JP5728359B2 - 薄膜太陽電池用溝加工ツール及び薄膜太陽電池の溝加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜太陽電池用溝加工ツール、特に、ホルダに保持され、ホルダとともに集積型薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って相対的に往復移動させて基板上に溝を形成するための溝加工ツールに関する。

また、本発明は、溝加工装置、特に、集積型薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って溝加工ツールを基板に対して相対的に移動させ、基板上に溝を形成する溝加工装置に関する。

薄膜太陽電池は、例えば特許文献１に示されるような方法で製造される。この特許文献１に記載された製造方法では、ガラス等の基板上にMo膜からなる下部電極膜が形成され、その後、下部電極膜に溝が形成されることによって短冊状に分割される。次に、下部電極膜上にCIGS膜等のカルコパイライト構造化合物半導体膜を含む化合物半導体膜が形成される。そして、これらの半導体膜の一部が溝加工によりストライプ状に除去されて短冊状に分割され、これらを覆うように上部電極膜が形成される。最後に、上部電極膜の一部が溝加工によってストライプ状に剥離されて短冊状に分割される。

以上のような工程における溝加工技術の１つとして、ダイヤモンド等のメカニカルツールによって薄膜の一部を除去するメカニカルスクライブ法が用いられている。このメカニカルスクライブ法において、安定した幅の溝加工を行うことができるように、特許文献２に示される方法が提案されている。この特許文献２に示された方法では、加工負荷を調整する加工負荷調整機構を備えた溝加工ツール及び剥離ツールが用いられている。

実開昭63-16439号公報 特開2002-033498号公報

従来の溝加工装置あるいは溝加工方法では、連続して複数の溝を加工する場合、１本の溝を加工した後に、ヘッドを上昇させ、加工開始位置まで移動させ、続いて次の溝を加工する、といった動作が繰り返される。このような従来の装置及び方法では、加工に時間がかかり、また先に調整されたツールの押圧力を再調整しなければならない場合がある。

そこで、本件発明者らは、効率よく迅速に溝加工を行うことができる加工装置を開発し、既に出願している（特願２０１０−０８２９５３）。この加工装置は、ヘッドに上下移動可能にツールホルダが取り付けられており、さらに、このツールホルダに所定の角度範囲内で揺動部材が揺動可能に取り付けられている。揺動部材には溝加工ツールが保持されており、揺動部材は往動時の前進切削姿勢と復動時の後進切削姿勢とで反転させられる。溝加工ツールには、往動側及び復動側に対称的な前部刃先及び後部刃先が設けられている。そして、揺動部材が往動（前進）切削姿勢にあるときに前部刃先が太陽電池基板に接触し、復動（後進）切削姿勢にあるときに後部刃先が太陽電池基板に接触する。

ここで、本件発明者らは、従来の加工ツールを用いて溝加工する場合、ツールを50°〜80°の範囲で傾けて加工するのが最も適切であることを見出した。すなわち、ツールの傾きが50°未満であると、刃と基板との接触面積がより広くなって加工時の接触抵抗が大きくなる。また、80°を越えてツールを傾けると、除去された膜の排出性が悪くなる場合があり、さらに加工時にいわゆる飛び（加工されない部分）が生じる場合がある。

そこで、前述の本件発明者らが開発した加工装置においては、ツールの傾斜が70°になるようにして加工を行っている。この場合、揺動部材の揺動角度範囲を40°（±20°）にする必要がある。すなわち、揺動部材の揺動角度を往動時に＋20°に設定し、復動時に−20°に設定する必要がある。

しかし、以上のような傾き（姿勢）で加工を行うためには、外部エアを供給するための機構を含む揺動部材の姿勢切替機構が必要になる。また、揺動部材及びツールを±20°の範囲で揺動させると、揺動角度範囲が大きいために、揺動時のツール先端の上下移動距離が大きくなる。このため、往復切替時に、ツール及び揺動部材を上昇させて退避位置に移動させ、切替制御を行う必要がある。したがって、タクトタイムが長くなり、コストアップにつながる。さらには、揺動角度が大きいために、バラツキが大きく、高い精度を確保することが困難になる。

