丝网印刷分检培训-工艺

丝网印刷分检培训-工艺第一页，共46页。目录一、丝网印刷1、丝网印刷原理2、丝网印刷参数3、丝网印刷辅助工具及材料认识4、异常情况解决二、烧结1、烧结炉认识2、电池片烧结机理3、电池片烧结过程4、电池片烧结结果要求5、烧结温度调节三、测试1、测试原理2、测试电性能参数概念3、测试条件与电性能关系第二页，共46页。工艺流程背电极印刷装载一次烘干背电场印刷正电极印刷烧结测试分选二次烘干质检1、工艺流程简图如下第三页，共46页。

一、丝网印刷1、丝网印刷原理是一个控制流体（浆料）的运动过程。印刷前，丝网上的浆料因粘度较大不

会自行流动而漏过丝网。印刷时，刮刀把浆料压入网孔，在刮

刀及丝网的作用下，浆料受到切应力

而粘度迅速下降，并滚动运动，在滚

动压力的作用下流过网孔，从而与硅片

接触，在丝网回弹过程中附着到硅片上。第四页，共46页。一、丝网印刷2、丝网印刷参数①参数概念A、snap-off(网版间距)B、down-stop（刮刀深度）C、pressure（压力）D、speed（印刷速度）第五页，共46页。一、丝网印刷②参数调整原则及与湿重关系网版间距调整原则：在保证印刷质量的前提下，网版间距越小越好。太小易粘版或模糊不清，过大易印刷不良和损坏网版。印第二道时可适当加大间距。刮条深度和压力调整原则：在保证印刷质量的前提下，刮条下降深度和压力越小越好。刮条下降过深或压力过大，易碎片和损坏网版，刮条下降深度不够或压力太小易印刷不良或粘版。

第六页，共46页。一、丝网印刷③印刷压力的影响在印刷过程中刮胶要对丝网保持一定的压力，且这个力必须是适当的。印刷压力过大，易使网版、刮胶使用寿命降低，使丝网变形，导致印刷图形失真。印刷压力过小，易使浆料残留在网孔中，造成虚印和粘网。在适当的范围内加大印刷压力，透墨量会减小（浆料湿重减小），栅线高度下降，宽度上升。第七页，共46页。一、丝网印刷④印刷速度的影响印刷速度的设定必须兼顾产量和印刷质量。对印刷质量而言，印刷速度过快，浆料进入网孔的时间就短，对网孔的填充性变差，印刷出的栅线平整性受损，易产生葫芦状栅线。印刷速度上升，栅线线高上升，线宽下降。印刷速度变慢，下墨量增加，湿重上升。第八页，共46页。一、丝网印刷⑤丝网间距的影响在其他条件一定的情况下，丝

网间距与湿重大致有如右图的

关系丝网印刷时使用的是曲线的前半段丝网间隙过大，易使印刷图形失真；

过小，容易粘网第九页，共46页。一、丝网印刷3、丝网印刷辅助工具及材料认识①网版A.丝网印刷离不开丝网，丝网是网版图形的载体，是支撑感光胶膜控制印刷浆料量的重要工具，决定了印刷的精度和质量。B.丝网根据材质可分为尼龙丝网、聚酯丝网和不锈钢丝网。尼龙丝网和聚酯丝网：印刷图形重现性差，油墨厚度的均匀性较难控制，绷网时张力受到限制，适用于一般质量要求不高的网印产品。不锈钢丝网：具有线径均匀，网纱厚度一致，张力稳定的特征，印刷图形质量好，适应性广，尤其是在制作高精度高密度高质量的网印产品和作业方面得到广泛的应用。C.丝网根据目数可分为低网目数(低于200目)、中网目数(200-300目)和高网目数(高于300目)。第十页，共46页。一、丝网印刷D.网版网布最基本最重要的特征参数就是线径(d)和网孔宽度(W)，如图。浆料的平均细度必须与丝网的开孔大小相适应，丝网的网孔宽度应是浆料平均细度的3-5倍。因为浆料中有10%-20%的颗粒大于平均细度。第十一页，共46页。一、丝网印刷E、目数目数(M)是丝网最重要的参数之一，是人们选用丝网的首选参数。常用目数单位为孔数/厘米或线数/厘米，英制单位为孔数/英寸或线数/英寸。瑞士、德国、意大利等西欧国家在计算目数时大多采用公制为单位，而日本则采用英制为单位。一般情况下，丝网目数越低，线径越粗，印刷后的浆料层越高，因此丝网目数较高时，印刷后浆料层就低一些。对于同目数的丝网，纱厚越厚，透墨量越少。计算公式：第十二页，共46页。一、丝网印刷F、开孔率开孔率(Ao)直接影响印刷时油墨的透过体积，其计算公式如下：G、丝网厚度/纱厚（D）丝网的线径和编织技术决定了丝网厚度

