KR101944315B1 - 스크라이빙 방법 및 스크라이빙을 위한 블라스팅 장치 - Google Patents

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후지 세이사쿠쇼 가부시키가이샤
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Abstract

마스킹 없이 고정밀도의 홈을 생성할 수 있는 블라스팅에 의한 스크라이빙 방법을 제공하기 위해, 10㎛~500㎛의 폭과 상기 폭의 5~5000배의 길이를 가지는 슬릿형 분사 개구부를 가지는 분사 노즐을 포함하는 블라스팅 장치, 및 상기 분사 노즐의 상기 분사 개구부의 폭의 1/2 이하의 평균 직경과 상기 분사 개구부의 폭보다 더 작은 최대 입자 직경을 가지는 연마재가 사용되고; 상기 연마재가 마스킹되지 않은 가공재의 표면에 0.1mm~3.0mm의 분사 거리에서 압축 가스와 함께 분사되며, 상기 연마재의 분사량이 0.2MPa~0.6MPa의 분사 압력 범위에서 배출 가스량 1000cm3에 대해 0.25cm3 이하이다.

Description

스크라이빙 방법 및 스크라이빙을 위한 블라스팅 장치{SCRIBING METHOD AND BLASTING MACHINE FOR SCRIBING}
본 발명은 가공재 상에 홈과 절삭선을 형성하기 위한 스크라이빙 방법 및 상기 스크라이빙에 이용되는 블라스팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 연마재를 압축 가스와 함께 분사하는 블라스팅에 의한 스크라이빙 방법 및 상기 방법에 이용되는 블라스팅 장치에 관한 것이다.
스크라이빙은 가공재 상에 홈과 절삭선을 형성시키는 것으로서, 유리와 같은 경질 취성 재료가 절단될 때 파괴 시작점(break starting point)로서 역할하는 홈을 형성하는데 이용된다. 상기 스크라이빙은 반도체 장치의 가공 또는 이와 유사한 경우 기판 상에 형성된 전도성 필름과 반도체 필름을 소정의 패턴으로 절단하고 분할하는데에도 이용된다.
상기 반도체 장치의 일례로서 태양 전지가 후술된다. 태양 전지 패널은 전도층, 광전변환층, 버퍼층, 및 투명전극층을 포함한다. 상기 전도층은 유리 기판 상에 배치되고, 후면 전극으로서 역할한다. 상기 광전변환층은 상기 전도층 상에 형성된다. 상기 버퍼층과 상기 투명전극층은 상기 광전변환층 상에 형성된다. 상기 유리 기판 상에 상기 전도층, 상기 광전변환층, 상기 버퍼층, 및 상기 투명전극층이 형성되는 각각의 경우에, 각각의 상기 층들은 소정의 패턴으로 스크라이빙되어 그것들을 절단 및 분할한다. 이는 상기 유리 기판 상에 직렬로(serially) 연결된 복수의 태양 전지들을 형성하고, 집적화된 구조를 포함하기도 한다.
종래, 상기 스크라이빙 방법으로서, 레이저 스크라이빙, 기계적 스크라이빙, 및 샌드-블라스팅(sand-blasting) 방법에 의한 스크라이빙이 이용되어 왔다.
그것들 중, 상기 레이저 스크라이빙은 가공재의 표면에 상기 레이저의 초점을 조절하고, 예비적으로 정밀하게 프로그래밍된 가공 패턴에 따라 가공 테이블 또는 레이저 오실레이터 상에 배치된 상기 가공재를 활주시켜 상기 소정의 패턴으로 절삭선을 형성한다. 상기 레이저 스크라이빙에 이용되는 가공 장치는 복잡하고 비싼 장치이므로, 상당한 초기 투자비용을 필요로 한다.
또한, 상기 레이저 스크라이빙은 열을 이용하는 공정이므로, 상기 레이저 스크라이빙은 상기 가공재를 변형시키거나 상기 가공재의 질을 변화시킬 수 있고, 이에 따라 적용 가능한 재료 또는 이와 유사한 것에 대한 제한이 있다.
상기 레이저의 상기 초점의 조절이 어려운 경우 투명 재료의 가공에 어려움이 있다. 또한, 이는 드로스(dross, 용융된 재료의 용접부)가 상기 제품의 손상 또는 이와 유사한 불량을 유발하도록 할 수 있다.
전술한 스크라이빙 방법들 중, 상기 기계적 스크라이빙은, 예컨대, 다이아몬드 연삭 숫돌 또는 이와 유사한 것에 의해 형성된 연삭휠(grinding wheel)을 높은 속도로 회전시키고 상기 가공재의 상기 표면을 소정의 패턴으로 절삭하는 동안 상기 가공재의 상기 표면을 접촉시킴으로써 홈을 형성한다. 작업이 진행되면서, 연삭 휠과 같은 값비싼 도구가 마모되고, 상기 도구의 상기 마모가 경미한 경우에도 가공 정밀도는 변화하므로, 상기 도구들은 빈번하게 교환될 필요가 있다. 이는 상당한 운전 비용과 상기 도구를 교환하는 동안 작업의 중단을 필요로 하여 생산성을 저하시킨다.
따라서, 블라스팅 장치에 의한 스크라이빙에 대한 수요가 존재한다. 상기 블라스팅 장치는 비교적 단순한 장치 구성을 가지므로 레이저를 이용한 가공 장치 대비 저비용으로 도입될 수 있다. 또한, 조작이 쉽고, 상기 연마재를 단지 보충 또는 교환하는 것만 필요하다. 따라서, 상기 블라스팅 장치는 상기 가공 정밀도를 변화시키지 않고, 작업을 중단시키지 않으면서 연속적인 스크라이빙을 가능하게 한다.
상기 수요에 대해, 블라스팅에 의한 상기 태양 전지의 상기 제조 공정간 수행되는, 상기 전도성 필름, 상기 광전변환층, 상기 투명전극, 또는 이와 유사한 것을 스크라이빙하는 것이 일본공개특허 제H09-260704호(제1997-260704A호) 및 일본공개특허 제2000-124490A호에 제시된다.
스크라이빙에 한정되는 것은 아니지만, 상기 출원의 출원인은 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)로서 일정량의 연마재들을 공급하기 위한 디스크형(disc-type) 장치를 이미 제시하였다. 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)는 블라스팅에서 일정량의 연마재를 분사 노즐로 안정적으로 공급시킴으로써 가공 정밀도 또는 이와 유사한 것을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 이후, 연마재 탱크에서 회전하는 디스크(13)에 배치된 측정 구멍(13a)에 의해 정밀하게 측정된 상기 연마재들은, 압축 가스와 함께 분사 노즐(20)로 공급된다(도 1, 상세하게는 배경 기술: 일본등록특허 제5183089B2호 참고).
