WO2008086992A1 - Bearbeitungslinie für plattenartige elemente, insbesondere solarzellen, und verfahren zum bearbeiten von plattenartigen elementen - Google Patents

Bearbeitungslinie für plattenartige elemente, insbesondere solarzellen, und verfahren zum bearbeiten von plattenartigen elementen Download PDF

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WO2008086992A1
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processing
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printing
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PCT/EP2008/000217
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Ewald König
Markus Hilpert
Klaus Messmer
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Thieme Gmbh & Co. Kg
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Processing line for plate-like elements in particular solar cells, and method for processing plate-like elements
  • the invention relates to a processing line for plate-like elements, in particular solar cells, with at least one processing station and a positioning in the material flow direction of the processing station positioning station for aligning the plate-shaped elements.
  • the invention also relates to a method for processing plate-like elements in a production line.
  • the invention is intended to provide a processing line for plate-like elements and a method for processing plate-like elements, wherein increased process reliability of the processing process carried out can be achieved.
  • a processing line for plate-like elements, in particular solar cells with at least one processing station and a positioning station upstream of the processing station in the material flow direction for aligning the plate-shaped egg - -
  • the plate-like elements can be aligned in the positioning and then passed on while maintaining the predefined position tolerance to the processing station.
  • the time saved for the processing step itself can be used, so that thereby the process reliability can be increased.
  • the transport means at least a first, the positioning station associated conveyor belt and a second, the processing station associated conveyor belt and suction means for generating a negative pressure in the region of the first and the second conveyor belt.
  • means for synchronizing the first and second conveyor belts are provided at least during the transfer of a plate-shaped element from the positioning station to the processing station.
  • the first and the second conveyor belt transversely to the direction of travel extending areas in which a negative pressure for sucking a plate-shaped element can be generated and the first and the second conveyor belt are arranged relative to each other so that when passing a plate-shaped element from the first to the second conveyor belt, at most one third of the length of the plate-shaped element lying parallel to the conveying direction lies outside the regions of the first and second conveyor belt, in which a negative pressure can be generated.
  • plate-shaped elements in particular two to eight segments, are seen transversely to the material flow direction. elements are arranged side by side and are simultaneously aligned in the positioning station, transferred to the processing station and processed in the processing station.
  • the positioning station has at least one stop for aligning the plate-like elements, which may be designed, for example, mechanically so that two opposing stops can be moved towards and away from each other by means of a crankshaft and connecting rods. If then the axis of rotation of the crankshaft intersects a center of a predefined position of a plate-shaped element in the positioning station, a very exact positioning can be achieved in a simple and fast manner with mechanically simple means. If two pairs of two opposing stops are actuated by means of a central crankshaft and crank rod, a quick and accurate positioning of a plate-shaped element can be made to a center point.
  • the positioning with respect to the center is independent of any size differences of the individual plate-like elements, since the proposed arrangement of the stops always ensures an exactly central orientation.
  • the first conveyor belt assigned to the positioning station has devices for producing an air cushion beneath a plate-like element.
  • a plate-like element can be moved with extremely little effort. During positioning, only very small handling forces are required on the plate-like element, so that the risk of breakage and in general the risk of damage during positioning can be greatly reduced.
  • the plate-shaped elements can be moved by means of an air flow.
  • the plate-shaped elements in combination with an air cushion below the plate-shaped element, the plate-shaped elements can then be moved by simple blowing relative to a reference point and thereby aligned therewith.
  • a processing line for plate-like elements in particular solar cells, with at least one formed as a screen printing station processing station, wherein viewed transversely to the direction of material flow multiple print locations for each plate-like element, in particular two to eight printing stations, arranged side by side in the screen printing station are and wherein each printing place is assigned a separate squeegee.
  • the screen printing process can be tuned separately for each of the adjacent plate-shaped elements. For example, differences in thickness of the plate-shaped elements to be printed can thus be easily compensated for and, in contrast to a common, continuous
  • the present squeegee can be prevented that individual plate-shaped elements are exposed to excessive squeegee pressure.
  • the mechanical stress of the plate-shaped elements during processing can be comparatively and greatly reduced in individual cases, whereby the process reliability is considerably increased.
  • a common doctor blade bar spanning the printing stations arranged side by side is provided, with which the plurality of squeegee blades are connected.
  • each squeegee is connected by means of at least two movement organs, in particular pneumatic pressure cylinders, with the squeegee bar.
  • a common squeegee bar facilitates the mechanical construction of the screen printing station and ensures a reliably synchronized printing process at all adjacent printing stations.
  • the squeegee pressure can be adjusted separately on each squeegee, whereby, for example, the already mentioned tolerance compensation with respect to differences in thickness between individual plate-shaped elements can be achieved.
  • each squeegee are each assigned a separate control unit, in particular a pneumatic pressure regulator.
  • each squeegee is lowered with the predetermined pressure on the plate-shaped element to be printed and not by a common, continuous pressure line differences in squeegee pressure on the individual squeegees occur.
  • the movement organs of each squeegee can be controlled separately. In this way, individual printing doctor blades can be used For example, be lifted when a printing operation is not required.
  • the movement organs of each squeegee can be activated as a function of the output signal of at least one sensor for detecting damage to a plate-like element.
  • each squeegee is assigned a flood squeegee, the squeegee having a transverse doctor blade edge running transversely to the printing direction and having lateral side frames extending from one end of the flood doctor blade edge in the direction of the squeegee.
  • Beifluter can be ensured that the applied ink remains in the web, which is defined by the flood squeegee and which is assigned to a specific printing place. In the case of several printing sites arranged next to one another, it is possible to prevent ink from running from one printing station to the other, thereby negatively influencing the printing result.
  • the Beifluter are arranged at an angle between 90 ° and 110 °, preferably 100 °, to the printing doctor blade edge and extend in particular at least to the squeegee. By applying the Beifluter at an angle of about 10 ° to the outside dead zones at the transition between flood blade and Beifluter can be avoided, which could possibly lead to a deterioration of the printing result.
  • the Beifluter can also have at least partially extending obliquely to the printing direction sections, with such portions of adjacent Beifluter overlap in the projection seen parallel to the printing direction.
  • the Beifluter snowplow-like ink bring back into its own path and thereby reliably prevent ink from passing from one printing place to the adjacent printing place.
  • At least two, in particular extendable Siebniederhalter are provided in the screen printing station, which extend in the extended state or in its functional state approximately to the level of the printing doctor blade edge.
  • These Siebniederhalter can be arranged in the printing direction right or left of the plurality of squeegee.
  • the screen tension is of considerable importance. If several printing stations are arranged next to each other and, for example, the rightmost and leftmost squeegee are not lowered due to recognized damage of plate-like elements during a printing operation, this can lead to differences in the wire tension in a continuous over all squeegee printing screen. This is prevented by Siebniederhalter that provide regardless of the position of the squeegee always the same conditions in the wire tension.
  • the positioning station and / or the processing station are provided with a support frame, which is arranged transversely to the material flow direction removably from the processing line.
  • such a support frame can be arranged like a drawer out of the processing line, for example, to wait for a screen printing station.
  • the removability transversely to the material flow direction from the processing line also facilitates the maintenance of the positioning station and / or the processing station in general, since these are inevitably accessible only to a limited extent within the processing line.
  • the processing station has at least one hot-air blower, with which locally limited locations on the plate-like element can be acted upon.
  • each solar cell has two or more locally limited contact surfaces, which are used for contacting the solar cells with each other.
  • These localized contact surfaces can be easily dried with a hot air blower, which is much simpler and less expensive than providing a separate continuous dryer.
  • the processing station is provided with a movable printing table in order to move a stored on the printing table plate-like element in a processing position.
  • the printing table is provided with a conveyor belt extending over the printing table surface, in particular a paper tape.
  • the printing table surface can be cleaned quickly and easily by removing a paper tape section provided, for example, with chips of a broken wafer, and replacing it with a still unused paper tape section.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for processing plate-like elements in a production line with the following steps: positioning at least two plate-like elements arranged side by side in the material flow direction with a predefined positional tolerance in a positioning station, passing on the at least two plate-like elements a processing station while maintaining the predefined position tolerance by means of transport means and processing the at least two plate-like elements in the processing station.
  • an air cushion is produced below the plate-like elements during positioning.
  • any damage to the plate-like elements in the positioning and / or in the processing station immediately after passing the plate-like elements are detected and depending on the detected damage to the plate-like elements they are processed in the processing station or not processed.
  • any damage to the plate-like elements are detected and depending on the detected damage damaged plate-like elements are sorted out, resulting in a sorted out empty space in the further course of processing in the processing line is not filled.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for processing plate-like elements in a processing line, in which the following steps are provided: positioning and processing of at least two plate-like elements arranged side by side in the material flow direction, wherein a processing station is designed as a screen printing station, detecting any damage to the plate-like elements and depending on the detected damage to the plate-like elements, editing or non-processing in the screen printing station.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a processing line according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of the processing line of Fig. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a processing line according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a plan view of the processing line of Fig. 3,
  • FIG. 5 is a schematic front view of a printing unit of the processing lines according to the invention in a first state
  • FIG. 6 shows the printing unit of FIG. 5 in a second state
  • FIG. 7 is a plan view of several juxtaposed printing doctor blades and flood doctor blades of a processing line according to the invention.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a detail of Fig. 7,
  • Fig. 9 is a view taken along the line VIII-VIII of Fig. 8 and
  • FIG. 10 is a plan view of a flood squeegee according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a processing line 10 according to the invention according to a first embodiment of the invention.
  • Solar cell wafers 12 are delivered by means of an upstream transport path 14, by means of a camera 8 and downstream processing software, the camera 8 generally forming a sensor. det, checked for damage and positioned in the region of a positioning station 16 relative to a reference point.
  • the positioning station 16 has a first conveyor belt 18, which is provided with means 20 to generate a negative pressure in the region of the upper run of the conveyor belt 18, on which the solar cell wafers come to rest.
  • the device 20 can also generate an air cushion below the wafer 12 in order to be able to move and position it relative to the conveyor belt 18 with the least possible expenditure of force.
  • stops 22 For positioning of the wafer 12 four stops 22 are provided, of which only two are shown in the illustration of FIG. 1.
  • the stops 22 are each connected by means of connecting rods 24 with a central crankshaft 26 whose axis of rotation coincides with a reference point for positioning. As the crankshaft 26 rotates, the stops 22 are thus moved toward or away from the crankshaft 26. By rotation of the crankshaft 26, the stops can be moved up to the wafer 12 and then position this in two directions arranged perpendicular to each other. If an air cushion is generated at the same time during the process of the attacks below the wafer 12, the positioning can take place with very small forces acting on the wafer 12, so that the risk of damage to the wafer 12 is greatly reduced.