本発明の課題は、簡単な機構で高い加工精度を確保でき、しかも効率よく溝を加工できるようにすることにある。

第１発明に係る薄膜太陽電池用溝加工ツールは、ホルダに保持され、ホルダとともに集積型薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って相対的に往復移動させて基板上に溝を形成するためのツールである。このツールは、ホルダに保持されるツール本体と、刃先部と、を備えている。刃先部は、ツール本体の先端部に形成され、移動方向の往動側の先端と復動側の先端に刃を有している。また、刃先部は、移動方向の幅が先端に行くにしたがって狭くなるように、対向する往動側の側面と復動側の側面とが傾斜しかつ対称に形成されている。

この溝加工ツールは往復移動され、往動時と復動時の両方において基板上に溝が形成される。また、往動側及び復動側の側面が傾斜しているので、この傾斜角度分だけ、加工時におけるツールの傾斜角度を小さくすることができる。

以上のような溝加工ツールを加工装置に装着すれば、ツールが保持される部材の揺動角度範囲を小さくすることができる。このため、ツールの姿勢切替のための機構が簡単になる。また、揺動角度範囲を小さくできるので、姿勢切替時のツールの上下移動距離が小さくなり、姿勢切替時にツールを退避位置に上昇させる必要がなくなる。あるいは姿勢切替時にツールを上昇させる距離が短くなる。したがって、タクトタイムを短縮できる。さらには、揺動角度範囲が小さいので、ツールの姿勢切替時の精度の低下を抑えることができる。

第２発明に係る薄膜太陽電池用溝加工ツールは、第１発明のツールにおいて、刃先部の刃は直線状に形成されており、往動側の側面及び復動側の側面の刃に対する掬い面角度は50°以上80°以下である。

溝加工時のツールの適正傾斜角度は70°前後であるので、掬い面角度を50°以上80°以下に設定することにより、ツールの姿勢切替のための揺動角度を非常に小さくすることができる。

第３発明に係る薄膜太陽電池用溝加工ツールは、第２発明のツールにおいて、刃先部の先端の溝形成方向の幅は、50μｍ以上200μm以下である。

第４発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、集積型薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って溝加工ツールを基板に対して相対的に移動させ、基板上に溝を形成する装置である。この溝加工装置は、薄膜太陽電池基板が載置されるテーブルと、第１発明から第３発明のいずれかに記載の溝加工ツールが装着されるヘッドと、テーブルとヘッドとを水平面内で相対的に移動させるための移動機構と、を備えている。ヘッドは、上下移動可能なホルダと、揺動部材と、押圧部材と、を備えている。揺動部材は、溝形成方向と直交する揺動軸を支点としてホルダに揺動自在に支持され、溝加工ツールを保持する。押圧部材はホルダに保持された溝加工ツールを基板に対して所定の押圧力で押圧する。

この装置では、ヘッドの揺動部材に第１発明から第３発明のいずれかの溝加工ツールが保持される。そして、溝加工ツールは押圧部材によって基板に所定の押圧力で押圧される。この状態でテーブルとヘッドとをスクライブ予定ラインに沿って相対的に移動させると、ツールが保持された揺動部材は、移動に伴って所定角度揺動する。すなわち、ツールが適切な加工姿勢になる。

ここでは、ツールの往動側及び復動側の側面が傾斜しているので、前記同様に、ツールが保持される揺動部材の揺動角度範囲を小さくすることができ、構造が簡単になる。また、姿勢切替のための時間を短縮でき、さらにはツールの姿勢切替時の精度の低下を抑えることができる。

第５発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第４発明の装置において、揺動部材は、揺動軸を支点として±5°以下の範囲で揺動自在である。

第６発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第５発明の装置において、加工時以外において揺動部材を中立位置に維持するための中立維持手段と、揺動部材の揺動角度が±5°を越えないように揺動範囲を規制するストッパと、をさらに備えている。

