CN105269389A - 槽加工头的集尘机构及槽加工装置 - Google Patents

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Abstract

本案发明涉及一种槽加工头的集尘机构及槽加工装置。本发明的课题在于不使用槽加工头进行槽加工时所产生的粉尘吸附在基板上便可进行抽吸。在槽加工头的底面板(33)的工具(32)突出的附近设置具有吸气口的集尘罩(40)。在使用槽加工头(30)对基板(W)进行槽加工时，利用鼓风机(35)并经由管道(34)抽吸集尘罩(40)的空气。如果这样，那么可将因槽加工而产生的粉尘在吸附在基板(W)之前吸入至集尘罩(40)的吸气口。

Description

槽加工头的集尘机构及槽加工装置
技术领域
本发明涉及一种用以集尘在薄膜太阳电池等的制造过程时等对薄膜进行槽加工时所产生的粉尘的槽加工头的集尘机构及槽加工装置。
背景技术
在集成型的薄膜太阳电池的制造步骤中，例如，如专利文献1所记载般，具有在基板上积层半导体薄膜并反复进行多次图案化的步骤。在该制造步骤中，在脆性材料基板上形成金属制的下部电极层，且作为图案化P1而利用激光束将电极层分割并划分成短条状。在其上形成P型光吸收层及缓冲层而制成积层型的半导体薄膜。其后，作为图案化P2，通过沿着自图案化P1的槽稍微偏移的线将缓冲层与P型光吸收层的一部分机械刻划而分割并划分成短条状。接下来，在缓冲层上形成包含金属氧化物的透明导电膜。接着，作为图案化P3，通过沿着自图案化P2的槽稍微偏移的线将透明导电膜，缓冲层及P型光吸收层的一部分机械刻划而划分成短条状。如此可制造薄膜的太阳电池。因此，需要使图案化P2，P3的线分别相对于图案化P1的线稍微偏移，且需要相对于1片基板而以例如5mm左右的间距形成百数十条平行的槽。
在专利文献2，3中揭示有太阳电池用的刻划装置。在专利文献2中设置有在刻划头的基底上保持加工工具的工具保持器、使工具保持器上下移动的气缸、及用以消除工具保持器的自重的弹簧等，并通过气缸一面调整负载一面将工具按压至工件。此外，在专利文献3中揭示有通过将多个头安装在横梁上的滑动机构而同时地进行多个刻划的刻划装置。
此外，在专利文献4中提出有为了排除工作机的切屑而在工作用头上设置了具有风扇的集尘机的集尘装置。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2005-191167号公报
[专利文献2]日本专利特开2011-155151号公报
[专利文献3]日本专利特开2010-245255号公报
[专利文献4]日本专利特开平9-285939号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
如专利文献1～3所示，在利用刻划器刻划图案化的线的情况下会产生粉尘。此时如果粉尘一旦吸附在薄膜太阳基板，那么会存在变得难以去除或者即便在去除了的情况下有时也会损伤基板表面的问题点。此外，专利文献4的集尘装置在旋转工具的周围设置了抽吸粉尘的抽吸头，但由于使风扇旋转，故而存在构造变得复杂的问题点。
本发明的目的在于提供一种可将因刻划而产生的粉尘在吸附在基板的表面之前有效地去除的槽加工头的集尘机构及使用了该集尘机构的槽加工装置。
[解决问题的技术手段]
为了解决此问题，本发明的槽加工头的集尘机构具备：槽加工头；集尘罩，设置在所述槽加工头的下部；以及集尘机，自所述集尘罩经由管道抽吸空气；所述槽加工头具有保持使刀尖位于下方的工具的工具保持器，所述集尘罩是上表面开放的壳体，且具有：开口，使所述槽加工头的工具突出；以及框状的隔断部，以与所述工具保持器之间隔开固定间隔的方式自所述开口部向上方设置；且以所述工具的前端自所述开口向下方突出的方式而安装。
此处，所述集尘罩也可将以设置在所述头的吸气口为中心的底面设为V字形。
此处，所述集尘罩的开口部及隔断部也可设为吸气口的端面的前端被切割成尖锐者。
