CN113433135A - 一种硅片检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硅片检测设备技术领域，公开了一种硅片检测装置。其包括：图像采集件、挡板组件和光源组件。图像采集件用于采集待检测硅片上采集区域的图像；挡板组件置于图像采集件与待检测硅片之间，挡板组件包括第一挡板；光源组件包括两个光源，其中一个光源位于第一挡板的第一侧，另一个光源以及图像采集件位于第一挡板的第二侧，第一侧与第二侧相背设置，位于第一侧的光源发出的光线照射至第一挡板上并能够通过第一挡板散射至采集区域内，位于第二侧的光源出的光线能够由第二侧达到采集区域内。本发明实现了采集到的图像灰度分布均匀，提升了图像的对比度，更易于分析出硅片的缺陷，提高了硅片的检测精度。

Description

一种硅片检测装置

技术领域

本发明涉及硅片检测设备技术领域，尤其涉及一种硅片检测装置。

背景技术

光伏领域中，为了保证硅片的产品质量，需要对硅片的缺陷进行检测。硅片的隐裂就是一种较为隐蔽的未穿透的裂纹，在常规条件下不可见，其是在粘胶面即将被切透时，由于晶体硅内部热应力及机械加工中的应力等多种原因造成的裂纹，由于该裂纹未穿透，可能位于硅片两面中的任一面，传统的检测手段就是对着硅片表面进行吹气，蒸汽快速覆盖并快速干燥的过程中，裂纹迅速显示并消失。这样的检测手法存在两个明显的缺陷，批量生产过程中长期吹气，容易使检测员产生疲劳及口干舌燥的不适感，吹气还容易对硅片造成污染。目前通常采用红外光检测硅片的隐裂，通常在待检测硅片上垂直设置挡板，在挡板的一侧倾斜设置红外光源，另一侧设置用于采集图像的红外相机，红外相机沿垂直方向进行图像采集，通过硅片的移动实现对于整个硅片表面的图像采集。其中，光源射出的光线倾斜照射至挡板上，再由挡板散射至硅片上，导致远离光源即靠近红外相机一侧的硅片亮度较低，使得采集到的图像较暗，由于隐裂在采集的图像上呈黑色，导致相机采集到的图像上的隐裂不能清晰的显示，使得采集到的图像上灰度不均匀，对比度较差，不利于对采集到的图像进行处理，降低了检测精度，也降低了检测结果的准确性。

于此，亟需一种硅片检测装置用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片检测装置，实现了采集到的图像灰度分布均匀，提升了图像的对比度，更易于分析出硅片的缺陷，提高了硅片的检测精度，提高了检测结果的准确性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种硅片检测装置，其特征在于，包括：

图像采集件，用于采集待检测硅片上采集区域的图像；

挡板组件，置于所述图像采集件与所述待检测硅片之间，所述挡板组件包括第一挡板；

光源组件，包括两个光源，其中一个所述光源位于所述第一挡板的第一侧，另一个所述光源以及所述中垂线位于所述第一挡板的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相背设置，位于所述第一侧的所述光源发出的光线倾斜照射至所述第一挡板上并能够经由所述第一挡板散射至所述采集区域内，位于所述第二侧的所述光源发出的光线能够由所述第二侧达到所述采集区域内。

优选地，所述挡板组件还包括第二挡板，所述第二挡板位于所述第一挡板的所述第二侧，且所述第一挡板与所述第二挡板置于两个所述光源之间，位于所述第二侧的所述光源发出的光线倾斜照射至所述第二挡板上并能够经由所述第二挡板散射至所述采集区域内，所述第一挡板与所述第二挡板之间设置有采集间隙，所述图像采集件能够通过所述采集间隙采集所述采集区域的图像。

优选地，所述第一挡板与所述第二挡板平行设置，且与所述图像采集件的镜头的中垂线平行。

优选地，所述第一挡板与所述第二挡板远离所述图像采集件的一端均设有斜面，所述斜面远离所述图像采集件的一端朝向所述图像采集件的镜头的中垂线倾斜，两个所述光源发出的光线分别对应倾斜照射至两个所述斜面上。

