治具、检测装置及激光掺杂设备的制作方法

本实用新型涉及光伏产业硅片加工技术领域，特别是涉及一种治具、采用该治具的检测装置及激光掺杂设备。

背景技术：

硅片用作太阳能电池的衬底，由于大尺寸硅片在节约能源以及降低成本方面的优势，硅片尺寸逐步由166mm向180mm、210mm过渡。在过渡期间，硅片生产厂家要求加工设备能够兼容166mm到210mm范围内多种尺寸的硅片，现有治具无法满足该需求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有治具无法兼容不同尺寸硅片的问题，提供一种治具、检测装置及激光掺杂设备。

一种治具，包括：

支撑板，所述支撑板内形成有真空通路；及

透明盖板，设于所述支撑板上，所述透明盖板的横截面积大于所述支撑板的横截面积，所述透明盖板开设有若干吸附孔，所述吸附孔与所述真空通路相连通。

上述治具，在支撑板上方增设一个透明盖板，并将透明盖板的横截面尺寸设计为大于支撑板的横截面尺寸，可增强治具的适用性，使得该治具能够适用于固定不同尺寸的硅片。上述治具用于固定较小尺寸的硅片时，为方便成像，硅片的边缘稍微超出支撑板，换句话说，硅片的尺寸稍大于支撑板。当待加工硅片的尺寸远远超出支撑板的尺寸时，可通过透明盖板对硅片形成有效支撑，避免硅片在自身重力作用下产生裂纹。此外，透明盖板能够透过光线，因而不会对光源发出的光线形成遮挡而影响成像。

在其中一个实施例中，所述真空通路包括相互隔离的第一真空通路和第二真空通路，所述第二真空通路位于所述第一真空通路的外围。

在其中一个实施例中，所述透明盖板背离所述支撑板的一侧开设有若干吸附槽，所述吸附槽与所述吸附孔连通。

在其中一个实施例中，所述支撑板朝向所述透明盖板的表面开设有若干条形槽，所述条形槽连通于所述真空通路，并与所述吸附孔相连通。

在其中一个实施例中，所述透明盖板开设有阶梯槽，所述治具还包括连接件，所述连接件穿设于所述阶梯槽，并连接于所述支撑板。

在其中一个实施例中，所述治具还包括垫片，所述垫片设于所述连接件和所述透明盖板之间。

在其中一个实施例中，所述治具还包括设于所述透明盖板和所述支撑板之间的粘接层。

在其中一个实施例中，所述治具还包括气阀，所述真空通路通过管路连接于抽真空装置，所述气阀设于所述管路上，用于控制所述管路的连通或断开。

一种检测装置，包括所述的治具，所述检测装置还包括光源和摄像单元，所述光源设于所述支撑板的底部，用于照亮放置于所述透明盖板上的工件，以便所述摄像单元获取所述工件的图像。

一种激光掺杂设备，包括所述的检测装置。

附图说明

图1为一实施例中检测装置的示意图；

图2为图1所示检测装置中治具和载台的结构示意图；

图3为一实施例中治具的结构示意图；

图4为图3所示治具的爆炸图；

图5为图4所示治具中支撑板的侧视图；

图6为图5所示支撑板沿a-a线的剖视图；

图7为图4所示治具中透明盖板的俯视图。

如下具体实施方法将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

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，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

多晶硅片或单晶硅片是光伏产业链中太阳能电池生产的基板材料，近年光伏产业的迅猛发展极大促进了硅片制造技术和装备的飞速发展。采用激光掺杂技术对硅片进行处理以形成se结构(selectiveemitter，选择性发射极)，是提高太阳能电池转换效率的重要手段。

本实用新型一实施例提供了一种激光掺杂设备，用于对硅片进行激光掺杂处理。

前述激光掺杂设备包括检测装置和激光掺杂装置。其中，检测装置用于获取待加工硅片的图像，以检测硅片的边角是否存在缺损、裂纹等缺陷并测量出硅片的尺寸。在进行激光掺杂操作前，检测硅片的边角是否存在缺陷，以及时剔除存在缺陷的硅片，避免其流入下一生产环节，从而提高最终产品良率。经检测合格的硅片被转移至激光掺杂装置，进行激光掺杂处理。此外，采用软件对硅片的图像进行分析处理，能够获取硅片的尺寸，以便于后续加工参数的设定。

请参阅图1，检测装置包括治具100、光源300及摄像单元400。光源300设于治具100的下方，光源300发出的光线能够从背面射向硅片，用于照亮放置于治具100上的硅片，以便摄像单元400获取硅片的图像。摄像单元400位于治具100的上方，可获取硅片的图像。可以理解的，光源300发出的光线能够透过治具100的边缘而射向硅片，即照亮硅片的周缘，由于硅片不透光，被硅片遮挡的区域和周边区域存在明显的分界线，从而摄像单元400获取的硅片图像能够清晰显示出存在于硅片边角的缺陷。

