CN210036639U - 一种晶棒外形尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶棒外形尺寸测量装置，包括晶棒本体、斜度长度检测机构、安装平台和直径测量机构，所述安装平台的顶部固定安装有对称分布的直径测量机构，所述安装平台顶部的中部固定安装有斜度长度检测机构。本实用新型采用对射式测量仪，对单晶硅棒做直线式扫描，进行全区段的直径检测，数据全面，准确，降低工人的劳动强度；采用自动化的方式检测，利用数学算法，可以准确地计算出单晶硅棒的长度和斜度；自动化记录，保证数据不会错误记录和漏记，保证数据的准确可靠；采用自动化的方式进行检测，能够实现全检，大大提高了检测效率；可以实现无人值守，保证操作者不会被粉尘伤害。

Description

一种晶棒外形尺寸测量装置

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体为一种晶棒外形尺寸测量装置。

背景技术

光伏产业和半导体产业是我们国家的重要产业。而单晶硅是这些产业的重要原材料。单晶硅棒是单晶硅通过电炉熔炼而成的。单晶硅棒的制造过程是单晶硅从熔炉里出来后，被挤压成圆柱体，在挤压的过程中，其外部形成了不规则的波纹状的结构。为了便于制造、运输，挤压成型的单晶硅棒要被切割机床切割成小段，由于单晶硅棒比较重，在切割的过程中，单晶硅棒的两个端面都会有一定程度的斜度。为了减少浪费，一般都需要把每根单晶硅棒的具体尺寸测量出来，方便下一道工序根据单晶硅棒的尺寸情况，制定相应的加工方案，以求最大限度多生产出芯片基材来。

目前，生产上，单晶硅棒的尺寸测量主要还是采用人工利用大的游标卡尺和其他专用工具来测量，手工记录数据在记录卡上，记录卡随棒转入下一道工序。单晶硅棒一般有四五十公斤重，人工搬动，劳动强度很大。而且，测量现场一般和切割现场连在一起，切割单晶硅棒，会产生大量的粉尘。工人的工作环境非常恶劣，影响身心健康。

由于上述的制造原因，会有如下的问题：

1、人工测量记录，测量误差大，容易错误记录或者漏记；

2、单晶硅棒表面有不规则波纹柱面，采用手工测量，挂一漏万；

3、单晶硅棒是一种比较脆的材料，而且质量比较大，工人在搬运过程，力道控制不好，就容易造成单晶硅棒的碰伤，或者让操作者受伤；

4、单晶硅棒在切割过程中，晶棒长短不一，操作者需要比较准确地估计晶棒的长短，才能比较准确地调整支撑块的跨度；

5、单晶硅棒的斜度也是需要测量的内容，但斜度的测量很不容易，目测很难准确定位斜度的最高点和最低点，从而造成测量的误差较大；

6、斜度如果测量不确定的话，造成的单晶硅棒的长度也不会测量很准；

7、由于人工测量效率低，生产商需要更多的操作者，更大的工作空间来保证产量，从而造成生产商的运营成本高；

8、工作现场粉尘多，影响操作者的身心健康；

为此，我们提出一种晶棒外形尺寸测量装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶棒外形尺寸测量装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种晶棒外形尺寸测量装置，包括晶棒本体、斜度长度检测机构、安装平台和直径测量机构，所述安装平台的顶部固定安装有对称分布的直径测量机构，所述安装平台顶部的中部固定安装有斜度长度检测机构，所述斜度长度检测机构的顶部固定安装有固定端V形支撑块，所述安装平台的顶部且位于固定端V形支撑块的背面固定安装有距离测量传感器，所述斜度长度检测机构的两侧均固定安装有直径测量机构；

