CN205353300U - 一种快速检测多晶硅料生长异常的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速检测多晶硅料生长异常的装置，包括主控板、第一电阻笔、第二电阻笔、显示器和报警器，所述主控板包括第一转换器、第二转换器和控制器，第一电阻笔的输出端连接第一转换器的第一输入端，第一转换器的第一输出端连接控制器的输入端，控制器的第一输出端连接报警器，控制器的第二输出端连接至第一转换器的第二输入端，第一转换器的第二输出端连接第二转换器的第一输入端，第二转换器的输出端连接显示器的输入端，第二电阻笔的输出端连接第二转换器的第二输入端，先用第一电阻笔测试硅料，若报警器报警，说明为生长异常的硅料，换用第二电阻笔，显示其电阻率数据；若不报警，则显示硅料的电阻率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体测试器材技术领域，尤其涉及一种快速检测多晶硅料生长异常的装置。
背景技术
在光伏行业中，半导体的电阻率是反映其导电性能的重要参数，不同类型、不同型号的半导体器件要求采用不同电阻率的硅材料制成，硅料的测试结果直接影响产品的性能和价值。而本行业内采用的硅料多为西门子法所生产，当某一区域出现异常的高浓度硼、磷等元素时，该异常生长区的电阻率较低，则该硅料不能用于铸造硅碇，否则会造成严重的经济损失。
目前行业内对硅料的检测多采用套棒区熔的方式对多晶硅料进行检测，检测成本高、周期长，且套棒未取到硅料生长异常区域的概率很大，导致测试结果失真，极大影响后续硅锭的出材率；该行业内也有采用以“四针探法”原理为基础而开发出的设备，但此类设备在使用中要求在样品测试的表面事先采用金刚砂喷射成测量道，且要求使用者必须经过高标准的技术培训，同时检测效率低，它检测一个点需5分钟左右，而每个多晶硅片的检测点最少需5个(这样，才能保证产品的高质量)，所以，每个多晶硅片至少需25分钟才能检测好，该速度远远不能满足现有企业的需求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种能快速检测多晶硅料生长异常的装置，提高检测效率和准确率，满足工业化的硅料检测需要。
为实现上述目的，本实用新型提供一种快速检测多晶硅料生长异常的装置，所述装置包括主控板以及外设在所述主控板的第一电阻笔、第二电阻笔、显示器和报警器，其中，所述主控板内部设有第一转换器、第二转换器和控制器，所述第一电阻笔的信号输出端连接至所述第一转换器的第一输入端，所述第一转换器的第一输出端连接至所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接至所述报警器的输入端，所述控制器的第二输出端连接至所述第一转换器的第二输入端，所述第一转换器的第二输出端连接至所述第二转换器的第一输入端，所述第二转换器的输出端连接至所述显示器的输入端，所述第二电阻笔的信号输出端连接至所述第二转换器的第二输入端，其中：
使用所述第一电阻笔的测试端接触待测多晶硅料时，所述第一电阻笔产生第一电流信号并将所述第一电流信号输出至所述第一转换器，所述第一转换器将所述第一电流信号转换成涡流信号，并将所述涡流信号通过所述第一转换器的第一输出端输出至所述控制器，其中，所述第一电阻笔为高阻笔；
当所述控制器判断接收的所述涡流信号小于预设值时，所述控制器输出报警控制信号至所述报警器以控制所述报警器报警，提示待测硅料为生长异常的多晶硅料；当所述控制器判断接收的所述涡流信号大于或等于所述预设值时，所述控制器发送输出控制信号至所述第一转换器的第二输入端，以控制所述第一转换器将所述第一电流信号输出至所述第二转换器的第一输入端，所述第二转换器将所述第一电流信号转成第一电阻率信号，并将所述第一电阻率信号输出至所述显示器并显示；
在所述报警器报警之后，使用所述第二电阻笔的测试端接触所述待测多晶硅料，所述第二电阻笔产生第二电流信号，并将所述第二电流信号输出至所述第二转换器，所述第二转换器将所述第二电流信号转成第二电阻率信号，并将所述第二电阻率信号输出至所述显示器并显示，其中，所述第二电阻笔为低阻笔。
其中，所述第一电阻笔的内设电流为125-135MHz，内设电压小于50mV。
其中，所述第二电阻笔的内设电流为50-125MHz，内设电压大于或等于50mV。
其中，所述第一电阻笔和所述第二电阻笔的测试端的材质为碳化钨或金铜合金。
其中，所述第一电阻笔还包括笔杆，所述笔杆位于其测试端和信号输出端之间，所述笔杆的材质为黄铜。
其中，所述第二电阻笔还包括笔杆，所述笔杆位于其测试端和信号输出端之间，所述笔杆的材质为黄铜。
其中，所述预设值为0.5-30Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
其中，所述控制器为单片机。
其中，所述报警器包括蜂鸣器和LED指示灯中的一种或多种。
