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沟槽加工工具及使用该沟槽加工工具的薄膜太阳电池的沟槽加工方法及划线装置.pdf

  • 上传人:大师****2
  • 文档编号:564825
  • 上传时间:2018-02-22
  • 格式:PDF
  • 页数:19
  • 大小:820.76KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201080009004.6

    申请日:

    2010.02.23

    公开号:

    CN102325621A

    公开日:

    2012.01.18

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B23D 13/00申请日:20100223|||公开

    IPC分类号:

    B23D13/00; B28D5/04; H01L31/04

    主分类号:

    B23D13/00

    申请人:

    三星钻石工业股份有限公司

    发明人:

    曾山正信

    地址:

    日本大阪

    优先权:

    2009.02.24 JP 2009-040230; 2009.12.08 JP 2009-278148

    专利代理机构:

    北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287

    代理人:

    孟锐

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    内容摘要

    为了提供一种可高良率地制造集成型薄膜太阳电池的太阳电池的制造方法、沟槽加工工具,使沟槽加工工具(8)的刃尖部分(81)的底面(83)的形状为沿着移动方向细长地延伸的长方形,底面(83)与位于沿着移动方向的轴线上的刃尖部分的前侧面(84)及后侧面(85)相交成直角,所述角部形成为刃尖(86、87),且刃尖部分的左右侧面平行地形成,使用所述形状的沟槽加工工具(8),在进行图案化时的刃尖部分的前侧面(84)或后侧面(85)与基板(W)的上侧面所成的角度为50度~80度的范围内向前进方向侧倾斜而进行加工。

    权利要求书

    1: 一种集成型薄膜太阳电池用的沟槽加工工具, 其特征在于 : 包含棒状的本体与形成 在本体的前端的刃尖区域, 刃尖区域包含细长地延伸的长方形的底面、 从底面的宽度方向的端边立起的前侧面及 后侧面、 以及从底面的长度方向的端边呈直角地立起而形成相互平行的一对面的左、 右侧 面, 至少由前后侧面中的任一单面与底面所形成的角部成为刃尖。
    2: 根据权利要求 1 所述的沟槽加工用工具, 其特征在于 : 由底面与前后侧面所形成的 刃尖的角度是直角。
    3: 根据权利要求 1 所述的未沟槽加工工具, 其特征在于 : 所述沟槽加工工具是由超硬 合金或钻石所形成。
    4: 一种集成型薄膜太阳电池的沟槽加工方法, 其是沿着集成型薄膜太阳电池基板的划 线预定线, 一面用沟槽加工工具的刃尖进行按压, 一面使所述太阳电池基板与沟槽加工工 具相对移动, 而在所述太阳电池上形成划线, 其特征在于 : 所述沟槽加工工具包含棒状的本体与形成在本体的前端部的刃尖区域, 刃尖区域包含 细长地延伸的长方形的底面、 从底面的宽度方向的端边立起的前侧面及后侧面、 以及从底 面的长度方向的端边呈直角地立起而形成相互平行的一对面的左、 右侧面, 由前后侧面中 的任一单面与底面所形成的角部形成为刃尖, 形成长方形的底面的长轴方向是沿着所述移动方向而配置, 刃尖区域的前侧面或后侧 面是在与太阳电池的被加工面之间所形成的角度为 50 度~ 80 度的范围内向前进方向侧倾 斜而进行沟槽加工。
    5: 根据权利要求 4 所述的集成型薄膜太阳电池的沟槽加工方法, 其特征在于 : 对集成 型薄膜太阳电池基板的至少包含光吸收层的层进行沟槽加工。
    6: 根据权利要求 5 所述的集成型薄膜太阳电池的沟槽加工方法, 其特征在于 : 集成型 薄膜太阳电池基板是形成透明电极层前的集成型薄膜太阳电池基板。
    7: 一种沟槽加工工具, 其特征在于 : 包含棒状的本体与形成在本体的前端的长方体状 的刃尖区域, 所述刃尖区域是由包含一对短边与一对长边所包围的长方形的底面、 在底面的两条短 边侧分别与底面正交的前侧面及后侧面、 在底面的两条长边侧分别与底面正交的右侧面及 左侧面的 5 个平面所形成, 在前侧面与右侧面的角部、 及前侧面与左侧面的角部形成纵向的刃尖, 在前侧面与底 面的角部形成横向的刃尖, 底面与右侧面的角部、 及底面与左侧面的角部是经倒角。
    8: 根据权利要求 7 所述的沟槽加工工具, 其特征在于 : 在底面与前侧面的角部形成倾 斜面。
    9: 根据权利要求 8 所述的沟槽加工工具, 其特征在于 : 倾斜面与底面所成的角处于 10 度~ 40 度的范围内。
    10: 根据权利要求 7 所述的沟槽加工工具, 其特征在于 : 进一步在后侧面与右侧面的角 部、 及后侧面与左侧面的角部形成纵向的刃尖, 并且在后侧面与底面的角部形成横向的刃 尖。 2
    11: 根据权利要求 10 所述的沟槽加工工具, 其特征在于 : 在底面与后侧面的角部形成 倾斜面。
    12: 一种划线装置, 其特征在于 : 包含权利要求 7 至 11 中任一项所述的沟槽加工工具、 载置着太阳电池基板的平台、 及使所述沟槽加工工具的底面在相对于所述太阳电池基板倾 斜的状态下进行划线的划线头。

