BC Stringing Warp: Cả hai đầu cong, năm đòn bẩy để sửa nó

Câu trả lời nhanh: Pin tiếp xúc mặt sau rời khỏi máy xâu chuỗi phẳng ở giữa và nhấc lên ở cả hai đầu vì nhiệt chỉ đến từ một phía và các đầu không được giữ. Các dây chuyền chưa tối ưu chạy 1,0–1,5 mm cong vênh đầu, và các lô nghiêm trọng vượt quá 2 mm so với dung sai xếp lớp ±0,5 mm. Cách khắc phục không phải là một thanh hàn nguội hơn: đó là năm đòn bẩy được đặt cùng nhau — gia nhiệt trước phía trước, lực căng vùng đầu, phân loại cong vênh đầu vào, giữ xuống toàn chiều rộng, và công thức riêng cho từng thông số wafer và dải.

Một máy xâu chuỗi hàn pin tiếp xúc mặt sau kém thường không hỏng một cách ồn ào. Các pin ra ngoài với phần giữa ép phẳng xuống bàn gia nhiệt và cả hai đầu hơi nhô lên, giống như một tờ giấy nhấc lên khi bạn chỉ giữ phần giữa của nó. Mối hàn trông ổn dưới kính hiển vi. Khuyết tật xuất hiện hai trạm sau đó, khi robot xếp lớp không thể tìm thấy cạnh pad mà nó mong đợi.

Các vận hành viên gọi nó là chiếc thuyền. Hình dạng đủ nhất quán để chẩn đoán từ một bức ảnh: thấp ở giữa, cao ở hai đầu, với phần lớn độ nhấc nằm trong khoảng một phần năm phía ngoài của pin theo hướng cấp liệu. Bài viết này nói về hình dạng đó — điều gì tạo ra nó, nó gây tốn kém gì ở hạ nguồn, và năm cài đặt đưa nó trở lại trong tầm kiểm soát. Nếu bạn muốn khoa học vật liệu đằng sau lý do tại sao pin tiếp xúc mặt sau cong vênh, điều đó được trình bày riêng; ở đây chúng ta tập trung vào dây chuyền.

Hình dạng chính là chẩn đoán

Cong vênh sau khi xâu chuỗi có ba đặc điểm đo lường được, và mỗi đặc điểm chỉ ra một nguyên nhân khác nhau. Hãy đo chúng trước khi thay đổi bất cứ điều gì, vì một con số lấy sau khi thay đổi thông số không cho bạn biết gì về điểm xuất phát của bạn.

Những con số quan trọng là tuyệt đối, không phải tương đối. Một dây chuyền không có tối ưu hóa chuyên dụng thường báo cáo cong vênh trung bình 1,0–1,5 mm sau khi xâu chuỗi, với các lô xấu vượt quá 2 mm. Trạm xếp lớp nhận những chuỗi đó cần đặt chúng trong khoảng ±0,5 mm. Bất cứ thứ gì vượt quá dung sai đó không phải là vấn đề thẩm mỹ; đó là một lỗi đặt vị trí đang chờ xảy ra, và chuỗi không cần phải cong thấy rõ mới hỏng.

Một lưu ý thực tế về đo lường: hãy nêu cong vênh như một chiều cao trên một khoảng xác định, và nói rõ khoảng nào. Một con số không có chiều dài đo không thể so sánh giữa các nhà máy, và hầu hết các bất đồng về việc một lô có “đạt chuẩn” hay không thực ra là bất đồng về cách nó được đo.

Tại sao là các đầu mà không phải phần giữa

Một pin tiếp xúc mặt trước cũng được gia nhiệt từ phía sau, nhưng mặt trước mang một lưới kim loại đầy đủ. Nhiệt lan tỏa khắp cả hai mặt, hai phía giãn nở gần nhau hơn, và ứng suất dư sau khi nguội đủ nhỏ để một wafer 150 µm hấp thụ nó. Một pin tiếp xúc mặt sau không có kim loại mặt trước. Tất cả nhiệt đi vào phía sau, mặt trước vẫn nguội hơn, và trong quá trình nguội phía sau co lại nhiều hơn mặt trước. Pin muốn cong, và nó cong về phía mặt trước.

