激光切割平台制造技术

本发明专利技术提供激光切割系统（１００）及平移平台（１０２），其可操作以在激光切割期间支撑一工件（１０４）。一激光切割系统（１００）包括一基座区段；一床台（１０２），其由该基座区段所支撑；一激光（２０２、３０２、４４２）；一第一驱动构件（１１４、１１６），其可操作以沿着该床台（１０２）而纵向地移动一工件（１０４）；以及一第二驱动构件（１３４、１３６、５２２、５２４）。该床台（１０２）包含一可移动区段（５５４、６２０），其经配置以相对于该基座区段平移。该可移动区段（５５４、６２０）包含一间隙以允许一激光束穿过。该激光（２０２、３０２、４４２）经设置以导引激光束通过该间隙。该第二驱动构件（１３４、１３６、５２２、５２４）可操作以横向平移该激光（２０２、３２０、４４２）及该可移动区段（５５４、６２０），藉以在该工件（１０４）上切割一图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光切割平台相关申请的交叉引用本专利技术主张受益于美国临时申请案第61/044，021号(2008年4月10日申请)、第 61/047, 372号(2008年4月23日申请)以及第61/075，682号(2008年6月25日申请)， 在此将上述申请案并入以做为参考。
技术介绍
本文描述的许多具体实施方式大体上关于材料的切割(scribing)，以及用于切割 材料的系统及方法。这些系统及方法在切割单结(single-junction)太阳能电池及薄膜多 结(multi-junction)太阳能电池方面可为尤其有效。目前用于形成薄膜太阳能电池的方法涉及沉积或形成多个层在一基板上，例如适 合形成一或多个p-n结的一玻璃、金属或聚合物基板。一太阳能电池的实例具有一沉积于 一基板上的氧化层(如，透明导电氧化物(TCO)层)，继而为一非晶硅层及一金属衬垫层 (metal-back layer)。可用来形成太阳能电池的材料，以及用于形成电池的方法及设备的 实例，描述于(例如)2007年2月6日申请的同时另案待审的美国专利申请案第11/671，988 号中，其名称为“MULTI-JUNCTION SOLAR CELLS AND METHODS AND APPARATUSESFOR FORMING THE SAME(多结太阳能电池及其形成方法及设备)”，在此将其并入以做为参考。当 一面板由一大型基板形成时，典型地在各层内使用一系列的切割道(scribe line)以划界 各个电池。切割道是藉由从一工件激光剥蚀(laser ablating)材料而形成，该工件由一具 有至少一层沉积于其上的基板所组成。激光切割工艺典型发生时，工件被支撑在一平面平 台(stage)或床台(bed)的顶部上。藉由激光束及工件间的相对运动而在工件上形成激光切割图案。在先前方法中， 此是藉由使激光束固定及移动工件来完成。若工件静止地固持在平台或床台上时，则此将 涉及移动平台或床台。若工件具有一些自由度以在平台或床台上移动，则此将涉及移动工 件及/或移动平台或床台的一些组合。另外，若工件相对于一固定激光移动，则床台可能必 须高达工件尺寸的四倍，或必须旋转工件，以使用工件的所有区域。此外，在此固定激光束 方法下，自切割用激光至工件的光束路径典型为长。激光及工件间的长固定光束路径产生 光束会聚(beam convergence)及稳定性问题。此外，平台或床台典型由一单一平面件组成， 其静止地固持工件并与工件一同移动。为容纳该工件(其在一实例中可能如一平方米一般 大)，此平台亦必须大，使其难以从制造商地点运送至使用者地点。因此，期望发展一种系统及方法，其能克服现有切割法及太阳能面板制造装置中 的至少部分缺陷以及可能的其它缺陷。专利技术简要以下呈现本专利技术的一些具体实施方式的简要
技术实现思路
，以提供对于本专利技术的基本 理解。此
技术实现思路
并非本专利技术的广泛性综述。其并非意欲认定本专利技术的重要/关键元件或 划界本专利技术的范畴。其唯一目的是要以简化形式呈现本专利技术的一些具体实施方式，藉以作 为对于后续呈现的实施方式的前序。本文提供用于激光切割一工件及用于在激光切割期间支撑一工件的平移平台的系统及方法。许多具体实施方式可提供而用于改进控制，并且提供在多方向切割及/或无 须旋转工件而可切割图案的能力。依据许多具体实施方式的系统及方法提供用于通用、高 产量、在大型薄膜沉积基板上导引图案化激光切割。这些系统及方法对于切割单结太阳能 电池及薄膜多结太阳能电池方面可为尤其有效。在许多具体实施方式中，提供一种用于切割一工件的系统。