JP2014046392A - スクライブ加工方法及びスクライブ加工用のブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスキングを行うことなく，ブラストにより高精度に溝を形成することのできるスクライブ加工方法を提供する。
【解決手段】幅１０〜５００μmで前記幅に対し５〜５０００倍の長さを有するスリット状の噴射口２１を備えた噴射ノズル２０を有するブラスト加工装置１とを使用し，前記噴射ノズル２０の噴射口２１の幅に対し１／２以下のメディアン径で，且つ，最大粒径が前記噴射口２１の幅δよりも小さい研磨材を，噴射距離を０．１mm〜３．０mmとして研磨材の噴射量が噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるように，マスキングがされていない被加工物Ｗの表面に圧縮気体と共に噴射する。
【選択図】図１

Description

本発明は被加工物に溝やラインを形成するスクライブ加工方法，及び前記スクライブ加工に使用するブラスト加工装置に関し，より詳細には，研磨材を圧縮気体と共に噴射するブラストによって行うスクライブ加工方法，及び前記方法に使用するブラスト加工装置に関する。

被加工物に溝やラインを形成するスクライブ加工は，ガラス等の硬質脆性材料を切断する際に破断の起点となる溝の形成や，半導体デバイスの製造に際し，基板上に形成された導電膜や半導体膜を所定のパターンに切り分ける場合等に使用されている。

このような半導体デバイスの一例として太陽電池を例に挙げて説明すると，太陽電池パネルは，ガラス基板上に裏面電極となる導電層と，前記導電層上に形成された光電変換層，及びこの光電変換層上に形成されたバッファ層及び透明電極層を備えており，ガラス基板上に導電層，光電変換層，バッファ層及び透明電極層を形成する毎に，各層を所定のパターンでスクライビングして切り分けることで，ガラス基板上に，直列に接続された複数の太陽電池のセルを形成すると共に集積化した構造を備えている。

このようなスクライブの方法としては，従来より，レーザスクライブ，メカニカルスクライブ，及びサンドブラスト法によるスクライブがある。

このうち，レーザスクライブは，被加工物の表面にレーザの焦点を合わせ，加工テーブル上に載置した被加工物，又はレーザ発振器を，予めプログラムされた加工パターンに合わせて正確にスライドさせることにより所定パターンにラインの形成を行うもので，このようなレーザスクライブに使用する加工装置は複雑且つ高価な装置であるために多大な初期投資が必要となる。

しかも，レーザスクライブは熱による処理であるため被加工物の変形，変質を来す場合があり，適用できる材質等に制約がある。

更に，レーザの焦点調整が困難な透明な材料に対する加工が難しいという問題があると共に，ドロス（溶けた材料の溶着物）が製品に動作不良等を発生させる原因となる場合がある。

また，前述したスクライブ方法のうち，メカニカルスクライブは，例えばダイヤモンド砥石等によって形成した砥石車を高速で回転させながら被加工物の表面に接触させて，被加工物の表面を所定のパターンで削り落として溝を形成するものであり，作業が進むに従い高価な砥石車等のツールが摩滅すると共に，僅かなツールの摩滅によっても加工精度に変化が生じることから，これを頻繁に交換する必要があり，多大なランニングコストがかかると共に，ツールの交換中，作業を停止する必要があるために生産性も低下する。

そのため，装置構成が比較的簡単であるためレーザを使用した加工装置に比較して安価に導入できると共に，取り扱いが容易であり，しかも，研磨材を補充乃至は交換するだけで，作業を中断することなく加工精度を変化させることなしにスクライブ加工を継続して行うことのできるブラスト加工装置によってスクライブ加工を行うことが要望されている。

このような要望に対応し，太陽電池の製造過程で行われる導電膜や光電変換層，透明電極等のスクライブ加工をブラストによって行うことも提案されている（特許文献１，２参照）。

なお，スクライブ加工に特化して使用するものではないが，本願出願人は，加工精度の向上等を目的としてブラスト加工において噴射ノズルに対して一定量の研磨材を安定して供給するための定量供給装置として，研磨材タンク内で回転するディスクに設けた計量孔によって正確に計測された研磨材を，圧縮気体と共に噴射ノズルに供給する，ディスク型の研磨材定量供給装置を既に提案している（特許文献３）。