    说明书


    沟槽加工工具及使用该沟槽加工工具的薄膜太阳电池的沟 槽加工方法及划线装置

        技术领域 本发明涉及一种制造黄铜矿化合物系集成型薄膜太阳电池等集成型薄膜太阳电 池时的沟槽加工工具 (slotting tool)、 沟槽加工方法 (slotting method) 及使用沟槽加工 工具的划线装置 (scribing device)。
         这里, 所谓黄铜矿化合物, 除 CIGS(Cu(In, Ga)Se2) 以外, 也包含 CIGSS(Cu(In, Ga) (Se, S)2)、 CIS(CuInS2) 等。
         背景技术 在将黄铜矿化合物半导体用作光吸收层的薄膜太阳电池中, 通常为在基板上串列 连接着多个单位晶胞的集成型构造。
         对以往的黄铜矿化合物系集成型薄膜太阳电池的制造方法进行说明。图 6 是表示 CIGS 薄膜太阳电池的制造步骤的示意图。 首先, 如图 6(a) 所示, 在包含钠钙玻璃 (SLG, Soda
         Lime Glass) 等的绝缘基板 1 上, 利用溅镀法形成成为阳极侧的下部电极的 Mo 电极层 2 后, 对于光吸收层形成前的薄膜太阳电池基板, 利用划线加工形成下部电极分离用的沟槽 S。
         然后, 如图 6(b) 所示, 在 Mo 电极层 2 上, 利用蒸镀法、 溅镀法等形成包含化合物半 导体 (CIGS) 薄膜的光吸收层 3, 在该光吸收层 3 上利用 CBD 法 (Chemical Bath Deposition Method, 化学浴沉积法 ) 形成包含用于异质接合的 ZnS 薄膜等的缓冲层 4, 在该缓冲层 4 上 形成包含 ZnO 薄膜的绝缘层 5。然后, 对于透明电极层形成前的薄膜太阳电池基板, 在横方 向上与下部电极分离用的沟槽 S 相距特定距离的位置上, 利用划线加工形成到达 Mo 电极层 2 为止的电极间接触用的沟槽 M1。
         然后, 如图 6(c) 所示, 在绝缘层 5 上形成包含 ZnO:Al 薄膜的作为上部电极的透明 电极层 6, 制成包含利用光电转换的发电所需的各功能层的太阳电池基板, 并利用划线加工 形成到达下部的 Mo 电极层 2 为止的电极分离用的沟槽 M2。
         在制造所述集成型薄膜太阳电池的步骤中, 作为通过划线对电极分离用的沟槽 M1 及 M2 进行沟槽加工的技术, 使用了激光划线法与机械划线法。
         激光划线法是例如专利文献 1 中所揭示般, 通过照射利用弧光灯等连续放电灯对 Nd:YAG 结晶进行激发而发出之激光光束, 形成电极分离用的沟槽。所述方法在对于光吸收 层形成后的薄膜太阳电池基板形成沟槽的情形时, 有划线时由于激光光束的热而使光吸收 层 3 的光电转换特性劣化的担忧。
         机械划线法是例如专利文献 2 及 3 中所揭示般, 通过使前端为渐细状的金属针 (needle) 等沟槽加工工具的刃尖一面施加特定压力地对基板进行按压一面移动, 而加工电 极分离用的沟槽的技术。目前多进行所述机械划线法。
         专利文献 1 : 日本专利特开平 11-312815 号公报
         专利文献 2 : 日本专利特开 2002-094089 号公报
         专利文献 3 : 日本专利特开 2004-115356 号公报发明内容 如专利文献 2 及 3 中所揭示的机械划线法中, 使沟槽加工工具的刃尖的形状成为 前端渐细的针状, 但严格来说, 压接于薄膜太阳电池的部分是以成为平坦的方式将前端切 割成大致水平, 以便增大接触面积。 即, 如图 7 所示, 前端部分成为圆锥台形状。 使所述形状 的沟槽加工工具 8′一面对薄膜太阳电池基板的应形成沟槽的薄膜 ( 上下两电极或光吸收 层等各种功能层 ) 进行按压, 一面沿着划线预定线向 Y 方向相对移动, 借此进行沟槽加工。
         通过使用前端部分为圆锥台形状的沟槽加工工具, 而与薄膜的接触面积变大, 因 此可相对稳定地进行沟槽加工。 另一方面, 有时由于较大的接触面所产生的摩擦阻力等, 导 致薄膜大面积不规则地剥落, 甚至将不必除去的部分除去, 从而有太阳电池的特性及良率 降低的问题。
