JP2013086145A - Apparatus and method for laser beam machining, and apparatus and method for manufacturing thin-film solar cell - Google Patents

Apparatus and method for laser beam machining, and apparatus and method for manufacturing thin-film solar cell Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method whereby the precision of predefined line widths and repeating pitches are maintained, enabling a prescribed pattern to be machined.SOLUTION: The apparatus and method are provided with: a sheet material conveying part 2 for conveying a sheet material 10; a holding part 24 for holding the sheet material 10; a laser irradiation part 35 for emitting laser beams; laser irradiation position changing parts 31, 33 for moving the laser irradiation part 35 relative to the width direction and conveyance direction of the sheet material; a machining pattern registration part for registering where to project the laser beams; and a control unit for emitting the laser beams while changing the position of irradiation positions on the basis of a registered machining pattern. The apparatus and method are further provided with a reference mark observation part and a reference mark interval measuring part 5, the control unit emitting the laser beams while successively correcting and changing the relative positions of movement of the laser irradiation position changing parts 31, 33 on the basis of the positions of the reference marks and the dimensions between the marks, and registered prescribed pattern information.

Description

本発明は、シート状材料にレーザビーム加工を行う装置及び方法に関し、特に薄膜太陽電池などに用いられる積層成膜で形成されるシート状基材の製造装置及び製造方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for performing laser beam processing on a sheet-like material, and more particularly to an apparatus and a method for producing a sheet-like substrate formed by laminated film formation used in a thin film solar cell or the like.

従来の表示ディスプレイや薄膜太陽電池などは、基板材料としてガラスが用いられてきたが（例えば、特許文献１）、軽量化や柔軟性を持たせるために、樹脂フィルムが用いられるようになってきた。   Conventional display displays, thin film solar cells, and the like have used glass as a substrate material (for example, Patent Document 1), but resin films have come to be used in order to reduce weight and flexibility. .

樹脂フィルムを用いた表示ディスプレイの製造過程では、レーザビームによるダイレクトマーキングや露光パターニングが行われている。   In the manufacturing process of a display using a resin film, direct marking or exposure patterning with a laser beam is performed.

一方、樹脂フィルムを用いた薄膜太陽電池の製造過程では、シート状基材の表面に有機材料や非導電材料などの成膜を施した後、所定の場所にレーザビームを照射して溝加工を施し、その部分に金属材料の成膜を施して配線パターンを形成し、これらの工程を何度か繰り返すことで、発電機能を有するシート状基材が製造されている。   On the other hand, in the manufacturing process of a thin film solar cell using a resin film, after forming a film of an organic material or a non-conductive material on the surface of a sheet-like substrate, a groove is formed by irradiating a laser beam to a predetermined place. Then, a metal material film is formed on that portion to form a wiring pattern, and these steps are repeated several times to produce a sheet-like substrate having a power generation function.

従来の加工装置及び方法では、予め登録しておいた設計上の所定パターンに基づいて、所定の位置にレーザビームを照射することで、いわゆるパターン転写加工を施していた。ここでいう位置とは、レーザビームを照射する始点と終点、幅や深さを含んだ照射位置情報であり、所定エネルギーのレーザビーム照射により、或いは所定エネルギーのレーザビーム照射を繰り返すことで、設計上の所定のパターンを加工することができる。   In the conventional processing apparatus and method, so-called pattern transfer processing is performed by irradiating a predetermined position with a laser beam based on a predetermined design pattern registered in advance. The position here is irradiation position information including the start point and end point of laser beam irradiation, width and depth, and can be designed by laser beam irradiation with a predetermined energy or by repeating laser beam irradiation with a predetermined energy. The predetermined pattern above can be processed.

特開２０１０−１５５２５０号公報JP 2010-155250 A 特開２０１１−１７１４８３号公報JP 2011-171383 A

加工対象となるシート状基材は、いわゆるロール・トゥ・ロール加工と呼ばれる工程で用いられ、最終製品として切り出しが行われる前の中間段階では、長尺のシート状基材がドラム状に巻き付けられた状態でハンドリングされる。そして、成膜やパターン加工を行う際に適宜巻き出しされ、成膜やパターン加工時が終われば再び巻き取られて、次の工程へと運ばれる。このようなロール・トゥ・ロール加工においては、シート状基材そのものが薄く変形しやすい材料の場合、その上に成膜やパターン加工を施してもシート材の搬送方向や幅方向に伸縮して変形してしまう。   The sheet-like substrate to be processed is used in a process called so-called roll-to-roll processing, and in the intermediate stage before being cut out as a final product, a long sheet-like substrate is wound into a drum shape. It is handled in the state. Then, the film is unwound as appropriate when film formation or pattern processing is performed, and when film formation or pattern processing ends, the film is wound again and carried to the next step. In such roll-to-roll processing, if the sheet-like base material itself is thin and easily deformed, it will expand and contract in the transport direction and width direction of the sheet material even if film formation or pattern processing is performed on it. It will be deformed.

単一基材のシート材で厚さが同じであれば、走行方向の張力を調節したり、幅方向に張力を付与することで、全面均一に伸縮の調節ができる。しかし、実際には製造工程における品質管理上、シート材は厚みにある程度のばらつきが許容されているため、伸縮率が異なってしまう。また、シート材上に成膜が施されると、成膜の厚みのばらつきも加わり、所定の張力を付与するだけではシート材の寸法を所定の範囲内に調整することは難しい。そのため、シート材の加工対象エリアが大きくなったり、加工パターンが微細になるにつれて、加工パターンの位置ずれが生じやすくなる。   If the sheet material of the single base material has the same thickness, the expansion and contraction can be adjusted uniformly over the entire surface by adjusting the tension in the running direction or applying the tension in the width direction. However, in actuality, the sheet material is allowed to have some variation in thickness in terms of quality control in the manufacturing process, so that the expansion / contraction rate differs. Further, when film formation is performed on the sheet material, variations in the thickness of the film formation are added, and it is difficult to adjust the dimensions of the sheet material within a predetermined range only by applying a predetermined tension. Therefore, as the processing target area of the sheet material becomes larger or the processing pattern becomes finer, the processing pattern is likely to be misaligned.

一方、薄膜太陽電池などに用いられるシート状基材においては、幾重にも成膜が積層されて形成されている。そのため、多層膜で構成されるシート材に対してパターン加工を施す場合、各層の積層毎に伸縮率が異なると、予め規定された加工パターン（つまり、上層側の重ね合わせパターン）と、被加工側シート（つまり、下層側）のパターンとが一致せず、加工パターンの位置ずれが生じてしまう。さらに、多層膜シート場合、上下層のパターン同士の導通を得るための加工（例えば、ビアホール加工・ビア溝加工など）があるため、上下層の加工パターンで位置ずれがありると予め規定された導通状態とならないと、製品の性能が発揮できず不良品となってしまう。その上、薄膜太陽電池に用いられるシート状基材は、製品面内に集光起電エリアと、電気配線パターンが複雑に積層されて形成されているため、位置ずれは局所的に表れ、加工対象エリア全体の伸縮率を平均化して算出し、全エリアに伸縮計数を乗じて加工しても、重ね合わせの位置精度を局所的に補正することが難しかった。   On the other hand, in a sheet-like base material used for a thin film solar cell or the like, a plurality of film formations are laminated. Therefore, when pattern processing is performed on a sheet material composed of a multilayer film, if the expansion / contraction rate differs for each layer stack, a predetermined processing pattern (that is, an upper layer side overlapping pattern) and a workpiece to be processed The pattern of the side sheet (that is, the lower layer side) does not match, and the processing pattern is displaced. Furthermore, in the case of a multilayer film sheet, there is a process for obtaining conduction between upper and lower layer patterns (for example, via hole processing and via groove processing). If it is not in a conductive state, the product performance cannot be demonstrated and it becomes a defective product. In addition, the sheet-like base material used for the thin-film solar cell is formed by intricately laminating the condensing electromotive area and the electric wiring pattern in the product surface, so that the positional deviation appears locally and is processed. Even if the average expansion / contraction ratio of the target area is calculated and processed by multiplying the entire area by the expansion / contraction count, it is difficult to locally correct the overlay position accuracy.