特開平９−２６０７０４号公報 特開２０００−１２４４９０号公報 特開２００８−２６４９１２号公報

前述した太陽電池の製造過程でスクライブによって導電層や光電変換層，透明電極層に形成された溝の部分は，太陽電池となった際に発電に寄与しない部分となるために，発電効率を向上させるためには，スクライブによって形成する溝を可及的に細く形成することが求められている。

このような要求に対し，前掲の特許文献１，２に記載の発明では，いずれもブラストによるスクライビングを行うに先立ち，溝を形成する部分以外の被加工物の表面を保護材によって覆うマスキングを行うことで，被加工物の表面に所定パターンの溝を形成することができるようにしている。

そのため，前述した太陽電池の製造例にあっては，導電層，光電変換層，バッファ層及び透明電極層を形成する毎に保護材を所定のパターンで高精度に印刷する等してマスキングを行う必要があると共に，ブラストによるスクライブを行った後，マスキングの際に取り付けた保護材を洗浄，その他の方法により除去する作業が必要となり，マスキングを行うことなく，ブラストによって被加工物の表面に直接研磨材の噴射を行うことにより，高精度に溝等の形成を行うことができれば，製造工程数の省略と，使用する材量の減少により，ブラストによるスクライブ加工をより一層低コストで行うことが可能であると共に，作業時間の大幅な短縮を図ることができる。

その一方で，前述したマスキングを行うことなく，既知のブラスト加工装置を使用して，既知の方法でブラスト加工による溝の形成を行った場合，形成する溝の幅を１mm以下とすることは不可能であり，既存のブラスト加工方法では，前述した太陽電池の製造等において要求される微細な溝の形成を，マスキングなしに行うことができるものは存在していない。

なお，以上の説明では，太陽電池の製造過程で行われるスクライブ加工について説明したが，ブラストによるスクライブを，マスキングを行うことなく実現することのコスト面でのメリットや，各種製品の小型・軽量化に伴う微細加工の必要性は，太陽電池の製造以外の分野においても同様に要望されている事項である。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，マスキングを行うことなく，被加工物に対し高精度に溝やラインを形成することができる，ブラストによるスクライブ加工方法，及び前記方法の実施に使用するブラスト加工装置を提供することを目的とする。

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

上記目的を達成するための，本発明のブラストによるスクライブ加工方法は，幅δが１０〜５００μmで前記幅δに対し５〜５０００倍の長さＬを有するスリット状の噴射口２１を備えた噴射ノズル２０を有するブラスト加工装置１と，
前記噴射ノズル２０の噴射口２１の幅に対し１／２以下のメディアン径で,且つ，最大粒径が前記噴射口２１の幅δよりも小さい研磨材を使用し，噴射距離（噴射ノズル２０の先端と被加工物Ｗ間の距離）を０．１mm〜３．０mmと成すと共に研磨材の噴射量は噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるように，マスキングがされていない被加工物Ｗの表面に前記研磨材を圧縮気体と共に噴射することを特徴とする（請求項１）。

上記構成のスクライブ加工方法において，前記研磨材の噴射位置における被加工物Ｗの表面近傍において，被加工物Ｗ上の研磨材と切削粉とを吸引して回収するようにすることができる（請求項２）。

また，前述のスクライブ加工方法において，使用する研磨材は高比重のものを使用することが好ましく，より好ましくは比重５以上のものを使用する（請求項３）。

なお，本発明のスクライブ加工方法を太陽電池の導電層（例えばＭｏ層）上に形成された，前記導電層に対し低硬度の光電変換層（例えばＣＩＧＳ等の化合物光電変換層）を被加工物とする場合，前記研磨材として，前記光電変換層よりも高硬度で，前記導電層よりも低硬度のもの（例えばステンレス製の研磨材）を使用することが好ましい（請求項４）。

また，上記スクライブ加工方法を実施するための本発明のブラスト加工装置１は，幅δが１０〜５００μmで前記幅δに対し５〜５０００倍の長さＬを有するスリット状の噴射口２１を備えた噴射ノズル２０と，
研磨材の噴射量が噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるよう前記噴射ノズル２０に対して圧縮気体と共に定量ずつ研磨材を供給する研磨材の定量供給装置１０を備えることを特徴とする（請求項５）。

