JP2009142872A

JP2009142872A - レーザーエッチング装置

Info

Publication number: JP2009142872A
Application number: JP2007324221A
Authority: JP
Inventors: Akira Shirai; 明白井
Original assignee: Shirai Tech Ltd
Current assignee: Shirai Tech Ltd
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】電極膜に絶縁分離溝をレーザーを照射して加工する加工能率を大幅に向上する。
【解決手段】上面に電極膜を設けてあるガラス基板Ａを荷受するテーブル１と、このテーブルを前後方向に進退走行させるように設けた第１走行手段Ｃと、上記テーブルの走行路の直上を横切るフレーム７と、このフレームを前後方向に進退走行させるように設けた第２走行手段Ｄと、上記フレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドＨとからなり、上記の第１走行手段により上記レーザーヘッドの方向に上記テーブルを、上記の第２走行手段により上記レーザーヘッドを上記テーブルの方向にそれぞれ前進走行させるようにして、加工速度を二倍速にする。
【選択図】図２

Description

この発明は、太陽電池の基板上に設けてある電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための分離溝を形成するレーザーエッチング装置に関する。

上述のような電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための分離溝を、上記電極膜に分離溝幅に適した出力のレーザーを結像させて加工することは、既に知られている（例えば特許文献１、２、３参照）。
特開２０００−１２４４８８号公報特開２００１−３２００７１号公報特許第３４３９１７９号公報公報

ところで、特許文献１、２及び３のエッチング方式は、走行テーブル上に電極膜を上側にして基板を供給したのち、走行テーブルを前進走行させながら、走行テーブルの走行路を横切って並列状に配置したレーザーヘッドのレーザービームを照射して、電極膜を分離しながら絶縁溝を加工する。

しかしながら、定置式のレーザーヘッドに対し、テーブルを走行する方式のため、絶縁溝の加工能率を大幅に向上させることができない。すなわち、テーブルの走行起動開始点と終了点とが低速で、その間を高速で走行させるため、仮にテーブルの走行速度を高速走行の部分でアップしようとしても、高速走行部分の区間が短く、かつ走行ガイド手段などの精度の問題などで限度があるために、走行速度の大幅なアップをはかることができないことによる。

そこで、この発明は、上述の問題を解消したレーザーエッチング装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、この発明は、上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルを前後方向に進退走行させるように設けた第１走行手段と、上記テーブルの走行路の直上を横切るフレームと、このフレームを前後方向に進退走行させるように設けた第２走行手段と、上記フレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドとからなり、上記の第１走行手段により上記レーザーヘッドの方向に上記テーブルを、上記の第２走行手段により上記レーザーヘッドを上記テーブルの方向にそれぞれ前進走行させるようにした構成を採用する。

また、進退走行手段により前後方向に走行するように設けた走行台車と、この走行台車上で第１走行手段により前後方向に進退走行させると共に、上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルの前方で上記テーブルの走行路の直上を横切る定置フレームと、このフレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドとからなり、上記の進退走行手段により走行台車を上記レーザーヘッドの方向に進退走行させ、上記の第１走行手段により上記のテーブルを上記走行台車上で前進走行させるようにした構成を採用する。

さらに、進退走行手段により前後方向に走行するように設けた走行台車と、この走行台車上で第１走行手段により前方方向に進退走行させると共に、上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルの走行路の直上を横切るフレームと、このフレームを前後方向に進退走行させるように設けた第２走行手段と、上記フレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドからなり、上記の進退走行手段により走行台車を上記レーザーヘッドの方向に前進走行させ、上記の第１走行手段により上記のテーブルを上記の走行台車上で前進走行させ、上記の第２走行手段により上記のフレームを上記のテーブルの方向に前進走行させるようにした構成を採用する。

すると、テーブルとレーザーヘッドとの両者走行にともない、又走行台車とテーブルとの両者走行にともない電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための分離溝の加工速度が二倍速になり、更に走行台車とテーブルとの両者走行と、レーザーヘッドとの走行にともない電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための分離溝の加工速度が三倍速になる。

以上のように、この発明のレーザーエッチング装置によれば、テーブルとレーザーヘッドとの両者走行によりレーザー照射による電極膜に光電変換領域毎に電気的に絶縁するための分離溝の加工速度が二倍速になる。
このため、分離溝の加工能率を著しく向上することができる。

また、レーザーヘッドを定置式にして走行台車とテーブルとを走行させて分離溝の加工速度を二倍速にするので、分離溝の加工能率を著しく向上することができる。

さらに、走行台車をテーブルとの両者走行と、レーザーヘッドの走行にともない加工溝の加工速度を三倍速にするので、分離溝の加工能率を大幅に向上することができる。

この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の第１の実施形態では、図１から図３に示すようにＡは上面に電極膜Ｂを設けてあるガラス基板で、このガラス基板Ａを入れ込み機などで上面に供給を受けたテーブル１は、第１走行手段Ｃにより前後方向に進退走行するようにしてある。

