一种硅片旋转印刷方法及系统与流程

1.本技术涉及太阳能光伏硅片生产领域，特别是一种硅片旋转印刷方法及系统。


背景技术：

2.光伏太阳能硅片采用丝网印刷技术制作，即将丝网置于硅片的表面，使用刮刀在丝网上涂布浆料，使得浆料透过丝网网孔压印在硅片上形成电路或电极。
3.要想提高硅片的产量，浆料涂布和刮刀移动都需要以更快的速度进行，现有技术中，刮刀在导轨上作直线往复运动，刮刀的行程随着硅片的尺寸增大而增大，导致大尺寸的硅片的印刷速度难以提升。
4.要想提高硅片的印刷质量，就要保证不同位置的浆料压印的一致性，目前的刮刀通常采用匀速控制，当丝网不同位置的浆料分布不均匀时，刮刀压印时施加的作用力也会出现较大的波动，导致印刷质量变差，甚至有可能由于作用力太大而损伤硅片。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种硅片旋转印刷方法及系统，硅片旋转印刷方法能够提高硅片的产量以及印刷质量。
6.根据本技术实施例提供的硅片旋转印刷方法，包括：
7.步骤100：获取硅片的中心点；
8.步骤200：使所述硅片的中心点、网版的中心点以及旋转刮刀的轴线重叠；
9.步骤300：所述旋转刮刀以及所述网版移动到达印刷位置，所述旋转刮刀旋转以进行印刷；
10.其中，在所述步骤300中，控制所述旋转刮刀在旋转时保持设定扭矩，控制所述旋转刮刀浮动补偿以保持设定压力。
11.根据本技术实施例提供的硅片旋转印刷方法，至少具有如下技术效果：首先，使用旋转刮刀进行硅片印刷，旋转刮刀的行程轨迹不受硅片尺寸的影响，当硅片的尺寸增大时，只需要对应增大旋转刮刀的尺寸即可，从而能够提高大尺寸的硅片的印刷速度，其次，使用恒扭矩方式对旋转刮刀的旋转进行控制，能够降低旋转刮刀对硅片的作用力的波动，提高不同位置的浆料压印的一致性，最后，进行浮动补偿，能够使旋转刮刀对硅片的压力保持稳定，硅片旋转印刷方法能够提高硅片的产量以及印刷质量。
12.根据本技术的一些实施例，浮动件以恒定的压力驱动所述旋转刮刀压向所述网版，以使所述旋转刮刀能够在竖直方向浮动补偿。
13.根据本技术的一些实施例，驱动件连接所述旋转刮刀，所述驱动件以恒扭矩方式驱动所述旋转刮刀旋转，以使所述旋转刮刀保持设定扭矩。
14.根据本技术的一些实施例，所述旋转刮刀安装在滚珠花键的花键轴的一端，所述驱动件与所述滚珠花键的套筒传动连接，所述浮动件的输出端连接所述花键轴的另一端。
15.根据本技术的一些实施例，所述旋转刮刀包括进墨刀刃和回墨刀刃，所述进墨刀
刃和所述回墨刀刃在圆周方向上交替布置。
16.根据本技术的一些实施例，在所述步骤100中，获取装置获取硅片信息，以计算所述硅片的中心点，所述硅片信息包括所述硅片的形状尺寸。
17.根据本技术的一些实施例，在所述步骤300之后，还包括步骤400：对所述硅片进行质量检测；步骤500：将印刷完成后的所述硅片输出，检测合格的所述硅片输送至下料装置，检测不合格的所述硅片输送至ng装置。
18.根据本技术的一些实施例，待印刷的所述硅片放置在输送平台上，所述输送平台转动以使所述硅片依次经过第一工位、第二工位、第三工位，在所述第一工位执行所述步骤100，在所述第二工位执行所述步骤200和所述步骤300，在所述第三工位执行所述步骤400。
19.一种硅片旋转印刷系统，其特征在于，包括：
20.获取模块，用于获取硅片的中心点；
21.校准模块，用于使所述硅片的中心点、网版的中心点以及旋转刮刀的轴线重叠；
22.印刷模块，用于控制所述旋转刮刀以及所述网版移动到达印刷位置，所述旋转刮刀旋转以进行印刷；
23.其中，所述印刷模块控制所述旋转刮刀在旋转时保持设定扭矩，控制所述旋转刮刀浮动补偿以保持设定压力。
24.根据本技术实施例提供的硅片旋转印刷系统，至少具有如下技术效果：首先，印刷模块控制旋转刮刀进行硅片印刷，旋转刮刀的行程轨迹不受硅片尺寸的影响，当硅片的尺寸增大时，只需要对应增大旋转刮刀的尺寸即可，从而能够提高大尺寸的硅片的印刷速度，其次，印刷模块使用恒扭矩方式对旋转刮刀的旋转进行控制，能够降低旋转刮刀对硅片的作用力的波动，提高不同位置的浆料压印的一致性，最后，印刷模块控制旋转刮刀进行浮动补偿，能够使旋转刮刀对硅片的压力保持稳定，硅片旋转印刷系统能够提高硅片的产量以及印刷质量。
