CN103029155A - 基板的槽加工工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板的槽加工工具。在能够往复移动地进行槽加工的槽加工工具中，减少由磨损引起的刃的宽度的变化，能够实现长寿命化。该槽加工工具（2）由保持器（17）保持，用于与保持器（17）一起在基板上相对地往复移动而在基板形成槽，该槽加工工具（2）具备刀头部（37）和由保持器（17）保持的工具主体（36）。刀头部（37）形成于工具主体（36）的末端部，并且具有在移动方向的前往移动侧的末端形成的第一刃（38a）和在返回移动侧的末端形成的第二刃（38b），第一刃（38a）和第二刃（38b）以连续的方式相邻。

Description

基板的槽加工工具

技术领域

本发明涉及槽加工工具，特别涉及基板的槽加工工具，所述基板的槽加工工具由保持器保持，用于与保持器一起在作为加工对象的基板上相对地往复移动而在基板形成槽。

背景技术

薄膜太阳电池例如用专利文献1所示的方法制造出来。在该专利文献1记载的制造方法中，在玻璃等基板上形成由Mo膜构成的下部电极膜，然后，通过在下部电极膜形成槽而分割成长条状。接着，在下部电极膜上形成包含CIGS（铜铟镓硒）膜等黄铜矿结构化合物半导体膜的化合物半导体膜。并且，将这些半导体膜的一部分通过槽加工呈带（stripe）状地除去而分割成长条状，并以覆盖它们的方式形成上部电极膜。最后，将上部电极膜的一部分通过槽加工呈带状地剥离而分割成长条状。

作为以上那样的工序中的槽加工技术的一种，采用了通过金刚石等机械工具除去薄膜的一部分的机械划线法。在该机械划线法中，提出有专利文献2所示的方法，从而能够进行稳定的宽度的槽加工。在该专利文献2所示的方法中，采用了具备用于调整加工负载的加工负载调整机构的槽加工工具以及剥离工具。

专利文献1：日本实开昭63-16439号公报

专利文献2：日本特开2002-033498号公报

在现有的槽加工装置或槽加工方法中，在连续地加工多个槽的情况下，重复如下动作：在加工完一个槽后，使头部上升并移动到加工开始位置，接着加工下一个槽。在这样的现有的装置和方法中，加工耗费时间，而且存在着必须对之前调整好的工具的按压力再次调整的情况。

因此，本案发明者们开发了能够高效且迅速地进行槽加工的加工装置并已经进行了申请（日本特愿2010-082953）。在该加工装置中，工具保持器以能够上下移动的方式安装于头部，并且，在所述工具保持器以能够在预定的角度范围内摆动的方式安装有摆动部件。槽加工工具被保持于摆动部件，摆动部件在前往移动时的前进切削姿势和返回移动时的后退切削姿势之间进行反转。在槽加工工具，在前往移动侧和返回移动侧设有对称的前部刀头和后部刀头。并且，在摆动部件处于前往移动（前进）切削姿势时，前部刀头与太阳电池基板接触，在摆动部件处于返回移动（后退）切削姿势时，后部刀头与太阳电池基板接触。

通过使用如上所述的槽加工工具进行槽加工，能够高效地进行槽加工。然而，当工具两端的刀头磨损后，刃的移动方向的宽度随磨损而变宽，从而无法长时间地维持加工质量良好。

发明内容

本发明的课题在于，在能够往复移动地进行槽加工的槽加工工具中，减少由磨损引起的刃的宽度的变化，从而实现长寿命化。

本发明第一方面涉及的基板的槽加工工具由保持器保持，用于与保持器一起在作为加工对象的基板上相对地往复移动而在基板形成槽，所述基板的槽加工工具具备刀头部和由保持器保持的工具主体。刀头部形成于工具主体的末端部，并且具有在移动方向的前往移动侧的末端形成的第一刃和在移动方向的返回移动侧的末端形成的第二刃，第一刃和第二刃以连续的方式相邻。

在此，形成于刀头部的第一刃和第二刃相邻。即，在第一刃和第二刃之间不存在未形成有刃的部分。由此，当第一刃磨损时由第二刃进行切削，并且相反地，当第二刃磨损时由第一刃进行切削。因此，即使第一刃和第二刃磨损，也能够抑制各刃的宽度变化，能够实现工具的长寿命化。

本发明第二方面涉及的基板的槽加工工具为，在第一方面的槽加工工具中，第一刃和第二刃分别从刀头部的移动方向的中心位置朝向移动方向的两侧形成，并且所述第一刃和第二刃相对于移动方向朝着工具主体侧倾斜相同角度。

