图案转印系统、片材和方法以及计算机程序产品与流程

1.本发明涉及图案转印(ptp)领域，并且更具体地涉及高粘度浆料的非接触图案转印。

背景技术：

2.在太阳能光伏(pv)和电子行业中印刷高粘度浆料最常用的方法是丝网印刷。在这种方法中，筛网与接收基板相接触，推动浆料使其通过筛网中的开口，并且印刷图案复制了筛网的图案。接收基板和筛网在印刷期间是静止的，因此沉积的浆料图案在印刷期间不能改变(例如，参见luque 和hegedus(eds.)2011，handbook of pv science and engineering(光伏科学与工程手册)，第276-277页)。
3.美国专利号9,616,524教示了一种在接收基板上沉积材料的方法，该美国专利的全部内容通过参引并入本文中，该方法包括：提供具有后表面和前表面的源基板，该后表面承载至少一块涂层材料；提供与源基板相邻并且面向涂层材料定位的接收基板；以及朝向源基板的前表面辐射光，以从源基板去除至少一块涂层材料，并且将所述去除的至少一块涂层材料作为整体沉积到接收基板上。在该方法中，限定要沉积的图案的源基板不接触接收基板。源基板和接收基板在印刷期间是静止的，因此沉积的浆料图案复制了源基板的图案，并且沉积的浆料图案在印刷期间不能改变。
4.在一些工业应用中，需要根据接收基板上的印刷线的目标位置的变化来调整源基板的现有图案，并且需要增加图案转印系统的生产量。

技术实现要素：

5.以下是提供了对本发明的初步理解的简要概述。概述不一定标识关键元件也不限制本发明的范围，而仅用作对以下描述的介绍。
6.本发明的一方面提供了一种图案转印系统，该图案转印系统包括：激光扫描装置，所述激光扫描装置包括激光扫描头，所述激光扫描头配置成使用激光束对源基板进行照射，所述源基板包括以第一图案布置并且对印刷浆料进行保持的多个沟槽，其中，所述源基板配置成在通过激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收基板上；可移动台，所述接收基板能够固定地附接至所述可移动台；以及控制器，所述控制器配置成控制所述激光扫描头沿着所述沟槽运动以及沿着横过所述沟槽的扫描方向运动，并且所述控制器还配置成使所述可移动台运动以在所述接收基板上产生沉积浆料的第二图案。
7.在一些示例中，所述控制器配置成使所述可移动台至少沿着所述扫描方向运动和/或沿着与所述扫描方向相反的方向运动。
8.在一些示例中，所述第一图案的沟槽中的相邻沟槽之间具有第一间隙 p1，所述第二图案包括由所述沟槽的印刷浆料沟槽的印刷浆料沉的多个沉积浆料线，所述多个沉积浆料线的相邻沉积浆料线之间具有第二间隙p2。假设相邻的沉积浆料线沉积的间隔时间为t，及所述激光扫描头沿所述扫描方向的扫描速度为vs，在所述可移动台配置成能够沿着所述
扫描方向以运动速度vf运动时，p2＝p1·
(v
s-vf)/vs，使所述第一间隙大于所述第二间隙；和/或，在所述可移动台配置成能够沿着与所述扫描方向相反的方向以运动速度vb运动时，p2＝p1·
(vs+vb)/vs，使所述第一间隙小于所述第二间隙。
9.在一些示例中，所述源基板上包括至少一个沟槽组，所述控制器还配置成根据所述至少一个沟槽组中的一个沟槽组的宽度与所述接收基板的宽度之间的关系相对于所述第一间隙计算出所述第二间隙。
10.在一些示例中，所述源基板上包括用于在多个接收基板上沉积浆料的多个沟槽组，并且所述控制器还配置成将每个沟槽组中的浆料沉积到所述多个接收基板中的一个接收基板上，并且配置成在所述可移动台上切换所述多个接收基板，以连续地在所述多个接收基板上沉积浆料。
11.在一些示例中，所述控制器配置为使所述激光扫描头从每个沟槽组的第一沟槽至最后沟槽依次进行印刷，且配置为在切换下一接收基板时，将所述下一接收基板上的第一预先限定的沉积浆料线定位并设定成与所述源基板上的下一沟槽组的第一沟槽相对。
12.在一些示例中，所述控制器还配置成在切换所述下一接收基板时，控制所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度、相应沟槽组的间隔以及切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的关系为：所述间隔对应于所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度乘以切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的乘积。
13.在一些示例中，所述控制器还配置为，在所述源基板的所有沟槽组的沟槽内保持的印刷浆料转印完成后，切换成另一源基板，同时所述激光扫描头返回至其初始位置。
14.本发明的另一方面提供一种与上述图案转印系统一起使用的图案转印片材。该图案转印片材包括多个组的沟槽，所述多个组的沟槽配置成接纳印刷浆料并且在通过激光束照射时将所述印刷浆料释放在接收基板上，并且所述多个组以一定间隔分隔开。
15.在一些示例中，每个组的相邻沟槽之间的间隙相等。
16.在一些示例中，所有组中的相邻沟槽之间的间隙相等。
17.在一些示例中，所述间隙在0.1mm至0.3mm之间。
18.在一些示例中，所述多个组中的相邻组之间的间隔相等。
19.在一些示例中，所述间隔对应于所述激光扫描头沿着所述扫描方向的扫描速度乘以切换和定位相邻接收基板所需的持续时间的乘积。
20.在一些示例中，所述间隔在1mm至10mm之间。
21.在一些示例中，所述图案转印片材是激光照射可透过的，所述图案转印片材包括聚合物层，所述沟槽通过压印成型、气动成型或者激光成型的方式形成在所述图案转印片材内。
22.在一些示例中，所述聚合物层包括顶部聚合物层和底部聚合物层，所述沟槽设置在所述顶部聚合物层上，所述底部聚合物层具有比所述顶部聚合物层的压印温度高的熔融温度。
23.在一些示例中，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度均在10μm与100μm之间，并且由比10μm薄的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层最少与所述顶部聚合物层一样厚。