25.根据本技术的一些实施例，所述硅片旋转印刷系统还包括：
26.质检模块，用于对所述硅片进行质量检测；
27.出料模块，用于将印刷完成后的所述硅片输出，检测合格的所述硅片输送至下料装置，检测不合格的所述硅片输送至ng装置。
附图说明
28.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
29.图1是本技术实施例的硅片旋转印刷方法的流程图；
30.图2是本技术实施例的硅片旋转印刷方法使用的硅片旋转印刷设备的局部的结构示意图；
31.图3是本技术实施例的硅片旋转印刷方法使用的硅片旋转印刷设备的俯视示意图；
32.图4是本技术实施例的硅片旋转印刷系统的结构示意图。
33.附图标记：
34.输送平台100、网版110、旋转刮刀120、进墨刀刃121、回墨刀刃122、浮动件130、驱
动件140、花键轴151、传动带162、安装座171、轴承座172、固定板173、联轴器181、升降装置190、上料装置200、下料装置300、获取模块510、校准模块520、印刷模块530、质检模块540、出料模块550。
具体实施方式
35.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
36.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
38.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
39.本技术的硅片旋转印刷方法由硅片旋转印刷设备执行，硅片旋转印刷设备包括旋转刮刀120以及网版110。旋转刮刀120能够通过旋转将网版110上的浆料压印至网版110下方的硅片。
40.本技术实施例提供的硅片旋转印刷方法，包括以下步骤：
41.步骤100：获取硅片的中心点；
42.步骤200：使硅片的中心点、网版110的中心点以及旋转刮刀120的轴线重叠；
43.步骤300：旋转刮刀120以及网版110移动到达印刷位置，旋转刮刀120旋转以进行印刷；
44.其中，在步骤300中，控制旋转刮刀120在旋转时保持设定扭矩，控制旋转刮刀120浮动补偿以保持设定压力。
45.本技术实施例提供的硅片旋转印刷方法，至少具有以下几方面的有益效果。
46.首先，使用旋转刮刀120进行硅片印刷，旋转刮刀120的行程轨迹(即转动圈数)不受硅片尺寸的影响，从而能够提高大尺寸的硅片的印刷速度。具体来说，定义旋转刮刀120的直径为x，硅片的直径为y，只要满足y小于x，不管硅片的尺寸如何变化，旋转刮刀120的圆周旋转运动都能够覆盖整个硅片，因此无需根据硅片的尺寸变化改变旋转刮刀120的行程，而当硅片的尺寸进一步增大，使得y大于x时，只需要更换更大尺寸的旋转刮刀即可，也无需根据硅片的尺寸变化改变旋转刮刀120的行程。
47.其次，使用恒扭矩方式对旋转刮刀120的旋转进行控制，能够降低旋转刮刀120对硅片的作用力的波动，提高不同位置的浆料压印的一致性。
48.最后，进行浮动补偿，能够使旋转刮刀120对硅片的压力保持稳定，硅片旋转印刷
方法能够提高硅片的产量以及印刷质量。
49.浮动补偿是指旋转刮刀120根据自身受到的反作用力相对于网版110浮动，使得旋转刮刀120对硅片的压力下降或上升，从而使实际的压力维持在设定压力。
50.在一些实施例中，浮动件130以恒定的压力驱动旋转刮刀120压向网版110，以使旋转刮刀120能够浮动补偿。具体来说，浮动件130可以采用气缸，在气压的作用下，浮动件130的输出轴对旋转刮刀120施加恒定的作用力，使得连接在输出轴上的旋转刮刀120压向网版110，调节气压的大小，使得在平衡状态下，旋转刮刀120对硅片的压力处于设定压力。输出轴可以在竖直方向伸缩，当旋转刮刀120对硅片的压力超出设定压力时，旋转刮刀120受到的合力向上，从而使得旋转刮刀120上升远离硅片，减小旋转刮刀120对硅片的压力；反之当旋转刮刀120对硅片的压力小于设定压力时，旋转刮刀120受到的合力向下，从而使得旋转刮刀120下降进一步压向硅片，增大旋转刮刀120对硅片的压力。
