一种硅片边缘检测机构及检测装置的制作方法

1.本实用新型属于硅片检测领域，尤其涉及一种硅片边缘检测机构及检测装置。


背景技术：

2.在太阳能电池片的生产过程中，需要先将硅棒切割成硅片，然后对硅片进行清洗，清洗完后需要对硅片进行检测。一般将硅片放置在输送装置上，检测装置设置在输送装置两侧，对硅片的两个平行于输送方向的边缘缺陷进行检测。如图1所示，硅片5的一个被测边缘51包括三个面，分别为：相对的上表面51a和下表面51b以及连接上表面51a和下表面51b的端面51c。
3.目前，一般通过对被测边缘进行成像以实施对被测边缘的检测。为了实施例对被测边缘的端面的成像检测，传统的端面检测机构，一般采用棱镜作为反射器件，使得端面照射光线经被测边缘的端面反射后被检测相机探测到。
4.如本领域一般技术人员所述知晓的，棱镜存在较大的光损耗，从而造成检测机构的成像效果差、检测精度不佳。


技术实现要素：

5.针对传统的检测机构存在的上述技术缺陷，本实用新型第一方面提供了一种硅片边缘检测机构，其技术方案如下：
6.一种硅片边缘检测机构，至少用于检测处于检测工位的待测硅片的被测边缘的端面，被测边缘包括两个相对的第一表面、第二表面及连接第一表面和所述第二表面的端面，硅片边缘检测机构至少包括端面光源、端面反射机构及检测相机，其中：
7.端面光源、端面反射机构均位于检测工位与检测相机之间；
8.端面反射机构包括至少一个平面反射镜，至少一个平面反射镜被配置为对端面光源发射的端面照射光线进行至少一次反射，以使得端面照射光线经被测边缘的端面反射后被检测相机探测到。
9.本实用新型提供的硅片边缘检测机构，其采用平面反射镜作为反射器件使得端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机，其有效地降低了光损耗，提升了检测机构的成像效果、检测精度。
10.在一些实施例中，端面反射机构包括第一平面反射镜和第二平面反射镜，其中：第一平面反射镜被配置为将端面光源发射的端面照射光线反射至被测边缘的端面；第二平面反射镜被配置为将被测边缘的端面反射的端面照射光线反射至检测相机。
11.通过第一平面反射镜和第二平面反射镜的配合，使得端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机。
12.在一些实施例中，检测相机的光轴垂直于被测边缘的端面，端面光源的发光方向平行于被测边缘的端面并朝向第一平面反射镜的反射面，第一平面反射镜的反射面与被测边缘的端面之间形成小于90
°
的第一夹角，第二平面反射镜的反射面垂直于被测边缘的端
面；端面光源发射的端面照射光线被第一平面反射镜反射至被测边缘的端面，被测边缘的端面将端面照射光线反射至第二平面反射镜，第二平面反射镜将端面照射光线沿第一方向反射至检测相机，第一方向与检测相机的光轴之间形成第一倾斜角。
13.通过对检测相机、端面光源、第一平面反射镜及第二平面反射镜的设置位置及角度进行调整，保证端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机。
14.在一些实施例中，端面反射机构包括第三平面反射镜，端面光源的发光方向与被测边缘的端面之间形成小于90
°
的第二夹角，第三平面反射镜的反射面垂直于被测边缘的端面；端面光源发射的端面照射光线照射至被测边缘的端面，被测边缘的端面将端面照射光线反射至第三平面反射镜，第三平面反射镜将端面照射光线沿第二方向反射至检测相机，第二方向与检测相机的光轴之间形成第二倾斜角。
15.通过对检测相机、端面光源、第三平面反射镜的位置就角度进行调整，实现仅设置一个平面镜即能保证端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机。