24.在一些示例中，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度均在 25μm与40μm
之间，并且由比2μm薄的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层最少与所述顶部聚合物层一样厚。
25.在一些示例中，所述顶部聚合物层在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下具有低于170℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下具有低于160℃的玻璃化温度。
26.在一些示例中，所述顶部聚合物层在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下具有低于110℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下具有低于100℃的玻璃化温度。
27.本发明的又一方面提供了一种图案转印方法，该图案转印方法包括：使用激光束对源基板进行照射，以及以可控方式使所述接收基板移动以在所述接收基板上产生沉积浆料的第二图案。
28.在一些示例中，所述源基板上的多个沟槽的相邻沟槽之间具有第一间隙p1并且所述接收基板上的多个沉积浆料线的相邻沉积浆料线之间具有第二间隙p2。所述图案转印方法包括：使所述接收基板沿着所述扫描方向移动，由此在所述接收基板上获得所述第二间隙小于所述第一间隙的第二图案，或者使所述接收基板沿着与所述扫描方向相反的方向移动，由此在所述接收基板上获得所述第二间隙大于所述第一间隙的第二图案。
29.在一些示例中，假设相邻的沉积浆料线沉积的间隔时间为t，所述激光扫描头沿所述扫描方向的扫描速度为vs，当所述可移动台沿着所述扫描方向以运动速度vf运动时，p2＝p1·
(v
s-vf)/vs，使所述第一间隙大于所述第二间隙；或当所述可移动台沿着与所述扫描方向相反的方向以运动速度 vb运动时，p2＝p1·
(vs+vb)/vs，使所述第一间隙小于所述第二间隙。
30.在一些示例中，所述源基板上具有至少一个沟槽组，所述图案转印方法还包括根据所述至少一个沟槽组的一个沟槽组的宽度与所述接收基板的宽度之间的关系相对于所述第一间隙计算出所述第二间隙。
31.在一些示例中，所述源基板包括用于在多个接收基板上沉积浆料的多个沟槽组。所述图案转印方法还包括：将每个沟槽组中的浆料沉积到所述多个接收基板中的一个接收基板上；并且当所述激光扫描头在相邻的沟槽组之间移动时切换所述接收基板，从而将浆料从所述源基板沉积到所述多个接收基板上。
32.在一些示例中，所述激光扫描头从每个沟槽组的第一沟槽至最后沟槽依次进行印刷，且当切换下一接收基板时，将所述下一接收基板上的第一预先限定的沉积浆料线定位并设定成与所述源基板上的下一沟槽组的第一沟槽相对。
33.在一些示例中，当切换所述下一接收基板时，所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度、相应沟槽组的间隔以及切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的关系为：所述间隔对应于所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度乘以切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的乘积。
34.当所述源基板的所有沟槽组的沟槽内保持的印刷浆料转印完成后，切换成另一源基板，同时所述激光扫描头返回至其初始位置。
35.本发明的再一方面提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述图案转印
方法。
36.接收基板在印刷期间相对于固定源基板的相对运动提供了图案转印的灵活性，这能够根据接收基板上印刷线的目标位置的变化来调整源基板的现有图案，其中，该相对运动只能通过使用非接触印刷方法如ptp才能实现。此外，所公开的图案转印片材能够以一对多的模式进行图案转印印刷，从一个源基板转印到多个晶片上—以增加图案转印系统的生产量。
37.本发明的这些、附加和/或其他方面和/或优点在下面的详细描述中进行阐述；可能从详细的描述中推断出来；和/或通过本发明的实践能够获悉。
附图说明
38.为了更好地理解本发明的实施方式以及示出本发明的实施方式可以如何被实施，现在将仅通过示例的方式参照附图，在附图中，相同的标记始终指示对应的元件或部分。
39.在附图中：
40.图1a和图1b是根据本发明的一些实施方式的动态图案转印系统的高级示意图。
41.图2是根据本发明的一些实施方式通过动态图案转印系统对转印图案进行修改的高级示意图。
42.图3是根据本发明的一些实施方式通过动态图案转印系统根据晶片宽度对转印图案进行修改的高级示意图。
43.图4是根据本发明的一些实施方式的用于一对多浆料沉积的源基板和可移动台的运动的高级示意图。
44.图5a是可以与本发明的实施方式一起使用的示例性控制器的高级框图。
45.图5b是根据本发明的一些实施方式的图案转印片材的高级示意横截面图。
46.图6是图示了根据本发明的一些实施方式的动态图案转印方法的高级流程图。
47.将理解的是，为了说明的简单和清楚，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，附图标记可以在附图中重复以指示对应的或者类似的元件。
具体实施方式
48.在以下描述中，描述了本发明的各个方面。出于说明的目的，阐述了具体的构型和细节以提供本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员而言将明显的是，本发明可以在没有本文中所呈现的具体细节的情况下实践。此外，公知的特征可能已经被省去或简化，以便不与本发明混淆。具体参照附图，强调的是，所示的细节是通过示例的方式，并且仅用于本发明的说明性地论述的目的，并且为了提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用和最容易理解的描述而呈现。在这方面，没有试图比本发明的基本理解所必需的更详细地示出本发明的结构细节，结合附图进行的描述使得本发明的几种形式如何在实践中可以实施对于本领域技术人员而言将变得明显。
