CN116469791A - 一种硅片整叠检测系统及整叠硅片检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅片整叠检测系统及整叠硅片检测方法，属于硅片检测领域，系统包括主流线、端面相机模块、倒角相机、顶升旋转机构、顶升分流机构、分料流线和暂存站；申请根据工业相机采集整叠硅片的四个端面、四个倒角图像，视觉判定结果可控制整叠料是否流入塑封机进行塑封打包，不仅减少了生产过程中的人力消耗也降低了由于人为造成的硅片二次损伤风险，提高了系统效率。
Description
技术领域
本发明属于硅片检测领域，具体涉及一种硅片整叠检测系统及整叠硅片检测方法。
背景技术
硅片一般为单晶硅的切片，是制作集成电路的重要材料，目前可以通过光刻、离子注入等手段制成各种半导体器件。纵观硅片生产的整个过程，从切割到清洗再到整个产线上的传输，瑕疵检测是必不可少的环节。
由于硅片棱边瑕疵可能非常细小且瑕疵类别较为复杂不易直接用肉眼看出，因此对于质检员的工作难度与识别效率都是比较大的考验，且由于硅片本身材质特殊在质检员进行拿料与放料过程中易发生二次损伤。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于用智能检测代替硅片分选后按不同规格进行整叠打包前的人工复检环节，本发明设计一种硅片整叠检测系统及整叠硅片检测方法，其能解决上述问题。
设计原理：采用可编程逻辑控制技术与视觉算法检测技术，分别进行系统机械动作控制与瑕疵检测工作。可编程逻辑控制技术可按照系统工作需要，灵活控制系统中相关气缸、伺服、工业相机等相关元器件进行协同工作。视觉算法检测技术可按照系统检测要求，对不同类型瑕疵进行定位分割并分别输出；算法输出瑕疵后按照图像采集比例输出瑕疵轮廓、瑕疵实际面积、瑕疵实际高宽、瑕疵对比度等参数，在生产中可进行灵活管控检测精度。
一种硅片整叠检测系统，系统包括主流线、端面相机模块、倒角相机、顶升旋转机构、顶升分流机构、分料流线和暂存站；所述端面相机模块、倒角相机布置在主流线检测工位的两侧，用于对主流线上的整叠硅片图像采集；所述顶升旋转机构布置在主流线检测工位的中部，用于将主流线上的整叠硅片顶升旋转下降，以实现物料变向；所述分料流线垂直布置在主流线检测工位下游的两侧，用于将主流线上检测完的整叠硅片向两侧分流；所述顶升分流机构布置在分料流线对应的主流线的分料工位处，用于可选的将主流线上的整叠硅片顶升并向两侧分流；所述暂存站可升降的跨设在所述分料流线上，用于暂存分料流线上的整叠硅片。
进一步的，系统还包括规整模块，所述规整模块包括布置在主流线检测工位处的四个顶推整平机构，用于对待检测的整叠硅片进行四面整平。
本发明还提供了一种整叠硅片检测方法，方法包括：S1、上料规整，整叠硅片移动至主流线上，当运行至检测工位处流线暂停，规整模块动作对检测工位上的整叠硅片四面推紧整平；S2、端面图像采集，规整模块复位，位于主流线的检测工位两侧的端面相机模块启动，随着流线移动对整叠硅片的左右两端面进行拍照采集，获得第一组两端面图像，后台处理器进行图像处理；S3、倒角图像采集，端面图像采集完成后主流线暂停，与主流线的流线方向呈45°布置的倒角相机对整叠硅片的第一组相对的两倒角进行拍照采集，获得第一组两倒角图像，后台处理器进行图像处理；S4、旋转变向，顶升旋转机构将整叠硅片顶起脱离流线皮带，再旋转90°实现变向，最后落下复位将变向后的整叠硅片放回流线皮带上；S5、重复步骤S2和S3，完成剩余的第二组两端面图像和第二组两倒角图像的采集，完成整叠硅片四端面和四倒角的图像采集和图像处理；S6、下料，主流线再次启动，分流工位处的顶升分流机构根基图像处理结果确定是否启动：若来料为瑕疵品，则启动顶升分流机构，将有瑕疵的整叠硅片顶升向侧边的分料流线分流，分料流线将瑕疵的来料运向对应侧的暂存站逐次存储；若来料为合格品，则顶升分流机构不启动，合格的整叠硅片通过主流线向下流入合格品处理工位。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请根据工业相机采集整叠硅片的四个端面、四个倒角图像，视觉判定结果可控制整叠料是否流入塑封机进行塑封打包，不仅减少了生产过程中的人力消耗也降低了由于人为造成的硅片二次损伤风险。
附图说明
图1为本发明硅片整叠检测系统一个实施例的示意图；
图2为硅片整叠检测系统增加合格品下料缓存台的俯视示意图。
图中：1、主流线；2、端面相机模块；3、倒角相机；4、顶升旋转机构；5、顶升分流机构；6、分料流线；7、暂存站；8、规整模块；9、定位机构；10、合格品下料缓存台。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“单元”、“机构”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
硅片整叠检测系统
一种硅片整叠检测系统，参见图1，系统包括主流线1、端面相机模块2、倒角相机3、顶升旋转机构4、顶升分流机构5、分料流线6、暂存站7和规整模块8。
其中，端面相机模块2、倒角相机3布置在主流线1检测工位的两侧，用于对主流线1上的整叠硅片图像采集。具体的，两个端面相机模块2分列主流线1检测工位两侧上下游正对流线设置。两个倒角相机3分列于主流线检测工位两侧上下游呈45°斜对的设置。
