CN103659612B - 划线方法和用于划线的喷砂机 - Google Patents

Abstract

为了提供一种允许在无需遮掩的情形下以高精度形成沟槽的通过喷砂划线的方法，使用一种喷砂机和磨料，所述喷砂机包括具有宽度为10μm到500μm且长度为该宽度5倍到5000倍的狭缝状喷射开口的喷嘴，所述磨料的中值直径等于或小于所述喷嘴的喷射开口的宽度的二分之一且其最大粒子直径比所述喷射开口的宽度小；以及，在没有遮掩的条件下以0.1mm到3.0mm的喷射距离将所述磨料连同压缩气体向工件的表面喷射以便所述磨料的喷射数量在喷射压强为0.2MPa到0.6MPa的范围内相对于1000cm³排放气体数量等于或小于0.25cm³。

Description

划线方法和用于划线的喷砂机

技术领域

本发明涉及用于在工件上形成沟槽和分离线的划线方法和用于划线的喷砂机。更为具体而言，本发明涉及通过喷射磨料和压缩气体的喷砂法进行划线的方法和用于所述方法的喷砂机。

背景技术

划线，其在工件上形成沟槽和分离线，被用于形成沟槽，所述沟槽在切割诸如玻璃之类的硬质易碎材料时充当分离起始点。划线还用于在半导体装置的制造期间或类似的情形下将衬底上形成的导电膜和半导体膜切割和分离成预定的模式。

接下来描述示例性的太阳能电池，作为半导体装置的一种例子。太阳能电池板包括导电层、光电转换层、缓冲层、以及透明电极层。导电层放置在玻璃衬底上并且充当后表面电极。光电转换层形成在导电层上。缓冲层和透明电极层形成在光电转换层上。每次在玻璃衬底上形成导电层、光电转换层、缓冲层和透明电极层，各个层以预定的模式划线以将它们切割和分离。这在玻璃衬底上形成了串联连接的多个太阳能电池并且还包括完整的结构。

作为用于划线的方法，通常，可使用激光划线、机械划线、以及利用喷砂方法的划线。

这些划线方法中，激光划线是将激光的聚焦点调整至工件的表面并且根据预备的编程处理模式精确地滑动放置在处理台上的工件或激光振荡器从而以预定的模式形成分离线。用于激光划线的处理设备是复杂并且昂贵的设备，从而要求相当大的初始投资。

而且，由于激光划线是使用热量的处理，因而激光划线可使工件变形或使工件质量改变，因此，可应用的材料等受到限制。

在透明材料的处理中存在困难，在透明材料中激光的聚焦点的调整有困难。而且，这可产生废渣（熔融金属的焊接沉淀物）而使产品有故障或类似的失效。

在上述的划线方法中，机械划线，例如，通过在高速旋转由金刚石磨石等形成的研磨轮的同时接触工件的表面并且以预定的模式切开工件的表面来形成沟槽。随着工作进行，诸如昂贵的研磨轮之类的工具会磨损，而且即使工具的磨损很轻微，处理的精确度也会发生变化，因而，要求频繁更换所述工具。这要求相当大的运营费用并且在更换工具期间要停止工作，这降低了生产率。

因此，存在通过喷砂机划线的需求。与使用激光的处理设备相比，喷砂机具有相对简单的设备配置，从而可以以较低的成本引入。而且，操作简单，仅需要补充或更换磨料。因此，喷砂机允许持续划线而无需中止工作并且不会改变处理精确度。

响应所述需求，提出了在太阳能电池制造期间通过喷砂法对导电膜、光电转换层、透明电极等进行划线（日本LOPI H09-260704(JP1997-260704A)和JP2000-124490A）。

尽管不专用于划线，本申请的申请人已提出用于提供恒定量磨料的盘式设备作为提供恒定量磨料的设备10。用于提供恒定量磨料的设备10旨在通过在喷砂处理中向喷嘴稳定地提供恒定量的磨料来改善处理精确度等。之后，通过放置在磨料箱中旋转的盘13上的测量孔13a精确测量的磨料连同压缩气体一起提供至喷嘴20（具体请参见下面的图1，相关技术：JP5183089B2）。

