專利名稱:薄膜移除設(shè)備及移除薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是有關(guān)于一種薄膜移除設(shè)備以及利用其來移除薄膜的方法,且特別是有關(guān)于一種薄膜太陽能電池制造過程中用來移除薄膜的設(shè)備以及利用其來移除薄膜的方法。
背景技術(shù):
目前由于國際能源短缺,世界各國一直持續(xù)致力于研究各種可行的替代能源,而其中太陽能電池具有使用方便、無污染、無轉(zhuǎn)動部分、無噪音、使用壽命長、普及化、可阻隔輻射熱并且尺寸可與建筑物結(jié)合而隨意變化等優(yōu)點(diǎn),而受到矚目。典型的太陽能電池計有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽電池、非晶硅太陽能電池、化合物太陽能電池以及染料敏化太陽能電池等。而目前由于原料短缺,因此主要的發(fā)展趨勢則是以薄膜太陽能電池為主。
薄膜太陽能電池基板是一種多層膜堆疊結(jié)構(gòu),薄膜沉積是薄膜太陽能電池制作工藝中的重要技術(shù)。薄膜太陽能電池的制作過程,首先是在單位面積的基板(例如金屬、非金屬、半導(dǎo)體材料)上沉積所需要的薄膜,再利用激光切割方
式定義出太陽能電池單元(Cell),然后再進(jìn)行后續(xù)的封裝工藝。
然而工藝中受限成本考慮與機(jī)臺的設(shè)計,必須采用大面積的薄膜沉積,基板外圍區(qū)域通常會出現(xiàn)沉積不均勻的狀況,會使位在薄膜太陽能電池基板邊緣的太陽能電池單元效率大幅降低甚至失效,進(jìn)而在后續(xù)封裝與測試工藝中嚴(yán)重影響太陽能電池基板的整體效率。
故此一外圍區(qū)域一般稱為無效邊緣區(qū),必須再進(jìn)行后段工藝之前加以移除?,F(xiàn)有的移除方式包括,使用激光切除工藝、采用化學(xué)方法的干式或濕式蝕刻以及采用物理方式的噴沙研磨工藝。然而采用激光移除工藝,受限于激光束處理面積太小,因此工藝較耗時且成本高,再加上激光移除后的基材表面過于光滑,并不利于后續(xù)封裝或?qū)訅汗に嚨倪M(jìn)行。而干式蝕刻工藝必須在真空腔體中進(jìn)行,工藝成本較高。采用濕式蝕刻工藝,在移除無效邊緣區(qū)之后,又必須再經(jīng)過一道額外的清洗工藝,不僅工藝繁復(fù),也容易損及太陽能電池基板。至 于噴砂研磨工藝則會產(chǎn)生微粒,造成工藝污染。
因此有需要提供一種成本便宜、操作簡單且能降低微粒污染的薄膜移除方 法與裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種成本便宜、操作簡單且能降低微 粒污染的薄膜移除設(shè)備以及薄膜移除方法,克服現(xiàn)有設(shè)備和方法的缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,本發(fā)明提供一種薄膜移除 設(shè)備,包括研磨頭、超聲波震蕩裝置以及微粒移除裝置。超聲波震蕩裝置用 來驅(qū)動研磨頭,以移除位于基材上的薄膜。微粒移除裝置用來移除由該薄膜所 產(chǎn)生的多個微粒。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例,本發(fā)明提供一種移除薄 膜的方法。該方法包括下述步驟首先提供一研磨頭,使其與基材表面的薄膜 接觸。接著提供超聲波震蕩裝置驅(qū)動研磨頭,以移除基材表面的薄膜。再提供 一微粒移除裝置來移除由薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
根據(jù)以上所述的實(shí)施例,本發(fā)明的技術(shù)特征是采用超聲波震蕩裝置所驅(qū)動 的研磨頭來移除位于基材表面的薄膜。再提供微粒移除裝置來移除由薄膜所產(chǎn) 生的多個微粒,以達(dá)到移除薄膜同時清潔的效果。由于超聲波震蕩研磨頭的單 位處理面積較大,比現(xiàn)有的激光處理有效率,且操作及硬設(shè)備較為單純,可大 幅降低工藝成本,尤其搭配微粒移除裝置后,無需額外清洗工藝即可移除工藝 微粒,具有操作簡單且工藝效率較高的優(yōu)點(diǎn)。再加上通過研磨處理后的基材具 有較粗糙的表面,有利于后續(xù)元件封裝壓合工藝的進(jìn)行,可達(dá)到上述發(fā)明的目 的。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂,所附 附圖的詳細(xì)說明如下
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所示的一種薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)側(cè)視