16.在一些实施例中，端面反射机构包括第四平面反射镜，检测相机的光轴垂直于被测边缘的端面，端面光源的发光方向与被测边缘的端面之间形成小于90
°
的第三夹角，第四平面反射镜的反射面与检测相机的光轴之间形成小于90
°
的第四夹角；端面光源发射的端面照射光线照射至被测边缘的端面，被测边缘的端面将端面照射光线反射至第四平面反射镜，第四平面反射镜将端面照射光线沿第三方向反射至检测相机，第三方向平行于检测相机的光轴。
17.通过对检测相机、端面光源、第四平面反射镜的设置位置就角度进行调整，实现：仅设置一个平面镜即能保证端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机。此外，端面照射光线沿平行于检测相机的光轴的方向进入至检测相机内，从而进一步提升了检测相机的成像效果。
18.在一些实施例中，硅片边缘检测机构还包括表面光源和表面反射机构，其中：表面光源被配置为向被测边缘的至少一个表面发射表面照射光线，表面反射机构被配置对表面光源发射的表面照射光线进行至少一次反射，以使得表面照射光线经被测边缘的至少一个表面反射后被检测相机探测到。
19.通过设置表面光源和表面反射机构，本实用新型还实现了对被测边缘的至少一个表面的检测。
20.在一些实施例中，检测工位所在的平面与水平面平行，待测硅片呈水平设置，第一表面为待测硅片的被测边缘的上表面，第二表面为待测硅片的被测边缘的下表面；表面光源包括上表面光源和下表面光源，表面反射机构包括上表面反射机构和下表面反射机构，其中：上表面光源设置于检测工位的上方，上表面光源被配置为向被测边缘的上表面发射上表面照射光线，上表面反射机构被配置为将被测边缘的上表面反射的上表面照射光线反射至检测相机；下表面光源设置于检测工位的下方，下表面光源被配置为向被测边缘的下表面发射下表面照射光线，下表面反射机构被配置为将被测边缘的下表面反射的下表面照射光线反射至检测相机；端面照射光线从被测边缘的端面反射至检测相机的光程长度、上表面照射光线从被测边缘的上表面反射至检测相机的光程长度及下表面照射光线从被测边缘的下表面反射至检测相机的光程长度相等。
21.通过设置上表面光源、下表面光源、上表面反射机构、下表面反射机构的配合，实
现了对待测硅片的被测边缘的上下表面的同时检测。
22.本实用新型第二方面提供了一种硅片边缘检测装置，其技术方案如下：
23.一种硅片边缘检测装置，包括第一硅片边缘检测机构和第二硅片边缘检测机构，第一硅片边缘检测机构和第二硅片边缘检测机构为上述任一项所述的硅片边缘检测机构，其中：
24.第一硅片边缘检测机构用于至少检测待测硅片的第一被测边缘的端面，第二硅片边缘检测机构用于检测待测硅片的第二被测边缘的端面，第一被测边缘和第二被测边缘为待测硅片上相对的且与待测硅片的传输方向平行的两条侧边缘。
25.通过第一硅片边缘检测机构和第二硅片边缘检测机构的配合，本实用新型的硅片边缘检测装置能够实现对待测硅片的两条侧边缘的检测，从而提升检测效率。
26.在一些实施例中，硅片边缘检测装置还包括安装支架，第一硅片边缘检测机构和第二硅片边缘检测机构安装在安装支架上，第一硅片边缘检测机构的检测工位与第二硅片边缘检测机构的检测工位位于同一平面上，传输过程中，待测硅片的第一被测边缘、第二被测边缘能够分别进入并通过第一硅片边缘检测机构的检测工位和第二硅片边缘检测机构的检测工位。
27.通过将第一硅片边缘检测机构、第二硅片边缘检测机构的检测工位设置在同一平面上，使得在传输过程中，待测硅片的两侧边缘能够分别进入并通过对应的检测机构的检测工位，从而进一步提升了检测效率。
28.在一些实施例中，所述安装支架包括平移导轨及滑动连接在所述平移导轨上的第一支撑架和第二支撑架，所述第一硅片边缘检测机构安装在所述第一支撑架上，所述第二硅片边缘检测机构安装在所述第二支撑架上。
29.使得本实用新型的硅片边缘检测装置能够实现对各种尺寸的硅片的检测需求。
附图说明