此处，所述集尘罩也可在壳体的内侧的角部还具有三角柱状的整流块。
为了解决此问题，本发明的槽加工装置具备：平台，供载置基板；所述槽加工头的集尘机构，安装有具有用以进行槽加工的工具的工具保持器；以及移动器件，用以使所述平台与所述槽加工头在水平面内相对移动；且该槽加工装置使所述槽加工头在基板的上表面平行地移动而在基板上形成槽。
[发明的效果]
根据具有此种特征的本发明，在槽加工头的下部安装集尘罩，并自工具的附近将在刻划时所产生的粉尘抽吸至集尘罩。因此，可在粉尘吸附在薄膜太阳电池基板等之前将其抽吸并去除，从而获得不损伤基板的表面便可进行槽加工的效果。此外，由于将与工具保持器之间隔开了固定间隔的框状的隔断部设置在底面板，故而获得如下效果：在利用管道进行抽吸的情况下产生自工具保持器的侧方朝向工具的前端的空气流，而粉尘不会混入至工具保持器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的槽加工装置的立体图。
图2是表示本实施方式的槽加工头的主要部位的俯视图。
图3是表示本实施方式的槽加工头的主要部位的纵剖图。
图4是表示本实施方式的集尘机构的底面板与管道的立体图。
图5是本实施方式的集尘机的立体图。
图6是本实施方式的集尘罩的立体图。
图7是将本实施方式的集尘罩在中央纵向切断的立体图。
图8是在设置在本实施方式的槽加工头的集尘罩的中央纵向切断的立体图。
图9(a)、图9(b)是表示通过本实施方式的槽加工头进行槽加工时的空气的流动的图。
图10是表示本发明的第二实施方式的集尘罩的主要部位的剖视图。
图11(a)、图11(b)是表示通过本实施方式的槽加工头进行槽加工时的空气的流动的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式的槽加工装置的整体构成的立体图。如本图所示，槽加工装置10具备载置有成为加工对象的薄膜太阳电池基板W的平台11。平台11可在水平面(xy平面)内沿图1的y方向移动，且可在水平面内旋转至任意的角度。
在平台11的上方，在两个基座12分别安装有摄像机13。各基座12可沿着设置在支持台14的沿x方向延伸的导轨15移动。两个摄像机13可上下移动，且各摄像机13所拍摄的图像显示在对应的监控器16。
在平台11的上方设置有桥接器17。桥接器17具有一对支持柱18a、18b、横跨这些支持柱之间并沿x轴方向而设置的导杆19、以及驱动形成在导杆19的导轨20的马达21。桥接器17保持加工头30以使其可沿导轨20在水平面内沿x方向移动。此处，设置在桥接器17的导轨20及马达21构成用以使加工头30在水平面内沿x轴方向相对移动的移动机构。在槽加工头，具有工具的工具保持器以固定间隔并列配置有多个。
接着，对本发明的实施方式的槽加工头进行说明。图2是表示具有集尘机构的槽加工头的一部分的图，图3是其剖视图。如这些图所示，槽加工头30将多个工具保持器31保持为与纸面垂直的方向。各工具保持器分别为细长的长方体状且在下端保持工具32。此处，工具32设为圆柱状且具有前端形成为尖锐的锥形状的刀尖者。槽加工头30是通过施加固定的负载而使工具32与基板接触，并使其沿着基板的面移动而在基板面形成图案化。
图4是表示槽加工头的底面板与管道的立体图，图5是表示设置在管道的前端的集尘机。如图4所示，在槽加工头30的下表面设置有底面板33。底面板33在其中央沿长边方向形成有细长的开口33a。此外，在底面板33的开口33a的外侧具有一对开口，且在这些开口的部分倾斜地安装有一对管道34。如图5所示，在管道34连结有集尘机35的鼓风机。集尘机35自管道34抽吸空气。此处使用集尘机，但也可以鼓风机单体的形式使用。
