硅片缺损视觉检测

太陽能插片機視覺檢測台達DMV視覺在全自動插片機上的應用關鍵字：插片機

太阳能硅片視覺檢測2目錄1.項目介紹-----------------------4工藝簡介-----------------------5工藝原理-----------------------63.設備外觀-----------------------84.電氣控制構架圖----------------95.解决方案----------------------116.調機步驟----------------------247.常見故障解决辦法-------------33前景---------------------------343設備廠家：上海XX電子公司技術：施工

經銷商：上海銳航技術：王海平業務：王海平

中達技術:王風路、宗偉業務：余宏平項目團隊42014年9月中立項至11月初安裝,調試至12月底優化,結案工藝簡介5太陽能電池板生產工藝簡介硅片清洗工藝介紹：半导体器件生产中硅片须经严格清洗。微量污染也会导致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物。这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。半導體清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。插片機應用于物理清洗的前端部分插片機應用於清洗工艺工藝原理6分片：分片剥离通过喷流和吸附的组合进行破片检测部分硅片自動裝籃该设备解决了硅片在清洗前手工装清洗篮的问题，实现自动分料，自動剔除破片，自动入篮等动作。完全实现硅片插片的基本去手工化工作，除去上下物料外，无需手工在逐片操作合格品NG品插片機工藝示意圖：插片機工藝簡介視覺檢測一般要求：1.檢測硅片殘缺，2.能檢測出2X2mm大小的邊緣破損設備特點71、自動化分片自動化、傳送自動化、入花籃自動化、取卸籃自動化2、高速處理矽片分離1秒一片。（市政用水即可，無特殊要求）3、對矽片無損傷分片剝離通過噴流和吸附帶的組合進行全程傳輸過程無硬物接觸，安全入籃。4、缺陷監測專業的碎片和疊片檢測系統5、對應生產線自動化可以實現分片後和自動清洗機的無縫連全自動插片機设备特点：設備外觀8電氣控制原理圖DOP-B10VS511VGADMV1000-80GXCDVP-28SV211T外部IODMV1000-CDA30GSDMV1000-P1024DMV-LRDR070035P1394A光電傳感器解决方案10DMV主機PLC主機攝像機光源分片機構傳送機構光電傳感器破片檢測整體解決方案示意圖：電氣控制原理圖11名稱型號數量

備注PLC主機DVP-28SV211T128點主機人機DOP-B10VS5111带VGA接口10寸觸摸屏視覺DMV1000-80GXC1機器視覺控制器CCD相機DMV-CDA30GS130萬像素灰階CCD相機手柄DMV1000-KEY1視覺操作手柄鏡頭DMV-L08MC1CCTV工業相機鏡頭系統配置：解决方案物距（WD）120mm视野（FOV）Horizontal12mmVertical10mm視野(FieldofView)(FOV)當CCD搭配鏡頭後，影像實際所成像的大小，而此成像的大小和CCD攝影機尺寸有關。檢測精度的計算：如，已知1：80萬圖元分別率1024X768

已知2：FOV約10mmX8mm則檢測精度即每個圖元點的實際大小為：10mm/1024=0.01mm物距(WorkingDistance)(WD)鏡頭前端到檢測物之間的距離，單位mm如：物距120mm13台達DMV1000視覺控制器檢測功能：●面積測量●邊緣位置●邊緣計數●邊緣寬度●邊緣節距●邊形比對●邊緣角度●斑點偵測●影像强度●污點檢測●邊緣追踪●寬度追踪解决方案14(Dis.=800)●边缘宽度边缘宽度为将侦测到的边缘，以内缘或外缘方式选择量测方式以取得尺寸。若量测的边缘宽度尺寸符合设定的限制范围时，检测结果判定为OK。反之量测尺寸未符合设定的限制范围时，其判定结果为NG。

