絲網(wǎng)印刷的基本原理

1、East Cell）絲網(wǎng)印刷的基本原理Just Used in Trina06182主要內(nèi)容印刷原理刮刀絲網(wǎng)漿料工作臺硅片Just Used in Trina3印刷原理絲網(wǎng)印刷由五大要素構(gòu)成，即絲網(wǎng)、刮刀、漿料、工作臺以及硅片。絲網(wǎng)印刷基本原理是：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料，非圖形部分網(wǎng)孔不透漿料的基本原理進行印刷。漿料在移動中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到硅片上。由于漿料的黏性作用而使印跡固著在一定范圍之內(nèi)，印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮刀移動而移動，由于絲網(wǎng)與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網(wǎng)通過自身的張力而產(chǎn)生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由

2、于回彈力的作用，使絲網(wǎng)與硅片只呈移動式線接觸，而絲網(wǎng)其它部分與承印物為脫離狀態(tài)，保證了印刷尺寸精度和避免污染承印物。當(dāng)刮板刮過整個印刷區(qū)域后抬起，同時絲網(wǎng)也脫離硅片，工作臺返回到上料位置，至此為一個印刷行程。Just Used in Trina4印刷原理示意圖Just Used in Trina5刮刀Just Used in Trina從圖1印刷原理示意中可以看出，刮刀的作用是將漿料以一定的速度和角度將漿料壓入絲網(wǎng)的漏孔中，刮刀在印刷時對絲網(wǎng)保持一定的壓力，刮板壓力過大容易使絲網(wǎng)發(fā)生變形，印刷后的圖形與絲網(wǎng)的圖形不一致，也加劇刮刀和絲網(wǎng)的磨損，刮板壓力過小會在印刷后的絲網(wǎng)上存在殘留漿料。刮刀材

3、料一般為聚胺脂橡膠或氟化橡膠，硬度范圍為邵氏A60A90，目前天合量產(chǎn)的刮條邵氏硬度為652，刮板條的硬度越低，印刷圖形的厚度越大，刮刀材料必須耐磨，刃口有很好的直線性，保持與絲網(wǎng)的全接觸；。刮刀速度：刮刀速度是決定效率的因素之一；印刷速度的設(shè)定由印刷圖形和印刷用漿料的黏度決定，速度越高，刮刀帶動漿料進入絲網(wǎng)漏孔的時間越短，漿料的填充性會差，如果印刷線條精細(xì)，速度應(yīng)低一些，印刷用漿料因不同工序而不同，相應(yīng)黏度不同，但總體黏度比較低，所以印刷速度較快；在實際的印刷中速度的恒定同樣很重要，如果在印刷過程中速度出現(xiàn)波動，會導(dǎo)致圖形厚度的不一致。6Just Used in Trina刮刀角度：刮刀角度

4、的設(shè)定與漿料有關(guān)；漿料黏度值越高，流動性越差，需要刮刀對漿料的向下的壓力越大，刮刀角度??；刮刀角度調(diào)節(jié)范圍為4575。在印刷過程中起關(guān)鍵作用的是刮刀刃口23mm的區(qū)域，在印刷壓力下刮刀與絲網(wǎng)摩擦，在開始印刷時近似直線，刮刀刃口對絲網(wǎng)的局部壓力很大，見圖2所示，隨著刮刀刃口的磨損，刃口形狀呈圓弧形，它對漿料朝絲網(wǎng)方向的分力急劇增加，絲網(wǎng)作用于絲網(wǎng)單位面積的壓力明顯減小，刮刀刃口處與絲網(wǎng)的實際角度遠(yuǎn)小于45，印刷后絲網(wǎng)表面會有殘余漿料，易發(fā)生滲漏，同時印刷線條邊緣模糊。這時需要更換刮刀。7Just Used in Trina8絲網(wǎng)Just Used in Trina常用的絲網(wǎng)材料有不銹鋼和尼龍2種