圖;圖IB是圖1A的薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)前視圖1C是圖1A的薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)局部俯視圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例所示的薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)局部俯視
圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例所示的薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)局部俯視
圖4是使用薄膜移除設(shè)備來移除薄膜的操作流程圖5A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所示的一種薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)側(cè)視
圖5B是圖5A的薄膜移除設(shè)備的結(jié)構(gòu)俯視圖;圖6是使用圖5A的薄膜移除設(shè)備來移除薄膜的操作流程圖;為清楚描述本發(fā)明的技術(shù)特征,上述圖標(biāo)并未按照比例繪示,元件的尺寸大小,將依照說明書的描述內(nèi)容的需求進(jìn)行變更。
主要元件符號說明
跳薄膜移除設(shè)備101:研磨頭
102:超聲波震蕩裝置103:微粒移除裝置
104:基材105:薄膜
106:傳動桿107:研磨頭橫向往復(fù)運(yùn)動的方向
跳微粒跳第一吸嘴
110:輪刷llh處理基臺
113:載臺117:抽氣泵浦
118:連通管200:薄膜移除設(shè)備
209:第一吸嘴211:第二吸嘴
300:薄膜移除設(shè)備309:第一吸嘴
311:第二吸嘴313:吸嘴的進(jìn)氣方向
314:第三吸嘴500:薄膜移除設(shè)備
501:研磨頭502:超聲波震蕩裝置
503:微粒移除裝置504:基材
505:薄膜506:傳動桿507:研磨頭橫向往復(fù)運(yùn)動的方向 508:微粒
509:吸嘴 511:可動的處理基臺
515:旋轉(zhuǎn)裝置 516:固定架
517:抽氣泵浦 518:連通管
S41:提供一個研磨頭,使其與沉積于待處理元件表面的薄膜接觸。S42:提供一個超聲波震蕩裝置,借以驅(qū)動研磨頭以移除薄膜。S421:提供一個處理基臺以承載并固定玻璃基材。S422:提供一個載臺以承載超聲波震蕩裝置。
S423:移動載臺來帶動超聲波震蕩裝置的傳動桿,使研磨頭在玻璃基材的
薄膜上移動。
S43:提供一個微粒移除裝置,來移除磨擦薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
S61:提供一個研磨頭,使其與玻璃基材表面的薄膜接觸。
S62:提供一個超聲波震蕩裝置,并通過傳動桿驅(qū)動研磨頭磨擦薄膜。
S62h提供一個固定架來固定超聲波震蕩裝置和傳動桿。
S622:提供一個可移動的處理基臺來承載玻璃基材。
S623:帶動玻璃基材左右上下移動,使位于玻璃基材上的薄膜與研磨頭接觸。
S63:提供一個微粒移除裝置,來移除磨擦薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個實(shí)施例是在提供一種薄膜移除設(shè)備及其操作方法。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂,特提供數(shù)種運(yùn)用于薄膜太陽能電池工藝中的薄膜移除設(shè)備及其操作方法作為較佳實(shí)施例來進(jìn)一步說明。其中值得注意的是,下述實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明的技術(shù)特征,并非用以限制本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。且為了方便描述起見,在以下實(shí)施例的附圖之中,相似的元件將以相同的圖式符號加以標(biāo)示,然而這并不代表各圖式之間,存在有相對應(yīng)的聯(lián)系關(guān)系。
請參照圖1A至圖1C,圖1A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所示的一種薄膜移除設(shè)備100的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖1B是圖1A的薄膜移除設(shè)備100的結(jié)構(gòu)前視圖。圖1C是圖1A的薄膜移除設(shè)備100的結(jié)構(gòu)俯視圖。薄膜移除設(shè)備100用來移除沉積于基材104(例如為金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料)表面的薄
