一种硅片成像系统的制作方法

本实用新型涉及视觉检测领域，具体涉及一种硅片成像系统。

背景技术：

硅片在制作过程中，由于材料缺陷、结晶缺陷、碎片及污染等等因素，会使得硅片载后续使用中带来一系列问题，比如使得太阳电池的性能劣化。

目前，随着机器视觉的发展，人们开始使用机器视觉来对硅片进行检测，然而现有的设备均通过开孔背光源进行打光，其弊端主要在于：

1、开孔背光源成本高昂，设备投入与后期维护成本高；

2、开孔背光源的锐利度较高，有利于白边与划痕的检出，但正由于其锐利度高，会使硅片底纹特别清晰，而其成像与脏污比较相似，从而使得图像显示杂乱，不利于脏污的检出。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种既具有较低成本，又能检测出硅片上脏污硅片成像系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种硅片成像系统，包括机架、相机、镜头、光源及输送带，所述输送带用于承载待测硅片，所述光源为组合光源，其由四个条形光源组合成框式，所述四个条形光源的光源角度分别可调；所述光源的中心与所述镜头的中心同心，且其中心投影位于所述输送带沿输送方向的中心线上，所述镜头到所述待测硅片的检测面的距离为500±3mm，所述光源的发光面距所述待测硅片的检测面的距离为120±3mm。

进一步地，所述相机为aca4600-7gc型相机，曝光时间120ms，所述镜头为VS-1218VM镜头，光圈为F4，成像分辨率为60μm/pixel，所述条形光源为 T5一体式LED灯管。

进一步地，所述输送带由两条平行且同步设置的窄输送带组成，两条窄输送带的下方设有黑色背板。

进一步地，所述相机通过位置调节装置安装在所述机架上，所述位置调节装置包括固定板、上下调节板及相机安装板；所述固定板沿竖直方向固定在所述机架上，其沿竖直方向设有两排等距排布的第一螺纹孔；所述上下调节板由一竖板及一水平板组成L型，其竖板上设有对应于所述第一螺纹孔的两条第一条型孔，以实现其沿所述固定板的上下调整及固定，其水平板沿所述输送带输送方向加工有两个第二螺纹孔；所述相机安装板由一竖板及一水平板组成，其竖板与相机的侧壁相连，其水平板通过所述第二螺纹孔固定在所述上下调节板的水平板上。

进一步地，所述相机安装板的水平板通过两个同心且对称的弧形孔与所述第二螺纹孔相连，所述位置调节装置还包括旋转调节板，所述旋转调节板呈竖直状连接在所述上下调节板的水平板上，且位于所述相机安装板的左侧，其沿输送带输送方向的前后两侧加工有第三螺纹孔，螺栓旋接在所述第三螺纹孔上并伸出，螺栓的伸出端抵接在所述相机安装板上。

进一步地，所述组合光源通过一灯架安装在所述机架上，所述灯架的四角均设有悬挂片，所述悬挂片上加工有沿竖直方向的第四条形孔，以实现其在机架上的上下调整及固定。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型采用由条形光源组成的组合光源替代开孔背光源，从而使得设备成本与维护成本大幅度降低；

2、本实用新型结合所述组合光源，对对相机安装高度及光源安装高度进行优化，对对应的器件(相机、镜头)进行优选与参数调试，降低硅片本身的杂纹影响，有利于提升脏污的检出效果。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型光源细节图；

图3为本实用新型条形光源角度调节结构示意图；

图4为本实用新型相机位置调节装置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

请参考图1所示，本实用新型公开了一种硅片成像系统，包括机架1、相机2、镜头3、光源4及输送带5。其中，图1所示为双工位式。

其中，输送带5用于承载待测硅片，实现硅片的流水式检测。为了获得良好的成像效果，经过大量的调试验证，本实施例中对镜头3到所述待测硅片的检测面的距离(定义H1为500±3mm，优选500mm)以及光源4到所述待测硅片的检测面的距离(定义H2为120±3mm，优选120mm)进行设定。同时，对光源4进行革新，请参考图3所示，光源4为组合光源，其由四个条形光源41组合成框式。光源4的中心与所述镜头的中心同心，且其中心投影位于所述输送带沿输送方向的中心线上。

四个条形光源41的光源投射角度分别旋转可调。如图3所示，组合光源安装在灯架42(为便于查看角度调节装置，隐去了灯架前梁)上，并通过一角度调节装置与灯架42相连。所述角度调节由固定座421(用于与灯架连接) 及旋转座422(用于与条形光源的灯罩连接)组成，固定座421与旋转座422 采用铰接的方式连接，同时，旋转座上加工有一弧形孔4221，固定座421上设有对应的螺纹孔4211，如此，旋转旋转座422，并用螺栓穿过弧形孔4221 以旋接在螺纹孔4211上，即可调节其照射角度。

在实际使用中，由于不同规格硅片的厚度差异及其它部件的影响，难免需要对系统进行修正，所述组合光源的高度也需要进行调节。如图2所示，本实施例中，灯架43的四角均设有悬挂片43。悬挂片43上加工有沿竖直方向的第四条形孔431，以实现其在机架1上的上下调整及固定。

同理，请参考图4所示，本实施例中，相机2通过位置调节装置安装在机架1上。位置调节装置包括固定板61、上下调节板62及相机安装板63。固定板61沿竖直方向固定在机架1上，其沿竖直方向设有两排等距排布的第一螺纹孔611。上下调节板62由一竖板及一水平板组成L型，其竖板上设有对应于第一螺纹孔611的两条第一条型孔621，以实现其沿固定板61的上下调整及固定。上下调节板62的水平板沿输送带5输送方向加工有两个第二螺纹孔；相机安装板63由一竖板及一水平板组成，其竖板与相机2的侧壁相连，其水平板通过第二螺纹孔(被相机安装板遮挡，图中未示出，可参考弧形孔 631位置)固定在上下调节板62的水平板上。如此，通过位置调节装置即可调节相机2的高度。

由于还需要调整相机的旋转度，位置调节装置还包括旋转调节板64。旋转调节板64呈竖直状连接在上下调节板62的水平板上，且位于相机安装板 63左侧，其沿输送带5的输送方向的前后两侧加工有第三螺纹孔641，螺栓旋接在第三螺纹孔641上并伸出，螺栓的伸出端抵接在相机安装板63(其水平板或竖板上，本实施例中为水平板)上。同时，相机安装板63的水平板上用于对应第二螺纹孔622的连接孔采用弧形孔设计，即两个弧形孔631同心且对称，如此，分别调整两个第三螺纹孔641上的两根螺栓的伸出长度，即可调节相机的旋转度。

为避免日光灯打出的灯光照射在输送带的空白区域(即未被硅片遮挡的区域)而造成反光，影响成像质量，本实施例中，输送带5由两条平行且同步设置的窄输送带组成(如此，有效减少了输送带的空白区域的面积)，同时，两条窄输送带的下方设有黑色背板7，进一步减少反光量。

本实施例经过大量调试，所采用的相机为aca4600-7gc型相机，曝光时间 120ms，所述镜头为VS-1218VM镜头(成像形变量小，有利于缺陷的检出)，光圈为F4，成像分辨率为60μm/pixel。条形光源41的长度为335mm。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。