JP5658887B2 - Laser processing equipment - Google Patents
Laser processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5658887B2 JP5658887B2 JP2010033793A JP2010033793A JP5658887B2 JP 5658887 B2 JP5658887 B2 JP 5658887B2 JP 2010033793 A JP2010033793 A JP 2010033793A JP 2010033793 A JP2010033793 A JP 2010033793A JP 5658887 B2 JP5658887 B2 JP 5658887B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- face
- unit
- processed
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、基板と、基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a substrate to be processed used in a solar cell having a substrate and a thin film disposed on the substrate.
薄膜太陽電池に用いられる被加工基板60は、ガラス基板61と、このガラス基板61に設けられた透明電極膜62と、この透明電極膜62に設けられたSiなどを含む光電変換層63と、この光電変換層63に設けられた裏面金属電極膜64とを有している(図8参照)。そして、所望の電圧を得るために、これら透明電極膜62、光電変換層63および裏面金属電極膜64をセルに分割して、互いに直列接続する必要がある。このような直列接続を成膜とレーザパターニングを交互に行うことにより、3次元的な各層(膜)の接続構造とすることで形成する方法がある。この接続構造部分は、集積線65と呼ばれる(図9参照)。
A substrate to be processed 60 used in the thin film solar cell includes a
これらの集積線65は、発電(光電変換)には寄与しないため、集積線65を構成するのべ3本のスクライブラインは、近接するほど太陽電池基板としての変換効率が高くなり好ましい。このため、透明電極膜62に形成されるTCOスクライブ(パターニング)ライン62Tに沿わせて、光電変換層63にSiスクライブ(パターニング)ライン63Sを形成するとともに、裏面金属電極膜64にメタルスクライブ(パターニング)ライン64Mを形成することが好ましい。従来は、それぞれのスクライブラインを、基板外形やアライメントマークを基準にして所定の距離だけ離れた位置に加工していた。
Since these
しかしながら、被加工基板60の大型化に伴う温度変化による被加工基板60の伸縮や、レーザ加工装置の精度上の問題から、スクライブラインを互いに近接させるにも限界がある。また、被加工基板60の大型化により、基板外形やアライメントマークを基準にしてレーザパターニングを行うと、基準から加工線までの距離が遠くなり、機械的精度を上げる必要がある。また、成膜とレーザパターニングを繰り返し行うので、必ずしも同じ環境(とりわけ温度状況)でレーザパターニングが行われるわけではなく、同じ基板外形やアライメントマークを基準としていては大きなずれが生じてしまうこともあり、補正が必要となる。さらに、このような補正は、レーザパターニングの際に毎回必要となるので、非常に手間と時間がかかる。 However, there is a limit in bringing the scribe lines close to each other due to expansion / contraction of the substrate to be processed 60 due to a temperature change accompanying an increase in the size of the substrate to be processed 60 and problems with accuracy of the laser processing apparatus. In addition, when laser patterning is performed based on the substrate outer shape and alignment marks due to an increase in the size of the substrate to be processed 60, the distance from the reference to the processing line is increased, and it is necessary to increase the mechanical accuracy. Also, since film formation and laser patterning are repeated, laser patterning is not necessarily performed in the same environment (especially temperature conditions), and a large deviation may occur based on the same substrate outer shape and alignment mark. Correction is necessary. Furthermore, since such correction is required every time during laser patterning, it takes much time and effort.
また、通常の加工プログラムは、直線補間法によるため、被加工基板60内に温度分布が生じて、基準となるべきTCOスクライブライン62Tが、後工程を行う際(Siスクライブライン63Sを形成するときやメタルスクライブライン64Mを形成するとき)に曲線状となってしまっている場合には、場所によってライン間距離が変化してしまう。
Further, since the normal processing program is based on the linear interpolation method, a temperature distribution is generated in the
また、従来、第1層上に積層される第2層に、第1層に形成された第1のスクライブラインに対応する第2のスクライブラインが第1のスクライブラインに沿う形で形成されるよう、相対移動機構を制御することも知られている(特許文献1参照)。この方法によれば、加工済み線の各々を直接検知して各レーザパターニングを補正しながら行うため、精度良くレーザパターニングを行うことができる。 Conventionally, a second scribe line corresponding to the first scribe line formed on the first layer is formed on the second layer stacked on the first layer in a form along the first scribe line. It is also known to control the relative movement mechanism (see Patent Document 1). According to this method, since each of the processed lines is directly detected and each laser patterning is corrected, laser patterning can be performed with high accuracy.
