用于施加印刷物质的方法和装置制造方法

用于施加印刷物质的方法和装置制造方法
【专利摘要】在一种用于将印刷物质施加到基底上的方法中，带有印刷物质的印刷物质载体就此在基底上旋转且聚焦的激光束被这样接入印刷物质载体中，使得印刷物质被剥离且被传输到基底的相对而置的表面上。印刷物质载体是由透光材料构成的实心圆柱体，其围绕其纵轴线被旋转。在激光束冲击到层中之前印刷物质被平面地施加且在后面又被移除。
【专利说明】用于施加印刷物质的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将印刷物质、尤其用于制造太阳能电池的能导电的印刷物质施加到相应的基底上的方法和装置。
【背景技术】
[0002]由文件WO 2009/090098 A2已知在下侧处以印刷物质涂覆例如以围绕竖直轴线旋转的盘的形式的印刷物质载体。通过使激光束从上面这里平行于盘旋转轴线入射到盘上，以激光束射过透明的盘。以已知的方式由此在较小区域中、即似乎作为点将印刷物质从作为印刷物质载体的盘下侧剥离且传输到紧靠其下布置的基底上。由此可通过激光相对于基底以及可能相对于印刷物质载体的相对运动近似将印刷物质的结构写到基底上。备选于此，印刷物质载体可以是环绕的透明带并且围绕多个旋转轴线(其是水平的或平行于基底延伸)运转。印刷物质布置在环绕的印刷物质载体的外侧上且从内侧这里使激光束射入、亦即又穿过印刷物质载体。将新的印刷物质持久地施加在印刷物质载体的外侧处。备选于带作为印刷物质载体，其也可以是圆的旋转的玻璃管。
[0003]在此不利于相应地引导印刷物质载体且将磨损保持在控制下。

【发明内容】

[0004]本发明目的在于提供一种开头所提及的方法以及一种相应的装置，利用其可避免现有技术的问题且尤其可提供一种将印刷物质从运动的或旋转的印刷物质载体剥离且传输到基底上的有利的且稳固的以及少磨损的可能性。
[0005]该目的通过一种带有权利要求1的特征的方法以及一种带有权利要求10的特征的装置来实现。本发明的有利的以及优选的设计方案在从属权利要求中提及且接下来详细地来阐述。在此仅对于方法或者仅对于装置来说明特征中的一些。其然而应可独立于此地不仅对于方法而且对于装置有效。通过明确地参考说明书的内容来做出权利要求的表达。
[0006]设置成，带有印刷物质的印刷物质载体就此在基底上或与基底有些许间距地旋转或转动。高能光束、优选地聚焦的激光束被这样接入印刷物质载体中，使得印刷物质以对于专家已知的方式被剥离且被传输到基底的相对而置的表面上。
[0007]根据本发明，印刷物质载体是由透光材料构成的实心圆柱体，其围绕其纵轴线旋转。在此光束在一侧上被接入实心的印刷物质载体中且然后在穿过印刷物质载体时将一些印刷物质从印刷物质载体的外侧、也就是说从柱体的侧面剥离，其然后传输到基底上。剥离的印刷物质的量取决于光束的能量或其单位面积能量。
[0008]这样的实心圆柱体作为旋转的印刷物质载体相对于在前述文件WO 2009/090098A2中所提及的玻璃管的优点是，其在机械方面更稳固。此外取消用于将光束在纵向上引入玻璃管中且在其中偏转90°以从玻璃管离开的花费。相对于带有在玻璃管外的偏转的玻璃管，光束那么还仅须两次穿过边界层、即从空气到玻璃柱体中和从玻璃柱体到印刷物质中。在带有在玻璃管外的偏转的玻璃管中，这要再多两次、即从玻璃管到在内部中的空气中和又返回到玻璃管中。相对于开头提及的在下侧涂覆的盘的传统的应用例如产生该优点，即在实心圆柱体中其侧面作为对印刷物质的承载面起作用。印刷物质可比较简单地且在连续运行中被施加到该承载面上且在需要时还又从其移除，优选地在与基底略微进一步相间隔的部位处。在此因为与传统的盘(在其中被涂覆的旋转的下侧在运行中与基底具有恒定小的施加间距)相比被涂覆的旋转的柱侧面运动到基底上直至达到施加间距且然后又从其离开。
[0009]在本发明的有利的设计方案中光束在背向基底的侧面侧(Mantelflaechenseite)上被接入柱体中。特别有利地，这在向柱体的纵轴线的方向上实现，其中，尤其刚好面向基底实现接入。
[0010]在本发明的另一有利的设计方案中柱体有利地以大致平行于待印刷的基底面的纵轴线来布置，使得位于柱侧面上的印刷物质在柱体的长度上与待印刷的基底面具有恒定的施加间距。