在太阳能电池的上述制造过程中通过划线在导电层、光电转换层、和透明电极层形成的沟槽部分要求形成得尽可能薄。这改善了发电效率，因为当形成为太阳能电池时沟槽部分对发电没有贡献。

响应所述要求，在上述’704和‘490中描述的两个发明中，进行遮掩以在通过喷砂划线之前使用保护性结构覆盖工件的除了形成沟槽的那一部分之外的表面。这允许预定模式的沟槽形成在工件的表面上。

因此，在太阳能电池的上述制造例子中，每当导电层、光电转换层、缓冲层、以及透明电极层形成，便要求通过下述方法进行遮掩：例如，高精确度地以预定模式印刷保护性结构。而且，在通过喷砂划线后，需要通过清洗或另外的方法将在遮掩期间装配的保护性结构移走。如果可以在没有遮掩的情形下使用喷砂将磨料直接喷射在工件的表面来高精确度地形成沟槽或类似物，可以省略一些制造处理步骤并且可以减少要使用的材料的量。因此，可以以更低的成本执行喷砂划线，并且工作所花费的时间得以显著减少。

另一方面，在沟槽是通过没有进行上述遮掩的已知方法并且使用已知喷砂机形成的情形下，不能形成宽度小于或等于1mm的沟槽。不存在允许在不进行掩模的情形下形成细槽的现有喷砂方法，而形成细槽是上述太阳能电池等的制造所必需的。

上面描述了在太阳能电池的制造过程中进行划线。然而，在没有遮掩情形下实现喷砂划线的成本优势，以及各产品尺寸减小和重量减轻伴随的精细处理的必要性也是除了太阳能电池制造之外的领域同样所需要的。

本发明是用于解决上述相关技术的缺点，并且本发明的目的是提供一种使用喷砂的划线方法和用于该划线方法的喷砂机，该划线方法允许在无需遮掩的情形下以高精确度在工件上形成沟槽和分离线。

发明内容

结合优选的实施方式的详细描述中使用的附图标记，下面对解决上述问题的装置进行描述。附图标记意在澄清权利要求的描述和优选实施方式的详细描述中的描述之间的关系，并且不必说明，附图标记不应用于限制说明本发明的技术范围。

为了实现上述目的，根据本发明的通过喷砂划线的方法，包括：

使用喷砂机1和磨料，所述喷砂机1包括喷嘴20，喷嘴20具有宽度δ为10μm到500μm并且长度L为该宽度δ的5倍到5000倍的狭缝状喷射开口21；所述磨料的中值直径等于或小于喷嘴20的喷射开口21的宽度δ的二分之一，所述磨料的最大粒子直径小于喷射开口21的宽度δ；以及

以0.1mm到3.0mm的喷射距离（喷嘴20的末端和工件W之间的距离）向没有遮掩的工件W的表面喷射所述磨料和压缩气体，以便所述磨料的喷射数量为在所述磨料在喷射压强为0.2Mpa到0.6Mpa的范围内从所述喷嘴20排放并且释放至空气中之后大气压下相对于1000cm³排放气体数量磨料体积等于或小于0.25cm³。

在如上所述配置的划线方法中，在所述磨料的喷射位置邻近所述工件W的表面可以抽吸并回收所述工件W上的磨料和切割芯片粉末。

而且，在上述的划线方法中，优选使用具有高比重的磨料，更优选地，所述磨料具有等于或大于5的比重。

在根据本发明的划线方法中，在工件W为在太阳能电池的导电层（例如，钼层）上形成的光电转换层（例如，化合物光电转换层，例如CIGS）并且所述光电转换层的硬度低于所述导电层的硬度情形下，优选地，所述磨料（例如，不锈钢制成的磨料）的硬度高于所述光电转换层的硬度，并且低于导电层的硬度。

在用于进行根据本发明的上述划线方法的喷砂机1中，包括：

喷嘴20，所述喷嘴20具有宽度δ为10μm到500μm并且长度L为该宽度δ的5倍到5000倍的狭缝状喷射开口21；以及

用于提供恒定量磨料的设备10，其中将磨料连同压缩气体定量地提供至喷嘴20，以便所述磨料的喷射数量在喷射压强为0.2MPa到0.6MPa的范围内相对于1000cm³排放气体数量磨料体积等于或小于0.25cm³。

