TWI450826B - 網版印刷裝置與網版印刷方法 - Google Patents

Description

網版印刷裝置與網版印刷方法

本發明是有關於一種網版印刷裝置與網版印刷方法，特別是有關於一種用來製造太陽能電池之網版印刷裝置與網版印刷方法。

近年來，由於環境污染的問題越來越嚴重，很多國家開始開發新的綠色能源來減少境污染的問題。太陽能電池可將太陽的光能轉為電能，且這種轉換不會產生任何污染性的物質，因此太陽能電池逐漸受到重視。

太陽能電池是利用半導體的光電效應直接吸收太陽光來發電。太陽能電池之發電原理是當太陽光照射在太陽能電池上時，太陽能電池會吸收太陽光能，而使太陽能電池於P-N接面處產生電洞與電子，進而產生電流。

在太陽能電池的製造過程中，大多利用網版印刷技術來將電極漿料設置於半導體基板上，以於半導體基板上形成電極層。由於電極層的寬度會影響到太陽能電池的受光面積，因此現行的電極製造方法大多利用二次刮料的方式來形成具有高厚度與低寬度之電極層。然而，進行二次以上的刮料步驟太過費時，而使得太陽能電池的生產效率下降。

因此，需要一種新的漿料擠刀與網版印刷方法，其可進行一次的刮料步驟來達到多次刮料步驟所呈現的效果。

本發明之一方面是在提供於一種網版印刷裝置與網版印刷方法，其可利用一次的刮料步驟來達到多次刮料步驟才能呈現的效果，即形成具有高厚度和低寬度之電極層。

根據本發明之一實施例，此網版印刷裝置包含擠刀，此擠刀主體包含第一表面、第二表面和第三表面。第三表面係位於第一表面和第二表面間，且具有一第三延伸方向，其中第三表面係第三延伸方向並往主體內凹陷，以於第一表面與第三表面之鄰接處形成第一刮邊，以及於第二表面與第三表面之鄰接處形成第二刮邊，其中第一刮邊和第二刮邊係用以抵接於網版上。

根據本發明之另一實施例，在上述之網版印刷方法中，首先提供上述之擠刀。接著，提供具有複數個落墨孔之網版。然後，將電極漿料置放於該網版之邊緣上。接著，進行擠刀置放步驟，以將擠刀置放於電極漿料上，其中擠刀置放步驟係使第一刮邊與第二刮邊皆抵接於網版上，並使電極漿料之第一部份和第二部份分別位於刮邊外以及擠刀凹陷部(藏料部)中。然後，進行印刷步驟，以利用擠刀之第一刮邊來將電極漿料之第一部份擠入網版之落墨孔中，以及利用擠刀之第二刮邊來將電極漿料之第二部份擠入網版之落墨孔中。

由上述說明可知，本發明實施例之擠刀具有兩個以上的刮邊以及至少一個藏料部，因此本發明實施例之網版印刷方法可於一次刮料步驟中，利用這些刮邊來對網版進行多次刮料動作，如此即可形成具有高厚度和低寬度之電極層。

請同時參照第1a圖和第1b圖，第1a圖係繪示根據本發明實施例之擠刀100的立體結構示意圖，第1b圖係繪示擠刀100的側視結構示意圖。擠刀100包含主體110，主體110包含第一表面112、第二表面114以及第三表面116。第三表面116係位於第一表面112和第二表面114間，且往主體110內凹陷，以形成凹陷部120。如此，在第一表面112與第三表面116之鄰接處以及第二表面114與第三表面116之鄰接處上，分別會形成有第一刮邊122和第二刮邊124。在本實施例中，凹陷部120為方形，但在本發明之其他實施例中亦不受限於此，例如凹陷部120可為圓形或其他形狀。

