电池片激光划片与掰片PPT课件
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第五章-激光划片
第五章激光划片、叠层和滴胶工艺（1）
激光划片工艺
电池片的划片，主要采用的设备有金刚石划片设备和激光划片两种，由于激光划片机的效率更高，现在许多企业都采用激光划片机来切割电池片。
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，聚焦后，在焦点处产生高温，使材料融化或产生化学反应，形成沟槽。
激光划片为非接触加工，能较好地防止物理损伤和硅片污染，可以提高硅片的利用率，提高产品的成品率。
太阳能电池片每片输出电压为0.4~0.45V（开路电压约为0.6V），电池片的电压与其大小没有关系，将一片电池片切割成两片后，每片的电压与原电池片电压相同，但其输出功率减半，即电池片的功率与其面积成正比。
划片操作需要说明的几点
切割前要将电池片放置在工作板上，打开真空泵，否则将导致切割不均匀。
划片时，切割深度一般要控制在电池片厚度的1/2~2/3之间，这主要通过激光划片机的工作电流来控制。
激光划片机处于工作状态时，调节激光器上的微动旋钮，使激光的焦点上下移动，当激光打在电池片上散发的火花绝大部分向上窜并听到清脆的切割声音时，说明焦距已经调好。
激光器属于大功率高频开关电源，对外存在电磁污染，对变频器、计算机等仪器设备会产生一定影响，要注意防范。
另外，划片机的工作环境需要保持清洁无尘，相对湿度小于80%，温度5~20℃，保持机内循环水干净，定期清洗水箱并更换作为循环水的去离子水或纯净水。
晶体硅太阳能电池片激光划片工艺规范。
激光原理及应用 ppt课件
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
ppt课件
13
4.重叠率计算——Overlap
激光器 扫描镜
• 场镜：聚焦系统为F-θ 平场透镜，选用焦距 f=254mm。普通聚焦透镜像高y与入射角度θ 的关 系符合y=f tgθ ，当入射光偏转时其在焦平面上 的扫描速度不断变化；对普通透镜作改进后使像
高y=f θ ，以等角速度偏转的入射光实现线性扫 描，这种线性成像物镜称为F-θ 镜。
振镜
扫描振镜其专业名词叫做高速扫描振镜Galvo scanning system。所谓振镜，又可以称之 为电流表计，它的设计思路完全沿袭电流表的设计方法，镜片取代了表针，而探头的信号由计 算机控制的-5V—5V 或-10V－+10V 的直流信号取代，以完成预定的动作。同转镜式扫描系统 相同，这种典型的控制系统采用了一对折返镜，不同的是，驱动这套镜片的步进电机被伺服电
场镜
ppt课件
16
振镜是一种优良的矢量扫描器件。它是一种特殊的摆动电机 ,基本原理是通电线圈在磁场中产 生力矩 ,但与旋转电机不同 ,其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩 ,大小与转子偏 离平衡位置的角度成正比 ,当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时 ,电磁力矩与 回复力矩大小相等 ,故不能象普通电机一样旋转 ,只能偏转 ,偏转角与电流成正比 ,与电流计一 样 ,故振镜又叫电流计扫描振镜(galvanomet ric scanner) 。
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
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4.重叠率计算——Overlap
激光器 扫描镜
• 场镜：聚焦系统为F-θ 平场透镜，选用焦距 f=254mm。普通聚焦透镜像高y与入射角度θ 的关 系符合y=f tgθ ，当入射光偏转时其在焦平面上 的扫描速度不断变化；对普通透镜作改进后使像
高y=f θ ，以等角速度偏转的入射光实现线性扫 描，这种线性成像物镜称为F-θ 镜。
振镜
扫描振镜其专业名词叫做高速扫描振镜Galvo scanning system。所谓振镜，又可以称之 为电流表计，它的设计思路完全沿袭电流表的设计方法，镜片取代了表针，而探头的信号由计 算机控制的-5V—5V 或-10V－+10V 的直流信号取代，以完成预定的动作。同转镜式扫描系统 相同，这种典型的控制系统采用了一对折返镜，不同的是，驱动这套镜片的步进电机被伺服电
场镜
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16
振镜是一种优良的矢量扫描器件。它是一种特殊的摆动电机 ,基本原理是通电线圈在磁场中产 生力矩 ,但与旋转电机不同 ,其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩 ,大小与转子偏 离平衡位置的角度成正比 ,当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时 ,电磁力矩与 回复力矩大小相等 ,故不能象普通电机一样旋转 ,只能偏转 ,偏转角与电流成正比 ,与电流计一 样 ,故振镜又叫电流计扫描振镜(galvanomet ric scanner) 。
激光切割技术ppt课件
激光的特点