上記構成のブラスト加工装置１において，前記噴射ノズル２０内に圧縮気体と研磨材の混合流体を導入する導入流路２２と，前記導入流路２２を介して導入された混合流体をスリット状の流れに変形して前記噴射口２１に導入する変形部２３を備えた流路を形成し，
研磨材の移動方向と平行で前記噴射口の長手方向と直交する断面〔図４（Ｃ）参照〕において，前記変形部２３を，研磨材の移動方向と平行な平坦面２４と，前記導入流路２２側から前記噴射口２１側に向かうに従い徐々に前記平坦面２４に近付くように傾斜する傾斜面２５と，前記傾斜面２５と連続し前記平坦面２４と前記噴射口の幅δと同間隔を介して平行を成す第２平坦面２６とによって画成された空間として形成することができる（請求項６）。

更に，上記いずれかのブラスト加工装置において，前記定量供給装置１０からの流路（研磨材搬送路１２）を複数の流路（分岐路１２１，１２２）に分岐して，各分岐流路１２１，１２２のそれぞれに前記噴射ノズル２０を連通した構成とすることもできる（請求項７）。

以上説明した本発明の構成により，本発明のスクライブ加工方法及びブラスト加工装置によれば，幅が１mm以下の溝やラインは勿論，条件の調整により幅０．５mm以下，更には幅１００μm以下の溝やラインを被加工物Ｗの表面にマスクキングを行うことなく正確に形成することが可能であった。

その結果，従来のブラストによるスクライブ加工において必要であった，マスキングの作業や，マスク材の除去作業が不要となり，加工工数の減少に伴い加工コストと作業時間を大幅に低減することが可能となった。

また，本発明の方法によりスクライブ加工を行う場合には，消耗品は研磨材のみであるため，消耗した研磨材を交換乃至は補充することで加工精度を保持して安定した加工を連続して行うことができると共に，従来技術として説明したメカニカルスクライブとは異なり消耗品の交換に伴う頻繁な作業の中断が生じることもなく，生産性を向上させることができた。

前記噴射ノズル２０による研磨材の噴射位置における被加工物Ｗの表面近傍において，被加工物Ｗ上の研磨材と切削粉とを吸引して回収する構成にあっては，残留する研磨材や粉塵の存在によって加工精度が変化することを防止できると共に，被加工物Ｗの表面に付着物を残すことなくスクライブ加工が可能であり，残留付着物による不良の発生を減少させることができた。

前記研磨材として，高比重のものを使用する場合には，噴射ノズルより噴射された後の研磨材の直進性が向上し，より高精度でスクライブ加工を行うことができ，特に比重５以上のものを使用することで，形成する溝の幅を，噴射ノズルの噴射口の幅の約２．５倍以下の範囲とすることができた。

その結果，噴射ノズル２０の噴射口の幅の選択により，太陽電池の製造や電子デバイスの製造で要求される１００μm以下の幅の溝であってもマスキングを行うことなく形成することができた。

なお，被加工物Ｗを太陽電池の導電層（例えばＭｏ層）上に形成された，前記導電層に対して低硬度の光電変換層（例えばＧＩＣＳ等の加工物光電変換層）とした場合，前記研磨材として，前記光電変換層よりも高硬度で，前記導電層よりも低硬度のもの（例えば，ステンレス製の研磨材）を使用することで，光電変換層の下層に形成された導電層に損傷を与えることなく，光電変換層のみを選択的に除去することができた。

なお，本発明のブラスト加工装置１において，噴射ノズル２０として前述した平坦面２４，傾斜面２５，及び第２平坦面２６によって画成された変形部２３を形性した構成にあっては，スリット幅１０〜５００μmという幅狭の噴射口２１を有する構成でありながら，噴射ノズル２０内で研磨材が詰まることを好適に防止することができた。

更に，定量供給装置１０からの供給流路を複数の流路に分岐して，各分岐流路１２１，１２２のそれぞれに前記噴射ノズル２０を連通した構成にあっては，定量供給装置１０で定量供給された研磨材を更に複数の流路に等分割することで，少量の研磨材であっても正確に定量供給することができた。

本発明のスクライブ加工に使用するブラスト加工装置の構成例を示した説明図（直圧式）。 本発明のスクライブ加工に使用するブラスト加工装置の構成例を示した説明図（サクション式）。 研磨材吸入口の変形例を示す説明図であり，（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図。 噴射ノズルの（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図，（Ｄ）は噴射口部分の底面図。 研磨材の比重と形成される溝幅の相関関係を示したグラフ。

