多晶硅电池丝网印刷质量控制方法

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多晶硅电池丝网印刷质量控制方法

英利能源（中国）有限公司 姜 明

摘 要：分析丝网印刷原理及工作方式，如何控制和优化印刷质量，总结出最优化的设定参数或调整方法。

关键词：丝网印刷原理 设定参数调整优化

引言

本文通过对丝网印刷工艺原理和丝网印刷主要参数相互间的内在联系，为丝网印刷工艺的规范化，数据化和优化调整提供理论依据。

一、丝网印刷原理及质量控制1、丝网印刷原理

利用丝网图形部分网孔透浆料，非图文部分网孔不透浆料的基本原理进行印刷。印刷时在丝网一端倒入浆料，在丝网的浆料部位施加一定压力，同时朝另一端移动。油墨在移动中被挤压到基片上。由于浆料的黏性作用而使印迹固着在一定范围内，其间刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮刀动而动，因丝网与承印物之间保持一定间隙，使丝网通过自身张力而产生对刮板的反作用力，这使丝网与基片只呈移动式线接触，而丝网其它部分与承印物为脱离状态，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个印刷区域后抬起，同时丝网也脱离基片，工作台返回到上料位置，完成一个印刷行程。

2、印刷基础知识

丝网印刷中有四个方面很重要，印刷浆料、特定图案的丝网、基板、刮刀。

（1）丝网的目数及丝径决定可印刷图形的宽度。选择时，要求网格的孔长为浆料粉体粒径的2.5倍~5倍，目数越低丝网越稀疏，网孔越大，油墨通过性就越好，反之亦然。背银和背铝两道工序印刷对丝网要求不高，主要考虑印刷厚度，选用250目~280目即可。正银印刷是要求最高，主要是保证栅线的宽度要求及印刷膜厚的均匀性，一般选用300目~330目，印刷后栅线的宽度值取决于丝网的线径及网孔的宽度，由下式计算：K=2s+R 式中：K —线条的宽度；s—丝网丝径宽度值；R—网孔的宽度。

（2）丝网和感光膜的厚度决定印刷后图形线条的厚度。一般丝网目数越低，丝经越粗，印刷后的浆料层就越高，所用丝网目数较高时，印刷后浆料层就低一些。感光膜的厚度与丝网目数和线条的宽度有关：目数越高，丝径越细感光膜与丝网的接触面积越小，两者的附着力减小，如果印刷线条变窄，增加感光膜的厚度易造成脱落，所以感光膜较薄，感光膜的厚度约为丝网厚度的15%~25%。

3、控制被印图像的方法原则

（1）为了进行细线印刷，可提高孔目；为了提高印刷清晰度，可以减小乳剂厚度。

（2）为了增加印刷厚度，可以使用小直径的丝网，以增加间隙面积的百分比；减少孔目；增加乳剂厚度。

（3）如果选用黏度较小的浆料或较小的印刷厚度，可印刷更细的直线。

4、生产过程中的印刷调整和注意事项

错误现象1、印刷图案不完全或印刷图像的一边缺失，

但印刷质量较好原因及解决办法（1）刮刀边缘不平--将刮刀换一边使用（2）刮刀与丝网间距过大--按推荐值调整(3)反料刮刀与丝网的间隙设置不当，上料时，反料刮刀与丝网接触不充分，使浆料供应不足--检查反料刮刀的位置（4）刮刀行程过短--改变印刷行程，使刮刀压过被印图像6mm后，才抬起（5）刮刀印刷边缘弯曲--重新组装新刮刀

错误现象2、印刷图案被污染

原因及解决办法（1）印刷时刮料刀升起高度不够--调整刮刀设置（2）丝网与基板的间隙过小--设置正确的丝网间隙（3）刮刀与丝网的间隙过小--设定正确的刮刀丝网间隙（4）上料刀停在被印图象上，对该处的图像产生污染--丝网上的模版过于靠近印刷机前方。应在丝网上标识模版中心，使模版各边到网框的距离相同

错误现象3、被印图像上有拉丝

原因及解决办法（1）浆料过稀--使用较浓的浆料或增稠剂（2）丝网编的过疏--使用推荐的较密的丝网

错误现象4、无法印出较细的线条或印出的细线不清晰或图案时粗时细

原因及解决办法（1）丝网编的过疏--使用推荐的较密的丝网（2）网版过厚--使用推荐的较薄网版丝网（3）网版乳剂层无法制出被印图像的细节--使用高清晰度的乳剂（4）丝网间隙大--调整间隙

错误现象5、印刷图像的边缘不清晰，特别是后部的印刷较薄

原因及解决办法（1）刮刀压力过大--减小压力，直到获得满意的印刷，然后稍微增大压力（2）印刷间隙过大--使用推荐的丝网间隙

错误现象6、浆料与基板粘合不好

原因及解决办法（1）基板被污染—--印刷前保持基板的清洁（2）刮刀硬度过高—--选用硬度较低的刮刀。

二、设定参数及参数调整优化

在印刷过程中应该调整适当的印刷压力、丝网和电池片之间的间隙和印刷速度。丝网间隙调整范围不可超过±300mm。压力调整范围不可超过±5N。刮刀速度、反料刮刀速度范围不可超过±20mm/S。

目前适用于BACCINI印刷设备的印刷参数设定范围为（1）丝网间隙：-1000－-1800um（2）刮刀间隙：-1000－-1800um(3)压力：75－90N(4)印刷速度180－200mm/sec(5)反料速度：400－600mm/sec。

结束语

太阳能电池印刷技术是一个有机的整体，既要了解各个参数的特点，又要了解其相互的制约关系；需要技术人员根据印刷的具体要求分别优化各工艺参数，方可印刷出符合工艺的产品。

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