KR101828375B1

KR101828375B1 - 기판의 홈 가공 툴 및 기판용 홈 가공 장치

Info

Publication number: KR101828375B1
Application number: KR1020130094595A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 야마다; 마사노부 소야마
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2018-02-12
Also published as: TWI574429B; CN103770144A; CN103770144B; JP2014083648A; JP6061612B2; TW201417330A; KR20140052820A

Abstract

(과제) 툴을 기판에 대하여 상대적으로 왕복 이동시켜 홈 가공을 행할 때에, 툴의 요동 각도를 작게 하고, 그리고 절삭 찌꺼기를 양호하게 배출하여 가공 품질을 안정시킨다.
(해결 수단) 이 홈 가공 툴은, 홀더(17)에 지지(holding)되고, 기판 상을 홀더(17)와 함께 상대적으로 왕복 이동시켜 기판에 홈을 형성하기 위한 툴로서, 홀더(17)에 지지되는 툴 본체(36)와, 툴 본체(36)의 선단부(先端部)에 형성된 날끝부(37)를 갖고 있다. 날끝부(37)는, 제1 날(38a)과, 제2 날(38b)과, 릴리프부(39)를 갖고 있다. 제1 날(38a)은, 툴 본체(36)의 선단부에 형성되며, 이동 방향의 왕동측(往動側)의 선단에 형성되어 있다. 제2 날(38b)은 복동측(復動側)의 선단에 형성되어 있다. 릴리프부(39)는, 제1 날(38a)과, 제2 날(38b)과의 사이에 형성되며, 툴 본체(36)측에 오목해지도록 형성되어 있다.

Description

기판의 홈 가공 툴 및 기판용 홈 가공 장치{GROOVE PROCESSING TOOL AND GROOVE PROCESSING APPARATUS FOR A SUBSTRATE}

본 발명은, 홈 가공 툴, 특히, 홀더에 지지(holding)되고, 가공 대상인 기판 상을 홀더와 함께 상대적으로 왕복 이동시켜 기판에 홈을 형성하기 위한 기판의 홈 가공 툴 및 홈 가공 툴을 갖는 홈 가공 장치에 관한 것이다.

박막 태양전지는, 예를 들면 특허문헌 1에 나타나는 바와 같은 방법으로 제조된다. 이 특허문헌 1에 기재된 제조 방법에서는, 유리 등의 기판 상에 Mo막으로 이루어지는 하부 전극막이 형성되고, 그 후, 하부 전극막에 홈이 형성됨으로써 단책(短冊) 형상으로 분할된다. 다음으로, 하부 전극막 상에 CIGS막 등의 칼코파이라이트(chalcopyrite) 구조 화합물 반도체막을 포함하는 화합물 반도체막이 형성된다. 그리고, 이들 반도체막의 일부가 홈 가공에 의해 스트라이프(stripe) 형상으로 제거되어 단책 형상으로 분할되며, 이들을 덮도록 상부 전극막이 형성된다. 마지막으로, 상부 전극막의 일부가 홈 가공에 의해 스트라이프 형상으로 박리되어 단책 형상으로 분할된다.

이상과 같은 공정에 있어서의 홈 가공 기술의 하나로서, 다이아몬드 등의 메카니컬 툴(mechanical tool)에 의해 박막의 일부를 제거하는 메카니컬 스크라이브법이 이용되고 있다. 이 메카니컬 스크라이브법에 있어서, 효율 좋게 홈 가공을 행할 수 있도록, 특허문헌 2에 나타나는 홈 가공 장치가 제안되고 있다.

특허문헌 2의 장치는, 헤드에 상하 이동 가능하게 툴 홀더가 부착되어 있고, 또한, 이 툴 홀더에 소정의 각도 범위 내에서 요동 부재가 요동 가능하게 부착되어 있다. 요동 부재에는 홈 가공 툴이 지지되어 있어, 요동 부재는 왕동(往動)시의 전진 절삭 자세와 복동(復動)시의 후진 절삭 자세로 반전시킬 수 있다. 홈 가공 툴에는, 왕동측 및 복동측에 대칭적인 전부(前部) 날끝 및 후부(後部) 날끝이 설치되어 있다. 그리고, 요동 부재가 왕동(전진) 절삭 자세에 있을 때에 전부 날끝이 태양전지 기판에 접촉하고, 복동(후진) 절삭 자세에 있을 때에 후부 날끝이 태양전지 기판에 접촉한다.