Nơi sự cong trở nên thấy rõ được quyết định bởi đồ gá, không phải luyện kim. Một bàn gia nhiệt thông thường giữ pin gần tâm của nó. Tâm không thể di chuyển, nên biến dạng bị đẩy ra ngoài và giải phóng ở các đầu, những chỗ không được giữ bởi gì cả. Kết quả không phải là một độ cong đều mà là một bản lề ở mỗi đầu — đúng hình dạng chiếc thuyền mà các vận hành viên báo cáo, và đúng vùng mà việc đặt busbar hoặc cạnh pad mong manh nhất trên một bố cục tiếp xúc mặt sau.

Đây cũng là lý do tại sao tốc độ nguội quan trọng ngang với nhiệt độ đỉnh. Một cú giảm nhanh khóa sự không khớp vào trước khi pin có cơ hội giãn ra; một đường tăng chậm hơn cho phép dải và chất hàn hấp thụ một phần của nó. Hai dây chuyền chạy cùng nhiệt độ đỉnh trên các biên dạng nguội khác nhau sẽ báo cáo cong vênh khác nhau, và cả hai đều không nói dối.

Bốn hệ số nhân biến một mất cân bằng nhỏ thành khuyết tật

Sự bất đối xứng nhiệt là nguyên nhân gốc, nhưng tự nó tạo ra một độ cong mà một trạm xếp lớp có thể chấp nhận. Điều biến nó thành 2 mm là một tập hợp các hệ số nhân chồng lên nhau.

Lực căng dải vay mượn từ một dây chuyền busbar

Các mô-đun tiếp xúc mặt sau chạy dải mảnh trong khoảng 0,15–0,22 mm, và dải mảnh khuếch đại bất kỳ lực căng nào được đặt cho nó. Dải giãn nở khi nóng và co lại khi nguội; nếu lực căng được đặt cao, sự co đó kéo lên cạnh pin thay vì làm thẳng thanh dải. Các đoạn đầu cũng mang nhiệt tập trung của mối nối busbar, nên chúng co lại nhiều hơn phần giữa. Sao chép một công thức lực căng tiếp xúc mặt trước sang một sản phẩm tiếp xúc mặt sau là nguyên nhân do con người phổ biến nhất gây cong vênh đầu quá mức — công thức trông có vẻ thận trọng vì nó đã hiệu quả trên sản phẩm trước đó.

Một wafer cứng chỉ bằng một nửa so với wafer mà công thức được viết cho

Pin tiếp xúc mặt sau khối lượng lớn nằm ở 100–120 µm, so với khoảng 150 µm cho wafer tiếp xúc mặt trước phổ thông. Độ cứng giảm nhanh hơn độ dày, nên cùng một mô-men uốn tạo ra độ võng nhiều hơn đáng kể. Một công thức được tinh chỉnh trên silicon 150 µm không phải là một công thức hơi sai trên silicon 110 µm; đó là một quy trình khác.

Ứng suất đến cùng với pin

Pin rời khỏi dây chuyền pin với ứng suất bên trong dư từ quá trình nung và kim loại hóa. Hàn là một sự kiện giải phóng ứng suất: pin được gia nhiệt, ứng suất giãn ra một phần, và vì các đầu tự do nên sự giải phóng thể hiện dưới dạng biến dạng. Các ước tính trong ngành cho rằng ứng suất đầu vào chiếm hơn 30% tổng đóng góp cong vênh, đó là lý do tại sao một dây chuyền chỉ sửa máy hàn có thể chững lại trên mục tiêu.

Một bàn gia nhiệt chỉ giữ phần giữa

Chân không chỉ ở giữa là mặc định vì nó phù hợp cho pin tiếp xúc mặt trước. Trên pin tiếp xúc mặt sau mỏng, nó biến một biến dạng đối xứng thành một bản lề nhìn thấy được. Đây là một hạn chế của máy chứ không phải của công thức, và đây là đòn điều chỉnh thường bị bỏ qua nhất vì nó trông giống chi phí đầu tư hơn là công việc quy trình.