• 激光主要有四大特点 • a:激光底高亮度，激光器的亮度更高可高
达1011W/cm2。不仅如此，具有高亮度的 光速经透镜聚集后，能在焦点产生数千度 乃至上万度的高温，这就使其可能可加工 几乎所有的材料。
• b:激光的高方向性，能在有效的传递很长 的距离的同时，还没，还能保证聚焦得到 极高的功率密度，
激光全息防伪人民币（建国50周年纪念币）
3mm，切割技术难度大，已有不少单位投入生产。 1965年第一台可产生的大功率激光器——二氧化碳激光器诞生。 光照在一种稀土的晶体上时，晶体的分子会发出鲜艳的，始终会聚在一起的强光，由此他们提出了“激光原理”，受 国外除上述应用外，还在不断扩展其应用领域。 这两点都是激光加工的重要条件。 装饰、广告、服务行业用的不锈钢（一般厚度3mm）或非金属材料（一般厚度20mm）的图案、标记、字体等。 出辐射”的概念，奠定了 b:激光的高方向性，能在有效的传递很长的距离的同时，还没，还能保证聚焦得到极高的功率密度， 国外除上述应用外，还在不断扩展其应用领域。 （3）为扩展工程机械、造船工业等的应用，切割低碳钢厚度已超过30mm，并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术，以提高切 割厚板的切口质量。 6mm厚的不锈钢，以节省制造模具的成本与周期。 不仅如此，具有高亮度的光速经透镜聚集后，能在焦点产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。 国外知名企业有德国Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、日本Amada公司、MAZAK公司、NTC公司、澳大利亚HG Laser Lab公司等。 目前国内能提供平板切割机的企业有上海团结普瑞玛公司、沈阳普瑞玛公司、 特种加工工艺（三级学科）
氧气可切割20mm厚 为了挡住泥沙进入抽油泵，在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出0.
全自动太阳电池无损伤激光划裂机的设计
装边框太阳电池划裂外观分选电性能分选单片焊接层压光伏组件测试光伏组件包装拼接串联焊接光伏组件入库光伏组件清洗图1 光伏组件的生产工艺流程Fig. 1 Production process flow of PV modules在划裂太阳电池时，一般采用激光划裂的方式。
以太阳电池的激光划裂技术为基础，可以生产出不同尺寸、种类繁多的光伏组件产品，例如：半片光伏组件、尺寸为210 mm 的太阳电池三分片光x 轴y 轴激光发射器激光振镜太阳电池常规的太阳电池激光划裂技术原理图Fig. 2 Schematic diagram of conventional laser scribingtechnology for solar cells收稿日期：2020-11-12通信作者：徐兵(1988—)，男，硕士、高级工程师，主要从事现代装备机电液系统一体化控制方面的研究。
****************太阳电池的切割道处有明显的毛Fig. 3 There are obvious burrs on cutting line on solar cell随着太阳电池之间超小间距、大尺寸硅片和超低温太阳电池等工艺的出现，常规的太阳电池激光划裂技术已无法满足光伏组件高质量的需求。
因此，无损伤激光划裂机因需而生，且正推向太阳电池的主流市场，可解决常规激光划裂设备不可避免地给太阳电池造成热损伤无损伤激光划裂技术的原理无损伤激光划裂技术主要是利用激光诱发的热应力来控制太阳电池断裂的技术。
该技术利用激光对太阳电池进行局部快速加热，通常是使用宽度：180.2 µm宽度：50.9 µm注：图中数据是指开槽宽度在太阳电池边缘加工的超小槽口Fig. 4 Ultra-small notches machined at the edge of solar cell 采用无损伤激光划裂技术时，太阳电池断裂面几乎无毛刺与热损伤，如图5图5 太阳电池断裂面无毛刺与热损伤Fig. 5 No burrs and heat damage on the broken surface ofsolar cell激光热裂工位模块激光开槽模块太阳电池四爪旋转上料装置上料输送系统旋转下料装置旋转下料(分片)机构光学检测输送系统烘干输送装置图6 全自动太阳电池无损伤激光划裂机的总体结构布局图Fig. 6 Overall structure layout of fully automatic solar celldamage-free laser scribing equipment该设备的上料输送系统由料盒皮带输送线、风刀装置、顶料装置及料盒定位机构等组成，可实现太阳电池的自动上料功能；为了减少设备运行时因机械振动导致的误差，设备机架采用减振措施；设备控制系统可实现对太阳电池的自动上下料、激光槽口切割、激光热裂、视觉识别处理和太阳电池烘干等过程的控制。
PCB切片制作方法 ppt课件
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切片室異常匯總,允收標準詳解
1.基板氣泡(Laminalion Void)
多層板在高熱時不但通孔中發生樹脂凹陷,在板中央也 可能在高熱下發生空洞,造成層間空洞.