如上所述配置的喷砂机1可包括：

流通道，包括引流通道22和整流部分23，引流通道22将压缩气体和磨料的混合流体引入至喷嘴20，所述整流部分23将通过引流通道22引入的所述混合流体整流成狭缝状的流并且将所述混合流体引入喷射开口21，其中

所述整流部分23形成为由第一平坦表面24、倾斜表面25、以及横截面与所述磨料的移动方向平行且与所述喷射开口21的纵向垂直的第二平坦表面26限定的空间（参见图4C），所述第一平坦表面24与所述磨料的移动方向平行，所述倾斜表面25随着倾斜表面25从引流通道22向喷射开口21延伸而逐渐倾斜同时靠近所述第一平坦表面24，所述第二平坦表面26是所述倾斜表面25的延续部分，并且以一定的距离与第一平坦表面24平行，所述距离等于喷射开口21的宽度δ。

在上述的任意一种喷砂机1中，来自用于提供恒定量磨料的设备10的流通道（磨料传输通道12）可以分支为多个流通道（分支出的流通道121、122），各个分支出的流通道121、122与喷嘴20连通。

在具有上述本发明的配置的情形下，根据本发明的划线方法和装置，通过调整条件可以在没有遮掩的工件W的表面上精确地形成宽度等于或小于0.5mm并且进一步地宽度等于或小于100μm的沟槽和分离线，更不用说形成宽度等于或小于1mm的沟槽和分离线。

因此，这省略了遮掩的需要和移走遮掩材料，而遮掩是通过传统的喷砂方法划线所必须的。根据处理过程的数量的减少，实现了处理成本和工作时间的显著减少。

根据本发明的方法的划线，由于消耗的部分仅是磨料，通过更换或补给消耗的磨料可以持续的进行保持处理精确度的稳定处理。与如相关技术中描述的机械划线不同，根据本发明的划线不会由于更换消耗部分而频繁中止工作，从而改善了生产率。

在下述配置中，该配置为在邻近工件W的表面抽吸并回收工件W上通过喷嘴20在磨料的喷射位置喷射的磨料和切割芯片粉末，可以防止由于剩余磨料和灰尘的存在而导致的处理精确度的变化，并且实现了在工件W的表面不留下粘附材料的划线。这可以减少由于剩余的粘附材料而导致的失效。

使用具有高比重的磨料提高了在喷嘴喷射后磨料的平直度并且允许高精确度的划线。尤其而言，使用比重等于或大于5的磨料允许形成宽度约等于或小于喷嘴的喷射开口的宽度的2.5倍的沟槽。

因此，选择喷嘴20的喷射开口的宽度允许形成甚至是宽度等于或小于100μm的沟槽，此宽度是太阳能电池的制造和无需遮掩的电子设备的制造所必须的。

在工件W为在太阳能电池的导电层（例如，钼层）上形成的光电转换层（例如，化合物光电转换层，例如CIGS）并且所述光电转换层的硬度低于所述导电层的硬度的情形下，使用硬度高于所述光电转换层的硬度且低于所述导电层的硬度的磨料（例如，由不锈钢制成的磨料）允许选择性地仅移走光电转换层，而无需损害在所述光电转换层之下形成的导电层(下层)。

根据本发明的喷砂机1包括喷嘴20。喷嘴20包括限定整流部分23的第一平坦表面24、倾斜表面25、以及第二平坦表面26。尽管此配置包括具有10μm到500μm狭缝宽度的窄喷射开口21，这优选地允许防止喷嘴20中磨料的阻塞。

而且，喷砂机1将来自用于提供恒定量磨料的设备10的提供流通道分支为多个流通道，所述多个流通道为支路121和122。支路121和122各自与喷嘴20连通。而且，均等的分离磨料（由用于提供恒定量磨料的设备10定量地提供）进入多个流通道，允许精确地定量提供甚至小数量的磨料。