30.图1为硅片的被检测边缘的结构示意图；
31.图2为本实用新型第一实施例中的硅片边缘检测机构的结构示意图；
32.图3为本实用新型第二实施例中的硅片边缘检测机构的结构示意图；
33.图4为本实用新型第三实施例中的硅片边缘检测机构的结构示意图；
34.图5为本实用新型实施例中的硅片边缘检测装置的立体结构示意图；
35.图6为本实用新型实施例中的硅片边缘检测装置的局部放大图；
36.图7为本实用新型实施例中的硅片边缘检测装置的俯视结构示意图；
37.图1至图7中包括：
38.安装支架1，平移导轨11、第一支撑架12、第二支撑架13；
39.第一硅片边缘检测机构2、第二硅片边缘检测机构3、检测相机41、端面光源42、第一平面反射镜43、第二平面反射镜44、第三平面反射镜45、第四平面反射镜46、上表面光源47、下表面光源48；
40.待测硅片5、第一被测边缘51、第二被测边缘52、上表面51a、下表面51b端面51c。
具体实施方式
41.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
42.传统的硅片端面检测机构，一般采用棱镜作为反射器件，使得端面照射光线经被测边缘的端面反射后被检测相机探测到。
43.如本领域一般技术人员所述知晓的，棱镜存在较大的光损耗，从而造成检测机构的成像效果差、检测精度不佳。
44.鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种硅片边缘检测机构，其内设置有检测工位。该硅片边缘检测机构至少用于检测处于检测工位的待测硅片的被测边缘的端面，待测硅片的被测边缘包括两个相对的第一表面、第二表面及连接第一表面和第二表面的所述端面。
45.该硅片边缘检测机构至少包括端面光源、端面反射机构及检测相机，其中：
46.端面光源、端面反射机构均位于检测工位与检测相机之间。
47.端面反射机构包括至少一个平面反射镜，至少一个平面反射镜被配置为对端面光源发射的端面照射光线进行至少一次反射，以使得端面照射光线经被测边缘的端面反射后被检测相机探测到。
48.可见，本实用新型提供的硅片边缘检测机构采用平面反射镜作为反射器件使得端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机，其能够有效地降低光损耗，提升了检测机构的成像效果、检测精度。
49.以下将结合四个实施例对本实用新型的第一方面提供的硅片边缘检测机构的具体设置进行示例性描述，但以下所述并非穷举，其设置形式可以视实际需要进行灵活调整。
50.第一实施例
51.如图2所示，本实施例中的硅片边缘检测机构，其端面反射机构包括第一平面反射镜43和第二平面反射镜44，其中：第一平面反射镜43被配置为将端面光源43发射的端面照射光线反射至待测硅片5的被测边缘的端面51c，第二平面反射镜44则被配置为将被测边缘的端面51c反射的端面照射光线反射至检测相机41。
52.可选的，如图2所示，检测相机41的光轴垂直于被测边缘的端面51c，端面光源42的发光方向平行于被测边缘的端面51c并朝向第一平面反射镜43的反射面，第一平面反射镜43的反射面与被测边缘的端面51c之间形成小于90
°
的第一夹角，第二平面反射镜44的反射面垂直于被测边缘的端面51c。
53.端面光源42发射的端面照射光线被第一平面反射镜43反射至被测边缘的端面51c，被测边缘的端面51c将端面照射光线反射至第二平面反射镜44，第二平面反射镜44将端面照射光线沿第一方向(图2中虚线箭头所示)反射至检测相机41，第一方向与检测相机41的光轴之间形成第一倾斜角。即：进入至检测相机41的端面照射光线与检测相机41的光轴之间形成夹角。
54.可选的，第一平面反射镜43被设置为可旋转，第二平面反射镜44被设置为可相对于检测相机41平移。如此，在使用过程中，通过对第一夹角的角度，及第二平面反射镜44的位置进行适应性调整，即能保证端面照射光线能够被反射至检测相机41内。
