JP2012000640A - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve processing quality while preventing the edge deletion processing time of a thin-film photovoltaic cell panel from increasing.SOLUTION: A process is repeated in which a light spot is made to scan a thin-film photovoltaic cell panel 102 in a main-scanning direction toward which an optical unit proceeds, is then moved to the next row, is then made to scan in the opposite direction to the main-scanning direction, and is then moved to the next row in the order of arrows 311a, 311b to 311k. After the light spot is made to scan in the direction of the arrow 311k, the light spot is made to scan in the direction of an arrow 311l and is made to scan in the same manner also in the next processing block. This scanning is repeated until peeling of the thin film in a linear region along a side 301a of the thin-film photovoltaic cell panel 102 is completed. For example, a laser processing device for performing an edge deletion can apply.

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, Patent Document 1. In this scanning method, the laser beam is scanned in the main scanning direction (x-axis direction) as a whole while scanning the laser beam zigzag in the sub-scanning direction (y-axis direction) within the range 21, thereby thin film solar cell panel The thin film in the region 11B indicated by the oblique lines around the 11 sides 11A is removed.

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 solar cell panel 11 is irradiated with the laser light when the laser light is scanned as shown in FIG. In FIG. 2, each light spot is indicated by a rectangular frame. As shown in this figure, the area where adjacent light spots overlap is increased, resulting in a longer processing time.

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 arrow 51a (sub-scanning direction), advanced by one column in the direction of the arrow 51b (main scanning direction), and the direction of the arrow 51c in the next column, that is, 1 Scanning is performed in such a manner that scanning is performed in the direction opposite to that of the column and the column is advanced by one column in the direction of the arrow 51d (main scanning direction).

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 solar cell panel 11 is fixed, and an optical system head (not shown) that emits laser light to the thin film solar cell panel 11 is set in the direction of the arrow 52 in FIG. In this direction, it is conveyed at a constant speed.

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 arrow 51a in FIG. 3, the laser light is scanned in the direction of the arrow 61a (the negative direction of the x axis and the positive direction of the y axis). In other words, in order to scan the light spot in the y-axis direction, the laser beam is scanned obliquely backward with respect to the conveyance direction of the optical system head. Note that the scanning distance Ly in the y-axis direction of the laser light at this time substantially matches the width in the y-axis direction of the range 21 in FIG. 3, and the scanning distance Lx in the x-axis direction scans the light spot for one column. In the meantime, the distance substantially coincides with the distance the optical system head moves in the x-axis direction.

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 arrow 51b in FIG. 3, the laser light is scanned in the direction of the arrow 61b (the positive direction of the x axis). At this time, the scanning distance of the laser beam in the x-axis direction substantially coincides with the distance Lx.

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 arrow 51c in FIG. 3, the laser light is scanned in the direction of the arrow 61c (the negative direction of the x axis and the negative direction of the y axis). That is, compared with the scanning direction of the arrow 61a, the scanning direction in the x-axis direction is the same, and the scanning direction in the y-axis direction is reversed.

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 arrow 51d in FIG. 3, the laser light is scanned in the direction of the arrow 61d (the positive direction of the x axis). At this time, the scanning distance of the laser beam in the x-axis direction substantially coincides with the distance Lx.

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 arrow 61a, the arrow 61b, the arrow 61c, and the arrow 61d.

特開2002−244069号公報JP 2002-240669 A

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 arrow 61a and the direction of the arrow 61c in FIG. 4, it is necessary to drive the galvanometer scanner in both the x-axis direction and the y-axis direction. Therefore, in both galvanometer scanners, a dynamic friction force is applied to the movable portion of the bearing that supports the scanning rotation shaft. In general, the coefficient of dynamic friction is smaller than the coefficient of static friction. Therefore, when the galvanometer scanner is driven and the rotating shaft is rotating, the rotating shaft is not rotating without driving the galvanometer scanner. Susceptible to disturbances such as vibration. Therefore, when the laser beam is scanned in the direction of the arrow 61a and the direction of the arrow 61c, the vibration of the laser beam is not settled due to disturbance such as vibration, and the laser beam is likely to meander. As a result, a region where the laser beam (light spot) is not irradiated and the thin film is not peeled off is generated as indicated by the hatched portions in the ranges 71a to 71d in FIG.