在此，与第一方面同样，即使第一刃和第二刃磨损，也能够抑制当初设定的刃的宽度变化。

本发明第三方面涉及的基板的槽加工工具为，在第二方面的槽加工工具中，工具主体由摆动部件支承，所述摆动部件以摆动自如的方式支承于保持器。并且，第一刃和第二刃的倾斜角度与摆动部件的摆动角度相等。

在此，在前往移动时和返回移动时，各刃的整个宽度分别与基板接触，从而能够高效地进行加工。

本发明第四方面涉及的基板的槽加工工具为，在第一至第三方面的槽加工工具中，刀头部以在移动方向上的宽度越靠末端越窄的方式使相对置的前往移动侧的侧面和返回移动侧的侧面倾斜且对称地形成。

在此，优选的是，刀头部的移动方向的宽度全部相同。在该情况下，即使第一刃和第二刃磨损，由于能够利用彼此的刃进行切削，因此移动方向的宽度不变。

然而，通常，刀头部的宽度非常小，若加长宽度小的刀头部的话，强度降低，在加工中破损的可能性升高。

因此，在该第四方面中，将刀头部形成为末端细且随着远离末端部而变粗。因此，能够抑制强度的降低，并且能够抑制由磨损引起的宽度变化而实现长寿命化。

本发明第五方面涉及的基板的槽加工工具为，在第一至第四方面的槽加工工具中，刀头部的在与移动方向正交的方向上的宽度比工具主体的在与移动方向正交的方向上的宽度窄。

刀头部的在与移动方向正交的方向上的宽度需要与要加工的槽的宽度尺寸对应地设定。并且，一般来说，槽宽度尺寸非常窄。另一方面，为了装配到保持器，并且为了确保强度，工具主体需要具有预定的宽度。

因此，在该槽加工工具中，使刀头部的在与移动方向正交的方向上的宽度变窄，另一方面，使工具主体的在与移动方向正交的方向上的宽度变宽。

本发明第六方面涉及的基板的槽加工工具为，在第五方面的槽加工工具中，工具主体的靠刀头部侧的部分的在与移动方向正交的方向上的宽度越是靠近刀头部越窄。

在以上所述的本发明中，在能够往复移动地进行槽加工的槽加工工具中，能够减少由磨损引起的刃的宽度的变化，能够实现长寿命化。

附图说明

图1是装配有本发明的一个实施方式涉及的槽加工工具的槽加工装置的外观立体图。

图2是槽加工装置的头部的主视图。

图3是表示槽加工工具的侧视、主视、局部放大的图。

图4是用于说明槽加工时的动作的示意图。

图5是示出槽加工时的动作和刀头部的磨损的示意图。

标号说明

2：工具；

3：头部；

17：保持器；

18：摆动部件；

36：工具主体；

37：刀头部；

38a、38b：刃。

具体实施方式

在图1中示出装配有本发明的一个实施方式涉及的槽加工工具的集成型薄膜太阳电池用槽加工装置的外观立体图。

[槽加工装置的整体结构]

该装置具备：工作台1，其用于载置太阳电池基板W；头部3，该头部3上装配有槽加工工具（下面，简记作工具）2；以及两个摄像机4和两个监视器5。

工作台1能够在水平面内沿图1的Y方向移动。而且，工作台1能够在水平面内以任意的角度旋转。另外，在图1中，示出了头部3的大致的外观，头部3的详细情况在后面叙述。

头部3能够通过移动支承机构6而在工作台1的上方沿X、Y方向移动。另外，X方向是如图1所示在水平面内与Y方向正交的方向。移动支承机构6具有：一对支承柱7a、7b；引导杆8，其跨设于一对支承柱7a、7b之间；以及马达10，其用于驱动在引导杆8形成的引导件9。头部3能够沿引导件9如上所述地在X方向移动。

两个摄像机4分别固定于基座12。各基座12能够沿引导件14移动，所述引导件14设于支承座13并沿X方向延伸。两个摄像机4能够上下移动，由各摄像机4拍摄的图像显示于对应的监视器5。

[头部]

在图2中抽出头部3而示出。头部3具有板状的基部（base）16、保持器17、摆动部件18和气缸19。

保持器17经由未图示的轨道被支承成相对于基部16沿上下方向滑动自如。保持器17具有保持器主体22和固定于保持器主体22的表面的支承部件23。保持器主体22形成为板状，并且在上部具有开口22a。支承部件23是横向较长的矩形形状的部件，其在内部形成有供摆动部件18贯穿插入的贯通孔23a。

