CN101567405A - 太阳能硅芯片检测机台和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能硅芯片检测机台，用于逐片检测太阳能硅芯片，且该等受测硅芯片均具有彼此相反、且分别布设有电极的第一面及第二面，该检测机台包括基座，吸取入料装置组设于基座，并自第一面吸取受测硅芯片；承载检测装置组设于基座，承接来自吸取入料装置的受测硅芯片的第二面而沿一个径向搬移并检测受测硅芯片第一面特性；吸取分类装置组设于基座，并自第一面吸取来自承载检测装置的受测硅芯片；第二面检测装置组设于基座，对应吸取入料装置或吸取分类装置之一；处理装置用以接收来自承载检测装置及第二面检测装置的信息，并指令吸取分类装置。另外，本发明还公开了一种太阳能硅芯片检测方法。

Description

太阳能硅芯片检测机台和检测方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能硅芯片检测机台；本发明还涉及一种太阳能硅芯片检测方法。

背景技术

矿产资源如原油等日渐枯竭，且炼制过程污染不绝；而天然资源如太阳能，具有取之不尽、用之不竭且无环保困扰的优势，成为下一代能源的要角，太阳能板可进行光电转换，将所接收光能转换为电能以供利用，为替代能源较优的解决方案之一。

组成太阳能板的主要部件为太阳能硅芯片，如图1所示，图中左侧呈现为太阳硅芯片1的受光面，以下称为第一面12、右侧呈现者为太阳能硅芯片1翻转180度的非受光面，以下称为第二面14。为将光电流导出，太阳能硅芯片1的第一面12与第二面14分别布设有电极122、142；因此，太阳能硅芯片1的两面均需受到检验。

检验主要区分为：外观(printing)检测、分色检测、及发光效率检测。外观部分主要利用自动化机台的光学判读，检视太阳能硅芯片是否有刮痕、水痕、白点、断线、脏污及对位偏移等状况。另由于太阳能硅芯片的制程及原料等因素，每片硅芯片呈现的颜色均有些许差异，并可依照反射光的主要频率，分为由浅蓝、深蓝、蓝紫、紫、棕等诸多颜色，色彩虽不影响其光电转换效能，却影响日后组装的美观性，故采购太阳能硅芯片厂商对此分色检测多所要求。光电转换效能与电气性能，为相当重要的影响因素，但因检验流程较特殊，亦可另设于他处。

目前的太阳能硅芯片检测机台大部分偏重进行外观检测，且较常见的操作模式是在检测某一面后，将太阳能硅芯片利用机械直接或加装检测治具16以水车式的承载结构翻转180度，即如图2所示，检测另一面，而后再翻回。连续的翻转过程中，沿重力方向的下端存在应力集中效应，且速度稍快即可能造成边缘破损或结构微裂(micro-crake)，前者犹可目测，后者更是增加检测的困扰。

两次翻转的水车设计，半径过小，在重力相关方向的角加速度高而易受损；半径过大则占据庞大空间。即使努力缩小半径，在流程的方向至少需占用三倍于太阳能硅芯片的置放空间及水车翻转直径两倍的运转空间，机台的整体尺寸无法减小。

因此，若能提供一种将检测机构与流程安排最佳化，可使太阳硅芯片高速循序接受双面检测，无须使用治具，更可配合嵌入不同的检测模块，或依委托受测者要求，进行更精细分类，此类检测机台应为最佳解决方案。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种全程无翻转，能降低太阳能芯片损坏风险，并可进行双面检测的太阳能硅芯片检测机台。该检测机台可使检测流程最佳化，使太阳能硅芯片于最短时间内完成所有检测；该检测机台使弹性扩充成为可能，视太阳能硅芯片不同检测项目可增加检测模块；该检测机台还可配合分类，在检测同时进行颜色分类，配合指定检测需求，检测完成亦即成为待包装出厂状态。