  • an air cushion can be created for positioning underneath the wafer 12, and then airflow generated by nozzles to blow and thereby align the wafer 12 against one or more stops.
  • the conveyor belt 18 may be inclined to allow the wafer 12 to attack a downhill force and thereby position it.
  • the devices After the wafer 12 is aligned on the first conveyor belt 18 with a predefined positional tolerance, the devices become 20 driven to generate a negative pressure and immovably hold the wafer 12 relative to the conveyor belt 18.
  • the conveyor belt 18 is then set in motion so that the wafer 12 is moved into the area of a screen printing station 28.
  • the screen printing station 28 has a second conveyor belt 30, and is provided with means 32 to generate in the region of an upper run of the conveyor belt 30, a negative pressure and thereby hold a wafer 12 immovably in a printing position.
  • both the devices 20 and the devices 32 generate a negative pressure and moreover a movement of the first conveyor belt 18 and the second conveyor belt 30 is synchronized, so that during the transfer of a Wafers no slip between the conveyor belts 18, 30 and the wafer 12 occurs. Thereby, it is possible to maintain a positional tolerance, which has been achieved when positioning on the first conveyor belt 18 relative to a reference point, during the transfer to the second conveyor belt 30. This eliminates the need for repositioning in the screen printing station 28, since the conveyor belts 18, 30 are only moved synchronously with each other and thereby transport the wafer 12 into the screen printing station 28.
  • the time for the repositioning of the wafer 12 is thereby saved and this time gained is available for the actual printing process.
  • the printing process can be tuned by the time gained so that the mechanical stress of the wafer 12 is minimized and thus the risk of breakage of the wafer 12 is substantially reduced.
  • a further reduction in the risk of breakage of the wafer 12 is already achieved in that no repositioning is required and thus no re-handling of the wafer 12 is necessary.
  • the screen printing station 28 is provided in a known manner with a printing screen 34, which forms part of a printing unit together with a squeegee 36 and a flood squeegee 38, the other components are not shown in the illustration of FIG. 1 for the sake of clarity.
  • this is transferred from the second conveyor belt 30 to a third conveyor belt 40, wherein the position accuracy is maintained as far as possible during the transfer from the second conveyor belt 30 to the third conveyor belt 40.
  • a visual inspection of the wafer 12 for print quality and possible damage by means of a camera 42 and suitable, downstream processing software takes place. If the wafer 12 is detected as damaged or incorrectly printed by the camera 42, then the wafer 12 is sorted out by folding up an area of a downstream fourth conveyor belt 44 in accordance with the arrow 46 in FIG. 1 and thereby moving the wafer off the conveyor belt 40 passes directly into a reject container 48. On the other hand, if the test by means of the camera 42 has proceeded positively, the wafer 12 is transferred from the third conveyor belt 40 to the fourth conveyor belt 44 and fed from there, for example, to a continuous dryer 50.
  • the second conveyor belt 30 is designed as a paper tape and can be used both for transporting the wafer 12 and for free printing of the printing screen 34.
  • a circulating additional conveyor belt is provided below the paper tape, which is moved synchronously to the paper tape.
  • a wafer 12 is damaged during printing in the screen printing station 28, it is quite possible that splinters of the wafer adhere to the printing screen 34.
  • the second conveyor belt 30 is in any case moved further in order to move the wafer 12 onto the third conveyor belt 40.
  • the section originally located below the printing screen 34 then comes to lie in the field of view of a checking camera 33 and is checked for damage by means of the camera 33 and downstream processing software. If the check reveals that the section of the paper tape 30 is damaged, for example due to splinters of a broken wafer, this paper tape section is no longer moved back under the printing screen 34, but the new paper tape section already lying below the printing screen 34 remains in the roll 29 this position and is then used to serve as a base for a new, to be printed wafer 12. If the check by means of the camera 33 indicates that the paper tape section previously below the printing screen 34 is unpolluted and undamaged, it is moved back to the position below the printing screen 34 and can again serve as a support for a wafer 12 during a screen printing operation.
  • FIG. 2 shows schematically a plan view of the processing line 10 of FIG. 1, wherein in the region of the screen printing station 28, the printing doctor blades 36 and the flood doctor blades 38 are not shown. These will be explained in more detail with reference to FIGS. 5 to 9.
  • first conveyor belts 18 arranged next to one another are arranged in the region of the positioning station 16 and five second conveyor belts 30 arranged next to one another are arranged in the screen printing station 28. In the same way follow five juxtaposed third conveyor belts 40 and five fourth conveyor belts 44. Also, the continuous dryer 50 is adapted to accommodate five juxtaposed wafer 12 simultaneously.
  • the screen printing station 28 is activated such that the squeegee assigned to this damaged wafer is not activated and this damaged wafer thus not printed and only passed through.
  • the wafer 12c was detected as damaged on the example of FIG. 2 and this wafer is then not printed in the screen printing station 28, but discharged into the reject container 48 in the transition region between the third conveyor belt 40 and the fourth conveyor belt 44 as described. Even in the further course of processing, this resulting empty space is not filled, but remain blocks of juxtaposed wafers unchanged during the entire processing process. This facilitates the documentation and tracking of the production conditions for individual wafers.
  • Dashed lines in the illustration of FIG. 2 indicate an alternative position of the conveyor belts 30.
  • the conveyor belts 30, which form part of the respective printing tables, can be used together with all five juxtaposed printing tables perpendicular to the material flow direction from the processing line in the position shown in dashed lines in Fig. 2 are moved out.
  • all printing tables are arranged on a common support frame, which can then be pulled out of the processing line like a drawer.
  • the maintenance of the printing tables is greatly facilitated and, for example, it is easily possible in this withdrawn position to replace the rollers 29, 31 to provide the respective printing table with new, unused paper tape 30.
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a processing line 60 according to a further embodiment of the invention. Compared to the processing line 10 of FIG. 1 identically constructed components are provided with the same reference numerals and will not be explained again.
  • the wafers 12 delivered by the upstream transport path 14 are checked for damage by the camera 8 and removed from the transport path 14 by means of a so-called pick-and-place device 62, aligned relative to a reference point on the pick-and-place device 62 and then deposited in the aligned state on the paper tape 30.
  • the pick-and-place device 62 can be moved both along the double arrow 64 shown in FIG. 3 and perpendicular to it, ie toward the paper web 30 and away from it again.
  • the wafer 12 is thus deposited in the already aligned state on the paper tape 30 and then, together with the paper tape 30 along the double arrow 66 moved to a position below the printing screen 34 in the screen printing station 28.
  • the printing table with the paper tape 30 together with the rollers 29, 31 along the double arrow 66 is movable, wherein the means for moving the printing table are designed so that after depositing the wafer 12 on the paper tape 30 in the gestri Position accuracy achieved during the process is maintained and the wafer thus comes to rest in the exactly predefined position and with the predetermined positional tolerance in the screen printing station 28.
  • the processing line 60 is also provided for the continuous parallel processing of five adjacent wafers 12.
  • the five juxtaposed printing tables, each with a paper tape 30 can not only take the position shown in dashed lines in Fig. 3 and thus be moved parallel to the direction of material flow along the double arrow 66, but they can also be like a drawer transversely to the material flow direction from the Processing line 60 are pulled out.
  • the printing tables are secured together with the paper tapes 30 on a common, extendable support frame.
  • FIG. 5 shows a schematic view of a printing unit of the screen printing station 28 from the front.
  • the screen printing station 28 has a squeegee carrier 70 which completely spans the common printing screen 34 and on which five printing doctor blades 36a, 36b, 36c, 36d and 36e are arranged side by side.
  • Each of the printing doctor blades 36a, 36b, 36c, 36d and 36e is associated with its own processing path and each of the five juxtaposed wafers 12a, 12b, 12c, 12d and 12e is thus printed by means of a separate squeegee 36a, 36b, 36c, 36d and 36e, respectively ,
  • the printing screen 34 is provided in common for all five printing sites arranged next to one another.
  • each squeegee 36a, 36b, 36c, 36d, 36e is connected to the common squeegee bar 70 by means of two respective pneumatic pressure cylinders 72.
  • each of a squeegee associated with two pneumatic pressure cylinders are each provided with a separate pressure regulator 74a, 74b, 74c, 74d and 74e.
  • the pneumatic pressure on each of the squeegees 36a, 36b, 36c, 36d and 36e can thus be adjusted and regulated separately.
  • each of the squeegees 36a, 36b, 36c, 36d and 36e it is thus not only possible to raise and lower each of the squeegees 36a, 36b, 36c, 36d and 36e separately, but also the contact pressure of the respective squeegee 36a, 36b, 36c, 36d and 36e can be adjusted and regulated separately.
  • the separate pressure regulator 74 ensures that all printing doctor blades act on the wafers, each with the same contact pressure.
  • a left Siebniederhalter 76 and right Siebniederhalter 78 which are each connected by means of a pressure cylinder 80 and 82 with the common doctor carrier 70.
  • the two printing cylinders 80, 82 can be controlled jointly, so that the Siebniederhalter 76, 78 can be moved as needed in the direction of the printing screen 34 and away from it.
  • the two Siebniederhalter 76, 78 each have a pressure roller, which roll on the printing screen 43 during the movement of the doctor carrier 70.
  • FIG. 6 A corresponding state of the screen printing station is shown schematically in FIG. As can be seen, only the printing doctor blades 36a and 36c are lowered and are therefore in contact with the printing screen 34, while the printing doctor blades 36b, 36d and 36e are in a raised position so that they do not touch the printing screen 34 and below the printing doctor blades 36b, 36d and 36e lying wafers are therefore not printed. In this state, shown in Fig. 6, the Siebniederhalter 76, 78 ensure that the same voltage of the printing screen 34, as given in the state of Fig.
  • FIG. 7 shows a plan view of the five juxtaposed printing doctor blades 36a, 36b, 36c, 36d and 36e of a screen printing station.
  • Each squeegee 36a, 36b, 36c, 36d and 36e is associated with a squeegee 84a, 84b, 84c, 84d, 84e which provides for uniform distribution of the ink 86 on the squeeze during flooding of the squeeze.
  • the ink 86 is thereby distributed during a movement of the flood blade 84a, 84b, 84c, 84d, 84e along the arrow 88 on the printing screen, a printing direction, ie the direction in which the printing doctor blades 36a, 36b, 36c, 36d and 36e over move the printing screen during the actual printing process, however, runs opposite along the arrow 90.