         尤其是, 为了将划线 (scribe line) 的线宽维持为固定而使作为产品的设计上所 预定的品质 ( 光电转换效率等 ) 的实现及品质的均一性 ( 再现性 ) 变得良好, 必须使薄膜 的剥离程度固定。 因此, 通过配合薄膜的性状等来加减按压刃尖的负载, 可在某种程度上调 整剥离程度, 但因为对于薄膜表面的按压力是一律地增减, 所以非常难以进行微调整。
         另外, 所述沟槽加工工具的刃尖是具有前端渐细的锥面的圆锥台形状。 因此, 如果 在刃尖磨损或者刀刃损坏的情形时研磨刃尖, 那么刃尖的直径变大, 结果导致所划线的沟 槽宽度变得比研磨前更宽。 因此, 也有无法将同一刃尖长时间持续使用或研磨后重复使用, 而不经济的问题。
         因此, 本发明的目的在于提供一种沟槽加工工具, 其在加工黄铜矿化合物系集成 型薄膜太阳电池基板 ( 例如, 透明电极形成前的前驱物 ) 或其他集成型薄膜太阳电池中的 电极分离用的沟槽、 或者在形成于上下电极间的光吸收层等各种功能层加工上下电极接触 用的沟槽时, 能够以固定的沟槽宽度高良率地且光电转换效率等作为产品的品质的均一性 良好地进行加工。
         为了解决所述问题而完成的本发明的集成型薄膜太阳电池用的沟槽加工工具包 含棒状的本体与形成在本体的前端的刃尖区域, 刃尖区域包含细长地延伸的长方形的底 面、 从底面的宽度方向的端边立起的前侧面及后侧面、 以及从底面的长度方向的端边呈直 角地立起而形成相互平行的一对面的左、 右侧面, 且至少由前后侧面中的任一单面与底面 所形成的角部成为刃尖。
         另外, 为了解决所述问题而完成的本发明的集成型薄膜太阳电池的沟槽加工方法 是沿着集成型薄膜太阳电池基板的划线预定线, 一面用沟槽加工工具的刃尖进行按压, 一 面使所述太阳电池基板与所述沟槽加工工具相对移动而在所述太阳电池上 ( 例如, 至少包 含光吸收层的各种功能层, 尤其是透明电极层形成前的前驱物的至少包含光吸收层的各功 能层 ) 形成划线, 所述沟槽加工工具包含棒状的本体与形成在本体的前端部的刃尖区域, 刃尖区域包含细长地延伸的长方形的底面、 从底面的宽度方向的端边立起的前侧面及后侧 面、 以及从底面的长度方向的端边呈直角地立起而形成相互平行的一对面的左、 右侧面, 由 前后侧面中的任一单面与底面所形成的角部成为刃尖, 形成长方形的底面的长轴方向是沿 着所述移动方向而配置, 刃尖区域的前侧面或后侧面是在与太阳电池的被加工面之间所形 成的角度为 50 度~ 80 度、 尤其是 65 度~ 75 度的范围内向前进方向侧倾斜而进行沟槽加
         工。 [ 发明的效果 ]
         根据本发明的沟槽加工工具, 在加工集成型薄膜太阳电池中的电极分离用的沟 槽、 或在形成于上下电极间的光吸收层等的各种功能层加工上下电极接触用的沟槽时, 能 够以固定的沟槽宽度进行加工, 且良率提高。 在刃尖磨损的情形时, 可以通过研磨底面及视 需要研磨前后侧面来修补刃尖。 尤其是, 由于使刃尖部分的左右侧面成为平行面, 所以即便 研磨底面, 刀刃的左右宽度的尺寸也不会产生变化。 由此, 即便在研磨后也可以将所划线的 沟槽宽度维持为与研磨前相同。
         此外, 当将沟槽加工工具的刃尖在前后的角部形成两处时, 如果其中一刃尖磨损 或破损, 则可通过改变工具的安装方向而将另一刃尖作为新品加以使用。
         本发明的集成型薄膜太阳电池制造方法中, 使用进行图案化时底面与前侧面或后 侧面的角部形成为刃尖的形状的沟槽加工工具, 因此通过使沟槽加工工具的前侧面或后侧 面相对于基板向前进方向侧倾斜, 可以使角部的刃尖以接近于点接触的线接触方式接触基 板而顺利地进行薄膜的剥离。尤其是, 通过在沟槽加工工具的刃尖部分的前侧面或后侧面 与基板上侧面所成的角度为 50 度~ 80 度、 尤其是 65 度~ 75 度的范围内使沟槽加工工具 向前进方向侧倾斜, 可消除由行进至所除去的膜屑上而上弹所引起的划线的截断 ( 倾斜角 度低于所述设定值的情形 )、 或由按压负载变高所引起的不规则的薄膜的剥离的产生 ( 倾 斜角度高于所述设定值的情形 ), 而形成直线状且漂亮的划线。