일본공개실용신안공보 소63-16439호 일본공개특허공보 2012-146954호

이상과 같은 홈 가공 툴을 이용하여 홈 가공을 행하면, 효율 좋게 홈 가공을 행할 수 있다. 그러나, 툴 양단(兩端)의 날끝이 마모되어 오면, 날의 이동 방향의 폭이 마모에 따라 넓어져, 가공 품질을 장기간에 걸쳐 양호하게 유지할 수 없다.

그래서, 본건 발명자는, 마모에 의한 날의 폭의 변화가 적고, 장수명화를 도모할 수 있는 홈 가공 툴을 개발하여, 이미 출원하고 있다(일본특허출원 2011-212148). 이 홈 가공 툴은, 툴의 날끝부가, 왕동측의 선단에 형성된 제1 날과, 복동측의 선단에 형성된 제2 날이 연속하여 형성되어 있다. 여기에서는, 제1 날과 제2 날과의 사이에, 날이 형성되어 있지 않은 부분은 존재하지 않는다. 따라서, 제1 날이 마모되면 제2 날을 깎게 되고, 또한 반대로 제2 날이 마모되면 제1 날을 깎게 된다. 이 때문에, 제1 날 및 제2 날이 마모되어도, 각 날의 폭이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

여기에서, 제1 날 및 제2 날은 이동 방향에 대하여 동일한 각도만큼 툴 본체측으로 경사져 있다. 이 경사 각도는 툴의 요동 각도와 동일하다. 이 때문에, 왕동시로부터 복동시로의 이동 방향의 전환시에, 툴은 경사 각도의 2배만큼 요동하게 된다. 따라서, 경사 각도가 큰 경우에는, 한쪽의 경사 각도로부터 다른 한쪽의 경사 각도로 이동하는 시간(즉 요동 시간)이 길어져, 이 시간 동안은 정확한 홈 가공을 할 수 없다. 또한, 툴이 요동하고 있는 동안은 툴의 이동 속도를 저속으로 할 필요가 있어, 가공 시간이 걸린다.

한편, 경사 각도를 작게 하면, 한쪽의 날로 가공하고 있을 때에 발생하는 절삭 찌꺼기가 다른 한쪽의 날의 측으로부터 원할하게 배출되지 않는다. 이 때문에, 절삭 찌꺼기에 의해 가공 품질을 저하시키는 경우가 있다.

본 발명의 과제는, 툴을 기판에 대하여 상대적으로 왕복 이동시켜 홈 가공을 행할 때에, 툴의 요동 각도를 작게 하고, 그리고 절삭 찌꺼기를 양호하게 배출하여 가공 품질을 안정시키는 것에 있다.

본 발명의 제1 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 홀더에 지지되고, 가공 대상인 기판 상을 홀더와 함께 상대적으로 왕복 이동시켜 기판에 홈을 형성하기 위한 툴로서, 홀더에 지지되는 툴 본체와, 툴 본체의 선단부(先端部)에 형성된 날끝부를 갖고 있다. 날끝부는, 제1 날과, 제2 날과, 릴리프부를 갖고 있다. 제1 날은, 툴 본체의 선단부에 형성되며, 이동 방향의 왕동측의 선단에 형성되어 있다. 제2 날은 복동측의 선단에 형성되어 있다. 릴리프부는, 제1 날과 제2 날과의 사이에 형성되며, 툴 본체측에 오목하게 형성되어 있다.

여기에서는, 제1 날과 제2 날과의 사이에 릴리프부가 형성되어 있기 때문에, 제1 날 및 제2 날의 경사 각도를 작게 해도 릴리프부를 통하여 절삭 찌꺼기를 양호하게 배출할 수 있다. 따라서, 툴을 왕복 이동시켜 홈 가공할 때에, 이동 방향의 전환시에 가공 품질을 향상할 수 있고, 또한 가공 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제1 측면의 홈 가공 툴에 있어서, 제1 날 및 제2 날은 모두, 툴 본체의 길이 방향의 축과 직교하는 기준면에 대하여 이동 방향을 향하여 기준면으로부터 멀어지도록 경사져 있다.

