KR20120013665A - 레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법 - Google Patents

레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 레이저 스크라이빙 장치는, 피가공물의 일면 상에 형성된 막을 패터닝 하기 위해 상기 피가공물의 타면에서 레이저를 조사하는 레이저 스크라이버; 상기 피가공물의 일면에서 상기 레이저 스크라이버에 의해 상기 피가공물의 패터닝 시에 발생되는 분진을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 레이저 스크라이빙 장치는 기판의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기를 포함하므로, 레이저에 의한 기판의 패터닝 동안에 발생되는 박막의 찌꺼기, 분진, 가스 등을 효과적으로 제거할 수 있어, 레이저에 의한 가공 효율을 향상시킨다.

Description

레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법{Particle removing apparatus in laser machining, laser scribing apparatus and method}
본 발명은 레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 정공(+)은 P형 반도체쪽으로 이동하고 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전기를 생산할 수 있게 된다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.
기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
기판형 태양전지는 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.
박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.
박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 전면전극을 형성하고, 이러한 전면전극 위에 반도체층을 형성하고, 반도체층 위에 후면전극을 형성하여 제조된다. 여기서, 전면전극은 광이 입사되는 수광면을 형성하기 때문에 전면전극으로는 ZnO와 같은 투명도전물이 이용되는데, 기판이 대면적화됨에 따라 투명도전물의 저항으로 인해서 전력손실이 커지는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 박막형 태양전지를 복수 개의 단위셀로 나누고, 복수 개의 단위셀을 직렬로 연결하는 구조로 형성함으로써, 투명도전물의 저항으로 인한 전력손실을 최소화하는 방법이 고안되었다.
이하, 도면을 참조로 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 1a 내지 도 1g는 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 기판(10) 상에 ZnO와 같은 투명도전물을 이용하여 전면전극층(20a)을 형성한다.
도 1b를 참조하면, 전면전극층(20a)의 소정 영역을 제거하여 제1 분리부(25)를 형성한다. 그에 따라, 제1 분리부(21)에 의해 이격되는 복수 개의 전면전극(20)이 형성된다.
도 1c를 참조하면, 전면전극(20)을 포함한 기판(10) 전면에 반도체층(30a)을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 반도체층(30a)의 소정 영역을 제거하여 콘택부(35)를 형성한다.
도 1e를 참조하면, 기판(10) 전면에 후면전극층(50a)을 형성한다.
도 1f를 참조하면, 후면전극층(50a) 및 반도체층(30)의 소정 영역을 제거하여 제2 분리부(55)를 형성한다. 그리하면, 상기 제2 분리부(55)에 의해 이격되며, 콘택부(35)를 통해 전면전극(20)과 연결되는 복수 개의 후면전극(50)이 형성된다. 이와 같이 콘택부(35)를 통해 전면전극(20)과 후면전극(50)이 연결됨으로써 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결되는 구조를 갖게 된다.
종래의 제조방법을 요약하면, 종래의 제조방법은 전면전극층(20a)을 형성하는 공정(도 1a 참조), 제1 분리부(25)를 형성하는 공정(도 1b 참조), 반도체층(30a)을 형성하는 공정(도 1c 참조), 콘택부(35)를 형성하는 공정(도 1d 참조), 후면전극층(50a)을 형성하는 공정(도 1e 참조) 및 제2 분리부(55)를 형성하는 공정(도 1f 참조)으로 이루어진다.
이때, 전면전극층(20a)을 형성하는 공정(도 1a 참조), 반도체층(30a)을 형성하는 공정(도 1c 참조) 및 후면전극층(50a)을 형성하는 공정(도 1e 참조)은 일반적으로 진공 증착 장비를 이용하여 수행하는 반면에, 제1 분리부(25)를 형성하는 공정(P1 스크라이빙), 콘택부(35)를 형성하는 공정(P2 스크라이빙) 및 제2 분리부(55)를 형성하는 공정(P3 스크라이빙)은 주로 대기압하에서 레이저 스크라이빙(laser scribing) 장비를 이용하여 수행하게 된다.