[0011]在本发明又一设计方案中可能例如借助于涂覆装置将印刷物质平面地涂覆到载体上。这那么在旋转方向上在印刷物质被光束剥离的点之前实现。由此可实现，光束始终打到在印刷物质载体处由印刷物质构成的封闭的面上，使得在全部情况中印刷物质可以以始终保持不变的量被剥离且传输到基底上。涂覆装置例如可具有印刷物质储存部，其中，印刷物质储存部(Drucksubstanzvorrat)有利地构造成使得印刷物质大面积地贴靠在印刷物质载体处。对此，可与印刷物质载体成较小间距布置有刀，其带有平行于旋转轴的纵向。该刀可以以其刀刃与印刷物质载体具有较小间距，使得之后印刷物质以限定的厚度作为层粘附在印刷物质载体处。备选地，可设置有限定的调整力(Anstellkraft)，其那么与印刷物质的粘度一起产生可如所希望的那样调节的间距。
[0012]这样的间距例如可为20 μ m至100 μ m、优选地30 μ m至50 μ m。对此，为了均匀的
层厚刀刃有利地平行于印刷物质载体的旋转轴线布置。
[0013]在本发明的有利的设计方案中印刷物质储存部或所提及的刀位于在印刷物质的剥离点之前30°至120°的旋转角度。该角度特别有利地为大约60°至100°。
[0014]有利地可能将前述刀以不等于90°的角度安置到印刷物质载体的表面处或不在朝向其旋转轴线的方向上。然后尤其利用前述的刀在印刷物质的剥离点之前的安置地点可形成足够的印刷物质储存部。对于刀在印刷物质载体的表面处的安置角度例如可为0°至70°、有利地10°至60°。即刀也可被切向地安置到表面处，可能甚至略微进一步向下在接触线上被移动。在角度较大的情况下，刀从其安置点倾斜直到几乎到印刷物质载体处与其旋转方向相反从水平线向上翻倾，使得其形成印刷物质储存部的一侧壁。另一侧壁由印刷物质载体本身形成。在前面和后面那么可设置有带有在印刷物质载体或刀处可能密封的封闭部(Abschluss)的另外的壁。
[0015]在本发明另一设计方案中可能在旋转方向上在印刷物质从印刷物质载体剥离的点之后设置用于印刷物质的捕集容器、即以便捕获和收集印刷物质。对此刚好可设置有一种捕集容器，其可以以非常小的间距直接够到印刷物质载体处。这样的较小的间距可小于50 μ m、可能甚至小于30 μ m。该捕集容器的一区域可类似于前述刀来购造、即不完全贴靠在印刷物质载体处。
[0016]此外，有利地在印刷物质载体的旋转方向上在捕集容器之后和之上存在刮削器(Abstreifer)。该刮削器用于将还粘附在印刷物质载体处的印刷物质很大程度地从其移除且收集在置于其下的捕集容器中。刮削器在此有利地可由弹性材料构成且直接贴靠在印刷物质载体处。其例如可以以在旋转方向上在捕集容器之后超过30°的旋转角度被安置到印刷物质载体处。在此其为了提高其效果可斜置，类似于之前对于刀所说明的那样，然而刚好与印刷物质载体的旋转方向相反被斜地安置在其处。由此其也可用作刮刀类型。备选地其可随旋转方向被斜地安置在其处。
[0017]通过布置在捕集容器之后的刮削器当捕集容器本身(如已阐述的那样)不直接伸到印刷物质载体处时也是无问题的。最后，应还未从捕集容器自身来移除印刷物质，而是才从在其之上的刮削器，使得其收集在捕集容器中。
[0018]在本发明的另一设计方案中可在捕集容器中设立负压，以防止印刷物质从在捕集容器与印刷物质载体之间的缝隙向下行出。这可借助于伸入的负压管实现，负压管但是不应伸到印刷物质本身处、而是仅应抽吸空气以产生负压。对此，捕集容器附加地应在印刷物质载体或位于其上的印刷物质层处大致气密地封闭。
[0019]在本发明的又一设计方案中，可借助于抽吸装置的伸入的抽吸管从捕集容器抽吸印刷物质。其尤其在准备之后又可被使用。
[0020]由此可借助于负压装置或抽吸装置防止大量印刷物质收集在捕集容器中且可能向下行出且可到达基底上。其那么又将以相当大的量粘附在印刷物载体处且又必须通过前述的刮削器复杂地来移除，这可能不再能完全彻底地实现。适用于此的抽吸装置例如可具有槽口，其沿着印刷物质载体或捕集容器在其中延伸。