제1 날 및 제2 날을 경사시킴으로써, 툴이 요동했을 때에 각 날의 전면(全面)이 기판에 맞닿게 된다. 이 때문에, 효율 좋게 가공을 행할 수 있다. 또한, 제1 날과 제2 날과의 사이에 릴리프부가 형성되어 있는 것과 아울러, 각 날이 마모되어도 날 상태의 변화를 작게 할 수 있다.

본 발명의 제3 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제2 측면의 홈 가공 툴에 있어서, 릴리프부는, 제1 릴리프면과 제2 릴리프면을 갖고 있다. 제1 릴리프면은, 제1 날의 제2 날측에 형성되며, 기준면에 대하여 제2 날측을 향하여 기준면으로부터 멀어지도록 경사져 있다. 제2 릴리프면은, 제2 날의 제1 날측에 형성되며, 기준면에 대하여 제1 날측을 향하여 기준면으로부터 멀어지도록 경사져 있다.

각 릴리프면의 경사 각도를 크게 함으로써, 절삭 찌꺼기를 보다 원활하게 배출할 수 있다.

본 발명의 제4 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제3 측면의 홈 가공 툴에 있어서, 릴리프부의 경사 각도는 각 날의 경사 각도보다 크다.

여기에서는, 날의 경사 각도, 즉 툴의 요동 각도를 작게 하여 이동 방향 전환시의 가공 품질을 향상할 수 있고, 또한 릴리프부의 경사 각도를 크게 하여 절삭 찌꺼기의 배출을 원할하게 할 수 있다.

본 발명의 제5 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제2 내지 제4 측면 중 어느 하나의 홈 가공 툴에 있어서, 릴리프부의 기준면을 따른 방향의 길이는, 제1 날 및 제2 날의 기준면을 따른 길이보다 길다.

여기에서는, 릴리프부의 이동 방향의 길이는 비교적 길게 형성되어 있기 때문에, 절삭 찌꺼기의 배출이 보다 원활해진다.

본 발명의 제6 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제2 내지 제5 측면 중 어느 하나의 가공 툴에 있어서, 툴 본체는, 홀더에 요동이 자유롭게 지지된 요동 부재에 지지되는 것이며, 제1 날 및 제2 날의 경사 각도는 요동 부재의 요동 각도와 동일하다.

여기에서는, 왕동시 및 복동시의 각각에 있어서, 각 날의 폭 전체가 기판에 접하게 되어, 효율 좋게 가공을 행할 수 있다.

본 발명의 제7 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제1 내지 제6 측면 중 어느 하나의 홈 가공 툴에 있어서, 날끝부는, 이동 방향의 폭이 선단으로 감에 따라 좁아지도록, 대향하는 왕동측의 측면과 복동측의 측면이 경사지고 또한 대칭으로 형성되어 있다.

여기에서, 날끝부의 이동 방향의 폭은, 모두 동일한 것이 바람직하다. 이 경우는, 제1 날 및 제2 날이 마모되어도, 이동 방향의 폭의 변화가 작다.

그러나, 통상, 날끝부의 폭은 매우 작아, 작은 폭의 날끝부를 길게 하면, 강도가 저하되어, 가공 중에 파손될 가능성이 높아진다.

그래서, 이 제7 측면의 툴에서는, 날끝부는 선단이 가늘며, 선단으로부터 멀어짐에 따라 굵어지도록 형성되어 있다. 이 때문에, 강도의 저하를 억제함과 함께, 마모에 의한 폭 변화를 억제하여 장기 수명화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제8 측면에 따른 기판의 홈 가공 툴은, 제1 내지 제7 측면 중 어느 하나의 홈 가공 툴에 있어서, 날끝부는, 이동 방향과 직교하는 방향의 폭이, 툴 본체의 동일 방향의 폭과 비교하여 좁다.

날끝부의 이동 방향과 직교하는 방향의 폭은, 가공하는 홈의 폭 치수에 따라서 설정할 필요가 있다. 그리고, 일반적으로 홈 폭 치수는 매우 좁다. 한편으로, 툴 본체는 홀더에 장착되기 위해, 또한 강도를 확보하기 위해, 소정의 폭이 필요하다.

그래서, 이 홈 가공 틀에서는, 날끝부의 이동 방향과 직교하는 방향의 폭을 좁게 하고, 한편으로 툴 본체의 동일 방향의 폭을 굵게 하고 있다.

