刻劃裝置及刻劃方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種刻劃裝置及刻劃方法。當(dāng)對(duì)已形成有圖案P1的薄膜太陽(yáng)電池基板進(jìn)行刻劃時(shí)，可與圖案P1的線平行地，正確地刻劃圖案P2、P3的線。當(dāng)影像處理部以既定周期讀取基板的圖案P1，且以刻劃時(shí)的移動(dòng)速度移動(dòng)時(shí)，抽出間隔為刻劃單元的固有周期以上的特征點(diǎn)。其次，根據(jù)已抽出的特征點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，以與已刻劃的線平行的方式控制加工頭。借此，可減少異常振動(dòng)，且可不使加工頭的位置急遽變化而提高加工精度地進(jìn)行刻劃。
【專利說(shuō)明】刻劃裝置及刻劃方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)脆性材料基板進(jìn)行按壓、刻劃等加工的刻劃裝置及刻劃方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在集成型薄膜太陽(yáng)電池的制造步驟中，例如如專利文獻(xiàn)I所記載，有將半導(dǎo)體薄膜積層在基板上且反復(fù)地進(jìn)行多次圖案化的步驟。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，借由激光光束將電極層分割為長(zhǎng)條狀，且切分為圖案P1。在該圖案Pl上形成P型光吸收層及緩沖層，從而形成積層型半導(dǎo)體薄膜。然后，沿著稍微偏離圖案Pl的槽的線，機(jī)械地對(duì)緩沖層與P型光吸收層的一部分進(jìn)行刻劃，借此，將其分割為長(zhǎng)條狀，且切分為圖案P2。其次，在緩沖層上形成由金屬氧化物構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜。其次，沿著稍微偏離圖案P2的槽的線，機(jī)械地對(duì)透明導(dǎo)電膜、緩沖層及P型光吸收層的一部分進(jìn)行刻劃，借此，呈長(zhǎng)條狀地將其切分為圖案P3。如此，可制造薄膜太陽(yáng)電池。因此，需要使圖案P2、P3的線分別稍微偏離圖案Pl的線，對(duì)于一炔基板，需要以例如5_左右的間距形成百數(shù)十條平行的槽。
[0003]又，專利文獻(xiàn)2、3中揭示了如下步驟:借由激光刻劃于基板上形成圖案P1，在其后的制造過(guò)程中，亦借由激光刻劃，以與圖案Pl的線隔開既定間隔且不交叉的方式形成第2、第3圖案線，借此制造太陽(yáng)電池。
[0004][先前技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本特開2005-191167號(hào)公報(bào)
[0007][專利文獻(xiàn)2]日本特開2010-162586號(hào)公報(bào)
[0008][專利文獻(xiàn)3]日本特開2011-031302號(hào)公報(bào)
[0009]有鑒于上述現(xiàn)有的刻劃裝置及刻劃方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的刻劃裝置及刻劃方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的刻劃裝置及刻劃方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010][發(fā)明所要解決的課題]
[0011]然而，如專利文獻(xiàn)I所示，在機(jī)械地進(jìn)行刻劃而在薄膜上依序形成圖案的情形時(shí)，在形成圖案Pl之后形成緩沖層或光吸收層，從而形成透明導(dǎo)電膜。在形成該薄膜時(shí)，由于反復(fù)地加熱或冷卻，因此，圖案Pl的線有時(shí)會(huì)彎曲而非呈直線狀。因此，圖案P2、P3需要盡可能正確地沿著彎曲的圖案Pl的線而形成圖案。然而，在太陽(yáng)電池中，存在無(wú)法借由激光刻劃而形成圖案P2、P3的材質(zhì)的太陽(yáng)電池。因此，存在如下問(wèn)題點(diǎn):當(dāng)檢測(cè)圖案Pl的線的彎曲，且以沿著該線的方式控制刻劃頭時(shí)，有時(shí)即使縮短位置修正的周期，刻劃頭的位置亦不會(huì)依照修正指令而發(fā)生變化，反而使位置精度變差。又，亦存在如下問(wèn)題點(diǎn):若在位置控制的每個(gè)時(shí)序，使刻劃頭的位置急遽變化，則有時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致刻劃頭的位置不穩(wěn)定。
