JP2011233579A - Method of manufacturing thin-film photoelectric conversion module and scribing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜光電変換モジュールの製造方法に関し、特には加工手段を用いて、薄膜に溝を形成する、所謂スクライブ工程を含む薄膜光電変換モジュールの製造方法、並びにスクライブ装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module, and more particularly, to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module including a so-called scribe process for forming a groove in a thin film using a processing means, and a scribing apparatus.
昨今、光電変換モジュールの低コスト化、高効率化を両立するために、薄膜光電変換モジュールが注目されており、例えば、太陽電池、光センサ、ディスプレイなどの様々な用途向けに、開発が精力的に行われている。特に、薄膜光電変換モジュールの一つである太陽電池では、昨今の環境意識の高まりから市場が拡大する一方で、需要の高まりに伴い各社間の価格競争がますます激化しており、薄膜光電変換モジュールを低コストで製造することが一層求められている。これに伴い、薄膜光電変換モジュールの製造装置や製造方法についても低コスト化する必要があり、それらを実現するための生産効率の向上が求められている。 Recently, in order to achieve both cost reduction and high efficiency of photoelectric conversion modules, thin film photoelectric conversion modules have attracted attention. For example, development is vigorous for various applications such as solar cells, optical sensors, and displays. Has been done. In particular, for solar cells, one of the thin film photoelectric conversion modules, the market has expanded due to the recent increase in environmental awareness, while price competition among companies has been intensifying as demand has increased. There is a further need to manufacture modules at low cost. Along with this, it is necessary to reduce the cost of manufacturing apparatuses and manufacturing methods of thin film photoelectric conversion modules, and there is a demand for improvement in production efficiency for realizing them.
代表的な薄膜光電変換モジュールの構造の例を図１に示す。通常、薄膜光電変換モジュールは、透明導電層１１が積層された透明基板１０上に薄膜光電変換層１２と裏面電極層１３を具備しており、それらが多数のセル１６で直列接続された構造を有することが知られている。この薄膜光電変換モジュールを製造する工程の一つにスクライブ工程があり、透明導電層１１、光電変換層１２、裏面電極層１３に複数の溝１５ａ〜１５ｃを形成することで、多数のセル１６に分割し、電気的に直列接続を行なうことで、電圧を向上させ、薄膜光電変換モジュールの性能を向上させることを目的とした工程である。 An example of the structure of a typical thin film photoelectric conversion module is shown in FIG. Usually, the thin film photoelectric conversion module includes a thin film photoelectric conversion layer 12 and a back electrode layer 13 on a transparent substrate 10 on which a transparent conductive layer 11 is laminated, and has a structure in which they are connected in series in a number of cells 16. It is known to have. One of the processes for manufacturing this thin film photoelectric conversion module is a scribing process. By forming a plurality of grooves 15 a to 15 c in the transparent conductive layer 11, the photoelectric conversion layer 12, and the back electrode layer 13, a large number of cells 16 are formed. This is a process aimed at improving the voltage and improving the performance of the thin film photoelectric conversion module by dividing and electrically connecting in series.
またスクライブ工程には、加工手段に基づき、メカニカルスクライブやレーザースクライブに代表されるスクライブ方法が知られており、加工対象物である各層にて構成される材料等の加工条件に応じて、スクライブ方法が選定されうる。前記メカニカルスクライブは、加工手段としてニードル、ホイールが代表とされる機械的手段を用いて、加工対象物と加工手段を接触させることにより、スクライブすることを特徴とする。一方、レーザースクライブは、光学的手段であるレーザービームを加工対象物に照射することにより、スクライブすることを特徴とする。以下、レーザースクライブを例にとり、説明する。 Also, in the scribing process, scribing methods represented by mechanical scribing and laser scribing are known based on processing means, and the scribing method depends on the processing conditions such as the material composed of each layer that is the processing object. Can be selected. The mechanical scribing is characterized in that scribing is performed by bringing a processing object into contact with processing means using mechanical means represented by needles and wheels as processing means. On the other hand, laser scribing is characterized in that scribing is performed by irradiating an object to be processed with a laser beam, which is an optical means. Hereinafter, laser scribe will be described as an example.
レーザースクライブ工程では、一般的に図２に示すように、例えば、加工手段である加工ヘッド２１と、移動手段として代表されるガイドレール２２と、門型のガントリ２３と、基板２０ａを保持するための基板保持具２４と、レーザー発振器２５を搭載した装置を用いて、基板上に沿ってスクライブする。ガントリ２３は保持された基板と相対した位置に設置されており、レーザービーム１４を照射する加工用レーザーの対物レンズ（図示しない）が、取り付けられている。 In the laser scribing process, generally, as shown in FIG. 2, for example, a processing head 21 that is a processing means, a guide rail 22 represented by a moving means, a portal gantry 23, and a substrate 20a are held. Using the apparatus equipped with the substrate holder 24 and the laser oscillator 25, scribing is performed along the substrate. The gantry 23 is installed at a position facing the held substrate, and a processing laser objective lens (not shown) for irradiating the laser beam 14 is attached thereto.
通常、図２に示したような一般的なレーザースクライブ装置において、基板２０ａは、一枚ずつ装置内部に取り込まれ、位置調整の完了後に基板保持具２４により保持される。レーザー発振器２５より一定の周波数でパルス状に照射された、図３に示すビーム３０の焦点を加工対象物に当て、図２に示した基板２０ａあるいはガントリ２３に設置された加工ヘッド２１が、ガイドレール２２を用いて、基板ごとに加工区間上を複数回に渡り、一方向に例えば５０〜６０回の往復移動を繰り返すことにより、溝１５が形成される。この際、加工精度を満足する良好な加工状態を維持するためには、加工区間における同一の条件下での加工が必要とされる。特に単位面積当たりに照射されるパワーが重要なパラメータとなり、主として送り速度、出力、ビーム形状、周波数、パルス幅が当パラメータを支配することとなる。またスクライブに要する時間は、主として基板上に加工されるスクライブ本数による加工ヘッドの往復移動の回数、送り速度が支配することとなる。 Usually, in a general laser scribing apparatus as shown in FIG. 2, the substrates 20a are taken into the apparatus one by one and are held by the substrate holder 24 after the position adjustment is completed. A processing head 21 placed on the substrate 20a or the gantry 23 shown in FIG. 2 is focused on the object to be processed by focusing the beam 30 shown in FIG. 3 irradiated in pulses at a constant frequency from the laser oscillator 25. By using the rail 22, the groove 15 is formed by repeating the reciprocation of, for example, 50 to 60 times in one direction over the processing section for each substrate a plurality of times. At this time, in order to maintain a good machining state that satisfies the machining accuracy, machining under the same conditions in the machining section is required. In particular, the power irradiated per unit area is an important parameter, and the feed rate, output, beam shape, frequency, and pulse width mainly dominate this parameter. The time required for scribing is mainly governed by the number of reciprocating movements of the processing head and the feed speed depending on the number of scribes processed on the substrate.
特に、基板２０ａあるいは加工ヘッド２１がスクライブ方向（Ｙ）に移動する速度である「送り速度」は、良好な加工状態を維持するためには、図４に示す加工区間ＢＣにおいて一定速度に維持される必要がある。しかしながら、送り速度が一定速度となるように、図２に示した基板２０ａあるいは加工ヘッド２１を移動させようとしても、実際の加工開始前および加工終了後には、基板２０ａあるいは加工ヘッド２１を加速または減速しなければならず、そのための時間（以後、加減速時間とする）が必然的に生じることとなる。 In particular, the “feed speed”, which is the speed at which the substrate 20a or the processing head 21 moves in the scribe direction (Y), is maintained at a constant speed in the processing section BC shown in FIG. 4 in order to maintain a good processing state. It is necessary to However, even if the substrate 20a or the processing head 21 shown in FIG. 2 is moved so that the feed rate becomes constant, the substrate 20a or the processing head 21 is accelerated or stopped before the actual processing is started and after the processing is completed. The vehicle must decelerate, and a time for that purpose (hereinafter referred to as acceleration / deceleration time) will inevitably occur.
またスクライブ溝は先述のように、基板２０ａあるいは加工ヘッド２１が複数回に渡り、往復移動をすることにより形成されるが、ここで「往復移動」とは、具体的には図４に示す基板端辺上の点Ｂから端辺上の点Ｃまでの加工区間ＢＣと、基板あるいは加工ヘッドのそれぞれ加速、減速に要する区間ＡＢ、ＣＤと、次スクライブ位置に移動する区間ＤＥと、前記区間ＡＤと同様、それぞれ加工、加速、減速に要する区間を有する、前記区間ＡＤとは逆方向の区間ＥＦを併せた移動（Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｆ）のことを意味する。そのため、次スクライブ位置へ移動させるための、基板あるいは加工ヘッドをスクライブ方向に対して直角方向（以後、スクライブ直角方向（Ｘ）とする）に移動させる時間も必然的に要することとなる。 As described above, the scribe groove is formed by reciprocating the substrate 20a or the processing head 21 a plurality of times. Here, the “reciprocating movement” specifically refers to the substrate shown in FIG. A machining section BC from a point B on the edge to a point C on the edge, sections AB and CD required for acceleration and deceleration of the substrate or the machining head, a section DE moving to the next scribe position, and the section AD Similarly to the above-mentioned section AD, it means a movement (A → D → E → F) having a section EF in the opposite direction to the section AD, each having sections required for machining, acceleration and deceleration. Therefore, it takes time to move the substrate or the processing head in the direction perpendicular to the scribe direction (hereinafter referred to as the scribe perpendicular direction (X)) to move to the next scribe position.
以上のことから、溝（スクライブ線）形成のための加工時間としては、ロス時間（加減速区間を見込んだ時間、次スクライブ位置への移動を見込んだ時間）を併せて、実際の加工時間として確保する必要がある。 From the above, the machining time for forming the groove (scribe line) is the actual machining time, including the loss time (time when the acceleration / deceleration section is expected, time when the movement to the next scribe position is expected). It is necessary to secure.
全体のスクライブ工程に要する時間としては、図５に示すように、先述の「実際の加工時間」に加え、さらに基板の搬入および搬出時間、位置調整および位置調整解除の時間まで含む時間を確保しておく必要がある。 As shown in FIG. 5, the time required for the entire scribing process is secured in addition to the above-mentioned “actual processing time”, and further includes the time for loading and unloading the substrate, and the time for position adjustment and position adjustment release. It is necessary to keep.