膜105。例如在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中,薄膜移除設(shè)備100適用薄膜太陽能電池的制作過程,用來移除位在薄膜太陽能基板的基材104外圍區(qū)域不均勻的薄膜105(無效邊緣區(qū)),以利后續(xù)封裝與測試工藝的進(jìn)行。
薄膜移除設(shè)備100包括研磨頭101、超聲波震蕩裝置102以及微粒移除裝置103。研磨頭101可以是金屬材料、非金屬材料或者是上述兩種材料的組合。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中,研磨頭101是一種具有粗糙表面的金屬模塊。但在其它實(shí)施例研磨頭101是一種具有粗糙表面的塑化模塊。
超聲波震蕩裝置102是一種用來驅(qū)動研磨頭101,以移除位于基材104上的薄膜105的驅(qū)動裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例之中,超聲波震蕩裝置102包括與研磨頭101連接的傳動桿106,通過傳動桿106可驅(qū)動研磨頭101進(jìn)行橫向往復(fù)運(yùn)動。
在本實(shí)施例之中,傳動桿106與基材104平行,且此研磨頭101的橫向往復(fù)運(yùn)動的方向(如箭頭107所示)恰與傳動桿106垂直。其中,基材104放置于處理基臺111之上,薄膜移除設(shè)備100的超聲波震蕩裝置102則安設(shè)于載臺113上。其中處理基臺111固定不動,而通過移動載臺113,使研磨頭101在基材104的薄膜105上來回移動,以徹底移除薄膜105的無效邊緣區(qū)。
微粒移除裝置103是一種清潔裝置,用來移除研磨頭101在薄膜105上磨擦?xí)r所產(chǎn)生的多個微粒108。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中,微粒移除裝置103是一種抽氣裝置,包括一個抽氣泵浦117以及至少一個第一吸嘴109鄰設(shè)于研磨頭101。其中抽氣泵浦117與第一吸嘴109是通過一連通管118相互連通。當(dāng)研磨頭101受超聲波震蕩裝置102而往復(fù)運(yùn)動,磨擦薄膜105時,此研磨工藝所產(chǎn)生的微粒108可通過第一吸嘴109吸出并排除,以防止微粒污染后續(xù)工藝。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中,微粒移除裝置103還包括一個輪刷110,可以先擾動附著于基材104表面的微粒108,再通過第一吸嘴109將微粒108吸出并排除。
在本發(fā)明的另一些實(shí)施例之中,微粒移除裝置103可以包括多個吸嘴。例如請參照圖2,圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例所繪示的薄膜移除設(shè)備200的結(jié)構(gòu)局部俯視圖。其中薄膜移除設(shè)備200與圖1C的薄膜移除設(shè)備100的結(jié)構(gòu)相似,差別只在于薄膜移除設(shè)備200還包括一個第二吸嘴211。其中第一吸嘴209和第二吸嘴211是對稱地鄰設(shè)于研磨頭201相對的兩側(cè),且第一吸嘴 209和第二吸嘴211與研磨頭201橫向往復(fù)運(yùn)動的方向(如箭頭107所示)平行。
又請再請參照圖3,圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例所繪示的薄膜移除 設(shè)備300的結(jié)構(gòu)局部俯視圖。其中薄膜移除設(shè)備300與圖1C的薄膜移除設(shè)備 100的結(jié)構(gòu)相似,差別只在于薄膜移除設(shè)備300還包括一個第二吸嘴311以及 一個第三吸嘴314。其中第一吸嘴309和第二吸嘴311對稱地鄰設(shè)于研磨頭301 相對的兩側(cè),且第一吸嘴309和第二吸嘴311與研磨頭301橫向往復(fù)運(yùn)動的方 向(如箭頭107所示)平行。而第三吸嘴314也鄰設(shè)于研磨頭301的一側(cè),且第 三吸嘴314也與研磨頭301橫向往復(fù)運(yùn)動的方向107平行。而在本實(shí)施例之中, 第一吸嘴309、第二吸嘴311以及第三吸嘴314較佳是相互連通,以增加吸氣 功率達(dá)到徹底清潔基材104表面的功能。
請參照圖4,圖4是使用圖1的薄膜移除設(shè)備100來移除薄膜的操作流程 圖。其中移除薄膜的方法包括下述歩驟。首先進(jìn)行步驟S41,提供一個研磨頭 101,使其與沉積于基材104(例如為金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料)表面 的薄膜105接觸。