しかしながら、特許文献1に記載されている態様では、複数のスクライブラインを同時に形成することはできない。また、複数のレーザ加工装置を用いることも考え得るが、複数のレーザ加工装置を用いると装置が大型化するだけでなく、装置の価格も高くなり、メンテナンスの手間もかかってしまう。また、そもそも、複数のレーザ加工装置を用いた場合には、加工済み線の各々に一定の度合いで近接させてレーザパターニングを行うことは困難である。 However, in the aspect described in Patent Document 1, a plurality of scribe lines cannot be formed simultaneously. Although it is possible to use a plurality of laser processing apparatuses, the use of a plurality of laser processing apparatuses not only increases the size of the apparatus, but also increases the price of the apparatus and requires maintenance. In the first place, when a plurality of laser processing apparatuses are used, it is difficult to perform laser patterning by approaching each processed line in a certain degree.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基準となるスクライブライン(加工済み線)に対して一定の距離を保って加工対象のスクライブラインを複数同時に形成することができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and a plurality of scribe lines to be processed can be simultaneously formed at a constant distance from a reference scribe line (processed line). An object is to provide a laser processing apparatus.
本発明によるレーザ加工装置は、
基板と、該基板に配置された薄膜とを有する太陽電池に用いられる被加工基板を加工するレーザ加工装置であって、
前記被加工基板を保持する保持部と、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されるレーザ光を案内するとともに当該レーザ光を端面から外部に照射する複数の光ファイバと、
前記保持部および前記光ファイバの端面のうちの少なくとも一方を加工進行方向に沿って移動させる加工移動部と、
前記光ファイバの端面の前記薄膜に対する位置情報を検知する検知部と、
前記複数の光ファイバのうちの少なくとも一つに連結され、前記検知部からの情報に基づいて、該光ファイバの端面を前記加工進行方向に直交する成分を含む方向に移動させるファイバ移動部と、
を備えている。
The laser processing apparatus according to the present invention comprises:
A laser processing apparatus for processing a substrate to be used for a solar cell having a substrate and a thin film disposed on the substrate,
A holding unit for holding the substrate to be processed;
A laser oscillator that oscillates laser light;
A plurality of optical fibers for guiding laser light oscillated from the laser oscillator and irradiating the laser light to the outside from an end face;
A processing moving unit that moves at least one of the holding unit and the end face of the optical fiber along a processing progress direction; and
A detection unit for detecting position information of the end face of the optical fiber with respect to the thin film;
A fiber moving unit that is coupled to at least one of the plurality of optical fibers and moves an end face of the optical fiber in a direction including a component orthogonal to the processing progress direction based on information from the detection unit;
It has.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記位置情報は、既に加工された加工済み線に基づいて得られ、
前記検知部は、各光ファイバの端面に対応する加工済み線の位置を検知し、
前記ファイバ移動部は、各光ファイバの端面を、該光ファイバの端面に対応する前記加工済み線の位置に基づいて移動させてもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The position information is obtained based on already processed lines,
The detection unit detects the position of the processed line corresponding to the end face of each optical fiber,
The fiber moving unit may move the end face of each optical fiber based on the position of the processed line corresponding to the end face of the optical fiber.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記位置情報は、既に加工された加工済み線に基づいて得られ、
前記検知部は、前記光ファイバのうちの少なくとも一つの端面に対応する加工済み線の位置を検知し、
前記ファイバ移動部は、各光ファイバの端面を、前記加工済み線の位置情報に基づいて移動させてもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The position information is obtained based on already processed lines,
The detection unit detects a position of a processed line corresponding to at least one end face of the optical fiber,
The fiber moving unit may move the end face of each optical fiber based on position information of the processed line.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記検知部は、前記薄膜に関する情報を取得するデータ取得部を有し、
前記データ取得部は、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有してもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The detection unit has a data acquisition unit for acquiring information about the thin film,
The data acquisition unit includes a first data acquisition unit positioned on one side along the processing progress direction with respect to the end surface of the optical fiber, and the other side along the processing progress direction with respect to the end surface of the optical fiber. You may have the 2nd data acquisition part located in.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記検知部は、前記薄膜に関する情報を取得するデータ取得部を有し、
前記データ取得部は、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った一方側に配置され、
前記データ取得部と前記光ファイバの端面の位置関係が、反転可能となっていてもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The detection unit has a data acquisition unit for acquiring information about the thin film,
The data acquisition unit is disposed on one side along the processing direction with respect to the end face of the optical fiber,
The positional relationship between the data acquisition unit and the end face of the optical fiber may be reversible.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記検知部は、前記薄膜に関する情報を取得するデータ取得部と、該データ取得部で取得された該薄膜に関する情報を処理する情報処理部と、該情報処理部によって処理された情報に基づいて前記光ファイバの端面の前記薄膜に対する位置を判断する判断部と、を有してもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The detection unit includes a data acquisition unit that acquires information about the thin film, an information processing unit that processes information about the thin film acquired by the data acquisition unit, and the information processed by the information processing unit. A determination unit that determines a position of the end face of the optical fiber with respect to the thin film.
本発明によるレーザ加工装置において、
前記検知部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報も検知し、
前記ファイバ移動部は、前記検知部によって検知された情報に基づいて前記障害物を回避するよう前記光ファイバの端面を移動させてもよい。
In the laser processing apparatus according to the present invention,
The detection unit also detects information about obstacles on the substrate to be processed,
The fiber moving unit may move the end face of the optical fiber so as to avoid the obstacle based on information detected by the detecting unit.
