JPH0530870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案はレーザ加工機のワーク保持装置に関
し、例えばアモルフアス薄膜太陽電池等の光起電
力装置においてアモルフアス薄膜等の光電変換体
構成膜をレーザビームを用いてパターニングする
際に利用される。

(ロ) 従来の技術 光起電力装置が太陽光発電に利用されるに従つ
て有効受光面積の大面積化が要求され、光電変換
体構成膜のパターニングに対して大面積化に好適
な手法として特開昭59−172274号公報に開示され
たレーザビームを用いる手法が開発された。斯る
レーザビームを用いたレーザパターニングの際注
意すべきは、被加工物であるワークをステージに
正確に位置決めし固定することである。特にワー
クのサイズが30×40cmや120×40cmといつた大面
積になると、10×10cmの小面積に比して位置決め
に際しかなりの高精度が要求されると共に、ワー
クに照射されるレーザビームのエネルギー密度を
ある範囲内に納めることが肝要である。即ち、最
適なエネルギー密度より低いエネルギー密度であ
れば未加工領域の発生を招き、最適なエネルギー
密度より高いエネルギー密度であればワークに与
える熱量が過大となるため熱影響による特性低下
を生じることになる。そのためレーザ加工機の集
光レンズよりワークまでの距離を常に一定に保つ
ことが必要である。

然し乍ら、ワークが平坦でない場合、上述の如
く集光レンズとワークとの間の距離を常に一定間
隔に保持することは難しい。特に大面積化が要求
される光起電力装置にあつては見掛上平板であつ
ても、厳密には撓み等により若干一方向にそつて
いる。

(ハ) 考案が解決すべき問題点 本考案は、上述の如くワークに照射されるレー
ザビームのエネルギー密度を所定の許容範囲に納
めるために、ワークをステージに正確に位置決め
し固定するワーク保持装置を提供せんとするもの
である。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点に鑑みて為されたものであ
つて、中央部に凹部を有し当該凹部が真空吸引装
置に連なるベースプレートと、該ベースプレート
の凹部を覆蓋すると共に凹部周縁のベースプレー
ト表面と密接する耐熱性高分子樹脂の天板と、か
らなるステージを備え、上記天板の凹部覆蓋領域
に当該凹部と天面が連通する多数の微小孔を穿つ
と共に、その天板の少なくとも上記ベースプレー
ト表面と接する接着面を微細な凹凸としたことを
特徴とする。

(ホ) 作用 上述の如くステージを、凹部を有するベースプ
レートと、該ベースプレートの凹部を覆蓋すると
共に凹部周縁のベースプレート表面と密接する高
分子樹脂の天板と、から構成し、上記ベースプレ
ートの凹部に真空吸引装置を連結すると共に上記
天板の凹部覆蓋領域に当該凹部と天面が連通する
多数の微小孔を穿つことによつて、ワークが載置
される天面に負圧が発生する。

更に、本考案によれば、凹部周縁のベースプレ
ート表面と接する、耐熱性高分子樹脂からなる天
板の接着面を微細な凹凸としたことで、天板とベ
ースプレートとを良好に接着できることとなる。

(ヘ) 実施例 以下図面を参照して本考案の一実施例につき詳
述する。

第１図はレーザビームを利用したレーザ加工の
原理を模式的に示しており、Ｘ軸、Ｙ軸等の方向
に移動自在なステージ１の天面２に被加工物であ
るワーク３が保持され、レーザ装置４を出射した
レーザビームLBは集光レンズ５を介してワーク
３に所定のエネルギー密度に調整されて照射され
る。今、実線で示されたレーザビームLBにより
ワーク３に対しレーザ加工が施されているとする
と、この状態でステージ１をＸ軸のプラス方向に
移動させると、レーザビームLBの照射位置はス
テージ１の移動と反対のＸ軸のマイナス方向に移
動する。即ち、レーザビームLBは図中破線で示
したステージ１の右隅にまで走査されることにな
る。

従つて、レーザ加工の際にはレーザビームLB
がステージ１の天面２にも照射されることがある
点にも留意しなければならない。即ち、ステージ
１の周辺において天面にレーザビームLBが照射
されたり、またワーク３を通過したレーザビーム
LBがステージ１の平面に到達すると、もし当該
ステージ１の天面がレーザビームLBにより加工
されやすい材料から構成されていると、斯るステ
ージ１までも加工されてしまう。このようにステ
ージ１が加工されてしまうと、天面自体の機械的
損傷のみならず、飛散物がワーク３に付着して外
観を損ない、更にワーク３が光起電力装置にあつ
ては電気的特性に対し悪影響を及ぼし製造歩留ま
りの低下原因となる。このような理由から、ステ
ージ１の天面に対して使用されるレーザビーム
LBに対して加工が困難であることが要求される。
通常金属材料はレーザビームLBに対し高い反射
率を呈するものの、全反射することはなく残りの
部分は吸収される。従つて、金属はレーザビーム
LBを吸収することからステージ１の天面を構成
する材料としては不適切である。