附图说明

本发明的目的和优点通过下面结合附图对优选实施方式的详细描述而变得明白，附图中的相同附图标记指代相同元件，其中：

图1是图示根据本发明的用于划线的喷砂机的示例性配置的说明图（直压型）；

图2是图示根据本发明的用于划线的喷砂机的示例性配置的图解图（抽吸型）；

图3A和图3B是图示磨料抽吸开口的另一实施方式的图解图：图3A是俯视图；以及图3B是正视图；

图4A至图4D是喷嘴的附图：图4A是俯视图；图4B是正视图；图4C是沿图4B中线C-C的剖视图；以及图4D是喷嘴的喷射开口的部分的仰视图；以及

图5是图示磨料的比重与所形成的沟槽的宽度之间相关关系的图表。

具体实施方式

喷砂机

整体配置

图1示出了根据本发明的用于划线的喷砂机1的示例性配置。

如图1所示，根据本发明的用于划线的喷砂机1包括用于提供恒定量的磨料的设备10和喷嘴20。用于提供恒定量的磨料的设备10定量地提供磨料和压缩气体。喷嘴20至少喷射所述提供的磨料。附图所示的实施方式包括处理腔室30、旋风分离器40、以及集尘器50。处理腔室30容纳喷嘴20。旋风分离器40通过磨料回收管32与形成在处理腔室30的料斗31的下端连通。集尘器50抽吸旋风分离器40的内部。当磨料从容纳在所述处理腔室30中的喷嘴20喷射出同时集尘器50抽吸旋风分离器40的内部时，喷射出的磨料连同切割芯片粉末等通过磨料回收管32被引入旋风分离器40。旋风分离器40内的风力分类法将可重新使用的磨料回收至与旋风分离器40的底部连通的磨料回收腔室41内，粉碎的磨料和粉尘由集尘器50抽吸并清除。

代替配置（在该配置中，磨料和切割芯片粉末从形成在处理腔室30的下部的料斗31的下端回收）或与该配置一起，可以设置磨料抽吸开口33。磨料抽吸开口33抽吸并回收通过喷嘴20在磨料的喷射位置附近喷射的磨料和切割芯片粉末，磨料抽吸开口从工件W清除并回收磨料和切割芯片粉末。

附图所示的实施方式抽吸容纳工件W的处理腔室30的内部并且回收磨料和切割芯片粉末。然而，替代这种配置，例如，如图3B所示，成对的处理盒34和35可以设置成垂直相向，同时在处理盒34和35之间插入可允许工件W移动的间隙。当设置在处理盒34中的喷嘴20喷射磨料时，可以通过移动处理盒34和35或工件W对工件W进行处理。在此情形下，可以通过与处理盒34和35内的空间连通的磨料抽吸开口33’抽吸处理盒34和35的内部以回收磨料和切割芯片粉末。包括处理盒的喷砂机已经由此申请（JP2010-36324A）的申请人提出申请。

在设置处理盒34和35的情形下，可以省略图1和图2所示的处理腔室30。或者，可以通过在处理腔室30内容纳工件W和处理盒34和35进行所述处理。

附图中的实施方式举例说明了喷砂机的示例性配置，其中可重新使用的磨料由旋风分离器40分离并回收以重复利用。然而，例如，使用一次后的磨料可以丢弃，无需重新使用。在这种情形下，可以省略设置用于风力分离诸如切割芯片粉末之类的粉尘和磨料的旋风分离器40和磨料回收腔室41。使用之后的磨料和粉尘可以由集尘器50通过料斗31和磨料抽吸开口33一起移走并回收。

作为提供恒定量磨料的设备10，只要定量提供磨料和压缩气体，可使用已知的各种设备用于提供恒定量的磨料。然而，在本实施方式中，与上述JP5183089B2中提出的设备类似的用于提供恒定量的磨料的盘式设备10可以用作提供恒定量的磨料的设备。

用于提供恒定量的磨料的设备10包括：用于存储磨料的磨料箱11、用于将磨料箱11中的磨料输送至喷嘴20的磨料传输通道12、以及用于以每个恒定量测量磨料并引入至磨料传输通道12的旋转盘13。

旋转盘13设置在磨料箱11内水平可旋转。贯穿旋转盘13的壁厚的测量孔13a以预定的间隔沿旋转盘13的圆周方向布置。测量孔13a测量通过的磨料。

这就是说，以均匀容积形成的各个测量孔13a允许在各个测量孔13a内收集统一数量的磨料，并且设定旋转盘13的旋转速度恒定允许各个测量孔13a收集的磨料以恒定的速度输送至磨料传输通道12，从而从喷嘴20喷射的磨料的数量可以是恒定的。在此实施方式中，在大气压下每排放1000cm³数量的气体的磨料体积，在磨料从喷嘴20排出并释放到空气之后，可以等于或小于0.25cm³。