そこで本発明は、成膜後シート状基材が伸縮しやすい場合であっても、予め規定した位置・線幅・繰り返しピッチの精度を維持して所定パターン加工をすることができる、レーザビーム加工装置及び方法並びに薄膜太陽電池の製造方法を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention provides laser beam processing that can perform predetermined pattern processing while maintaining the accuracy of a predetermined position, line width, and repetition pitch even when the sheet-like base material is easily stretched after film formation. An object is to provide an apparatus and method, and a method for manufacturing a thin-film solar cell.

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
シート材を搬送するシート材搬送部と、
前記シート材を保持する保持部と、
前記保持したシート材に向けてレーザビームを照射するレーザ照射部と、
前記保持したシート材と前記レーザ照射部とを前記シート材の搬送方向及び幅方向に相対移動させるレーザ照射位置変更部と、
前記保持したシート材上に前記レーザビームを照射する位置を登録する加工パターン登録部と、
前記登録された加工パターンに基づいて前記レーザ照射部からレーザビームを照射させる制御部とを備え、
前記保持したシート材に形成された複数の基準マークの位置を観察する基準マーク観察部と、
前記複数の基準マーク間の寸法を計測する基準マーク間隔計測部とを更に備え、
前記制御部は、
前記複数の基準マークの位置及びマーク間の計測寸法と、前記登録された加工パターンに基づいて、前記レーザ照射位置変更部の相対移動位置を補正演算し、前記補正演算して得られた所定の位置に前記レーザビームを照射する機能を更に備えている
ことを特徴とするレーザビーム加工装置である。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
A sheet material conveying section for conveying the sheet material;
A holding portion for holding the sheet material;
A laser irradiation unit for irradiating a laser beam toward the held sheet material;
A laser irradiation position changing unit that relatively moves the held sheet material and the laser irradiation unit in a conveyance direction and a width direction of the sheet material;
A processing pattern registering unit for registering a position to irradiate the laser beam on the held sheet material;
A control unit for irradiating a laser beam from the laser irradiation unit based on the registered processing pattern,
A reference mark observation unit for observing the positions of a plurality of reference marks formed on the held sheet material;
A reference mark interval measuring unit that measures a dimension between the plurality of reference marks,
The controller is
Based on the positions of the plurality of reference marks, the measurement dimensions between the marks, and the registered processing pattern, the relative movement position of the laser irradiation position changing unit is corrected and calculated, and the predetermined calculation obtained by the correction calculation is performed. The laser beam processing apparatus further includes a function of irradiating the position with the laser beam.

請求項５に記載の発明は、
シート材を搬送するシート材搬送ステップと、
前記シート材を保持する保持ステップと、
前記保持したシート材に向けてレーザビームを照射するレーザ照射ステップと、
前記保持したシート材とレーザ照射部とを前記シート材の搬送方向及び幅方向に相対移動させるレーザ照射位置変更ステップと、
前記保持したシート材上に前記レーザビームを照射するための加工パターン及び位置情報
を読み出す加工パターン読み出しステップと、
前記読み出しされた加工パターンに基づいて前記レーザ照射位置変更ステップにおける相対移動を行いながら前記レーザ照射部からレーザビームを照射するレーザ加工ステップとを有し、
前記保持したシート材に形成された複数の基準マークの位置を観察する基準マーク観察ステップと、
前記複数の基準マーク間の寸法を計測する基準マーク間隔計測ステップとを更に有し、
前記レーザ加工ステップでは、
前記複数の基準マークの位置及びマーク間の計測寸法と、前記読み出された加工パターンに基づいて、前記レーザ照射位置変更ステップの相対移動位置を補正演算し、前記補正演算して得られた所定の位置に前記レーザビームを照射するステップを更に有する
ことを特徴とする、レーザビーム加工方法である。 The invention described in claim 5
A sheet material conveying step for conveying the sheet material;
Holding step for holding the sheet material;
A laser irradiation step of irradiating a laser beam toward the held sheet material;
A laser irradiation position changing step of relatively moving the held sheet material and the laser irradiation unit in the conveying direction and the width direction of the sheet material;
A processing pattern reading step for reading a processing pattern and position information for irradiating the laser beam on the held sheet material;
A laser processing step of irradiating a laser beam from the laser irradiation unit while performing relative movement in the laser irradiation position changing step based on the read processing pattern,
A reference mark observation step of observing positions of a plurality of reference marks formed on the held sheet material;
A reference mark interval measuring step for measuring a dimension between the plurality of reference marks,
In the laser processing step,
Based on the positions of the plurality of reference marks, the measurement dimensions between the marks, and the read processing pattern, the relative movement position of the laser irradiation position changing step is corrected and calculated, and the predetermined value obtained by the correction calculation is calculated. The laser beam processing method further includes the step of irradiating the laser beam to the position of the laser beam.

上記発明の装置及び方法を用いるので、
レーザ加工する際にシート上に形成された複数の基準マークを観察し、それらの位置と間隔を計測して、予め登録しておいた加工パターンに対する実際の加工位置を補正することができるようになる。 Since the apparatus and method of the invention are used,
To observe a plurality of reference marks formed on a sheet during laser processing, measure their positions and intervals, and correct an actual processing position for a pre-registered processing pattern Become.

請求項２に記載の発明は、
前記シート保持部は、前記シート材の裏面を吸着固定するテーブル部で構成されている
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザビーム加工装置である。 The invention described in claim 2
The laser beam processing apparatus according to claim 1, wherein the sheet holding unit includes a table unit that sucks and fixes the back surface of the sheet material.

請求項６に記載の発明は、
前記保持ステップでは、前記シート材の裏面を吸引して平坦なテーブル部に吸着固定することを特徴とする、請求項５に記載のレーザビーム加工方法である。 The invention described in claim 6
6. The laser beam processing method according to claim 5, wherein in the holding step, the back surface of the sheet material is sucked and fixed to a flat table portion.

上記発明の装置及び方法を用いれば、
シート材をより平坦に保持することができ、レーザ加工中にシート材がばたついたり変形したりすることを防ぐことができる。 If the apparatus and method of the said invention are used,
The sheet material can be held more flat, and the sheet material can be prevented from flapping or deforming during laser processing.

請求項３に記載の発明は、
前記シート材が積層成膜で形成されるシート状基材であって、
前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載のレーザビーム加工装置を備え、
前記加工パターンは当該積層成膜毎に登録されており
前記制御部は、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、積層成膜シート材の製造装置である。 The invention according to claim 3
The sheet material is a sheet-like substrate formed by laminated film formation,
Comprising the laser beam processing apparatus according to claim 1 or 2,
The processing pattern is registered for each layered film formation, and the control unit is based on the positions of the plurality of reference marks and the dimension between the marks after the layered film formation and the processing pattern corresponding to the layered film formation. Then, the correction calculation operation is performed.

請求項７に記載の発明は、
前記シート材が積層成膜で形成されるシート状基材であって、
請求項５又は請求項６のいずれかに記載のレーザビーム加工方法を用い、
前記加工パターンは当該積層成膜で形成されるパターンに対応して積層成膜毎に登録されており、
前記レーザ加工ステップでは、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、積層成膜シート材の製造方法である。 The invention described in claim 7
The sheet material is a sheet-like substrate formed by laminated film formation,
Using the laser beam processing method according to claim 5 or 6,
The processing pattern is registered for each laminated film corresponding to the pattern formed by the laminated film,
In the laser processing step, the correction calculation is performed based on the positions of the plurality of reference marks after the formation of the laminated film and the dimensions between the marks, and the machining pattern corresponding to the laminated film. It is a manufacturing method of the film-forming sheet material.