本発明によれば、複数の光ファイバの端面を、検知部からの情報に基づいて加工進行方向に直交する成分を含む方向に移動することができる。このため、基準となるスクライブライン(加工済み線)に対して一定の距離を保って加工対象のスクライブラインを複数同時に形成することができる。そして、精度良く既存のスクライブラインのすぐ近くに次のスクライブラインを加工することができるので、極めて近接した状態でスクライブラインを形成することができる。このため、集積線の占める領域を小さくすることができ、ひいては、発電効率の高い太陽電池基板を提供することができる。 According to the present invention, the end faces of a plurality of optical fibers can be moved in a direction including a component orthogonal to the processing progress direction based on information from the detection unit. For this reason, it is possible to simultaneously form a plurality of scribe lines to be processed while maintaining a certain distance from a reference scribe line (processed line). And since the next scribe line can be processed in the immediate vicinity of the existing scribe line with high accuracy, the scribe line can be formed in an extremely close state. For this reason, the area | region which an integrated line occupies can be made small, and by extension, a solar cell substrate with high electric power generation efficiency can be provided.
第1の実施の形態
以下、本発明に係るレーザ加工装置の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1乃至図7は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 to FIG. 7 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
本実施の形態のレーザ加工装置は、ガラス基板(基板)61と、ガラス基板61に配置された薄膜62,63,64とを有する太陽電池に用いられる被加工基板60を加工するためのものである(図8参照)。このうち、薄膜は、ガラス基板61上に設けられた透明電極膜62と、この透明電極膜62上に設けられたSiなどを含む光電変換層63と、この光電変換層63上に設けられた裏面金属電極膜64とを有している。
The laser processing apparatus of this embodiment is for processing a substrate to be processed 60 used in a solar cell having a glass substrate (substrate) 61 and
レーザ加工装置は、図1に示すように、被加工基板60を保持する保持部1と、レーザ光Lを発振するレーザ発振器21と、レーザ発振器21から発振されるレーザ光Lを案内するとともに当該レーザ光Lを端面から外部に照射する複数の光ファイバ25と、光ファイバ25の端面を加工進行方向PD(図2参照)に沿って移動させる加工移動部35と、光ファイバ25の端面の薄膜に対する位置を検知する検知部(図4Aの符号41,42,43,45、参照)と、複数(本実施の形態では4つ)の光ファイバ25の各々に連結され、検知部からの情報に基づいて、光ファイバ25の端面を加工進行方向PDに直交する方向に移動させるアクチュエータ(ファイバ移動部)10(図2参照)と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus guides the laser beam L oscillated from the
このうち、光ファイバ25の端面はファイバ保持筐体11内に配置されている。そして、加工移動部35によって、ファイバ保持筐体11が加工進行方向PDに沿って移動されることによって、光ファイバ25の端面が加工進行方向PDに沿って移動されることとなる。なお、図2に示すように、ファイバ保持筐体11内には、アクチュエータ10も配置されており、当該アクチュエータ10によってファイバ保持筐体11内で光ファイバ25の端面が移動されることとなる。
Among these, the end face of the
なお、本実施の形態では、ファイバ移動部としてアクチュエータ10を用いて説明するが、このアクチュエータ10として圧電素子、リニアモータ、リニアコイル、シリンダなどを用いることができる。ただし、ファイバ移動部は、大きさが小さく、動作応答性、動作速度が速いものからなることが好ましい。
In this embodiment, the
また、図2に示すように、アクチュエータ10の各々は、加工進行方向PDに沿って互いにずれた位置に配置されており、加工進行方向PDに対して直交する方向に光ファイバ25の端面を駆動するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, each of the
ところで、本実施の形態では、光ファイバ25の端面が加工進行方向PDに沿って移動される態様を用いて説明するが、光ファイバ25の端面が被加工基板60に対して相対的に移動されれば、これに限られることはない。例えば、保持部1が加工進行方向PDに沿って移動されてもよいし、保持部1と光ファイバ25の端面の両方が加工進行方向PDに沿って移動されてもよい。また、本実施の形態では、光ファイバ25の端面を加工進行方向PDに直交する方向に移動させる態様を用いて説明するが、移動方向が加工進行方向PDに直交する成分を含む方向であれば、これに限られることはない。例えば、光ファイバ25の端面を加工進行方向PDに対して斜め方向に移動させる態様でもよい。
In the present embodiment, the end face of the
上述した検知部は、図4Aに示すように、薄膜を撮影することで薄膜の画像を取得するCCDカメラなどからなる撮影部41と、撮影部41によって撮影された薄膜の画像を処理する画像処理部(情報処理部)42と、画像処理部42によって処理された画像に基づいて光ファイバ25の端面の薄膜に対する位置を判断する判断部43と、画像処理部42によって処理された画像を表示する画像表示部45と、を有している。なおこのうち、撮影部41は、薄膜に関する情報を取得するデータ取得部を構成しており、後述するTCOスクライブライン62TやSiスクライブライン63Sの位置情報を取得する。
As shown in FIG. 4A, the detection unit described above includes an
