TWI534011B - 印刷模板與調整印刷圖案和基板相對位置的方法 - Google Patents

Description

印刷模板與調整印刷圖案和基板相對位置的方法

本發明是有關於一種網版印刷法，特別是可用於一種包含一個參考標記的印刷模板與調整印刷圖案和基板相對位置的方法。

習知有多種網版印刷法可用於多個太陽能電池的生產，而將多個電極印刷在一片基板上。當進行印刷時，需要印刷的一片基板必須對齊先前所導入的多個結構、或先前所應用的多個架構。該對齊必須使該基板相對於一片固定網版定位、或使一片可置換的網版對準一片固定在適當位置之基板而加以完成。然而，只有當該基板的位置已知才能完成一次定位。

已知出自於德國專利案DE 10222119 B4的一項裝置以及一種方法能用於調整一片需要印刷之基板相對於一種印刷圖案的該位置。此處建議裝設一種照明裝置，使該裝置能由一印刷台的一側，照亮位在離該鋪設基板之一段短距離處之該網版突起位置內的一片網版，而且有一台光電裝置也配置並排列在該印刷台的多個側面，而能夠偵測到由位在該鋪設基板所預先定義之多個邊緣段落區域內之該網版所擴散反射的光線，但不會偵測到該基板所反射的光線。此偵測到 的光線可對應於該基板邊緣的實際位置而加以估算。多個調整信號可由一台調整裝置中取得，或將多個調整信號送入一台調整裝置。

該流程和該網版之該些反射特性相關。此外，必須防止偵測到該基板所反射之光線。此外，該基板的處理期間，該基板的邊緣會有所變動。該些邊緣或邊界也會在不同基板間形成變動，因此，藉由偵測其邊緣區域而獲得該基板的位置辨識會造成多次不正確的結果。

因此，有鑑於上述習知技術之問題，本發明的目的在於提供可更正確與更可靠地偵測一片基板的位置。

根據本發明之一目的，係藉由一片用於含有一參考標記之網版印刷法的印刷網版而達成，其中該參考標記包含一種發光材料。該參考標記所發出的該光線可加以偵測。特別是可藉由該偵測到之光線而確實地偵測一個相對於該基板之一結構位置的一段參考邊緣的位置。倘若該結構的位置已知時，該網版就能因此而對齊。特別是該發光材料的光線能夠具體地的偵測，因而該測量結果不會由反射的光線所擾亂，特別是該太陽能電池或該基板所反射之光線所擾亂。

有多種傳統的印刷網版均包含一種織物。在該織物的該些位置上，不會根據該印刷影像而發生印刷，該織物之多個 網眼開孔能以作為一片印刷模板使用的一種封網膠或感光乳膠形式而藉由一種塗料形成不透明狀。因此也能以該織物、以及只利用一片有多個開孔的印刷模板，經由該織物和該印刷模板而印刷油墨或油膏。就本發明的意義而論，這點也可理解為一種印刷網版。

根據一較佳實施例，可裝設該印刷網版包含一個參考標記凹槽，該參考標記凹槽可用該發光材料填滿。在該實施例中，該參考標記凹槽僅為該印刷網版之印刷遮片(印刷模板)內的一個壓痕，或該印刷網版本身內的一個壓痕(倘若未提供織物時)，並能用該發光材料填滿。然而，該參考標記凹槽也包含該印刷遮片(印刷模板)或該網版中的一個開孔(倘若未提供織物時)，該開孔能同時應用或導入而成為該印刷遮片的結構，然後填入該發光材料。該參考標記凹槽可為矩形、且排列在鄰近於該印刷網版的該些實際印刷結構。在該實施例中，必須提到可裝設複數個參考標記與參考標記凹槽。特別是裝設了三個參考標記，使該基板的位置、或該基板之該些結構能精確的偵側。

倘若該參考標記、或一種參考標記結構(特別是該參考標記的一個邊緣)有一個預先定義且離該網版之一結構有一段距離時，就能進一步得到多種優點。在該實施例中，該參考標記可包含兩個以上且幾何形狀已知的參考標記結構。 該網版之該結構可為一個參考標記結構、或一個參考標記的一部分。利用兩個參考標記結構之間的一段已知距離、或利用一個參考標記和一個結構之間的一段已知距離就能完成該偵測系統的一次校準。倘若該偵測裝置包含一台相機時，就能偵測一第一參考標記結構的影像、以及該鄰近之第二參考標記結構。倘若已知該第一參考標記結構與該第二參考標記結構間的距離時，就能決定一個μm/像素比值。為了能抵銷操作時所發生的多種熱效應，該校準至為重要。該值能因此在操作期間隨時決定。

