一种在网板上制作图形的方法与流程

本发明涉及一种制作网板的方法，尤其涉及一种在用于晶硅太阳能电池片制造金属导电电极印刷工艺的网板上制作图形的方法。

背景技术：

晶硅太阳能电池的制造工艺中，需要在硅片表面制作栅线以收集硅片中光电转换产生的电流，现有技术采用如下工艺制作栅线：首先在掩膜版上制作栅线图形，利用该图形在网板上对涂覆的光敏胶进行曝光和显影进行光刻，制作出光敏胶中空线槽，然后通过丝网印刷将导线金属浆料(如银浆)透过网板的槽线印刷在硅片上，烧结制成栅线。现有的网板包括网布和光敏胶层，光敏胶层涂覆在不锈钢网布上，编制不锈钢网布的经线和纬线之间相互交叉。掩膜版上制备有栅线图形，将掩膜版紧贴于网板上有光敏胶层的一面，用紫外光照射，没有被掩膜版栅线图形遮挡的部分，在紫外光条件下固化，而遮挡的部分可冲洗掉，形成槽线。

目前掩膜版一般是按照理想状态下丝网丝线的走向来制作直线型栅线图形的，由于丝线间距很小，栅线图形无法避开弯曲的丝线，导致光刻时形成的槽线和丝网的丝线形成交叉、重合，从而使金属导电电极的印刷时易出现或断点,或低点或导通不良，降低了电池片的光电转换效率。

为了提高电池片的光电转换效率，需要尽可能减小硅片上栅线的宽度，以增大光照面积，又希望提高导电电极收集电子的能力,即网布中的栅线宽度尽可能减小又同时需要增加栅线的根数，目前，丝网间距为几十微米至一百多微米之间。在掩膜版制作过程中，人们希望栅线图形能够与网布中丝线走向相匹配(即希望栅线避开丝线)。但是在制作网板的过程中，丝网很容易出现弯曲和扭曲，丝线呈部分波浪形曲线，如图1所示的纬线走向，由于制作过程中丝网揉动，导致纬线弯曲(经线也会弯曲，图中未显示)；而且每一次网板的制作，丝网丝线都不能保证曲线形状一致。这给预期做出避开丝线的栅线的掩膜版的制作带来非常大的困难。

技术实现要素：

本发明提供了一种制作掩膜版和在网板上制作图形的方法，能够避免或更好的减少栅线图形无法避开丝线的缺陷。

本发明第一个方面是提供一种制作掩膜版的方法。

本发明第二个方面是提供一种在网板上制作图形的方法。

本发明所述制作掩膜版的方法，包括：

对固定在载体上的丝网的微观结构进行图像识别的光电扫描，在电子计算机上生成丝网丝线的空间结构关系模型；

电子计算机根据生成的丝网丝线的空间结构关系模型建模，生成掩膜版图形；

制作带有栅线图形的掩膜版。

本发明所述在网板上制作图形的方法，包括：

对固定在载体上的丝网的微观结构进行图像识别的光电扫描，在电子计算机上生成丝网丝线的空间结构关系模型；

电子计算机根据生成的丝网丝线的空间结构关系模型建模，生成掩膜版图形；

制作带有栅线图形的掩膜版；

将掩膜版紧贴在网板上带有光敏胶的一面，并且使栅线走向与其中一个方向的丝线走势相同；

光刻，去除因被栅线图形遮盖而未固化的光敏胶，在丝线之间形成槽线。

其中，本发明上下文内容中，本发明所述掩膜版优选为用于在网板上制作图形的掩膜版。

其中，本发明上下文内容中，本发明所述网板优选为用于晶硅太阳能电池片制造金属导电电极印刷工艺的网板。

其中，本发明上下文内容中，所述丝网优选为用于丝网印刷的不锈钢丝网，更优选为制作用于晶硅太阳能电池的制造金属导电电极印刷工艺中的印刷网板的不锈钢丝网。

其中，对丝网微观结构进行图像识别的所述光电扫描可以是在丝网制成还有光敏胶的网板之后的半成品状态进行扫描，或者，本发明也可以是在网板制作过程中将丝网固定在网框上(或载体上)后进行所述的光电扫描，然后再将丝网制成所述网板。

