CN103252804A - 基板的沟槽加工工具及沟槽加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的基板的沟槽加工工具及沟槽加工装置，即使在更换工具的情形，亦无需调整加工位置而可精度佳地进行沟槽加工。本发明的沟槽加工工具（2），是保持于保持具（17），且与保持具（17）一同在作为加工对象的基板上相对移动，而用以在基板形成沟槽的工具，具备有工具本体（36）与刃尖部（37）。工具本体（36），具有抵接于保持具（17）的抵接面（36a），且保持于保持具（17）。刃尖部（37），形成于工具本体（36）的前端部，且具有从抵接面（36a）连续而形成为与抵接面（36a）同一面的基准面（37a），并且从基准面（37a）起具有既定的宽度。

Description

基板的沟槽加工工具及沟槽加工装置

技术领域

本发明是关于一种沟槽加工工具，尤其是关于一种保持于保持具，且与保持具一同在作为加工对象的基板上相对移动而用以在基板形成沟槽的基板的沟槽加工工具。此外，本发明是关于一种具备以上的沟槽加工工具的沟槽加工装置。

背景技术

薄膜太阳电池例如借由如下所示的方法制造。亦即，首先在玻璃等的基板上形成由Mo膜所构成的下部电极膜，之后，在下部电极膜形成沟槽，借此分割成短矩形状。接着，在下部电极膜上形成包含CIGS（Copper IndiumGallium Selenide，铜铟镓硒）膜等的黄铜矿构造化合物半导体膜的化合物半导体膜。而且，上述半导体膜的一部分借由沟槽加工被呈带(strip)状地去除而分割成短矩形状，且以覆盖上述的方式形成上部电极膜。最后，上部电极膜的一部分借由沟槽加工而被呈带状地剥离而分割成短矩形状。

在如以上的方法中使用的沟槽加工工具，揭示于专利文献1中。在该专利文献1所揭示的沟槽加工工具，具有保持于保持具工具本体、以及形成于工具本体的前端部且具有沟槽加工用的刀刃的刃尖部。

专利文献1：日本专利特开2011-142235号公报

如自专利文献1的图3等得知，在现有习知的沟槽加工装置所使用的工具，仅在与工具的移动方向正交的宽度方向的中央部形成有刀刃。亦即，在工具的往保持具的安装面与刀刃之间存在间隔。该间隔根据工具本身的加工误差而变化。

在此种状况下，在因工具的磨损等而更换工具的情形时，存在如下情形：因上述的加工误差而导致从保持具的工具安装面至工具的刀刃的距离变化。一旦该距离变化，则无法精度佳地加工沟槽。因此，每当在更换工具时，均需要调整加工位置。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的沟槽加工装置存在的问题，而提供一种新型结构的基板的沟槽加工工具及沟槽加工装置，所要解决的技术问题包括，即使是更换工具的情形时，亦无需调整加工位置，而可精度佳地进行沟槽加工。

第1发明的基板的沟槽加工工具，是保持于保持具，与保持具一同在作为加工对象的基板上相对地移动而用以在基板形成沟槽的工具，具备有工具本体与刃尖部。工具本体具有抵接于保持具的抵接面，且保持于保持具。刃尖部，形成于工具本体的前端部，且具有从抵接面连续而形成为与抵接面同一面的基准面，并且从基准面起具有既定的宽度。

在此处，刃尖部具有与工具本体的安装于保持具的抵接面为同一面的基准面，且从该基准面起以既定的宽度形成。因此，不存在如下情形：工具本体的抵接面与刀刃之间的距离因加工误差而于每个工具有所不同。因此，在更换工具时，无需加工位置的调整即可精度佳地加工沟槽。

第2发明的基板的沟槽加工工具，在第1发明的沟槽加工工具，在刃尖部的前端形成有刀刃，且自移动方向观察时，包含刀刃的刃尖部的前端部为方形。

在此处，由于包含刀刃的刃尖部为方形，因此即使工具的刀刃磨损，加工的沟槽宽度亦为固定。

第3发明的基板的沟槽加工工具，在第2发明的沟槽加工工具，在形成有刃尖部的刀刃的侧部，形成有随着远离刀刃而往移动方向上游侧倾斜的斜面。

在此处，由于在形成有刀刃的工具的侧部形成有斜面，因此所去除的基板的一部分的排出性变得良好。因此，可抑制沟槽周边的膜等剥离的情形。

第4发明的基板的沟槽加工工具，在第1或第2发明的沟槽加工工具，保持具往返移动。此外，刃尖部具有形成于移动方向的往动侧的前端的第1刀刃、以及形成于返动侧的前端的第2刀刃。而且，在形成有第1刀刃的刃尖部的第1侧部与形成有第2刀刃的刃尖部的第2侧部，形成有随着远离各刀刃而往移动方向上游侧倾斜的斜面。