본 발명의 제9 측면에 따른 기판용 홈 가공 장치는, 기판에 홈을 가공하기 위한 장치로서, 기판이 올려놓여지는 테이블과, 헤드와, 이동 기구를 구비하고 있다. 헤드는, 테이블의 상방에 배치되고, 제1 내지 제8 측면 중 어느 하나의 홈 가공 툴이 장착된 홀더와, 홀더를 상하 방향으로 이동시키기 위한 구동부를 갖는다. 이동 기구는, 헤드를 테이블의 재치면(載置面)과 평행한 면 내에서, 테이블에 대하여 상대적으로 이동시킨다.

이상과 같은 본 발명에서는, 왕복 이동시켜 홈 가공 가능한 홈 가공 툴에 있어서, 툴의 요동 각도를 작게 하고, 그리고 절삭 찌꺼기를 양호하게 배출하여 가공 품질을 안정시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 홈 가공 툴이 장착된 홈 가공 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 홈 가공 장치의 헤드의 정면도이다.
도 3은 홈 가공시의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 홈 가공 툴의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 홈 가공시의 날의 자세를 확대하여 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 일 실시 형태에 의한 홈 가공 툴이 장착된 집적형 박막 태양전지용 홈 가공 장치의 외관 사시도를 도 1에 나타낸다.

[홈 가공 장치의 전체 구성]

이 장치는, 태양전지 기판(W)이 올려놓여지는 테이블(1)과, 홈 가공 툴(이하, 단순히 툴이라고 함)(2)이 장착된 헤드(3)와, 각각 2개의 카메라(4) 및 모니터(5)를 구비하고 있다.

테이블(1)은 수평면 내에 있어서 도 1의 Y방향으로 이동 가능하다. 또한, 테이블(1)은 수평면 내에서 임의의 각도로 회전 가능하다. 또한, 도 1에서는, 헤드(3)의 개략의 외관을 나타내고 있으며, 헤드(3)의 상세는 후술한다.

헤드(3)는, 이동 기구(6)에 의해, 테이블(1)의 상방에 있어서 X, Y방향으로 이동 가능하다. 또한, X방향은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수평면 내에서 Y방향에 직교하는 방향이다. 이동 기구(6)는, 한 쌍의 지지 기둥(7a, 7b)과, 한 쌍의 지지 기둥(7a, 7b) 간에 걸쳐 설치된 가이드 바(8)와, 가이드 바(8)에 형성된 가이드(9)를 구동하는 모터(10)를 갖고 있다. 헤드(3)는, 가이드(9)를 따라, 전술과 같이 X방향으로 이동 가능하다.

2개의 카메라(4)는 각각 대좌(pedestal; 12)에 고정되어 있다. 각 대좌(12)는 지지대(13)에 설치된 X방향으로 연장되는 가이드(14)를 따라 이동 가능하다. 2개의 카메라(4)는 상하이동이 가능하고, 각 카메라(4)로 촬영된 화상이 대응하는 모니터(5)에 표시된다.

[헤드]

도 2에 헤드(3)를 추출하여 나타내고 있다. 헤드(3)는, 판 형상의 베이스(16)와, 홀더(17)와, 요동 부재(18)와 에어 실린더(19)를 갖고 있다.

홀더(17)는, 도시하지 않은 레일을 통하여, 베이스(16)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드가 자유롭게 지지되어 있다. 홀더(17)는, 홀더 본체(22)와, 홀더 본체(22)의 표면에 고정된 지지 부재(23)를 갖고 있다. 홀더 본체(22)는, 판 형상으로 형성되고, 상부에 개구(22a)를 갖고 있다. 지지 부재(23)는 가로 방향으로 긴 직사각형 형상의 부재이고, 내부에 요동 부재(18)가 끼워통하는 관통구멍(23a)이 형성되어 있다.

요동 부재(18)는, 홀더 본체(22) 및 지지 부재(23)에 요동이 자유롭게 지지되어 있다. 요동 부재(18)는, 하부의 툴 장착부(24)와, 툴 장착부(24)로부터 상방으로 연장되어 형성된 연장부(25)를 갖고 있다.

툴 장착부(24)에는 홈이 형성되며, 이 홈에 툴(2)이 삽입되고, 또한 고정 플레이트(24a)에 의해 툴(2)이 홈 내에 고정되어 있다.

연장부(25)의 하부에는, 수평 방향이며, 그리고 홈 형성 방향과 직교하는 방향으로 관통하는 구멍(25a)이 형성되어 있다. 그리고, 이 구멍(25a)을 관통하는 핀(26)을 중심으로, 요동 부재(18)가 요동이 자유롭게 되어 있다. 핀(26)은 홀더 본체(22)와 지지 부재(23)에 의해 지지되어 있다.