51.当然，在另外的一些实施例中，浮动件130也可以采用恒力磁弹簧等能够提供恒定作用力并且能够浮动的结构。
52.在一些实施例中，驱动件140连接旋转刮刀120，驱动件140以恒扭矩方式驱动旋转刮刀120旋转，以使旋转刮刀120保持设定扭矩，驱动件140可以采用驱动电机。
53.图2给出了一种能够执行本技术的硅片旋转印刷方法的硅片旋转印刷设备实施例。参照图2，旋转印刷设备包括滚珠花键，旋转刮刀120安装在滚珠花键的花键轴151的一端，驱动件140与滚珠花键的套筒传动连接，浮动件130的输出端连接花键轴151的另一端。套筒能够带动花键轴151转动，从而使驱动件140驱动旋转刮刀120，套筒能够沿花键轴151的轴向移动，使得浮动件130能够带动旋转刮刀120浮动补偿并且不影响旋转刮刀120的旋转。
54.具体来说，硅片旋转印刷设备还包括升降装置190以及基座，升降装置190用于驱动基座升降，基座包括安装座171以及安装在安装座171上的轴承座172和固定板173。驱动件140安装在安装座171上，驱动件140为伺服旋转电机，驱动件140的输出端连接联轴器181，轴承座172上安装有带轮，两个带轮之间通过传动带162连接，套筒和联轴器181分别连接两个带轮。浮动件130安装在固定板173上，浮动件130的输出端与花键轴151的顶部连接。
55.除此之外，还可以通过其它的方式实现旋转刮刀120在转动的同时浮动补偿。例如在另外的一些实施例中，浮动件130的输出端连接有第一安装座，驱动件140安装在第一安装座上。驱动件140通过联轴器连接旋转刮刀120，使旋转刮刀120旋转，浮动件130带动第一安装座升降，使旋转刮刀120浮动补偿。
56.同时，硅片旋转印刷设备还包括第二安装座，浮动件130安装在第二安装座上，第一安装座通过竖直延伸的导轨安装在第二安装座上，从而对浮动补偿起到导向作用。升降装置190用于驱动第二安装座升降。
57.相比于使用第一安装座将驱动件140连接到浮动件130的输出端，通过滚珠花键实现浮动补偿能够减小浮动件130的负载，降低了运动时的惯性，提高了浮动补偿的灵敏度。
58.回到图2，在一些实施例中，旋转刮刀120包括进墨刀刃121和回墨刀刃122，进墨刀刃和回墨刀刃在圆周方向上交替布置。进墨刀刃121将浆料压印至硅片，回墨刀刃122则用于在压印之后进行回墨，以方便进墨刀刃121的下一次压印。具体来说，进墨刀刃121压印时，一部分浆料可能沿径向外流至边缘，回墨刀刃122能够将这些浆料刮回合适的位置，同
时压印之后浆料在网版110上的分布可能不均，回墨刀刃122能够使浆料更加均匀。
59.图2的实施例示意性地展示了旋转刮刀120，可以理解的是，在实际生产中，进墨刀刃121和回墨刀刃122会具有不同的形状，以满足各自的功能要求。旋转刮刀120可以包括多个进墨刀刃121和多个回墨刀刃122，从而提高印刷效率。
60.根据本技术的一些实施例，在步骤100中，获取装置获取硅片信息，以计算硅片的中心点，硅片信息包括硅片的形状尺寸。之后在步骤200中，获取装置将获取的硅片信息反馈给工控机，工控机计算出调节量反馈给plc，plc根据收到的信息，调整旋转刮刀120的位置以及网版110的位置。这里的获取装置可以使用ccd相机，或者其它能够采集硅片信息的光学仪器。
61.在一些实施例中，步骤300还包括：在网版110上涂布浆料。
62.在一些实施例中，参照图1，在步骤300之后，还包括步骤400：对硅片进行质量检测。具体来说，步骤400包括：使用视觉检测设备对硅片表面的电路质量进行检测。视觉检测设备可以使用aoi设备。
63.在一些实施例中，在步骤400之后，还包括步骤500：将印刷完成后的硅片输出，检测合格的硅片输送至下料装置300，检测不合格的硅片输送至ng装置。
64.在一些实施例中，待印刷的硅片放置在输送平台上，输送平台转动以使硅片依次经过第一工位、第二工位、第三工位，在第一工位执行步骤100，在第二工位执行步骤200和步骤300，在第三工位执行步骤400。由于将步骤100和步骤200分散在不同的工位进行，在硅片由第一工位前往第二工位的过程中，旋转刮刀120和网版110可以提前进行位置调节和对齐，从而缩短了硅片到达第二工位后等待的时长，提高了印刷效率。
