CN102384913A

CN102384913A - 太阳能晶圆位置校准装置及具有该检测装置的检测机台

Info

Publication number: CN102384913A
Application number: CN2010102701718A
Authority: CN
Inventors: 陈建安
Original assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Current assignee: Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-21

Abstract

太阳能晶圆位置校准装置及具有该检测装置的检测机台，是由一个移载装置将太阳能晶圆移载至一道输送带上以进行输送，且机台上设有光学检测装置及光照检测装置，并对应于各项检测装置的检测位置更设有一个夹持件，其夹持件是用以进行太阳能晶圆于移载及输送过程中发生偏移时，于检测装置在进行检测前先行校准，其校准方式是对应位于各检测位置的太阳能晶圆从宽度方向由外往内夹持的方式进行校准，使得太阳能晶圆位于检测位置时不会歪斜，令太阳能晶圆可以保持在各检测位置的正确范围内，最后将各个检测数据传至分类系统作为分类依据。

Description

太阳能晶圆位置校准装置及具有该检测装置的检测机台

【技术领域】

本发明是关于太阳能晶圆位置校准装置及具有该检测装置的检测机台，尤其是一种可校准太阳能晶圆保持在各正确位置的校准装置及具有该装置的机台。

【背景技术】

洁净能源如太阳能等的需求日增，目前太阳能的主要转换方式是透过太阳能电池将太阳能转换成电能以供使用，随着太阳能电池的普及，在封装成太阳能电池模组前，必须先进行严格的品质检测，太阳能电池的检测也成为业界的重要课题。

太阳能电池的缺陷一般可分为外部瑕疵与内部缺陷，外部瑕疵是指在布局过程中的偏斜、漏失、破片或表面刮伤等，其中部分瑕疵与光转换为电的效率有关，另一些瑕疵则可能更进一步伤害迭置的其他受测太阳能晶圆。内部缺陷主要是指由于结构些微断裂造成的微裂(Micro-crake)，虽然此种微裂的裂缝宽度可能甚小，甚至仅存在于部分高度范围内，但由于微裂会阻断太阳能电池内部光电子的传递，因此会明显降低太阳能电池所生电能的传输效率，即使内部缺陷尺寸甚微小，仍然可能影响输出电能。

此外，当多片太阳能晶圆被统一安装成为一片太阳能板时，若所有各片晶圆的色彩纷呈、毫不相干，则不免予人不良印象，认定其品质管理不严。因此在自动化过程中，亦需进一步将各片受测太阳能晶圆的色彩加以区分，使得日光照射下色彩相近的太阳能晶圆被归为同一类别，以使得未来制成的成品色彩统一。

如图1所示，太阳能晶圆11的收光面111上具有一组供将所接收光转换为电能输出的导电汇流排112，为提供快速自动化检测，申请人亦已于在先申请中提出如图2所示设计的检测机台，请一并参考图1，将迭放有复数个待测太阳能晶圆11的入料匣21，透过入料装置2取出待测太阳能晶圆11，并放置在输送带51上，于同一条输送路径上先后设有光学检测装置4及光照电检测装置3，其中光学检测装置4是藉由一组例如为摄影机的检测器(图未示)，摄取待测太阳能晶圆11表面形貌的影像，以辨识是否存在表面瑕疵、并且进行例如前述的分色作业；再由光照检测装置3以探针(图未示)接触导电汇流排112，再以强光源模拟日光照射待测太阳能晶圆11的收光面111而进行检测，并依检测资料作为对太阳能晶圆11进行分类的依据。

