TW201600478A - 工具保持具及槽加工裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於將工具保持具之工具正確地定位安裝，且使其容易拆卸。 將覆蓋板50固定於底板40之工具安裝部42。工具安裝部42具有相互對向之第1側壁部46與第2側壁部47，並於其等之間形成槽48。將第2側壁部47向內切開而形成三角柱狀之傾斜面47a。亦將覆蓋板50之側壁部54向外切開而形成傾斜面54b。利用螺絲62擰緊覆蓋板50而使傾斜面47a、54b接觸並藉由楔子固定角柱狀之工具60。

Description

工具保持具及槽加工裝置

本發明涉及一種安裝於在薄膜太陽電池之製造加工時等對薄膜進行槽加工之加工頭之工具保持具及槽加工裝置。

於積體型之薄膜太陽電池之製造步驟中，例如，如專利文獻1所記載般，具有於基板上積層半導體薄膜並反覆進行複數次圖案化之步驟。於該製造步驟中，於脆性材料基板上形成金屬製之下部電極層，且作為圖案化P1而利用雷射束將電極層分割並劃分成短條狀。於其上形成P型光吸收層及緩衝層而製成積層型之半導體薄膜。其後，作為圖案化P2，藉由沿著自圖案化P1之槽稍微偏移之線將緩衝層與P型光吸收層之一部分機械刻劃而分割並劃分成短條狀。接下來，於緩衝層上形成包含金屬氧化物之透明導電膜。接著，作為圖案化P3，藉由沿著自圖案化P2之槽稍微偏移之線將透明導電膜、緩衝層及P型光吸收層之一部分機械刻劃而劃分成短條狀。如此可製造薄膜之太陽電池。因此，需要使圖案化P2、P3之線分別相對於圖案化P1之線稍微偏移，且需要相對於1片基板而以例如5mm左右之間距形成百數十條平行之槽。

於專利文獻2、3中揭示有太陽電池用之刻劃裝置。於專利文獻2中設置有於刻劃頭之基底上保持加工工具之工具保持具、使工具保持具上下移動之氣缸、及用以消除工具保持具之自重之彈簧等，並藉由氣缸一面調整負載一面將工具按壓至工件。又，於專利文獻3中揭示 有藉由將多個頭安裝於橫樑上之滑動機構而同時地進行多個刻劃之刻劃裝置。

又，於專利文獻4中提出有安裝於太陽電池之槽加工之槽加工裝置之前端之工具之安裝機構。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2005-191167號公報

[專利文獻2]日本專利特開2011-155151號公報

[專利文獻3]日本專利特開2010-245255號公報

[專利文獻4]日本專利特開2011-142236號公報

然而，專利文獻2所示之頭由於為組合了複數個構件之構造，故而頭之寬度大至數十mm左右，而難以將頭縮小至較當前更窄。因此，於如專利文獻3所示般並列配置多個頭之情形時，存在無法過分縮小頭之間隔之問題點。因此，存在如下問題點：於太陽電池之製造步驟等中無法以例如5mm之狹窄之間隔進行刻劃而同時平行地形成多條劃線。又，專利文獻4並非將多個頭並列配置，存在如下問題點：於更換工具時需要卸下2個螺絲，從而不易更換。

本發明係著眼於此種以往之槽加工裝置之問題點而完成者，目的在於提供一種於以狹窄之間距並列配置多個工具保持具之情形時，可將角柱狀之工具分別正確地定位並安裝於工具保持具，並且可容易地更換工具之工具保持具及使用其之槽加工裝置。

為了解決該問題，本發明之工具保持具安裝於加工頭並保持角柱狀之工具而使之裝卸自如，且具備：底板，其具有安裝工具之工具 安裝部；以及覆蓋板，其藉由螺固而固定於上述底板之工具安裝部；上述底板之工具安裝部具有：第1側壁部，其具有第1基準面；第2側壁部，其設置於與上述第1側壁部對向之位置；以及槽，其形成於上述第1、第2側壁部之間且具有第2基準面；上述第2側壁部自外側之邊緣向內朝向上述槽被切開而形成為三角柱狀，上述覆蓋板具有於與上述工具安裝部之第2側壁部對向之位置向外被切開而形成為三角柱狀之側壁部，藉由將上述工具插入至由上述安裝部及上述覆蓋板所形成之槽內，並將上述覆蓋板之側壁部按壓至上述底板而配合上述第1、第2基準面以固定上述工具。