49.在详细说明本发明的至少一个实施方式之前，应当理解的是，本发明在其应用中不必限于在以下描述中阐述的或在附图中图示的构造的细节和部件的布置。本发明适用于可以以各种方式实践或执行的其他实施方式以及所公开实施方式的组合。另外，应当理解
的是，本文中所采用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。
50.除非从以下讨论中另外明确指出的，否则应理解的是，在整个说明书中，利用比如“控制”、“处理”、“计算”、“核算”、“确定”、“增强”以及“得到”等术语的讨论指的是计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或处理，上述动作和/或处理将在计算系统的寄存器或存储器内的表示为物理比如电子的量的数据操纵和转换成在计算系统的存储器、寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其他数据。
51.本发明的实施方式提供用于改进图案转印(ptp)的有效且经济的方法和机制，并且从而提供对晶片生产的技术领域的改进。提供了动态图案转印系统和方法，该系统和方法将用于图案转印的源基板上的沟槽图案的设计与转移至接收基板、比如pv电池的所产生的金属浆料线图案、或者显示器件的电极浆料图案或者其他半导体功率器件、探测器件的电极浆料图案等进行分离。还可以包括在移动电话天线、装饰性和功能性汽车玻璃、半导体集成电路半导体ic封装连接、印刷电路板(pcb)、pcb部件组装、光学生物、化学和环境传感器和检测器、射频识别(rfid)天线、有机发光二极管(oled)显示器(无源或有源矩阵)、oled照射片、印刷电池和其他应用的制造过程中产生导电特征图案分离中使用。接收基板可以向前运动(沿着用于将浆料从沟槽转移到接收基板上的激光照射的扫描方向) 以相对于源基板减小图案间隙，和/或接收基板可以向后运动(与扫描方向相反)以相对于源基板增加图案间隙。例如，动态图案转印可以使相同宽度的源基板适于不同宽度的基板，和/或实现具有高晶片印刷生产量的一对多图案转印技术。
52.图1a和图1b是根据本发明的一些实施方式的动态图案转印系统100 的高级示意图。
53.动态图案转印系统100包括激光扫描装置，激光扫描装置具有激光扫描头92，激光扫描头92配置成使用激光束90对源基板80进行照射，源基板80包括以第一图案86布置并且对印刷浆料82进行保持的多个沟槽 85。源基板80配置成在通过激光束90照射时将印刷浆料82从沟槽85释放到接收基板70上(源基板具有保持印刷浆料的沟槽的一侧朝向接收基板，另一侧朝向激光扫描装置)(示意性地表示为图案转印93)(例如参见图1b)。激光扫描头92可以构造成具有沿着机器方向97(md)的快速扫描轴并且可以沿着扫描方向95(横向机器方向—cmd)移动。根据需要，激光扫描头92可以为一个或多个。
54.例如，如图5b中示意性图示的，源基板80可以包括图案转印片材，该图案转印片材例如由透明聚合物材料制成，该图案转印片材具有带有各种不同轮廓(横截面形状)比如梯形、圆形、方形、矩形和/或三角形轮廓中的任一种轮廓的沟槽85。聚合物材料和沟槽轮廓可以配置成在通过激光束90照射时释放填充到沟槽中的浆料82。在某些实施方式中，可以在生产过程中将沟槽85压印成型、气动成型或者激光成型到源基板80上，并且在照射之前，可以在动态图案转印系统100内用浆料82填充沟槽85。源基板80可以由单层制成，或可以由附接至彼此的两层或更多层制成，例如，其中一层压印、气动或者激光成型有图案而另一层为源基板80提供机械强度。例如，源基板80可以包括：顶部聚合物层114和底部聚合物层112。在一些实施方式中，顶部聚合物层114在由半结晶聚合物制成的情况下具有低于170℃的熔融温度，更优选的低于150℃，130℃或110℃，或者其他中间值，或者在顶部聚合物层114由非晶态聚合物制成的情况下具有低于160℃的玻璃化温度，更优选的低于140℃，120℃或100℃，或者其他中间值。底部聚合物层112的熔融温度或者玻璃化温度可高于顶部聚合物
上，如下面进一步详细说明的。
61.注意的是，扫描可以在一个或两个方向上进行，并且可以相应地调节接收基板70的相应运动110。在本公开中，作为非限制性示例，在一个方向上图示了扫描方向95。
62.例如，源基板80上的沟槽85的第一图案86可以具有第一间隙(“p
1”) 并且接收基板70上的沉积浆料的第二图案76可以具有第二间隙(“p
2”)，该第二间隙可以小于或大于第一间隙(“p
1”)，例如，p1＞p2或p1＜p2。注意的是，第二图案76可以在接收基板70的整个范围上或在接收基板70 的部分范围上与第一图案86不同，或者可能地，第二图案76与第一图案 86不同的方式可以在接收基板70的范围内变化，例如，在接收基板70 的一些区域中，差异可以包括p1＞p2，而在接收基板70的其他区域中，差异可以包括p1＜p2。
63.在某些实施方式中，为了使第一间隙p1大于第二间隙p2(p1＞p2)，控制器120可以配置成使可移动台60以设定成将第一间隙p1转换成第二间隙p2的向前速度沿着扫描方向95(cmd)移动(以110a表示)。例如，向前速度表示为vf，并且连续线沉积之间的时间表示为t，p2＝p
1-vf·
t。替代性地或补充地，将横过沟槽85的扫描仪速度表示为vs＝p1/t，间隙之间的近似关系为p2＝p1·
(v
s-vf)/vs。一般来说，vs应当大于vf。
64.在某些实施方式中，为了使第一间隙p1小于第二间隙p2(p1＜p2)，控制器120可以配置成使可移动台60以设定成将第一间隙p1转换成第二间隙p2的向后速度逆向于扫描方向95(cmd)(沿相反的方向)移动(以 110b表示)。例如，向后速度表示为vb，并且连续线沉积之间的时间表示为t，p2＝p1+vb·
