JP3809353B2

JP3809353B2 - Ｉｄ付き加工物の製造方法

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Publication number: JP3809353B2
Application number: JP2001234392A
Authority: JP
Inventors: 健司高田; 敏彦三村; 直人岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003044119A; US20030049881A1; US6963787B2; US20050273192A1; US7284690B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＤ付き加工物の製造方法に関する。特に、製造時のトラブルへの迅速な対応を可能とするＩＤ付き加工物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被加工物ごとについて、その製造管理を行うためにＩＤをつけることは広く行われている。
【０００３】
例えば、太陽電池モジュールにおいては、現在、６Ｖ系、１２Ｖ系が主流となっており、それに応じた光起電力素子の組立、更にバッテリー及びインバーターとの連動等のシステム化を行う必要がある。また、最近では住宅用として屋根材一体型太陽電池モジュールの開発が盛んに行なわれており、屋根としてのデザインが重要視されサイズや色等の様々な用途に対応する必要が出てきている。そのため、サイズや出力の異なる光起電力素子が必要となっており、各光起電力素子ごとにＩＤが付与され製造工程の管理が行われている。
【０００４】
一方、様々なサイズの光起電力素子を量産するには、そのサイズに応じてそれぞれ量産ラインが必要となる。それらを１つのラインで製造しようとすると、例えば搬送機構及び各部材供給の位置合わせ機構の変更及び調整などが、その度必要となることから生産性は悪くなる。また、量産ラインのタクトは限界があり、大サイズの光起電力素子でも小サイズの光起電力素子の場合でも同じタクトとなり、生産面積で考えた生産効率は悪くなる。このように、従来の方法で種々の大きさの光起電力素子を生産しようとすると、生産性は低下せざるを得ず、高コストとなる。
【０００５】
これに対して特開平７−３２１３５４号公報では、様々な大きさの光起電力素子を、１つの生産ラインで且つ高い生産性で製造する方法が述べられている。大サイズの光起電力素子を量産し、その後で必要に応じた切断分割を行うことによって、所望のサイズの光起電力素子が得られることから、光起電力素子をサイズ別に製造する必要がなく、これにより低コストな太陽電池モジュールが提供できることが開示されており、このような場合においても、通常は、同様に量産での処理単位である大サイズの光起電力素子単位でＩＤが付与され管理されている。
【０００６】
図１は上述したＩＤを付与された光起電力素子の一例を示しており、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のａ−ａ’断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のｂ−ｂ’断面図、図１（ｄ）は下面図である。半導体基板１０１上に形成された集電電極１０２は、半導体基板１０１に発生した電気を効率良く集電する役割を有し、低コストで抵抗ロスの小さな銅ワイヤをカーボンペーストにより接着し形成する。正極リード端子１０３は集電電極１０２から電気を集約し外へ取り出す役割を有し、銀クラッド銅箔を用いている。銀クラッド銅箔を用いる理由は銀を用いることで正極リード端子１０３と集電電極１０２との接触抵抗を小さくする為である。正極リード端子１０３は半導体基板１０１上に設けられた絶縁両面テープ１０４上に接着することで形成されている。負極リード端子１０５は半導体基板１０１の裏面側に発生する電気を集めて外部に取り出す役割を有し、銅箔をレーザー溶接により半導体基板１０１上に形成している。ＩＤ１０６は半導体基板１０１の裏面側にインク噴射方式で印字されており、製造管理番号がバーコードで印字されている。製造管理番号は半導体基板の製造ロットとそのロット内でのシリアル番号の情報を有している。
【０００７】
ここで、ＩＤ１０６の役割について更に詳細に説明する。
【０００８】
上述したように光起電力素子は低コスト化の為に、大サイズで一貫して量産され、その後必要に応じて切断分割されたり、そのままで使用されたりする。ＩＤ１０６は量産単位である前記大サイズの光起電力素子毎に、個々に設けており、量産における様々な管理を行っている。例えば光起電力素子の製造日や製造ロット等の製造条件の管理や、使用した各材料のロット管理、また特性検査結果のデータ管理等である。
【０００９】
光起電力素子の特性検査は量産装置の最終工程で、切断分割前に行われるのが一般的である。切断分割前に行う理由は、様々なサイズに対応した特性検査装置は高額であり、サイズが変わる毎に、例えばプローブコンタクトの位置変更、測定位置の位置決め変更等の調整が必要な為、生産性が低下しコストアップにつながるからである。よって特性検査工程は切断分割前の光起電力素子単位で合否判定を行っており、特性検査の結果は切断分割前の光起電力素子固有のＩＤと１対１の対応により保存、管理されている。この為、図１に示す４つのＩＤは全て同じであり、ＩＤの読取りは４ヶ所の内、１つのＩＤの読取りを行っている。
【００１０】
更に切断分割を行った場合でも、分割後の光起電力素子それぞれが製造条件等を追えるように、ＩＤは、分割後の光起電力素子に対応する領域に少なくとも１つ設けられている。図１の例でこれを説明すると、光起電力素子がａ−ａ’で切断分割された時、ｂ−ｂ’で切断分割された時、またはａ−ａ’とｂ−ｂ’の両方で切断分割された時を考慮して図のように４つ設けられている。複数に切断分割された光起電力素子はそれぞれＩＤを有するが、それらはすべて同じＩＤである。
【００１１】