另一方面，本發明與調整一種印刷圖案和一片基板(或一片基板之一結構)之相對位置的一種方法相關，其中由一片帶有一種印刷圖案之網版的一個參考標記所發出的光線會在一參考結構的區域內偵測出來，而該參考結構和該基板或該基板之該結構之實際位置有關，而該偵測到之光線是相對於該參考結構之實際位置所估算，而且適用於調整該印刷網版之該些調整信號是由該偵測到之光線而求出。該參考結構可定位於該基板上。然而，該基板的一個側邊也可用來當作一個參考結構。此外，可以使用另一種具有一限定距離或一已知距離的參考結構，其中該距離始於該基板的一個結構、或始於該基板的一個邊緣。

倘若輸送該基板之一種輸送系統中有一個參考邊緣的 該實際位置可以偵測的話，就會有特別的助益。倘若相對於該參考邊緣之該基板、或該基板之該結構的位置已知時，該基板或該基板之一結構的位置也可藉由偵測該參考邊緣之實際位置而獲知。倘若接下來該結構或該基板的實際位置已知時，該印刷網版就能加以調整而將該些印刷結構印在該基板上的正確位置。

倘若已偵測到一輸送系統的該參考邊緣時，就不需要偵測該基板本身。此方法能避免該基板本身的多個擾亂反射。因該基板之該些邊緣/邊界的多個不同配置所造成之多種不正確性也能夠避免。

較有益者，可定出該基板或該基板之一結構相對於該輸送系統之一個參考邊緣的相對位置。較有益者，利用該網版之該參考標記而偵測出該輸送系統的該參考邊緣位置前，就能定出該相對位置。較具體者，倘若該基板或該基板之一結構相對於該輸送系統之一個參考邊緣的位置可在一先前的步驟中決定，然後再定出該輸送系統之該參考邊緣的實際位置後，該基板或該基板之該結構的位置就能輕易求出。

在此背景下，可利用一透射光法定出該基板或該基板之一結構相對於該輸送系統之一個參考邊緣的相對位置。例如，該輸送系統可配置為一條具有多個開孔的輸送帶。該開孔的邊緣或邊界可做為一個參考結構。倘若光線經由該開孔而射 出時，由該開孔之一個參考邊緣到該基板之一結構的一段距離就能藉由一台安排在輸送帶以及基板上方的相機所決定。此外，倘若該基板固定在該輸送帶上的適當位置時，該基板之該結構相對於該輸送帶的位置、以及進而相對於該參考邊緣的位置就能求出。偵測出該輸送帶之該參考邊緣的位置後，接著可利用該資訊而推算出該基板之該結構的位置。

此外，倘若光線可由朝該網版之參考標記方向的一台發射裝置中射出，而且該參考標記所發出之該光線能夠過濾的話，將更有所助益。因此，該參考邊緣之位置的偵測不會受到經由該發光裝置之散射光的影響。此外，一發光裝置以及一偵測裝置可同時排列在該網版之下，較佳者，可排列在該輸送系統之下。在此程序中，該波長就可以改變。例如，該網版可由來自下方的UV光或藍光所照射，而且可將一片濾鏡(例如一片黃色濾鏡)安裝在該網版之發光表面所射出之該光線的光學路徑上。因此就能確保只會偵測到該參考標記所發出的光線。該網版或該基板所反射之光線可因此而過濾。這樣能避免該參考結構之位置的偵測受到擾亂。因此，該參考結構的位置可利用該透射光法而在該網版之下偵測，不會受到其它多個測量誤差的影響。

倘若可利用不同於偵測該參考結構之波長的光線來照射該參考標記時，將會有特別的益處。

一部網版印刷台包含一片印刷網版以及一台光線偵測裝置，根據本發明，其中有一片印刷網版可當作印刷網版使用，而且會出現在本發明的架構內。

較有益者，可裝設一部發光裝置，該發光裝置能以一第一波長範圍照射該印刷網版的一個參考標記，以及裝設一片光學濾鏡，該光學濾鏡能以一第二波長範圍過濾該參考標記所發出的光線。因此，可避免該散射光與反射光的影響。根據本發明，利用該網版印刷台測量該輸送系統位置的精確度可達到μm等級。這樣能使該輸送系統之傳輸向量中的一次誤差值、以及該輸送系統上該固定基板的一個相關位移達到一次高精度的修正。