允收標準:孔徑≦3 mil並且沒有違反應有的介質間距
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切片室異常匯總,允收標準詳解
2.樹脂縮陷(Resin Recession)
主要目的:是為在研磨拋光的動態過程中,避免真相 受到不當的傷害.可以通過夾緊檢體減少變形,採用 適宜的樹脂類將通孔灌滿將板樣封牢,並夾緊固定, 使在削磨過程中銅層不致被拖拉延伸而失真。
標準做法:將沖切或鋸切的方形切片垂直放入壓克 力模具中,將灌模膠依比例(牙托粉：牙托水=1.5： 1)輕輕攪拌均勻後，從切片樣品的一側慢慢灌入切 片灌模中，使膠流經孔壁，再注滿整個罐模，靜置 約15~20分鐘直至完全硬化。
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切片室異常匯總
2.熱應力填錫的通孔切片:(一般為288℃,10秒的熱應 力試驗)
a.斷角(Corner Cracking), b.樹脂縮陷(Resin Recession), c.壓合空洞(Laminalion Void), d.焊環浮起(Lifted Land), e.內環銅箔微裂, f.通孔焊錫好壞, g.吹孔(blow hole),
孔壁背后的基材在漂锡前多半完整无缺，漂锡后因树脂局 部继续硬化聚合，或挥发份的逸走，造成局部缩陷而自孔 铜背后退缩之现象即为樹脂縮陷。
允收標準:ipc-6012規定允收
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切片室異常匯總,允收標準詳解
3.断 角(Corner cracking)
高温漂錫时板子Z向会產生很大的膨脹，若鍍銅 層本身的延展性不好时(銅箔之高温延伸率至少 要2%以上，62mil的板子才不会断角)就會在轉角 處被拉斷.一旦孔口轉角处鍍銅層被拉断时，其 鍍銅槽液須做活性炭处理才能解决問題。孔銅断 裂也可能出現在孔壁的其他位置。
激光切割工艺ppt
① 打孔点的选择，根据实际情况确定打孔点位置；
② 辅助切割路径的设置
③ 激光束半径补偿和空行程处理；
④ 通过板材优化排样来节省材料尽可能提高板材利 用率；
⑤ 结合零件套排问题的路径选取；
⑥ 考虑热变形等加工因素影响后的路径。
三、加工过程
“加工过程”指激光光束、加工气体 和工件之间的相互作用。
3.1 切割过程
影响切割质量最重要的因数是： ——合金成份
合金成份在一定程度上影响着材料的强度、比重、 可焊接性、抗氧化能力和酸性。铁合金材料中的一 些重要元素有：碳、铬、镍、镁和锌。
碳含量越高，材料越难切（临界值认为是含碳 0.8％）。以下型号碳钢用激光切割效果是很好的： Q235，StW 22（低硅低碳铝镇静钢）， ——材料的微观结构
喷嘴设计及气流控制技术：目前激光切割用 喷嘴采用简单的结构，即一锥形孔带端部小 圆孔，通常用实验和误差的方法进行设计。
激光切割的工艺分析
激光切割是熔化与汽化相结合的过程，影响其切割质 量的因素很多，除了机床、加工材料等硬件因素之外， 其他软件因素也对切割本身的特点，研 究这些软件因素对加工质量的影响正是计算机辅助工 艺设计的基本内容，具体包括以下几点：
气源：瓶装气、压缩空气（空气压缩机、冷干 机）
过滤装置 管路
（5）电源
三相电压稳定度±5% 电源不平衡度2.5%
（6）控制系统
导光聚焦系统 根据被加工工件的性能要求，光束经放大、
整形、聚焦后作用于加工部位，这种从激光器输出 窗口到被加工工件之间的装置称为导光聚焦系统。
激光加工系统 激光加工系统主要包括床身、能够在三维
2.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气
化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚
② 辅助切割路径的设置
③ 激光束半径补偿和空行程处理；
④ 通过板材优化排样来节省材料尽可能提高板材利 用率；
⑤ 结合零件套排问题的路径选取；
⑥ 考虑热变形等加工因素影响后的路径。
三、加工过程