ここでは、揺動部材の揺動角度が大きくなるのを防止できる。

第７発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第６発明の装置において、中立維持手段は、揺動部材を挟んで揺動部材を中立位置に付勢する１対の弾性部材を有する。

第８発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第７発明の装置において、弾性部材はコイルスプリングである。

第９発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第７発明の装置において、弾性部材は軟質製のゴムである。

第１０発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第７発明の装置において、弾性部材は板ばねである。

第１１発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第６発明の装置において、中立維持手段は、揺動部材の少なくとも上端に設けられた磁性体と、ホルダに磁性体と所定の隙間をあけて対向して配置された磁石と、を有する。

第１２発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第６から第１１発明のいずれかの装置において、ストッパは、ホルダに固定され、中立位置の揺動部材の上端部を所定の隙間を介して挟んで配置された１対の当接面を有する。

第１３発明に係る薄膜太陽電池の溝加工装置は、第６から第１１発明のいずれかの装置において、ストッパは、ホルダに固定され、中立位置の揺動部材の揺動方向の両側面に所定の隙間を介して対向して配置された１対の当接部材を有する。
スプリングである。

以上のような本発明では、簡単な機構で高い加工精度を確保でき、しかも効率よく溝を加工することができる。

本発明の一実施形態が採用された溝加工装置の外観斜視図。 前記装置のヘッドの正面図。 前記装置に装着される溝加工ツールの正面図及び側面図。 溝加工時の動作を説明するための模式図。 本発明の他の実施形態による中立維持手段及びストッパを示す図。 本発明のさらに他の実施形態による中立維持手段及びストッパを示す図。 本発明のさらに他の実施形態による中立維持手段及びストッパを示す図。

本発明の一実施形態を採用した集積型薄膜太陽電池用スクライブ装置の外観斜視図を図１に示す。

［スクライブ装置の全体構成］
この装置は、太陽電池基板Ｗが載置されるテーブル１と、溝加工ツール（以下、単にツールと記す）２が装着されたヘッド３と、それぞれ２つのカメラ４及びモニタ５と、を備えている。

テーブル１は水平面内において図１のＹ方向に移動可能である。また、テーブル１は水平面内で任意の角度に回転可能である。なお、図１では、ヘッド３の概略の外観を示しており、ヘッド３の詳細は後述する。

ヘッド３は、移動支持機構６によって、テーブル１の上方においてＸ，Ｙ方向に移動可能である。なお、Ｘ方向は、図１に示すように、水平面内でＹ方向に直交する方向である。移動支持機構６は、１対の支持柱７ａ，７ｂと、１対の支持柱７ａ，７ｂ間にわたって設けられたガイドバー８と、ガイドバー８に形成されたガイド９を駆動するモータ１０と、を有している。各ヘッド３は、ガイド９に沿って、前述のようにＸ方向に移動可能である。

２つのカメラ４はそれぞれ台座１２に固定されている。各台座１２は支持台１３に設けられたＸ方向に延びるガイド１４に沿って移動可能である。２つのカメラ４は上下動が可能であり、各カメラ４で撮影された画像が対応するモニタ５に表示される。

［ヘッド］
図２にヘッド３を抽出して示している。ヘッド３は、板状のベース１６と、ホルダ１７と、揺動部材１８と、エアシリンダ（押圧部材）１９と、を有している。

ホルダ１７は、図示しないレールを介して、ベース１６に対して上下方向にスライド自在に支持されている。ホルダ１７は、ホルダ本体２２と、ホルダ本体２２の表面に固定された支持部材２３と、を有している。ホルダ本体２２は、板状に形成され、上部に開口２２ａを有している。支持部材２３は横方向に長い矩形状の部材であり、内部に揺動部材１８が挿通する貫通孔２３ａが形成されている。