また、撮影部41は、光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDに沿った一方側に配置されるように加工移動部35に設けられている(図5参照)。なお、加工移動部35は180°反転可能となっており、撮影部41と光ファイバ25の端面の位置関係が、今までの加工進行方向に対して180°反転可能となっている。このため、撮影部41を常に光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDの前方側に位置づけることができ、加工前に加工済み線の位置情報あるいは不具合情報を得ることができる。
Further, the photographing
また、本実施の形態では、位置情報が、既に加工された加工済み線(例えば、TCOスクライブライン62TやSiスクライブライン63Sなど)に基づいて得られる。そして、撮影部41が各光ファイバ25の端面に対応するTCOスクライブライン(加工済み線)62TやSiスクライブライン(加工済み線)63Sの位置情報を取得し、当該位置情報に基づいて判断部43が各光ファイバ25の端面に対応するTCOスクライブライン(加工済み線)62TやSiスクライブライン(加工済み線)63Sの位置を判断することで検知し、検知結果に基づいて、アクチュエータ10が各光ファイバ25の端面を当該光ファイバ25の端面に対応する加工済み線の位置に基づいて移動させるように構成されている。
In the present embodiment, position information is obtained based on already processed lines (for example, the
なお、図1に示すように、レーザ発振器21と光ファイバ25との間には、レーザ発振器21から発振されたレーザ光Lを集光するための集光レンズ22が設けられている。また、図3に示すように、各光ファイバ25の端面の下方には、光ファイバ25の端面から照射されたレーザ光Lを集光させる結像レンズ17が設けられている。また、本実施の形態では、光電変換層63および裏面金属電極膜64を成膜する成膜装置(図示せず)が設けられている。なお、当該成膜装置は、透明電極膜62を成膜するように構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, a condensing
また、上記では結像レンズ17を一つで構成される態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、結像レンズ17が複数のレンズにより構成されて、これら複数のレンズによってレーザ光Lを結像させてもよい。
In the above description, the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、ガラス基板61と、当該ガラス基板61に配置された透明電極膜62とを有する被加工基板60が準備される(図7(a)参照)。その後、保持部1によって被加工基板60が保持される。このとき、本実施の形態では透明電極膜62がガラス基板61の下方に位置するようにして、保持部1によって被加工基板60が保持される。なお、これに限られることはなく、透明電極膜62がガラス基板61の上方に位置するようにして、保持部1によって被加工基板60が保持されてもよい。
First, a substrate to be processed 60 having a
次に、レーザ発振器21からレーザ光Lが発振される(図1参照)。そして、当該レーザ光Lが、集光レンズ22を通過した後、複数(本実施の形態では4つ)の光ファイバ25内を案内される。その後、光ファイバ25の端面から、レーザ光Lが外部に照射され、透明電極膜62が加工されることとなる(図7(b)参照)。このとき、加工移動部35によって、光ファイバ25の端面が加工進行方向PDに沿って移動され、この結果、透明電極膜62が加工進行方向PDに沿って加工され、透明電極膜62に複数のTCOスクライブライン62Tが形成されることとなる。
Next, laser light L is oscillated from the laser oscillator 21 (see FIG. 1). Then, after the laser light L has passed through the
次に、成膜装置によって、ガラス基板61に設けられた透明電極膜62上にSiなどを含む光電変換層63が形成される(図7(c)参照)。その後、再び、レーザ発振器21からレーザ光Lが発振される(図1参照)。そして、当該レーザ光Lが、集光レンズ22を通過した後、複数の光ファイバ25内を案内される。その後、光ファイバ25の端面から、レーザ光Lが外部に照射され、光電変換層63が加工されることとなる。
Next, a
このときもやはり、加工移動部35によって、光ファイバ25の端面が加工進行方向PDに沿って移動され、この結果、光電変換層63が加工進行方向PDに沿って加工され、光電変換層63に複数のSiスクライブライン63Sが形成されることとなる(図7(d)参照)。
At this time as well, the end face of the
このように光電変換層63が加工進行方向PDに沿って加工される際、本実施の形態では、以下の工程が行われる。
Thus, when the
まず、光電変換層63へのレーザ光Lの照射に先立って、撮影部41によって透明電極膜62の画像が取得され、画像処理部42によって撮影部41によって撮影された透明電極膜62の画像が処理され、判断部43によって画像に基づいて光ファイバ25の端面の透明電極膜62に対する位置が判断される(図4A参照)。より具体的には、判断部43によって、既に加工された各TCOスクライブライン62T(本実施の形態では4つのTCOスクライブライン62Tの各々)の位置が判断されるとともに、TCOスクライブライン62Tに対応する各光ファイバ25の端面(本実施の形態では4つの光ファイバ25の端面)の位置が判断される。そして、アクチュエータ10によって、各光ファイバ25の端面が当該光ファイバ25の端面に対応するTCOスクライブライン(加工済み線)62Tの位置に基づいて移動される(図2参照)。
First, prior to the irradiation of the laser beam L to the
このように本実施の形態によれば、既に形成されたTCOスクライブライン62Tを基準にして、常時、各光ファイバ25の端面の位置を補正することができる。このため、TCOスクライブライン62Tが曲線状に形成された場合であっても、TCOスクライブライン62Tの全域にわたって近接させて、Siスクライブライン63Sを形成することができるので、ひいては、集積線65の占める領域を小さくすることができる。また、このように、各光ファイバ25の端面の位置を常時補正することができるので、周辺の温度管理や加工装置の精度に関する仕様を軽減することができる。また、TCOスクライブライン62Tの各々が異なる曲がり方をしていても、各々のTCOスクライブライン62Tに合わせてSiスクライブライン63Sを形成することができる(図4B参照)。
According to this embodiment, the
また、本実施の形態によれば、複数の光ファイバ25の端面の各々を、検知部からの情報に基づいて加工進行方向に直交する方向に移動することができる。このため、基準となるTCOスクライブライン62Tに対して一定の距離を保って加工対象のSiスクライブライン63Sを複数同時に形成することができる。
