TWI526408B - 基板的溝加工裝置 - Google Patents

Description

基板的溝加工裝置

本發明係關於一種溝加工裝置，特別是關於使在移動方向的兩端具有刃的溝加工工具沿著基板的圖樣成形線(patterning line)往前往後移動，在基板上形成溝之基板的溝加工裝置。

薄膜太陽能電池係例如以專利文獻1所示之方法製造。在該專利文獻1所記載之製造方法中，係在玻璃等基板上形成包含MO膜之下部電極膜，然後，藉由在下部電極膜形成溝而分割為長條形。接著，在下部電極膜上形成包含CIGS膜等黃銅礦(chalcopyrite)構造化合物半導體膜的化合物半導體膜。然後，藉由溝加工來條(stripe)狀地去除該等半導體膜的一部分而分割為長條形，並以覆蓋該等半導體膜的方式形成上部電極膜。最後，上部電極膜的一部分藉由溝加工而條狀地剝離以分割為長條形。

以如同以上步驟的溝加工技術之一而言，係使用機械切割(mechanical scribe)法而藉由鑽石(diamond)等機械工具(mechanical tool)來去除薄膜的一部分。在該機械切割法中，專利文獻2提案有一種方法，以便能進行穩定寬度的 溝加工。在該專利文獻2所示之方法中，係使用具備調整加工負載之加工負載調整機構的溝加工工具及剝離工具。

(專利文獻)

專利文獻1：日本實開昭63-16439號公報

專利文獻2：日本特開2002-033498號公報

在習知的溝加工裝置或溝加工方法中，在連續加工複數條溝時，係重複進行在加工1條溝後使頭部上升並移動至加工開始位置而接著加工下條溝等動作。在此種習知之裝置及方法中，在加工上耗費時間，而且，還會有必須將先前已調整過之工具的推壓力再次調整的情況。

因此，本發明人等已開發一種能有效率並迅速地進行溝加工的加工裝置，並已提出申請(日本特願2010-082953)。該加工裝置之工具夾持具係以可上下移動的方式安裝在頭部，而且，搖動構件係以可在預定的角度範圍內搖動的方式安裝在該工具夾持具。溝加工工具係保持在搖動構件，搖動構件係以往前移動時之前進切削姿勢與往後移動時之後退切削姿勢進行反轉。溝加工工具在往前移動側及往後移動側設置有對稱的前部刀尖及後部刀尖。而且，在搖動構件處於往前移動(前進)切削姿勢時，前部刀尖會與太陽能電池基板接觸，而在處於往後移動(後退)切削姿勢時，後部刀尖會與太陽能電池基板接觸。

當使用以上之溝加工工具進行溝加工時，能效率良好 地進行溝加工。但是，因為固定有工具之搖動構件係為搖動自如，故在溝加工時，工具及搖動構件會有朝與移動方向成正交之方向晃動之虞。在溝加工時，當工具朝與移動方向成正交之方向晃動時，會無法以高精確度形成溝。

本發明之課題，係在於使工具往前往後移動而進行溝加工之裝置中，能抑制工具的晃動並以高精確度加工溝。

第1發明之基板的溝加工裝置，係為使在移動方向的兩端具有刃的溝加工工具沿著基板的圖樣成形線往前往後移動，在基板上形成溝的裝置，係具備：平台，係供載置基板；頭部，係供裝設溝加工工具；及移動機構，係用以使平台與頭部在水平面內相對性移動。頭部係具有：夾持具，係可上下移動；搖動構件；及晃動限制機構。搖動構件係保持溝加工工具，並以與移動方向成正交之搖動軸為支點而搖動自如地被支撐在夾持具而可取得往前移動位置與往後移動位置。晃動限制機構係限制往前移動位置與往後移動位置的搖動構件之搖動軸方向的晃動。

