JP2014188630A - Groove processing tool and groove processing apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溝加工ツール、及びこれを用いた溝加工装置に関するものである。 The present invention relates to a grooving tool and a grooving apparatus using the same.
薄膜太陽電池は、例えば次のような方法で製造される。まず、ガラス等の基板上にMo膜からなる下部電極膜が形成され、その後、下部電極膜に溝が形成されることによって短冊状に分割される。次に、下部電極膜上にCIGS膜等のカルコパイライト構造化合物半導体膜を含む化合物半導体膜が形成される。そして、これらの半導体膜の一部が溝加工によりストライプ状に除去されて短冊状に分割され、これらを覆うように上部電極膜が形成される。最後に、上部電極膜の一部が溝加工によってストライプ状に剥離されて短冊状に分割される。 A thin film solar cell is manufactured by the following method, for example. First, a lower electrode film made of a Mo film is formed on a substrate such as glass, and then a groove is formed in the lower electrode film so that the film is divided into strips. Next, a compound semiconductor film including a chalcopyrite structure compound semiconductor film such as a CIGS film is formed on the lower electrode film. Then, a part of these semiconductor films is removed in stripes by groove processing and divided into strips, and an upper electrode film is formed so as to cover them. Finally, a part of the upper electrode film is peeled off into stripes by groove processing and divided into strips.
以上のような工程における溝加工技術の1つとして、ダイヤモンド等のメカニカルツールによって薄膜の一部を除去するメカニカルスクライブ法が用いられている。このメカニカルスクライブ法において、安定した幅の溝加工を行うことができるように、特許文献1に示される方法が提案されている。この特許文献1に示された方法では、加工負荷を調整する加工負荷調整機構を備えた溝加工ツール及び剥離ツールが用いられている。
As one of the groove processing techniques in the process as described above, a mechanical scribing method is used in which a part of a thin film is removed with a mechanical tool such as diamond. In this mechanical scribing method, a method disclosed in
溝加工ツールは使用するにつれて刃が磨耗し、この磨耗によって加工品質が低下してしまう。この加工品質の低下を防止するためには、所定期間使用した溝加工ツールを新品のものと取り替える必要がある。しかしながら、低コスト化の観点からは、この溝加工ツールのコストを低減したいという要望がある。 As the grooving tool is used, the blade is worn, and this wear deteriorates the machining quality. In order to prevent the degradation of the machining quality, it is necessary to replace the grooving tool used for a predetermined period with a new tool. However, from the viewpoint of cost reduction, there is a desire to reduce the cost of this grooving tool.
本発明の課題は、溝加工ツールのコストの低減を図ることにある。 An object of the present invention is to reduce the cost of a grooving tool.
(1)本発明の第1側面に係る溝加工ツールは、ホルダに保持され、ホルダとともに移動して移動方向に延びる溝を基板の主面に形成するための溝加工ツールである。この溝加工ツールは、保持部及び加工部を備える。保持部は、ホルダに保持される部分である。加工部は、保持部の先端に形成され、溝加工用の刃を有する。加工部は、保持部に対して取り外し可能に設けられている。 (1) The grooving tool according to the first aspect of the present invention is a grooving tool for forming on the main surface of the substrate a groove that is held by a holder and moves with the holder and extends in the moving direction. This groove processing tool includes a holding portion and a processing portion. The holding part is a part held by the holder. The processing part is formed at the tip of the holding part and has a blade for grooving. The processing part is detachably provided with respect to the holding part .
この構成によれば、加工部が前記保持部に対して取り外し可能に設けられているため、刃が磨耗しても、加工部を交換するのみで済み、溝加工ツールのコストを低減することができる。 According to this configuration, since the processing portion is detachably provided with respect to the holding portion, even if the blade is worn, it is only necessary to replace the processing portion, and the cost of the grooving tool can be reduced. it can.