연장부(25)의 상단부(25b)의 좌우 양측에는, 한 쌍의 규제 부재(27a, 27b)가 설치되어 있다. 각 규제 부재(27a, 27b)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 홀더 본체(22)에 고정된 통 형상 부재(28a, 28b)와, 통 형상 부재(28a, 28b)의 내부에 삽입된 스프링(29a, 29b)을 갖고 있다. 그리고, 각 스프링(29a, 29b)의 선단이 연장부(25)의 상단부(25b)에 맞닿음으로써, 요동 부재(18)는 도 2 및 도 3(b)에 나타내는 바와 같은 중립 위치에 유지되어 있다. 또한, 요동 부재(18)가 요동하여 어느 하나의 스프링(29a, 29b)을 눌러, 연장부(25)의 상단부(25b)가 통 형상 부재(28a, 28b)에 맞닿음으로써, 요동 각도가 규제되도록 되어 있다. 이 실시 형태에서는, ±3°의 각도 범위에서 요동 부재(18)의 요동 각도가 규제되도록 설정되어 있지만, ±7° 이내로 규제되는 것이 바람직하다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 에어 실린더(19)는 실린더 지지 부재(30)의 상면에 고정되어 있다. 실린더 지지 부재(30)는, 홀더(17)의 상부에 배치되며, 베이스(16)에 고정되어 있다. 실린더 지지 부재(30)에는 상하 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있으며, 에어 실린더(19)의 피스톤 로드(도시하지 않음)가 이 관통구멍을 관통하여, 로드 선단이 홀더(17)에 연결되어 있다.

또한, 베이스(16)의 상부에는 스프링 지지 부재(31)가 설치되어 있다. 스프링 지지 부재(31)와 홀더(17)와의 사이에는 스프링(32)이 설치되어 있으며, 스프링(32)에 의해 홀더(17)는 상방으로 탄성지지되어 있다. 이 스프링(32)에 의해, 홀더(17)의 자중을 거의 캔슬할 수 있다.

홀더(17)의 좌우 양측에는, 한 쌍의 에어 공급부(34a, 34b)가 형성되어 있다. 한 쌍의 에어 공급부(34a, 34b)는 모두 동일한 구성이며, 각각 조인트(35)와 에어 노즐(36)을 갖고 있다.

[툴]

도 4에 툴(2)의 상세를 나타내고 있다. 도 4(a)는 툴(2)의 정면도이고, 동 도 (b)는 그의 측면도이다. 또한, 도 5는 날끝부의 일부 확대도로서, (a)는 중립시의 자세, (b)는 오른쪽 방향으로 이동할 때의 자세, (c)는 왼쪽 방향으로 이동할 때의 자세를 나타내고 있다.

툴(2)은, 홀더(17)에 지지되는 툴 본체(36)와, 툴 본체(36)의 선단부에 형성된 날끝부(37)를 갖고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 날끝부(37)의 선단에는, 이동 방향의 양측에 형성된 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)과, 이들 날(38a, 38b)의 사이에 형성된 릴리프부(39)를 갖고 있다. 여기에서는, 제1 날(38a)이 왕동시에 홈 가공을 하기 위한 날이고, 제2 날(38b)이 복동시에 홈 가공을 하기 위한 날이다.

도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 날끝부(37)는, 이동 방향의 폭이 선단으로 감에 따라 좁아져 있다(이 예에서는, 날의 선단의 폭은 0.1㎜). 즉, 날끝부(37)가 대향하는 왕동측의 측면(37a)과 복동측의 측면(37b)이 경사지고, 그리고 대칭으로 형성되어 있다. 양 측면(37a, 37b)의 기준면(S)에 대한 경사 각도(α1)(도 4(a) 참조)는, 일 예로서 73도이고, 날끝부(37)의 선단부의 각도(α2)는, 일 예로서 34도이다. 또한, 기준면(S)은 툴(2)의 길이 방향의 축(N)과 직교하는 평면이다.