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 arrow 61a to the direction of the arrow 61c via the direction of the arrow 61b, the response of the galvanometer scanner is delayed due to the inertia. As a result, at the end of the range 21 in FIG. 3, as shown in the range 71 e in FIG. 5, the positions of the light spots are not aligned, and the portion that remains without peeling off the thin film has a comb shape. As a result, when the thin film solar cell panel 11 is used for a long period of time, the risk that the film surface deteriorates or peels off from the portion processed on the comb teeth increases.

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.

レーザ光の走査方法の第1の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of the scanning method of a laser beam. レーザ光の走査方法の第1の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st example of the scanning method of a laser beam. レーザ光の走査方法の第2の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of the scanning method of a laser beam. レーザ光の走査方法の第2の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 2nd example of the scanning method of a laser beam. 第2のレーザ光の走査方法により発生する問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem which generate | occur | produces with the scanning method of a 2nd laser beam. 本発明を適用したレーザ加工装置の外観の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the external appearance of the laser processing apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用したレーザ加工装置の回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the circuit of the laser processing apparatus to which this invention is applied. 角形光ファイバの端面を示す図である。It is a figure which shows the end surface of a rectangular optical fiber. 角形光ファイバに導入される前と導入され出射された後のマルチモードのレーザパルスの断面の光の強度の分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution of the intensity | strength of the light of the cross section of the multimode laser pulse before it introduce | transduces into a square optical fiber, and after being introduced and radiate | emitted. ガルバノメータスキャナの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a galvanometer scanner. ガルバノメータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a galvanometer. レーザ加工装置の制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control part of a laser processing apparatus. レーザ加工装置により実行されるレーザ加工処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the laser processing performed by the laser processing apparatus. エッジデリーション処理の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of an edge deletion process. エッジデリーションの加工順を示す図である。It is a figure which shows the processing order of edge deletion. 光スポットの位置および走査方向を示す図である。It is a figure which shows the position and scanning direction of a light spot. レーザ光の走査方向を示す図である。It is a figure which shows the scanning direction of a laser beam.

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. Embodiment 2. FIG. Modified example

<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 laser processing apparatus 101 as an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The laser processing apparatus 101 is an apparatus for performing edge deletion of the thin film solar cell panel 102.

[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 laser processing apparatus 101. The laser processing apparatus 101 includes a laser oscillator 111, a rectangular optical fiber 112, an optical unit 113, a gantry crane 114, a stage 115, and a pedestal 116. The laser oscillator 111 and the optical unit 113 are connected via a rectangular optical fiber 112. The optical unit 113 is provided on the front surface of the gantry crane 114. The gantry crane 114 is provided on the upper surface of the stage 115. The pedestal 116 is provided approximately at the center of the upper surface of the stage 115.

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 stage 115 is defined as the x-axis direction, and the direction from left to right is defined as the positive direction. The depth direction of the stage 115 is the y-axis direction, and the direction from the back to the front is the positive direction. Furthermore, the height direction of the stage 115 is defined as the z-axis direction, and the direction from the bottom to the top is defined as the positive direction.

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 laser oscillator 111 enters the optical unit 113 through the rectangular optical fiber 112. The optical unit 113 irradiates the thin film solar cell panel 102 placed on the pedestal 116 with laser light and scans the laser light on the thin film solar cell panel 102.

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 optical unit 113 can be translated in the x-axis direction by a linear motor 121 provided on the front surface of the gantry crane 114. Furthermore, the gantry crane 114 can be translated in the y-axis direction by linear motors 122 a and 122 b provided along the left and right sides of the upper surface of the stage 115. Then, by moving the optical unit 113 and the gantry crane 114, the irradiation position of the laser light on the thin-film solar cell panel 102 can be moved in the x-axis direction and the y-axis direction.