本实用新型提供的快速检测多晶硅料生长异常的装置，在使用第一电阻笔测试待测多晶硅料，第一电阻笔测得的第一电流信号被第一转换器转换成涡流信号，若所述涡流信号小于控制器的预设值时，报警器报警，提示该硅料为生长异常的多晶硅料，此时换用第二电阻笔进行测试，第二电阻笔测得的第二电流信号被第二转换器转换成电阻率数据并显示出该异常硅料的电阻率值，接着进行下一个硅料的检测；若所述涡流信号大于或等于控制器的预设值时，控制器控制第一转换器将第一电流信号输出至第二转换器，并被第二转换器转成电阻率数据并显示出来，检测完成继续进行下一块硅料的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型优选实施例提供的快速检测多晶硅料生长异常的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，为本实用新型中优选实施例提供的一种快速检测多晶硅料生长异常的装置，该装置包括主控板1以及外设在所述主控板的第一电阻笔21、第二电阻笔22、显示器4和报警器3，其中，所述主控板1内部设有第一转换器11、第二转换器13和控制器12，所述第一电阻笔21的信号输出端连接至所述第一转换器11的第一输入端111，所述第一转换器11的第一输出端112连接至所述控制器12的输入端121，所述控制器12的第一输出端122连接至所述报警器3的输入端，所述控制器12的第二输出端124连接至所述第一转换器11的第二输入端113，所述第一转换器11的第二输出端114连接至所述第二转换器13的第一输入端131，所述第二转换器13的输出端132连接至所述显示器的输入端，所述第二电阻笔22的信号输出端连接至所述第二转换器13的第二输入端133。
本实施例中，所述第一电阻笔21为高阻笔，所述第二电阻笔22为低阻笔。所述第一电阻笔和所述第二电阻笔的测试端的材质为碳化钨或金铜合金，第一电阻笔、第二电阻笔还均包括位于其测试端和信号输出端之间的笔杆，笔杆的材质为黄铜。
本实施例中，所述第一电阻笔能测试电阻率大于或等于0.5Ω·cm的材料，所述第一电阻笔的内设电压为小于50mV，所述第二电阻笔的内设电压为大于或等于50mV。
将所述第一电阻笔21的测试端接触待测多晶硅料时，所述第一电阻笔21产生第一电流信号并将所述第一电流信号输出至所述第一转换器11的第一输入端111，所述第一转换器11将所述第一电流信号转换成涡流信号，并将所述涡流信号通过所述第一转换器11的第一输出端112输出至所述控制器12的输入端121。
当所述控制器12判断接收的所述涡流信号小于预设值时，所述控制器12通过所述控制器12的第一输出端122输出报警控制信号至所述报警器3的输入端以控制所述报警器3报警，报警器3报警提示该硅料为生长异常的多晶硅料，之后换用第二电阻笔22进行测试，当所述第二电阻笔22的测试端接触所述待测多晶硅料，所述第二电阻笔22产生第二电流信号，并将所述第二电流信号输出至所述第二转换器13的第二输入端133，所述第二转换器13将所述第二电流信号转成第二电阻率信号，并将所述第二电阻率信号输出至所述显示器4并显示，即显示器4显示出该异常硅料的电阻率值，然后可以进行下一个多晶硅料的检测。
当所述控制器12判断接收的所述涡流信号大于或等于所述预设值时，所述控制器12向所述第一转换器11发送输出控制信号至所述第一转换器11的第二输入端113，以控制所述第一转换器11将所述第一电流信号通过所述第一转换器11的第二输出端114输出至所述第二转换器13的第一输入端131，所述第二转换器13将所述第一电流信号转成第一电阻率信号，并将所述第一电阻率信号输出至所述显示器4，即显示器4显示出该生长正常的多晶硅料的电阻率数值。
本实施例中，控制器内的涡流信号选择在125-135MHz，这个频率适于测试0.5-100Ω·cm的硅料。
本实用新型中，所述预设值可以根据生长异常的多晶硅料的电阻率而设定，可以为0.5、0.6、1、2或5Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号，但不限于此。
本实用新型中，所述预设值为0.5-30Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
本实用新型中，所述预设值为0.5-10Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
本实用新型中，所述预设值为0.5-5Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
本实施例中，所述预设值为0.5Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
本实施例中，所述控制器为单片机。
本实施例中，所述报警器包括蜂鸣器或LED指示灯。当报警器报警时，其产生蜂鸣声或LED指示灯亮起来，或者是两者的结合。
