JP2012000640A - Laser processing device and laser processing method - Google Patents
Laser processing device and laser processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012000640A JP2012000640A JP2010137928A JP2010137928A JP2012000640A JP 2012000640 A JP2012000640 A JP 2012000640A JP 2010137928 A JP2010137928 A JP 2010137928A JP 2010137928 A JP2010137928 A JP 2010137928A JP 2012000640 A JP2012000640 A JP 2012000640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- substrate
- scanning
- laser beam
- laser light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関し、特に、レーザ光を用いて基板から薄膜を剥離する場合に用いて好適なレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly, to a laser processing apparatus and a laser processing method suitable for use in peeling a thin film from a substrate using laser light.
薄膜太陽電池パネルは、例えば、1.1m×1.4mの1枚のガラス基板上に製膜し、電極加工、膜面のフィルム保護などを行った後、パネルの周囲をアルミフレームで保持して完成となる。そのため、薄膜太陽電池パネルを長期間使用していると、保護フィルムを貫通して、アルミフレームと膜面がショートする恐れがある。そこで、電気絶縁性を高めるために、薄膜太陽電池パネルのエッジ部周辺の薄膜を剥離するエッジデリーションが行われる。 For example, a thin film solar cell panel is formed on a glass substrate of 1.1 m × 1.4 m, and after electrode processing, film protection of the film surface, etc., the periphery of the panel is held with an aluminum frame. It will be completed. Therefore, when the thin-film solar battery panel is used for a long time, there is a possibility that the protective film is penetrated and the aluminum frame and the film surface are short-circuited. Therefore, edge deletion is performed to peel the thin film around the edge portion of the thin film solar cell panel in order to enhance the electrical insulation.
従来のエッジデリーションは、サンドブラストを用いたり、砥石を用いたりして行われていた。しかし、これらの方法では、加工後の表面が粗くなり、保護フィルムの密着性が低下し、保護フィルムとパネルの間に雨水が浸入するなどの問題が発生する恐れがある。そこで、近年、ガラス基板を削り取ることなく、膜面だけを剥離することが可能なレーザを用いたエッジデリーション加工が注目されている。 Conventional edge deletion has been performed using sandblasting or a grindstone. However, in these methods, the surface after processing becomes rough, the adhesion of the protective film is lowered, and problems such as rainwater entering between the protective film and the panel may occur. Therefore, in recent years, edge deletion processing using a laser that can peel only the film surface without scraping off the glass substrate has attracted attention.
図1は、レーザ加工により薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションを行う場合のレーザ光の走査方法の例を示している。この走査方法は、例えば、特許文献1などに示されている。この走査方法では、範囲21内を副走査方向(y軸方向)にジグザグにレーザ光を走査しながら、全体として主走査方向(x軸方向)にレーザ光を走査することにより、薄膜太陽電池パネル11の辺11Aの周囲の斜線で示される領域11B内の薄膜を除去する。
FIG. 1 shows an example of a laser beam scanning method when edge deletion of a thin-film solar battery panel is performed by laser processing. This scanning method is disclosed in, for example,
図2は、図1のようにレーザ光を走査した場合に、薄膜太陽電池パネル11にレーザ光が照射される位置(以下、光スポットと称する)の例を示している。なお、図2では、各光スポットを矩形の枠で示している。この図に示されるように、隣接する光スポットを重ねる面積が大きくなり、その結果、加工時間が長くなってしまう。
FIG. 2 shows an example of a position (hereinafter referred to as a light spot) where the thin film
そこで、図3に示されるように、光スポットを格子状に走査することにより、光スポットの重なりを小さくすることが考えられる。この場合、光スポットを、まず矢印51aの方向(副走査方向)に1列分走査し、矢印51bの方向(主走査方向)に1列分進め、次の列において矢印51cの方向、すなわち1列目と逆方向に走査し、矢印51dの方向(主走査方向)に1列分進めるといった走査が繰り返される。
Therefore, as shown in FIG. 3, it is conceivable to reduce the overlap of the light spots by scanning the light spots in a lattice pattern. In this case, the light spot is first scanned by one column in the direction of the
ここで、図4を参照して、x軸方向およびy軸方向にレーザ光を走査する2つのガルバノメータスキャナを用いて、図3に示されるように光スポットを走査する場合について説明する。なお、図4の矢印61a乃至61dは、ガルバノメータスキャナによりレーザ光を走査する方向を示している。また、以下、薄膜太陽電池パネル11の位置が固定され、薄膜太陽電池パネル11に対してレーザ光を出射する光学系ヘッド(不図示)が、図3の矢印52の方向、すなわちx軸の正の方向に等速で搬送されるものとする。
Here, with reference to FIG. 4, the case where a light spot is scanned as shown in FIG. 3 using two galvanometer scanners that scan laser light in the x-axis direction and the y-axis direction will be described. Note that arrows 61a to 61d in FIG. 4 indicate directions in which laser light is scanned by the galvanometer scanner. Further, hereinafter, the position of the thin film
まず、光スポットを図3の矢印51aの方向に走査するために、レーザ光は、矢印61aの方向(x軸の負の方向かつy軸の正の方向)に走査される。すなわち、光スポットをy軸方向に走査するために、光学系ヘッドの搬送方向に対して斜め後ろ方向にレーザ光が走査される。なお、このときのレーザ光のy軸方向の走査距離Lyは、図3の範囲21のy軸方向の幅とほぼ一致し、x軸方向の走査距離Lxは、光スポットを1列分走査する間に、光学系ヘッドがx軸方向に移動する距離とほぼ一致する。
First, in order to scan the light spot in the direction of the
次に、光スポットを図3の矢印51bの方向に走査するために、レーザ光は、矢印61bの方向(x軸の正の方向)に走査される。このときのレーザ光のx軸方向の走査距離は、距離Lxとほぼ一致する。
Next, in order to scan the light spot in the direction of the
次に、光スポットを図3の矢印51cの方向に走査するために、レーザ光は、矢印61cの方向(x軸の負の方向かつy軸の負の方向)に走査される。すなわち、矢印61aの走査方向と比べて、x軸方向の走査方向が同じで、y軸方向の走査方向が逆になる。
Next, in order to scan the light spot in the direction of the
次に、光スポットを図3の矢印51dの方向に走査するために、レーザ光が矢印61dの方向(x軸の正の方向)に走査される。このときのレーザ光のx軸方向の走査距離は、距離Lxとほぼ一致する。
Next, in order to scan the light spot in the direction of the
その後、レーザ光は、矢印61aの方向、矢印61bの方向、矢印61cの方向、矢印61dの方向の順に繰返し走査される。
Thereafter, the laser beam is repeatedly scanned in the order of the
図5は、図4を参照して上述したようにレーザ光を走査した場合の光スポットの位置の例をより詳細に示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing in more detail an example of the position of the light spot when the laser beam is scanned as described above with reference to FIG.
