CN102954967A - 一种硅片内部缺陷检测装置及其检测方法 - Google Patents

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王振
黄海生
吴国辉
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Abstract

本发明公开了一种硅片内部缺陷检测装置及其检测方法，它包括形成暗室的检测模块外壳，检测模块外壳的正面为操作台面，检测模块外壳上设置有测试框架；还包括一具备有探测器上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的上部的探测器调整模块；具备了线光源上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的下部的线光源调整模块；以及通过支架固定于检测模块外壳上的上料传送台和下料传送台；以及必要的电气控制电路和电源。本发明突破了以往硅片出厂质量参差不齐的状况，大大减少了出厂硅片因质量问题造成的一系列损失。

Description

一种硅片内部缺陷检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种硅片内部缺陷检测装置及其检测方法，是一种视觉检测的方法，属于硅片检测领域。
背景技术
这几年，中国能源生产一直快速增长，到了21世纪，中国已拥有世界第三位的能源生产系统，但是能源供给形式却不容乐观，而我国在重工业、大人口的背景下甚至面临日益严重的能源使用和供应问题，能源短缺的解决已经迫在眉睫。
所以，太阳能这种绿色能源受到了广大人们的青睐；太阳能电池在出厂前一定要经过相关的检测，否则不良品一旦流入市场，会产生太阳能电池使用寿命上的缩短和发电功率不足等问题，将造成巨大的浪费和损失，不但太阳能电池出厂前需要经过相关的检测，就连制作太阳能电池的原材料（硅片）也应该经过严格的检测，这样才能够有效的控制不良品流入市场造成的巨额损失。
硅片在切片和清洗后会产生很多不良缺陷，而这些不良缺陷会对硅片的质量和寿命带来很大影响，所以硅片在出厂前的缺陷检测也是势在必行。
发明内容
本发明公开了一种硅片内部缺陷检测装置，已填补现有技术的这一空白。本发明的另一目的是提供这种检测装置的检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种硅片内部缺陷检测装置，它包括形成暗室的检测模块外壳，检测模块外壳的正面为操作台面，检测模块外壳上设置有测试框架；还包括一具备有探测器上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的上部的探测器调整模块；具备了线光源上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的下部的线光源调整模块；以及通过支架固定于检测模块外壳上的上料传送台和下料传送台；以及必要的电气控制电路和电源。
所述的检测模块外壳选用1.2mm厚度的铁板封装，内侧贴有黑色吸光材料，有效的将外部可见光遮挡，使检测模块内部形成暗室。
所述的探测器为线扫描相机。
所述的线光源为940nm的线光源，线光源距离检测硅片距离为70mm，线光源倾斜角度为10度至20度。
所述的上料传送台和下料传送台选用铝合金材料制作，内部嵌有传感器。
所述的操作台的框架为4040壁厚3mm的方钢，操作台面为铝板，保证设备整体稳固并且水平。
设备供电要求为AC220V，频率为50Hz；电气控制电路为可编程控制器PLC控制，PLC输入输出端外接信号急停开关、点动按钮、传感器、继电器、电机、IO卡等部件；探测器通过数据线与电脑主机连接，电脑主机上的IO卡与PLC的相应输出端连接，完成设备整体部件通讯和整个逻辑的实现。
上述硅片内部缺陷检测装置的检测方法，具体步骤为：
A.将待检硅片放在上料传送台的始端，点击完成按钮；
B.上料传送台、下料传送台同时传送，将待测硅片传送到检测区域；
C.待测硅片触碰传感器，线扫描相机对运动硅片进行扫描，将图像传输到电脑，并通过软件进行分析识别；
D.检测好的硅片传送至下料传送台的末端，上料传送台和下料传送台同时停止，等待下个检测流程。
本发明的检测原理为：将线光源以一定的角度倾斜放置，使线扫面相机的扫描区域与线光源透射硅片后的区域相重合，这样一来，线扫描相机的扫描区域有效的避开线光源的直射线，并且检测硅片区域亮度达到了最大化；当硅片流过检测区域时，线扫描相机将扫描好的检测硅片以图像的形式通过数据线传输到电脑上，显示在软件界面进行自动分析。
本发明利用透射方法将检测硅片以图片的形式反映在软件界面中，供员工来进行分析，能够检测出硅片的隐裂、孔洞、切痕等缺陷，反映被测硅片的相关缺陷问题进行质量分级；对硅片的生产工艺和出厂质量起到了决定性的作用，突破了以往硅片出厂质量参差不齐的状况，大大减少了出厂硅片因质量问题造成的一系列损失。并且，操作侧位于设备前方中心处，操作员工放置硅片方便、舒适；操作员工坐着进行操作，操作台下方留有空间供操作员下肢放置，符合人体结构学，操作舒适便捷。
附图说明
图1为本发明的检测装置结构示意图；
图中：1、检测模块外壳  2、测试框架  3、探测器调整模块4、线光源调整模块  5、上料传送台  6、下料传送台。
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的技术特点。
如图1所示的一种硅片内部缺陷检测装置，它包括形成暗室的检测模块外壳1，检测模块外壳1的正面为操作台面，检测模块外壳1上设置有测试框架2；还包括一具备有探测器上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的上部的探测器调整模块3；具备了线光源上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的下部的线光源调整模块4；以及通过支架固定于检测模块外壳1上的上料传送台5和下料传送台7；以及必要的电气控制电路和电源。
所述的检测模块外壳1选用1.2mm厚度的铁板封装，内侧贴有黑色吸光材料，有效的将外部可见光遮挡，使检测模块内部形成暗室。
所述的探测器为线扫描相机。
所述的线光源为940nm的线光源，线光源距离检测硅片距离为70mm，线光源倾斜角度为10度至20度。
所述的上料传送台5和下料传送台6选用铝合金材料制作，内部嵌有传感器。
所述的操作台的框架为4040壁厚3mm的方钢，操作台面为铝板，保证设备整体稳固并且水平。
设备供电要求为AC220V，频率为50Hz；电气控制电路为可编程控制器PLC控制，PLC输入输出端外接信号急停开关、点动按钮、传感器、继电器、电机、IO卡等部件；探测器通过数据线与电脑主机连接，电脑主机上的IO卡与PLC的相应输出端连接，完成设备整体部件通讯和整个逻辑的实现。
上述硅片内部缺陷检测装置的检测方法，具体步骤为：
A.将待检硅片放在上料传送台的始端，点击完成按钮；
B.上料传送台、下料传送台同时传送，将待测硅片传送到检测区域；
C.待测硅片触碰传感器，线扫描相机对运动硅片进行扫描，将图像传输到电脑，并通过软件进行分析识别；
D.检测好的硅片传送至下料传送台的末端，上料传送台和下料传送台同时停止，等待下个检测流程。