第一刮邊122和第二刮邊124之連線可構成一個虛擬的平面S。第一表面112係與此虛擬平面S形成夾角θ 1，而第二表面114則與虛擬平面S形成夾角θ 2。在本實施例中，夾角θ 1和θ 2可為不同的角度，例如60度和45度，但本發明之其他實施例並不受限於此。第一刮邊122和第二刮邊124之間具有距離d(或最短距離)，在本實施例中距離d係大於3厘米(mm)，但在本發明之其他實施例中，距離d可根據網版印刷技術的需求來設計。

另外，在本實施例中，第一表面112、第二表面114以及第三表面116之延伸方向係彼此平行，但本發明之其他實施例並不受限於此。

請同時參照第2圖與第3a圖至第3g圖，第2圖係繪 示根據本發明實施例之網版印刷方法200的流程示意圖，第3a圖至第3f圖係繪示網版印刷方法200之各步驟所對應使用之印刷工具的結構示意圖。在網版印刷方法200中，首先進行擠刀提供步驟210，以提供擠刀100。接著，進行網版提供步驟220，以提供網版310，如第3a圖所示。網版310具有落料部312，落料部312的形狀係根據預設的圖案(例如電極圖案)來設計，而落料部312中具有多個落墨孔312a，以供網版310上的漿料落至網版310下方。

在網版提供步驟220後，接著進行漿料設置步驟230，以將電極漿料350置放於網版310的邊緣上，如第3b圖所示。在本實施例中，電極漿料350為含銀的漿料，但在本發明之其他實施例中，電極漿料350可為含鋁的漿料。

在漿料設置步驟230後，接著進行擠刀置放步驟240，以將擠刀100置放於電極漿料350上，以使電極漿料350一部份位於凹陷部120內，如第3c圖所示。在本實施例中電極漿料350被分為兩部份，其中第二漿料部份352位於擠刀100的凹陷部120(以下稱為藏料部)中，第一漿料部份354位於第一刮邊122和第二刮邊124外側，如第3d圖所示。在第3d圖中，第一刮邊122和第二刮邊124係將網版310之表面分為刮邊外側區域314a、314b和刮邊內側區域316，其中第二漿料部份352係位於刮邊內側區域316上(對應至藏料部120)，而第一漿料部份354位於刮邊外側區域314a、314b上。在本發明之其他實施例中，第一漿料部份354可僅位於刮邊外側區域314a上，如第3e圖所示。

在擠刀置放步驟240後，接著進行印刷步驟250，以 利用擠刀100來將電極漿料350擠入(或刮入)網版310的落料部312中，以使電極漿料350落至網版310下方的半導體基板360上。在印刷步驟250中，由於擠刀100具有兩個刮邊即第一刮邊122和第二刮邊124，當擠刀100移動時，首先，擠刀100的第一刮邊122會將第一漿料部份354的一部份刮入落料部312中，以在半導體基板360上形成高度為h的電極層370，如第3f圖所示。接著，第二刮邊124會將第二漿料部份352刮入落料部312中，如第3g圖所示。由於半導體基板360上已先形成厚度為h的電極層370，因此當第二漿料部份352被刮入落料部312後，會堆疊在電極層370上，而形成具有更高厚度但寬度幾近不變之電極層380。

由以上說明可知，本發明實施例之網版印刷方法係利用具有兩個刮邊之擠刀100來於一次的刮料步驟中，進行多次刮料動作(即利用刮邊壓迫漿料進入落料部中)，如此即可形成具有高厚度和低寬度之電極層。

值得注意的是，上述之擠刀置放步驟240係將擠刀100適當地置放，而使得擠刀100之第一表面112、第三表面116與網版310之表面呈現銳角，如此方可利用第一刮邊122與第二刮邊124來壓迫電極漿料350進入落料部312中。另外，在本實施例中，擠刀置放步驟240係使得擠刀100之第一刮邊122與第二刮邊124在下刀時的位置為等高，以使第一刮邊122與第二刮邊124可同時與網版310之表面接觸，然而本發明之其他實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中，擠刀100之第一刮邊122與第二 刮邊124在下刀時的位置亦可為不等高。