优选地，所述第一挡板与所述第二挡板朝向所述图像采集件的一侧均弯折有外延部，所述外延部朝向相背于所述采集间隙的方向倾斜。

优选地，所述硅片检测装置还包括移动单元，所述移动单元用于驱动所述光源相对于所述挡板组件移动。

优选地，所述移动单元包括第一升降组件和/或水平移动组件；

所述第一升降组件连接于所述光源组件，所述第一升降组件用于使所述光源上升或下降；

所述水平移动组件连接于所述光源组件，所述水平移动组件用于使所述光源沿水平方向移动。

优选地，所述硅片检测装置还包括转动件，所述转动件的一端连接于所述光源，所述转动件的另一端转动连接于所述移动单元。

优选地，所述光源与所述转动件可拆卸连接。

优选地，所述硅片检测装置还包括第二升降组件，所述第二升降组件连接于所述图像采集件，用于驱动所述图像采集件上升或下降。

本发明的有益效果：本发明提供了一种硅片检测装置，在第一挡板的第一侧和第二侧分别设置一个光源，位于第一侧的光源发出的光线能够经由第一挡板的散射至待检测硅片上的采集区域内，位于第二侧的光源发出的光线能够在第一挡板设置图像采集件的一侧对采集区域进行补光，提升了对于硅片的光照效果，使得采集到的图像灰度分布均匀，提升了图像的对比度，更易于后续分析出硅片的缺陷，提高了硅片的检测精度，提高了检测结果的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的硅片检测装置的第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的硅片检测装置的第二视角的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明实施例提供的硅片检测装置的剖视图；

图5是图4中B处的局部放大图。

图中：

1、图像采集件；21、第一挡板；22、第二挡板；23、斜面；24；延伸部；

3、光源；

4、移动单元；41、第一升降组件；411、第一升降板；412、第一升降螺杆；4121、第一旋转把手；413、第一连接块；42、水平移动组件；421、固定板；4211、第二滑槽；422、水平移动板；4221、转动座；423、水平移动螺杆；4231、第二旋转把手；424、第二连接块；

5、转动件；51、第一连接部；52、第二连接部；6、第二升降组件；

7、固定架；71、支脚；72、连接板；73、支撑板；731、第一滑槽；

8、输送单元。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种硅片检测装置，用于检测硅片上的隐裂。如图1-图5所示，硅片检测装置包括：图像采集件1、挡板组件和光源组件。图像采集件1用于采集待检测硅片上采集区域的图像；挡板组件置于图像采集件1与待检测硅片之间，挡板组件包括第一挡板21；光源组件包括两个光源3，其中一个光源3位于第一挡板21的第一侧，另一个光源3以及图像采集件1位于第一挡板21的第二侧，第一侧与第二侧相背设置，位于第一侧的光源3发出的光线照射至第一挡板21上并能够通过第一挡板21散射至采集区域内，位于第二侧的光源3发出的光线能够由第二侧达到采集区域内。本实施例提供了一种硅片检测装置，在第一挡板21的第一侧和第二侧分别设置一个光源3，位于第一侧的光源3发出的光线能够经由第一挡板21的散射至待检测硅片上的采集区域内，位于第二侧的光源3发出的光线能够在第一挡板21设置图像采集件1的一侧对采集区域进行补光，提升了对于待检测硅片的光照效果，使得图像采集件1采集到的图像灰度分布均匀，提升了图像的对比度，更易于后续分析出待检测硅片的缺陷，提高了待检测硅片的检测精度，提高了检测结果的准确性。由于第一侧的光源3发出的光线可能会通过待检测硅片的反射进入图像采集件1的镜头，设置第一挡板21，能够遮挡一部分反射光，保证了图像采集的效果。

需要说明的是，规定图1中的a方向为水平面内的第一方向，b方向为水平面内的第二方向，第一方向与第二方向垂直。在本实施例中，光源3采用红外光源，光源3能够发出波长1300nm-1600nm的红外光，为了增强采集到的图像的对比度，光源3上不设置滤光片。且图像采集件1相应的采用红外线阵相机，采用2K精度。此外，图像采集件1与光源3的结构均可采用现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，硅片检测装置还包括固定架7。固定架7包括两个竖直设置的支脚71，以及水平设置且连接在两个支脚71之间的连接板72，两个支脚71沿第一方向间隔设置，因此连接板72沿第一方向延伸。图像采集件1、光源组件及挡板组件均设置在固定架7上，提高了硅片检测装置结构上的模块化程度，便于运输。