  • Each of the flood doctor blades 84a, 84b, 84c, 84d, 84e is oriented perpendicular to the flood direction 88 or to the printing direction 90 and provided at both ends of a flood trailing edge with so-called Beiflutern 92, 94, 96.
  • the Beifluter 92, 94, 96 extend on the example of the flood blade 84a parallel to the flood direction 88 and to the printing direction 90, starting from the left or right end of the flood blade 84a.
  • the banners 92, 94, 96 serve to hold the ink 86 during flooding within a path defined by the banners 92, 94, 96 and thereby prevent ink 86 from passing to and adjacent to an adjacent web of the baffle 84b an excess of color and thereby causes a deteriorated printing result.
  • the attaching fingers 92, 94 are also inclined approximately at the level of the pressure edge of the printing doctor blade 36a with respect to the flood direction 88 or to the printing direction 90 arranged portions 92 a, 96 a provided.
  • the two slanted portions 92a, 94a are both arranged outwardly opening from a center of the flood blade 84a, so that they lie on the printing screen during movement of the flood blade 84a in the flood direction 88 in the manner of a snow plow in the area between the Beifluter 92nd and 94 back bring.
  • the obliquely arranged portion 96a on Beifluter 96 is formed longer compared to the inclined portion 94a on Beifluter 94 so that it is seen in the flood direction 88, the inclined portion 96a on Beifluter 96, which is associated with the flood blade 84b overlaps. This prevents a strip of printing ink from remaining between the two inclined sections 94a, 96a.
  • the formation and arrangement of the slanted portions 94a, 96a on the baffles 94 and 96, respectively, ensures that an area between the tuyeres 84a, 84b, 84c, 84d, 84e is always completely cleared of any ink remaining there.
  • the attachments 92, 94, 96 on all floats 84a, 84b, 84c, 84d, 84e have the same configuration, so that always the obliquely arranged portion 94a of the respectively right side feed 94 is the inclined portion 96a of FIG overlaps each left Beifluters 96 of the adjacent floats.
  • FIG. 8 shows the floater 84a of FIG. 7 in an enlarged view, wherein in addition to the squeegee 36a additionally a feed tube 98 for ink 86 is located.
  • the ink delivery tube 98 is at the center of the floater 84a, so that the ink is evenly distributed to both sides of the floater 84a.
  • Fig. 9 shows a view of the sectional plane VIII-VIII of Fig. 8.
  • the shape of the flood blade 84 a which forms an inclined plane is applied to the ink from the feed tube 98, then along this oblique Level down slides and from a second, with respect to the first section steeper arranged portion of the flood blade over the printing screen 34 is distributed.
  • the appendices 94 provide with the oblique section 94a for collecting the ink during the flooding along the flood direction 88 and returning it to the area in front of a flood blade edge 100.
  • the squeegee 36a consists of a squeegee holder 104 and a squeegee rubber 106 which is oriented obliquely to the printing screen so that it touches the printing screen 34 in the printing direction 90 only with its lower edge 110.
  • FIG. 10 shows a view similar to FIG. 8 of a flood doctor blade 112 according to a further preferred embodiment of the invention.
  • the floater 112 on Beifluter 114, 116 which are not perpendicular to the flood doctor blade edge 118, but with respect to these employed slightly outward.
  • Advantageously Beifluter 114, 116 are adjusted by 10 ° to the outside, so that they each include an angle of about 100 ° with the flood doctor blade edge 118.
  • the baffles 114, 116 each have a section 122, 124 inclined to the printing direction or to the flood direction, which, as in the embodiment shown in FIG. 8, are intended to overlap with the obliquely arranged sections of the adjacent baffles.
  • a supply tube for printing ink and a squeegee 120 are also provided in the case of the flood squeegee 112.
  • a plurality of flood doctor blades 112, each with associated printing doctor blades 120, would be arranged next to one another in order to achieve a so-called multiple use.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, wobei erfindungsgemäß eine Bearbeitungsstation und eine in Materialflussrichtung der Bearbeitungsstation vorgeschaltete Positionierstation zum Ausrichten der plattenförmigen Elemente relativ zu einem Bezugspunkt mit einer vordefinierten Positionstoleranz und Transporteinrichtungen zum Bewegen der plattenartigen Elemente von der Positionierstation zu der Bearbeitungsstation unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz vorgesehen sind.

Description

Beschreibung
Bearbeitunqslinie für plattenartiqe Elemente, insbesondere Solarzellen, und Verfahren zum Bearbeiten von plattenartiqen Elementen
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation und einer in Materialflussrichtung der Bearbeitungsstation vorgeschalteten Positionierstation zum Ausrichten der plattenförmigen Elemente. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen in einer Fertigungslinie.
Bei der Bearbeitung von empfindlichen plattenartigen Elementen, beispielsweise Dünnglassolarzellen oder sogenannten Stringribbonwafern für Solarzellen ist die Bruchgefahr während der Bearbeitung groß. Beispielsweise müssen in einer Siebdruckstation Leiterbahnen auf die Solarzellen aufgedruckt werden und die mechanische Handhabung der Solarzellen während der Bearbeitung führt gelegentlich zu deren Beschädigung oder gar deren Bruch. Die beschädigten Solarzellen oder Teile der beschädigten Solarzellen können dann erhebliche Störungen des Betriebsablaufs verursachen, insbesondere dann, wenn es sich um eine industrielle Fertigung hoher Taktrate handelt.
Mit der Erfindung soll eine Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente und ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen bereitgestellt werden, wobei eine erhöhte Prozesssicherheit des durchgeführten Bearbeitungsprozesses erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation und einer in Materialflussrichtung der Bearbeitungsstation vorgeschalteten Positionierstation zum Ausrichten der plattenförmigen EIe- - -
mente relativ zu einem Bezugspunkt mit einer vordefinierten Positionstoleranz und mit Transporteinrichtungen zum Bewegen der plattenartigen Elemente von der Positionierstation zu der Bearbeitungsstation unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz vorgesehen.
Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie können die plattenartigen Elemente in der Positionierstation ausgerichtet werden und dann unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz an die Bearbeitungsstation weitergegeben werden. Dadurch wird ein erneutes Handhaben der plattenartigen Elemente in der Bearbeitungsstation zur positionsgenauen Ausrichtung vermieden, wodurch zum einen die Gefahr der Beschädigung der plattenartigen Elemente verringert wird und zum anderen aber auch die Bearbeitung der plattenartigen Elemente schneller durchgeführt werden kann, da ja keine zusätzliche Zeit mehr für das Ausrichten der plattenartigen Elemente in der Bearbeitungsstation benötigt wird. Dadurch kann die eingesparte Zeit für den Bearbeitungsschritt selbst genutzt werden, so dass dadurch die Prozesssicherheit erhöht werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Transportmittel wenigstens ein erstes, der Positionierstation zugeordnetes Transportband und ein zweites, der Bearbeitungsstation zugeordnetes Transportband und Saugeinrichtungen zum Erzeugen eines Unterdrucks im Bereich des ersten und des zweiten Transportbands auf.
Nach dem Ausrichten der plattenförmigen Elemente in der Positionierstation können diese zuverlässig mittels Unterdruck auf den Transportbändern gehalten werden. Aufgrund dieser Ansaugwirkung der Transportbänder können die plattenförmigen Elemente auf den Transportbändern nicht mehr verrutschen und eine vordefinierte Positionstoleranz kann auch während der Übergabe vom ersten auf das zweite Transportband beibehalten werden. Speziell müssen die plattenförmigen Elemen- . .
te auf ihrem Weg von der Positionierstation zu der Bearbeitungsstation nicht mehr ausgerichtet und damit gehandhabt werden, so dass die Gefahr von Beschädigungen und damit die Bruchrate zurückgeht.
In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zum Synchronisieren des ersten und zweiten Transportbandes wenigstens während der Übergabe eines plattenförmigen Elements von der Positionierstation an die Bearbeitungsstation vorgesehen.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine vordefinierte Positionstoleranz relativ zu einem Bezugspunkt auch während der Übergabe vom ersten Transportband an das zweite Transportband nicht verloren geht, da durch die Synchronisation kein Schlupf zwischen den Transportbändern und dem plattenartigen Element auftritt.
In Weiterbildung der Erfindung weisen das erste und das zweite Transportband quer zur Fahrtrichtung verlaufende Bereiche auf, in denen ein Unterdruck zum Ansaugen eines plattenförmigen Elements erzeugt werden kann und das erste und das zweite Transportband sind relativ zueinander so angeordnet, dass bei der Übergabe eines plattenförmigen Elements vom ersten auf das zweite Transportband maximal ein Drittel der parallel zur Förderrichtung liegenden Länge des plattenförmigen Elements außerhalb der Bereiche des ersten und zweiten Transportbands liegt, in denen ein Unterdruck erzeugt werden kann.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das plattenförmige Element stets zuverlässig an entweder das erste oder das zweite Transportband angesaugt wird und dadurch kein Schlupf relativ zu den Transportbändern auftritt.
In Weiterbildung der Erfindung sind quer zur Materialflussrichtung gesehen mehrere plattenförmige Elemente, insbesondere zwei bis acht EIe- mente, nebeneinander angeordnet und werden gleichzeitig in der Positionierstation ausgerichtet, an die Bearbeitungsstation übergeben und in der Bearbeitungsstation bearbeitet.
Durch einen solchen sogenannten Mehrfachnutzen wird ein Flaschenhals in der Bearbeitungslinie verhindert. Wenn im Vergleich zu einer seriellen Bearbeitung fünf plattenartige Elemente gleichzeitig nebeneinander bearbeitet werden, so steht bei gleichem Produktionsausstoß für die Bearbeitung eines plattenartigen Elements die fünffache Zeit zur Verfügung. Diese Zeit kann dazu benutzt werden, die plattenartigen Elemente möglichst vorsichtig zu bearbeiten, beispielsweise beim Siebdruck, um dadurch die Bruchrate zu verringern und die Prozesssicherheit zu erhöhen.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Positionierstation wenigstens einen Anschlag zum Ausrichten der plattenartigen Elemente auf, der beispielsweise mechanisch so ausgebildet sein kann, dass zwei einander gegenüberliegende Anschläge mittels einer Kurbelwelle und Kurbelstangen aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Wenn dann die Drehachse der Kurbelwelle einen Mittelpunkt einer vordefinierten Position eines plattenförmigen Elements in der Positionierstation schneidet, kann auf einfache und schnelle Weise mit mechanisch einfachen Mitteln eine sehr exakte Positionierung erreicht werden. Werden zwei Paare von jeweils zwei gegenüberliegenden Anschlägen mittels einer zentralen Kurbelwelle und Kurbelstange betätigt, kann eine schnelle und exakte Positionierung eines plattenförmigen Elements auf einen Mittelpunkt vorgenommen werden. Die Positionierung in Bezug auf den Mittelpunkt ist dabei unabhängig von eventuellen Größenunterschieden der einzelnen plattenartigen Elemente, da die vorgeschlagene Anordnung der Anschläge immer für eine exakt mittige Ausrichtung sorgt. In Weiterbildung der Erfindung weist das erste, der Positionierstation zugeordnete Transportband Einrichtungen zum Erzeugen eines Luftpolsters unterhalb eines plattenartigen Elements auf.