また、図１に示した例では、４つのＩＤは、タクト内で低コストなＩＤ印字を行う為に、２台のインクジェットプリンターで印字されている。量産装置においてワークの搬送方向である図１のｂ−ｂ’の方向に位置するＩＤは同一のインクジェットプリンターで印字されている。また、ワークをコンベアで搬送しながら２台のインクジェットプリンターでＩＤを印字する為、互いに図１のｂ−ｂ’方向に平行な位置に印字している。更にワークの投入の向きに関らず、バーコードリーダーが判読できるように、４つのＩＤは上下左右対称な位置に印字されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示したようなＩＤ付き被加工物（光起電力素子）では次のような問題が生じていた。
【００１３】
光起電力素子の特性不良の原因の一つとして短絡が挙げられ、一般に短絡部分には傷が付いていることが多い。また、短絡が発生していない光起電力素子にも小さな傷が付いている場合があり、信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１４】
傷の発生原因は量産装置内での何らかの干渉によるものと予想され、光起電力素子の傷の位置から、量産装置内の或る特定個所で発生していると予想できる。つまり、光起電力素子の特性不良の原因の一つである短絡は、量産装置内での加工位置や加工時の被加工物の向きが大きく関与している。
【００１５】
しかしながら、光起電力素子が対称形状を有している場合、後から量産装置内で光起電力素子がどのような向きで処理されたかが判らない。また前記ＩＤには製造ロットや製造日等の情報が盛込まれているが、このような量産装置内での加工位置や向きの情報が付加されておらず、その為、量産装置内の傷を付けている工程や原因を特定するのに、位置を絞ることができず、多大な時間を要するという問題がある。これにより迅速な量産装置のメンテナンスへのフィードバックが行えず、その結果、歩留りの低下及び生産停止によるコストアップを招くこととなる。
【００１６】
このような問題は、被加工物を切断分割すると更に深刻である。例えば図１の光起電力素子をａ−ａ’またはｂ−ｂ’で切断分割した場合、切断分割後のそれぞれの形状は同じである。またａ−ａ’且つｂ−ｂ’で４等分に切断分割した場合も切断分割後のそれぞれは２種類の形状に分類できるがそれぞれ２つずつ存在する。この為、例えば上記のような量産装置内で傷を付けていた場合に、その部分に相当する光起電力素子を切断分割後に選別して廃却する必要が出てきた場合に、容易に選別できないという問題も発生する。この結果、選別対象を全て廃却せざるをえず、歩留りを大幅に悪化させコストアップを招くこととなる。
【００１７】
この問題を解決するにはＩＤに製造ロットや製造条件以外に加工時の位置情報や向きを付加することや、従来のＩＤの他に加工時の位置情報だけのＩＤを追加することが考えられる。
【００１８】
しかしながらＩＤは既に製造ロットや製造装置、シリアル番号の情報を有しており、加工時の位置情報や向きを付加する為には、例えばバーコードの場合桁数を増やさなければならないが、通常のバーコードの桁数はわずかしかなく、また、桁数を多くすると、ＩＤが複雑になり、それに伴い読み取りエラーの問題も深刻になるため、新たに桁数を増やす為には高価なスペックの高性能なバーコード印字システムに変更する必要がある。また加工時の位置情報や向きの情報を有するＩＤを別途設ける場合も同様に新規にバーコード印字システムが必要であり、更にバーコードリーダーに関しても別途新規に準備する必要がある。またＩＤの桁数増加に応じたＩＤ管理システムのソフト変更及び、特性検査工程の測定プログラム変更も必要であり、いずれの場合も管理システムが大幅に複雑化し、コストアップは避けられない。
【００１９】
また、生産が安定しトラブルが発生していない時は、被加工物の加工時の位置や向きの情報は特に必要のない情報であり、将来、製造条件が安定した時には無用となる情報をＩＤにあらかじめ付与することは、システムが複雑化し高コストとなる。
【００２０】
本発明は、上記問題を解決し、迅速なトラブル対策が行え、また被加工物を切断分割した後でも正確な選別が行えるような加工物の製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するものであり、以下の構成を有するものである。
【００２２】
即ち、本発明は、加工装置内で被加工物に加工を施した後、
対称形状となるように切断して複数の切断された加工物を得る加工物の製造方法において、
前記被加工物に複数のＩＤを付与する工程と、
前記ＩＤが付与された前記被加工物に加工を施す工程と、
前記加工が施された被加工物を切断して複数の加工物を得る工程とをこの順に有し、
前記ＩＤを付与する工程は、
目視で差異が確認でき、且つ機械読取上同一の製造管理情報又は性能検査結果情報を有する複数のＩＤを、
切断後の前記加工物それぞれが少なくとも一つ該ＩＤを有するように切断される前の被加工物に付与する工程であって、
前記加工物が有する前記ＩＤの目視での差異が前記切断された加工物の前記切断される前の被加工物における位置または前記被加工物の前記加工装置内での位置もしくは向きを示すように付与する工程である加工物の製造方法である。
【００２３】
本発明は、更なる好ましい特徴として、「前記複数のＩＤは、少なくとも色、形状、大きさのいずれかの違いによって目視で差異が確認できること」、「前記ＩＤはバーコードであること」、「前記ＩＤはインクで印字されていること」、「前記被加工物は半導体素子であること」、「前記半導体素子は光起電力素子であること」、「前記被加工物は対称形状であること」を含む。
【００２５】
本発明の加工物の製造方法は、更なる好ましい特徴として、「方向転換を伴う搬送工程を有すること」、「前記被加工物は半導体素子であり、前記ＩＤは成膜工程後に形成されること」、「前記被加工物は光起電力素子であり、前記ＩＤは半導体層形成工程後に形成されること」、「前記ＩＤの読取工程を有し、前記ＩＤの読取エラーを検出したときは、隣接するＩＤを読み取ることで読取エラーのリカバリーを行うこと」を含む。
【００２６】
本発明によれば、被加工物に設けられる複数のＩＤは機械読取上は同一情報を有する為、単にＩＤの印字手段のみの変更で済み、新たにＩＤ自体に情報を付与する必要がない、この為、新たな設備投資は不要である。その一方で前記複数のＩＤは目視で差異が確認できる為、トラブル発生時、現場の人間が容易に、複数のＩＤの位置関係から被加工物の量産装置内での位置や向きの判別が可能となる。
【００２７】