揺動部材１８は、下部のツール装着部２４と、ツール装着部２４から上方に延びて形成された延長部２５と、を有している。ツール装着部２４には溝が形成され、この溝にツール２が挿入され、さらに固定プレート２４ａによってツール２が溝内に固定されている。延長部２５の下部には水平方向で、溝形成方向と直交する方向に貫通する孔２５ａが形成されている。そして、この孔２５ａを貫通するピン２６を中心に揺動部材１８は揺動自在となっている。延長部２５の上端部２５ｂの左右両側には、１対の規制部材２７ａ，２７ｂが設けられている。各規制部材２７ａ，２７ｂは、図４に示すように、ホルダ本体２２に固定された筒状部材（ストッパ）２８ａ，２８ｂと、筒状部材２８ａ，２８ｂの内部に挿入されたスプリング（中立維持手段）２９ａ，２９ｂと、を有している。そして、各スプリング２９ａ，２９ｂの先端が延長部２５の上端部２５ｂに当接することにより、揺動部材１８は図２及び図４（ｂ）に示すような中立位置に維持されている。また、揺動部材１８が揺動していずれかのスプリング２９ａ，２９ｂを押し、延長部２５の上端部２５ｂが筒状部材２８ａ，２８ｂに当接することにより、揺動角度が規制されるようになっている。この実施形態では、±3°の角度範囲で揺動部材１８の揺動角度が規制されるように設定されているが、±5°以内で規制されることが好ましい。

エアシリンダ１９はシリンダ支持部材３０の上面に固定されている。シリンダ支持部材３０は、ホルダ１７の上部に配置され、ベース１６に固定されている。シリンダ支持部材３０には上下方向に貫通する孔が形成されており、エアシリンダ１９のピストンロッド（図示せず）がこの貫通孔を貫通し、ロッド先端がホルダ１７に連結されている。

また、ベース１６の上部にはスプリング支持部材３１が設けられている。スプリング支持部材３１とホルダ１７との間にはスプリング３２が設けられており、このスプリング３２によってホルダ１７は上方に付勢されている。このスプリング３２によって、ホルダ１７の自重をほぼキャンセルすることができる。

ホルダ１７の左右両側には、１対のエア供給部３４ａ，３４ｂが設けられている。１対のエア供給部３４ａ，３４ｂはともに同じ構成であり、それぞれジョイント３５とエアノズル３６とを有している。

［ツール］
図３にツール２の詳細を示している。図３（ａ）はツール２の正面図であり、同図（ｂ）はその側面図である。図３（ａ）にツール２の移動方向Ｍを示している。

ツール２は、ホルダ１７に保持されるツール本体３６と、ツール本体３６の先端部に形成された刃先部３７と、を有している。刃先部３７の先端両側にはそれぞれ刃３８ａ，３８ｂが形成されている。ここでは、一方の刃３８ａが往動時に溝加工をするための刃であり、他方の刃３８ｂが復動時に溝加工をするための刃である。

具体的には、刃先部３７は、移動方向の幅w（図３（ａ）参照）が先端に行くにしたがって狭くなっている。すなわち、刃先部の対向する往動側の側面３７ａと復動側の側面３７ｂとが傾斜し、かつ対称に形成されている。刃先部３７の先端は、ホルダ１７（揺動部材１８）に取り付けられた中立状態では、水平方向に直線状に形成されている。そして、往動側の側面３７ａと復動側の側面３７ｂの刃に対する掬い面角度αは、この実施形態では70°に設定されている。なお、この掬い面角度は、50°以上80°以下が好ましい。また、刃先部３７の先端の溝形成方向の幅ｗは50μｍ以上200μｍ以下が好ましい。

［溝加工動作］
以上のような装置を用いて薄膜太陽電池基板に溝加工を行う場合は、移動機構６によりヘッド３を移動させるとともにテーブル１を移動させ、カメラ４及びモニタ５を用いてツール２をスクライブ予定ライン上に位置させる。

以上のような位置合わせを行った後、エアシリンダ１９を駆動してホルダ１７及び揺動部材１８を下降させて、ツール２の先端を薄膜に当てる。このときの、ツール２の薄膜に対する加圧力は、エアシリンダ１９に供給されるエア圧によって調整される。