摆动部件18摆动自如地支承于保持器主体22和支承部件23。摆动部件18具有下部的工具装配部24和从工具装配部24向上方延伸地形成的延长部25。

在工具装配部24形成有槽，工具2插入所述槽，进而用固定板24a将工具2固定在槽内。

在延长部25的下部形成有在水平方向且在与槽形成方向正交的方向贯通的孔25a。并且，摆动部件18形成为以贯通该孔25a的销26为中心摆动自如。销26由保持器主体22和支承部件23支承。

在延长部25的上端部25b的左右两侧设有一对限制部件27a、27b。如图4所示，各限制部件27a、27b具有：固定于保持器主体22的筒状部件28a、28b；以及插入于筒状部件28a、28b的内部的弹簧29a、29b。并且，通过各弹簧29a、29b的末端与延长部25的上端部25b抵接，从而摆动部件18维持在图2和图4的（b）所示的中立位置。而且，摆动部件18摆动而按压任一个弹簧29a、29b，延长部25的上端部25b与筒状部件28a、28b抵接，由此限制了摆动角度。在本实施方式中，设定为将摆动部件18的摆动角度限制在±3°的角度范围，但优选限制在±5°以内。

气缸19固定在缸支承部件30的上表面。缸支承部件30配置在保持器17的上部，并固定于基部16。在缸支承部件30形成有沿上下方向贯通的孔，气缸19的活塞杆（未图示）贯通该贯通孔，并且杆末端与保持器17连接。

而且，在基部16的上部设有弹簧支承部件31。在弹簧支承部件31与保持器17之间设有弹簧32，由弹簧32对保持器17向上方施力。通过该弹簧32，能够基本抵消保持器17的自重。

在保持器17的左右两侧设有一对空气供给部34a、34b。一对空气供给部34a、34b均为相同的结构，分别具有接头35和空气喷嘴36。

[工具]

图3示出了工具2的详细情况。图3的（a）是工具2的侧视图，图3的（b）是其主视图，图3的（c）是刀头部的局部放大图。图3的（c）示出了工具2的移动方向M。

工具2具有：工具主体36，其由保持器17保持；以及刀头部37，其形成于工具主体36的末端部。刀头部37在工具主体36的末端部形成于高度h（参照图3的（b））的范围。

在刀头部37的末端，在移动方向的两侧形成有第一刃38a和第二刃38b。在此，第一刃38a是用于在前往移动时进行槽加工的刃，第二刃38b是用于在返回移动时进行槽加工的刃。

通过图3的（b）可以明确，工具主体36的靠刀头部37侧的部分与刀头部37在从正面观察时连续地形成。并且，它们在移动方向上的宽度是越靠末端越窄（刃的末端的宽度为W1）。即，刀头部37的对置的前往移动侧的侧面37a和返回移动侧的侧面37b倾斜且对称地形成，两侧面37a、37b朝向上方以角度D1打开。

而且，如图3的（a）所示，在刀头部37中，与移动方向正交的方向的宽度W2形成为比工具主体36在该方向的宽度窄。该方向的刀头部37的宽度在全长范围内为相同宽度W2。

并且，由图3的（a）可以明确，工具主体36的靠刀头部37侧的部分以在与移动方向正交的方向上的宽度越是靠近刀头部37越窄的方式倾斜角度D2。

如图3的（c）所示，第一刃38a从工具2的移动方向的中心C朝向移动方向一侧（前往移动侧：+M）形成。而且，第二刃38b从工具2的移动方向的中心C朝向移动方向另一侧（返回移动侧：-M）形成。即，第一刃38a与第二刃38b以连续的方式相邻，在这些刃38a、38b之间不存在不是刃的部分。并且，第一刃38a和第二刃38b都相对于沿着移动方向的直线（与中心线C正交的直线）H倾斜相同的角度D3。

另外，在下面示出作为一个实施例的刀头部37的各元素。

W1：0.05mm～0.20mm

W2：0.02mm～0.10mm（根据槽宽设定）

D1：30°～50°

D2：20°～60°

D3：2°～15°

[槽加工动作]

在用如上所述的装置对薄膜太阳电池基板进行槽加工的情况下，通过移动机构6使头部3移动并且使工作台1移动，用摄像机4和监视器5使工具2位于用于形成槽的预定线上。

在进行了如上所述的对位后，驱动气缸19以使保持器17和摆动部件18下降，使工具2的末端抵于薄膜。此时的、工具2对薄膜的加压力通过向气缸19供给的空气压来进行调整。

