Kaiser Engineering GmbH: Neuer Solarsensor für die Kantenbruch-Erkennung

>> Der neue Vision-Solarsensor der Sensopart Industriesensorik GmbH ermöglicht eine präzise und kostengünstige Kantenbruch-Erkennung bei Solarwafern/-zellen. Er ist nach Herstellerangaben in seinem Preissegment der einzige Sensor am Markt, der jede einzelne Zelle präzise vermisst und auf diese Weise selbst kleinste Kantenausbrüche zuverlässig erkennt. Damit bietet er optimale Voraussetzungen für den Einsatz in Handlingbereichen der Wafer- und Zellfertigung.

Anbieter zum Thema

Kaiser Engineering GmbH

Schwarz AG - Warmpresswerk

Nordson (Schweiz) AG - EFD Dosiertechnik

Beckhoff Automation AG

joe. Silizium-Wafer sind spröde und brechen leicht – umso wichtiger ist es, bei der Herstellung kristalliner Solarzellen frühzeitig Kantenbrüche und Fehlstellen zu erkennen, um bei den nachfolgenden Prozessschritten unnötige Kosten durch Maschinenstillstände zu vermeiden. Bruchkontrollen erfolgen heute zum einen mit Hilfe von klassischen, PC-basierten Bildverarbeitungssystemen, die allerdings in der Anschaffung und Einrichtung kostenintensiv sind. Zum anderen mit einfachen, konturvergleichenden Vision-Sensoren, deren Genauigkeit aber nicht immer den Anforderungen genügt. Der Vision-Solarsensor FA 46 von Sensopart schliesst nun diese Lücke: Als standardisierte Branchenlösung auf Basis einer kompakten Vision-Kamera bietet er präzise Messtechnik zum günstigen Sensorpreis, wodurch sich in der Qualitätssicherung von Solarzellen erhebliche Kostenvorteile realisieren lassen.

Kostengünstig und benutzerfreundlich

Der FA 46 ist aber nicht nur kostengünstig in der Anschaffung, sondern im Vergleich zu einer PC-Bildverarbeitungslösung auch wesentlich einfacher einzurichten. Denn sämtliche für die Wafer- und Zellinspektion relevanten Funktionen, von der Erkennung der Wafergeometrie über die Lokalisierung von Defekten bis hin zur Einstellung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und Prüfgenauigkeit, sind bereits vorkonfiguriert. Für die weitergehende spezifische Konfiguration sind keine Bildverarbeitungskenntnisse erforderlich. Der Anwender muss im Wesentlichen nur die relevanten Prüfkriterien wie die Toleranzen für Wafergrösse, -position und -drehlage sowie die Grösse und Anzahl der jeweils erlaubten Beschädigungen der Waferkontur eingeben, dann ist seine Anwendung betriebsbereit.

Automatische Erkennung der Wafer-/Zellform

Der neue Vision-Solarsensor erkennt selbständig verschiedene Wafer- beziehungsweise Zellformen (beispielsweise monokristallin/mit Fase oder polykristallin/ohne Fase), so dass ein Einlernen von Konturen oder Mustern nicht erforderlich ist. Lediglich bei der Erstinbetriebnahme wird der Sensor zur Masshaltigkeitsprüfung einmalig mit Hilfe eines Referenzmusters kalibriert. Im laufenden Betrieb vermisst der FA 46 drehlagenunabhängig jeden Wafer beziehungsweise jede Solarzelle einzeln und erreicht so eine hohe Präzision und Zuverlässigkeit. Beispielsweise erkennt er Kantendefekte auch bei Massabweichungen eines Wafers beziehungsweise einer Zelle. Damit unterscheidet er sich grundlegend von allen anderen Solarsensoren im selben Preissegment, die jeweils nur einen Konturvergleich durchführen.

Zuverlässige Prüfung gewährleistet

Vor der Auswertung wird jedes aufgenommene Bild einer Verzeichniskorrektur unterworfen. Der Konturalgorithmus wurde für verschiedenste Handlingvarianten optimiert, sodass Auflicht- und Durchlichtprüfungen mit der gleichen Präzision gewährleistet sind. Konturen der Solarzelle, die durch das Handlingsystem abgeschattet werden, können ausgeblendet werden, um Fehldiagnosen zu vermeiden. Darüber hinaus verfügt der FA 46 über eine automatische Lagenachführung, sodass die Zellform unabhängig von der Lage der Zelle im Handlingsystem erkannt wird. Dasselbe gilt für ausgeblendete Bereiche, die ebenfalls lageabhängig nachgeführt werden.

Die maximale Auflösung bei der Erkennung von Kantenausbrüchen beträgt 2 x 2 Pixel, die Vermessung sowie die Positions- und Lagebestimmung der Zellen kann sogar mit Subpixelgenauigkeit erfolgen. Auch stark beschädigte Zellen werden korrekt lokalisiert; in diesem Fall kann über eine Zuschnittfunktion geprüft werden, ob sich der beschädigte Wafer eventuell als Zuschnitt weiterverarbeiten lässt.

Komplettes Bildverarbeitungssystem

Beim Vision-Solarsensor FA 46 handelt es sich um ein komplettes Bildverarbeitungssystem, bestehend aus einer Kamera im kompakten Sensorformat mit einem leistungsfähigen digitalen Signalprozessor, integrierten Infrarot-, Rotlicht- oder Weisslicht-LEDs, Ethernet und serieller RS422-Schnittstelle sowie digitalen Ein- und Ausgängen. Alle Vermessungs- und Prüfdaten können wahlweise via Ethernet oder RS422 ausgegeben werden. Ein PC wird nur zur Einrichtung des Sensors benötigt, im laufenden Betrieb arbeitete das System autark.

Die Einrichtung des Sensors erfolgt mit Hilfe der übersichtlichen Konfigurationssoftware «SensoConfig» in vier Navigationsschritten (Job, Lagenachführung, Detektoren, Ausgabe), in denen die jeweils relevanten Funktionen ausgewählt und eingestellt werden. Eine kontextsensitive Onlinehilfe unterstützt den Anwender, sollte er einmal nicht weiter wissen oder Hintergrundinformationen zu bestimmten Einstellungen benötigen. Um kritische Funktionen vor Bedienungsfehlern zu sichern, können gestaffelte Benutzerrechte vergeben werden.

Umfangreiche Simulationsmöglichkeiten

Das Konfigurationsprogramm bietet neben allen Einstellmöglichkeiten am Sensor auch umfangreiche Simulationsfunktionen: So kann der Anwender mit einem Mausklick zwischen Sensorbetrieb und Simulation umschalten und die Konfiguration seines Sensors auch offline anhand von Musterbildern durchführen, die er zuvor mit der integrierten Rekorderfunktion aufgezeichnet hat. Für Benutzer ohne Administratorrechte steht ein eigenes Monitoring-Modul mit eingeschränkten Bedienmöglichkeiten (SensoView) zur Verfügung, das die Anzeige, Überwachung und Dokumentation von Prüfergebnissen und -bildern sowie - nach Eingabe des Passworts - Wechsel und Upload von Parametersätzen über die seriellen Schnittstellen oder digitalen Eingänge des Sensors erlaubt. Der Aufruf von abgelegten Parametersätzen, beispielsweise bei einem Produktwechsel, lässt sich auf diese Weise schnell und einfach durchführen. Die Vision Sensoren von Sensopart werden In der Schweiz durch die Firma Kaiser-Engineering vertreten. <<

(ID:25431600)