上記発明の装置及び方法を用いれば、積層成膜シート材のレーザ加工の際に、下層に形成されている回路パターンの送り方向や幅方向の伸縮率が異なっていても、上層の加工パターンは、下層に形成されている回路パターンの寸法にフィットするように、補正演算して適正量のピッチ送りを行うことができる。そのため、予め規定した線幅や上下層パターンの重ね合わせ位置精度を維持して、所定の立体配線パターンを再現することができる。
By using the apparatus and method of the present invention, even when the laser processing of the laminated film forming sheet material is performed, even if the circuit pattern formed in the lower layer has a different stretching direction in the feeding direction or width direction, the upper layer processing pattern is Further, an appropriate amount of pitch feed can be performed by performing correction calculation so as to fit the dimension of the circuit pattern formed in the lower layer. Therefore, it is possible to reproduce a predetermined three-dimensional wiring pattern while maintaining a predetermined line width and overlay position accuracy of upper and lower layer patterns.

請求項４に記載の発明は、
前記シート状材が積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材であって、
前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレーザビーム加工装置を備え、
前記加工パターンは当該薄膜太陽電池の積層成膜毎に登録されており
前記制御部は、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、薄膜太陽電池の製造装置である。 The invention according to claim 4
A sheet-like base material used for a thin-film solar cell in which the sheet-like material is formed by laminated film formation,
The laser beam processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The processing pattern is registered for each stacked film formation of the thin film solar cell, and the control unit corresponds to the positions of the plurality of reference marks and the dimension between the marks after the stacked film formation and the stacked film formation. An apparatus for manufacturing a thin-film solar cell, wherein the correction calculation is performed based on a processing pattern.

請求項８に記載の発明は、
前記シート状材が積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材であって、
請求項５〜請求項７のいずれかに記載のレーザビーム加工方法を用い、
前記加工パターンは当該薄膜太陽電池の電極形成用パターンに対応して積層成膜毎に登録されており、
前記レーザ加工ステップでは、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、薄膜太陽電池の製造方法である。 The invention according to claim 8 provides:
A sheet-like base material used for a thin-film solar cell in which the sheet-like material is formed by laminated film formation,
Using the laser beam processing method according to any one of claims 5 to 7,
The processing pattern is registered for each laminated film formation corresponding to the electrode forming pattern of the thin film solar cell,
In the laser processing step, the correction calculation is performed on the basis of the positions of the plurality of reference marks and the dimension between the marks after the formation of the laminated film and the processing pattern corresponding to the laminated film. It is a manufacturing method of a solar cell.

上記発明の装置及び方法を用いれば、積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材のレーザ加工の際に、下層に形成されている回路パターンの送り方向や幅方向の伸縮率が異なっていても、上層の加工パターンは、下層に形成されている回路パターンの寸法にフィットするように、補正演算して適正量のピッチ送りを行うことができる。そのため、予め規定した線幅や上下層パターンの重ね合わせ位置精度を維持して、所定の立体配線パターンを再現することができる。   When the apparatus and method of the present invention are used, the circuit pattern formed in the lower layer is stretched in the feed direction and the width direction during the laser processing of the sheet-like substrate used in the thin film solar cell formed by laminated film formation. Even if the rates are different, it is possible to perform an appropriate amount of pitch feed by performing a correction operation so that the processing pattern of the upper layer fits the dimension of the circuit pattern formed in the lower layer. Therefore, it is possible to reproduce a predetermined three-dimensional wiring pattern while maintaining a predetermined line width and overlay position accuracy of upper and lower layer patterns.

成膜後シート状基材が伸縮しやすい場合であっても、加工パターンの倍率を適切に補正しながら転写することができるので、予め規定した位置・線幅・繰り返しピッチの精度を維持して所定パターン加工をすることができる。さらに、重ね合わせのパターン加工に適用すれば、上下層パターンの重ね合わせ位置精度を維持して、所定の立体配線パターンを再現することができる。   Even if the sheet-like substrate tends to expand and contract after film formation, transfer can be performed while appropriately correcting the magnification of the processing pattern, so that the accuracy of the position, line width, and repeat pitch specified in advance is maintained. A predetermined pattern can be processed. Furthermore, if applied to overlay pattern processing, it is possible to reproduce a predetermined three-dimensional wiring pattern while maintaining the overlay position accuracy of the upper and lower layer patterns.

本発明を具現化する形態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the form which embodies this invention. 本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing an example of the form which embodies the present invention. 本発明を具現化する形態の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the form which embodies this invention. 本発明を適用して加工されるシート材の断面を工程毎に表した図である。It is the figure which represented the cross section of the sheet material processed by applying this invention for every process. 本発明を適用して加工されるシート材の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the sheet material processed by applying this invention. 本発明を適用して加工されるシート材の別の例を示す平面図である。It is a top view which shows another example of the sheet material processed by applying this invention.

本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１は本発明を具現化する形態の一例を示す斜視図であり、図２はそのシステム構成図である。
図１において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向
とする。特にＸ方向の矢印の方向を下流側、その逆方向を上流側、Ｙ方向の矢印の方向を奥側、その逆方向を手前側、Ｚ方向の矢印の方向を上、その逆方向を下と表現する。以下各図においても同様に表現する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a form embodying the present invention, and FIG. 2 is a system configuration diagram thereof.
In FIG. 1, the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, and the Z direction is the vertical direction. In particular, the direction of the arrow in the X direction is the downstream side, the opposite direction is the upstream side, the direction of the arrow in the Y direction is the back side, the opposite direction is the near side, the direction of the arrow in the Z direction is up, and the opposite direction is down. Express. The same is expressed in each figure below.

レーザビーム加工装置１は、シート材搬送部２と、レーザ加工部３と、加工パターン登録部４と、基準マーク間隔計測部５と、制御部９とを含んで構成されている。   The laser beam processing apparatus 1 includes a sheet material conveyance unit 2, a laser processing unit 3, a processing pattern registration unit 4, a reference mark interval measurement unit 5, and a control unit 9.

シート材搬送部２は、円筒状に巻き付けられたシート材１０を巻き出す巻出部２１と、巻き出されたシートを所定の方向に搬送する搬送ローラ２２と、搬送されたシート材を平坦に保持する保持部２４と、加工が済んだシート材を再び円筒状に巻き付ける巻取部２６とを含んで構成されている。巻出部２１、搬送ローラ２２及び巻取部２６は、Ｙ方向を回転中芯軸として回転可能なように、レーザビーム加工装置１のフレーム１５に取り付けられている。巻出部２１、搬送ローラ２２及び巻取部２６には、駆動用モータ２１ｍ、２２ｍ、２６ｍが取り付けられており、加工対象となるシート材１０を矢印１０ｖの方向に搬送することができる。   The sheet material conveyance unit 2 includes an unwinding unit 21 that unwinds the sheet material 10 wound in a cylindrical shape, a conveyance roller 22 that conveys the unwound sheet in a predetermined direction, and the conveyed sheet material is flattened. The holding part 24 to hold | maintain and the winding-up part 26 which winds the processed sheet material again in a cylindrical shape are comprised. The unwinding unit 21, the transport roller 22, and the winding unit 26 are attached to the frame 15 of the laser beam processing apparatus 1 so as to be rotatable about the Y direction as the rotation center shaft. Driving motors 21m, 22m, and 26m are attached to the unwinding unit 21, the conveyance roller 22, and the winding unit 26, and the sheet material 10 to be processed can be conveyed in the direction of the arrow 10v.