전술한 태양 전지 제조 공정에서 스크라이빙에 의해 상기 전도층, 상기 광전변환층, 및 상기 투명전극층에 형성된 상기 홈 부들은, 가능한 한 얇게 형성될 필요가 있다. 태양 전지 형성시 상기 홈 부는 전기 생성에 기여하지 않으므로 이는 전력 생산 효율을 향상시킨다.
상기 요청에 대해, 전술한 '704 및 '490에 기재된 양 발명에 있어서, 블라스팅에 의한 스크라이빙 이전에 보호 텍스쳐와 함께 홈을 형성하는 부분을 제외한 상기 가공재의 상기 표면을 덮기 위해 마스킹이 수행된다. 이는 상기 가공재의 상기 표면 상에 상기 홈이 상기 소정의 패턴으로 형성되도록 한다.
따라서, 전술한 태양 전지 제조예에 있어서, 상기 전도층, 상기 광전변환층, 상기 버퍼층, 및 상기 투명전극층이 형성될 때마다, 고정밀도로 소정의 패턴으로 상기 보호 텍스쳐의 인쇄와 같은 방법에 의한 마스킹이 요구된다. 또한, 블라스팅에 의한 스크라이빙 이후, 세척 또는 다른 방법에 의해 마스킹 간에 올려진 상기 보호 텍스쳐를 제거하는 것이 요구된다. 상기 홈 또는 이와 유사한 것이 마스킹 없이도 블라스팅에 의해 상기 가공재의 상기 표면 상에 상기 연마재를 직접 분사함으로써 고정밀도로 형성될 수 있는 경우, 몇몇 제조 공정이 생략될 수 있고 상기 재료들의 부피도 감소될 수 있다. 따라서, 블라스팅에 의한 스크라이빙은 더 낮은 비용으로 수행될 수 있고, 작업에 소요되는 시간의 현격한 감소가 달성된다.
반면, 전술한 마스킹을 수행하지 않고, 상기 공지된 블라스팅 장치를 이용하지 않는 공지의 방법에서 블라스팅에 의해 홈이 형성되는 경우, 1mm 이하의 폭을 가지는 홈은 형성될 수 없다. 미세한 홈을 형성하도록 하는 블라스팅 방법은 존재하지 않으며, 이는 마스킹 없이 전술한 태양 전지 또는 이와 유사한 것의 제조에 필요하다.
태양 전지의 상기 제조 공정에서 수행되는 상기 스크라이빙은 전술되었다. 다만, 마스킹 없이 블라스팅에 의한 스크라이빙을 달성함으로써 비용에서의 이점과 다양한 제품의 다운사이징 및 중량 절감에 의해 수반되는 정밀 가공의 필요성이 태양 전지의 제조 이외의 분야에서도 유사하게 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마스킹 없이도 가공재 상에 고정밀도로 홈과 절삭선을 형성할 수 있는 블라스팅에 의한 스크라이빙 방법 및 상기 방법에 이용되는 블라스팅 장치를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 해결책이 본 발명의 실시예에서 사용된 참조 번호들과 함께 아래에서 개시될 것이다. 이러한 참조 번호들은 본 발명의 청구범위와 본 발명의 실시예 사이에 대응하는 관계를 명확하게 하기 위해 제공되나, 본 발명의 기술적 범위의 해석을 제한하기 위해 사용되는 것은 아니다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 블라스팅에 의한 스크라이빙 방법은:
10㎛~500㎛의 폭(δ)과 상기 폭의 5~5000배의 길이(L)를 가지는 슬릿형(slit-shaped) 분사 개구부(21)를 포함하는 분사 노즐(20); 및 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)의 1/2 이하의 평균 직경을 가지고, 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)보다 더 작은 최대 입자 직경을 가지는 연마재를 포함하는 블라스팅 장치(blasting machine)(1)를 이용하는 단계; 및
마스킹되지 않은 가공재(W)의 표면에 0.1mm~3.0mm의 분사 거리(상기 분사 노즐(20)의 팁과 상기 가공재(W) 사이의 거리)에서 상기 연마재를 압축 가스와 함께 분사하되, 0.2MPa~0.6MPa의 분사 압력 범위에서 상기 연마재가 상기 분사 노즐(20)로부터 배출되어 공기중으로 방출된 이후 대기압하에서 상기 연마재의 분사량이 배출 가스량 1000cm3에 대해 0.25cm3 이하이도록 분사하는 단계를 포함한다.
전술한 것과 같이 구성된 상기 스크라이빙 방법에 있어서, 상기 가공재(W) 상의 상기 연마재 및 절삭 칩 분말이 상기 연마재의 분사 위치 내의 상기 가공재(W)의 표면 부근에서 흡입 및 회수될 수 있다.
또한, 상기 스크라이빙 방법에 있어서, 높은 비중을 가지는 상기 연마재를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 상기 연마재가 5 이상의 비중을 가진다.
본 발명에 따른 상기 스크라이빙 방법에 있어서, 상기 가공재(W)가 태양 전지의 전도층(예컨대, Mo층) 상에 형성된 광전변환층(예컨대, CIGS와 같은 화합물 광전변환층)이고, 상기 전도층보다 더 낮은 경도를 가지는 경우, 바람직하게는, 상기 연마재는 상기 광전변환층보다 더 높은 경도를 가지고, 상기 전도층(예컨대, 스테인리스강으로 생성된 연마재)보다 더 낮은 경도를 가진다.
본 발명에 따른 상기 스크라이빙 방법을 수행하기 위한 블라스팅 장치(1)는:
10㎛~500㎛의 폭(δ)과 상기 폭(δ)의 5~5000배의 길이(L)를 가지는 슬릿형(slit-shaped) 분사 개구부를 포함하는 분사 노즐; 및
연마재가 압축 가스와 함께 상기 분사 노즐(20)로 정량적으로 공급되고, 0.2MPa~0.6MPa의 분사 압력 범위에서 상기 연마재의 분사량이 배출 가스량 1000cm3에 대해 0.25cm3이하의 연마 부피인 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)를 포함한다.
