JP6402540B2 - 基板加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板加工装置、特に加工用のツールが装着される加工ヘッドを有する基板加工装置に関する。

太陽電池基板に絶縁用の溝を形成する装置として、例えば特許文献１に示された装置がある。この特許文献１の装置は、基板が載置されるテーブルと、テーブルの上方に配置された支持部材と、加工ツールが装着された複数の加工ヘッドと、を備えている。

この装置では、支持部材に支持された複数の加工ヘッドと、基板が載置されたテーブルと、を相対的に移動させることにより、基板に絶縁用の溝が形成される。

特開２０１０−２４５２５５号公報

基板加工装置におけるツールは消耗品であるので、所定の期間毎にツールを交換する必要がある。また、加工中にツールが破損した場合には、破損したツールを交換する必要がある。

従来の装置では、ツールの交換は、加工作業をいったん停止して行っている。このため、特に頻繁にツールの交換が必要な場合は、装置の稼働率が低下するという問題がある。また、自動でツール交換を行う装置を備えた加工装置も提供されているが、この場合も、ツール交換のためには、加工作業をいったん停止する必要がある。

本発明の課題は、基板の加工装置において、装置の稼働率を低下させることなく、ツールの交換作業を行えるようにすることにある。

本発明の一側面に係る基板加工装置は、搬送機構と、支持フレームと、少なくとも１つの第１加工ヘッドと、少なくとも１つの第２加工ヘッドと、を備えている。搬送機構は加工される基板を搬送する。支持フレームは、加工領域と第１待機領域と第２待機領域との間にわたって、搬送機構の上方に延びて配置されている。加工領域は搬送機構によって搬送される基板を加工する領域である。第１待機領域は、搬送機構の一側方において、加工領域外に設定された領域である。第２待機領域は、搬送機構の他側方において、加工領域外に設定された領域である。第１加工ヘッドは、支持フレームに加工領域と第１待機領域との間で移動可能に支持されている。第２加工ヘッドは、支持フレームに加工領域と第２待機領域との間で移動可能に支持されている。

この装置では、搬送機構によって基板が加工領域に搬送され、第１加工ヘッド又は第２加工ヘッドによって基板に溝を形成する等の加工が行われる。第１加工ヘッドで基板を加工するときには、第１加工ヘッドが加工領域に移動し、第２加工ヘッドは第２待機領域に移動する。逆に、第２加工ヘッドで基板を加工するときには、第２加工ヘッドが加工領域に移動し、第１加工ヘッドは第１待機領域に移動する。

ここでは、一方の加工ヘッドによって基板を加工しているときに、他方の加工ヘッドを待機領域に移動させて、他方の加工ヘッドに装着された加工ツールの交換を行うことができる。すなわち、一方の加工ヘッドによる基板加工中に、他方の加工ヘッドの加工ツールをメンテナンスすることができ、加工ツールの交換による装置の稼働率の低下を抑えることができる。

本発明の別の側面に係る基板加工装置では、第１加工ヘッドが加工領域に位置しているときには第２加工ヘッドは第２待機領域に位置する。また、第２加工ヘッドが加工領域に位置しているときには第１加工ヘッドは第１待機領域に位置する。

ここでは、前記同様に、加工領域に位置する一方の加工ヘッドで加工を行いつつ、待機領域に位置している他方の加工ヘッドの加工ツールの交換を行うことができる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、第１加工ヘッドと第２加工ヘッドとの間において、支持フレームに移動可能に支持され、基板を撮像するカメラをさらに備えている。

ここでは、支持フレームに支持されたカメラによって、基板に対する加工結果のチェックや、基板の位置調整を行うことができる。このとき、カメラは第１加工ヘッドと第２加工ヘッドとの間に配置されているので、第１加工ヘッド及び第２加工ヘッドのいずれの加工ヘッドで加工する際にも、同じカメラを使用することができる。

