JP5826665B2 - Substrate groove processing tool and groove processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、溝加工ツール、特に、ホルダに保持され、加工対象である基板上をホルダとともに相対的に移動させて基板に溝を形成するための基板の溝加工ツールに関する。また、本発明は、以上の溝加工ツールを備えた溝加工装置に関する。 The present invention relates to a grooving tool, and more particularly, to a grooving tool for a substrate for forming a groove in a substrate by being moved relative to the substrate to be processed together with the holder. Moreover, this invention relates to the groove processing apparatus provided with the above groove processing tool.
薄膜太陽電池は、例えば以下に示すような方法で製造される。すなわち、まず、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。 A thin film solar cell is manufactured by the method as shown below, for example. That is, first, a lower electrode film made of a Mo film is formed on a substrate such as glass, and then a groove is formed in the lower electrode film so that the film is divided into strips. Next, a compound semiconductor film including a chalcopyrite structure compound semiconductor film such as a CIGS film is formed on the lower electrode film. Then, a part of these semiconductor films is removed in stripes by groove processing and divided into strips, and an upper electrode film is formed so as to cover them. Finally, a part of the upper electrode film is peeled off into stripes by groove processing and divided into strips.
以上のような方法において使用される溝加工ツールが、特許文献1に示されている。この特許文献1に示される溝加工ツールは、ホルダに保持されるツール本体と、ツール本体の先端部に形成され溝加工用の刃を有する刃先部と、を有している。
A grooving tool used in the above method is disclosed in
特許文献1の図3等から明らかなように、従来の溝加工装置に用いられるツールは、ツールの移動方向と直交する幅方向の中央部にのみ刃が形成されている。すなわち、ツールのホルダへの装着面と刃との間には間隔が存在する。この間隔は、ツール自体の加工誤差によって変化する。
As is clear from FIG. 3 and the like of
このような状況において、ツールの摩耗等によってツールを交換した場合、前述の加工誤差によって、ホルダのツール装着面からツールの刃までの距離が変化する場合がある。この距離が変化すると、精度よく溝を加工することができない。したがって、ツールを交換するたびに加工位置を調整する必要がある。 In such a situation, when the tool is replaced due to tool wear or the like, the distance from the tool mounting surface of the holder to the tool blade may change due to the above-described processing error. If this distance changes, the groove cannot be machined with high accuracy. Therefore, it is necessary to adjust the machining position each time the tool is changed.
本発明の課題は、ツールを交換した場合であっても、加工位置の調整が不要で、精度よく溝加工を行うことができるようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to accurately perform grooving without adjusting the machining position even when the tool is replaced.
第1発明に係る基板の溝加工ツールは、ホルダに保持され、加工対象である基板上をホルダとともに相対的に移動させて基板に溝を形成するためのツールであって、ツール本体と刃先部とを備えている。ツール本体は、ホルダに当接する当接面を有し、ホルダに保持される。刃先部は、ツール本体の先端部に形成され、当接面から連続して当接面と面一に形成された基準面を有するとともに、基準面から所定の幅を有している。 A substrate grooving tool according to a first aspect of the present invention is a tool for forming a groove in a substrate by being moved relative to the substrate to be processed together with the holder, the tool main body and the blade edge portion. And. The tool body has a contact surface that contacts the holder, and is held by the holder. The cutting edge portion is formed at the tip portion of the tool body, has a reference surface that is continuous with the contact surface and is flush with the contact surface, and has a predetermined width from the reference surface.
ここでは、刃先部は、ツール本体のホルダに装着される当接面と面一の基準面を有しており、この基準面から所定の幅で形成される。したがって、ツール本体の当接面と刃との間の距離が加工誤差によってツール毎に異なることはない。このため、ツール交換時に加工位置の調整をする必要がなく、精度よく溝を加工することができる。 Here, the blade edge portion has a reference surface that is flush with the contact surface to be mounted on the holder of the tool body, and is formed with a predetermined width from this reference surface. Therefore, the distance between the contact surface of the tool body and the blade does not vary from tool to tool due to processing errors. For this reason, it is not necessary to adjust the machining position when changing the tool, and the groove can be machined with high accuracy.
第2発明に係る基板の溝加工ツールは、第1発明の溝加工ツールにおいて、刃先部の先端には刃が形成されており、刃を含む刃先部の先端部は移動方向から視て方形である。 A grooving tool for a substrate according to a second invention is the grooving tool of the first invention, wherein a blade is formed at the tip of the blade tip, and the tip of the blade tip including the blade is square when viewed from the moving direction. is there.