而且，在底面板33的进而下表面设置有用以在使用工具32进行刻划时抽吸粉尘的集尘罩40。图6是表示此集尘罩40与安装在其上部的整流块的立体图，图7是表示将集尘罩40在中央纵向切断后的状态的立体图。如这些图所示，集尘罩40具有底面板41与四侧的垂直的壁面板42～45，且为上表面开放的壳体状的构件。底面板41在中央部分具有在长边方向上细长的开口。而且，在壁面板42、43的上部设置有向外弯折的弯折部42a、43a。在弯折部42a、43a设置有用以通过将集尘罩40螺固在槽加工头30的底面板33而进行固定的多个贯通孔。此外，在壁面板44、45的上部也形成有朝向外侧的弯折部44a、44b。这些弯折部42a、43a、44a、45a在将集尘罩40安装在底面板30并通过集尘机35抽吸空气时使空气不会自安装部分的间隙漏入。
在集尘罩40的内部设置有隔断部46。隔断部46包含与壁面板42、43及壁面板44、45平行的隔板47～50，且这些形成为框状。在底面板41的开口与隔板47、48的下方之间形成有狭窄的狭缝，该狭缝成为空气的吸气口。
图8是将集尘罩40与隔断部46的详细情况放大而表示的剖视图。如本图所示，此隔板47、48的下方的端部朝向内侧，即朝向中央部稍微弯折。因此，隔板47、48与底面板41之间的细长的狭缝面向工具32。进而，底面板41的中央的开口的端部具有以朝向工具保持器31及保持在其前端的工具32而下表面变尖锐的方式被倾斜地切割的端部41a、41b。此外，隔板47、48的下端也具有朝向工具保持器31而前端被切割成尖锐的端部47a、48a。如果不将端部预先切割成尖锐，那么粉尘可能会堆积在端部，通过将各端部预先形成为尖锐，可使空气的流入及流出顺利，并且可不使粉尘吸附在端部便顺利地流入至集尘罩40。
在槽加工头30，工具保持器使刀尖朝下并以固定间隔并列配置有多个，在安装集尘罩40时，是以这些多个工具在由隔断部46所形成的框状的空间内与隔板47～50稍微隔开间隔的方式而安装集尘罩40。
此外，在此集尘罩40的长边的内侧，大致三角柱状的整流块51、52设置在头的下表面。关于此整流块51、52，形成整流块的直角的两面安装在集尘罩40的内壁上部与底面板33的下表面，且斜面部面向集尘罩40的内侧。整流块51、52在抽吸空气时使粉尘不会堆积在集尘罩40的内侧的角落而将空气的流动整流以引导至管道34。
另外，在使用此槽加工头进行槽加工的情况下，如图1所示将薄膜太阳电池基板W配置在平台11上。接着，使槽加工头30向x轴方向的一端移动，并控制槽加工头的各自的头单元的工具在z轴方向的位置。接着，驱动马达21，而使槽加工头30沿x轴移动。于在槽加工头安装有圆柱形的工具的情况下，通过不使槽加工头倾斜而使基板与槽加工头相对移动以进行刻划。因此，如果如图9(a)所示使槽加工头向图中右侧相对移动，那么基板表面的薄膜沿箭头A1方向剥离。此时，如果驱动集尘机35的鼓风机，那么集尘罩40内的空气经由管道34被抽吸。由于工具32的附近的空气为负压，故而集尘罩40的下表面与基板W之间的空气沿箭头B、C方向移动，并通过端部41a与47a及41b与48a的狭窄的间隙而被抽吸至集尘罩40内。所产生的粉尘与空气一起被吸入至集尘管道40内，从而可在粉尘吸附在基板之前直接经由管道34将粉尘排出至外部。由于在集尘罩40的内部设置有整流块51、52，故而集尘罩40的内部的空气如箭头D、E般移动，从而可不使粉尘吸附在集尘罩40的角落而确实地排出至外部。
此时，随着集尘机的抽吸而在端部41a、47a的狭窄的间隙产生负压，不仅是自底面板41的开口部抽吸空气，也自隔断部46的内部抽吸空气，从而在隔板47、48与工具保持器31之间空气如箭头G、H所示向下流动，而产生朝向工具的前端的空气流。因此，粉尘变得难以吸附在工具保持器31，从而可消除因粉尘对工具保持器的吸附所导致的不良影响。此时，由于容易自隔断部46的内部抽吸空气，故而作为隔板47、48的下端的端部47a、48a较理想为位于比端部41a、41b更靠上方。