上記の第１走行手段Ｃは、図示の場合二条のガイドレール２と、テーブル１の下面両側に設けてガイドレール２にスライド自在に係合したスライダ３と、ガイドレール２間に配置して両端を回動自在に軸承した雄ネジ４と、テーブル１の下面に支持させて雄ネジ４にねじ込んだ雌ネジ５と、雄ネジ４を可逆駆動する第１モーター６とで構成され、第１モーター６の可逆運転によりテーブル１を前進方向に進退走行するようにしたが、限定されずその他の構成によって進退走行させてもよい。

なお、テーブル１上に載置したガラス基板Ａは、テーブル１に中空状のボックスを用い、ボックス内を吸引すると共に、ボックス頂壁に無数の小孔を設けておくことで（公知方式を採用して）、テーブル１上にガラス基板Ａを吸引保持する。

また、テーブル１の前方には、テーブル１の走行路の直上を横切るフレーム７を配置すると共に、このフレーム７は、第２走行手段Ｄにより前後方向に進退走行するようにしてある。

上記の第２走行手段Ｄは、図示の場合、二条のガイドレール８と、フレーム７の両側下面に設けてガイドレール８にスライド自在に係合したスライダ９と、フレーム７の両側に配置して両端を軸承した雄ネジ１０と、フレーム７の両側に支持させて雄ネジ１０にねじ込んだ雌ネジ１１と、片方の雄ネジ１０を可逆駆動する第２モーター１２と、片方（第２モーター１２側）の雄ネジ１０のドライブをもう片方の雄ネジ１０に伝達する伝達機構１３（スプロケット間にチェーンをかけ渡した）とで構成され、第２モーター１２の可逆運転によりフレーム７を前後方向に進退走行するようにしたが、限定されずその他の構成によって進退走行させてもよい。

さらに、上記のフレーム７の両側間には、電極膜Ｂにレーザーを照射して光電変換領域毎に電気的に絶縁するための図４に示す分離溝Ｓを形成するためのレーザーヘッドＨが複数並列状に設けてある。

上記のレーザヘッドＨは、図示の三列に限定されず、加工する分離溝Ｓの数に応じて並べ、フレーム７に対しスライド自在に設けて、フレーム７に対し固定手段（図示省略）により加工位置に止めておく。

そして、電極膜Ｂに分離溝Ｓの幅に適した出力のレーザーをレーザーヘッドＨからの照射にともない結像させて加工するもので、ガラス基板Ａの板厚が異なると、昇降手段ＥによりレーザーヘッドＨを昇降調整する。

上記の昇降手段Ｅとしては、例えば図５、６に示すように、フレーム７の両側の途中を上下に分断して、筒体とこの筒体内に嵌挿した軸材とからなるガイド（図示省略）により上下方向に伸縮自在にすると共に、シリンダなどのジャッキ４１の伸長によりフレーム７の分断上側を押し上げたのち、フレーム７の分断下側と上側とに傾斜面を重ね合わせてある可動楔４２と固定楔４３との可動楔４２を、サーボモーター４４の運転により可動楔４２の雌ネジにねじ込んである雄ネジを可逆駆動して可動楔４２を進退スライドさせて調整し、調整後にジャッキ４１を収縮させるようにしたが、その他の構成により目的を達成することもある。

上記のように構成すると、テーブル１上に電極膜Ｂを上側にしてガラス基板Ａを供給する。
次いで、第１走行手段Ｃによりテーブル１を図２右方向に前進走行し、又第２走行手段Ｄによりフレーム７をテーブル１の方向（図２左方向に）前進走行させながら、レーザーヘッドＨからの照射レーザーにゆり電極膜Ｂに絶縁分離溝Ｓを加工する。

すると、テーブル１上のガラス基板Ａの走行と、レーザーヘッドＨとの走行により加工速度が二倍速になって、分離溝Ｓの加工能率が著しく向上する。

この発明の第２の実施形態では、図７、８に示すように、第１の実施形態のレーザーヘッドＨの設置フレーム７が走行しない定置式にしてあり、第１の実施形態と同様に第１走行手段Ｃにより前後方向に進退走行するテーブル１が、第３走行手段Ｆにより前後方向に進退走行する走行台車２１上に設けてある。

上記の第３走行手段Ｆは、図示の場合、二条のガイドレール２２と、走行台車２１の下面両側に設けてガイドレール２２にスライド自在に係合したスライダ２３と、走行台車２１の下面で両端を回動自在に軸承した雄ネジ２４と、走行台車２１の下面に支持させて雄ネジ２４にねじ込んだ雌ネジ２５と、雄ネジ２４を可逆駆動する第３モーター２６とで構成され、第３モーター２６の可逆運転により走行台車２１を進退走行させるようにしたが、限定されずその他の構成により進退走行させてもよい。

勿論、走行台車２１上で第１走行手段Ｃによりテーブル１を前後方向に進退走行させるため、走行台車２１上の前後端間にテーブル１のスライダ３をスライド自在に係合するガイドレール２が設けてある。

