[发明专利]加工头及沟槽加工装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种在薄膜太阳电池制造加工时对薄膜进行沟槽加工的加工头及沟槽加工装置。

背景技术

在集成型薄膜太阳电池的制造步骤中，例如专利文献1所记载，具有在基板上沉积半导体薄膜，且反复进行多次图案化(patterning)的步骤。在该制造步骤中，在脆性材料基板上形成金属制的下部电极层，且作为图案化P1是将电极层借由激光光束以分割成短条状的方式切开。在其上形成P型光吸收层、及缓冲(buffer)层而成为集成型半导体薄膜。之后，作为图案化P2的沿着从图案化P1的沟槽稍微偏移的线而机械性地刻划缓冲层与P型光吸收层的一部分而借此以分割成短条状的方式切开。接着，在缓冲层上形成由金属氧化物构成的透明导电膜。接着，作为图案化P3，是沿着从图案化P2的沟槽稍微偏移的线而机械性地刻划缓冲层与P型光吸收层的一部分而借此呈短条状切开。如此方式可制造薄膜的太阳电池。因此，必须使图案化P2、P3的线分别相对于图案化P1的线稍微偏移，且必须对一片基板例如以5mm左右的间距形成数百条平行的沟槽。

在专利文献2、3中揭示有太阳电池用的刻划装置。在专利文献2中，在刻划头的基座上设置保持加工工具的工具保持具、使工具保持具上下动的气缸、及用于消去工具保持具本身重量的弹簧等，且借由气缸一边调整负载一边将工具按压于工件。此外，在专利文献3中揭示有借由在梁上的滑动机构安装多个头而同时进行多个刻划的刻划装置。

此外，专利文献4的加工头是对平板状的构件在狭缝(slit)进行分断并设置有头部及本体部与杆部，且弹性地保持头部。在该加工头的头部安装工具，借由呈多数并列地排列加工头，而可在薄膜太阳电池的制造步骤中并列地进行刻划的方法被提出。

专利文献1：日本特开2005-191167号公报

专利文献2：日本特开2011-155151号公报

专利文献3：日本特开2010-245255号公报

专利文献4：日本特开2014-8553号公报

然而在专利文献2中所揭示的头，由于是组合多个构件而成的构造因此头的宽度大至数十mm程度，且难以将头设成比此更狭窄。因此如专利文献3所揭示在并列地配置多个头的情形，存在有无法使头的间隔变非常地狭窄的问题。因此在太阳电池的制造步骤等中，存在有无法以例如5mm的狭窄间隔进行刻划，同时平行地形成多条刻划线的问题。此外，作为工具上下动的导引件，使用有线性滚珠轴承，而存在有因导引件的余隙而在加工中使工具位置不稳定的问题。进一步地由于工具的间隔宽，因此为了保持加工位置的精度而有必要设置多个摄影机。此外，专利文献4的加工头存在有因刚性不足，而难以保持加工位置精度的问题。

由此可见，上述现有的加工头及沟槽加工装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以狭窄的间距并列地排列多个工具，且用于在薄膜太阳电池基板同时形成多个沟槽的加工头及使用其的沟槽加工装置。本发明解决了前述专利文献中的加工头的问题，使头可以设成更为狭窄，且在并列地配置多个头的情形，可使头的间隔变非常地狭窄，因此在太阳电池的制造步骤等中，可以例如5mm的狭窄间隔进行刻划，同时平行地形成多条刻划线。此外，相应的工具位置不稳定、加工位置精度不高的问题也得到了解决。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

一种加工头，具备：前端具有工具的多个第1头单元、前端具有工具的多个第2头单元、以一定间隔交互地安装有该第1及第2头单元的构架、以及分别在z轴方向独立地驱动该第1及第2头单元的工具的驱动装置；该第1头单元，具备：固定于该构架的基座、在前端保持该工具的工具保持具、以及使其工具保持具相对于该基座而在z轴方向移动自如的线性导引件；该第2头单元，具备：固定于该构架的基座、在前端保持该工具的工具保持具、以及使其工具保持具相对于该基座而在z轴方向移动自如的线性导引件；该第1及第2头单元，相对于与z轴垂直的x轴方向从各自的工具至线性导引件的间隔相互不同；该构架，是该各头单元的工具在y轴方向为一定间隔，且以使各头单元的线性导引件x轴方向的位置错开的方式交互地配置有该第1及第2头单元。

本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。