所述斜度长度检测机构包括固定部分和活动部分，活动部分包括活动端支架、V形支撑块连接板、斜度长度检测模组、距离测量传感器和活动端V形支撑块，所述斜度长度检测模组安装于安装平台顶部的中间位置，所述斜度长度检测模组的顶部与V形支撑块连接板通过滑块滑动连接，所述V形支撑块连接板的左右两端分别固定连接有活动端V形支撑块和活动端支架，所述活动端支架设置为十字结构，所述活动端支架十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器，固定部分包括固定端V形支撑块、固定端支架和距离测量传感器，固定部分安装于斜度长度检测模组的尾部，所述固定端V形支撑块固定安装于安装平台的顶部且紧密安装于斜度长度检测模组的尾部，所述固定端V形支撑块的背面固定安装有固定端支架，所述固定端支架与安装平台相连接且固定安装于固定端V形支撑块的尾部，所述固定端V形支撑块与活动端V形支撑块的表面放置有晶棒本体，所述固定端支架设置为十字结构，所述固定端支架十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器；

所述直径测量机构对称安装于斜度长度检测机构的两侧，所述直径测量机构包括直径测量模组、对射式CCD测量仪和凹形支架，所述直径测量模组固定安装于安装平台的顶部，所述直径测量模组与凹形支架通过滑块滑动连接，所述凹形支架的表面固定安装有对射式CCD测量仪。

优选的，所述安装平台的底部固定安装有四组阵列分布的固定脚。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用对射式测量仪，对单晶硅棒做直线式扫描，进行全区段的直径检测，数据全面，准确，降低工人的劳动强度；

2、采用自动化的方式检测，利用数学算法，可以准确地计算出单晶硅棒的长度和斜度；

3、自动化记录，保证数据不会错误记录和漏记，保证数据的准确可靠；

4、可以配合三轴机械手的工作，完全取代人工搬运；

5、采用自动化的方式进行检测，能够实现全检，大大提高了检测效率；

6、可以实现无人值守，保证操作者不会被粉尘伤害。

附图说明

图1为本实用新型第一立体图结构示意图；

图2为本实用新型第二立体图结构示意图；

图3为本实用新型第三立体图结构示意图；

图4为本实用新型A-A结构放大图。

图中：1晶棒本体、2斜度长度测量机构、3安装平台、4直径测量机构、5固定端V形支撑块、6活动端支架、7 V形支撑块连接板、8斜度长度测量模组、9直径测量模组、10对射式CCD测量仪、11凹形支架、12固定端支架、13距离测量传感器、14活动端V形支撑块、15固定脚、16滑块。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种晶棒外形尺寸测量装置，包括晶棒本体1、斜度长度检测机构2、安装平台3和直径测量机构4，所述安装平台3的顶部固定安装有对称分布的直径测量机构4，所述安装平台3顶部的中部固定安装有斜度长度检测机构2，所述斜度长度检测机构2的顶部固定安装有固定端V形支撑块5，所述安装平台3的顶部且位于固定端V形支撑块5的背面固定安装有距离测量传感器13，所述斜度长度检测机构2的两端均固定安装有直径测量机构4；

所述斜度长度检测机构2包括固定部分和活动部分，活动部分包括活动端支架6、V形支撑块连接板7、斜度长度检测模组8、距离测量传感器13和活动端V形支撑块14，所述斜度长度检测模组8安装于安装平台3顶部的中间位置，所述斜度长度检测模组8的顶部与V形支撑块连接板7通过滑块16滑动连接，所述V形支撑块连接板7的左右两端分别固定连接有活动端V形支撑块14和活动端支架6，所述活动端支架6设置为十字结构，所述活动端支架6十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器13，固定部分包括固定端V形支撑块5、固定端支架12和距离测量传感器13，固定部分安装于斜度长度检测模组8的尾部，所述固定端V形支撑块5固定安装于安装平台3的顶部且紧密安装于斜度长度检测模组8的尾部，所述固定端V形支撑块5的背面固定安装有固定端支架12，所述固定端支架12与安装平台3相连接且固定安装于固定端V形支撑块5的尾部，所述固定端V形支撑块5与活动端V形支撑块14的表面放置有晶棒本体1，所述固定端支架12设置为十字结构，所述固定端支架12十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器13；

