Taglio perfetto dei wafer di silicio: digiCLIP assicura un salto di efficienza nella produzione di sistemi fotovoltaici

Il settore dell'energia solare è in piena espansione – e quindi anche la produzione di sistemi fotovoltaici.

Il rateo di crescita annuale è calcolato che sia maggiore del 40 percento dall'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA), per la potenza fotovoltaica installata nel mondo. Tuttavia, per i produttori di wafer di silicio - elementi base per la produzione di energia fotovoltaica - ciò comporta anche: per tenere il passo con questo rapido rateo di crescita, la produzione di wafer deve diventare sempre più efficiente.

Solo un affidabile sistema di monitoraggio del processo permette il necessario salto di efficienza nella produzione dei wafer - a partire dal taglio dei wafer dai blocchi di silicio, i cosiddetti lingotti. Questi lingotti, fatti di silicio ad alta purezza, vengono solitamente tagliati in fette sottili – i wafer – usando un processo di taglio a filo. Il criterio principale per la qualità di queste fettine di spessore da 0,18 a 0,28 mm, è la forza con cui la sega a filo penetra nel lingotto di cristallo. Se la forza devia dal valore ottimale – usualmente attorno ai 30 Newton – risultano tagli imperfetti e sprechi di materiale.

Il monitoraggio continuo di questo critico processo di taglio usando la moderna tecnologia di misura, aiuta ad evitare preventivamente gli errori di produzione e le perdite di materiale. Per questa attività si è dimostrata idonea un'apparecchiatura di misura HBM i cui componenti – un trasduttore di forza ed un amplificatore industriale digiCLIP – sono perfettamente accordati.

Il trasduttore registra la forza esercitata sul silicio dalla sega a filo. Il digiCLIP acquisisce continuamente questi segnali di forza e, mediante Profibus-DP, li trasferisce direttamente al controllo di produzione. Oltre ad acquisire i dati di misura fondamentali, inizialmente il digiCLIP valuta anche le deviazioni dalla forza nominale – e le trasmette al sovraordinato controllo di produzione. Grazie alla elevata velocità di trasmissione della interfaccia Profibus, i messaggi di errore vengono spediti in appena alcuni millisecondi.

Se la forza di contatto della sega devia dal valore di riferimento, il controllo di produzione corregge in modo completamente automatico i parametri per pilotare e controllare la segatrice. Tale interazione fra il monitoraggio continuo della forza, la valutazione dell'errore e il canale di retroazione assicura un efficiente sistema preventivo di allarme nella produzione dei wafer – e protegge dai costi e dallo spreco dei materiali.
I vantaggi individuali:

  1. Gli errori ed i problemi operativi durante il taglio dei wafer vengono rilevati più rapidamente e possono essere immediatamente corretti.
  2. La retroazione continua e la garanzia della forza di taglio permette l'efficiente gestione del lingotto di silicio – minimizzando pertanto lo scarto di materiale durante la produzione.
  3. La qualità di finitura dei wafer risulta incisivamente migliorata.

I componenti perfettamente accordati di questa catena di misura assicurano un significativo guadagno in efficienza nella produzione dei wafer - e non solo. Ovunque si debbano monitorare forze, coppie o pressioni, i sistemi industriali di monitoraggio dei processi HBM forniscono servizi affidabili per maggior sicurezza ed efficienza.

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