进一步地，挡板组件还包括第二挡板22。第二挡板22位于第一挡板21的第二侧，且第一挡板21与第二挡板22置于两个光源3之间，位于第二侧的光源3发出的光线倾斜照射至第二挡板22上并能够经由第二挡板22散射至采集区域内，第一挡板21与第二挡板22之间设置有采集间隙，图像采集件1的镜头的中垂线能够穿过采集间隙，以使图像采集件1能够通过采集间隙采集到采集区域的图像。由于第二侧的光源3发出的光线可能会通过待检测硅片的反射进入图像采集件1的镜头，设置第二挡板22，能够遮挡一部分反射光，保证了图像采集的效果，而且也能够使设置在位于第二侧的光源3发出的光线也能够经过散射再到达待检测硅片，实现了均匀的对于采集区域进行补光，避免了光源3上设置的灯珠直接照射待检测硅片，导致待检测硅片表面产生局部过亮的问题，进一步保证了采集到的图像灰度较为均匀，利于后续对采集到的图像进行处理，提高了检测精度。在本实施例中，第一挡板21与第二挡板22均采用黑色的亚克力板。

具体地，第一挡板21与第二挡板22平行设置，且均与图像采集件1的镜头的中垂线平行。设置第一挡板21与第二挡板22平行设置，便于在安装时定位第一挡板21和第二挡板22，简化了安装过程。在本实施例中，由于图像采集件1沿竖直方向采集待检测硅片的图像，则第一挡板21与第二挡板22均优选为竖直设置，使得第一挡板21和第二挡板22之间形成的采集间隙沿竖直方向设置，且第一挡板21沿第一方向延伸，第二挡板22与第一挡板21平行，也沿第一方向延伸。第一挡板21的两端分别连接于两个支脚71，第二挡板22平行于第一挡板21且两端也连接于两个支脚71，且第一挡板21和第二挡板22均置于连接板72的下方。第一挡板21的底端与第二挡板22的底端均与待检测硅片之间存在高度h的间隙，0＜h≤15mm。

进一步地，第一挡板21与第二挡板22远离图像采集件1的一端均设有斜面23，斜面23远离图像采集件1的一端朝向图像采集件1的镜头的中垂线倾斜，两个光源3发出的光线分别对应倾斜照射至两个斜面23上，也就是说两个斜面23远离图像采集件1的一端延长后能够相交，且相交后呈开口朝向图像采集件1的V型结构。在第一挡板21和第二挡板22上设置斜面23，避免了将第一挡板21和第二挡板22均倾斜设置，简化了装置的组装过程，也便于通过调整斜面23的倾斜程度而实现调整散射光在待检测硅片上的照射范围，便于生产加工。在本实施例中，光源3设置在斜面23靠近图像采集件1的一端，且光源3的出射光线与斜面23之间的夹角优选为60°。在其他实施例中，光源3的出射光线与斜面23之间的夹角可适应性调整，在此不作限定。

优选地，第一挡板21与第二挡板22朝向图像采集件1的一侧均弯折有外延部24，外延部24朝向相背于采集间隙的方向倾斜。外延部24呈板状且其与第一挡板21以及第二挡板22之间均为一体式结构。设置外延部24，能够进一步遮挡来自待检测硅片上的反射光线进入图像采集件1的镜头内，进一步保证了采集到的图像的质量，提升了后续检测的精度及检测结果的准确程度。

进一步地，硅片检测装置还包括移动单元4，移动单元4用于驱动光源3相对于挡板组件移动，设置移动单元4，便于根据不同尺寸的待检测硅片调整光源3与第一挡板21及第二挡板22之间的相对位置，扩大了装置能够检测的硅片尺寸范围，提高了装置的实用性。进一步地，连接板72与挡板组件之间设置有两个支撑板73，支撑板73沿第一方向延伸，且两端分别连接于两个支脚71，两个支撑板73平行且沿第二方向间隔设置，两个支撑板73之间形成竖直设置的穿设间隙，穿设间隙与采集间隙沿竖直方向正对设置。使得图像采集件1能够沿竖直方向采集待检测硅片上采集区域内的图像。两个支撑板73分别设置有一个移动单元4，两个移动单元4分别与两个光源3连接，驱动两个光源3分别移动，扩大了光源3位置的调整范围，进一步提高了实用性。