所述直径测量机构4对称安装于斜度长度检测机构2的两侧，所述直径测量机构4包括直径测量模组9、对射式CCD测量仪10和凹形支架11，所述直径测量模组9固定安装于安装平台3的顶部，所述直径测量模组9与凹形支架11通过滑块16滑动连接，所述凹形支架11的表面固定安装有对射式CCD测量仪10。

使用时，首先，启动控制斜度长度测量机构2中的斜度长度测量模组8行走一定的距离，使活动端V形支撑块14移动到能够承接晶棒1的位置，随后机械手将晶棒1安放在两个V形支撑块上5，然后斜度长度测量机构2中的距离测量传感器13测量出晶棒1两端面点的距离，并将数据进行记录，同时直径测量机构4两侧的直径测量模组9也同步带动对射式CCD测量仪10进行同步运动，对射式CCD测量仪10对晶棒本体1的边缘进行扫描，并将测量数据进行记录，而对射式CCD测量仪10通过扫描晶棒本体1的对称侧的边缘到距离测量传感器13的距离，再通过计算机将两对距离测量传感器13的物理距离减去扫描得到的数据，从而计算出晶棒1的直径，随后计算机根据传送的数据通过内部算法，计算出晶棒本体1的长度，直径和斜度，至此测量完成。

优选的，所述安装平台3的底部固定安装有四组阵列分布的固定脚15。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种晶棒外形尺寸测量装置，包括晶棒本体(1)、斜度长度检测机构(2)、安装平台(3)和直径测量机构(4)，其特征在于：所述安装平台(3)的顶部固定安装有对称分布的直径测量机构(4)，所述安装平台(3)顶部的中部固定安装有斜度长度检测机构(2)，所述斜度长度检测机构(2)的顶部固定安装有固定端V形支撑块(5)，所述安装平台(3)的顶部且位于固定端V形支撑块(5)的背面固定安装有距离测量传感器(13)，所述斜度长度检测机构(2)的两端均固定安装有直径测量机构(4)；

所述斜度长度检测机构(2)包括固定部分和活动部分，活动部分包括活动端支架(6)、V形支撑块连接板(7)、斜度长度检测模组(8)、距离测量传感器(13)和活动端V形支撑块(14)，所述斜度长度检测模组(8)安装于安装平台(3)顶部的中间位置，所述斜度长度检测模组(8)的顶部与V形支撑块连接板(7)通过滑块(16)滑动连接，所述V形支撑块连接板(7)的左右两端分别固定连接有活动端V形支撑块(14)和活动端支架(6)，所述活动端支架(6)设置为十字结构，所述活动端支架(6)十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器(13)，固定部分包括固定端V形支撑块(5)、固定端支架(12)和距离测量传感器(13)，固定部分安装于斜度长度检测模组(8)的尾部，所述固定端V形支撑块(5)固定安装于安装平台(3)的顶部且紧密安装于斜度长度检测模组(8)的尾部，所述固定端V形支撑块(5)的背面固定安装有固定端支架(12)，所述固定端支架(12)与安装平台(3)相连接且固定安装于固定端V形支撑块(5)的尾部，所述固定端V形支撑块(5)与活动端V形支撑块(14)的表面放置有晶棒本体(1)，所述固定端支架(12)设置为十字结构，所述固定端支架(12)十字形触面的每一面均安装有距离测量传感器(13)；

所述直径测量机构(4)对称安装于斜度长度检测机构(2)的两侧，所述直径测量机构(4)包括直径测量模组(9)、对射式CCD测量仪(10)和凹形支架(11)，所述直径测量模组(9)固定安装于安装平台(3)的顶部，所述直径测量模组(9)与凹形支架(11)通过滑块(16)滑动连接，所述凹形支架(11)的表面固定安装有对射式CCD测量仪(10)。

2.根据权利要求1所述的一种晶棒外形尺寸测量装置，其特征在于：所述安装平台(3)的底部固定安装有四组阵列分布的固定脚(15)。

Images