上記テーブル１の進退走行用第１走行手段Ｃ及び定置式フレーム７のレーザーヘッドＨは、第１の実施形態と同様につき説明を省略する。

上記のように構成すると、テーブル１上に電極膜Ｂを上側にしてガラス基板Ａを供給する。
次いで、第３走行手段Ｆにより走行台車２１を前進走行させ、又走行台車２１上のテーブル１を第１走行手段Ｃにより前進走行させながら、定置フレーム７の各レーザーヘッドＨからの照射レーザーにより電極膜Ｂに絶縁分離Ｓを図４に示すように加工する。

すると、テーブル１上のガラス基板Ａの加工送り速度が、走行台車２１とテーブル１との第１走行手段Ｃ及び第３走行手段Ｆとで二倍速になって、分離溝Ｓの加工能率が著しく向上する。

この発明の第３の実施形態では、図９、１０に示すように、第１の実施形態の第２走行手段Ｄにより前後方向に進退走行するレーザーヘッドＨ付のフレーム７と、第１走行手段Ｃにより前後方向に進退走行するテーブル１とからなり、このテーブル１を第２の実施形態と同様の第３の走行手段Ｆにより前後方向に進退走行する走行台車２１に搭載（走行台車２１上でテーブル１が進退走行する）してある。

上記の第２走行手段Ｄ付のフレーム７及びフレーム７に設けるレーザーヘッドＨは、第１の実施形態と同様につき、又テーブル１を搭載した第３走行手段Ｆ付の走行台車２１は、第２の実施形態と同様につき構成の説明を省略する。

上記のように構成すると、テーブル１上に電極膜Ｂを上側にしてガラス基板Ａを供給する。
次いで、第１走行手段Ｃによりテーブル１をフレーム７の方向に、又第３走行手段Ｆにより走行台車２１をフレーム７の方向にそれぞれ前進走行させる。

一方フレーム７を第２走行手段Ｄによりテーブル１の方向に前進走行させる。
すると、テーブル１上のガラス基板Ａの走行と、走行台車２１上でのテーブル１の走行と、フレーム７の走行とでレーザーヘッドＨによる分離溝Ｓの加工速度が三倍速になって、加工能率が大幅に向上する。

なお、第２、第３の実施形態のフレーム７にもガラス基板Ａの板厚の異なる際の結像調整の第１の実施形態と同様の昇降手段Ｅを設けておく。

この発明の第１の実施形態を示す平面図。同上の側面図。ガラス基板の斜視図。同上に分離溝を加工した斜視図。レーザーヘッドの昇降手段を示す縦断背面図。同上の側面図。第２の実施形態を示す側面図。同上の縦断背面図。第３の実施形態を示す側面図。同上の縦断背面図。

符号の説明

Ａガラス基板
Ｂ電極膜
Ｓ分離溝
Ｃ第１走行手段
Ｄ第２走行手段
Ｆ第３走行手段
Ｈレーザーヘッド
１テーブル
２ガイドレール
３スライダ
４雄ネジ
５雌ネジ
６第１モーター
７フレーム
８ガイドレール
９スライダ
１０雄ネジ
１１雌ネジ
１２第２モーター
２１走行台車
２２ガイドレール
２３スライダ
２４雄ネジ
２５雌ネジ
２６第３モーター

Claims

上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルを前後方向に進退走行させるように設けた第１走行手段と、上記テーブルの走行路の直上を横切るフレームと、このフレームを前後方向に進退走行させるように設けた第２走行手段と、上記フレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドとからなり、上記の第１走行手段により上記レーザーヘッドの方向に上記テーブルを、上記の第２走行手段により上記レーザーヘッドを上記テーブルの方向にそれぞれ前進走行させるようにしたことを特徴とするレーザーエッチング装置。
進退走行手段により前後方向に走行するように設けた走行台車と、この走行台車上で第１走行手段により前後方向に進退走行させると共に、上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルの前方で上記テーブルの走行路の直上を横切る定置フレームと、このフレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドとからなり、上記の進退走行手段により走行台車を上記レーザーヘッドの方向に進退走行させ、上記の第１走行手段により上記のテーブルを上記走行台車上で前進走行させるようにしたことを特徴とするレーザーエッチング装置。
進退走行手段により前後方向に走行するように設けた走行台車と、この走行台車上で第１走行手段により前方方向に進退走行させると共に、上面に電極膜を設けてあるガラス基板を荷受するテーブルと、このテーブルの走行路の直上を横切るフレームと、このフレームを前後方向に進退走行させるように設けた第２走行手段と、上記フレームの左右の所定位置に並列状に配置した複数のレーザーヘッドからなり、上記の進退走行手段により走行台車を上記レーザーヘッドの方向に前進走行させ、上記の第１走行手段により上記のテーブルを上記の走行台車上で前進走行させ、上記の第２走行手段により上記のフレームを上記のテーブルの方向に前進走行させるようにしたことを特徴とするレーザーエッチング装置。