而上述的检测机台在透过在进行待测太阳能晶圆11的移载作业时，是透过入料装置2放置在输送带51上，由于放置过程中难免会因为震动或是碰撞，造成待测太阳能晶圆11无法保持对齐放置在输送带51上，而构成如图3所示的歪斜。由此，无论是光学检测装置4或光电检测装置3所进行的各项检测作业皆无法顺利实施，例如进行光电检测时，若待测太阳能晶圆11没有保持在预定的检测位置时，则如图4所示，各探针31并没有完全良好接触到导电汇流排112，部分探针31甚至仅是接触到收光面111上的非汇流排区域，使得由光能转换而来的电能必须行经更远途径被导出，导出效率降低，获得的转换效率数值因此被误判。检测所得的数据因此会偏离正确数值，无疑使得自动化检测作业检测结果的正确率下降、产品合格率随之下降、成本因而上升。歪斜严重时，甚至可能造成受测太阳能晶圆碰撞周边物件而破片，不仅严重降低产出效能，更需增加额外的停机清理时间，令人力成本增加，检测的效率进一步降低。

倘若在进行大量生产的作业流程时，经常性发生上述的问题，必然会造成生产线成品率下降，因此如何确保受测太阳能晶圆可以正确停留在检测机台上的适当位置，在所有自动化检验过程中，顺利取得正确检测数值，避免无谓的误判、刮伤、甚至破片、停机，便是本发明的重点。

【发明内容】

本发明之一目的在于提供一种将待测太阳能晶圆精准导入各检测位置、使自动化检测成为可行的位置校准装置。

本发明的又一目的在于提供一种将待测太阳能晶圆精准导入各检测位置、使自动化检测数据更为精确的检测机台。

本发明的另一目的在于提供一种增加检测效率、避免无谓偏斜与破片风险的检测机台。

依照本发明揭示的太阳能晶圆检测机台的位置校准装置，是供该检测机台校准复数个太阳能晶圆位置，其中上述太阳能晶圆分别具有一个收光面、及复数个位于该收光面并供将所接收光能转换为电能输出的导电汇流排，该检测机台包括一个沿一个移载方向载送上述待测太阳能晶圆的移载装置、一组设置在对应上述移载装置的至少一个受测位置的检测装置，其中该位置校准装置包括：至少一组夹持件，它包括一个固定臂，及一个沿一个与该移载方向夹一角度的宽度方向相对该固定臂设置、并可沿对应上述宽度方向相对该固定臂移动的活动臂；及至少一组夹持驱动件，是对应上述至少一组夹持件、并包括一个供当受该移载装置承载的上述待测太阳能晶圆位于该受测位置时，驱动该活动臂使上述待测太阳能晶圆沿该宽度方向被保持在一个对应上述受测位置的预定位置的驱动器。

而采用上述校准装置的太阳能晶圆检测机台，是用来检测待测太阳能晶圆的，而供检测的太阳能晶圆分别具有一个收光面、及复数个位于该收光面并供将所接收光能转换为电能输出的导电汇流排，该检测机台包括：一个基座；一个在该基座上、沿一个移载方向载送上述待测太阳能晶圆的移载装置；一组设置在对应上述移载装置的至少一个影像摄取的受测位置的光学检测装置；一个设置在对应上述移载装置的至少一个光照的受测位置的光照检测装置；及复数组位置校准装置，包括：复数组夹持件，包括：一个固定臂；及一个沿一个与该移载方向夹一角度的宽度方向相对该固定臂设置、并可沿对应上述宽度方向相对该固定臂移动的活动臂；及复数组夹持驱动件，是对应上述夹持件、并包括一个供当受该移载装置承载的上述待测太阳能晶圆位于上述受测位置时，驱动该活动臂使上述待测太阳能晶圆沿该宽度方向被保持在一个对应上述受测位置的预定位置的驱动器。

由于机台上会对应光学检测系统及光照检测系统的各需要位置设置位置校准装置，使得例如各别的检测位置都分别设置有一组位置校准装置，藉以确保受测太阳能晶圆的所处位置完全符合预期，使得太阳能晶圆在各检测位置时均不会歪斜，不仅让检测作业更加流畅，增加其检测的效率与正确率，也使得依赖检测数据进行分类的分类系统可以正确判断，降低无谓的错误机会、降低耗费于误判的成本、减少受测晶圆严重损坏的风险、以及避免因受测晶圆破片而需停机处理的困扰，从而达成上述所有的目的。