これによってトラブル発生時の原因究明において、装置内の被加工物の位置や向きが判り、それに応じてトラブルが発生しそうな装置内の場所を絞れる為、迅速な装置メンテ対応が可能となる。更に切断分割後も量産装置内での位置による選別が可能となる。これによって光起電力素子の歩留りを向上することが出来、コストダウンを行える。
【００２８】
また、ＩＤ、例えばバーコードの色や、また印字の大きさを変えることは、既存のバーコードのインクジェットプリンターを用いて、その印字サイズの設定やインクの色の変更だけで行えることから、バーコード印字システムやバーコードリーダー等の新規設備投資も必要ない為、上記作用が低コストで提供できる。
【００２９】
また、本来、複数のＩＤを設ける理由は分割した時の製造条件管理の確認と被加工物の量産装置への投入向きに左右されずにＩＤ読取を行うことが目的である。しかしながらＩＤ読取は周囲の環境に影響されることが多く、その時の環境により読取エラーを発生する事がある。本発明はこのような場合、隣接する別の目視で差異が確認できるＩＤを読むことで、例えば大きさが違うことによる読取角度の変化により読取りが可能となり、ＩＤ読取エラーによる装置停止を根絶することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明における実施態様例を以下に述べる。
【００３１】
本発明は、加工装置内で被加工物に加工を施した後、対称形状となるように切断して複数の切断された加工物を得る加工物の製造方法において、前記被加工物に複数のＩＤを付与する工程と、前記ＩＤが付与された前記被加工物に加工を施す工程と、前記加工が施された被加工物を切断して複数の加工物を得る工程とをこの順に有し、前記ＩＤを付与する工程は、目視で差異が確認でき、且つ機械読取上同一の製造管理情報又は性能検査結果情報を有する複数のＩＤを、切断後の前記加工物それぞれが少なくとも一つ該ＩＤを有するように切断される前の被加工物に付与する工程であって、前記加工物が有する前記ＩＤの目視での差異が前記切断された加工物の前記切断される前の被加工物における位置または前記被加工物の前記加工装置内での位置もしくは向きを示すように付与する工程である加工物の製造方法を提供するものであり、各要素について、以下に詳述する。
【００３２】
（被加工物）
本発明における被加工物は材料や加工方法によって特に限定されるものではなく、成形工程で製造されるプラスチック製品や調理工程で製造される食品、または半導体成膜及び実装工程で製造される半導体素子、プレス加工工程で成形される金属部品、焼成及び実装工程等で製造されるセラミック部品等の生産工程管理されて製造される被加工物が含まれる。また被加工物は製品そのものでもよく、また製品の一部品であってもよい。例えば複写機の感光体ユニット、太陽電池モジュールの光起電力素子が挙げられる。
【００３３】
なかでも光起電力素子のような半導体素子は工程数が多く、製造条件も複雑な為、量産装置内の処理位置の管理を行う必要がある為、本発明の効果がより顕著に得られる。
【００３４】
（ＩＤ）
本発明におけるＩＤは機械読取りが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば記号や文字及びバーコード等が含まれる。また機械での読取り方法に関しても特に限定はなく、画像処理ソフトや、レーザー光を照射し、その反射光を読むバーコードリーダー等があるが、コンピューターを使用した管理システムを安価に実現できるバーコードがより好ましい。
【００３５】
ＩＤの形成方法は特に限定されるものではなく、例えばダイヤモンドカッターで印字する方法や、レーザー光を集光照射して書き込むレーザー印字方法や、イオンビームによる印字方法、ラベルに予めＩＤを形成し、それを被加工物に貼り付ける方法、またはインクジェット印字方法などが含まれるが、インクジェットによる直接被加工物への印字方法は安価なためコストメリットが大きい。
【００３６】
またＩＤが有する情報は、例えば製造ロット情報、製造日情報、製品番号、部品番号等の製造管理情報や被加工物の性能検査結果情報等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではなく、量産に際して必要な必要最低限の情報である事は設備投資上有利である。
【００３７】
各個のＩＤの印字位置は特に限定されるものではないが、量産装置への投入方向に左右されず読める位置が望ましく、更に好ましくは加工ラインの搬送方向と平行な位置に配置した場合は、１台のインクジェットプリンターで複数のＩＤを印字できるのでコストメリットが高く好適である。
【００３８】
（対称形状）
本発明における被加工物は切断されて対称形状をなす複数の加工物となる。対称形状とは円、長方形、正方形はもちろん、線対称や点対称や面対称である形状が含まれる。大サイズの光起電力素子から小サイズの光起電力素子を得る場合、大サイズの光起電力素子は対称形状であれば、そこから切断分割して得られる小サイズの光起電力素子は同形状の物が複数得ることができるので、生産性が高く好適である。
【００３９】
（目視で差異が確認できるＩＤ）
本発明における目視で差異が確認できるＩＤとは、例えば、色の違い、形状の違い、大きさの違い等によって目視で差異が確認できるものが挙げられるが、色の違い、大きさの違い等は、目視で差異が容易に確認できるため好ましい。
【００４０】
また、目視で差異が確認できるＩＤ間の被加工物内の配置は、投入する各加工装置の位置関係に対応しているのが好ましいが、一定の法則関係があればよく、特定の配置には限定されない。
【００４１】
（光起電力素子）
本発明における光起電力素子は特に限定はないが、低コストな切断分割が容易に行える薄膜半導体からなるものが好ましい。図２は本発明における光起電力素子の一実施態様例を示しており、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のｃ−ｃ’断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のｄ−ｄ’断面図、図２（ｄ）は下面図である。図２において、２０１は基板、２０２は裏面反射層、２０３は半導体層、２０４は透明電極層、２０５は集電電極、２０６は正極リード端子、２０７は絶縁両面テープ、２０８は負極リード端子、２０９はＩＤである。尚、ＩＤ２０９に関しては上記でその実施態様例を述べた通りである。