ところで近年、先述した通り、薄膜光電変換モジュールを大量かつ安価に製造することが求められており、製造に要する時間の短縮（タクト短縮ともいう）および製造コストの削減が求められている。 Incidentally, in recent years, as described above, it is required to manufacture a thin film photoelectric conversion module in a large amount and at a low cost, and a reduction in manufacturing time (also referred to as tact reduction) and a reduction in manufacturing cost are required.
しかしながら、タクト短縮を目的に、レーザースクライブ工程における送り速度を増加させると、ビームがパルス状の照射のため、ビーム同士の重なりが所定の重なりに対して小さくなることで、単位面積当たりのパワーが低下する傾向がある。本来、各層同士の絶縁を確保する目的で、加工対象物へレーザービームによるパワーを当てて、各層を構成する材料を蒸発させ除去しているが、このパワーが低下すると、材料が蒸発しきれず、残存物が溝の側壁に付着したりする。例えば、透明導電層のスクライブの場合、スクライブ加工が不充分であると短絡を生じるといった加工不良が生じる場合がある。 However, if the feed rate in the laser scribing process is increased for the purpose of shortening the tact time, the beam is irradiated in a pulsed manner, so that the overlap between the beams becomes smaller than the predetermined overlap, so the power per unit area is reduced. There is a tendency to decrease. Originally, for the purpose of ensuring insulation between layers, the power of the laser beam is applied to the object to be processed, and the material constituting each layer is evaporated and removed, but when this power is reduced, the material cannot be evaporated, Residue may adhere to the side wall of the groove. For example, in the case of scribing a transparent conductive layer, a processing failure such as a short circuit may occur if the scribing process is insufficient.
上記の課題に対して、ビーム同士の重なりを所定の重なりにするために、パルスの周波数を増加させる策が挙げられるが、装置から照射されるビームが間欠的であり、１パルスに照射されるパワーが低下してしまうため、単位面積当たりのパワーが低下することで、同様に加工不良が生じる傾向がある。 In order to make the overlap between the beams a predetermined overlap, there is a measure to increase the frequency of the pulse, but the beam irradiated from the apparatus is intermittent, and one pulse is irradiated. Since the power is lowered, the power per unit area is lowered, so that there is a tendency for processing defects to occur similarly.
そのような課題に対し、周波数および図２に示したレーザー発振器２５の出力の増加を実施することにより、タクト短縮の実現および加工不良を防止できる傾向があるが、発振器２５の出力の増加は、新たな発振器が必要となることもあり、その場合はコストアップを招く問題がある。 In response to such a problem, by increasing the frequency and the output of the laser oscillator 25 shown in FIG. 2, there is a tendency that tact shortening can be realized and processing defects can be prevented. In some cases, a new oscillator is required. In this case, there is a problem of increasing the cost.
またタクト短縮を目的とした他の手法としては、装置台数を増加することや、スクライブ一回あたりのスクライブ本数を増加させるための加工ヘッド数を増加することが挙げられるが、いずれも、レーザー発振器等の光学機器部品を増加させる必要があるため、同様にコストアップを招くという問題がある。 Other techniques for shortening tact time include increasing the number of devices and increasing the number of processing heads to increase the number of scribes per scribe. Since there is a need to increase the number of optical equipment parts such as the above, there is a problem that the cost is similarly increased.
さらにタクト短縮の手法としては、特許文献１では、透光性薄膜のレーザースクライブにおいて、複数枚の基板を所定の間隔を開けて基板面に垂直な上下方向に重ね合わせて配置する手法が記載されている。一台のレーザー発振器により発振されたビームが、各透明基板を照射し、通過したビームがミラーを介して再び基板に照射されることで、複数枚の基板を同時に加工し、タクト短縮および製造コスト削減による生産効率の向上が図られている。 Further, as a technique for shortening tact, Patent Document 1 describes a technique in which a plurality of substrates are stacked in a vertical direction perpendicular to the substrate surface with a predetermined interval in laser scribing of a translucent thin film. ing. The beam oscillated by one laser oscillator irradiates each transparent substrate, and the passed beam is irradiated to the substrate again through the mirror, thereby processing multiple substrates simultaneously, reducing tact time and manufacturing cost Production efficiency is improved by reduction.
特許文献２は、薄膜を有するもの、特には太陽電池のレーザースクライブに関し、タクト短縮を目的に、加工ヘッド数を増加させることなく、台数を増加させたレーザー発振器のパルス発生のタイミングを調整するＱスイッチを、一つのトリガー装置で制御することで、飛躍的に送り速度を増加させることが記載されている。 Patent document 2 relates to a laser scriber having a thin film, particularly a solar cell laser scribe, for adjusting the timing of pulse generation of a laser oscillator in which the number is increased without increasing the number of processing heads for the purpose of shortening tact time. It is described that the feed speed is dramatically increased by controlling the switch with a single trigger device.
特許文献３では、薄膜太陽電池の製造において、穴または溝をレーザースクライブにて形成する際に、２焦点レンズを含むレーザー出力ヘッドを採用しており、一台のレーザー発振器より発振されたビームが、２焦点レンズによって２つのビームに分岐し、基板上に２列の穴または溝を同時に形成することで、タクト短縮および製造コスト削減による生産効率の向上が図られている。 In Patent Document 3, a laser output head including a bifocal lens is used when forming a hole or groove by laser scribing in the manufacture of a thin film solar cell, and a beam oscillated from one laser oscillator is used. By splitting into two beams by a bifocal lens and simultaneously forming two rows of holes or grooves on the substrate, production efficiency is improved by shortening tact and manufacturing costs.
前記特許文献１では、複数枚の基板を基板面に垂直な上下方向に重ね合わせて、同時にスクライブすることでタクト短縮を実現することが開示されている。しかしながら、当該技術は必然的に透光性薄膜（透明導電層）のスクライブに限定されるものであり、光電変換層、裏面電極層のスクライブにおいては適用できない。また複数枚の基板の配置方法、位置調整方法においても、改善の余地がある。さらには加工区間外における、加工手段の次スクライブ位置への移動や、一定速度となるまでの加減速時間等（加工に寄与しない時間）の観点においては、タクト短縮の効果がない。以上のように光電変換層、裏面電極層のスクライブへの適用、基板の配置方法、位置調整方法、加工に寄与しない時間の短縮の点において、更なる改良が求められている。 Patent Document 1 discloses that tact reduction is realized by overlapping a plurality of substrates in the vertical direction perpendicular to the substrate surface and simultaneously scribing. However, the technique is inevitably limited to the scribing of the translucent thin film (transparent conductive layer), and cannot be applied to the scribing of the photoelectric conversion layer and the back electrode layer. In addition, there is room for improvement in a method for arranging and positioning a plurality of substrates. Furthermore, in terms of the movement of the machining means to the next scribe position outside the machining section, the acceleration / deceleration time until reaching a constant speed, etc. (time not contributing to machining), there is no tact shortening effect. As described above, further improvements are required in terms of application to the scribing of the photoelectric conversion layer and the back electrode layer, a substrate arrangement method, a position adjustment method, and a reduction in time not contributing to processing.
前記特許文献２では、レーザー発振器台数の増加、それらの発振器のＱスイッチを制御するトリガー装置を用いて、送り速度アップによる加工区間内でのタクト短縮を実現することが開示されている。しかしながら、特許文献１と同様、加工手段の加工区間外における次スクライブ位置への移動や、一定速度となるまでの加減速時間等（加工に寄与しない時間）の観点においては、タクト短縮の効果がない。そのため、上記手法でのみではタクト短縮に限界があり、加工に寄与しない時間の短縮の点において、まだ改善の余地がある。 Patent Document 2 discloses that the number of laser oscillators is increased and a tact shortening in a machining section is realized by increasing the feed speed by using a trigger device that controls the Q switch of those oscillators. However, as in Patent Document 1, in terms of the movement of the processing means to the next scribe position outside the processing section, acceleration / deceleration time until reaching a constant speed, etc. (time not contributing to processing), the effect of shortening tact is effective. Absent. Therefore, there is a limit to tact shortening only with the above method, and there is still room for improvement in terms of shortening the time not contributing to machining.
前記特許文献３では、２焦点レンズが用いられており、加工区間内でのタクト短縮を実現することが開示されている。しかしながら、特許文献１や特許文献２と同様、加工手段の加工区間外における次スクライブ位置への移動や、一定速度となるまでの加減速時間等（加工に寄与しない時間）の観点においては、タクト短縮の効果がない。そのため、上記手法でのみではタクト短縮に限界があり、加工に寄与しない時間の短縮の点において、まだ改善の余地がある。 In Patent Document 3, a bifocal lens is used, and it is disclosed that tact shortening in a processing section is realized. However, as in Patent Document 1 and Patent Document 2, in terms of the movement of the processing means to the next scribe position outside the processing section, acceleration / deceleration time until reaching a constant speed, etc. (time not contributing to processing), tact There is no effect of shortening. Therefore, there is a limit to tact shortening only with the above method, and there is still room for improvement in terms of shortening the time not contributing to machining.
そこで本発明は、上記課題に鑑み、薄膜光電変換モジュールのスクライブ工程における、タクト短縮および生産効率の向上を可能とする、薄膜光電変換モジュールの製造方法、並びにスクライブ装置を提供することを目的とする。 Then, in view of the said subject, this invention aims at providing the manufacturing method and scribing apparatus of a thin film photoelectric conversion module which make it possible to shorten tact and improve production efficiency in the scribing process of a thin film photoelectric conversion module. .
本発明者らは、前記課題に基づき鋭意検討を行なった結果、基板を複数枚配置し、連続的にスクライブすることにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies based on the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by arranging a plurality of substrates and continuously scribing to complete the present invention.