シート材搬送部２は、加工エリアの上下流に取り付けた搬送ローラ２２を用いる形態以外に、シート材端部を把持してＸ方向に定寸送りする把持送り機構（いわゆる、グリップフィーダー）を用いる形態や、それらを併用する様な形態であっても良い。
さらに、テーブルの上でシート材の裏面を保持する形態以外に、前記グリップフィーダでシート材端部を把持したまま、シート材の幅方向や搬送方向に張力を付与することができるように構成したものでも良く、そうすることでシート材を平坦に保持することができる。
また、シート材搬送部２には、シート吸引部２８を適宜配置することが好ましい。このシート吸引部２８は、上面に開口部を有する箱状の容器部と、前記容器部の下面に設けた吸引部で構成され、搬送経路中にシート材のたるみ部分１０ｓを包み込むように配置しておく。そうすることで、シート吸引部２８の前記容器部とシート材１０との隙間から外気が流入するとともに、前記容器部内は負圧となる。そのため、シート材のたるみ部分１０ｓには重力以上の張力が付与されるので、テーブル２４に載置する際にシート材１０にしわが発生することを防ぐことができる。 The sheet material transport unit 2 uses a gripping feed mechanism (so-called grip feeder) that grips the sheet material end and feeds it in the X direction in addition to the form using the transport rollers 22 attached to the upstream and downstream of the processing area. It may be a form or a form using them together.
Furthermore, in addition to the configuration in which the back surface of the sheet material is held on the table, it is configured so that tension can be applied in the width direction and the conveyance direction of the sheet material while holding the edge portion of the sheet material with the grip feeder. A sheet material may be used, so that the sheet material can be held flat.
Further, it is preferable that the sheet suction unit 28 is appropriately disposed in the sheet material conveyance unit 2. The sheet suction unit 28 includes a box-shaped container part having an opening on the upper surface and a suction part provided on the lower surface of the container part, and is arranged so as to wrap the slack portion 10s of the sheet material in the conveyance path. Keep it. By doing so, outside air flows in from the gap between the container portion of the sheet suction portion 28 and the sheet material 10, and the inside of the container portion becomes a negative pressure. Therefore, since a tension equal to or greater than gravity is applied to the slack portion 10 s of the sheet material, it is possible to prevent the sheet material 10 from being wrinkled when placed on the table 24.

レーザ加工部３は、レーザビーム加工装置１のフレーム１５上に取り付けられてＸ方向に移動可能な一対のＸ軸スライダ部３１と、前記平坦に保持されたシート材１０を跨ぐように前記一対のＸ軸スライダ部３１の上に取り付けられた門型フレーム３２と、門型フレーム３２に取り付けられてＹ方向に移動可能なＹ軸スライダ部３３と、Ｙ軸スライダ部３３の上に取り付けられてシート材１０に向けてレーザビームを照射することができるレーザヘッド部３５とを含んで構成されている。   The laser processing unit 3 is mounted on the frame 15 of the laser beam processing apparatus 1 and moves between the pair of X-axis slider units 31 movable in the X direction and the sheet material 10 held flat. A portal frame 32 mounted on the X-axis slider 31, a Y-axis slider 33 mounted on the portal frame 32 and movable in the Y direction, and a seat mounted on the Y-axis slider 33 And a laser head portion 35 that can irradiate the material 10 with a laser beam.

本発明を具現化するために、レーザヘッド部３５がレーザ照射部を構成しており、Ｘ軸スライダ部３１及びＹ軸スライダ部３３並びに門型フレーム３２がレーザ照射位置変更部を構成している。
また、レーザ照射位置変更部を構成する別の具体例としては、レーザヘッド部３５側が固定されて、前記保持されたシート材側が移動する形態や、Ｘ方向とＹ方向が個別に移動する形態が例示できる。 In order to embody the present invention, the laser head portion 35 constitutes a laser irradiation portion, and the X-axis slider portion 31, the Y-axis slider portion 33, and the portal frame 32 constitute a laser irradiation position changing portion. .
Further, as another specific example constituting the laser irradiation position changing unit, there is a mode in which the laser head unit 35 side is fixed and the held sheet material side moves, or a mode in which the X direction and the Y direction move individually. It can be illustrated.

加工パターン登録部４は、後述の制御部９に含まれて構成されており、平坦に保持されたシート材１０に対してどの部分にレーザビームを照射するか、そのときのレーザビームの強さをどの程度にするか、などの情報が登録されている。また、登録された加工パターンは適宜読み出しされ、読み出された加工パターンに基づいて、レーザ加工部３のレーザ照射位置変更が行われる。   The processing pattern registration unit 4 is configured to be included in the control unit 9 to be described later, which part is irradiated with the laser beam on the flatly held sheet material 10, and the intensity of the laser beam at that time Information such as how much is to be registered is registered. The registered processing pattern is read out as appropriate, and the laser irradiation position of the laser processing unit 3 is changed based on the read out processing pattern.

基準マーク間隔計測部５は、シート材１０に向けて取り付けられた観察カメラ５１と、観察カメラ５１に接続された演算ユニット５２を含んで構成されている。
観察カメラ５１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いたものを例示でき、観察した画像を電気信号に変換して、外部の機器へ映像信号として出力する形態のものが例示できる。 The reference mark interval measurement unit 5 includes an observation camera 51 attached toward the sheet material 10 and an arithmetic unit 52 connected to the observation camera 51.
The observation camera 51 can exemplify a camera using an image sensor such as a CCD or a CMOS, and can exemplify a camera that converts an observed image into an electric signal and outputs it as an image signal to an external device.

演算ユニット５２は、いわゆる画像処理装置と呼ばれる機器を組み込んだものを例示でき、観察カメラ５１から出力された映像信号を入力することができる。演算ユニット５２は、観察カメラ５１の視野内のどの位置に基準マーク１０ｍが写っているかを画像処理により演算することができる。さらに、複数配置された観察カメラ５１の配置位置情報及び間隔情報を登録しておき、それぞれの観察カメラ５１で観察された基準マーク１０ｍの視野内の位置情報と、前記観察カメラの位置情報及び間隔情報に基づいて、シート材１０上に形成された複数の基準マーク１０ｍの位置及び間隔を演算することができる。 The arithmetic unit 52 can exemplify an apparatus incorporating a so-called image processing apparatus, and can input a video signal output from the observation camera 51. The calculation unit 52 can calculate at which position in the field of view of the observation camera 51 the reference mark 10m is captured by image processing. Further, arrangement position information and interval information of a plurality of observation cameras 51 are registered, position information in the field of view of the reference mark 10m observed by each observation camera 51, and position information and intervals of the observation cameras. Based on the information, the positions and intervals of the plurality of reference marks 10m formed on the sheet material 10 can be calculated.

制御部９には、制御用コンピュータ９０と、情報入力手段９１と、情報出力手段９２と、発報手段９３と、情報記録手段９４と、機器制御ユニット９５とが接続されて含まれている。   The control unit 9 includes a control computer 90, an information input unit 91, an information output unit 92, a notification unit 93, an information recording unit 94, and a device control unit 95 connected to each other.

制御用コンピュータ９０としては、マイコン、パソコン、ワークステーションなどの、数値演算ユニットが搭載されたものが例示される。
情報入力手段９１としては、キーボードやマウスやスイッチなどが例示される。
情報出力手段９２としては、画像表示ディスプレイやランプなどが例示される。 Examples of the control computer 90 include a computer equipped with a numerical operation unit such as a microcomputer, a personal computer, or a workstation.
Examples of the information input unit 91 include a keyboard, a mouse, and a switch.
Examples of the information output unit 92 include an image display display and a lamp.

発報手段９３としては、ブザーやスピーカ、ランプなど、作業者に注意喚起をすることができるものが例示される。
情報記録手段９４としては、メモリーカードやデータディスクなどの、半導体記録媒体や磁気記録媒体や光磁気記録媒体などが例示される。
機器制御ユニット９５としては、プログラマブルコントローラやモーションコントローラと呼ばれる機器などが例示される。 Examples of the reporting means 93 include a buzzer, a speaker, and a lamp that can alert the worker.
Examples of the information recording means 94 include a semiconductor recording medium, a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, such as a memory card and a data disk.
Examples of the device control unit 95 include devices called programmable controllers and motion controllers.