이러한 레이저 스크라이빙 공정 시에는, 기판 표면에서 제거된 분진이 기판에 잔존하여 기판이 오염되기 때문에, 수차례의 세정 공정을 실시하고 있다. 예를 들어, P2 스크라이빙 이후 건식 세정으로 기판 표면의 분진을 제거하고, P3 스크라이빙 이후 초순수(di-water)에 의한 습식 세정으로 기판 표면의 오염물을 제거하고 있다.
이와 같이, 종래의 박막형 태양전지의 제조공정에서는 각각의 레이저 스크라이빙 공정 후, 기판 표면의 분진 또는 오염물을 제거하기 위한 세정 공정이 추가됨으로써 그만큼 제조공정이 복잡해지고 생산성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 세정 공정에서는 각각의 레이저 스크라이빙 공정이 끝난 후, 기판 표면의 분진 또는 오염물을 제거하므로, 기판 표면에서의 분진 또는 오염물의 고착화가 진행되어 오염물이 원활히 제거되지 않거나 세정 작업에 많은 시간이 소요되는 등의 세정 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 별도의 세정 공정없이 레이저 가공 시에 발생되는 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 레이저 가공 분진 제거 장치, 레이저 스크라이빙 장치 및 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 레이저 스크라이빙 장치는, 피가공물의 일면 상에 형성된 막을 패터닝 하기 위해 상기 피가공물의 타면에서 레이저를 조사하는 레이저 스크라이버; 상기 피가공물의 일면에서 상기 레이저 스크라이버에 의해 상기 피가공물의 패터닝 시에 발생되는 분진을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 패터닝되는 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 고정되고, 상기 레이저 스크라이버, 상기 흡입기 및 상기 가스 분사기가 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 스크라이버, 상기 흡입기 및 상기 가스 분사기는 고정식으로 설치되고, 상기 기판이 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 스크라이버는 상기 기판의 상부에 배치되어, 상기 기판의 하부에 형성된 박막을 패터닝할 수 있도록 구성되고, 상기 흡입기의 흡입구는 패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 분사기는 상기 흡입기의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 태양전지의 제조에서 기판 상에 형성된 박막들을 패터닝할 때 사용하기 위한 레이저 스크라이빙 장치에 있어서, 레이저를 조사하여 상기 기판 상의 박막을 패터닝하기 위한 레이저 스크라이버; 상기 레이저 스크라이버에 의한 상기 박막의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 스크라이버는 상기 기판의 상부에 배치되어, 상기 기판의 하부에 형성된 박막을 패터닝할 수 있도록 구성되고, 상기 흡입기는 패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 패터닝되는 상기 박막을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 분사기에 의해 분사되는 가스는 불활성 가스 또는 N2인 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 레이저 가공 시에 발생되는 분진을 제거하기 위한 장치는, 레이저 가공되는 피가공물의 표면에 인접하여 흡입구가 배치되어, 레이저 가공시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기; 레이저 가공 시에 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피가공물은 태양전지의 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스 분사기는 상기 흡입기의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 레이저를 이용하여 피가공물의 표면을 패터닝하는 레이저 스크라이빙 방법은, 레이저를 조사하여 피가공물의 표면을 패터닝하는 단계; 상기 피가공물의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패터닝하는 단계와 상기 분진 등을 흡입하여 제거하는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피가공물은 태양전지의 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판의 상부에 조사된 레이저에 의해 상기 기판의 하부에 형성된 박막이 패터닝되고, 패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 흡입구가 배치된 흡입기에 의해 분진 등이 흡입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 패터닝되는 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패터닝되는 단계, 상기 분진 등을 흡입되는 단계, 상기 가스를 분사하는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 레이저 스크라이빙 장치는 기판의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기와, 레이저에 의해 패터닝되는 박막의 부분을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기를 포함하므로, 레이저에 의한 기판의 패터닝 동안에 발생되는 박막의 찌꺼기, 분진, 가스 등을 효과적으로 제거할 수 있어, 레이저에 의한 가공 효율을 향상시킨다.
