JP2016101749A - 基板加工用ツールのツールホルダ及び基板加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板加工用のツールがツールホルダから脱落するのを防止する。【解決手段】基板加工装置のツールホルダに保持される保持部が少なくとも一部に形成されたツール本体と、ツール本体の一端側に形成された刃先部と、ツール本体の他端側に形成され、ツール本体の表面よりも突出する係合部とを有する基板加工用ツールを挟んで保持するベースプレートとカバープレートとを備え、ベースプレートとカバープレートのそれぞれには、ツールの保持部に接触してツールを保持するツール保持部と、ツール保持部の上方にツール係合部に接触しない逃げ部が形成されている、ツールホルダ。【選択図】図５

Description

本発明は、加工用ツール、特に、基板加工装置に装着される基板加工用ツールを保持するツールホルダに関する。

薄膜太陽電池用基板にセル分離用の溝を形成するために、メカニカルスクライブ装置が用いられている。そして、このような装置では、先端に刃先部を有する円形のツールが用いられている（例えば特許文献１参照）。

以上のようなツールは、丸棒の母材を研削加工することによって製造される。すなわち、丸棒の母材を円筒研削盤のチャックに取り付け、母材を回転させながら先端を研削加工し、刃先を形成している。

特開２００４−１１５３５６号公報

基板加工用のツールは、スクライブ装置の加工ヘッドに取り付けられる。具体的には、スクライブ装置には、基板が載置されるワークテーブルに対して相対的に移動自在な加工ヘッドが設けられている。加工ヘッドには、一般的に複数のヘッドユニットが並べて配置されている。そして、この複数のヘッドユニットのそれぞれに、ツールホルダを介してツールが取り外し自在に装着される。

このような構成において、ツールホルダのチャックにツールが把持されるが、加工中の振動等によってツールが脱落するおそれがある。

本発明の課題は、基板加工用のツールがツールホルダから脱落するのを防止することにある。

本発明の一側面に係る基板加工用ツールのツールホルダは、基板加工装置に装着される基板加工用ツールを保持するツールホルダであって、基板加工用ツールを挟んで保持するベースプレートとカバープレートとを備え、基板加工用ツールは、基板加工装置のツールホルダに保持される保持部が少なくとも一部に形成されたツール本体と、ツール本体の一端側に形成された刃先部と、ツール本体の他端側に形成され、ツール本体の表面よりも突出する係合部とを有し、ベースプレートと前記カバープレートのそれぞれには、ツールの保持部に接触してツールを保持するツール保持部と、ツール保持部の上方に係合部に接触しない逃げ部が形成されている。

このツールホルダに保持されるツールは、ツール本体に形成された保持部が基板加工装置に保持される。このとき、ツール本体の他端側に係合部が形成されているので、この係合部に下方から係合する逃げ部をツールホルダに設けることによって、加工中の振動等においてツールが下方に落下するのを防止できる。

また、前記ツールホルダにはベースプレートとカバープレートとの間に挿入されたツールの上面に接触するマグネットが設けられており、挿入されたツールを仮固定できる。

本発明の別の側面に係る基板加工用ツールでは、係合部に文字が印字され、ツール本体には文字が印字されていない。

係合部は基板加工装置に保持される保持部よりも突出しており、保持部と明確に区別されるので、印字した箇所が盛り上がったり変形したりしても、基板加工装置に保持されたツールの位置精度は、印字によって悪化することはない。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工用ツールでは、ツール本体は断面円形である。また、係合部は、ツール本体の外径よりも大きい径を有する断面円形である。

丸棒の母材を研削加工することによってツールを製造する場合、一般的に、円筒研削盤等のツール加工装置に母材が取り付けられ、ツール本体が研削加工される。このような加工方法では、ツール加工装置に取り付けられた母材の一部は未加工のまま残り、ツール本体よりも大径になる。

そこで、この未加工部分を係合部とすることによって、特別な加工をすることなく係合部を構成することができる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工用ツールでは、保持部は断面円形である。また、刃先部は、断面円形で、保持部から先端に行くにしたがって先細となる形状である。