Cái giá của cong vênh sau khi nó rời khỏi máy hàn

Cong vênh đầu cuối không phải là một khuyết tật ở một trạm đơn lẻ; nó lan truyền. Chuỗi pin đến trạm thanh cái với hai đầu bị nâng lên, và mối nối thanh cái — vốn đã là mối nối khó tính nhất trong module — được hàn qua một khe hở đã thay đổi sau khi máy được thiết lập. Đó là một con đường dẫn đến các mối hàn nguội và mối hàn bị nâng mà sau này xuất hiện dưới dạng vết nứt trong lớp ép.

Khi xếp lớp, hệ thống thị giác tìm cạnh pad hoặc điểm chuẩn sẽ thấy bề mặt ở độ cao khác và quan trọng hơn là ở góc khác. Các cảnh báo lệch vị trí đặt theo sau, và các bước lật và chuyển xử lý một chuỗi pin bị cong bằng một giác hút chỉ chạm vào một phần của nó. Mỗi bước trong số đó làm tăng nguy cơ vỡ mà được quy cho việc xử lý chứ không phải cho máy xâu chuỗi đã gây ra nó.

Khi ép lớp, ứng suất được giải phóng chứ không phải được thêm vào — module được ép phẳng và giữ nóng trong nhiều phút, và ứng suất dư hoặc giảm vào chất đóng gói hoặc tập trung tại một mối nối. Nếu nó tập trung, kết quả là một vết nứt vi mô không bao giờ xuất hiện trên ảnh EL sau khi xâu chuỗi. Đó là lý do tại sao một dây chuyền có thể vượt qua kiểm tra EL và vẫn xuất xưởng một module có pin bị nứt.

Khi ép lớp các chuỗi pin có cong vênh dư lên đến 1,5 mm, chúng tôi tăng dần áp suất buồng và nhiệt tấm ép để chất đóng gói chảy quanh các mối nối trước khi tải cơ học đầy đủ kẹp phẳng các pin.

Chi phí lâu dài là mỏi. Một mối nối chịu ứng suất dư trải qua một dải biến dạng rộng hơn so với một mối nối không ứng suất, nên nó đạt đến hỏng hóc sớm hơn trong chu kỳ nhiệt. Bạn trả giá cho cong vênh hai lần: một lần trong năng suất của ngày hôm đó, và một lần nữa trong dữ liệu hiện trường bốn năm sau.

Nhiệt phía sau, mặt trước mát hơn, và hai đầu không được giữ: biến dạng chỉ có một nơi để đi.

Năm đòn điều chỉnh, và các cài đặt quan trọng trên mỗi đòn

Kiểm soát cong vênh là một vấn đề hệ thống, và điều chỉnh tốt một đòn trong khi để yên bốn đòn còn lại tạo ra một cải thiện khiêm tốn và một khuyết tật mới. Năm đòn dưới đây được sắp xếp theo mức độ chúng thay đổi kết quả trên mỗi tuần công sức kỹ thuật, không phải theo chi phí.

1. Giảm gradient trước-sau trước bất cứ điều gì khác

Cải thiện lớn rẻ nhất là một bàn gia nhiệt trước nhiệt độ thấp phía trước vùng hàn, đưa mặt trước lên 80–100 °C để mặt sau không phải làm tất cả công việc. Kết hợp với công suất phân đoạn — các vùng đầu thấp hơn 10–15% so với vùng giữa — pin đến đỉnh với gradient nhỏ hơn xuyên qua độ dày của nó. Một biên dạng ba giai đoạn gồm gia nhiệt trước, hàn và giữ thay thế cho sự tăng và giảm đột ngột khóa ứng suất vào trong. Đối với động lực nhiệt của một xung hồng ngoại trên pin mỏng, dữ liệu biên dạng đo được là tài liệu tham khảo hữu ích.

