專利名稱：太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能半導體晶片檢測系統(tǒng)，尤其涉及一次性操作完成檢測 晶片兩面線痕的數(shù)量，寬度，深度，線痕位置的一種太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測 系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能晶片由于硅錠，切割工藝等原因，產(chǎn)生了晶片不同程度的線痕。太陽能晶片 制造企業(yè)需要對切割工藝進行一種監(jiān)控，以保證最終出廠的晶片能滿足客戶的技術指標。 目前，太陽能晶片制造企業(yè)沒有一種能夠檢測出線痕的設備?，F(xiàn)有技術中，主要是通過人為 的目視，來檢測線痕的有無及數(shù)量，再通過一些接觸式的表面粗燥儀，多次測量來檢測晶片 線痕最大深度極差值(Ry)。然而，人為的目測，不可能做到很好的重復性，就可能出現(xiàn)漏測，漏檢。而目前測量 線痕深度值，一般用接觸式的表面粗燥度測試儀來在垂直線痕5mm左右范圍內(nèi)測量該線痕 的極差值Ry。具體來說，先是人為判斷一下線痕，再用表面粗燥儀垂直于線痕測量出該線痕 的極差值Ry。如在晶片同一面上出現(xiàn)多條線痕時，就必須多次用粗燥儀測量，計算出最大處 的Ry值。因粗燥儀本身的原因，無法測量邊緣線痕的深度。表面粗燥儀多次測量，不僅效 率低，而且由于是接觸式的，對晶片表面損傷很大。因此，一種能夠僅需一次操作就可以完成對晶片上、下表面線痕的檢測，顯示出 上、下表面線痕數(shù)量，線痕深度，線痕寬度，線痕位置的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動 檢測系統(tǒng)就成為市場需求的必然。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其僅 需一次無接觸式操作就可以完成上、下兩面的線痕有無、線痕數(shù)量、線痕深度、線痕寬度、線 痕在晶片位置的檢測。本實用新型為實現(xiàn)上述目的而采用的技術方案如下一種太陽能晶片無接觸式表 面線痕自動檢測系統(tǒng)，其中，包括自動傳送模塊，用于傳輸太陽能晶片，其包括電機驅(qū)動電路，主動輪，從動輪，同步 帶，其中，電機驅(qū)動電路連接至主動輪，同步帶設置在主動輪和從動輪上；測量模塊，其包括第一探頭，第二探頭，光電傳感器和探頭移動裝置，其中，第一探 頭設置于同步帶的上方，用于測量太陽能晶片上表面到第一探頭的第一距離，第二探頭設 置于同步帶的下方，用于測量太陽能晶片下表面到第二探頭的第二距離，光電傳感器，用于 探測太陽能晶片的位置，探頭移動裝置，用于移動第一探頭和第二探頭以改變相對于太陽 能晶片表面的位置；信號處理模塊，包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，分別用于對第一探 頭和第二探頭檢測的信號進行放大和濾波處理，對光電傳感器檢測的信號進行電壓轉(zhuǎn)換；[0010]控制模塊，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，通訊單元，計算及數(shù)據(jù)處理單元，用于對整個系統(tǒng) 操作進行控制；其中，測量模塊連接至自動傳送模塊和信號處理模塊，控制模塊又分別連接至自 動傳送模塊和信號處理模塊。如上述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其中，所述第一探頭和第 二探頭均為激光探頭。如上述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其中，所述第一探頭和第 二探頭均為無接觸式位移探頭。如上述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其中，所述探頭移動裝置 由連接支架，步進電機和兩根絲桿組成，其中，步進電機與連接支架相連，兩根絲桿分別置 于連接支架的兩端。如上述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其中，所述控制模塊連接 有顯示器，用于同時顯示晶片上、下表面線痕數(shù)量，線痕寬度，線痕深度極差值，及線痕在晶 片的具體位置。本實用新型由于采用以上技術方案，使之與跟現(xiàn)有技術相比，可以通過一步操作， 就可以得到太陽能晶片上、下表面線痕的數(shù)量，線痕的寬度，線痕深度的極差值Ry。本實用 新型為自動無接觸式檢測，對晶片的無任何損傷。
圖1是本實用新型中太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型中太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)的實際測量流 程圖；圖3是本實用新型測量模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型檢測晶片表面線痕的示意圖。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能詳細易懂，