在一些实施例中，请结合图2，检测装置还包括载台200和电机(图未示)，载台200能够在电机驱动下按节拍旋转。载台200包括本体210和设于本体210外周的多个支撑臂220，每一个支撑臂220上设置有一个治具100。在载台200的带动下，多个治具100可依次转动至不同工位，有利于实现自动化。设置多个治具100，使得不同工位的动作同步进行，有利于提高生产效率。例如，载台200旋转一定角度，使得其中一个治具100到达检测工位，检测装置对放置于治具100上的硅片进行检测，另一个治具100到达掺杂工位，激光掺杂装置对经检测合格的硅片进行激光掺杂处理，也就是说，检测动作和激光掺杂动作可同步进行，节约时间。

请参阅图3和图4，治具100包括支撑板10和透明盖板20。透明盖板20设于支撑板10上，进一步地，透明盖板20叠放于支撑板10，透明盖板20的横截面积大于支撑板10的横截面积。需要说明的是，透明盖板20的横截面与透明盖板20的厚度方向相垂直，类似地，支撑板10的横截面与支撑板10的厚度方向相垂直。

支撑板10内形成有真空通路11，透明盖板20开设有若干吸附孔21，吸附孔21与真空通路11相连通。真空通路11远离吸附孔21的一端连接至抽真空装置，将硅片放置于治具100上时，抽真空装置启动，将真空通路11内的空气抽走，使得真空通路11内形成真空。由于吸附孔21与真空通路11连通，吸附孔21内也形成真空，硅片上对应吸附孔21的区域两侧表面受到的气体压力大小不同，其中，硅片背离透明盖板20的一侧表面受到的大气压力较大，直观表现就是硅片被牢固吸附于透明盖板20上。总的来说，治具100起到固定硅片的作用，确保在检测过程以及加工过程中硅片的位置不会发生移动。

具体的，请结合图4、图5及图6，支撑板10呈平板状，真空通路11包括沿支撑板10厚度方向延伸的竖直部111和沿垂直于支撑板10厚度方向延伸的水平部112，竖直部111与透明盖板20上的吸附孔21对应设置，以实现真空通路11与吸附孔21的连通。水平部112与竖直部111相连通。此外，水平部112在平行于支撑板10上表面的方向贯通支撑板10的侧面，或者，在平行于支撑板10厚度方向贯通支撑板10的底面，在贯通处b、c设置有气管接头，以便与外部的抽真空装置连接。

为保证治具100的结构强度，支撑板10的材质采用铝或不锈钢中的一种，该类材质通常不透光。由于光源300位于支撑板10的底部，光源300发出的光线从支撑板10射向硅片，不透光的支撑板10尺寸应当小于硅片的尺寸，即硅片在支撑板10上表面的投影应当超出支撑板10上表面，以避免支撑板10遮挡射向硅片边缘的光线。进一步地，将透明盖板20的横截面尺寸设计为大于支撑板10的横截面尺寸，可增强本实用新型治具100的适用性，使得该治具100能够适用于固定尺寸较大的硅片。当待加工硅片的尺寸远远超出支撑板10的尺寸时，依然能够通过透明盖板20对硅片形成有效支撑，并且透明盖板20不会对光源300发出的光线形成遮挡而影响成像。

为方便理解技术方案，以适用于边长为166mm～210mm硅片的治具100为例进行说明，应当理解本实用新型的保护范围不限于此。支撑板10的尺寸小于166mm，透明盖板20的尺寸稍小于210mm。当将边长为166mm的硅片放置于治具100上时，从治具100下方可以观察到硅片的边缘露出于支撑板10，从而硅片的边缘可被位于治具100底部的光源300照亮，位于治具100上方的摄像单元400能够获取清晰的硅片图像。硅片的厚度仅为0.2毫米甚至0.15毫米以下，若不能提供足够的支撑，硅片在自身重力作用下可能发生破裂。当将边长为210mm的硅片放置于治具100上时，硅片的边缘稍微超出透明盖板20，确保透明盖板20对硅片形成有效支撑，且治具100的整体重量不会过大，能够随载台200高速旋转，最大程度地减轻电机的负载。

可以理解的，透明盖板20的材质可选用钢化玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(也称作亚克力或有机玻璃)。

支撑板10和透明盖板20的连接方式有多种。在一实施例中，请参阅图3或图4，采用连接件30将透明盖板20固定于支撑板10。具体的，透明盖板20开设有阶梯槽22，连接件30穿设于阶梯槽22，并连接于支撑板10。连接件30的端部容纳于阶梯槽22内，该种设置方式，可避免连接件30凸出于透明盖板20上表面，而导致硅片与透明盖板20无法完全贴合。可以理解的，为使支撑板10和透明盖板20连接更牢固，可在透明盖板20的对角开设两个阶梯槽22，或者在透明盖板20的四角分别开设四个阶梯槽22，并设置相应个数的连接件30以实现支撑板10和透明盖板20的连接。连接件30可以是螺钉或螺栓。

