(57)【要約】【課題】  毎秒２００ｍｍ以上の高速でスキージを走査するスクリーン印刷装置で、帯状の印刷パターンと当該帯状の印刷パターンに直交する向きの線状の印刷パターンを同時に印刷する場合、帯状の印刷パターンの影響で線状の印刷パターンの一部に欠損等の不良が発生するという課題があった。【解決手段】  走査するスキージと平行な帯状印刷部分とスキージに直交する線状印刷部分を備えた印刷パターンをスキージ速度が毎秒２００ｍｍ以上で走査するスクリーン印刷装置において、当該平行な帯状印刷部分の内部を複数の六角形の非印刷部分を備えるハニカム状のパターンとすることを特徴とする印刷パターン版。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査するスキージと平行な帯状印刷部分とスキージに直交する線状印刷部分を備えた印刷パターンで当該平行な帯状印刷部分の内部を複数の六角形の非印刷部分を備えるハニカム状のパターンとすることを特徴とする印刷パターン版。
【請求項２】
請求項１の印刷パターン版において、前記スキージと直交する線状パターンが前記ハニカム状のパターンの凸部頂点で接続していることを特徴とする印刷パターン版。
【請求項３】
請求項１または２のスクリーン印刷パターン版において、スキージの走査が毎秒２００ｍｍ以上で印刷するスクリーン印刷装置において前記帯状印刷部分がハニカム状パターンの部分とベタパターンの部分とを含んでいることを特徴とする印刷パターン版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、スクリーン印刷で使用するスクリーン印刷パターン版に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  スクリーン印刷技術は、エレクトロニクスの分野における配線パターン形成技術としてなくてはならない技術となっている。スクリーン印刷においては、生産コストを低減するためにスキージの走査速度を高速化する傾向にある。高速化に伴う断線の課題に対してこれまで、特開２００４−９５８７号（特許文献１）、特開２０１１−８８４０３号（特許文献２）、特開２０１０−１０５４６号（特許文献３）で解決方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−９５８７号（図１、要約）
【特許文献２】特開２０１１−８８４０３号（図１、要約）
【特許文献３】特開２０１０−１０５４６号（図１、要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  結晶系シリコン太陽電池の表の電極は、電子を集める集電電極としてストライプ状のフィンガー電極と、このフィンガー電極と直交してバスバー電極が配置されている。バスバーはフィンガー電極で集めた電子を太陽電池の外部に出力するための配線であり、バスバーの端部は外部のリード線と半田などで接続される。この２種類の配線の構造は、魚の骨のような構造で、背骨がバスバーでアバラの小骨がフィンガー電極という関係である。【０００４】  フィンガー電極は電子を集めてバスバーに送るために所定以上の導電性が必要となるが、一方、太陽電池では電極が覆う部分は受光できないデッドスペースとなるのでフィンガー電極は極力細くしたい。電極が覆うことでの太陽電池の変換効率の低下はシャドウロスと呼ばれている。現状のフィンガー電極の幅は６５μｍから９０μｍの範囲のものが実用化されている。現状のバスバーの幅は接合するリード線の太さと同じ１．５ｍｍが標準である。【０００５】  上記の太陽電池の表面電極のパターンをスクリーン印刷で形成する際、印刷方向はフィンガー電極の長軸に沿った方向に走査される。そして、印刷方向とバスバーの長軸方向とは直交関係となる。スクリーン印刷マスクは、フィンガー電極とバスバーの配線部分以外はレジスト膜として感光性を有する乳剤でおおわれているので、走査されるスキージは、バスバーの位置に来ると乳剤が抜けている溝に落ちてその後乳剤部分に乗り上げるという上下動が起きることになる。【０００６】  太陽電池の表面電極をスクリーン印刷で形成する工程を詳しく説明する。使用されるスクリーンメッシュは２９０から４００メッシュの範囲であり、メッシュ厚みは３０から４０μｍの範囲であり、乳剤厚は２０μｍ程度である。