インライン赤外線サーモグラフィーによるコンベアベルト炉におけるその後の表面温度測定

インライン炉で処理される物体の温度を測定することは重要であるため、熱電対による古典的な温度測定に代わる有望な代替手段として、インラインサーモグラフィーを提示します。熱電対は、物体を損傷し、温度を局所的に測定し、生産中断を必要とする。しかし、当社のインラインサーモグラフィーカメラは、非接触、リアルタイム、空間的に分解された方法で物体の温度を測定します。

シリコン太陽電池の接触焼成にはインライン炉を使用しています。そこで、これらの利点を調査するために、サーモグラフィーカメラを炉内にインラインで設置しました。対象とする物体の最も高い発光の波長範囲に一致する検出波長範囲を持つカメラを可能な限り対象とする温度範囲を選択します。

炉室の外にカメラを設置するには、光路が配置されるべき場所で炉壁と絶縁を取り外し、赤外線ランプなどの障害物を光路に入れないようにします。カメラの検出波長範囲を可能な限り透明にしながら、炉室を熱的に分離する窓で穴を閉じます。次に、カメラが移動するベルトにビジュアルが表示されるように、カメラを窓の上に置きます。

カメラの検出波長範囲で放射線を放射または反射する近くの物体を避けることで、カメラによる寄生放射線検出をできるだけ避けてください。次に、赤外線カメラソフトウェアを介してサーモグラフィー画像を調べ、カメラの結果の視野を確認します。シリコン太陽電池の温度補正を行う場合は、まず太陽電池でローカル光アーティファクトがないか確認してください。

温度補正は熱電対に基づくため、熱電対の有効性を確認し、ウェーハの後部アルミニウム側に熱電対を取り付け、標準的な焼成プロセスの時間温度プロファイルを測定する。時間温度プロファイルが577°Cのアルミニウムシリコンの天体温度で平坦な曲線の形で破壊を示す場合、熱電対は正しく較正される可能性が高い。太陽電池の後部に取り付けられた検証された熱電対で熱電対測定を行い、赤外線カメラでウエハを記録します。

同じ物体スポットでの対象温度範囲、および空間的に様々なランダムオブジェクトスポットで複数の熱電対測定を行い、統計的に有意な時間温度プロファイルを取得します。熱電対下の局所的な未補正サーモグラフィー太陽電池温度を決定するには、熱電対の位置で局所温度を抽出します。未補正の赤外線サーモグラフィーを介して、決定された温度に対して熱電対を介して測定された温度を記録し、補正されていないサーモグラフィー画像の一般的な均一なグローバル補正式として曲線適合を得る。

次に、この曲線フィット データを使用して、修正されていないサーモグラフィ イメージをグローバルに修正します。2 次元のピーク温度分布マップを作成するには、適切なプログラミング言語でスクリプトを記述し、カメラの全視野に沿って各オブジェクトの表面温度を追跡し、すべてのウエハ スポットに配置された仮想熱電対として機能します。次に、各スポットのピーク温度値を抽出し、対応する2D分布マップにこれらの温度をプロットします。

スループット方向で平均温度分布を実行するには、スループット方向に垂直な寸法の 2D 温度分布を平均します。スループット方向に垂直な平均温度分布を実行するには、スループット方向の次元における2D温度分布を平均します。この図に示すように、このシリコン太陽電池の補正温度は、異なる構成の赤外線カメラによって明確に検出することができる。

単顔面金属化、二面的に金属化、および非金属化されたパークサンプル。これらの分析では、関心のある温度範囲は、焼成プロセスの典型的なピーク温度範囲に似ています。この画像で観察されるように、太陽電池の後部側の接触熱電対は、熱放散とシェーディングのために、それ自体の周りの温度低下を引き起こします。

後者の滴は熱電対なしで焼成中の細胞温度を推定するために重要であり、熱電対によって測定された温度と比較して、この細胞は熱電対によって接触されたときにフレーム上に配置される。ベルトに直接置けば、赤外線カメラはコンベヤーベルトによって細胞の局所的な放熱の観察を可能にする。この画像は、代表的な2次元空間太陽電池ピーク温度分布と、輸送方向に対する垂直および垂直の推定平均分布を示しています。

シリコン太陽電池の接触焼成にインライン炉を使用する中で、炉内に赤外線カメラを設置し、革新的なサーモグラフィーアプリケーションを作成しました。焼成プロセス中に空間的に解決されたピーク温度分布を取得することで、焼成によって有意に影響を受ける空間的に解決された太陽電池パラメータへの温度分布相関を調査することができます。