전술한 것과 같이 구성된 상기 블라스팅 장치(1)는:
압축 가스와 연마재의 혼합 유체를 상기 분사 노즐(20)로 도입시키는 도입 유로(22), 및 상기 도입 유로(22)를 통해 도입된 상기 혼합 유체를 슬릿형(slit-shaped) 흐름으로 정류시키고 상기 혼합 유체를 상기 분사 개구부(21)로 도입시키는 정류부(rectifying portion)(23)를 포함하는 유로를 더 포함할 수 있고,
상기 정류부(23)는 제1평탄면(24), 경사면(25), 및 제2평탄면(26)에 의해 한정되는 공간으로서, 그 단면이 상기 연마재의 이동 방향에 대해 평행이고, 상기 분사 개구부(21)의 길이 방향에 대해 수직으로 형성되고(도 4c 참고), 상기 제1평탄면(24)은 상기 연마재의 상기 이동 방향에 대해 평행이고, 상기 경사면(25)은 상기 경사면(25)이 상기 도입 유로(22)로부터 상기 분사 개구부(21)로 연장되면서 상기 제1평탄면(24)에 접근하는 동안 점진적으로 기울어지며, 상기 제2평탄면(26)은 상기 경사면(25)과 연속되어 상기 제1평탄면(24)과 상호 일정 거리로 평행이고, 상기 거리는 상기 분사 개구부(21)의 폭(δ)과 일치한다.
전술한 임의의 상기 블라스팅 장치(1)에 있어서, 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)로부터 유로(연마재 이송 경로(12))는 복수의 유로들로 분지될 수 있고(분지된 유로들(121, 122)), 각각의 상기 분지된 유로들은(121, 122) 상기 분사 노즐(20)과 연결된 것일 수 있다.
전술한 본 발명의 상기 구성에 의해, 본 발명의 상기 스크라이빙 방법 및 상기 장치에 따르면, 가공재(W)의 표면에 마스킹 없이도 1mm 이하의 폭을 가지는 홈과 절삭선은 물론이거니와, 0.5mm 이하의 폭, 나아가 100㎛ 이하의 폭을 가지는 홈과 절삭선이 조건을 조절함으로써 정밀하게 형성될 수 있다.
결과적으로, 이는 종래의 블라스팅에 의한 스크라이빙에서 요구되는 마스킹과 마스킹 재료의 제거에 대한 필요성을 없앤다. 다수의 공정의 감소에 따라, 공정 비용과 작업 시간의 급격한 감소가 달성된다.
본 발명의 상기 방법에 따른 스크라이빙에 있어서, 소모되는 부분은 연마재에 불과하므로, 소모된 연마재들을 교환 또는 보충함으로써 공정 정밀도를 유지하면서 안정적인 공정이 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 배경 기술로서 기재된 상기 기계적 스크라이빙과는 다르게, 본 발명에 따른 상기 스크라이빙은 상기 소모되는 부분의 교환에 의해 조업을 빈번하게 중단하지 않으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 분사 노즐(20)에 의한 상기 연마재의 분사 위치 내의 상기 가공재(W)의 표면 부근에서 상기 가공재(W) 상의 상기 연마재 및 절삭 칩 분말을 흡입 및 회수하는 구성에 있어서, 잔존하는 연마재 및 분진의 존재에 의한 공정 정밀도의 변화가 방지될 수 있고, 상기 가공재(W)의 상기 표면 상에 접착 재료를 남겨두지 않고도 스크라이빙이 이루어질 수 있다. 이는 잔존하는 상기 접착 재료에 기인한 불량을 감소시킬 수 있다.
높은 비중을 가지는 연마재의 사용은 상기 분사 노즐로부터 분사된 이후 상기 연마재의 직진도를 향상시키고, 고정밀 스크라이빙이 가능하도록 한다. 특히, 5 이상의 비중을 가지는 연마재의 사용은 상기 분사 노즐의 상기 분사 개구부의 상기 폭의 약 2.5배 이하의 폭을 가지는 홈이 형성되도록 한다.
결과적으로, 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부의 상기 폭을 선택하는 것은 100㎛ 이하의 폭을 가지는 균일한 홈이 형성되도록 하며, 이는 마스킹 없이도 태양 전지의 제조 및 전자 장치의 제조에 필요한 폭이다.
상기 가공재(W)가 태양 전지의 전도층(예컨대, Mo층) 상에 형성된 광전변환층(예컨대, CIGS와 같은 화합물 광전변환층)이고, 상기 전도층보다 더 낮은 경도를 가지는 경우, 상기 광전변환층보다 더 높은 경도를 가지고, 상기 전도층(예컨대, 스테인리스강으로 생성된 연마재)보다 더 낮은 경도를 가지는 연마재의 사용은, 상기 광전변환층의 하부에 형성된 상기 전도층(하부 층)을 손상시키지 않으면서 상기 광전변환층만을 선택적으로 제거하도록 한다.
본 발명에 따른 블라스팅 장치(1)는 상기 분사 노즐(20)을 포함한다. 상기 분사 노즐(20)은 정류부(23)를 결정하는 제1평탄면(24), 경사면(25), 및 제2평탄면(26)을 포함한다. 이러한 구성이 10㎛~500㎛의 슬릿 폭을 가지는 좁은 분사 개구부(21)를 포함함에도 불구하고, 이는 바람직하게는 상기 분사 노즐(20) 내에서 상기 연마재의 상기 클로깅을 방지하도록 한다.
또한, 상기 블라스팅 장치(1)는 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)로부터 복수의 유로로 공급 유로를 분지시키고, 이것들이 분지된 유로들(121, 122)이다. 상기 분지된 유로들(121, 122) 각각은 상기 분사 노즐(20)과 연결된다. 또한, 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)에 의해 복수의 유로 내부로 정량적으로 공급되는 상기 연마재를 균등하게 분할하는 것은, 적은 양의 연마재까지도 정밀하게 정량적으로 공급하도록 한다.
본 발명의 내용은 첨부된 도면을 참고로 하여 하기의 발명의 일례로서 개시된 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스크라이빙에 이용되는 블라스팅 장치의 구성을 도시한 설명도이다(직접 가압식).
도 2는 본 발명에 따른 스크라이빙에 이용되는 블라스팅 장치의 구성을 도시한 설명도이다(흡입식).
도 3a 및 도 3b는 연마재 흡입 개구부의 다른 일 실시예를 도시한 설명도이다. 도 3a는 평면도이고, 도3b는 정면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 상기 분사 노즐을 도시한 것이다. 도 4a는 평면도이고, 도 4b는 정면도이며, 도 4c는 도 4b의 선 C-C를 따른 단면도이고, 도 4d는 상기 분사 노즐의 분사 개구부의 저면도이다.