도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)은, 모두 기준면(S)에 대하여 이동 방향을 향하여 기준면(S)으로부터 멀어지도록 경사져 있다. 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)의 경사 각도(β1)는, 일 예로서 3도이다. 이 경사 각도(β1)는, 요동 부재(18)의 요동 각도(β3)와 동일하게 설정되어 있다. 따라서, 가공시에는, 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)은 모두 날끝면이 테이블(1)의 재치면(기판 표면)과 평행하게 되어, 각 날(38a, 38b)의 전면(全面)이 기판 표면에 닿게 된다. 또한, 이 예에서는, 각 날(38a, 38b)의 이동 방향의 폭(W1)은, 모두 0.01㎜이다.

릴리프부(39)는, 이동 방향에 있어서 제1 날(38a)과 제2 날(38b)과의 사이에, 툴 본체(36)측(도 4 및 도 5에 있어서 상방)에 오목해지도록 형성되어 있다. 구체적으로, 릴리프부(39)는, 제1 릴리프면(39a)과, 제2 릴리프면(39b)을 갖고 있다. 제1 릴리프면(39a)은, 제1 날(38a)의 제2 날(38b)측에 형성되고, 기준면(S)에 대하여 제2 날(38b)측을 향하여 기준면(S)으로부터 멀어지도록 경사져 있다. 또한, 제2 릴리프면(39b)은, 제2 날(38b)의 제1 날(38a)측에 형성되고, 기준면(S)에 대하여 제1 날(38a)측을 향하여 기준면(S)으로부터 멀어지도록 경사져 있다. 그리고, 각 릴리프면(39a, 39b)의 경사 각도(β2)는, 각 날(38a, 38b)의 경사 각도(β1)보다 크며, 일 예로서 14도이다. 또한, 이 예에서는, 릴리프부(39)의 이동 방향의 폭(W2)은 0.08㎜이다.

또한, 도 4(b)로 나타내는 바와 같이, 날끝부(37)의 이동 방향과 직교하는 방향의 폭(W3)은 툴 본체(36)의 동일 방향의 폭과 비교하여 좁게 형성되어 있다. 이 방향의 날끝부(37)의 폭은 전체 길이에 걸쳐 동일하며, 이 예에서는 0.04∼0.380㎜이다.

또한, 툴 본체(36)의 날끝부(37)측의 부분은, 도 4(b)로 나타내는 바와 같이, 이동 방향과 직교하는 방향의 폭이 날끝부(37)에 가까워짐에 따라 좁아지도록 경사져 있다.

이상을 정리하면, 일 실시예로서의 날끝부(37)의 각 제원(諸元)은 이하와 같다.

α1: 73°

α2: 34°

β1: 3°(＝요동 부재의 요동 각도(β3))

β2: 14°

W1: 0.01㎜

W2: 0.08㎜

W3: 0.04∼0.380㎜

[홈 가공 동작]

이상과 같은 장치를 이용하여 박막 태양전지 기판에 홈 가공을 행하는 경우는, 이동 기구(6)에 의해 헤드(3)를 이동시킴과 함께 테이블(1)을 이동시켜, 카메라(4) 및 모니터(5)를 이용하여, 홈을 형성하는 예정 라인 상에 툴(2)을 위치시킨다.

이상과 같은 위치 맞춤을 행한 후, 에어 실린더(19)를 구동하여 홀더(17) 및 요동 부재(18)를 하강시켜, 툴(2)의 선단을 박막에 댄다. 이때의, 툴(2)의 박막에 대한 가압력은, 에어 실린더(19)에 공급되는 에어압에 의해 조정된다.

다음으로 모터(10)를 구동하여, 헤드(3)를 홈 가공 예정 라인을 따라 주사한다. 이때의 요동 부재(18) 및 툴(2)의 자세를, 도 3 및 도 5에 개략적으로 나타내고 있다.

왕동시(도 3에 있어서 우측으로의 이동시)는, 도 3(a) 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 날(38a)과 기판 상의 박막과의 접촉 저항에 의해, 요동 부재(18)는 핀(26)을 중심으로 시계 방향으로 요동한다. 이 요동은, 요동 부재(18)의 상단부(25b)가 우측의 통 형상 부재(28a)에 맞닿음으로써 규제된다. 따라서, 툴(2)은 도 3(a) 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같은 경사 자세인 채로, 제1 날(38a)이 기판 상의 박막에 맞닿고, 제2 날(38b)이 기판의 표면에 맞닿아 있지 않은 상태에서 ＋M방향으로 이동되어, 홈이 형성된다.