次にモータ１０を駆動して、ヘッド３をスクライブ予定ラインに沿って走査する。このときの揺動部材１８及びツール２の姿勢を、図４に模式的に示している。

往動時（図４において右側への移動時）は、図４（ａ）に示すように、刃３８ａと基板上の薄膜との接触抵抗によって、揺動部材１８はピン２６を中心に時計回りに揺動する。この揺動は、揺動部材１８の上端部２５ｂが右側の筒状部材２８ａに当接することによって、規制される。したがって、ツール２は図４（ａ）に示すような傾斜姿勢のまま、刃３８ａが基板上の薄膜に当接し、刃３８ｂが基板の表面に当接していない状態で＋M方向に移動され、溝が形成される。

この後、ヘッド３を基板に対して相対的に移動させて、ツール２を次に下降すべきスクライブ予定ライン上に移動させる。そして、前記同様に、ツール２を基板上の薄膜に押し付けて、前記とは逆方向にヘッド３を移動させる。

この復動時（図４において左側への移動時）においては、図４（ｃ）に示すように、刃３８ｂと基板上の薄膜との接触抵抗によって、揺動部材１８はピン２６を中心に反時計回りに揺動する。この揺動は、揺動部材１８の上端部２５ｂが左側の筒状部材２８ｂに当接することによって、規制される。したがって、ツール２は図４（ｃ）に示すような傾斜姿勢のまま、刃３８ｂが基板上の薄膜に当接し、刃３８ａが基板の表面に当接していない状態で−M方向に移動され、溝が形成される。

なお、溝加工中あるいは溝加工終了時において、各エア供給部３４ａ，３４ｂのエアノズル３６からエアが噴出され、基板から剥離された膜が除去される。

［特徴］
以上のような溝加工時において、揺動部材１８の揺動角度が微少（ここでは±3°）であるので、揺動部材１８の姿勢を制御するためのアクチュエータが不要となる。また、揺動角度が±3°に規制されているので、往動時から復動時にツール２の姿勢が切り替えられるときに、ツール２が上下する距離が微少である。このため、往動時から復動時においてホルダ１７を上昇させてツール２を基板から離す等の処理が不要になる。さらに、同様の理由により、ツール２の振れ幅が小さくなるので、精度がバラツキにくくなり、高い精度で溝加工を行うことができる。

［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。

例えば、ツールの掬い面角度やツール先端長さは前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

（ａ）中立維持手段及びストッパの他の実施形態を図５に示す。図５において、ホルダ１１７は矩形状のプレート部材であり、このホルダ１１７に揺動部材１１８がピン１２６によって揺動自在に支持されている。揺動部材１１８は、下部のツール装着部１２４と、ツール装着部１２４から上方に延びて形成された延長部１２５と、を有している。ツール装着部１２４にはツール２が挿入されて固定されている。

ホルダ１１７の左右側部には、それぞれ横方向に貫通するネジ孔が形成された１対のブロック部１２７ａ，１２７ｂが設けられている。この１対のブロック部１２７ａ，１２７ｂのネジ孔にはネジ部材１２９ａ，１２９ｂが螺合されている。そして、このネジ部材１２９ａ，１２９ｂの先端に、軟質製のゴム部材１３０ａ，１３０ｂが固定されている。各ゴム部材１３０ａ，１３０ｂの先端は、揺動部材１１８の延長部１２５の揺動方向の側面に接触している。

以上のような構成では、軟質製のゴム部材１３０ａ，１３０ｂの先端が延長部１２５の両側面に当接することによって、揺動部材１１８の中立位置が維持されている。そして、加工時にヘッドが往復動する際には、揺動部材１１８の揺動に応じてゴム部材１３０ａ，１３０ｂが弾性変形する。したがって、揺動部材１１８の揺動は妨げられない。