以下結(jié)合附圖對實用新型 的具體實施方式
作一說明。圖1是本實用新型的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本系統(tǒng) 適用于測量太陽能級半導體晶片表面線痕的深度、線痕的寬度、線痕數(shù)量以及線痕在晶片 表面的具體位置。通過下面的進一步描述，我們將知道，本系統(tǒng)是怎么通過一步操作就可實 現(xiàn)對晶片表面線痕參數(shù)的檢測。如圖1所示，本系統(tǒng)包括了晶片測量模塊1、自動傳送模塊2、信號處理模塊3和控 制模塊4。其中測量模塊1連接至自動傳送模塊2和信號處理模塊3?？刂颇K4又分別 連接到自動傳送模塊2和信號處理模塊3。自動傳送模塊2包含一電機驅(qū)動電路27、一主動輪25、一從動輪沈、同步帶M。其 中，電機驅(qū)動電路連接至主動輪，同步帶設置在主動輪和從動輪上。通過控制模塊4來設置 自動傳送模塊2的速度和啟動、停止。晶片放置在同步帶M上，勻速通過第一探頭11和第 二探頭12之間。傳動方向為21方向。51、52、53分別為晶片不同時間在同步帶上的位置。在51的位置，光電傳感器13探測到晶片時，開始啟動采集和保存數(shù)據(jù)；到53位置時，停止 采集。測量模塊1，包括第一探頭11，第二探頭12，光電傳感器13和探頭移動裝置(圖中 未示出)，其中，第一探頭11設置于同步帶M的上方，用于測量太陽能晶片上表面到第一探 頭11的第一距離，第二探頭12設置于同步帶M的下方，用于測量太陽能晶片下表面到第 二探頭12的第二距離，光電傳感器13，用于探測太陽能晶片的位置，探頭移動裝置，用于移 動第一探頭11和第二探頭12以改變測量晶片表面的對應位置。其中，第一探頭11和第二 探頭12為激光探頭或無接觸式位移探頭。圖3為測量模塊1的具體操作示意圖。如圖所示，探頭移動裝置由絲桿102，絲桿 103，步進電機108和連接支架109組成。其中，步進電機與連接支架相連，兩根絲桿分別置 于連接支架的兩端。在探頭移動裝置的驅(qū)動下，第一探頭11和第二探頭12對太陽能晶片 104進行相應的檢測。具體地，第一探頭11和第二探頭12分別固定在絲桿102，103上，絲 桿102，103同時安裝在連接支架109上，通過控制模塊4控制步進電機108轉(zhuǎn)動，步進電機 108帶動連接支架109，連接支架109又通過絲桿102，103分別移動第一探頭11和第二探 頭12，沿同一方向移動，移動方向為101。這樣就可以改變第一探頭11和第二探頭12測量 晶片104的對應位置，如105，106，107。信號處理模塊3包含了對第一探頭、第二探頭信號進行放大和濾波處理的信號處 理單元31，對光電傳感器信號進行電壓的轉(zhuǎn)換的信號處理單元32。在把處理好的信號傳送 到控制模塊4中，對信號就行模數(shù)轉(zhuǎn)換?？刂颇K4包括了一模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元41、一通訊單元42、計算及數(shù)據(jù)處理單元44 和顯示器43。通常設計成類似于臺式電腦，完全可以用大型計算機、手掌電腦、分布式計算 機或其它合適的設備取代，這些設備同樣具備從信號處理模塊3接口處獲取信號的功能， 和控制功能。通常而言，典型的控制模塊4包含計算及數(shù)據(jù)處理器單元44，該處理器用于調(diào) 配執(zhí)行控制軟件、數(shù)據(jù)庫、顯示器43和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元41和通訊單元42。模數(shù)轉(zhuǎn)換單元41 具有轉(zhuǎn)換速度快，精度高，采集通道多等特點。通訊單元42為一般的以太網(wǎng)通訊，控制自動 傳送臺的傳送速度，控制第一探頭11、第二探頭12測量晶片表面的位置。其中控制軟件可 以用任何種類的編程語言來編寫，如C/C++?？刂颇K4完成數(shù)據(jù)大量運算，包括晶片輪廓 線，線痕深度極差值Ry的運算等。如圖4所示，200為晶片上表面特征，210為下表面特征， 201為上表面凸線痕，202為上表面凹線痕，203為上表面邊緣凸線痕。211為下表面凸線痕， 212為下表面凹線痕。204為上表面線痕的寬度。結(jié)合一下圖1、圖2，詳細描述一下本實用新型的流程。