Auf einem Luftpolster kann ein plattenartiges Element mit äußerst geringem Kraftaufwand bewegt werden. Während des Positionierens sind dadurch nur sehr geringe Handhabungskräfte an dem plattenartigen Element erforderlich, so dass das Bruchrisiko und allgemein das Risiko von Beschädigungen während des Positionierens stark verringert werden kann. Beispielsweise können die plattenförmigen Elemente mittels eines Luftstroms bewegt werden. Insbesondere in Kombination mit einem Luftpolster unterhalb des plattenförmigen Elements können die plattenförmigen Elemente dann durch einfaches Anblasen relativ zu einem Bezugspunkt verschoben und dadurch zu diesem ausgerichtet werden. Zusätzlich oder alternativ ist es beispielsweise aber auch möglich, das erste Transportband zu einer Materialflussebene zu neigen, um die dadurch entstehenden Hangabtriebskräfte für eine Positionierung des plattenförmigen Elements zu nutzen.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, mit wenigstens einer als Siebdruckstation ausgebildeten Bearbeitungsstation gelöst, wobei quer zur Materialflussrichtung gesehen mehrere Druckplätze für jeweils ein plattenartiges Element, insbesondere zwei bis acht Druckplätze, nebeneinander in der Siebdruckstation angeordnet sind und wobei jedem Druckplatz eine separate Druckrakel zugeordnet ist.
Durch Vorsehen von separaten Druckrakeln kann der Siebdruckprozess für jedes der nebeneinander angeordneten plattenförmigen Elemente separat abgestimmt werden. Beispielsweise können dadurch Dickenunterschiede der zu bedruckenden plattenförmigen Elemente einfach ausgeglichen werden und im Unterschied zu einer gemeinsamen, durchge- henden Druckrakel kann vermieden werden, dass einzelne plattenförmi- ge Elemente einem übermäßigem Rakeldruck ausgesetzt sind. Dadurch lässt sich die mechanische Beanspruchung der plattenförmigen Elemente während der Bearbeitung vergleichsmäßigen und in Einzelfällen stark reduzieren, wodurch die Prozesssicherheit erheblich erhöht wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein gemeinsamer, die nebeneinander angeordneten Druckplätze überspannender Rakelbalken vorgesehen, mit dem die mehreren Druckrakel verbunden sind. Vorteilhafterweise ist jede Druckrakel mittels wenigstens zwei Bewegungsorganen, insbesondere pneumatischen Druckzylindern, mit dem Rakelbalken verbunden.
Das Vorsehen eines gemeinsamen Rakelbalkens erleichtert den mechanischen Aufbau der Siebdruckstation und sorgt bei allen nebeneinander angeordneten Druckplätzen für einen zuverlässig synchronisierten Druckvorgang. Indem jede Druckrakel mit pneumatischen Druckzylindern mit dem Rakelbalken verbunden ist, kann der Rakeldruck an jeder Druckrakel separat eingestellt werden, wodurch beispielsweise der bereits erwähnte Toleranzausgleich im Bezug auf Dickenunterschiede zwischen einzelnen plattenförmigen Elementen erreicht werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist den Bewegungsorganen jeder Druckrakel jeweils eine separate Regeleinheit, insbesondere ein pneumatischer Druckregler, zugeordnet.
Auf diese Weise kann auch bei zahlreichen, nebeneinander angeordneten Druckplätzen sichergestellt werden, dass jede Druckrakel mit dem vorbestimmten Druck auf das zu bedruckende plattenförmige Element abgesenkt wird und nicht durch eine gemeinsame, durchgehende Druckleitung Unterschiede im Rakeldruck an den einzelnen Druckrakeln auftreten. Vorteilhafterweise sind die Bewegungsorgane jeder Druckrakel separat ansteuerbar. Auf diese Weise können einzelne Druckrakeln bei- spielsweise abgehoben werden, wenn ein Druckvorgang nicht erforderlich ist.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Bewegungsorgane jeder Druckrakel in Abhängigkeit des Ausgangssignals wenigstens eines Sensors zum Erfassen von Beschädigungen eines plattenartigen Elements ansteuerbar.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass als defekt erkannte Wafer nicht bedruckt werden. Diese Maßnahme trägt erheblich zur Prozesssicherheit bei, da ein bereits als defekt erkannter Wafer dadurch nicht während des Druckschritts zu weiteren Verunreinigungen der Bearbeitungslinie führen kann, sondern unbearbeitet durchgeschleust wird. In Bezug auf die Druckrakel kann dies einfach dadurch erreicht werden, dass die Druckrakel auf einen als beschädigt erkannten Wafer nicht abgesenkt und dieser dadurch nicht bedruckt wird. In gleicher Weise würden natürlich auch weitere Elemente der Siebdruckstation an dem Druckplatz des als defekt erkannten Wafers nicht angesteuert und beispielsweise würde bei einem als defekt erkannten Wafer darauf verzichtet werden, Druckfarbe auf das Drucksieb aufzubringen.
In Weiterbildung der Erfindung ist jeder Druckrakel eine Flutrakel zugeordnet, wobei die Flutrakel eine quer zur Druckrichtung verlaufende Flutrakelkante und sich von jeweils einem Ende der Flutrakelkante in Richtung der Druckrakel erstreckende seitliche Beifluter aufweist.
Durch solche Beifluter kann gewährleistet werden, dass die aufgebrachte Druckfarbe in der Bahn bleibt, die durch die Flutrakel definiert ist und die einem bestimmten Druckplatz zugeordnet ist. Bei mehreren nebeneinander angeordneten Druckplätzen kann dadurch verhindert werden, dass Druckfarbe von einem Druckplatz zum anderen läuft und dadurch das Druckergebnis negativ beeinflusst. In Weiterbildung der Erfindung sind die Beifluter in einem Winkel zwischen 90° und 110°, vorzugsweise 100°, zur Druckrakelkante angeordnet und erstrecken sich insbesondere wenigstens bis zur Druckrakel. Durch Anstellen der Beifluter in einem Winkel von etwa 10° nach außen können Totzonen am Übergang zwischen Flutrakel und Beifluter vermieden werden, die evtl. zu einer Verschlechterung des Druckergebnisses führen könnten. Die Beifluter können aber auch wenigstens teilweise sich schräg zur Druckrichtung erstreckende Abschnitte aufweisen, wobei sich solche Abschnitte benachbarter Beifluter in der Projektion parallel zur Druckrichtung gesehen überlappen. Mittels solcher schräg angeordneter Abschnitte können die Beifluter schneepflugartig Druckfarbe wieder in die eigene Bahn bringen und dadurch zuverlässig verhindern, dass Druckfarbe von einem Druckplatz zum benachbarten Druckplatz übertritt.
In Weiterbildung der Erfindung sind in der Siebdruckstation wenigstens zwei, insbesondere ausfahrbare Siebniederhalter vorgesehen, die sich im ausgefahrenen Zustand oder in ihrem Funktionszustand etwa bis auf Höhe der Druckrakelkante erstrecken. Diese Siebniederhalter können in Druckrichtung gesehen rechts bzw. links der mehreren Druckrakel angeordnet sein.
Für ein gutes und reproduzierbares Siebdruckergebnis ist die Siebspannung von erheblicher Bedeutung. Wenn nun mehrere Druckplätze nebeneinander angeordnet sind und beispielsweise die ganz rechte und ganz linke Druckrakel aufgrund von erkannten Beschädigungen von plattenartigen Elementen während eines Druckvorgangs nicht abgesenkt werden, so kann dies bei einem über alle Druckrakel durchgehenden Drucksieb zu Unterschieden in der Siebspannung führen. Dies wird durch Siebniederhalter verhindert, die unabhängig von der Stellung der Druckrakel für immer gleiche Verhältnisse bei der Siebspannung sorgen. In Weiterbildung der Erfindung sind die Positionierstation und/oder die Bearbeitungsstation mit einem Tragrahmen versehen, der quer zur Materialflussrichtung aus der Bearbeitungslinie entfernbar angeordnet ist.
Beispielsweise kann ein solcher Tragrahmen schubladenartig aus der Bearbeitungslinie herausziehbar angeordnet sein, beispielsweise um eine Siebdruckstation zu warten. Die Entfernbarkeit quer zur Materialflussrichtung aus der Bearbeitungslinie erleichtert auch ganz allgemein die Wartung der Positionierstation und/oder der Bearbeitungsstation, da diese innerhalb der Bearbeitungslinie zwangsläufig nur eingeschränkt zugänglich sind.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Bearbeitungsstation wenigstens ein Heißluftgebläse auf, mit dem lokal begrenzte Stellen auf dem plattenartigen Element beaufschlagbar sind.
Auf diese Weise können beispielsweise lediglich lokal aufgedruckte Kontaktflächen ohne einen Durchlauftrockner getrocknet werden. So weist beispielsweise jede Solarzelle zwei oder mehrere lokal begrenzte Kontaktflächen auf, die für die Kontaktierung der Solarzellen miteinander verwendet werden. Diese lokal begrenzten Kontaktflächen können in einfacher Weise mit einem Heißluftgebläse getrocknet werden, was wesentlich einfacher und kostengünstiger ist, als einen separaten Durchlauftrockner vorzusehen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Bearbeitungsstation mit einem verfahrbaren Drucktisch versehen, um ein auf dem Drucktisch abgelegtes plattenartiges Element in eine Bearbeitungsposition zu verfahren.
Auf diese Weise ist ein positionsgenaues Ablegen auf dem Drucktisch möglich und anschließend kann der Drucktisch in die Druckposition ver- fahren werden, ohne dass eine Toleranzverschlechterung in Bezug auf die Position des zu bearbeitenden plattenförmigen Elements auftritt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drucktisch mit einem über die Drucktischoberfläche verlaufenden Transportband, insbesondere einem Papierband, versehen.