すなわち、本発明は、透明基板上に透明導電層、光電変換層、裏面電極層のいずれか一つ以上を備え、複数の薄膜光電変換セルが直列接続された薄膜光電変換モジュールの製造方法において、前記透明導電層、光電変換層、裏面電極層のいずれか一つの層を形成した後に、複数の基板をスクライブ方向に、基板面が略平行となるように並べて配置し、位置調整機構により基板ごとに基板の位置を調整し、加工手段を用いて複数の基板を連続的にスクライブすることを特徴とする、薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 That is, the present invention includes a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, a back electrode layer on a transparent substrate, and a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module in which a plurality of thin film photoelectric conversion cells are connected in series. After forming any one of the transparent conductive layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer, a plurality of substrates are arranged side by side in the scribe direction so that the substrate surfaces are substantially parallel to each other by a position adjusting mechanism. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module, wherein the position of the substrate is adjusted and a plurality of substrates are continuously scribed using a processing means.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、基板の位置を調整するための基準点を位置検知手段で読取り、演算装置により算出された値に基づいて、基板の位置を調整する手段を有することを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the position adjusting mechanism has means for reading a reference point for adjusting the position of the substrate by the position detecting means and adjusting the position of the substrate based on the value calculated by the arithmetic unit. It is related with the manufacturing method of the said thin film photoelectric conversion module characterized by the above-mentioned.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、スクライブ方向に対して平行または直角の平面上の方向に、基板の位置を調整する手段を有することを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the position adjusting mechanism includes means for adjusting the position of the substrate in a direction parallel to or perpendicular to the scribe direction. About.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、回転により基板の位置を調整する手段を有することを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein the position adjusting mechanism has means for adjusting the position of the substrate by rotation.
好ましい実施態様は、前記の基板の位置を調整するための基準点が、マークであることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method for manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein the reference point for adjusting the position of the substrate is a mark.
好ましい実施態様は、前記の基板の位置を調整するための基準点が、基板の略端辺上の点であることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the reference point for adjusting the position of the substrate is a point on a substantially end side of the substrate.
好ましい実施態様は、複数の基板を、一定速度でスクライブすることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein a plurality of substrates are scribed at a constant speed.
好ましい実施態様は、前記の加工手段もしくは基板が、移動手段により移動しながらスクライブすることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein the processing means or the substrate is scribed while being moved by the moving means.
好ましい実施態様は、前記加工手段もしくは基板が、スクライブ方向に対して直角方向にも移動することを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein the processing means or the substrate moves also in a direction perpendicular to the scribe direction.
好ましい実施態様は、前記の加工手段もしくは基板が、スクライブ方向に対して、端部基板位置まで順方向に移動した後、スクライブ方向に対して直角方向に移動し、次いで前記順方向とは逆方向に移動することを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the processing means or the substrate moves in the forward direction to the end substrate position with respect to the scribe direction, then moves in the direction perpendicular to the scribe direction, and then the direction opposite to the forward direction. The method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module as described above.
好ましい実施態様は、前記加工手段が光学的もしくは機械的手段により複数の基板をスクライブすることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the processing means scribes a plurality of substrates by optical or mechanical means, and relates to a method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module.
好ましい実施態様は、前記加工手段が、レーザービーム照射機、ニードルおよびホイールから選ばれる１種以上であることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the processing means is at least one selected from a laser beam irradiator, a needle and a wheel, and relates to a method for manufacturing the thin film photoelectric conversion module.
好ましい実施態様は、前記移動手段がガイドレールを含むことを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module, wherein the moving means includes a guide rail.
好ましい実施態様は、前記移動手段が、移動手段の位置を検出するためのスケールを含むことを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 In a preferred embodiment, the moving means includes a scale for detecting the position of the moving means, and relates to a method of manufacturing the thin film photoelectric conversion module.
好ましい実施態様は、前記位置検知手段が、移動手段に設置されていることを特徴とする、前記の薄膜光電変換モジュールの製造方法に関する。 A preferred embodiment relates to the method of manufacturing the thin-film photoelectric conversion module, wherein the position detecting unit is installed in a moving unit.
本発明は、複数の基板を並べて配置できる載置テーブルと、基板の位置を検知可能な位置検知手段と、基板ごとに基板の位置を調整可能な複数の位置調整機構と、加工手段と、前記加工手段または基板を移動可能な移動手段を具備することを特徴とする、スクライブ装置に関する。 The present invention includes a mounting table that can arrange a plurality of substrates side by side, a position detection unit that can detect the position of the substrate, a plurality of position adjustment mechanisms that can adjust the position of the substrate for each substrate, a processing unit, The present invention relates to a scribing apparatus comprising a moving means capable of moving a processing means or a substrate.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、スクライブ方向に対して平行または直角の平面上の方向に、基板の位置を調整可能な手段を有することを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the position adjusting mechanism has means capable of adjusting the position of the substrate in a direction parallel to or perpendicular to the scribing direction.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、回転により基板の位置を調整可能な手段を有することを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the position adjusting mechanism has means capable of adjusting the position of the substrate by rotation.
好ましい実施態様は、前記位置調整機構が、基板の端部を挟み込むことが可能な手段を有することを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the position adjusting mechanism has means capable of sandwiching an end portion of the substrate.
好ましい実施態様は、前記位置検知手段としてカメラを具備したことを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein a camera is provided as the position detecting means.
好ましい実施態様は、前記移動手段が、加工手段もしくは基板をスクライブ方向またはスクライブ方向に対して直角の平面上の方向に移動可能であることを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the moving means is capable of moving the processing means or the substrate in a scribe direction or a direction on a plane perpendicular to the scribe direction.
好ましい実施態様は、前記加工手段が、光学的もしくは機械的手段により複数の基板をスクライブすることを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the processing means scribes a plurality of substrates by optical or mechanical means.
好ましい実施態様は、前記加工手段が、レーザービーム照射機、ニードルおよびホイールから選ばれる１種以上であることを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the processing means is at least one selected from a laser beam irradiator, a needle and a wheel.
好ましい実施態様は、前記移動手段がガイドレールを含むことを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the moving means includes a guide rail.
好ましい実施態様は、前記移動手段が、移動手段の位置を検出するためのスケールを含むことを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the moving means includes a scale for detecting the position of the moving means.
好ましい実施態様は、前記位置検知手段が、移動手段に設置されていることを特徴とする、前記のスクライブ装置に関する。 A preferred embodiment relates to the scribing apparatus, wherein the position detecting means is installed in a moving means.
本発明の薄膜光電変換モジュールの製造方法やスクライブ装置を用いた場合は、装置内に複数の基板を配置し、連続的にスクライブすることにより、加工に寄与しない時間を削減でき、タクト短縮を実現することができる。また従来のタクト短縮の実現のための装置台数や各種部品の増加を避けることができ、生産効率を向上することができる。 When using the thin film photoelectric conversion module manufacturing method and scribing device of the present invention, by arranging multiple substrates in the device and continuously scribing, the time not contributing to processing can be reduced and tact shortening realized can do. Further, it is possible to avoid an increase in the number of devices and various parts for realizing the conventional tact shortening, and it is possible to improve the production efficiency.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各図面において、厚さや長さなどの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。また、各図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these examples. In each drawing, dimensional relationships such as thickness and length are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships. Moreover, in each drawing, the same referential mark represents the same part or an equivalent part.
透明基板上に透明導電層１１、光電変換層１２、裏面電極層１３を備え、複数の薄膜光電変換セル１６が直列接続された薄膜光電変換モジュールの製造方法において、本発明の一態様では、透明導電層１１、光電変換層１２、裏面電極層１３のうち、いずれか一つの層を形成した後のスクライブ工程において、図６に示すように、一装置内に複数の基板２０ａ〜２０ｄを、スクライブ方向（Ｙ）に基板面が略平行となるように、また各基板間の距離６０が２００ｍｍ間隔となるように並べて載置テーブル６１上に配置し、位置調整機構６６により基板ごとに基板の位置を調整し、加工ヘッド２１からレーザービームを照射する加工手段を用いて複数の基板を連続的にスクライブする。 In a method of manufacturing a thin film photoelectric conversion module, which includes a transparent conductive layer 11, a photoelectric conversion layer 12, and a back electrode layer 13 on a transparent substrate, and a plurality of thin film photoelectric conversion cells 16 are connected in series, In the scribing step after forming any one of the conductive layer 11, the photoelectric conversion layer 12, and the back electrode layer 13, as shown in FIG. 6, a plurality of substrates 20a to 20d are scribed in one apparatus. The substrates are arranged on the mounting table 61 so that the substrate surfaces are substantially parallel to the direction (Y), and the distance 60 between the substrates is 200 mm, and the position of the substrate is determined for each substrate by the position adjusting mechanism 66. And a plurality of substrates are continuously scribed using a processing means for irradiating a laser beam from the processing head 21.
なお、後述する本発明の実施例では、図１に示した薄膜光電変換モジュールの各層には、透明導電層１１には酸化錫（ＳｎＯ2）、光電変換層１２にはシリコン（Ｓｉ）、裏面電極層１３には銀（Ａｇ）を成分に有する金属材料から構成される材料を用いたが、それらの材料は限定されるものではない。また薄膜光電変換モジュールの構造は、図１に限定されるものではなく、例えば光電変換層、透明でない２つの電極層で構成されているようなモジュール構造でも良く、透明導電層、光電変換層、裏面電極層のいずれか一つ以上を備えていれば良い。なお、図６において配置した各基板間の距離６０は、上記の値に限定されない。 In the embodiment of the present invention described later, each layer of the thin film photoelectric conversion module shown in FIG. 1 includes tin oxide (SnO 2 ) for the transparent conductive layer 11, silicon (Si) for the photoelectric conversion layer 12, and the back surface. Although the material comprised from the metal material which has silver (Ag) as a component was used for the electrode layer 13, those materials are not limited. Further, the structure of the thin film photoelectric conversion module is not limited to that shown in FIG. 1. For example, a photoelectric conversion layer, a module structure including two non-transparent electrode layers, a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, Any one or more of the back electrode layers may be provided. In addition, the distance 60 between each board | substrate arrange | positioned in FIG. 6 is not limited to said value.
本発明においては、複数の基板を基板面が略平行となるように並べて配置するが、必ずしも複数の基板を基板面に対し完全に平行であるように配置する必要はなく、連続的なスクライブに問題の無い範囲で略平行に配置すればよい。例えば、加工手段が各基板面に追随する機能を有している場合は、基板面が平行でなくても連続的にスクライブできる。 In the present invention, a plurality of substrates are arranged side by side so that the substrate surfaces are substantially parallel to each other. However, it is not always necessary to arrange the plurality of substrates so as to be completely parallel to the substrate surface. What is necessary is just to arrange | position in substantially parallel as long as there is no problem. For example, when the processing means has a function of following each substrate surface, the substrate can be continuously scribed even if the substrate surfaces are not parallel.