図4の矢印61aの方向および矢印61cの方向にレーザ光を走査する場合、x軸方向およびy軸方向の両方のガルバノメータスキャナを駆動する必要がある。従って、両方のガルバノメータスキャナとも、スキャン用の回転軸を支持するベアリングの可動部に動摩擦力が働いた状態となる。一般的に動摩擦係数の方が静摩擦係数よりも小さくなるため、ガルバノメータスキャナを駆動し回転軸が回転しているときの方が、ガルバノメータスキャナを駆動せずに回転軸が回転していないときよりも、振動などの外乱の影響を受けやすい。従って、矢印61aの方向および矢印61cの方向にレーザ光を走査しているとき、振動などの外乱によりレーザ光の振動が静定せずに、レーザ光が蛇行しやすくなる。その結果、図5の範囲71a乃至71d内の斜線部のように、レーザ光(光スポット)が照射されず、薄膜が剥離されずに残る領域が発生する。
When scanning laser light in the direction of the
また、レーザ光の走査方向を矢印61aの方向から矢印61bの方向を経て矢印61cの方向に切替えるときに、イナーシャによりガルバノメータスキャナの応答に遅れが生じる。その結果、図3の範囲21の端部において、図5の範囲71e内に示されるように、光スポットの位置が揃わず、薄膜が剥離されずに残った部分が櫛歯状になる。その結果、薄膜太陽電池パネル11を長期間使用する場合に、櫛歯上に加工された部分から膜面が劣化したり、剥がれたりするリスクが大きくなる。
Further, when the scanning direction of the laser beam is switched from the direction of the
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間の増大を抑制しつつ、加工品質を向上させるようにしたものである。 This invention is made | formed in view of such a condition, and it is made to improve processing quality, suppressing the increase in the processing time of the edge deletion of a thin film solar cell panel.
本発明の一側面のレーザ加工装置は、レーザ光を用いて基板から薄膜を剥離するレーザ加工装置において、第1の方向の所定の範囲内および前記第1の方向と直交する第2の方向の所定の範囲内において前記レーザ光を前記基板上で走査する走査手段を含む加工部と、前記加工部と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記加工部と前記基板の間の相対位置を少なくとも前記第1の方向に移動させる移動手段とを備え、前記レーザ光のビーム径より幅が広く、前記第1の方向に延びる直線状の第1の領域内の薄膜を前記基板から剥離する場合、前記移動手段により前記加工部と前記基板の間の相対位置を前記第1の方向に移動させながら、前記走査手段により前記基板に対して前記加工部が進む進行方向に前記レーザ光を走査し、前記第1の領域内において前記レーザ光の照射位置を前記進行方向に走査する。 A laser processing apparatus according to one aspect of the present invention is a laser processing apparatus that peels a thin film from a substrate using a laser beam, in a predetermined range in a first direction and in a second direction orthogonal to the first direction. A processing unit including a scanning unit that scans the laser beam on the substrate within a predetermined range; and at least one of the processing unit and the substrate is moved, and a relative position between the processing unit and the substrate is at least the A moving means for moving in a first direction, and when peeling a thin film in a linear first region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the first direction from the substrate, While moving the relative position between the processing unit and the substrate in the first direction by the moving unit, the scanning unit scans the laser beam in the advancing direction of the processing unit with respect to the substrate, First The irradiation position of the laser beam scans in the traveling direction in the area.
本発明の一側面のレーザ加工装置においては、レーザ光のビーム径より幅が広く、第1の方向に延びる直線状の第1の領域内の薄膜を基板から剥離する場合、加工部と基板の間の相対位置が第1の方向に移動されながら、基板に対して加工部が進む進行方向にレーザ光が走査され、第1の領域内においてレーザ光の照射位置が進行方向に走査される。 In the laser processing apparatus according to one aspect of the present invention, when the thin film in the linear first region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the first direction is peeled from the substrate, the processing unit and the substrate The laser beam is scanned in the advancing direction in which the processed portion advances with respect to the substrate while the relative position between them is moved in the first direction, and the irradiation position of the laser beam is scanned in the advancing direction within the first region.
従って、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間の増大を抑制しつつ、加工品質を向上させることができる。 Therefore, processing quality can be improved while suppressing an increase in processing time for edge deletion of the thin-film solar cell panel.
この走査手段は、例えば、ガルバノメータスキャナにより構成される。この移動手段は、例えば、リニアモータ、リフタ、アクチュエータなどにより構成される。 This scanning means is constituted by, for example, a galvanometer scanner. This moving means is comprised by a linear motor, a lifter, an actuator, etc., for example.
前記進行方向に前記レーザ光を走査した後、さらに、前記走査手段により、前記第2の方向に前記レーザ光をシフトし、前記進行方向と逆方向に前記レーザ光を走査して、前記進行方向に前記レーザ光を走査したときの前記レーザ光の照射位置と前記第2の方向に隣接する位置において、前記進行方向と逆方向に前記レーザ光の照射位置を走査するようにすることができる。 After the laser beam is scanned in the traveling direction, the scanning unit further shifts the laser beam in the second direction and scans the laser beam in a direction opposite to the traveling direction, thereby moving the traveling direction. The laser light irradiation position can be scanned in a direction opposite to the traveling direction at a position adjacent to the laser light irradiation position when the laser light is scanned in the second direction.
これにより、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間をより短縮することができる。 Thereby, the processing time of the edge deletion of a thin film solar cell panel can be shortened more.
前記走査手段により、前記第1の領域の前記第1の方向の所定の範囲毎に、前記レーザ光の照射位置を前記第2の方向にシフトしながら、前記進行方向または前記進行方向と逆方向に交互に走査し、前記進行方向の順に各範囲の薄膜を剥離するようにすることができる。 While the irradiation position of the laser beam is shifted in the second direction for each predetermined range in the first direction of the first region by the scanning unit, the traveling direction or the direction opposite to the traveling direction The thin films in each range can be peeled in order of the traveling direction.
これにより、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間をより短縮することができる。 Thereby, the processing time of the edge deletion of a thin film solar cell panel can be shortened more.
前記レーザ光のビーム径より幅が広く、前記第2の方向に延びる直線状の第2の領域内の薄膜を前記基板から剥離する場合、前記移動手段により前記加工部と前記基板の間の相対位置を前記第2の方向に移動させながら、前記走査手段により前記基板に対して前記加工部が進む進行方向に前記レーザ光を走査し、前記第2の領域内において前記レーザ光の照射位置を前記進行方向に走査するようにすることができる。 When the thin film in the linear second region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the second direction is peeled off from the substrate, the moving means causes the relative between the processed portion and the substrate. While moving the position in the second direction, the scanning unit scans the laser beam in the traveling direction in which the processing unit advances with respect to the substrate, and sets the irradiation position of the laser beam in the second region. It is possible to scan in the traveling direction.
これにより、第1および第2の両方向の加工が可能になる。 Thereby, processing in both the first and second directions becomes possible.
基板に入射するレーザ光の断面を矩形とすることができる。 The cross section of the laser light incident on the substrate can be rectangular.
これにより、隣接する光スポットを重ねる面積を小さくすることができ、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間をより短縮することができる。 Thereby, the area which overlaps an adjacent light spot can be made small, and the processing time of the edge deletion of a thin film solar cell panel can be shortened more.
この走査手段は、レーザ光を第1の方向に走査する第1のガルバノメータスキャナと、レーザ光を第2の方向に走査する第2のガルバノメータスキャナとを備えるようにすることができる。 The scanning unit may include a first galvanometer scanner that scans laser light in a first direction and a second galvanometer scanner that scans laser light in a second direction.