65.参照图3，输送平台100可以使用转台，硅片旋转印刷设备还包括上料装置200和下料装置300，上料装置200、转台、下料装置300依次布置，首先上料装置200将硅片运送至第一工位，执行步骤100，之后转台旋转，使硅片转移到第二工位进行压印，最后转台将硅片送至第三工位，检测完成的合格硅片通过下料装置300送出。
66.本技术实施例提供的硅片旋转印刷系统，包括：
67.获取模块510，用于获取硅片的中心点；
68.校准模块520，用于使硅片的中心点、网版的中心点以及旋转刮刀的轴线重叠；
69.印刷模块530，用于控制旋转刮刀以及网版移动到达印刷位置，旋转刮刀旋转以进行印刷；
70.其中，印刷模块530控制旋转刮刀在旋转时保持设定扭矩，控制旋转刮刀浮动补偿以保持设定压力。
71.图1所示的硅片旋转印刷方法实施例中的内容均适用于硅片旋转印刷系统，硅片旋转印刷系统所具体实现的功能与图1所示的硅片旋转印刷方法实施例相同，并且达到的有益效果与图1所示的硅片旋转印刷方法实施例也相同。
72.在一些实施例中，硅片旋转印刷系统还包括：
73.质检模块540，用于对硅片进行质量检测；
74.出料模块550，用于将印刷完成后的硅片输出，检测合格的硅片输送至下料装置，检测不合格的硅片输送至ng装置。
75.下面参考图1至图3以一个具体的实施例详细描述本技术实施例的硅片旋转印刷
方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本技术的具体限制。本具体的实施例也可以被上述相应的技术特征替换或与上述的技术特征结合。
76.硅片旋转印刷方法使用硅片旋转印刷设备。
77.参照图3，硅片旋转印刷设备包括依次布置的上料装置200、输送平台100和下料装置300，输送平台100为转台，转台具有第一工位、第二工位和第三工位，第一工位与上料装置对接200，第三工位与下料装置300对接。
78.第一工位布置有ccd相机；第二工位布置有网版110和旋转刮刀120；第三工位布置有aoi设备。
79.具体来说，参照图2，硅片旋转印刷设备还包括驱动件140、升降装置190、基座以及滚珠花键。升降装置190用于驱动基座升降，基座包括安装座171以及安装在安装座171上的轴承座172和固定板173。驱动件140安装在安装座171上，驱动件140为伺服旋转电机，驱动件140的输出端连接联轴器181，轴承座172上安装有带轮，两个带轮之间通过传动带162连接，联轴器181和滚珠花键的套筒分别连接两个带轮。浮动件130安装在固定板173上，浮动件130的输出端与滚珠花键的花键轴151的顶部连接。旋转刮刀120安装在花键轴151的下端。
80.参照图1，硅片旋转印刷方法包括以下步骤：
81.s100：硅片上料至第一工位，ccd相机拍摄硅片，获取硅片的形状尺寸，以计算硅片的中心点；
82.s200：硅片转移至第二工位，ccd相机将获取的硅片信息反馈给工控机，工控机计算出调节量反馈给plc，plc根据收到的信息，调整旋转刮刀120的位置以及网版110的位置，使硅片的中心点、网版110的中心点以及旋转刮刀120的轴线重叠；
83.s300：旋转刮刀120以及网版110移动到达印刷位置，在网版110上涂布浆料，旋转刮刀120旋转以进行印刷；
84.s400：硅片转移至第三工位，使用aoi设备对硅片表面的电路质量进行检测；
85.s500：将印刷完成后的硅片输出，检测合格的硅片输送至下料装置300，检测不合格的硅片输送至ng装置。
86.在s300中，控制旋转刮刀120在旋转时保持设定扭矩，控制旋转刮刀120在竖直方向浮动补偿以保持设定压力。
87.在本技术中，通过旋转刮刀120旋转印刷，能够解决现有技术中直线往复印刷存在的噪音大、效率低问题。
88.同时，本技术可以根据获取的中心点、中轴线等信息，调整网版110和旋转刮刀120位置，实现网版110、旋转刮刀120以及硅片的对齐纠偏，保证印刷效果。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
90.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
申请的范围由权利要求及其等同物限定。