이 후, 헤드(3)를 기판에 대하여 상대적으로 이동시켜, 툴(2)을 다음에 하강해야 하는 홈 가공 예정 라인 상에 이동시킨다. 그리고, 상기와 동일하게, 툴(2)을 기판 상의 박막에 밀어붙여, 상기와는 반대 방향으로 헤드(3)를 이동시킨다.

이 복동시(도 3에 있어서 좌측으로의 이동시)에 있어서는, 도 3(c) 및 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 제2 날(38b)과 기판 상의 박막과의 접촉 저항에 의해, 요동 부재(18)는 핀(26)을 중심으로 반시계 방향으로 요동한다. 이 요동은, 요동 부재(18)의 상단부(25b)가 좌측의 통 형상 부재(28b)에 맞닿음으로써 규제된다. 따라서, 툴(2)은 도 3(c) 및 도 5(c)에 나타내는 바와 같은 경사 자세인 채로, 제2 날(38b)이 기판 상의 박막에 맞닿고, 제1 날(38a)이 기판의 표면에 맞닿아 있지 않은 상태에서 －M방향으로 이동되어, 홈이 형성된다.

또한, 홈 가공 중 혹은 홈 가공 종료시에 있어서, 각 에어 공급부(34a, 34b)의 에어 노즐(36)로부터 에어가 분출되어, 기판으로부터 박리된 막이 제거된다.

이상과 같은 홈 가공시에 있어서, 이동 방향의 전환시에는, 툴(2)은 (2×β3)＝6°만큼 요동한다. 따라서, 툴(2)이 요동 중에 주행하는 거리는 비교적 짧아져, 요동 중에 가공되는 거리는 짧다. 이 때문에, 가공 불량이 될 가능성이 있는 거리가 짧아져, 수율이 향상된다. 또한, 이동 속도를 저하시키지 않으면 안 되는 거리가 짧아져, 전체의 가공 시간이 단축된다.

또한, 왕복의 가공시에 있어서, 절삭 찌꺼기는 릴리프부(39)의 릴리프면(39a, 39b)을 따라 배출된다. 여기에서는, 릴리프면(39a, 39b)과 기판 표면과의 사이에 비교적 넓은 스페이스가 확보되어, 이 때문에, 절삭 찌꺼기를 원활하게 배출할 수 있다.

[특징]

(1) 제1 날(38a)과 제2 날(38b)과의 사이에 릴리프부(39)를 형성하고 있기 때문에, 각 날(38a, 38b)의 경사 각도, 즉 툴의 요동 각도를 작게 해도, 릴리프부(39)의 각 릴리프면(39a, 39b)의 경사 각도를 크게 하여 절삭 찌꺼기의 배출성을 양호하게 할 수 있다. 따라서, 툴의 이동 방향 전환시에 있어서의 가공 품질이 저하되는 부분을 짧게 할 수 있고, 그리고 절삭 찌꺼기의 배출을 양호하게 하여 가공 품질을 향상시킬 수 있다.

(2) 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)을 요동 각도만큼 경사시킴으로써, 툴이 요동했을 때에 각 날의 전면이 기판에 맞닿게 되어, 효율 좋게 가공을 행할 수 있다.

(3) 각 날(38a, 38b)이 경사지고, 그리고 제1 날(38a)과 제2 날(38b)과의 사이에 릴리프부(39)가 형성되어 있기 때문에, 각 날(38a, 38b)이 마모되어도 날 상태의 변화를 작게 할 수 있다.

(4) 릴리프부(39)의 이동 방향의 길이는 각 날(38a, 38b)의 길이보다 길기 때문에, 절삭 찌꺼기의 배출이 보다 원활하게 된다.

(5) 날끝부(37)는 선단이 가늘며, 선단으로부터 멀어짐에 따라 굵어지도록 형성되어 있다. 이 때문에, 강도의 저하가 억제되고, 게다가 마모에 의한 폭 변화를 억제하여 장수명화를 도모할 수 있다.

[다른 실시 형태]

본 발명은 이상과 같은 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 여러 가지의 변형 또는 수정이 가능하다.