これにより、レーザ光の走査を精度良く高速に行うことができる。 Thereby, the scanning of the laser beam can be performed accurately and at high speed.
レーザ光を発振するレーザ発振手段をさらに設けることができる。 Laser oscillation means for oscillating the laser beam can be further provided.
本発明の一側面のレーザ加工方法は、基板上において第1の方向および前記第1の方向と直交する第2の方向に前記レーザ光を走査する走査手段を含む加工部を備えるレーザ加工装置が、前記レーザ光のビーム径より幅が広く、前記第1の方向に延びる直線状の領域内の薄膜を前記基板から剥離する場合、前記移動手段により前記加工部と前記基板の間の相対位置を前記第1の方向に移動させながら、前記走査手段により前記基板に対して前記加工部が進む進行方向に前記レーザ光を走査し、前記領域内において前記レーザ光の照射位置を前記進行方向に走査する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus including a processing unit including a scanning unit that scans the laser light in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction on a substrate. When the thin film in the linear region that is wider than the beam diameter of the laser beam and extends in the first direction is peeled from the substrate, the relative position between the processed portion and the substrate is set by the moving means. While moving in the first direction, the scanning unit scans the laser beam in the traveling direction in which the processing unit advances with respect to the substrate, and scans the irradiation position of the laser beam in the traveling direction in the region. To do.
本発明の一側面のレーザ加工方法においては、レーザ光のビーム径より幅が広く、第1の方向に延びる直線状の領域内の薄膜を基板から剥離する場合、加工部と基板の間の相対位置が第1の方向に移動されながら、基板に対して加工部が進む進行方向にレーザ光が走査され、領域内においてレーザ光の照射位置が進行方向に走査される。 In the laser processing method according to one aspect of the present invention, when the thin film in the linear region that is wider than the beam diameter of the laser beam and extends in the first direction is peeled off from the substrate, the relative relationship between the processed portion and the substrate is reduced. While the position is moved in the first direction, the laser beam is scanned in the advancing direction in which the processing portion advances with respect to the substrate, and the irradiation position of the laser beam is scanned in the advancing direction within the region.
従って、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間の増大を抑制しつつ、加工品質を向上させることができる。 Therefore, processing quality can be improved while suppressing an increase in processing time for edge deletion of the thin-film solar cell panel.
この走査手段は、例えば、ガルバノメータスキャナにより構成される。 This scanning means is constituted by, for example, a galvanometer scanner.
本発明の一側面によれば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションを行うことができる。特に、本発明の一側面によれば、薄膜太陽電池パネルのエッジデリーションの加工時間の増大を抑制しつつ、加工品質を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, edge deletion of a thin film solar cell panel can be performed. In particular, according to one aspect of the present invention, it is possible to improve processing quality while suppressing an increase in processing time for edge deletion of a thin-film solar cell panel.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1.
<1.実施の形態>
図6乃至図12を参照して、本発明の一実施の形態としてのレーザ加工装置101の構成例について説明する。レーザ加工装置101は、薄膜太陽電池パネル102のエッジデリーションを行うための装置である。
<1. Embodiment>
A configuration example of the
[レーザ加工装置の外観の構成例]
図6は、レーザ加工装置101の外観の構成例を示す斜視図である。レーザ加工装置101は、レーザ発振器111、角形光ファイバ112、光学部113、ガントリクレーン114、ステージ115、および、台座116により構成される。レーザ発振器111と光学部113は、角形光ファイバ112を介して接続されている。光学部113は、ガントリクレーン114の前面に設けられている。ガントリクレーン114は、ステージ115の上面に設けられている。台座116は、ステージ115の上面のほぼ中央に設けられている。
[External configuration example of laser processing equipment]
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the external appearance of the
なお、以下、ステージ115の幅方向をx軸方向とし、かつ、左から右に向かう方向を正の方向とする。また、ステージ115の奥行き方向をy軸方向とし、かつ、後ろから前に向かう方向を正の方向とする。さらに、ステージ115の高さ方向をz軸方向とし、かつ、下から上に向かう方向を正の方向とする。
Hereinafter, the width direction of the
レーザ発振器111から出射されたレーザ光は、角形光ファイバ112を通って光学部113に入射する。光学部113は、台座116の上に載置されている薄膜太陽電池パネル102にレーザ光を照射するとともに、薄膜太陽電池パネル102上でレーザ光を走査する。
Laser light emitted from the
また、光学部113は、ガントリクレーン114の前面に設けられているリニアモータ121によりx軸方向に平行移動することが可能である。さらに、ガントリクレーン114は、ステージ115の上面の左右の辺に沿って設けられているリニアモータ122a,122bにより、y軸方向に平行移動することが可能である。そして、光学部113およびガントリクレーン114を移動させることにより、薄膜太陽電池パネル102へのレーザ光の照射位置をx軸方向およびy軸方向に移動させることができる。
The
また、ステージ115の上面には、y軸方向に延びる搬送ベルト123a,123bが台座116を挟んで左右に設けられており、搬送ベルト123a,123bにより、薄膜太陽電池パネル102がy軸方向に搬送される。
Further, on the upper surface of the
[レーザ加工装置の回路の構成例]
図7は、レーザ加工装置101の回路の構成例を示すブロック図である。レーザ加工装置101のレーザ発振器111は、パルス発生器151、レーザ発振器152、アッテネータ(ATT)153、コリメータレンズ154、および、レンズ155を含むように構成される。レーザ加工装置101の光学部113は、ビームエキスパンダ171、ガルバノメータスキャナ172a,172b、および、fθレンズ173を含むように構成される。