本发明所要解决的另一技术问题是提出一种使用本发明的检测机台检测太阳能硅芯片的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的太阳能硅芯片检测机台，用于逐片检测太阳能硅芯片，且该等受测硅芯片均具有彼此相反、且分别布设有电极的第一面及第二面，该检测机台包括基座、吸取入料装置、承载检测装置、吸取分类装置、第二面检测装置和处理装置，其中：

吸取入料装置组设于基座，并自第一面吸取受测硅芯片；

承载检测装置组设于基座，承接来自吸取入料装置的受测硅芯片的第二面而沿一个径向搬移并检测受测硅芯片第一面特性；

吸取分类装置组设于基座，并自第一面吸取来自承载检测装置的受测硅芯片；

第二面检测装置组设于基座，对应吸取入料装置或吸取分类装置之一；

处理装置用以接收来自承载检测装置及第二面检测装置的信息，并指令吸取分类装置。

本发明提出的太阳能硅芯片检测方法，用于逐片检测太阳能硅芯片，且该等受测硅芯片均具有彼此相反且分别布设有电极的第一面及第二面，该检测方法所使用的检测机台包含：吸取入料装置、对应该吸取入料装置的第二面检测装置、承载检测装置、具有吸取器及复数承载器的吸取分类装置、及处理装置，该检测方法包含下列步骤：

a)由吸取入料装置以暴露受测太阳能硅芯片第二面的方式，由第一面吸取硅芯片；

b)以第二面检测装置检测太阳能硅芯片第二面，并将所得数据输出至处理装置；

c)将受测太阳能硅芯片以第二面向下，受承载检测装置承载的方式，输送至承载检测装置；

d)由承载检测装置检测太阳能硅芯片第一面特性，并传输至处理装置；

e)处理装置判断受测太阳能硅芯片的分类，并指令吸取分类装置的吸取器自承载检测装置吸取太阳能硅芯片第一面，并以第二面向下，置放至对应该分类的承载器中。

相对于现有技术，本发明藉由吸取入料装置，可快速提供太阳能硅芯片进料，承载检测装置除输送太阳能硅芯片外，更可同步由相关光学装置进行检测；检测完成，吸取分类装置可直接依设定，分送不同颜色或等级的太阳能硅芯片置入承载容器。第二面检测装置无论配置于吸取入料装置或吸取分类装置端，皆可在不翻转太阳能硅芯片的状况下进行第二面检测。

附图说明

图1是常见的太阳能硅芯片正反两面外观立体示意图；

图2是常见的太阳能硅芯片水车式受测模式立体示意图；

图3是本发明太阳能硅芯片检测机台外观立体示意图；

图4是本发明第一实施例的方块图；

图5是本发明第一实施例主要部份的立体示意图；

图6是本发明第一实施例吸取入料装置的立体示意图；

图7是本发明第一实施例承载检测装置的立体示意图；

图8是本发明第一实施例吸取分类装置的立体示意图；

图9是图8中吸取分类装置的方块图；

图10是本发明第一实施例的检测流程图；

图11是本发明第二实施例的方块图；

图12是本发明第二实施例主要部份的立体示意图。

其中：1为太阳能硅芯片；12为第一面；14为第二面；122、142为电极；16为检测治具；2、2’为太阳能硅芯片检测机台；22、22’为气压变换装置；3、3’为基座；4、4’为吸取入料装置；42为枢轴；44为循环；46为吸嘴；48为入料座；482为入料器；5、5’为承载检测装置；52为光学检测器；54为承载移动件；542为皮带；544为皮带轮；56为光-电特性检测器；6、6’为吸取分类装置；62为输送件；60为止动件；64为机械臂；66为承载器；68为导滑件；642为吸取器；7、7’为第二面检测装置；8、8’为处理装置；900-908为步骤。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明所附权利要求书所限定的范围。

如图3所示，本发明第一较佳实施例提供的太阳能硅芯片检测机台2包含基座3、吸取入料装置4、承载检测装置5、吸取分类装置6、第二面检测装置7及处理装置。

如图4及图5所示，第二面检测装置7对应吸取入料装置4设置，且处理装置8配置于太阳能硅芯片检测机台2的基座3内，气压变换装置22则供应全机至少一部份的正负压力调节(图中为避免相关管线造成图面紊乱，连结管线并未绘示)。