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

ブラスト加工装置
全体構成
本発明のスクライブ加工に使用するブラスト加工装置１の一構成例を図１に示す。

本発明のスクライブ加工に使用するブラスト加工装置１は，図１に示すように，圧縮気体と共に研磨材を定量供給する定量供給装置１０，前記定量供給装置１０より圧縮気体と共に供給された研磨材を噴射する噴射ノズル２０を少なくとも備え，図示の実施形態にあっては，この噴射ノズル２０を収容する加工室３０と，加工室３０に形成されたホッパ３１の下端と研磨材回収管３２を介して連通したサイクロン４０と，前記サイクロン４０内を吸引するダストコレクタ５０を備え，ダストコレクタ５０によってサイクロン４０内を吸引しつつ加工室３０内に収容された噴射ノズル２０より研磨材を噴射すると，噴射された研磨材が切削粉等と共に研磨材回収管３２を介してサイクロン４０に導入され，サイクロン４０内における風力選別により，再使用可能な研磨材はサイクロン４０の底部に連通する研磨材回収室４１内に回収されると共に，破砕した研磨材や粉塵は，ダストコレクタ５０に吸引されて除去されるように構成されている。

なお，加工室３０の下部に形成されたホッパ３１の下端より研磨材や切削粉を回収する構成に代え，又はこの構成と共に，噴射ノズル２０による噴射位置の近傍で噴射された研磨材と切削粉とを吸引して回収する研磨材吸入口３３を設け，被加工物Ｗ上にある研磨材や切削粉を除去回収することができるように構成しても良い。

なお，図示の実施形態にあっては，被加工物Ｗを収容した加工室３０内を吸引して研磨材と切削粉とを回収する構成としているが，この構成に代えて，例えば図３に示すように，被加工物Ｗの移動許容間隔を介して，一対の加工ボックス３４，３５を垂直方向に対向配置し，加工ボックス３４内に配置した噴射ノズル２０より研磨材を噴射すると共に，加工ボックス３４，３５又は被加工物Ｗを移動させて被加工物Ｗの加工を行うようにしても良く，この場合，加工ボックス３４，３５内の空間に連通した研磨材吸入口３３’を介して加工ボックス３４，３５内を吸引して研磨材と切削粉とを回収するように構成しても良い。なお，このような加工ボックスを備えたブラスト加工装置は，既に本願出願人によって出願されている（特開２０１０−３６３２４号公報参照）。

このような加工ボックス３４，３５を設けた場合，図１，２に示す加工室３０は，これを省略するものとしても良く，又は被加工物Ｗと加工ボックス３４，３５とを共に加工室３０内に収容して作業を行うようにしても良い。

また，図示の実施形態にあっては，サイクロン４０によって再使用可能な研磨材を分別回収して再利用するブラスト加工装置の構成例を示したが，例えば使用後の研磨材を再使用せずに１回限りで使い捨てとすることもでき，この場合，切削粉等の粉塵と研磨材とを風力選別するために設けているサイクロン４０や研磨材回収室４１を省略して，ダストコレクタ５０でホッパ３１や研磨材吸入口３３を介して使用後の研磨材や粉塵を共に除去・回収するようにしても良い。

研磨材の定量供給装置１０としては，圧縮気体と共に研磨材を定量供給し得るものであれば，既知の各種の定量供給装置を使用可能であるが，本実施形態にあっては，このような定量供給装置として，前掲の特許文献３として紹介したと同様のディスク式の定量供給装置１０を使用した。

この研磨材定量供給装置１０は，研磨材が貯溜された研磨材タンク１１と，この研磨材タンク１１内の研磨材を噴射ノズル２０に搬送する研磨材搬送路１２，及び研磨材を計量してこの研磨材搬送路１２に定量ずつ導入する回転ディスク１３を備えている。

この回転ディスク１３は，研磨材タンク１１内に，水平方向に回転することができるように設けられていると共に，ディスク１３の肉厚を貫通する貫通孔を所定間隔で円周方向に並べて配置し，この貫通孔によって搬送する研磨材を計量する計量孔１３ａを形成している。

すなわち，前記各計量孔１３ａを同一の容積に形成することで，各計量孔１３ａ内に同一量の研磨材を捕集することができ，各計量孔１３ａに捕集された研磨材を，回転ディスク１３の回転数を一定とすることにより，一定の速度で研磨材搬送路１２に搬送することで，噴射ノズル２０より噴射される研磨材量を一定量とすることができるようになっている。