5、。不銹鋼絲網(wǎng)的特點是絲徑細(xì)、目數(shù)多，耐磨性好，強度高，尺寸穩(wěn)定，拉伸性小，由于絲徑精細(xì)，漿料的通過性能好，尺寸精度穩(wěn)定，適于太陽能電池片的印刷。尼龍絲網(wǎng)是由化學(xué)合成纖維制作而成，具有很高的強度，耐磨性、耐化學(xué)藥品性、耐水性、彈性都比較好，由于絲徑均勻，表面光滑，故漿料的通過性也極好。其不足是尼龍絲網(wǎng)的拉伸性較大。這種絲網(wǎng)在繃網(wǎng)后的一段時間內(nèi)，張力有所降低，使絲網(wǎng)印版松馳，精度下降，在太陽能電池片的印刷中采用不銹鋼絲網(wǎng)；考慮到成本和使用壽命，目前天合采用復(fù)合材質(zhì)的網(wǎng)板。制作絲網(wǎng)：制作絲網(wǎng)圖形由專業(yè)廠商訂做，目前天合量產(chǎn)網(wǎng)板為昆山樂邦提供，根據(jù)印刷圖形的精度選擇絲網(wǎng)目數(shù)的高低、絲徑的粗細(xì)、絲網(wǎng)開口

6、面積的大小、絲網(wǎng)伸縮率的大小等。9Just Used in Trina絲網(wǎng)的目數(shù)及絲徑?jīng)Q定可印刷圖形的寬度；對于背銀和背鋁這2道工序印刷由于實際印刷圖形不復(fù)雜，所以對絲網(wǎng)要求不高，主要考慮印刷厚度即可，一般選用250280目即可滿足要求；正銀印刷是對印刷要求最高的一道印刷工序，主要是保證柵線的寬度要求及印刷膜厚的均勻性，一般選用300330目，印刷后柵線的寬度值取決于絲網(wǎng)的線徑及網(wǎng)孔的寬度，有如下計算公式： K=2s+R式中：K為線條的寬度，S為絲網(wǎng)絲徑寬度值，R表示網(wǎng)孔的寬度，以天合絲網(wǎng)三號機為例，選用325目絲網(wǎng)，s=23m，R=45m則K=223+55=101m，可滿足柵線的寬度要求。絲

7、網(wǎng)的張力設(shè)定：絲網(wǎng)的張力與絲網(wǎng)的材料與目數(shù)有關(guān)，不同材料、不同絲徑的絲網(wǎng)承受的張力不同，目數(shù)越低，絲徑越粗，絲網(wǎng)承受的張力越大；絲網(wǎng)生產(chǎn)廠商在技術(shù)指標(biāo)中有一個絲網(wǎng)最大張力的建議值，。如果絲網(wǎng)張力太低或印刷過程絲網(wǎng)張力不穩(wěn)定，在刮板壓力下會出現(xiàn)網(wǎng)點擴大和網(wǎng)點丟失，影響印刷精度。10Just Used in Trina印刷厚度：絲網(wǎng)和感光膜的厚度決定印刷后圖形的厚度即線條的厚度，在一般情況下，絲網(wǎng)目數(shù)越低，絲經(jīng)越粗，印刷后的漿料層就越高，所用絲網(wǎng)目數(shù)較高時，印刷后漿料層就低一些。感光膜的厚度與絲網(wǎng)目數(shù)和線條的寬度有關(guān)：目數(shù)越高，絲徑越細(xì)，感光膜與絲網(wǎng)的接觸面積越小，二者的附著力減小，如果印刷線條變