旋转轴14牢固地固定至旋转盘13的中心。旋转轴14通过穿过磨料箱11的顶部平板部分（或可以是底部平板部分）从磨料箱11的外侧插入至磨料箱11的内部。旋转轴14通过诸如电马达15之类的旋转单元在磨料箱11内以预定速度水平旋转。

旋转盘13的顶部表面可包括向上凸出的搅拌桨叶（未示出）。所述搅拌桨叶可在旋转盘13旋转期间在旋转盘13的上侧搅拌磨料以提供流动性，以便于磨料可以容易地被引入至上述的测量孔13a。

容纳这样内部配置的旋转盘13的磨料箱11包括用于存储待提供至喷嘴20的磨料的存储空间。存储空间内部包括磨料传输通道12，其中磨料传输通道12与下述的喷嘴20连通。磨料传输通道12的一端12a处的开口面向测量孔13a的旋转轨迹以便靠近或接触旋转盘13的一表面（例如，附图中旋转盘13的下表面）。

可以在空气导入通道16的一端16a处设置开口以便靠近或接触旋转盘13的另一表面（例如，附图中旋转盘13的上表面）并且与磨料传输通道12的一端12a处的开口相对。鉴于此，上述的旋转盘13插入在磨料传输通道12的一端12a处的开口和空气导入通道16的一端16a处的开口之间。

上述的空气导入通道16包括另一端16b。另一端16b在磨料箱11的比存储磨料的位置高的位置处开口。通过引入压缩气体向磨料箱11的内部施加压力允许通过空气导入通道16和旋转盘13的测量孔13a将磨料箱11内的压缩气体引入至磨料传输通道12。

在图1中，附图标记17表示将磨料引入磨料箱11的磨料提供开口。磨料提供开口17配置成通过打开和关闭开关阀门18将在磨料回收腔室41中回收的磨料引入至磨料箱11中，其中开关阀门18设置在磨料提供开口17处并且与磨料回收腔室41的下端连通。

参照图1描述的用于提供恒定量的磨料的设备10，示出了作为用于提供恒定量磨料的直压型设备（所述设备在加压的磨料箱11内提供磨料和压缩气体）的示例性配置。作为替代，用于提供恒定量的磨料的设备10可以配置成使磨料箱11向大气开口，并且磨料传输通道12与抽吸型的喷砂枪19的混合腔室（未示出）连通，如图2所示，然后来自压缩气体供给源的压缩气体从设置在喷砂枪19的混合腔室内的喷嘴（未示出）喷出，从而在磨料传输通道12内产生负压以抽吸旋转盘13的测量孔13a内的磨料。在此情形下，将在下面描述的喷嘴20进一步连接至抽吸型喷砂枪19的末端。

为了防止在下面描述的喷嘴20内磨料的阻塞并且高精度地进行划线，优选地，提供至喷嘴20的磨料的数量相对较少。

通过调整设置在用于提供恒定量磨料的设备10的旋转盘13上的测量孔13a的尺寸或旋转盘13的旋转速度调整磨料的提供量。然而，过分小尺寸的测量孔13a使磨料的进入至测量孔13a困难，造成测量不精确。旋转盘13的旋转速度过慢使磨料的提供断断续续并且造成无规律提供。因此，在需要定量提供少于能由用于提供恒定量的磨料的设备10定量提供的最低数量的磨料时，如图1和图2所示，磨料传输通道12可以分支为支路121和122，下面描述的喷嘴20可以设置在各支路121和122上。

喷嘴

将磨料从如此配置的用于提供恒定量的磨料的设备10引入至配设有用于喷射的狭缝状喷射开口21的喷嘴20。

喷嘴20的狭缝状喷射开口21具有宽度δ。宽度δ可以根据将通过划线形成的沟槽或分离线的宽度在10μm到500μm的范围内选择。形成长度L为所选择的宽度的5倍到5000倍的狭缝状喷射开口21。随后，挤入狭缝状的压缩气体和磨料的混合流体通过喷射开口21喷射。因而，在无需向工件W附着遮掩材料的情形下，可以进行用于形成精细沟槽的划线。