도 5는 상기 연마재의 상기 비중과 상기 형성된 홈의 폭 사이의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
블라스팅 장치
전체 구성
본 발명에 따른 스크라이빙에 이용되는 블라스팅 장치(1)의 대표적인 구성은 도 1에 도시된다.
도 1에 나타난 것과 같이, 본 발명에 따른 상기 스크라이빙에 이용되는 상기 블라스팅 장치(1)는 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)와 분사 노즐(20)을 포함한다. 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)는 압축 가스와 함께 연마재들을 정량적으로 공급한다. 상기 분사 노즐(20)은 적어도 상기 공급된 연마재를 분사한다. 도면에 도시된 일 실시예는 가공 챔버(30), 사이클론(cyclone)(40), 및 집진기(50)를 포함한다. 상기 가공 챔버(30)는 상기 분사 노즐(20)을 수용한다. 상기 사이클론(40)은 상기 가공 챔버(30)에 형성된 호퍼(31)의 하부 말단과 연마재 회수관(32)을 통해 연결된다. 상기 집진기(50)는 상기 사이클론(40)의 내부를 흡입한다. 상기 사이클론(40)의 상기 내부가 상기 집진기(50)에 의해 흡입되는 동안 상기 가공 챔버(30) 내에 수용된 상기 분사 노즐(20)로부터의 상기 연마재가 분사되는 경우, 상기 분사된 연마재는 상기 연마재 회수관(32)을 통해 절삭 칩 분말 또는 이와 유사한 것과 함께 상기 사이클론(40)의 내부로 도입된다. 상기 사이클론(40)에서의 바람 세기 분류는 상기 사이클론(40)의 하부에 연결된 연마재 회수 챔버(41)에서 재사용 가능한 연마재를 회수하고, 상기 분쇄된 연마재와 분진은 상기 집진기(50)에 의해 흡입되며 제거된다.
상기 가공 챔버(30)의 상기 하부에 형성된 상기 호퍼(31)의 상기 하부 말단으로부터 상기 연마재 및 상기 절삭 칩 분말이 회수되는 상기 구성 대신에, 또는 이러한 구성과 함께, 연마재 흡입 개구부(33)이 배치될 수 있다. 상기 연마재 흡입 개구부(33)는 상기 분사 노즐(20)에 의한 상기 연마재의 상기 분사 위치의 부근에서 분사된 상기 연마재 및 상기 절삭 칩 분말을 흡입 및 회수한다. 상기 연마재 흡입 개구부(33)는 상기 가공재(W)로부터 상기 연마재 및 상기 절삭 칩 분말을 흡입 및 회수한다.
상기 도면에 도시된 일 실시예는 상기 가공재(W)를 수용하는 상기 가공 챔버(30)의 내부를 흡입하고 상기 연마재 및 상기 절삭 칩 분말을 회수한다. 다만, 이러한 구성 대신에, 예컨대, 도 3b에 나타난 것과 같이, 한 쌍의 가공 박스들(34, 35)가 상기 가공 박스들(34, 35)의 사이에 상기 가공재를(W)를 끼고, 이들이 움직일 수 있는 간격을 두어 수직으로 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 가공 박스(34)에 배치된 상기 분사 노즐(20)이 상기 연마재를 분사하는 동안, 상기 가공재(W)는 상기 가공 박스들(34, 35) 또는 상기 가공재(W)를 이동시킴으로써 가공될 수 있다. 이 경우, 상기 연마재 및 상기 절삭 칩 분말을 회수하기 위해 상기 가공 박스들(34, 35)의 내부는 상기 가공 박스들(34, 35) 내의 상기 공간들과 연결된 연마재 흡입 개구부들(33')을 통해 흡입될 수 있다. 상기 가공 박스를 포함하는 상기 블라스팅 장치는 본 출원의 출원인에 의해 이미 출원되었다(일본공개특허 제2010-36324A호).
상기 가공 박스들(34, 35)이 배치된 경우에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 상기 가공 챔버(30)는 생략될 수 있다. 또는, 상기 가공은 상기 가공재(W)와 상기 가공 박스들(34, 35)을 상기 가공 챔버(30) 내에 수용함으로써 수행될 수 있다.
상기 도면에 나타난 일 실시예는 재사용을 위한 상기 사이클론(40)에 의해 재사용 가능한 연마재가 분리되고 회수되는 상기 블라스팅 장치의 대표적인 구성을 도시한다. 다만, 예컨대, 1회 사용 후 상기 연마재는 재사용하지 않고 배출될 수 있다. 이 경우, 절삭 칩 분말과 같은 분진과 연마재 사이의 바람 세기 분류를 위해 배치된 상기 사이클론(40)과 상기 연마재 회수 챔버(41)는 생략될 수 있다. 사용 후 연마재와 분진은 제거되고 상기 호퍼(31)와 상기 연마재 흡입 개구부(33)를 통해 상기 집진기(50)에 의해 회수될 수 있다.
상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)와 같이, 연마재들이 압축 가스와 함께 정량적으로 공급되는 한에 있어서는 일정량의 연마재를 공급하기 위한 다양한 공지의 장치들이 이용 가능하다. 다만, 이러한 실시예에 있어서, 전술한 일본등록특허 제5183089B2호에서 제안된 것과 유사한 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 디스크형 장치(10)가 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치로 이용된다.
상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)는 연마재들을 저장하기 위한 연마재 탱크(11), 상기 연마재 탱크(11) 내의 상기 연마재를 상기 분사 노즐(20)로 이송시키기 위한 연마재 이송 경로(12), 및 상기 연마재를 상기 연마재 이송 경로(12) 내부로 일정량으로 측정하고 도입하기 위한 회전 디스크(13)를 포함한다.
상기 회전 디스크(13)는 상기 연마재 탱크(11) 내에 배치되어 수평으로 회전 가능하다. 상기 회전 디스크(13)의 벽 두께를 관통하는 측정 구멍들(13a)은 상기 회전 디스크(13)의 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 구비된다. 상기 측정 구멍(13a)은 통과되는 상기 연마재를 측정한다.
상기 각각의 측정 구멍들(13a)을 균일한 부피로 형성하는 것은 상기 각각의 측정 구멍들(13a) 내에 균일한 양의 연마재들을 수집할 수 있도록 하고, 상기 회전 디스크(13)의 회전 속도를 일정하게 설정하는 것은 상기 각각의 측정 구멍들(13a)에 수집된 상기 연마재들을 상기 연마재 이송 경로(12)로 일정한 속도로 이송시키도록 하므로, 상기 분사 노즐(20)로부터 분사되는 상기 연마재의 양이 일정할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 연마재가 상기 분사 노즐(20)로부터 배출되어 공기 중으로 방출된 이후 대기압 하에서 1000cm3의 배출 가스당 상기 연마재 부피는 0.25 cm3 이하일 수 있다.