上記の位置調整機構６６は、好適には、基板の位置を調整するための基準点を位置検知手段で読取り、演算装置により算出された値に基づいて、基板の位置を調整する手段を有しており、これによれば効果的に各基板の配置ずれを修正することができる。 The position adjusting mechanism 66 preferably includes means for reading a reference point for adjusting the position of the substrate by the position detecting means and adjusting the position of the substrate based on the value calculated by the arithmetic unit. According to this, the displacement of each substrate can be corrected effectively.
より具体的には、図６においては、移動手段であるガイドレール２２に位置検知手段として基準点読取りカメラ６３を設置しており、これら複数の読取り用カメラ６３は、基板ごとの位置調整をするための基準点となるマーク６４を読み取ることができる。なお、基板位置調整用のマーク６４は、スクライブ線位置の精度を確保するため、各基板において、少なくともスクライブ方向（Ｙ）に沿って設置することが好ましい。その理由を以下に説明する。 More specifically, in FIG. 6, a reference point reading camera 63 is installed as a position detecting means on the guide rail 22 which is a moving means, and the plurality of reading cameras 63 adjust the position for each substrate. Therefore, it is possible to read the mark 64 serving as a reference point. The substrate position adjustment mark 64 is preferably installed along at least the scribe direction (Y) in each substrate in order to ensure the accuracy of the scribe line position. The reason will be described below.
マークを設置する位置を、例えば、図７のようにスクライブ直角方向（Ｘ）のみに配置した場合、透明導電層の溝１５ａと光電変換層の溝１５ｂと裏面電極層の溝１５ｃが、スクライブ方向（Ｙ）において、それぞれの溝同士が平行にスクライブ線を形成することができないこともある。すなわち、例えば図７に示すように、光電変換層の溝１５ｂ（破線）と裏面電極層の溝１５ｃ（実線）が平行に形成されない場合を例にとると、以下で説明するように複数の薄膜光電変換セル１６の形状に変化が生じることがある。 For example, when the mark is placed only in the scribe perpendicular direction (X) as shown in FIG. 7, the groove 15a of the transparent conductive layer, the groove 15b of the photoelectric conversion layer, and the groove 15c of the back electrode layer are arranged in the scribe direction. In (Y), the grooves may not be able to form a scribe line in parallel. That is, for example, as shown in FIG. 7, in the case where the groove 15 b (broken line) of the photoelectric conversion layer and the groove 15 c (solid line) of the back electrode layer are not formed in parallel, a plurality of thin films are described as described below. A change may occur in the shape of the photoelectric conversion cell 16.
例えば、図７において、基板端辺６５ａ６５ｂを始点として、６５ａ→６５ｃの方向にスクライブ位置を移動させて順次溝を形成していく場合、薄膜光電変換セル１６の形状は、基板端辺６５ａ６５ｂ付近では、底辺が基板端辺６５ｂ６５ｄ側と比較して基板端辺６５ａ６５ｃ側に広がりをもつ台形のセルとなる。その後、薄膜光電変換セル１６の形状は基板中央の７０ａ７０ｂ付近では平行四辺形となり、さらに反対の基板端辺６５ｃ６５ｄ付近では、底辺が基板端辺６５ａ６５ｃ側と比較して基板端辺６５ｂ６５ｄ側に広がりをもつ台形のセルとなり、複数の薄膜光電変換セル１６間の形状において変化が生じることがある。 For example, in FIG. 7, when the groove is sequentially formed by moving the scribe position in the direction of 65a → 65c starting from the substrate edge 65a65b, the shape of the thin-film photoelectric conversion cell 16 is in the vicinity of the substrate edge 65a65b. The trapezoidal cell has a base extending toward the substrate edge 65a65c compared to the substrate edge 65b65d. Thereafter, the shape of the thin film photoelectric conversion cell 16 becomes a parallelogram in the vicinity of 70a70b in the center of the substrate, and further, in the vicinity of the opposite substrate edge 65c65d, the base spreads toward the substrate edge 65b65d compared to the substrate edge 65a65c. A trapezoidal cell may be formed, and the shape between the plurality of thin film photoelectric conversion cells 16 may change.
その結果、一の基板内においてセル面積が変化し、受光面積も変化することにより、薄膜光電変換モジュールの性能に影響を与える虞がある。薄膜光電変換モジュールの性能、例えば電流値は、最も性能が優れないセルに律速するため、薄膜光電変換セル１６の形状の変化によっては、結果的に薄膜光電変換モジュールの性能を低下させることがある。 As a result, the cell area changes within one substrate, and the light receiving area also changes, which may affect the performance of the thin film photoelectric conversion module. The performance of the thin film photoelectric conversion module, for example, the current value is rate-determined to the cell with the least performance, so that depending on the change of the shape of the thin film photoelectric conversion cell 16, the performance of the thin film photoelectric conversion module may be lowered as a result. .
また、前記の基板の位置を調整するための基準点となるマーク６４の形成は、前記の通りスクライブ方向（Ｙ）に沿って配置することに加えて、さらに好ましくはスクライブ直角方向（Ｘ）に配置するようにしても良い。図８に示すように、マーク６４ｃをマーク６４ａ、６４ｂに加えて、スクライブ直角方向（Ｘ）にも配置することで、溝（スクライブ線）の間隔の精度をより高めることが可能となる。例えば、装置内に搬入する基板が、光電変換層、裏面電極層を積層した直後の場合には、通常基板は高温であるため膨張している場合がある。そのような際、スクライブ直角方向（Ｘ）にもマーク６４ｃを配置することで、基板のスクライブ直角方向の膨張具合を検知することができる。このため、スクライブ線間隔の精度をより高めることが可能となる。 Further, the formation of the mark 64 serving as a reference point for adjusting the position of the substrate is preferably arranged in the scribe perpendicular direction (X) in addition to being arranged along the scribe direction (Y) as described above. It may be arranged. As shown in FIG. 8, in addition to the marks 64a and 64b, the mark 64c is also arranged in the scribe perpendicular direction (X), so that the accuracy of the interval between the grooves (scribe lines) can be further increased. For example, when the substrate carried into the apparatus is immediately after the photoelectric conversion layer and the back electrode layer are laminated, the substrate may be expanded because it is usually at a high temperature. In such a case, by arranging the mark 64c also in the scribe perpendicular direction (X), it is possible to detect the degree of expansion of the substrate in the scribe perpendicular direction. For this reason, it becomes possible to raise the precision of a scribe line space | interval more.
また後述する本発明の実施例では、マーク６４を透明導電層１１のスクライブ工程で形成したが、透明導電層のスクライブ工程の際に形成することに限定されるものではない。透明導電層が形成された後で、透明導電層の溝（スクライブ線）１５ａの形成開始前であれば、別の工程で形成しても良い。また配置するマークの数は、タクト短縮の観点においては少ない方が好ましい。 Moreover, in the Example of this invention mentioned later, although the mark 64 was formed in the scribing process of the transparent conductive layer 11, it is not limited to forming in the scribing process of a transparent conductive layer. After the transparent conductive layer is formed, it may be formed in another process as long as it is before the formation of the groove (scribe line) 15a of the transparent conductive layer. Further, it is preferable that the number of marks to be arranged is small from the viewpoint of shortening tact.
一方、位置検知手段が検知する基準点として、位置調整用のマーク６４に代えて、例えば、複数の読取りカメラ６３を用い、図９に示す基板の略端辺（例えば区間６５ａ６５ｂ）上の２点を基準点として検出するようにしても良い。この場合、基板の略端辺上の２点は、スクライブ線位置の精度を高めるために、２点間の距離が最大となるような基板端部の６５ａおよび６５ｂであることがより好ましい。 On the other hand, instead of the position adjustment mark 64, for example, a plurality of reading cameras 63 are used as reference points to be detected by the position detection means, and two points on the substantially end side (for example, the section 65a65b) of the substrate shown in FIG. May be detected as a reference point. In this case, it is more preferable that the two points on the substantially end side of the substrate are the substrate end portions 65a and 65b that maximize the distance between the two points in order to increase the accuracy of the scribe line position.
前述のように、基板の位置を調整するための基準点を位置検知手段で読取った後、演算装置により算出された値に基づいて、位置調整機構６６により基板ごとに基板の位置を調整することができる。なお、基準点を位置検知手段で読取った後、基板位置を調整するための値（補正量）を算出するための演算装置やそのシステムは公知の装置や方法に従って実施することができ、特に限定されるものではない。 As described above, after the reference point for adjusting the position of the substrate is read by the position detection means, the position adjustment mechanism 66 adjusts the position of the substrate for each substrate based on the value calculated by the arithmetic unit. Can do. Note that after the reference point is read by the position detection means, the arithmetic unit and its system for calculating a value (correction amount) for adjusting the substrate position can be implemented according to a known device or method, and particularly limited. Is not to be done.
次に基板の位置調整について説明する。基板の位置調整は、図６に示した位置調整機構６６により基板ごとに行なうことができる。基板ごとの位置調整は、各基板を同時に行ってもよく、個別に行ってもよい。 Next, substrate position adjustment will be described. The position adjustment of the substrate can be performed for each substrate by the position adjustment mechanism 66 shown in FIG. The position adjustment for each substrate may be performed for each substrate simultaneously or individually.
以下に、好適な態様として、基板の位置調整を含めた本発明に係る基板のスクライブ手順を図１０に示す。まず、装置内への基板２０の搬入が完了した後、図９に示す位置調整機構６６ａ〜６６ｄにより基板の位置調整を行なう。具体例として、この基板搬入の際、複数枚の基板の搬入の障害とならないように、所定の位置調整機構（図１０では６６ａ，６６ｂ）を、一旦基板面より下方に収納させておき、基板の搬入後、収納された位置調整機構６６ａ，６６ｂをＺ軸方向に移動して適宜目的位置に配置することが好ましい。その後、位置調整機構６６ｃ，６６ｄがＹ方向に基板を押し、次いで位置調整機構６６ａ〜６６ｄがＸ方向に基板を挟み込むようにして移動しながら基板を押すことで略所定の位置に基板を設置できる。その後、位置検知手段である基準点読取りカメラ６３ａ，６３ｂが、基準点となるマーク６４ａ，６４ｂあるいは基板端部の２点である６５ａ，６５ｂにより、基板位置を検出する。次に、カメラに搭載された図示しない演算装置が、所定位置に対する補正量を算出し、算出値に応じ、位置調整機構６６が移動することで、基板位置の微調整を行なうことができる。 FIG. 10 shows a substrate scribing procedure according to the present invention including adjustment of the substrate position as a preferred embodiment. First, after the carry-in of the substrate 20 into the apparatus is completed, the position of the substrate is adjusted by the position adjustment mechanisms 66a to 66d shown in FIG. As a specific example, a predetermined position adjusting mechanism (66a and 66b in FIG. 10) is temporarily stored below the substrate surface so as not to obstruct the loading of a plurality of substrates during the substrate loading. It is preferable to move the accommodated position adjusting mechanisms 66a and 66b in the Z-axis direction and appropriately place them at the target position. After that, the position adjusting mechanisms 66c and 66d push the substrate in the Y direction, and then the position adjusting mechanisms 66a to 66d push the substrate while moving so as to sandwich the substrate in the X direction, so that the substrate can be installed at a substantially predetermined position. . Thereafter, the reference point reading cameras 63a and 63b serving as position detecting means detect the substrate position by the marks 64a and 64b serving as reference points or 65a and 65b serving as two points at the end of the substrate. Next, an arithmetic device (not shown) mounted on the camera calculates a correction amount for a predetermined position, and the position adjustment mechanism 66 moves according to the calculated value, so that the substrate position can be finely adjusted.