【附图说明】

图1是目前常见太阳能晶圆受光面俯视的示意图。

图2是本发明的申请人已经提出的前案机台结构的示意图。

图3是太阳能晶圆歪斜放置在输送带上的示意图。

图4是太阳能晶圆呈歪斜状被探针接触的示意图，说明探针无法取得正确量测数据。

图5是本发明的第一较佳实施例的机台俯视示意图。

图6是图5实施例的侧视示意图。

图7是图5实施例的移载装置及位置校准装置的立体示意图。

图8是图5实施例的翻转器的侧视示意图。

图9是图5实施例的机械臂驱动探针进行检测的侧视示意图。

图10是本发明第二较佳实施例的夹持驱动件与活动臂设置在同一侧、并受处理器控制的立体示意图。

【主要元件符号说明】

11 太阳能晶圆 12 完测太阳能晶圆

111 收光面 112 导电汇流排

2、2’ 入料装置 21、21’ 入料匣

22’ 取放器 3、3’ 光照检测装置

30’ 光源 31、31’ 探针

32’ 机械臂 33’ 光电检测位置

4、4’ 光学检测装置 40’、45’ 影像摄取位置

41’ 背面检测器 42’ 收光面检测器

43’ 分色检测器 44’ 翻转器

5’ 移载装置 51、51’ 输送带

6’ 基座 7’ 位置校准装置

71’、71” 夹持件 711’ 固定臂

712’、712” 活动臂 713’、713”夹持驱动件

714’ 侦测器 715” 处理器

7111’、7121’ 主体 7112’、7122’ 缓冲部

8’ 分类装置 81’ 分类器

82’ 分类料匣 7131’、7131” 驱动器

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

而本例的待测太阳能晶圆与公知的相同，因此延用图1所示的受测太阳能晶圆，其同样具有收光面111、并在收光面111上形成有输出电能用的导电汇流排112，本例的检测机台如图5及图6所示，包括有基座6’、及设置于基座6’上的一系列自动化作业的入料装置2’、移载装置5’、光学检测装置4’、光照检测装置3’、位置校准装置7’、及分类装置8’。为便于说明起见，在本例中将入料装置2’供置放入料匣21’的位置称为复数个置放位置，入料装置2’则包括有一个对应上述置放位置的取放器22’，每一入料匣21’分别迭置有复数个待测太阳能晶圆11，并由取放器22’负责由上往下、从入料匣21’中逐一取出待测太阳能晶圆11。

一并参考图7所示，其中移载装置5’还包括有输送带51’，并于基座6’上对应输送带51’方向设置有一组光学检测装置4’及光照检测装置3’。在进行检测作业时，首先由各组取放器22’分别从各入料匣21’内将待测太阳能晶圆11取出，并且将待测太阳能晶圆11以收光面111向下而背面向上的方式，被放置于输送带51’上并先输送至光学检测装置4’所对应的检测位置，同时由位置校准装置7’的夹持件71’进行位置校准。

其中，本例的夹持件71’包括有：固定臂711’、活动臂712’、夹持驱动件713’及侦测器714’，其中活动臂712’与固定臂711’在本例中是呈一平行角度设置，且之间保持有一段大于待测太阳能晶圆11宽度方向的宽度距离，当待测太阳能晶圆11由输送带51’输送到设有夹持件71’的检测位置时会触发侦测器714’，由侦测器714’判定待测太阳能晶圆11已位于检测位置，而传输指令至夹持驱动件713’，由夹持驱动件713’的驱动器7131’驱动活动臂712’依图中粗黑箭头所示，沿着上述宽度方向相对朝固定臂711’移动，逼迫待测太阳能晶圆11进入预定范围内，而且，为避免待测太阳能晶圆11被夹持导正时发生不当挤压而破片，在固定臂711’及活动臂712’的主体7111’、7121’彼此相向侧，更分别设置有一组缓冲部7112’、7122’，而缓冲部7112’、7122’的材质在此例释为泡绵，当然，熟悉本技术者亦可轻易推导至橡胶等具缓冲性的材质。