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 stage 115, conveyor belts 123a and 123b extending in the y-axis direction are provided on the left and right sides of the base 116, and the thin film solar cell panel 102 is conveyed in the y-axis direction by the conveyor belts 123a and 123b. Is done.

[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 laser processing apparatus 101. The laser oscillator 111 of the laser processing apparatus 101 is configured to include a pulse generator 151, a laser oscillator 152, an attenuator (ATT) 153, a collimator lens 154, and a lens 155. The optical unit 113 of the laser processing apparatus 101 is configured to include a beam expander 171, galvanometer scanners 172 a and 172 b, and an fθ lens 173.

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 pulse generator 151 generates a pulse signal having a predetermined frequency (hereinafter referred to as an emission command signal), and supplies the generated emission command signal to the laser oscillator 152.

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 laser oscillator 152 is constituted by a multi-mode Q-SW laser oscillator using, for example, a laser diode (hereinafter referred to as LD) as an excitation light source and Nd: YAG as a laser medium. The laser oscillator 152 emits pulsed laser light whose transverse mode of the fundamental wave (wavelength is 1064 nm) is multimode in synchronization with the emission command signal supplied from the pulse generator 151. Laser light emitted from the laser oscillator 152 is attenuated by the attenuator 153, collimated by the collimator lens 154, and enters the lens 155. The lens 155 collects the laser light and introduces it into the rectangular optical fiber 112.

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 attenuator 153 is variable and can be set to an arbitrary value.

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 optical fiber 112 is composed of a multimode optical fiber. FIG. 8 shows the end face (incident surface or exit surface) of the rectangular optical fiber 112. Thus, the cross section of the entrance or exit port 112A of the rectangular optical fiber 112 is rectangular. Accordingly, the laser light that has passed through the rectangular optical fiber 112 is emitted from the rectangular optical fiber 112 with its cross-section formed into a rectangular shape.

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 laser oscillator 152 is a multimode laser pulse, and the light intensity distribution in the cross section of each laser pulse before being introduced into the rectangular optical fiber 112 is shown in FIG. As shown on the left side of, there are several peaks. And since the multimode laser pulse has low coherency, the intensity distribution of the light in the cross section of each laser pulse emitted after multiple reflection in the rectangular optical fiber 112 is shown on the right side of FIG. Thus, there is no interference fringe and the peak is almost flat. That is, the intensity of the light in the cross section of each laser pulse at the emission end face of the rectangular optical fiber 112 is substantially uniform regardless of the distance from the center. Note that a laser pulse with uniform light intensity in a cross section can reduce, for example, processing unevenness in a portion irradiated with the pulse, and is suitable for edge deletion.

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 laser processing apparatus 101 has a simple configuration in which a multimode laser pulse is passed through the rectangular optical fiber 112 without using an expensive apparatus such as a homogenizer and a large loss of optical power. It is possible to efficiently obtain a laser pulse having a uniform light intensity in a cross section suitable for the operation.

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 optical fiber 112 enters the optical unit 113. The laser light incident on the optical unit 113 is expanded into a rectangular beam by a beam expander 171 and becomes a parallel light beam. The laser light emitted from the beam expander 171 is reflected in the direction of the fθ lens 173 by the galvanometer scanners 172a and 172b, enters the thin film solar cell panel 102 through the fθ lens 173, and is processed on the thin film solar cell panel 102. The image is formed at.

[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 galvanometer scanners 172a and 172b will be described with reference to FIGS.

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 galvanometer scanner 172a includes a galvanometer 181a, a rotation shaft 182a, and a mirror 183a. The laser light emitted from the beam expander 171 enters the mirror 183a and is reflected by the mirror 183a in the direction of the galvanometer scanner 172b. The mirror 183a can rotate about the rotation shaft 182a based on the control of the galvanometer 181a, and can change the incident angle of the laser beam. Then, the laser beam is scanned in the x-axis direction on the thin film solar cell panel 102 by changing the incident angle of the laser beam to the mirror 183a and changing the reflection direction of the laser beam.