[0012]本發(fā)明是鑒于如上所述的問(wèn)題點(diǎn)而成的發(fā)明，目的在于:即使在制造太陽(yáng)電池時(shí)，機(jī)械地進(jìn)行刻劃的情形下，亦可沿著已形成的圖案Pl正確地控制加工頭，形成圖案P2、P3。
[0013][解決課題的技術(shù)手段]
[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的刻劃裝置，對(duì)保持于載臺(tái)上的基板進(jìn)行刻劃；上述基板積層有薄膜且在薄膜上形成有圖案；上述刻劃裝置具備:滑件，其安裝有刻劃單元；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使上述滑件與上述基板的面平行地沿著已形成的圖案的線移動(dòng)；升降機(jī)構(gòu)，其安裝于上述滑件，且在上下方向驅(qū)動(dòng)上述刻劃單元；位置修正機(jī)構(gòu)，其安裝于上述滑件，且使上述刻劃單元與滑件的移動(dòng)方向垂直地移動(dòng)；影像處理部，其以既定周期，自固定于上述載臺(tái)上的基板讀取已形成的圖案的位置；以及控制部，其在沿著上述影像處理部所讀取的圖案進(jìn)行位置控制時(shí)，以使控制間隔為刻劃單元的固有周期以上的方式進(jìn)行過(guò)濾，且以根據(jù)過(guò)濾后的數(shù)據(jù)，與上述圖案的線隔開既定間隔而平行地進(jìn)行刻劃的方式，控制上述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及上述位置修正機(jī)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0016]此處，上述控制部亦可以如下方式進(jìn)行過(guò)濾:在上述刻劃單元的固有周期的1.4倍以上的每個(gè)間隔，控制上述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)及上述位置修正機(jī)構(gòu)。
[0017]此處，上述刻劃單元亦可并排地安裝有多個(gè)加工頭。
[0018]為了解決上述課題，本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的刻劃方法使安裝有刻劃單元的滑件移動(dòng)，借此，刻劃具有圖案的基板；以既定周期，自固定于載臺(tái)上的基板讀取已形成的圖案的位置；生成已讀取的圖案的線的檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；相對(duì)于上述滑件的移動(dòng)速度，以刻劃單元的固有周期以上的間隔，自上述檢測(cè)點(diǎn)中抽出表示上述圖案的特征的特征點(diǎn)；附加既定的偏移而使刻劃頭沿著上述特征點(diǎn)移動(dòng)，借此，與上述基板的圖案并行地進(jìn)行刻劃。
[0019]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0020]此處，上述特征點(diǎn)的抽出亦可是相對(duì)于檢測(cè)出的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的基準(zhǔn)線，檢測(cè)鄰接的各點(diǎn)之間的線段的角度，分別抽出角度的符號(hào)的變化點(diǎn)。
[0021]此處，上述特征點(diǎn)的抽出亦可是抽出由檢測(cè)出的各點(diǎn)兩側(cè)的線段所成的角度為既定值以下的點(diǎn)。
[0022]此處，亦可根據(jù)上述抽出的特征點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)控制上述刻劃頭。
[0023]此處，亦可算出用以移動(dòng)至上述抽出的特征點(diǎn)為止的速度數(shù)據(jù)，根據(jù)上述速度數(shù)據(jù)控制上述刻劃頭。
[0024][發(fā)明的效果]
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明刻劃裝置及刻劃方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn):根據(jù)具有如上所述的特征的本發(fā)明，由于以安裝有加工頭的刻劃單元的固有周期以上的時(shí)序，對(duì)該刻劃單元的位置進(jìn)行控制，因此，不會(huì)使刻劃單元的位置急遽變化，可減少異常振動(dòng)且提高加工精度。又，可正確地沿著圖案Pl刻劃圖案P2、P3，從而可提高加工精度。[0026]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的刻劃裝置的立體圖。