図５に従来の表面電極形成用スクリーン印刷マスクの部分拡大図を示す。バスバー１’’’と直交にフィンガー電極４が配置されている。バスバーの幅は１．５ｍｍで、フィンガー電極の幅は５０μｍである。このスクリーン印刷マスクを用いて２秒以内の印刷タクトでスクリーン印刷するために、スキージを毎秒２００から３００ｍｍの高速で走査する。この走査において、スキージはバスバーと直交して動くので、スキージがバスバーの上に来た時に、スキージ下には乳剤がないためでスキージは乳剤厚み分だけ下に下がる。スキージが１．５ｍｍのバスバー上にある間は下がっているが、バスバーの端にスキージが来ると乳剤の壁にぶつかり乳剤厚み分だけ上に上がる。スキージの走査速度が速いのでこの乳剤の壁にぶつかった際の上がり方が激しく、スキージが僅かにジャンプする。スキージがジャンプすると、その後のストロークでは印圧が一瞬減少し、ペーストの吐出量が減り、フィンガー電極の導電性パターンに欠損が生じるという第１の課題がある。【０００７】  また、バスバーとフィンガー電極との接合部分が直交パターンになっていると、バスバーからフィンガー電極にスキージが走査する印刷時にこの接合部分付近で導電性ペーストのにじみが大きくなり、シャドウロスが大きくなってしまうという第２の課題がある。【０００８】  さらに、ファインライン印刷では、高メッシュでメッシュ厚みが３０μｍ以下やさらに薄く２０μｍ以下のスクリーンメッシュを使���する場合がある。この場合は、バスバー部分がベタパターンであると印刷膜厚が非常に薄くなり、電極と基板との密着力が低下し、半田付けの際に不具合が生じるという第３の課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明のスクリーン印刷パターン版において、走査するスキージと平行な帯状印刷部分とスキージに直交する線状印刷部分を備えた印刷パターンで当該平行な帯状印刷部分の内部を複数の六角形の非印刷部分を備えるハニカム状のパターンとすることを第１の特徴とする。【００１０】  第２に、第１の特徴に加えて、前記スキージと直交する線状パターンが前記ハニカム状のパターンの凸部頂点で接続していることを特徴とする。【００１１】  第３に、第１または第２の特徴に加えて、スキージの走査速度が毎秒２００ｍｍ以上で印刷するスクリーン印刷装置という特徴に加えて、前記帯状印刷部分がハニカム状パターンの部分とベタパターンの部分とを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】  本発明のスクリーン印刷パターン版を用いると、スキージの走査速度が毎秒２００ｍｍ以上の高速のスクリーン印刷において、配線の欠損がないスクリーン印刷を容易に行うことができる。また、走査されているスキージがスキージと平行な帯状印刷部分から直交する線状印刷部分に移行する部分での印刷にじみが抑制され、さらに、メッシュ厚みが３０μｍ以下さらに２０μｍ以下といったファインライン印刷において帯状印刷部分の印刷厚みを十分に確保する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明のスクリーン印刷パターン版の第１の実施の形態のスクリーン印刷パターンを説明する正面図である。
【図２】図２は、本発明のスクリーン印刷パターン版の第２の実施の形態のスクリーン印刷マスクパターンを説明する正面図である。
【図３】図３は、本発明のスクリーン印刷パターン版の第１の実施例のスクリーン印刷パターンのレイアウト全体を説明する正面図である。
【図４】図４は、本発明のスクリーン印刷パターン版の第１の実施例のスクリーン印刷パターンのレイアウトの詳細を説明する正面図である。
