CN213080399U - 一种双工位激光刻蚀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双工位激光刻蚀设备，属于激光刻蚀技术领域。本实用新型的激光刻蚀设备包括加工平台、相机定位装置和安装在加工平台上方的激光发射装置，以及配合于加工平台的上下料装置。加工平台包括并列设置的A加工平台和B加工平台，两个相机定位装置分别安装在A加工平台和B加工平台上方，用于对加工平台上的电池片进行定位检测。在相机定位装置的镜头上安装有滤光片用于吸收激光反射光线以增加定位检测拍照的质量，在加工平台下方设置有背板光源用于改善定位检测拍照时的光线效果。本实用新型两个加工平台可以同时工作，并且定位检测精度高，在高产能加工的同时，有效提高了加工精度。

Description

一种双工位激光刻蚀设备

技术领域

本实用新型涉及激光刻蚀技术领域，更具体地说，涉及一种双工位激光刻蚀设备。

背景技术

随着科技社会不断发展，人们越来越注重使用绿色能源，而太阳能作为绿色能源的代表，已经被广泛利用。目前太阳能发电主要利用光伏太阳能电池来进行太阳能对电能的转化。为提高光伏太阳能电池光电效率，该类电池的生产主要利用钝化发射极(SE)和背面(PERC)技术，而作为可以使用钝化发射极(SE)和背面(PERC)技术的激光设备成为了需要进一步研究的对象，通过对激光设备的优化来达到提高产能的目的。

目前缩短激光设备加工时间的工艺主要通过使用转台来实现。转台具有四个台面，每个台面分别完成不同的操作，一般为上料、使用相机对电池片进行拍照定位、根据定位坐标使用振镜控制激光的扫描位置将设置好的图形打在电池片的正中间、下料。当设备工作时，四个台面同时进行所在工位的操作，每次操作结束后转动转台，四个台面进入下个工位进行操作，一件产品在台面上通过转台转动，经过四个工位的操作后完成当前的生产工艺。这种流水式生产线的生产效率主要取决于其中花费时间最长的生产操作即激光刻蚀操作。

在生产过程中四个台面同时进行操作，完成单个产品的生产时间主要是激光刻蚀操作的时间加上转台转动的时间，想要提高设备的产能只能提高转台的转速和激光扫描刻蚀操作的速度。一方面，目前转台转速已经较高，提升空间小，且提速所需的成本较高；另一方面，要提高激光刻蚀操作则需要更好的振镜、更大功率的激光器，所需要的成本也高。

经过检索，现有技术中公开了一种双工位电池片激光加工设备(专利申请号：201920598873.5，申请日：2019年04月28日)，该申请案利用双工位同时进行加工，减少激光刻蚀加工等待的时间，从而提高电池片刻蚀加工的产能。

该专利在利用定位相机进行位置检测时，由于上方存在加工台和其他装置的投影，其定位拍照时光线效果差，会因光线不均匀而严重影响到晶元定位的精确度。

另有一现有技术，一种太阳能电池激光边缘刻蚀自动化系统(申请号：201220408895.9，申请日：2012年08月17日)，该申请案的自动化系统工作时，机械手传送装置将传送带上的工件移动到传送带两边的两个工件台上，激光束扫描聚焦装置通过直线电机滑台实现两个工件台上交替进行的刻蚀工作，之后再通过机械手传送装置将工件从工件台移动回传送带上。由于使用两个工件台同时工作，可以交替错时利用激光刻蚀时间与视觉定位时间，在不增加激光器的前提下提高刻蚀加工的产能。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中激光刻蚀产能低、精度差的缺点，提供了一种双工位激光刻蚀设备。本方案通过对激光发射装置与相机定位装置安装位置的改进，在高产能加工的同时，提高了定位检测的精确度。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种双工位激光刻蚀设备，包括加工平台、相机定位装置和安装在加工平台上方的激光发射装置，以及配合于加工平台的上下料装置，所述加工平台包括并列设置的A加工平台和B加工平台，两个所述相机定位装置分别安装在A加工平台和B加工平台上方，用于对加工平台上的电池片进行定位检测。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的相机定位装置的镜头上安装有滤光片。

作为本实用新型更进一步的改进，所述加工平台上的待加工电池片边缘突出于加工平台边缘，并在加工平台下方设置有背板光源，用于辅助相机定位装置进行定位检测。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的加工平台上均匀分布真空气孔，用于将电池片吸附在加工平台上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的加工平台为平面度小于10um的高精度平台。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的激光发射装置包括振镜和对应配套的场镜；所述的振镜为两轴振镜。

作为本实用新型更进一步的改进，所述加工平台上设置有槽体，该槽体用于容置所述上下料装置中的升降皮带。

作为本实用新型更进一步的改进，还包括升降装置，该升降装置用于使所述加工平台与升降皮带发生相对移动，使升降皮带落入或脱出槽体。

作为本实用新型更进一步的改进，所述加工平台上开设有两条平行的槽体，两条升降皮带分别与两个槽体配合。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的上下料装置还包括用于供料的上料皮带和用于卸料的下料皮带，所述上料皮带和下料皮带分别位于升降皮带的两端。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种双工位激光刻蚀设备，具有两个加工平台、对应设置的两个相机定位装置以及可以大范围扫描的激光发射装置，两个加工平台可以同时工作，对电池片进行定位检测与激光刻蚀，通过对相机定位装置安装位置的改进，在高产能加工的同时，提高了定位检测的精确度。采用本实用新型的设备，大大提高了打标精度，可有效实现高精度加工。

