摘要
服务于两岸三地，耕耘网版与钢版产业接近四十年的正中科技，专注于技术深根以及资源整合，服务对象遍及于半导体业、电子零组件业、触控面板业、生物科技业以及太阳能业，数十年来对于产业合作以及研究单位共同开发案更是不余遗力，产业创新以及专利布局，始终为客户及产业提出解决方案，更是科技业界印刷制程的领航者，近年来持续深耕于太阳能电池片的正面电极印刷，已成功开发出28微米细栅线宽及宽高比超过0.75的完美印刷成果，此系统为一新型态钢版印刷技术，颠覆过往传统印刷模式，此技术需包含一钢/网版载具、封闭式墨匣总承等机构件(取代传统的橡胶刮刀或平板刮刀)，此系统将引领印刷制程直接推向低于30微米的新境界，未来的20微米，以及10微米的细栅线可将实现。
自从2010年起太阳能电池正式在市场上大量开始进行生产与制造，电池片导电层的成形，在制程的选择上采用了传统网版印刷制程将导电银浆印刷于电池片上，主要因素在于网版印刷有着快速，低成本，高精密度等特性，适合于太阳能产线的规模化生产形式，进而在这七年间的光景，网版印刷技术不断的精进，无论在钢丝网的选择上(325目/290目/360目/400目)，纱径的演化(23微米/20微米/16微米/13微米甚至到最新颖的11微米).从材质上的演变，由一般张力的不锈钢材质，到高张力的不锈钢材质，进而转进到钨钢或复合式材质，同时在印刷刮刀形态上也略有所变化，从方形橡胶刮刀转变为具有玻璃纤维板的橡胶刮刀，这些转变无不在于专注于获得更高的太阳能转换效率以及更稳定的印刷量产质量。
近年来在网版制造工艺上因细栅线宽已经演进到了极致，所谓的传统斜张网版则因为钢丝网编织的过程，导致网结存在于细栅线图形的开口区域，设计线宽在小于30微米的条件下，极容易造成印刷上的虚印，以及导电银浆塞版等情事发生，造成太阳能电池厂在大量生产时的极大困扰以及电池片的质量瑕疵，近而在国内外网版制造商的创新努力下，突破了传统的斜张网制程，开发出张网角度为0度的网版制造工艺(业界俗称为[无网结网版或正交网版] )，使细栅设计开口区域尽量避开纵向的钢丝网结的干扰，藉此将细栅线推向微细化，但从整体角度而言，这样的工艺并非属于一个可实现大量生产的网版制造工艺，其主要的因素来自于，每张网版所呈现的图档状态不一致，以及每一片细栅线必须精准地依照相对应之网纱状态来进行刻划，如此一来，规模性的网版制造以及稳定的转换效率提升及网版寿命将成为这类型网版普及化的最大课题。
反观，刮刀的演变，其印刷的模式并无明显的改变，其传统印刷的程序仍维持在将大量的导电银浆于印刷初期涂抹于网版的刮刀面侧，并藉由回墨刀等机构，将其导电银浆均匀的刮平于网版上做为后续刮刀加压于网版上时，可顺利的将表面的导电银浆转移到被印物(太阳能硅晶圆)上，持续往复此循环，做为连续式印刷程序◦
传统刮刀印刷程序其导电银浆的转移机制，细分为三个步骤: 分别为一、滚动态(Rolling)，其功能在于提供一导电银浆向下的移动方向，使银浆可顺利的通过钢丝网布以及乳剂层，此导电银浆滚动的能力与印刷的角度成反比，举例说明: 印刷角度70 其滚动效果优于印刷较度80 ; 与离版间距成正比，举例说明: 离版间距越大其导电银浆可被带动的旋转滚动的程度则越大. 明显的，导电银浆在印刷过程中滚动能力将直接影响细栅线高度的均匀性以及断线率◦
二、穿越态(Through)，其功能需考虑到导电银浆的流动特性及网版的总厚度(网纱厚度 + 乳剂层厚度)，在适当的乳剂层厚度条件下，搭配适当的导电银浆流动性，则可有效的将开口区的空间填满导电银浆，而此导电银浆的成型将可获得较佳的细栅线的宽高比例，反之若导电银浆的流动性不足以通过总网版厚度，即会产生断栅或高度偏低等不良现像的发生◦
