Industrielle Bildverarbeitung ist der technologische Schlüssel zu effizienten, automatisierten Fertigungsprozessen in der Photovoltaik-Industrie.

Machine Vision und Automation für die Photovoltaik

Die Photovoltaik-Industrie ist ein Paradebeispiel für den Erfolg industrieller Bildverarbeitung in der Automation. Zu den wiederkehrenden Aufgaben zählt hier die exakte Lageerkennung z.B. für das Wafer-Handling und beim Siebdruck. Bildverarbeitungssysteme sorgen für die präzise Steuerung von Lasern bei der Laserkantenisolation (LKI) oder bei Mikrobohrungen, die für die moderne Wrap-Through-Technologie benötigt werden. Schnelle optische Inspektionssysteme identifizierten frühzeitig Materialfehler wie Microcracks oder Chips und helfen Produktionsprozesse gezielt zu optimieren.

In zahlreichen Fertigungsschritten der Photovoltaik-Produktion kommen heute Automatisierungslösungen von Eckelmann zum Einsatz. Ob bei der Laserkantenisolation, ob bei der Solarwafer- oder Modul-Inspektion - die Systeme verbessern die Qualität und erhöhen die Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse.

Schnelle Inspektion von Solarwafern und Modulen

E•SEE-Waferinspect vermisst präzise geometrische Eigenschaften wie Kantenlängen, Eckenwinkel und Fasenlängen von quadratischen und pseudoquadratischen Siliziumwafern.
E•SEE-Waferinspect vermisst präzise geometrische Eigenschaften wie Kantenlängen, Eckenwinkel und Fasenlängen von quadratischen und pseudoquadratischen Siliziumwafern.

Die Solarwafer-Produktion stellt hohe Ansprüche an die Qualitätskontrolle. E•SEE-Waferinspect ist ein System zur Inline-Inspektion von mono- und polykristallinen Wafern, das Fehler in der Geometrie, Oberflächenfehler und Störungen in der Kristallstruktur zuverlässig erkennt.

Darüber hinaus vermisst E•SEE-Waferinspect präzise geometrische Eigenschaften wie Kantenlängen, Eckenwinkel und Fasenlängen von quadratischen und pseudoquadratischen Silziumwafern. Der Nachweis der Prüfmittelfähigkeit kann durch programmierte Abläufe im System teilautomatisch erbracht werden.

Neben Zuverlässigkeit und Präzision besticht das Machine-Vision-System vor allem durch die Taktzeit: Bei zwei Bildaufnahmen pro Wafer beträgt die Mess- und Auswertezeit 0,8 Sek. Die Transportzeiten eingerechnet kann das System bis zu 3.600 Wafer pro Stunde testen.

E•SEE-Modulinspect wurde für die Inspektion der fertigen Solarmodule entwickelt. Es erkennt u.a. Mikrorisse oder Unterbrechungen der Leiterbahnen.

Präzise Laserkantenisolation

Laserkantenisolation
Laserkantenisolation

Bei unserer Applikation für die Laserkantenisolation vermisst eine Zeilenkamera in Bruchteilen einer Sekunde Lage und Maße des Wafers. Der Laser wird über einen Galvokopf mit diesen Daten gesteuert und brennt haarfeine Isolierungen auf den Wafer.

Für die Kalibrierung von Laser und Kamera wird ein engmaschiges Gitter auf den Wafer gelasert (Gridkalibrierung). Das System errechnet aus diesen Daten ein sog. Kompensationskennfeld, das zur Fehlerkorrektur in der Ansteuerung der Laser-Ablenkeinheit herangezogen wird. Ein aufwendiges Einmessen des Kamera- und Laserkoordinatensystems entfällt. Das System kann daher einfach in Betrieb genommen oder nach Wartungsarbeiten rekalibriert werden.

Indem die Bildverarbeitung von Anfang an bei der Konzeption berücksichtigt wurde, konnte das System äußerst kompakt gebaut werden. In solchen Anwendungen zeigt sich die allgemeine Tendenz, dass Bildverarbeitungssysteme immer mehr zu integralen Bestandteilen der Maschinen werden. Damit verlagert sich der Fokus von der reinen Qualitätskontrolle hin zu einer echten Inline-Prozessführung.