如图6所示，吸取入料装置4包括供沿重力方向枢转的枢轴42及设置于枢轴42的数组吸嘴46，在本实施例中，四组吸嘴46彼此以直角相间隔地随枢轴42沿一个循环44逆时针枢转以吸取受测物。第二面检测装置7设置于对应循环44的第一位置，亦即依循环44方向逆时针枢转90度处；吸取入料装置4还包括复数入料座48；本实施例中，藉设置两组可相对于枢轴42的切向滑动的入料座48，可保持其中一组入料器482在对应吸嘴46的吸取位置，而另一组则可供填入新料。

如图7所示，承载检测装置5包括一组光学检测器52、承载移动件54及一组光-电特性检测器56。光学检测器52用于分析检测受测物的第一面外观甚至颜色；设置于基座3的承载移动件54则包括沿检测方向彼此平行配置的两条皮带542及驱动两条皮带542的皮带轮544。如图8所示，吸取分类装置6包括沿检测方向、衔接承载检测装置5而设置的输送件62；本实施例的分类方向与检测输送方向垂直，机械臂64具有一组自输送件62上吸取受测物并释放至承载器66的吸取器642。

承载器66在本实施例中被区分为复数组，下方分别设置有将承载器66沿分类方向，使承载器66移出基座3外，方便取放承载器66的导滑件68；本实施例中虽仅绘示单组吸取分类装置6，实施本发明时，更可以连接方式增加吸取分类装置6的组数，以提供分类所需。当吸取分类装置6所包括的承载器如图3所示被分为三排，为避免分别将各排承载器66移出基座外时，产生不必要的意外状况，如图9所示，分别以每排承载器为一组，对每组承载器设置一组按钮作为止动件60，当操作人员按压按钮时，将驱动处理装置8停止该组机械臂64对该对应组承载器释放受测太阳能硅芯片，但仍可维持其它组机械臂与承载器的正常供输，从而提升产出效率。

下面结合附图具体说明太阳能硅芯片的检测方法。

运用第一较佳实施例的检测机台，实际检测太阳能硅芯片的操作流程如图10所示：起始步骤900由吸取入料装置以暴露受测太阳能硅芯片第二面的方式，由第一面吸取硅芯片；其次步骤902以第二面检测装置检测太阳能硅芯片第二面，并将所得数据输出至处理装置。接续于步骤904将受测太阳能硅芯片以第二面向下、受承载检测装置承载的方式，输送至承载检测装置；进行步骤906时，由承载检测装置检测太阳能硅芯片第一面特性，并传输至处理装置。

最终步骤908，处理装置判断受测太阳能硅芯片的分类，并指令吸取分类装置的吸取器自承载检测装置吸取太阳能硅芯片第一面，并以第二面向下，置放至复数承载器的对应分类。依步骤900至步骤908，周而复始逐片进行自动化检测，依据目前发明人的试运转结果，原型机检测速率可达2400片/小时，与现有技术相较，效率已不能仅以倍增形容。

如图11所示，本发明第二较佳实施例提供的太阳能硅芯片检测机台的结构与第一较佳实施例相仿。太阳能硅芯片检测机台2’包含基座3’、吸取入料装置4’、承载检测装置5’与吸取分类装置6’，本实施例将第二面检测装置7’安排于吸取分类装置6’前端，一样可发挥本发明的效益，处理装置8’则提供检测讯号收发与处理，为自动化检测中枢。

如图12所示，太阳能硅芯片检测机台2’的基座3’的内侧配置处理装置8’与气压变换装置22’，基座3’上方左侧为吸取入料装置4’，本实施例为直线性进料；承载检测装置5’职司运输及检测，第二面检测装置7’检测第二面，吸取分类装置6’则进行最终的分类；基本构想与第一较佳实施例相仿，不再赘述。

依照上述各实施例说明，无论第二面检测装置配置于前端或后端，皆可在不翻转太阳能硅芯片的状况下提供另面检测，自然无损坏太阳能硅芯片的顾虑，解决了本发明提出的技术问题。