本实用新型提供的快速检测多晶硅料生长异常的装置，首先使用第一电阻笔测试待测多晶硅料，第一电阻笔测得的第一电流信号被第一转换器转换成涡流信号，若所述涡流信号小于控制器的预设值时，报警器报警，提示该硅料为生长异常的多晶硅料，此时换用第二电阻笔进行测试，第二电阻笔测得的第二电流信号被第二转换器转换成电阻率数据并显示出该生长异常硅料的电阻率值，接着进行下一个硅料的检测；显示该生长异常的硅料的电阻率数据，以便对其进行进一步的分类利用，避免硅料之间丢弃造成的浪费；若所述涡流信号大于或等于控制器的预设值时，控制器不输出报警控制信号给报警器，而是发送输出控制信号至第一转换器，控制第一转换器将第一电阻笔测得的第一电流信号输出至第二转换器，并被第二转换器转成电阻率数据并显示出来，即当报警器不报警时，该生长正常的硅料的电阻率的数值被显示出来，继续进行下一块硅料的检测。
为了进一步提高检测准确率及检测效率，可以在使用该快速检测多晶硅料生长异常的装置在对一个多晶硅料进行检测时，对待测硅料选取5个点进行测试，若5个测试点均不报警，则说明该多晶硅料为生长正常的硅料，可以将该硅料直接用于铸锭；若当测试硅料的某一个测试点时报警器报警，则该多晶硅料为生长异常的硅料，不必对该生长异常的硅料的其余测试点进行检测，直接换成下一个硅料的检测，这样可大大提高检测效率。
以上的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种快速检测多晶硅料生长异常的装置，其特征在于，所述装置包括主控板以及外设在所述主控板的第一电阻笔、第二电阻笔、显示器和报警器，其中，所述主控板内部设有第一转换器、第二转换器和控制器，所述第一电阻笔的信号输出端连接至所述第一转换器的第一输入端，所述第一转换器的第一输出端连接至所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接至所述报警器的输入端，所述控制器的第二输出端连接至所述第一转换器的第二输入端，所述第一转换器的第二输出端连接至所述第二转换器的第一输入端，所述第二转换器的输出端连接至所述显示器的输入端，所述第二电阻笔的信号输出端连接至所述第二转换器的第二输入端，其中：
使用所述第一电阻笔的测试端接触待测多晶硅料时，所述第一电阻笔产生第一电流信号并将所述第一电流信号输出至所述第一转换器，所述第一转换器将所述第一电流信号转换成涡流信号，并将所述涡流信号通过所述第一转换器的第一输出端输出至所述控制器，其中，所述第一电阻笔为高阻笔；
当所述控制器判断接收的所述涡流信号小于预设值时，所述控制器输出报警控制信号至所述报警器以控制所述报警器报警，提示待测硅料为生长异常的多晶硅料；当所述控制器判断接收的所述涡流信号大于或等于所述预设值时，所述控制器发送输出控制信号至所述第一转换器的第二输入端，以控制所述第一转换器将所述第一电流信号输出至所述第二转换器的第一输入端，所述第二转换器将所述第一电流信号转成第一电阻率信号，并将所述第一电阻率信号输出至所述显示器并显示；
在所述报警器报警之后，使用所述第二电阻笔的测试端接触所述待测多晶硅料，所述第二电阻笔产生第二电流信号，并将所述第二电流信号输出至所述第二转换器，所述第二转换器将所述第二电流信号转成第二电阻率信号，并将所述第二电阻率信号输出至所述显示器并显示，其中，所述第二电阻笔为低阻笔。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻笔的内设电流为125-135MHz，内设电压小于50mv。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电阻笔的内设电流为50-125MHz，内设电压大于或等于50mv。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设值为0.5-30Ω·cm的电阻率所对应的涡流信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器为单片机。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述报警器包括蜂鸣器和LED指示灯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻笔和所述第二电阻笔的测试端的材质为碳化钨或金铜合金。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻笔还包括笔杆，所述笔杆位于其测试端和信号输出端之间，所述笔杆的材质为黄铜。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电阻笔还包括笔杆，所述笔杆位于其测试端和信号输出端之间，所述笔杆的材质为黄铜。
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