JP5377086B2 - レーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、上述の点に鑑みてなされたものであり、加工時間を可能な限り短縮することのできるレーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法を提供することである。
基板にレーザ光を照射する加工処理としては、ガラス基板上に金属層、半導体層、透明電極層を順次形成し、形成後の各工程で各層をレーザ光を用いて短冊状に加工してソーラパネルを作成するソーラパネル製造などが該当する。前段の装置は、このガラス基板上に透明電極層、半導体層又は金属層を形成する成膜装置である。これらの成膜装置から搬送されてくるガラス基板に対してレーザ加工を行なう場合、ガラス基板に対してアライメント処理を行い、その後にガラス基板を保持して移動させている。この発明では、このアライメント処理とガラス基板を保持移動させるステージをレーザ加工ステージの両側2箇所に設けることによって、一方のステージでレーザ加工を行なっている間に、他方のステージでアライメント処理を行なうようにして、待ち時間を大幅に短縮化するようにした。また、いずれか一方のステージが故障等でダウンした場合でも他方のステージを用いてレーザ加工処理を維持できるようにした。
レーザ光による加工を行なう場合、各工程でアライメント処理が行なわれる。この発明では、レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、その加工処理によって形成された形状変化部分とガラス基板の縁部の両方を含む箇所の画像を取得し、その画像を次回以降の加工処理前のアライメント処理に利用するようにした。例えば、ソーラパネル製造の場合、レーザ加工によって形成されたスクライブ線と基板縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、取得した画像に基づいてレーザ加工処理の前にアライメント処理を行なうようにした。画像の中に形状変化部分と基板縁部の両方の画像を含んでいるので、画像認識処理が容易となるという効果がある。例えば、ソーラパネル製造の場合、スクライブ線の画像と基板縁部の形状の画像の両方を含んでいるので、画像認識処理が容易となる。これによって、基板上にアライメントマークを設けることなく正確にアライメントを行なうことができる。
レーザ光による加工は、レーザ光を基板の加工面に略垂直に照射することによって行なわれる。従って、基板に曲がり(反り)や基板の四隅が欠けたりしていると正確な加工を行なうことが困難となり、ソーラパネルモジュールの品質に問題が生じる可能性がある。そこで、この発明では、基板を加工位置に搬入する際に、基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり(反り)や基板の四隅付近の欠けを検出するようにした。基板の四隅付近の画像を取得するカメラ手段の相対的な位置関係は、予め設定された既知の値なので、四隅の各頂点の画像の中で各頂点の位置がずれていた場合、そのずれ量に基づいて基板の曲がり(反り)を検出することができ、四隅付近の画像に基づいて基板の欠けを検出することも可能となる。
これは、基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて基板の曲がり(反り)や基板の外周縁の欠けを検出するようにしたものである。基板の外周縁の画像を取得するためには、基板の外周縁に沿って移動する画像取得手段を設ければよい。この場合、1又は複数個の画像取得手段を基板の外周縁に沿って移動させるようにすればよい。
上述の実施の形態では、光軸検査用CCDカメラ96を用いてビームサンプラ93で分岐出力されたレーザ光の一部(サンプリングビーム)を直接受光して、それを画像処理することによって、光軸ずれを検査する場合について説明したが、高速フォトダイオード94の受光面の中央にレーザ光が受光した状態を示す画像を被検査画像として光軸検査用CCDカメラ96あるいは分割型フォトダイオードで取得することによって光軸ずれを検査するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、レーザ光の光軸ずれ及びパルス抜けを検査する場合について説明したが、光軸ずれ、パルス抜け、パルス幅及びパルス高さのそれぞれを適宜組み合わせてレーザ光の状態を検査するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、薄膜の形成されたガラス基板1の表面からレーザ光を照射して薄膜にスクライブ線(溝)を形成する場合について説明したが、ガラス基板1の裏面からレーザ光を照射して、基板表面の薄膜にスクライブ線を形成するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、ソーラパネル製造装置を例に説明したが、本発明はELパネル製造装置、ELパネル修正装置、FPD修正装置などのレーザ加工を行なう装置にも適用可能である。
1a〜1e,1x〜1z,1m〜1r…ガラス基板
12…成膜装置
14…搬入ロボットステーション(ローラコンベア部)
10…レーザ加工ステーション
18…成膜装置
16…搬出ロボットステーション(ローラコンベア部)
10a…アライメント部
10b…グリッパ部
10c…グリッパ駆動部
10d…加工エリア部
10…台座
101…レーザ加工ステーション
102,104…アライメント部
106,108…グリッパ部
110…グリッパ駆動部
112…加工エリア部
121…ローラコンベア
141…搬入出ロボットステーション
143…表裏反転機構部
20…XYテーブル
30…スライドフレーム
31…ベース板
33…ガルバノミラー
331…ガルバノ制御裝置
332…ビームサンプラ
333…4分割フォトダイオード
33xy,33yz…モータ
34,35…反射ミラー
37…貫通穴
40…レーザ発生装置
50…光学系部材
500…位相型回折光学素子(DOE)
511〜513…ハーフミラー
521〜528…反射ミラー
531〜534…シャッター機構
541〜544…集光レンズ
52,54…オートフォーカス用測長システム
70…リニアエンコーダ
80…制御装置
81…分岐手段
82…パルス抜け判定手段
83…アラーム発生手段
84…基準CCD画像記憶手段
85…光軸ずれ量計測手段
86…レーザコントローラ
92,93…ビームサンプラ
94…高速フォトダイオード
96…光軸検査用CCDカメラ
Claims (10)
- 前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記アライメント処理後の前記第1のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第1のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第2のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
を順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行い、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得し、前記画像を前記ガラス基板のIDデータとして記憶しておき、2回目以降の加工処理を施す際は前記IDデータに基づいて前記アライメント処理を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。 - 請求項1に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。 - 前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記アライメント処理後の前記第1のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第1のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第2のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
を順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行い、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の四隅付近の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。 - 請求項1、2又は3に記載のレーザ加工方法において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。 - 前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記アライメント処理後の前記第1のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第1のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