2. Loại bỏ lực căng khỏi các đầu

Kiểm soát lực căng vòng kín không loại bỏ co rút của dải ribbon, nhưng nó giữ lực căng không đổi từ đầu cuộn đến cuối cuộn, đó là nơi hầu hết sự trôi dạt xâm nhập. Giảm các đoạn đầu đi 20–30% so với phần giữa cho phép dải ribbon co lại mà không kéo cạnh pin, và để chừa 0,5–1 mm độ chùng ở mỗi đầu cho sự co rút có nơi để đi. Nếu dải ribbon đến với ứng suất dư của chính nó từ quá trình kéo, một bước ủ nhiệt độ thấp trước khi nó được đưa lên máy loại bỏ một biến số mà bạn không thể kiểm soát bằng cách khác.

3. Phân loại pin trước khi chúng đến máy hàn

Một máy đo cong vênh ở bộ nạp và hai hoặc ba ngăn là đủ. Pin ứng suất cao chạy một công thức riêng, nhẹ nhàng hơn thay vì kéo cả dây chuyền xuống theo tiêu chuẩn của chúng, và một trạm ủ trước ở 100–120 °C trong khoảng 30 s giải phóng một phần ứng suất đầu vào trong khi pin vẫn còn phẳng và không được đỡ. Đây là đòn điều chỉnh tốn ít nhất và bị bỏ qua nhiều nhất, vì nó nằm trước máy chứ không phải trong máy.

4. Giữ toàn bộ pin, không chỉ phần giữa

Một nền xốp toàn chiều rộng với chân không ở các mép loại bỏ bản lề. Chi tiết quyết định nó có hiệu quả hay không là việc nhả: giữ 1–2 s sau mối nối, cho đến khi pin dưới 80 °C, cho phép pin nguội đi dưới sự ràng buộc thay vì bật lên ngay khi vòi phun nâng lên. Hầu hết các dây chuyền lắp chân không ở mép và thấy không có thay đổi là do nhả quá sớm, và cách khắc phục tốn một bộ hẹn giờ chứ không phải một cái máy.

5. Làm chậm đỉnh thay vì đuổi theo nó

Một đỉnh thấp hơn 5–10 °C với thời gian giữ lâu hơn tạo ra một mối nối có cùng độ bền với ít biến dạng bị khóa vào hơn — miễn là chất hàn thực sự chảy. Điều kiện đó là lý do tại sao các thư viện công thức quan trọng: độ dày wafer và thông số dải ribbon đều thay đổi cửa sổ, và một dây chuyền chạy ba sản phẩm trên một thư viện đang tối ưu hóa cho trung bình của ba quy trình khác nhau. Giữ một thư viện cho mỗi tổ hợp và để máy chọn nó, không phải người vận hành.

Năm cần điều khiển không phải là các lựa chọn thay thế. Mỗi cần loại bỏ một phần của cùng một sự không khớp.

Thay đổi loại này thực sự mang lại điều gì

Một dây chuyền sản xuất hàng loạt tiếp xúc mặt sau đã áp dụng cả năm cần điều khiển cùng nhau báo cáo độ cong trung bình sau khi xâu chuỗi giảm từ 1,2 mm xuống dưới 0,5 mm, với tỷ lệ loại bỏ liên quan đến độ cong giảm hơn 85%. Các con số hạ nguồn cũng thay đổi theo: độ lệch vị trí đặt lớp và tỷ lệ nứt vi mô trong cán màng đều giảm, đây là phần quan trọng về mặt thương mại vì chúng được tính vào trạm đặt lớp và cán màng thay vì trạm xâu chuỗi.

Hãy coi đó là kết quả được báo cáo từ một dây chuyền, không phải là sự đảm bảo. Điều có thể chuyển giao là phương pháp: đo độ cong tại một khoảng cách xác định trên cùng một mẫu trước và sau, giữ mọi thứ khác không đổi, và thay đổi các cần điều khiển theo thứ tự trên. Một dây chuyền thay đổi năm thứ cùng lúc và có được con số tốt hơn thì không học được gì có thể lặp lại vào quý sau.