회전 샤프트(14)는 상기 회전 디스크(13)의 중앙에 고정된다. 상기 회전 샤프트(14)는 상기 연마재 탱크(11)의 상부 패널부(또는 하부 패널부일 수 있음)를 관통함으로써 상기 연마재 탱크(11)의 외부로부터 상기 연마재 탱크(11)의 내부로 삽입된다. 상기 회전 샤프트(14)는 전기 모터(15)와 같은 회전 유닛에 의해 상기 연마재 탱크(11) 내부에서 소정의 속도로 수평으로 회전 가능하다.
상기 회전 디스크(13)의 상부 표면은 상향 돌출된 교반 블레이드(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 교반 블레이드는 상기 회전 디스크(13)의 회전간 상기 회전 디스크(13)의 상면에서 상기 연마재를 교반하여 유동성을 제공함으로써 상기 연마재가 전술한 측정 구멍(13a)의 내부로 쉽게 도입될 수 있다.
내부에 구성된 상기 회전 디스크(13)를 수용하는 상기 연마재 탱크(11)는 상기 분사 노즐(20)로 공급되는 상기 연마재를 저장하기 위한 저장 공간을 포함한다. 상기 저장 공간은 내부에 후술되는 상기 분사 노즐(20)과 연결되는 상기 연마재 이송 경로(12)를 포함한다. 상기 연마재 이송 경로(12)의 일 말단(12a)의 개구부는 상기 회전 디스크(13)의 일 면에 근접되거나 접촉되기 위해 상기 측정 구멍(13a)의 회전 궤적을 향한다(예컨대, 도면에서 상기 회전 디스크(13)의 하면).
공기 도입 경로(16)의 일 말단(16a)의 개구부는 상기 회전 디스크(13)의 타 면에 근접되거나 접촉되기 위해 배치되고(예컨대, 도면에서 상기 회전 디스크(13)의 상면), 상기 연마재 이송 경로(12)의 상기 일 말단(12a)의 개구부와 대향한다. 이러한 관점에서, 전술한 회전 디스크(13)는 상기 연마재 이송 경로(12)의 상기 일 말단(12a)의 개구부와 상기 공기 도입 경로(16)의 상기 일 말단(16a)의 개구부의 사이에 삽입된다.
전술한 공기 도입 경로(16)는 타 말단(16b)을 포함한다. 상기 타 말단(16b)은 상기 연마재 탱크(11) 내에서 상기 연마재들이 저장된 위치보다 더 높은 위치에서 개방된다. 압축 가스의 도입에 의해 상기 연마재 탱크(11)의 내부에 압력을 가하는 것은 상기 연마재 탱크(11) 내의 상기 압축 가스가 상기 공기 도입 경로(16)와 상기 회전 디스크(13)의 상기 측정 구멍(13a)을 통해 상기 연마재 이송 경로(12)로 도입되도록 한다.
도 1에서, 참조번호 17은 연마재를 상기 연마재 탱크(11)로 도입시키기 위한 연마재 공급 개구부를 가리킨다. 상기 연마재 공급 개구부(17)는 상기 연마재 회수 챔버(41)에서 회수된 상기 연마재가 상기 연마재 공급 개구부(17)에 배치되고 상기 연마재 회수 챔버(41)의 하부 말단과 연결된 온-오프(on-off) 밸브(18)를 개방하고 폐쇄함으로써 상기 연마재 탱크(11) 내부로 도입되도록 구성된다.
도 1에 개시된 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)는 상기 연마재 탱크(11) 내의 압축된 상기 압축 가스와 함께 상기 연마재를 공급하는 직접 가압식의 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치로서의 구성을 나타낸다. 이 대신에, 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)는 상기 연마재 탱크(11)가 대기중으로 개방되고, 상기 연마재 이송 경로(12)가 도 2에 도시된 것과 같은 흡입식의 블라스팅 건(19)의 혼합 챔버(미도시)와 연결되며, 이후 압축 가스 공급원으로부터 상기 압축 가스가 상기 블라스팅 건(19)의 상기 혼합 챔버 내에 배치된 노즐(미도시)로부터 분사되므로, 상기 연마재 이송 경로(12) 내에서 음압이 생성되어 상기 회전 디스크(13)의 상기 측정 구멍(13a) 내의 상기 연마재를 흡입하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 후술될 상기 분사 노즐(20)은 상기 흡입식의 상기 블라스팅 건(19)의 팁에 추가로 부착된다.
후술될 상기 분사 노즐(20) 내에서 상기 연마재의 클로깅을 방지하고, 고정밀도로 스크라이빙을 수행하기 위해, 상기 분사 노즐(20)로 공급되는 연마재의 양은 비교적 적은 것이 바람직하다.
상기 연마재의 공급량은 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)의 상기 회전 디스크(13)에 배치된 상기 측정 구멍들(13a)의 크기를 조절하거나 상기 회전 디스크(13)의 회전 속도를 조절함으로써 조절될 수 있다. 다만, 상기 측정 구멍(13a)의 과도하게 작은 크기는 상기 연마재의 상기 측정 구멍(13a)으로의 도입을 어렵게 하여, 부정확한 측정을 야기한다. 상기 회전 디스크(13)의 과도하게 느린 회전 속도는 상기 연마재의 공급을 단속화하고 불규칙적인 공급을 야기한다. 따라서, 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)에 의해 정량적으로 공급될 수 있는 최소량보다 적은 상기 연마재가 정량적으로 공급되어야 하는 경우, 도 1 및 도 2에 나타난 것과 같이, 상기 연마재 이송 경로(12)는 상기 분지된 경로들(121, 122)로 분지될 수 있고, 후술될 상기 분사 노즐들(20)은 상기 각각의 분지된 경로들(121, 122)에 배치될 수 있다.
분사 노즐
구성된 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)로부터의 상기 연마재는 분사를 위해 슬릿형 분사 개구부(21)가 구비된 상기 분사 노즐(20) 내부로 도입된다.