第十三页，共46页。H、膜厚涂覆在丝网上的感光胶的厚度。

在一定范围内，感光胶膜越厚，下墨量越大，印刷的栅线越高。但膜厚增大，易造成感光胶脱落。第十四页，共46页。一、丝网印刷I、理论透墨体积（Vth）单位面积内的理论透墨体积（Vth）:实际上的透墨体积还要考虑到印刷的具体情况，如刮胶的硬度、角度和刀口尖度、印刷速度、压力、浆料的粘度和膜厚等。第十五页，共46页。一、丝网印刷J、张网角度张网角度是指丝网的经、纬线与网框边的夹角。张网有两种形式：正绷网、斜交绷网。正绷网即丝网经、纬线与网框边呈90度。斜交绷网是指丝网的经、纬线分别与网框四边呈一定的角度。采用斜交绷网利于提高印刷质量，对增加漏墨量也有一定效果。在印刷精度要求比较高和彩色印刷中，绷网角度的选择对印刷质量有直接的影响。一般常适用的绷网角度是20度一35度。我们使用的网版张网角度都为22.5度。第十六页，共46页。一、丝网印刷K、刮刀角度刮刀角度是指刮胶纵长方向与其运动方向在90°角范围内任意变换的角度。刮刀角度决定了刮胶作用于浆料的角度，在这个角度下，刮胶将浆料沿着网版推动，并且使其透过网孔、填充开孔网眼。刮胶尖端和网版做直接的线接触。刮胶作用于浆料的真正角度与最初的设置角度可能会有显著的差别，这取决于印刷压力、刮胶硬度、刀口形状、网布张力等，真正的作用角度实际上是很难测量的。刮刀角度可调范围为45-75度，理想的作用角度在60－70度之间。第十七页，共46页。一、丝网印刷L、丝网张力丝网印刷过程中，刮胶刃口与丝网、硅片呈线接触，一旦受压的力消失，丝网应立即离开硅片，否则，将印不出所需要的清晰图案。因此，丝网本身必须具有一定的弹性，而且必须大小合适，张力即是衡量网版弹性的参数。丝网张力是影响丝网印刷质量的重要因素之一，丝网各处的张力必须均匀一致，绷好的丝网要保证在使用期内的张力稳定。张力过大，需要更大的印刷压力，易造成破网；张力过小，印刷时回弹力小，易粘网，擦糊细小线条，影响印刷质量。

第十八页，共46页。

一、丝网印刷M、网框尺寸网框面积的大小，一般为印刷物面积的2倍。网框面积与印刷物面积的比例过小，印刷物的印刷精度会下降。因此，为了保证印刷质量，网框面积不能小于印刷物面积的1.8倍。第十九页，共46页。一、丝网印刷N、丝网编制结构当网孔宽度(W)与丝径(d)之比值，即W/d小于1.3时丝网结构通常为斜织结构，丝网的编织密度较密，这样可以避免丝线在弯折时变形或折断当W/d的值大于1.3时，通常采用平织结构。产线使用的网版W/d值为1.8左右；当W/d的值太大5时，丝网结构不紧凑，丝网编织密度较疏松，容易造成织物上的纬线倾斜不与经线垂直的纬斜现象，还会造成丝线之间位置的相对移动以及形成不锈钢丝线的不均匀排布，从而产生交错厚薄段的云纹现象。