         沟槽加工工具优选使由底面与前后侧面所形成的刃尖的角度为直角。 在刃尖磨损 而进行研磨时, 如果相对于本体的轴方向成直角地进行研磨, 则可以使底面与前后侧面成 直角, 因此研磨作业变得容易。
         沟槽加工工具优选由超硬合金或钻石所形成。
         由此, 工具的寿命较长, 变形也较少, 所以可以长时间高精度地进行划线加工。
         附图说明 图 1 是表示本发明的集成型薄膜太阳电池的划线装置的一实施方式的立体图。
         图 2 是本发明的沟槽加工工具的立体图。
         图 3 是所述沟槽加工工具的底面放大图。
         图 4 是表示本发明的沟槽加工工具的安装倾斜角度、 及与此对应的太阳电池基板 的划线的加工状态的示意图。
         图 5 是表示以往的加工工具与本发明的沟槽加工工具的加工状态的比较例的图。
         图 6 是表示一般的 CIGS 系的薄膜太阳电池的制造步骤的示意图。
         图 7 是表示以往的沟槽加工工具的一例的立体图。
         图 8 是表示本发明的沟槽加工工具的另一实施方式的立体图。
         图 9 是将图 8 的沟槽加工工具的底面放大的立体图。
         图 10 是图 8 的沟槽加工工具的底面的放大图。
         图 11 是表示划线时的刃尖部分的状态的图。
         图 12 是表示本发明的另一实施方式的沟槽加工工具的立体图。
         图 13 是将图 12 的沟槽加工工具的底面放大的立体图。
         [ 符号的说明 ] W 太阳电池基板 7 划线头 8、 8a、 8b 沟槽加工工具 81 本体 82 刃尖区域 83 底面 84 前侧面 85 后侧面 86、 87 刃尖 88 左侧面 89 右侧面 90、 96 倾斜面 91、 92 角部 ( 倒角 ) 93、 94、 95、 97、 98、 99 角部 ( 刃尖 )具体实施方式 ( 实施方式 1)
         以下, 对于本发明的详情基于表示其实施方式的附图进行详细说明。
         图 1 是表示使用本发明的沟槽加工工具的集成型薄膜太阳电池用划线装置 SC 的 实施方式的立体图。划线装置 SC 包含可在水平方向 (Y 方向 ) 上移动且可在水平面内旋转 90 度及角度 θ 的平台 18, 平台 18 实质上形成太阳电池基板 W 的保持机构。
         由夹着平台 18 而设置的两侧的支撑柱 20、 20 与在 X 方向上延伸的导向杆 21 所构 成的桥形部 (bridge)19 是设置成横跨平台 18 的上方。固定件支撑体 23 是以可沿着导向 杆 21 上所形成的导向部 22 进行移动的方式安装, 且通过电动机 24 的旋转而在 X 方向上移 动。
         在固定件支撑体 23 上设置着划线头 7, 在划线头 7 的下部, 设置着保持对载置在平 台 18 上的太阳电池基板 W 的薄膜表面进行划线加工的沟槽加工工具 8 的固定件 9。可调整 固定件 9 在划线头 7 上的安装角度, 通过调整所述安装角度, 可调整沟槽加工工具 8 与太阳 电池基板 W 的角度。
         而且, 在可在 X 方向及 Y 方向上移动的基座 12、 13 上分别设置着相机 10、 11。基座 12、 13 是在支撑台 14 上沿着在 X 方向上延伸设置的导向部 15 移动。相机 10、 11 可通过手 动操作而上下移动, 从而可调整拍摄的焦点。将由相机 10、 11 所拍摄的图像显示在监视器 16、 17 上。
         在平台 18 上所载置的太阳电池基板 W 的表面, 设置着用以确定位置的对准标记, 通过利用相机 10、 11 拍摄对准标记, 来调整太阳电池基板 W 的位置。 具体而言, 利用相机 10、 11 拍摄由平台 18 所支撑的太阳电池基板 W 表面的对准标记, 而确定对准标记的位置。 根据 被确定的对准标记的位置, 检测载置太阳电池基板 W 表面时的方向偏移, 通过使平台 18 旋 转特定角度来修正偏移。