상기 분사 노즐(20)의 상기 슬릿형 분사 개구부(21)는 폭(δ)을 가진다. 상기 폭(δ)은 스크라이빙에 의해 형성될 수 있는 홈 또는 절삭선의 폭에 따라 10㎛~500㎛의 범위 내에서 선택될 수 있다. 상기 선택된 폭의 5~5000배의 길이(L)를 가지는 상기 슬릿형 분사 개구부(21)가 형성된다. 이후, 슬릿형 내부로 압입된 상기 압축 가스와 상기 연마재의 상기 혼합 유체는 상기 분사 개구부(21)를 통해 분사된다. 따라서, 미세 홈을 형성하기 위한 스크라이빙은 상기 가공재(W)에 마스킹 재료를 부착하지 않고도 수행될 수 있다.
상기 분사 노즐(20) 내에서 형성된 상기 연마재를 위한 유로는 원통형 도입 유로(22) 및 정류부(23)를 포함한다. 상기 도입 유로(22)는 상기 연마재 이송 경로(12)를 연장시키기 위해 전술한 연마재 이송 경로(12)에 연결된다. 상기 정류부(23)는 상기 도입 유로(22)로부터의 상기 유체의 흐름을 전술한 슬릿형으로 정류시킨다. 따라서, 도 4c에 나타낸 것과 같이, 상기 연마재의 상기 이동 방향에 대해 평행이고 상기 분사 개구부(21)의 상기 길이 방향에 대해 수직인 상기 분사 노즐(20)의 단면(도 4b의 상기 C-C 선을 따른 단면)에 있어서, 상기 정류부(23)는 그 폭이 상기 도입 유로(22)의 폭과 일치하는 것으로부터 상기 분사 개구부(21)의 폭과 일치하는 것까지 점진적으로 좁아진다.
도 4c에 나타난 것과 같이, 상기 정류부(23)는 제1평탄면(24), 경사면(25), 및 제2평탄면(26)에 의해 한정되는 공간으로서 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1평탄면(24)은 상기 도입 유로(22)의 개구부 말단으로부터 상기 분사 개구부(21)의 길이 방향 측면들 중 1과 연결되며, 상기 연마재의 흐름 방향에 대해 평행이다. 상기 경사면(25)은 상기 경사면(25)이 상기 도입 유로(22)의 상기 개구부 말단으로부터 상기 분사 개구부(21)까지 연장되면서 상기 제1평탄면(24)으로 점진적으로 접근한다. 상기 제2평탄면(26)은 상기 경사면(25)과 연속되고, 상기 제1평탄면(24)과 상기 분사 개구부(21)의 폭(δ)과 일치하는 거리(δ)를 두고 평행이다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1평탄면(24)에 대한 상기 경사면(25)의 상기 각도(θ)는 15° 이하이다.
상기 정류부(23)가 양자의 경사면들(24, 25)(미도시)에 의해 V자 형으로 양방향 대칭으로 형성되는 경우에도, 본 발명에 따른 상기 스크라이빙이 수행될 수 있다. 다만, 이러한 유로에 비해, 도 4c에 나타난 예와 같이 상기 경사면(25)과 상기 수직면(24)의 사이에서만 형성된 상기 유로가, 상기 분사 노즐(20) 내부의 연마재 클로깅의 생성이 어렵다는 점에서 바람직하다.
공정 조건
연마재
본 발명에 따른 상기 스크라이빙에 사용되는 상기 연마재는 하기와 같이 선택된다. 사용되는 상기 연마재의 입자 직경은 사용되는 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)에 따라 선택된다. 사용되는 상기 연마재의 평균 직경은 전술한 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)의 1/2 이하이고, 상기 연마재의 최대 입자 직경은 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)보다 더 작다.
전술한 것과 같이, 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)는 10㎛~500㎛의 매우 작은 폭(δ)을 가진다. 따라서, 상기 연마재가 상기 분사 노즐(20) 내로 도입되는 경우, 상기 분사 노즐(20)의 내부에서 클로깅(clogging)이 쉽게 발생할 수 있다. 그러므로, 사용되는 상기 연마재는 정밀하게 선별되고, 상기 입자 직경이 균일한 것이 바람직하다.
사용되는 상기 연마재의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 상기 재료는 상기 가공재(W) 이상의 경도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 가공재(W)가 전술한 태양 전지에서 광전변환층인 경우와 같이, 가공되는 층보다 더 높은 경도를 가지는 층(하부 층)이 가공되는 상기 층의 하부에 형성되는 경우, 가공되는 상기 층보다 더 높은 경도를 가지고, 상기 하부 층보다 더 낮은 경도를 가지는 상기 연마재를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 하부 층에 대한 손상이 감소될 수 있고, 스크라이빙되는 상기 층만이 선택적으로 가공될 수 있기 때문이다.
높은 비중을 가지는 상기 연마재는 상기 분사 노즐(20)으로부터 분사된 이후 직진도(straightness)가 우수하고, 형성되는 상기 홈의 상기 폭이 상기 분사 개구부(21)의 상기 폭(δ)과 유사할 수 있으므로, 높은 비중을 가지는 상기 연마재를 사용하는 것이 바람직하다. 5 이상의 비중을 가지는 상기 연마재를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
분사 거리
상기 연마재의 분사에 있어서, 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)와 상기 가공재(W)의 가공되는 면 사이의 거리(분사 거리)는 약 0.1mm~3.0mm 의 범위 내에 있다.
따라서, 상기 연마재는 짧은 분사 거리에서 분사된다. 이는 상기 연마재가 상기 분사 노즐(20)의 상기 분사 개구부(21)로부터 상기 압축 가스와 함께 분사되도록 하여, 상기 마스킹 재료를 부착하지 않고도 상기 연마재가 상당량 퍼지기 전에 상기 가공재(W)와의 충돌에 의한 고정밀도의 미세 홈을 형성시킨다.
연마재의 분사량
상기 분사 노즐(20)로부터 분사되는 연마재의 상기 분사량에 있어서, 상기 분사된 압축 가스에 포함된 상기 연마재의 상기 비중 또는 상기 부피 퍼센트가 증가함에 따라, 상기 절삭 성능이 향상되고 작업성이 증가된다. 다만, 고농도 또는 고부피 퍼센트의 상기 연마재가 분사되는 경우, 상기 분사 노즐(20) 내에서 상기 연마재의 클로깅이 쉽게 발생할 수 있고, 상기 연마재의 상기 비중이 증가함에 따라, 얇은 폭의 홈을 형성하기 어렵다. 따라서, 상기 연마재는 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치(10)로부터 상기 분사 노즐(20)로 공급되어 각각의 상기 분사 노즐(20)로부터의 상기 연마재의 상기 분사량은 0.2MPa~0.6MPa의 분사 압력 범위에서 배출 가스량 1000cm3에 대해 0.25cm3 이하의 연마재 부피일 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 상기 스크라이빙 방법에 의한 공정례를 개시한다.
