3D相機的另一項絕活：光伏硅片位置度“搭邊”檢測

隨著全球能源行業重點從化石能源向可再生能源轉移，光伏行業逐漸成為我國能源供應體系的重要分支，相關的光伏檢測設備需求量急劇增加。

由于工藝要求不斷提升，設備上搭載的傳統2D視覺檢測系統難以滿足一些特定檢測需求，例如光伏產業鏈上游的硅棒直徑檢測，中游的硅片位置度(搭邊)檢測、分選機應用等。那么如何利用?？禉C器人3D激光輪廓傳感器實現硅片位置度(搭邊)檢測?

半導體硅片生產工藝

什么是“搭邊”

硅片在PECVD和PVD工藝段中，需要放置到載具中進行上下料，載具尺寸與硅片尺寸需剛好適配，若硅片位置發生偏移，則會出現邊角部位遮蓋在載具邊緣的情況，即為“搭邊”，如果發生“搭邊”情況，在后續鍍膜時會導致硅片繞鍍或破裂。為規避該風險，在PECVD和PVD鍍膜上下料時需要對“搭邊”硅片進行檢出。

項目：視覺系統精度要求 0.1mm

需求：流水線速度要求 200mm/s

● 項目難點

- 硅片高反光材質和載具漫反射材質共存，相機動態范圍要求高

- 載具多次過爐后會出現顏色變化，視覺需兼容被測物顏色變化

- 載具尺寸大且存在變形，硅片與載具成像對比度不明顯

- 載具移動速度快，相機幀率要求高

● 硬件選型

單相機視場范圍示意

硬件架設方案

● 方案一

來料方式：210mm*105mm硅片，橫向排列9個，豎向排列16個

架設方案：4臺相機水平視野覆蓋整個載具

● 方案二

來料方式：190mm*95mm硅片，豎向排列20個

架設方案：5臺相機水平視野覆蓋整個載具

硬件成像展示

VM 3D軟件方案

針對搭邊缺陷檢測，基于相機采集的深度圖像，導入VM 3D軟件中，依據mark點定位到每個料盤的四個角點，分別在角點料坑上下曲小區域計算均值，可取四對或八對區域，比對料坑上下高度差值，正值為OK(綠色非搭邊框)，負值為NG(紅色搭邊框)。

針對疊片和碎片缺陷檢測，VM 3D軟件中，深度圖像分別定位到每個硅片位置，統計每個硅片位置ROI內平面度，根據平面度情況判斷硅片是否存在破碎和疊片。