【００４２】
基板２０１としては、金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半導体バルクなどが用いられる。その表面には微細な凹凸を有しても良い。透明基板を用いて基板側から光が入射する構成としてもよい。
【００４３】
ただし半導体層２０３にアモルファスシリコン等の可撓性を持つ物を用いた場合、その可撓性を最大限に生かすためにも基板２０１も可撓性の物を使用することが望ましい。すなわち金属や樹脂を使用することが望ましい。金属や樹脂等は長尺形状とすることによって連続成膜にも対応させることができる。樹脂基板の材料としてはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリスルホン酸、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテル、ケトンなどがある。
【００４４】
また基板２０１を導電性基板とすることにより光起電力素子の裏面側電極の役割も果たすことができるためより好ましい。導電性基板の材料としては、シリコン、タンタル、モリブデン、タングステン、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシート、鉛メッキ鋼板、導電層が形成してある樹脂フィルムやセラミックスなどがある。
【００４５】
上記基板２０１上には裏面反射層２０２として、金属層、あるいは金属酸化物層、あるいは金属層と金属酸化物層を形成しても良い。これらの役割は基板にまで到達した光を反射して半導体層２０３で再利用させる反射層となる。これらの表面に凹凸を設けることにより反射光の半導体層２０２内での光路長を延ばし、短絡電流を増大させる働きがある。金属層には、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕなどが用いられ、金属酸化物層には、例えば、ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂などが用いられる。上記金属層及び金属酸化物層の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、めっき法、印刷法などがある。
【００４６】
半導体層２０３としては、特に限定されるものではなく、例えば材料としては、ｐｎ接合型多結晶シリコン、ｐｉｎ接合型アモルファスシリコン、あるいはＣｕＩｎＳｅ₂，ＣｕＩｎＳ₂，ＧａＡｓ，ＣｄＳ／Ｃｕ₂Ｓ，ＣｄＳ／ＣｄＴｅ，ＣｄＳ／ＩｎＰ，ＣｄＴｅ／Ｃｕ₂Ｔｅをはじめとする化合物半導体などが挙げられる。半導体層の形成方法については例えば多結晶シリコンの場合は溶融シリコンのシート化か非晶質シリコンの熱処理、アモルファスシリコンの場合はシランガスなどを原料とするマイクロ波プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、化合物半導体の場合はイオンプレーティング、イオンビームデポジション、真空蒸着法、スパッタ法、電析法などがある。
【００４７】
透明電極層２０４は光起電力素子受光面側の電極の役目を果たしている。同時に入射光および反射光の乱反射を増大し、半導体層２０２内での光路長を延ばす役割を果たすこともできる。また、集電電極２０５の金属の元素が半導体層２０３へ拡散あるいはマイグレーションをおこし、光起電力素子がシャントすることを防止する役割を果たすこともできる。さらに、適度な抵抗を持つことにより、半導体層２０３のピンホール等の欠陥によるショートを防止する役割を果たすこともできる。シャント抵抗が１０^-5（Ωｃｍ）以上、１０^-2（Ωｃｍ）以下であることが望ましい。さらにその表面に凹凸を有していることが好ましい。用いる材料としては、例えば、Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂（ＩＴＯ），ＺｎＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などがある。形成方法としては抵抗加熱蒸着、スパッタ法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物拡散法などがある。
【００４８】
透明電極層２０４の上には電流を効率よく集電するために、集電電極２０５を設けることが好ましい。集電電極２０５の具体的な材料としては、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ、あるいは銀ペーストをはじめとする導電性ペーストなどが挙げられる。集電電極２０５の形成方法としては、マスクパターンを用いたスパッタリング、抵抗加熱、ＣＶＤ法や、全面に金属膜を蒸着した後で不必要な部分をエッチングで取り除きパターニングする方法、光ＣＶＤにより直接グリッド電極パターンを形成する方法、グリッド電極パターンのネガパターンのマスクを形成した後にメッキする方法、導電性ペーストを印刷する方法などがある。導電性ペーストは、通常微粉末状の銀、金、銅、ニッケル、カーボンなどをバインダーポリマーに分散させたものが用いられる。バインダーポリマーとしては、例えば、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノールなどの樹脂が挙げられる。
【００４９】
集電電極２０５で集めた電気を集約し光起電力素子の外部に電気を取り出すために正極リード端子２０６および負極リード端子２０８を取り付ける。負極リード端子２０８の取り付けは、銅タブ等の金属体を基板２０１へスポット溶接や半田等のろう材で接合する方法が好適であり、正極リード端子２０６の取り付けは、金属体を集電電極２０５へ導電性ペーストやろう材によって電気的に接続する方法が好適である。なお集電電極２０５に正極リード端子２０６を取り付ける際、正極リード電極２０６が基板２０１や半導体層２０３と接触して短絡するのを防ぐ為に絶縁両面テープ２０７を設けることが望ましい。
【００５０】
また上記光起電力素子に透明塗料などを塗布し、外傷等から光起電力素子を守る為の保護層（不図示）を設けてもよい。
【００５１】