[Example of circuit configuration of laser processing equipment]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a circuit of the
パルス発生器151は、所定の周波数のパルス信号(以下、出射指令信号と称する)を生成し、生成した出射指令信号を、レーザ発振器152に供給する。
The
レーザ発振器152は、例えば、レーザダイオード(以下、LDと称する)を励起光源に用い、Nd:YAGをレーザ媒体に用いたマルチモードのQ−SWレーザ発振器により構成される。レーザ発振器152は、パルス発生器151から供給される出射指令信号に同期して、基本波(波長が1064nm)の横モードがマルチモードのパルス状のレーザ光を出射する。レーザ発振器152から出射されたレーザ光は、アッテネータ153により減衰され、コリメータレンズ154によりコリメートされ、レンズ155に入射する。レンズ155は、レーザ光を集光し、角形光ファイバ112に導入する。
The
なお、アッテネータ153の減衰量は可変であり、任意の値に設定することが可能である。
Note that the attenuation amount of the
角形光ファイバ112は、マルチモードの光ファイバにより構成される。また、図8は、角形光ファイバ112の端面(入射面または出射面)を示しているが、このように、角形光ファイバ112の入射口または出射口112Aの断面は矩形となっている。従って、角形光ファイバ112を通過したレーザ光は、その断面が矩形に成形されて角形光ファイバ112から出射される。
The rectangular
また、上述したように、レーザ発振器152から出射されるレーザ光は、マルチモードのレーザパルスであり、角形光ファイバ112に導入される前の各レーザパルスの断面の光の強度分布は、図9の左側に示されるように、いくつかのピークを有する。そして、マルチモードのレーザパルスは干渉性(コヒーレンシ)が低いため、角形光ファイバ112内で多重反射されてから出射される各レーザパルスの断面の光の強度分布は、図9の右側に示されるように、干渉縞がなく、ピークがほぼフラットになる。すなわち、角形光ファイバ112の出射端面での各レーザパルスの断面の光の強度は、その中心からの距離に関わらずほぼ均一となる。なお、断面の光の強度が均一なレーザパルスは、例えば、パルスが照射された部分の加工ムラ等を少なくすることができ、エッジデリーションに適している。
Further, as described above, the laser light emitted from the
このようにして、レーザ加工装置101では、ホモジナイザ等の高価で光パワーの損失が大きな装置を用いることなく、マルチモードのレーザパルスを角形光ファイバ112を通過させるだけの簡単な構成で、エッジデリーションに適した断面の光の強度が均一なレーザパルスを効率よく得ることができる。
In this manner, the
図7に戻り、角形光ファイバ112から出射されたレーザ光は、光学部113に入射する。光学部113に入射したレーザ光は、ビームエキスパンダ171により、矩形のままビーム径が広げられるとともに、平行光束となる。ビームエキスパンダ171から出射されたレーザ光は、ガルバノメータスキャナ172a,172bによりfθレンズ173の方向に反射され、fθレンズ173を介して薄膜太陽電池パネル102に入射し、薄膜太陽電池パネル102の加工面において結像する。
Returning to FIG. 7, the laser light emitted from the rectangular
[ガルバノメータスキャナの構成例]
ここで、図10および図11を参照して、ガルバノメータスキャナ172a,172bの構成例について説明する。
[Example configuration of galvanometer scanner]
Here, a configuration example of the
図10に示されるように、ガルバノメータスキャナ172aは、ガルバノメータ181a、回転軸182a、および、ミラー183aにより構成される。ビームエキスパンダ171から出射されたレーザ光は、ミラー183aに入射し、ミラー183aによりガルバノメータスキャナ172bの方向に反射される。ミラー183aは、ガルバノメータ181aの制御の基に回転軸182aを中心に回転し、レーザ光の入射角度を変化させることができる。そして、ミラー183aへのレーザ光の入射角度を変化させ、レーザ光の反射方向を変化させることにより、レーザ光が薄膜太陽電池パネル102上でx軸方向に走査される。
As shown in FIG. 10, the
ガルバノメータスキャナ172bは、ガルバノメータスキャナ172aと同様の構成を有しており、ガルバノメータ181b、回転軸182b、および、ミラー183bにより構成される。ガルバノメータスキャナ172aのミラー183aにより反射されたレーザ光は、ミラー183bに入射し、ミラー183bによりfθレンズ173の方向に反射される。ミラー183bは、ガルバノメータ181bの制御の基に回転軸182bを中心に回転し、レーザ光の入射角度を変化させることができる。そして、ミラー183bへのレーザ光の入射角度を変化させ、レーザ光の反射方向を変化させることにより、レーザ光が薄膜太陽電池パネル102上でy軸方向に走査される。
The
図11は、ガルバノメータ181aの構成例を示している。ガルバノメータ181aは、可動コイル201、つるまきバネ202、および、永久磁石203N,203Sにより構成される。
FIG. 11 shows a configuration example of the
可動コイル201は、回転軸182aに軸支されるとともに、永久磁石203Nと永久磁石203Sの間に生じる磁界の中に置かれている。また、回転軸182aは、つるまきバネ202に接続されるとともに、一端に図示せぬミラー183aが取付けられ、他の一端が図示せぬベアリングにより支持されている。
The movable coil 201 is supported by the
磁界中の可動コイル201に電流を流すと、可動コイル201は、回転軸182aを中心に、つるまきバネ202が回転軸182aを引っ張る方向と逆方向に回転する。そして、可動コイル201が回転する力とつるまきバネ202が回転軸182aを引っ張る力が等しくなったとき、回転軸182aの回転が停止する。このようにして、ミラー183aの角度を、可動コイル201に流れる電流の大きさに応じた角度に設定し、ミラー183aによるレーザ光の反射方向を変化させることができる。従って、可動コイル201に流す電流を制御することにより、ミラー183aによるレーザ光の反射方向を制御し、レーザ光を走査することができる。
When a current is passed through the movable coil 201 in the magnetic field, the movable coil 201 rotates about the
ところで、可動コイル201に流れる電流が一定の場合、回転軸182aは回転しないため、回転軸182aを支持するベアリングの可動部には静摩擦力が働く。一方、可動コイル201に流れる電流を変化させると、回転軸182aが回転し、回転軸182aを支持するベアリングの可動部には動摩擦力が働く。上述したように一般的に動摩擦係数の方が静摩擦係数よりも小さくなるため、回転軸182aが回転していないときより、回転軸182aが回転しているときの方が、振動などの外乱の影響を回転軸182aが受けやすくなる。すなわち、ミラー183aを固定しているときより、ミラー183aを回転軸182a回りに回転させているときの方が、外乱によるミラー183aのブレが発生しやすくなる。なお、この外乱は、例えば、リニアモータ122a,122bによるガントリクレーン114の駆動時の振動などにより発生する。
By the way, when the electric current which flows into the movable coil 201 is constant, since the
なお、ガルバノメータスキャナ172bのガルバノメータ181bも、ガルバノメータ181aと同様の構成を有しており、その説明は繰返しになるので省略する。
Note that the
このように、ガルバノメータスキャナ172aのミラー183aが回転軸182aを中心に回転し、ガルバノメータスキャナ172bのミラー183bが回転軸182bを中心に回転することにより、レーザ光のfθレンズ173への入射位置および入射角が変化する。そして、fθレンズ173への入射角および入射位置の変化に応じて、薄膜太陽電池パネル102の加工面におけるレーザ光の結像位置が水平方向に移動する。すなわち、ガルバノメータスキャナ172a,172bにより、レーザ光の薄膜太陽電池パネル102への照射位置が走査される。
As described above, the
図7に戻り、薄膜太陽電池パネル102は、シングル型の薄膜太陽電池パネルであり、図内上から、ガラス製の透明基板102A、ITO、SnO2、ZnOなどのTCOからなる透明電極層102B、a−Siからなる半導体層102C、Ag電極からなる裏面電極層102Dの順に積層されている。そして、レーザ光により透明電極層102B乃至裏面電極層102Dが除去される。
Returning to FIG. 7, the thin-film
[レーザ加工装置101の制御部の構成例]
図12は、レーザ加工装置101の動作を制御する制御部251の構成例を示すブロック図である。制御部251は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサが、所定の制御プログラムを実行することにより実現される。制御部251は、出力制御部261、駆動制御部262、および、走査制御部263を含むように構成される。
[Configuration Example of Control Unit of Laser Processing Apparatus 101]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of the
出力制御部261は、レーザ発振器111を制御し、レーザ発振器111から出射されるレーザ光の強度、出射タイミング等を制御する。
The
駆動制御部262は、リニアモータ121を駆動して、光学部113のx軸方向の位置を制御する。また、駆動制御部262は、リニアモータ122a,122bを駆動して、ガントリクレーン114のy軸方向の位置を制御することにより、光学部113のy軸方向の位置を制御する。さらに、駆動制御部262は、搬送ベルト123a,123bを駆動して、薄膜太陽電池パネル102のy軸方向の位置を制御する。
The
走査制御部263は、ガルバノメータスキャナ172a,172bを駆動して、レーザ光の走査を制御する。
The
なお、出力制御部261、駆動制御部262、および、走査制御部263は、互いの動作状態等の情報を共有する。
Note that the
[レーザ加工処理]
次に、図13のフローチャートを参照して、レーザ加工装置101により実行されるレーザ加工処理について説明する。
[Laser processing]
Next, the laser processing performed by the
ステップS1において、駆動制御部262は、薄膜太陽電池パネル102が挿入されたか否かを判定する。例えば、駆動制御部262は、ステージ115上に設けられている図示せぬセンサからの情報に基づいて、搬送ベルト123a,123bの上に薄膜太陽電池パネル102が設置されたか否かを検出する。駆動制御部262は、搬送ベルト123a,123bの上に薄膜太陽電池パネル102が設置されていない場合、薄膜太陽電池パネル102が挿入されていないと判定し、搬送ベルト123a,123bの上に薄膜太陽電池パネル102が設置された場合、薄膜太陽電池パネル102が挿入されたと判定する。この判定処理は、薄膜太陽電池パネル102が挿入されたと判定されるまで繰り返され、薄膜太陽電池パネル102が挿入されたと判定された場合、処理はステップS2に進む。
In step S1, the
ステップS2において、レーザ加工装置101は、薄膜太陽電池パネル102の引き込みを開始する。すなわち、駆動制御部262は、搬送ベルト123a,123bを駆動して、薄膜太陽電池パネル102のy軸の負の方向への搬送を開始する。
In step S <b> 2, the
ステップS3において、駆動制御部262は、薄膜太陽電池パネル102が台座116の位置まで引き込まれたか否かを判定する。例えば、駆動制御部262は、ステージ115上に設けられている図示せぬセンサからの情報に基づいて、薄膜太陽電池パネル102が台座116の位置まで引き込まれたか否かを判定する。この判定処理は、薄膜太陽電池パネル102が台座116の位置まで引き込まれたと判定されるまで繰り返され、薄膜太陽電池パネル102が台座116の位置まで引き込まれたと判定された場合、処理はステップS4に進む。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、レーザ加工装置101は、薄膜太陽電池パネル102を台座116に設置する。すなわち、駆動制御部262は、搬送ベルト123a,123bの駆動を停止し、例えば図示せぬリフタなどを制御して、薄膜太陽電池パネル102を台座116の上に設置する。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、レーザ加工装置101は、エッジデリーション処理を行う。なお、エッジデリーション処理の詳細については、図14を参照して後述する。
In step S5, the
ステップS6において、レーザ加工装置101は、薄膜太陽電池パネル102の引き出しを開始する。すなわち、駆動制御部262は、例えば図示せぬリフタなどを制御して、薄膜太陽電池パネル102を搬送ベルト123a,123bの上に設置し、搬送ベルト123a,123bを駆動して、薄膜太陽電池パネル102のy軸の正の方向への搬送を開始する。
In step S <b> 6, the
ステップS7において、駆動制御部262は、薄膜太陽電池パネル102の引き出しが完了したか否かを判定する。例えば、駆動制御部262は、ステージ115上に設けられている図示せぬセンサからの情報に基づいて、薄膜太陽電池パネル102の引き出しが完了したか否かを判定する。この判定処理は、薄膜太陽電池パネル102の引き出しが完了したと判定されるまで繰り返され、薄膜太陽電池パネル102の引き出しが完了したと判定された場合、レーザ加工処理は終了する。
In step S <b> 7, the
[エッジデリーション処理の詳細]
次に、図14のフローチャートを参照して、図13のステップS5のエッジデリーション処理の詳細について説明する。
[Details of edge deletion processing]
Next, the details of the edge deletion process in step S5 in FIG. 13 will be described with reference to the flowchart in FIG.
ステップS51において、駆動制御部262は、次に加工する辺の開始位置にレーザ光の照射位置を移動する。
In step S51, the
図15は、薄膜太陽電池パネル102に対してエッジデリーションを行う場合の加工順序の例を示している。この例では、矢印305a,矢印305b,矢印305c,矢印305dの順番でエッジデリーションが行われる。
FIG. 15 shows an example of the processing order when edge deletion is performed on the thin-film
すなわち、薄膜太陽電池パネル102の辺301aの周辺の範囲302aにレーザ光が照射され、範囲302a内の斜線で示される、レーザ光のビーム径より幅が広い直線状の領域303aの薄膜が剥離される。次に、薄膜太陽電池パネル102の辺301bの周辺の範囲302bにレーザ光が照射され、範囲302b内の斜線で示される、レーザ光のビーム径より幅が広い直線状の領域303bの薄膜が剥離される。次に、薄膜太陽電池パネル102の辺301cの周辺の範囲302cにレーザ光が照射され、範囲302c内の斜線で示される、レーザ光のビーム径より幅が広い直線状の領域303cの薄膜が剥離される。そして、最後に、薄膜太陽電池パネル102の辺301dの周辺の範囲302dにレーザ光が照射され、範囲302d内の斜線で示される、レーザ光のビーム径より幅が広い直線状の領域303dの薄膜が剥離される。
That is, the
また、領域303aのエッジデリーションを行うとき、範囲302aの左下隅の開始位置304aからレーザ光の照射が開始される。また、領域303bのエッジデリーションを行うとき、範囲302bの左上隅の開始位置304bからレーザ光の照射が開始される。さらに、領域303cのエッジデリーションを行うとき、範囲302cの右上隅の開始位置304cからレーザ光の照射が開始される。また、領域303dのエッジデリーションを行うとき、範囲302dの右下隅の開始位置304dからレーザ光の照射が開始される。
When performing edge deletion of the
従って、本実施形態の場合、まず辺301aが加工対象となるため、駆動制御部262は、リニアモータ121、および、リニアモータ122a,122bを駆動して、光学部113から出射されるレーザ光が、開始位置304aに照射される位置まで、光学部113およびガントリクレーン114を移動させる。
Therefore, in the present embodiment, since the
ステップS52において、駆動制御部262は、加工する辺に沿って、光学部113の移動を開始させる。いまの場合、駆動制御部262は、リニアモータ121を駆動して、光学部113のx軸の正の方向への移動を開始させる。これにより、最初に加工される辺301aに沿った矢印305aの方向(領域303aの長手方向)への光学部113の移動が開始する。
In step S52, the
なお、以下、薄膜太陽電池パネル102に対して光学部113が移動する方向を主走査方向と称する。また、以下、薄膜太陽電池パネル102上で主走査方向に垂直な方向を副走査方向と称する。従って、領域303aのエッジデリーションを行う場合、主走査方向はx軸の正の方向となり、副走査方向はy軸方向となる。さらに、以下、主走査方向を行方向とも称し、副走査方向を列方向とも称する。
Hereinafter, a direction in which the
ステップS53において、レーザ発振器111は、出力制御部261の制御の基に、レーザ光の出力を開始する。これにより、薄膜太陽電池パネル102へのレーザ光の照射が開始される。
In step S <b> 53, the