Auf diese Weise kann die Drucktischoberfläche schnell und einfach gereinigt werden, indem ein beispielsweise mit Splittern eines gebrochenen Wafers versehener Papierbandabschnitt entfernt und durch einen dahinterliegenden, noch unbenutzten Papierbandabschnitt ersetzt wird.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen in einer Fertigungslinie mit den folgenden Schritten gelöst: Positionieren von wenigstens zwei in Materialflussrichtung gesehen nebeneinander angeordneten plattenartigen Elementen mit einer vordefinierten Positionstoleranz in einer Positionierstation, Weitergeben der wenigstens zwei plattenartigen Elemente an eine Bearbeitungsstation unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz mittels Transporteinrichtungen und Bearbeiten der wenigstens zwei plattenartigen Elemente in der Bearbeitungsstation.
Sowohl durch das Vorsehen von wenigstens zwei nebeneinander angeordneten plattenartigen Elementen und deren gleichzeitige Bearbeitung als auch durch das Weitergeben der positionierten plattenartigen Elemente unter Beibehaltung der Positionstoleranz an die Bearbeitungsstation wird eine Prozesssicherheit erheblich erhöht, da Handhabungsschritte eingespart werden und durch den sogenannten Mehrfachnutzen Zeit für die materialschonende Bearbeitung in der Bearbeitungsstation gewonnen wird. In Weiterbildung der Erfindung wird ein Unterdruck erzeugt und die plattenartigen Elemente werden an die Transportmittel wenigstens während des Weitergebens und Bearbeitens der plattenartigen Elemente angesaugt.
In Weiterbildung der Erfindung wird ein Luftpolster unterhalb der plattenartigen Elemente während des Positionierens erzeugt.
In Weiterbildung der Erfindung werden eventuelle Beschädigungen der plattenartigen Elemente in der Positionierstation und/oder in der Bearbeitungsstation unmittelbar nach dem Weitergeben der plattenartigen Elemente erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen der plattenartigen Elemente werden diese in der Bearbeitungsstation bearbeitet oder nicht bearbeitet.
Im Ergebnis werden dadurch von den mehreren, nebeneinander in der Bearbeitungsstation angeordneten plattenartigen Elemente nur diejenigen bearbeitet, die als beschädigungsfrei erkannt wurden. Im Falle einer Siebdruckstation wird dadurch beispielsweise verhindert, dass ein gebrochener Wafer bedruckt wird und dessen Bruchsplitter dann zusammen mit der Druckfarbe schwer entfernbare Reste darstellen, die den gesamten Prozess gefährden können.
In Weiterbildung der Erfindung werden eventuelle Beschädigungen der plattenartigen Elemente erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen werden beschädigte plattenartige Elemente aussortiert, wobei ein durch das Aussortieren entstandener Leerplatz im weiteren Verlauf der Bearbeitung in der Bearbeitungslinie nicht aufgefüllt wird.
Auf diese Weise wird die Dokumentation des Bearbeitungsprozesses erheblich erleichtert, da Blöcke von nebeneinander angeordneten plat- tenförmigen Elementen immer als Einheit durch den Fertigungsprozess getaktet werden. Defekte plattenförmige Elemente werden zwar aussortiert, da entstehende Leerplätze aber nicht aufgefüllt werden, ist auch am Ende des Fertigungsprozesses immer noch klar erkennbar, aus welchem Block nebeneinander angeordneter Elemente die gerade fertiggestellten Elemente stammen. Natürlich ist auch bei einem Auffüllen von Leerplätzen durch geeignete computerisierte Erfassung die Nachverfolgung im Produktionsprozess möglich, der hierzu erforderliche Aufwand darf aber nicht unterschätzt werden.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen in einer Bearbeitungslinie gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind: Positionieren und Bearbeiten von wenigstens zwei in Materialflussrichtung nebeneinander angeordneten plattenartigen Elementen, wobei eine Bearbeitungsstation als Siebdruckstation ausgebildet ist, Erfassen von eventuellen Beschädigungen der plattenartigen Elemente und in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen der plattenartigen Elemente, Bearbeiten oder Nichtbearbeiten in der Siebdruckstation.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf eventuelle Beschädigungen von plattenförmigen Elementen reagiert werden, indem solche beschädigten Elemente nicht bedruckt werden. Dadurch wird die Prozesssicherheit des gesamten Fertigungsprozesse erheblich erhöht. Zweckmäßigerweise werden dafür in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen einzelne Druckrakeln, die jeweils einem der nebeneinander angeordneten Druckplätze zugeordnet sind, während des Druckvorgangs nicht abgesenkt und an dem entsprechenden Druckplatz, der dann mit einem als beschädigt erkannten Element belegt ist, wird auch keine Druckfarbe aufgebracht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der in den Zeichnungen dargestellten unterschiedlichen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bearbeitungslinie der Fig. 1 ,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Bearbeitungslinie gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Bearbeitungslinie der Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Vorderansicht eines Druckwerks der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinien in einem ersten Zustand,
Fig. 6 das Druckwerk der Fig. 5 in einem zweiten Zustand,
Fig. 7 eine Draufsicht auf mehrere nebeneinander angeordnete Druckrakeln und Flutrakeln einer erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie,
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Fig. 7,
Fig. 9 eine Ansicht entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 8 und
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Flutrakel gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die schematische Seitenansicht der Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bearbeitungslinie 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Solarzellenwafer 12 werden mittels einer vorgelagerten Transportstrecke 14 angeliefert, mittels einer Kamera 8 und nachgeschalteter Bearbeitungssoftware, wobei die Kamera 8 allgemein einen Sensor bil- det, auf Beschädigungen überprüft und im Bereich einer Positionierstation 16 relativ zu einem Bezugspunkt positioniert. Die Positionierstation 16 weist ein erstes Transportband 18 auf, das mit Einrichtungen 20 versehen ist, um einen Unterdruck im Bereich des Obertrums des Transportbandes 18 zu erzeugen, auf dem die Solarzellenwafer zu liegen kommen. Neben einem Unterdruck kann die Einrichtung 20 auch ein Luftkissen unterhalb des Wafers 12 erzeugen, um diesen mit möglichst geringem Kraftaufwand relativ zum Transportband 18 verschieben und positionieren zu können. Zur Positionierung des Wafers 12 sind vier Anschläge 22 vorgesehen, von denen lediglich zwei in der Darstellung der Fig. 1 dargestellt sind. Die Anschläge 22 sind jeweils mittels Kurbelstangen 24 mit einer zentralen Kurbelwelle 26 verbunden, deren Drehachse mit einem Bezugspunkt zur Positionierung zusammenfällt. Bei Drehung der Kurbelwelle 26 werden demzufolge die Anschläge 22 auf die Kurbelwelle 26 zu oder von dieser weg bewegt. Durch Drehung der Kurbelwelle 26 können dadurch die Anschläge an den Wafer 12 herangefahren werden und diesen dann in zwei senkrecht zueinander angeordneten Richtungen positionieren. Wenn gleichzeitig während des Verfahrens der Anschläge unterhalb des Wafers 12 ein Luftkissen erzeugt wird, so kann die Positionierung mit sehr geringen, an dem Wafer 12 angreifenden Kräften erfolgen, so dass die Gefahr von Beschädigungen der Wafer 12 stark verringert ist.
Alternativ kann zur Positionierung unterhalb des Wafers 12 ein Luftkissen erzeugt werden und dann mittels Düsen ein Luftstrom erzeugt werden, um den Wafer 12 gegen einen oder mehrere Anschläge zu blasen und dadurch auszurichten. Als weitere Alternative kann das Transportband 18 geneigt werden, um an dem Wafer 12 eine Hangabtriebskraft angreifen zu lassen und diesen dadurch positionieren zu können.
Nachdem der Wafer 12 auf dem ersten Transportband 18 mit einer vordefinierten Positionstoleranz ausgerichtet ist, werden die Einrichtungen 20 dahingehend angesteuert, einen Unterdruck zu erzeugen und den Wafer 12 relativ zum Transportband 18 unverrückbar festzuhalten. Das Transportband 18 wird dann in Bewegung versetzt, so dass der Wafer 12 in den Bereich einer Siebdruckstation 28 bewegt wird. Die Siebdruckstation 28 weist ein zweites Transportband 30 auf, und ist mit Einrichtungen 32 versehen, um im Bereich eines Obertrums des Transportbands 30 einen Unterdruck zu erzeugen und einen Wafer 12 dadurch unverrückbar in einer Druckposition zu halten. Während der Übergabe eines Wafers 12 vom ersten Transportband 18 auf das zweite Transportband 30 erzeugen sowohl die Einrichtungen 20 als auch die Einrichtungen 32 einen Unterdruck und darüber hinaus wird eine Bewegung des ersten Transportbands 18 und des zweiten Transportbands 30 synchronisiert, so dass während der Übergabe eines Wafers kein Schlupf zwischen den Transportbändern 18, 30 und dem Wafer 12 auftritt. Dadurch ist es möglich, eine Positionstoleranz, die beim Positionieren auf dem ersten Transportband 18 relativ zu einem Bezugspunkt erreicht wurde, während der Übergabe auf das zweite Transportband 30 beizubehalten. Dadurch kann auf eine erneute Positionierung in der Siebdruckstation 28 verzichtet werden, da die Transportbänder 18, 30 lediglich synchron miteinander bewegt werden und dadurch den Wafer 12 in die Siebdruckstation 28 transportieren.
In der Siebdruckstation 28 wird dadurch die Zeit für die erneute Positionierung des Wafers 12 eingespart und diese gewonnene Zeit steht für den eigentlichen Druckvorgang zur Verfügung. Der Druckvorgang kann durch die gewonnene Zeit dadurch so abgestimmt werden, dass die mechanische Belastung des Wafers 12 möglichst gering ist und dadurch die Bruchgefahr des Wafers 12 wesentlich verringert ist. Eine weitere Verringerung der Bruchgefahr des Wafers 12 wird bereits dadurch erreicht, dass keine erneute Positionierung erforderlich ist und dadurch keine erneute Handhabung des Wafers 12 nötig ist. Die Siebdruckstation 28 ist in bekannter Weise mit einem Drucksieb 34 versehen, das zusammen mit einer Druckrakel 36 und einer Flutrakel 38 Bestandteil eines Druckwerks bildet, dessen weitere Bestandteile in der Darstellung der Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
Nach dem Bedrucken des Wafers 12 in der Siebdruckstation 28 wird dieser vom zweiten Transportband 30 auf ein drittes Transportband 40 übergeben, wobei auch während der Übergabe vom zweiten Transportband 30 auf das dritte Transportband 40 die Positionsgenauigkeit nach Möglichkeit beibehalten wird. Im Bereich des Transportbandes 40 erfolgt eine optische Überprüfung des Wafers 12 auf Druckqualität und eventuelle Beschädigungen mittels einer Kamera 42 und geeigneter, nachgeschalteter Bearbeitungssoftware. Wird der Wafer 12 mittels der Kamera 42 als beschädigt oder fehlerhaft bedruckt erkannt, so wird der Wafer 12 dadurch aussortiert, dass ein Bereich eines nachgeschalteten vierten Transportbands 44 gemäß dem Pfeil 46 in der Fig. 1 nach oben geklappt wird und der Wafer dadurch vom Transportband 40 unmittelbar in einen Ausschussbehälter 48 gelangt. Ist die Prüfung mittels der Kamera 42 dahingegen positiv verlaufen, wird der Wafer 12 vom dritten Transportband 40 auf das vierte Transportband 44 übergeben und von dort aus beispielsweise einem Durchlauftrockner 50 zugeführt.