         而且, 每使平台 18 在 Y 方向上以特定间距移动, 便下降划线头 7, 使沟槽加工工具 8 的刃尖在对太阳电池基板 W 的表面进行按压的状态下在 X 方向上移动, 从而沿着 X 方向对 太阳电池基板 W 的表面进行划线加工。在沿着 Y 方向对太阳电池基板 W 的表面进行划线加 工的情形时, 使平台 18 旋转 90 度后, 进行与所述同样的动作。
         图 2 及图 3 是表示本发明中所使用的沟槽加工工具 8。图 2 是从下方观察的立体 图, 图 3 是将沟槽加工工具 8 的底面放大的图。所述沟槽加工工具 8 实质上包含成为在划 线头 7 上的安装部的圆柱状的本体 81、 与通过放电加工等而一体形成在该本体 81 的前端部 的刃尖区域 82, 且是由超硬合金或钻石等硬质材料所制成。 刃尖区域 82 包含长方形的底面 83、 从底面 83 的宽度方向的端边呈直角地立起的前侧面 84 及后侧面 85、 以及从底面 83 的 长度方向的端边呈直角地立起且相互平行的左、 右侧面 88、 89。由底面 83 与前后侧面 84、 85 所形成的角部分别成为刃尖 86、 87。
         底面 83 的左右宽度 L1 优选为 50μm ~ 60μm, 可以配合所要求的划线的沟槽宽度 而设为 25μm ~ 80μm。而且, 刃尖区域 82 的有效高度、 即刃尖区域的左右侧面 88、 89 及前 后侧面 84、 85 的高度 L2 优选为 0.5mm 左右。此外, 圆柱状的本体 81 的直径优选为 2mm ~ 3mm 左右。 另外, 沟槽加工工具 8 的本体 81 并不限于圆柱状, 也能够以剖面四边形或多边形 而形成。 在使用所述沟槽加工工具 8 进行加工的情形时, 在使刃尖区域 82 的底面 83 的长 轴方向沿着工具的移动方向的状态下, 且在使刃尖部分 82 的前侧面 84 或后侧面 85 相对于 太阳电池基板 W 仅倾斜特定角度的状态下安装划线头 7。此时的倾斜角度优选为 50 度~ 80 度, 尤其优选为 65 度~ 75 度的范围。
         图 4 是表示关于使用沟槽加工工具 8 对太阳电池基板 W 进行沟槽加工时的沟槽加 工工具 8 的安装角度与太阳电池基板 W 的加工状态的关系, 通过实验而获得的结果的示意 图。
         图 4(a) 是表示以 50 度~ 80 度、 尤其是 65 度~ 75 度的优选倾斜角度安装沟槽加 工工具 8 而进行划线的情形时的结果。形成在太阳电池基板 W 上的沟槽 M 并未剥离额外的 部分, 而沿着划线呈直线状且漂亮地形成。
         图 4(b) 是表示以小于 50 度的倾斜角度安装沟槽加工工具 8 而进行划线的情形时 的结果。由于沟槽加工工具 8 的刃尖行进至所除去的膜屑上而上弹, 导致所加工的沟槽 M 产生截断。
         图 4(c) 是表示以超过 80 度的倾斜角度安装沟槽加工工具 8 而进行划线的情形时 的结果。由于沟槽加工工具 8 的按压负载变高, 导致所加工的沟槽 M 产生不规则的薄膜的 剥离。
         根据本发明, 通过使沟槽加工工具 8 的前侧面 84 或后侧面 85 相对于太阳电池基 板 W 向前进方向侧倾斜, 可使由前侧面或后侧面与底面所形成的角部、 即刃尖 86 或刃尖 87 以接近于点接触的线接触方式接触太阳电池基板 W, 而顺利地进行薄膜的剥离。尤其是, 通 过在沟槽加工工具 8 的刃尖区域的前侧面 84 或后侧面 85 与基板 W 的上侧面所成的角度为 50 度~ 80 度、 尤其是 65 度~ 75 度的范围内使沟槽加工工具 8 向前进方向侧倾斜, 可消除 由行进至所除去的膜屑上而上弹所引起的划线的截断、 或由按压负载变高所引起的不规则 的薄膜的剥离的产生, 从而可以形成直线状的漂亮的划线。
         另外, 因为沟槽加工工具 8 的刃尖 86、 87 在前后的角部形成了两处, 所以如果一刃 尖磨损或破损, 则通过改变沟槽加工工具 8 的安装方向, 可以将另一刃尖作为新品加以使 用。并且, 在任一刃尖均磨损的情形时, 可通过研磨底面 83 及视需要研磨前后侧面 84、 85 来修补刃尖。