ステップS54において、走査制御部263は、レーザ光の走査を開始する。
In step S54, the
ここで、図16および図17を参照して、レーザ光の走査方法の詳細について説明する。図16は、範囲302a内における光スポットの位置および走査方向を示している。また、図17は、図16に示されるように光スポットを走査する場合の、レーザ光の走査方向を示している。
Here, with reference to FIG. 16 and FIG. 17, the detail of the scanning method of a laser beam is demonstrated. FIG. 16 shows the position of the light spot and the scanning direction within the
上述したように、レーザ光の照射は、開始位置304aから開始される。そして、走査制御部263は、ガルバノメータスキャナ172aを駆動して、図17の矢印331aの方向(x軸の正の方向)、すなわち主走査方向にレーザ光を走査する。このときの走査距離は、例えば、ガルバノメータスキャナ172aがx軸方向にレーザ光を走査できる最大距離付近に設定される。これにより、光スポットは、図16の矢印311aの方向、すなわち主走査方向に走査される。なお、このとき、x軸方向に隣接する光スポットの端部が一部重なるように、レーザ光が照射される。
As described above, the laser beam irradiation is started from the
次に、走査制御部263は、ガルバノメータスキャナ172bを駆動して、図17の矢印331bの方向(y軸の負の方向)、すなわち副走査方向に、矢印311aの方向にレーザ光を走査した行の隣の行までレーザ光を走査する。これにより、光スポットの位置が、y軸の負の方向に1行分シフトする。なお、このとき、光学部113がx軸の正の方向に移動しているので、光スポットは、矢印311bで示されるように、x軸の正の方向かつy軸の負の方向の斜め方向に走査される。また、矢印311aの方向に走査された1行目の光スポットの端部と、次に矢印311cの方向に走査される2行目の光スポットの端部が一部重なるように、2行目の光スポットの位置が設定される。
Next, the
次に、走査制御部263は、ガルバノメータスキャナ172aを駆動して、図17の矢印331cの方向(x軸の負の方向)、すなわち主走査方向と逆方向にレーザ光を走査する。このときの走査距離は、矢印331aの方向にレーザ光を走査したときとほぼ同じ距離に設定される。これにより、光スポットは、1行目の光スポットの位置と隣接する位置において、図16の矢印311cの方向、すなわち主走査方向と逆方向に走査される。なお、このとき、x軸方向に隣接する光スポットの端部が一部重なるように、レーザ光が照射される。
Next, the
次に、走査制御部263は、ガルバノメータスキャナ172bを駆動して、図17の矢印331dの方向(y軸の負の方向)、すなわち副走査方向に、矢印311cの方向にレーザ光を走査した行の隣の行までレーザ光を走査する。これにより、光スポットが、図16の矢印311bとほぼ同じ矢印311dの方向に走査され、光スポットの位置が、y軸の負の方向に1行分シフトする。また、矢印311cの方向に走査された2行目の光スポットの端部と、次に矢印311eの方向に走査される3行目の光スポットの端部が一部重なるように、3行目の光スポットの位置が設定される。
Next, the
その後、図17の矢印331e,矢印331f,・・・,矢印331kの順にレーザ光が走査される。すなわち、レーザ光を主走査方向に走査した後、隣の行まで副走査方向にシフトし、主走査方向と逆方向に走査した後、隣の行まで副走査方向にシフトする処理が繰り返される。これにより、図16の矢印311e,矢印311f,・・・,矢印311kの順に、光スポットが走査される。すなわち、光スポットは、副走査方向に1行ずつシフトされながら、主走査方向または主走査方向と逆方向に1行毎に交互に走査される。
Thereafter, the laser beam is scanned in the order of
そして、走査制御部263は、矢印331kの方向へのレーザ光の走査が終了した後、ガルバノメータスキャナ172bを駆動して、矢印331lの方向(y軸の正の方向)、すなわち副走査方向にレーザ光を走査し、光スポットのy軸方向の位置を、1行目の位置まで移動する。なお、このとき、光学部113がx軸の正の方向に移動しているので、光スポットは、矢印311lで示されるように、x軸の正の方向かつy軸の正の方向の斜め方向に走査される。また、走査制御部263は、矢印311lの方向への走査が完了したときの光スポットの位置が、矢印311aの方向に走査した光スポットの末端の位置とほぼ一致するように、レーザ光の走査速度を制御する。
Then, after the scanning of the laser beam in the direction of the
なお、以下、矢印331a,331b,・・・,331lの順番にレーザ光を1回走査することにより、薄膜が剥離される領域を加工ブロックと称する。
Hereinafter, the region where the thin film is peeled by scanning the laser beam once in the order of
その後、同様に、図17の矢印331a,331b,・・・,331lの順番にレーザ光が走査され、図16の矢印312a,312b,・・・,312lの順番に光スポットが走査される。また、同様の走査が、領域303aの薄膜の剥離が完了するまで繰り返される。これにより、領域303aの薄膜の剥離が完了するまで、各加工ブロックにおいて、光スポットが、副走査方向に1行ずつシフトされながら、主走査方向または主走査方向と逆方向に1行毎に交互に走査され、主走査方向の順に各加工ブロック内の薄膜が剥離される。
Thereafter, similarly, laser beams are scanned in the order of
ところで、レーザ光を主走査方向および主走査方向と逆方向に走査するとき、ガルバノメータスキャナ172aが駆動され、ガルバノメータスキャナ172aのベアリングの可動部に動摩擦力が働く一方、ガルバノメータスキャナ172bは停止しており、ガルバノメータスキャナ172aのベアリングの可動部に静摩擦力が働いた状態となる。従って、ガルバノメータスキャナ172bの回転軸182bが振動などの外乱の影響を受けにくくなり、レーザ光のy軸方向の振動が静定される。その結果、光スポットの位置は、蛇行せずに、ほぼx軸方向に一直線になる。従って、領域303aの端部(薄膜を剥離する部分と剥離しない部分の境界)において、矩形の光スポットが主走査方向にほぼ一直線に走査されるので、領域303aの端部が凸凹にならずに、ほぼ一直線に揃う。また、領域303a内で、レーザ光が照射されず、薄膜が剥離されずに残る領域をなくすことができる。
By the way, when the laser beam is scanned in the main scanning direction and in the direction opposite to the main scanning direction, the
また、レーザ光の走査方向を、主走査方向(例えば、図17の矢印331aの方向)から主走査方向の逆方向(例えば、図17の矢印331cの方向)、または、主走査方向の逆方向(例えば、図17の矢印331cの方向)から主走査方向(例えば、図17の矢印331eの方向)に反転する場合、短時間の間にガルバノメータスキャナ172aおよびガルバノメータスキャナ172bの両方が駆動される。そのため、図5を参照して上述した現象と同じ原因により、反転部分で加工部が櫛歯状になる可能性がある。しかし、図16の範囲313内に示されるように、隣接する加工ブロックの端部を重ね合わせることにより、櫛歯上に残った薄膜がきれいに剥離され、この問題を解消することができる。
Further, the scanning direction of the laser light is changed from the main scanning direction (for example, the direction of
さらに、図3および図4を参照して上述した走査方法と同様に、隣接する光スポットを重ねる面積を小さくすることができる。さらに、レーザ光の断面(光スポット)を矩形にすることにより、円形や楕円形の場合と比較して、隣接する光スポットを重ねる面積をさらに小さくすることができる。その結果、加工時間を短縮することができる。 Furthermore, as in the scanning method described above with reference to FIGS. 3 and 4, the area where adjacent light spots overlap can be reduced. Furthermore, by making the cross section (light spot) of the laser light rectangular, the area over which the adjacent light spots overlap can be further reduced as compared with the case of a circle or ellipse. As a result, the processing time can be shortened.