[0021]在本发明的有利的设计方案中光束源位于印刷物质载体之上而基底位于其之下。这一方面有利于印刷物质从载体的剥离和传输到基底上以及另一方面有利于在印刷物质载体的一侧上形成上述印刷物质储存部而在另一侧上形成捕集容器。
[0022]在本发明的另一设计方案中有利地可来平衡由于穿过圆柱状的、杆形的印刷物质载体光束的可能的扭曲，使得光束尽可能以所期望的聚集和功率远地击打到印刷物质层上以剥离少量的印刷物质来传输到基底上。为此，例如可设置有平凹的长焦距透镜(Langlinse)，其布置在光束源与印刷物质载体之间、尤其紧靠在印刷物质载体之上。通过相应的偏转装置，光束那么可沿着印刷物质载体在不同的或所期望的部位处被接入且刚好剥离印刷物质。由此可近似提供一种按行印刷方法。备选地，根据可能的扭曲可使用凸的或平凸的透镜。
[0023]除了从权利要求中还从说明书和附图中得出这些和另外的特征，其中，各个特征可分别本身或多个以子组合的形式在本发明的实施形式中和在其它领域中来实现并且表示有利的且本身可保护的实施方案(这里对于其要求保护)。本申请案划分成各个部段以及中间标题在其普遍有效性上不限制在其之下所做出的陈述。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]在图1中以剖面示出如何在一侧上以印刷物质来涂覆以旋转的实心的玻璃杆的形式的印刷物质载体而从其另一侧接入激光束。在图2中以侧视图示出如何借助于可旋转的镜子在沿着印刷物质载体的不同部位处将激光束从上面接入装置中。【具体实施方式】
[0025]图1以剖面示出用于将印刷物质施加到在其之下的基底12的大致平的上侧上的装置11。如所提及的那样，基本12有利地是晶片，由其来制造太阳能电池或在其中由印刷物质例如来产生能导电的结构。
[0026]装置11具有印刷物质载体14，其构造为实心的圆的、透明的柱体(例如为玻璃杆)，带有通常15mm至40mm、优选地大约20mm至30mm的直径,并且其有利地由石英玻璃或硼硅玻璃构成。其例如可以是IOcm至40cm长并且在两侧支承在未示出的带有合适的旋转驱动器的旋转支承上。在此，其在所示的实施例中在基底12上定位成使得其中心纵轴线或简称纵轴线平行于待印刷的基底上侧。
[0027]从右边以刀刃17与外侧15大约30um至50um的间距将刀16安置到印刷物质载体14处。刀16以在印刷物质剥离之前大约75°的旋转角度安置到印刷物质载体14处，亦即以相对于在载体14处的切线大约45°或相对于水平线大约30°的安置角度。因为其在图2中不可见，刀刃沿着印刷物质载体14并且平行于其纵轴线延伸。在刀16与印刷物质载体14的外侧15之间形成有在其中带有印刷物质20的印刷物质储存部19。由于刀刃17与印刷物质载体14的外侧15有间距，印刷物质载体14由于其围绕其纵轴线回转沿着其外侧15拉出印刷物质20的层21，层21以几乎保持相同的厚度遮盖该外侧15。
[0028]从上面接入印刷物质载体14中的激光束23对准印刷物质载体14的中心纵轴线或其旋转轴线处并且经过其，使得激光束23在下面离开或击打到印刷物质20的层21上，层21在那里以所期望的施加间距处于与基底12相对而置。在那里，激光束23以已知的方式使较小的、作为小滴24示出的量的印刷物质20从层21脱离，该其向下传输到基底12的上侧上并且在持续的施加方法中在那里形成线。在此，如可容易地想象的那样，这样的线或其它由线形成的结构一方面可由此来产生，即如在图2中所示激光束23沿着印刷物质载体14的纵轴线运动。由此激光束23近似使印刷物质20从旋转的印刷物质载体的层21脱离，使得因此线或通常任意的结构可在上面在基底12上形成。
[0029]另一方面，独立于此或附加于此，基底12也可在其所示出的平面中运动，即以与印刷物质载体14保持相同的间距。印刷物质载体14自身在此反正连续地旋转，使得激光束即使当其相应于图2始终射到印刷物质载体14的相同部位或其外侧15上或射到层21中时始终可剥离新的印刷物质20。