倘若該發光裝置配置為環狀且圍繞該光學濾鏡時，就會有特別的益處。這樣能造成一種特別節省空間的發光裝置和光學濾鏡。此外，不需要裝設多個偏光裝置將該參考標記所發射之該光線朝該濾鏡偏轉。前述光線偵測裝置包含該發光裝置、該光學濾鏡、多個偏光鏡、與一台相機。一影像辨識與/或處理系統可安裝在該相機內或連接至該相機的下游，使該輸送系統之該參考結構的位置可參照該些記錄的影像而決定。

根據本發明之一實施例，可安裝一輸送系統而傳輸一片將要印刷的基板，其中該輸送系統包含一個參考結構，可安 裝一台光線偵測裝置，該光線偵測裝置能發出一參考結構區域內該印刷網版之參考標記所發出的光線，而該參考結構和該基板之該結構的實際位置有關。利用偵測該輸送系統的位置就能求出該基板之該結構的位置。因此就不需要對該基板的位置、或該基板之該結構的位置進行一次直接偵測。可以在不必偵測該結構本身而完成該印刷網版相對於該基板之該結構的一次特別精確與可靠的定位。

該輸送系統包含一條輸送帶，而該參考結構可配置為該輸送帶內一個開孔的一段邊緣。此例中，該輸送帶可配置為一條金屬帶。此方式可形成該輸送系統以及該輸送系統內該參考結構的一種特別簡易的配置。

可進一步提供將該輸送帶安排在一印刷台的上方，該基板可固定在該輸送帶上的適當位置，且該印刷台在該發光裝置所安排位置之內或下方有一個開孔。這樣能形成一種緊湊且節省空間的裝置。此外，進行一次印刷程序前，該基板不必再固定於適當位置。該基板固定在該輸送帶上一次即已足夠。然後可利用該輸送帶將該基板輸送至一網版印刷台，而不必重做一次對準，也不必固定該基板。同時間可利用該輸送帶來決定該基板、或該基板之(多個)結構在一網版印刷台內的位置。

圖一顯示一印刷網版1，該印刷網版1包含多個結構2，能以所謂多個之結構3的型式印刷，並以多個太陽能電池接觸指之結構4的型式印刷。該些結構2,3,4實際上為一印刷遮片或印刷模版內的多個開孔，經過該些開孔可藉由一滾軸將印漿塗在一片基板上。一織物(此處未顯示)可裝設在該些開孔中。該織物可做為該印刷模版的一種支撐物。該些結構2,3,4可形成一種印刷圖案。

將多個參考標記5,6,7裝設在鄰近於要印刷的該些結構，將該些參考標記5,6沿著一側裝設，將該參考標記7以直角方式沿著該些結構2的一側裝設。該些參考標記5至7實際上為一矩形並且包含一種發光材料。對該些參考標記5至7而言，多個開孔要置入一印刷遮片內形成有參考標記凹槽，使該些結構2能在其中形成，因而所形成之該參考標記凹槽可填入發光材料。

圖二顯示在該參考標記5之區塊中圖一的放大區域。該參考標記包含一第一參考標記結構51與一第二參考標記結構11，該第二參考標記結構11要裝設在離開該第一參考標記結構51之一邊緣10的一段限定距離。由於已知並且事先已定義該邊緣10和該第二參考標記結構11間的該距離，故可完成一偵測系統(特別是一台相機)的校準。倘若可利用該相機而具體記錄該第一參考標記結構51時，由於該邊緣 10與該第二參考標記結構11間之該距離已知的緣故，就能定出每個像素大小有多少μm。或者，倘若已知該邊緣10和該太陽能電池接觸指之結構4間的該距離時，就可利用該太陽能電池接觸指之結構4取代該第二參考標記結構11，使用該太陽能電池接觸指之結構4的協助，就能以一精確定位之方式印刷該圖案。