Moreover, according to this Embodiment, each of the end surface of the some
さらに、本実施の形態によれば、図2に示すように、アクチュエータ10の各々が、加工進行方向PDに沿って互いにずれた位置に配置されており、加工進行方向PDに対して直交する方向に光ファイバ25の端面を駆動するように構成されている。このため、形成されるSiスクライブライン63Sの間隔が狭い場合であっても、加工進行方向PDに直交する方向に光ファイバ25の端面を互いに近接させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, each of the
なお、加工移動部35が被加工基板60の一端まで移動されてレーザスクライブ加工が終了すると、当該加工移動部35は180°反転され、撮影部41と光ファイバ25の端面の位置関係が今までの加工進行方向に対して180°反転されることとなる(図5参照)。このため、本実施の形態によれば、レーザスクライブ加工を加工移動部35の往復で行い、毎回同じ方向でレーザスクライブ加工を行うよりも効率的に加工する場合であっても、撮影部41を常に光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDの前方側に位置づけることができ、TCOスクライブライン62Tを基準にして、常時、各光ファイバ25の端面の位置を補正することができる。
When the
以上のようにして光電変換層63が加工され、光電変換層63にSiスクライブライン63Sが形成されると、次に、成膜装置によって、透明電極膜62に設けられた光電変換層63上に裏面金属電極膜64が形成される(図7(e)参照)。その後、再び、レーザ発振器21からレーザ光Lが発振される。そして、当該レーザ光Lが、集光レンズ22を通過した後、複数の光ファイバ25内を案内される。その後、光ファイバ25の端面から、レーザ光Lが外部に照射され、光電変換層63および裏面金属電極膜64が加工されることとなる(図7(f)参照)。
It is the
このときもやはり、加工移動部35によって、光ファイバ25の端面が加工進行方向PDに沿って移動され、この結果、光電変換層63および裏面金属電極膜64が加工進行方向PDに沿って加工され、光電変換層63および裏面金属電極膜64にメタルスクライブライン64Mが形成されることとなる。
Also at this time, the end face of the
なお、このように光電変換層63および裏面金属電極膜64が加工進行方向PDに沿って加工される際、本実施の形態では、Siスクライブライン63Sを形成する際と同様の工程が行われる。この点、Siスクライブライン63Sを形成する際の説明と重複する内容となることから、主要な作用効果についてのみ以下記載する。
Incidentally, when this way
まず、本実施の形態によれば、既に形成されたSiスクライブライン63SまたはTCOスクライブライン62Tを基準にして、常時、各光ファイバ25の端面の位置を補正することができる。このため、やはり、Siスクライブライン63SまたはTCOスクライブライン62Tが曲線状に形成された場合であっても、Siスクライブライン63Sの全域にわたって近接させて、メタルスクライブライン64Mを形成することができるので、集積線65の占める領域を小さくすることができる。また、このように、各光ファイバ25の端面の位置を常時補正することができるので、周辺の温度管理や加工装置の精度に関する仕様を軽減することができる。
First, according to this embodiment, the previously Si scribe lines 63 formed S or
また、本実施の形態によれば、複数の光ファイバ25の端面の各々を、検知部からの情報に基づいて加工進行方向に直交する方向に移動することができる。このため、基準となるSiスクライブライン63Sに対して一定の距離を保って加工対象のメタルスクライブライン64Mを複数同時に形成することができる。
Moreover, according to this Embodiment, each of the end surface of the some
さらに、図2に示すようにアクチュエータ10の各々が、加工進行方向PDに沿って互いにずれた位置に配置されており、加工進行方向PDに対して直交する方向に光ファイバ25の端面を駆動するように構成されているので、形成されるメタルスクライブライン64Mの間隔が狭い場合であっても、加工進行方向PDに直交する方向に光ファイバ25の端面を互いに近接させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, each of the
ところで、上記では、撮影部41が、光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDに沿った一方側に配置されるように加工移動部35に設けられ、加工移動部35が180°反転することで、撮影部41を常に光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDの前方側に位置づける態様を用いて説明した。
By the way, in the above, the
しかしながら、これに限られることはなく、図6に示すように、撮影部(データ取得部)41が、光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDに沿った一方側に位置する第一撮影部(第一データ取得部)41aと、光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDに沿った他方側に位置する第二撮影部(第二データ取得部)41bとを有する態様を用いてもよい。このような態様によれば、加工移動部35を180°反転させることなく、撮影部41を常に光ファイバ25の端面に対して加工進行方向PDの前方側に位置づけることができる。
However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 6, the first imaging in which the imaging unit (data acquisition unit) 41 is located on one side of the end face of the
また、図6に示すような態様によれば、加工進行方向PDの後方側に位置する撮影部(第一撮影部41aまたは第二撮影部41b)によって、ラインの加工状態や、基準となったラインに対する加工されたラインの近接度合いを常時確認することができる。そして、ラインの加工が不十分な場合には、該当箇所のみ再度レーザ光Lで加工することもできる。このため、被加工基板60の加工をより精度よく行うことができる。
Moreover, according to the aspect as shown in FIG. 6, the processing state of the line and the reference are set by the imaging unit (the
