四個印刷巢16A、16B、16C、16D。6點鐘位置上設有用兩箭頭18與20象徵性示出之裝卸料站。

3點鐘位置上設有包含第一印刷網板之第一印刷站22。第一印刷站係用於將導電黏著劑加印於太陽電池頂面。

12點鐘位置上設有僅示意性示出之太陽電池翻轉站24。翻轉站24係用於將已在印刷站22上完成單面印刷之基板翻轉並重新放置在印刷巢16上。為此，印刷巢16上可設置與太陽電池上之匯流條位置適配的槽隙，參見圖3。藉此可避免已印結構即匯流條因接觸印刷巢16表面而黏著於印刷巢16上。

9點鐘位置上設有包含第二印刷網板之第二印刷站26。第二印刷站26係用於將導電黏著劑加印於太陽電池背面。將導電黏著劑加印於太陽電池正背面之後，將印刷巢16重新送入6點鐘位置並自印刷巢16A上取下基板28A、28B。

圖2為利用網板印刷技術印刷太陽電池28之印刷站30的示意圖。印刷站30具有印刷巢32，太陽電池28平放於該印刷巢上。網框34將印刷網板36繃緊，在印刷過程中，刮刀38壓向印刷網板36及太陽電池28，而後按箭頭40所指方向運動到太陽電池28之待印刷表面上。刮刀38具有由彈性材料構成且相對於印刷網板斜置之撓性材料帶。為清楚起見，圖2中未示出用以固定該材料帶之刮刀固定器。

沿刮刀38在印刷時之運動方向40看，網框34之前端可偏轉地安裝在旋轉點42上。由此，網框34之後端可沿箭頭44所指方向向上偏轉且例如可運動至圖2中以虛線示出之位置。

圖2示出處於兩不同位置之刮刀38，其中實線指代大體於印刷運 動開始時之位置，虛線指代在太陽電池28上大約完成三分之二之印刷運動時的位置。當刮刀38處於實線位置時，印刷網板36亦處於實線位置。當刮刀38處於其虛線位置且網框34處於其藉由網板提昇器而到達之抬升位置時，印刷網板36處於虛線位置。點劃線僅指代當網框34處於向上偏轉位置時印刷網板36之假想位置。

當刮刀38在太陽電池28表面上做印刷運動時，網框後端沿箭頭44所指方向抬升。其結果為，在箭頭40所指方向上，印刷網板36在刮刀後面更快地脫離太陽電池28表面。特別是刮刀38後面的印刷網板區段與太陽電池28表面所夾之釋放角，針對給定刮刀位置，此釋放角大於印刷網板36在刮刀38的印刷運動過程中未向上偏轉之情形。若不提昇印刷網板，則該釋放角隨刮刀行程增大而變小。在本發明之印刷站上，在後端區域提昇印刷網板36之作用在於使得印刷網板36在刮刀後面迅速脫離太陽電池28表面，進而亦迅速脫離刮刀透過印刷網板36而在刮刀38後面加印於太陽電池28上之黏著劑。藉此可於刮刀38在太陽電池28表面上之整個印刷運動過程中形成精確印記，因為藉由使該釋放角高於預定值或者保持恆定值，亦可在刮刀38的印刷運動結束時使印刷網板36迅速脫離已施覆之黏著劑。

圖3為圖2所示印刷巢32之斜視俯視圖。印刷巢32的放置面上設有多個孔口46。孔口46連接未圖示真空泵。藉由向孔口46施加負壓，可在印刷過程中將太陽電池28可靠保持在印刷巢32上。

印刷巢32在其放置面上進一步具有兩槽隙48。槽隙48與加印在太陽電池上之結構相匹配。利用槽隙48可將完成單面印刷之太陽電池28以其完成印刷一面放置在印刷巢32之放置面上，已施覆黏著劑卻不會接觸印刷巢32之放置面。藉此亦可印刷太陽電池背面，而不必擔心太陽電池28黏著在印刷巢32上或擔心已施覆黏著劑受損或被抹掉。

圖4為根據本發明第二較佳實施方式之網板印刷裝置的示意圖。 網板印刷裝置50具有共包含四個印刷巢16A、16B、16C及16D之旋轉分度台12。12點鐘位置上設有包含印刷網板之印刷站52。印刷站52適於用來同時印刷兩太陽電池。在圖4中，印刷巢16C上平放有兩由印刷站52同時印刷之太陽電池54A與54B。其中，太陽電池54A係被背面加印導電黏著劑，太陽電池54B係被正面加印導電黏著劑。

待印刷太陽電池54C在3點鐘位置上被轉運至印刷巢16B。其中在3點鐘位置上僅將一個太陽電池54C轉運至印刷巢16B。太陽電池54D已被放置在印刷巢16B上，其貼靠印刷巢16B之底面已完成印刷。