[0028]圖2是本實(shí)施例的刻劃裝置的前視圖。
[0029]圖3是本實(shí)施例的刻劃裝置的側(cè)視圖。
[0030]圖4A是表示本實(shí)施例的刻劃裝置的滑件的周邊部分的立體圖。
[0031]圖4B是表示本實(shí)施例的安裝于滑件的刻劃單元的立體圖。
[0032]圖5是安裝于本發(fā)明實(shí)施例的刻劃裝置的加工頭的前視圖。
[0033]圖6是該加工頭的俯視圖。
[0034]圖7(a)和圖7(b)是該加工頭的側(cè)視圖。
[0035]圖8是該加工頭的中央縱剖面圖。
[0036]圖9是該加工頭的立體圖。
[0037]圖10是表示本實(shí)施例的刻劃裝置的構(gòu)成的方框圖。
[0038]圖11是表示本實(shí)施例的刻劃裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0039]圖12A是表示本實(shí)施例的刻劃裝置進(jìn)行刻劃之前的具有圖案Pl的基板的概略圖。
[0040]圖12B是表示本實(shí)施例的刻劃裝置在區(qū)域Rl中刻劃圖案P2的狀態(tài)的概略圖。
[0041]圖12C是表示本實(shí)施例的刻劃裝置在區(qū)域R2中刻劃圖案P2之前的狀態(tài)的概略圖。
[0042]圖12D是表示本實(shí)施例的刻劃裝置在區(qū)域Rl中刻劃圖案P3之前的狀態(tài)的概略圖。
[0043]圖13 (a)、圖13 (b)、圖13 (C)、圖13 (d)、圖13 (e)是表示本實(shí)施例的刻劃裝置所檢測(cè)出的圖案Pl及生成與該圖案Pl相伴的控制信息的處理的概略圖。
[0044]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0045]11:基座12a ~12d:腳部
[0046]13a、13b:支柱14:橫梁
[0047]15:滑件16:線性馬達(dá)
[0048]17:框架18:平板
[0049]19:CCD相機(jī)21:升降機(jī)構(gòu)
[0050]22:位置修正機(jī)構(gòu)23:刻劃單元
[0051]23A:位置調(diào)整塊24a、24b:載臺(tái)基座
[0052]25:載臺(tái)26a、26b:搬送機(jī)構(gòu)
[0053]27a、27b、27c、27d:搬送板30:加工頭
[0054]31、32:狹縫33、36:桿狀部
[0055]34、35、37、38:連結(jié)部40:本體部
[0056]50:頭部53:槽
[0057]56A、56B:刀尖60:控制器[0058]61:影像處理部62:控制部
[0059]63:線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部64:升降驅(qū)動(dòng)部
[0060]65:位置修正控制部66:搬送控制部
[0061]67:監(jiān)視器68:存儲(chǔ)器
【具體實(shí)施方式】
[0062]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的刻劃裝置其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、刻劃方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0063]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的刻劃裝置的立體圖，圖2是該刻劃裝置的前視圖，圖3是側(cè)視圖。如上述圖所示，刻劃裝置于長(zhǎng)方形狀的基座11的四方設(shè)置有腳部12a~12d。腳部12a~12d亦可為隔震安裝構(gòu)造。在基座11的上部設(shè)置有一對(duì)支柱13a、13b，在該一對(duì)支柱13a、13b的上部，沿著x軸方向安裝有橫梁14。一部分具有缺口的框狀的滑件15安裝于橫梁14?；?5是以借由側(cè)方的包含線性標(biāo)度的線性馬達(dá)16而沿著橫梁14朝X軸方向自如移動(dòng)的方式構(gòu)成。此處，線性馬達(dá)16與橫梁14構(gòu)成使滑件15沿著X軸移動(dòng)的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0064]圖4A是將滑件15的周邊放大的立體圖。在該滑件15的側(cè)方安裝有口字形的框架17，平板18是與XZ平面平行地借由4根螺釘而突出地固定于該框架17的外側(cè)。