図14に戻り、ステップS55において、走査制御部263は、加工中の辺の加工が終了したか否かを判定する。ステップS55の判定処理は、加工中の辺の加工が終了したと判定されるまで繰返し実行され、加工中の辺の加工が終了したと判定された場合、処理はステップS56に進む。
Returning to FIG. 14, in step S55, the
ステップS56において、レーザ発振器111は、出力制御部261の制御の基に、レーザ光の出力を停止する。これにより、薄膜太陽電池パネル102へのレーザ光の照射が停止される。
In step S <b> 56, the
ステップS57において、走査制御部263は、全ての辺の加工が終了したか否かを判定する。全ての辺の加工が終了していないと判定された場合、処理はステップS51に戻る。
In step S57, the
その後、ステップS57において、全ての辺の加工が終了したと判定されるまで、ステップS51乃至S57の処理が繰返し実行される。これにより、図16および図17を参照して上述した走査方法と同様の方法により、範囲302b、範囲302c、範囲302dの順にレーザ光が照射され、領域303b、領域303c、領域303dの順番に薄膜が剥離される。
Thereafter, the processes in steps S51 to S57 are repeatedly executed until it is determined in step S57 that all the sides have been processed. Accordingly, the laser beam is irradiated in the order of the
なお、主走査方向は、辺301bに対する加工を行う場合、矢印305bの方向(y軸の正の方向)となり、辺301cに対する加工を行う場合、矢印305cの方向(x軸の負の方向)となり、辺301dに対する加工を行う場合、矢印305dの方向(y軸の負の方向)となり、変化する。従って、主走査方向の変化に応じて、ガルバノメータスキャナ172a,172bを駆動する順番および走査方向が調整され、レーザ光の走査方向が調整される。
The main scanning direction is the direction of the
例えば、辺301bに対する加工を行う場合、図17の矢印331aの方向がy軸の正の方向となり、矢印331bの方向がx軸の正の方向となるように、レーザ光の走査方向が調整される。そして、図16の矢印311aの方向がy軸の正の方向となり、矢印311bの方向がx軸の正の方向になるように、領域302b内において、光スポットが走査される。また、辺301cに対する加工を行う場合、矢印331aの方向がx軸の負の方向となり、矢印331bの方向がy軸の正の方向となるように、レーザ光の走査方向が調整される。そして、図16の矢印311aの方向がx軸の負の方向となり、矢印311bの方向がy軸の正の方向になるように、領域302c内において、光スポットが走査される。さらに、辺301dに対する加工を行う場合、矢印331aの方向がy軸の負の方向となり、矢印331bの方向がx軸の負の方向となるように、レーザ光の走査方向が調整される。そして、図16の矢印311aの方向がy軸の負の方向となり、矢印311bの方向がx軸の負の方向になるように、領域302d内において、光スポットが走査される。
For example, when processing the
一方、ステップS57において、全ての辺の加工が終了したと判定された場合、エッジデリーション処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S57 that all the sides have been processed, the edge deletion process ends.
以上のようにして、薄膜太陽電池パネル102のエッジデリーションの加工時間の増大を抑制しつつ、加工品質を向上させることができる。
As described above, the processing quality can be improved while suppressing an increase in the processing time of the edge deletion of the thin-film
<2.変形例>
なお、以上の説明では、薄膜太陽電池パネル102のエッジデリーションを行う場合に、本発明を適用する例を示したが、他にも、例えば、レーザ光を用いて基板から薄膜を直線状に剥離する場合、換言すれば、レーザ光を用いて基板から矩形の領域の薄膜を剥離する場合にも、本発明を適用することが可能である。
<2. Modification>
In the above description, the example in which the present invention is applied in the case of performing edge deletion of the thin film
また、以上の説明では、薄膜太陽電池パネル102の位置を固定したまま、光学部113の位置を移動させることにより、薄膜太陽電池パネル102と光学部113の間の相対位置を移動させる例を示したが、光学部113の位置を固定したまま、薄膜太陽電池パネル102の位置を移動させたり、あるいは、両方を移動させたりして、薄膜太陽電池パネル102と光学部113の間の相対位置を移動させるようにしてもよい。
Moreover, in the above description, the example which moves the relative position between the thin film
さらに、以上の説明では、レーザ光の断面を矩形とする例を示したが、矩形以外の形状、例えば、円形や楕円形にしてもよい。 Furthermore, in the above description, the example in which the cross section of the laser light is rectangular has been shown, but a shape other than a rectangle, for example, a circle or an ellipse may be used.
また、以上の説明では、ガルバノメータスキャナ172a,172bによりレーザ光を走査する例を示したが、他の走査手段を用いてレーザ光を走査するようにしてもよい。
In the above description, the example in which the laser light is scanned by the
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
101 レーザ加工装置
102 薄膜太陽電池パネル
111 レーザ発振器
112 角形光ファイバ
113 光学部
114 ガントリクレーン
115 ステージ
116 台座
121 リニアモータ
122a,122b リニアモータ
123a,123b 搬送ベルト
171 ビームエキスパンダ
172a,172b ガルバノメータスキャナ
173 fθレンズ
181a,181b ガルバノメータ
182a,182b 回転軸
183a,183b ミラー
251 制御部
261 出力制御部
262 駆動制御部
263 走査制御部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1の方向の所定の範囲内および前記第1の方向と直交する第2の方向の所定の範囲内において前記レーザ光を前記基板上で走査する走査手段を含む加工部と、
前記加工部と前記基板のうち少なくとも一方を動かし、前記加工部と前記基板の間の相対位置を少なくとも前記第1の方向に移動させる移動手段と
を備え、
前記レーザ光のビーム径より幅が広く、前記第1の方向に延びる直線状の第1の領域内の薄膜を前記基板から剥離する場合、前記移動手段により前記加工部と前記基板の間の相対位置を前記第1の方向に移動させながら、前記走査手段により前記基板に対して前記加工部が進む進行方向に前記レーザ光を走査し、前記第1の領域内において前記レーザ光の照射位置を前記進行方向に走査する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus that peels a thin film from a substrate using laser light,
A processing unit including a scanning unit that scans the laser beam on the substrate in a predetermined range in a first direction and in a predetermined range in a second direction orthogonal to the first direction;
Moving means for moving at least one of the processed part and the substrate and moving a relative position between the processed part and the substrate in at least the first direction;
When the thin film in the linear first region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the first direction is peeled off from the substrate, the moving means may cause relative movement between the processed portion and the substrate. While moving the position in the first direction, the scanning unit scans the laser beam in the traveling direction in which the processing unit advances with respect to the substrate, and sets the irradiation position of the laser beam in the first region. Scanning in the traveling direction. A laser processing apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 After the laser beam is scanned in the traveling direction, the scanning unit further shifts the laser beam in the second direction and scans the laser beam in a direction opposite to the traveling direction, thereby moving the traveling direction. The laser light irradiation position is scanned in a direction opposite to the traveling direction at a position adjacent to the laser light irradiation position and the second direction when the laser light is scanned. The laser processing apparatus according to 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。 While the irradiation position of the laser beam is shifted in the second direction for each predetermined range in the first direction of the first region by the scanning unit, the traveling direction or the direction opposite to the traveling direction The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the thin film in each range is peeled in order of the traveling direction.