制御用コンピュータ９０には、基準マーク間隔計測部５の演算ユニット５２から、前記基準マーク間の寸法情報が送信される。
また、上述の演算ユニット５２に代えて、制御部９の画像処理部を用いたもの（具体的には画像処理ユニット９６を用いる形態）であっても良い。この場合、観察カメラ５１から出力された映像信号を画像処理ユニット９６に入力し、前記基準マーク間の寸法情報を演算することができる。 Dimension information between the reference marks is transmitted to the control computer 90 from the arithmetic unit 52 of the reference mark interval measuring unit 5.
Further, instead of the arithmetic unit 52 described above, an image processing unit of the control unit 9 (specifically, an embodiment using the image processing unit 96) may be used. In this case, the video signal output from the observation camera 51 can be input to the image processing unit 96, and the dimensional information between the reference marks can be calculated.

制御部９で用いられる前記画像処理部としては、上述の画像処理ユニット９６に限らず、入手可能な画像処理機能を有する機器を採用することができる。例えば、一般にＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）と呼ばれ、制御用コンピュータ９０の外部に設置される形態のものや、制御用コンピュータ９０の筐体内に接続される形態のもの、制御用コンピュータ９０の画像処理機能を利用したものなどが例示できる。   The image processing unit used in the control unit 9 is not limited to the image processing unit 96 described above, and an apparatus having an available image processing function can be employed. For example, it is generally called a GPU (Graphic Processing Unit) and is installed outside the control computer 90, connected to the case of the control computer 90, or image processing of the control computer 90. The thing using a function etc. can be illustrated.

機器制御ユニット９５は、レーザビーム加工装置１を構成する各制御機器（図示せず）と接続されており、それらに対して制御用信号を与えることにより、各機器を動作させたり静止させたりすることができるようになっている。   The device control unit 95 is connected to each control device (not shown) that constitutes the laser beam machining apparatus 1, and operates or stops each device by giving a control signal thereto. Be able to.

［加工フロー］
図３は、本発明を具現化する形態の一例を示すフロー図である。図３では、シート材１０に対してレーザ加工を行う一連のフローが、ステップ毎に示されている。レーザ加工に先立ち、加工パターンは予め登録しておく。 [Processing flow]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a form embodying the present invention. In FIG. 3, a series of flows for performing laser processing on the sheet material 10 is shown for each step. Prior to laser processing, a processing pattern is registered in advance.

先ず、シート材１０を、レーザビーム加工装置１のシート材搬送部２にセットする（ｓ１０１）。図１に示した形態の装置構成では、シート材１０を巻出部２１から巻き出し、搬送用ローラ２２から巻取部２６へと架け渡し、巻取部２６で巻取ができるようにセットする。   First, the sheet material 10 is set in the sheet material conveyance unit 2 of the laser beam processing apparatus 1 (s101). In the configuration of the apparatus shown in FIG. 1, the sheet material 10 is unwound from the unwinding unit 21, is laid from the conveying roller 22 to the winding unit 26, and is set so that the winding unit 26 can wind it. .

次に、レーザ加工の対象となるシート材１０に、基準マークとなるパターンが形成されているかどうかを判断する（ｓ１０２）。シート材１０に、既に基準マーク１０ｍが形成されていれば、当該シート材に対する加工パターンと加工位置情報を加工パターン登録部４から読み出し（ｓ１１１）、シート材１０を下流側に所定量だけ定寸送りし（ｓ１１２）、シート材の加工対象領域とその周辺部を平坦に保持する（ｓ１１３）。   Next, it is determined whether or not a pattern to be a reference mark is formed on the sheet material 10 to be laser processed (s102). If the reference mark 10m is already formed on the sheet material 10, the processing pattern and processing position information for the sheet material is read from the processing pattern registration unit 4 (s111), and the sheet material 10 is fixed to the downstream by a predetermined amount. The sheet material is fed (s112), and the processing target area of the sheet material and its peripheral part are held flat (s113).

続いて、シート材上に形成されている複数の基準マーク１０ｍを観察カメラ５１を用いて観察し（ｓ１１４）、複数の基準マーク１０ｍ間の寸法を計測する（ｓ１１５）。
そして、寸法計測した基準マーク１０ｍ間の間隔と、加工パターン登録部４に登録されている加工パターンに対応する基準マーク１０ｇ間の寸法を比較し、この後、（詳細は後述するが、）重ね合わせパターンのレーザ加工位置情報を補正変更する（ｓ１１６）。補正された加工位置情報に基づいて、Ｘ軸スライダ部３１及びＹ軸スライダ部３３とを動かしてレーザ加工位置を変更し（ｓ１１７）、所定の場所でシート材１０に向けてレーザビームを照射する（ｓ１１８）。 Subsequently, the plurality of reference marks 10m formed on the sheet material are observed using the observation camera 51 (s114), and the dimension between the plurality of reference marks 10m is measured (s115).
Then, the distance between the measured reference marks 10m and the dimension between the reference marks 10g corresponding to the processing pattern registered in the processing pattern registration unit 4 are compared, and thereafter, the overlapping is performed (details will be described later). The laser processing position information of the alignment pattern is corrected and changed (s116). Based on the corrected processing position information, the X-axis slider unit 31 and the Y-axis slider unit 33 are moved to change the laser processing position (s117), and a laser beam is irradiated toward the sheet material 10 at a predetermined location. (S118).

予め登録しておいた加工パターンに基づいて、所定のエリア内に対してレーザ加工が終了したかどうかを判断し（ｓ１１９）、終了していないと判断すれば、続けて上記ステップｓ１１７，ｓ１１８を繰り返す。レーザ加工が終了したと判断すれば、シート材１０に対する全ての加工が終了したかどうかを判断し（ｓ１２０）、終了していないと判断すれれば、上述のステップｓ１１２〜ｓ１１９を繰り返す。シート材１０に対する全ての加工が終了したと判断すれば、シート材１０をシート材搬送部２から取り出す（ｓ１５０）。   Based on the processing pattern registered in advance, it is determined whether or not laser processing has been completed for a predetermined area (s119). If it is determined that laser processing has not been completed, steps s117 and s118 are subsequently performed. repeat. If it is determined that the laser processing has been completed, it is determined whether or not all the processing on the sheet material 10 has been completed (s120). If it is determined that the processing has not been completed, the above steps s112 to s119 are repeated. If it is determined that all the processing on the sheet material 10 has been completed, the sheet material 10 is taken out from the sheet material conveyance unit 2 (s150).

一方、シート材１０に基準マーク１０ｍが形成されていない場合は、上述のステップｓ１０２において、基準マークが無いと判断し、次のフローに示すようなレーザ加工を行う。
先ず、当該シート材に対する加工パターンと加工位置情報を加工パターン登録部４から読み出し（ｓ１３１）、シート材１０を下流側に所定量だけ定寸送りし（ｓ１３２）、シート材の加工対象領域とその周辺部を平坦に保持する（ｓ１３３）。
続いて、加工パターン登録部４に登録されている加工パターン情報に基づいて、Ｘ軸スライダ部３１及びＹ軸スライダ部３３とを動かしてレーザ加工位置を変更し（ｓ１３７）、所定の場所でシート材１０に向けてレーザビームを照射する（ｓ１３８）。 On the other hand, when the reference mark 10m is not formed on the sheet material 10, it is determined that there is no reference mark in the above-described step s102, and laser processing as shown in the following flow is performed.
First, the processing pattern and processing position information for the sheet material is read from the processing pattern registration unit 4 (s131), the sheet material 10 is fixedly fed by a predetermined amount downstream (s132), and the processing target area of the sheet material and its region The peripheral part is held flat (s133).
Subsequently, based on the processing pattern information registered in the processing pattern registration unit 4, the X-axis slider unit 31 and the Y-axis slider unit 33 are moved to change the laser processing position (s 137), and the sheet is placed at a predetermined place. A laser beam is irradiated toward the material 10 (s138).