この場合は、円筒研削盤等のツール加工装置のチャックに母材を取り付けた状態で、保持部と刃先部の両方を同じ工程で加工することができる。このため、ツールの保持部のセンタと刃先部のセンタとがずれるのを防止できる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工用ツールでは、保持部及び刃先部は、ツール加工装置にチャックされた状態で同じ工程で形成される。

この場合は、前述のように、ツールの保持部のセンタと刃先部のセンタとがずれるのを防止できる。

以上のような本発明では、基板加工用のツールが、加工中の振動等によってツールホルダから脱落するのを防止することができる。

本発明の一実施形態による方法によって製造されたツールの外観図。 図１のツールの製造方法を説明するための模式図。 本発明のツールが装着されるスクライブ装置の外観斜視図。 本発明のツールを保持するツールホルダの側面図。 本発明のツールを保持するツールホルダの正面図。 ツールホルダの拡大部分図。 ツールの他の実施形態の外観図。

［ツール］
本発明の一実施形態による基板加工用のツール１の外観を図１に示している。このツール１は、図３に示すようなスクライブ装置１０（基板加工装置）に装着されて、薄膜太陽電池用基板に絶縁用の溝を形成するために用いられる。

ツール１は、ツール本体２と、ツール本体２の一端側に形成された刃先部３と、ツール本体２の他端側に形成された加工支持部（係合部）４と、を有している。このツール１は、丸棒の母材を円筒研削盤によって研削加工して形成されたものである。

ツール本体２は、円柱状であって、全長にわたって同一の外径に形成されている。このツール本体２の一部が、スクライブ装置１０に保持される保持部として機能する（詳細は後述する）。刃先部３は、ツール本体２から一端側に向かって先細の円錐形状である。なお、刃先部３の先端は、刃幅が例えば４０μｍになるように形成されている。したがって、刃先部３は、正確には円錐台形状である。加工支持部４は、ツール１を円筒研削盤により研削加工する際に、円筒研削盤のチャックに取り付けられる部分であり、チャックの複数の爪によって把持される。この加工支持部４はツール本体２より大径であり、ツール本体２と加工支持部４との間には段差が形成されている。

［ツール製造方法］
ツール１は、前述のように、図２に示すような円筒研削盤のチャック５に取り付けられて加工される。図２（ａ）は、円筒研削盤のチャック５に設けられた複数の爪５ａを模式的に示している。図２（ａ）において、Ｃ０がチャック５のセンタ（円筒研削盤の回転軸）である。

ツール１を加工する際は、図２（ｂ）に示すように、円筒研削盤のチャック５にツールの母材Ｂを取り付ける。図２（ｂ）では、母材のセンタ（中心軸）をＣｂで示している。この例では、チャック５の母材Ｂを取り付けた状態では、チャック５のセンタＣ０と母材ＢのセンタＣｂとはずれている。

以上のような状態で、母材Ｂを回転させて研削加工し、保持部としてのツール本体２と刃先部３とを形成する。すなわち、ツール本体２と刃先部３とを、チャック５に取り付けた同じ姿勢のままで、チャック５から母材Ｂを取り外すことなく加工する。この加工の際には、ツール本体２は全長にわたって同径に加工し、かつツール本体２と刃先部３とは同じ砥石を用いて連続して加工する。そして、刃先部３の先端の刃幅が例えば４０μｍになるように加工を行う。

以上のようにして加工された状態を、図２（ｃ）に示している。このような加工を行うことによって、スクライブ装置１０に保持される保持部（ツール本体２の一部）のセンタと、基板に加工を行う刃先部３のセンタとは、ともにＣｂであり、一致する。したがって、この方法で加工されたツールを用いることによって、ツールを交換しても、交換の前後で刃先の位置はほぼ変化しないことになる。

以上のような加工を行うと、円筒研削盤のチャック５に取り付けられた未加工の加工支持部４は、ツール本体２の外径よりも大径となる。したがって、この加工支持部４を、スクライブ装置１０に装着した際に、スクライブ装置１０側の一部と係合する係合部とすることができる。