在喷嘴20中形成的用于磨料的流通道包括柱形引流通道22和整流部分23。引流通道22与上述的磨料传输通道12连通以便延伸磨料传输通道12。整流部分23将来自引流通道22的流体流调整成上述狭缝形状。因此，如图4C所示，在与磨料的移动方向平行并且与喷射开口21的纵向垂直的喷嘴20的横截面（沿图4B中的C-C线的横截面）中，整流部分23从与引流通道22的宽度相等的宽度逐渐变窄至与喷射开口21的宽度相等的宽度。

整流部分23优选地形成为由第一平坦表面24、倾斜表面25、以及第二平坦表面26限定的空间，如图4C所示。第一平坦表面24从引流通道22的开口端与喷射开口21的纵边之一连通并且与磨料的流动方向平行。倾斜表面25随着其从引流通道22的开口端向喷射开口21延伸而逐渐接近第一平坦表面24。第二平坦表面26是倾斜表面25的延续部分，并且与第一平坦表面24平行，第一平坦表面24和第二平坦表面26之间的距离δ等于喷射开口21的宽度δ。更优选地，倾斜表面25相对于第一平坦表面24的角度θ等于或小于15°。

即使在整流部分23通过倾斜两个表面24、25（未示出）形成为双对称V形的情形下，也可以进行根据本发明的划线。然而，与这样的流通道相比，根据在喷嘴20中产生磨料阻塞的难度，优选地在倾斜表面25和垂直表面24之间形成流通道（仅作为如图4C中所示的例子）。

处理条件

磨料

在根据本发明的划线中所使用的磨料按如下选择。根据使用的喷嘴20的喷射开口21的宽度δ选择使用的磨料的颗粒直径。使用的磨料的中值直径等于或小于上述喷嘴20的喷射开口21的宽度δ的二分之一并且磨料的最大颗粒直径比喷射开口21的宽度δ小。

如上所述，喷嘴20的喷射开口21具有10μm到500μm的极小宽度δ。因此，当磨料引入喷嘴20时，在喷嘴20的内部容易发生阻塞。因此，优选地，精密筛选待使用的磨料并且使颗粒直径均匀。

对待使用的磨料的材料不作特别限定。然而，优选地，材料具有等于或高于工件W的硬度。在硬度比待处理的层高的层（下层）形成在所述待处理的层之下的情形（类似于工件为上述太阳能电池中的光电转换层的情形）下，优选使用比待处理层的硬度高并且比下层的硬度低的磨料。这是因为可以减少对下层的损害并且可以仅对待划线的层进行选择性处理。

优选使用具有高比重的磨料，因为具有高比重的磨料在喷嘴20喷射之后在平直度方面表现优异，并且形成的沟槽的宽度可与喷射开口21的宽度δ相似。更优选地，使用具有比重等于或大于5的磨料。

喷射距离

在磨料喷射中，上述喷嘴20的喷射开口21和工件W的待处理表面之间的距离（喷射距离）大约在0.1mm到3.0mm的范围内。

因而，以较短的喷射距离喷射磨料。这允许来自喷嘴20的喷射开口21的磨料和压缩气体在磨料大范围扩散之前在无需附着遮掩材料的条件下通过与工件W碰撞以高精确度地形成精细沟槽。

磨料的喷射数量

关于待从喷嘴20喷射的磨料的喷射数量，当喷射的压缩气体内包含的磨料比重或体积百分比增加时，切割能力得到改善并且可加工性得以增强。然而，在喷射具有高浓度或高体积百分比的磨料的情形下，在喷嘴20中容易发生磨料阻塞，并且在磨料的比重增加时，难以形成细宽度的沟槽。因此，磨料从用于提供恒定量的磨料的设备10提供至喷嘴20，这样来自各个喷嘴20的磨料的喷射数量为在喷射压强为0.2MPa到0.6MPa范围的情形下相对于1000cm³的排出气体数量磨料体积等于或小于0.25cm³。