在該平板18的外側(cè)，鄰接地安裝有CXD相機(jī)19、測(cè)長(zhǎng)器20。CXD相機(jī)19是朝下方被固定且檢測(cè)y軸方向的線的線感測(cè)器。又，刻劃單元23朝下方設(shè)置于框架17與平板18之間。在框架17的內(nèi)部，裝入有使刻劃單元23在上下方向(z軸方向)上移動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)21、及使刻劃單元23稍微朝y軸方向移動(dòng)的位置修正機(jī)構(gòu)22。再者，即使當(dāng)使刻劃單元朝y軸方向移動(dòng)時(shí)，CXD相機(jī)19亦因安裝于平板18而不會(huì)移動(dòng)。
[0065]刻劃單元23如圖4B所示，在位置調(diào)整塊23A中，大致無(wú)間隙地并排安裝有5個(gè)后述的加工頭。
[0066]在基座11上，與y軸平行地左右設(shè)置有一對(duì)載臺(tái)基座24a、24b，在橫梁14下方的由刻劃頭通過(guò)的位置，安裝有細(xì)長(zhǎng)的載臺(tái)25。載臺(tái)25為了將用于刻劃的基板保持于其上表面，被正確地定位安裝于載臺(tái)基座24a、24b之間。
[0067]又，如圖1、圖3所示，在支柱13a、13b與橫梁14的左右，為了朝y軸方向搬送基板而在上游側(cè)設(shè)置有搬送機(jī)構(gòu)26a，在下游側(cè)設(shè)置有搬送機(jī)構(gòu)26b。在上述搬送機(jī)構(gòu)26a、26b上，較薄的4塊搬送板27a~27d沿著縱方向等間隔地配置于載臺(tái)基座24a、24b之間。在左右的搬送板27a、27d上，設(shè)置有多個(gè)自如地上下移動(dòng)的輥輸送機(jī)，在搬送時(shí)，使輥稍微上升，從而可借由該輥朝I軸方向搬送基板。又，在搬送板27a~27d的上表面設(shè)置有多個(gè)空氣噴出部。在加工時(shí)，使輥下降，將基板保持于載臺(tái)上，并且利用空氣支持該基板。
[0068]圖5、圖6是本發(fā)明實(shí)施例的安裝于位置調(diào)整塊23A的加工頭的前視圖及俯視圖，圖7 (a)、圖7 (b)是該加工頭的左右的側(cè)視圖，圖8是A-A線剖面圖，圖9是該加工頭的立體圖。該加工頭30是由會(huì)發(fā)生彈性變形的金屬例如不銹鋼(SUS)構(gòu)成的平板狀的構(gòu)件。如圖5所示，加工頭30具有本體部40與頭部50。而且，本體部40的左下部分被較細(xì)的狹縫31切去而構(gòu)成頭部50。[0069]如圖7(a)和圖7(b)所示，在該加工頭30中，整個(gè)頭部50與本體部40的下半部分自下方至其中央部，與xz面平行地形成有微小的狹縫32。因此，頭部50實(shí)際上是由兩個(gè)獨(dú)立的頭部50A、50B構(gòu)成，該頭部50A、50B分別獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)作。以下，主要對(duì)一個(gè)頭部50A進(jìn)行說(shuō)明，但該說(shuō)明亦可直接適用于另一個(gè)頭部50B。
[0070]如圖所示，本體部40與頭部50A之間是由與X軸平行的桿狀部33及其左右的較細(xì)的連結(jié)部34、35、以及與X軸平行的桿狀部36及其左右兩端的較細(xì)的連結(jié)部37、38連結(jié)。連結(jié)部34、35、37、38的厚度相同。如此，桿狀部33、36兩側(cè)的連結(jié)部34、35、37、38作為能夠稍微彎曲的彈性體而發(fā)揮功能。因此，構(gòu)成連接機(jī)構(gòu)，該連接機(jī)構(gòu)由兩根平行的桿狀部33、36、本體部40及頭部50A構(gòu)成。借此，能夠在由兩根桿狀部及其連結(jié)部形成的四邊形保持平行四邊形的形狀的狀態(tài)下，使頭部50A彈性地稍微上下移動(dòng)。頭部50B亦相同。
[0071]頭部50A具有朝X軸方向突出的大致三角形狀的突出部51。另一方面，本體部40是以在該突出部51周圍形成狹縫31的方式而形成有大致三角形的缺口 41，且該缺口 41與突出部51之間的間隔保持固定。如此，當(dāng)頭部50A上下移動(dòng)時(shí)，若該上下移動(dòng)量變大，則該頭部50A會(huì)與本體部40接觸。因此，可對(duì)朝上下移動(dòng)方向移動(dòng)的上端與下端進(jìn)行限制。亦SP，若預(yù)先已將本體部40的位置固定，則突出部51的上端與本體部40的缺口 41接觸時(shí)的位置成為頭部50A朝上方向振動(dòng)時(shí)的上限。同樣地，頭部50A的突出部51的下端與缺口 41接觸時(shí)的位置成為頭部50A朝下方振動(dòng)時(shí)的下限。