其中，对丝网微观结构进行图像识别的所述光电扫描可以是针对某一个方向的丝线走向进行扫描，或者也可以是对两个方向丝线的走向进行扫描。

其中，对丝网微观结构进行图像识别的所述光电扫描可以是针对所述走向的每一根丝线进行扫描，或者每隔N条丝线进行所述电子扫描，N为≥1的自然数，可以是优选为2-50，更优选5-35，更优选为8-20，更优选为10-15。

但是应当理解的是，每次扫描的间隔丝线数量可以相同或不同。

本发明一种优选实施例中，所述丝网在载体上固定的方法包括：

步骤1，将透明或半透明的载体向四周拉伸；其中，所述载体可以是薄膜和/或网布，薄膜或网布可以分别独立的是塑料膜或塑料网布，如尼龙网布、聚酯网布、丙纶网布、聚酯薄膜、聚烯烃薄膜，并优选为尼龙网布；

步骤2，将不锈钢丝网放在所述载体上，其中，在载体下方放置固定夹具，所述固定夹具包括丝网固定框，所述丝网固定框包括边框、以及边框围成的窗口，其中至少一个边框上设有直线型缝隙；不锈钢丝网覆盖所述直线型缝隙上方，将不锈钢丝网其中的一条不锈钢丝线置于其中一个直线型缝隙内、并将该不锈钢丝线与该直线型缝隙同向对齐；

在将不锈钢丝线与相应直线型缝隙同向对齐后，将该不锈钢丝线进行位置固定，再将不锈钢丝网向其它方向平展开；

步骤3，不锈钢丝网边缘预留有固定区，通过固定区将不锈钢丝网固定在载体上；

步骤4，去除固定夹具、以及位于不锈钢丝网固定区包围的内部区域下方的载体区域。

在本发明的一种优选实施例中，步骤1中，载体向四周拉伸后，固定在一个机构上，所述机构优选为中心区域为窗口的框状物，或者，所述机构也可以是固定夹具本身。

本发明所述的固定夹具包括丝网固定框，所述丝网固定框优选为包括边框、以及边框围成的窗口，其中至少一个边框上设有直线型缝隙。

其中，所述直线型缝隙的结构可以是槽、上下通透、和/或透明区域，或者上述结构的任意组合。

在一种优选实施例中，所述直线型缝隙内设有连接部与边框主体相连，确定边框不被所述直线型缝隙分隔成两个不相连的部分。其中，所述连接部可以是槽的底部、透明区域、连接臂等。

或者在另一种优选实施例中，所述丝网固定框由内外两个部分组成，两个部分之间形成直线型缝隙。更优选地，设有距离控制部件以使直线型缝隙的方向和宽度符合预定要求。

在在本发明的一种更优选实施例中，所述丝网固定框为四边形框，可以是矩形框、菱形框、梯形框等，并优选为矩形框，如正方形框。

在本发明的一种优选实施例中，所述丝网固定框上，在直线型缝隙旁，沿所述直线型缝隙设有一个或多个开孔或开口。更优选地，开孔或开口连线平行于其所沿的直线型缝隙；或者，多个开孔或开口按照平行于所沿直线型缝隙的直线方式排布。

其中，所述丝网固定框，至少包围直线型缝隙和开孔或开口的位置是不透明的，或者透明度低于所包围的直线型缝隙、或开孔或开口，更优选为，所述丝网固定框，除直线型缝隙和开空或开口位置外，是不透明的。

在一种更优选实施例中，所述丝网固定框至少两个边框上设有直线型缝隙，其中，更优选地，其中两个直线型缝隙优选为相互平行。更优选地，四个边框上设有直线型缝隙，四个直线型缝隙和/或其延长线围成四边形，并可以是矩形、菱形、梯形等，更优选为矩形。