(2)本实用新型的一种双工位激光刻蚀设备，在加工平台下方设置有背板光源，可以优化定位检测拍照时的光线效果，增加拍摄图像的清晰度。另外，相机定位装置安装有滤光片，可以滤除激光刻蚀操作中激光所带来的反射亮光，进一步增加定位检测拍照的质量。

(3)本实用新型的一种双工位激光刻蚀设备，其中的上下料装置包括了上料皮带、升降皮带和下料皮带，升降皮带与加工平台上槽体配合，升降装置带动升降皮带或者加工平台实现电池片在升降皮带与加工平台上平稳、快捷地运送，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为一种双工位激光刻蚀设备的结构原理示意图；

图2为初始状态时上下料装置的结构示意图；

图3为上料皮带工作状态示意图；

图4为左侧加工平台工作状态示意图；

图5为右侧加工平台工作状态示意图；

图6为左侧下料皮带工作状态示意图；

图7为右侧下料皮带工作状态示意图。

示意图中的标号说明：11、A加工平台；12、B加工平台；20、激光发射装置；21、振镜；22、场镜；31、相机定位装置；32、滤光片；40、背板光源；51、A升降皮带；52、B升降皮带；53、A上料皮带；54、B上料皮带；55、A下料皮带；56、B下料皮带；60、电池片；61-66、电池片；70、槽体。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合图1，本实施例的一种双工位激光刻蚀设备，包括加工平台、相机定位装置31和安装在加工平台上方的激光发射装置20以及配合于加工平台的上下料装置。加工平台可以包括并列设置的A加工平台11和B加工平台12，两个相机定位装置31分别安装在A加工平台11和B加工平台12上方，用于对加工平台上的电池片进行定位检测。

结合图1，左侧的相机定位装置31用于检测A加工平台11上的电池片的位置，右侧的相机定位装置31用于检测B加工平台12上的电池片的位置。

激光发射装置20包含有增大扫描范围的振镜21和场镜22，振镜21可以选择为二轴振镜，激光发射装置20的扫描范围要能够覆盖两个加工平台上的电池片，以满足两个加工平台同时工作的要求。

本实施例中的加工平台不限于双工位，双工位以上的多工位同样适用于本专利，进一步地可通过增大振镜拍摄区域以完成拍摄。

上下料装置可以采用现有的上料、加工、下料三段式装置，主要目的在于能够同步上下料，实现太阳能电池片的连续加工。

设备运行时，先由相机定位装置31对放置在加工平台上的电池片60的轮廓图像进行拍摄，该轮廓图像经过系统计算处理，可以得出电池片的坐标位置，激光发射装置20根据坐标位置来进行激光刻蚀的操作，最终在电池片60上刻蚀形成所需图形。

A加工平台11与B加工平台12可以同时进行工作，在设备运行时由于激光刻蚀操作所需要的时间比定位检测时间与电池片通过上下料装置中的升降皮带传送至加工平台的时间之和要短，中间不需要刻蚀等待，因此本实施例中完成一次电池片刻蚀生产所花费的时间即为激光刻蚀操作所需要的时间，从而提高了产能。

与此同时，相对于现有技术，本实施方式中，把两个相机定位装置31设置在加工平台上方，直接对电池片位置进行检测，避免了阴影以及加工平台自身的材料因素对检测精度的影响，提高了电池片的位置检测精度，进而提高了产品质量。

实施例2

为了优化了定位检测的拍摄效果，作为另一种实施方式，在相机定位装置31的镜头上安装有滤光片32。在两个加工平台同时进行定位检测与激光刻蚀操作时，激光刻蚀操作中的激光反射可以被该滤光片32滤除，避免了激光操作中的反射亮光对定位检测拍照成像的影响，从而增加了定位检测的拍照质量。

实施例3

进一步地，在加工平台下方设置有背板光源40，背板光源40发光侧朝向加工平台设置，使其发出光线照射到两个加工平台边缘。优选地，背板光源40可以使用特定波长的光线，优化定位检测的成像效果。待加工电池片的边缘突出于加工平台的边缘，配合背板光源40的光线，相机定位装置31定位检测所拍摄出的图像可以清晰地显示出电池片的轮廓，提高定位检测的精确度，最终提高产品的质量。

实施例4

作为另一种实施方式，所述的加工平台可以采用透明材料。背板光源40的光线可以穿过加工平台直接照射在待加工电池片上，此时可以不需要待加工电池片的边缘突出于加工平台的边缘。

进一步地，所述的加工平台使用平面度小于10um高精度平台，在平台上均匀地设置气孔，进行激光刻蚀时可通过吸真空的方式将电池片吸附在加工平台台面上，保证电池片平整、稳定地放置，在激光刻蚀操作结束后，再使用电磁阀进行破真空，气压会使气孔往外吹气让电池片脱离台面。