(2)好ましくは、刃は、先端が移動方向を向くように保持部に対して傾斜している。この構成によれば、溝加工ツールによって溝加工を行う際、刃のすくい角が正となるため、溝加工によって発生する切屑が溝から排出されやすい。 (2) Preferably, the blade is inclined with respect to the holding portion so that the tip thereof faces the moving direction. According to this configuration, when performing grooving with the grooving tool, the rake angle of the blade becomes positive, and thus chips generated by the grooving are easily discharged from the groove.
(3)好ましくは、当該溝加工ツールが溝を形成する際の姿勢において、刃の移動方向側の面であるすくい面と主面の法線とがなすすくい角は正である。この構成によれば、溝加工によって発生する切屑が溝から排出されやすい。 (3) Preferably, in the posture when the grooving tool forms a groove, the rake angle formed by the rake surface which is the surface on the moving direction side of the blade and the normal line of the main surface is positive. According to this configuration, chips generated by the groove processing are easily discharged from the groove.
(4)本発明の第2側面に係る溝加工装置は、上述したいずれかの溝加工ツールと、基板を載置するテーブルと、溝加工ツールを保持するホルダと、ホルダをテーブルに対して相対的に移動させるための移動支持機構と、を備える。 (4) A grooving apparatus according to the second aspect of the present invention includes any of the grooving tools described above, a table for placing a substrate, a holder for holding the grooving tool, and the holder relative to the table. And a movement support mechanism for moving the robot.
本発明によれば、溝加工ツールの寿命を長くすることができる。 According to the present invention, the life of the grooving tool can be extended.
以下、本発明に係る溝加工ツール及びこれを用いた溝加工装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、溝加工ツールが装着された溝加工装置の斜視図を示す。なお、以下の説明において、「移動方向」とは、溝を形成する際に溝加工ツールが移動する方向を示す。 Hereinafter, embodiments of a grooving tool and a grooving apparatus using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a grooving apparatus on which a grooving tool is mounted. In the following description, the “movement direction” indicates a direction in which the groove processing tool moves when forming a groove.
[溝加工装置の全体構成]
図1に示すように、溝加工装置1は、基板(例えば太陽電池基板)Wが載置されるテーブル12と、スクライブヘッド3に設けられたホルダ組立体4と、それぞれ2つのカメラ5及びモニタ6と、を備えている。基板Wは、主面W1が上方を向くように配置されている。
[Overall configuration of groove processing equipment]
As shown in FIG. 1, the
テーブル12は水平面内において図1のY方向に移動可能である。また、テーブル12は水平面内で任意の角度に回転可能である。 The table 12 is movable in the Y direction in FIG. 1 in a horizontal plane. The table 12 can be rotated at an arbitrary angle within a horizontal plane.
スクライブヘッド3は、移動支持機構7によって、テーブル12の上方においてX,Y方向に移動可能である。なお、X方向は、図1に示すように、水平面内でY方向に直交する方向である。移動支持機構7は、1対の支持柱71a,71bと、1対の支持柱71a