在此处，借由使保持具往返移动而可实现如下情形：在往动时以工具的第1刀刃进行沟槽加工，而在返动时以工具的第2刀刃进行沟槽加工。此外，与第3发明相同地，在形成有各刀刃的工具的两侧部，形成有斜面，因此所去除的基板的一部分的排出性变得良好。因此，可抑制沟槽周边的膜等剥离的情形。

第5发明的基板的沟槽加工装置，沿基板的图案线形成沟槽的装置，具备有载置基板的平台、安装第1至第4发明中的任一沟槽加工工具的头部、以及用以使平台与头部在水平面内相对移动的移动机构。而且，头部具有可上下移动的保持具、以及使保持于保持具的沟槽加工工具以既定的按压力对基板进行按压的按压构件。

在该装置，沟槽加工工具借由按压构件而以既定的按压力按压基板并往返移动。而且，在往动时与返动时，在基板上形成沟槽。

第6发明的基板的沟槽加工装置，在第5发明的装置中，保持具是保持沟槽加工工具，且具有以与移动方向正交的摆动轴为支点而摆动、取得往动位置与返动位置的摆动构件。

如以上的本发明，至少具有下列优点以及有益效果：即使在更换工具的情形，亦无需调整加工位置而可精度佳地进行沟槽加工。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合说明书附图,详细说明如下。

附图说明

图1，是安装有本发明的一实施形态的沟槽加工工具的沟槽加工装置的外观立体图。

图2，是沟槽加工装置的头部的主视图。

图3（a）和图3（b），是表示沟槽加工工具的侧面、正面的图式。

图4（a）、图4（b）和图4（c），是用以说明沟槽加工时的动作的示意图。

【主要元件符号说明】

1    平台               2    工具

3    头部               6    移动支持机构

17   保持具             18   摆动构件

19   气缸               22   保持具本体

36   工具本体           37   刃尖部

38a、38b    刀刃        40a、40b    斜面

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段以及其功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基板的沟槽加工工具及沟槽加工装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1表示安装有本发明的一实施形态的沟槽加工工具的沟槽加工装置的外观立体图。

[沟槽加工装置的整体构成]

该装置具备有载置基板W的平台1、安装有沟槽加工工具（以下，简记工具）2的头部3、以及各为两台的摄像机4及显示器5。

平台1可在水平面内在图1的Y方向移动。此外，平台1可在水平面内旋转任意的角度。另外，在图1表示有头部3的概略的外观，而头部3的细节将在下文叙述。

头部3可借由移动支持机构6而在平台1的上方在X、Y方向移动。另外，如图1所示，X方向是在水平面内正交于Y方向的方向。移动支持机构6具有1对支持柱7a、7b、横跨1对支持柱7a、7b间而设置的导杆8、以及驱动形成于导杆8的导件9的马达10。头部3可沿导件9而如上所述般于X方向移动。

两台摄像机4分别固定于基座12。各基座12可沿设置于支持台13的往X方向延伸的导件14而移动。两台摄像机4可上下动作，且以各摄像机4拍摄的图像显示于对应的显示器5。

[头部]

在图2中，抽出头部3而表示。头部3具有板状的底座16、保持具17以及气缸19。

保持具17经由未图示的轨条而相对于底座16在上下方向滑动自如地被支持。保持具17具有保持具本体22、固定于保持具本体22的表面的支持构件23、以及摆动构件18。

保持具本体22形成为板状，且在上部具有开口22a。支持构件23是在横向方向为较长的矩形状的构件，且形成有摆动构件18插通于内部的贯通孔23a。

摆动构件18是摆动自如地被支持于保持具本体22及支持构件23。摆动构件18具有下部的工具安装部24、以及从工具安装部24往上方延伸而形成的延长部25。

在工具安装部24形成有沟槽，且在该沟槽插入工具2，进一步地，借由固定板24a而将工具2固定于沟槽内。

在延长部25的下部，形成有在水平方向且往与沟槽形成方向正交的方向贯通的孔25a。而且，摆动构件18是以贯通该孔25a的销26为中心摆动自如。销26借由保持具本体22与支持构件23而支持。