また、上記では、データ取得部として薄膜を撮影することで薄膜の画像を取得する撮影部41を用いて説明した(図4A参照)。しかしながら、これに限られることはなくデータ取得部として、例えばラインセンサやレーザスキャンなどを用いることができる。
Moreover, in the above, it demonstrated using the imaging |
また、上記では、アクチュエータ10が各光ファイバ25に連結され、光ファイバ25の端面の各々が加工進行方向PDに直交する方向に移動される態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、複数の光ファイバ25のうちの一つが加工移動部35に対して加工進行方向PDに直交する方向に移動せず固定され、このように固定された光ファイバ25に対して、それ以外の光ファイバ25が加工進行方向PDに直交する方向に移動される態様を用いてもよい。なお、この場合には、固定された光ファイバ25の端面は加工移動部35の移動によって加工進行方向PDに直交する方向に移動されることとなる。
In the above description, the
なお、図2では、端面が円形状からなる光ファイバを示しているが、これに限られることはなく、光ファイバ25の端面は矩形状からなっていてもよい。このように矩形状の端面からなる光ファイバ25を用いる場合には、薄膜に形成されるスクライブラインの両縁の直線性を実現することができ、好ましい。
In FIG. 2, an optical fiber having a circular end surface is shown, but the present invention is not limited to this, and the end surface of the
ところで、本実施の形態のデータ取得部である撮影部41は、被加工基板60上のゴミなどの障害物D(図4C参照)に関する情報も取得することができるようになっている。そして、撮影部41からの情報によってゴミなどの障害物Dが存在すると判断部43で判断されると、アクチュエータ10は、撮影部41によって取得された情報に基づいて当該障害物Dを回避するよう対応する光ファイバ25の端面を移動させる(図4C参照)。
By the way, the
このため、ゴミなどの障害物Dによってレーザ光Lが遮断されて薄膜が加工されないことを未然に防止することができる。また、光ファイバ25の端面を個別に移動させることができるので、薄膜のうち本来加工すべき箇所からのずれを最小限に抑えることができる。
For this reason, it is possible to prevent the laser light L from being blocked by the obstacle D such as dust and the thin film from being processed. Moreover, since the end surface of the
また、上記では、レーザスクライブ加工を加工移動部35の往復で行う態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、毎回同じ方向でレーザスクライブ加工を行ってもよい。この場合には、加工移動部35を180°反転させる必要はなく、また、二つの撮影部41a,41bを用いる必要もない。
In the above description, the laser scribing process is performed using the reciprocation of the
第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態は、検知部が各光ファイバ25の端面に対応するTCOスクライブライン(加工済み線)62TやSiスクライブライン(加工済み線)63Sの位置を検知し、アクチュエータ10が各光ファイバ25の端面を当該光ファイバ25の端面に対応する加工済み線の位置に基づいて移動させる態様であった。これに対して、第2の実施の形態は、検知部が光ファイバ25の一つの端面に対応する加工済み線の位置を検知し、アクチュエータ10が各光ファイバ25の端面を検知した加工済み線の位置情報に基づいて移動させる態様からなっている。その他の構成は、第1の実施の形態と略同一である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the detection unit detects the position of a TCO scribe line (processed line) 62 T or a Si scribe line (processed line) 63 S corresponding to the end face of each
被加工基板60の温度変化などによるTCOスクライブライン62TやSiスクライブライン63Sの蛇行状況が、当該被加工基板60において同傾向であると判断できる場合などには、本実施の形態のように、光ファイバ25の一つの端面に対応するTCOスクライブライン62TやSiスクライブライン63Sなどの加工済み線の位置情報に基づいて、アクチュエータ10が各光ファイバ25の端面を移動させればよい。
In the case where it can be determined that the meandering state of the
このような態様によれば、基準とする情報源を少なくすることができるので、各光ファイバ25の端面を容易かつ迅速に位置合わせすることができる。また、撮影部41によって撮影する範囲を小さくしたり、ラインセンサやレーザスキャンで走査させる範囲を短くしたりすることもでき、ひいては簡素で価格の安い部材を用いることができる。このため、上述したようにTCOスクライブライン62TやSiスクライブライン63Sの蛇行状況が当該被加工基板60において同傾向であると判断できる場合などには、本実施の形態の態様を用いることが好ましい。
According to such an aspect, since the information source used as a reference can be reduced, the end faces of the
ところで、上記では、薄膜が、ガラス基板61に設けられた透明電極膜62と、この透明電極膜62上に設けられたSiなどを含む光電変換層63と、この光電変換層63上に設けられた裏面金属電極膜64とを有している態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、薄膜は2層からなってもよいし、4層以上からなってもよい
By the way, in the above, the thin film is provided on the
また、上記では複数のレーザ発振器21を用いて説明したが、これに限られることはなく、一台のレーザ発振器21から照射されたレーザ光Lを分岐して、分岐されたレーザ光Lが各光ファイバ25を経て、その端面から照射される態様であってもよい。
In the above description, a plurality of
1 保持部
10 ファイバ移動部(アクチュエータ)
21 レーザ発振器
25 光ファイバ
35 加工移動部
41 撮影部(データ取得部)
41a 第一撮影部(第一データ取得部)
41b 第二撮影部(第二データ取得部)
42 画像処理部(情報処理部)
43 判断部
60 被加工基板
61 ガラス基板(基板)
62 透明電極膜(薄膜)
62T TCOスクライブライン(加工済み線)