날끝부의 제원의 일 예를 들었지만, 이것은 일 예이며, 여러 가지의 변경이 가능하다. 예를 들면, 이하와 같은 제원으로 툴을 형성해도 좋다. 또한 α2의 값이 마이너스의 경우는, 날끝(37)이 선단을 향하여 넓어지도록 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

α1: 50∼120°

α2: －60∼80°

β1: 1∼7°

β2: 10∼20°

W1: 0.005∼0.1㎜

W2: 0.09∼0.5㎜

W3: 0.03∼0.5㎜

상기 실시 형태에서는, 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)은, 각각, 왕동측의 측면(37a)과 릴리프면(39a) 및, 복동측의 측면(37b)과 릴리프면(39b)이 이루는 모서리부에 형성된 면으로 했지만, 이를 대신하여, 왕동측의 측면(37a)과 릴리프면(39a) 및, 복동측의 측면(37b)과 릴리프면(39b)이 이루는 모서리부를 그대로 제1 날(38a) 및 제2 날(38b)로서 이용해도 좋다. 이 경우, 각도(β1)는 존재하지 않고, 요동 부재의 요동 각도는, 1∼7° 정도의 범위에서 임의의 값으로 설정하면 좋다.

또한, 본 발명의 홈 가공 툴을 요동시키는 일 없이, 자세를 고정하여 사용해도 좋다. 툴의 자세를 변경하여 2개의 날을 사용할 수 있기 때문에 경제적이다.

2 : 툴
3 : 헤드
17 : 홀더
18 : 요동 부재
36 : 툴 본체
37 : 날끝부
38a, 38b : 날
39 : 릴리프부
39a, 39b : 릴리프면

Claims

홀더에 요동이 자유롭게 지지(holding)되고, 가공 대상인 기판 상을 상기 홀더와 함께 상대적으로 왕복 이동시켜 기판에 홈을 형성하기 위한 홈 가공 툴로서,
상기 홀더에 지지되는 툴 본체와,
상기 툴 본체의 선단부(先端部)에 형성되고, 이동 방향의 왕동측(往動側)의 선단에 형성된 제1 날과, 복동측(復動側)의 선단에 형성된 제2 날과, 상기 제1 날과 상기 제2 날과의 사이에 형성되며 상기 툴 본체측에 오목한 릴리프부를 갖는 날끝부를 구비하고,
상기 제1 날 및 상기 제2 날은 모두, 상기 툴 본체의 길이 방향의 축과 직교 하는 기준면에 대하여 이동 방향을 향하여 상기 기준면으로부터 멀어지도록 경사져 있고,
상기 툴 본체는, 상기 홀더에 요동이 자유롭게 지지된 요동 부재에 지지되는 것이며,
상기 제1 날 및 상기 제2 날의 경사 각도는 상기 요동 부재의 요동 각도와 동일한 기판의 홈 가공 툴.
삭제
제1항에 있어서,
상기 릴리프부는,
상기 제1 날의 상기 제2 날측에 형성되며, 상기 기준면에 대하여 상기 제2 날측을 향하여 상기 기준면으로부터 멀어지도록 경사지는 제1 릴리프면과,
상기 제2 날의 상기 제1 날측에 형성되며, 상기 기준면에 대하여 상기 제1 날측을 향하여 상기 기준면으로부터 멀어지도록 경사지는 제2 릴리프면을 갖는 기판의 홈 가공 툴.
제3항에 있어서,
상기 릴리프부의 경사 각도는 상기 각 날의 경사 각도보다 큰 기판의 홈 가공 툴.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 릴리프부의 상기 기준면을 따른 방향의 길이는, 상기 제1 날 및 상기 제2 날의 상기 기준면을 따른 길이보다 긴 기판의 홈 가공 툴.
삭제
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 날끝부는, 이동 방향의 폭이 선단으로 감에 따라 좁아지도록, 대향하는 왕동측의 측면과 복동측의 측면이 경사지고 또한 대칭으로 형성되어 있는 기판의 홈 가공 툴.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 날끝부는, 이동 방향과 직교하는 방향의 폭이, 상기 툴 본체의 동일 방향의 폭과 비교하여 좁은 기판의 홈 가공 툴.
기판에 홈을 가공하기 위한 기판용 홈 가공 장치로서,
기판이 올려놓여지는 테이블과,
상기 테이블의 상방에 배치되고, 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 기재된 홈 가공 툴이 장착된 홀더와, 상기 홀더를 상하 방향으로 이동시키기 위한 구동부를 갖는 헤드와,
상기 헤드를 상기 테이블의 재치면(載置面)과 평행한 면 내에서, 상기 테이블에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비한 기판용 홈 가공 장치.