,71b間にわたって設けられたガイドバー72と、ガイドバー72に形成されたガイド73を駆動するモータ74と、を有している。スクライブヘッド3は、ガイド73に沿って、前述のようにX方向に移動可能である。そして、このスクライブヘッド3には図示しないエアシリンダが設けられており、このエアシリンダによってホルダ組立体4はリニアガイドに沿って上下動が可能である。
The scribing head 3 can be moved in the X and Y directions above the table 12 by the
, 71b, and a
2つのカメラ5はそれぞれ台座8に固定されている。各台座8は支持台9に設けられたX方向に延びるガイド10に沿って移動可能である。2つのカメラ5は上下動が可能であり、各カメラ5で撮影された画像が対応するモニタ6に表示される。ここで、太陽電池基板Wの表面には位置を特定するためのアライメントマークが設けられている。このアライメントマークを2つのカメラ5で撮影することによって、アライメントマークの位置が特定される。そして、特定されたアライメントマークの位置に基づいて、テーブル12に載置された太陽電池基板Wの方向ズレが検出される。
The two
[ホルダ組立体]
ホルダ組立体4は、スクライブヘッド3の一面に固定されており、スクライブヘッド3とともにX,Y方向に移動可能である。また、ホルダ組立体4は、スクライブヘッド3に対して上下方向に移動可能である。例えば、スクライブヘッド3がホルダ組立体4を上下動させるための昇降機構を有しており、その昇降機構にホルダ組立体4が固定されている。このホルダ組立体4を取り出して図2及び図3に示す。図2はホルダ組立体4の正面図、図3はその側面図である。
[Holder assembly]
The
図2及び図3に示すように、ホルダ組立体4は、スクライブヘッド3に対して固定されるホルダ41と、ホルダ41に保持された溝加工ツール2と、固定プレート42と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
<ホルダ>
ホルダ41は、プレート状の部材であって、スクライブヘッド3に取り付けられる第1主面411と、逆側の第2主面412と、を有している。また、ホルダ41には、上部及び下部のそれぞれに貫通孔413が形成されており、それぞれの貫通孔413を貫通するボルト11によって、ホルダ41はスクライブヘッド3に固定される。また、ホルダ41には、ホルダ41の下端から上方に向けて所定長さの溝414が形成されている。溝414は、第2主面412に形成されており、所定の深さを有する矩形形状である。また、この溝414の上部にはストップ面414aが形成されている。このストップ面414aに溝加工ツール2の上端面が当接している。これにより、溝加工ツール2の上方への移動が規制されている。
<Holder>
The
<溝加工ツール>
溝加工ツール2は、ホルダ41の矩形溝414に挿入され、また、前述のように、溝加工ツール2の上端面が矩形溝414のストップ面414aに当接している。溝加工ツール2は、超硬合金又は焼結ダイヤモンド等の硬質材料で形成されており、保持部21と、加工部22と、から構成されている。
<Groove tool>
The
保持部21は、ホルダ41に保持される部分であって、ホルダ41の矩形溝414に対応して直方体状に形成されている。加工部22は基板Wに対して溝加工するための部分であって、保持部21の先端(下端)に形成されている。なお、保持部21と加工部22とは一つの部材から形成されており、例えば直方体状の部材から削り出しによって形成されている。
The holding
加工部22は、図3に示すように保持部21よりも幅(図3の左右方向の長さ)が小さ
い。この加工部22の幅、特に後述する刃222の幅によって基板Wに形成される溝の幅が決定する。なお、本実施形態においては、加工部22の幅と刃222の幅とは同じである。この加工部22の幅は、特に限定されるものではないが、例えば20μm以上100μm以下程度である。
As shown in FIG. 3, the
図4は溝加工ツール2の斜視図である。加工部22は、図2〜図4に示すように、ベース221と、ベース221から下方に延びる刃222とを有している。ベース221は、保持部21の先端から下方に延びるように形成されている。ベース部221は、正面視において、下方に行くほど細くなる先細り形状であって、具体的には略三角形状である。
FIG. 4 is a perspective view of the
刃222は、溝を形成する際の姿勢において、先端(下端)が移動方向(図2の右方向)を向くように保持部21に対して傾斜している。すなわち、刃222のすくい面(移動方向側の面)222aが斜め上方を向くように、刃222は保持部21に対して傾斜している。また、溝加工ツール2が溝を形成する際の姿勢において、刃222のすくい面222aと主面W1の法線とがなす角度、すなわちすくい角θは、正の値であり、例えば10度以上30度以下程度とすることができる。なお、刃222のすくい面222aが図2に示すように進行方向と逆側(左側)に倒れている場合、すなわちすくい面222aが上方(主面W1と反対側)を向くように傾斜している場合、すくい角θは正の値となる。また、刃222のすくい面222aが進行方向(右側)に倒れている場合、すなわちすくい面222aが下方(主面W1側)を向くように傾斜している場合、すくい角θは負の値となる。刃222のすくい面222aと、ベース221の前面(移動方向側の面)221aとの間で逃げ部223が画定される。この逃げ部223の正面視は三角形状となっている。
