TW201601335A - 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器之工具正確地定位安裝，且使其容易拆卸。 將覆蓋板50固定於具有工具安裝部42之底板40。將於工具安裝部42相互對向之第1、第2側壁部46、47之內側之面設為傾斜面46a、47a以構成V字形之第1、第2基準面。將覆蓋板50表面設為第3基準面。利用螺絲63擰緊覆蓋板50並藉由三個基準面固定圓柱狀之工具60。

Description

工具保持具及槽加工裝置

本發明係關於一種安裝於在薄膜太陽電池之製造加工時對薄膜進行槽加工之加工頭之工具保持器及槽加工裝置。

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器、使工具保持器上下移動之氣缸、及用以消除工具保持器之自重之彈簧等，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先前之加工頭之問題點而完成者，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器之情形時，可將圓柱狀之工具分別正確地定位並安裝於工具保持器，並且可容易地更換工具之工具保持器及使用其之槽加工裝置。

為了解決該問題，本發明之工具保持器安裝於加工頭並保持圓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設置於相互對向之位置之第1、第2側壁部，上述第1、第2側壁部自外側之邊緣向內被切開而形成為三角柱狀，並將傾斜面分別設為第1、第2基準面，上述覆蓋板形成有與上述工具安裝部對向之表面，並將該表面設為第3基準面，藉由將上述工具插入至上述工具安裝部與上述覆蓋板之間並將上述覆蓋板之上述第3基準面按壓至上述工具而配合上述第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第1、第2側壁部被切開而成之頂角為互為相等之角度。

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器；以及移動機構，其用以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，將工具保持器之底板之第1、第2側壁部之內面設為V字形之傾斜面。將該等傾斜面設為第1、第2基準面，將覆蓋板之槽之內面設為第2基準面並藉由利用該等基準面夾住並固定工具以進行定位。因此，獲得如下效果：僅藉由擰緊1個螺絲便可正確地進行定位，從而可極其容易地固定或更換圓柱狀之工具。

10‧‧‧槽加工裝置

11‧‧‧載置台

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‧‧‧工具保持器

40‧‧‧底板

41‧‧‧加工頭安裝部

42‧‧‧工具安裝部

43a、43b‧‧‧貫通孔

44a、44b‧‧‧開口

45‧‧‧螺溝

46、47‧‧‧側壁部

46a、47a‧‧‧傾斜面

48‧‧‧槽

50‧‧‧覆蓋板

51‧‧‧階梯部

52、53‧‧‧貫通孔

52a、52b‧‧‧貫通孔

54、55‧‧‧側壁部

56‧‧‧槽

56a‧‧‧平面

60‧‧‧工具

61、62‧‧‧基準銷

63‧‧‧螺絲

64‧‧‧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器之前視圖及側視圖。

圖4係表示本實施形態之工具保持器之底板之立體圖。

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器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器34。

接下來，對安裝於頭單元31之工具保持器34進行說明。圖3係工 具保持器34之前視圖及側視圖。工具保持器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。工具保持器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係底板40之立體圖。如本圖所示，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所示下方被切開成較薄，於其上部具有供2支基準銷插入之開口44a、44b，於下方具有安裝螺絲之螺溝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。側壁部46、47之中間成為細長之槽48。側壁部46如圖示般自側面之邊緣之前端朝向內側之槽48以成為大致三角柱狀之方式被切開，內側成為傾斜面46a。同樣地，側壁部47自外側之側面之邊緣朝向內側之槽48以成為大致三角柱狀之方式被切開，內側成為傾斜面47a。切口之頂角相等，例如為45°~60°，傾斜面46a、47a之剖面成為V字形。傾斜面46a構成第1基準面，傾斜面47a構成第2基準面。

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所示為細長之長方體狀之構件，且較階梯部51靠下之部分被切開成較薄。於覆蓋板50之階梯部51之上部，供2支基準銷插入之貫通孔52a、52b及供螺絲插入之貫通孔53設置於一行。於覆蓋板50之階梯部51之下方具有自兩側之側壁向內傾斜而被切開之側壁部54、55，且其內側之槽56之表面之平面56a構成第3基準面。該平面56a構成與覆蓋板50之背面平行之面。

接下來，對工具60向工具保持器34之安裝進行說明。於圖3中，首先，使2支基準銷61、62貫通覆蓋板之貫通孔52a、52b而插入至底 板40之開口44a、44b。進而，使螺絲63自覆蓋板50側之貫通孔53貫通至工具安裝部42之螺溝45，並擰緊螺絲63。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器34，且於下方形成有細長之槽。

接著，如圖3所示將圓柱狀之工具60之刀尖朝下並自槽插入。圖6(a)係表示安裝有圓柱狀之工具60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64保持。若於該狀態下擰緊螺絲63，則由於使用2支基準銷61、62，故而覆蓋板50相對於底板40保持平行而接近。工具60之側壁與覆蓋板50之槽56之平面56a及底板之側壁部46、47之第1、第2傾斜面46a、47a接觸而被固定於特定位置。此時，平面56a成為第3基準面而按壓該等面並夾住工具60，側壁部46、47之傾斜面46a、47a成為第1、第2基準面，從而可正確地定位並安裝圓柱狀之工具63。如此，如圖2所示於將工具安裝於工具保持器之狀態下將多個工具保持器34排列於加工頭30。此時，以使用工具進行刻劃之方向成為圖3(b)中由箭頭所示之x軸方向之方式安裝。再者，覆蓋板之側壁部54、55不與由第1、第2傾斜面46a、47a及平面56a所保持之狀態之工具60接觸而無助於工具之保持，故而亦可省略覆蓋板之側壁部54、55。

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。再者，於進行刻劃時，對工具60施加相對於第1、第2基準面而對稱之力。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。此處，使構成傾斜面46a、47a之切口之頂角相等，因此即便工具60之外徑存在稍小之誤差，誤差亦會成為x軸方向之位置偏移，而於y軸方向上位置偏移之情況消失。

而且，於工具劣化而進行更換之情形時，擰鬆工具保持器34之螺絲63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器34之下方之槽插入並利用螺絲63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。此時，覆蓋板之側壁部54、55係作為限制抽出或者插入之工具60之姿勢之導軌而發揮功能，從而使工具之更換容易。

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器。

[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‧‧‧工具保持器

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、62‧‧‧基準銷

63‧‧‧螺絲

64‧‧‧磁鐵

Claims (5)

1. 一種工具保持器，其安裝於加工頭且保持圓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設置於相互對向之位置之第1、第2側壁部，且上述第1、第2側壁部自外側之邊緣向內被切開而形成為三角柱狀，並將傾斜面分別設為第1、第2基準面，上述覆蓋板形成有與上述工具安裝部對向之表面，並將該表面設為第3基準面，藉由將上述工具插入至上述工具安裝部與上述覆蓋板之間，並將上述覆蓋板之上述第3基準面按壓至上述工具而配合上述第1、第2基準面以固定上述工具。
2. 如請求項1之工具保持器，其中上述底板之工具安裝部之第1、第2側壁部被切開而成之頂角為互為相等之角度。
3. 如請求項1或2之工具保持器，其中上述覆蓋板以與上述工具安裝部對向之方式形成有槽，並於其外側形成有一對側壁部，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，並將上述覆蓋板之上述槽之表面設為上述第3基準面。
4. 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之工具保持器；以及移動機構，其用以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。
5. 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3之工具保持器；以及移動機構，其用以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。