また必要に応じてさらに光起電力素子を切断分割し更に小さな光起電力素子とすることも可能である。この場合、光起電力素子を何分割してもよく、切断分割する部分の透明電極層２０４が導電性基板２０１と短絡しないように、予め切断分割する部分の透明電極層を除去しておく、また集電電極２０５と導電性基板２０１が短絡しないように、予め切断分割する部分の集電電極２０５と透明電極層２０４との間に絶縁材（不図示）を設けておくなどの処置をしておくのが好ましい。この場合、絶縁材としては特に限定はされないが、ＰＥＴテープ等が比較的安価であるので好ましい。
【００５２】
（切断分割加工）
本発明における切断分割加工は、被加工物を工程の途中で切断分割するものであればその加工方法等は特に限定されない。例えば２分割、３分割等、何分割でも良く、また等分割でも不等分割でもかまわない。また切断方法においても特に限定はなく、シャーリング機、プレス機、電動のこぎり、ウォータージェット機、レーザーカット機等、特に限定はされないが、好ましくは安価なプレス機を使用することで、低コストな光起電力素子が提供できる。
【００５４】
【実施例】
以下に本発明における実施例を示す。しかしながら本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
本実施例はアモルファス半導体膜を有する光起電力素子であり、量産装置から出た後、２分割に切断分割されるタイプである。形状は上下左右に対称であり、ＩＤは４つ設けている。ＩＤの目視による大きさの差異から量産装置内での向き、及び切断分割した後からも量産装置内での位置が確認できる。
【００５６】
図３は本実施例の光起電力素子を示しており、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のｅ−ｅ’断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）中のｆ−ｆ’断面図、図３（ｄ）は下面図である。図３において、３０１は半導体基板、３０２は集電電極、３０３は正極リード端子、３０４は絶縁両面テープ、３０５は負極リード端子、３０６は分割用絶縁テープ、３０７、３０８、３０９、３１０はＩＤである。
【００５７】
以下にこれらの各構成要素の役割や製造方法について図を用いて詳細に説明する。
【００５８】
図４は本実施例のロール状の半導体基板を示しており、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は断面図である。半導体基板４０１は合紙４０２を挟んでロール状に巻いた状態であり、可撓性基板４０３上に裏面反射層４０４、半導体層４０５、透明電極層４０６が形成されている。具体的には可撓性基板４０３はステンレス等の導電性材料であり裏面側の電極層の役割を果たしている。裏面反射層４０４はアルミニウム層と酸化亜鉛層からなり、スパッタ成膜により形成している。半導体層４０５は基板側から順にｎ型、ｉ型、ｐ型アモルファスシリコン半導体膜がトリプル構造でＣＶＤ成膜により形成されている。透明電極層４０６は受光面側の電極の役割を持ち、酸化インジウム層をスパッタ成膜により形成している。
【００５９】
図５は本実施例におけるロールツーロールによる連続成膜を行うための製造装置の概略図である。
【００６０】
この装置により裏面反射層４０４、半導体層４０５、透明電極層４０６の成膜を行うが、ここでは半導体層４０５を形成する例を取り上げその手順を述べる。
【００６１】
（１）ロール状基板５０１を送り出し室５０２に取付け、ロールを引出して巻き取り室５０３に渡しセットする。
（２）各処理室５０４、５０５、５０６を真空ポンプ（不図示）で真空排気し、不活性ガス、水素、シランガス、フォスヒンガス等の原料ガス（不図示）を処方の流量で導入し、各処理室５０４、５０５、５０６を所定の圧力に調整する。
（３）各処理室５０４、５０５、５０６をヒーターユニット５０７と温度センサー（不図示）により装置内壁５０８、仕切り板５０９及び可撓性基板５１０を成膜温度条件に調整する。
（４）各処理室５０４、５０５、５０６の電源ユニット５１１から電力を供給してマイクロ波やＲＦの放電により電界を発生させ、基板５１０の搬送をスタートする。
（５）基板５１０の搬送は一定速度で且つ連続で行い、基板５１０上に各処理室５０４、５０５、５０６で、それぞれ順にｎ型、ｉ型、ｐ型アモルファスシリコン半導体膜をＣＶＤ成膜により形成する。
（６）ロール全長にわたり半導体層を形成し、基板搬送が終了したらロール状基板を巻取り室５０３から取り出す。
【００６２】
尚、ここで装置の操作パネル５１２がある側を装置フロント側５１３、操作パネル５１２がない側を装置リア側５１４と呼ぶ。
【００６３】
上記のようにしてロール状の半導体基板が得られるが、次に上記ロール状の半導体基板から図３に示したような光起電力素子を作成する手順を述べる。
【００６４】
図６は本実施例におけるスラブカット装置６０１の概略図であり、まずロール状の半導体基板６０２をプレス機６０３により、２４０ｍｍピッチでスラブ状にカットする。カットされた半導体基板３０１はロールの幅が３５６ｍｍであるから、２４０ｍｍ×３５６ｍｍの長方形に加工され、搬送コンベア６０５により搬送され、吸着ハンド６０６により収納箱６０７に収められる。
【００６５】
この時に半導体基板３０１の裏面側にＩＤを印字する。図３のＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０を印字する方法を説明する。
【００６６】
ＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０は搬送コンベア６０５の間からインク噴射式のバーコード印字プリンター６０８、６０９が２台設置されており、反射センサーで半導体基板３０１を検知して印字している。
【００６７】
ＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０は半導体基板３０１の裏面側４ヶ所に印字しており、これらのＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０は機械読取上、同一の情報である。ＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０の情報としては、バーコード印字システムの最大使用桁数である１０桁をすべて使用しており、年号に２桁、半導体層の成膜ロット番号として３桁、成膜装置番号１桁、スラブカット後の半導体基板それぞれのシリアル番号に４桁を使用している。また４つのＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０は、スラブカット装置のタクト内で印字を行う為に、２台のバーコード印字プリンター６０７、６０８で印字しており、半導体基板３０１の搬送方向に位置するＩＤ３０７とＩＤ３０８はバーコード印字プリンター６０８により行い、またＩＤ３０９とＩＤ３１０はバーコード印字プリンター６０９で行われる。バーコード印字プリンター６０８，６０９は、それぞれスラブカット装置の操作パネル６１０と通信しており、操作パネル６１０で年号と半導体層の製造ロット番号と成膜装置番号を入力すると、プレス機６０３で半導体基板６０２をカットする順番にシリアル番号を増加させながらバーコード印字を行う。
【００６８】
この時にそれぞれのバーコード印字プリンター６０８、６０９の印字サイズを変えることでＩＤ３０７、３０８とＩＤ３０９、３１０は目視により差異が確認できるようにしている。本実施例では半導体層の量産装置の処理室内において、装置フロント側に大サイズのＩＤ３０７、３０８、装置リア側に小サイズのＩＤ３０９、３１０を印字している。
【００６９】
この工程でＩＤを印字するのは、光起電力素子の場合、処理室内の位置が最も影響するのは成膜工程であるためであり、また、スラブ状に半導体基板をカットした後の半導体基板は長方形の対称形状となる為、その後、方向転換を含む工程を経た場合、成膜工程での装置内での向きや位置がわからなくなる為である。この工程で上記のようなＩＤを印字することで方向転換を生じる工程を経た後でも、半導体層の成膜装置における位置が判別できるようになる。
【００７０】
次に長方形にカットされた半導体基板３０１は実装自動ラインに投入される。実装自動ラインは約１０の工程からなる１０ｓタクトの自動ラインである。スラブ状の半導体基板３０１が入った収納箱６０７を人の手により実装自動ラインにセットすると、自動で収納箱６０７からワーク（半導体基板３０１）を１枚づつ取り出し投入を行う。その後、透明電極層を部分的に除去し、発電領域を分離独立する為のエッチング、半導体基板の半導体層の欠陥部やショート部分のリペアーを行うパッシベーション、切断用分割テープ３０６、絶縁両面テープ３０４、集電電極３０２、正極リード端子３０３、負極リード端子３０５を形成し光起電力素子３００が完成する（図３参照）。
【００７１】
集電電極３０２は半導体基板３０１に発生した電気を効率良く集電する役割を有し、低コストで抵抗ロスの小さな銅ワイヤをカーボンペーストにより接着し形成した。正極リード端子３０３は集電電極３０２から電気を集約し外へ取り出す役割を有し、銀クラッド銅箔を用いている。銀クラッド銅箔を用いる理由は銀を用いることで集電電極３０２と正極リード端子３０３の接触抵抗を小さくする為である。正極リード端子３０３は半導体基板３０１上に設けられた絶縁両面テープ３０４上に接着することで形成されている。負極リード端子３０５は半導体基板３０１の裏面に発生する電気を集めて外部に取り出す役割を有し、銅箔をレーザー溶接により半導体基板３０１上に形成している。
【００７２】
本実施例では光起電力素子３００を更に半分に切断分離するために分割用絶縁テープ３０６が設けられている。切断分割を行う部分は予め半導体基板３０１の透明電極層（不図示）を除去しており、その上に分割用絶縁テープ３０６を貼付けている。これにより分割時の集電電極３０２と半導体基板３０１とのショートを防ぐ役割をしている。尚、分割用絶縁テープ３０６として１３０μｍ厚のＰＥＴテープを用いている。
【００７３】
実装自動化ラインの最終工程は光起電力素子３００の特性を測定する特性検査工程である。この工程では光起電力素子３００に光を照射し発生する出力を測定し光電変換効率を求め合否の判断をしている。
【００７４】
図を用いて特性検査工程を詳細に説明する。図７は本実施例における実装自動ラインの特性検査工程の概略図である。光起電力素子３００は、測定プログラムの測定開始信号により待機ステージ７０２が下降し、搬送コンベア７０３上に移載される。その後、搬送コンベア７０３により測定ステージ７０４まで運ばれる。測定ステージ７０４は光起電力素子３００をセンサーで検知すると測定高さまで上昇し特性の測定を開始する。測定は光照射装置７０５により一定光量を照射した時の光起電力素子３００の出力（ワット）を測定している。
【００７５】
待機ステージ７０２の下には１台のバーコードリーダー７０６が設置してある。バーコードリーダー７０６は光起電力素子３００の裏面のＩＤを読取り、特性測定結果と共にパソコン７０７に保存される。ＩＤは光起電力素子３００の裏面側に設けてあるＩＤ３０７、３０８、３０９、３１０の内、１つのＩＤを読取っている。尚、ＩＤは光起電力素子３００の向きに関らず、バーコードリーダーが判読できるように、４つのＩＤ３０７、３０８とＩＤ３０９、３１０は半導体基板３０１の端部から同じ距離に平行に印字している。
【００７６】
量産装置からでてきた光起電力素子３００は、最後に切断分割機により切断分割される。切断分割機は単独で存在し、手動により操作される。光起電力素子３００を手で位置決めした後、プレスボタンを押すことで図３中のｆ−ｆ’部分で、シャー刃のプレス方式による切断を行っている。この場合、切断分割後の光起電力素子は共に同じ形状となるが、裏面のＩＤを見ることで半導体層の成膜装置内での装置フロント側、装置リア側の位置の判別ができる。本実施例の場合、成膜工程においては、方向転換がなされないため、半導体層の成膜装置内での位置が判れば、その他の成膜装置においても、その構造からおのずと位置を導き出すことが出来る。
【００７７】
本実施例の光起電力素子は対称形状であるが、大きさの違うＩＤの配置関係から、量産装置内での向きが確認でき、更に切断分割した後には、同形状の光起電力素子が作成されるが、同様にＩＤの大きさの違いで量産装置内での位置が確認できる。これによる具体的な効果の一例を以下に説明する。
【００７８】