         图 5 是对利用以往的加工工具所形成的划线与利用本发明的沟槽加工工具所形 成的划线进行比较而得的图像数据。在使用本发明的沟槽加工工具以 65 度~ 75 度的范围 的倾斜角进行划线的情形时, 与以往例相比, 可明显地以固定的宽度形成漂亮的划线。
         另外, 在所述实施例中, 是通过使划线头 7 在 X 方向上移动而执行划线加工, 但只 要划线头 7 与太阳电池基板 W 能够相对地进行移动即可, 因此也可以在固定太阳电池基板 W 的状态下使划线头 7 在 X 方向及 Y 方向上移动, 或者也可以不移动划线头 7, 仅使太阳电 池基板 W 在 X 方向及 Y 方向上移动。
         以上, 对本发明的代表性的实施例进行了说明, 但本发明并不仅特定于所述实施 例的构造, 也可以进行变形而实施。 例如, 由底面与前后侧面所形成的刃尖的角度如所述实 施例中所述般优选为大致直角, 但也可以形成为略带钝角。
         ( 实施方式 2)
         其次, 对将实施方式 1 的沟槽加工工具进行变形的实施方式进行说明。在图 2、 图 3 中说明的沟槽加工工具 8 中, 如图 4 中所说明般, 通过以沟槽加工工具 8 的前侧面 84 与被 加工面所成的角度 ( 称为划线角度 ) 成为适当的角度范围内的方式倾斜而进行划线, 可形 成连续的固定宽度的沟槽。
         然而, 例如在沟槽加工工具 8 为新品的情形时, 即便设定为适当的划线角度而使 用时, 也有与沟槽邻接的薄膜剥离, 产生沟槽宽度较宽的部分的情形。此外, 也有 Mo 膜比较 容易受损伤的倾向。即便在不是新品的情形时, 有时也偶尔会产生同样的不良情况。
         因此, 可进一步改良沟槽加工工具 8, 抑制与沟槽邻接的薄膜的剥离, 而稳定地形 成固定宽度的沟槽, 并且可制成进行沟槽加工的薄膜的下层的膜难以产生损伤的构造的沟 槽加工工具。
         即, 本发明的第二实施方式的沟槽加工工具包含棒状的本体与形成在本体的前端 的长方体状的刃尖区域, 刃尖区域是由包含一对短边与一对长边所包围的长方形的底面、 在底面的两条短边侧分别与底面正交的前侧面与后侧面、 在底面的两条长边侧分别与底面 正交的右侧面及左侧面的 5 个平面所形成, 在前侧面与右侧面的角部、 及前侧面与左侧面 的角部形成纵向的刃尖, 在前侧面与底面的角部形成横向的刃尖, 且对底面与右侧面的角 部、 及底面与左侧面的角部进行倒角。
         而且, 根据本发明的沟槽加工工具, 通过使沟槽加工工具向前进方向侧倾斜而将 前侧面与底面的角部的刃尖抵接于被加工面, 并在压接状态下进行划线而进行沟槽加工。
         根据第二实施方式的沟槽加工工具, 对底面与右侧面的角部及底面与左侧面的角 部进行了倒角, 因此所述部分变得不锋利, 进行划线时这些角部不会接触薄膜而进行剥离, 从而可形成漂亮的直线的沟槽。
         具体而言, 可完全抑制由于这些角部接触薄膜而偶尔产生的不规则的薄膜的剥离 ( 参照图 4(c))。
         在所述第二实施方式的沟槽加工工具中, 也可以在底面与前侧面的角部形成倾斜面。从新品时开始便在沟槽加工工具上形成倾斜面, 借此从初次使用时开始便在将倾斜面 压接于被加工面的状态下进行划线。 形成着倾斜面的沟槽加工工具成为与持续使用未形成 倾斜面的沟槽加工工具 ( 参照图 2) 一段时间, 而底面与前侧面的角部磨损的状态相类似的 形状。因此, 从新品时开始便可以在好像磨损后的沟槽加工工具的状态下进行划线。具体 而言, 如果刃尖过度锋利, 则有对被加工面局部地施加压力而导致损伤 Mo 膜的担忧, 但利 用倾斜面可避免压力集中在局部。
         另外, 在第二实施方式的沟槽加工工具中, 倾斜面与底面所成的角优选为 10 度~ 40 度的范围。通过将倾斜面与底面所成的角设在该范围内, 在使沟槽加工工具的倾斜面抵 接于被加工面时, 前侧面与被加工面所成的角度 ( 称为划线角度 ) 成为 50 度 ( 倾斜面与底 面所成的角为 40 度 ) ~ 80 度 ( 倾斜面与底面所成的角为 10 度 ) 之间, 从而可如图 4(a) 中说明般设定为可进行漂亮的划线加工的范围。