在进行光学检测时，光学检测装置4’先经由例如第一组的背面检测器41’的摄影机摄取待测太阳能晶圆11的背面影像，而此处的影像摄取位置40’是待测太阳能晶圆11被取放器22’移载至输送带51’上所经过的第一道位置，为避免移载过程中待测太阳能晶圆11放置角度不正确，因此需对应此影像摄取位置40’设一组夹持件71’，进行待测太阳能晶圆11的夹持校准。影像摄取后，请一并参考如图8所示，由翻转器44’将待测太阳能晶圆11依箭头指示方向进行翻面，使其收光面111向上而背面向下，以供第二组的收光面检测器42’的摄影机摄取待测太阳能晶圆11的收光面影像，透过背面检测器41’及收光面检测器42’确认待测太阳能晶圆11是否有表面瑕疵或布局不良问题。

而为避免翻转过程中待测太阳能晶圆11被放置时产生歪斜，因此于影像摄取位置45’亦需设一位置校准装置7’以进行位置的夹持校准；随后再由作为第三组分色检测器43’的摄影机，针对待测太阳能晶圆11进行颜色判别的检测，并将检测结果的资料传输至一组控制端，藉以驱动后续的分类装置8’进行分类，虽然本例中仅在背面检测器41’及收光面检测器42’的检测位置设有夹持件71’，但如熟悉本技术领域者所能轻易理解，亦可视需求在每一组摄影机所对应的检测位置分别设置一组位置校准装置7’以进行校准。

当光学表面检测作业完成后，一并参考如图9所示，由输送带51’将待测太阳能晶圆11输送至光照检测装置3’的光源30’所照射对应的光电检测位置33’，且同样的可在光电检测位置33’设一夹持件71’以进行校准，首先由夹持件71’对已位于光电检测位置33’的待测太阳能晶圆11如上述同样方式对待测太阳能晶圆11进行位置校准，再由一组例释为机械臂32’的导接驱动件，进行驱动一个对应于光电检测位置33’设置的光照检测装置3’中的例如作为导接电极的一组探针31’，使探针31’将被机械臂32’驱动而随即下压，并稳固地导接至该片待测太阳能晶圆11的导接汇流排112，再由光源30’发光并照射至收光面111，此时，待测太阳能晶圆11的收光面111恰受光源30’所发光的照射，并将光能转换为电能而经由导接汇流排112与探针31’输出供检测。

当欲将完测的太阳能晶圆将由输送带51’输送往下游的分类装置8’时，必须先驱动机械臂32’将尚抵压于该片太阳能晶圆导接汇流排112上的探针31’上移，并依光学检测装置4’及光照检测装置3’所检测数据结果进行分析，交由分类装置8’作为完测太阳能晶圆12分类的依据，由多组分类器81’之一将完测太阳能晶圆12放至对应的分类料匣82’内。

而本发明的第二较佳实施例如图10所示，其中夹持件71”的夹持驱动件713”的驱动器7131”可与活动臂712”设置在同一侧，依粗黑箭头指示方向，以推/拉活动臂712”的方式进行校准，而且活动臂712”进行校准的时机亦可使用一组处理器715”以计时的方式预先估算出待测太阳能晶圆11被移送到检测位置的时间，以时间周期驱动活动臂712”进行待测太阳能晶圆11的校准作业。

本发明的太阳能晶圆位置校准装置及具有该检测装置的检测机台与公知技术相互比较时，因为检测位置都设有位置校准装置，在进行待测太阳能晶圆自动化移载检测作业时，待测太阳能晶圆可于各检测位置被校准，因此，在进行光学检测时，使摄取到的待测太阳能晶圆影像画面在预期范围内，同样的探针接触至太阳能晶圆的导电汇流排进行光电检测时，会完全接触到导电汇流排而不会接触到其它部份，使得各检测作业量测时的正确率增加，尤其在输送过程中，更可降低因为放置歪斜时碰撞周边物件而造成破片的风险，使产出良品率随之上升，整体良品率即可达到预期目标。