t。替代地或补充地，将横过沟槽85的扫描仪速度表示为 vs＝p1/t，间隙之间的近似关系为p2＝p1·
(vs+vb)/vs。
65.图2是根据本发明的一些实施方式通过动态图案转印系统100对转印图案进行修改的高级示意图。图2示意性地图示了印刷期间固定沟槽图案的间隙的修改。源基板80可以包括布置有特定源间隙(第一间隙)p1的多个大致平行的沟槽85。源基板80可以配置成接纳印刷浆料82并且在通过激光束90照射时将印刷浆料从沟槽85释放到接收基板70上(也参见图1a和图1b)。接收基板70(例如，晶片)可以包括布置有特定接纳间隙(第二间隙)p2的大致平行的线性位置的图案，以用于接纳从源基板 80的沟槽85释放的浆料，接收基板70靠近源基板80，使得源基板80上的第一沟槽定位成与接收基板70上的第一线性位置正好相对。通过激光束90从第一沟槽至最后一个沟槽依次扫描源基板80上的浆料填充沟槽图案(86)，使得浆料沉积到接收基板70上的指定位置上，以指定图案(第二图案)(76)产生沉积浆料。当控制器120在扫描期间使接收基板70移动时，取决于运动的方向和速度，浆料以不同的间隙(p2≠p1)沉积。
66.例如，在接收基板70上以与源基板80上的图案86不同的图案76沉积浆料，在晶体硅pv电池(晶片)(晶硅太阳能电池)上印刷导线(细栅) 可能特别有用，包括窄的选择性发射极(se)线(例如，参见luque和 hegedus(eds.)2011，handbook of pv science and engineering(光伏科学与工程手册)，第282至283页，该参考文献的全部内容通过参引并入本文中)。在非限制性示例中，接收基板70上的细栅宽度可以是30μm，并且所需的se线宽度可以是80μm—将细栅定位在se线内则留下的公差仅约
±
25μm(假设se线间隙在晶片上是统一的)。
67.在当前实践中，se线的间隙可以与沟槽的间隙稍微有点不同，或者 se线的间隙在硅晶片上不统一，因此从具有恒定源间隙的固定源基板印刷的细栅不会精确落入预先限定
的se线中。这需要增加se线宽度，这将导致光伏电池效率降低。
68.相比之下，在各种实施方式中，动态图案转印系统100可以配置成产生根据指定的要求(分别)具有彼此间隔得更窄或更宽的线75a、75b的晶片70a、70b。例如，线75a可以通过施加向前运动110a而比沟槽85 间隔得更窄(p2＜p1)，而线75b可以通过施加向后运动110b而比沟槽85 间隔得更宽(p2＞p1)。显然，接收基板70上的线间隔可以通过分别修改向前运动110a或者向后运动110b的速度同时保持运动方向而在较小程度上进行修改。如果需要可以在晶片70的不同区域中应用不同的线间隔，例如通过修改运动速度和/或通过反转运动方向。
69.有利地，如本文中所公开的，动态图案转印系统100能够在印刷期间将印刷细栅的位置与硅晶片上的se线的图案精确地匹配。例如，通过移动接收基板70和/或通过修改控制器120使接收基板70移动的速度，可以实现浆料82从沟槽85更准确地沉积到接收基板70上的预先限定的位置。
70.在某些实施方式中，如果需要可以在晶片70的不同区域中应用不同的线间隙，例如通过修改运动速度和/或通过反转运动方向。例如，源基板80上的沟槽85的第一图案86可以具有第一不统一间隙p1，并且接收基板70上的沉积浆料的第二图案76可以包括在cmd上以可变间隙分布的多个线性位置(如se线)。控制器120可以配置成使可移动台60沿着向前方向或向后方向以预先限定的可变速度移动(向前运动110a或向后运动110b)，从而确保从源基板80印刷的所有线被准确地沉积在接收基板70上的指定线性位置上。
71.图3是根据本发明的一些实施方式通过动态图案转印系统100根据晶片宽度对转印图案进行修改的高级示意图。在某些实施方式中，控制器 120还可以配置成根据源基板80的宽度ws(参见图3，可以是具有一组凹槽图形的宽度)与接收基板70的相应宽度wr之间的关系从第一间隙p1计算出第二间隙p2。动态图案转印系统100可以配置成通过对准源基板80 使得第一沟槽定位成与接收基板70上的预先限定的第一细栅位置正好相对来开始沉积，并且通过激光束90从图案86的第一沟槽至最后一个沟槽依次扫描沟槽图案86，同时在印刷期间以将浆料从沟槽85沉积到接收基板70上使得最后的印刷线位于距第一印刷线的预先限定的距离(该距离与源基板80上的第一沟槽至最后沟槽之间的距离不同)处所需的方向和速度移动接收基板70。
72.例如，假设沟槽85的数目等于印刷线75的数目，可移动台的速度表示为v(例如，vf或vb)(沿扫描方向为正，沿与扫描方向相反的方向为负)、横过沟槽85(cmd)的扫描仪速度表示为vs、源基板80的宽度表示为 ws、以及接收基板70的宽度表示为wr，可以近似地估计为ws/wr＝vs/ (v
s-v)，或v＝vs·
(1-wr/ws)，即v为正(当接收基板70比源基板80 窄时，相当于上述vf)并且v为负(当接收基板70比源基板80宽时，相当于上述vb)。
73.有利地，当硅晶片的尺寸与用作源基板80的聚合物带卷的宽度不同并且硅晶片的尺寸受带制造设备的限制时，这种操作模式对于在晶体硅 pv电池(晶片)上印刷导线(细栅)会特别有用。因此，动态图案转印系统100能够将细栅从具有特定宽度的带印刷到不同尺寸的硅晶片上。例如，典型的带宽度被限定和制造用于在ws＝156mm尺寸的静止晶片上进行图案转印。相同的带宽度可以用于wr＝166mm尺寸的晶片上的ptp。在这种情况下，仅增加了沟槽的长度，该沟槽的长度不需要对用于制造图案带的设备进行任何更改。为了在更大宽度的晶片上铺设印刷线，可以应用动态印刷，其中在印刷期间使晶片运动10mm，其中在浆
料转印期间接收基板70具有对应向后运动110b(在该非限制性示例中，vb可以估计为近似vs的10/156，确切值还取决于工艺细节)。
74.图4是根据本发明的一些实施方式的用于一对多浆料沉积的源基板 80和可移动台的运动110的高级示意图。动态图案转印系统100可以配置成将浆料82从一个源基板80沉积到多个接收基板70上，源基板80上的第一图案86的沟槽85的包括多个组87的沟槽85，并且控制器120还配置成将浆料82从每个组87的沟槽85沉积到接收基板70中的一个接收基板70上，并且控制器120配置成在沟槽85的连续组87之间切换接收基板70。
75.组87可以以指定的距离d(相等或可变的，示意性地图示为间隔88) 分隔开，例如，每个组具有以一个或更多个间隙p1布置的沟槽85(以非限制性方式图示为在组87中是相等的，但也可能是可变的)。动态图案转印系统100和/或控制器120可以配置成将用于以指定的接纳间隙p2(未示出)从源基板80上的相应连续组87的沟槽85接纳浆料82的每个连续的接收基板70定位成靠近源基板80，使得每个连续组87的第一沟槽定位成与相应的连续接收基板70上的第一预先限定的印刷线位置正好相对。当动态图案转印系统100的激光扫描头92用于从每组87的第一沟槽至最后沟槽依次(沿着机器方向97顺着沟槽85并且接着沿着与沟槽85垂直的扫描方向95)扫描沟槽图案86时，控制器120配置成：(i)沿与激光扫描头92的扫描方向95相反的方向并且以速度vf(向后运动110b)连续地移动相应的接纳晶片70，如上文所公开的，该移动将源间隙p1转换成接纳间隙p2；以及(ii)切换接收基板70(例如，通过移除先前的晶片并且提供接连的晶片)，将接收基板70上的第一预先限定的印刷线位置定位并设定成与源基板80上的沟槽85的下一组87的第一沟槽相对，并且开始扫描并将浆料82从接续组87转移至接续接收基板70。可以执行对接收基板70的切换，例如，在激光扫描头92在间隔88上的运动期间执行对接收基板70的切换从而保持扫描仪头速度大致恒定。
76.在某些实施方式中，动态图案转印系统100因此可以配置成在大批量制造中在晶体硅pv电池(晶片)上印刷导线(细栅)，达到可能仅受印刷设备本身限制的高生产量。源基板80(聚合物带部段)可以包括比作为接收基板70的晶片上所需的印刷线数目多得多的沟槽85(更密集地布置)，并且用于印刷多个晶片。例如，如果每个晶片的细栅的数目是100，则带部段上的沟槽85的数目可以是1000，其中接纳间隙p2比源间隙p1大十倍——源基板在激光扫描头92沿着扫描方向95的一次运动中可以从一个带部段(作为源基板80)连续印刷十个晶片(作为接收基板70)。当操作动态印刷时，可以在源基板80上的沟槽85的下一填充组87开始时将下一个晶片准确地定位所需位置，以确保晶片70连续运动通过印刷系统100。通过在带部段80上以比在晶片70上印刷的细栅的所需的间隙p2小得多的间隙p1布置沟槽85来实现高生产量印刷。例如，接收基板70(例如， pv晶片)上的细栅的典型间隙p2可以在1-3mm内，例如为1.2mm至1.5 mm，1.5-2.5mm或任何其他中间范围，而源基板80(例如，聚合物带) 上的沟槽85的典型间隙p1可以为大约为0.1-0.3mm，例如0.12mm至0.15 mm、0.15-0.2mm、0.15-0.25mm或任何其他中间范围。因此，在激光扫描头92的一次连续运动中，可以印刷多达十个晶片70，或者可能多达五个晶片70，多达十五个晶片70，或是多达二十或三十个晶片70，或任何其他中间范围的晶片。在带部段80的所有沟槽85印刷之后，印刷系统 100可以将具有通过浆料82填充的沟槽85的另一带部段80移动至印刷站，同时激光扫描头92返回至其初始位置。在部段替换和扫描头返回至扫描头的起始位置(源基板80上沟槽的第一组87的第一沟槽85)的这个时候，下一晶片70可以以较低的速度移动至起始位置，并且当到达该起
始位置时，可以继续以高晶片速度和高晶片生产量进行连续印刷的过程。由于每个晶片70通过在带部段80上以小的间隙p1分隔开的沟槽85的一个组87进行印刷，因此激光扫描头92沿着扫描方向95(cmd)的速度相对较低。例如，如果在大约0.5秒(sec)期间从间隙p1为0.15mm的带80的对每个晶片70印刷100个细栅，则扫描头92的速度为30mm/sec。这种相对较低的速度使得能够非常精确地控制激光束90相对于沟槽85的定位。
77.某些实施方式包括用作源基板80的图案转印片材80，源基板80包括配置成接纳印刷浆料82的沟槽的多个组87并且在通过激光束90照射时从沟槽85将印刷浆料82释放到接收基板70上，其中，每个组87中的沟槽85的间隙p1可以是恒定的并且组87可以以间隔88分隔开，例如，如图4中所图示的以及在图5b中所图示的图案转印片材80的示意性横截面。
78.在各种实施方式中，所有的组87中的间隙p1可以相等。在各种实施方式中，间隙p1可以在0.1mm至0.3mm之间。
79.在各种实施方式中，所有的连续组87之间的间隔88可以相等。图案转印片材80可以配置成具有间隔88，间隔88对应于激光扫描头92(例如，在印刷系统100中)对图案转印片材80的扫描速度vs乘以连续图案转移之间切换和定位接收基板70所需的持续时间的乘积，如本文中所解释的。例如，间隔88可以在1mm至10mm之间。例如，达到2mm、达到3mm、达到5mm或达到10mm。
80.在各种实施方式中，动态图案转印系统100可以配置成例如通过控制运动110来增加从沟槽85沉积浆料的准确度，例如，增加生产的pv电池的准确度。例如，动态图案转印系统100可以配置成例如通过控制运动 110来增加选择性发射极预对准的准确度，例如，通过增加在pv选择性发射极线上沉积浆料的准确度。
81.图5a是可以与本发明的实施方式一起使用的示例性控制器120的高级框图。控制器120可以包括：一个或更多个控制器或处理器123，一个或更多个控制器或处理器123可以是或可以包括例如一个或更多个中央处理单元处理器(cpu)、一个或更多个图形处理单元(gpu或通用用途的 gpu-gpgpu)、芯片或任何合适的计算装置或与计算有关的装置；操作系统121、存储器122、储存系统125、输入装置126以及输出装置127。
82.操作系统121可以是或可以包括被设计和/或配置成执行涉及协调、调度、仲裁、监督、控制或以其他方式管理控制器120的操作、例如调度对程式的执行的任务的任何代码段。存储器122可以是或可以包括例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、动态ram(dram)、同步 dram(sd-ram)、双倍数据速率(ddr)存储器芯片、闪存、易失性存储器、非易失性存储器、高速缓存存储器、缓冲器、短期存储器单元、长期存储器单元或其他合适的存储器单元或储存器单元。存储器122可以是或可以包括多个可能不同的存储器单元。存储器122可以储存例如执行方法的指令(例如，代码124)和/或储存诸如用户响应、中断等的数据。
83.可执行代码124可以是任何可执行代码，例如应用、程序、处理、任务或脚本。可执行代码124可能在操作系统121的控制下可以通过控制器 123被执行。例如，根据本发明的实施方式，可执行代码124在被执行时可以使计算机代码产生或编译，或诸如vr执行或推理的应用程序执行。可执行代码124可以是通过本文中所描述的方法产生的代码。对于本文中描述的各种模块和功能，可以使用一个或更多个计算装置和/或控制器120 的部件。可以使用包括与控制器120中所包括的这些部件相似或不同的部件的装置，并且该装置可以连接
至网络并且用作系统。一个或更多个处理器123可以配置成通过例如执行软件或代码来执行本发明的实施方式。
84.储存系统125可以是或可以包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘(cd)驱动器、cd-可记录(cd-r)驱动器、通用串行总线(usb)装置或其他合适的可移动和/或固定储存单元。诸如指令、代码、vr模型数据、参数等数据可以储存在储存系统125中并且可以从储存系统125加载到存储器122中，在存储器122中数据可以由控制器123进行处理。在一些实施方式中，可以省略图5a中所示的一些部件。
85.输入装置126可以是或可以包括例如鼠标、键盘、触摸屏或触摸板或任何合适的输入装置。将认识到的是，如输入装置126的框所示，任何合适数目的输入装置可以操作性地连接至控制器120。输出装置127可以包括一个或更多个显示器、扬声器和/或任何其他合适的输出装置。将认识到的是，如输出装置127的框所示，任何合适数目的输出装置可以操作性地连接至控制器120。任何可适用的输入/输出(i/o)装置可以连接至控制器120，例如，有线或无线网络接口卡(nic)、调制解调器、印刷机或传真机、通用串行总线(usb)装置或外部硬盘可以包括在输入装置126 和/或输出装置127中。
86.本发明的实施方式可以包括：一个或更多个制品(例如，存储器122 或储存系统125)、比如计算机或处理器非暂态可读介质或者计算机或处理器非暂态储存介质，例如存储器、磁盘驱动器或usb闪存；编码，包括或存储指令、例如计算机可执行指令，该指令当由处理器或控制器执行时对本文中公开的方法进行执行。
87.图6是图示了根据本发明的一些实施方式的动态图案转印方法200的高级流程图。可以关于上述系统100来执行该方法阶段，该系统可以可选地配置成实现方法200。方法200可以至少部分地由例如在控制器120中的至少一个计算机处理器实现。某些实施方式包括计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质具有利用计算机可读存储介质实施的计算机可读程序，并且该计算机可读程序配置成执行方法200的相关阶段。方法200可以包括以下阶段，而不考虑它们的顺序。
88.动态图案转印方法200可以包括通过在扫描方向上横过浆料图案进行照射而将浆料图案从源基板转移至接收基板(阶段210)。被照射的源基板包括以第一图案布置并且对印刷浆料进行保持的多个沟槽，并且源基板配置成通过激光束照射时将印刷浆料从沟槽释放并且释放到接收基板上，这沿着沟槽并且在横过沟槽的扫描方向上执行。方法200还可以包括以可控制地方式使接收基板移动以在接收基板上产生沉积浆料的第二图案，该第二图案与源基板上的沟槽的第一图案不同(阶段220)。
89.在一些实施方式中，源基板上的沟槽的第一图案可以具有第一间隙，并且接收基板上的沉积浆料的第二图案可以具有第二间隙。当第一间隙大于第二间隙时，可以沿着扫描方向以设定成减小图案间隙的向前速度执行受控运动(阶段230)，而当第一间隙小于第二间隙时，可以以设定成增加图案间隙的向后速度逆向于扫描方向(相反的方向)执行受控运动(阶段240)。方法200还可以包括根据源基板与接收基板的宽度之间的关系相对于浆料图案间隙计算出接收基板上的图案间隙(阶段250)并且因此控制图案转印过程。
90.在某些实施方式中，源基板上的第一图案的沟槽可以包括多组沟槽，并且方法200还可以包括通过下述方式将浆料从一个源基板沉积到多个接收基板上(阶段260)：将浆料从每组的沟槽沉积到接收基板中的一个接收基板上并且在沟槽的连续组之间切换接收基
板。接收基板(例如，晶片)可以被连续切换以使得能够从单个源基板(每组晶片)继续将图案转移到接收基板上。
91.图1a至图6的元件可以以任何可操作的组合进行结合，并且在某些图中而不是在其他图中对某些元件的图示仅用于说明性目的并且是非限制性的。
92.上面参照根据本发明的实施方式的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或部分示意图描述了本发明的各个方面。将理解的是，流程图和/或部分示意图中的每个部分以及流程图和/或部分示意图中的部分的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以生产机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或部分示意图或流程图和部分示意图的一部分中指定的功能/动作的装置。
93.这些计算机程序指令还可以储存在计算机可读介质中，可以引导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式运行，使得储存在计算机可读介质中的指令产生制造的制品，包括实现流程图和/或部分示意图或流程图和部分示意图的一部分中指定的功能/动作的指令。
94.计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的处理，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图和/或部分示意图或流程图和部分示意图的一部分中指定的功能/动作的处理。
95.前述流程图和示意图示出了根据本发明的各种实施方式的系统、方法以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，流程图或部分示意图中的每个部分可以表示代码的模块、区段或部分，该代码的模块、区段或部分包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应当注意的是，在一些替代性实现方式中，在该部分中指出的功能可以不按照图中所指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个部分实际上可以基本上同时执行，或者该部分有时可以以相反的顺序执行。还将注意的是，部分示意图和/或流程图说明中的每个部分和部分示意图和/或流程图说明中的部分的组合可以由执行指定功能或动作的特殊用途的基于硬件的系统、或特殊用途的硬件和计算机指令的组合实现。
96.在以上描述中，实施方式是本发明的示例或实现方式。“一个实施方式”、“实施方式”、“某些实施方式”或“一些实施方式”的各种出现不一定全部指相同的实施方式。尽管本发明的各个特征可以在单个实施方案的上下文中描述，但是本发明的各个特征也可以单独提供或者以任何合适的组合提供。相反，为了清楚起见，尽管本发明可以在单个实施方案的上下文中描述，但是本发明也可以在单个实施方式中实现。本发明的某些实施方式可以包括来自以上公开的不同实施方式的特征，并且某些实施方式可以包括来自以上公开的其他实施方式的元件。在特定实施方式的上下文中公开本发明的元件不应被视为仅限制元件在特定实施方式中的使用。此外，应当理解的是，本发明可以以各种方式实施或实践，并且本发明可以在除上述描述中概述的实施方式之外的某些实施方式中实现。
97.本发明不限制于那些示意图或对应的描述。例如，流程不需要通过每个图示的框或状态进行移动，或者以与图示和描述的完全相同的顺序进行移动。除非另有定义，否则本文中所使用的技术术语和科学术语的含义应被被本发明所属领域的普通技术人员中普遍
理解。虽然已经关于有限数目的实施方式描述了本发明，但是这些不应被解释为对本发明范围的限制，而是作为一些优选实施方式的示例。其他可能的变型、修改和应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受到目前为止已经描述的内容的限制，而应受到所附权利要求及其合法等同替代方案的限制。

技术特征：

1.一种图案转印系统，包括：激光扫描装置，所述激光扫描装置包括激光扫描头，所述激光扫描头配置成使用激光束对源基板进行照射，所述源基板包括以第一图案布置并且对印刷浆料进行保持的多个沟槽，其中，所述源基板配置成在通过激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收基板上；可移动台，所述接收基板能够固定地附接至所述可移动台；以及控制器，所述控制器配置成控制所述激光扫描头沿着所述沟槽运动以及沿着横过所述沟槽的扫描方向运动，并且所述控制器还配置成使所述可移动台运动以在所述接收基板上产生沉积浆料的第二图案。2.根据权利要求1所述的图案转印系统，其中，所述控制器配置成使所述可移动台至少沿着所述扫描方向运动和/或沿着与所述扫描方向相反的方向运动。3.根据权利要求2所述的图案转印系统，其中，所述第一图案的沟槽中的相邻沟槽之间具有第一间隙p1，所述第二图案包括由所述多个沟槽的印刷浆料沉积的多个沉积浆料线，所述多个沉积浆料线的相邻沉积浆料线之间具有第二间隙p2，假设相邻的沉积浆料线沉积的间隔时间为t，及所述激光扫描头沿所述扫描方向的扫描速度为v
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，使所述第一间隙小于所述第二间隙。4.根据权利要求3所述的图案转印系统，其中，所述源基板上包括至少一个沟槽组，所述控制器还配置成根据所述至少一个沟槽组中的一个沟槽组的宽度与所述接收基板的宽度之间的关系相对于所述第一间隙计算出所述第二间隙。5.根据权利要求1至4中任一项所述的图案转印系统，其中，所述源基板上包括用于在多个接收基板上沉积浆料的多个沟槽组，并且所述控制器还配置成将每个沟槽组中的浆料沉积到所述多个接收基板中的一个接收基板上，并且配置成在所述可移动台上切换所述多个接收基板，以连续地在所述多个接收基板上沉积浆料。6.根据权利要求5所述的图案转印系统，其中，所述控制器配置为使所述激光扫描头从每个沟槽组的第一沟槽至最后沟槽依次进行印刷，且配置为在切换下一接收基板时，将所述下一接收基板上的第一预先限定的沉积浆料线定位并设定成与所述源基板上的下一沟槽组的第一沟槽相对。7.根据权利要求6所述的图案转印系统，其中，所述控制器还配置成在切换所述下一接收基板时，控制所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度、相应沟槽组的间隔以及切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的关系为：所述间隔对应于所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度乘以切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的乘积。8.根据权利要求6所述的图案转印系统，其中，所述控制器还配置为，在所述源基板的所有沟槽组的沟槽内保持的印刷浆料转印完成后，切换成另一源基板，同时所述激光扫描头返回至其初始位置。
9.一种与根据权利要求1至8中任一项所述的图案转印系统一起使用的图案转印片材，包括：多个组的沟槽，所述多个组的沟槽配置成接纳印刷浆料并且在通过激光束照射时将所述印刷浆料释放在接收基板上，并且所述多个组以一定间隔分隔开。10.根据权利要求9所述的图案转印片材，其中，每个组的相邻沟槽之间的间隙相等。11.根据权利要求10所述的图案转印片材，其中，所有组中的相邻沟槽之间的间隙相等。12.根据权利要求9所述的图案转印片材，其中，所述间隙在0.1mm至0.3mm之间。13.根据权利要求9所述的图案转印片材，其中，所述多个组中的相邻组之间的间隔相等。14.根据权利要求9所述的图案转印片材，其中，所述间隔对应于所述激光扫描头沿着所述扫描方向的扫描速度乘以切换和定位相邻接收基板所需的持续时间的乘积。15.根据权利要求9所述的图案转印片材，其中，所述间隔在1mm至10mm之间。16.根据权利要求10至15中的任一项所述的图案转印片材，其中，所述图案转印片材是激光照射可透过的，所述图案转印片材包括聚合物层，所述沟槽通过压印成型、气动成型或者激光成型的方式形成在所述图案转印片材内。17.根据权利要求16所述的图案转印片材，其中，所述聚合物层包括顶部聚合物层和底部聚合物层，所述沟槽设置在所述顶部聚合物层上，所述底部聚合物层具有比所述顶部聚合物层的压印温度高的熔融温度。18.根据权利要求17所述的图案转印片材，其中，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度均在10μm与100μm之间，并且由比10μm薄的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层最少与所述顶部聚合物层一样厚。19.根据权利要求17所述的图案转印片材，其中，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度均在25μm与40μm之间，并且由比2μm薄的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层最少与所述顶部聚合物层一样厚。20.根据权利要求17所述的图案转印片材，其中，所述顶部聚合物层在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下具有低于170℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下具有低于160℃的玻璃化温度。21.根据权利要求17所述的图案转印片材，其中，所述顶部聚合物层在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下具有低于110℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下具有低于100℃的玻璃化温度。22.一种通过根据权利要求1至8中任一项所述的图案转印系统执行的图案转印方法，所述图案转印方法包括：使用激光束对所述源基板进行照射，以及以可控方式使所述接收基板移动以在所述接收基板上产生沉积浆料的第二图案。23.根据权利要求22所述的图案转印方法，其中，所述源基板上的多个沟槽的相邻沟槽之间具有第一间隙p1并且所述接收基板上的多个沉积浆料线的相邻沉积浆料线之间具有第二间隙p2，所述图案转印方法包括：
使所述接收基板沿着所述扫描方向移动，由此在所述接收基板上获得所述第二间隙小于所述第一间隙的第二图案，或者使所述接收基板沿着与所述扫描方向相反的方向移动，由此在所述接收基板上获得所述第二间隙大于所述第一间隙的第二图案。24.根据权利要求23所述的图案转印方法，其中，假设相邻的沉积浆料线沉积的间隔时间为t，所述激光扫描头沿所述扫描方向的扫描速度为v
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，使所述第一间隙小于所述第二间隙。25.根据权利要求23所述的图案转印方法，其中，所述源基板上具有至少一个沟槽组，所述图案转印方法还包括根据所述至少一个沟槽组的一个沟槽组的宽度与所述接收基板的宽度之间的关系相对于所述第一间隙计算出所述第二间隙。26.根据权利要求22至25任一所述的图案转印方法，其中，所述源基板包括用于在多个接收基板上沉积浆料的多个沟槽组，并且所述图案转印方法还包括：将每个沟槽组中的浆料沉积到所述多个接收基板中的一个接收基板上；并且当所述激光扫描头在相邻的沟槽组之间移动时切换所述接收基板，从而将浆料从所述源基板沉积到所述多个接收基板上。27.根据权利要求26所述的图案转印方法，其中，所述激光扫描头从每个沟槽组的第一沟槽至最后沟槽依次进行印刷，且当切换下一接收基板时，将所述下一接收基板上的第一预先限定的沉积浆料线定位并设定成与所述源基板上的下一沟槽组的第一沟槽相对。28.根据权利要求27所述的图案转印方法，其中，当切换所述下一接收基板时，所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度、相应沟槽组的间隔以及切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的关系为：所述间隔对应于所述激光扫描头的扫描方向的扫描速度乘以切换和定位所述下一接收基板所需的持续时间的乘积。29.根据权利要求26所述的图案转印方法，其中，当所述源基板的所有沟槽组的沟槽内保持的印刷浆料转印完成后，切换成另一源基板，同时所述激光扫描头返回至其初始位置。30.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现根据权利要求22至29中的任一项所述的图案转印方法。

技术总结

本发明提供了图案转印系统、片材和方法以及计算机程序产品。图案转印系统包括激光扫描装置、可移动台和控制器。激光扫描装置包括配置成使用激光束对源基板进行照射的激光扫描头，源基板包括以第一图案布置并且对印刷浆料进行保持的多个沟槽，源基板配置成在通过激光束照射时将印刷浆料从沟槽释放到接收基板上。接收基板能够固定地附接至可移动台。控制器配置成控制激光扫描头沿着沟槽运动以及沿着横过沟槽的扫描方向运动，并且控制器还配置成使可移动台运动以在接收基板上产生沉积浆料的第二图案。动态图案转印可以被用于适应不同宽度的接收基板以用于实现更有效的图案转印和/或实现具有高晶片生产量的一对多图案转印技术。术。术。