ここでは、刃を含む刃先部が方形であるので、ツールの刃が摩耗しても、加工される溝幅が一定になる。 Here, since the blade edge portion including the blade is rectangular, even if the blade of the tool is worn, the processed groove width is constant.
第3発明に係る基板の溝加工ツールは、第2発明の溝加工ツールにおいて、刃先部の刃が形成された側部には、刃から離れるにしたがって移動方向上流側に傾斜する掬い面が形成されている。 The substrate grooving tool according to a third aspect of the present invention is the grooving tool of the second aspect, wherein a scooping surface that is inclined toward the upstream side in the moving direction as the distance from the blade is formed on the side portion where the blade of the blade edge portion is formed. Has been.
ここでは、刃が形成されたツールの側部には掬い面が形成されているので、除去された基板の一部の排出性が良好になる。したがって、溝周辺の膜等が剥離するのを抑えることができる。 Here, since the scooping surface is formed in the side part of the tool in which the blade was formed, the discharge property of a part of the removed substrate is improved. Therefore, it is possible to suppress peeling of the film around the groove.
第4発明に係る基板の溝加工ツールは、第1又は第2発明の溝加工ツールにおいて、ホルダは往復移動するものである。また、刃先部は、移動方向の往動側の先端に形成された第1刃と、復動側の先端に形成された第2刃と、を有している。そして、第1刃が形成された刃先部の第1側部と、第2刃が形成された刃先部の第2側部には、各刃から離れるにしたがって移動方向上流側に傾斜する掬い面が形成されている。 A substrate groove processing tool according to a fourth aspect of the present invention is the groove processing tool according to the first or second aspect, wherein the holder reciprocates. In addition, the blade edge portion has a first blade formed at the forward end in the moving direction and a second blade formed at the backward end. And the scooping surface which inclines in the moving direction upstream as it leaves | separates from each blade in the 1st side part of the blade edge part in which the 1st blade was formed, and the 2nd side part of the blade edge part in which the 2nd blade was formed. Is formed.
ここでは、ホルダを往復移動させることによって、往動時にはツールの第1刃で、復動時にはツールの第2刃で、それぞれ溝加工をすることができる。また、第3発明と同様に、各刃が形成されたツールの両側部には掬い面が形成されているので、除去された基板の一部の排出性が良好になる。したがって、溝周辺の膜等が剥離するのを抑えることができる。 Here, by reciprocating the holder, grooving can be performed with the first blade of the tool during forward movement and with the second blade of the tool during backward movement. Moreover, since the scooping surface is formed in the both sides of the tool in which each blade was formed similarly to 3rd invention, the discharge | emission characteristic of a part of removed board | substrate becomes favorable. Therefore, it is possible to suppress peeling of the film around the groove.
第5発明に係る基板の溝加工装置は、基板のパターニングラインに沿って溝を形成する装置であって、基板が載置されるテーブルと、第1から第4発明のいずれかに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。そして、ヘッドは、上下移動可能なホルダと、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、を有している。 A substrate groove processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention is an apparatus for forming a groove along a patterning line of a substrate, the table on which the substrate is placed, and the groove processing according to any one of the first to fourth aspects of the present invention. A head on which the tool is mounted; and a moving mechanism for relatively moving the table and the head in a horizontal plane. The head includes a holder that can move up and down, and a pressing member that presses the groove processing tool held by the holder against the substrate with a predetermined pressing force.
この装置では、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、往復移動される。そして、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。 In this apparatus, the grooving tool is pressed against the substrate by the pressing member with a predetermined pressing force, and is reciprocated. A groove is formed on the substrate both during forward movement and during backward movement.
第6発明に係る基板の溝加工装置は、第5発明の装置において、ホルダは、溝加工ツールを保持し、移動方向と直交する揺動軸を支点として揺動し、往動位置と復動位置とを取り得る揺動部材を有している。 A substrate grooving apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein the holder holds the grooving tool and oscillates about an oscillating shaft orthogonal to the moving direction as a fulcrum. It has a rocking member that can be positioned.
以上のような本発明では、ツールを交換した場合であっても、加工位置の調整が不要になり、精度よく溝加工を行うことができる。 In the present invention as described above, even when the tool is replaced, it is not necessary to adjust the processing position, and the groove processing can be performed with high accuracy.