接著進(jìn)行歩驟S42,提供一個超聲波震蕩裝置102,并通過傳動桿106驅(qū) 動研磨頭101,以去除位于基材104上的薄膜105。在本實(shí)施例之中,驅(qū)動研 磨頭的步驟還包括步驟S421:提供一個處理基臺111以承載并固定基材104; 以及歩驟S422:提供一個載臺113以承載超聲波震蕩裝置102;以及S423: 移動載臺113來帶動超聲波震蕩裝置102的傳動桿,使研磨頭101在基材104 的薄膜105上移動。
然后請再進(jìn)行步驟S43,提供一個具有至少一個吸嘴109的微粒移除裝置 103,來移除研磨頭101在薄膜105上磨擦?xí)r所產(chǎn)生的多個微粒108。
請參照圖5A和圖5B,圖5A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所示的一種薄膜 移除設(shè)備500的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖5B是圖5A的薄膜移除設(shè)備500的結(jié)構(gòu)俯視 圖。薄膜移除設(shè)備500的結(jié)構(gòu)大致與圖1A的薄膜移除設(shè)備100相似,較大的 差異在于在兩種結(jié)構(gòu)中研磨的配置與驅(qū)動方式。
其中薄膜移除設(shè)備500包括研磨頭501、超聲波震蕩裝置502以及微粒 移除裝置503。研磨頭501可以是金屬材料、非金屬材料或者是上述兩種材料 的組合。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中,研磨頭501是一種蒸鍍有類鉆碳薄膜的金屬模塊。
超聲波震蕩裝置502是一種用來驅(qū)動研磨頭501,以移除薄膜505的驅(qū)動裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例之中,超聲波震蕩裝置502包括與研磨頭501連接的傳動桿506,通過傳動桿506可驅(qū)動研磨頭501進(jìn)行橫向往復(fù)運(yùn)動。另外超聲波震蕩裝置502還包括一個旋轉(zhuǎn)裝置515,可帶動傳動桿506和研磨頭501同軸旋轉(zhuǎn)
在本實(shí)施例之中,傳動桿506與基材504垂直,但研磨頭501的橫向往復(fù)運(yùn)動的方向(如箭頭507所示)仍與傳動桿506垂直。其中值得注意的是,超聲波震蕩裝置502和傳動桿506固定于一個固定架516之上;基材504則安設(shè)于一個可移動的處理基臺511上。通過移動承載基材504的處理基臺5U,可帶動基材504上下左右來回移動,進(jìn)而使位于基材504上的薄膜505與研磨頭501接觸,以徹底移除薄膜105的無效邊緣區(qū)。
另外在其它實(shí)施例之中,超聲波震蕩裝置502和傳動桿506固定于一個機(jī)械手臂(未示)之上;基材504則安設(shè)于一個固定的處理基臺511上。通過機(jī)械手臂來驅(qū)動超聲波震蕩裝置502和傳動桿506在基材504的上方上下左右來回移動,進(jìn)而使位于基材504上的薄膜505與研磨頭501接觸,以徹底移除薄膜105的無效邊緣區(qū)。
微粒移除裝置503是一種抽氣裝置,固定在固定架516之上。在本實(shí)施例之中,微粒移除裝置503還包括一個抽氣泵浦517以及至少一個吸嘴509,鄰設(shè)于研磨頭501,并且通過連通管518與抽氣泵浦517連通。當(dāng)研磨頭501受超聲波震蕩裝置502而往復(fù)運(yùn)動,磨擦薄膜505時,吸嘴509可吸出并排除研磨工藝所產(chǎn)生的微粒508,以防止微粒污染后續(xù)工藝。
請參照圖6,圖6是使用圖5A的薄膜移除設(shè)備500來移除薄膜的操作流程圖。其中移除薄膜的方法包括下述步驟。首先進(jìn)行步驟S61,提供一個研磨頭501,使其與沉積于待處理元件,例如基材504,表面的薄膜505接觸。
接著進(jìn)行步驟S62,提供一個超聲波震蕩裝置502,并通過傳動桿506驅(qū)動研磨頭501,以移除位于基材504上的薄膜505。在本實(shí)施例之中,驅(qū)動研磨頭501的步驟還包括步驟S621:提供一個固定架516來固定超聲波震蕩裝置502和傳動桿506;步驟S622:提供一個可移動的處理基臺511來承載基材504;以及步驟S623:帶動玻璃基材504左右上下移動,使位于基材504上的薄膜505與研磨頭501接觸。