そこで本考案のワーク保持装置は第２図に示す
如く、ステージ１を２分割構造とし、中央部に凹
部１０を有する金属製のベースプレート１１と、
該ベースプレート１１の凹部１０を覆蓋すると共
に凹部１１の周縁のベースプレート表面１１ｓと
密接する四弗化エチレン、ジユラコン、ポリイミ
ド、ベルリン等の耐熱性且つ透過性を有する高分
子樹脂の天板１２と、から構成してある。即ち、
高分子樹脂の天板１２は通常金属材料に較べ反射
率は低いものの、金属材料では存在しないレーザ
ビームの大部分を透過するという性質を有するこ
とからレーザビームLBによる加工は困難である。
そして、上記天板１２の凹部覆蓋領域には凹部１
０と天面２とが連通する多数の微小孔１３，１３
…が穿たれていると共に、上記ベースプレート１
１の凹部１０は吸引系１４を介して真空吸引装置
１５に連なつている。このように多数の微小孔１
３，１３…が穿たれた平板１２は斯る微小孔１
３，１３…に真空吸引装置１５の稼動による負圧
を集中せしめるべくベースプレート１１に対し気
密に接着されている。四弗化エチレンからなる天
板１２を、金属のベースプレート１１に対し接着
させるためには、接着面を予め金属ナトリウム溶
液等により化学的に処理し微細な凹凸を無数に設
けることが好ましい。

而して、天板１２がレーザビームLBに対し難
加工性とし、多数の微小孔１３，１３…を穿ち、
当該微小孔１３，１３…を凹部１０を中継して真
空吸引装置１５に連通せしめたステージ１を用い
ることによつて、撓みにより反つたワーク３であ
つても多数の微小孔１３，１３…に作用する負圧
によりワーク３全域を吸引し平坦な状態で保持す
る。このように吸着保持により平坦な状態でワー
ク３がステージ１に固定されると、レーザビーム
LBのエネルギー密度を調整する集光レンズ５と
当該ワーク３の対向距離は絶えず一定となる。即
ち、レーザビームLBが走査されても、ワーク３
の被加工部位には所定のエネルギー密度を有する
レーザビームスポツトが照射されることとなる。

尚、以上の説明におけるベースプレート１１の
凹部１０は断面が凹字状となつていたが、ベース
プレート１１表面に複数条の溝を穿つた構成とし
ても良く、その形状は実施例に限定されるもので
はない。

(ト) 考案の効果 本考案保持装置は以上の説明から明らかな如
く、ベースプレートの凹部に真空吸引装置を連結
すると共に高分子樹脂の天板の凹部覆蓋領域に当
該凹部と天面が連通する多数の微小孔を穿つこと
によつて、ワークが載置される天面に負圧が発生
するので、当該負圧で以つて撓みにより反りが生
じているワークであつても吸着保持することがで
き、更には凹部周縁のベースプレート表面と接す
る、高分子樹脂からなる天板の接着面を微細な凹
凸としたことで、斯る吸着保持を堅固に行うこと
ができこととなり、ワークの被加工部位に照射さ
れるレーザビームのエネルギー密度の変動を抑圧
し得る。また、天板を高分子樹脂で構成すること
により、レーザビームが当該天板を照射しても、
透過し得ることから、機械的損傷が発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザビームを利用したレーザ加工の
原理を模式的に示す概念図、第２図は本考案保持
装置の一実施例を示す模式的断面図、である。 １……ステージ、３……ワーク、１０……凹
部、１１……ベースプレート、１２……天板、１
３……微小孔、１５……真空吸引装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザビームの照射によりワークに加工を施す
   レーザ加工機のワーク保持装置であつて、中央部
   に凹部を有し当該凹部が真空吸引装置に連なるベ
   ースプレートと、該ベースプレートの凹部を覆蓋
   すると共に凹部周縁のベースプレート表面と密接
   する耐熱性高分子樹脂の天板と、からなるステー
   ジを備え、上記天板の凹部覆蓋領域に当該凹部と
   天面が連通する多数の微小孔を穿つと共に、該天
   板の少なくとも上記ベースプレート表面と接する
   接着面を微細な凹凸としたことを特徴とするレー
   ザ加工機のワーク保持装置。