予め登録しておいた加工パターンに基づいて、所定のエリア内に対してレーザ加工が終了したかどうかを判断し（ｓ１３９）、終了していないと判断されれば、続けて上記ステップｓ１１７，ｓ１１８を繰り返す。レーザ加工が終了したと判断されれば、シート材１０に対する全ての加工が終了したかどうかを判断し（ｓ１４０）、終了していないと判断されれば、上述のステップｓ１３２〜ｓ１３９を繰り返す。シート材１０に対する全ての加工が終了したと判断されれば、シート材１０をシート材搬送部２から取り出す（ｓ１５０）。   Based on the processing pattern registered in advance, it is determined whether or not laser processing has been completed within a predetermined area (s139). If it is determined that laser processing has not been completed, the above steps s117 and s118 are continued. repeat. If it is determined that the laser processing has been completed, it is determined whether or not all the processing on the sheet material 10 has been completed (s140). If it is determined that the processing has not been completed, the above steps s132 to s139 are repeated. If it is determined that all the processing on the sheet material 10 has been completed, the sheet material 10 is taken out from the sheet material conveyance unit 2 (s150).

上記のステップｓ１０１〜ｓ１１９に基づいてシート材１０に対してレーザ加工を行うことで、本発明を実施することができる。
そうすれば、成膜後シート状基材が伸縮しやすい場合であっても、適正量のピッチ送りが行えるので、予め規定した線幅や繰り返しピッチの精度を維持して、所定のパターン加工をすることができる。 The present invention can be implemented by performing laser processing on the sheet material 10 based on the above steps s101 to s119.
By doing so, even if the sheet-like base material is likely to expand and contract after film formation, an appropriate amount of pitch feed can be performed, so that a predetermined pattern processing can be performed while maintaining a predetermined line width and repeat pitch accuracy. can do.

［重ね合わせ加工フロー］
図４は、本発明を適用して加工されるシート材の断面を工程毎に表した図であり、（ａ）〜（ｈ）までアルファベット順に加工処理が進められる。
図４（ａ）は、シート材１０の上に第１層目の成膜１０ａが形成された状態を表した断面図であり、シート材１０はこの状態で保持部２４に搬送される。 [Overlay processing flow]
FIG. 4 is a view showing a section of a sheet material processed by applying the present invention for each process, and the processing is advanced in alphabetical order from (a) to (h).
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a state in which the first layer film 10 a is formed on the sheet material 10, and the sheet material 10 is conveyed to the holding unit 24 in this state.

図４（ｂ）は、前記形成された第１層目の成膜１０ａに向けて、レーザヘッド部３５からレーザビーム６１が照射され、加工溝６１ｓが形成された状態を表した断面図である。この第１層目の成膜１０ａは、所定の加工パターンに基づいて加工溝６１ｓが形成された後、保持部２４から下流へと搬送される。このとき、第１層目の成膜１０ａには基準マーク１０ｍが複数個、所定の位置にマーキングされる。あるいは、既にシート材１０上に基準マーク１０ｍがマーキングされている場合もある。   FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state in which a laser beam 61 is irradiated from the laser head unit 35 toward the formed first layer film 10a, and a processed groove 61s is formed. . The film deposition 10a of the first layer is conveyed downstream from the holding unit 24 after the processing groove 61s is formed based on a predetermined processing pattern. At this time, a plurality of reference marks 10m are marked at predetermined positions on the first layer film 10a. Alternatively, the reference mark 10m may already be marked on the sheet material 10.

図４（ｃ）は、加工溝が形成された第１層目の成膜１０ａの上に、さらに第２層目の成膜１０ｂが形成された状態を表した断面図であり、シート材１０はこの状態で保持部２４に搬送される。その後、それぞれの基準マーク１０ｍの位置を観察し、各基準マーク１０ｍの位置に基づいて、第２層目の加工パターンの加工位置を補正する補正演算が行われる。   FIG. 4C is a cross-sectional view showing a state in which the second layer film 10b is further formed on the first layer film 10a in which the processing grooves are formed. Is conveyed to the holding unit 24 in this state. Thereafter, the position of each reference mark 10m is observed, and based on the position of each reference mark 10m, a correction operation for correcting the processing position of the processing pattern of the second layer is performed.

図４（ｄ）は、前記形成された第２層目の成膜１０ｂに向けて、レーザヘッド部３５からレーザビーム６２が照射され、加工溝６２ｓが形成された状態を表した断面図である。この第２層目の成膜１０ｂは、所定の加工パターン及び前記補正演算の結果に基づいて加工溝６２ｓが形成される。その後シート材１０は、保持部２４から下流へと搬送される。   FIG. 4D is a cross-sectional view showing a state in which a laser beam 62 is irradiated from the laser head unit 35 toward the formed second layer film 10b, and a processed groove 62s is formed. . In the second layer film formation 10b, a processing groove 62s is formed based on a predetermined processing pattern and the result of the correction calculation. Thereafter, the sheet material 10 is conveyed downstream from the holding unit 24.

図４（ｅ）は、加工溝が形成された第２層目の成膜１０ｂの上に、さらに第３層目の成膜１０ｃが形成された状態を表した断面図であり、シート材１０はこの状態で保持部２４に搬送される。その後、それぞれの基準マーク１０ｍの位置を観察し、各基準マーク１０ｍの位置に基づいて、第３層目の加工パターンの加工位置を補正する補正演算が行われる。   FIG. 4E is a cross-sectional view illustrating a state in which a third layer film 10c is further formed on the second layer film 10b in which the processing grooves are formed. Is conveyed to the holding unit 24 in this state. Thereafter, the position of each reference mark 10m is observed, and based on the position of each reference mark 10m, a correction operation is performed to correct the processing position of the third layer processing pattern.

図４（ｆ）は、前記形成された第３層目の成膜１０ｃに向けて、レーザヘッド部３５からレーザビーム６３が照射され、加工溝６３ｓが形成された状態を表した断面図である。この第３層目の成膜１０ｃは、所定の加工パターン及び前記補正演算の結果に基づいて加工溝６３ｓが形成される。その後シート材１０は、保持部２４から下流へと搬送される。   FIG. 4F is a cross-sectional view showing a state in which a laser beam 63 is irradiated from the laser head portion 35 toward the formed third layer film 10c, and a processed groove 63s is formed. . In the third layer film formation 10c, a processing groove 63s is formed based on a predetermined processing pattern and the result of the correction calculation. Thereafter, the sheet material 10 is conveyed downstream from the holding unit 24.

図４（ｇ）は、加工溝が形成された第３層目の成膜１０ｃの上に、さらに第４層目の成膜１０ｄが形成された状態を表した断面図であり、シート材１０はこの状態で保持部２４に搬送される。その後、それぞれの基準マーク１０ｍの位置を観察し、各基準マーク１０ｍの位置に基づいて、第４層目の加工パターンの加工位置を補正する補正演算が行われる。   FIG. 4G is a cross-sectional view showing a state in which the fourth layer film 10d is further formed on the third layer film 10c in which the processing grooves are formed. Is conveyed to the holding unit 24 in this state. Thereafter, the position of each reference mark 10m is observed, and based on the position of each reference mark 10m, a correction operation is performed to correct the processing position of the fourth layer processing pattern.