또한, 가스 분사기에 의한 가스 분사는 패터닝되는 가공면을 냉각시켜 레이저 스크라이버에 의한 가공 성능을 향상시키는 효과도 갖는다.
또한, 각각의 레이저 스크라이빙 공정이 끝난 후, 기판의 오염물을 제거하기 위한 세정 공정이 필요 없게 되므로 공정 시간을 단축할 수 있고, 별도의 세정 장비 구성이 필요하지 않음으로써 생산 라인의 구성 비용을 줄일 수도 있다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 스크라이빙 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 레이저 스크라이빙 장치의 흡입기와 가스 분사기의 설치위치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 2의 레이저 스크라이빙 장치의 흡입기와 가스 분사기의 설치위치를 나타내는 수직 단면도이다.
도 5는 도 3의 A-A' 라인을 따른 레이저 스크라이빙 장치의 수직 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 스크라이빙 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2의 레이저 스크라이빙 장치의 흡입기와 가스 분사기의 설치위치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 4는 도 2의 레이저 스크라이빙 장치의 흡입기와 가스 분사기의 설치위치를 나타내는 수직 단면도이다. 도 5는 도 3의 A-A' 라인을 따른 레이저 스크라이빙 장치의 수직 단면도이다.
본 발명의 레이저 스크라이빙 장치는 피가공물의 표면에 레이저를 조사하여 피가공물의 표면을 패터닝(patterning)하기 위한 장치이다. 이러한 피가공물은 여러가지 형태의 기판이 될 수 있지만, 본 실시예에서는 태양전지를 제조하기 위한 기판을 예로 들어 설명하기로 한다.
박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 전극을 형성하고, 이러한 전극을 레이저 스크라이빙에 의해 분할하여 직렬로 연결하는 구조로 함으로써, 전력효율을 증가시키는 방법으로 제조된다.
태양 전지로 형성하기 위한 기판은 글라스 기판을 사용한다. 여기서, 글라스 기판은 예를 들어, 소다 라임 기판일 수 있다. 기판 상에는 전도용 박막이 형성된다. 전도용 박막은 투명 전도용 산화물(transparent conductive oxide)로 형성되고, SnO2 박막, ZnO 박막, ITO 박막 등을 포함한다.
이러한 전도용 박막을 패터닝하기 위해서 레이저 스크라이빙 장치를 사용한다.
본 발명의 레이저 스크라이빙 장치는 레이저를 조사하여 기판(150)에 형성된 박막(151)을 패터닝하기 위한 레이저 스크라이버(140), 흡입기(170), 가스 분사기(180)를 포함한다.
레이저 스크라이버(140)는 레이저 생성기(도시안됨), 렌즈(141) 등을 포함한다.
레이저 생성기는 기판(150) 상에 형성되는 박막(151)들을 패터닝하기 위한 레이저 빔을 생성하는 부재이다. 여기서, 패터닝하고자 하는 박막의 종류에 따라 레이저 빔이 갖는 파장과 에너지 세기를 달리해야 한다. 렌즈(141)는 레이저 생성기로부터 제공되는 레이저 빔을 집광하는 부재이다.
도 2를 참조하면, 레이저 스크라이버(140)는 제1 가동체(120)와 연결되어 x축 방향으로 이동될 수 있다. 제1 가동체(120)는 제2 가동체(130)에 연결된다. 제2 가동체(130)는 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 제2 가동체(130)는 지지부재(111, 112) 상에 이동 가능하게 지지된다.