实施例

下面描述了通过根据本发明的划线方法的处理的例子。

实施例1：对玻璃衬底进行划线

具有宽度为40μm和长度为7mm的狭缝状喷射开口的喷嘴设置成与未遮掩的玻璃衬底（新莫氏硬度为6.5（此后，所有的硬度均用“新莫氏硬度”进行表示））的表面相距0.3mm的喷射距离。执行所述处理，同时磨料（WA#3000：硬度为12且中值直径为4μm）以0.6g/min的喷射数量和0.5MPa的喷射压强喷射，同时将喷嘴沿喷射开口的纵向以3m/min的移动速度移动。相对于排放气体数量的磨料体积如上所述。

作为通过上述方法划线的结果，通过在没有遮掩的玻璃衬底上直接喷射磨料精确地形成了宽度为80μm且深度为10μm的沟槽。

实施例2：对太阳能电池的光电转换膜进行划线

在制造铜铟镓硒（CIGS）化合物薄膜太阳能电池的过程中，采用根据本发明的方法对在玻璃衬底的表面上形成的钼导电层（硬度为5.5）上形成的光电转换层（CIGS膜：硬度大约为1.2至3）进行划线，从而形成沟槽。

使用具有宽度为40μm和长度为7mm的狭缝状喷射开口的喷嘴并且以0.4MPa的喷射压强、0.3mm的喷射距离以及3m/min的移动速度喷射磨料。相对于排放气体数量的磨料体积如所述。

在上述的条件下，使用不锈钢丸、玻璃珠、锆珠、白刚玉（WA）进行划线，作为待喷射的磨料，所有这些材料具有20μm的中值直径。其结果在表1中列出。

根据实施例2的测试

表1

太阳能电池的光电转换膜上的划线测试

注意：WA的粒子形状为多角形，而其他的粒子的形状是球形。如上所述，通过使用WA切割移走了钼膜，然而，能够形成具有恒定宽度和深度的分离线。

如上所述的结果，即使在磨料直接喷射而无需遮掩的情形下，在使用任何磨料的实施例中成功地划出了宽度等于或小于1mm的沟槽，这在传统上是不可能的。

然而，具有高硬度的导电层（钼层）形成为下层，与对太阳能电池的光电转换层选择性地进行划线的情形类似。在具有低硬度的光电转换层（CIGS层）形成在导电层上的情形下，已确认使用比光电转换层的硬度高且比下层的导电层的硬度低的磨料（上述实施例中的不锈钢丸）允许在无需移走下层的导电层的情形下选择性地仅在光电转换层上形成沟槽。

在以上描述的实施例中，在使用玻璃珠作为磨料的例子中，尽管玻璃珠是具有比下层的钼的硬度高的材料，但能够在无需移走钼层的情形下仅在CIGS层上进行划线。这种作用可能是因为玻璃珠与其他磨料相比具有相当低比重（为2.5g/cm³）而获得的效果。

同时，在使用具有低比重的玻璃珠的例子中，通过划线形成的分离线的宽度为250μm，这是使用不锈钢珠的情形下的宽度的6倍或6倍以上宽。鉴于此，如图5所示，随着磨料的比重减少，所形成的分离线的宽度变大。

因此，即使在使用具有比钼层的硬度高的磨料的情形下，减少使用的磨料的比重允许减少对钼层的损害。然而，在此情形下，扩大了形成的分离线或沟槽的宽度，缩窄了作为太阳能电池对发电有贡献的部分的区域。

因此，在要求形成窄宽度的分离线或沟槽的领域，例如，在太阳能电池的制造过程中对光电转换层的划线，由于增加了待使用的磨料的比重，形成了窄宽度的分离线或沟槽。

尤其，如图5中清楚显示，在使用的磨料的比重等于或大于约5的情形下，在使用喷射开口的宽度为40μm的喷嘴的实施例下所形成的沟槽的宽度等于或小于100μm。因此，形成的沟槽的宽度可以减少至喷射开口的宽度的2.5倍至2倍。从改善形成的沟槽的处理精确度的角度而言，这是优选的。

在使用玻璃珠的处理实施例中，在使用一次的玻璃珠回收用于重新使用的情形下，由于混合了破碎的玻璃珠，下层的钼层也在连续、循环使用中被切割。因此，为了减少对钼层的损害，要求玻璃珠仅使用一次并且随后扔掉玻璃珠。