[0030]在旋转方向上在激光束23击打到层21上之后存在捕集容器26，亦即以大约70°的旋转角度偏移。其类似于印刷物质储存部19与印刷物质载体14的外侧15略微有间距地来布置，其中，该间距应略微大于在外侧15处层21的厚度、即例如大约lOOum。此外，如也从图2在侧视图中可见，捕集容器26包括带有三个支脚的长的U状轮廓，即向右不封闭。抽吸管28伸到其内部中，抽吸管28抽吸在捕集容器26中所收集的印刷物质20。由此可能在准备之后可将该印刷物质20又提供到印刷物质储存部19中以继续使用。
[0031]略微在捕集容器26之上或在旋转方向上以在其之后大约30°的角度存在刮削器30，其由弹性材料构成、有利地由橡胶、弹性塑料或金属片。刮削器边31直接安置到印刷物质载体14或其外侧15处(如可清楚地识别出的那样)并且负责使从外侧15移除层21的基本上所有的印刷物质20。其然后向下到达捕集容器26中并且可通过抽吸管28被移除。因此一方面确保无一定程度上旧的印刷物质20 (其那么会负面地影响施加过程)可积聚在印刷物质载体14的外侧15上。此外，从上面来的激光束23可无障碍地从上面进入印刷物质载体14中。
[0032]此外，在抽吸管28之上负压管29伸入捕集容器26中，负压管29用于在其中产生负压。因为捕集容器26在上面伸到就在刮削器30之前或甚至可贴靠在其处，捕集容器26可几乎是封闭的，并且可以说，通过收集的印刷物质20使向下且朝向印刷物质载体14的缝隙近似封闭。由此还实现，印刷物质20不从在捕集容器26与印刷物质载体14之间的缝隙离开或向下行。对此所需要的负压不必特别小，其应刚好仅防止行出。
[0033]在印刷物质载体14上方存在前述的长焦距透镜33，其相应于图2还在印刷物质载体14的主要的或整个长度上延伸。其可平衡激光束23由于进入在其外侧15处向上拱曲的印刷物质载体14中的散焦。相应地，其应设计成与在印刷物质载体14上方的激光束23的直径以及在印刷物质载体14中激光束击打到印刷物质20的层21上的部位处的所期望的斑直径相协调。
[0034]此外在图2中示出如何借助于可偏转的镜子35可使激光束23沿着印刷物质载体14的纵向偏转且因此近似移动，参见虚线的备选的轨迹。如之前已阐述的那样，因此刚好可将印刷物质20以线形带到基底12上。代替镜子，有利地可使用可旋转的多边形。但是这原则上是已知的。
【权利要求】
1.一种用于将印刷物质、尤其用于制造太阳能电池的能导电的印刷物质施加到基底上的方法，其中，带有所述印刷物质的印刷物质载体就此在所述基底上旋转且高能光束、优选地聚焦的激光束被这样接入所述印刷物质载体中，使得所述印刷物质被剥离且被传输到所述基底的相对而置的表面上，其特征在于，所述印刷物质载体是由透光材料构成的实心圆柱体，其围绕其纵轴线被旋转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光束在背向所述基底的侧面侧上优选地以向所述柱体的纵轴线的方向被接入所述柱体中。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述柱体在所述基底上被定位成使得其纵轴线大致平行于所述印刷物质被施加到其上的基底面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述印刷物质在在旋转方向上在印刷物质被所述光束剥离的点之前的部位处优选地同与所述印刷物质载体以较小间距布置的、用于限制所施加的所述印刷物质的厚度的刀一起被平面地涂覆到旋转的所述柱体的侧面上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以与所述柱体20μ m至100 μ m、优选地30 μ m至50 μ m的间距并且/或者以在所述柱体的旋转方向上在所述印刷物质的剥离点之前30°至120°的旋转角度来布置所述刀或刀刃。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在旋转方向上在所述印刷物质的剥离点之后由所述柱体尤其在捕集容器中来捕获和收集印刷物质，其中，这优选地以与所述柱体非常小的间距实现。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在旋转方向上在所述捕集容器之后和之上存在刮削器，以便将印刷物质从所述柱体移除且收集在所述捕集容器中，其中，所述刮削器优选地由弹性材料构成且以在旋转方向上在所述捕集容器之后多于30°的旋转角度被置于所述柱体处。