         另外, 在第二实施方式的沟槽加工工具中, 也可以在后侧面与右侧面的角部及后 侧面与左侧面的角部形成纵向的刃尖, 并且在后侧面与底面的角部形成横向的刃尖。
         通过更换前侧面与后侧面, 而即便在单侧面破损或者充分磨损的情形时也可以更 换成另一侧面而继续使用。 这里, 也可以在底面与后侧面的角部形成倾斜面。通过也在底面与后侧面的角部 形成倾斜面, 而在前后更换的情形时, 也可以在好像磨损后的沟槽加工工具的状态下进行 划线, 结果可抑制加工品质的随时间变化。
         以下, 根据附图详细说明关于第二沟槽加工工具的本发明的详情。
         使用第二沟槽加工工具的划线装置 SC 可使用与第一实施方式中的图 1 中所说明 的划线装置相同的装置, 因此通过附上相同的符号而省略说明。
         其次, 对安装在划线装置上的本发明的沟槽加工工具进行说明。图 8、 图 9、 图 10 是表示作为一实施方式的沟槽加工工具 8a 的图, 图 8 是从下方观察的立体图, 图 9 是将底 面放大的立体图, 图 10 是底面的放大图。另外, 对于与图 2 中所说明的沟槽加工工具 8 相 同的部分, 也附上相同的符号。
         所述沟槽加工工具 8a 包含成为在划线头 7 上的安装部的圆柱状的本体 81、 及通过 放电加工等而一体形成在该本体 81 的前端部的长方体状的刃尖区域 82, 且是由超硬合金 或钻石等硬质材料所制成。
         刃尖区域 82 包含 : 由一对短边与一对长边所包围的细长的长方形的底面 83 ; (在 形成后述的倾斜面 90、 96 前的状态下 ) 在底面 83 的短边侧形成为与底面正交的前侧面 84、 后侧面 85 ; 以及在底面 83 的长边侧形成为与底面侧正交且相互平行的左侧面 88、 右侧面 89。
         对刃尖区域 82 的底面 83 与前侧面 84 的角部进行倒角, 而形成倾斜面 90。在对太 阳电池基板进行沟槽加工时, 在使所述倾斜面 90 抵接于太阳电池基板的被加工面的状态 下, 使沟槽加工工具 8a 在与左侧面 88 及右侧面 89 平行的方向上移动, 借此对太阳电池基 板的被加工面进行划线。设置倾斜面 90 的主要理由是为了从新品时开始便可以在好像磨 损后的沟槽加工工具的状态下进行划线, 除此以外, 如果刃尖过度锋利, 则有局部地施加压 力而导致损伤 Mo 膜的担忧, 所以设置倾斜面 90 也是为了避免压力集中在局部。另外, 为了 便于说明, 在图中示意性地放大表示倾斜面 90, 但只要倾斜面 90 能抵接于被加工面而进行
         划线即可, 因此倾斜面 90 也可以小于此。具体而言, 将从倾斜面 90 的底面侧到前侧面侧为 止的长度 ( 倒角的宽度 ) 设为 3μm ~ 20μm 左右。
         另外, 也可以不设置倾斜面 90, 在使刃尖区域 82 的底面 83 与前侧面 84 的角部抵 接于被加工面的状态下, 使沟槽加工工具 8a 在与左侧面 88 及右侧面 89 平行的方向上移 动, 借此对太阳电池基板的被加工面进行划线。 此时, 虽然在新品状态下初次使用时有损伤 Mo 膜的担忧, 但如果多次进行划线则底面 83 与前侧面 84 的角部会磨损, 从而损伤 Mo 膜的 担忧得以消除。因此, 在更换为新品的沟槽加工工具时, 也可以使用 Mo 的金属板或不合格 品等不会成为产品的太阳电池基板多次进行划线, 有意地磨损底面 83 与前侧面 84 的角部 后, 用于用以生产产品的加工。
         另外, 沟槽加工工具 8a 进行了底面 83 与左侧面 88 的角部 91、 及底面 83 与右侧面 89 的角部 92 的倒角。所述倒角优选为 C 面加工, 但也可以是 R 面加工。倒角的宽度 ( 从底 面侧到左侧面侧为止、 及从底面侧到右侧面侧为止的长度 ) 分别为 3μm ~ 8μm 左右。
         另一方面, 前侧面 84 与左侧面 88 的角部 93、 前侧面 84 与右侧面 89 的角部 94 不 进行倒角而锋利地进行加工, 成为纵向 ( 垂直方向 ) 的刃尖。
