Sur une de ses lignes automatisées, Photowatt, pionnier de l’industrie solaire depuis 1979 et qui porte désormais la dénomination sociale de EDF ENR PWT, utilise le capteur de déplacement LK-G de Keyence pour une détection très fine d’épaisseur de wafer. Un peu de technique !
Le wafer est un terme désignant une fine tranche d’un matériau semi-conducteur comme le silicium. Il prend généralement la forme d’un disque pour une épaisseur de 200 à 300 microns. Pour capter l’énergie solaire, le wafer est équipé d’une grille de connexion afin de collecter le courant photovoltaïque (partie métallique visible sur les cellules des panneaux solaires. Lorsque les photons frappent la cellule, ils « arrachent » les électrons des atomes contenus dans le matériau. Si l’une des faces est traitée à l’aide d’une substance chargée négativement et l’autre est traitée avec une substance chargée positivement, ces électrons sont alors libres de circuler, ce qui produit du courant électrique. Enfin, une couche non conductrice est placée entre ces deux couches reliées par un simple fil métallique.
« Les wafers se présentent en pile avant un traitement chimique. Un robot est alors chargé de prendre chaque wafer un à un avant de les plonger dans un bain d’acide avant un lavage. Comme les wafers sont particulièrement fins, deux d’entre eux peuvent être saisis simultanément en raison de la tension de surface. L’occurrence est faible, elle est autour de 1 pour 5000. Mais outre la non-conformité du produit, ceci va surtout poser un problème de sécurité pour les opérateurs. Dans les faits, le constituant du bain d’acide peut se loger entre deux wafers. Il sera donc mal éliminé lors du lavage et toujours présent lorsqu’il sera manipulé » explique Grégory Glasson, Coordinateur Amélioration Continue au sein de EDF ENR PWT.
« Comme les wafers font une épaisseur de 200 microns et qu’il y a une réflectivité chaotique des cristaux, les moyens de contrôle classiques ne vont pas pouvoir convenir. J’ai donc fait appel à Keyence, car je connaissais la performance du capteur de déplacement LK-G que j’avais utilisé pour une application déjà très complexe », ajoute Grégory Glasson. Étant donné que les vibrations du système de manipulation sont suffisantes pour perturber la mesure, il a été décidé de placer 2 têtes LK-G placées de chaque coté de la cible à analyser. L’épaisseur est donc déterminée de façon très précise.
« Dès l’installation, nous avons a pu constater des valeurs extrêmement stables. Ainsi si deux wafers sont superposés, nous le détectons immédiatement », conclut Grégory Glasson. Il est à noter que les têtes de lectures sont reliées à un unique contrôleur, ce qui représente une économie par rapport à de nombreuses offres sur le marché. La cadence de fabrication est de 1 plaque de silicium par seconde. Le LK-G permet une mesure haute vitesse et haute précision (0,005 μm). Il offre surtout une grande stabilité pour les détections difficiles. Les capteurs de déplacement à laser conventionnels rencontrent des problèmes pour mesurer les cibles transparentes et translucides, ainsi que celles produisant de multiples réflexions. Le LK-G dispose de deux fonctions qui permettent de s’affranchir de ces problèmes.
La fonction ABLE permet une détection des conditions de surface pour ajuster de façon optimale l’intensité de la lumière du laser. Elle offre une large plage de réglage de l’intensité jusqu’à 90 fois supérieure à celle des modèles conventionnels. L’Algorithme MRC permet quant à lui l’élimination des réflexions multiples d’une surface réfléchissante par comparaison avec la forme d’onde correcte.
Plus d’infos…