圖三顯示以一種高度圖形化表示之一套網版印刷系統20的一張局部剖視圖。該印刷網版1夾在一網版框架21之內，並定位在一基板22上方。接著該基板22會放置在一條輸送帶23上。該圖顯示該基板22部分重疊該輸送帶23內的一個開孔24(在圖四的放大剖面中可更清楚看見)。該輸送帶23放置在一個塑膠皮帶支撐架25上。接著該塑膠皮帶支撐架25有一個開孔26。該開孔26有兩種不同直徑的剖面。該輸送帶23與該塑膠皮帶支撐架25均為一輸送系統27的部件，其中該輸送帶23可相對於該固定塑膠皮帶支撐架25而移動。該輸送系統27定位在具有一個開孔29的一部固定式印刷台28上方。一台發光裝置30定位在該開孔29內。該發光裝置30配置為一環形，較佳者，能朝該網版1的方向發出藍光。

該發光裝置30所發射之該藍光會通過該些開孔26,24而落在該網版1之該些參考標記5至7的其中一個。光線是 發自於該些參考標記5至7之其中一個的該發光材料，並沿著該光學路徑31而發射。

該些參考標記5至7的其中之一所發出的該光線可由一片光學濾鏡32所過濾，該光學濾鏡32配置為一片黃色濾鏡，較佳者，能排列成對正該發光裝置30。該過濾後之光線能藉由一片反光鏡33而偏轉，並通過一片物鏡34而進入一台相機35。因此，所發射之該光線可相對該相機35或一下游估算裝置(例如一影像處理單元)內的該參考結構36(圖四)而進行分析。在此實施例中，該參考結構36為該輸送帶23之該開孔24的一段或一段以上的邊緣。該光學濾鏡32、該反光鏡33、該物鏡34、與該相機35均為一光線偵測裝置內的部件。為了能判定該輸送帶23的精確位置與定位、進而判定該基板22或該基板22之該些結構的精確位置與定位，較佳者，可針對每片網版1裝設三件光線偵測裝置。特別是該網版1之參考標記5至7中的每一個都要對齊一台光線偵測裝置。

圖三以一圓圈標示之部分放大顯示於圖四。特別是可在圖四中看見該第一參考標記結構51與該第二參考標記結構11以及要印刷之該太陽能電池接觸指之結構4。在該實施例中，該網版1包含一片印刷模板37，該印刷模板37排列在類似於網板的一件支撐物38上(特別是一件塑膠或金屬織 物)。該些第一參考標記結構51和11可填入發光材料。因此可密封該些第一參考標記結構51和第二參考標記結構11，故印漿不會通過該些第一參考標記結構51和第二參考標記結構11而印出。印漿會通過該太陽能電池接觸指之結構4而印在該基板22上，故能根據該太陽能電池接觸指之結構4而形成多個電極。

可發現到該參考標記5排列成與該輸送帶23之開孔24重疊，且排列方式使該參考標記5能受到來自該發光裝置30之光線的照射。

圖五以詳細之示意圖顯示一種網版印刷系統20的立體圖。該網版印刷系統20包含兩部印刷台40和41。該些印刷台40和41可串聯地連續排列。然而，在各印刷台40與41中，只有排列在鄰接該輸送系統27之兩片基板22和43的其中之一才會印刷。該些印刷台40和41的每一個都有三個光線偵測裝置44。該些光線偵測裝置44位在該基板或該輸送系統27之下。然而，由於要分析該些參考標記所發出的光線，故仍然要完成一次透射光的測量。

兩台位置偵測裝置45和46要安裝在該些印刷台40和41的上游。該些偵測裝置45和46的每一件都包含配置為多台相機的三種偵測方法47至49，該些偵測裝置45和46的每一件一方面要偵測前一步驟所引入或應用在一基板22,43 上的一種結構，例如一蝕刻的參考標記凹槽，另一方面則要偵測該輸送帶23內的一個參考結構36。該輸送系統27之該參考結構36也能利用該透射光法而加以偵測。為了達到該目的，多個發光裝置(未顯示)要裝設在該輸送系統27之下。藉由偵側該些基板22和43上的該些結構以及該輸送系統27的該參考結構36，該基板22和43上之結構的位置就能相對於該參考結構36而定出。因此只能在該些後續的印刷台40和41中充分偵測到該輸送系統27的該參考結構36。由於該些基板22和43固定在該輸送系統27上，故只要偵測出該參考結構36就能求出該些基板22和43上之該些結構的位置，因此就能對準該印刷網版1。該印刷網版1的校準或調整能藉由一種未顯示之調整裝置而以機械方式完成，其中該調整裝置能收到發自該光線偵測裝置44或下游估算裝置或控制器所發出的多個信號。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准 本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1‧‧‧網版