在該裝置中，溝加工工具係往前往後移動，並於往前移動時與往後移動時之雙方，在基板上形成溝。而且，搖動構件係在往前移動時位在往前移動位置，或在往後移動時位在往後移動位置。在該等位置中，與移動方向成正交之方向的搖動構件之晃動，係藉由晃動限制機構來限制。

在此，於往前移動時及往後移動時，因為搖動構件的晃動受到限制，因此會限制在加工時之溝加工工具的晃 動。因此，特別是能將溝之與移動方向成正交之方向的端面以高精確度進行加工。

第2發明之基板的溝加工裝置，係在第1發明的溝加工裝置中，復具備1對擋止件，用以將搖動構件的搖動範圍限制在往前移動位置與往後移動位置之間。

在該裝置中，搖動構件係藉由1對擋止件而限制搖動範圍，而在往前移動時位在往前移動位置，在往後移動時位在往後移動位置。

第3發明之基板的溝加工裝置，係在第2發明的溝加工裝置中，搖動構件係具有：工具裝設部，係形成於搖動軸之下方，並供裝設溝加工工具；及抵接部，係形成於搖動軸之上方而可與1對擋止件抵接。而且，晃動限制機構係具有1對擋止件及形成於抵接部的卡合部及供卡合部卡合之被卡合部。

在此，藉由1對擋止件及形成於抵接部的卡合部及被卡合部來限制搖動構件的晃動。因此，能以簡單的構成提高溝的加工精確度。

第4發明之基板的溝加工裝置，係在第3發明的溝加工裝置中，被卡合部係為寬度朝向移動方向變窄之V字形的溝，且卡合部可卡合於V字形溝。

在此，藉由卡合部卡合於V字形溝來限制搖動構件的晃動。

第5發明之基板的溝加工裝置，係在第1發明至第4發明中任一發明之溝加工裝置中，復具備中立維持機構， 用以在加工時以外將搖動構件維持在中立位置。

第6發明之基板的溝加工裝置，係在第5發明的溝加工裝置中，中立維持機構係為隔著搖動構件而將搖動構件彈推至中立位置之1對彈簧。

在以上之本發明中，係在使工具往前往後移動而進行溝加工之裝置中，能抑制工具的振動並以高精確度加工溝。

1‧‧‧平台

2‧‧‧工具

3‧‧‧頭部

4‧‧‧攝影機

5‧‧‧監視器

6‧‧‧移動支撐機構

7a、7b‧‧‧支撐柱

8‧‧‧導引桿

9、14‧‧‧導件

10‧‧‧馬達

12‧‧‧台座

13‧‧‧支撐台

16‧‧‧基座

17‧‧‧夾持具

18‧‧‧搖動構件

19‧‧‧汽缸

22‧‧‧夾持具本體

22a‧‧‧開口

23‧‧‧支撐構件

23a‧‧‧貫通孔

24‧‧‧工具裝設部

24a‧‧‧固定板

25‧‧‧延長部

25a‧‧‧孔

26、55‧‧‧插銷

27a、27b‧‧‧擋止件

28‧‧‧抵接部

28a‧‧‧卡合溝

30‧‧‧缸體支撐構件

31‧‧‧彈簧支撐構件

32、56‧‧‧彈簧

34a、34b‧‧‧氣體供給部

35‧‧‧接頭

36‧‧‧氣體噴嘴

41‧‧‧筒狀構件

41a‧‧‧螺絲孔

42‧‧‧螺絲構件

50‧‧‧筒狀構件

51‧‧‧第1孔

52‧‧‧第2孔

53‧‧‧第3孔

W‧‧‧太陽能電池基板

第1圖係為本發明的一實施形態之裝設有溝加工工具的溝加工裝置的外觀立體圖。

第2圖係為溝加工工具之頭部的前視圖。

第3圖係為搖動構件之部分擴大圖。

第4圖(a)至(c)係為顯示搖動構件與擋止件之關係的圖。

第5圖(a)至(c)係為本發明其他實施形態之與第4圖相當的圖。

將本發明的一實施形態之作為溝加工裝置的積體型薄膜太陽能電池用溝加工裝置的外觀立體圖顯示於第1圖。

[溝加工裝置的整體構成]