8、窄，增加感光膜的厚度易造成脫落，所以感光膜較薄，感光膜的厚度約為絲網(wǎng)厚度的1525；對于背鋁和背銀工序，選取250目絲網(wǎng)，其厚度為58 um，感光膜厚度為1015 um，則印后厚度為6873m，這里計算出來的厚度時漿料的濕厚度(wet thickness)需經(jīng)過烘干(dry)和燒結(jié)(fire)才是最終厚度(干厚度)，干厚度是濕厚度的30%40%；對于正銀工序，選取330目絲網(wǎng)，其厚度為44um，感光膜厚度為510m，則印后濕厚度約為4954m。選擇絲網(wǎng)絲徑及目數(shù)時，要求網(wǎng)格的孔長為漿料粉體粒徑的2.55倍；目數(shù)越低絲網(wǎng)越稀疏，網(wǎng)孔越大，漿料通過性就越好；網(wǎng)孔越小，漿料通過性越差。網(wǎng)框：網(wǎng)框大多

9、采用硬鋁及鋁合金以承受繃網(wǎng)所產(chǎn)生的力，連接絲網(wǎng)的底面需要較高的平面度，約為0.04 mm150 mm150 mm;網(wǎng)框規(guī)格一般為承印物的2倍：以150 mm電池片為例，承印物面積為150 mm150 mm，網(wǎng)框內(nèi)口的面積應(yīng)為300 mm300 mm。11Just Used in Trina漿料漿料是由功能組份、粘結(jié)組份和有機載體組成的一種流體，漿料有導(dǎo)體漿料、電阻漿料、介質(zhì)漿料和包封漿料等。在背銀，背鋁及正銀工序中所用漿料為導(dǎo)體漿料。在導(dǎo)體漿料中，功能組份一般為貴金屬或貴金屬的混合物。載體是聚合物在有機溶劑中的溶液。功能組份決定了成膜后的電性能和機械性能。載體決定了厚膜的工藝特性，是印刷膜和干

10、燥膜的臨時粘結(jié)劑。功能組份和粘結(jié)組份一般為粉末狀，在載體中進行充分?jǐn)嚢韬头稚⒑笮纬筛酄畹暮衲{料。燒結(jié)后的厚膜導(dǎo)體是由金屬與粘結(jié)組份組成。漿料的技術(shù)性能指標(biāo)是指漿料中功能成分(背銀漿料中的銀鋁成分、正銀漿料中的銀成分，背漿料中的鋁成分)經(jīng)過烘干和燒結(jié)后與電池片的歐姆特性，其影響電池片的各項電性能指標(biāo)；漿料的工藝特性是達到上述指標(biāo)的保證，各漿料生產(chǎn)廠商針對3種印刷工序有推薦的工藝參數(shù)如漿料的粒度、黏度，固體物含量，絲網(wǎng)的目數(shù)；前面提到網(wǎng)格的孔長為漿料粉體粒徑的2.55倍；漿料的粘度影響刮板條的印刷速度；固體物含量決定印刷后的濕厚度經(jīng)烘干和燒結(jié)后的最終厚度。背鋁及正銀三工序的漿料不同，由此決定他們

11、在絲網(wǎng)和印刷參數(shù)各有不同。12Just Used in Trina機臺及硅片對設(shè)備的要求有如下3點：(1)工作臺的平面度。印刷時電池片被吸附于工作臺表面，如表面不平，在負(fù)壓下電池片易破裂，以150 mm電池片為例，工作臺的平面度不大于0.02 mm；(2)工作臺重復(fù)定位精度。根據(jù)太陽能電池片的精度要求，工作臺重復(fù)定位精度達到0.01 mm即能滿足工藝要求；(3)印刷時絲網(wǎng)與工作臺的平行度決定印刷膜厚度的一致性，根據(jù)使用要求，以150 mm電池片為例二者平行度為0.04 mm。電池片的平面度不大于0.02 mm，表面粗糙度低于1.6。對硅片的要求如下：硅片薄厚度均勻性要好，不宜過厚或太薄13Just Used in Trina結(jié)束語 太陽能電池印刷是電池片生產(chǎn)線的重要工序，對電池片的質(zhì)量起著重要作用，太陽能電池印刷技術(shù)是一個有機的整體，是各種技術(shù)的組合，需要工藝工程師和設(shè)備工程師的協(xié)同工作：既要了解各