在一种更优选实施例中，所述丝网固定框为四个边框围成的矩形，每个边框设有直线型缝隙，直线型缝隙和/或直线型缝隙延长线组成第二矩形，在每个边框上，沿所述直线型缝隙设有开孔或开口。更优选地，每个边框上开孔或开口的连线与该边上直线型缝隙平行。

其中，优选地，所述开孔或开口可以是位于直线型缝隙内侧和/或外侧，并优选为位于直线型缝隙内侧；并且开孔或开口的一个边可以是与直线型缝隙重合。

在本发明的一种优选实施例中，不锈钢丝网面积大于丝网固定框的面积；更优选地，所述不锈钢丝网面积大于四个直线型缝隙和/或其延长线围成四边形的面积，更优选地，不锈钢丝网覆盖四个直线型缝隙和/或其延长线围成四边形。

在本发明的一种优选实施例中，步骤2中，将不锈钢丝网的第一条不锈钢丝线与丝网固定框中第一直线型缝隙同向对齐，固定第一丝线的位置，将不锈钢丝网向其它方向平展开，然后将第二条不锈钢丝线与第二直线型缝隙同向对齐。其中，在一种更优选实施例中，第二条不锈钢丝线与第一条不锈钢丝线平行，第一直线型缝隙与第二直线型缝隙平行；或者在另一种优选实施例中，第二条不锈钢丝线或其延长线与第一不锈钢条丝线或其延长线相交、并优选为垂直，第一直线型缝隙或其延长线与第二直线型缝隙或其延长线相交、并优选为垂直。

在本发明更优选实施例中，步骤2中，将丝网的第一条不锈钢丝线与丝网固定框中第一直线型缝隙同向对齐，固定第一不锈钢丝线的位置，将不锈钢丝网向其它方向平展开，然后将第二条不锈钢丝线与第二直线型缝隙同向对齐，其中第二条不锈钢丝线或其延长线与第一条不锈钢丝线或其延长线垂直，第一直线型缝隙或其延长线与第二直线型缝隙或其延长线垂直。

在本发明更优选实施例中，丝网固定框为矩形，第一直线型缝隙和第二直线型缝隙平行；第三直线型缝隙与第四直线型缝隙平行，并垂直于第一直线型缝隙；将丝网第一条纬线方向的不锈钢丝线与第一直线型缝隙对齐，固定位置，然后将丝网向其它方向平展开，将第二条不锈钢纬线方向的丝线与第二直线型缝隙对齐、并固定位置，第一条不锈钢经线方向的丝线与第三直线型缝隙对齐、并固定位置，第二条不锈钢经线方向的丝线与第四直线型缝隙对齐、并固定位置。

在本发明一种优选实施例中，所述直线型缝隙可以等于、大于或小于不锈钢丝网的不锈钢丝线间距；并且优选为大于不锈钢丝线间距，并优选为稍大于不锈钢间距。

在本发明另一种优选实施例中，所述直线型缝隙大于不锈钢丝网的不锈钢丝线直径、小于等于4背不锈钢丝网的不锈钢丝线间距，但在本发明另外的优选实施例中也可以不限于该倍数。

在本发明上述内容中，所述同向对齐可以是将不锈钢丝线与直线型缝隙内侧壁对齐、和/或与直线型缝隙外侧壁对齐、和/或置于所述直线型缝隙内并与所述直线型缝隙平行。

在本发明的一种优选实施例中，所述固定夹具还包括固定针，所述固定针的最大直径小于直线型缝隙宽度而最小直径大于所选钢丝网布的相邻丝线的间距。

在一种更优选实施例中，不锈钢丝线与直线型缝隙对齐后，用针状物刺透不锈钢丝网和载体后，插入在直线型缝隙内，对不锈钢丝线位置进行确定和固定。

在本发明的一种优选实施例中，步骤3中，所述固定区通过黏结的方式固定在薄膜上。在一种更优选实施例中，采用粘结剂将不锈钢丝网固定在载体上，更优选为采用紫外光敏固化胶将不锈钢丝网固定在载体上。