55.第二实施例
56.如图3所示，本实施例中的硅片边缘检测机构，其端面反射机构仅包括第三平面反射镜45，具体的：
57.端面光源42的发光方向与被测边缘的端面51c之间形成小于90
°
的第二夹角，第三平面反射镜45的反射面垂直于被测边缘的端面51c。
58.端面光源42发射的端面照射光线直接照射至被测边缘的端面51c，被测边缘的端面51c将端面照射光线反射至第三平面反射镜45，第三平面反射镜45将端面照射光线沿第二方向(图3中虚线箭头所示)反射至检测相机41，其中，第二方向与检测相机41的光轴之间形成第二倾斜角。即：进入至检测相机41的端面照射光线与检测相机41的光轴之间形成夹角。
59.可选的，端面光源42被设置为可旋转，第三平面反射镜45被设置为可相对于检测相机41平移。如此，在使用过程中，通过对第二夹角的角度，及第三平面反射镜44的位置进行适应性调整，即能保证端面照射光线能够被反射至检测相机41内。
60.与第一实施例相比，本实施例仅设置一个平面反射镜即能使得端面照射光线经被测边缘的端面反射至检测相机，从而简化了硅片边缘检测机构的结构复杂度，降低了成本。
61.第三实施例
62.如前文所描述的，第一实施例和第二实施例中，进入至检测相机41的端面照射光线与检测相机41的光轴之间均形成夹角，因此，检测相机41难以达到对被测边缘的端面51c的最佳成像效果。
63.如图4所示，本实施例中的硅片边缘检测机构，其端面反射机构包括第四平面反射镜46，具体的：
64.检测相机41的光轴垂直于被测边缘的端面51c，端面光源42的发光方向与被测边缘的端面51c之间形成小于90
°
的第三夹角，第三平面反射镜46的反射面与检测相机41的光轴之间形成小于90
°
的第四夹角。
65.端面光源42发射的端面照射光线照射至被测边缘的端面51c，被测边缘的端面51c将端面照射光线反射至第四平面反射镜第四平面反射镜46，第四平面反射镜第四平面反射镜46将端面照射光线沿第三方向(图4中虚线箭头所示)反射至检测相机41，其中，第三方向平行于检测相机41的光轴。
66.可见，本实施例中，通过对检测相机41、端面光源42、第四平面反射镜46的位置及角度进行调整，在实现仅通过设置一个平面镜即能保证端面照射光线经被测边缘的端面51c反射至检测相机的基础上，实现了：端面照射光线平行于检测相机41的光轴进入至检测相机41内，从而进一步提升了检测相机41对被测边缘的端面51c的成像效果。此外，端面照射光线沿第三方向反射至检测相机41，也便于调节端面照射光线自端面反射至检测相机41的光程长度的调节。
67.第四实施例
68.与前文所述的三个实施例相比，本实施例中的硅片边缘检测机构还包括表面光源和表面反射机构，其中：表面光源被配置为向被测边缘的至少一个表面发射表面照射光线，表面反射机构被配置对表面光源发射的表面照射光线进行至少一次反射，以使得表面照射光线经被测边缘的至少一个表面反射后被检测相机探测到。
69.可见，通过设置表面光源和表面反射机构，本实用新型的硅片边缘检测机构实现
了对待测硅片的被测边缘的端面及至少一个表面的同时检测，从而提升了检修效率，降低了检测成本。
70.可选的，检测工位所在的平面与水平面平行，待测硅片呈水平设置，第一表面为待测硅片的被测边缘的上表面，第二表面为待测硅片的被测边缘的下表面。表面光源包括上表面光源和下表面光源，表面反射机构包括上表面反射机构和下表面反射机构，其中：
71.上表面光源设置于检测工位的上方，上表面光源被配置为向被测边缘的上表面发射上表面照射光线，上表面反射机构被配置为将被测边缘的上表面反射的上表面照射光线反射至检测相机。
72.下表面光源设置于检测工位的下方，下表面光源被配置为向被测边缘的下表面发射下表面照射光线，下表面反射机构被配置为将被测边缘的下表面反射的下表面照射光线反射至检测相机。