該二太陽電池54A、54B在印刷站52上完成印刷後，旋轉分度台12按逆時針方向進一步旋轉90°以到達9點鐘位置。如圖所示，9點鐘位置上設有印刷巢16D，其上平放兩太陽電池54E及54F。於此二太陽電池中僅將太陽電池54F運離印刷巢16D以例如作進一步加工。太陽電池54F之正背面皆已被加印黏著劑。

而後，印刷巢16D旋轉90°進一步運動至6點鐘位置。如圖4所示，6點鐘位置上設有印刷巢16A。印刷巢16A上僅放置一個太陽電池54G。太陽電池54G之正面已完成印刷。藉由僅示意性示出之轉裝與翻轉站58自印刷巢16A上取下太陽電池54G並在下一循環中將其頂面朝下地重新放置到印刷巢16A上，即圖4中以虛線繪示之右側位置上。大體在太陽電池54G被取下的同時，在前一循環中被取下且其間被翻轉之太陽電池54H被放置在以虛線繪示之右側位置上。而後，印刷巢16A按逆時針方向進一步運動至3點鐘位置，且如前所述，印刷巢上之未裝料區域被尚未經印刷之太陽電池54C佔據。

轉裝與翻轉站58用兩吸附單元操作一太陽電池。第一吸附單元吸住太陽電池54G頂面，使其脫離印刷巢16A並將其旋轉90°。第二吸附器則吸住太陽電池54G背面，自第一吸附器接收太陽電池54G，而後在下一循環中將太陽電池54G之頂面放置於印刷巢16A之放置面 上。

轉裝與翻轉站58撿取一太陽電池，在旋轉分度台進一步運動期間儲存該太陽電池並在下一循環中方才將其重新放置於印刷巢上。如此一來，轉裝與翻轉站58上有時會同時存在兩太陽電池。藉此可同時實施撿取第一太陽電池如太陽電池54G及放下前一循環之太陽電池如太陽電池54H此二項操作。該措施有助於節省時間，進而確保太陽電池得到柔和操作。尤其可使旋轉分度台保持較短循環時間，因為撿取第一太陽電池及放下第二太陽電池係同時進行，而對太陽電池的搬運操作速度較慢，從而能確保其不受損。

10‧‧‧網板印刷裝置

12‧‧‧旋轉分度台

14‧‧‧箭頭

16‧‧‧印刷巢

16A‧‧‧印刷巢

16B‧‧‧印刷巢

16C‧‧‧印刷巢

16D‧‧‧印刷巢

18‧‧‧箭頭

20‧‧‧箭頭

22‧‧‧第一印刷站

24‧‧‧翻轉站

26‧‧‧第二印刷站

28‧‧‧太陽電池

28A‧‧‧基板

28B‧‧‧基板

Claims (10)

1. 一種用於印刷平面基板特別是太陽電池之網板印刷裝置，其包括至少一印刷網板、至少一可沿該印刷網板運動之刮刀及至少一印刷巢，其中該印刷網板及該刮刀設計用於將導電黏著劑加印於該基板。
2. 如請求項1之網板印刷裝置，其中設有用於該等基板之翻轉站。
3. 如請求項1或2之網板印刷裝置，其中該網板印刷裝置具有兩印刷站，其中第一印刷站設計用於印刷該基板之正面，第二印刷站設計用於印刷該基板之背面。
4. 如前述請求項1或2之網板印刷裝置，其特徵在於，設有旋轉分度台，其中至少一印刷巢在該旋轉分度台上可自該第一印刷站運動至該第二印刷站。
5. 如前述請求項1或2之網板印刷裝置，其中該至少一印刷巢在其用於該基板之放置面上具有槽隙，其中該等槽隙與該等基板待加印黏著劑之區域相適配。
6. 如前述請求項1或2之網板印刷裝置，其中設有用於在印刷過程中於該刮刀運動期間至少單面抬升該印刷網板之手段。
7. 如前述請求項3之網板印刷裝置，其特徵在於，設有旋轉分度台，其中至少一印刷巢在該旋轉分度台上可自該第一印刷站運動至該第二印刷站。
8. 如前述請求項3之網板印刷裝置， 其中該至少一印刷巢在其用於該基板之放置面上具有槽隙，其中該等槽隙與該等基板待加印黏著劑之區域相適配。
9. 如前述請求項3之網板印刷裝置，其中設有用於在印刷過程中於該刮刀運動期間至少單面抬升該印刷網板之手段。
10. 一種利用如前述請求項中至少一項之網板印刷裝置印刷基板特別是太陽電池之方法。