また位置調整機構６６は図示しないモータにより駆動でき、位置調整機構６６ａ〜６６ｄは、図９に示したように基板端部を挟み込むことが可能な、例えばＬ字型の位置調整治具を具備していることが好ましく、さらに位置調整機構６６ｅには、図１１に示すような回転機構が含まれても良い。 Further, the position adjustment mechanism 66 can be driven by a motor (not shown), and the position adjustment mechanisms 66a to 66d include, for example, an L-shaped position adjustment jig that can sandwich the substrate end as shown in FIG. Further, the position adjustment mechanism 66e may include a rotation mechanism as shown in FIG.
位置調整機構６６ａ〜６６ｄは、基板の位置調整をスクライブ方向（Ｙ）のみならず、その直角方向（Ｘ）にも調整可能である。例えば、基板位置の検出時の基板配置（２０ａ〜２０ｄ）が、図１２に示すように、所定位置に対してスクライブＸＹ軸方向にずれが生じている場合を想定する。図９に示したマーク６４ａ，６４ｂあるいは基板端部６５ａ，６５ｂにより基板位置を検出した基準点読取りカメラ６３ａ，６３ｂは、付帯する演算装置により所定位置に対する補正量を算出し、この値に基づき位置調整機構６６ａ〜６６ｄが基板のスクライブ方向（Ｙ）、またはその直角方向（Ｘ）の位置を調整することで、基板の位置を所定位置に調整することができる。 The position adjustment mechanisms 66a to 66d can adjust the position adjustment of the substrate not only in the scribe direction (Y) but also in the perpendicular direction (X). For example, it is assumed that the substrate arrangement (20a to 20d) at the time of detecting the substrate position is shifted in the scribe XY axis direction with respect to a predetermined position as shown in FIG. The reference point reading cameras 63a and 63b, which detect the substrate position by the marks 64a and 64b or the substrate end portions 65a and 65b shown in FIG. 9, calculate the correction amount for the predetermined position by an attached arithmetic device, and based on this value, the position is determined. The adjustment mechanisms 66a to 66d can adjust the position of the substrate to a predetermined position by adjusting the position of the substrate in the scribe direction (Y) or the direction perpendicular thereto (X).
前記の位置調整機構６６ａ〜６６ｄは、装置の運転を継続する場合などに、例えばＬ字型の位置調整治具にスクライブ時に発生する粉塵等が付着することがある。また基板との接触を重ねることで、それらの位置調整治具が磨耗することもある。そのような場合、位置調整治具が基板の端部を精度良く挟み込むことができず、例えば図１３に示すように、所定位置に対して、スクライブ方向に対する平行または直角方向（ＸＹ平面方向)のずれが生じるような基板２０ａ〜２０ｄの配置となる場合がある。それらのＸＹ平面方向(Ｘ若しくはＹ軸方向を除く)のずれを改善する策として、図９と同様に、位置調整機構６６ａ〜６６ｄによるＸ若しくはＹ軸方向の位置調整に加え、例えば図１１に示すようなテーブル支持台６２上に設置した位置調整機構６６ｅに含まれる回転機構により、載置テーブル６１を回転させることで、ＸＹ平面方向(Ｘ若しくはＹ軸方向を除く)の位置調整を可能とすることができる。上記位置調整機構６６ｅは、Ｚ軸方向の位置調整を容易にするために、図１１に示すように回転機構の昇降軸を付設することがより好ましい。 The position adjusting mechanisms 66a to 66d may adhere dust generated during scribing to an L-shaped position adjusting jig, for example, when the operation of the apparatus is continued. In addition, when the contact with the substrate is repeated, the position adjusting jigs may be worn. In such a case, the position adjusting jig cannot pinch the end of the substrate with high accuracy. For example, as shown in FIG. 13, the position adjusting jig is parallel to or perpendicular to the scribe direction (XY plane direction) with respect to a predetermined position. There is a case where the substrates 20a to 20d are arranged so as to be displaced. As a measure for improving the deviation in the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction), in addition to the position adjustment in the X or Y axis direction by the position adjustment mechanisms 66a to 66d, as shown in FIG. By rotating the mounting table 61 by a rotation mechanism included in the position adjustment mechanism 66e installed on the table support table 62 as shown, it is possible to adjust the position in the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction). can do. The position adjusting mechanism 66e is more preferably provided with a lifting shaft of a rotating mechanism as shown in FIG. 11 in order to facilitate position adjustment in the Z-axis direction.
本発明において、前述したように、基板ごとのＸ若しくはＹ軸方向、ＸＹ平面方向(Ｘ若しくはＹ軸方向を除く)の位置調整は、基板ごとに同時に行なうことも可能である。 In the present invention, as described above, the position adjustment in the X or Y axis direction and the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction) for each substrate can be performed simultaneously for each substrate.
図６に示したガイドレール２２は、連続的にスクライブするために設置することが好ましく、スクライブ方向（Ｙ）に沿って設置することが好ましい。スクライブ工程における、加工手段あるいは基板の位置調整は、Ｘ，Ｙ若しくはＺ軸のいずれの方向においても精度が求められることから、ガイドレール２２の材質としては、高強度で変形せず、耐久性に優れた材質から選定することが好ましい。上記材質としては、例えば、無電解ニッケルメッキ処理、硬質クロムメッキ処理、フッ化クロム処理などの表面処理を施したＳＵＳ４４０Ｃに代表されるステンレス鋼や、あるいは黒色アルマイト処理などの表面処理を施したアルミニウムが例示できる。 The guide rail 22 shown in FIG. 6 is preferably installed for continuous scribing, and is preferably installed along the scribing direction (Y). In the scribing process, the position adjustment of the processing means or the substrate requires accuracy in any direction of the X, Y, or Z axis. Therefore, the material of the guide rail 22 is high strength and does not deform, and is durable. It is preferable to select from excellent materials. Examples of the material include stainless steel typified by SUS440C subjected to surface treatment such as electroless nickel plating, hard chrome plating, and chromium fluoride, or aluminum subjected to surface treatment such as black alumite treatment. Can be illustrated.
また一般的なガイドには、移動手段であるガイドレール２２に加え、移動手段の位置を検出する手段として、スケールが含まれていることがある。本発明の一形態である実施例においては、ガイドにはガイドレール２２、リニアスケール６７が含まれたリニアガイドを採用している。通常、リニアスケール６７の移動方向における、位置を検知可能な範囲は最大６ｍである。一装置内に配置する基板枚数を増加させ、一回あたりのスクライブする距離を増加させる場合、複数のリニアスケール６７をスクライブ方向（Ｙ）に繋ぎ合わせることが必要となる。しかしながら、それらの策では繋ぎ合わせ部にずれが生じるため、正確な位置を検出することができず、スクライブ線１５位置の精度の確保が困難となる傾向がある。そのため、図６で示すように、配置された複数枚の基板２０ａ〜２０ｄにおける各基板のスクライブ方向（Ｙ）の寸法の和と、各基板間の距離６０の和の合計が６ｍ以下となることが、精度制御の観点から、より好ましい。なお、本発明の実施例では、一辺１２００ｍｍ×１２００ｍｍの寸法を有する基板を２〜４枚用いたが、それらの各基板の寸法の和はスクライブ方向（Ｙ）の長さが６ｍ以下となっている。基板の枚数については特に限定されることはない。 A general guide may include a scale as a means for detecting the position of the moving means in addition to the guide rail 22 as a moving means. In an embodiment which is a form of the present invention, a linear guide including a guide rail 22 and a linear scale 67 is adopted as the guide. Normally, the range in which the position can be detected in the moving direction of the linear scale 67 is 6 m at maximum. In order to increase the number of substrates arranged in one apparatus and increase the scribe distance per time, it is necessary to connect a plurality of linear scales 67 in the scribe direction (Y). However, since these measures cause a shift in the joining portion, an accurate position cannot be detected, and it is difficult to ensure the accuracy of the scribe line 15 position. Therefore, as shown in FIG. 6, the sum of the sum of the dimensions in the scribe direction (Y) of each substrate in the plurality of substrates 20 a to 20 d arranged and the sum of the distances 60 between the substrates is 6 m or less. Is more preferable from the viewpoint of accuracy control. In the embodiment of the present invention, 2 to 4 substrates having dimensions of 1200 mm × 1200 mm on a side were used, but the sum of the dimensions of each substrate was 6 m or less in the scribe direction (Y). Yes. The number of substrates is not particularly limited.