また、ホルダ１１７の上部には、ストッパ１２８が固定されている。ストッパ１２８の下端面には、逆Ｖ字状に形成された溝１３１が形成されている。この溝１３１には、揺動部材１１８の延長部１２５の上端部１２５ａが下方から進入している。延長部１２５の上端部１２５ａと溝１３１の両壁面（当接面）１３１ａ，１３１ｂとの間には所定の隙間が設けられている。

以上のような構成では、揺動部材１１８が所定の角度範囲で揺動すると、上端部１２５ａが溝１３１の壁面１３１ａ，１３１ｂに当接し、揺動部材１１８の揺動角度範囲が規制される。このとき、揺動部材１１８の許容される揺動角度範囲は、前記実施形態と同様に、±3°である。

（ｂ）中立維持手段のさらに他の実施形態を図６に示す。この図６に示された実施形態は、中立維持手段を除いて、図５に示した実施形態と同様である。したがって、同じ部材には同じ符号を付している。

図６において、ホルダ１１７の左右側部には、それぞれ横方向に貫通するネジ孔が形成された１対のブロック部２２７ａ，２２７ｂが設けられている。この１対のブロック部２２７ａ，２２７ｂと揺動部材１１８の延長部１２５の間には、それぞれ板ばね２３０ａ，２３０ｂが設けられている。

板ばね２３０ａ，２３０ｂは、各ブロック部２２７ａ，２２７ｂに当接する固定部２３１ａ，２３１ｂと、一部が延長部１２５の揺動方向の側面に当接する当接部２３２ａ，２３２ｂと、固定部２３１ａ，２３１ｂの上端と当接部２３２ａ，２３２ｂの下端とを連結する連結部２３３ａ，２３３ｂと、を有している。そして、固定部２３１ａ，２３１ｂが、それぞれブロック２２７ａ，２２７ｂにネジ部材２２９ａ，２２９ｂにより固定されている。また、当接部２３２ａ，２３２ｂは、ピン１２６の上方において延長部１２５の側面に当接している。

以上のような構成では、板ばね２３０ａ，２３０ｂの当接部２３２ａ，２３２ｂが延長部１２５の両側面に当接することによって、揺動部材１１８の中立位置が維持されている。そして、加工時にヘッドが往復動する際には、揺動部材１１８の揺動に応じて板ばね２３０ａ，２３０ｂが弾性変形する。したがって、揺動部材１１８の揺動は妨げられない。

（ｃ）中立維持手段及びストッパのさらに他の実施形態を図７に示す。図７において、図５と同じ部材には同じ符号を付している。

ホルダ１１７の左右側部には、それぞれ横方向に貫通するネジ孔が形成された１対のブロック部１２７ａ，１２７ｂが設けられている。この１対のブロック部１２７ａ，１２７ｂのネジ孔にはネジ部材３２９ａ，３２９ｂが螺合されている。そして、このネジ部材３２９ａ，３２９ｂの先端部３２９ｃ，３２９ｄは球状に形成されている。ここで、揺動部材１１８が中立位置の状態では、各球状先端部３２９ｃ，３２９ｄと揺動部材１１８の側面との間には等しい隙間が確保されている。

以上のような構成では、揺動部材１１８が所定の角度範囲で揺動すると、延長部１２５の各側面がネジ部材の球状先端部３２９ｃ，３２９ｄに当接し、揺動部材１１８の揺動角度範囲が規制される。このとき、揺動部材１１８の許容される揺動角度範囲は、前記実施形態と同様に、±3°である。

また、ホルダ１１７の上部には、吸着用ブロック３２８が固定されている。吸着用ブロック３２８の下端面には磁石３３０が設けられている。磁石３３０は、中立位置の揺動部材１１８の延長部１２５の上端部と、所定の隙間をあけて対向するように配置されている。そして、延長部１２５の上端部には、鉄製の吸着部３３１が設けられている。