其中，更优选地，所述粘结剂、优选为紫外光敏固化胶施加到不锈钢丝网上，并透过不锈钢丝网将不锈钢丝线与载体黏结固定。

在一种更优选实施例中，所述粘结剂在所述开孔或开口上方施加到不锈钢丝网上。

在本发明的一种更优选实施例中，所述不锈钢丝网固定在载体上之后，再进行二次固定。

更优选地，所述二次固定可以是粘结固定，并优选为用胶带和/或粘结剂(如热熔固化胶带和/或紫外光固化胶)进行固定。

其中，二次固定位置在直线型缝隙外侧和/或穿孔内侧，或沿直线型缝隙对应的网布的边缘部位一定宽度(通常5-20厘米)的区域。

在本发明的一种更优选实施例中，固定夹具沿直线缝隙方向，预留有一个或多个固定区域，过定区包括所述开孔或开口，通过在固定区域涂敷紫外光固化胶将不锈钢丝网固定在载体上；当在固定区域通过涂敷紫外光固化胶将不锈钢丝网固定在载体上之后，再移去针状物固定该丝线的位置，之后可以再用紫外光固化胶再将整个不锈钢网布的边缘区域(通常宽度5-20厘米)全部固定在载体上。

在本发明的一种优选实施例中，所述对齐在放大镜或显微镜观察下进行。

在本发明的一种优选实施例中，所述固定夹具还包括支撑架，用于支撑所述丝网固定框。

所述支撑架可以是框体、也可以是中空柱体。

在本发明的一种优选实施例中，所述固定夹具还可以包括照明设备。在更优选实施例中，所述照明设备位于支撑架内、丝网固定框下方。

在一种更优选实施例中，在照明设备照射下，将不锈钢丝线与直线型缝隙对齐。所述照明设备可以是位于丝网固定框下方、也可以是位于不锈钢丝网上方、或两种位置同时存在。

并且更优选为所述照明设备位于支撑架内、丝网固定框下方。

在本发明的一种优选实施例中，所述支撑架包括定位部件，用于将不锈钢丝网固定框位置固定。

在一种更优选实施例中，所述支撑架包括凸起的上层定位平台。

在一种更优选实施例中，所述支撑架以及为插入针状物预留空间的槽。

在本发明的一种优选实施例中，所述固定夹具还包括载体固定框，所述载体固定框所围成的区域能够容纳所述丝网固定框。

其中，所上文所述，所述载体可以是薄膜和/或网布，薄膜或网布可以分别独立的是塑料膜或塑料网布，如尼龙网布、聚酯网布、丙纶网布、聚酯薄膜、聚烯烃薄膜，并优选为尼龙网布。

所述固定夹具包括用于将载体固定框固定在定位平台上的定位孔，和/或用于固定所述载体固定框的定位卡。

在更优选实施例中，所述定位卡于固定夹具下层平台的角部处。

其中，所述定位卡的数量可以分别独立地是至少2个、至少3个或至少4个。

其中，所述定位轴的数量可以分别独立地是至少2个、至少3个或至少4个。

其中，所述定位孔的数量可以分别独立地是至少2个、至少3个或至少4个。

本发明所提供的制作掩膜版和在网板上制作图形的方法，能够根据丝线走势制作掩膜版的栅线图形，从而避免了或尽可能的避免了网板上制作的槽线与丝网的丝线交叉的情况。

本发明提供的固定不丝网的方法，能够方便的将不锈钢丝网的丝线按照预定方向进行固定，从而在后期制作网板过程中，能够便捷的制作栅线的镂空光敏乳胶的槽线结构，提高工作效率，降低成本，并且能够个性化、低成本、并便于大规模产业化的制作用于晶硅太阳能电池金属导电电极印刷的制造工艺。。