本発明の一実施形態による溝加工ツールが装着された溝加工装置の外観斜視図を図1に示す。 FIG. 1 shows an external perspective view of a grooving apparatus equipped with a grooving tool according to an embodiment of the present invention.
[溝加工装置の全体構成]
この装置は、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。
[Overall configuration of groove processing equipment]
This apparatus includes a table 1 on which a substrate W is placed, a
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。
The table 1 is movable in the Y direction in FIG. 1 in a horizontal plane. The table 1 can be rotated at an arbitrary angle within a horizontal plane. FIG. 1 shows a schematic appearance of the
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。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。
The
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。
The two
[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、エアシリンダ19と、を有している。
[head]
FIG. 2 shows the
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、揺動部材18と、を有している。
The
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。
The holder
揺動部材18は、ホルダ本体22及び支持部材23に揺動自在に支持されている。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。
The
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。
A groove is formed in the
延長部25の下部には、水平方向で、かつ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。ピン26はホルダ本体22と支持部材23によって支持されている。
A
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28a,28bと、筒状部材28a,28bの内部に挿入されたスプリング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。
A pair of restricting
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。
The
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、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。
A
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。
A pair of
[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を移動方向から視た側面図であり、同図(b)はその正面図である。図3(b)にツール2の移動方向Mを示している。
[tool]
FIG. 3 shows details of the
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。図3(a)において、ツール本体36の一方の面36aは、ツール装着部24に当接する当接面となっている。
The
刃先部37は、ツール本体36の先端部において、高さh(図3(b)参照)の範囲に形成されている。図3(a)から明らかなように、刃先部37の一方の面37aは、ツール本体36の当接面36aと連続し、面一に形成された基準面となっている。刃先部37は、この基準面37aから所定の幅に形成されており、移動方向から視て方形に形成されている。
The
刃先部37の先端において、移動方向の両側には第1刃38a及び第2刃38bが形成されている。ここでは、第1刃38aが往動時に溝加工をするための刃であり、第2刃38bが復動時に溝加工をするための刃である。
A
また、図3(a)で示すように、刃先部37において、移動方向と直交する方向の幅Wはツール本体36の同方向の幅に比較して狭く形成されている。前述のように、刃先部37は方形に形成されているので、この方向の刃先部37の幅は全長にわたって同じ幅Wである。さらに、ツール本体36の刃先部37側の部分は、図3(a)から明らかなように、移動方向と直交する方向の幅が刃先部37に近づくにしたがって狭くなるように、角度Dで傾斜している。
Further, as shown in FIG. 3A, the width W in the direction perpendicular to the moving direction is formed narrower than the width in the same direction of the
ツール2は、刃先部37を含む下端部の側面に、掬い面が形成されている。より詳細には、図3(b)に示すように、ツール2を正面(移動方向と直交する方向)から視て、第1刃38aが形成された刃先部37を含む第1側部と、第2刃38bが形成された刃先部37を含む第2側部には、各刃38a,38bから上方に行くにしたがって内部側(各刃において移動方向上流側)に傾斜する掬い面40a,40bが形成されている。
As for the
[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、溝を形成する予定ライン上に位置させる。
[Grooving operation]
When the groove processing is performed on the thin-film solar cell substrate using the apparatus as described above, the
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。
After the alignment as described above, the
次にモータ10を駆動して、ヘッド3を溝加工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。
Next, the
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、第1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、第1刃38aが基板上の薄膜に当接し、第2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。
At the time of forward movement (when moving to the right in FIG. 4), as shown in FIG. 4A, the
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を次に下降すべき溝加工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。
Thereafter, the
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、第2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、第2刃38bが基板上の薄膜に当接し、第1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。
At the time of this backward movement (when moving to the left side in FIG. 4), as shown in FIG. 4 (c), the rocking
以上のような溝加工中においては、ツール2の刃先部37を含む先端部分には、掬い面40a,40bが形成されているので、各刃38a,38bによって除去された膜を基板の上方にスムーズに逃がすことができる。したがって、溝周辺部の膜剥離を抑えることができる。
During the grooving as described above, the scooping surfaces 40a and 40b are formed at the tip portion including the