Sự xác minh thuyết phục khách hàng không phải là một con số độ cong đơn thuần. Đó là một cặp hình ảnh khớp nhau — EL sau khi xâu chuỗi và EL sau khi cán màng trên cùng một chuỗi — cộng với phân bố độ lệch vị trí trong suốt một ca làm việc. Độ cong là một đại diện; hai điều bạn thực sự quan tâm là một mối nối còn nguyên vẹn và một cạnh đệm mà robot vẫn có thể tìm thấy sau khi mô-đun được ép phẳng.

Chúng tôi so sánh hình ảnh phát quang điện trước và sau giai đoạn cán màng trong mỗi lần chạy thử, kiểm tra xem các chuỗi có độ cong lên đến 1,2 mm có phát triển nứt vi mô khi bị ép phẳng dưới nhiệt hay không.

Ba cái bẫy khiến một dây chuyền bị mắc kẹt

Chỉ giảm nhiệt độ và không làm gì khác. Đỉnh nhiệt thấp hơn làm giảm một số hạng trong sự không khớp và thêm một rủi ro riêng: lớp liên kim có thể không hình thành đúng cách và mối nối trở thành mối nối nguội vượt qua kiểm tra ngoại quan. Nhiệt độ là cần điều khiển dễ tiếp cận nhất và kém hiệu quả nhất khi dùng một mình.

Tái sử dụng công thức tiếp xúc mặt trước. Một pin tiếp xúc mặt sau khác ở mặt được hàn, độ dày tấm wafer và tiết diện dây dẫn. Một công thức là một tập hợp các con số khớp nhau cho một tổ hợp của ba yếu tố đó, và tái sử dụng nó không phải là một lối tắt mà là một quy trình chưa được kiểm chứng đang chạy trong sản xuất.

Điều chỉnh máy hàn trong khi bỏ qua ứng suất đầu vào. Với hơn 30% đóng góp đến trước khi pin đến máy, một dây chuyền có thể dành hàng tuần cho vùng hàn mà không bao giờ đạt mục tiêu. Phân loại và ủ trước tại bộ nạp là việc không hào nhoáng và đó thường là nơi có biên độ còn lại.

Câu hỏi thường gặp

Độ cong cuối có đặc thù riêng cho pin tiếp xúc mặt sau không?

Cơ chế thì không, nhưng mức độ nghiêm trọng thì có. Pin tiếp xúc mặt trước cho thấy sự bất đối xứng nhiệt tương tự và hấp thụ nó vì kim loại mặt trước lan tỏa nhiệt và tấm wafer dày hơn. Pin tiếp xúc mặt sau kết hợp gia nhiệt một mặt, tấm wafer mỏng và dây dẫn mảnh, đó là lý do cùng một máy xâu chuỗi tạo ra độ cong chấp nhận được trên một sản phẩm và hình dạng thuyền trên sản phẩm kia.

Một dây chuyền nên nhắm đến con số độ cong nào?

Dưới dung sai đặt lớp của trạm đặt lớp, với biên độ dự phòng. Nếu việc đặt lớp cần ±0,5 mm, mục tiêu 0,5 mm không để lại gì cho sự biến động theo lô. Các dây chuyền báo cáo thành công đạt trung bình dưới 0,5 mm với phần đuôi được kiểm soát, đó là lý do tỷ lệ loại bỏ quan trọng ngang với giá trị trung bình.

Một máy xâu chuỗi có thể được trang bị thêm chân không cạnh không?

Thường là có, trên những máy có bàn ép là một mô-đun có thể thay thế thay vì một phần của khung. Hãy yêu cầu bản vẽ bàn ép và sơ đồ vùng chân không trước khi cho rằng nó chỉ là một bộ phận bắt vít; trên một số nền tảng, thay đổi này ảnh hưởng đến phân phối chân không và trình tự nhả, không chỉ tấm ép.

Nhiệt độ đỉnh thấp hơn có làm giảm thông lượng không?