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 galvanometer scanner 172b has the same configuration as the galvanometer scanner 172a, and includes a galvanometer 181b, a rotating shaft 182b, and a mirror 183b. The laser beam reflected by the mirror 183a of the galvanometer scanner 172a enters the mirror 183b and is reflected by the mirror 183b in the direction of the fθ lens 173. The mirror 183b rotates around the rotation shaft 182b based on the control of the galvanometer 181b, and can change the incident angle of the laser beam. Then, the laser light is scanned in the y-axis direction on the thin film solar cell panel 102 by changing the incident angle of the laser light to the mirror 183b and changing the reflection direction of the laser light.

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 galvanometer 181a. The galvanometer 181a includes a movable coil 201, a helical spring 202, and permanent magnets 203N and 203S.

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 rotary shaft 182a and is placed in a magnetic field generated between the permanent magnet 203N and the permanent magnet 203S. The rotating shaft 182a is connected to the helical spring 202, and a mirror 183a (not shown) is attached to one end, and the other end is supported by a bearing (not shown).

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 rotation shaft 182a in the direction opposite to the direction in which the helical spring 202 pulls the rotation shaft 182a. Then, when the force for rotating the movable coil 201 and the force for the helical spring 202 to pull the rotating shaft 182a become equal, the rotation of the rotating shaft 182a stops. In this manner, the angle of the mirror 183a can be set to an angle corresponding to the magnitude of the current flowing through the movable coil 201, and the reflection direction of the laser light by the mirror 183a can be changed. Therefore, by controlling the current flowing through the movable coil 201, the reflection direction of the laser beam by the mirror 183a can be controlled, and the laser beam can be scanned.

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 rotating shaft 182a does not rotate, a static friction force acts on the movable part of the bearing which supports the rotating shaft 182a. On the other hand, when the current flowing through the movable coil 201 is changed, the rotating shaft 182a rotates, and a dynamic friction force acts on the movable portion of the bearing that supports the rotating shaft 182a. As described above, since the dynamic friction coefficient is generally smaller than the static friction coefficient, the influence of disturbances such as vibration is more effective when the rotation shaft 182a is rotating than when the rotation shaft 182a is not rotating. Is easily received by the rotary shaft 182a. That is, when the mirror 183a is rotated around the rotation shaft 182a, the mirror 183a is more likely to be shaken due to disturbance than when the mirror 183a is fixed. This disturbance is generated by, for example, vibration when the gantry crane 114 is driven by the linear motors 122a and 122b.

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 galvanometer 181b of the galvanometer scanner 172b has the same configuration as the galvanometer 181a, and a description thereof will be omitted because it will be repeated.

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 mirror 183a of the galvanometer scanner 172a rotates about the rotation axis 182a, and the mirror 183b of the galvanometer scanner 172b rotates about the rotation axis 182b, so that the incident position and incidence of the laser light on the fθ lens 173 are obtained. The angle changes. Then, the imaging position of the laser light on the processed surface of the thin-film solar battery panel 102 moves in the horizontal direction according to the change in the incident angle and the incident position on the fθ lens 173. That is, the irradiation position of the laser light on the thin-film solar battery panel 102 is scanned by the galvanometer scanners 172a and 172b.

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 solar battery panel 102 is a single-type thin-film solar battery panel. From the top of the figure, a transparent electrode layer 102B made of TCO such as a glass transparent substrate 102A, ITO, SnO2, ZnO, a The semiconductor layer 102C made of -Si and the back electrode layer 102D made of an Ag electrode are laminated in this order. Then, the transparent electrode layer 102B to the back electrode layer 102D are removed by the laser light.

[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 control unit 251 that controls the operation of the laser processing apparatus 101. The control unit 251 is realized, for example, when a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a predetermined control program. The control unit 251 is configured to include an output control unit 261, a drive control unit 262, and a scanning control unit 263.

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 output control unit 261 controls the laser oscillator 111 and controls the intensity of the laser light emitted from the laser oscillator 111, the emission timing, and the like.