레이저 스크라이버(140)는 기판(150)이 웨이퍼 타입이면 박막(151)을 향해 직접 레이저를 조사하여 박막(151)을 패터닝할 수 있지만, 박막(151)이 기판(150)의 하부에 위치된 상태로, 즉 기판(150)이 투명한 유리여서 레이저가 조사되었을 때 유리의 투과성이 좋기 때문에 뒤집혀진 상태에서 기판(150)의 상부에 레이저를 조사하여 박막(151)을 패터닝하는 것도 가능하다. 본 실시예에서 레이저 스크라이버(140)는 기판(150)의 상부에서 레이저를 조사하여, 기판(150)의 하부에 형성된 박막(151)을 패터닝하도록 구성된다.
기판(150)은 기판거치대(160) 상에 지지된다. 기판거치대(160)는 기판(150)을 y축 방향으로 이동시키는 구동수단을 포함할 수 있다.
기판(150)이 기판거치대(160)에 지지된 상태에서 기판(150)의 하부에는 흡입기(170)가 위치된다.
흡입기(170)는 레이저 스크라이버(140)에 의해 기판(150) 상의 박막(151)을 패터닝할 때 발생되는 분진, 가스 등을 흡입하여 제거하는 기능을 한다. 레이저 스크라이버(140)에 의한 박막(151)의 패터닝 시에, 레이저 조사에 의해 기판(150) 상의 박막(151)은 패턴 형태에 따라 제거된다. 이때, 제거된 박막(151)의 찌꺼기(burr)가 박막(151)에서 분리되지 않고 기판(150) 상에 남아있다면, 패터닝하고자 하는 부분에 정확히 레이저가 조사되지 않고 레이저 패터닝을 저해하는 요인이 된다. 본 발명에서 레이저 조사에 의해 제거되는 박막 찌꺼기, 분진, 가스 등은 패터닝되는 박막(151)의 바로 하부에 인접하여 배치되는 흡입구(171)를 갖는 흡입기(170)에 의해 흡입되어 기판(150)으로부터 신속하게 제거될 수 있다. 따라서, 레이저 스크라이버(140)에 의한 정밀한 레이저 패터닝이 가능하게 된다. 또한, 레이저 패터닝과 동시에 분진 등이 제거되어, 이후에 기판(150)의 세정과 같은 별도의 세정 공정이 필요 없도록 한다.
종래에는 각각의 레이저 스크라이빙 공정이 끝난 후, 기판 표면의 분진 또는 오염물을 제거하므로, 공정이 복잡하게 되고 작업을 지연시키는 원인이 되었다. 또한, 레이저 스크라이빙 후 시간이 경과함에 따라 기판 표면에서의 분진 또는 오염물의 고착화가 진행되어 오염물이 원활히 제거되지 않거나 세정 작업에 많은 시간이 소요되는 등의 세정 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 레이저 패터닝과 동시에 흡입기(170)에 의해 분진 등이 바로 제거되므로, 이후에 기판(150)의 세정과 같은 별도의 공정이 필요 없으면서도, 오염물이 고착화될 위험도 없게 된다.
흡입기(170)에 형성되는 흡입구(171)는 기판(150)의 폭이나 레이저 스크라이버(140)의 형태에 따라 적절히 조절할 수 있다. 이러한 경우에도, 레이저 스크라이버(140)에 의해 제거되는 박막(151)의 찌꺼기, 분진, 가스 등은 흡입기(170)에 의해 충분히 제거될 수 있도록 흡입구(171)가 형성되어야 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 이동식으로 설치되는 기판거치대(160)의 상부에 레이저 스크라이버의 렌즈(141)가 설치되고, 기판거치대(160)의 하부에 흡입기(170) 및 가스 분사기(180)가 설치되어 있다.
기판거치대(160)의 위에는 기판(150)이 안착되지만, 도 3에서는 설명의 명확화를 위해 기판이 생략되어 있다. 레이저 스크라이버는 x축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 그에 따라 렌즈(141)도 x축 방향으로 이동하면서 기판의 박막(151)을 패터닝하게 된다. 또한, 이동식으로 설치되는 기판거치대(160) 위에서 기판은 y축 방향으로 이동하면서 순차적으로 기판에 대한 레이저 스크라이빙이 진행된다.