Nó làm giảm tốc độ đưa nhiệt vào, nên thời gian lưu thường phải tăng để giữ mối nối chắc. Việc đó có tốn thông lượng hay không phụ thuộc vào việc máy bị giới hạn bởi thời gian lưu hay bởi chỉ số. Một máy xâu chuỗi chạy thấp hơn đáng kể so với chu kỳ định mức thường bị giới hạn bởi chỉ số, và thời gian lưu dài hơn không tốn gì; hãy kiểm tra xem bạn đang ở ràng buộc nào trước khi đánh đổi thời gian chu kỳ.

Tại sao độ cong đôi khi trông tệ hơn sau một ngày?

Ứng suất dư tiếp tục giảm sau khi chuỗi nguội đi. Phép đo thực hiện tại đầu ra của máy ghi lại phần đàn hồi; phần nhớt đàn hồi phát triển qua nhiều giờ. Hãy đo tại 0, 1 và 24 giờ trên một mẫu nếu các khiếu nại hạ nguồn không khớp với các con số bạn ghi tại máy xâu chuỗi.

Kết nối 0BB có thay đổi bức tranh độ cong không?

Chúng thay đổi thời điểm. Kết nối bằng keo dính và màng chuyển một phần kết nối sang máy cán màng, nên ít nhiệt đi vào pin tại máy xâu chuỗi hơn và ít biến dạng bị khóa lại sớm hơn. Đánh đổi là các khuyết tật xuất hiện muộn hơn, sau khi cán màng, khi mô-đun có giá trị cao hơn. Logic giữ xuống và làm nguội vẫn áp dụng; điểm đo thay đổi.

Độ cong có phải là lý do để từ chối nhà cung cấp pin không?

Chỉ với dữ liệu. Độ cong đầu vào thay đổi theo lô, và một nhà cung cấp trông tệ ở một lô có thể trông trung bình qua mười lô. Phân loại và một công thức chuyên dụng thường khôi phục năng suất mà không cần đổi nhà cung cấp; thay đổi thông số kỹ thuật là bước đi đúng khi bản thân phân bố thay đổi và giữ nguyên sự thay đổi đó.

Cần điều khiển nào trong năm cần mà một dây chuyền mới nên chỉ định trước?

Giữ xuống toàn chiều rộng và công suất vùng cuối phân đoạn, vì những điều đó được quyết định khi máy được chỉ định và tốn kém để thêm sau. Kiểm soát gia nhiệt trước và lực căng thường có sẵn dưới dạng tùy chọn; phân loại đầu vào và ủ trước là các quyết định quy trình bạn có thể thực hiện ngay từ ngày đầu mà không cần mua gì.

Một dây chuyền được báo cáo, năm cần điều khiển cùng nhau. Phương pháp có thể chuyển giao; con số là điểm khởi đầu, không phải lời hứa.

Suy nghĩ cuối cùng

Độ cong cuối là dấu hiệu hữu hình của một quy trình một mặt đang chạy trên một pin mỏng được giữ ở sai vị trí. Khắc phục nó không phải là vấn đề tìm một nhiệt độ đúng duy nhất; đó là năm cài đặt mà mỗi cài đặt loại bỏ một phần của cùng một sự không khớp, và những cài đặt mang lại lợi ích tốt nhất thường là những cài đặt nằm ngoài vùng hàn — một pin đã được phân loại, ủ trước và một bàn ép giữ toàn bộ chiều rộng cho đến khi mối nối nguội.

Nếu bạn đang chỉ định một nền tảng cho sản xuất tiếp xúc mặt sau, câu hỏi cần đặt ra không phải là nó đạt nhiệt độ đỉnh bao nhiêu mà là nó giữ và nhả một pin 110 µm như thế nào. Câu trả lời đó quyết định năng suất bạn sẽ báo cáo vào tháng thứ sáu.

Đối với các module back-contact nhạy cảm với cong cell và ứng suất mối nối, OOITech chế tạo buồng đơn và buồng đôi máy laminate tấm pin mặt trời với bàn gia nhiệt dầu hoặc điện để kiểm soát độ đồng đều nhiệt. Hãy gửi cho chúng tôi bản vẽ, một chồng module hoặc mẫu string để đánh giá quy trình, và chúng tôi sẽ xác minh các thông số công thức trên thiết bị thử nghiệm của mình.