図４（ｈ）は、前記形成された第４層目の成膜１０ｄに向けて、レーザヘッド部３５からレーザビーム６４が照射され、加工溝６４ｓが形成された状態を表した断面図である。この第４層目の成膜１０ｄは、所定の加工パターン及び前記補正演算の結果に基づいて加工溝６４ｓが形成される。その後シート材１０は、保持部２４から下流へと搬送される。   FIG. 4H is a cross-sectional view showing a state in which a laser beam 64 is irradiated from the laser head unit 35 toward the formed fourth layer film 10d to form a processed groove 64s. . In the fourth layer film formation 10d, a processing groove 64s is formed based on a predetermined processing pattern and the result of the correction calculation. Thereafter, the sheet material 10 is conveyed downstream from the holding unit 24.

図５Ａは、本発明を適用して加工されるシート材の１つの層での補正演算の例を示す平面図であり、シート材１０上に設定された加工エリア１０ｆのコーナ部周辺にそれぞれ基準マーク１０ｍ（１０ｍ−１〜１０ｍ−４）を配置した様子を示している。このように、加工エリア１０ｆのコーナ部周辺にそれぞれ基準マーク１０ｍが配置されているので、上述したフローに基づいて、複数の基準マーク１０ｍの位置及び間隔を演算すれば、加工エリア全体を平均させたＸ方向及びＹ方向の伸縮率を求めることができる。 FIG. 5A is a plan view showing an example of a correction calculation in one layer of a sheet material processed by applying the present invention, and each of the reference areas around the corner portion of the processing area 10f set on the sheet material 10 is shown. A state in which the mark 10m (10m-1 to 10m-4) is arranged is shown. As described above, since the reference marks 10m are arranged around the corner portion of the processing area 10f, if the positions and intervals of the plurality of reference marks 10m are calculated based on the above-described flow, the entire processing area is averaged. The expansion / contraction rate in the X direction and the Y direction can be obtained.

図５Ｂは、本発明を適用して加工されるシート材の別の例を示す平面図であり、シート材１０上に設定された加工エリア１０ｆをさらに細分化し、それぞれ細分化したエリアの周辺部に基準マーク１１ｍを配置した様子を示している。このように、加工エリア１０ｆの周辺部には、それぞれ細分化された加工エリアの位置に対応した基準マーク１１ｍが配置されているので、上述したフローに基づいて、複数の基準マーク１１ｍの位置及び間隔を演算すれば、それぞれの加工エリア毎についてＸ方向及びＹ方向の伸縮率を求めることができる。そうすれば、薄膜太陽電池に代表されるような、下層の成膜や回路パターンの粗密具合が異なる多層膜シート材であっても、各細分化された加工エリア毎（つまり、局所的に）、Ｘ方向及びＹ方向の伸縮率を演算して求めることができる。そのため、加工エリア全体の伸縮率を平均化した場合と比較して、上下層の加工パターンの重ね合わせの位置精度を高めることができる。   FIG. 5B is a plan view showing another example of the sheet material processed by applying the present invention, where the processing area 10f set on the sheet material 10 is further subdivided, and the peripheral portions of the subdivided areas, respectively. Shows a state in which the reference mark 11m is arranged. As described above, since the reference marks 11m corresponding to the positions of the subdivided processing areas are arranged in the peripheral part of the processing area 10f, the positions of the plurality of reference marks 11m and If the interval is calculated, the expansion / contraction rate in the X direction and the Y direction can be obtained for each processing area. Then, even if it is a multilayer film sheet material that is different in the density of the lower layer film formation and circuit pattern as represented by the thin film solar cell, for each subdivided processing area (that is, locally) It is possible to calculate the expansion / contraction ratio in the X direction and the Y direction. Therefore, compared with the case where the expansion / contraction rate of the whole process area is averaged, the position accuracy of the superimposition of the process patterns of the upper and lower layers can be improved.

上述の図４（ｃ）〜（ｈ）並びに図５Ａ，Ｂを用いて説明したように、積層成膜で形成されるシート状基材のレーザ加工装置及び方法並びに、積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材の製造装置及び製造方法に本発明を適用すれば、シート材１０の各層で送り方向や幅方向の伸縮率が異なっていても、上層の加工パターンを加工するレーザヘッド部３５は下層に形成されている成膜や回路パターンの位置や寸法にフィッティングするように、補正演算して適正量のピッチ送りを行うことができる。そのため、送り方向や幅方向の伸縮率が変化しやすいシート材１０を用いた場合であっても、予め規定した線幅や上下パターンの重ね合わせ位置の精度を維持してレーザ加工を行うことができる。そして、上記成膜の積層と、各層に対するレーザパターニングを繰り返すことで、薄膜太陽電池などの所定の立体配線パターン構造を有する、積層成膜で形成されるシート状基材を製造することができる。























As described above with reference to FIGS. 4C to 4H and FIGS. 5A and 5B, the laser processing apparatus and method for a sheet-like substrate formed by laminated film formation and the laminated film formation are used. If this invention is applied to the manufacturing apparatus and manufacturing method of the sheet-like base material used for a thin film solar cell, even if each layer of the sheet material 10 has different stretch rates in the feed direction and the width direction, the upper layer processing pattern is processed. The laser head unit 35 can perform a correction calculation and perform an appropriate amount of pitch feed so as to fit the position and dimensions of the film formation and circuit pattern formed in the lower layer. Therefore, even when the sheet material 10 in which the stretch rate in the feed direction and the width direction is easily changed is used, the laser processing can be performed while maintaining the accuracy of the line width and the overlapping position of the upper and lower patterns defined in advance. it can. And the sheet-like base material formed by lamination | stacking film formation which has predetermined | prescribed three-dimensional wiring pattern structures, such as a thin film solar cell, can be manufactured by repeating the lamination | stacking of the said film formation, and the laser patterning with respect to each layer.























１ レーザビーム加工装置
２ シート材搬送部
３ レーザ加工部
４ 加工パターン登録部
５ 基準マーク間隔計測部
９ 制御部
１０ シート材
１０ａ 第１層目の成膜
１０ｂ 第２層目の成膜
１０ｃ 第３層目の成膜
１０ｄ 第４層目の成膜
１０ｆ 加工エリア
１０ｇ 基準マーク
１０ｍ 基準マーク
１０ｓ シート材のたるみ部
１０ｖ 矢印
１１ｍ 基準マーク
１５ フレーム
２１ 巻出部
２１ｍ 駆動用モータ
２２ 搬送ローラ
２２ｍ 駆動用モータ
２４ 保持部
２６ 巻取部
２６ｍ 駆動用モータ
２８ シート吸引部
３１ Ｘ軸スライダ部
３２ 門型フレーム
３３ Ｙ軸スライダ部
３５ レーザヘッド部
５１ 観察カメラ
５２ 演算ユニット
６１ レーザビーム
６１ｓ 加工溝
６２ レーザビーム
６２ｓ 加工溝
６３ レーザビーム
６３ｓ 加工溝
６４ レーザビーム
６４ｓ 加工溝
９０ 制御用コンピュータ
９１ 情報入力手段
９２ 情報出力手段
９３ 発報手段
９４ 情報記録手段
９５ 制御ユニット
９６ 画像処理ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser beam processing apparatus 2 Sheet material conveyance part 3 Laser processing part 4 Processing pattern registration part 5 Reference mark space | interval measurement part 9 Control part 10 Sheet material 10a Film formation of the 1st layer 10b Film formation of the 2nd layer 10c 3rd Film formation of layer 10d Film formation of fourth layer 10f Processing area 10g Reference mark 10m Reference mark 10s Slack part of sheet material 10v Arrow 11m Reference mark 15 Frame 21 Unwinding part 21m Driving motor 22 Conveying roller 22m Driving motor 24 Holding part 26 Winding part 26m Driving motor 28 Sheet suction part 31 X-axis slider part 32 Portal frame 33 Y-axis slider part 35 Laser head part 51 Observation camera 52 Arithmetic unit 61 Laser beam 61s Machining groove 62 Laser beam 62s Machining Groove 63 Laser beam 63s Machining groove 64 Laser beam Beam 64s machined groove 90 control computer 91 information input unit 92 information output means 93 alarm unit 94 information recording unit 95 control unit 96 image processing unit