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 When the thin film in the linear second region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the second direction is peeled off from the substrate, the moving means causes the relative between the processed portion and the substrate. While moving the position in the second direction, the scanning unit scans the laser beam in the traveling direction in which the processing unit advances with respect to the substrate, and sets the irradiation position of the laser beam in the second region. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein scanning is performed in the traveling direction.
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a cross section of the laser light incident on the substrate is rectangular.
前記レーザ光を前記第1の方向に走査する第1のガルバノメータスキャナと、
前記レーザ光を前記第2の方向に走査する第2のガルバノメータスキャナと
を備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The scanning means includes
A first galvanometer scanner that scans the laser light in the first direction;
The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second galvanometer scanner that scans the laser light in the second direction.
さらに備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising laser oscillation means for oscillating the laser light.
前記レーザ光のビーム径より幅が広く、前記第1の方向に延びる直線状の領域内の薄膜を前記基板から剥離する場合、前記移動手段により前記加工部と前記基板の間の相対位置を前記第1の方向に移動させながら、前記走査手段により前記基板に対して前記加工部が進む進行方向に前記レーザ光を走査し、前記領域内において前記レーザ光の照射位置を前記進行方向に走査する
ことを特徴とするレーザ加工方法。 A laser processing apparatus comprising a processing unit including a scanning unit that scans the laser light in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction on a substrate.
When the thin film in the linear region that is wider than the beam diameter of the laser light and extends in the first direction is peeled off from the substrate, the moving unit sets the relative position between the processed portion and the substrate. While moving in the first direction, the scanning means scans the laser beam in the advancing direction in which the processed portion advances with respect to the substrate, and scans the irradiation position of the laser beam in the advancing direction in the region. The laser processing method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010137928A JP2012000640A (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Laser processing device and laser processing method |
PCT/JP2011/056234 WO2011158539A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-03-16 | Laser processing device and laser processing method |
KR1020137001161A KR20130079481A (en) | 2010-06-17 | 2011-03-16 | Laser processing device and laser processing method |
CN2011800396573A CN103068515A (en) | 2010-06-17 | 2011-03-16 | Laser processing device and laser processing method |
TW100120972A TW201208799A (en) | 2010-06-17 | 2011-06-16 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010137928A JP2012000640A (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Laser processing device and laser processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012000640A true JP2012000640A (en) | 2012-01-05 |
Family
ID=45347951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010137928A Pending JP2012000640A (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Laser processing device and laser processing method |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012000640A (en) |
KR (1) | KR20130079481A (en) |
CN (1) | CN103068515A (en) |
TW (1) | TW201208799A (en) |
WO (1) | WO2011158539A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018091931A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 澁谷工業株式会社 | Terahertz light generation device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102916081B (en) * | 2012-10-19 | 2015-07-08 | 张立国 | Edge deletion method for thin-film solar cells |
CN103084736A (en) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 中国重型机械研究院股份公司 | Laser edge cutting system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08229693A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-10 | Toshiba Corp | Laser beam irradiating equipment |
JP2001079680A (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser beam machining device and method therefor |
JP2004098116A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Mask transfer laser pattern machining method |
JP2004322106A (en) * | 2003-04-21 | 2004-11-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus |
JP2009119521A (en) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Miyachi Technos Corp | Laser welding method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2444037A (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-28 | Xsil Technology Ltd | Laser Machining |
JP2008212999A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser beam machining apparatus |
CN101452972B (en) * | 2007-11-30 | 2010-05-26 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | Amorphous silicon thin-film solar cell laser etching system and etching method |
-
2010
- 2010-06-17 JP JP2010137928A patent/JP2012000640A/en active Pending
-
2011
- 2011-03-16 KR KR1020137001161A patent/KR20130079481A/en not_active Application Discontinuation
- 2011-03-16 WO PCT/JP2011/056234 patent/WO2011158539A1/en active Application Filing
- 2011-03-16 CN CN2011800396573A patent/CN103068515A/en active Pending
- 2011-06-16 TW TW100120972A patent/TW201208799A/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08229693A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-10 | Toshiba Corp | Laser beam irradiating equipment |
JP2001079680A (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser beam machining device and method therefor |
JP2004098116A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Mask transfer laser pattern machining method |
JP2004322106A (en) * | 2003-04-21 | 2004-11-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus |
JP2009119521A (en) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Miyachi Technos Corp | Laser welding method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018091931A (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | 澁谷工業株式会社 | Terahertz light generation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201208799A (en) | 2012-03-01 |
CN103068515A (en) | 2013-04-24 |
WO2011158539A1 (en) | 2011-12-22 |
KR20130079481A (en) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10556293B2 (en) | Laser machining device and laser machining method | |
EP2394775B1 (en) | Workpiece cutting method | |
TWI595564B (en) | Laser annealing systems and methods with ultra-short dwell times | |
US10690908B2 (en) | Head device of three-dimensional modeling equipment having unidirectionally rotating polygon mirrors, scanning method for modeling plane using same, and three-dimensional modeling device using same | |
TW200941743A (en) | Partially transparent solar panel | |
CN102672355A (en) | Scribing method of LED (light-emitting diode) substrate | |
JP2005523583A5 (en) | ||
CN103567630A (en) | Laminated-substrate processing method and processing apparatus | |
WO2011158539A1 (en) | Laser processing device and laser processing method | |
TW201424902A (en) | Method for producing an optical display device and production system of an optical display device | |
JPH10258383A (en) | Linear laser beam optical system | |
JP2015189667A (en) | Method for laser machining strengthened glass | |
JP2011204912A (en) | Method for manufacturing laser anneal processed body, and laser annealing apparatus | |
CN110133842A (en) | A kind of galvanometer scanning device and system | |
TW201128795A (en) | Method and device for ablation of thin-films from a substrate | |
JP7351479B2 (en) | Laser surface treatment method | |
JP3604014B2 (en) | Laser processing apparatus and processing method | |
JP2013125855A (en) | Ceramic substrate, electronic device and electronic apparatus, manufacturing method of electronic device and manufacturing method of ceramic substrate | |
JP2013220981A (en) | Method for manufacturing optical panel for spatial focusing | |
JP4039306B2 (en) | 3D circuit pattern forming method, apparatus, and 3D circuit board manufactured using the same | |
JP2011067823A (en) | Laser processing method and laser processing device | |
JP2011121106A (en) | Laser patterning method and apparatus therefor | |
JP3715242B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
JPH01262520A (en) | Laser beam scanner | |
JP2002244059A (en) | Laser beam scanner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130312 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130425 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131008 |