In der Siebdruckstation 28 ist das zweite Transportband 30 als Papierband ausgeführt und kann sowohl zum Transport der Wafer 12 als auch zum Freidrucken des Drucksiebs 34 verwendet werden. Im Bereich des Drucktisches ist unterhalb des Papierbands ein umlaufendes zusätzliches Transportband vorgesehen, das synchron zum Papierband bewegt wird. Wird beispielsweise ein Wafer 12 während des Bedrückens in der Siebdruckstation 28 beschädigt, so ist es durchaus möglich, dass Splitter des Wafers am Drucksieb 34 anhaften. Um das Drucksieb zu reinigen, wird dieses freigedruckt, indem ein Druckvorgang ohne einen zwischenliegenden Wafer unmittelbar auf die Papierbahn 30 durchgeführt wird. Der dann bedruckte Abschnitt der Papierbahn 30 wird auf die Rolle 31 aufgewickelt. Nach jedem Druckvorgang wird das zweite Transportband 30 ja ohnehin weiterbewegt, um den Wafer 12 auf das dritte Transportband 40 weiterzubewegen. Der ursprünglich unterhalb des Drucksiebs 34 liegende Abschnitt kommt dann im Sichtbereich einer Überprüfungskamera 33 zu liegen und wird mittels der Kamera 33 und nachgeschalteter Bearbeitungssoftware auf Beschädigungen überprüft. Ergibt die Überprüfung, dass der Abschnitt des Papierbandes 30 beschädigt ist, da beispielsweise Splitter eines gebrochenen Wafers anhaften, so wird dieser Papierbandabschnitt nicht mehr unter das Drucksieb 34 zurückbewegt, sondern der ohnehin bereits unterhalb des Drucksiebs 34 liegende neue Papierbandabschnitt von der Rolle 29 bleibt in dieser Position und wird dann dazu verwendet, als Unterlage für einen neuen, zu bedruckenden Wafer 12 zu dienen. Ergibt die Überprüfung mittels der Kamera 33 dahingegen, dass der zuvor unterhalb des Drucksiebs 34 gelegene Papierbandabschnitt unverschmutzt und unbeschädigt ist, so wird dieser wieder in die Position unterhalb des Drucksiebs 34 zurückbewegt und kann erneut als Unterlage für einen Wafer 12 während eines Siebdruckvorgangs dienen. Auf diese Weise kann zum einen sichergestellt werden, dass immer eine saubere, unbeschädigte Drucktischoberfläche mittels des Papierbandes 30 bereitgestellt ist und zum anderen kann der Papierverbrauch verringert werden, da Abschnitte des Papierbandes 30 immer nur dann entsorgt werden, wenn sie tatsächlich verschmutzt oder beschädigt sind.
Die Darstellung der Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Bearbeitungslinie 10 der Fig. 1 , wobei im Bereich der Siebdruckstation 28 die Druckrakeln 36 und die Flutrakeln 38 nicht dargestellt sind. Diese werden anhand der Fig. 5 bis 9 noch näher erläutert.
Anhand der Darstellung der Fig. 2 ist sofort zu erkennen, dass in der Bearbeitungslinie 10 gleichzeitig fünf nebeneinander liegende Wafer 12a, 12b, 12c und 12d bearbeitet werden. Durch diesen sogenannten Mehrfachnutzen wird während der Bearbeitung Zeit gewonnen und insbesondere kann ein Flaschenhals durch das Bedrucken in der Siebdruckstation 28 verhindert werden.
Es ist auch ohne weiteres zu erkennen, dass fünf nebeneinander angeordnete erste Transportbänder 18 im Bereich der Positionierstation 16 und fünf nebeneinander angeordnete zweite Transportbänder 30 in der Siebdruckstation 28 angeordnet sind. In gleicher Weise folgen fünf nebeneinander angeordnete dritte Transportbänder 40 und fünf vierte Transportbänder 44. Auch der Durchlauftrockner 50 ist dafür geeignet, fünf nebeneinander angeordnete Wafer 12 gleichzeitig aufzunehmen.
Wird im Bereich der Transporteinrichtung 14 mittels der Kamera 8 erkannt, dass einer der Wafer 12a, 12b, 12c, 12d oder 12e beschädigt ist, so wird die Siebdruckstation 28 so angesteuert, dass die diesem beschädigten Wafer zugeordnete Druckrakel nicht angesteuert und dieser beschädigte Wafer somit nicht bedruckt und lediglich durchgeschleust wird. Am Beispiel der Fig. 2 wurde beispielsweise der Wafer 12c als beschädigt erkannt und dieser Wafer wird dann in der Siebdruckstation 28 nicht bedruckt, sondern im Übergangsbereich zwischen dem dritten Transportband 40 und dem vierten Transportband 44 wie beschrieben in den Ausschussbehälter 48 ausgeschleust. Auch im weiteren Verlauf der Bearbeitung wird dieser dadurch entstandene Leerplatz nicht aufgefüllt, vielmehr verbleiben Blöcke von nebeneinander angeordneten Wafern unverändert während des gesamten Bearbeitungsprozesses erhalten. Die Dokumentation und Nachverfolgung der Produktionsbedingungen für einzelne Wafer wird dadurch erleichtert.
In der Darstellung der Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist eine alternative Position der Transportbänder 30. Die Transportbänder 30, die ja einen Teil der jeweiligen Drucktische bilden, können zusammen mit allen fünf nebeneinander angeordneten Drucktischen senkrecht zur Materialflussrichtung aus der Bearbeitungslinie in die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Position herausgefahren werden. Dafür sind alle Drucktische auf einem gemeinsamen Tragrahmen angeordnet, der dann schubladenartig aus der Bearbeitungslinie herausgezogen werden kann. Dadurch wird die Wartung der Drucktische erheblich erleichtert und beispielsweise ist es in dieser herausgezogenen Stellung problemlos möglich, die Rollen 29, 31 auszutauschen, um den jeweiligen Drucktisch mit neuem, unbenutztem Papierband 30 zu versehen.
Die Darstellung der Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Bearbeitungslinie 60 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Gegenüber der Bearbeitungslinie 10 der Fig. 1 gleich aufgebaute Bestandteile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut erläutert.
Die von der vorgelagerten Transportstrecke 14 angelieferten Wafer 12 werden mit der Kamera 8 auf Beschädigungen überprüft und mittels einer sogenannten Pick-and-Place-Vorrichtung 62 von der Transportstrecke 14 abgenommen, relativ zu einem Bezugspunkt an der Pick- and-Place-Vorrichtung 62 ausgerichtet und dann im ausgerichteten Zustand auf das Papierband 30 abgelegt. Die Pick-and-Place-Vorrichtung 62 kann hierfür sowohl entlang dem in Fig. 3 dargestellten Doppelpfeil 64 als auch senkrecht hierzu, also zum Papierband 30 hin und von diesem wieder weg, bewegt werden. Der Wafer 12 wird also im bereits ausgerichteten Zustand auf dem Papierband 30 abgelegt und dann, zusammen mit dem Papierband 30 entlang dem Doppelpfeil 66 in eine Position unterhalb dem Drucksieb 34 in der Siebdruckstation 28 verfahren. Hierzu ist der Drucktisch mit dem Papierband 30 zusammen mit den Rollen 29, 31 entlang dem Doppelpfeil 66 verfahrbar, wobei die Einrichtungen zum Verfahren des Drucktisches so ausgelegt sind, dass eine nach dem Ablegen des Wafers 12 auf dem Papierband 30 in der gestri- chelt dargestellten Position erreichte Positionsgenauigkeit während des Verfahrens beibehalten wird und der Wafer somit in der exakt vordefinierten Position und mit der vorgegebenen Positionstoleranz in der Siebdruckstation 28 zu liegen kommt.
Wie der Darstellung der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist auch die Bearbeitungslinie 60 für die durchgängig parallele Bearbeitung von fünf nebeneinander liegenden Wafern 12 vorgesehen. Die fünf nebeneinander angeordneten Drucktische mit jeweils einem Papierband 30 können dabei nicht nur die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Position einnehmen und somit parallel zur Materialflussrichtung entlang dem Doppelpfeil 66 bewegt werden, sondern sie können zusammen mit den Papierbändern 30 auch schubladenartig quer zur Materialflussrichtung aus der Bearbeitungslinie 60 herausgezogen werden. Wie bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurde, sind die Drucktische zusammen mit den Papierbändern 30 dazu auf einem gemeinsamen, ausziehbaren Tragrahmen befestigt.
Die Darstellung der Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Druckwerks der Siebdruckstation 28 von vorne. Die Siebdruckstation 28 weist einen das gemeinsame Drucksieb 34 vollständig überspannenden Rakelträger 70 auf, an dem nebeneinander fünf Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e angeordnet sind. Jede der Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e ist einer eigenen Bearbeitungsbahn zugeordnet und jeder der fünf nebeneinander angeordneten Wafer 12a, 12b, 12c, 12d und 12e wird somit mittels einer separaten Druckrakel 36a, 36b, 36c, 36d bzw. 36e bedruckt. Das Drucksieb 34 ist dahingegen gemeinsam für alle fünf nebeneinander angeordneten Druckplätze vorgesehen. Aus der Verwendung eines gemeinsamen Drucksiebs 34 für mehrere nebeneinander angeordneten Druckplätze folgt, dass zum Erreichen einer gewünschten Druckgenauigkeit nicht das Drucksieb zum zu bedruckenden Gegenstand ausgerichtet werden kann, sondern vielmehr die einzelnen, zu bedruckenden Gegenstände relativ zum Drucksieb ausgerichtet werden müssen. Durch die Erfindung kann auf die Ausrichtung innerhalb der Siebdruckstation 28 verzichtet werden und dadurch eine Zeitersparnis sowie eine schonendere Handhabung der zu bedruckenden Elemente erreicht werden.