Claims (7)

1.一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：它包括形成暗室的检测模块外壳，检测模块外壳的正面为操作台面，检测模块外壳上设置有测试框架；还包括一具备有探测器上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的上部的探测器调整模块；具备了线光源上下、左右、前后和旋转角度的三维空间调整，并固定在测试框架的下部的线光源调整模块；以及通过支架固定于检测模块外壳上的上料传送台和下料传送台；以及必要的电气控制电路和电源。
2.根据权利要求1所述的一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：所述的检测模块外壳选用1.2mm厚度的铁板封装，内侧贴有黑色吸光材料，检测模块内部形成暗室。
3.根据权利要求1所述的一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：所述的探测器为线扫描相机。
4.根据权利要求1所述的一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：所述的线光源为940nm的线光源，线光源距离检测硅片距离为70mm，线光源倾斜角度为10度至20度。
5.根据权利要求1所述的一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：所述的上料传送台和下料传送台选用铝合金材料制作，内部嵌有传感器。
6.根据权利要求1所述的一种硅片内部缺陷检测装置，其特征在于：所述的电气控制电路为可编程控制器PLC控制，PLC输入输出端外接信号急停开关、点动按钮、传感器、继电器、电机、IO卡部件；探测器通过数据线与电脑主机连接，电脑主机上的IO卡与PLC的相应输出端连接，完成设备整体部件通讯和整个逻辑的实现。
7.权利要求1所述硅片内部缺陷检测装置的检测方法，其特征在于：具体步骤为：
A.将待检硅片放在上料传送台的始端，点击完成按钮；
B.上料传送台、下料传送台同时传送，将待测硅片传送到检测区域；
C.待测硅片触碰传感器，线扫描相机对运动硅片进行扫描，将图像传输到电脑，并通过软件进行分析识别；
D.检测好的硅片传送至下料传送台的末端，上料传送台和下料传送台同时停止，等待下个检测流程。
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