Fonte: spectra-physics.com
Capacidade de escrever de forma limpa materiais duros ou quebradiços
Processo sem contato com baixo custo de operação
Redução de lascamento, microfissuras e delaminação
Larguras de corte estreitas permitem mais peças por wafer
Tolerância de processo mais ampla significa fabricação mais robusta e confiável a um custo menor
Solar PV PERC Laser Scribing
Existem várias etapas importantes para a fabricação de células solares PERC. Primeiro, a parte de trás da célula é revestida com uma camada dielétrica especial, normalmente SiO2, Al2O3, SiNx ou alguma combinação dos mesmos. O revestimento dielétrico aplicado é contínuo e, portanto, é necessário criar aberturas em uma etapa subsequente do processo para contato ôhmico. A melhor maneira de fazer isso é usar um laser para remover o filme dielétrico e expor o silício subjacente no padrão desejado - normalmente faixas lineares estreitas. A metalização do alumínio é então aplicada no topo da camada dielétrica. A pasta de alumínio é impressa em tela nesta superfície e um processo de recozimento térmico subsequente liga o alumínio com o silício exposto a laser para formar um bom contato ôhmico.
Embora as geometrias do traçado PERC sejam um tanto variadas, uma célula de 6 "normalmente terá entre 75 e 300 linhas traçadas a laser que têm aproximadamente 155 mm de comprimento, 30-80 µm de largura e espaçamento uniforme de 0,5-2 mm. Para o caso de separação de linha de 1 mm, o comprimento agregado dos escribas PERC em um único wafer é de aproximadamente 25 metros. As taxas de processamento desejadas exigidas pela indústria podem chegar a 3.600 WPH (wafers por hora), o que equivale a uma velocidade de gravação exigida de 25 m / s. Scanners galvo de 2 eixos rápidos, bem como scanners de polígonos giratórios, podem atingir tais velocidades.
LED Scribing
Os wafers de LED a laser são um desafio, pois o material é relativamente transparente na parte visível do espectro eletromagnético. GaN é transparente abaixo de 365 nm, e safira é semitransparente acima de 177 nm. Assim, a frequência triplicada (355 nm) e a frequência quadruplicada (266 nm) de estado sólido bombeado por diodo (DPSS) são os lasers Q comutados são a melhor escolha para gravação de LED. Embora os lasers excimer também estejam disponíveis nesta faixa de comprimento de onda, os lasers DPSS ocupam muito menos espaço e podem atingir larguras de corte muito mais estreitas e exigem muito menos manutenção.
Ao reduzir as microfissuras e a propagação das fissuras, o laser scribing permite que os dispositivos LED tenham um espaçamento muito mais próximo, melhorando o rendimento e o rendimento. Como normalmente pode haver mais de 20.000 dispositivos de LED discretos em um único wafer de 2 polegadas, a largura de corte impacta criticamente o rendimento. A redução de microfissuras durante o processo de separação da matriz também demonstrou melhorar a confiabilidade a longo prazo dos dispositivos LED. O rendimento é aprimorado com gravação a laser, reduzindo a quebra do wafer. A velocidade do traçador a laser e do processo de quebra também é muito mais rápida do que o corte mecânico tradicional. A maior tolerância de processo dos lasers e a eliminação do desgaste e quebra da lâmina se traduzem em um processo de fabricação mais robusto e altamente confiável a um custo mais baixo.
Scripts de células solares de película fina de silício
Os lasers de estado sólido bombeado com diodo (DPSS) provaram seu valor na fabricação de dispositivos de filme fino a-Si. Lasers Q-comutados são usados para os três processos principais de escriba - conhecidos como escribas P1, P2 e P3 - que separam o grande dispositivo planar em uma série de células fotovoltaicas interconectadas em série. Os processos de gravação envolvem a remoção de vários materiais de filme fino (0,2 - 3,0 μm típico) com danos colaterais mínimos ao substrato de vidro ou outros filmes.
Para traçar P1, um filme fino de material TCO (óxido condutor transparente) - normalmente SnO2 - é removido do substrato de vidro e normalmente é obtido com lasers Q-switch de 1064 nm. Este processo requer fluências de laser relativamente altas devido à transparência óptica e dureza mecânica do filme TCO. Com o Spectra-Physics HIPPO ™ 1064-27, os escribas P1 de 50 μm de largura são obtidos em velocidades líderes do setor. A curta largura de pulso do laser e a excepcional estabilidade de energia pulso a pulso permitem o processamento a 200 kHz PRF (frequência de repetição de pulso), o que se traduz em velocidades de gravação de 8 m / s.
Os escribas P2 e P3 normalmente usam lasers de 532 nm, principalmente porque a luz é fortemente absorvida pela camada absorvente solar de silício. O traçador P2 remove apenas a camada de silício, enquanto o traçador P3 remove também os filmes adicionais de metal / TCO de contato posterior. Uma largura de pulso curta é essencial para obter resultados de escriba de melhor eficiência. Quando combinado com excelente estabilidade de energia de pulso em PRF alto, velocidades de gravador de 12 m / s são alcançadas com o sistema de laser Spectra-Physics HIPPO 532-15 operando em PRF de 160 kHz.
Lasers para escrever
Notas de aplicação
LED Scribing
Escrita de célula solar de filme fino de silicone amorfo
Rabisco de cerâmica
Os materiais cerâmicos são usados extensivamente nas indústrias de microeletrônica, semicondutores e de iluminação por LED por causa de suas propriedades de isolamento elétrico e condutor térmico, bem como por suas capacidades de serviço de alta temperatura. Sua fragilidade torna o processamento a laser atraente quando comparado com a usinagem convencional, particularmente para produzir os recursos cada vez mais pequenos e intrincados necessários para o empacotamento microeletrônico avançado. VejaCeramic ScribingUsing Talon®UV pulsado e lasers verdes para informações adicionais
Silicon Wafer Scribing
Para mostrar a vantagem da capacidade de divisão de pulso da tecnologia TimeShift, geramos escribas a laser na mesma velocidade de escriba e PRF para vários níveis de fluência. Dois conjuntos de dados foram coletados; um com uma saída de pulso de um único pulso de 25 ns e outro com uma explosão de cinco subpulsos de 5 ns separados por 10 ns. Os dados de profundidade do Scribe mostram a clara vantagem de usar a microusinagem de explosão de divisão de pulso em relação à usinagem de pulso único. Um aumento na profundidade de ablação entre 52% e 77% foi observado dependendo do nível de fluência. Também observamos melhora na qualidade do escriba de pulso dividido. Ver Glass Cutting and Silicon ScribingExcel with Quasar®Tecnologia TimeShift ™ para informações adicionais.