[0072]亦可將長(zhǎng)方形狀的構(gòu)件作為刀尖，且以可更換且自如裝卸的方式安裝于頭部50A的下端。如圖9所示，在頭部50A的下端，以使頭部50A的下方寬度變窄的方式形成有缺口52。在該缺口 52的中央部分，沿著z軸朝上而形成有槽53，且沿著X軸方向形成有槽54。而且，在該槽53的上部埋設(shè)有磁鐵55。如此，可沿著槽53將刀尖56A自下方插入，使其與磁鐵55接觸而固定該刀尖56A。而且，可朝向槽53設(shè)置未圖示的螺紋槽而進(jìn)行螺固，借此固定刀尖56A。同樣地，在頭部50B的下端亦固定著刀尖56B。再者，除了使加工用的刀尖在頭部50A、50B的下端自如裝卸之外，亦可直接將頭部50A、50B的下端作為刀尖。
[0073]而且，如圖8的剖面圖所示，在本體部40的上部，并排地設(shè)置有沿著z軸方向?qū)⒈倔w部40貫通的兩根汽缸42A、42B。汽缸42A的中心軸朝向頭部50A，汽缸42B的中心軸朝向頭部50B。汽缸42A、42B下方的朝向頭部50A、50B的部分的直徑變細(xì)。在兩根汽缸42A、42B的上部分別形成有螺紋槽43A、43B，汽缸42A、42B的上部由未圖示的螺栓密封。而且，在上述汽缸42A、42B中，為了能夠自側(cè)方注入壓縮空氣，使z軸方向的高度稍有不同而形成有分別朝向汽缸42A、42B的兩根連結(jié)孔44A、44B。在連結(jié)孔44A、44B的出口部分分別設(shè)置有栓塞45A、45B，可經(jīng)由未圖示的管路將壓縮空氣分別送入至汽缸42A、42B，借此，在汽缸42A、42B內(nèi)，可分別使活塞46A、46B獨(dú)立地上下移動(dòng)。又，如圖9所示，在本體部40的左側(cè)方，在用以固定上述加工頭30的上下形成有兩個(gè)螺紋槽47、48。
[0074]在本實(shí)施例中，如圖4B所示，包含5個(gè)加工頭30的刻劃單元23稍微傾斜地安裝于位置修正機(jī)構(gòu)22。如此，在將加工頭按壓至基板且施加了既定負(fù)載的狀態(tài)下，使滑件15朝X軸方向移動(dòng)，借此，可同時(shí)平行地形成10條刻劃線。
[0075]其次，使用方框圖說(shuō)明本實(shí)施例的刻劃裝置的控制系統(tǒng)的構(gòu)成。圖10是表示刻劃裝置的控制器60的方框圖。在本圖中，來(lái)自C⑶相機(jī)19的輸出經(jīng)由影像處理部61被給予控制部62?？刂撇?2為了形成刻劃線控制線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部63、升降驅(qū)動(dòng)部64、位置修正控制部65及搬送控制部66。線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部63驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)16。又，升降驅(qū)動(dòng)部64驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)21的馬達(dá)21a而使刻劃單元升降，并且在刻劃時(shí)，以如下方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng):利用適當(dāng)負(fù)載將加工頭壓接于基板的表面上。又，位置修正控制部65驅(qū)動(dòng)位置修正機(jī)構(gòu)22的馬達(dá)22a。搬送控制部66驅(qū)動(dòng)搬送機(jī)構(gòu)26a、26b的馬達(dá)。上游側(cè)的搬送機(jī)構(gòu)26a在使基板朝載臺(tái)25的刻劃位置移動(dòng)時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，下游側(cè)的搬送機(jī)構(gòu)26b在搬送刻劃后的基板時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而且，監(jiān)視器67或存儲(chǔ)器68連接于控制部62。
[0076]其次，使用圖11的流程圖，說(shuō)明使用了本實(shí)施例的刻劃裝置的刻劃方法及太陽(yáng)電池的制造過(guò)程。首先，在太陽(yáng)電池的制造步驟中，在脆性材料基板上形成金屬制的下部電極層，借由激光光束將電極層分割為長(zhǎng)條狀，且切分為圖案Pl。在該圖案Pl上形成P型光吸收層及緩沖層，從而形成積層型半導(dǎo)體薄膜。圖12A表示平行地形成有多條圖案Pl的基板。圖案Pl形成為隔開固定間隔的多條直線，但當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行積層時(shí)，由于反復(fù)地加熱、冷卻，因此，該圖案Pl會(huì)成為稍微彎曲的圖案。