平治结构斜治结构第二十页，共46页。一、丝网印刷②刮胶要求刮胶的长度与刮刀一样长，过长容易造成硅片边缘印刷偏厚。A、硬度刮胶材料一般为聚胺脂或氟化橡胶，硬度60-90A。刮胶硬度越大，印刷的图形越精确，原图的重现性越好。因此，正面栅线的印刷就需要选用硬度较高刮胶。刮胶硬度小，其他参数不变的情况下湿重就大，线高增加，线宽变大。第二十一页，共46页。一、丝网印刷B、角度刮胶角度的调节范围为45-75度。实际的刮胶角度与浆料有关，浆料黏度越高，流动性越差，需要刮胶对浆料向下的压力越大，刮胶角度接就越小。在印刷压力作用下，刮胶与丝网摩擦。开始一刷时近似直线，刮胶刃口对丝网的压力很大，随着印刷次数增加，刃口呈圆弧形，作用于丝网单位面积的压力明显减小，刮胶刃口处与丝网的实际角度小于45度，易使印刷线条模糊，粘网。在可调范围内，减小刮胶角度，下墨量增加，湿重加大。刮胶刃口钝，下墨量多，线宽大。第二十二页，共46页。一、丝网印刷③浆料印刷时浆料黏度的变化（触变性）

如右图所示：浆料的黏度与流动性呈反比，

黏度越低，流动性越大，

可在一定程度保证印刷的质量。浆料黏度过大，透墨性差，

印刷时易产生桔皮、小孔。浆料黏度过小，印刷的图

形易扩大（栅线膨胀），产生气泡

毛边。第二十三页，共46页。一、丝网印刷④印刷台面印刷台面的水平度：印刷时电池片被吸附于印刷台面，若台面不平，电池片在负压下易破裂。一般电池片水平度应小于0.02mm。印刷台面与网版的平行度：决定了印刷浆料的一致性。一般二者平行度应小于0.04mm。印刷台的重复定位精度：太阳能电池片印刷台的重复定位精度需达到0.01mm。第二十四页，共46页。一、丝网印刷5、异常情况及解决方法A虚印B堵网C漏浆D粘网E厚薄不均F碎片G印刷偏移IH毛刺，线条模糊I铝珠铝包J翘曲K缺印L印刷图形失真第二十五页，共46页。一、丝网印刷A、虚印或断栅产生原因

