加工頭及溝槽加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種在薄膜太陽電池制造加工時對薄膜進行溝槽加工的加工頭及溝槽加工裝置。
【背景技術】
[0002]在集成型薄膜太陽電池的制造步驟中，例如專利文獻I所記載，具有在基板上沉積半導體薄膜，且反復進行多次圖案化(patterning)的步驟。在該制造步驟中，在脆性材料基板上形成金屬制的下部電極層，且作為圖案化Pl是將電極層借由激光光束以分割成短條狀的方式切開。在其上形成P型光吸收層、及緩沖(buffer)層而成為集成型半導體薄膜。之后，作為圖案化P2的沿著從圖案化Pl的溝槽稍微偏移的線而機械性地刻劃緩沖層與P型光吸收層的一部分而借此以分割成短條狀的方式切開。接著，在緩沖層上形成由金屬氧化物構成的透明導電膜。接著，作為圖案化P3，是沿著從圖案化P2的溝槽稍微偏移的線而機械性地刻劃緩沖層與P型光吸收層的一部分而借此呈短條狀切開。如此方式可制造薄膜的太陽電池。因此，必須使圖案化P2、P3的線分別相對于圖案化Pl的線稍微偏移，且必須對一片基板例如以5mm左右的間距形成數百條平行的溝槽。
[0003]在專利文獻2、3中揭示有太陽電池用的刻劃裝置。在專利文獻2中，在刻劃頭的基座上設置保持加工工具的工具保持具、使工具保持具上下動的氣缸、及用于消去工具保持具本身重量的彈簧等，且借由氣缸一邊調整負載一邊將工具按壓于工件。此外，在專利文獻3中揭示有借由在梁上的滑動機構安裝多個頭而同時進行多個刻劃的刻劃裝置。
[0004]此外，專利文獻4的加工頭是對平板狀的構件在狹縫(slit)進行分斷并設置有頭部及本體部與桿部，且彈性地保持頭部。在該加工頭的頭部安裝工具，借由呈多數并列地排列加工頭，而可在薄膜太陽電池的制造步驟中并列地進行刻劃的方法被提出。
[0005]專利文獻1:日本特開2005-191167號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2011-155151號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2010-245255號公報
[0008]專利文獻4:日本特開2014-8553號公報
[0009]然而在專利文獻2中所揭示的頭，由于是組合多個構件而成的構造因此頭的寬度大至數十mm程度，且難以將頭設成比此更狹窄。因此如專利文獻3所揭示在并列地配置多個頭的情形，存在有無法使頭的間隔變非常地狹窄的問題。因此在太陽電池的制造步驟等中，存在有無法以例如5_的狹窄間隔進行刻劃，同時平行地形成多條刻劃線的問題。此夕卜，作為工具上下動的導引件，使用有線性滾珠軸承，而存在有因導引件的余隙而在加工中使工具位置不穩定的問題。進一步地由于工具的間隔寬，因此為了保持加工位置的精度而有必要設置多個攝影機。此外，專利文獻4的加工頭存在有因剛性不足，而難以保持加工位置精度的問題。
[0010]由此可見，上述現有的加工頭及溝槽加工裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于提供一種能夠以狹窄的間距并列地排列多個工具，且用于在薄膜太陽電池基板同時形成多個溝槽的加工頭及使用其的溝槽加工裝置。本發明解決了前述專利文獻中的加工頭的問題，使頭可以設成更為狹窄，且在并列地配置多個頭的情形，可使頭的間隔變非常地狹窄，因此在太陽電池的制造步驟等中，可以例如5mm的狹窄間隔進行刻劃，同時平行地形成多條刻劃線。此外，相應的工具位置不穩定、加工位置精度不高的問題也得到了解決。
[0012]本發明的目的是采用以下技術方案來實現的。
[0013]一種加工頭，具備:前端具有工具的多個第I頭單元、前端具有工具的多個第2頭單元、以一定間隔交互地安裝有該第I及第2頭單元的構架、以及分別在Z軸方向獨立地驅動該第I及第2頭單元的工具的驅動裝置；該第I頭單元，具備:固定于該構架的基座、在前端保持該工具的工具保持具、以及使其工具保持具相對于該基座而在z軸方向移動自如的線性導引件；該第2頭單元，具備:固定于該構架的基座、在前端保持該工具的工具保持具、以及使其工具保持具相對于該基座而在z軸方向移動自如的線性導引件；該第I及第2頭單元，相對于與z軸垂直的X軸方向從各自的工具至線性導引件的間隔相互不同；該構架，是該各頭單元的工具在y軸方向為一定間隔，且以使各頭單元的線性導引件X軸方向的位置錯開的方式交互地配置有該第I及第2頭單元。
