Trasowanie laserowe w branży fotowoltaiki słonecznej!

Trasowanie laserowe płytek LED jest wyzwaniem, ponieważ materiał jest stosunkowo przezroczysty w widzialnej części widma elektromagnetycznego. GaN jest przezroczysty poniżej 365 nm, a szafir jest półprzezroczysty powyżej 177 nm. Tak więc trzykrotne (355 nm) i czterokrotne (266 nm) lasery półprzewodnikowe pompowane diodą (DPSS) z przełączaniem Q są najlepszym wyborem do trasowania diod LED. Podczas gdy lasery excimerowe są również dostępne w tym zakresie długości fal, lasery DPSS zajmują znacznie mniejszą powierzchnię i mogą osiągać znacznie węższe szerokości cięcia i wymagają znacznie mniej konserwacji.

Redukując mikropęknięcia i propagację pęknięć, trasowanie laserowe pozwala na znacznie bliższe rozmieszczenie urządzeń LED, poprawiając zarówno wydajność, jak i przepustowość. . Ponieważ na jednym 2-calowym waflu może być zazwyczaj ponad 20 000 oddzielnych urządzeń LED, szerokość cięcia ma decydujący wpływ na wydajność. Wykazano również, że zmniejszenie mikropęknięć podczas procesu separacji matrycy poprawia długoterminową niezawodność urządzeń LED. Wydajność jest poprawiona dzięki żłobieniu laserowemu, zmniejszając pękanie wafla. Szybkość procesu cięcia i łamania lasera jest również znacznie większa niż w przypadku tradycyjnego cięcia mechanicznego. Szersza tolerancja procesów laserów oraz eliminacja zużycia i złamań ostrza przekładają się na bardziej solidny, wysoce niezawodny proces produkcyjny przy niższych kosztach.

Pompowane diodowo lasery na ciele stałym (DPSS) sprawdziły się w produkcji urządzeń cienkowarstwowych a-Si. Lasery z przełączaniem Q są wykorzystywane w trzech podstawowych procesach rysowania – znanych jako rysy P1, P2 i P3 – które dzielą duże urządzenie planarne na szereg połączonych szeregowo ogniw fotowoltaicznych. Procesy żłobienia polegają na usuwaniu różnych materiałów cienkowarstwowych (typowo 0,2 – 3,0 μm) przy minimalnych uszkodzeniach ubocznych podłoża szklanego lub innych folii.

W przypadku trasowania P1 cienka warstwa materiału TCO (przezroczysty tlenek przewodzący) – zazwyczaj SnO2 – jest usuwana z podłoża szklanego i jest to zwykle uzyskiwane za pomocą laserów z przełączaniem Q 1064 nm. Proces ten wymaga stosunkowo wysokich fluencji lasera ze względu na optyczną przezroczystość i mechaniczną twardość folii TCO. Dzięki Spectra-Physics HIPPO™ 1064-27, rysiki P1 o szerokości 50 μm są osiągane przy prędkościach wiodących w branży. Mała szerokość impulsu lasera i wyjątkowa stabilność energii impuls-impuls pozwalają na przetwarzanie przy 200 kHz PRF (częstotliwość powtarzania impulsów), co przekłada się na prędkość rysowania 8 m/s.

Rysiki P2 i P3 zazwyczaj wykorzystują lasery 532 nm, głównie dlatego, że światło jest silnie pochłaniane przez warstwę krzemowego absorbera słonecznego. Rysowanie P2 usuwa tylko warstwę krzemu, podczas gdy rysowanie P3 usuwa również dodatkowe folie z metalu/TCO. Krótka szerokość impulsu jest niezbędna do uzyskania wyników o najlepszej wydajności rysowania. W połączeniu z doskonałą stabilnością energii impulsu przy wysokim PRF, dzięki systemowi laserowemu Spectra-Physics HIPPO 532-15 działającemu z częstotliwością PRF 160 kHz osiągane są prędkości rysowania 12 m/s.

Materiały ceramiczne są szeroko stosowane w mikroelektronice, półprzewodnikach i oświetleniu LED ze względu na ich właściwości elektroizolacyjne i przewodzące ciepło, a także ze względu na ich zdolność do pracy w wysokich temperaturach. Ich kruchość sprawia, że ​​obróbka laserowa jest atrakcyjna w porównaniu z obróbką konwencjonalną, szczególnie w przypadku wytwarzania coraz mniejszych i bardziej skomplikowanych elementów wymaganych w zaawansowanych opakowaniach mikroelektronicznych.®Impulsowe lasery UV i zielone lasery w celu uzyskania dodatkowych informacji.

Aby pokazać zalety możliwości dzielenia impulsów w technologii TimeShift, wygenerowaliśmy laserowe żłobienie z tą samą prędkością i PRF dla różnych poziomów płynności. Zebrano dwa zestawy danych; jeden z wyjściem impulsowym pojedynczego impulsu 25 ns, a jeden z impulsem pięciu podimpulsów 5 ns oddzielonych od siebie 10 ns. Dane dotyczące głębokości rysowania pokazują wyraźną przewagę stosowania mikroobróbki impulsowej z dzieleniem impulsów nad obróbką z pojedynczym impulsem. Zaobserwowano wzrost głębokości ablacji od 52% do 77% w zależności od poziomu fluencji. Zaobserwowaliśmy również poprawę jakości skryba podzielonego impulsu. Zobacz cięcie szkła i rysowanie krzemu Excel z Quasar®Technologia TimeShift™, aby uzyskać dodatkowe informacje.