此處，亦可為上述底板之工具安裝部之側壁部之第1基準面具有隔開固定間隔而形成同一平面之第1平面及第2平面，上述覆蓋板之側壁部具有以於將上述覆蓋板按壓至上述底板時位於上述第1、第2平面之間之方式按壓上述工具之第3平面。

為了解決該問題，本發明之槽加工裝置具備：平台，其供載置基板；上述加工頭，其安裝有具有用以進行槽加工之工具之工具保持具；以及移動機構，其使上述平台與上述加工頭於水平面內相對移動；且本發明之槽加工裝置使上述加工頭與基板之上表面平行地移動而於基板上形成槽。

根據具有此種特徵之本發明，於工具保持具之底板之第1側壁部具有第1基準面，於第1、第2側壁部之間之槽具有與第1基準面呈直角之第2基準面。藉由於將覆蓋板螺固於底板時將覆蓋板之側壁部之傾斜面按壓至第2側壁部之傾斜面，並利用楔子而將角柱狀之工具固定。因此，僅藉由擰緊一個螺絲便可使工具之面與第1、第2基準面接觸而正確地定位，從而獲得可極其容易地固定工具或更換工具之效果。

10‧‧‧槽加工裝置

11‧‧‧平台

12‧‧‧攝像機

13‧‧‧基座

14‧‧‧支持台

15‧‧‧導軌

16‧‧‧監控器

17‧‧‧橋接器

18a、18b‧‧‧支柱

19‧‧‧導桿

20‧‧‧導軌

21‧‧‧馬達

30‧‧‧加工頭

31‧‧‧頭單元

32‧‧‧框架

33‧‧‧氣缸體

34‧‧‧工具保持具

40‧‧‧底板

41‧‧‧加工頭安裝部

42‧‧‧工具安裝部

43a、43b‧‧‧貫通孔

44‧‧‧開口

45‧‧‧螺溝

46、47‧‧‧側壁部

46a、46b、54a‧‧‧平面

47a、54b‧‧‧傾斜面

48‧‧‧槽

48a‧‧‧平面

49‧‧‧切口部

50‧‧‧覆蓋板

51‧‧‧階梯部

52、53‧‧‧貫通孔

54‧‧‧側壁部

60‧‧‧工具

61‧‧‧基準銷

62‧‧‧螺絲

63‧‧‧磁鐵

W‧‧‧薄膜太陽電池基板

圖1係本發明之實施形態之槽加工裝置之立體圖。

圖2係本發明之實施形態之槽加工裝置之加工頭之前視圖。

圖3(a)、(b)係本實施形態之工具保持具之前視圖及側視圖。

圖4(a)、(b)係表示本實施形態之工具保持具之底板之立體圖及表示其一部分之放大圖。

圖5係表示本實施形態之覆蓋板之立體圖。

圖6(a)、(b)係表示將工具安裝於本實施形態之工具保持具之狀態之仰視圖及剖視圖。

圖1係表示本發明之實施形態之槽加工裝置之整體構成之立體圖。於本圖中，槽加工裝置10具備於xy平面上載置有成為加工對象之薄膜太陽電池基板W之平台11。平台11可於水平面(xy平面)內沿圖1之y方向移動，且可於水平面內旋轉至任意之角度。

於平台11之上方，於2個基座12分別安裝有攝像機13。各基座12可沿著設置於支持台14之沿x方向延伸之導軌15移動。2個攝像機13可上下移動，且各攝像機13所拍攝之圖像顯示於對應之監控器16。

於平台11之上方設置有橋接器17。橋接器17具有一對支持柱18a、18b、橫跨該等支持柱之間並沿x軸方向而設置之導桿19、以及驅動形成於導桿19之導軌20之馬達21。橋接器17保持加工頭30以使其可沿導軌20於水平面內沿x方向移動。此處，設置於橋接器17之導軌20及馬達21構成用以使加工頭30於水平面內沿x軸方向相對移動之移動機構。