1.堵网

2.印刷参数设置不合理（印刷压力过小，丝网间隙过大）

3.刮胶安装不平。

4.网版质量差（张力太小或

不均匀，感光胶膜制作不良）

5.印刷台面不平。

6.硅片厚薄不均（有线痕）。

7.浆料黏度过大。

8.浆料粒度过大。解决方法

1.擦拭网版，严重的更换网版。

2.设置合理的印刷参数。

3.重新安装刮胶直至平整。

4.更换网版。

5.调节印刷台面。

6.切换合格硅片。

7.浆料搅拌足够时间。

8.切换浆料。第二十六页，共46页。一、丝网印刷B堵网产生原因浆料在网版上

停留时间过长。2.网版质量问题。3.浆料黏度过大。4.环境湿度过小。5.浆料粒度过大，6.网版选型不当。解决方法作业过程不连续时及时

清理网版。短时间停顿可用浆料盖住网版。2.更换网版。3.浆料搅拌适当时间，必要时可加入1-2滴松油醇。4.调节湿度。5.切换浆料6.选择合适的网版型号。第二十七页，共46页。一、丝网印刷C漏浆产生原因1.网版破损。2.印刷机未清理干净。解决方法1.及时修补网版，不能修补的更换网版。2.保持印刷机台面，传送带，网带，定位夹具的洁净，经常清理。3.浆料漏在电池片边缘的，须打磨电池片侧面。第二十八页，共46页。一、丝网印刷D粘网产生原因1.印刷压力过小。2.丝网间隙过小。3.浆料黏度过大。4.刮胶角度过小或刮胶刃口磨损。5.印刷速度过快。6.网版张力不够。7.印刷台面真空吸力不够。解决方法1.加大印刷压力。2.加大丝网间隙。3.浆料搅拌适当时间。4.重新安装或更换刮胶。5.降低印刷速度。6.更换网版。7.调大真空吸力。第二十九页，共46页。一、丝网印刷E厚薄不均产生原因1.刮胶安装不对。2.印刷台面平行度不够。3.硅片厚薄不均。4.印刷电机运行速度不一致。5.网版张力不一致。解决方法1.重新安装刮胶。2.校正印刷台面平行度。3.切换合格硅片。4.检查维修电机。5.更换合格网版。第三十页，共46页。F碎片产生原因1.印刷压力过大。2.定位夹具过紧。3.印刷台面有突出。4.硅片质量问题。5.硅片传递过程中造成隐裂。解决方法1.降低印刷压力。2.调松定位夹具。3.清理台面。4.切换合格硅片。5.查找具体原因。第三十一页，共46页。一、丝网印刷印刷偏移产生原因1.网版未对准。2.定位夹具精度不够。3.硅片尺寸不一。4.硅片重量差异过大。解决方法1.重新对网版。2.调整定位夹具。3.切换合格硅片。4.切换合格硅片。第三十二页，共46页。一、丝网印刷毛刺、线条模糊产生原因1.浆料黏度过大。2.印刷压力过大。3.刮胶不平。4.丝网间隙过小。5.网版张力不够。6.印刷时硅片移动解决方法1.调整浆料黏度。2.降低印刷压力。3.重装刮胶。4.加大丝网间隙。5.更换合格网版。6.加大真空吸力。第三十三页，共46页。一、丝网印刷铝珠铝包铝珠一般由于背场湿重过高引起，降低湿重即可解决。铝包通常有五个因素决定：背场湿重，硅片重量，硅片表面状况，浆料，烧结。现场生产时主要通过调节背场湿重来控制铝包。一般加大背场湿重会减少铝包。第三十四页，共46页。一、丝网印刷翘曲产生原因1.铝背场湿重过大。2.硅片太薄。3.浆料原因。解决方法1.降低湿重。2.切换合格硅片。3.试用新浆料。第三十五页，共46页。一、丝网印刷缺印产生原因1.浆料未及时添加。2.丝网间隙过大。3.印刷压力过小。4.硅片表面有异物。5.硅片厚薄不均。解决方法1.及时添加浆料。2.降低丝网间隙。3.加大印刷压力。4.清除异物。5.切换合格硅片。第三十六页，共46页。