Claims (8)

シート材を搬送するシート材搬送部と、
前記シート材を保持する保持部と、
前記保持したシート材に向けてレーザビームを照射するレーザ照射部と、
前記保持したシート材と前記レーザ照射部とを前記シート材の搬送方向及び幅方向に相対移動させるレーザ照射位置変更部と、
前記保持したシート材上に前記レーザビームを照射する位置を登録する加工パターン登録部と、
前記登録された加工パターンに基づいて前記レーザ照射部からレーザビームを照射させる制御部とを備え、
前記保持したシート材に形成された複数の基準マークの位置を観察する基準マーク観察部と、
前記複数の基準マーク間の寸法を計測する基準マーク間隔計測部とを更に備え、
前記制御部は、
前記複数の基準マークの位置及びマーク間の計測寸法と、前記登録された加工パターンに基づいて、前記レーザ照射位置変更部の相対移動位置を補正演算し、前記補正演算して得られた所定の位置に前記レーザビームを照射する機能を更に備えている
ことを特徴とするレーザビーム加工装置。 A sheet material conveying section for conveying the sheet material;
A holding portion for holding the sheet material;
A laser irradiation unit for irradiating a laser beam toward the held sheet material;
A laser irradiation position changing unit that relatively moves the held sheet material and the laser irradiation unit in a conveyance direction and a width direction of the sheet material;
A processing pattern registering unit for registering a position to irradiate the laser beam on the held sheet material;
A control unit for irradiating a laser beam from the laser irradiation unit based on the registered processing pattern,
A reference mark observation unit for observing the positions of a plurality of reference marks formed on the held sheet material;
A reference mark interval measuring unit that measures a dimension between the plurality of reference marks,
The controller is
Based on the positions of the plurality of reference marks, the measurement dimensions between the marks, and the registered processing pattern, the relative movement position of the laser irradiation position changing unit is corrected and calculated, and the predetermined calculation obtained by the correction calculation is performed. A laser beam processing apparatus, further comprising a function of irradiating the position with the laser beam. 前記シート保持部は、前記シート材の裏面を吸着固定するテーブル部で構成されている
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザビーム加工装置。 The laser beam processing apparatus according to claim 1, wherein the sheet holding unit includes a table unit that sucks and fixes the back surface of the sheet material. 前記シート材が積層成膜で形成されるシート状基材であって、
前記請求項１又は請求項２のいずれかに記載のレーザビーム加工装置を備え、
前記加工パターンは当該積層成膜毎に登録されており
前記制御部は、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、積層成膜シート材の製造装置。 The sheet material is a sheet-like substrate formed by laminated film formation,
Comprising the laser beam processing apparatus according to claim 1 or 2,
The processing pattern is registered for each layered film formation, and the control unit is based on the positions of the plurality of reference marks and the dimension between the marks after the layered film formation and the processing pattern corresponding to the layered film formation. Then, the correction calculation operation is performed. 前記シート状材が積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材であって、
前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレーザビーム加工装置を備え、
前記加工パターンは当該薄膜太陽電池の積層成膜毎に登録されており
前記制御部は、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、薄膜太陽電池の製造装置。













A sheet-like base material used for a thin-film solar cell in which the sheet-like material is formed by laminated film formation,
The laser beam processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The processing pattern is registered for each stacked film formation of the thin film solar cell, and the control unit corresponds to the positions of the plurality of reference marks and the dimension between the marks after the stacked film formation and the stacked film formation. An apparatus for manufacturing a thin-film solar cell, wherein the correction calculation is performed based on a processing pattern.













シート材を搬送するシート材搬送ステップと、
前記シート材を保持する保持ステップと、
前記保持したシート材に向けてレーザビームを照射するレーザ照射ステップと、
前記保持したシート材とレーザ照射部とを前記シート材の搬送方向及び幅方向に相対移動させるレーザ照射位置変更ステップと、
前記保持したシート材上に前記レーザビームを照射するための加工パターン及び位置情報
を読み出す加工パターン読み出しステップと、
前記読み出しされた加工パターンに基づいて前記レーザ照射位置変更ステップにおける相対移動を行いながら前記レーザ照射部からレーザビームを照射するレーザ加工ステップとを有し、
前記保持したシート材に形成された複数の基準マークの位置を観察する基準マーク観察ステップと、
前記複数の基準マーク間の寸法を計測する基準マーク間隔計測ステップとを更に有し、
前記レーザ加工ステップでは、
前記複数の基準マークの位置及びマーク間の計測寸法と、前記読み出された加工パターンに基づいて、前記レーザ照射位置変更ステップの相対移動位置を補正演算し、前記補正演算して得られた所定の位置に前記レーザビームを照射するステップを更に有する
ことを特徴とする、レーザビーム加工方法。 A sheet material conveying step for conveying the sheet material;
Holding step for holding the sheet material;
A laser irradiation step of irradiating a laser beam toward the held sheet material;
A laser irradiation position changing step of relatively moving the held sheet material and the laser irradiation unit in the conveying direction and the width direction of the sheet material;
A processing pattern reading step for reading a processing pattern and position information for irradiating the laser beam on the held sheet material;
A laser processing step of irradiating a laser beam from the laser irradiation unit while performing relative movement in the laser irradiation position changing step based on the read processing pattern,
A reference mark observation step of observing positions of a plurality of reference marks formed on the held sheet material;
A reference mark interval measuring step for measuring a dimension between the plurality of reference marks,
In the laser processing step,
Based on the positions of the plurality of reference marks, the measurement dimensions between the marks, and the read processing pattern, the relative movement position of the laser irradiation position changing step is corrected and calculated, and the predetermined value obtained by the correction calculation is calculated. The method further includes the step of irradiating the position of the laser beam with the laser beam. 前記保持ステップでは、前記シート材の裏面を吸引して平坦なテーブル部に吸着固定することを特徴とする、請求項５に記載のレーザビーム加工方法。   6. The laser beam processing method according to claim 5, wherein, in the holding step, the back surface of the sheet material is sucked and fixed to a flat table portion. 前記シート材が積層成膜で形成されるシート状基材であって、
請求項５又は請求項６のいずれかに記載のレーザビーム加工方法を用い、
前記加工パターンは当該積層成膜で形成されるパターンに対応して積層成膜毎に登録されており、
前記レーザ加工ステップでは、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、積層成膜シート材の製造方法。 The sheet material is a sheet-like substrate formed by laminated film formation,
Using the laser beam processing method according to claim 5 or 6,
The processing pattern is registered for each laminated film corresponding to the pattern formed by the laminated film,
In the laser processing step, the correction calculation is performed based on the positions of the plurality of reference marks after the formation of the laminated film and the dimensions between the marks, and the machining pattern corresponding to the laminated film. Manufacturing method of film-forming sheet material. 前記シート状材が積層成膜で形成される薄膜太陽電池に用いられるシート状基材であって、
請求項５〜請求項７のいずれかに記載のレーザビーム加工方法を用い、
前記加工パターンは当該薄膜太陽電池の電極形成用パターンに対応して積層成膜毎に登録されており、
前記レーザ加工ステップでは、積層成膜形成後の当該複数の基準マークの位置及びマーク間の寸法と、当該積層成膜に対応する加工パターンに基づいて前記補正演算を行なう
ことを特徴とする、薄膜太陽電池の製造方法。 A sheet-like base material used for a thin-film solar cell in which the sheet-like material is formed by laminated film formation,
Using the laser beam processing method according to any one of claims 5 to 7,
The processing pattern is registered for each laminated film formation corresponding to the electrode forming pattern of the thin film solar cell,
In the laser processing step, the thin film is characterized in that the correction calculation is performed based on the positions of the plurality of reference marks after the stacked film formation and the dimensions between the marks, and the processing pattern corresponding to the stacked film formation. A method for manufacturing a solar cell.
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