         而且, 倾斜面 90 与底面 83 所成的角为 10 度~ 40 度, 优选为 15 度~ 25 度。即, 如果设为使倾斜面 90 抵接于被加工面的状态, 则前侧面 84 与倾斜面 90 所成的划线角度 α 成为 50 度~ 80 度的范围, 优选为 65 度~ 75 度的范围。所述划线角度是处于图 4(a) 中所 说明的可进行适当的划线加工的范围内。 其次, 对本发明的沟槽加工工具 8a 的刃尖的随时间变化进行说明。图 11 是表示 划线时的刃尖部分的状态的图, 图 11(a) 是新品时的状态, 图 11(b) 是使用一段时间后的状 态。
         新品时的倾斜面 90 随着划线次数增加而磨损, 不久将以在前后方向上长度增加 的倾斜面 90a 进行使用, 但即便倾斜面 90 变化成倾斜面 90a, 因为仅面接触的长度稍微发生 变化, 所以对于被加工面的影响也不会较大地变化。另外, 倾斜面 90a 并未在左右侧面方向 上扩宽, 且是与倾斜面 90 平行地磨损, 因此可以在磨损后也以相同的线宽并且在划线角度 α 相同的状态下进行稳定的划线加工。
         积极地对底面 83 与左侧面 88 的角部 91 及底面 83 与右侧面 89 的角部 92 进行了 倒角, 而在使沟槽加工工具 8a 倾斜而进行划线的情形时, 认为底面 83 会从被加工面离开, 所以到目前为止底面 83 几乎不会对加工品质产生影响。因此, 不进行倒角而设为锋利的状 态。 然而, 通过对角部 91、 92 进行倒角, 加工品质将提高。 尤其是, 偶尔产生的膜的剥离几乎 不会产生。如上所述, 通过使角部 93、 94 变得锋利, 且对除此以外的角部 91、 92 进行倒角, 而在使用后不规则地产生的膜的剥离几乎不会产生。
         另外, 也试着对角部 93、 94 进行 C 倒角加工, 通过对这些角部进行倒角, 加工品质 反而劣化, 产生膜剥离。将这些结果汇总于表 1。
         [ 表 1]
         角部 91、 92 的倒角 无 角部 93、 94 的倒角 无 11 加工品质 产生膜剥离 ( 图 11(c))102325621 A CN 102325634 有 有
         有 无说明书产生膜剥离 ( 图 11(c)) 良好 ( 图 11(a))9/9 页即, 在角部 93、 94 不进行倒角而成为锋利的刃尖, 且角部 91、 92 进行倒角时, 可得 到优异的加工品质。
         图 12 是其他实施方式的沟槽加工工具 8b 的立体图, 图 13 是将该沟槽加工工具 8b 的底面放大的立体图。另外, 通过对于与图 8 ~图 10 中所示的沟槽加工工具 8a 相同的部 分附上相同的符号而省略说明。
         在本实施方式中, 不仅是前侧面 84, 而且后侧面 85 侧的角部 97、 98 也不进行倒角 而锋利地加工, 成为纵向的刃尖。此外, 形成倾斜面 96, 将倾斜面 96 与后侧面 85 的角部 99 作为横向的刃尖。
         由此, 不仅将前侧面 84 侧作为前进方向而进行划线加工, 而且通过前后更换而将 后侧面 85 侧作为前进方向进行划线加工, 可使作为沟槽加工工具的寿命倍增。
         以上, 对本发明的代表性的实施例进行了说明, 但本发明并不特定于所述实施例 的构造, 为了实现本发明的目的, 可在不脱离权利要求范围的范围内进行适当修正、 变更。
         [ 产业上的可利用性 ]
         本发明可应用于例如使用黄铜矿化合物系半导体膜的集成型薄膜太阳电池之制 造时所使用的沟槽加工工具。

    关 键  词:
    沟槽 加工 工具 使用 薄膜 太阳电池 方法 划线 装置
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    本文标题:沟槽加工工具及使用该沟槽加工工具的薄膜太阳电池的沟槽加工方法及划线装置.pdf
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