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 drive control unit 262 drives the linear motor 121 to control the position of the optical unit 113 in the x-axis direction. The drive control unit 262 controls the position of the optical unit 113 in the y-axis direction by driving the linear motors 122a and 122b and controlling the position of the gantry crane 114 in the y-axis direction. Further, the drive control unit 262 drives the conveyor belts 123a and 123b to control the position of the thin film solar cell panel 102 in the y-axis direction.

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 scanning control unit 263 drives the galvanometer scanners 172a and 172b to control the scanning of the laser light.

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 output control unit 261, the drive control unit 262, and the scanning control unit 263 share information such as the operation state of each other.

[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 laser processing apparatus 101 will be described with reference to the flowchart of FIG.

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 drive control unit 262 determines whether the thin-film solar battery panel 102 has been inserted. For example, the drive control unit 262 detects whether or not the thin-film solar battery panel 102 is installed on the conveyor belts 123a and 123b based on information from a sensor (not shown) provided on the stage 115. When the thin-film solar battery panel 102 is not installed on the conveyor belts 123a and 123b, the drive control unit 262 determines that the thin-film solar battery panel 102 is not inserted, and the thin-film solar panel is placed on the conveyor belts 123a and 123b. When the battery panel 102 is installed, it determines with the thin film solar cell panel 102 having been inserted. This determination process is repeated until it is determined that the thin-film solar battery panel 102 has been inserted. If it is determined that the thin-film solar battery panel 102 has been inserted, the process proceeds to step S2.

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 laser processing apparatus 101 starts pulling in the thin film solar cell panel 102. That is, the drive control unit 262 starts the conveyance of the thin film solar battery panel 102 in the negative direction of the y-axis by driving the conveyance belts 123a and 123b.

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 drive control unit 262 determines whether or not the thin-film solar battery panel 102 has been pulled to the position of the pedestal 116. For example, the drive control unit 262 determines whether the thin-film solar battery panel 102 has been pulled to the position of the pedestal 116 based on information from a sensor (not shown) provided on the stage 115. This determination process is repeated until it is determined that the thin-film solar battery panel 102 has been pulled to the position of the pedestal 116. If it is determined that the thin-film solar battery panel 102 has been pulled to the position of the pedestal 116, the process proceeds to step S4. move on.

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 laser processing apparatus 101 installs the thin film solar cell panel 102 on the pedestal 116. That is, the drive control unit 262 stops the driving of the transport belts 123a and 123b, and controls the lifter (not shown), for example, to install the thin film solar cell panel 102 on the pedestal 116.

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 laser processing apparatus 101 performs an edge deletion process. The details of the edge deletion process will be described later with reference to FIG.

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 laser processing apparatus 101 starts pulling out the thin film solar cell panel 102. That is, the drive control unit 262 controls, for example, a lifter (not shown), installs the thin-film solar battery panel 102 on the transport belts 123a and 123b, and drives the transport belts 123a and 123b, thereby thin-film solar battery panels. The conveyance in the positive direction of the y-axis 102 is started.

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 drive control unit 262 determines whether or not the drawing of the thin film solar cell panel 102 is completed. For example, the drive control unit 262 determines whether or not the drawing of the thin-film solar battery panel 102 has been completed based on information from a sensor (not shown) provided on the stage 115. This determination process is repeated until it is determined that the drawing of the thin-film solar battery panel 102 has been completed. When it is determined that the drawing of the thin-film solar battery panel 102 has been completed, the laser processing process ends.

[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 drive control unit 262 moves the irradiation position of the laser beam to the start position of the side to be processed next.

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 solar battery panel 102. In this example, edge deletion is performed in the order of arrow 305a, arrow 305b, arrow 305c, and arrow 305d.