在延长部25的上端部25b的左右两侧，设置有1对限制构件27a、27b。如图4所示，各限制构件27a、27b具有固定于保持具本体22的筒状构件28a、28b以及插入于筒状构件28a、28b的内部的弹簧29a、29b。而且，各弹簧29a、29b的前端抵接于延长部25的上端部25b，借此摆动构件18维持于如图2及图4（b）所示的中立位置。此外，摆动构件18摆动而按压任一弹簧29a、29b，且延长部25的上端部25b抵接于筒状构件28a、28b，借此限制摆动角度。

气缸19固定于气缸支持构件30的上面。气缸支持构件30配置于保持具17的上部，且固定于底座16。在气缸支持构件30形成有在上下方向贯通的孔，而气缸19的活塞杆（未图示）贯通该贯通孔且使杆的前端连结于保持具17。

此外，在底座16的上部设置有弹簧支持构件31。在弹簧支持构件31与保持具17之间设置有弹簧32，而借由弹簧32，保持具17往上方弹压。借由该弹簧32而可大致抵消保持具17的本身重。

在保持具17的左右两侧，设置有1对气体供给部34a、34b。1对气体供给部34a、34b，均为相同的构成，且分别具有接头35与空气喷嘴36。

[工具]

在图3表示工具2的细节。图3（a）是从移动方向观察工具2的侧视图，且该图（b）是该主视图。在图3（b）表示工具2的移动方向M。

工具2具有保持于保持具17的工具本体、以及形成于工具本体36的前端部的刃尖部37。在图3（a）中，工具本体36的一面36a，成为抵接于工具安装部24的抵接面。

刃尖部37在工具本体36的前端部，形成于高度h（参照图3（b））的范围内。根据图3（a）得知，刃尖部37的一面37a，与工具本体36的抵接面36a连续，且成为形成为同一面的基准面。刃尖部37从该基准面37a形成为既定的宽度，且从移动方向观察时形成为方形。

在刃尖部37的前端，在移动方向的两侧形成有第1刀刃38a及第2刀刃38b。此处，第1刀刃38a是用以在往动时进行沟槽加工的刀刃，第2刀刃38b是用以在返动时进行沟槽加工的刀刃。

此外，如图3（a）所示，在刃尖部37中，与移动方向正交的方向的宽度W，形成为较工具本体36的相同方向的宽度为窄。如上所述，刃尖部37形成于移动方向，因此该方向的刃尖部37的宽度是遍及全长为相同的宽度W。进一步地，根据图3（a）得知，工具本体36的刃尖部37侧的部分，是以与移动方向正交的方向的宽度随着接近刃尖部37而变窄的方式以角度D倾斜。

工具2，在包含刃尖部37的下端部的侧面形成有斜面。更详细而言，如图3（b）所示，从正面（与移动方向正交的方向）观察工具2时，在包含形成有第1刀刃38a的刃尖部37的第1侧部与包含形成有第2刀刃38b的刃尖部37的第2侧部，形成有随着从各刀刃38a、38b往上方行进而往内部侧（在各刀刃为移动方向上游侧）倾斜的斜面40a、40b。

[沟槽加工动作]

在使用如以上的装置而对薄膜太阳电池基板进行沟槽加工的情形时，借由移动支持机构6而使头部3移动，并且使平台1移动，且利用摄像机4及显示器5使工具2位于形成沟槽的预定线上。

在进行如以上的定位后，驱动气缸19而使保持具17及摆动构件18下降，而使工具2的前端接触薄膜。此时的工具2的对薄膜的加压力，借由供给至气缸19的气压而调整。

接着，驱动马达10而使头部3沿沟槽加工预定线扫描。在图4中，示意性地表示此时的摆动构件18及工具2的姿势。

如图4（a）所示，在往动时（在图4中为往右侧的移动时），借由第1刀刃38a与基板上的薄膜的接触阻力，而使摆动构件18以销26为中心往顺时针方向摆动。该摆动借由摆动构件18的上端部25b抵接于右侧的筒状构件28a而被限制。因此，工具2维持如图4（a）所示的倾斜姿势，并以第1刀刃38a抵接于基板上的薄膜且第2刀刃38b不抵接于基板的表面的状态，往+M方向移动而形成沟槽。