8.根据权利要求6或者7所述的方法，其特征在于，在所述捕集容器中设立有负压，以防止印刷物质从在捕集容器与柱体之间的缝隙向下行出，并且/或者在所述捕集容器中所收集的印刷物质被抽吸且优选地尤其在准备之后又被使用。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光束源布置在所述柱体之上而所述基底布置在其之下。
10.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的装置，其带有:印刷物质载体，其可旋转地布置在所述基底上；和器件，其用于将高能光束、优选地聚焦的激光束接入所述印刷物质载体中以剥离所述印刷物质且传输到所述基底的相对而置的表面上，其特征在于，所述印刷物质载体是由透光材料构成的实心圆柱体，其可围绕其纵轴线旋转地来布置且其侧面作为印刷物质承载面起作用。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于产生所述光束的光束源尤其以所述光束朝向所述柱体的旋转轴线的方向布置在所述柱体的背向所述基底的侧面上。
12.根据权利要求10或者11所述的装置，其特征在于，所述柱体在所述基底上定位成使得其纵轴线大致平行于所述印刷物质被施加到其上的基底面。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，在所述柱体的一侧上在旋转方向上在印刷物质被所述光束剥离的点之前设置有涂覆装置，用于优选地同与所述柱体以较小间距布置的、用于限制所施加的所述印刷物质的厚度的刀一起平面地涂覆印刷物质。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述刀或刀刃与所述柱体成大约20μ m至100 μ m、优选地30 μ m至50 μ m的间距，并且/或者所述刀以在所述柱体的旋转方向上在所述印刷物质的剥离点之前30°至120°、优选地60°至100°的旋转角度来布置，并且/或者所述刀以不等于90°的角度安置到所述柱体的表面处，其中，优选地所述刀从所述刀刃起相对于水平线向上翻倾以形成印刷物质储存部。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于，在旋转方向上在所述印刷物质从所述柱体剥离的点之后设置有用于印刷物质的捕集容器，其优选地与所述柱体以小于50 μ m的间距来布置。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，在所述柱体的旋转方向上在所述捕集容器之后和之上存在刮削器，以便将印刷物质从所述柱体移除且收集在所述捕集容器中，其中，优选地所述刮削器由弹性材料构成且其在柱体处的安置点在旋转方向上处于在所述捕集容器之后大于30°的旋转角度。
17.根据权利要求15或者16所述的装置，其特征在于，在所述捕集容器中借助于负压装置来设立负压用于从在捕集容器与印刷物质载体之间的缝隙抽吸印刷物质。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的装置，其特征在于，在所述光束源与所述柱体之间布置有长焦距透镜用于平衡由所述柱体引起的所述光束的扭曲。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述光束源布置在所述柱体之上而所述基底布置在其之下。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述柱体具有15_至40mm、优选地大约20mm至30mm的`直径。
【文档编号】H01L21/67GK103635994SQ201280020926
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年4月26日 优先权日:2011年4月29日
【发明者】T.绍特, M.霍夫曼, C.布赫纳 申请人:施密德科技有限责任公司