半導体層には膜質のムラが存在する。膜質のムラは成膜条件のムラの影響であり、成膜条件のムラは装置の構造やメンテナンス状態等に起因する。例えばＣＶＤ成膜により基板上に半導体層を堆積する場合、シランガス等の半導体膜の材料となる混合気体中でプラズマを発生させ、その混合気体を分解し成膜を行うが、大面積の基板に成膜する場合プラズマの放電状態にはムラが発生する。プラズマの放電のムラは様々な原因で発生するが例えば基板の小さな反りや放電を立てる複数の電源出力バランス、また混合気体が分解する時に発生する副産物の沈殿状態等、様々な影響に起因する。
【００７９】
このような成膜条件のムラはロールツーロール成膜の場合、搬送方向は連続的に一定速度で基板を搬送して成膜するため特性分布は小さいが、ロールの幅方向には成膜条件のムラが影響するという特徴がある。ロールの搬送方向においても成膜状態の経時変化によりムラは発生するが、ロール幅方向と比較するとその特性分布はなだらかである。
【００８０】
経験的にロール幅方向の特性分布は、そのロール１本中はその分布の関係は一定であり、例えば成膜装置の装置フロント側の特性が高く、装置リア側の特性は低いといったことが起こる。この為、図３の光起電力素子の場合ではロールの幅方向がｅ−ｅ’方向である為、ｆ−ｆ’方向で切断分割した場合、特性の高い光起電力素子と特性の低い光起電力素子に分けられる。
【００８１】
上述の通り光起電力素子の特性検査は全数、切断分割前に行い合否判定をしており、切断分割後には全数の特性検査を行っていない。
【００８２】
しかしながら、切断分割前の光起電力素子の特性検査では合格したものが、切断分割後の光起電力素子を抜き取りで特性検査でした所、規格値割れするものが発生した。原因を調査すると半導体層の成膜工程において、プラズマの放電を立てる電源の故障から成膜条件の大きなムラが発生し、光起電力素子内の特性分布が無視できない程大きくなったことが判った。その結果、光起電力素子における半導体層の成膜装置の装置フロント側は通常の膜厚であるのに対して、装置リア側は通常の成膜が出来ていないことが判明した。
【００８３】
この為、切断分割後の光起電力素子を半導体層の成膜装置の装置フロント側と装置リア側に選別し、装置リア側を廃却する必要が出て来た。従来の場合は、それらの判別が出来ない為、全て廃却せざるを得なかったが、本実施例によれば切断分割後も形状が同じであるが、ＩＤのバーコードのサイズで、半導体層の成膜装置の装置フロント側と装置リア側の判別が行える。つまりＩＤのバーコードが大きい光起電力素子が半導体層の成膜装置の装置フロント側であり、ＩＤのバーコードが小さい光起電力素子が半導体層の成膜装置の装置リア側である。これにより特性の低い光起電力素子の選別が行え、不良だけを廃却することが出来た。
【００８４】
（参考実施例１）
本実施例はアモルファス半導体膜を有する光起電力素子であり、量産装置から出た後、切断分割を行わないタイプである。形状は上下左右に対称であるが、ＩＤは４つ設けており目視による大きさの差異から量産装置内での向きが判断できる。
【００８５】
図８は本実施例の光起電力素子を示しており、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）中のｇ−ｇ’断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）中のｈ−ｈ’断面図、図８（ｄ）は下面図である。図８において、８０１は半導体基板、８０２は集電電極、８０３は正極リード端子、８０４は絶縁両面テープ、８０５は負極リード端子、８０６、８０７、８０８、８０９はＩＤである。
【００８６】
ＩＤ８０６、８０７、８０８、８０９は半導体基板８０１の裏面側４ヶ所に印字しており、これらのＩＤ８０６、８０７、８０８、８０９は機械読取上、同一の情報である。またそれぞれのＩＤ８０６、８０７、８０８、８０９は印字サイズを変えることでＩＤ８０６、８０７とＩＤ８０８、８０９は目視により差異が確認できるようにしている。本実施例では実施例１と同様に半導体層の量産装置の処理室内において、装置フロント側に大サイズのＩＤ８０６、８０７を装置リア側に小サイズのＩＤ８０８、８０９を印字している。
【００８７】
本実施例の光起電力素子は切断分割を行わない以外は実施例１と同じであり、構成及び製造方法の説明は省略する。切断分割を行わない為、切断用分割テープの貼り付けも当然行わない。
【００８８】
本実施例の光起電力素子は対称形状であるが、ＩＤの大きさの違いで、量産装置内での向きが確認できる。これによる具体的な効果の一例を以下に説明する。
【００８９】
ある時、光起電力素子の特性検査工程で特性不良が多発するトラブルが発生した。特性不良となった光起電力素子を分析すると、表面に細い線状の傷が付いていることが判明した。傷は光起電力素子のロール搬送方向（図８中のｈ−ｈ’）と平行方向で、光起電力素子端部から１０ｍｍ程度の位置で発生しており、量産装置内の何処かで傷付けられていると考えられた。
【００９０】
こうした場合、すぐに量産装置の傷付け位置を特定し、装置のメンテナンスを行わなければ、生産ラインが停止し、稼働率が下がりコストアップとなる。しかしながら量産装置は非常に多工程にわたり、その傷付けの発生位置を特定するのは多大な時間を費やしてしまう。
【００９１】
上記問題に対して、本実施例によれば半導体層の成膜装置内での光起電力素子の向きが判る為、上記傷が半導体層の成膜装置内の装置フロント側で発生していることが容易に知ることが出来た。つまり傷はＩＤのバーコードの大きい方に偏っており、ＩＤのバーコードが大きい側が半導体層の成膜装置の装置フロント側である為、半導体層の成膜装置であれば操作パネル側のロール端部から１０ｍｍの所を調べれば良く、またその他の成膜装置においても、半導体層の成膜装置での位置が判れば、その構造からおのずと位置が導き出すことが出来る為、同様にして成膜装置内の調査する部分を絞り込むことが出来、非常に効率よいトラブル対応が行える。
【００９２】
これにより各成膜装置内の傷付け発生位置を絞って調査することが出来、早急な原因究明が行え、生産を停止することなくコストアップを防ぐことができた。
【００９３】
（参考実施例２）
本実施例は結晶半導体膜を有する光起電力素子であり、量産装置から出た後、切断分割を行わないタイプである。形状は左右に対称であるが、ＩＤは２つ設けており目視による色の差異から量産装置内での向きが判断できる。
【００９４】