該裝置係具備載置太陽能電池基板W的平台1、裝設有溝加工工具(以下，簡單記載為工具)2的頭部3、及各有2個的攝影機(camera)4及監視器(monitor)5。

平台1係於水平面內可在第1圖的Y方向移動。此外， 平台1係在水平面內可轉動至任意的角度。再者，在第1圖中，係顯示頭部3之概略外觀，而於後敘述頭部3之詳細內容。

頭部3係藉由移動支撐機構6而於平台1之上方可在X,Y方向移動。再者，如第1圖所示，X方向係為在水平面內與Y方向成正交之方向。移動支撐機構6係具有：1對支撐柱7a,7b；跨設於1對支撐柱7a,7b間之導引桿8；及驅動形成於導引桿8之導件9的馬達10。如同前述，頭部3係沿著導件9而可在X方向移動。

2個攝影機4係分別固定於台座12。各台座12係可沿著設置於支撐台13之朝X方向延伸的導件14移動。2個攝影機4可進行上下移動，且以各攝影機4所拍攝之影像係顯示於對應的監視器5。

[頭部]

將頭部3抽出顯示於第2圖。頭部3係具有板狀的基座16、夾持具17、搖動構件18、及汽缸(air cylinder)19。

夾持具17係透過未圖示之軌道而以朝上下方向滑動自如的方式支撐在基座16。夾持具17係具有夾持具本體22、及固定於夾持具本體22之表面的支撐構件23。夾持具本體22係形成為板狀，並在上部具有開口22a。支撐構件23係為橫方向較長的矩形之構件，且內部形成有供搖動構件18插通之貫通孔23a。

搖動構件18係以搖動自如的方式支撐在夾持具本體22及支撐構件23。搖動構件18係具有下部的工具裝設部 24、及從工具裝設部24朝上方延伸而形成之延長部25。

工具裝設部24形成有溝，工具2係插入於該溝，且工具2係藉由固定板24a而固定於溝內。

於延長部25的下部，在水平方向且與溝形成方向成正交之方向形成有貫通的孔25a。而且，搖動構件18係以貫通該孔25a的插銷26為中心而成為搖動自如。插銷26係藉由夾持具本體22與支撐構件23來支撐。此外，如第3圖所示，在延長部25的上端部係形成有抵接部28。在抵接部28的左右側面，係分別形成有朝上下方向延伸之卡合溝28a。如第4圖所示，卡合溝28a係在俯視中形成為V字形。再者，第3圖係為將搖動構件18的延長部25予以擴大顯示者。此外，第4圖係為從上方觀察搖動構件18之上端部的圖。

如第2圖及第4圖所示，在搖動構件18之抵接部28的左右兩側，係設置有1對擋止件27a,27b。如第4圖所示，各擋止件27a,27b係具有筒狀構件41、及螺絲構件42。各筒狀構件41係固定於夾持具本體22，且在內部形成有螺絲孔41a。螺絲構件42係螺合於該螺絲孔41a。螺絲構件42的前端係大致形成為圓錐形。

如同前述，第4圖係為從上方觀察搖動構件18之抵接部28的圖。第4圖(a)係顯示搖動構件18逆時針地搖動在插銷26的周圍，擋止件27b側的螺絲構件42的前端卡合於抵接部28的卡合溝28a之狀態。該狀態係為頭部3朝第2圖的一M方向移動時之狀態，搖動構件18係位於往後移 動位置。第4圖(b)僅顯示搖動構件18之抵接部28。第4圖(c)係顯示搖動構件18順時針地搖動在插銷26的周圍，擋止件27a側的螺絲構件42的前端卡合於抵接部28的卡合溝28a之狀態。該狀態係為頭部3朝第2圖的+M方向移動時之狀態，搖動構件18係位於往前移動位置。