この回転ディスク１３の中心には，研磨材タンク１１外より，研磨材タンク１１の天板部分（もしくは底板部分でも良い）を貫通して内部に挿入された回転シャフト１４が固着され，電動モータ１５等の回転手段によって研磨材タンク１１内を所定の速度で水平方向に回転することができるように構成されている。

なお，回転ディスク１３の上面には，上方に向かって突出する攪拌翼（図示せず）を設けても良く，この攪拌翼によって，回転ディスク１３の回転時，回転ディスク１３の上方にある研磨材を攪拌して流動性を与え，前述した計量孔１３ａ内に導入し易く構成しても良い。

以上のように構成された回転ディスク１３が収容される研磨材タンク１１は，噴射ノズル２０に対して供給する研磨材を貯溜する貯溜空間を内部に備えていると共に，この貯溜空間内に，後述する噴射ノズル２０に連通される研磨材搬送路１２が配置されており，この研磨材搬送路１２の一端１２ａ開口部を，前記回転ディスク１３と近接又は接触するように，計量孔１３ａの回転軌跡上に臨ませて配置している。

そして，研磨材搬送路１２の一端１２ａにおける開口部が近接乃至は接触配置された回転ディスク１３の面（図示の例では回転ディスク１３の下面）とは反対側の面（図示の例では上面）には，回転ディスク１３を介して前記研磨材搬送路１２の一端１２ａにおける開口部と対峙するように，空気導入路１６の一端１６ａにおける開口部を近接乃至は接触状態に配置しており，これにより，研磨材搬送路１２の一端１２ａにおける開口部と，空気導入路１６の一端１６ａにおける開口部間に，前述の回転ディスク１３が挟まれた状態に配置される。

前述の空気導入路１６の他端１６ｂは研磨材の堆積位置よりも高所において研磨材タンク１１内で開口されており，圧縮気体の導入により研磨材タンク内１１内を加圧すると，空気導入管１６，回転ディスク１３の計量孔１３ａを介して研磨材タンク１１内の圧縮気体が，研磨材搬送路１２に導入できるようになっている。

なお，図１中，符号１７は，研磨材タンク１１に対して研磨材を導入するための研磨材供給口であり，研磨材回収室４１の下端に連通して，該研磨材供給口１７に設けた開閉弁１８を開閉することにより，前記研磨材回収室４１に回収された研磨材を，研磨材タンク１１内に導入することができるように構成している。

なお，図１を参照して説明した研磨材の定量供給装置１０では，加圧された研磨材タンク１１内の圧縮気体と共に研磨材を供給する，直圧式の定量供給装置として構成して例を示したが，研磨材タンク１１を大気開放すると共に，図２に示すように研磨材搬送路１２をサクション式のブラストガン１９の混合室（図示せず）に連通して，このブラストガン１９の混合室内に設けたノズル（図示せず）より圧縮気体供給源からの圧縮気体を噴射することで，研磨材搬送路１２内が負圧となり，回転ディスク１３の計量孔１３ａ内の研磨材を吸引するように構成しても良く，この場合には，サクション式のブラストガン１９の先に，更に後述する噴射ノズル２０を取り付ける。

なお，後述する噴射ノズル２０内で研磨材詰まりが発生することを防止すると共に，高精度のスクライブ加工を行うためには，噴射ノズル２０に対して供給する研磨材量は比較的少量であることが望ましい。

このような研磨材の供給量調整は，定量供給装置１０の回転ディスク１３に設ける計量孔１３ａの寸法を調整することにより，また，回転ディスク１３の回転速度を調整することによって行うことができるが，計量孔１３ａの寸法を過度に小さくすると計量孔１３ａに研磨材が入り難くなり正確な計量が行えず，また，回転ディスク１３の回転速度を過度に遅くすると，研磨材の供給が間欠的となりむらが生じることから，定量供給装置１０で定量供給できる最低量未満の研磨材を定量供給する必要がある場合には，図１，２に示すように，研磨材搬送路１２を分岐して分岐路１２１，１２２を設け，各分岐路１２１，１２２のそれぞれに，後述する噴射ノズル２０を設けるようにしても良い。