63 光電変換層(薄膜)
63S Siスクライブライン(加工済み線)
64 裏面金属電極膜(薄膜)
64M メタルスクライブライン(加工済み線)
L レーザ光
1 Holding
21
41a First imaging unit (first data acquisition unit)
41b Second imaging unit (second data acquisition unit)
42 Image processing unit (information processing unit)
43
62 Transparent electrode film (thin film)
62 T TCO scribe line (processed line)
63 Photoelectric conversion layer (thin film)
63 S Si scribe line (processed line)
64 Back side metal electrode film (thin film)
64 M metal scribe line (processed line)
L Laser light
Claims (7)
前記被加工基板を保持する保持部と、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されるレーザ光を案内するとともに当該レーザ光を端面から外部に照射する複数の光ファイバと、
前記保持部および前記光ファイバの端面のうちの少なくとも一方を加工進行方向に沿って移動させる加工移動部と、
前記薄膜に関する位置情報を検知する検知部と、
前記複数の光ファイバのうちの少なくとも一つに連結され、前記検知部からの情報に基づいて、該光ファイバの端面を前記加工進行方向に直交する成分を含む方向に移動させるファイバ移動部と、
を備え、
前記検知部からの情報に基づいて、前記ファイバ移動部は、基準となる既に加工された加工済み線に対して一定の距離を保って加工対象のスクライブラインを複数同時に形成するよう、前記レーザ光を照射している前記光ファイバの端面を移動させることを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus for processing a substrate to be used for a solar cell having a substrate and a thin film disposed on the substrate,
A holding unit for holding the substrate to be processed;
A laser oscillator that oscillates laser light;
A plurality of optical fibers for guiding laser light oscillated from the laser oscillator and irradiating the laser light to the outside from an end face;
A processing moving unit that moves at least one of the holding unit and the end face of the optical fiber along a processing progress direction; and
A detection unit for detecting position information about the thin film;
A fiber moving unit that is coupled to at least one of the plurality of optical fibers and moves an end face of the optical fiber in a direction including a component orthogonal to the processing progress direction based on information from the detection unit;
With
Based on information from the detection unit, the fiber moving portion, so that while maintaining its distance from the previously processed processed line as a reference to form a scribe line to be processed more simultaneously, the laser beam The laser processing apparatus characterized by moving the end surface of the optical fiber which is irradiating the optical fiber .
前記検知部は、各光ファイバの端面に対応する加工済み線の位置を検知し、
前記ファイバ移動部は、各光ファイバの端面を、該光ファイバの端面に対応する前記加工済み線の位置に基づいて移動させることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The position information is obtained based on already processed lines,
The detection unit detects the position of the processed line corresponding to the end face of each optical fiber,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the fiber moving unit moves the end face of each optical fiber based on the position of the processed line corresponding to the end face of the optical fiber.
前記検知部は、前記光ファイバのうちの少なくとも一つの端面に対応する加工済み線の位置を検知し、
前記ファイバ移動部は、各光ファイバの端面を、前記加工済み線の位置情報に基づいて移動させることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The position information is obtained based on already processed lines,
The detection unit detects a position of a processed line corresponding to at least one end face of the optical fiber,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the fiber moving unit moves an end face of each optical fiber based on position information of the processed line.