前記レーザ光による加工が施されている間に、前記前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理するステップと、
前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス基板を保持して相対的に移動させながらレーザ光を照射することによって前記第2のガラス基板にレーザ加工を施すステップと、
を順次繰り返しながら前記前段の装置から搬送されて来るガラス基板に対してレーザ加工を行い、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得し、その画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出することを特徴とするレーザ加工方法。 - 相対的に移動されるガラス基板にレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第1のアライメント手段と、
前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第2のアライメント手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第1のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第1の保持手段と、
前記第2のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第2のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第2の保持手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第1のガラス手段を前記第1の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第1のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第2のアライメント手段による前記第2のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第1のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス手段を前記第2の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第2のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段と、
前記レーザ光による最初の加工処理が終了した時点で、前記最初の加工処理によって形成された前記ガラス基板の形状変化部分と前記ガラス基板の縁部との両方を含む箇所の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記画像を前記ガラス基板のIDデータとして記憶する記憶手段と、
2回目以降の加工処理を施す際は、前記制御手段が前記IDデータに基づいて前記第1及び第2のアライメント手段によるアライメント処理を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項6に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第1の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり又は反り、及び前記基板の四隅付近の欠けを検出する第1の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 相対的に移動されるガラス基板にレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第1のアライメント手段と、
前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第2のアライメント手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第1のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第1の保持手段と、
前記第2のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第2のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第2の保持手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第1のガラス手段を前記第1の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第1のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第2のアライメント手段による前記第2のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第1のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス手段を前記第2の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第2のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段と、
前記ガラス基板の四隅付近の画像を取得する第1の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された前記ガラス基板の四隅付近の画像に基づいて前記基板の曲がり又は反り、及び前記基板の四隅付近の欠けを検出する第1の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項6、7又は8に記載のレーザ加工装置において、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第2の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第2の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 相対的に移動されるガラス基板にレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、
前段の装置から搬送されて来る第1のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第1のアライメント手段と、
前段の装置から搬送されて来る第2のガラス基板を所定の位置にアライメント処理する第2のアライメント手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第1のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第1の保持手段と、
前記第2のアライメント手段によるアライメント処理終了後に前記第2のガラス基板を保持して前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させる第2の保持手段と、
前記第1のアライメント手段によるアライメント処理後の前記第1のガラス手段を前記第1の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第1のガラス基板に前記レーザ光による加工を行い、このレーザ光加工が行なわれている間に、前記第2のアライメント手段による前記第2のガラス基板に対するアライメント処理を実行させ、前記第1のガラス基板に対する前記レーザ光による加工が終了した後に前記第1のガラス基板を搬出すると共に前記第2のガラス手段を前記第2の保持手段で保持しながら前記レーザ光照射手段に対して相対的に移動させて前記第2のガラス基板に前記レーザ光による加工を行なうという一連の動作を前記前段の装置から順次搬送されて来るガラス基板に対して実行させる制御手段と、
前記ガラス基板の外周縁の画像を取得する第2の画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得された画像に基づいて前記ガラス基板の曲がり又は反り、及び前記ガラス基板の前記外周縁の欠けを検出する第2の検出手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
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