附图说明

图1为丝网固定后经常出现的丝线纬线弯曲或扭曲示意图；

图2为本发明一种实施例中制作掩膜版流程示意图；

图3为本发明一种实施例中在网板上制作图形流程示意图；

图4为现有技术中不锈钢丝网固定方法示意图。

图5为本发明一种实施例中固定夹具丝网固定框结构示意图；

图6为本发明一种实施例中固定夹具局丝网固定框部放大结构示意图；

图7-1为本发明一种实施例中支撑架与丝网固定框架定位结构示意图。

图7-2为本发明另一种支撑架结构示意图。

图8为本发明固定不锈钢丝网方法中用针固定丝线位置示意图；

图9为本发明固定后不锈钢丝网结构示意图。

具体实施方式

参照图2和图3，本发明提供了一种制作掩膜版的方法、以及一种在网板上制作图形的方法。其中，所述掩膜版为用于在网板上制作图形的掩膜版，所述网板优选为用于晶硅太阳能电池片制造工艺的网板。

实施例1

参照图2，本发明制作掩膜版的方法，包括：

步骤1，将不锈钢丝网固定在尼龙网布上，涂覆光刻胶；对不锈钢丝网的网线(如图1所示纬线)的走向进行微观结构的图像识别技术光学电子扫描，根据扫描结果，在电子计算机上生成丝网丝线的空间结构关系模型；

步骤2，根据丝网丝线的模型，在电子计算机上构建掩膜版模型(图形)，其中，可以理解的是，掩膜版模型中栅线图形应当避开丝网的纬线，位于相邻纬线之间；

步骤3，根据所构建的掩膜版模型，制作带有栅线图形的掩膜版。

参照图3，本发明在制作出掩膜版之后，进行光刻。

步骤4，将掩膜版紧贴在网板上带有光敏胶的一面；将栅线图形避开纬线，并且尽量将栅线图形置于纬线之间的空间内；

步骤5，进行光刻，由于栅线图形覆盖区域的光刻胶没有光照固化，因此可以清洗去除，形成槽线。

实施例2

参照图2，本发明制作掩膜版的方法，包括：

步骤1，将不锈钢丝网固定在尼龙网布上，对不锈钢丝网的网线(如图1所示纬线)的走向进行微观结构的图像识别技术光电扫描，根据扫描结果，在电子计算机上生成丝网丝线的空间关系模型；

步骤2，根据丝网模型，在电子计算机上构建掩膜版模型(图形)，其中，可以理解的是，掩膜版模型中栅线图形应当避开纬线，位于相邻纬线之间；

步骤3，根据所构建的掩膜版模型，制作带有栅线图形的掩膜版。

参照图3，本发明在制作出掩膜版之后，进行光刻。

步骤4，将丝网涂覆光敏胶，制成网板；将掩膜版紧贴在网板上带有光敏胶的一面；将栅线图形避开纬线，并且尽量将栅线图形置于纬线之间的空间内；

步骤5，进行光刻，由于栅线图形覆盖区域的光刻胶没有光照固化，因此可以清洗去除，形成槽线。

实施例3

现有技术在固定不锈钢丝网过程中，人工放置丝网过程中的随机性会带来误差，无法确保不锈钢丝网丝线的方向为槽线设计所需方向，如图4所示，不锈钢丝网出现偏斜。由于丝线方向不可控，在后续制作光敏胶镂空的槽线过程中，难以避免交叉点出现在槽线内、或者栅线或槽线断开。

参照图5-9，本发明提供了一种不锈钢丝网的丝网固定夹具和一种不锈钢丝网的固定方法，用于实现上述实施例步骤1中不锈钢丝网在尼龙网布上的固定。

参照图5，丝网固定夹具包括丝网固定框3，本实施例中，丝网固定框为矩形，但本发明丝网固定框并不限于矩形。

丝网固定框3包括四个边框31，四个边框围成一个窗口30，窗口30开始透明窗口、或者通透窗口(观察固定夹具正反两面)。每个边框31设有直线型缝隙32，直线型缝隙32旁设有穿孔33。穿孔33可以是设在直线型缝隙32的内侧或外侧。