Im Sinne einer möglichst schonenden Behandlung der einzelnen zu bedruckenden Elemente ist jede Druckrakel 36a, 36b, 36c, 36d, 36e mittels jeweils zweier pneumatischer Druckzylinder 72 mit dem gemeinsamen Rakelbalken 70 verbunden. Darüber hinaus sind die jeweils einer Druckrakel zugeordneten zwei pneumatischen Druckzylinder mit jeweils einem separaten Druckregler 74a, 74b, 74c, 74d und 74e versehen. Der pneumatische Druck an jeder der Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e kann somit getrennt voneinander eingestellt und geregelt werden. Es ist damit nicht nur möglich, jede der Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e getrennt voneinander anzuheben und abzusenken, es kann darüber hinaus auch der Anpressdruck der jeweiligen Druckrakel 36a, 36b, 36c, 36d und 36e separat eingestellt und geregelt werden. Im Sinne möglichst gleichmäßiger Prozessbedingungen für die nebeneinander angeordneten Wafer sorgen die separaten Druckregler 74 dafür, dass alle Druckrakeln mit jeweils dem gleichen Anpressdruck auf die Wafer wirken.
Da jede der Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e mit separaten Druckzylindern 72a, 72b, 72c, 72d, 72e angedrückt wird und darüber hinaus jeweils eine separaten Druckregler 74 aufweist, ist auch ein Toleranzausgleich in der Dicke der zu bedruckenden Elemente problemlos möglich. Hierzu sind separate Druckregler keine Voraussetzung, die separaten Druckregler 74a, 74b, 74c, 74d, 74e können aber sicherstellen, dass Leitungslängen, Leitungsquerschnitte, mechanische und/oder pneumatische Verluste oder dergleichen keine wesentliche Rolle bei der gleichmäßigen Beaufschlagung der zu bedruckenden Elemente spielen. In der Darstellung der Fig. 5 weiter zu erkennen sind ein linker Siebniederhalter 76 und rechter Siebniederhalter 78, die jeweils mittels eines Druckzylinders 80 bzw. 82 mit dem gemeinsamen Rakelträger 70 verbunden sind. Die beiden Druckzylinder 80, 82 können gemeinsam angesteuert werden, so dass die Siebniederhalter 76, 78 je nach Bedarf in Richtung auf das Drucksieb 34 zu und von diesem weg bewegt werden können. Die beiden Siebniederhalter 76, 78 weisen jeweils eine Andrückrolle auf, die während der Bewegung des Rakelträgers 70 auf dem Drucksieb 43 abrollen. Mittels der beiden Siebniederhalter 76, 78 kann eine gleichmäßige Siebspannung erzielt werden, unabhängig davon, ob die einzelnen Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e sich während eines Druckvorganges in ihrer abgesenkten oder angehobenen Stellung befinden.
Wie bereits erläutert wurde, werden als beschädigt erkannte Wafer bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie nicht bedruckt. Hierzu werden die Druckrakeln oberhalb der als beschädigt erkannten Wafer nicht abgesenkt. Ein entsprechender Zustand der Siebdruckstation ist schematisch in der Fig. 6 dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind lediglich die Druckrakeln 36a und 36c abgesenkt und liegen somit am Drucksieb 34 an, die Druckrakeln 36b, 36d und 36e befinden sich dahingegen in einer angehobenen Stellung, so dass diese das Drucksieb 34 nicht berühren und unterhalb der Druckrakeln 36b, 36d und 36e liegende Wafer somit auch nicht bedruckt werden. In diesem in Fig. 6 dargestellten Zustand sorgen die Siebniederhalter 76, 78 dafür, dass die gleiche Spannung des Drucksiebs 34, wie in dem Zustand der Fig. 5 gegeben ist, in dem alle Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e auf dem Drucksieb 34 aufliegen. Unabhängig von der Stellung einzelner Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e kann somit erfindungsgemäß immer eine gleichbleibende Druckqualität sichergestellt werden. Die Darstellung der Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die fünf nebeneinander angeordneten Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e einer Siebdruckstation. Jeder Druckrakel 36a, 36b, 36c, 36d und 36e ist eine Flutrakel 84a, 84b, 84c, 84d, 84e zugeordnet, die während des Flutens des Drucksiebes für eine gleichmäßige Verteilung der Druckfarbe 86 auf dem Drucksieb sorgt. Die Druckfarbe 86 wird dabei während einer Bewegung der Flutrakel 84a, 84b, 84c, 84d, 84e entlang dem Pfeil 88 über das Drucksieb verteilt, eine Druckrichtung, also die Richtung, in der sich die Druckrakeln 36a, 36b, 36c, 36d und 36e über das Drucksieb während des eigentlichen Druckvorgangs bewegen, verläuft dahingegen entgegengesetzt entlang dem Pfeil 90.
Jeden der Flutrakeln 84a, 84b, 84c, 84d, 84e ist senkrecht zur Flutrichtung 88 bzw. zur Druckrichtung 90 ausgerichtet und an beiden Enden einer Flutrakelkante mit sogenannten Beiflutern 92, 94, 96 versehen. Die Beifluter 92, 94, 96 erstrecken sich am Beispiel der Flutrakel 84a parallel zur Flutrichtung 88 bzw. zur Druckrichtung 90 ausgehend von dem linken bzw. rechten Ende der Flutrakel 84a. Die Beifluter 92, 94, 96 dienen dazu, die Druckfarbe 86 während des Flutens innerhalb einer durch die Beifluter 92, 94, 96 definierten Bahn zu halten und damit zu verhindern, dass Druckfarbe 86 auf eine benachbarte Bahn der Flutrakel 84b übertritt und dort möglicherweise für einen Überschuss an Farbe und dadurch ein verschlechtertes Druckergebnis verursacht. Um das Übertreten von Druckfarbe 86 zwischen den einzelnen Bahnen der Flutrakeln 84a, 84b, 84c, 84d, 84e zu vermeiden, sind die Beifluter 92, 94 darüber hinaus etwa auf Höhe der Druckkante der Druckrakel 36a mit zur Flutrichtung 88 bzw. zur Druckrichtung 90 schräg angeordneten Abschnitten 92a, 96a versehen. Die beiden schräg angeordneten Abschnitte 92a, 94a sind dabei beide von einer Mitte der Flutrakel 84a nach außen öffnend angeordnet, so dass sie während einer Bewegung der Flutrakel 84a in Flutrichtung 88 nach Art eines Schneepfluges auf dem Drucksieb liegende Farbe in den Bereich zwischen die Beifluter 92 und 94 zurück- bringen. Der schräg angeordnete Abschnitt 96a am Beifluter 96 ist gegenüber dem schräg angeordneten Abschnitt 94a am Beifluter 94 dabei länger ausgebildet, so dass er in Flutrichtung 88 gesehen, den schräg angeordneten Abschnitt 96a am Beifluter 96, der der Flutrakel 84b zugeordnet ist, überlappt. Dadurch wird verhindert, dass zwischen den beiden schräg angeordneten Abschnitten 94a, 96a ein Streifen an Druckfarbe zurückbleibt. Stattdessen sorgt die Ausbildung und Anordnung der schräg angeordneten Abschnitte 94a, 96a an den Beiflutern 94 bzw. 96 dafür, dass ein Bereich zwischen den Flutrakel 84a, 84b, 84c, 84d, 84e stets vollständig von evtl. dort zurückgebliebener Druckfarbe freigeräumt wird.
Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, sind die Beifluter 92, 94, 96 an allen Flutrakel 84a, 84b, 84c, 84d, 84e gleich ausgebildet, so dass immer der schräg angeordnete Abschnitt 94a des jeweils rechten Beifluters 94 den schräg angeordneten Abschnitt 96a des jeweils linken Beifluters 96 des benachbarten Flutrakels überlappt.
Die Darstellung der Fig. 8 zeigt die Flutrakel 84a der Fig. 7 in vergrößerter Darstellung, wobei darüber hinaus neben der Druckrakel 36a zusätzlich noch ein Zuführrohr 98 für Druckfarbe 86 eingezeichnet ist. Das Zuführrohr 98 für Druckfarbe 86 befindet sich in der Mitte der Flutrakel 84a, so dass die Druckfarbe gleichmäßig zu beiden Seiten der Flutrakel 84a verteilt wird.
Die Darstellung der Fig. 9 zeigt eine Ansicht auf die Schnittebene VIII- VIII der Fig. 8. Gut zu erkennen ist die Form der Flutrakel 84a, die eine schräge Ebene bildet, auf die Druckfarbe aus dem Zuführrohr 98 aufgebracht wird, dann entlang dieser schrägen Ebene nach unten abgleitet und von einem zweiten, in Bezug auf den ersten Abschnitt steiler angeordneten Abschnitt der Flutrakel über das Drucksieb 34 verteilt wird. Wie bereits beschrieben sorgen die Beifluter 94 mit den schrägen Abschnit- ten 94a dafür, dass die Farbe während des Flutens entlang der Flutrichtung 88 eingesammelt und in den Bereich vor eine Flutrakelkante 100 zurückgeführt wird.
Die Druckrakel 36a besteht aus einem Rakelhalter 104 und einem Rakelgummi 106, der schräg zum Drucksieb ausgerichtet ist, so dass er in Druckrichtung 90 das Drucksieb 34 lediglich mit seiner unteren Kante 110 berührt.
Die Draufsicht der Fig. 10 zeigt eine der Fig. 8 vergleichbare Ansicht einer Flutrakel 112 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zur Flutrakel 84a der Fig. 8 weist die Flutrakel 112 Beifluter 114, 116 auf, die nicht senkrecht zur Flutrakelkante 118, sondern im Bezug auf diese leicht nach außen angestellt sind. Vorteilhafterweise sind Beifluter 114, 116 um 10° nach außen angestellt, so dass sie jeweils mit der Flutrakelkante 118 einen Winkel von etwa 100° einschließen. Durch diese leicht nach außen ausgestellte Anordnung der Beifluter 114, 116 kann vermieden werden, dass sich am Übergang zwischen den Beiflutern 114, 116 und der Flutrakelkante 118 Totzonen bilden, in denen die Druckfarbe gehalten wird. Solche Totzonen könnten evtl. zur Verschlechterung des Druckergebnisses beitragen und mit der leicht ausgestellten Anordnung der Beifluter 114, 116 gemäß Fig. 10 kann sichergestellt werden, dass die von den Beiflutern angesammelte Druckfarbe wieder in Richtung auf die Mitte der Flutrakelkante 118 zugeleitet wird.