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 region 302a around the side 301a of the thin-film solar cell panel 102 is irradiated with laser light, and the thin film in the linear region 303a having a width wider than the beam diameter of the laser light indicated by the oblique lines in the region 302a is peeled off. The Next, the region 302b around the side 301b of the thin-film solar battery panel 102 is irradiated with laser light, and the thin film in the linear region 303b having a width wider than the beam diameter of the laser light, which is indicated by oblique lines in the region 302b, is peeled off. Is done. Next, the region 302c around the side 301c of the thin-film solar battery panel 102 is irradiated with laser light, and the thin film in the linear region 303c having a width wider than the beam diameter of the laser light, which is indicated by oblique lines in the region 302c, is peeled off. Is done. Finally, the region 302d around the side 301d of the thin-film solar battery panel 102 is irradiated with laser light, and the thin film in the linear region 303d having a width wider than the beam diameter of the laser light, which is indicated by diagonal lines in the region 302d. Is peeled off.

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 region 303a, laser light irradiation is started from the start position 304a at the lower left corner of the range 302a. In addition, when performing edge deletion of the region 303b, laser light irradiation is started from the start position 304b of the upper left corner of the range 302b. Furthermore, when performing edge deletion of the region 303c, laser beam irradiation is started from the start position 304c at the upper right corner of the range 302c. In addition, when performing edge deletion of the region 303d, laser beam irradiation is started from the start position 304d at the lower right corner of the range 302d.

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 side 301a is first processed, the drive control unit 262 drives the linear motor 121 and the linear motors 122a and 122b, and the laser light emitted from the optical unit 113 is emitted. The optical unit 113 and the gantry crane 114 are moved to a position where the start position 304a is irradiated.

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 drive control unit 262 starts to move the optical unit 113 along the side to be processed. In this case, the drive control unit 262 drives the linear motor 121 to start the movement of the optical unit 113 in the positive direction of the x axis. Thereby, the movement of the optical unit 113 in the direction of the arrow 305a (the longitudinal direction of the region 303a) along the side 301a to be processed first is started.

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 optical unit 113 moves with respect to the thin film solar cell panel 102 is referred to as a main scanning direction. Hereinafter, a direction perpendicular to the main scanning direction on the thin film solar cell panel 102 is referred to as a sub-scanning direction. Therefore, when performing edge deletion of the region 303a, the main scanning direction is the positive direction of the x-axis, and the sub-scanning direction is the y-axis direction. Further, hereinafter, the main scanning direction is also referred to as a row direction, and the sub-scanning direction is also referred to as a column direction.

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 laser oscillator 111 starts outputting laser light based on the control of the output control unit 261. Thereby, irradiation of the laser beam to the thin film solar cell panel 102 is started.

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 scanning control unit 263 starts scanning with laser light.

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 range 302a. FIG. 17 shows the scanning direction of the laser beam when the light spot is scanned as shown in FIG.

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 start position 304a. Then, the scanning control unit 263 drives the galvanometer scanner 172a to scan the laser beam in the direction of the arrow 331a in FIG. 17 (the positive direction of the x axis), that is, the main scanning direction. The scanning distance at this time is set, for example, in the vicinity of the maximum distance at which the galvanometer scanner 172a can scan the laser beam in the x-axis direction. As a result, the light spot is scanned in the direction of the arrow 311a in FIG. 16, that is, in the main scanning direction. At this time, the laser beam is irradiated so that the ends of the light spots adjacent in the x-axis direction partially overlap.

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 scanning control unit 263 drives the galvanometer scanner 172b and scans the laser beam in the direction of the arrow 311a in the direction of the arrow 331b (the negative direction of the y axis) in FIG. The laser beam is scanned up to the next row. Thereby, the position of the light spot is shifted by one line in the negative direction of the y-axis. At this time, since the optical unit 113 is moved in the positive direction of the x-axis, the light spot is oblique in the positive direction of the x-axis and in the negative direction of the y-axis, as indicated by the arrow 311b. Scanned. Also, the end of the light spot in the first row scanned in the direction of the arrow 311a and the end of the light spot in the second row scanned in the direction of the arrow 311c partially overlap each other. The position of the light spot is set.