噴射ノズル
以上のように構成された研磨材定量供給装置１０からの研磨材は，スリット状の噴射口２１を備えた噴射ノズル２０に導入されて噴射される。

この噴射ノズル２０のスリット状の噴射口２１の幅δは，スクライブ加工によって形成する溝乃至はラインの幅に応じて１０〜５００μmの範囲で選択し，選択した幅に対し５〜５０００倍の長さＬを有するスリット状の噴射口２１を形成し，この噴射口２１を介してスリット状に絞られた圧縮気体と研磨材との混合流体を噴射することで，被加工物Ｗに対してマスク材を貼着することなく，微細な溝を形成するスクライブ加工を行うことができるようになっている。

この噴射ノズル２０の内部に形成された研磨材の流路は，前述の研磨材搬送路１２を延長するように連通する円筒状の導入流路２２と，前記導入流路２２からの流体の流れを前述したスリット形状に変形する変形部２３によって形成されており，前記変形部２３は，図４（Ｃ）に示すように，研磨材の移動方向と平行で噴射口２１の長手方向に対し直交方向を成す噴射ノズル２０の断面〔図４（Ｂ）中のＣ−Ｃ線断面〕において，導入流路２２と同一幅から徐々に幅を狭め，その後，噴射口２１と同一幅になるように形成されている。

この変形部２３は，好ましくは図４（Ｃ）に示すように，導入流路２２の開口端から噴射口２１の長辺の一方に連通する，研磨材の流動方向と平行な平坦面２４と，導入流路２２の開口端から噴射口２１に向かうに従い徐々に前記平坦面２４に近付く傾斜面２５と，前記傾斜面２５と連続し，噴射口２１の幅δと同一間隔δで前記平坦面２４と平行に配置された第２平坦面２６によって画成された空間として形成することが好ましく，より好ましくは前記傾斜面２５の前記平坦面に対する角度θを１５°以下とすることが好ましい。

図４（Ｃ）に示した実施例における平坦面２４にも傾斜を持たせ，変形部２３を左右対称形状のＶ字状に形成する場合であっても本発明のスクライブ加工を行うことは可能であるが，このような流路形状に形成した場合に比較し，図４（Ｃ）に示すよう片側のみに傾斜面２５を設けて一方を平坦面２４とした流路形状とした方が，噴射ノズル２０内における研磨材詰まりが発生し難い点で好ましい。

加工条件
研磨材
本発明のスクライブ加工で使用する研磨材は，使用する噴射ノズル２０の噴射口２１の幅δに応じて使用する研磨材の粒径を選択して使用し，使用する研磨材のメディアン径が，前述した噴射ノズル２０の噴射口２１の幅δの１／２以下であって，且つ，最大粒径が幅δよりも小さいものを使用する。

前述したように噴射ノズル２０の噴射口２１は，その幅δが１０〜５００μmと極めて狭く，噴射ノズル２０内に研磨材を導入すると内部で目詰まりが生じ易いものとなっていることから，使用する研磨材は，これを細かく篩い分けして，粒径の揃ったものを使用することが好ましい。

使用する研磨材の材質は特に限定されないが，好ましくは被加工物Ｗと同等以上の硬度を有するものを使用することが好ましく，被加工物の加工面が，前述した太陽電池における光電変換層である場合のように，下層に加工対象とする層よりも高硬度の層が形成されている場合には，加工対象とする層に対し高硬度で，且つ，その下層よりも低硬度の研磨材を使用することが，下層に対するダメージを低減でき，スクライブ処理の対称とする層のみを選択的に加工することができる点で好ましい。

また，使用する研磨材は，比重が大きなものを使用した方が噴射ノズル２０より噴射された後の直進性に優れ，形成される溝の幅を噴射口２１の幅δに近付けることができ，より好ましく，比重が５以上の研磨材を使用することが好ましい。

噴射距離
研磨材の噴射に際しては，前述した噴射ノズル２０の噴射口２１と，被加工物Ｗの表面間の間隔（噴射距離）を，０．１〜３．０mmの範囲に近接させる。

このように，噴射距離を短くして噴射を行うことで，噴射ノズル２０の噴射口２１より圧縮気体と共に噴射された研磨材は，大幅に拡散する前に被加工物Ｗと衝突することにより，マスク材の貼着を行うことなく微細な溝を高精度に形成することができるものとなっている。