之后，使头部3相对于基板而相对性地移动，而使工具2移动至接下来应下降的沟槽加工预定线上。然后，与上述相同地，将工具2按压至基板上的薄膜而使头部3往与上述相反的方向移动。

如图4（c）所示，在该返动时（在图4中为往左侧的移动时），借由第2刀刃38b与基板上的薄膜的接触阻力，摆动构件18以销26为中心往逆时针方向摆动。该摆动借由摆动构件18的上端部25b抵接于左侧的筒状构件28b而被限制。因此，工具2维持如图4（c）所示的倾斜姿势，并以第2刀刃38b抵接于基板上的薄膜且第1刀刃38a不抵接于基板的表面的状态，往-M方向移动，而形成沟槽。

在如以上的沟槽加工中，在包含工具2的刃尖部37的前端部分，形成有斜面40a、40b，因此借由各刀刃38a、38b而能够将去除的膜顺利地往基板上方排离。因此，可抑制沟槽周边部的膜剥离。

另外，在沟槽加工或沟槽加工结束时，从各气体供给部34a、34b的空气喷嘴36喷出空气而去除从基板剥离的膜。

在工具2的刃尖部37已磨耗的情形，需要更换工具2。在该工具2的更换时，只需将工具本体36的抵接面36a抵接于保持具本体22的表面而安装即可。刃尖部37是从与抵接面36a为同一面的基准面，以既定的宽度形成，因此各刀刃38a、38b的位置不会于每个工具而有所改变。因此，在工具2的更换时，刀刃38a、38b的位置不会在更换前后有所改变，使得在更换工具时，无需工具的安装位置的调整。

[特征]

（1）刃尖部37从与工具本体36的安装于保持具17的抵接面36a为同一面的基准面37a以既定的宽度形成。因此，相对于保持具17的各刀刃38a、38b的位置不会于每个工具而有所不同，且在更换工具时无需进行加工位置的调整。

（2）刃尖部37从移动方向观察时是为方形，因此即使刀刃38a、38b磨耗，加工的沟槽宽度亦为固定。

（3）在包含刃尖部37的工具2的侧部，形成有斜面40a、40b，因此能够使被去除的膜的排出性变得良好，且能够抑制沟槽周边的膜剥离。

[其他实施形态]

刃尖部的形状可进行各种变更。例如，可使图3（a）所示的宽度W为与工具本体36的宽度相同，此外亦可大于工具本体36的宽度。此外，亦能够以任意的角度形成刀刃的侧部。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基板的沟槽加工工具，保持于保持具，与上述保持具一同在作为加工对象的基板上相对移动，而用以在基板形成沟槽，其特征在于具备：

工具本体，具有抵接于上述保持具的抵接面，且保持于上述保持具；以及

刃尖部，形成于上述工具本体的前端部，且具有从上述抵接面连续而形成为与上述抵接面同一面的基准面，并且从上述基准面起具有既定的宽度。

2.如权利要求1所述的基板的沟槽加工工具，其特征在于其中，在上述刃尖部的前端形成有刀刃，且包含上述刀刃的上述刃尖部的前端部从移动方向观察时为方形。

3.如权利要求2所述的基板的沟槽加工工具，其特征在于其中，在形成有上述刃尖部的刀刃的侧部，形成有随着远离上述刀刃而往移动方向上游侧倾斜的斜面。

4.如权利要求1或2所述的基板的沟槽加工工具，其特征在于其中，上述保持具往返移动；

上述刃尖部，具有形成于移动方向的往动侧的前端的第1刀刃、以及形成于返动侧的前端的第2刀刃；

在形成有上述第1刀刃的上述刃尖部的第1侧部、与形成有上述第2刀刃的上述刃尖部的第2侧部，形成有随着远离上述各刀刃而往移动方向上游侧倾斜的斜面。

5.一种基板的沟槽加工装置，沿基板的图案线形成沟槽，其特征在于具备：

平台，载置基板；

头部，安装权利要求1至4中任一权利要求所述的沟槽加工工具；以及

移动机构，用以使上述平台与上述头部在水平面内相对性地移动；且

上述头部具有：

保持具，可上下移动；以及

按压构件，使保持于上述保持具的沟槽加工工具以既定的按压力对基板进行按压。

6.如权利要求5所述的基板的沟槽加工装置，其特征在于其中，上述保持具保持上述沟槽加工工具，且具有以与上述移动方向正交的摆动轴为支点摆动且取得往动位置与返动位置的摆动构件。

Images