进一步地，请参阅图7，治具100还包括垫片31，垫片31设于连接件30和透明盖板20之间。由于透明盖板20具有一定的脆性，在连接件30和透明盖板20之间设置垫片31，垫片31能够起到缓冲作用，大大降低透明盖板20被压裂的概率。垫片31可采用橡胶或塑料等软性材料制成。

在另一实施例中，采用粘接剂将支撑板10和透明盖板20粘接到一起，即透明盖板20和支撑板10之间形成有粘接层。需要说明的是，粘接层应当避开吸附孔21所在区域，避免粘接剂进入吸附孔21而导致吸附孔21被堵塞。

在其他实施例中，还可以采用磁铁实现支撑板10和透明盖板20的连接。例如，在支撑板10固定若干第一磁铁，在透明盖板20的相应位置固定若干第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁的极性相反，相互之间具有磁性吸引力。在装配时，将支撑板10上的第一磁铁和透明盖板20上的第二磁铁对准，第一磁铁和第二磁铁之间的磁性吸引力使得支撑板10和透明盖板20相连接。

本实用新型治具100适用于不同尺寸硅片的吸附。当吸附尺寸较小的硅片时，透明盖板20上的部分吸附孔21会暴露于硅片外部，此时，为了避免出现真空泄露，需要遮盖住露出于硅片外部的吸附孔21，例如，在透明盖板20露出于硅片的区域放置遮挡片，遮挡片能够对该区域内的吸附孔21形成遮挡。也可采用胶带遮挡吸附孔21。

在一些实施例中，请参阅图6，为适应不同尺寸硅片的吸附固定，将支撑板10内的真空通路11区隔为第一真空通路11a和第二真空通路11b，第一真空通路11a和第二真空通路11b相互隔离。第二真空通路11b位于第一真空通路11a的外围，为便于理解，图6中用虚线框圈出第一真空通路11a，虚线框以外的部分为第二真空通路11b。

请结合图7，透明盖板20的上表面可划分为第一吸附区域20a和第二吸附区域20b。第一吸附区域20a位于透明盖板20的中部，为方便理解，图7中用虚线框圈出第一吸附区域20a，除第一吸附区域20a以外的部分为第二吸附区域20b。位于第一吸附区域20a内的吸附孔21与第一真空通路11a的竖直部111相连通，位于第二吸附区域20b内的吸附孔21与第二真空通路11b的竖直部111相连通。

当将尺寸最小的硅片放置于该治具100上时，其能够覆盖全部第一吸附区域20a和一小部分第二吸附区域20b，只需启动第一真空通路11a即可实现对硅片的吸附固定。而尺寸较大的硅片会超出第一吸附区域20a，并且覆盖较多的第二吸附区域20b，需要同时启动第一真空通路11a和第二真空通路11b。第一真空通路11a和第二真空通路11b可单独控制，以适应不同尺寸的硅片的吸附固定，避免吸附小尺寸硅片时启动整个真空通路11而造成真空泄露。需要说明的是，硅片尺寸较小时，仅能够覆盖部分第二吸附区域20b，此时，第二吸附区域20b内的吸附孔21暴露于硅片外部，为避免出现真空泄露，对该硅片进行吸附固定时，仅启动第一真空通路11a即可。

请参阅图4，支撑板10朝向透明盖板20的表面开设有若干条形槽12，条形槽12连通于真空通路11的竖直部111，并与吸附孔21相连通。

请参阅图7，透明盖板20背离支撑板10的一侧开设有若干吸附槽23，吸附槽23与吸附孔21连通。吸附槽23的设置，有利于增加真空吸附面积，提高对大尺寸硅片的稳定吸附效果，提高加工良率。

支撑板10和/或透明盖板20上设有若干镂空部，以减轻治具100的重量。

支撑板10上第一真空通路11a和第二真空通路11b与支撑板10的侧面或底面的贯通处b、c设置有气管接头，气管接头通过管路连接至抽真空装置。治具100还包括气阀，气阀设于管路上，用于控制管路的连通或断开。气阀具体可以是手动气阀或者电磁阀。

本实用新型治具100将透明盖板20的横截面尺寸设计为大于支撑板10的横截面尺寸，可增强本实用新型治具100的适用性，使得该治具100能够适用于固定不同尺寸的硅片。当待加工硅片的尺寸远远超出支撑板10的尺寸时，依然能够通过透明盖板20对硅片形成有效支撑，并且透明盖板20不会对光源300发出的光线形成遮挡而影响对硅片的检测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。