本発明のさらに別の側面に係る基板加工装置では、支持フレームは、加工領域に位置する部分は石製であり、第１及び第２待機領域に位置する部分は金属製である。

ここで、加工を行う際には、加工ヘッドを精度よく位置決めする必要がある。そこで、各加工ヘッドを支持する支持フレームの加工領域に位置する部分は、熱による膨張及び収縮が小さく、位置決め精度を高精度にしやすい石によって形成している。また、待機領域では、加工ヘッドを高精度に位置決めする必要がないので、石と比較して加工が容易で安価な金属により形成している。

以上のような本発明では、基板加工装置において、装置の稼働率を低下させることなく、ツールの交換作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態による基板加工装置の概略平面図。

［構成］
図１に本発明の一実施形態による基板加工装置１の平面図を示している。この基板加工装置１は、太陽電池基板Ｓに複数の絶縁用の溝を形成するための装置である。図１において、基板Ｓは、右から搬入されて左側に搬出される。図１に、搬送方向を矢印Ｃで示している。

基板加工装置１は、搬送機構２と、支持フレーム３と、それぞれ３つの第１加工ヘッド５及び第２加工ヘッド６と、カメラ７と、を備えている。そして、搬送機構２及び支持フレーム３は、ベースフレーム８上に配置されている。

搬送機構２は、複数のローラ（図示せず）及びこれらのローラに架け渡されて循環する搬送ベルト２ａを有している。そして、前段に設けられた装置から搬送されてきた基板Ｓは、この搬送ベルト２ａ上に載置されて搬送される。

支持フレーム３は、門型に構成されており、複数の支柱（図示せず）と、ガイドフレーム３ａと、を有している。複数の支柱はベースフレーム８上に固定されている。ガイドフレーム３ａは、複数の支柱に支持され、搬送機構２の上方に搬送方向Ｃと直交する方向に延びて配置されている。

第１加工ヘッド５は、支持フレーム３のガイドフレーム３ａに支持され、搬送方向Ｃと直交する方向に移動自在である。第１加工ヘッド５のそれぞれには、複数の加工ツール１０が装着可能である。

第２加工ヘッド６は、第１加工ヘッド５と同様に、支持フレーム３のガイドフレーム３ａに支持され、搬送方向Ｃと直交する方向に移動自在である。また、第２加工ヘッド６のそれぞれには、複数の加工ツール１０が装着可能である。第２加工ヘッド６は、第１加工ヘッド５と同様の機能を有する加工ヘッドであり、第１加工ヘッド５と同じ加工を行なうことができる。

第１加工ヘッド５及び第２加工ヘッド６は、支持フレーム３のガイドフレーム３ａに支持されており、これらの加工ヘッド５，６の下方には、搬送機構２によって搬送される基板Ｓが通過可能なスペースが形成されている。

ベースフレーム８は搬送方向に沿って延びている。ベースフレーム８において、支持フレーム３が配置された部分は、左右の幅方向に突出して形成された第１突出部８ａ及び第２突出部８ｂを有している。支持フレーム３の支柱は、この第１及び第２突出部８ａ，８ｂに設けられている。

カメラ７は、ガイドフレーム３ａにおいて、第１加工ヘッド５と第２加工ヘッド６との間に装着されている。カメラ７は、第１及び第２加工ヘッド５，６と同様にガイドフレーム３ａに沿って移動可能であり、搬送ベルト２ａ上に載置された基板Ｓの表面を撮像可能である。このカメラ７によって基板Ｓ表面を撮像することにより、加工のアライメント調整や加工結果の検査が可能である。

以上のような加工装置では、加工領域Ｒｗと、第１待機領域Ｒｅ１と、第２待機領域Ｒｅ２と、が形成されている。

ここで、加工領域Ｒｗは、搬送機構２上において、第１加工ヘッド５又は第２加工ヘッド６が位置する領域である。すなわち、第１加工ヘッド５又は第２加工ヘッド６によって基板Ｓが加工される領域である。

また、第１待機領域Ｒｅ１は、ベースフレーム８において、加工領域外の第１突出部８ａが設けられた領域である。第２待機領域Ｒｅ２は、ベースフレーム８において、加工領域外の第２突出部８ｂが設けられた領域である。