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 scanning control unit 263 drives the galvanometer scanner 172a to scan the laser beam in the direction of the arrow 331c in FIG. 17 (the negative direction of the x axis), that is, in the direction opposite to the main scanning direction. The scanning distance at this time is set to substantially the same distance as when the laser beam is scanned in the direction of the arrow 331a. As a result, the light spot is scanned in the direction of the arrow 311c in FIG. 16, that is, in the direction opposite to the main scanning direction, at a position adjacent to the position of the light spot in the first row. At this time, the laser beam is irradiated so that the ends of the light spots adjacent in the x-axis direction partially overlap.

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 scanning control unit 263 drives the galvanometer scanner 172b and scans the laser beam in the direction of the arrow 311c in the direction of the arrow 331d (the negative direction of the y-axis) in FIG. The laser beam is scanned up to the next row. As a result, the light spot is scanned in the direction of the arrow 311d that is substantially the same as the arrow 311b in FIG. 16, and the position of the light spot is shifted by one line in the negative direction of the y-axis. Also, the end of the light spot in the second row scanned in the direction of the arrow 311c and the end of the light spot in the third row scanned in the direction of the arrow 311e partially overlap each other. The position of the light spot is set.

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 arrow 331e, arrow 331f,..., Arrow 331k in FIG. That is, after the laser beam is scanned in the main scanning direction, the process of shifting to the adjacent row in the sub-scanning direction, scanning in the direction opposite to the main scanning direction, and then shifting to the adjacent row in the sub-scanning direction is repeated. Accordingly, the light spot is scanned in the order of the arrow 311e, the arrow 311f,..., The arrow 311k in FIG. In other words, the light spot is alternately scanned line by line in the main scanning direction or in the direction opposite to the main scanning direction while being shifted line by line in the sub-scanning direction.

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 arrow 331k is completed, the scanning control unit 263 drives the galvanometer scanner 172b to perform the laser in the direction of the arrow 331l (the positive direction of the y axis), that is, the sub-scanning direction. The light is scanned, and the position of the light spot in the y-axis direction is moved to the position of the first row. At this time, since the optical unit 113 is moved in the positive direction of the x-axis, the light spot is an oblique direction in the positive direction of the x-axis and in the positive direction of the y-axis as indicated by an arrow 311l. Scanned. Further, the scanning control unit 263 scans the laser beam so that the position of the light spot when the scanning in the direction of the arrow 311l is completed substantially coincides with the position of the end of the light spot scanned in the direction of the arrow 311a. Control the speed.

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 arrows 331a, 331b,.

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 arrows 331a, 331b,..., 331l in FIG. 17, and light spots are scanned in the order of arrows 312a, 312b,. Similar scanning is repeated until the thin film in the region 303a is completely peeled off. As a result, the light spot is alternately shifted every row in the main scanning direction or in the direction opposite to the main scanning direction in each processing block until the thin film of the region 303a is peeled off. The thin film in each processing block is peeled off in the order of the main scanning direction.

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 galvanometer scanner 172a is driven, and the dynamic frictional force acts on the movable portion of the bearing of the galvanometer scanner 172a, while the galvanometer scanner 172b is stopped. The static frictional force is applied to the movable part of the bearing of the galvanometer scanner 172a. Accordingly, the rotating shaft 182b of the galvanometer scanner 172b is not easily affected by disturbances such as vibration, and the vibration of the laser beam in the y-axis direction is stabilized. As a result, the position of the light spot does not meander and is substantially straight in the x-axis direction. Accordingly, since the rectangular light spot is scanned in a straight line in the main scanning direction at the end of the region 303a (between the portion where the thin film is peeled off and the portion where the thin film is not peeled off), the end of the region 303a is not uneven. , Almost aligned. Further, in the region 303a, a region where the laser beam is not irradiated and the thin film is not peeled off can be eliminated.

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 arrow 331a in FIG. 17) to the reverse direction of the main scanning direction (for example, the direction of arrow 331c in FIG. 17), or the reverse direction of the main scanning direction. When reversing from the main scanning direction (for example, the direction of arrow 331e in FIG. 17) from the direction (for example, the direction of arrow 331c in FIG. 17), both the galvanometer scanner 172a and the galvanometer scanner 172b are driven in a short time. Therefore, due to the same cause as the phenomenon described above with reference to FIG. However, as shown in a range 313 in FIG. 16, by overlapping the ends of adjacent processing blocks, the thin film remaining on the comb teeth is peeled off, and this problem can be solved.