[0077]其次，在步驟S11中，借由本實(shí)施例的刻劃裝置的搬送機(jī)構(gòu)26a，自上游側(cè)朝y軸方向搬送積層有P型光吸收層與緩沖層的基板。其次，若太陽(yáng)電池的應(yīng)刻劃的區(qū)域Rl到達(dá)橫梁14下方的載臺(tái)25，則停止搬送，且在該位置固定薄膜基板。其次，在步驟S12中，一面使滑件15等速度地朝X軸方向移動(dòng)，另一面借由安裝于平板18的CCD相機(jī)19，以固定的取樣周期拍攝最靠近區(qū)域Rl的圖案Pl的線。該取樣周期例如為200Hz~1kHz，以基板上的長(zhǎng)度計(jì)算，取樣間距為1mm~5mm。圖13 (a)表示以固定周期的時(shí)序拍攝圖案Pl時(shí)的攝影區(qū)域。其次，在步驟S13中生成坐標(biāo)數(shù)據(jù)。如圖13 (b)所示，該處理是在各攝影區(qū)域中檢測(cè)圖案Pl的線的位置，且檢測(cè)該線的中點(diǎn)的y軸坐標(biāo)。圖案Pl的加工線通常具有數(shù)十微米的寬度，因此，亦可檢測(cè)加工線兩側(cè)的邊緣，將其中間的位置作為加工線的位置。又，取而代之，亦可檢測(cè)加工線的一個(gè)邊緣的位置，將該位置作為加工線的位置。如此，如圖13 (b)所示，算出各點(diǎn)Al、A2…的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0078]其次，在步驟S14中，根據(jù)以既定間隔對(duì)圖案Pl進(jìn)行取樣所得的點(diǎn)A1、A2…的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，依序算出線段的數(shù)據(jù)。其次，在步驟S15中，檢測(cè)各線段的斜度。將連結(jié)最初的點(diǎn)Al與最后的點(diǎn)A13的假想直線L作為基準(zhǔn)線，依序算出自各點(diǎn)至下一個(gè)點(diǎn)為止的線段相對(duì)于基準(zhǔn)線的傾斜角度。例如在圖13 (C)的例子中，針對(duì)點(diǎn)Al~A12而分別算出角度a I~a 12。此處，a 1、a 2、a 3、a 8、a 9、a 10 為負(fù)角度，a 4、a 5、a 6、a 11、a 12 為正角度。
[0079]其次，在步驟S16中，根據(jù)以下的(I)~(3)的基準(zhǔn)，抽出作為控制基準(zhǔn)的特征點(diǎn)。
[0080](I)抽出如下的點(diǎn)，該點(diǎn)是步驟S15中所檢測(cè)出的角度中的連續(xù)兩個(gè)點(diǎn)的角度a 1、a i + I (i為自然數(shù))由正變?yōu)樨?fù)或由負(fù)變?yōu)檎狞c(diǎn)。此是檢測(cè)角度符號(hào)發(fā)生了變化的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。在圖13(a)、圖13(b)、圖13(c)、圖13(d)和圖13(e)的例子中，根據(jù)該條件，抽出點(diǎn)A4、A8、All作為角度的符號(hào)的變化點(diǎn)。
[0081](2)針對(duì)在兩側(cè)具有線段的各點(diǎn)A2~A12，檢測(cè)由兩側(cè)的線段所成的角度(無(wú)論方向如何，均為180°以下)(62~P 12。其次，抽出該角度(62~P 12中的既定值以下的角度的點(diǎn)。此是檢測(cè)角度變化大的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。在圖13(a)、圖13(b)、圖13(c)、圖13(d)和圖13(e)的例子中，根據(jù)該條件，抽出角度@4、@ 11的點(diǎn)A4、A11。
[0082](3)當(dāng)以上述(I)、(2)中的任一個(gè)基準(zhǔn)抽出的點(diǎn)中，存在相鄰間隔為既定間隔以下的點(diǎn)時(shí)，以達(dá)到既定間隔以上的方式剔除任一個(gè)點(diǎn)。關(guān)于剔除方法，例如在抽出的點(diǎn)彼此的間隔小于既定值的情形時(shí)，對(duì)上述點(diǎn)的角度32?P 12進(jìn)行比較，抽出角度較小的點(diǎn)。在圖13 Ce)中，以上述方式最終抽出3個(gè)點(diǎn)A4、A8、A11。