2‧‧‧結構

3‧‧‧匯流條之結構

4‧‧‧太陽能電池接觸指之結構

5,6,7‧‧‧參考標記

51‧‧‧第一參考標記結構

10‧‧‧邊緣

11‧‧‧第二參考標記結構

20‧‧‧網版印刷系統

21‧‧‧網版框架

22,43‧‧‧基板

23‧‧‧輸送帶

24,26,29‧‧‧開孔

25‧‧‧塑膠皮帶支撐架

27‧‧‧輸送系統

28‧‧‧固定式印刷台

30‧‧‧發光裝置

31‧‧‧光學路徑

32‧‧‧光學濾鏡

33‧‧‧反光鏡

34‧‧‧物鏡

35‧‧‧相機

36‧‧‧參考結構

37‧‧‧印刷模板

40,41‧‧‧印刷台

44‧‧‧光線偵測裝置

45,46‧‧‧偵測裝置

47,48,49‧‧‧偵測方法

38‧‧‧支撐物

圖一顯示一片印刷網版的平面圖；圖二顯示圖一之該印刷網版的一個放大段落；圖三顯示經由一網版印刷系統之部件的剖視圖；圖四顯示圖三的一個放大視圖；圖五顯示一網版印刷系統的概要立體局部視圖。

20‧‧‧網版印刷系統

21‧‧‧網版框架

22‧‧‧基板

23‧‧‧輸送帶

24,26,29‧‧‧開孔

25‧‧‧塑膠皮帶支撐架

27‧‧‧輸送系統

28‧‧‧固定式印刷台

30‧‧‧發光裝置

31‧‧‧光學路徑

32‧‧‧光學濾鏡

33‧‧‧反光鏡

34‧‧‧物鏡

35‧‧‧相機

Claims (15)

1. 印刷網版，可適用於包含一參考標記的網版印刷法，其中該參考標記包含一種發光材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷網版，其中該印刷網版有一個參考標記凹槽，可填入該發光材料。
3. 如申請專利範圍第1至2項其中任一項所述之印刷網版，其中該參考標記的一邊緣離該網版之一參考標記結構有一段預先定義的距離。
4. 一種方法，可調整一印刷圖案與一基板的相對位置，其中由包含一種印刷圖案之一片網版的一個參考標記所發出的光線會在一參考結構的區域內偵測出來，而該參考結構和該基板的實際位置有關，而該偵測到之光線是相對於該參考結構之實際位置所估算，而且適用於調整該印刷網版之調整信號是由該偵測到之光線而求出。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中可偵測出傳送該基板之一套輸送系統之一個參考邊緣的實際位置。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之方法，其中該基板相對於該輸送系統之一參考邊緣的位置可採用一種透射光法而決定。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該基板相對於該輸送系統之一參考邊緣的位置可加以決定。
8. 如申請專利範圍第4或5項所述之方法，其中光線可由一 發光裝置朝該網版之參考標記的方向而發出，且由該參考標記所發出之該光線可以過濾。
9. 如申請專利範圍第4或5項所述之方法，其中可利用一種不同於偵測該參考結構之光波長的光線來照射該參考標記。
10. 一網版印刷台，包含一印刷網版與一光線偵測裝置，其特性在於可根據申請專利範圍第1至第3項的任一項而裝設一印刷網版。
11. 如申請專利範圍第10項所述之網版印刷台，其中可裝設以一第一波長範圍照射該印刷網版之一個參考標記的一台發光裝置、以及裝設依據一第二波長範圍過濾該參考標記所發出該光線的一片光學濾鏡。
12. 如申請專利範圍第10或11項所述之印刷台，其中該發光裝置可配置為環形並圍繞該光學濾鏡。
13. 如申請專利範圍第11或12項所述之印刷台，其中裝設一種用於傳輸將要印刷之一片基板的傳送系統，其中該傳送系統包含一參考結構與一光線偵測裝置，該光線偵測裝置能在與該基板結構之實際位置相關的一個參考結構區域中，偵測出該印刷網版的該參考標記所發出的光線。
14. 如先前申請專利範圍第13項所述之印刷台，其中該輸送系統包含一條輸送帶，且該參考結構可配置為該輸送帶內一開孔的邊緣。
15. 如先前申請專利範圍第14項所述之印刷台，其中該輸送帶可排列在一印刷台之上，該基板可固定在該輸送帶上的適當位置，而該印刷台在該發光裝置所排列之位置內或之下有一個開孔。