以上所述仅本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请权利要求书范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种太阳能晶圆检测机台的位置校准装置，其特征在于，是供该检测机台校准复数个太阳能晶圆位置，其中上述太阳能晶圆分别具有一个收光面、及复数个位于该收光面并供将所接收光能转换为电能输出的导电汇流排，该检测机台包括一个沿一个移载方向载送上述待测太阳能晶圆的移载装置、一组设置在对应上述移载装置的至少一个受测位置的检测装置，其中该位置校准装置包括：

至少一组夹持件，包括：

一个固定臂，及

一个沿一个与该移载方向夹一角度的宽度方向相对该固定臂设置、并可沿对应上述宽度方向相对该固定臂移动的活动臂；及

至少一组夹持驱动件，是对应上述至少一组夹持件、并包括一个用来当受该移载装置承载的上述待测太阳能晶圆位于该受测位置时，驱动该活动臂使上述待测太阳能晶圆沿该宽度方向被保持在一个对应上述受测位置的预定位置的驱动器。

2.如权利要求1所述的位置校准装置，其特征在于，其中上述固定臂及活动臂分别具有一个主体、及一个彼此相向且分别设置于前述主体上的缓冲部。

3.如权利要求1或2所述的位置校准装置，其特征在于，其中该组夹持驱动件更包括一个对应上述受测位置设置的、用以检测上述待测太阳能晶圆位置而供驱动该夹持驱动件的侦测器。

4.一种具有位置校准装置的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中供检测的太阳能晶圆分别具有一个收光面、及复数个位于该收光面并供将所接收光能转换为电能输出的导电汇流排，该检测机台包括：

一个基座；

一个在该基座上、沿一个移载方向载送上述待测太阳能晶圆的移载装置；

一组设置在对应上述移载装置的至少一个影像摄取的受测位置的光学检测装置；

一个设置在对应上述移载装置的至少一个光照的受测位置的光照检测装置；及

复数组位置校准装置，包括：

复数组夹持件，包括：

一个固定臂；及

复数组夹持驱动件，是对应上述夹持件、并包括一个用来当受该移载装置承载的上述待测太阳能晶圆位于上述受测位置时，驱动该活动臂使上述待测太阳能晶圆沿该宽度方向被保持在一个对应上述受测位置的预定位置的驱动器。

5.如权利要求4所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该光学检测装置包括：

一组用以摄取上述受测太阳能晶圆收光面影像的收光面检测器；

一组用以摄取上述受测太阳能晶圆相反于该收光面的背面影像的背面检测器；及

一组对应上述移载装置、并供在该收光面检测器与该背面检测器间翻转上述待测太阳能晶圆的翻转器。

6.如权利要求4或5所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该光学检测装置包括一个用以分辨上述受测太阳能晶圆受光面色彩的分色检测器。

7.如权利要求4或5所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该固定臂及活动臂分别具有一个主体及相向设置于该主体上的缓冲部。

8.如权利要求4或5所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该夹持驱动件更包括一个对应上述受测位置设置、用以检测上述待测太阳能晶圆位置而供驱动该夹持驱动件的侦测器。

9.如权利要求4或5所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该光照检测装置更包括：

一个供光照检测的光源；

复数个当上述受测太阳能晶圆位于该至少一个光照受测位置时，分别对应上述受测太阳能晶圆导电汇流排的导接电极；及

一组驱动上述导接电极导接/去导接至上述待测太阳能晶圆导接汇流排的导接驱动件。

10.如权利要求4或5所述的太阳能晶圆检测机台，其特征在于，其中该组导接驱动件是用以分别驱动上述导接电极在一个接触上述位于前述光照受测位置的受测太阳能晶圆导电汇流排的接触位置、与一个远离该接触位置的待机位置间升降的机械臂。