“加工过程”指激光光束、加工气体 和工件之间的相互作用。
3.1 切割过程
影响切割质量最重要的因数是： ——合金成份
合金成份在一定程度上影响着材料的强度、比重、 可焊接性、抗氧化能力和酸性。铁合金材料中的一 些重要元素有：碳、铬、镍、镁和锌。
碳含量越高，材料越难切（临界值认为是含碳 0.8％）。以下型号碳钢用激光切割效果是很好的： Q235，StW 22（低硅低碳铝镇静钢）， ——材料的微观结构
喷嘴设计及气流控制技术：目前激光切割用 喷嘴采用简单的结构，即一锥形孔带端部小 圆孔，通常用实验和误差的方法进行设计。
激光切割的工艺分析
激光切割是熔化与汽化相结合的过程，影响其切割质 量的因素很多，除了机床、加工材料等硬件因素之外， 其他软件因素也对切割本身的特点，研 究这些软件因素对加工质量的影响正是计算机辅助工 艺设计的基本内容，具体包括以下几点：
气源：瓶装气、压缩空气（空气压缩机、冷干 机）
过滤装置 管路
（5）电源
三相电压稳定度±5% 电源不平衡度2.5%
（6）控制系统
导光聚焦系统 根据被加工工件的性能要求，光束经放大、
整形、聚焦后作用于加工部位，这种从激光器输出 窗口到被加工工件之间的装置称为导光聚焦系统。
激光加工系统 激光加工系统主要包括床身、能够在三维
2.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气
化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚
电池片激光划片与掰片[知识研究]
![电池片激光划片与掰片[知识研究]](https://img.taocdn.com/s3/m/6a3ebcb4650e52ea5418982d.png)
精度值为 0.02mm
资料类
14
2.确定主尺尺寸，以游标尺上0刻度线为标尺在主尺 上读数，主尺尺寸不估读。
主尺尺寸 为84mm
资料类
15
3.找出游标尺上与主尺上刻度线对齐的刻度线，确 定是第几格刻度线
第36格刻 度线
资料类
16
4.计算读数
读数= 主尺尺寸 + 格数×精度度
84.72mm = 84mm + 36 × 0.02mm
厚度
资料类
6
电池片外形规格与标准
型号 TDB125 TDB156 TPB125 TPB156
边长/mm 125±0.5 156±0.5 125±0.5 156±0.5
对角线长/mm 150±1 200±1 175.4±1 219.2±1
厚度/μm 200±40 200±40 200±40 200±40
31.25
1.8
3
TPB156
78
39
1.8
3
允许偏差
±0.05
±0.05
±0.05
±0.05
需要测量这些尺寸检验
是否满足允许资料偏类 差
10
游标卡尺的读数
资料类
11
测外径
测内径
资料类
测深度
12
测量方法： 用手握住主尺，四个手指抓紧，大姆指按在 游标尺的右下侧 半圆轮上，并用大姆指轻轻移动游 标使活动量爪能卡紧被测 物体，略旋紧固定螺钉，再进行读数。
资料类
17
54.5mm
资料类
18
11.5mm
资料类
19
11.4mm
资料类
20
10.94mm
资料类
资料类
14
2.确定主尺尺寸，以游标尺上0刻度线为标尺在主尺 上读数，主尺尺寸不估读。
主尺尺寸 为84mm
资料类
15
3.找出游标尺上与主尺上刻度线对齐的刻度线，确 定是第几格刻度线
第36格刻 度线
资料类
16
4.计算读数
读数= 主尺尺寸 + 格数×精度度
84.72mm = 84mm + 36 × 0.02mm
厚度
资料类
6
电池片外形规格与标准
型号 TDB125 TDB156 TPB125 TPB156
边长/mm 125±0.5 156±0.5 125±0.5 156±0.5
对角线长/mm 150±1 200±1 175.4±1 219.2±1
厚度/μm 200±40 200±40 200±40 200±40
31.25
1.8
3
TPB156
78
39
1.8
3
允许偏差
±0.05
±0.05
±0.05
±0.05
需要测量这些尺寸检验
是否满足允许资料偏类 差