［スクライブ装置１０］
以上にようにして製造されたツール１が装着されるスクライブ装置１０について、図３を用いて簡単に説明する。

スクライブ装置１０は薄膜太陽電池基板Ｗが載置されるテーブル１１を備えている。テーブル１１は水平面（ｘｙ平面）内において図３のｙ方向に移動することができ、水平面内で任意の角度に回転することができる。テーブル１１の上方において、２つの台座１２のそれぞれにはカメラ１３が装着されている。各台座１２は支持台１４に設けられたｘ方向に延びるガイド１５に沿って移動可能である。２つのカメラ１３は上下動が可能であり、各カメラ１３で撮影された画像が対応するモニタ１６に表示される。

テーブル１１の上方にはブリッジ１７が設けられる。ブリッジ１７は、１対の支持柱１８ａ，１８ｂと、ガイドバー１９と、モータ２１と、を有している。ガイドバー１９は、１対の支持柱１８ａ，１８ｂの間にわたってｘ方向に設けられている。モータ２１はガイドバー１９に形成されたガイド２０を駆動する。また、ブリッジ１７は、ガイド２０に沿って水平面内でｘ方向に移動可能な加工ヘッド３０を保持している。

［スクライブ装置１０へのツール１の装着］
本実施形態のツール１は、図４Ａ及び図４Ｂに示すようなツールホルダ３２の下端に取り外し自在に取り付けられている。なお、詳細は省略するが、ツールホルダ３２はヘッドユニットに装着され、複数のヘッドユニットがスクライブ装置１０の加工ヘッド３０に一定の間隔で並べて配置されている。図４Ａはツールホルダ３２の側面図、図４Ｂはその正面図である。

ツールホルダ３２は、細長い直方体状に形成されている。ツールホルダ３２は、一部が切欠かれたベースプレート３４と、ベースプレート３４の切欠き部に装着されるカバープレート３５と、を有している。

ベースプレート３４は、上部の加工ヘッド取付部３４ａと、下端にツール１が固定されるツール取付部３４ｂと、を有している。ツール取付部３４ｂは、図４Ａに示すように下方が薄く切欠かれている。そして、この切り欠かれた部分の上部には、２本の基準ピン３８，３９がベースプレート３４とカバープレート３５とに挿入されている。ベースプレート３４及びカバープレート３５は、２本の基準ピン３８，３９によって位置決めされ、ねじ部材４０によって固定されている。

図５に図４Ａの一部の断面を拡大して示している。図５に示すように、ベースプレート３４とカバープレート３５のそれぞれには、ツール本体２の一部（保持部）に接触してツール１を保持する部分３４ｃ，３５ｃが形成されている。また、ベースプレート３４とカバープレート３５のそれぞれには、ツール保持部３４ｃ，３５ｃの上方に、ツール１の加工支持部４に接触しないように逃げ部３４ｄ，３５ｄが形成されている。

逃げ部３４ｄ，３５ｄの下面３４ｅ，３５ｅは、ツール１の加工支持部４の下面４ａ（段差部）に係合するように形成されている。このため、ツール１をベースプレート３４とカバープレート３５によって挟むようにして固定した場合、ツール１が振動等によって下方に落下するのを確実に防止できる。

なお、ツールホルダ３２へのツール１の装着時にねじ部材４０を締め付ける前に、ツール１が両プレート３４，３５の間に挿入された状態で仮固定されるように、ツール１の加工支持部４の上面に接触するマグネット４２が設けられている。

また、図５に示したツール１の加工支持部４の側面にはレーザマーキングやインクを用いて形式番号などが印字されており、ツール本体２の保持部には何も印字されていない。印字された箇所は、レーザ加工やインクにより変形したり、盛り上がったりするが、ツール保持部３４ｃ，３５ｃと接するツール本体２には印字していないため、ツールへの印字がツールの取り付け位置に影響することがない。しかも、加工支持部４はツール本体２よ
りも突出しているため、加工支持部４がツール保持部３４ｃ，３５ｃに接するようにツールの位置がずれることはなく、ツールへの印字に起因するツール取り付け位置の変化を防止できる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、ツールを製造するために、円筒研削盤で砥石を用いて研削加工することとしたが、ツールの製造に使用する加工装置及び加工工具はこれらに限定されず、例えば、旋盤で切削工具を用いて切削加工することとしてもよい。