次に、図１４を用いて加工手段の一態様について説明する。加工手段は、移動手段によりＡを始点としてＢ，Ｃを通過し、スクライブ方向（Ｙ）に端部基板位置Ｄまで順方向（Ｂ→Ｃ）に移動した後、スクライブ方向（Ｙ）に対して直角方向（Ｘ）にＥまで移動する。端部基板位置Ｄとは、配置された複数枚の基板の両端に位置する基板端辺上の点（加工区間ＢＣにおけるＣ）から、所定の距離、離れた位置を指す。なお、加工手段は、加工不良を防止するため、基板上の加工区間ＢＣを一定速度で移動しながら、スクライブすることが好ましい。区間ＡＢ、区間ＣＤは、前記加工手段が加工区間ＢＣを一定速度で移動するために要する、加減速区間を意味する。その後、前記順方向時と同様にして、加工手段が、前記順方向（Ｂ→Ｃ）とは逆方向（Ｅ→Ｆ）のスクライブ方向（Ｙ）に移動しながら、連続的に基板をスクライブする。これらの動作を繰り返すことで、複数枚の基板を連続的にスクライブ完了することができる。なお、本発明の実施例では、それぞれ透明導電層、光電変換層、裏面電極層のスクライブ工程において、１００本の溝を形成したが、それらのスクライブ本数に限定されることはない。また本発明においては、加工手段と移動手段が相対的に移動すれば良く、例えば上記のように加工手段が移動する機構ではなく、代わりに基板が移動する機構にすることも可能であり、さらには基板あるいは加工手段の両方が移動してもよい。なお、上記の移動速度に制限はなく適宜設定できる。 Next, an aspect of the processing means will be described with reference to FIG. The processing means passes through B and C starting from A by the moving means, moves in the forward direction (B → C) to the end substrate position D in the scribe direction (Y), and then moves in the scribe direction (Y). Move to E in the perpendicular direction (X). The end substrate position D refers to a position that is a predetermined distance away from points (C in the processing section BC) on the substrate edge located at both ends of the plurality of substrates arranged. The processing means preferably scribes while moving the processing section BC on the substrate at a constant speed in order to prevent processing defects. Sections AB and CD mean acceleration / deceleration sections required for the processing means to move in the processing section BC at a constant speed. Thereafter, in the same way as in the forward direction, the processing means continuously scribes the substrate while moving in the scribe direction (Y) opposite to the forward direction (B → C) (E → F). . By repeating these operations, it is possible to continuously scribe a plurality of substrates. In the examples of the present invention, 100 grooves were formed in the scribing process of the transparent conductive layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer, respectively, but the number of scribes is not limited thereto. In the present invention, the processing means and the moving means need only move relatively. For example, instead of the mechanism for moving the processing means as described above, it is possible to use a mechanism for moving the substrate instead. Both the substrate and the processing means may move. The moving speed is not limited and can be set as appropriate.
前記加工手段は、図６に示すレーザービーム１４を照射可能な機構を具備することが好ましい。なお、この際の加工手段としては、本発明の実施例においては光学的手段の代表であるレーザービームを用いて、レーザースクライブを実施したが、それらに限定されるものではない。本発明における加工手段２１として、図１５に示すニードル１５０を具備する機構や、図１６に示すホイール１６０を具備する機構が代表とされるような機械的手段を用いれば、メカニカルスクライブを実施することも可能である。 The processing means preferably includes a mechanism capable of irradiating the laser beam 14 shown in FIG. In this embodiment, laser scribing is performed using a laser beam that is representative of optical means in the embodiments of the present invention. However, the processing means is not limited thereto. If mechanical means such as a mechanism having the needle 150 shown in FIG. 15 or a mechanism having the wheel 160 shown in FIG. 16 is used as the processing means 21 in the present invention, mechanical scribing is performed. Is also possible.
以下、本発明の実施例を具体的に以下に説明する。本発明における実施例および比較例の一覧を表１に示す。なお、下記に示した比較例１、実施例２、実施例３は、実施例１の方法および手順に従い、それぞれの実施例、比較例における指定の条件のみを変更し、実施したものである。 Examples of the present invention will be specifically described below. Table 1 shows a list of examples and comparative examples in the present invention. In addition, Comparative Example 1, Example 2, and Example 3 shown below were carried out in accordance with the method and procedure of Example 1 while changing only the designated conditions in each Example and Comparative Example.
＜実施例１＞
図６に示すように、透明基板１０（一辺１２００ｍｍ×１２００ｍｍ）上に、酸化錫（ＳｎＯ2）を含む透明導電層１１が積層された複数枚の基板２０ａ〜２０ｄを、図示しないコンベヤにより装置内に搬入した。なお、スクライブ方向（Ｙ）は基板２０の一辺の方向（１２００ｍｍ）とした。また装置内に配置する複数枚の基板は、各基板間の距離６０を２００ｍｍとし、スクライブ方向に、基板面が略平行となるように、配置した。
<Example 1>
As shown in FIG. 6, a plurality of substrates 20 a to 20 d in which a transparent conductive layer 11 containing tin oxide (SnO 2 ) is laminated on a transparent substrate 10 (one side of 1200 mm × 1200 mm) are placed in the apparatus by a conveyor (not shown). It was carried in. The scribing direction (Y) was set to the direction of one side (1200 mm) of the substrate 20. The plurality of substrates arranged in the apparatus were arranged such that the distance 60 between the substrates was 200 mm and the substrate surfaces were substantially parallel to the scribe direction.
続いて、基板が装置内に搬入完了したことを確認した後、Ｌ字型の位置調整治具を具備した、図１１に示す位置調整機構６６ａ，６６ｂがＺ軸方向に上昇した。その後、同様にＺ軸方向に上昇した、位置調整機構６６ｃ，６６ｄが、基板２０を挟み込むようにしてスクライブ方向（Ｙ）に移動することで、基板２０を押し、スクライブ方向（Ｙ）の位置調整を行なった。次に位置調整機構６６ａ〜６６ｄがスクライブ直角方向（Ｘ）に、基板２０を挟み込むようにして移動することで、基板を押し、スクライブ直角方向（Ｘ）の位置調整を行なった。 Subsequently, after confirming that the substrate was completely loaded into the apparatus, the position adjusting mechanisms 66a and 66b shown in FIG. 11 equipped with the L-shaped position adjusting jig were raised in the Z-axis direction. Thereafter, the position adjustment mechanisms 66c and 66d that are similarly raised in the Z-axis direction move in the scribe direction (Y) so as to sandwich the substrate 20, thereby pushing the substrate 20 and adjusting the position in the scribe direction (Y). Was done. Next, the position adjusting mechanisms 66a to 66d moved so as to sandwich the substrate 20 in the scribe perpendicular direction (X), thereby pressing the substrate and adjusting the position in the scribe perpendicular direction (X).
続いて、位置を調整するための基準点となる基板端部６５ａ，６５ｂを、それぞれ基準点読取りカメラ６３ａ，６３ｂで読取った。その後、基準点読取りカメラ６３ａ，６３ｂに搭載された図示しない演算装置により、所定位置に対する補正量を算出し、当該算出値に応じ、基板を挟み込んだ状態のまま、位置調整機構６６ａ〜６６ｄがスクライブ方向（Ｙ）およびその直角方向（Ｘ）に移動することで、基板位置の微調整を行なった。この際、基板端部６５ａ，６５ｂの読取り時に、ＸＹ平面方向（Ｘ若しくはＹ軸方向を除く）に基板の位置がずれている場合には、位置調整機構６６ａ〜６６ｄによるＸ若しくはＹ軸方向の移動に加え、図１１に示した位置調整機構６６ｅに含まれる回転機構により、載置テーブル６１を回転させることで、ＸＹ平面方向（Ｘ若しくはＹ軸方向を除く）の基板位置の微調整を実施した。なお、各基板の基板端部６５の読取り前後の位置調整は、同時に行なうようにした。 Subsequently, the substrate end portions 65a and 65b serving as reference points for adjusting the positions were read by the reference point reading cameras 63a and 63b, respectively. Thereafter, a correction amount for a predetermined position is calculated by an arithmetic device (not shown) mounted on the reference point reading cameras 63a and 63b, and the position adjustment mechanisms 66a to 66d are scribed in accordance with the calculated value while the substrate is sandwiched. The substrate position was finely adjusted by moving in the direction (Y) and its perpendicular direction (X). At this time, if the position of the substrate is shifted in the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction) at the time of reading the substrate end portions 65a and 65b, the position adjustment mechanisms 66a to 66d are used in the X or Y axis direction. In addition to the movement, fine adjustment of the substrate position in the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction) is performed by rotating the mounting table 61 by a rotation mechanism included in the position adjustment mechanism 66e shown in FIG. did. The position adjustment before and after reading the substrate end portion 65 of each substrate was performed at the same time.
基板の位置調整完了後、図１１に示した基板保持具２４がスクライブ方向（Ｙ）およびその直角方向（Ｘ）に移動し、Ｚ軸方向に移動することで基板２０を押さえ込み、基板を固定した。 After the substrate position adjustment is completed, the substrate holder 24 shown in FIG. 11 moves in the scribe direction (Y) and its perpendicular direction (X), and moves in the Z-axis direction to hold down the substrate 20 and fix the substrate. .
続いて図９に示した基板端部６５ａ，６５ｂを基準点として、スクライブ線位置の精度を確保するための位置調整の基準点となるマーク６４ａ，６４ｂを、レーザー光の照射によりスクライブ方向（Ｙ）に形成した。 Subsequently, using the substrate end portions 65a and 65b shown in FIG. 9 as reference points, marks 64a and 64b serving as reference points for position adjustment for ensuring the accuracy of the scribe line position are applied to the scribe direction (Y ).
続いてマーク６４の形成と同様に、基板端部６５を位置調整用の基準点として、透明導電層１１の溝形成を開始した。加工手段である加工ヘッド２１は、ビーム１４ａを透明導電層に照射し、図１４で示したＡを始点として、基板上の加工区間ＢＣを一定速度で移動しながら、スクライブすることで、図１に示した透明導電層１１を分割する溝１５ａを形成した。加工ヘッドはスクライブ方向（Ｙ）における端部基板位置Ｄまで順方向（Ａ→Ｄ）に移動した後、スクライブ方向（Ｙ）に対して直角方向（Ｘ）にＥまで移動した。その後、前記順方向とは逆方向（Ｅ→Ｆ）の、スクライブ方向（Ｙ）に移動しながら連続的にスクライブし、これらの動作を繰り返した。なお、この際のスクライブ条件としては、ビーム本数：４本、スクライブ本数：１００本、波長：ＩＲ(１０６４ｎｍ)、送り速度：１０００ｍｍ／ｓであった。 Subsequently, as in the formation of the mark 64, the groove formation of the transparent conductive layer 11 was started using the substrate end portion 65 as a reference point for position adjustment. The processing head 21, which is a processing means, irradiates the transparent conductive layer with the beam 14a and scribes while moving the processing section BC on the substrate at a constant speed starting from A shown in FIG. Grooves 15a for dividing the transparent conductive layer 11 shown in FIG. The processing head moved in the forward direction (A → D) to the end substrate position D in the scribe direction (Y), and then moved to E in the direction perpendicular to the scribe direction (Y) (X). Thereafter, the scribing was continuously performed while moving in the scribing direction (Y) opposite to the forward direction (E → F), and these operations were repeated. The scribing conditions at this time were: the number of beams: 4, the number of scribes: 100, the wavelength: IR (1064 nm), and the feed rate: 1000 mm / s.