10
游标卡尺的读数
资料类
11
测外径
测内径
资料类
测深度
12
测量方法： 用手握住主尺，四个手指抓紧，大姆指按在 游标尺的右下侧 半圆轮上，并用大姆指轻轻移动游 标使活动量爪能卡紧被测 物体，略旋紧固定螺钉，再进行读数。
资料类
17
54.5mm
资料类
18
11.5mm
资料类
19
11.4mm
资料类
20
10.94mm
资料类
光伏组件加工及应用教案演示文稿(激光划片、叠层和滴胶工艺 ).ppt
• 激光划片优点 • 与传统的机械划片技术比较，激光划片主要有以下优点。 • (1)激光划片由计算机控制，速度快，精确度高．大大提高 了加工效率。 • (2)激光划片为非接触式加工工艺，减少了硅片的表面损伤 与刀具的磨损，提高了产品成品率。 • (3)激光划片光强控制方便，激光聚焦后功率密度高，能很 好地控制切割深度，适合对硅片这种薄、脆、硬的材料进 行切割。 • (4)激光束较细，加工材料消耗很小，加工受热区域较小。 • (5)激光划片沟槽整齐，无裂纹，深度一致。 • (6)激光加工操作方便简捷，使用安全，人工、材料消耗成 本低。
Hale Waihona Puke ••划片操作 (1)打开真空泵，使电池片紧贴工作面板，否则，将导致切割不均匀。
(2)太阳能电池片价格较贵，为减少电池片在划片中的损耗，在正式划片前，应先用与 待切电池片型号相同的碎电池片做试验，测试出该类电池片划片时激光划片机合适的 工作电流I0，这样可以减少正常样品切割中划片机由于工作电流太大或太小而造成的损 耗。 (3)划片时，切痕深度一般要控制在电池片厚度的1／2～2／3之间，这主要通过调节激 光划片机的工作电流来控制。如果工作电流太大，激光束输出功率过大，可以将电池 片直接划断，但容易造成电池正负极短路。反之，当工作电流太小，划痕深度不够， 在沿着划痕将电池片折断时，容易将电池片弄碎。 (4)激光划片机激光束行进路线是通过计算机设置X、Y轴坐标来确定的，设置坐标时， 一个小数点或坐标轴的差错会使激光束路线完全改变。因此，在电池片切割前，先用 小工作电流(能看清激光光斑即可)让激光束沿设定的路线走一遍，确认路线正确后，再 调至工作电流I0进行切片； (5)一般来说，激光划片机只能沿X或Y轴单方向进行划片，切矩形电池片比较方便。当 电池片需要切成三角形等其他形状时，划片前一定要计算好角度，切片过程中调整电 池片的角度，使需要切割的线路符合设计线路； (6)在切割不同电池片时，如果两次厚度差别较大，在调整工作电流I0的同时，注意调 整焦距。
电池片激光划片与掰片
实施作业
1.将电池片置于工作台（背面朝上），边沿紧贴工作台x轴、y轴基准线， 双手离开工作台，启动激光器 2.等工作台停稳，激光器停止工作后双手取电池片
3.将划片好的电池片受光面朝上，拇指与食指捏着电池片边缘，沿划 片路径，双手同时用力掰片。
后续的检查
1.检查划片边缘是否有毛刺、裂痕 2.使用游标卡尺检查切割的尺寸（误差不超过0.2mm）是 否满足要求
2.确定主尺尺寸，以游标尺上0刻度线为标尺在主尺 上读数，主尺尺寸不估读。
主尺尺寸 为84mm
3.找出游标尺上与主尺上刻度线对齐的刻度线，确 定是第几格刻度线
第36格刻 度线
4.计算读数
读数= 主尺尺寸 +
84.72mm = 84mm +
格数×精度度
36 × 0.02mm
54.5mm
11.5mm
11.4mm
10.94mm
工艺目的
电池片的外形规格都是有固定标准的，但在实际的光伏产品 开发生产中，可能使用的电池片大小与电池片原材料规格并 不一致，这就需要通过划片将完整的电池片切划成合适的大 小。
激光划片机
激光划片机主要用于金属材料及硅、锗、砷化镓和其他半导体衬 底材料划片和切割,可加工太阳能电池板、硅片、陶瓷片、铝箔片 等,工件精细美观,切边光滑。采用连续泵浦声光调Q的Nd:YAG激光 器作为工作光源，由计算机控制二维工作台，能按输入的图形做 各种运动。输出功率大，划片精度高，速度快，可进行曲线及直 线图形切割。
型号 TDB125 TDB156 TPB125
TPB156 允许偏差
78 ±0.05
39 ±0.05
