将材料施加至衬底上的方法及系统的制作方法
【专利说明】将材料施加至衬底上的方法及系统
[0001]本申请是申请日为2009年11月30日，申请号为200980147948.7，发明名称为“将材料施加至衬底上的方法及系统”的专利申请的分案申请。
【背景技术】
[0002]介绍无接触沉积技术，诸如在制造太阳能电池、平板显示器、薄膜晶体管(TFT)或印刷电路时的喷墨印刷或气溶胶分布时，能够在一衬底上沉积传导线路等。需要的传导线路的导电性可能必须与各种不同的其它要求或限制平衡。例如，虽较宽的传导线路可较佳地传导太阳能电池所造成的电能，但它们亦可能阻挡该进程中所需求的太阳或其它的光。然而，缩减传导线路的宽度可能造成不佳的减低的导电性。而且，一种例如太阳能电池的制造，可能需要在一对应数目的方向和/或一对应数目的宽度来沉积许多的传导线路。此外，传导线路典型必须被沉积在一衬底上的一特定位置，并依据一特定的分布可能在传导线路之间有一预定的距离，或另一种适当关系。
[0003]目前适用于量产太阳能电池的系统和方法利用输送带处理在一沿单一轴线典型称为“扫描轴线”或“扫描方向”的线性扫描中平移一衬底。此输送带处理典型会与多个喷嘴结合，它们被排列在一实质上正交于该扫描轴线或方向，通常称为“横向扫描”轴线的印刷头中。但是，在一现有技术的系统和方法中，当一材料的沉积要依据特定的图案或参数时，喷嘴可能必须被特制地排列、安装或控制。例如，在一衬底上印刷许多并行线路可能必须移除、消止、间插、或者保持某些喷嘴。要使系统和方法能够依据一预定的参数组，诸如宽度、方向和分布等，而在一衬底上达到一简单、快速且具成本效益的传导线路的沉积，乃是一种技术上的挑战。
【附图说明】
[0004]具体地指出有关本发明的主题并在本说明书的结论部分明确地提出请求。然而，本发明的组织和操作方法，以及其目的、特征和优点等，可配合附图参阅以下的详细说明而被最佳地理解，其中:
[0005]图1示出依据本发明实施例的示例性金属化图案；
[0006]图2示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一相关印刷图案的示图；
[0007]图3示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一相关印刷图案的示图；
[0008]图4示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一相关印刷图案的示图；
[0009]图5示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一定位单元的示图；
[0010]图6示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一定位单元的示图；
[0011]图7示出一依据本发明实施例的印刷单元的一示例性排列及一平移单元的示图；
[0012]图8示出一依据本发明之实施例的印刷单元的一示例性排列，一平移单元及一衬底的示例性旋转的示图；及
[0013]图9示出一依据本发明实施例的示例性图案。
[0014]应该理解为了示图的简明和清楚起见，附图中示出的组件并不一定被依比例绘制。例如，为了清楚，某些组件的尺寸可能会相对于其它组件被夸大。而且，若考虑适宜，标号可能会在附图中被重复以用来标示对应或类似的组件。
【具体实施方式】
[0015]在以下详细说明中，许多特定的细节被陈述以便提供对本发明的彻底理解。但是，本领域的普通技术人员应该理解无需特定细节本发明也可被实施。在其它实例中，公知的方法、程序、构件、模块、单元及/或电路等未被详细描述，以避免模糊了本发明。
[0016]本发明的实施例可被应用于多种的印刷系统和方法。为了清楚和简明起见，无接触材料沉积系统的示例性实施例和参考说明将会被主要应用于使用一喷墨系统的微电子、平板显示器和太阳能电池等传导金属线路的制造。但是，本发明的范围并不被该示例性实施例所限制，而可被应用于其它的沉积系统，诸如一气溶胶喷射沉积系统或一分配器和其它的应用，诸如制图，压印，大量媒体，封装、电子和其它使用任何适当墨汁或分配材料。