続いて基板の位置調整を解除し、基板を搬出することで、透明導電層１１のレーザースクライブを完了した。 Subsequently, the position adjustment of the substrate was released, and the substrate was unloaded to complete laser scribing of the transparent conductive layer 11.
続いて所定の方法にて、シリコン（Ｓｉ）を有する光電変換層１２を積層した後、透明導電層のスクライブの際と同様にして、図６に示した複数枚の基板２０ａ〜２０ｄを装置内に取り入れた。次に基板の搬入完了を確認した後、透明導電層のスクライブと同様に、図９に示した位置調整機構６６ａ〜６６ｄによる、基板２０のスクライブ方向（Ｙ）およびスクライブ直角方向（Ｘ）の位置調整を行なった。 Subsequently, after laminating the photoelectric conversion layer 12 having silicon (Si) by a predetermined method, the plurality of substrates 20a to 20d shown in FIG. Incorporated. Next, after confirming the completion of the substrate loading, the positions of the substrate 20 in the scribe direction (Y) and the scribe perpendicular direction (X) by the position adjusting mechanisms 66a to 66d shown in FIG. Adjustments were made.
続いて、透明導電層のスクライブ工程にて形成された位置調整用のマーク６４ａ，６４ｂを、位置検知手段である基準点読取りカメラ６３ａ，６３ｂで読取った。次に透明導電層のスクライブの際と同様に、図示しない演算装置により、所定位置に対する補正量を算出し、算出値に応じ、基板２０を挟み込んだ状態のまま、位置調整機構６６ａ〜６６ｄがスクライブ方向（Ｙ）およびその直角方向（Ｘ）に移動することで、基板位置の微調整を行った。この際、透明導電層のスクライブ工程と同様に、基板２０がＸＹ平面方向（Ｘ若しくはＹ軸方向を除く）にずれがある場合には、回転機構を含む位置調整機構６６ｅにより、ＸＹ平面方向（Ｘ若しくはＹ軸方向を除く）の基板位置の微調整を行った。位置調整の完了後、透明導電層のスクライブと同様に、複数の基板における光電変換層の溝形成を開始した。なお、この際の複数枚の基板２０ａ〜２０ｄは、透明導電層のスクライブと同様、各基板間の距離６０を２００ｍｍ間隔で配置した。またビーム本数：４本、スクライブ本数：１００本、波長：ＳＨＧ(５３２ｎｍ)、送り速度：８００ｍｍ／ｓのスクライブ条件で、光電変換層を除去し、図１に示した光電変換層を分割する溝１５ｂを形成した。 Subsequently, the position adjustment marks 64a and 64b formed in the scribing process of the transparent conductive layer were read by the reference point reading cameras 63a and 63b which are position detecting means. Next, as in the case of scribing the transparent conductive layer, a correction amount for a predetermined position is calculated by an arithmetic device (not shown), and the position adjustment mechanisms 66a to 66d are scribed while the substrate 20 is sandwiched according to the calculated value. The substrate position was finely adjusted by moving in the direction (Y) and the perpendicular direction (X). At this time, similarly to the scribing process of the transparent conductive layer, when the substrate 20 is displaced in the XY plane direction (excluding the X or Y axis direction), the position adjustment mechanism 66e including the rotation mechanism causes the XY plane direction ( Fine adjustment of the substrate position (excluding the X or Y axis direction) was performed. After the position adjustment was completed, groove formation of the photoelectric conversion layers in the plurality of substrates was started in the same manner as the scribing of the transparent conductive layer. In addition, the plurality of substrates 20a to 20d at this time were arranged with a distance 60 between the substrates at intervals of 200 mm, similarly to the scribing of the transparent conductive layer. The number of beams: 4, the number of scribes: 100, the wavelength: SHG (532 nm), the feed rate: 800 mm / s The groove for dividing the photoelectric conversion layer shown in FIG. 15b was formed.
続いて基板の位置調整を解除し、基板を搬出することで、光電変換層のレーザースクライブを完了した。 Subsequently, the position adjustment of the substrate was released, and the substrate was unloaded to complete laser scribing of the photoelectric conversion layer.
続いて所定の方法にて、銀（Ａｇ）を成分に有する金属材料から構成される材料を裏面電極層１３として積層した後、光電変換層のスクライブと同様に、図６に示すように、複数枚の基板２０ａ〜２０ｄを装置内に取り入れ、マーク読取り前の基板の位置調整、マーク読取り、マーク読取り後の基板位置の微調整の順で実施した後、裏面電極層の溝形成を開始した。この際の複数枚の基板は各基板間の距離ａを２００ｍｍとし、ビーム本数：４本、スクライブ本数：１００本、波長：ＳＨＧ(５３２ｎｍ)、送り速度：８００ｍｍ／ｓのスクライブ条件で、光電変換層および裏面電極層を除去し、図１に示した裏面電極層を分割する溝１５ｃを形成した。 Subsequently, after a material composed of a metal material containing silver (Ag) as a component is stacked as a back electrode layer 13 by a predetermined method, a plurality of layers are formed as shown in FIG. The substrates 20a to 20d were taken into the apparatus, and after performing the positional adjustment of the substrate before the mark reading, the mark reading, and the fine adjustment of the substrate position after the mark reading, groove formation of the back electrode layer was started. In this case, the plurality of substrates are photoelectrically converted under a scribing condition in which the distance a between the substrates is 200 mm, the number of beams: 4, the number of scribes: 100, the wavelength: SHG (532 nm), and the feed rate: 800 mm / s. The layer and the back electrode layer were removed, and the groove 15c for dividing the back electrode layer shown in FIG. 1 was formed.
続いて基板の位置調整を解除し、基板を搬出することで、裏面電極層のレーザースクライブを完了した。 Subsequently, the position adjustment of the substrate was released, and the substrate was unloaded to complete laser scribing of the back electrode layer.
また上記、薄膜光電変換モジュールの製造方法における、透明導電層、光電変換層、裏面電極層をスクライブする工程において、各一台ずつで実施し、それらを一系列と定義した。さらに各装置において、基板の搬入開始から搬出完了までに要する時間をタクトと定義し、各レーザースクライブ工程のタクトの和を一系列に要するタクトと定義した。 Moreover, in the process of scribing a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, and a back surface electrode layer in the manufacturing method of the above thin film photoelectric conversion module, each one was implemented, and these were defined as one series. Furthermore, in each apparatus, the time required from the start of loading of the substrate to the completion of unloading was defined as a tact, and the sum of the tacts of each laser scribing process was defined as a tact required for one series.
さらに本発明による、上記の各レーザースクライブ工程において、装置内に配置する基板枚数をそれぞれ２、３、４枚とした。基板枚数を５枚以上にすると、装置内に配置する、複数枚の基板の寸法の和と各基板間の距離の和の合計が６ｍ以上となり、リニアスケール６８の繋ぎ合わせによる、スクライブ線位置の精度を確保できなくなることから、本発明においては実施しなかった。 Further, in each of the laser scribing steps according to the present invention, the number of substrates arranged in the apparatus was set to 2, 3, and 4, respectively. When the number of substrates is 5 or more, the sum of the dimensions of the plurality of substrates arranged in the apparatus and the sum of the distances between the substrates becomes 6 m or more. Since accuracy could not be ensured, the present invention was not carried out.
その結果、スクライブに要したタクトは、表２に示すように一系列あたり、基板枚数が２枚の際は４５９[秒]、３枚の際は６０９[秒]、４枚の際は７５９[秒]であった。 As a result, as shown in Table 2, the tact time required for scribing is 459 [seconds] when the number of substrates is two, 609 [seconds] when the number of substrates is 3, and 759 [seconds when the number of substrates is four. Second].
＜比較例１＞
実施例１の手順、方法に従い、透明導電層、光電変換層、裏面電極層の順序にて、比較例１のスクライブを実施した。なお、本比較例では、指定の条件とした装置内に取り入れる基板枚数のみを変更し、図２に示すように装置内に一枚ずつ基板を配置して、それぞれ透明導電層、光電変換層、裏面電極層のレーザースクライブを実施した。
<Comparative Example 1>
According to the procedure and method of Example 1, the scribing of Comparative Example 1 was performed in the order of the transparent conductive layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer. In this comparative example, only the number of substrates to be taken into the apparatus under the specified conditions is changed, and the substrates are arranged one by one in the apparatus as shown in FIG. 2, respectively, and a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, Laser scribing of the back electrode layer was performed.
実施例１と同一枚数の基板のスクライブを試みた際、スクライブに要したタクトは、表２に示すように一系列あたり、基板枚数が２枚の際は６１８秒、３枚の際は９２７秒、４枚の際は１２３６秒であった。 When trying to scribe the same number of substrates as in Example 1, the tact time required for scribing is 618 seconds when the number of substrates is 2, as shown in Table 2, and 927 seconds when the number of substrates is 3, It was 1236 seconds for 4 sheets.
このように実施例１は、従来技術である比較例１と比較し、飛躍的にタクト短縮を実現したことがわかる。本発明におけるタクト短縮は図１７に示す通り、基準点（マーク６４、基板端部６５）の読取り、基準点の読取り前後の基板の位置調整を、同時に行なう特徴を有することによる。また一回のスクライブで、複数枚の基板を連続的に加工したため、加工ヘッド２１の移動における、基板一枚あたりの加減速時間、次スクライブ位置への移動時間を削減することで、タクト短縮を可能としたものである。 Thus, it can be seen that Example 1 achieved a dramatic reduction in tact compared with Comparative Example 1 which is the prior art. As shown in FIG. 17, tact shortening in the present invention is due to the fact that the reading of the reference point (mark 64, substrate end portion 65) and the position adjustment of the substrate before and after the reading of the reference point are performed simultaneously. In addition, since a plurality of substrates are continuously processed by one scribing, tact shortening is achieved by reducing the acceleration / deceleration time per substrate and the movement time to the next scribe position in the movement of the processing head 21. It is possible.