然后請再進(jìn)行步驟S63:提供一個具有至少一個吸嘴509的微粒移除裝置 503,來移除磨擦薄膜505所產(chǎn)生的多個微粒508。根據(jù)以上所述的實(shí)施例, 本發(fā)明的技術(shù)特征是采用供超聲波震蕩裝置所驅(qū)動的研磨頭來磨擦位于基材 表面的薄膜層。再提供微粒移除裝置來移除磨擦薄膜所產(chǎn)生的多個微粒,以達(dá) 到移除薄膜同時清潔的效果。由于超聲波震蕩研磨頭的單位處理面積較大,比 現(xiàn)有的激光處理有效率,且操作及硬設(shè)備較為單純,可大幅降低工藝成本,尤 其搭配微粒移除裝置后,無需額外清洗工藝即可移除工藝微粒,具有操作簡單 且工藝效率較高的優(yōu)點(diǎn)。再加上通過研磨處理后的基材具有較粗糙的表面,有 利于后續(xù)元件封裝壓合工藝的進(jìn)行,可達(dá)到上述發(fā)明的目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何相 關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種得 更動與潤飾。例如雖然上述實(shí)施例僅以薄膜太陽能電池工藝中的薄膜移除設(shè)備 及其操作方法來說明本發(fā)明的技術(shù)特征。但值得注意的是,本發(fā)明所提供的薄 膜移除設(shè)備及其操作方法,不僅適用于薄膜太陽能電池工藝,也適用于半導(dǎo)體 的其它薄膜移除工藝或類似的表面處理工藝。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附 的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種薄膜移除設(shè)備,其特征在于,包括一研磨頭;一超聲波震蕩裝置,用來驅(qū)動該研磨頭,以移除位于一基材上的一薄膜;以及一微粒移除裝置,用來移除由該薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該研磨頭的材料 選自于金屬、非金屬以及上述組合所組成的一族群。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該薄膜沉積于該 基材之上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該超聲波震蕩裝 置包括一傳動桿與該研磨頭連接,借以驅(qū)動該研磨頭進(jìn)行一橫向往復(fù)運(yùn)動, 其中該傳動桿與該往復(fù)運(yùn)動的方向垂直,且該傳動桿與該基材平行。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該微粒移除裝置 是一抽氣裝置,且該抽氣裝置包括一第一吸嘴,鄰設(shè)于該研磨頭;一輪刷,鄰設(shè)于該第一吸嘴,用來清潔該表面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該微粒移除裝置 包括一第一吸嘴;一第二吸嘴,其中該第二吸嘴與該第一吸嘴分別對稱地鄰設(shè)于該研磨頭 的兩側(cè),并且分別與該橫向往復(fù)運(yùn)動的方向平行;以及一第三吸嘴,鄰設(shè)于該研磨頭,其中該第三吸嘴與該橫向往復(fù)運(yùn)動的方 向平行,且該第一吸嘴、該第二吸嘴以及該第三吸嘴相互連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該超聲波震蕩裝 置包括一傳動桿與該研磨頭連接,借以驅(qū)動該研磨頭進(jìn)行一橫向往復(fù)運(yùn)動, 且該傳動桿與該基材垂直。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,該超聲波震蕩裝 置還包括一旋轉(zhuǎn)裝置可帶動該傳動桿和該研磨頭同軸旋轉(zhuǎn)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,還包括 一處理基臺,用來承載并固定該基材;以及一載臺用來承載該超聲波震蕩裝置,通過該載臺的移動來帶動該傳動桿, 使該研磨頭在該基材的該薄膜上移動。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜移除設(shè)備,其特征在于,包括 一固定架,用來固定該傳動桿;以及一處理基臺,用來承載該基材,并帶動該基材的該薄膜與該研磨頭接觸。
11、 一種移除薄膜的方法,其特征在于,包括 提供一研磨頭使其與一基材的一薄膜接觸; 提供一超聲波震蕩裝置驅(qū)動該研磨頭以移除該薄膜;以及 提供一微粒移除裝置,來移除由該薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜移除設(shè)備及移除薄膜的方法,其中薄膜移除設(shè)備包括研磨頭、超聲波震蕩裝置以及微粒移除裝置。超聲波震蕩裝置用來驅(qū)動研磨頭,以去除位于基材上的薄膜。微粒移除裝置用來移除由該薄膜所產(chǎn)生的多個微粒。
文檔編號B24B35/00GK101623846SQ200810126900
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者莊峻銘, 簡毓蒼, 簡永杰 申請人:東捷科技股份有限公司