在如同以上的構成中，在螺絲構件42的前端卡合於V字形的卡合溝28a之狀態下，固定有工具2的搖動構件18在與移動方向成正交之方向的晃動會受到限制。亦即，藉由形成於搖動構件18的抵接部28之V字形的卡合溝28a與螺絲構件42來構成晃動限制機構。

汽缸19係固定於缸體支撐構件30的上面。缸體支撐構件30係配置於夾持具17的上部，並固定於基座16。缸體支撐構件30形成有朝上下方向貫通的孔，汽缸19的活塞桿(piston rod)(未圖示)係貫通該貫通孔，桿前端係連接至夾持具17。

此外，基座16的上部設置有彈簧支撐構件31。彈簧支撐構件31與夾持具17之間設置有彈簧32，夾持具17藉由彈簧32而朝上方彈推。藉由該彈簧32而能將夾持具17的自體重量大致抵銷。

在夾持具17的左右兩側，設置有1對氣體供給部34a,34b。1對氣體供給部34a,34b均為相同構成，而分別具有接頭(joint)35與氣體噴嘴(air nozzle)36。

[溝加工動作]

在使用以上之裝置對薄膜太陽能電池基板進行溝加工 時，係藉由移動支撐機構6使頭部3移動並且使平台1移動，且使用攝影機4及監視器5而使工具2位於溝加工預定線上。

在進行以上之對位後，驅動汽缸19而使夾持具17及搖動構件18下降，使工具2的前端與薄膜接觸。此時之工具2相對於薄膜的加壓力，係藉由汽缸19所供給之氣壓來調整。

接著，驅動馬達10，使頭部3沿著溝加工預定線掃描。

往前移動時(第2圖中往右側之移動時)，由於工具2的刃與基板上之薄膜的接觸阻力，搖動構件18會以插銷26為中心而順時針搖動。該搖動係藉由擋止件27a側的螺絲構件42的前端抵接於搖動構件18的抵接部28之卡合溝28a而受到限制。亦即，在頭部3的往前移動時，搖動構件18會位於往前移動位置。而且，在螺絲構件42的前端卡合於形成在搖動構件18的抵接部28之卡合溝28a之狀態下，會限制搖動構件18的晃動，更詳細而言，會限制與移動方向成正交之方向的晃動。因此，會限制往前移動時之工具2的晃動，並提升所加工之溝的兩端面之品質。

之後，使頭部3相對於基板相對性移動，使工具2移動至接著應下降之溝加工預定線上。而且，與前述同樣地，將工具2推抵至基板上的薄膜而使頭部3朝與前述反方向移動。

在該往後移動(第2圖中往左側之移動)時之中，藉由工具2的刃與基板上之薄膜的接觸阻力，搖動構件18會以 插銷26為中心而逆時針搖動。該搖動係藉由擋止件27a側的螺絲構件42的前端抵接於搖動構件18的抵接部28之卡合溝28a而受到限制。亦即，在頭部3的往後移動時，搖動構件18會位於往後移動位置。而且，在螺絲構件42的前端卡合於形成在搖動構件18的抵接部28之卡合溝28a之狀態下，會限制搖動構件18之與移動方向成正交之方向的晃動。因此，與往前移動時同樣地，會限制往後移動時之工具2的晃動，並提升所加工之溝的兩端面之品質。

再者，在溝加工中或溝加工結束時，會從各氣體供給部34a,34b之氣體噴嘴36噴出氣體，去除從基板剝離的膜。

[其他實施形態]

本發明並非限定於以上之實施形態，可不脫離本發明之範圍而進行種種變形或修正。

(a)第5圖係顯示其他的實施形態。在該第5圖所示之實施形態中，1對擋止件的構成係與前述實施形態不同，其他構成係為相同。再者，第5圖(a)係顯示搖動構件18的往後移動位置，第5圖(b)係顯示在未進行加工之狀態的中立位置，第5圖(c)係顯示搖動構件18的往前移動位置。