因此，作为对太阳能电池的光电转换层划线的磨料，已确认，优选地使用硬度为5（其比光电转换层的硬度高但比导电层的硬度低）且由具有相对较高比重（为7.6）的不锈钢制成的磨料。

因此，随附的最广义的权利要求不涉及以特定方式配置的机器。相反，所述最广义的权利要求意在保护本突破性发明的核心或实质。本发明明显为新的且为有用的。而且，当作为整体考虑时，鉴于现有技术，本发明在作出之时对于本领域普通技术人员不是显而易见的。

而且，从本发明的创新性角度来看，本发明明显为一个开创性的发明。这样，从法律问题的角度而言，随附的权利要求有权要求非常广义的解释以保护本发明的核心。

由此可见，上面列举的目的，以及从上述内容中可明显得出的那些目的得以有效地实现，并且因为可对上述结构做出一些改变而不偏离本发明的范围，所以，以上描述所包含的以及附图所示的所有内容应被解释为示意性的，不具有限制意义。

还应理解的是，随附的权利要求意在覆盖本发明在此所述的全部一般性特征和具体特征，并且，从语言表述的角度而言，本发明的范围内的所有陈述可落在二者之间。

至此已完成对本发明的描述。

Claims (7)

1.一种通过喷砂划线的方法，包括：

使用包括喷嘴的喷砂机和磨料，所述喷嘴具有宽度为10μm到500μm且长度为该宽度5倍到5000倍的狭缝状喷射开口；所述磨料的中值直径等于或小于所述喷嘴的喷射开口的宽度的二分之一，所述磨料的最大粒子直径小于所述喷射开口的宽度，从所述喷嘴喷射所述磨料和压缩气体；以及

以0.1mm到3.0mm的喷射距离以及0.2Mpa到0.6Mpa的喷射压强向没有遮掩的工件的表面喷射所述磨料和所述压缩气体，以便所述磨料的喷射数量为：相对于1000cm³的所述压缩气体数量等于或小于0.25cm³。

2.根据权利要求1所述的通过喷砂划线的方法，其中，

在所述磨料的喷射位置邻近所述工件的表面抽吸并回收所述工件上的磨料和切割芯片粉末。

3.根据权利要求1所述的通过喷砂划线的方法，其中，

所述磨料具有等于或大于5的比重。

4.根据权利要求1所述的通过喷砂划线的方法，其中，

所述工件为在太阳能电池的导电层上形成的光电转换层，所述光电转换层的硬度低于所述导电层的硬度；以及

所述磨料的硬度高于所述光电转换层的硬度，并且低于所述导电层的硬度。

5.一种喷砂机，包括：

喷嘴，所述喷嘴具有宽度为10μm至500μm且长度为该宽度5倍到5000倍的狭缝状喷射开口，从所述喷嘴喷射磨料和压缩气体；以及

用于提供恒定量磨料的设备，其中以0.2Mpa到0.6Mpa的喷射压强将所述磨料连同所述压缩气体定量地提供至所述喷嘴，以便所述磨料的喷射数量为：相对于1000cm³的所述压缩气体数量等于或小于0.25cm³。

6.根据权利要求5所述的喷砂机，还包括：

流通道，该流通道包括引流通道和整流部分，所述引流通道将压缩气体和磨料的混合流体引入至所述喷嘴，所述整流部分将通过所述引流通道引入的所述混合流体整流成狭缝状的流并且将所述混合流体引入所述喷射开口，其中，

所述整流部分形成为由第一平坦表面、倾斜表面、以及横截面与所述磨料的移动方向平行且与所述喷射开口的纵向垂直的第二平坦表面限定的空间，所述第一平坦表面与所述磨料的移动方向平行，所述倾斜表面随着该倾斜表面从所述引流通道向所述喷射开口延伸而逐渐倾斜同时靠近所述第一平坦表面，所述第二平坦表面是所述倾斜表面的延续部分，并且以一定的距离与所述第一平坦表面平行，所述距离等于所述喷射开口的宽度。

7.根据权利要求5所述的喷砂机，其中，

来自所述用于提供恒定量磨料的设备的流通道分支为多个流通道，所述分支出的流通道中的每一个与所述喷嘴连通。