ここで、支持フレーム３のガイドフレーム３ａは、搬送方向Ｃと直交する方向において、第１待機領域Ｒｅ１から加工領域Ｒｗを経て第２待機領域Ｒｅ２にまで延びて配置されている。ガイドフレーム３ａの加工領域Ｒｗに相当する部分３ａ０は、熱によって膨張及び収縮しにくいグラナイト（御影石）などの石で形成されている。また、ガイドフレーム３ａの第１待機領域Ｒｅ１に相当する部分３ａ１及び第２待機領域Ｒｅ２に相当する部分３ａ２は鉄などの金属によって形成されている。

そして、第１加工ヘッド５は、加工領域Ｒｗと第１待機領域Ｒｅ１との間で移動可能である。また、第２加工ヘッド６は、加工領域Ｒｗと第２待機領域Ｒｅ２との間で移動可能である。典型的には、第１加工ヘッド５及び第２加工ヘッド６は、第１待機領域Ｒｅ１と加工領域Ｒｗと第２待機領域Ｒｅ２とに渡って設けられた図示しないガイドレールに保持されており、このガイドレールの第１待機領域Ｒｅ１側に第１加工ヘッド５が配置され、第２待機領域Ｒｅ２側に第２加工ヘッド６が配置されている。

具体的には、第１加工ヘッド５は、第２加工ヘッド６が加工領域Ｒｗに位置しているときには第１待機領域Ｒｅ１に位置し、第２加工ヘッド６が第２待機領域Ｒｅ２に位置しているときには加工領域Ｒｗに位置している。言い換えれば、第２加工ヘッド６は、第１加工ヘッド５が加工領域Ｒｗに位置しているときには第２待機領域Ｒｅ２に位置し、第１加工ヘッド５が第１待機領域Ｒｅ１に位置しているときには加工領域Ｒｗに位置している。

また、カメラ７は、カメラ７より第１待機領域Ｒｅ１側に第１加工ヘッド５が配置され、カメラ７より第２待機領域Ｒｅ２側に第２加工ヘッド６が配置されるように第１加工ヘッド５と第２加工ヘッド６の間に設けられている。このため、第１加工ヘッド５が第１待機領域Ｒｅ１に位置しているとき及び第２加工ヘッド６が第２待機領域Ｒｅ２に位置しているときのいずれの場合でも、加工領域Ｒｗ内において、搬送ベルト２ａ上に載置された基板の表面を撮像可能である。

［動作］
この基板加工装置１に搬送されてきた基板Ｓは、搬送機構２によって加工領域Ｒｗまで搬送される。そして、基板Ｓを搬送方向Ｃに往復させながら、例えば、第１加工ヘッド５によって基板Ｓの表面に溝を形成する。このとき、第２加工ヘッド６は第２待機領域Ｒｅ２に位置している。

具体的には、第１加工ヘッド５を下降し、加工ツール１０の先端を基板Ｓの溝形成予定ラインに押し当て、搬送機構２を駆動して基板Ｓを搬送方向Ｃに沿って移動させる。これにより、複数の加工ツール１０によって、基板Ｓの表面に複数の溝が形成される。１工程分の溝が形成されれば、第１加工ヘッド５を上昇させて加工ツール１０を基板Ｓの表面から離し、第１加工ヘッド５を溝の１ピッチ分搬送方向Ｃと直交する方向に移動させる。そして、前記同様に、第１加工ヘッド５の加工ツール１０を基板Ｓに押し当て、搬送機構２を駆動して基板Ｓを搬送方向Ｃに沿って移動させて加工を行う。

以上の動作を繰り返し実行して、第１加工ヘッド５による溝の加工を実行する。

第１加工ヘッド５の加工ツール１０が交換時期に達したり、あるいは加工ツール１０が破損等したりすると、第１加工ヘッド５を加工領域Ｒｗから第１待機領域Ｒｅ１に移動させる。また、これと併せて、第２加工ヘッド６を第２待機領域Ｒｅ２から加工領域Ｒｗ２に移動させる。そして、前述の第１加工ヘッド５における動作と同様の動作で、第２加工ヘッド６によって溝の加工を実行する。