二、烧结1.烧结炉认识干燥区——干燥正电极，同时进一步干燥背场，以及燃烧有机物。烧结——在高温下，固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，形成良好的欧姆接触，减小Rs。冷却区—冷却形成再结晶层，这个再结晶层是较完美单晶硅的晶格点阵结构，形成较好的欧姆接触。第三十七页，共46页。二、烧结2、电池片烧结机理烧结的动力学原理：浆料中的固体颗粒系统是高度分散的粉末系统，具有很高的表面自由能。因为系统总是力求达到最低的表面自由能状态，所以在烧结过程中，粉末系统总的表面自由能必然要降低。烧结时，颗粒由接触到结合，自由表面的收缩、空隙的排除、晶体缺陷的消除等都会使系统的自由能降低，系统转变为热力学中更稳定的状态。备注：烧结初始阶段颗粒间通过粘附作用产生键合、靠拢和重徘；随着温度的升高，浆料与硅片发生扩散传质过程，最终形成良好的欧姆接触（欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，大部分的电压降在活动区而不在接触面）第三十八页，共46页。二、烧结3、电池片烧结过程A.烘干金属浆料，并将其中的添加料挥发B.颗粒重徘，接触处产生键合，大气孔消失,传质开始，粒界增大，空隙进一步变形缩小，达到577℃时，发生共晶反应，铝硅传质继续，粒子长大，最终形成硅铝液相。C.Ag浆料中的玻璃添加料在高温（700度）下烧穿SiN膜，使得Ag金属接触硅片表面，电导率增大，接触电阻减小导致Rs降低。D.随着温度的下降，液相中的硅将重新凝固出来，形成含有少量铝的结晶层，它补偿了N层中的施主杂质，从而得到以铝为受主杂质的P层，达到了消除背结的目的。第三十九页，共46页。二、烧结4、电池片烧结结果要求经烧结后的电池片应满足以下几个方面：1无电极脱落或浆料脱落；（受热要均匀，印刷厚薄一致）

2电极无断珊；（印刷前无油污）

3背场无铝珠铝刺铝包（受热均匀，不过烧，印刷良好，浆料本身特性）断栅烧过正常裂纹没烧好第四十页，共46页。二、烧结5、烧结炉温度调节烧结温度温区的选择如果出现弓片，铝珠和鼓包问题，首先可以选择降低8区和9区的温度，同时结合4，5和6区的温度，如果仅仅是电性能的异常，就主要选择调节8区和9区的温度，7区的温度配合着调节。烧结温度升降的选择（在前面工序无问题的情况下）过烧：导致更多的杂质驱入到pn结附近，增加了局部漏电的几率，这样并联电阻会偏小，反向电流偏大，（但是这也不是绝对的，因为当银浆污染和边缘刻蚀不足时也有可能出现这种情况，其实这个时候也可以参考一下短路电流，温度过高时表面复合的几率又大一些，短路电流会小一些，这可以作为调节温度的一个参考点。）如果判断出是过烧，那么就降低9区温度，同时配合调节8区温度和带速。欠烧：欧姆接触没有完全形成，串联电阻会偏大，填充因子偏低，而联电阻和反向电流都正常。那么这样我们就可以调高9区温度，配合调节8区或者带速弓片：最快捷最有明显效果的还是降低烧结区的温度，根本原因可能是片子薄、湿重太大或者其他。保证填充因子和效率不变的情况下，调节8和9区，配合调节456区，或者有时调节功率比。铝珠铝包：铝珠一般都是烧结区温度过高出现的，首先调低456区，也可在保证效率不变的情况下调低89区

鼓包的最大的可能一是烧结区温度过高使得硅铝合金突破铝的氧化层，二是片子在经过烘干区时

浆料挥发不充分或者时挥发过快，首先还是把烧结区的温度调低，也是要保证欧姆接触，也就是

保证效率的正常，再去调节烘干区的温度。第四十一页，共46页。三、测试1、测试原理通过模拟太阳光照射，在标准条件下对电池片进行测试，把不同电性能的电池片分档。光源辐照度：1000W/m2±50

；测试温度：25±20C；光谱分布:AM1.5（光线通过大气的实际距离为大气垂直厚度的1.5倍）第四十二页，共46页。三、测试2、测试电性能参数概念：短路电流（Isc）：在某特定温度和辐射度条件下，光伏发电器在短路状态下的输出电流；开路电压（Uoc）：在某特定的温度和辐射度下，光伏发电器在无负载（即开路）状态下的端电压；最大功率（Pmax）：在I-V曲线上电流和电压乘积为最大的点所表示的功率；最大功率点电压（VPmax）：对应最大功率点的电压；最大功率点电流（IPmax）：对应最大功率点的电流