本实施例中的加工平台还可以设置有槽体70，该槽体70可以容置上下料装置中的升降皮带，用于电池片的传输。

实施例5

本实施例对升降装置有进一步改进，在加工平台上均开设两条平行的槽体70，在每个加工平台上，两条升降皮带分别与两个槽体70配合。值得注意的是，该升降皮带可以是一条相对较宽的皮带，并将槽体70设置在加工平台的中间位置用于容置升降皮带；也可以是多条相平行的皮带，槽体70根据升降皮带数量对应进行设置。为了便于放置待加工电池片，所述的升降皮带优选为两条平行的皮带。所述升降装置用于控制加工平台与升降皮带发生相对移动，使升降皮带落入或脱出槽体，升降装置可以用来控制升降皮带进行升降操作，或者用来控制加工平台进行升降操作，使得加工平台与升降皮带发生相对移动，从而完成电池片在升降皮带与加工平台之间的运送。电池片要放置到加工平台上进行加工时，升降皮带落入槽体70中，其皮带高度低于加工平台台面，从而将电池片放置在加工平台上；电池片加工完成后，经过破真空操作脱离加工平台，升降皮带脱出槽体70，其皮带高度高于加工平台台面从而将电池片运离加工平台。

作为优化，上下料装置还包括用于供料的上料皮带和用于卸料的下料皮带，所述上料皮带和下料皮带分别位于升降皮带的两端，可以完成上料皮带与升降皮带以及升降皮带与下料皮带间传送电池片的运输工作。

实施例6

本实施例对使用本实用新型进行激光刻蚀生产过程进行描述。

如图2所示，为本实用新型未开始进行工作的初始状态。

如图3所示，A上料皮带53运送电池片61进入设备。

如图4所示，电池片61由A上料皮带53传送至A升降皮带51上，升降装置使得A升降皮带51落入A加工平台11的槽体70中，同时电池片61吸附在了A加工平台11上并开始了定位检测操作；B上料皮带54运送电池片62进入设备；A上料皮带53运送电池片63进入设备。

如图5所示，电池片61在A加工平台11上进行激光刻蚀操作；电池片62在B加工平台12上进行定位检测操作；B上料皮带54运送电池片64进入设备。

如图6所示，电池片61破真空脱离A加工平台11，升降装置使得A升降皮带51脱出A加工平台11的槽体70，电池片61由A升降皮带51运送至A下料皮带55上；电池片62在在B加工平台12上进行激光刻蚀操作；电池片63在A加工平台11上进行定位检测操作；A上料皮带53运送电池片65进入设备。

如图7所示，电池片61由下料皮带传送出设备；电池片62由B升降皮带52运送至B下料皮带56上；电池片63在A加工平台11上进行激光刻蚀操作；电池片64在B加工平台12上进行定位检测操作；B上料皮带54运送电池片66进入设备。

由此可见，在本实施例运行时，激光刻蚀操作是连续进行的，完成一次电池片刻蚀生产所花费的时间等于激光刻蚀操作所需要的时间。配合滤光片31对激光刻蚀操作中反射激光的吸收、背板光源40对定位检测时光线的改善，本实施例可以达到高产能的同时，提高定位检测的精确度。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双工位激光刻蚀设备，包括加工平台、相机定位装置(31)和安装在加工平台上方的激光发射装置(20)，以及配合于加工平台的上下料装置，其特征在于：所述加工平台包括并列设置的A加工平台(11)和B加工平台(12)，所述两个相机定位装置(31)分别安装在A加工平台(11)和B加工平台(12)上方，用于对加工平台上的电池片进行定位检测。

2.根据权利要求1所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述的相机定位装置(31)的镜头上安装有滤光片(32)。

3.根据权利要求1或2所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述加工平台上的待加工电池片边缘突出于加工平台边缘，并在加工平台下方设置有背板光源(40)，用于辅助相机定位装置(31)进行定位检测。

4.根据权利要求3所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述的加工平台上均匀分布真空气孔，用于将电池片(60)吸附在加工平台上。

5.根据权利要求1所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述的加工平台为平面度小于10μm的高精度平台。

6.根据权利要求1所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述的激光发射装置(20)包括振镜(21)和对应配套的场镜(22)；所述的振镜(21)为两轴振镜。

7.根据权利要求4所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述加工平台上设置有槽体(70)，该槽体(70)用于容置所述上下料装置中的升降皮带。

8.根据权利要求7所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：还包括升降装置，该升降装置用于使所述加工平台与升降皮带发生相对移动，使升降皮带落入或脱出槽体(70)。

9.根据权利要求7所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述加工平台上开设有两条平行的槽体(70)，两条升降皮带分别与两个槽体(70)配合。

10.根据权利要求7所述的一种双工位激光刻蚀设备，其特征在于：所述的上下料装置还包括用于供料的上料皮带和用于卸料的下料皮带，所述上料皮带和下料皮带分别位于升降皮带的两端。

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