本案中边缘宽度用于尺寸校准解决方案15●邊型匹配边形比对功能为在设定的允许搜寻范围中寻找默认的样本影像，并输出搜寻样本位置的X坐标、Y坐标及θ旋转角度的结果内容。一般对于待测物位置有偏移的情形下，建议先执行边形比对功能后，再将X、Y、θ结果提供给后续其他检测做定位参考之用以校正偏移本案用於定位，目的抓取硅片位置视野范围(FOV)搜索区域搜索样本解决方案16●邊緣追蹤边缘追踪为侦测灰阶影像明暗变化量是否符合设定门坎值，当符合门坎范围时，即认定所侦测到的所有点为边缘追踪之结果，并计算取得所有侦测到的点之X-Y坐标值，并在检测结果的画面上显示找到的最大以及最小之边缘坐标。本案用於硅片破損檢測

解决方案17缺損檢測方案分析：硅片破损一般分为两类：1.一种面积很大，但深度较浅，【边缘追踪】中参数【RD】表示破损总面积；2.一种面积不大，但深度较深，【边缘追踪】中参数【CRU】表示最大破损深度；面积缺损深度缺损深度CRU拟合直线面积：白色像素数量RD检测要求：关键指标，能檢測出2X2mm大小的邊緣破損解决方案18搜索区域定位分析：实际检测中，由于流水线，硅片到达视觉检测位置会出现上下、左右及角度的偏移，需要通过【边型匹配】对硅片进行补正搜索样本競爭信息19邦納P4系列視覺方案：方案分析：1.采用背光打光，硅片成像清晰，但碎片跌落造成干擾2.僅採用【面積】方式檢測，造成破片深度不能檢測，硅片旋轉檢測不穩定可以檢測誤檢率高誤檢率高競爭信息20檢測方案對比：邦納台達價格高低方案背光不符合客戶安裝要求，現場有水，光源不適合長期浸泡，防水光源成本高採用直射光打光，客戶自己購買成本非常低服務反應慢，服務不及時，耽誤客戶進度保姆式服務產品功能無合適的檢測工具，造成誤檢率高【邊緣追蹤】合適的檢測工具，解决方案21

方案设定：分为两步：尺寸校准，采用【边缘宽度】测量硅片的宽度，结合硅片实际宽度计算像素与实际距离的比例关系,将其写入【計算器】，共检测程序调用2.硅片破损检测，先用【边型匹配】对硅片进行定位，再分别以4个【边缘追踪】功能测量边缘是否有破损調試步驟-摄像机设定

22定義快門速度圖像亮度圖像增益

【攝像機】設定

解决方案23

檢測功能排序及設定設定

調試步驟

24硅片寬度335Pix，實際寬度156mm，通過計算得出比例係數335/156=2.33則面積比例係數為5.42【邊緣寬度】參數設定

調試步驟

25與樣本輪廓的相似度硅片最大偏轉角度查找算法選擇最粗略，速度快【邊型匹配】參數設定

解决方案邊緣查找方向，從右到左邊緣查找極性：從暗到亮

【邊緣追蹤】參數設定

解决方案X軸、Y軸及角度的定位基準參照【邊型匹配】

【邊緣追蹤】參數設定

解决方案28

【計算器】設定：對每個硅片邊緣的破損深度和破損面積進行上下限設定

解决方案鍵入比例係數：深度係數鍵入比例係數：面積係數

【計算器】設定

解决方案破損深度比例係數破損面積比例係數L1邊緣破損深度值，單位mmL1邊緣破損面積值，單位mmL2邊緣破損深度值，單位mmL2邊緣破損面積值，單位mmL3邊緣破損深度值，單位mmL3邊緣破損面積值，單位mm

【計算器】設定

解决方案破損深度值，單位Pix破損面積值，單位（個）破損面積值，單位（個）破損面積值，單位（個）深度比例係數面積比例係數面積下限值面積上限值深度下限值深度上限值解决方案32對硅片四個邊緣是否有破損進行綜合判斷

【判斷器】設定

解决方案33硅片四個邊緣是否有破損

【判斷器】

四個邊是否有面積破損和深度破損L1L2L3L4解决方案34检测结果：常見故障解决辦法

35Q1，相機成像模糊?答：1，傳感器沒有觸發；----請檢查傳感器是否工作正常；2，相機觸發輸入接綫异常；----確保接綫正確以及牢固；Q3，出現誤判？答：1，産品規格不一致；----請重新截圖設置；2，DMV主機無輸出；------請確保主機輸出I/O和設置完好；3，定位工具抓不到矽片；----調整感測器位置；Q2，相機不拍攝,無法更新圖像