其中，顶升旋转机构4布置在主流线1检测工位的中部，用于将主流线上的整叠硅片顶升旋转下降，以实现物料变向。这比以往的配置四个端面相机，降低了整体成本和空间占用。
其中，分料流线6垂直布置在主流线1检测工位下游的两侧，用于将主流线1上检测完的整叠硅片向两侧分流。相匹配的，顶升分流机构5布置在分料流线6对应的主流线1的分料工位处，用于可选的将主流线上的整叠硅片顶升并向两侧分流。
其中，暂存站7可升降的跨设在所述分料流线6上，用于暂存分料流线6上的整叠硅片。
其中，规整模块8包括布置在主流线1检测工位处的四个顶推整平机构，用于对待检测的整叠硅片进行四面整平。
进一步的，系统在还包括在分料流线6侧边暂存站7的下游设置的定位机构9，用于辅助定位。
进一步的，参见图2，系统还包括合格品下料缓存台10，在主流线1的下游正对的设置合格品下料缓存台10，用于合格品的接料缓存和人工下料。
整叠硅片检测方法
一种基于前述硅片整叠检测系统的整叠硅片检测方法，方法包括以下步骤。
S1、上料规整，整叠硅片移动至主流线1上，当运行至检测工位处流线暂停，规整模块8动作对检测工位上的整叠硅片四面推紧整平。
S2、端面图像采集，规整模块8复位，位于主流线1的检测工位两侧的端面相机模块2启动，随着流线移动对整叠硅片的左右两端面进行拍照采集，获得第一组两端面图像，后台处理器进行图像处理。
S3、倒角图像采集，端面图像采集完成后主流线1暂停，与主流线1的流线方向呈45°布置的倒角相机3对整叠硅片的第一组相对的两倒角进行拍照采集，获得第一组两倒角图像，后台处理器进行图像处理。
S4、旋转变向，顶升旋转机构4将整叠硅片顶起脱离流线皮带，再旋转90°实现变向，最后落下复位将变向后的整叠硅片放回流线皮带上。
S5、重复步骤S2和S3，完成剩余的第二组两端面图像和第二组两倒角图像的采集，完成整叠硅片四端面和四倒角的图像采集和图像处理。
S6、下料，主流线1再次启动，分流工位处的顶升分流机构5根基图像处理结果确定是否启动：若来料为瑕疵品，则启动顶升分流机构5，将有瑕疵的整叠硅片顶升向侧边的分料流线6分流，分料流线6将瑕疵的来料运向对应侧的暂存站7逐次存储。若来料为合格品，则顶升分流机构5不启动，合格的整叠硅片通过主流线1向下流入合格品处理工位。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种硅片整叠检测系统，其特征在于：系统包括主流线(1)、端面相机模块(2)、倒角相机(3)、顶升旋转机构(4)、顶升分流机构(5)、分料流线(6)和暂存站(7)；
所述端面相机模块(2)、倒角相机(3)布置在主流线(1)检测工位的两侧，用于对主流线(1)上的整叠硅片图像采集；
所述顶升旋转机构(4)布置在主流线(1)检测工位的中部，用于将主流线上的整叠硅片顶升旋转下降，以实现物料变向；
所述分料流线(6)垂直布置在主流线(1)检测工位下游的两侧，用于将主流线(1)上检测完的整叠硅片向两侧分流；
所述顶升分流机构(5)布置在分料流线(6)对应的主流线(1)的分料工位处，用于可选的将主流线上的整叠硅片顶升并向两侧分流；
所述暂存站(7)可升降的跨设在所述分料流线(6)上，用于暂存分料流线(6)上的整叠硅片。
2.根据权利要求1所述的硅片整叠检测系统，其特征在于：系统还包括规整模块(8)，所述规整模块(8)包括布置在主流线(1)检测工位处的四个顶推整平机构，用于对待检测的整叠硅片进行四面整平。
3.根据权利要求1所述的硅片整叠检测系统，其特征在于：系统在还包括在分料流线(6)侧边暂存站(7)的下游设置的定位机构(9)。
4.根据权利要求1所述的硅片整叠检测系统，其特征在于：系统还包括合格品下料缓存台(10)，在主流线(1)的下游正对的设置合格品下料缓存台(10)，用于合格品的接料缓存和人工下料。
5.一种基于权利要求2所述硅片整叠检测系统的整叠硅片检测方法，其特征在于，方法包括：
S1、上料规整，整叠硅片移动至主流线(1)上，当运行至检测工位处流线暂停，规整模块(8)动作对检测工位上的整叠硅片四面推紧整平；
S2、端面图像采集，规整模块(8)复位，位于主流线(1)的检测工位两侧的端面相机模块(2)启动，随着流线移动对整叠硅片的左右两端面进行拍照采集，获得第一组两端面图像，后台处理器进行图像处理；
S3、倒角图像采集，端面图像采集完成后主流线(1)暂停，与主流线(1)的流线方向呈45°布置的倒角相机(3)对整叠硅片的第一组相对的两倒角进行拍照采集，获得第一组两倒角图像，后台处理器进行图像处理；
S4、旋转变向，顶升旋转机构(4)将整叠硅片顶起脱离流线皮带，再旋转90°实现变向，最后落下复位将变向后的整叠硅片放回流线皮带上；
S5、重复步骤S2和S3，完成剩余的第二组两端面图像和第二组两倒角图像的采集，完成整叠硅片四端面和四倒角的图像采集和图像处理；
S6、下料，主流线(1)再次启动，分流工位处的顶升分流机构(5)根基图像处理结果确定是否启动：若来料为瑕疵品，则启动顶升分流机构(5)，将有瑕疵的整叠硅片顶升向侧边的分料流线(6)分流，分料流线(6)将瑕疵的来料运向对应侧的暂存站(7)逐次存储；若来料为合格品，则顶升分流机构(5)不启动，合格的整叠硅片通过主流线(1)向下流入合格品处理工位。
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