三、分离态(Separate)，其功能在越细的细栅线宽的条件下，此问题越趋严重，其功能在于如何让已被顺利通过网版总厚度并顺利填满开口区之导电银浆顺利的在网版回弹时分离，而不会被网版的网结结构以及乳剂的断面外型所影响，另外太阳能硅晶圆的表面粗糙度也影响其导电银浆分离的好坏，当太阳能硅晶圆表面粗糙度高时，其导电银浆被从网版上转移下来的程度较高，也就是说，其太阳能硅晶圆表面粗糙度高者所经过印刷成型后的细栅线高度会优于粗度度低者。
由上述可清楚得知，传统印刷工艺的程序，其导电银浆需大面积的暴露在网版的表面，故在印刷过程中，其导电银浆的溶剂会持续的挥发，导致导电银浆黏度上的持续改变，新浆料与旧浆料其印刷特性将有明显差异，同时在传统型具玻璃纤维板的橡胶刮刀因制程条件参数的不相同(如:印刷压力、离版间距、印刷速度等)以及橡胶耐溶剂的变动时间都将直接影响其印刷导电银浆的透墨程度，进而影响印刷质量◦
图一 太阳能正银印刷网/钢版发展趋势图
表一 传统网纱技术 与 市售正交网版(0度张网)技术之比较表
表二 钢版工艺技术比较表
从过往至今的网版印刷制程的演进即可得知，在网版规格以及刮刀形态上的变革来自于太阳能转换效率的提升，细栅线宽的持续缩减，与宽高比同步提升，才能有效且具体的提升转换效率，再者具有一定程度的印刷寿命以及印刷成本的持续下降，将必须同步的予以考虑 ;
[具特殊应力分布之100%开口钢版印刷技术]为其最具潜力之制程方案。
图二 传统斜张网版与刮刀印刷结果
图三 100%开口钢版 + 封闭式墨匣印刷结果
100%开口钢版的优点：其开口区域并无任何纱线等支撑性阻隔物所干扰，因此导电银浆可直接透过开口图形，直接将导电银浆沉积在电池片上，其细栅外观型态几乎可与钢版开口型态相似度达80%. 举例说明：钢版设计线宽26微米搭配钢版厚度设计30微米，其印刷完成后线宽可达30微米，线高可达24微米，尤其在开口区域并无遮蔽物存在(如：传统斜张网钢丝网版之网结或0度张网之钢丝网版之横向钢丝阻隔)，因此其印刷后的细栅线高度均匀平坦，其高低段差小于1微米;进而从钢版制作技术探讨其细小化可行性，来了解其制程之未来性，其设计线宽可小于10微米的设计宽度，搭配专利版厚设计技术，其版厚与设计线宽比可大于2倍，这将大幅地提供电池设计者宽裕的制程设计条件，来优化电池结构，达到显著的提升转换率之成效。
100%开口钢版的缺点：由于其开口区域并无任何纱线等支撑物存在，因此会造成侧向结构性不稳定等问题的产生，举例说明，在100%开口钢版的设计，其垂直于印刷刮板方向的两侧最外围的细栅线，会在具有离版间距的印刷过程中，造成扩线产生电池片外观问题，此现象与0度网版所产生的外侧扩线问题相同，为了解决此一衍生性问题，其钢版设计必须搭配专利应力孔设计技术，将其印刷的应力及因图形设计所造成的应力分布加以均质化，可有效的改善其侧向应力以及顺向应力不均所造成的印刷问题(如侧边外围第一条线扩墨晕线等情事的发生)，同时须搭配我司专利设计之封闭式墨匣刮刀机构，可真正实现超低离版间距的钢版印刷型态以及精准的主动式下墨控制，彻底改善钢版因应力而产生的形变问题，以及因软橡胶刮刀所产生的印刷不稳定等问题，同时亦可兼顾完全无纱线或网结阻隔的100%开口细栅线结构。
结语
100%开口钢版印刷搭配专利封闭式墨匣印刷机构的实现，已成为2017业界众所瞩目的焦点，它具有极为优异的印刷特性以及细栅线宽成型的能力，以太阳能转换效率的提升，并兼顾印刷成本的下降将为其优势，正中科技打造了新的印刷模式，一方便克服传统100%开口钢版的应力结构缺陷，同时也改善银浆大面积暴露在网版表面的传统刮刀印刷下墨模式，进而实现下世代印刷制程应用于太阳能正面电极细线宽以及高精准主动式银浆控制之钢版印刷技术。
同时，亦完成其专利钢版设计以及专利封闭式墨匣机构设计与开发，对其单独以及系统进行完整的专利布局，目前正寻求与各大知名的太阳能电池的印刷设备系统厂商进行合作、专利授权，经由跨产业的系统整合，相信很快速地将可开发出具微细栅线化及高度成本竞争优势之商业方案。
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