具体地，移动单元4包括第一升降组件41和/或水平移动组件42。第一升降组件41连接于光源组件，第一升降组件41用于使光源3上升或下降。水平移动组件42连接于光源组件，水平移动组件42用于使光源3沿水平方向移动。优选地，水平移动组件42能够使光源3沿第一方向和/或第二方向移动。使得光源3能够实现升降或实现水平移动或升降和水平移动均能够实现。

在本实施例中，移动单元4包括第一升降组件41和水平移动组件42，其中水平移动组件42能够使光源3沿第二方向移动。以其中一个支撑板73为例，移动组件4设置在其相背于另一支撑板73的侧面上。第一升降组件41包括第一升降板411、第一升降螺杆412以及第一连接块413，支撑板73顶部的一侧连接有第一连接块413，第一连接块413上竖直开设有第一螺纹孔，第一升降螺杆412与第一螺纹孔螺接，支撑板73设置第一连接块413的一侧的侧壁上竖直开设有第一滑槽731，第一升降板411滑动设置在第一滑槽731内，水平移动组件42通过螺栓和螺母可拆卸连接在第一升降板411上。通过旋转第一升降螺杆412实现第一升降板411沿第一滑槽731滑动，从而带动水平移动组件42升降。且第一升降螺杆412的顶部同轴设置有第一旋转把手4121，第一旋转把手4121呈圆柱状，直径大于第一升降螺杆412，便于握持。第一连接块413与支撑板73可通过螺钉紧固连接。同理，水平移动组件42包括固定板421、水平移动板422、水平移动螺杆423以及第二连接块424，第一升降板411底部垂直连接固定板421，固定板421水平设置且沿第二方向延伸，固定板421远离第一升降板411的一侧顶面上连接有第二连接块424，第二连接块424上沿第二方向水平开设有第二螺纹孔，水平移动螺杆423与第二螺纹孔螺接，固定板421的顶面沿第二方向水平开设有第二滑槽4211，水平移动板422滑动设置在第二滑槽4211内，水平移动板422底部甚至有凸出部，固定板421上沿竖直方向开设有通槽，通槽沿第二方向延伸，凸出部向下穿设通槽并与光源3连接，凸出部与水平移动板422一体式设置，凸出部呈块状，光源3连接在凸出部上。通过旋转水平移动螺杆423实现水平移动板422沿第二滑槽4211滑动，从而带动光源3沿第二方向移动。且水平移动螺杆423的端部同轴设置有第二旋转把手4231，第二旋转把手4231呈圆柱状，直径大于水平移动螺杆423，便于握持。第二连接块424与固定板421可通过螺钉紧固连接。

优选地，硅片检测装置还包括转动件5，转动件5的一端连接于光源3，转动件5的另一端转动连接于移动单元4，设置转动件5，实现了调整光源3的角度，进一步扩大了对于光源3的位置调整范围，进一步适用于检测不同尺寸的硅片，提高了实用性。凸出部的底端转动连接有转动座4221，转动座4221呈U型，凸出部伸入转动座4221的两个侧臂之间并与转动座4221的两个侧臂之间通过枢轴连接，其中转动轴沿第一方向延伸，转动件5的顶部与转动座4221的底部连接。

在本实施例中，转动件5通过板件弯折形成，呈一体式结构。进一步地，转动件5包括第一连接部51和第二连接部52，第一连接部51连接于第二连接部52。第一连接部51水平设置，与转动座4221的底部贴合并通过螺栓螺母可拆卸连接。第二连接部52倾斜于竖直方向设置，与光源3的侧壁贴合并连接。第一连接部51与第二连接部52之间夹角为钝角。

优选地，光源3与转动件5可拆卸连接，便于根据硅片大小更换不同尺寸的光源3，或在光源3出现问题时进行更换和维护，提高了实用性。具体地，光源3的外侧壁与转动件5之间通过螺栓和螺母实现可拆卸连接。在其他实施例中，还可以通过卡扣结构实现光源3与转动件5之间的可拆卸连接。

优选地，硅片检测装置还包括第二升降组件6。第二升降组件6连接于图像采集件1，用于驱动图像采集件1上升或下降，便于使图像采集件1靠近或远离待检测硅片，便于与调整采集到的图像的视野大小以及清晰程度，提高了实用性。