Die Beifluter 114, 116 weisen jeweils einen zur Druckrichtung bzw. zur Flutrichtung schräg angeordneten Abschnitt 122, 124 auf, die, wie bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, dafür vorgesehen sind, mit den schräg angeordneten Abschnitten der benachbarten Beifluter zu überlappen. Durch die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 gewählte Anordnung mit ausgehend von der Flutrakelkante 118 zunächst um etwa 10° angestellten Beifluter, der dann in einen noch weiter nach außen angestellten schrägen Abschnitt 122, 124 übergeht, kann ein senkrecht zur Druckrichtung gesehen geringer Platzbedarf bei gleichzeitig sehr gutem Räumeffekt erzielt werden.
Wie die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform der Flutrakel 84a ist auch bei der Flutrakel 112 ein Zuleitungsrohr für Druckfarbe und eine Druckrakel 120 vorgesehen. Analog zu Fig. 7 würden mehrere Flutrakeln 112 mit jeweils zugeordneten Druckrakeln 120 nebeneinander angeordnet werden, um einen sogenannten Mehrfachnutzen zu erreichen.

Claims

Patentansprüche
1. Bearbeitungslinie für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation (28) und einer in Materialflussrichtung der Bearbeitungsstation (28) vorgeschalteten Positionierstation (16) zum Ausrichten der plattenförmigen Elemente relativ zu einem Bezugspunkt mit einer vordefinierten Positionstoleranz und mit Transporteinrichtungen zum Bewegen der plattenartigen Elemente von der Positionierstation (16; 62) zu der Bearbeitungsstation (28) unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz.
2. Bearbeitungslinie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtungen wenigstens ein erstes, der Positionierstation (16) zugeordnetes Transportband (18) und ein zweites, der Bearbeitungsstation (28) zugeordnetes Transportband (30) und Saugeinrichtungen (20, 32) zum Erzeugen eines Unterdrucks im Bereich des ersten und des zweiten Transportbands (18, 30) aufweisen.
3. Bearbeitungslinie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Synchronisieren des ersten und zweiten Transportbands (18, 30) wenigstens während der Übergabe eines plattenförmigen Elements von der Positionierstation (16) an die Bearbeitungsstation (28) vorgesehen sind.
4. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Transportband (18, 30) quer zur Fahrtrichtung verlaufende Bereiche aufweisen, in denen ein Unterdruck zum Ansaugen eines plattenförmigen Elements erzeugt werden kann und dass das erste und das zweite Transportband (18, 30) so relativ zueinander angeordnet sind, dass bei der Übergabe eines plattenförmigen Elements vom ersten auf das zweite Transportband (18, 30) maximal ein Drittel der parallel zur Förderrichtung liegenden Länge des plattenförmigen Elements außerhalb der Bereiche des ersten und zweiten Transportbands (18, 30) liegt, in denen ein Unterdruck erzeugt werden kann.
5. Bearbeitungslinie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Materialflussrichtung gesehen mehrere plattenför- mige Elemente, insbesondere zwei bis acht Elemente, nebeneinander angeordnet sind und gleichzeitig in der Positionierstation (16; 62) ausgerichtet, an die Bearbeitungsstation (28) übergeben und in der Bearbeitungsstation bearbeitet werden.
6. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstation (16) wenigstens einen Anschlag (22) zum Ausrichten der plattenartigen Elemente aufweist.
7. Bearbeitungslinie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstation (16) wenigstens zwei einander gegenüberliegende Anschläge (22) aufweist, die mittels einer Kurbelwelle (26) und Kurbelstangen (24) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.
8. Bearbeitungslinie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (26) mit ihrer Drehachse einen Mittelpunkt einer vordefinierten Position eines plattenförmigen Elements in der Positionierstation (16) schneidet.
. -
9. Bearbeitungslinie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwelle (26) wenigstens vier Anschläge (22) zugeordnet sind, die paarweise gegenüberliegend angeordnet und jeweils mittels Kurbelstangen (24) mit der Kurbelwelle (26) verbunden sind.
10. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, der Positionierstation (16) zugeordnete Transportband (18) Einrichtungen (20) zum Erzeugen eines Luftpolsters unterhalb eines plattenartigen Elements aufweist.
11. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Positionierstation (16) Mittel zum Erzeugen eines Luftstroms vorgesehen sind, wobei mittels des Luftstroms wenigstens eine die plattenartigen Elemente parallel und quer zur Förderrichtung beaufschlagende Bewegungskraft erzeugbar ist.
12. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Transportband (18) der Positionierstation (16) zu einer Materialflussebene neigbar ist.
13. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (28) als Siebdruckstation ausgebildet ist.
14. Bearbeitungslinie, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, für plattenartige Elemente, insbesondere Solarzellen, mit wenigstens einer als Siebdruckstation ausgebildeten Bearbeitungsstation (28), wobei quer zur Materialflussrichtung gesehen mehrere Druckplätze für jeweils ein plattenartiges Element, insbesondere zwei bis acht Druckplätze, nebeneinander in der Siebdruckstation angeordnet sind und wobei jedem Druckplatz eine separate Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) zugeordnet ist.
15. Bearbeitungslinie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer, die nebeneinander angeordneten Druckplätze überspannender Rakelbalken (70) vorgesehen ist, mit dem die mehreren Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) verbunden sind.
16. Bearbeitungslinie nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) mittels wenigstens zwei Bewegungsorganen, insbesondere pneumatischen Druckzylindern (72a, 72b, 72c, 72d, 72e), mit dem Rakelbalken (70) verbunden ist.
17. Bearbeitungslinie nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass den Bewegungsorganen jeder Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) jeweils eine separate Regeleinheit, insbesondere ein pneumatischer Druckregler (74a, 74b, 74c, 74d, 74e), zugeordnet ist.
18. Bearbeitungslinie nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsorgane jeder Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) separat ansteuerbar sind.
19. Bearbeitungslinie nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsorgane in Abhängigkeit des Ausgangssignals wenigstens eines Sensors (8) zum Erfassen von Beschädigungen eines plattenartigen Elements ansteuerbar sind. -
20. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) eine Flutrakel (84a, 84b, 84c, 84d, 84e) zugeordnet ist, wobei die Flutrakel eine quer zur Druckrichtung verlaufende Flutrakelkante (100) und sich von jeweils einem Ende der Flutrakelkante (100) in Richtung der Druckrakel erstreckende seitliche Beifluter (92, 94, 96) aufweist.
21. Bearbeitungslinie nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beifluter (92, 94, 96) in einem Winkel zwischen 90° und 110°, insbesondere 100°, zur Flutrakelkante (100) angeordnet sind.
22. Bearbeitungslinie nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beifluter (92, 94, 96) sich wenigstens bis zur Druckrakel erstrecken.
23. Bearbeitungslinie nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beifluter (92, 94, 96) wenigstens teilweise sich schräg zur Druckrichtung erstreckende Abschnitte (92a, 94a, 96a) aufweisen, wobei sich solche Abschnitte (92a, 94a, 96a) benachbarter Beifluter (92, 94, 96) in der Projektion parallel zur Druckrichtung (90) gesehen überlappen.
24. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der Siebdruckstation wenigstens zwei Siebniederhalter (76, 78) vorgesehen sind, die sich etwa bis auf Höhe einer Druckrakelkante (100) erstrecken.
25. Bearbeitungslinie nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebniederhalter (76, 78) in Druckrichtung gesehen rechts bzw. links der mehreren Druckrakel (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) angeordnet sind.
26. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstation und/oder die Bearbeitungsstation (28) mit einem Tragrahmen versehen ist, der quer zur Materialflussrichtung aus der Bearbeitungslinie (10; 60) entfernbar angeordnet ist.
27. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation wenigstens ein Heißluftgebläse aufweist, mit dem lokal begrenzte Stellen auf dem plattenartigen Element beaufschlagbar sind.
28. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsstation (28) mit einem verfahrbaren Drucktisch versehen ist, um ein auf dem Drucktisch abgelegtes plattenartiges Element in eine Bearbeitungsposition zu verfahren.
29. Bearbeitungslinie nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucktisch mit einem über die Drucktischoberfläche verlaufenden Transportband, insbesondere einem Papierband (30), versehen ist.
30. Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen in einer Fertigungslinie, mit folgenden Schritten:
- Positionieren von wenigstens zwei in Materialflussrichtung gesehen nebeneinander angeordneten plattenartigen Elementen mit einer vordefinierten Positionstoleranz in einer Positionierstation (16; 62), - Weitergeben der wenigstens zwei plattenartigen Elemente an eine Bearbeitungsstation (28) unter Beibehaltung der vordefinierten Positionstoleranz mittels Transporteinrichtungen und
- Bearbeiten der wenigstens zwei plattenartigen Elemente in der Bearbeitungsstation (28).
31. Verfahren nach Anspruch 30, weiter gekennzeichnet durch Erzeugen eines Unterdrucks und Ansaugen der plattenartigen Elemente an die Transportmittel wenigstens während des Weitergebens und Bearbeitens der plattenartigen Elemente.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31 , weiter gekennzeichnet durch Erzeugen eines Luftpolsters unterhalb der plattenartigen Elemente während des Positionierens.
33. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 30 bis 32, weiter gekennzeichnet durch Erfassen von eventuellen Beschädigungen der plattenartigen Elemente, insbesondere in der Positionierstation (16; 62) und/oder in der Bearbeitungsstation (28) unmittelbar nach dem Weitergeben der plattenartigen Elemente, und
in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen der plattenartigen Elemente, Bearbeiten oder Nichtbearbeiten in der Bearbeitungsstation (28).
34. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 30 bis 33, weiter gekennzeichnet durch Erfassen von eventuellen Beschädigungen der plattenartigen Elemente und
in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen, Aussortieren der beschädigten plattenartigen Elemente, wobei ein durch das Aussortieren entstandener Leerplatz im weiteren Verlauf der Bearbeitung in der Bearbeitungslinie nicht aufgefüllt wird.
35. Verfahren zum Bearbeiten von plattenartigen Elementen in einer Fertigungslinie, insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 30 bis 34, mit folgenden Schritten:
- Positionieren und Bearbeiten von wenigstens zwei in Materialflussrichtung nebeneinander angeordneten plattenartigen Elementen, wobei eine Bearbeitungsstation (28) als Siebdruckstation ausgebildet ist,
- Erfassen von eventuellen Beschädigungen der plattenartigen Elemente,
- in Abhängigkeit der erfassten Beschädigungen der plattenartigen Elemente, Bearbeiten oder Nichtbearbeiten in der Siebdruckstation.
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