此处，如上述般在底面板33的上部，管道34自作为加工方向的x轴方向观察，是沿斜上方的方向而被安装在底面板33的开口部及底面板41的开口部的外侧。如此通过将自x轴方向观察的管道34的位置与隔断部46的开口部错开，即便在吸附在管道34的内部的粉尘脱落的情况下，通过伴随加工的动作的x轴方向的加减速或气流的变化而粉尘也难以自底面板41的开口部向下方掉落。此外，由于管道34被倾斜地安装，故而即便吸附在管道34的内部的粉尘脱落也会暂时接触于管道的倾斜部分，因此可抑制掉落至集尘罩40的情况。进而，由于管道34与底面板41的开口部由与底面板41连接的隔板49及50隔开，故而自管道34脱落至底面板41的粉尘由隔板49及50阻挡，从而可抑制自底面板41的开口部掉落的情况。因此，可防止自管道34脱落的粉尘自开口部掉落而吸附在基板的情况。
此外，如果使槽加工头向反方向相对移动，那么如图9(b)所示，粉尘向箭头A2所示之方向剥离。在此情况下，粉尘也与箭头B～E的空气流一起通过端部41b、48a的狭窄的间隙而被吸入至集尘罩40，进而经由管道43被排出至外部。如此不论向哪一方向进行刻划，均可使粉尘不吸附在基板而将其排出。
如上述般对薄膜太阳电基板W进行刻划而同时形成多条槽，当在x轴方向上形成好槽时使各头块稍微上升，并使平台11向y轴方向错开后再次降下各头块而反复进行槽加工。只要这样，便能够以狭窄的间隔执行图案化P1、P2、P3。
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。此实施方式的槽加工头使用作为工具的角柱形的工具36及保持该工具的工具保持器37。在使用角形工具的情况下，使槽加工头相对于基板稍微倾斜而使用。因此，如图10所示将集尘罩60的底面板61形成为浅V字形。在此情况下，底面板61的开口端部也设为被切割成尖锐的端部61a、61b。其他构成与上述第一实施方式的槽加工头相同。此V字形的倾斜角度设定为与刻划时的槽加工头的倾斜度对应。
如果这样，那么在如图11(a)、图11(b)所示使槽加工头30倾斜而进行槽加工时，集尘罩60的一底面成为与基板的面平行。如此，如果基板与集尘罩60的底面成为平行，那么与所述第一实施方式同样地会如箭头A1～H或A2～H所示产生空气的流动，且在向任一方向进行刻划的情况下均可高效率地将在进行槽加工时所产生的粉尘确实地吸入集尘罩60的内部。
[产业上之可利用性]
此槽加工头通过将集尘罩安装在槽加工头的下部而可去除在进行槽加工时所产生的粉尘，因此可优选使用于各种加工装置，例如太阳电池用的槽加工装置。
[符号的说明]
10槽加工装置
11平台
12摄像机
13基座
14支持台
15导轨
16监控器
17桥接器
18a、18b支柱
19导杆
20导轨
21马达
30槽加工头
31工具保持器
32工具
33底面板
34管道
35集尘机
40、60集尘罩
41、61底面板
42～45壁面板
46隔断部
47～50隔板
41a、41b、47a、48a端部
51、52整流块

Claims (5)

1.一种槽加工头的集尘机构，具备：
槽加工头；
集尘罩，设置在所述槽加工头的下部；以及
集尘机，自所述集尘罩经由管道抽吸空气；且
所述槽加工头具有保持使刀尖位于下方的工具的工具保持器，
所述集尘罩是上表面开放的壳体，且具有：开口，使所述槽加工头的工具突出；以及框状的隔断部，以与所述工具保持器之间隔开固定间隔的方式自所述开口部朝向上方设置；且以所述工具的前端自所述开口向下方突出的方式安装。
2.根据权利要求1所述的槽加工头的集尘机构，其中所述集尘罩将以设置在所述头的吸气口为中心的底面设为V字形。
3.根据权利要求1或2所述的槽加工头的集尘机构，所述集尘罩的开口部及隔断部的吸气口的端面的前端被切割成尖锐。
4.根据权利要求1或2所述的槽加工头的集尘机构，其中所述集尘罩在壳体的内侧的角部还具有三角柱状的整流块。
5.一种槽加工装置，具备：
平台，供载置基板；
根据权利要求1至4中任一项所述的槽加工头的集尘机构，安装有具有用以进行槽加工的工具的工具保持器；以及
移动器件，用以使所述平台与所述槽加工头在水平面内相对移动；且该槽加工装置使所述槽加工头在基板的上表面平行地移动而在基板上形成槽。
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