该系统包含一激光， 其可操作以产生能自该一工件的至少一部分移除材料的输出；一扫描装置，其可操作以控 制来自该激光的输出的一位置；一平移平台，其可操作以支撑该工件及相对于该扫描装置 而沿着一纵向平移向量移动该工件；及一横向平移构件，其可操作以横向平移该扫描装置。 该平移平台包括至少一静止区段及一横向平移区段。该平移平台的横向平移区段及该扫描 装置能够在一协同横向中移动。在许多具体实施方式中，提供一种可操作以在激光切割期间支撑一工件的平移平 台。该平移平台包含一基座区段及一由该基座区段所支撑的床台。该床台包含一可平移中 央区段，且该可平移中央区段经配置以相对于该基座区段而横向地平移。该可平移中央区 段包含至少一间隙以允许一激光束穿过。该可平移中央区段被设置而高于该床台的其余部 分，藉此，当工件从该可平移中央区段平移时，在该床台上纵向平移的任何工件将不会对该 工件的一前缘(Ieadingedge)造成伤害，该工件的至少一部分在纵向平移期间保持在该可 平移中央区段上。在许多具体实施方式中，提供一种激光切割系统。该激光切割系统包括一基座区 段；一床台，其由该基座区段所支撑；一激光；一第一驱动构件，其可操作以沿该床台而纵 向地移动一工件；及一第二驱动构件。该床台包含一可平移中央区段，且该可平移中央区段 经配置以相对于该基座区段而横向地平移。该可平移中央区段包含至少一间隙以允许一激 光束穿过。该激光束经配置以被导引通过该间隙。该第二驱动构件可操作以横向平移该激 光及该可平移中央区段，以在该工件上切割一图案。附图简要说明本专利技术的本质及优点的进一步了解可藉由参考说明书的其余部分及图来实现，其 中相似元件符号遍及数个图使用以提及类似部件。图并入至本专利技术的详细描述部分内。附图说明图1说明在一薄膜太阳能电池组件中的激光切割道。图2说明一依据许多具体实施方式的激光切割系统的立体视图。图3说明一依据许多具体实施方式的激光切割系统的侧视图。图4说明一依据许多具体实施方式的激光切割系统的端视图。图5说明一依据许多具体实施方式的激光切割系统的俯视图。图6说明依据许多具体实施方式的一组激光组件。图7说明一依据许多具体实施方式的激光组件的部件。图8说明依据许多具体实施方式的多个扫描区域的产生。图9示意性说明一依据许多具体实施方式在一激光扫描组件内的相机的整合。图IOA说明依据许多具体实施方式用于平行于一工件的运动方向切割的一方法。图IOB说明依据许多具体实施方式用于平行于一工件的移动方向切割的另一方 法。图IlA说明依据许多具体实施方式用于垂直于一工件的移动方向切割的一方法。图IlB说明依据许多具体实施方式用于垂直于一工件的移动方向切割的另一方法。图12说明依据许多具体实施方式使用切割道感测光学元件(line sensingoptics)以将一激光切割道的形成与先前形成的激光切割道对准。图13说明依据许多具体实施方式使用光束检视器(beam viewer)以测量一激光 束的位置。图14说明可依据许多具体实施方式用来移动一工件及切割系统部件的平台。图15说明依据许多具体实施方式具有倾侧角及平直性校准的工件移动。图16A及图16B说明可依据许多具体实施方式使用的一“三区段”平面平台或床 台的俯视图。图17A至图17D说明可依据许多具体实施方式使用的一“三区段”平面平台或床 台(显示在图16A至16B中)的不同断面图。图17A说明区段1_1断面图，图17B说明区 段2-2断面图，图17C说明区段3-3断面图，图17D说明区段4_4断面图。图18A至18B说明依据许多具体实施方式沿着Y方向在一“三区段”平面平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于切割一工件的系统，该工件包括一基板以及至少一层，且该工件用于形成一太阳能电池，该系统包含：一激光，其可操作以产生能自该工件的至少一层移除材料的一输出；一扫描装置，其可操作以控制来自该激光的该输出的一位置；一平移平台，其可操作以支撑该工件，并相对于该扫描装置而沿着一纵向平移向量移动该工件，该平移平台包括至少一静止区段及一横向平移区段；以及一横向平移构件，其可操作以横向平移该扫描装置，其中该平移平台的该横向平移区段及该扫描装置能够以一协同横向运动而移动，以在二维中于该工件上切割图案而无须旋转该工件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里兰克里士纳瓦米，栗田真一，巴萨姆沙莫恩，本杰明M约翰斯顿，约翰M怀特，家发范，因晨黄，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]