接下來，使用圖2對本發明之實施形態之加工頭30進行說明。加工頭30之相鄰並以固定間隔而配置之多個頭單元31安裝於框狀之框架32。此處，例如設為以5mm之間隔配置有10支頭單元31。於框架32 之上部設置有氣缸體33。於氣缸體33形成有10個氣缸，且於各氣缸設置有用以分別獨立地供給氣體之導管。而且，藉由向各氣缸供給氣體，而使各個氣缸內之活塞沿z軸方向移動自如。而且，於各活塞分別連結有頭單元31，且於各頭單元31與框架32之間架設有未圖示之彈簧。於各頭單元31之下方分別安裝有藉由未圖示之線性導軌而上下移動自如之工具保持具34。

接下來，對安裝於頭單元之工具保持具34進行說明。圖3係工具保持具34之前視圖及側視圖。工具保持具34為了以狹窄之間隔進行配置而具有細長之長方體狀之形態。工具保持具34具有作為整體而為長方體且其一部分被切開之底板40以及安裝於該切口部之覆蓋板50，且於下端將工具60保持為裝卸自如。

圖4(a)係底板40之立體圖，圖4(b)係將其下部放大後之立體圖。如圖4(a)所示，底板40為大致長方體狀，且具有安裝於線性滑塊之上部之加工頭安裝部41以及於下方安裝並固定工具之工具安裝部42。於加工頭安裝部41上下地設置有一對貫通孔43a、43b。

工具安裝部42如圖4(a)所示下方被切開成較薄，於其上部設置有供基準銷插入之開口44，於下方設置有供螺絲安裝之螺溝45。又，於螺溝45之下方，於兩側設置有與側壁於同一面上延伸之側壁部46與47，且其中間成為自下方被切開之槽48。如圖4(b)所示，於側壁部46之內側上部設置有與工具安裝部42之外側面平行之第1平面46a，於內側下部設置有隔開固定間隔而與第1平面46a形成同一平面之第2平面46b，而其間成為稍微被切開者。將該等平面46a、46b合在一起設為第1基準面，將與第1基準面形成直角之槽48之平面48a設為第2基準面。又，側壁部47如圖示般自側面之邊緣朝向槽48以側壁部47成為大致三角柱狀之方式例如以頂角45°之角度被切開，而內側成為傾斜面47a。又，側壁部47之上部具有自側方被切開成字狀之切口部49， 且於切口部49之內部如下述般嵌入有磁鐵。

接下來，對安裝於該工具安裝部42之覆蓋板50進行說明。覆蓋板50如圖5所示為細長之平板狀之構件，且較階梯部51靠下之部分被切開成較薄。於覆蓋板50之上部中央設置有供基準銷插入之貫通孔52以及供螺絲插入之貫通孔53。於圖中左側之側面具有自較中央稍微靠下之下部向側方突出之側壁部54。此處，側壁部54如圖示般設置有稍微向內側突出之突出部，且其上表面構成第3平面54a。第3平面54a設置於在將覆蓋板50安裝於底板40時成為第1、第2平面46a、46b之中間之位置。進而，該側壁部54係自內側之邊緣之前端向外側設置且以側壁部54成為大致三角柱狀之方式例如以頂角45°被切開，而外側成為傾斜面54b。該切口之頂角成為與被切開於底板40之側壁部46之三角柱狀部分之頂角相等之角度。

接下來，對將工具60安裝於工具保持具34之情況進行說明。於圖3中，首先，使基準銷61貫通覆蓋板之貫通孔52而插入至底板40之開口44。進而，使螺絲62自覆蓋板50側之貫通孔53貫通工具安裝部42之螺溝45，並擰緊螺絲62。藉此，底板40與覆蓋板50作為整體而成為大致長方體狀之工具保持具34，且於下方形成有角柱狀之槽。