[0083]刻劃單元23各自具有固有的振動(dòng)頻率，若以高于固有振動(dòng)頻率的頻率進(jìn)行控制，則刻劃單元23有可能會(huì)振動(dòng)。因此，進(jìn)行控制的時(shí)間間隔為刻劃單元23的固有周期以上，更佳為該固有周期的1.4倍以上的間隔。另一方面，為了提高位置檢測(cè)精度，較佳為圖13(a)的取樣周期短。因此，在本實(shí)施例中，進(jìn)行過(guò)濾，即如圖13 (d)、圖13 (e)所示，一面抽出特征點(diǎn)，一面剔除數(shù)據(jù)，將控制間隔設(shè)為固定周期的1.4倍以上，借此，確實(shí)地檢測(cè)特征點(diǎn)，并且減小在控制時(shí)，刻劃單元23產(chǎn)生異常振動(dòng)的可能性。
[0084]進(jìn)而，在步驟S17中，算出用以對(duì)朝向y軸方向的刻劃單元23的位置進(jìn)行修正的控制數(shù)據(jù)。在該位置修正中，如圖13 (c)所示，以形成依照序號(hào)連結(jié)了起點(diǎn)Al、終點(diǎn)A13與抽出的各點(diǎn)A4、A8、A11的直線的方式進(jìn)行控制。該修正的控制方法中有位置控制與速度控制。在位置控制中，制成特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為使加工頭移動(dòng)的xy坐標(biāo)。又，在速度控制中，以速度為指示值，生成位置修正用的數(shù)據(jù)作為控制移動(dòng)方向與速度的數(shù)據(jù)。
[0085]接著，使滑件15暫時(shí)返回原來(lái)的位置，相對(duì)于檢測(cè)出的圖案P1，保持固定的偏移而朝y軸方向進(jìn)行刻劃。因此，根據(jù)位置控制中所決定的位置數(shù)據(jù)，以朝該位置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)移動(dòng)的方式，依序控制X軸方向的線性馬達(dá)16與位置修正控制部的馬達(dá)22a。其次，一面使刻劃單元23朝y軸方向移動(dòng)微小距離，一面使滑件15沿著橫梁14移動(dòng)。又，在速度控制中，將兩個(gè)馬達(dá)的速度作為控制數(shù)據(jù)，因此，以達(dá)到該速度的方式進(jìn)行控制。如此，可以低頻率進(jìn)行控制，因此，可順利地進(jìn)行位置控制。如圖12B所示，可與圖案Pl的線隔開既定的偏移間隔，利用10個(gè)加工頭對(duì)保持于載臺(tái)25的基板的加工區(qū)域Rl進(jìn)行刻劃，從而形成圖案P2。當(dāng)以上述方式進(jìn)行刻劃時(shí)，利用CCD相機(jī)19拍攝最靠近區(qū)域Rl的圖案P1，收集用以進(jìn)行下一次刻劃的數(shù)據(jù)。然而，在基板上的最先刻劃的區(qū)域Rl中，檢測(cè)的圖案Pl與刻劃之前所檢測(cè)的圖案相同。
[0086]如此，刻劃與區(qū)域Rl相關(guān)的10條圖案P2之后，朝y軸方向搬送基板。其次，若區(qū)域R2到達(dá)刻劃單元下方，則將基板固定于載臺(tái)25上。其次，如圖12C所示，刻劃與區(qū)域R2相關(guān)的圖案P2。在該刻劃過(guò)程中，利用CCD相機(jī)19檢測(cè)最靠近區(qū)域R2的圖案Pl的位置。最靠近區(qū)域R2的圖12C左側(cè)的圖案Pl是成為下一個(gè)區(qū)域的控制基準(zhǔn)的線。因此，當(dāng)在下一個(gè)區(qū)域R3中刻劃圖案P2時(shí)，根據(jù)該線進(jìn)行位置控制。如此，可在使滑件15移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行刻劃，從而可縮短時(shí)間。如此，在制造中的基板的整個(gè)面上，與圖案Pl并排地形成圖案P2的線。其次，若已完成了整個(gè)面的圖案P2，則借由搬送控制部66將基板搬出至刻劃裝置外。
[0087]其次，在基板的緩沖層上形成由金屬氧化物構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜。其次，再次將該基板放入至刻劃裝置，以刻劃圖案P3。即使在該情形時(shí)，亦借由刻劃裝置的搬送機(jī)構(gòu)26a自上游側(cè)朝y軸方向搬送基板。其次，如圖12D所示，若應(yīng)刻劃的區(qū)域到達(dá)載臺(tái)25下方，則停止搬送，在該位置固定基板。其次，與圖案P2的線隔開既定的偏移間隔，同樣機(jī)械地對(duì)透明導(dǎo)電膜、緩沖層及P型光吸收層的一部分進(jìn)行刻劃，借此，呈長(zhǎng)條狀地切分為圖案P3。在該情形時(shí)，可以圖案P2的線為基準(zhǔn)而刻劃圖案P3，亦可以如下方式進(jìn)行控制:自背面檢測(cè)圖案Pl的線，偏離該圖案Pl的線而刻劃圖案P3。