73.端面照射光线从被测边缘的端面反射至检测相机的光程长度、上表面照射光线从被测边缘的上表面反射至检测相机的光程长度及下表面照射光线从被测边缘的下表面反射至检测相机的光程长度相等。
74.通过上表面光源、下表面光源、上表面反射机构、下表面反射机构的配合，实现了对待测硅片的被测边缘的上下表面的同时检测。此外，上表面光源、下表面光源均实现对对应的被检表面的垂直照射，使检测相机对被测边缘的上下表面的成像更加清晰，提升了其对被测边缘的上下表面的检测效果。
75.通过控制端面照射光线、上表面照射光线和下表面照射光线自被检测硅片反射后的光程长度相等，进而保证了硅片的端面、边缘上表面和边缘下表面能够被同一检测相机拍摄成像，降低了检测成本。
76.如图5至图7所示，本实用新型的第二方面提供了一种检测装置，该检测装置第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3，第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3为本实用新型的第一方面提供的硅片边缘检测机构，如上述第一实施例至第四实施例中的任何一种硅片边缘检测机构。其中：
77.第一硅片边缘检测机构2用于至少检测待测硅片5的第一被测边缘51的端面，第二硅片边缘检测机构3用于检测待测硅片5的第二被测边缘52的端面，如图7所示，第一被测边缘51和第二被测边缘52为待测硅片5上相对的且与待测硅片5的传输方向(图7中的实线箭头方向)平行的两条侧边缘。
78.可见，通过第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3的配合，本实用新型的硅片边缘检测装置能够实现对待测硅片5的两条侧边缘的同时检测，从而提升检测效率。
79.图5至图7所示实施例中，第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3均包括相机41、端面光源42、端面反射机构、上表面光源47、上表面反射机构(未图示)、下表面光源48、下表面反射机构(未图示)，其中，端面反射机构采用前述第一实施例所述的由第一平面反射镜43和第二平面反射镜44所组成的端面反射机构。
80.如此，图5至图7所示实施例中，第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3均能实施对待测硅片5的对应的被测边缘的上表面、下表面及端面的同时检测。
81.进一步的，如图5和图7所示，本实施例中的硅片边缘检测装置还包括安装支架1，
第一硅片边缘检测机构2和第二硅片边缘检测机构3安装在安装支架1上，第一硅片边缘检测机构2的检测工位与第二硅片边缘检测机构3的检测工位位于同一平面上，传输过程中，待测硅片5的第一被测边缘51、第二被测边缘52能够分别进入并通过第一硅片边缘检测机构2的检测工位和第二硅片边缘检测机构3的检测工位，从而实现对待测硅片5在传输过程中的自动检测。
82.进一步的，安装支架1包括平移导轨11及滑动连接在平移导轨11上的第一支撑架12和第二支撑架13，第一硅片边缘检测机构2安装在第一支撑架12上，第二硅片边缘检测机构3安装在第二支撑架13上。
83.通过滑动第一支撑架12、第二支撑架13，能够实现对第一检测机构2、第二检测机构3的位置调整，使得第一硅片边缘检测机构2、第二硅片边缘检测机构3靠近或远离硅片传输装置，以实现对各种规格的待测硅片5的检测。如，当检测规格较小的待测硅片5时，驱动第一支撑架12、第二支撑架13向中间滑动；还比如，当检测规格较大的待测硅片5时，驱动第一支撑架12、第二支撑架13向两端滑动。
84.上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。