請同時參照第4a圖和第4b圖，其係繪示根據本發明另一實施例之擠刀第一刮邊122和第二刮邊124與網版310的距離關係。在網版印刷技術中，當利用擠刀來刮電極漿料時，擠刀的刮邊會壓迫網版而使得網版變形，因此在本實施例之擠刀置放步驟係適當將擠刀置放於網版310上，以於第一刮邊122與網版310接觸時，使第二刮邊124與網版310間具有預設間隙G，如第4a圖所示。此預設間隙G係根據網版網紗的彈性以及擠刀下刀刮料時的力度來決定，以使第一刮邊122壓迫網版變形時，第二刮邊124可抵接至網版310，如第4b圖所示，其中虛線部分係代表未受壓迫前的網版310，而實線部分係代表受壓迫後變形的網版310。

由上述說明可知，在本實施例之擠刀置放步驟中，第一刮邊122於下刀時的垂直位置可比第二刮邊124的垂直位置為低，以使第一刮邊122先與網版310接觸，以及使第二刮邊124後與網版310接觸。

請參照第5圖，其係繪示根據本發明又一實施例之擠刀500的結構側視圖。擠刀500係類似於擠刀100，但不同之處在於擠刀500之第二表面514為圓弧狀，而位於第三表面116和第二表面514鄰接處之第二刮邊524為圓弧狀之刮邊。

在前述的實施例中，擠刀的刮邊皆由鋒利的銳角所構成，因此在利用擠刀來網印時，擠刀的鋒利刮邊常會使得網版310受損。在本實施例中，由於擠刀500的第二刮邊 524為圓弧狀，因此當利用擠刀500來進行網印時，擠刀500之第二刮邊524會平滑地刮過網版310而不會對網版310造成損傷。

請參照第6圖，其係繪示根據本發明又一實施例之擠刀600的結構側視圖。擠刀600係類似於擠刀100，但不同之處在於位在第三表面116和第一表面112鄰接處之第一刮邊622為平坦狀之刮邊。在本實施例中，由於擠刀600的第一刮邊622為平坦狀，因此當利用擠刀600來進行網印時，擠刀600之第一刮邊622會平滑地刮過網版310而不會對網版310造成損傷。

請參照第7圖，其係繪示根據本發明又一實施例之擠刀700的結構側視圖。擠刀700係類似於擠刀100，但不同之處擠刀700同時具有圓弧狀第二刮邊524和平坦狀第一刮邊622。在本實施例中，由於擠刀700同時具有圓弧狀第二刮邊524和平坦狀第一刮邊622，因此當利用擠刀700來進行網印時，網版310所受到的傷害可較前述實施例更為輕微。申言之，上述第5至7圖中不同型態刮邊之設計可視需要而調整變換之，當然，本發明其他實施例之刮邊型態亦不受限於上述之形狀與樣貌。

請參照第8圖，其係繪示根據本發明又一實施例之擠刀800的結構側視圖。擠刀800係類似於擠刀100，但不同之處擠刀800具有多個藏料部320以及三個刮邊。本實施例之800的第三表面116係向內凹陷，以獲得兩個藏料部320以及一個額外的第三刮邊816。額外第三刮邊816係位於兩個藏料部320之間，且為銳角刮邊。在本發明之 其他實施例中，額外第三刮邊816亦可為前述實施例之圓弧狀刮邊或平坦狀刮邊。

如上述實施例所言，本發明實施例之網版印刷方法係利用具有多個刮邊之擠刀來於一次的刮料步驟中，進行多次刮料動作，以達到多次刮料步驟才能完成的效果。因此本實施例之擠刀800增加了一個額外的第三刮邊816，如此便能在一次的刮料步驟中進行三次的刮料動作，如此所製造出的電極層可具有更高的厚度。申言之，藉此多個藏料部320以及匹配多個刮邊之設計，可於網版印刷時藉由單道擠刀所具有之多刮邊之刮印效果，得到具有較佳高寬比之電極圖案。上述刮邊數量為三個刮邊甚至更多時，其擠刀之本體可為一體成形或是由多個小刮刀組裝成如上述般之擠刀之設計。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧擠刀