1.8 ±0.05
3 ±0.05
需要测量这些尺寸检验 是否满足允许偏差
SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿
的阻止层）
• I-Line曝光后烘焙
• 目的：减少驻波效应
DUV胶的胺污染引起的 “T-top”
H+ H+ H+
H+ H+
Region of unexposed photoresist
Neutralized photoresist
}
PAG PAG
PAG PAG
PAG PAG
PAG
PAG
H+ H+ H+
光源 mask
光源
5×Mask
Lens Chuck Table Wafer
光刻概述
光刻
曝光 刻蚀
光源 曝光方式
评价光刻工艺可用三项主要的标准：分辨率、对准精度 和 生产效率。
光刻工艺流程
涂光刻胶（正）
选择曝光
显影（第 1 次图形转移）
刻蚀（第 2 次图形转移）
g 线：436 nm 紫外光（UV） i 线：365 nm
Photo 15.1
光刻、显影检查及返工流程
HMDS
Resist
UV light Mask
1. Vapor prime
O2
Plasma Strip and clean
Rework
2. Spin coat
3. Soft bake
4. Align and expose
5. Post-exposure bake
集成电路的加工工艺过程是由若干单项 加工工艺组合而成。下面将分别介绍这些单 项加工工艺。
1．光刻与刻蚀工艺
光刻是加工集成电路微图形结构的关键工艺技术，通 常，光刻次数越多，就意味着工艺越复杂。另—方面，光 刻所能加工的线条越细，意味着工艺线水平越高。光刻工 艺是完成在整个硅片上进行开窗的工作。
• I-Line曝光后烘焙
• 目的：减少驻波效应
DUV胶的胺污染引起的 “T-top”
H+ H+ H+
H+ H+
Region of unexposed photoresist
Neutralized photoresist
}
PAG PAG
PAG PAG
PAG PAG
PAG
PAG
H+ H+ H+
光源 mask
光源
5×Mask
Lens Chuck Table Wafer
光刻概述
光刻
曝光 刻蚀
光源 曝光方式
评价光刻工艺可用三项主要的标准：分辨率、对准精度 和 生产效率。
光刻工艺流程
涂光刻胶（正）
选择曝光
显影（第 1 次图形转移）
刻蚀（第 2 次图形转移）
g 线：436 nm 紫外光（UV） i 线：365 nm
Photo 15.1
光刻、显影检查及返工流程
HMDS
Resist
UV light Mask
1. Vapor prime
O2
Plasma Strip and clean
Rework
2. Spin coat
3. Soft bake
4. Align and expose
5. Post-exposure bake
集成电路的加工工艺过程是由若干单项 加工工艺组合而成。下面将分别介绍这些单 项加工工艺。
1．光刻与刻蚀工艺
光刻是加工集成电路微图形结构的关键工艺技术，通 常，光刻次数越多，就意味着工艺越复杂。另—方面，光 刻所能加工的线条越细，意味着工艺线水平越高。光刻工 艺是完成在整个硅片上进行开窗的工作。
太阳能电池片外观检查
观察电池片有什么区别
印刷偏移
A级:
印刷外围到硅片边沿距离与标准距离差别小于0.5mm
B级:
印刷外围到硅片边沿距离与标准距离差别大于0.5mm小于1mm
C级:
印刷外围到硅片边沿距离与标准距离差别大于1mm
观察电池片有什么区别
V形缺口
A级:
无
B级:
允许存在，但未伤及栅线
C级:
V形缺口伤及栅线
观察电池片有什么区别
B级: 轻微色斑面积小于2cm² ，无点状色斑 C级: 轻微色斑面积大于4cm² ，有点状色斑
观察电池片
水痕印
脏污
手印
水痕印、脏污、手指印
A级:
无
B级:
允许有不明显缺陷,缺陷总面积不超过电池片总面积的30%,个数不超过5个.
C级:
缺陷总面积超过电池片总面积的30%,或者个数超过5个.注完全没有镀膜的 片子也称C级降级片.