以上のような構成では、延長部１２５の上端部に設けられた鉄製の吸着部３３１が、磁石３３０に吸引される。したがって、加工していない状態では、揺動部材１１８の中立位置が維持されている。なお、加工時においては、ツール２の加工抵抗によって、揺動部材１１８は磁石３３０と吸着部３３１との間の吸着力に抗して揺動する。

１ テーブル
２ ツール
３ ヘッド
１７，１１７ ホルダ
１８，１１８ 揺動部材
１９ エアシリンダ
２７ａ，２７ｂ，１２８ ストッパ
２８ａ，２８ｂ 筒状部材
２９ａ，２９ｂ スプリング
１３０ａ，１３０ｂ ゴム部材
１３１ 溝
１３１ａ，１３１ｂ 壁面（当接面）
２３０ａ，２３０ｂ 板ばね
３２９ｃ，３２９ｄ 球状先端部
３３０ 磁石
３３１ 鉄製吸着部

Claims (12)

1. 集積型薄膜太陽電池基板上に溝を形成する溝加工装置であって、
   薄膜太陽電池基板が載置されるテーブルと、
   溝加工ツールと、
   前記溝加工ツールが装着されるヘッドと、
   前記テーブルと前記ヘッドとを水平面内で相対的に移動させるための移動機構と、
   を備え、
   前記溝加工ツールは、前記ホルダに揺動自在に保持され、往動時と復動時とで傾斜角度を変更しながら前記ホルダとともに集積型薄膜太陽電池基板のスクライブ予定ラインに沿って相対的に往復移動させて基板上に溝を形成するものであり、
   前記溝加工ツールは、
   前記ホルダに保持されるツール本体と、
   前記ツール本体の先端部に形成され、移動方向の往動側の先端と復動側の先端にそれぞれ往動時及び復動時に用いられる刃を有する刃先部と、
   を有し、
   前記刃先部は、移動方向の幅が先端に行くにしたがって狭くなるように、対向する往動側の側面と復動側の側面とが傾斜しかつ対称に形成されており、
   前記ヘッドは、
   上下移動可能なホルダと、
   前記溝形成方向と直交する揺動軸を支点として前記ホルダに揺動自在に支持され、前記溝加工ツールを保持する揺動部材と、
   前記ホルダに保持された溝加工ツールを基板に対して所定の押圧力で押圧する押圧部材と、
   を有する、
   薄膜太陽電池の溝加工装置。
2. 前記刃先部の刃は直線状に形成されており、
   前記往動側の側面及び前記復動側の側面の前記刃に対する掬い面角度は50°以上80°以下である、
   請求項１に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
3. 前記刃先部の先端の溝形成方向の幅は、50μｍ以上200μm以下である、請求項２に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
4. 前記揺動部材は、前記揺動軸を支点として±5°以下の範囲で揺動自在である、請求項１に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
5. 加工時以外において、前記揺動部材を中立位置に維持するための中立維持手段と、
   前記揺動部材の揺動角度が±5°を越えないように揺動範囲を規制するストッパと、
   をさらに備えている、請求項４に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
6. 前記中立維持手段は、前記揺動部材を挟んで前記揺動部材を中立位置に付勢する１対の弾性部材を有する、請求項５に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
7. 前記弾性部材はコイルスプリングである、請求項６に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
8. 前記弾性部材は軟質製のゴムである、請求項６に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
9. 前記弾性部材は板ばねである、請求項６に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
10. 前記中立維持手段は、
    前記揺動部材の少なくとも上端に設けられた磁性体と、
    前記ホルダに前記磁性体と所定の隙間をあけて対向して配置された磁石と、
    を有する、請求項５に記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
11. 前記ストッパは、前記ホルダに固定され、中立位置の前記揺動部材の上端部を所定の隙間を介して挟んで配置された１対の当接面を有する、請求項５から１０のいずれかに記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。
12. 前記ストッパは、前記ホルダに固定され、中立位置の前記揺動部材の揺動方向の両側面に所定の隙間を介して対向して配置された１対の当接部材を有する、請求項５から１０のいずれかに記載の薄膜太陽電池の溝加工装置。

Images