图6给出了丝网固定框3一个角部处的结构放大图，第一边框311设有第一直线型缝隙321，在第一直线型缝隙321内侧设有多个第一穿孔331，部分第一穿孔331之间设有连接区，将第一直线型缝隙321两侧连接，同样，第二边框312设有第二直线型缝隙322，在第二直线型缝隙322外侧设有多个第二穿孔332，部分第二穿孔332之间设有连接区，将第二直线型缝隙322两侧连接。

在丝网固定框3的四个夹角处，设有定位孔34。本发明固定夹具还包括支撑架，支撑架为中空的框体，上层为凸起的定位平台，具有四个定位轴，分别插入到定位孔34，将不锈钢丝网固定框3固定。

进行不锈钢丝网固定时，先将尼龙网布覆盖在固定框架上，固定框架可以是实施例1所述丝网固定夹具，也可以是独立存在的另一个框型固定架。将尼龙网布向四周拉伸，再用粘结剂粘接在固定框架上。之后将粘有尼龙网布的固定框架置于支撑架4上，图7-1给出了一种支撑架的结构，尼龙网布的固定框架下方套在支撑架4上，固定框架内边缘可以接触支撑架4的外边缘，但也可以不接触，从而将尼龙网布支撑在支撑架4的顶部，固定框架在重力作用下向下拉尼龙网布，将尼龙网布拉平。

图7-2给出了另一种支撑架4的结构，支撑架4包括中部位置的凸起的上层定位平台41，尼龙网布的固定框架下方套在上层定位平台41上。支撑架4还包括定位卡42，尼龙网布的固定框架置于定位卡42和上层定位平台41之间，将位置固定。

丝网固定框3边框通过定位轴和定位孔34固定在支撑架4中部位置，支撑架4可以是透明(或半透明材料)或者在丝网固定框3下方的位置为空心结构。丝网固定框3的边框和支撑架4置于显微镜下方。在丝网固定框3下方设置照明设备。

将不锈钢丝网2放在丝网固定框3上方的尼龙网布上，照明设备光线可以通过固定夹具3中部窗口30以及直线型缝隙32、穿孔33透过，因此，操作者可以通过上方的显微镜观察到丝网经纬线的位置。

将不锈钢丝网2的其中一条经线22与固定夹具第一直线型缝隙321对齐，参照图8和图9，固定针35插入到直线型缝隙，将该经线位置固定。将不锈钢丝网向其它方向铺展开，其中某一条纬线21与第二直线型缝隙322对齐，用固定针35将该纬线固定。

如图9所示，固定针最大直径等于或大于(如稍大于)丝网2的网眼20，这样可以更好的固定不锈钢丝网的经纬线，但是本发明并不限于此处对针状物直径的限定。

将不锈钢丝网向其它两个方向铺展开，并可以拉紧，由于上述经线22和上述纬线21已经固定了不锈钢丝网2的两个边缘，因此，不锈钢丝网拉紧后，另外两个边缘也容易固定位置。本发明中，在另外两个边缘处，不锈钢丝网也可以同样进行经线和纬线位置的固定，从而确保固定不锈钢丝网的网线方向。

在显微镜观察下，紫外光固化粘结剂在开孔33上方的不锈钢丝网处施加给不锈钢丝网，紫外光固化粘结剂通过网眼将不锈钢丝线与尼龙丝网粘结。粘结固定后，将尼龙丝网固定框架取出，沿直线型缝隙对应的网布的边缘部位一定宽度(通常5-20厘米)的区域用紫外光固化胶进行全部涂敷和固化后，剪去粘结剂包围的不锈钢丝网下方的尼龙网布，已被拉紧的尼龙网布在应力作用下向四个方向拉伸，将不锈钢丝网拉紧。

本发明上述固定夹具和固定方法，能够确定不锈钢丝网的丝线的方向。由于不锈钢丝网的丝线方向能够确定，因此，可以根据预想的栅线和槽线方向来制作网板和掩膜版，而不需要担心由于掩膜版设计和丝网丝线不符合导致的栅线和槽线被钢丝遮挡或断开等问题。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。