步驟60為控制自動傳送模塊2的速度，也就是同步帶勻速的速度，即為同步帶的 最大速度，同時開啟電機，同步帶以21方向勻速移動，同時選擇晶片表面待測位置(圖3所 示)；步驟61把太陽能晶片放置在同步帶上，同步帶帶著晶片沿著21方向移動，勻速通 過第一探頭11和第二探頭12;步驟62為晶片到達51的位置后，光電傳感器13探到晶片，開始進行信號模數(shù)轉(zhuǎn) 換，到達53位置則停止數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，進行數(shù)據(jù)保存，第一探頭11和第二探頭12分別對晶片上 的信號進行連續(xù)檢測，并把信號傳送到信號處理模塊4中，進行放大和濾波處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換后，就有兩組連續(xù)的數(shù)據(jù)，分別為晶片上、下表面相對于第一探頭11和第二探頭12距離的 電壓數(shù)據(jù)；步驟65為擬合晶片在同步帶上輪廓線，分別通過第一探頭11，和第二探頭12所測 出來的數(shù)據(jù)進行刪減，保留晶片在探頭里的上、下表面的數(shù)據(jù)，對保留的數(shù)據(jù)進行擬合，計 算出晶片在同步帶上的輪廓曲線， 步驟66為檢測到晶片表面細微的變化，去除晶片本身彎曲度和同步帶高低不平 的影響，從而得出晶片上、下表面的變化；步驟67為判斷晶片上有沒有線痕，對上下表面的微小變化，進行處理后，就可以 判斷線痕的存在；如果有線痕的存在，就計算出各條線痕的深度極差值Ry、各條線痕寬度、線痕在晶 片上的具體位置，同時把上、下表面的特征顯示出來。如沒有線痕的存在就不顯示線痕的深 度、線痕寬度、線痕具體位置。當完成測量后，被測試晶片將被操作員取走，或傳送到下一個自動測試平臺上。下 一晶片的測量將重復以上過程，一片晶片測量所需時間大約為1秒鐘。大大縮短了檢測線 痕的時間，提高了檢測效率。也解決了，接觸式表面粗燥儀不能檢測邊緣線痕的問題。綜上所述，本實用新型的測試系統(tǒng)可以通過一步操作完成太陽能晶片，上、下兩面 線痕檢測，得出線痕深度極差值Ry，線痕寬度，線痕在晶片上具體位置，線痕數(shù)量測試結(jié)果。 本系統(tǒng)集成了一套高精度，細小光斑的激光傳感器，以及一個高可靠性的光電傳感器，同時 帶有一套自動傳送模塊。本實用新型測量為自動無接觸式測量，對晶片的損失將大大降低。雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護范圍當以權力要求書所界定的為準。
權利要求1.一種太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括自動傳送模塊，用于傳輸太陽能晶片，其包括電機驅(qū)動電路，主動輪，從動輪，同步帶， 其中，電機驅(qū)動電路連接至主動輪，同步帶設置在主動輪和從動輪上；測量模塊，其包括第一探頭，第二探頭，光電傳感器和探頭移動裝置，其中，第一探頭設 置于同步帶的上方，用于測量太陽能晶片上表面到第一探頭的第一距離，第二探頭設置于 同步帶的下方，用于測量太陽能晶片下表面到第二探頭的第二距離，光電傳感器，用于探測 太陽能晶片的位置，探頭移動裝置，用于移動第一探頭和第二探頭以改變測量晶片表面的 對應位置；信號處理模塊，包括第一信號處理單元和第二信號處理單元，分別用于對第一探頭和 第二探頭檢測的信號進行放大和濾波處理，對光電傳感器檢測的信號進行電壓轉(zhuǎn)換；控制模塊，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，通訊單元，計算及數(shù)據(jù)處理單元，用于對整個系統(tǒng)操作 進行控制；其中，測量模塊連接至自動傳送模塊和信號處理模塊，控制模塊又分別連接至自動傳 送模塊和信號處理模塊。
2.如權利要求1所述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述第一探頭和第二探頭均為激光探頭。
3.如權利要求1所述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述第一探頭和第二探頭均為無接觸式位移探頭。
4.如權利要求1所述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述探頭移動裝置由連接支架，步進電機和兩根絲桿組成，其中，步進電機與連接支架相連， 兩根絲桿分別置于連接支架的兩端。
5.如權利要求1所述的太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述控制模塊連接有顯示器，用于同時顯示晶片上、下表面線痕數(shù)量，線痕寬度，線痕深度極 差值，及線痕在晶片的具體位置。
專利摘要本實用新型提供一種太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)，包括自動傳送模塊，測量模塊，信號處理模塊和控制模塊，其中，測量模塊連接至自動傳送模塊和信號處理模塊，控制模塊又分別連接至自動傳送模塊和信號處理模塊。本實用新型的一種太陽能晶片無接觸式表面線痕自動檢測系統(tǒng)可以通過一步操作，就可以得到太陽能晶片上、下表面線痕的數(shù)量，線痕的寬度，線痕深度的極差值Ry。本實用新型為自動無接觸式檢測，對晶片的無任何損傷。
文檔編號G01N21/892GK201859125SQ201020546870
公開日2011年6月8日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者李福榮, 鄧超明 申請人:上海星納電子科技有限公司