接下來，如圖3所示使為長方體狀且具有以自一方向研磨而成為尖銳之方式而形成之刀尖之工具60之刀尖向下，並使刀尖之前端部分成為第1基準面之側而自槽插入。圖6(a)係表示安裝有長方體狀之工具之狀態之仰視圖，圖6(b)係沿圖3(a)之A-A線之剖視圖。若將工具60插入至最深處，則工具60之上部由磁鐵63保持。若於該狀態下擰緊螺絲62，則覆蓋板50相對於底板40而平行地接近，且底板40之側壁部47之傾斜面47a與覆蓋板50之側壁部54之傾斜面54b相互面接觸。若進一步擰緊螺絲，則因覆蓋板50沿箭頭B方向被按壓且階梯部51之下方稍微傾斜而成為楔子，而側壁部54將工具60向箭頭C之方向按壓。此 時，可利用第1、第2平面46a、47a與第3平面54a夾住工具60，且側壁部46之平面46a、47a成為第1基準面、槽48之面48a成為第2基準面而可將角柱狀之工具62之刀尖正確地定位並安裝。如此，如圖2所示於將工具安裝於工具保持具之狀態下將多個工具保持具34排列於加工頭30。

另外於使用該加工頭進行槽加工之情形時，如圖1所示將薄膜太陽電池基板W配置於平台11上。接著，使加工頭30向x軸方向之一端移動，並調整供給至加工頭之氣缸體之氣缸之氣體以控制各個頭單元之工具之z軸方向之位置。藉此，可於製造太陽電池時分別獨立地設定各工具之負載。接著，可藉由驅動馬達21以使加工頭30沿x軸移動而以最佳之負載對薄膜太陽電基板W進行刻劃，而同時形成多個槽。當如上述般於x軸方向上形成好槽時使各頭塊稍微上升，並使平台11向y軸方向挪移後再次降下各頭塊而反覆進行槽加工。若如此而行，則能夠以狹窄之間隔執行圖案化P1、P2、P3。

而且，於工具劣化而進行更換之情形時，擰鬆工具保持具34之螺絲62並將工具60向圖3之下方抽出。接著，僅藉由將新的工具自工具保持具34之下方之槽插入並利用螺絲62擰緊，便可將新的工具正確地固定於特定位置，從而可簡單地進行工具之更換作業。

再者，於本實施形態中針對對太陽電池基板進行槽加工之槽加工裝置進行了說明，但本發明並不限定於太陽電池基板，可提供一種對各種脆性材料基板實施槽加工之槽加工裝置及工具保持具。

[產業上之可利用性]

關於該加工頭，由於可藉由並列安裝多個加工頭而以狹窄之間距安裝多個工具，因此可較佳地使用於同時形成多條槽之太陽電池用之槽加工裝置等。

34‧‧‧工具保持具

40‧‧‧底板

41‧‧‧加工頭安裝部

42‧‧‧工具安裝部

43a、43b‧‧‧貫通孔

50‧‧‧覆蓋板

60‧‧‧工具

61‧‧‧基準銷

62‧‧‧螺絲

63‧‧‧磁鐵

Claims (3)

1. 一種工具保持具，其安裝於加工頭且保持角柱狀之工具而使之裝卸自如，且具備：底板，其具有供安裝工具之工具安裝部；以及覆蓋板，其藉由螺固而固定於上述底板之工具安裝部；且上述底板之工具安裝部具有：第1側壁部，其具有第1基準面；第2側壁部，其設置於與上述第1側壁部對向之位置；以及槽，其形成於上述第1、第2側壁部之間且具有第2基準面；且上述第2側壁部自外側之邊緣向內並朝向上述槽被切開而形成為三角柱狀，上述覆蓋板具有側壁部，其於與上述工具安裝部之第2側壁部對向之位置朝向外部被切開而形成為三角柱狀，且藉由將上述工具插入至由上述工具安裝部及上述覆蓋板所形成之槽內，並將上述覆蓋板之側壁部按壓至上述底板而配合上述第1、第2基準面以固定上述工具。
2. 如請求項1之工具保持具，其中上述底板之工具安裝部之側壁部之第1基準面具有隔著固定間隔而形成同一平面之第1平面及第2平面，上述覆蓋板之側壁部具有以於將上述覆蓋板按壓至上述底板時位於上述第1、第2平面之間之方式按壓上述工具之第3平面。
3. 一種槽加工裝置，其具備：平台，其供載置基板；加工頭，其安裝有具有用以進行槽加工之工具之如請求項1或 2之工具保持具；以及移動機構，其使上述平台與上述加工頭於水平面內相對移動；且該槽加工裝置使上述加工頭與基板之上表面平行地移動而於基板上形成槽。