Claims (12)

1.一种太阳能硅芯片检测机台，用于逐片检测太阳能硅芯片，且该等受测硅芯片均具有彼此相反、且分别布设有电极的第一面及第二面，其特征是，该检测机台包括基座、吸取入料装置、承载检测装置、吸取分类装置、第二面检测装置和处理装置，其中：

吸取入料装置组设于基座，并自第一面吸取受测硅芯片；

承载检测装置组设于基座，承接来自吸取入料装置的受测硅芯片的第二面而沿一个径向搬移并检测受测硅芯片第一面特性；

吸取分类装置组设于基座，并自第一面吸取来自承载检测装置的受测硅芯片；

第二面检测装置组设于基座，对应吸取入料装置或吸取分类装置之一；

处理装置用以接收来自承载检测装置及第二面检测装置的信息，并指令吸取分类装置。

2.根据权利要求1所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，该机台还包括气压变换装置。

3.根据权利要求2所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，吸取入料装置包括枢轴和吸嘴，枢轴设置于基座，沿重力方向枢转；吸嘴设置于枢轴，随枢轴沿一个循环枢转并联通至气压变换装置，以汲取受测太阳能硅芯片。

4.根据权利要求3所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，该第二面检测装置设置于对应该循环的第一位置；该吸取入料装置还包括具有复数入料座，且该等入料座可在一个对应该循环的吸取位置及一个远离该吸取位置的入料位置间移动的入料器。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，承载检测装置包括一组光学检测器。

6.根据权利要求1-4中任何一项所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，承载检测装置包括一组沿径向设置于基座的承载移动件。

7.根据权利要求6所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，承载移动件包括两条平行皮带及带动该二条平行皮带的皮带轮。

8.根据权利要求1-4中任何一项所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，承载检测装置包括一组光-电特性检测器。

9.根据权利要求1-4中任何一项所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，该吸取分类装置包括输送件、机械臂和复数承载器，

输送件沿径向，衔接承载检测装置设置于基座；

机械臂沿一个与该径向夹一个角度，并跨越输送件的分类方向，在一个对应该输送件的取片位置，与远离输送件的释放位置间移动；该机械臂还具有一组供在取片位置由输送件上吸取受测太阳能硅芯片，并至释放位置释放受测太阳能硅芯片的吸取器；

复数承载器分别可分离地沿机械臂分类方向设置于基座，以承载受测太阳能硅芯片。

10.根据权利要求9所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，该等承载器被区分为复数组，该测试机台还包含用于分别将该等组承载器沿一个与该径向夹一个角度的取出方向，在一个对应吸取器的释放位置及一个暴露至基座外的取出位置间移动的导滑件。

11.根据权利要求10所述的太阳能硅芯片检测机台，其特征是，还包含复数分别对应该等组承载器，并驱动处理装置停止吸取分类装置的机械臂对该对应组承载器释放受测太阳能硅芯片的止动件。

12.一种太阳能硅芯片检测方法，用于逐片检测太阳能硅芯片，且该等受测硅芯片均具有彼此相反且分别布设有电极的第一面及第二面，其特征是，该检测方法所使用的检测机台包含：吸取入料装置、对应该吸取入料装置的第二面检测装置、承载检测装置、具有吸取器及复数承载器的吸取分类装置、及处理装置，该检测方法包含下列步骤：

a)由吸取入料装置以暴露受测太阳能硅芯片第二面的方式，由第一面吸取硅芯片；

b)以第二面检测装置检测太阳能硅芯片第二面，并将所得数据输出至处理装置；

c)将受测太阳能硅芯片以第二面向下，受承载检测装置承载的方式，输送至承载检测装置；

d)由承载检测装置检测太阳能硅芯片第一面特性，并传输至处理装置；

e)处理装置判断受测太阳能硅芯片的分类，并指令吸取分类装置的吸取器自承载检测装置汲取太阳能硅芯片第一面，并以第二面向下，置放至对应该分类的承载器中。

Images