この第２加工ヘッド６による加工中に、第１待機領域Ｒｅ１に位置する第１加工ヘッド５の加工ツール１０を交換する。第１待機領域Ｒｅ１では、ベースフレーム８の幅が狭くなっており、したがって作業者は第１加工ヘッド５の各加工ツール１０にアクセスしやすく、交換作業が容易になる。また、第１待機領域Ｒｅ１に移動させられた第１加工ヘッド５に対しては、すべての駆動力が切断されている。したがって、作業者は安全に加工ツール１０の交換を行うことができる。

第２加工ヘッド６の加工ツール１０を交換する作業も、第１加工ヘッド５の加工ツール１０を交換する作業とまったく同様である。

［特徴］
（１）この装置では、第１及び第２加工ヘッド５，６の一方で加工を行っているときに他方の加工ヘッド６，５を待機領域Ｒｅ２，Ｒｅ１に移動させることにより、待機領域に移動させた加工ヘッドに装着された加工ツール１０をメンテナンスすることができる。したがって、加工ツール１０のメンテナンスによる装置の稼働率の低下を抑えることができる。

（２）加工ツール１０の交換を行う待機領域Ｒｅ１，Ｒｅ２は、作業者がアクセスしやすいように構成されている。このため、作業者は加工ツール１０の交換作業を、容易にかつ安全に行うことができる。

（３）ガイドフレーム３ａの加工領域Ｒｗに位置する部分３ａ０は石製であり、第１及び第２待機領域Ｒｅ１，Ｒｅ２に位置する部分３ａ１，３ａ２は鉄などの金属製である。したがって、加工領域Ｒｗにおける加工ヘッド５，６を精度よく位置決めすることができる。また、この基板加工装置１を搬送等する際に、石の部分３ａ０と金属製の部分３ａ１，３ａ２とで分解することができ、搬送等が容易になる。

（４）カメラ７は、第１加工ヘッド５と第２加工ヘッド６との間に配置されているので、いずれの加工ヘッドで基板を加工する場合にも、共通で使用することができる。すなわち、第１加工ヘッド５と第２加工ヘッド６のいずれで加工する場合でも、加工される基板を１つのカメラ７で撮像することができる。

［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。

（ａ）搬送機構の具体的な構成は前記実施形態に限定されない。種々の変形が可能である。

（ｂ）第１及び第２加工ヘッドの個数は前記実施形態に限定されない。第１及び第２加工ヘッドがそれぞれ少なくとも１つあればよい。

１ 基板加工装置
２ 搬送機構
３ａ ガイドフレーム
５ 第１加工ヘッド
６ 第２加工ヘッド
１０ 加工ツール
Ｒｗ 加工領域
Ｒｅ１ 第１待機領域
Ｒｅ２ 第２待機領域

Claims (3)

1. 加工される基板を搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構によって搬送される基板を加工する加工領域と、前記搬送機構の一側方において前記加工領域外に設定された第１待機領域と、前記搬送機構の他側方において前記加工領域外に設定された第２待機領域と、の間にわたって、前記搬送機構の上方に延びて配置された支持フレームと、
   前記支持フレームに前記加工領域と前記第１待機領域との間で移動可能に支持された少なくとも１つの第１加工ヘッドと、
   前記支持フレームに前記加工領域と前記第２待機領域との間で移動可能に支持された少なくとも１つの第２加工ヘッドと、
   を備え、
   前記支持フレームは、前記加工領域に位置する部分は石製であり、前記第１及び第２待機領域に位置する部分は金属製である基板加工装置。
2. 前記第１加工ヘッドが前記加工領域に位置しているときには前記第２加工ヘッドは前記第２待機領域に位置し、前記第２加工ヘッドが前記加工領域に位置しているときには前記第１加工ヘッドは前記第１待機領域に位置する、請求項１に記載の基板加工装置。
3. 前記第１加工ヘッドと前記第２加工ヘッドとの間において、前記支持フレームに移動可能に支持され、基板を撮像するカメラをさらに備えた、請求項１又は２に記載の基板加工装置。

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