【図５】図５は、従来のスクリーン印刷パターン版のスクリーン印刷パターンを説明する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  本発明の第１の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は、シリコン結晶太陽電池の表面電極形成用のスクリーン印刷パターンの部分拡大図である。バスバー１は六角形の抜きパターンが間隔をあけて周期的に配置されたハニカム状のパターンとなっている。印刷によって銀ペーストが印刷される印刷部分２と印刷されない非印刷部分３とで構成されている。このバスバーの長軸方向と直交する向きにフィンガー電極４の印刷パターンが設けられている。このフィンガー電極はバスバーの左右両方に伸びている。スキージは紙面の左から右に走査され、走査するスキージの長軸は紙面の上下方向である。バスバーがハニカム状となっていることで、スキージがバスバー上に来てもスキージを乳剤が一部支えているという状態が維持されるので、走査スキージの上下動が起きないため、または、小さく抑制され、バスバーの右端でのスキージのジャンプアップが抑制される。このことで、バスバーの右側のフィンガー電極での銀ペースト配線の欠損断線が抑制される。
【００１４】  フィンガー電極とバスバーの接続部分の詳細について説明する。図１に示す通り、バスバーは幅方向に３つの六角形の非印刷部分を並べている。幅方向に３個という奇数個を並べていることで、バスバーが長軸を軸に左右対称の形状となる。そして、フィンガー電極はバスバーの凸部頂点位置で接続している。このようにハニカム構造の凸部頂点で接続するとこの接続部分はフィンガー電極の１２０度の鈍角の接続角度となる。鈍角になることでバスバーの右端部分での印刷にじみは解消される。
【００１５】  なおこの実施の形態では、ハニカム状パターンのフレームに相当する２の印刷部分は、１５０μｍのライン幅に設定している。このことで、バスバー部分での銀ペーストの厚みが十分に厚く確保できるのでバスバーとして必要な導電性と密着性は十分に確保できる。実験を重ねた結果、印刷部分４の幅が７０μｍ〜２００μｍならば毎秒２００ｍｍから３００ｍｍのスキージ走査でもフィンガー電極の欠損が生じないことを確認している。
【００１６】  本発明の第２の実施の形態を図２で説明する。図１と同様にバスバー１’’、印刷部分２と非印刷部分３、フィンガー電極４とを備えている。さらに、バスバーの内部にコンタクト測定用パッド５を備えている。このコンタクト測定用パッドは，太陽電池セルの変換効率測定用である。
【００１７】  図２のコンタクト測定用パッドの詳細について説明する。このパッドは直径が約１ｍｍの印刷部分であり、セルの変換効率はこのパッドに測定用探針を接触させて測定する。このパッドの位置は、図２のように測定用探針のピッチに合わせてハニカムパターンの中に５ｍｍピッチで設定し、大部分のバスバーはハニカムパターンを維持して、必要な測定用のパッドも用意することができている。
【実施例】
【００１８】  本発明の実施例を図３と図４で説明する。実際のスクリーン印刷パターン版のレイアウト図面である。図３はマスクの全体レイアウト６を示している。３本のバスバー１’’が上下方向を長軸として配置され、左右方向を長軸とするフィンガー電極４が複数配置されている。左から右にスキージを走査して印刷する。スキージの長軸はバスバーと平行である。バスバーに等間隔で略円パターンが見えている。このパターンは太陽電池セルの変換効率を確認するためのコンタクト用測定パッドである。図４は図３のレイアウトの部分拡大図である。向きを９０度回転して示しているので、バスバー１’’の長軸が左右方向に、フィンガー電極４の長軸が上下方向となっている。この実施例ではコンタクト用測定パッド５の配列ピッチがフィンガー電極の配列ピッチと異なっている。バス電極の印刷部分の幅は１５０μｍで、フィンガー電極の幅は５５μｍである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  本発明のスクリーン印刷パターン版は、シリコン単結晶太陽電池、液晶ディスプレー、有機ＥＬディスプレーの配線パターンなどのエレクトロニクス製品の製造プロセスや、平面上のパターン形成一般で広く利用することができる。
【符号の説明】
【００２０】１、１’、１’’１’’’は、バスバー
２は、印刷部分
３は、非印刷部分
４は、フィンガー電極
５は、コンタクト用測定パッド５
６は、スクリーン印刷パターン版の全体レイアウト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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