また生産効率の観点においても、比較例１では、処理枚数の増加に伴い、装置台数を増加させる必要があるが、本発明によれば、比較例１の装置に対してガイドレール２２の延長、基準点読取りカメラ６３等の設置で対応可能となり、高価な装置の導入を抑制できることから、コストの観点も含めて大幅に生産効率の向上を図ることができる。併せて基板処理枚数を増加させた際に、比較例１のように、装置台数を増加させる必要がないため、部品点数を削減することができ、メンテナンス周期の増加、メンテナンス時間の短縮も見込める利点もある。 Also, from the viewpoint of production efficiency, in Comparative Example 1, it is necessary to increase the number of apparatuses as the number of processed sheets increases. However, according to the present invention, the extension of the guide rail 22 to the apparatus of Comparative Example 1, Installation of the reference point reading camera 63 or the like can be used, and the introduction of expensive devices can be suppressed, so that the production efficiency can be greatly improved including the cost. In addition, when the number of substrates processed is increased, there is no need to increase the number of devices as in Comparative Example 1, so that the number of parts can be reduced, and the maintenance cycle and maintenance time can be shortened. There is also.
以上のように、本発明においては、基板の処理枚数が多ければ多いほど、タクト短縮または生産効率の向上の効果が大きくなることがわかる。 As described above, in the present invention, it can be seen that the greater the number of substrates processed, the greater the effect of shortening tact or improving production efficiency.
＜実施例２＞
実施例１の手順、方法に従い、透明導電層、光電変換層、裏面電極層の順序にて、実施例２のスクライブを実施した。本実施例では、指定の条件とした基板の位置調整方法における調整順序のみを変更し、実施例１−（３）と同一となるように、装置内に基板を４枚配置し、それぞれ透明電極層、光電変換層、裏面電極層のレーザースクライブを実施した。位置調整順序に関し、基準点（マーク６４、基板端部６５）の読取り前の基板の位置調整は、装置内に搬入された基板の順序に従い、配置された前基板の位置調整を完了した後、次基板の位置調整を行なうようにした。続いて、基準点の読取り、基準点読取り前後の基板の位置調整も同様に、前基板の動作完了の確認後、次基板の動作を行なうようにして、それぞれ基準点の読取り、位置調整を基板ごとに別々の時間で実施するようにした。
<Example 2>
According to the procedure and method of Example 1, scribing of Example 2 was performed in the order of the transparent conductive layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer. In this embodiment, only the adjustment order in the substrate position adjustment method under specified conditions is changed, and four substrates are arranged in the apparatus so as to be the same as in Embodiment 1- (3). Laser scribing of the layer, photoelectric conversion layer, and back electrode layer was performed. Regarding the position adjustment order, the position adjustment of the substrate before the reading of the reference point (mark 64, substrate end portion 65) is performed after the position adjustment of the placed previous substrate is completed according to the order of the substrates carried into the apparatus. The position of the next substrate was adjusted. Subsequently, reading the reference point and adjusting the position of the substrate before and after reading the reference point are performed in the same manner, after confirming the completion of the operation of the previous substrate, the operation of the next substrate is performed to read the reference point and adjust the position, respectively. Each time it was done at a different time.
その結果、実施例１−（３）と同様に、４枚の基板のスクライブを試みた際、スクライブに要したタクトは、表２に示すように一系列あたり８９７秒であった。 As a result, as in Example 1- (3), when scribing four substrates was attempted, the tact time required for scribing was 897 seconds per line as shown in Table 2.
以上のように、本発明においては、実施例１に示す通り、基板ごとの位置調整を同時にすることでタクト短縮の効果がより大きくなるが、従来の比較例１−（３）よりは大幅にタクトを短縮できることがわかる。 As described above, in the present invention, as shown in the first embodiment, the effect of shortening the tact time is further increased by simultaneously adjusting the position of each substrate. It can be seen that the tact can be shortened.
＜実施例３＞
実施例１の手順、方法に従い、透明導電層、光電変換層、裏面電極層の順序にて、実施例３のスクライブを実施した。本実施例では、指定の条件とした、基板の位置調整方法における、位置検知手段について検知する位置調整用のマーク６４の数および位置のみを変更し、実施例１−（３）と同一となるように、装置内に基板を４枚配置し、それぞれ透明電極層、光電変換層、裏面電極層のレーザースクライブを実施した。図８に示す通り、透明導電層のスクライブの際、各基板には位置調整の基準点となるマーク６４を、スクライブ方向（Ｙ）とその直角方向（Ｘ）に合計３箇所（６４ａ〜６４ｃ）設置した。マークの読取りは、まず位置検知手段である基準位置読取りカメラ６３ａ,６３ｂが、それぞれマーク６４ａ,６４ｂを読取り、その後、カメラ６３ａを図示しない回転機構により回転させ、マーク６４ｃを読み取った。
<Example 3>
According to the procedure and method of Example 1, scribing of Example 3 was performed in the order of the transparent conductive layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer. In the present embodiment, only the number and position of the position adjustment marks 64 detected by the position detection means in the substrate position adjustment method, which are designated conditions, are changed, and this is the same as the embodiment 1- (3). As described above, four substrates were placed in the apparatus, and laser scribing was performed on the transparent electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the back electrode layer, respectively. As shown in FIG. 8, at the time of scribing the transparent conductive layer, marks 64 that serve as reference points for position adjustment are placed on each substrate in a total of three locations (64a to 64c) in the scribe direction (Y) and its perpendicular direction (X). installed. First, the reference position reading cameras 63a and 63b serving as position detecting means read the marks 64a and 64b, respectively, and then the camera 63a was rotated by a rotating mechanism (not shown) to read the mark 64c.
その結果、実施例１と同様に、４枚の基板のスクライブを試みた際、スクライブに要するタクトは表２に示すように、一系列あたり７７９秒を要したがスクライブ精度はより向上していた。 As a result, as in Example 1, when trying to scribe four substrates, the tact required for the scribe took 779 seconds per line as shown in Table 2, but the scribe accuracy was further improved. .
結果を表２に示す。 The results are shown in Table 2.
以上のように、本発明においては、タクト短縮の観点では、実施例１に示す通り、各基板に設置するマークの数が複数であり、少なければ少ないほど、タクト短縮の観点では、効果が大きくなることがわかる。 As described above, in the present invention, from the viewpoint of tact shortening, as shown in the first embodiment, the number of marks to be installed on each substrate is plural, and the smaller the number, the greater the effect in terms of tact shortening. I understand that
このようにして、本発明では薄膜光電変換モジュールの製造方法に関し、スクライブに要する時間を短縮することが可能となった。また生産効率の向上を図ることができた。 In this way, the present invention relates to a method for manufacturing a thin film photoelectric conversion module, and the time required for scribing can be shortened. In addition, the production efficiency could be improved.
１０：透明基板
１１：透明導電層
１２：光電変換層
１３：裏面電極層
１４：溝を形成するためのレーザービーム
１４ａ：透明導電層を分割する溝を形成するためのレーザービーム
１４ｂ：光電変換層を分割する溝を形成するためのレーザービーム
１４ｃ：裏面電極層を分割する溝を形成するためのレーザービーム
１５：形成された溝（スクライブ線）
１５ａ：形成された透明導電層を分割する溝（スクライブ線）
１５ｂ：形成された光電変換層を分割する溝（スクライブ線）
１５ｃ：形成された裏面電極層を分割する溝（スクライブ線）
１６：形成されたセル
２０：基板
２０ａ：基板Ａ
２０ｂ：基板Ｂ
２０ｃ：基板Ｃ
２０ｄ：基板Ｄ
２１：加工ヘッド
２２：ガイドレール
２３：ガントリ
２４：基板保持具
２５：レーザー発振器
２６：スクライブ方向（Ｙ）の移動を表す矢印
２７：スクライブ直角方向（Ｘ)の移動を表す矢印
３０：パルス状に照射されたビームで加工された跡
６０：各基板間の距離
６１：載置テーブル
６２：テーブル支持台
６３：基準点読取りカメラ
６３ａ:基準点読取りカメラ１
６３ｂ:基準点読取りカメラ２
６４：マーク
６４ａ:マーク１
６４ｂ:マーク２
６４ｃ：マーク３
６５：基板端部
６５ａ：基板端部１
６５ｂ：基板端部２
６５ｃ：基板端部３
６６ｄ：基板端部４
６６：位置調整機構
６６ａ：位置調整機構１
６６ｂ：位置調整機構２
６６ｃ：位置調整機構３
６６ｄ：位置調整機構４
６６ｅ：位置調整機構５
６７：リニアスケール
７０：基板端辺の中点
７０ａ：基板端部１と基板端部３の中点
７０ｂ：基板端部２と基板端部４の中点
１５０：ニードル
１６０：ホイール
10: Transparent substrate 11: Transparent conductive layer 12: Photoelectric conversion layer 13: Back electrode layer 14: Laser beam 14a for forming grooves: Laser beam 14b for forming grooves for dividing the transparent conductive layer: Photoelectric conversion layer A laser beam 14c for forming a groove for dividing the back electrode layer: a laser beam 15 for forming a groove for dividing the back electrode layer: a formed groove (scribe line)
15a: groove (scribe line) for dividing the formed transparent conductive layer
15b: groove (scribe line) for dividing the formed photoelectric conversion layer
15c: groove (scribe line) for dividing the formed back electrode layer
16: formed cell 20: substrate 20a: substrate A
20b: Substrate B
20c: Substrate C
20d: Substrate D
21: Processing head 22: Guide rail 23: Gantry 24: Substrate holder 25: Laser oscillator 26: Arrow representing movement in the scribe direction (Y) 27: Arrow representing movement in the scribe direction (X) 30: Pulse shape Trace 60 processed with irradiated beam: Distance between substrates 61: Mounting table 62: Table support base 63: Reference point reading camera 63a: Reference point reading camera 1
63b: Reference point reading camera 2
64: Mark 64a: Mark 1
64b: Mark 2
64c: Mark 3
65: Substrate end 65a: Substrate end 1
65b: Board edge 2
65c: Board edge 3
66d: substrate edge 4
66: Position adjustment mechanism 66a: Position adjustment mechanism 1
66b: Position adjustment mechanism 2
66c: Position adjustment mechanism 3
66d: Position adjustment mechanism 4
66e: Position adjustment mechanism 5
67: linear scale 70: midpoint 70a of substrate edge side: midpoint 70b of substrate edge 1 and substrate edge 3 150b: midpoint 150 of substrate edge 2 and substrate edge 4 150: needle 160: wheel
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