[0088][產(chǎn)業(yè)上的可利用性][0089]上述刻劃裝置可與已形成的基板的圖案平行地，隔開固定間隔而正確地刻劃其他圖案。因此，可較佳地用于制造需要并排地形成多條圖案的太陽(yáng)電池。
[0090]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種刻劃裝置，對(duì)保持于載臺(tái)上的基板進(jìn)行刻劃； 該基板積層有薄膜且在薄膜上形成有圖案； 其特征在于該刻劃裝置具備: 滑件，其安裝有刻劃單元； 滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使該滑件與該基板的面平行地沿著已形成的圖案的線移動(dòng)； 升降機(jī)構(gòu)，其安裝于該滑件，且在上下方向驅(qū)動(dòng)該刻劃單元； 位置修正機(jī)構(gòu)，其安裝于該滑件，且使該刻劃單元與滑件的移動(dòng)方向垂直地移動(dòng)； 影像處理部，其以既定周期，自固定于該載臺(tái)上的基板讀取已形成的圖案的位置；以及控制部，其在沿著該影像處理部所讀取的圖案進(jìn)行位置控制時(shí)，以使控制間隔為刻劃單元的固有周期以上的方式進(jìn)行過(guò)濾，且根據(jù)過(guò)濾后的數(shù)據(jù)以與該圖案的線隔開既定間隔而平行地進(jìn)行刻劃的方式，控制該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及該位置修正機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻劃裝置，其特征在于其中該控制部以如下方式進(jìn)行過(guò)濾:在該刻劃單元的固有周期的1.4倍以上的每個(gè)間隔，控制該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)及該位置修正機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刻劃裝置，其特征在于其中該刻劃單元并排地安裝有多個(gè)加工頭。
4.一種刻劃方法，其特征在于:使安裝有刻劃單元的滑件移動(dòng)，借此，刻劃具有圖案的基板； 以既定周期，自固定于載臺(tái)上的基板讀取已形成的圖案的位置； 生成已讀取的圖案的線的檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 相對(duì)于該滑件的移動(dòng)速度，以刻劃單元的固有周期以上的間隔，自該檢測(cè)點(diǎn)中抽出表示該圖案的特征的特征點(diǎn)； 附加既定的偏移而使刻劃頭沿著該特征點(diǎn)移動(dòng)，借此，與該基板的圖案并行地進(jìn)行刻劃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刻劃方法，其特征在于其中該特征點(diǎn)的抽出是相對(duì)于檢測(cè)出的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的基準(zhǔn)線，檢測(cè)鄰接的各點(diǎn)之間的線段的角度，分別抽出角度的符號(hào)的變化點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刻劃方法，其特征在于其中該特征點(diǎn)的抽出是抽出由檢測(cè)出的各點(diǎn)兩側(cè)的線段所成的角度為既定值以下的點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刻劃方法，其特征在于其中根據(jù)該抽出的特征點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)控制該刻劃頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刻劃方法，其特征在于其中算出用以移動(dòng)至該抽出的特征點(diǎn)為止的速度數(shù)據(jù)，根據(jù)該速度數(shù)據(jù)控制該刻劃頭。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK103579410SQ201310294424
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】小川敦 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司