図９は本実施例の光起電力素子を示しており、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）中のｉ−ｉ’断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）中のｊ−ｊ’断面図、図９（ｄ）は下面図である。
【００９５】
９０１は結晶シリコン半導体で、下面がボロン、上面がリンイオンにて、それぞれドーピングが施してある。結晶シリコン半導体９０１の下部には裏面反射層（不図示）としてアルミニウムペースト及び該アルミニウムペーストのさらに下部には銀ペーストが裏面電極（不図示）として塗布されてあり、銀ペーストのさらに下部には半田層（不図示）が積層してある。
【００９６】
結晶シリコン半導体膜９０１の上面には、反射防止および集電の目的のために透明な電極層（不図示）が、さらにその上部には焼結系の銀ペーストが、さらにその上面には半田層が積層されている。図９においては銀ペーストと半田層とを総称して集電電極９０２としてある。集電電極９０２の上に銅箔を半田接合して端子部材９０３となしている。
【００９７】
ＩＤ９０４、９０５は結晶シリコン半導体９０１の裏面側２ヶ所にインクジェット方式によりバーコードを印字している。印字位置は量産装置の半導体成膜室内において、搬送方向下流側に赤色のＩＤ９０４、搬送方向上流側に黒色のＩＤ９０５を印字している。ＩＤは機械読取上、同一の製造管理番号であり、読取はこのうちの１つのＩＤ９０４を読取っている。
【００９８】
本実施例によれば、ＩＤの色の違いで光起電力素子の量産装置内での向きが確認でき、これにより参考実施例１と同様な効果が得られる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下のような効果を奏する。
（１）被加工物に設けられる複数のＩＤは目視で差異が確認できる為、トラブル発生時、現場の人間が容易に、複数のＩＤの位置関係から被加工物の量産装置内での位置や向きの判別が可能となり、量産装置内のトラブル発生位置を絞ることが可能となり迅速な対応が行える。これにより装置メンテナンスへのフィードバックが早くなりトラブルによる歩留り低下を防ぎコストダウンが行える。
（２）被加工物に設けられる複数のＩＤは機械読取上は同一情報を有する為、従来からの管理システムを変える必要はなく、低コストで製造時のトラブルへの迅速な対応が可能である。
（３）ＩＤ読取エラーが発生した場合にも、隣接する別のＩＤを読むことで対応出来るため、ＩＤ読取エラーによる装置停止を根絶することができる。
（４）切断分割加工後の加工物それぞれが少なくとも１つＩＤを有するように切断される前の被加工物に複数のＩＤを設けることにより、切断分割後も量産装置内で処理された位置による選別が可能となり、トラブル発生時の不良品の選別が精度良く行え、無駄な廃却をすることなくコストダウンが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光起電力素子の上面図、断面図及び下面図である。
【図２】本発明のＩＤ付き被加工物の一実施形態例に係る光起電力素子の上面図、断面図及び下面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る光起電力素子の上面図、断面図及び下面図である。
【図４】本発明の実施例１に係るロール状の半導体基板の斜視図とその断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係るロールツーロールによる連続成膜の製造装置の概略図である。
【図６】本発明の実施例１に係るスラブカット装置の概略図である。
【図７】本発明の実施例１に係る実装自動ラインの特性検査工程の説明図である。
【図８】本発明の参考実施例１に係る光起電力素子の上面図、断面図及び下面図である。
【図９】本発明の参考実施例２に係る光起電力素子の上面図、断面図及び下面図である。
【符号の説明】
１０１半導体基板
１０２集電電極
１０３正極リード端子
１０４絶縁両面テープ
１０５負極リード端子
１０６ＩＤ
２０１基板
２０２裏面反射層
２０３半導体層
２０４透明電極層
２０５集電電極
２０６正極リード端子
２０７絶縁両面テープ
２０８負極リード端子
２０９ＩＤ
３００光起電力素子
３０１半導体基板
３０２集電電極
３０３正極リード端子
３０４絶縁両面テープ
３０５負極リード端子
３０６分割用絶縁テープ
３０７、３０８、３０９、３１０ＩＤ
４０１半導体基板
４０２合紙
４０３可撓性基板
４０４裏面反射層
４０５半導体層
４０６透明導電膜
５０１ロール状基板
５０２送り出し室
５０３巻き取り室
５０４、５０５、５０６処理室
５０７ヒーターユニット
５０８装置内壁
５０９仕切り板
５１０可撓性基板
５１１電源ユニット
５１２操作パネル
５１３装置フロント側
５１４装置リア側
６０１スラブカット装置
６０２ロール状の半導体基板
６０３プレス機
６０５搬送コンベア
６０６吸着ハンド
６０７収納箱
６０８、６０９バーコード印字プリンター
６１０操作パネル
７０２待機ステージ
７０３搬送コンベア
７０４測定ステージ
７０５光照射装置
７０６バーコードリーダー
７０７パソコン
８０１半導体基板
８０２集電電極
８０３正極リード端子
８０４絶縁両面テープ
８０５負極リード端子
８０６、８０７、８０８、８０９ＩＤ
９０１結晶シリコン半導体
９０２集電電極
９０３端子部材
９０４、９０５ＩＤ

Claims

加工装置内で被加工物に加工を施した後、
対称形状となるように切断して複数の切断された加工物を得る加工物の製造方法において、
前記被加工物に複数のＩＤを付与する工程と、
前記ＩＤが付与された前記被加工物に加工を施す工程と、
前記加工が施された被加工物を切断して複数の加工物を得る工程とをこの順に有し、
前記ＩＤを付与する工程は、
目視で差異が確認でき、且つ機械読取上同一の製造管理情報又は性能検査結果情報を有する複数のＩＤを、
切断後の前記加工物それぞれが少なくとも一つ該ＩＤを有するように切断される前の前記被加工物に付与する工程であって、
前記加工物が有する前記ＩＤの目視での差異が前記切断された加工物の前記切断される前の被加工物における位置または前記被加工物の前記加工装置内での位置もしくは向きを示すように付与する工程である加工物の製造方法。