观察电池片有什么区别
主栅线断开，直接记为C级品，作退货处理！
观察电池片有什么区别
主栅线断开，直接记为C级品，作退货处理！
观察电池片有什么区别
主栅线缺损: A级: 主栅线清晰完整，均匀连续
B级: 一片上缺失大小≤0.5mm×5mm C级: 超过B级标准的电池片
观察电池片有什么区别
副栅线断开: A级: 副栅线允许粗细不均匀,存在宽度大于0.13㎜,小于0.18㎜的副栅 线,断栅线≤6条,断线距离≤2㎜,允许有轻微虚印、缺印,面积小于 电极总面积的5%．
背面铝珠鼓包
A级:
无铝珠鼓包
B级:
单个漏浆面积≤1mm2，个数≤5个
C级:
超过B级标准
观察电池片有什么区别
背面主栅线缺损
7.11 激光划片技术讲解
激光划片技术
激光划片技术的优点: 1、非接触切断，成品率高； 2、无污染，适合大规模生产； 3、切口光滑、无裂纹、切割质量好； 4、精度高、划缝窄。
激光划片技术
二、激光划片技术的应用 1、刻化硅片及太阳能电池； 2、刻化陶瓷基片； 3、刻化金刚石薄膜；
图1 太阳能电池
图2 陶瓷基片Βιβλιοθήκη 图3 金刚石薄膜激光划片技术
小结： 本次课介绍了激光划片技术及应用，利用 激光划片技术的优点可对一些薄、脆、硬的 材料进行刻化。
激光划片技术
思考题：
1、激光划片技术可应用于哪些领域？ 2、激光划片有哪些优点？
激光划片技术
课程名称：激光加工技术 主讲人：钟正根 浙江工贸职业技术学院
激光划片技术
本次课教学目标： 了解激光划片技术及应用
激光划片技术
一、激光划片技术 激光划片是指把高峰值功率的激光束聚焦在 硅片（或陶瓷基片、金刚石薄膜等）表面， 使硅材料表面产生高温汽化，从而打出连续 的盲孔，形成沟槽。 一般采用峰值功率高、模式好的声光调Q 1064nm或532nm波长激光光源。
激光切割技术课件ppt
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图11 切割不同材料钢材时的激光焦点位置
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• 三、镍合金的激光切割
• 对镍合金的激光切割与不锈钢的切割相似，但由于 熔融态的镍的黏度较高，更容易引发熔渣黏附在割 缝背面，所以对镍合金的激光切割一般在较高的氧 气压力下完成。随合金成分的不同，切割速度大约 为切割同等厚度不锈钢的0.5～1.0倍。
产生极高的能量密度和功率密度，足以熔化任何金 属，还可以加工非金属，特别适合于加工高硬度、 高脆性及高熔点的其他方法难以加工的材料。 • 6.不易受电磁干扰 • 激光加工不像电子束加工必须在真空中才能进行。
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4
• 7.激光束易于传送 • 通过外光路系统可以使激光束随意改变方向，甚至
• 激光切割加工为无接触加工，惯性小，因此其加工 速度快。
• 3.热影响区小、几乎无变形
• 虽然激光照射加工部位的热量很大、温度很高，但
照射光点很小，且光束移动速度快，所以其热影响
区很小。
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3
• 清洁、安全、劳动强度低 • 由于激光切割自动化程度高，可以全封闭加工、无
污染、噪声小，明显地改善了操作人员的工作环境。 • 5.几乎可用于任何材料的切割 • 激光亮度高、方向性好，聚焦后的光点很小，能够
• (可光4)视 束焦的为点理光光想斑斑的尺的高寸稳斯D定成光方反束法比，：的聚对，焦于即焦基点模的（光TE斑M尺00模寸）d0激是光与，激
•
4λ f d0 π D
（1）
• 对于大型飞行光路激光切割机，由于切割近端和切割远
程光程长短会相差2m以上，聚焦前的光束尺寸就有较
大差别，导致各处聚焦焦点的光斑尺寸有变化。入射光
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型号 TDB125 TDB156 TPB125 TPB156
边长/mm 125±0.5 156±0.5 125±0.5 156±0.5
对角线长/mm 150±1 200±1 175.4±1 219.2±1
厚度/μm 200±40 200±40 200±40 200±40
.
7
主栅线中心间距 主栅线中心到边沿距离
.