[0017]本发明的实施例系指向印刷线路的方法，例如以无接触沉积来印刷导电线路的方法。例如，该方法可包括由多个喷墨喷嘴将材料比如银沉积在一衬底譬如一半导体晶片上来印刷导电性接触线路等。该线路可被设计成具有一所需尺寸，例如宽度，其会满足导电性要求。本发明的实施例亦指向依据预定参数譬如一衬底上之一或更多线路的方向、宽度或位置，及/或一有关间隔值或线路的其它关系之参数来沉积传导线路等。该等实施例在例如于光生伏打电池的正面沉积金属化图案时将会是有利的。
[0018]如此处所述的，依据现有技术，印刷头或其它的印刷单元沿一垂直或正交于一扫描方向或轴线的方向或直线来设置。依据某些实施例，多个印刷头或其它印刷单元可被沿一扫描轴线或方向来设置。如此设置的印刷头还可被依据一所需和/或预定的间隔参数或数值来安装、相隔或定置。例如，三个印刷头可被沿一扫描方向来安装，且近一步可被分开或间隔而使由该三个印刷头所印成的三条对应线路互相隔开或间隔一预定距离。这种安排可与输送带处理结合，如此处所述且在现有技术中已知的。例如，许多的平行线路可被以一对应数目的沿一扫描轴线排列的印刷头，及以一输送带沿该扫描轴线平移该衬底而来印刷或沉积在一衬底上的许多个位置。如此处所述的，本发明的实施例可以达平并行线路以各种不同的间隔值、参数或距离及依据其它参数而印刷。依据本发明的实施例，除了如此处所述的排列来制造平行线路之外，印刷头也可相对于该扫描轴呈一角度来被安装或设置，或它们可被斜倾、旋转或设置成使一印刷线路的宽度依据一预定的参数。例如，在一单次扫描中，一较窄的第二线路可被以一 2厘米(cm)的距离平行于一较宽的第一线路来印成，及又一较宽的第三线路可被以一离该第二线路1.5cm的距离而平行于该第一和第二线路来印成。如此处所述的，印刷头或其它相关的印刷单元可被排列成能容许任何适当的图案。
[0019]虽然本发明的实施例可应用于多种印刷系统、方法和目的，但为了清楚简明起见，太阳能电池的正面金属化将会被主要地描述于此。然而，应请了解本发明的实施例并不限制于此处所述的示例，因此可被应用于任何适当的系统、方法或目的。
[0020]太阳能电池的正面金属化典型包含等间隔的细导电线路，通常称为“手指”或“指线”等。指线路用于将光子产生的电流传导至电端子，而可使一太阳能电池能提供电力。线路之间的间隔为一需要减少由该光生伏打组件的材料的电阻所生的损耗的要求，及要最小化阴影损耗的要求之间的折衷妥协。各指线之间的典型间隔为2_，而该线宽可视制造技术而定，且可小于ΙΟΟμπι。针对包含大面积的光生伏打组件，或当数个太阳能电池被互接在一起来形成一太阳能模块时，指线应具有充分的导电性以便有效地将该光子产生的电流传导至电端子。为克服此问题的通常方法是使用若干例如二条或三条正交于该指线的较宽线路，称为“汇流条”或“条带”者，以由等指线收集该光子产生的电流，及连接至其它太阳能电池或端子。汇流条的宽度典型为1.5至3毫米(mm)。
[0021]现请参阅图1，其示出依据本发明实施例的示例性金属化图案。如图1所示，许多平行的细指线103可被以一特定间隔如104所示来沉积。另一组平行线路101则可较宽，例如所述的汇流线，可依据一第二间隔参数如102所示来印成。因此且如图1所示，本发明的实施例可构成能依据至少一对应多个间隔参数和对应多个宽度参数来沉积多个平行线路。
[0022]在图1中所示的图案可为一典型的图案的示例，其可使用例如量产的太阳能电池。为了清楚，该图案将会被进一步引述于此，然而，应请理解此示例图案被引用于此作为一示例，且各种不同的其它图案、宽度、间隔或其它参数等也可配合本发明的实施例来使用。如前此处所述的，诸如一指线路103和汇流线或汇流条101的图案可由一个或更多个喷嘴分布金属化材料来敷设，喷嘴可被安装在一印刷单元中，而该衬底会在底下沿一扫描方向来被扫描。因此，一沿一扫描轴定向的喷嘴阵列可适用于形成如图1所示图案的光生伏打太阳能电池的传导线路。
[0023]依据本发明的实施例且如此处所述，多条线