研磨材の噴射量
噴射ノズル２０より噴射する研磨材の噴射量は，噴射された圧縮気体中に含まれる研磨材の濃度が高まる程，切削能力が向上して作業性が高まるものの，高濃度の研磨材を噴射しようとした場合，噴射ノズル２０内において研磨材の目詰まりを生じ易くなると共に，研磨材の濃度が高まる程，細幅の溝を形成することが困難となることから，各噴射ノズル２０からの研磨材の噴射量が，噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるように，噴射ノズル２０に対して研磨材を供給する。

次に，本発明のスクライブ加工方法による加工実施例につき以下に説明する。

実施例１：ガラス基板に対するスクライブ加工
マスキングを施していないガラス基板〔新モース硬度で６．５（以下の記載において，硬度は全て「新モース硬度」を示す。）〕の表面に向けて，幅４０μm，長さ７mmのスリット状の噴射口を有する噴射ノズルを噴射距離０．３mmに配置し，研磨材（ＷＡ♯３０００；硬度１２，メディアン径４μm）を０．６g/minの噴射量で，０．５MPaの噴射圧力で，噴射ノズルを噴射口の長手方向に移動速度３m/minで移動させながら加工した。

上記方法でスクライブ加工を行った結果，マスキングを行っていないガラス基板に対し直接研磨材を噴射することで，幅８０μm，深さ１０μmの溝を正確に形成することができた。

実施例２：太陽電池の光電変換膜に対するスクライブ加工
ＣＩＧＳ（銅−インジウム−ガリウム−セレン）化合物薄膜太陽電池の製造過程において，ガラス基板の表面に形成されたＭｏ導電層（硬度５．５）上に形成された光電変換膜層（ＣＩＧＳ膜：硬度約１．２〜３．０）を，本発明の方法によりスクライブして溝を形成した。

研磨材の噴射は，幅４０μm，長さ７mmのスリット状の噴射口を持つ噴射ノズルを使用して，噴射量１．５g/min，噴射圧力０．４MPa，噴射距離０．３mm，移動速度３m/minで行った。

上記条件において，噴射する研磨材として，いずれもメディアン径が２０μmであるステンレスショット，ガラスビーズ，ジルコニアビーズ，ＷＡ（ホワイトアランダム）を使用して，スクライブ加工を行った。その結果を表１に示す。

以上の結果，いずれの研磨材を使用した例においても，マスキングを行うことなく直接，研磨材を噴射した場合においても，従来不可能であった１mm以下の幅の溝のスクライブ加工を行うことに成功した。

しかし，太陽電池の光電変換層に対し選択的にスクライブ加工を施す場合のように，下層に高硬度の導電層（Ｍｏ層）が形成されていると共に，その上に，低硬度の光電変換層（ＣＩＧＳ層）が形成されている場合には，使用する研磨材として，光電変換層よりも高硬度で，下層の導電膜よりも低硬度の研磨材（上記の例においてステンレスショット）を使用することで，下層の導電層を除去することなく光電変換層に対してのみ選択的に溝を形成することができることが確認された。

なお，上記実施例のうち，ガラスビーズを研磨材として使用した例では，ガラスビーズは，下層のＭｏよりも高硬度の材質であるにも拘わらず，Ｍｏ層を除去することなく，ＣＩＧＳ層に対してのみスクライブ処理を行うことが可能となっているが，このような作用は，ガラスビーズが２．５g/cm³という他の研磨材に比較して大幅に低い比重を有することにより得られた効果であると考えられる。

その一方で，低比重のガラスビーズを使用した例では，スクライブによって形成されたライン幅が２５０μmと，ステンレスビーズを使用した場合の６倍以上の溝幅に広がっており，図５に示すように，形成される溝幅は，研磨材の比重が小さくなる程，大きく成ることが判る。

そのため，使用する研磨材の比重を軽くすれば，Ｍｏ層に比較して高硬度の研磨材を使用した場合であってもＭｏ層に対するダメージを低減できるものの，この場合には，形成する溝幅が拡大してしまい，太陽電池として発電に貢献する部分の面積を狭めることとなる。

よって，太陽電池の製造工程における光電変換層に対するスクライブ等，幅狭な溝の形成が要求される分野では，使用する研磨材の比重を大きくする程，幅狭の溝の形成が可能となる。

特に図５から明らかなように，使用する研磨材の比重を約５以上とすると，幅４０μmの噴射口を備えた噴射ノズルを使用した本実施例において形成される溝の幅が１００μm以下となり，形成される溝の幅を，噴射口の幅に対し２．５〜２倍程度に抑えることができ，形成する溝の加工精度が向上する点で好ましい。