The
溝加工ツール2がホルダ41に取り付けられて基板Wを加工する際の姿勢において、刃222の先端面(下面)222bは基板Wの主面W1と平行になる。また、溝加工ツール2が基板Wを加工する際の姿勢において、基板Wの主面W1と平行な面における刃222の断面形状は、主面W1と垂直な方向であるZ方向(図2〜図4の上下方向)に沿って一定である。刃222の長さ(図2の左右方向の長さ)は、特に限定されるものではないが、50μm以上200μm以下程度とすることが好ましい。すなわち、溝加工ツール2が基板Wを加工する際の姿勢において基板Wの主面W1と平行な面における刃222の断面形状は、幅(Y方向の長さ)が20μm以上100μm以下程度であって、長さ(X方向の長さ)が50μm以上200μm以下程度とすることが好ましい。また、刃222の高さHは、強度及び寿命の観点から、50μm以上100μm以下程度とすることが好ましい。
In the posture when the
<固定プレート>
固定プレート42には、横方向に並ぶ2つの貫通孔421が形成されている。そして、固定プレート42は、各貫通孔421を貫通しホルダ41の対応するネジ孔415に螺合する2本のボルト13によって、ホルダ41の第2主面412に固定されている。このようにして、固定プレート42は、ホルダ41の矩形溝414に挿入された溝加工ツール2の上方のほぼ1/3を覆っている。
<Fixed plate>
The fixed
また、固定プレート42には貫通するネジ孔422が形成されている。ネジ孔422は、固定プレート42がホルダ41に固定された状態で、溝加工ツール2に臨むような位置に設けられている。そして、このネジ孔422にネジ部材14を螺合することで、ネジ部材14の先端が溝加工ツール2を矩形溝414の底面に対して押圧する。これにより、溝加工ツール2が矩形溝414から落下するのが防止されている。
The fixing
[動作]
溝加工ツール2をホルダ41にセットする。そして、テーブル12をY方向に所定ピッ
チで移動させるたびに、ホルダ組立体4を下降させ、溝加工ツール2の刃222の下面222bを基板Wの主面W1に押し付ける。そして、ホルダ組立体4が固定されたスクライブセット3をX方向に移動させることにより、基板Wの主面W1にX方向に沿った溝が形成される。
[Operation]
The
図5は、磨耗前後の溝加工ツール2を示す部分正面図である。なお、図5(a)は磨耗前の状態を示し、図5(b)は磨耗後の状態を示す。図5に示すように、溝加工を繰り返し行うことによって刃222は磨耗するため、刃222は、図5(a)に示す状態から図5(b)に示すような状態となる。このように刃222が磨耗しても、刃222の先端面222bと基板Wの主面W1とが接触する面積は変わらない。
FIG. 5 is a partial front view showing the
[特徴]
本実施形態に係る溝加工ツール2は、次の特徴を有する。
[Feature]
The
(1)基板Wの主面W1と平行な面における刃222の断面形状が、Z方向に沿って一定であるため、刃222が磨耗しても、刃222と基板Wの主面W1とが接触する面積は一定である。このため、刃222が磨耗しても加工品質が低下することがなく、ひいては溝加工ツール2の寿命を長くすることができる。
(1) Since the cross-sectional shape of the
(2)刃222は、先端が移動方向を向くように保持部21に対して傾斜している。また、刃222のすくい面222aと主面W1の法線とがなすすくい角θは、正である。このため、溝加工によって生じる切屑が溝から排出されやすい。
(2) The
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
変形例1
上記実施形態では、保持部21と加工部22とが一体的に形成されているが、特にこれに限定されない。例えば、図6に示すように、加工部22は、保持部21と別部材によって形成されており、保持部21に対して取り外し可能であってもよい。この場合、加工部22のベース221は、下部が上述した実施形態と同様の形状であり、上部が板状とすることが好ましい。ベース221の上部は、平面視が保持部21と同じ矩形状である。このベース部221の上部を利用して、加工部22はボルトなどによって保持部21に取り付けることができる。
In the above embodiment, the holding
変形例2
また、加工部22を保持部21に対して取り外し可能に構成する場合、次のような構成とすることもできる。図7は変形例2に係る溝加工ツール2の部分斜視図であり、図8は基板Wを加工する際の姿勢における変形例2に係る溝加工ツール2の正面図である。図7に示すように、加工部22は、板状のベース221と、ベース221の前面221aから移動方向側に突出する刃222とから構成されている。図8に示すように、溝加工ツール2が基板Wを加工する際の姿勢において、刃222の先端面222bは、基板Wの主面W1と平行となっている。なお、保持部21と加工部22とは一体的に構成されていてもよい。すなわち、保持部21と加工部22とが一つの部材で形成されており、加工部22が保持部21に対して取り外しできなくてもよい。
Moreover, when the
変形例3
上記実施形態では、溝加工ツール2は、ホルダ41に取り付けられた状態において、全体として垂直方向に延びているが、特にこれに限定されない。例えば、図9に示すように