[0014]本發明的目的還可采用以下技術措施進一步實現。
[0015]前述的該加工頭，在配置工具保持具的與I軸垂直的X軸方向正及負位置相互地組合有該第I及第2頭單元并配置于該構架。
[0016]本發明的目的也可采用以下技術方案來實現。
[0017]一種加工頭，具備:前端具有工具的多個頭單元、以一定間隔安裝有該頭單元的構架、以及分別在z軸方向獨立地驅動該頭單元工具的驅動裝置；該頭單元，具備:固定于該構架的基座、在前端保持該工具的工具保持具、以及使其工具保持具相對于該基座而在z軸方向移動自如的線性導引件；該頭單元，包括相對于與Z軸垂直的X軸方向從各自的工具至線性導引件的間隔相互不同的至少2種類的頭單元；該構架，該各頭單元的工具在y軸方向為一定間隔，且以使相鄰的頭單元線性導引件的X軸方向位置錯開的方式，將從工具至線性導引件的間隔相互不同的該頭單元相鄰地配置。
[0018]本發明的目的還可采用以下技術措施進一步實現。
[0019]前述的加工頭，在配置工具保持具的與y軸垂直的X軸方向正及負位置組合有該至少2種類的頭單元并配置于該構架。
[0020]本發明的目的還采用以下技術方案來實現。
[0021]一種溝槽加工裝置，具備:載置基板的平臺、裝附用于溝槽加工工具的前述任一加工頭、及用于使該平臺與該加工頭在水平面內相對移動的移動裝置；使該加工頭平行移動于基板上面，在基板上形成溝槽。
[0022]借由上述技術方案，本發明加工頭及溝槽加工裝置至少具有下列優點及有益效果:
[0023]根據具有如此特征的本發明，由于在相鄰接的頭區塊使線性導引件的位置錯開，因此能夠在并列地配置頭區塊時使相鄰的頭與區塊的間隔變狹窄。因此能夠以與應加工溝槽的間距相同的間隔設置頭區塊，且能夠在制造太陽電池時的薄膜同時地形成多數個溝槽。
[0024]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明實施結構的溝槽加工裝置的立體圖。
[0026]圖2是本發明的第I實施結構的加工頭的主視圖。
[0027]圖3是本發明的第I實施結構的加工頭的仰視圖。
[0028]圖4A及圖4B是本發明的第I實施結構的2種類頭區塊的側視圖。
[0029]圖5是表示本發明的第I實施結構的2種類頭區塊的I組配置的側視圖。
[0030]圖6是本發明第2實施結構的加工頭的仰視圖。
[0031]【主要元件符號說明】
[0032]10:溝槽加工裝置11:平臺
[0033]12:臺座13:攝影機
[0034]14:支承臺15:導引件
[0035]16:顯示器17:橋架
[0036]18a、18b:支柱19:導引桿
[0037]20:導引件21:馬達
[0038]30:加工頭32:構架
[0039]31A、31B、31A-1 ?31A_5、31B_1 ?31B-5:頭單元
[0040]33:汽缸區塊42、46:基座
[0041]43、47:線性導引件44、48:工具保持具
[0042]45、49:工具
【具體實施方式】
[0043]為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的一種加工頭及溝槽加工裝置的【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0044]圖1是表示本發明實施結構的溝槽加工裝置整體構成的立體圖。在該圖中，溝槽加工裝置10具備有載置薄膜太陽電池基板W的平臺11，該薄膜太陽電池基板W成為在xy平面上加工的對象。平臺11可在水平面(xy平面)內在圖1的y方向移動，且可在水平面內旋轉任意角度。
[0045]在平臺11上方，2個臺座12分別安裝有攝影機13。各臺座12可沿著設于支承臺14的在X方向延伸的導引件15移動。2臺攝影機13可上下動，且各攝影機13所拍攝到的影像顯示于對應的顯示器16。
[0046]在平臺11上方設置橋架17。橋架17具有一對支承柱18a、18b、跨于上述支承柱之間并設置于X軸方向的導引桿19、及驅動形成于導引桿19的導引件20的馬達21。橋架17，以可沿導引件20而在水平面內移動于X方向的方式保持加工頭30。此處，設置于橋架17的導引件20及馬達21，構成用于使加工頭沿X軸方向在水平面內相對移動的移動裝置。
[0047]接著，針對本發明第I實施結構的加工頭30進行說明。圖2是該加工頭30的主視圖，圖3是其仰視圖。如上述圖式所示，加工頭30具有相鄰并以一定間隔配置的多個頭單元。此處，例如設定成10個頭單元31A-1?31A-5、31B-1?31B-5以5_的