110‧‧‧主體

112‧‧‧第一表面

120‧‧‧凹陷部

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第三表面

210‧‧‧擠刀提供步驟

122‧‧‧第一刮邊

230‧‧‧漿料設置步驟

124‧‧‧第二刮邊

250‧‧‧印刷步驟

200‧‧‧網版印刷方法

312‧‧‧落料部

220‧‧‧網版提供步驟

240‧‧‧擠刀置放步驟

316‧‧‧刮邊內側區域

310‧‧‧網版

350‧‧‧電極漿料

312a‧‧‧落墨孔

360‧‧‧半導體基板

314a、314b‧‧‧刮邊外側區域

320‧‧‧藏料部

514‧‧‧第二表面

352‧‧‧第二漿料部份

354‧‧‧第一漿料部份

622‧‧‧第一刮邊

370、380‧‧‧電極層

800‧‧‧擠刀

500‧‧‧擠刀

524‧‧‧第二刮邊

θ 1、θ 2‧‧‧夾角

600‧‧‧擠刀

G‧‧‧間隙

700‧‧‧擠刀

816‧‧‧第三刮邊

S‧‧‧虛擬平面

h‧‧‧厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第1a圖係繪示根據本發明實施例之擠刀的立體結構示意圖。

第1b圖係繪示擠刀的側視結構示意圖。

第2圖係繪示根據本發明實施例之網版印刷方法的流程示意圖。

第3a圖至第3g圖係繪示網版印刷方法之各步驟所對應使用之印刷工具的結構示意圖。

第4a圖和第4b圖係繪示根據本發明另一實施例之擠刀刮邊與網版的距離關係。

第5圖係繪示根據本發明又一實施例之擠刀的結構側視圖。

第6圖係繪示根據本發明又一實施例之擠刀的結構側視圖。

第7圖係繪示根據本發明又一實施例之擠刀的結構側視圖。

第8圖係繪示根據本發明又一實施例之擠刀的結構側視圖。

200‧‧‧網版印刷方法

210‧‧‧擠刀提供步驟

220‧‧‧網版提供步驟

230‧‧‧漿料設置步驟

240‧‧‧擠刀置放步驟

250‧‧‧印刷步驟

Claims (9)

1. 一種網版印刷裝置，包含：一網版；以及一擠刀，包括一第一刮邊、一第二刮邊以及一凹陷部，其中該凹陷部位於該第一刮邊與該第二刮邊之間，且該凹陷部沿著該第一刮邊延伸，該第一刮邊與該第二刮邊用以同時接觸該網版。
2. 如申請專利範圍第1項所述之網版印刷裝置，其中該第一刮邊與該第二刮邊之連線所形成之一虛擬平面與該擠刀側面之間的夾角為60度或/及45度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之網版印刷裝置，其中還包括位於該第一刮邊與該第二刮邊之間的一第三刮邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之網版印刷裝置，其中該第一刮邊與該第二刮邊間之距離大於3mm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之網版印刷裝置，其中該第一刮邊或/及該第二刮邊為一圓弧狀或/及一平坦表面。
6. 一種網版印刷方法，包含：提供一基板；提供一擠刀，該擠刀包括一第一刮邊、一第二刮邊以及一凹陷部，其中該凹陷部位於該第一刮邊與該第二刮邊之間，且該凹陷部沿著該第一刮邊延伸； 提供一網版，該網版位於該基板上方；提供一漿料於該網版上；使該第一刮邊與該第二刮邊接觸該網版，並使該漿料分別位於該凹陷部外及該凹陷部內；以及利用該第一刮邊與該第二刮邊進行網版印刷。
7. 如申請專利範圍第6項所述之網版印刷方法，其中該擠刀與該網版之間的印刷角度呈60度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之網版印刷方法，其中該第一刮邊與該第二刮邊對該網版之下壓深度彼此相等。
9. 如申請專利範圍第6項所述之網版印刷方法，其中，該第一刮邊對該網版的下壓深度大於該第二刮邊對該網版的下壓深度。