、溝加工ツール2が移動方向に向かって倒れるように斜めにセットされるような構成であってもよい。溝加工ツール2の刃222の先端面222bは、溝加工ツール2が溝加工する際の姿勢において、基板Wの主面W1と平行になるように形成されている。また、基板Wの主面W1と平行な面における刃222の断面形状は、Z方向に沿って一定に形成されている。
Modification 3
In the above embodiment, the
変形例4
加工部22は、ベース221を有していなくてもよい。すなわち、刃222が保持部221の先端から下方に延びていてもよい。
The
変形例5
上記実施形態では、基板Wの主面W1と平行な面における刃22の断面形状は矩形状であるが、特にこれに限定されず、例えば、円形状、三角形状、又は多角形状であってもよい。
In the above embodiment, the cross-sectional shape of the
変形例6
上記実施形態では、加工部22は1つの刃222を有しているが、図10及び図11に示すように、2つの刃222、224を有していてもよい。すなわち、第1刃222に加えて、移動方向と逆側(図10及び図11の左側)に延びる第2刃224をさらに形成してもよい。この場合、例えばホルダ41が揺動可能に構成されている。そして、溝加工ツール2が移動方向(図10及び図11の右側)に移動する場合は、ホルダ41が時計回り方向に揺動して図10に示すように第1刃222により溝加工を行う。また、溝加工ツール2が移動方向と逆側(図10及び図11の左側)に移動する場合は、ホルダ41が反時計回りに揺動して図11に示すように第2刃224によって溝加工を行う。なお、図10の状態においては、第1刃222の先端面222bが基板Wの主面W1と平行になり、また、基板Wの主面W1と平行な面における第1刃222の断面形状が、Z方向に沿って一定に形成されている。また、図11の状態においては、第2刃224の先端面224aが基板Wの主面W1と平行になり、また、基板Wの主面W1と平行な面における第2刃224の断面形状が、Z方向に沿って一定に形成されている。
In the above embodiment, the
1 溝加工装置
2 溝加工ツール
21 保持部
22 加工部
221 ベース
222 刃
41 ホルダ
W 基板
W1 主面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ホルダに保持される保持部と、
前記保持部の先端に形成され、溝加工用の刃を有する加工部と、
を備え、
前記加工部は、前記保持部に対して取り外し可能に設けられている、溝加工ツール。 A groove processing tool for forming a groove on the main surface of the substrate that is held by a holder and moves with the holder and extends in the moving direction,
A holding portion held by the holder;
A processing part formed at the tip of the holding part and having a blade for grooving,
With
The processing part is a grooving tool provided to be detachable from the holding part.
前記基板を載置するテーブルと、
前記溝加工ツールを保持する前記ホルダと、
前記ホルダを前記テーブルに対して相対的に移動させるための移動支持機構と、
を備える、溝加工装置。 A grooving tool according to any one of claims 1 to 3,
A table on which the substrate is placed;
The holder for holding the grooving tool;
A movement support mechanism for moving the holder relative to the table;
A groove processing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013067228A JP2014188630A (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Groove processing tool and groove processing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=51835491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2013067228A Pending JP2014188630A (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Groove processing tool and groove processing apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
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