（ｂ）保持部２と刃先部３とを形成する順序は特に限定されない。保持部２を形成した後に刃先部３を形成してもよいし、刃先部３を形成した後に保持部を形成してもよい。

（ｃ）前記実施形態では、同じ砥石を用いて保持部２と刃先部３とを連続的に形成することとしたが、これに限定されない。保持部２と刃先部３とをそれぞれ異なる加工工具で形成しても良いし、複数の砥石を用いて保持部２と刃先部３とを同時に加工してもよい。

（ｄ）前記実施形態では、刃先部３の先端の刃幅が所望の幅になるように刃先部３の加工を行うこととしたが、刃先部の先端の幅が十分に細くなるように形成した後、刃先部３の先端の刃幅が所望の値になるように、先端部を加工してもよい。

（ｅ）前記実施形態では、丸棒の母材を研削加工してツールを形成するようにしたが、母材の形状は丸棒に限定されない。

（ｆ）前記実施形態では、ツール本体２を全長にわたって同一径にしたが、ツール本体２の一部に、他の部分とは異なる径の保持部を形成してもよい。この場合、加工支持部４は保持部の表面よりも突出していればよい。

（ｇ）ツールの形状は前記実施形態に限定されず、例えば図６に示すような矩形のツールであってもよい。この実施形態のツール４１は、矩形状のツール本体４２と、ツール本体４２の一端側に形成された刃先部４３と、ツール本体４２の他端側に形成された矩形状の係合部４４と、を有している。このツール４１は、矩形状の母材をフライス盤等の加工装置によって形成されたものである。

前記実施形態と同様に、ツール本体４２の一部（保持部）が、スクライブ装置１０のツールホルダに保持される。刃先部４３は、ツール本体４２とｘ方向の幅（刃幅）は同じであるが、刃幅と直交するｙ方向の厚みが、先端に向かって徐々に薄くなり、先端の一部は同じ厚みに形成されている。係合部４４は、ツール本体４２とｙ方向の厚みは同じであるが、ｘ方向の幅は、ツール本体４２の両側面から外側に突出するように幅広に形成されている。

この係合部４４は、段差、すなわち突出部の下面４４ａが、図示しないツールホルダ側の突出部に上方から当接する。これにより、ツール４１をツールホルダに固定した際に、振動等によってツール４１が下方に落下するのを確実に防止できる。

１，４１ ツール
２，４２ ツール本体（保持部）
３，４３ 刃先部
４ 加工支持部（係合部）
４４ 係合部

Claims (4)

1. 基板加工装置に装着される基板加工用ツールを保持するツールホルダであって、
   基板加工用ツールを挟んで保持するベースプレートとカバープレートとを備え、
   前記基板加工用ツールは、
   前記基板加工装置のツールホルダに保持される保持部が少なくとも一部に形成されたツール本体と、
   前記ツール本体の一端側に形成された刃先部と、
   前記ツール本体の他端側に形成され、前記ツール本体の表面よりも突出する係合部とを有し、
   前記ベースプレートと前記カバープレートのそれぞれには、
   前記ツールの保持部に接触して前記ツールを保持するツール保持部と、
   ツール保持部の上方に前記係合部に接触しない逃げ部が形成されている、ツールホルダ。
2. 前記ツールホルダにはベースプレートとカバープレートとの間に挿入されたツールの上面に接触するマグネットが設けられている、
   請求項１に記載のツールホルダ。
3. 前記ツールには、前記係合部に文字が印字され、前記ツール本体には文字が印字されていない、請求項１または２に記載のツールホルダ。
4. 前記請求項１から３のいずれかに記載のツールホルダを備えた基板加工装置。
   
   

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