실시예 1: 유리 기판 스크라이빙
폭 40㎛와 길이 7mm를 가지는 슬릿형 분사 개구부를 가지는 분사 노즐이 마스킹이 수행되지 않은 유리 기판(신 모스경도 6.5(이하, 모든 경도는 "신 모스경도"에 의해 표기됨))의 표면에 대해 0.3mm의 분사 거리를 두고 배치되었다. 공정은 상기 연마재(WA#3000: 경도 12, 평균 직경 4㎛)가 상기 분사 노즐을 상기 분사 개구부의 길이 방향을 따라 3m/분의 이동 속도로 이동시키면서 0.6g/분의 분사량과 0.5MPa의 분사 압력으로 분사되면서 수행되었다. 상기 배출 가스량에 대한 상기 연마재의 부피는 전술한 것과 같다.
전술한 방법에 의한 스크라이빙의 결과, 상기 마스킹없는 상기 유리 기판 상에 상기 연마재를 직접 분사함으로써 폭 80㎛와 깊이 10㎛을 가지는 홈이 정밀하게 형성되었다.
실시예 2: 태양 전지의 광전변환 필름 스크라이빙
구리-인듐-갈륨-셀레늄(CIGS) 화합물 박막 태양 전지를 제조하는 공정에 있어서, 상기 유리 기판의 표면 상에 형성된 Mo 전도층(경도 5.5) 상에 형성된 광전변환층(CIGS 필름: 경도 약 1.2~3.0)이 본 발명에 따른 상기 방법에 의해 스크라이빙됨에 따라 홈이 형성되었다.
폭 40㎛와 길이 7mm를 가지는 슬릿형 분사 개구부를 가지며, 0.4MPa의 분사 압력, 0.3mm의 분사 거리, 및 3m/분의 이동 속도로 분사 노즐을 이용하여 상기 연마재가 분사되었다. 상기 배출 가스량에 대한 상기 연마재의 부피는 전술한 것과 같다.
전술한 조건에서, 분사되는 상기 연마재로, 스테인리스강 샷, 유리 비드, 지르콘 비드, WA(white alundum), 20㎛의 평균 직경을 가지는 모든 입자를 이용하여 스크라이빙이 수행되었다. 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 2에 따른 시험
태양 전지의 상기 광전변환필름에 대한 스크라이빙 시험
연마재 가공 상태
재료 경도 비중
(g/cm3)		 분사량
(g/분)		 절삭선 폭
(㎛)		 비고 가공 상태
스테인리스 강 4.5~5 7.6 1.5 80 우수 CIGS필름만 제거됨
유리 6.5 2.5 0.5 250 양호 CIGS필름만 제거됨
지르콘 9 3.54 0.6 140 보통 Mo필름이 일부 박리됨
WA 12 3.85 0.6 160 불량 Mo필름도 제거됨
(참고: 기타의 입자들의 형태는 구형인 반면에, WA의 입자 형태는 다각형이다. 전술한 것과 같이, 상기 Mo 필름은 상기 WA로 절삭함으로써 제거되었으나, 일정한 폭과 깊이를 가지는 절삭선들이 형성될 수 있었다.)
전술한 결과들과 같이, 마스킹 없이 상기 연마재들이 직접 분사되는 경우에도, 종래 불가능하였던 1mm 이하의 폭을 가지는 홈을 스크라이빙하는 것이 임의의 연마재를 이용한 예들에서 성공하였다.
다만, 스크라이빙이 태양 전지의 상기 광전변환층에 대해 선택적으로 수행되는 경우, 높은 경도를 가지는 전도층(Mo 층)이 하부 층과 유사한 것으로서 형성되었다. 낮은 경도를 가지는 상기 광전변환층(CIGS 층)이 상기 전도층 상에 형성되는 경우, 상기 광전변환층보다 더 높은 경도를 가지고, 상기 하부 층인 상기 전도층보다 더 낮은 경도를 가지는 연마재의 사용(전술한 실시예에서 스테인리스강 샷)이 상기 하부 층인 상기 전도층을 제거하지 않고 상기 광전변환층 상에만 선택적으로 홈을 형성하도록 하는 것이 확인되었다.
전술한 실시예들 중, 연마재로서 상기 유리 비드를 사용하는 실시예에 있어서, 상기 유리 비드가 상기 하부 층인 Mo의 경도보다 더 높은 경도를 가지는 물질임에도 불구하고, 스크라이빙은 상기 Mo 층을 제거하지 않고 상기 CIGS 층 상에서만 수행될 수 있었다. 이러한 작용은 상기 유리 비드가 2.5 g/cm3로서 기타의 연마재들에 비해 현격히 낮은 비중을 가지기 때문에 얻어지는 효과일 수 있다.
한편, 낮은 비중을 가지는 상기 유리 비드가 사용되었던 실시예에 있어서, 상기 스크라이빙에 의해 형성되는 상기 절삭선의 폭은 250㎛였고, 이는 상기 스테인리스강 비드가 사용되었던 경우보다 6배 이상 더 넓은 폭이었다. 이러한 관점에서, 도 5에 나타난 것과 같이, 형성되는 상기 절삭선의 폭은 상기 연마재의 비중이 감소됨에 따라 커진다.
따라서, 사용되는 상기 연마재의 비중을 감소시키는 것은 상기 Mo 층보다 더 높은 경도를 가지는 상기 연마재가 사용되는 경우에도 상기 Mo 층에 대한 손상을 감소시키도록 한다. 다만, 이 경우, 형성되는 절삭선 또는 홈의 폭은 확대되어, 태양 전지로서 전기 생성에 기여하는 부분의 면적을 축소시킨다.
따라서, 태양 전지의 제조 공정에서 광전변환층을 스크라이빙하는 것과 같이, 좁은 폭의 절삭선 또는 홈을 형성하는 것이 요구되는 분야에 있어서, 좁은 폭의 절삭선 또는 홈의 형성은 사용되는 상기 연마재의 비중이 증가되면서 달성된다.
특히, 도 5로부터 명확하게 나타나는 것과 같이, 사용되는 상기 연마재의 비중이 약 5 이상인 경우, 폭 40㎛의 상기 분사 개구부를 가지는 상기 분사 노즐이 사용되는 실시예에서 형성되는 상기 홈의 폭은 100㎛ 이하이다. 따라서, 형성되는 상기 홈의 폭은 상기 분사 개구부의 폭의 2.5~2배로 축소될 수 있다. 이는 형성되는 홈의 가공 정밀도를 향상시킨다는 점에서 바람직하다.