具体地，图像采集件1通过第二升降组件6固定在连接板72上，优选地，第二升降组件6包括第二升降板、第二升降螺杆以及第三连接块，连接板72顶部的一侧连接有第三连接块，第三连接块上竖直开设有第三螺纹孔，第二升降螺杆与第三螺纹孔螺接，连接板72设置第三连接块的一侧的侧壁上竖直开设有第三滑槽，第二升降板滑动设置在第三滑槽内，图像采集件1通过螺栓和螺母可拆卸连接在第二升降板上。通过旋转第二升降螺杆实现第二升降板沿第三滑槽滑动，从而带动图像采集件1升降。且第二升降螺杆的顶部同轴设置有第三旋转把手，第三旋转把手呈圆柱状，直径大于第二升降螺杆，便于握持。第三连接块与连接板72可通过螺钉紧固连接。

在本实施例中，硅片检测装置还包括输送单元8，输送单元8置于挡板组件下方，用于沿第二方向输送待检测硅片。输送单元8可采用现有技术中传送带结构，在此不再赘述。通过输送单元8的输送，使得待检测硅片上的采集区域不断变化，实现图像采集件1能够采集到完整的待检测硅片的图像，从而分析得到待检测硅片上是否有缺陷及缺陷位置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片检测装置，其特征在于，包括：

图像采集件(1)，用于采集待检测硅片上采集区域的图像；

挡板组件，置于所述图像采集件(1)与所述待检测硅片之间，所述挡板组件包括第一挡板(21)；

光源组件，包括两个光源(3)，其中一个所述光源(3)位于所述第一挡板(21)的第一侧，另一个所述光源(3)以及所述图像采集件(1)位于所述第一挡板(21)的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相背设置，位于所述第一侧的所述光源(3)发出的光线照射至所述第一挡板(21)上并能够通过所述第一挡板(21)散射至所述采集区域内，位于所述第二侧的所述光源(3)发出的光线能够由所述第二侧达到所述采集区域内。

2.根据权利要求1所述的硅片检测装置，其特征在于，所述挡板组件还包括第二挡板(22)，所述第二挡板(22)位于所述第一挡板(21)的所述第二侧，且所述第一挡板(21)与所述第二挡板(22)置于两个所述光源(3)之间，位于所述第二侧的所述光源(3)发出的光线倾斜照射至所述第二挡板(22)上并能够经由所述第二挡板(22)散射至所述采集区域内，所述第一挡板(21)与所述第二挡板(22)之间设置有采集间隙，所述图像采集件(1)能够通过所述采集间隙采集所述采集区域的图像。

3.根据权利要求2所述的硅片检测装置，其特征在于，所述第一挡板(21)与所述第二挡板(22)平行设置，且与所述图像采集件(1)的镜头的中垂线平行。

4.根据权利要求3所述的硅片检测装置，其特征在于，所述第一挡板(21)与所述第二挡板(22)远离所述图像采集件(1)的一端均设有斜面(23)，所述斜面(23)远离所述图像采集件(1)的一端朝向所述图像采集件(1)的镜头的中垂线倾斜，两个所述光源(3)发出的光线分别对应倾斜照射至两个所述斜面(23)上。

5.根据权利要求3所述的硅片检测装置，其特征在于，所述第一挡板(21)与所述第二挡板(22)朝向所述图像采集件(1)的一侧均弯折有外延部(24)，所述外延部(24)朝向相背于所述采集间隙的方向倾斜。

6.根据权利要求1所述的硅片检测装置，其特征在于，所述硅片检测装置还包括移动单元(4)，所述移动单元(4)用于驱动所述光源(3)相对于所述挡板组件移动。

7.根据权利要求6所述的硅片检测装置，其特征在于，所述移动单元(4)包括第一升降组件(41)和/或水平移动组件(42)；

所述第一升降组件(41)连接于所述光源组件，所述第一升降组件(41)用于使所述光源(3)上升或下降；

所述水平移动组件(42)连接于所述光源组件，所述水平移动组件(42)用于使所述光源(3)沿水平方向移动。

8.根据权利要求6所述的硅片检测装置，其特征在于，所述硅片检测装置还包括转动件(5)，所述转动件(5)的一端连接于所述光源(3)，所述转动件(5)的另一端转动连接于所述移动单元(4)。

9.根据权利要求8所述的硅片检测装置，其特征在于，所述光源(3)与所述转动件(5)可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的硅片检测装置，其特征在于，所述硅片检测装置还包括第二升降组件(6)，所述第二升降组件(6)连接于所述图像采集件(1)，用于驱动所述图像采集件(1)上升或下降。

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