前記データ取得部は、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った一方側に位置する第一データ取得部と、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った他方側に位置する第二データ取得部とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The detection unit has a data acquisition unit that acquires position information about the thin film;
The data acquisition unit includes a first data acquisition unit positioned on one side along the processing progress direction with respect to the end surface of the optical fiber, and the other side along the processing progress direction with respect to the end surface of the optical fiber. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a second data acquisition unit located in
前記データ取得部は、前記光ファイバの端面に対して前記加工進行方向に沿った一方側に配置され、
前記データ取得部と前記光ファイバの端面の位置関係が、反転可能となっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The detection unit has a data acquisition unit that acquires position information about the thin film;
The data acquisition unit is disposed on one side along the processing direction with respect to the end face of the optical fiber,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a positional relationship between the data acquisition unit and the end face of the optical fiber is reversible.
前記被加工基板を保持する保持部と、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されるレーザ光を案内するとともに当該レーザ光を端面から外部に照射する複数の光ファイバと、
前記保持部および前記光ファイバの端面のうちの少なくとも一方を加工進行方向に沿って移動させる加工移動部と、
前記薄膜に関する位置情報を検知する検知部と、
前記複数の光ファイバのうちの少なくとも一つに連結され、前記検知部からの情報に基づいて、該光ファイバの端面を前記加工進行方向に直交する成分を含む方向に移動させるファイバ移動部と、
を備え、
前記検知部は、前記被加工基板上の障害物に関する情報も検知し、
前記ファイバ移動部は、前記検知部によって検知された情報に基づいて前記障害物を回避するよう前記光ファイバの端面を移動させることを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus for processing a substrate to be used for a solar cell having a substrate and a thin film disposed on the substrate,
A holding unit for holding the substrate to be processed;
A laser oscillator that oscillates laser light;
A plurality of optical fibers for guiding laser light oscillated from the laser oscillator and irradiating the laser light to the outside from an end face;
A processing moving unit that moves at least one of the holding unit and the end face of the optical fiber along a processing progress direction; and
A detection unit for detecting position information about the thin film;
A fiber moving unit that is coupled to at least one of the plurality of optical fibers and moves an end face of the optical fiber in a direction including a component orthogonal to the processing progress direction based on information from the detection unit;
With
The detection unit also detects information about obstacles on the substrate to be processed,
The laser processing apparatus, wherein the fiber moving unit moves an end face of the optical fiber so as to avoid the obstacle based on information detected by the detecting unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010033793A JP5658887B2 (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Laser processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010033793A JP5658887B2 (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Laser processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011167724A JP2011167724A (en) | 2011-09-01 |
| JP5658887B2 true JP5658887B2 (en) | 2015-01-28 |
Family
ID=44682385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010033793A Expired - Fee Related JP5658887B2 (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Laser processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5658887B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103050567A (en) * | 2011-10-12 | 2013-04-17 | 太阳海科技股份有限公司 | Scribing method for manufacturing thin film solar cell |
| JP6191138B2 (en) * | 2012-01-12 | 2017-09-06 | 日本電気硝子株式会社 | Glass |
| CN109830554A (en) * | 2018-12-21 | 2019-05-31 | 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 | Thin-film solar cells scoring device and rose method |
| KR102632173B1 (en) * | 2021-12-02 | 2024-02-02 | 코리아스펙트랄프로덕츠(주) | Optical system for plasma diagnosis |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4044777B2 (en) * | 2002-03-26 | 2008-02-06 | 新日本製鐵株式会社 | Laser processing equipment |
| JP2007048835A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Shibaura Mechatronics Corp | Laser processing apparatus and solar cell substrate patterning method using the same |
-
2010
- 2010-02-18 JP JP2010033793A patent/JP5658887B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011167724A (en) | 2011-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2769800B1 (en) | Laser processing machine | |
| JP5224343B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP2008249958A (en) | Reference position measuring apparatus and method, and drawing apparatus | |
| KR102169506B1 (en) | Beam scanning device, beam scanning method, and pattern drawing device | |
| JP5658887B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP2010219171A (en) | Scribe processing method and device | |
| EP2568326B1 (en) | Imaging device and imaging method for an imaging device | |
| KR20130071364A (en) | Laser machining apparatus | |
| KR20130102457A (en) | Exposure method and exposure device | |
| CN111665687B (en) | Pattern drawing device | |
| JP6115642B2 (en) | Height measuring device | |
| KR20170026289A (en) | Laser beam machining device and method for manufacturing workpiece using laser beam | |
| JP6680330B2 (en) | Pattern forming equipment | |
| JP6361273B2 (en) | Substrate processing apparatus and device manufacturing method | |
| JP5329505B2 (en) | Laser processing machine | |
| JP2005081392A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JP6098731B2 (en) | Surface shape measuring device | |
| JP2006084783A (en) | Mask alignment method and mask alignment apparatus for double-sided exposure apparatus | |
| JP5528149B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JP2011125902A (en) | Laser beam machining device | |
| JP2009006339A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JP2008242066A (en) | POSITION INFORMATION MANAGEMENT DEVICE, DRAWING SYSTEM, AND POSITION INFORMATION MANAGEMENT METHOD | |
| JP5274404B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JP5142916B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JP6413784B2 (en) | Substrate processing apparatus and device manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131205 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131213 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140526 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141201 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5658887 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |