CN103029156B - 基板的槽加工装置 - Google Patents

Abstract

一种基板的槽加工装置，在使工具往复移动来进行槽加工的装置中，抑制工具的偏向，能够以高精度加工槽。该槽加工装置使在移动方向的两端具有刃的槽加工工具(2)沿基板的划线往复移动而在基板上形成槽，所述基板的槽加工装置具备：工作台(1)，其用于载置基板；头部(3)，槽加工工具装配于该头部；以及移动支承机构(6)，其用于使工作台和头部在水平面内相对地移动。头部具有能够上下移动的保持器(17)、摆动部件(18)和偏向限制机构。摆动部件保持槽加工工具，由保持器支承成以与移动方向正交的摆动轴为支点摆动自如并能够达到前往移动位置和返回移动位置。偏向限制机构限制前往移动位置和返回移动位置的摆动部件向摆动轴方向的偏向。

Description

基板的槽加工装置

技术领域

本发明涉及槽加工装置，特别涉及如下的基板的槽加工装置：使在移动方向的两端具有刃的槽加工工具沿基板的划线往复移动而在基板上形成槽。

背景技术

薄膜太阳电池例如用专利文献1所示的方法制造出来。在该专利文献1记载的制造方法中，在玻璃等基板上形成由Mo膜构成的下部电极膜，然后，通过在下部电极膜形成槽而分割成长条状。接着，在下部电极膜上形成包含CIGS(铜铟镓硒)膜等黄铜矿结构化合物半导体膜的化合物半导体膜。并且，将这些半导体膜的一部分通过槽加工呈带(stripe)状地除去而分割成长条状，并以覆盖它们的方式形成上部电极膜。最后，将上部电极膜的一部分通过槽加工呈带状地剥离而分割成长条状。

作为如上那样的工序中的槽加工技术的一种，采用了通过金刚石等机械工具除去薄膜的一部分的机械划线法。在该机械划线法中，提出有专利文献2所示的方法，从而能够进行稳定的宽度的槽加工。在该专利文献2所示的方法中，采用了具备用于调整加工负载的加工负载调整机构的槽加工工具以及剥离工具。

专利文献1：日本实开昭63-16439号公报

专利文献2：日本特开2002-033498号公报

在现有的槽加工装置或槽加工方法中，在连续地加工多个槽的情况下，重复如下动作：在加工完一个槽后，使头部上升并移动到加工开始位置，接着加工下一个槽。在这样的现有的装置和方法中，加工耗费时间，而且存在着必须对之前调整好的工具的按压力再次调整的情况。

因此，本案发明者们开发了能够高效且迅速地进行槽加工的加工装置并已经进行了申请(日本特愿2010-082953)。在该加工装置中，工具保持器以能够上下移动的方式安装于头部，并且，在所述工具保持器以能够在预定的角度范围内摆动的方式安装有摆动部件。槽加工工具被保持于摆动部件，摆动部件在前往移动时的前进切削姿势和返回移动时的后退切削姿势之间进行反转。在槽加工工具，在前往移动侧和返回移动侧设有对称的前部刀头和后部刀头。并且，在摆动部件处于前往移动(前进)切削姿势时，前部刀头与太阳电池基板接触，在摆动部件处于返回移动(后退)切削姿势时，后部刀头与太阳电池基板接触。

通过使用如上所述的槽加工工具进行槽加工，能够高效地进行槽加工。然而，由于固定有工具的摆动部件摆动自如，因此存在着在槽加工时工具和摆动部件向与移动方向正交的方向偏向的可能性。若在槽加工时工具向与移动方向正交的方向偏向的话，无法以高精度形成槽。

发明内容

本发明的课题在于，在使工具往复移动来进行槽加工的装置中，能够抑制工具的偏向，从而能够以高精度加工槽。

本发明第一方面涉及的基板的槽加工装置使在移动方向的两端具有刃的槽加工工具沿基板的划线往复移动，从而在基板上形成槽，所述基板的槽加工装置具备：工作台，所述工作台用于载置基板；头部，槽加工工具装配于该头部；以及移动机构，所述移动机构用于使工作台和头部在水平面内相对地移动。头部具有能够上下移动的保持器、摆动部件和偏向限制机构。摆动部件保持槽加工工具，并且所述摆动部件由保持器支承成以与移动方向正交的摆动轴为支点摆动自如，并且所述摆动部件能够达到前往移动位置和返回移动位置。偏向限制机构限制前往移动位置和返回移动位置的摆动部件向摆动轴方向的偏向。

在该装置中，槽加工工具往复移动，并在前往移动时和返回移动时双方，在基板上形成槽。并且，摆动部件在前往移动时位于前往移动位置，而且在返回移动时位于返回移动位置。在这些位置中，通过偏向限制机构限制摆动部件的向与移动方向正交的方向的偏向。

在此，在前往移动时和返回移动时，摆动部件的偏向受到限制，因此限制了加工时槽加工工具的偏向。由此，能够以高精度加工槽的特别是与移动方向正交的方向的端面。

本发明第二方面涉及的基板的槽加工装置为，在第一方面的槽加工装置中，所述槽加工装置还具备一对止动件，所述一对止动件用于将摆动部件的摆动范围限制在前往移动位置和返回移动位置之间。

在该装置中，通过一对止动件限制摆动部件的摆动范围，并使摆动部件在前往移动时位于前往移动位置，在返回移动时位于返回移动位置。

本发明第三方面涉及的基板的槽加工装置为，在第二方面的槽加工装置中，摆动部件具有：工具装配部，所述工具装配部形成于摆动轴的下方，用于装配槽加工工具；以及抵接部，所述抵接部形成于摆动轴的上方且能够与一对止动件抵接。并且，偏向限制机构具有卡合部和被卡合部，所述卡合部和被卡合部形成在一对止动件和抵接部，所述被卡合部与所述卡合部卡合。

在此，通过在一对止动件和抵接部形成的卡合部和被卡合部，限制了摆动轴的偏向。由此，能够以简单的结构提高槽的加工精度。

本发明第四方面涉及的基板的槽加工装置为，在第三方面的槽加工装置中，被卡合部是宽度朝着移动方向变窄的V字状的槽，卡合部能够与V字状槽卡合。

在此，通过使卡合部与V字状槽卡合，从而限制了摆动部件的偏向。

本发明第五方面涉及的基板的槽加工装置为，在第一至第四方面的任一方面的槽加工装置中，所述基板的槽加工装置还具备中立维持机构，所述中立维持机构用于在加工时以外的时候将摆动部件维持在中立位置。

本发明第六方面涉及的基板的槽加工装置为，在第五方面的槽加工装置中，中立维持机构是夹着摆动部件对摆动部件向中立位置施力的一对弹簧。

在如上所述的本发明中，在使工具往复移动来进行槽加工的装置中，能够抑制工具的偏向，以高精度加工槽。

附图说明

图1是装配有本发明的一个实施方式涉及的槽加工工具的槽加工装置的外观立体图。

图2是槽加工装置的头部的主视图。

图3是摆动部件的局部放大图。

图4是示出摆动部件与止动件的关系的图。

图5是本发明的另一实施方式的与图4相当的图。

标号说明

1：工作台；

2：工具；

3：头部；

6：移动支承机构；

17：保持器；

18：摆动部件；

28：抵接部；

28a：卡合槽；

42：螺纹部件；

55：销；

56：弹簧。

具体实施方式

在图1中示出作为本发明的一个实施方式的槽加工装置的集成型薄膜太阳电池用槽加工装置的外观立体图。

[槽加工装置的整体结构]

该装置具备：工作台1，其用于载置太阳电池基板W；头部3，该头部3上装配有槽加工工具(下面，简记作工具)2；以及两个摄像机4和两个监视器5。

工作台1能够在水平面内沿图1的Y方向移动。而且，工作台1能够在水平面内以任意的角度旋转。另外，在图1中，示出了头部3的大致的外观，头部3的详细情况在后面叙述。

头部3能够通过移动支承机构6而在工作台1的上方沿X、Y方向移动。另外，X方向是如图1所示在水平面内与Y方向正交的方向。移动支承机构6具有：一对支承柱7a、7b；引导杆8，其跨设于一对支承柱7a、7b之间；以及马达10，其用于驱动在引导杆8形成的引导件9。头部3能够沿引导件9如上所述地在X方向移动。

两个摄像机4分别固定于基座12。各基座12能够沿引导件14移动，所述引导件14设于支承座13并沿X方向延伸。两个摄像机4能够上下移动，由各摄像机4拍摄的图像显示于对应的监视器5。

[头部]

在图2中抽出头部3而示出。头部3具有板状的基部(base)16、保持器17、摆动部件18和气缸19。

保持器17经由未图示的轨道被支承成相对于基部16沿上下方向滑动自如。保持器17具有保持器主体22和固定于保持器主体22的表面的支承部件23。保持器主体22形成为板状，并且在上部具有开口22a。支承部件23是横向较长的矩形形状的部件，其在内部形成有供摆动部件18贯穿插入的贯通孔23a。

摆动部件18摆动自如地支承于保持器主体22和支承部件23。摆动部件18具有下部的工具装配部24和从工具装配部24向上方延伸地形成的延长部25。

在工具装配部24形成有槽，工具2插入所述槽，进而用固定板24a将工具2固定在槽内。

在延长部25的下部形成有在水平方向且在与槽形成方向正交的方向贯通的孔25a。并且，摆动部件18形成为以贯通该孔25a的销26为中心摆动自如。销26由保持器主体22和支承部件23支承。而且，如图3所示，在延长部25的上端部形成有抵接部28。在抵接部28的左右侧面分别形成有沿上下方向延伸的卡合槽28a。如图4所示，卡合槽28a形成为在俯视时呈V字状。另外，图3将摆动部件18的延长部25放大示出。而且，图4是从上方观察摆动部件18的上端部的图。

如图2和图4所示，在摆动部件18的抵接部28的左右两侧设有一对止动件27a、27b。如图4所示，各止动件27a、27b具有筒状部件41和螺纹部件42。各筒状部件41固定于保持器主体22，并在内部形成有螺纹孔41a。螺纹部件42与该螺纹孔41a螺合。螺纹部件42的末端形成为大致圆锥状。

如上所述，图4是从上方观察摆动部件18的抵接部28的图，图4的(a)示出了摆动部件18绕销26逆时针摆动从而止动件27b侧的螺纹部件42的末端卡合于抵接部28的卡合槽28a的状态。该状态是头部3向图2的-M方向移动时的状态，摆动部件18位于返回移动位置。图4的(b)仅示出了摆动部件18的抵接部28。图4的(c)示出了摆动部件18绕销26顺时针摆动从而止动件27a侧的螺纹部件42的末端卡合于抵接部28的卡合槽28a的状态。该状态是头部3向图2的+M方向移动时的状态，摆动部件18位于前往移动位置。

在如上的结构中，在螺纹部件42的末端卡合于V字状的卡合槽28a的状态下，固定有工具2的摆动部件18向与移动方向正交的方向的偏向受到限制。即，通过螺纹部件42和在摆动部件18的抵接部28形成的V字状的卡合槽28a构成偏向限制机构。

气缸19固定在缸支承部件30的上表面。缸支承部件30配置在保持器17的上部，并固定于基部16。在缸支承部件30形成有沿上下方向贯通的孔，气缸19的活塞杆(未图示)贯通该贯通孔，并且杆末端与保持器17连接。

而且，在基部16的上部设有弹簧支承部件31。在弹簧支承部件31与保持器17之间设有弹簧32，由弹簧32对保持器17向上方施力。通过该弹簧32，能够基本抵消保持器17的自重。

在保持器17的左右两侧设有一对空气供给部34a、34b。一对空气供给部34a、34b均为相同的结构，分别具有接头35和空气喷嘴36。

[槽加工动作]

在用如上所述的装置对薄膜太阳电池基板进行槽加工时，通过移动支承机构6使头部3移动并且使工作台1移动，用摄像机4和监视器5使工具2位于槽加工预定线上。

在进行了如上所述的对位后，驱动气缸19而使保持器17和摆动部件18下降，使工具2的末端抵于薄膜。此时的、工具2对薄膜的加压力通过向气缸19供给的空气压来进行调整。

接着，驱动马达10，使头部3沿槽加工预定线扫描。

在前往移动时(在图2中向右侧移动时)，通过工具2的刃与基板上的薄膜的接触阻力，摆动部件18以销26为中心顺时针摆动。该摆动通过止动件27a侧的螺纹部件42的末端与摆动部件18的抵接部28的卡合槽28a抵接而被限制。即，在头部3的前往移动时，摆动部件18位于前往移动位置。并且，在螺纹部件29的末端与在摆动部件18的抵接部28形成的卡合槽28a卡合的状态下，摆动部件18的偏向、详细来说向与移动方向正交的方向的偏向受到限制。由此，在前往移动时工具2的偏向受到限制，提高了所加工的槽的两端面的质量。

此后，使头部3相对于基板相对地移动，使工具2移动到接下来应下降的槽加工预定线上。接着，与上述同样地，将工具2按压于基板上的薄膜，并使头部3向与上述相反的方向移动。

在该返回移动时(在图2中向左侧移动时)，通过工具2的刃与基板上的薄膜的接触阻力，摆动部件18以销26为中心逆时针摆动。该摆动通过止动件27b侧的螺纹部件42的末端与摆动部件18的抵接部28的卡合槽28a抵接而被限制。即，在头部3的返回移动时，摆动部件18位于返回移动位置。并且，在螺纹部件42的末端与在摆动部件18的抵接部28形成的卡合槽28a卡合的状态下，摆动部件18的向与移动方向正交的方向的偏向受到限制。由此，与前往移动时同样地，在返回移动时工具2的偏向受到限制，提高了所加工的槽的两端面的质量。

另外，在槽加工中或者槽加工完成时，从各空气供给部34a、34b的空气喷嘴36喷出空气，将从基板剥离的膜除去。

[其他实施方式]

本发明并不限定于如上所述的实施方式，能够不脱离本发明的范围地进行各种变形或修正。

(a)图5示出了另一实施方式。在该图5所示的实施方式中，一对止动件的结构与前述实施方式不同，其他结构是相同的。另外，图5的(a)示出了摆动部件18的返回移动位置，图5的(b)示出了未加工的状态下的中立位置，图5的(c)示出了前往移动位置。

在此，在筒状部件50形成有同轴的第一孔51、第二孔52和第三孔53。第一孔51的孔径最大，第二孔52的孔径次之，第三孔53的孔径最小。

销55滑动自如地插入第一孔51。销55的末端形成为大致圆锥状，该圆锥状的末端部能够与摆动部件18的抵接部28的卡合槽28a卡合。而且，弹簧56插入第二孔52，对销55向摆动部件18的抵接部28施力。

在该实施方式中，在前往移动时或返回移动时，与前述实施方式同样地，摆动部件18克服弹簧56的作用力而摆动，将销55压入筒状部件50的内部。并且，在销55的端面与第一孔51的底部抵接的状态下停止。即，摆动部件18在前往移动位置(图5的(c))或者返回移动位置(图5的(a))的位置停止。

另一方面，在未加工的状态下，摆动部件18从两侧经由销55被弹簧56的作用力推压，从而维持在中立位置。

在该实施方式中，也能够得到与前述实施方式同样的作用效果。

(b)偏向限制机构的结构并不限定于前述各实施方式。例如，也可以是，在摆动部件18的上方设置引导部件，来限制摆动部件18的偏向。具体来说，在引导部件的下部形成沿移动方向延伸并向下方敞开的引导槽，并将摆动部件18的延长部25嵌入所述引导槽即可。

在该情况下，摆动部件18的延长部25沿引导槽摆动。因此，延长部25由引导槽的两侧壁引导，能够限制摆动部件18和工具2的偏向。

Claims (4)

1.一种基板的槽加工装置，所述基板的槽加工装置使在移动方向的两端具有刃的槽加工工具沿基板的划线往复移动，从而在基板上形成槽，其中，

所述基板的槽加工装置具备：

工作台，所述工作台用于载置基板；

头部，所述槽加工工具装配于该头部；以及

移动机构，所述移动机构用于使所述工作台和所述头部在水平面内相对地移动，

所述头部具有：

保持器，所述保持器能够上下移动；

摆动部件，所述摆动部件固定所述槽加工工具，并且所述摆动部件由所述保持器支承成以与所述移动方向正交的摆动轴为支点摆动自如，并且所述摆动部件能够达到前往移动位置和返回移动位置；

偏向限制机构，所述偏向限制机构用于限制所述前往移动位置和所述返回移动位置的所述摆动部件向所述摆动轴方向的偏向；以及

一对止动件，所述一对止动件用于将所述摆动部件的摆动范围限制在所述前往移动位置与所述返回移动位置之间，

所述摆动部件具有：

工具装配部，所述工具装配部形成于所述摆动轴的下方，用于装配所述槽加工工具；以及

抵接部，所述抵接部形成于所述摆动轴的上方且能够与所述一对止动件抵接，

所述偏向限制机构具有卡合部和被卡合部，所述卡合部形成在所述一对止动件，所述被卡合部形成在所述抵接部的所述移动方向上的两个侧面，在所述前往移动位置和所述返回移动位置处，所述被卡合部与所述卡合部卡合。

2.根据权利要求1所述的基板的槽加工装置，其中，

所述被卡合部是宽度朝向所述移动方向变窄的V字状的槽，所述卡合部能够与所述V字状的槽卡合。

3.根据权利要求1或2所述的基板的槽加工装置，其中，

所述基板的槽加工装置还具备中立维持机构，所述中立维持机构用于在加工时以外的时候将所述摆动部件维持在中立位置。

4.根据权利要求3所述的基板的槽加工装置，其中，

所述中立维持机构是夹着所述摆动部件对所述摆动部件向中立位置施力的一对弹簧。