接着，驱动马达10，使头部3沿槽加工预定线扫描。在图4和图5中示意性地示出此时的摆动部件18和工具2的姿势。

在前往移动时（在图4中向右侧移动时），如图4的（a）和图5的（a）所示，通过第一刃38a与基板上的薄膜的接触阻力，摆动部件18以销26为中心顺时针摆动。该摆动通过摆动部件18的上端部25b与右侧的筒状部件28a抵接而被限制。因此，工具2保持图4的（a）所示的倾斜姿势的状态，在第一刃38a与基板上的薄膜抵接、第二刃38b不与基板的表面抵接的状态下向+M方向移动，从而形成槽。

此后，使头部3相对于基板相对地移动，使工具2移动到接下来应下降的槽加工预定线上。接着，与上述同样地，将工具2按压于基板上的薄膜，并使头部3向与上述相反的方向移动。

在该返回移动时（在图4中向左侧移动时），如图4的（c）和图5的（b）所示，通过第二刃38b与基板上的薄膜的接触阻力，摆动部件18以销26为中心逆时针摆动。该摆动通过摆动部件18的上端部25b与左侧的筒状部件28b抵接而被限制。因此，工具2保持图4的（c）所示的倾斜姿势的状态，在第二刃38b与基板上的薄膜抵接、第一刃38a不与基板的表面抵接的状态下向-M方向移动，从而形成槽。

另外，在槽加工中或者槽加工完成时，从各空气供给部34a、34b的空气喷嘴36喷出空气，将从基板剥离的膜除去。

[特征]

（1）在如上所述的槽加工时，第一刃38a和第二刃38b大致均等地磨损。并且，由于第一刃38a和第二刃38b以宽度方向的中心C为界在两侧相邻地形成，因此一方磨损的话另一方也磨损，各刃38a、38b在移动方向的宽度不会大幅变化。在图5的（c）中示出该情况。在图5的（c）中，左侧的工具2示出的是初始状态。而且，中央的工具2示出的是磨损发展到一定程度的状态，右侧的工具2示出的是磨损进一步发展后的状态。在中央和右侧的图中，斜线所示的部分是磨损了的部分。由这些图可以明确，即使磨损发展了，各刃38a、38b的移动方向的宽度也基本没有变化。由此，与现有的工具相比，能够实现长寿命化。

（2）由于将摆动部件的摆动角度与各刀头38a、38b的倾斜角度D3形成为相同，因此在工具2的前往移动时和返回移动时，各刃38a、38b的整个宽度均与基板接触。由此，能够高效地进行加工。

（3）由于将刀头部37的移动方向的宽度形成为越靠末端越窄，因此能够抑制刀头部37的强度的降低，从而实现长寿命化。

[其他实施方式]

本发明并不限定于如上所述的实施方式，能够不脱离本发明的范围地进行各种变形或修正。

列举了刀头部的要素的一例，但这仅是一例，能够进行各种变更。例如，为了形成宽度为数mm左右的槽，也可以将刀头的宽度W2形成为与工具主体的宽度相同，或者形成为比工具主体长。

Claims (6)

1.一种基板的槽加工工具，所述基板的槽加工工具由保持器保持，用于与所述保持器一起在作为加工对象的基板上相对地往复移动从而在基板形成槽，其中，

所述基板的槽加工工具具备：

工具主体，所述工具主体由所述保持器保持；以及

刀头部，所述刀头部形成于所述工具主体的末端部并且具有第一刃和第二刃，所述第一刃在移动方向的前往移动侧的末端形成，所述第二刃在移动方向的返回移动侧的末端形成，并且所述第一刃与所述第二刃以连续的方式相邻。

2.根据权利要求1所述的基板的槽加工工具，其中，

所述第一刃和所述第二刃分别从所述刀头部的移动方向的中心位置朝向移动方向的两侧形成，并且所述第一刃和所述第二刃相对于移动方向朝向所述工具主体侧倾斜相同的角度。

3.根据权利要求2所述的基板的槽加工工具，其中，

所述工具主体由摆动部件支承，所述摆动部件以摆动自如的方式支承于所述保持器，所述第一刃和所述第二刃的倾斜角度与所述摆动部件的摆动角度相等。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的基板的槽加工工具，其中，

所述刀头部以在移动方向上的宽度越靠末端越窄的方式使相对置的前往移动侧的侧面和返回移动侧的侧面倾斜且对称地形成。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的基板的槽加工工具，其中，

所述刀头部的在与移动方向正交的方向上的宽度比所述工具主体的在与移动方向正交的方向上的宽度窄。

6.根据权利要求5所述的基板的槽加工工具，其中，

所述工具主体的靠所述刀头部侧的部分的在与移动方向正交的方向上的宽度越靠所述刀头部越窄。

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