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 scanning control unit 263 determines whether or not the processing of the side being processed is completed. The determination process of step S55 is repeatedly executed until it is determined that the processing of the side being processed has been completed. If it is determined that the processing of the side being processed has been completed, the processing proceeds to step S56.

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 laser oscillator 111 stops the output of the laser light based on the control of the output control unit 261. Thereby, irradiation of the laser beam to the thin film solar cell panel 102 is stopped.

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 scanning control unit 263 determines whether or not all sides have been processed. If it is determined that all the sides have not been processed, the process returns to step S51.

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 range 302b, the range 302c, and the range 302d by a method similar to the scanning method described above with reference to FIGS. 16 and 17, and the thin film is sequentially formed in the region 303b, the region 303c, and the region 303d. Is peeled off.

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 arrow 305b (the positive direction of the y axis) when processing the side 301b, and the direction of the arrow 305c (the negative direction of the x axis) when processing the side 301c. When processing the side 301d, the direction of the arrow 305d (the negative direction of the y-axis) changes. Accordingly, the order of driving the galvanometer scanners 172a and 172b and the scanning direction are adjusted according to the change in the main scanning direction, and the scanning direction of the laser light is adjusted.

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 side 301b, the scanning direction of the laser light is adjusted so that the direction of the arrow 331a in FIG. 17 is the positive direction of the y-axis and the direction of the arrow 331b is the positive direction of the x-axis. The Then, the light spot is scanned in the region 302b so that the direction of the arrow 311a in FIG. 16 is the positive direction of the y-axis and the direction of the arrow 311b is the positive direction of the x-axis. When processing the side 301c, the scanning direction of the laser light is adjusted so that the direction of the arrow 331a is the negative direction of the x axis and the direction of the arrow 331b is the positive direction of the y axis. Then, the light spot is scanned in the region 302c so that the direction of the arrow 311a in FIG. 16 is the negative direction of the x-axis and the direction of the arrow 311b is the positive direction of the y-axis. Further, when processing the side 301d, the scanning direction of the laser light is adjusted so that the direction of the arrow 331a is the negative direction of the y-axis and the direction of the arrow 331b is the negative direction of the x-axis. Then, the light spot is scanned in the region 302d so that the direction of the arrow 311a in FIG. 16 is the negative direction of the y-axis and the direction of the arrow 311b is the negative direction of the x-axis.

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 solar battery panel 102.

<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 solar cell panel 102 has been described. In the case of peeling, in other words, the present invention can also be applied to the case of peeling a thin film in a rectangular region from a substrate using laser light.

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 solar cell panel 102 and the optical part 113 is shown by moving the position of the optical part 113, with the position of the thin film solar cell panel 102 fixed. However, the relative position between the thin-film solar cell panel 102 and the optical unit 113 is changed by moving the position of the thin-film solar cell panel 102 or both of them while keeping the position of the optical unit 113 fixed. You may make it move.

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 galvanometer scanners 172a and 172b is shown, but the laser light may be scanned by using other scanning means.

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 SYMBOLS 101 Laser processing apparatus 102 Thin film solar cell panel 111 Laser oscillator 112 Rectangular optical fiber 113 Optical part 114 Gantry crane 115 Stage 116 Base 121 Linear motor 122a, 122b Linear motor 123a, 123b Conveyor belt 171 Beam expander 172a, 172b Galvanometer scanner 173 fθ Lenses 181a, 181b Galvanometers 182a, 182b Rotating shafts 183a, 183b Mirror 251 Control unit 261 Output control unit 262 Drive control unit 263 Scan control unit

Claims (8)

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
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.
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
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.
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
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.
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
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.
前記基板に入射する前記レーザ光の断面が矩形である
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, wherein a cross section of the laser light incident on the substrate is rectangular.
前記走査手段は、
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.
前記レーザ光を発振するレーザ発振手段を
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.
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
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.
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