13
1.明确精度值，精度值一般标注在游标尺上
精度值为 0.02mm
.
14
2.确定主尺尺寸，以游标尺上0刻度线为标尺在主尺 上读数，主尺尺寸不估读。
主尺尺寸 为84mm
.
15
3.找出游标尺上与主尺上刻度线对齐的刻度线，确 定是第几格刻度线
第36格刻 度线
.
16
4.计算读数
读数= 主尺尺寸 +
.
30
激光划片为什么不直接划断？
不同批次的电池片厚度有一定的差异，采用完全切断的模 式容易控制激光器的功率，还可能会对基准平面有所损伤， 影响后续工作。
.
31
激光划片与掰片
.
1
光伏组件加工工艺
.
2
太阳能电池片
太阳能电池片从类型上可分为单晶硅、多晶硅和非晶硅，但 应用最多的是单晶硅电池片和多晶硅电池片。
单晶硅电池片
.
多晶硅电池片
3
负极
受光面
正极
背光面
.
4
受光面（正面）
背光面（背面）
负极(主栅线)
正极（背面电极）
.
5
边长
对角线长
厚度
.
6
电池片外形规格与标准
.
27
实施作业
1.将电池片置于工作台（背面朝上），边沿紧贴工作台x轴、y轴基准线， 双手离开工作台，启动激光器 2.等工作台停稳，激光器停止工作后双手取电池片
.
28
3.将划片好的电池片受光面朝上，拇指与食指捏着电池片边缘，沿划 片路径，双手同时用力掰片。
.
29
后续的检查
1.检查划片边缘是否有毛刺、裂痕 2.使用游标卡尺检查切割的尺寸（误差不超过0.2mm）是 否满足要求
.
23
激光器
冷却系统
二维运动平台
.
控制柜
24
作业前准备
1.开机前请务必先检查电源输入是否正确完好，接地是否完好。 水循环系统务必保持通畅。
2.确认空气开关处于接通状态
.
25
3.确认紧急制动开关处于释放状态后，打开钥匙开关。按下RUN按钮，此 时，接触器吸合设备通电。
.
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4.开启计算机，进入计算机系统划片软件，设置好相应参数，在不出激光情 况下,试走一个循环,确认电气机械系统正常。
±0.05
±0.05
±0.05
±0.05
需要测量这些尺寸检验
是否满足允许.偏差
10
游标卡尺的读数
.
11
测外径
测内径
.
测深度
12
测量方法： 用手握住主尺，四个手指抓紧，大姆指按在 游标尺的右下侧 半圆轮上，并用大姆指轻轻移动游 标使活动量爪能卡紧被测 物体，略旋紧固定螺钉，再进行读数。
使用注意事项： 1.用量爪卡紧物体时，用力不能太大，否则会使测量不准确， 并容易损坏卡尺。卡尺测量不宜在工件上随意滑动，防止量 爪面磨损。 2.卡尺使用完毕，要擦干净后，将两尺零线对 齐，检查零点 误差有否变化，再小心放入卡尺专用盒内，存放在干燥的地 方。
.
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激光划片机
激光划片机主要用于金属材料及硅、锗、砷化镓和其他半导体衬 底材料划片和切割,可加工太阳能电池板、硅片、陶瓷片、铝箔片 等,工件精细美观,切边光滑。采用连续泵浦声光调Q的Nd:YAG激光 器作为工作光源，由计算机控制二维工作台，能按输入的图形做 各种运动。输出功率大，划片精度高，速度快，可进行曲线及直 线图形切割。
正面主栅线宽度
.
8
背面电极宽度
.
9
电池片重要尺寸
型号 TDB125
正面主栅线 中心间距
/mm
62.5
主栅线中心 到电池边沿 距离/mm
31.25
正面主栅 线宽度 /mm
1.8
背面电极 宽度/mm
3
TDB156
78
39
1.8
3
TPB125
62.5
31.25
1.8
3
TPB1567839 Nhomakorabea1.8
3
允许偏差
84.72mm = 84mm +
格数×精度度
36 × 0.02mm
.
17
54.5mm
.
18
11.5mm
.
19
11.4mm
.
20
10.94mm
.
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工艺目的
电池片的外形规格都是有固定标准的，但在实际的光伏产品 开发生产中，可能使用的电池片大小与电池片原材料规格并 不一致，这就需要通过划片将完整的电池片切划成合适的大 小。