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。
Note that air is ejected from the
ツール2の刃先部37が摩耗してきた場合は、ツール2を交換する必要がある。このツール2の交換時においては、ツール本体36の当接面36aをホルダ本体22の表面に当接して装着するだけでよい。刃先部37は当接面36aと同一面である基準面から所定の幅で形成されているので、各刃38a,38bの位置がツール毎に変わることがない。したがって、ツール2の交換時に交換前後で刃38a,38bの位置が変わることがなく、ツール交換時にツールの取付位置の調整が不要になる。
When the
[特徴]
(1)刃先部37が、ツール本体36のホルダ17に装着される当接面36aと面一の基準面37aから所定の幅で形成されている。したがって、ホルダ17に対する各刃38a,38bの位置がツール毎に異なることはなく、ツール交換時に加工位置の調整をする必要がない。
[Feature]
(1) The
(2)刃先部37が移動方向から視て方形であるので、刃38a,38bが摩耗しても、加工される溝幅が一定になる。
(2) Since the
(3)刃先部37を含むツール2の側部には掬い面40a,40bが形成されているので、除去された膜の排出性が良好になり、溝周辺の膜剥離を抑えることができる。
(3) Since the scooping surfaces 40a and 40b are formed on the side portion of the
[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。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
刃先部の形状は種々の変更が可能である。例えば、図3(a)に示した幅Wを、ツール本体36の幅と同じにしてもよく、またツール本体36の幅より大きくしてもよい。また、刃の側部を任意の角度で形成してもよい。
Various changes can be made to the shape of the cutting edge. For example, the width W shown in FIG. 3A may be the same as the width of the
1 テーブル
2 ツール
3 ヘッド
6 移動支持機構
17 ホルダ
18 揺動部材
19 エアシリンダ
22 ホルダ本体
36 ツール本体
37 刃先部
38a,38b 刃
40a,40b 掬い面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ホルダに当接する当接面を有し、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、前記当接面から連続して前記当接面と面一に形成された基準面を有するとともに、前記基準面から所定の幅を有する刃先部と、
を備え、
前記刃先部の移動方向と直交する方向の幅は前記ツール本体の同方向の幅に比較して狭く形成されており、
前記ツール本体の刃先部側の部分は、移動方向と直交する方向の幅が前記刃先部に行くにしたがって狭くなるように所定の角度で傾斜している、
基板の溝加工ツール。 A groove processing tool for forming a groove in a substrate by being moved relative to the substrate to be processed together with the holder, held by a holder,
A tool body that has a contact surface that contacts the holder and is held by the holder;
A cutting edge portion formed at the tip of the tool body, having a reference surface formed flush with the contact surface continuously from the contact surface, and having a predetermined width from the reference surface;
Equipped with a,
The width in the direction perpendicular to the direction of movement of the cutting edge is formed narrower than the width in the same direction of the tool body,
The part on the blade edge part side of the tool body is inclined at a predetermined angle so that the width in the direction orthogonal to the moving direction becomes narrower as it goes to the blade edge part,
Substrate grooving tool.
前記刃先部は、移動方向の往動側の先端に形成された第1刃と、復動側の先端に形成された第2刃と、を有し、
前記第1刃が形成された前記刃先部の第1側部と、前記第2刃が形成された前記刃先部の第2側部には、前記各刃から離れるにしたがって移動方向上流側に傾斜する掬い面が形成されている、
請求項1又は2に記載の溝加工ツール。 The holder is reciprocating;
The blade edge portion has a first blade formed at the forward end of the moving direction, and a second blade formed at the backward end of the moving direction,
The first side portion of the blade edge portion where the first blade is formed and the second side portion of the blade edge portion where the second blade is formed are inclined toward the upstream side in the movement direction as they are separated from the blades. An ugly surface is formed,
The grooving tool according to claim 1 or 2.
基板が載置されるテーブルと、
請求項1から4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、
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、
前記ヘッドは、
上下移動可能なホルダと、
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、
を有している、基板の溝加工装置。 A substrate groove processing apparatus for forming a groove along a patterning line of a substrate,
A table on which a substrate is placed;
A head to which the grooving tool according to any one of claims 1 to 4 is mounted;
A moving mechanism for relatively moving the table and the head in a horizontal plane;
With
The head is
A vertically movable holder;
A pressing member that presses the groove processing tool held by the holder against the substrate with a predetermined pressing force; and
A substrate groove processing apparatus.
請求項5に記載の基板の溝加工装置。 The holder has a rocking member that holds the groove processing tool, rocks around a rocking shaft orthogonal to the moving direction, and can take a forward movement position and a backward movement position.
The substrate groove processing apparatus according to claim 5.
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