본 실시예에서, 기판(150)의 하부에는 바람직하게는 기판(150)의 폭에 걸쳐 흡입기(170)가 설치된다. 흡입기(170)에는 다수의 흡입구(171)가 형성되어 있어, 레이저 스크라이버(140)의 렌즈(141)에 의해 패터닝되는 박막(151)의 찌꺼기, 분진, 가스 등을 흡입하여 제거하게 된다.
도 5를 참조하면, 렌즈(141)의 하부에는 기판(150)이 있고, 기판(150)의 하부에는 패터닝되는 박막(151)에 인접하여 흡입구(171)가 배치된 흡입기(170)가 위치한다. 도 5에서, 흡입기(170)의 폭은 20 내지 30cm인 것이 바람직하다.
흡입기(170)의 일측 또는 양측에는 가스 분사기(180)가 설치된다. 본 실시예에서는, 흡입기(170)의 양측에 가스 분사기(180)가 설치되어 패터닝되는 기판(150)의 박막(151)을 향해 가스를 분사한다. 여기서, 가스 분사기(180)에 의해 분사되는 가스는 불활성 가스 또는 N2인 것이 바람직하다.
가스 분사기(180)는 기판(150)에서 1 내지 10cm 정도 이격되어 배치된다. 레이저 스크라이버(140)에 의한 패터닝 가공시에, 가스 분사기(180)는 패터닝되는 박막(151)의 표면을 향해 가스를 분사하므로, 패터닝에 의해 제거되는 박막(151)의 찌꺼기는 가스의 분사압력에 의해 가공면으로부터 쉽게 제거된다. 또한, 가스 분사기(180)에 의한 가스 분사와 흡입기(170)에 의한 분진 등의 흡입이 동시에 이루어질 수 있어서, 가스 분사기(180)에 의해 가공면으로부터 제거된 분진 등은 바로 흡입기(170)에 의해 흡입되어 제거될 수 있다. 따라서, 패터닝되는 부분에 박막(151)의 찌꺼기가 남지 않으므로, 더욱 정밀한 패터닝 가공을 가능하게 한다. 또한, 가스 분사기(180)에 의해 분사되는 가스는 패터닝되는 가공면을 냉각시킬 수 있어, 레이저 스크라이버(140)에 의한 가공 성능을 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 레이저 스크라이빙 장치는 기판(150)의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기(170)를 포함하므로, 기판(150)의 패터닝 동안에 발생되는 박막(151)의 찌꺼기, 분진, 가스 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 레이저 스크라이빙 장치는 레이저에 의해 패터닝되는 박막(151)의 부분을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기(180)를 포함하므로, 박막(151)의 찌꺼기, 분진, 가스 등을 더욱 효과적으로 제거할 수 있으면서도, 패터닝되는 가공면을 냉각시켜 레이저 스크라이버(140)에 의한 가공 성능을 향상시키는 효과도 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 각각의 레이저 스크라이빙 공정이 끝난 후, 기판의 오염물을 제거하기 위한 세정 공정이 필요 없게 되므로 공정 시간을 단축할 수 있고, 별도의 세정 장비 구성이 필요하지 않음으로써 생산 라인의 구성 비용을 줄일 수도 있다. 또한, 레이저 패터닝 시에 흡입기(170), 가스 분사기(180)에 의해 분진 등이 효과적으로 제거된 상태에서 작업이 이루어지므로 레이저 스크라이빙 작업이 원활하게 이루어지면서 깨끗한 작업환경을 유지할 수 있어, 레이저 스크라이빙 장비에 대한 유지관리 회수 및 시간도 단축시킬 수 있게 된다.