なお，ガラスビーズを使用した加工例では，一度使用したガラスビーズを回収して再使用する場合，破砕したガラスビーズが混入するため，連続して循環使用する場合，下層のＭｏ層をも切削してしまうことから，Ｍｏ層に対するダメージを低減するためには，１回限りの使い捨てとする必要がある。

よって，太陽電池の光電変換層に対するスクライブ加工を行う研磨材としては，硬度が５と，光電変換層よりも高硬度であるが，導電層よりも低硬度であり，且つ，比重が７．６と比較的大きいステンレス製の研磨材の使用が好ましいことが確認された。

１ ブラスト加工装置
１０ 定量供給装置
１１ 研磨材タンク
１２ 研磨材搬送路
１２ａ 一端（研磨材搬送路の）
１２１，１２２ 分岐路（研磨材搬送路の）
１３ 回転ディスク
１３ａ 計量孔
１４ 回転シャフト
１５ 電動モータ
１６ 空気導入路
１６ａ 一端（空気導入路の）
１６ｂ 他端（空気導入路の）
１７ 研磨材供給口
１８ 開閉弁
１９ ブラストガン
２０ 噴射ノズル
２１ 噴射口
２２ 導入流路
２３ 変形部
２４ 平坦面
２５ 傾斜面
２６ 第２平坦面
３０ 加工室
３１ ホッパ
３２ 研磨材回収管
３３，３３’ 研磨材吸入口
３４，３５ 加工ボックス
４０ サイクロン
４１ 研磨材回収室
５０ ダストコレクタ
Ｗ 被加工物
δ 噴射口の幅
Ｌ 噴射口の長さ

Claims (7)

1. 幅１０〜５００μmで前記幅に対し５〜５０００倍の長さを有するスリット状の噴射口を備えた噴射ノズルを有するブラスト加工装置と，
   前記噴射ノズルの噴射口の幅に対し１／２以下のメディアン径で，且つ，最大粒径が前記噴射口の幅よりも小さい研磨材を使用し，
   噴射距離を０．１mm〜１．０mmと成すと共に研磨材の噴射量が噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるように，マスキングがされていない被加工物の表面に前記研磨材を圧縮気体と共に噴射することを特徴とするブラストによるスクライブ加工方法。
2. 前記研磨材の噴射位置における被加工物の表面近傍において，被加工物上の研磨材と切削粉とを吸引して回収することを特徴とする請求項１記載のブラストによるスクライブ加工方法。
3. 前記研磨材として，比重５以上のものを使用することを特徴とする請求項１又は２記載のブラストによるスクライブ加工方法。
4. 太陽電池の導電層上に形成された，前記導電層に対し低硬度の光電変換層を被加工物とすると共に，前記研磨材として，前記光電変換層よりも高硬度で，前記導電層よりも低硬度のものを使用することを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のブラストによるスクライブ加工方法。
5. 幅が１０〜５００μmで前記幅に対し５〜５０００倍の長さを有するスリット状の噴射口を備えた噴射ノズルと，
   研磨材の噴射量が噴射圧力０．２MPa〜０．６MPaの範囲において吐出エアー量１０００cm³あたり研磨材体積が０．２５cm³以下の濃度となるよう前記噴射ノズルに対して圧縮気体と共に定量ずつ研磨材を供給する研磨材の定量供給装置を備えることを特徴とするブラスト加工装置。
6. 前記噴射ノズル内に圧縮気体と研磨材の混合流体を導入する導入流路と，前記導入流路を介して導入された混合流体をスリット状の流れに変形して前記噴射口に導入する変形部を備えた流路を形成し，
   研磨材の移動方向と平行で前記噴射口の長手方向と直交する断面において，前記変形部を，研磨材の移動方向と平行な平坦面と，前記導入流路側から前記噴射口側に向かうに従い徐々に前記平坦面に近付くように傾斜する傾斜面と，前記傾斜面と連続し前記平坦面と前記噴射口の幅と同間隔を介して平行を成す第２平坦面とによって画成された空間として形成したことを特徴とする請求項５記載のブラスト加工装置。
7. 前記定量供給装置からの流路を複数の流路に分岐して，各分岐流路のそれぞれに前記噴射ノズルを連通したことを特徴とする請求項５又は６記載のブラスト加工装置。
   
   

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