유리 비드를 사용하는 공정례에 있어서, 1회 사용된 상기 유리 비드가 재사용을 위해 회수되는 경우, 파손된 유리 비드가 혼합되므로, 연속적이고 순환적인 사용에서 하부 층인 상기 Mo 층도 절삭된다. 따라서, 상기 Mo 층의 손상을 감소시키기 위해, 상기 유리 비드를 단 1회 사용하고 상기 유리 비드를 폐기하는 것이 요구된다.
따라서, 태양 전지의 광전변환층을 스크라이빙하기 위한 연마재로서, 상기 광전변환층의 경도보다 더 높으나 상기 전도층의 경도보다 더 낮은 경도 5를 가지며 비교적 높은 비중인 7.6을 가지는 스테인리스강으로 제조된 연마재의 사용이 바람직한 것으로 확인되었다.
따라서, 다음의 최광의의 청구항들은 특정한 방법으로 구성된 기계 장치를 가리키는 것은 아니다. 대신에, 상기 최광의의 청구항들은 비약적인 본 발명의 핵심 또는 본질을 보호하도록 의도된 것이다. 본 발명은 명확히 신규하고 유용하다. 또한, 본 발명은 전체적으로 보아 선행기술을 고려하여 발명 당시 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명하지 않다.
또한, 본 발명의 혁신적인 특성을 고려하건대, 선구적인 발명임이 분명하다. 따라서, 다음의 최광의의 청구항들은 본 발명의 핵심을 보호하기 위하여 법적으로 매우 광범위하게 해석될 수 있다.
따라서, 전술한 대상 및 상세한 설명으로부터 자명하게 발명될 수 있는 대상들은 효율적으로 도출될 수 있고, 본 발명의 범위에서 벗어나지 아니하고도 상기 해석에 따라 일정한 변경이 생길 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부한 도면에 나타난 모든 발명의 내용은 구체적인 실례로 해석될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
다음의 청구항들은 본 명세서에 개시된 본 발명의 모든 일반적인 형태 및 특정한 형태, 및 문언적으로 청구항에 기재되었다고 할 수 있는 본 발명의 범위에 관한 모든 진술을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (7)

10㎛~500㎛의 폭과 상기 폭의 5~5000배의 길이를 가지는 슬릿형 (slit-shaped) 분사 개구부를 포함하는 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐의 상기 분사 개구부의 상기 폭의 1/2 이하의 평균 직경을 가지고, 상기 분사 개구부의 상기 폭보다 더 작은 최대 입자 직경을 가지는 연마재를 포함하는 블라스팅 장치(blasting machine)를 이용하는 단계; 및
마스킹되지 않은 가공재의 표면에 0.1mm~3.0mm의 분사 거리에서 분사압력 0.2MPa~0.6MPa로 상기 연마재를 압축 가스와 함께 분사함으로써, 상기 분사노즐로부터 배출되는 압축가스 1000 cm3당 연마재 0.25cm3 이하가 포함되도록 분사하면서 상기 분사노즐 또는 상기 가공재를 상기 슬릿형 분사 개구부의 길이 방향을 따라 이동시키는 단계를 포함하는, 블라스팅에 의한 스크라이빙(scribing) 방법.
제1항에 있어서, 상기 가공재 상의 상기 연마재 및 절삭 칩 분말이 상기 연마재의 분사 위치 내의 상기 가공재의 표면 부근에서 흡입 및 회수되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 연마재는 5 이상의 비중(specific gravity)을 가지는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 가공재는 태양 전지의 전도층 상에 형성된 광전변환층이고, 상기 광전변환층은 상기 전도층보다 더 낮은 경도를 가지며,
상기 연마재는 상기 광전변환층보다 더 높은 경도를 가지고, 상기 전도층보다 더 낮은 경도를 가지는, 방법.
10㎛~500㎛의 폭과 상기 폭의 5~5000배의 길이를 가지는 슬릿형(slit-shaped) 분사 개구부를 포함하는 분사 노즐;
연마재 정량 공급장치; 및
상기 분사노즐 또는 가공재를 상기 슬릿형 분사 개구부의 길이 방향을 따라 이동시키는 수단을 포함하여 구성되고,
상기 연마재 정량 공급 장치는, 상기 분사 노즐에 대해, 0.2MPa~0.6MPa의 분사 압력 범위에서 상기 연마재의 분사량이 압축 배출 가스량 1000cm3에 대해 상기 연마재 체적 0.25cm3이하의 정량으로 공급함으로써, 상기 압축 배출가스와 상기 연마재가 압축 혼합유체로 혼합되도록 하고,
상기 분사 노즐은, 상기 압축 배출가스와 상기 연마재가 혼합된 상기 압축 혼합유체를 분사하면서, 상기 분사노즐 또는 상기 가공재를 상기 슬릿형 분사 개구부의 길이 방향을 따라 이동시키는, 블라스팅 장치(blasting machine).
제5항에 있어서, 상기 압축 가스와 상기 연마재가 혼합된 상기 압축 혼합유체를 상기 분사 노즐로 도입시키는 도입 유로, 및 상기 도입 유로를 통해 도입된 상기 혼합 유체를 슬릿형(slit-shaped) 흐름으로 정류시키고 상기 혼합 유체를 상기 분사 개구부 내로 도입시키는 정류부(rectifying portion)를 포함하는 유로를 더 포함하되,
상기 정류부는 제1평탄면, 경사면, 및 제2평탄면에 의해 한정되는 공간으로서, 그 단면이 상기 연마재의 이동 방향에 대해 평행이고, 상기 분사 개구부의 길이 방향에 대해 수직으로 형성되고, 상기 제1평탄면은 상기 연마재의 상기 이동 방향에 대해 평행이고, 상기 경사면은 상기 경사면이 상기 도입 유로로부터 상기 분사 개구부로 연장되면서 상기 제1평탄면에 접근하는 동안 점진적으로 기울어지며, 상기 제2평탄면은 상기 경사면과 연속되어 상기 제1평탄면과 상호 일정 거리로 평행이고, 상기 거리는 상기 분사 개구부의 상기 폭과 일치하는, 장치.
제5항에 있어서, 상기 일정량의 연마재를 공급하기 위한 장치는 복수의 유로로 분지되고, 각각의 상기 분지된 유로들은 상기 분사 노즐과 연결된 것인, 장치.
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