상기에서 레이저 스크라이빙 장치가 태양전지를 제조하기 위한 기판을 패터닝하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 레이저 스크라이빙 장치는 다른 종류의 기판을 패터닝하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
또한, 레이저 스크라이빙 장치에서, 레이저 스크라이버(140)가 기판의 상부에 위치하고, 기판(150)의 하부에 흡입기(170), 가스 분사기(180)가 위치하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 흡입기(170), 가스 분사기(180)가 레이저 스크라이버(140)와 마찬가지로 기판(150)의 상부에 위치하는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 레이저 스크라이버(140), 흡입기(170) 및 가스 분사기(180)가 고정식으로 설치되고, 기판(150)이 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 기판(150)은 고정되고, 레이저 스크라이버(140), 흡입기(170) 및 가스 분사기(180)가 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기에서 레이저 스크라이빙 장치에 관해 설명하였지만, 본 발명은 흡입기(170) 및 가스 분사기(180)로 이루어지는 레이저 가공 분진 제거 장치로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 레이저를 이용하여 피가공물의 표면을 패터닝하는 레이저 스크라이빙 방법에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
111, 112 : 지지부재
120 : 제1 가동체
130 : 제2 가동체
140 : 레이저 스크라이버
141 : 렌즈
150 : 기판
151 : 박막
160 : 기판거치대
170 : 흡입기
171 : 흡입구
180 : 가스분사기

Claims (19)

  1. 레이저 스크라이빙 장치에 있어서,
    피가공물의 일면 상에 형성된 막을 패터닝 하기 위해 상기 피가공물의 타면에서 레이저를 조사하는 레이저 스크라이버;
    상기 피가공물의 일면에서 상기 레이저 스크라이버에 의해 상기 피가공물의 패터닝 시에 발생되는 분진을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    패터닝되는 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 고정되고, 상기 레이저 스크라이버, 상기 흡입기 및 상기 가스 분사기가 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 스크라이버, 상기 흡입기 및 상기 가스 분사기는 고정식으로 설치되고, 상기 기판이 이동하면서 레이저 스크라이빙 공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 스크라이버는 상기 기판의 상부에 배치되어, 상기 기판의 하부에 형성된 박막을 패터닝할 수 있도록 구성되고,
    상기 흡입기의 흡입구는 패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 분사기는 상기 흡입기의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  7. 태양전지의 제조에서 기판 상에 형성된 박막들을 패터닝할 때 사용하기 위한 레이저 스크라이빙 장치에 있어서,
    레이저를 조사하여 상기 기판 상의 박막을 패터닝하기 위한 레이저 스크라이버;
    상기 레이저 스크라이버에 의한 상기 박막의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 스크라이버는 상기 기판의 상부에 배치되어, 상기 기판의 하부에 형성된 박막을 패터닝할 수 있도록 구성되고,
    상기 흡입기의 흡입구는 패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    패터닝되는 상기 박막을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 분사기에 의해 분사되는 가스는 불활성 가스 또는 N2인 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 장치.
  11. 레이저 가공 시에 발생되는 분진을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    레이저 가공되는 피가공물의 표면에 인접하여 흡입구가 배치되어, 레이저 가공시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하기 위한 흡입기;
    레이저 가공 시에 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 가스 분사기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 분진 제거 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피가공물은 태양전지의 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 분진 제거 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 가스 분사기는 상기 흡입기의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 분진 제거 장치.
  14. 레이저를 이용하여 피가공물의 표면을 패터닝하는 레이저 스크라이빙 방법에 있어서,
    레이저를 조사하여 피가공물의 표면을 패터닝하는 단계;
    상기 피가공물의 패터닝 시에 발생되는 분진 등을 흡입하여 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패터닝하는 단계와 상기 분진 등을 흡입하여 제거하는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 피가공물은 태양전지의 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판의 상부에 조사된 레이저에 의해 상기 기판의 하부에 형성된 박막이 패터닝되고,
    패터닝되는 박막의 하부에 인접하여 흡입구가 배치된 흡입기에 의해 분진 등이 흡입되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    패터닝되는 상기 피가공물의 가공면을 향해 가스를 분사하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 패터닝되는 단계, 상기 분진 등을 흡입되는 단계, 상기 가스를 분사하는 단계가 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 레이저 스크라이빙 방법.
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