在此，筒狀構件50係形成有同軸之第1孔51、第2孔52、第3孔53。孔徑係第1孔51最大，第2孔52第二大，第3孔53最小。插銷55係滑動自如地插入第1孔51。插銷55的前端係形成為大致圓錐形，該圓錐形的前端部係可卡合於搖動構件18之抵接部28的卡合溝28a。此外，彈簧56係插入第2孔52，並將插銷55朝向搖動構件18 的抵接部28彈推。

在本實施形態中，在往前移動時或往後移動時，係與前述實施形態同樣地，搖動構件18會抵抗彈簧56的彈推力而搖動，將插銷55推入筒狀構件50的內部。而且，插銷55的端面會在抵接於第1孔51底部的狀態下停止。亦即，搖動構件18會在往前移動位置(第5圖(c))或往後移動位置(第5圖(a))的位置停止。

另一方面，在未進行加工之狀態下，搖動構件18會透過插銷55而藉由彈簧56的彈推力從兩側推動，而維持在中立位置。

在本實施形態中亦能得到與前述實施形態同樣的作用效果。

(b)晃動限制機構的構成並未限定於前述各實施形態。例如，亦可在搖動構件18的上方設置導引構件，來限制搖動構件18的晃動。具體而言，係只要在導引構件的下部形成沿著移動方向延伸並朝下方開放之導引溝，且搖動構件18的延長部25嵌入該導引溝即可。

在此種情況，搖動構件18的延長部25係沿著導引溝搖動。因此，延長部25會藉由導引溝的兩側壁受到導引，而能限制搖動構件18及工具2的晃動。

18‧‧‧搖動構件

28‧‧‧抵接部

28a‧‧‧卡合溝

41‧‧‧筒狀構件

41a‧‧‧螺絲孔

42‧‧‧螺絲構件

Claims (4)

1. 一種基板的溝加工裝置，係為使在移動方向的兩端具有刃的溝加工工具沿著基板的圖樣成形線往前往後移動，在基板上形成溝的溝加工裝置，係具備：平台，係供載置基板；頭部，係供裝設前述溝加工工具；及移動機構，係用以使前述平台與前述頭部在水平面內相對性移動；前述頭部係具有：夾持具，係可上下移動；搖動構件，係保持前述溝加工工具，並以與前述移動方向成正交之搖動軸為支點而搖動自如地被支撐在前述夾持具而可取得往前移動位置與往後移動位置；及晃動限制機構，係限制前述往前移動位置與前述往後移動位置的前述搖動構件之前述搖動軸方向的晃動；該溝加工裝置又具備1對擋止件，用以將前述搖動構件的搖動範圍限制在前述往前移動位置與前述往後移動位置之間；前述搖動構件係具有：工具裝設部，係形成於前述搖動軸之下方，並供前述溝加工工具裝設；及抵接部，係形成於前述搖動軸之上方而可與前述1 對擋止件抵接；前述晃動限制機構係具有形成於前述1對擋止件之卡合部、及形成於前述抵接部且供前述卡合部卡合之被卡合部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板的溝加工裝置，其中，前述被卡合部係為寬度朝向前述移動方向變窄之V字形的溝，且前述卡合部可卡合於前述V字形溝。
3. 如申請專利範圍第1或第2項所述之基板的溝加工裝置，復具備中立維持機構，用以在加工時以外，以由兩側推押前述搖動構件之方式將前述搖動構件維持在前述往前移動位置與前述往後移動位置之間的中立位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之基板的溝加工裝置，其中，前述中立維持機構係包括插入於1對筒狀構件之各者中的1對彈簧，且前述1對擋止件係包括滑動自如地插入該1對筒狀構件之各者中1對插銷，而該1對彈簧係分別透過形成於該1對插銷之前述卡合部而將前述搖動構件彈推至中立位置。