專利名稱：瑕疵檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，更詳而言之，是涉及一種利用時(shí)頻分析法來對晶硅產(chǎn)品進(jìn)行碎裂瑕疵檢測的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在太陽能板等晶硅產(chǎn)品的制作工藝檢測過程中，最重要的就是要快速且正確地檢測出具有碎裂瑕疵的產(chǎn)品并將其排除，以維持產(chǎn)品的良率及可靠度。而碎裂瑕疵分為可由肉眼辨識(shí)出的外部碎裂瑕疵及無法由肉眼辨識(shí)出的內(nèi)部碎裂瑕疵，而檢測過程的重點(diǎn)往往在于如何即時(shí)地檢測出具有內(nèi)部碎裂瑕疵的產(chǎn)品。如第M350015號中國臺(tái)灣公告專利所揭示，為一種光致電元件檢測裝置，其可通過解析光致電元件激發(fā)的聲波信號在頻域中的頻譜圖，來檢測出例如為太陽能板的光致電元件中是否具有碎裂瑕疵。惟，該光致電元件檢測裝置通過共振的方式來使光致電元件上的裂縫激發(fā)出聲波信號，但一般而言，通過共振方式不易使無法由肉眼辨識(shí)出的內(nèi)部碎裂瑕疵激發(fā)出聲波信號，因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該光致電元件檢測裝置通常無法檢測出具有內(nèi)部碎裂瑕疵的太陽能板。再者，前述的光致電元件檢測裝置還必須搭配預(yù)存有標(biāo)準(zhǔn)聲波信號的頻譜圖的數(shù)據(jù)庫始可進(jìn)行后續(xù)的分析和檢測，額外增加了使用者的負(fù)擔(dān)。此外，僅針對聲波信號在頻域中的頻譜圖進(jìn)行分析所做出的檢測結(jié)果，其準(zhǔn)確度往往不足，以致無法有效地檢測出具有外部或內(nèi)部碎裂瑕疵的太陽能板。另外，第20050097961A1號及第20060062403A1號美國公開公報(bào)，也揭示了一種檢
測技術(shù)，詳而言之，是對例如為太陽能板的待測基板所激發(fā)出的聲波信號進(jìn)行頻域分析，以通過該聲波信號在頻域中的頻譜圖檢測出太陽能板中是否具有碎裂瑕疵。然而，上述背景技術(shù)所揭示的檢測技術(shù)是通過直接敲擊待測基板的方式來令其激發(fā)出聲波信號，往往會(huì)因操作不當(dāng)?shù)纫蛩囟鴮Υ郎y基板造成損傷。再者，上開檢測方法也須搭配預(yù)存有標(biāo)準(zhǔn)聲波信號的頻譜圖的數(shù)據(jù)庫，同樣會(huì)增加使用者的負(fù)擔(dān)。此外，由于上開檢測方法也僅針對聲波信號在頻域中的頻譜圖進(jìn)行分析，故，仍然無法提供準(zhǔn)確度較高的檢測結(jié)果。而關(guān)于第4603584號美國公告專利所揭示的檢測技術(shù)，由于仍僅限于對聲波信號在頻域中的頻譜圖進(jìn)行分析，因此還是無法提供準(zhǔn)確度較高的檢測結(jié)果。有鑒于此，如何提供一種用于檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，除了肉眼可辨識(shí)出的外部碎裂瑕疵外，更能精確地檢測出無法由肉眼辨識(shí)出的內(nèi)裂瑕疵，同時(shí)，也不會(huì)對待測的晶硅產(chǎn)品造成任何不當(dāng)?shù)膿p傷，也不會(huì)增加使用者的負(fù)擔(dān)，亟為各界所急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，以同時(shí)精確地檢測出能為肉眼辨識(shí)出的外部碎裂瑕疵，以及無法由肉眼辨識(shí)出的內(nèi)裂瑕疵。為達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種用以檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵檢測系統(tǒng)，包括固定裝置、微振動(dòng)激發(fā)裝置、擷取裝置、及分析檢測裝置，其中，該固定裝置用以固定該晶硅產(chǎn)品，該微振動(dòng)激發(fā)裝置用以令該固定裝置所固定的晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)，進(jìn)而使該固定裝置所固定的晶硅產(chǎn)品發(fā)出激發(fā)信號，該擷取裝置用以擷取該激發(fā)信號，而該分析檢測裝置用以通過特定的分析法對擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析以產(chǎn)生分析結(jié)果。本發(fā)明所提供的用以檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵檢測方法，包括以下步驟(1)令該晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)，以使其發(fā)出激發(fā)信號；( 擷取該晶硅產(chǎn)品所發(fā)出的該激發(fā)信號；以及 (3)通過特定的分析法對所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析，以得到分析結(jié)果。綜上所述，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，先使晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)以產(chǎn)生激發(fā)信號，接著再擷取該激發(fā)信號，以通過特定的分析法對該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析以得到分析結(jié)果，進(jìn)而依據(jù)該分析結(jié)果檢測出該晶硅產(chǎn)品(例如瑕疵大小、瑕疵位置、瑕疵數(shù)量及/ 或瑕疵走向等)的瑕疵狀態(tài)。除了可精確地檢測出晶硅產(chǎn)品的外部碎裂瑕疵以及內(nèi)裂瑕疵外，也不會(huì)對待測的晶硅產(chǎn)品造成任何不當(dāng)?shù)膿p傷，也不會(huì)增加使用者的負(fù)擔(dān)。


圖IA為本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)的基本架構(gòu)圖；圖IB為圖IA所示的系統(tǒng)一實(shí)施例的局部示意圖；圖IC為圖IA所示的系統(tǒng)另一實(shí)施例的局部示意圖；圖ID為圖IA所示的系統(tǒng)又一實(shí)施例的局部示意圖；圖IE為圖IA所示的系統(tǒng)再一實(shí)施例的局部示意圖；圖2A至圖2C分別為本發(fā)明的分析檢測裝置對未具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品所作出的典型時(shí)域信號圖、頻域信號圖、及時(shí)頻信號能量分布圖；圖2D至圖2F分別為本發(fā)明的分析檢測裝置對具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品所作出的典型時(shí)域信號圖、頻域信號圖、及時(shí)頻信號能量分布圖；圖3為本發(fā)明的分析檢測裝置對具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品的時(shí)頻信號能量分布圖進(jìn)行特征化后所得到的典型能量網(wǎng)格圖；圖4A為圖IA至圖IE的固定裝置及晶硅產(chǎn)品在一實(shí)施態(tài)樣中的俯視圖；圖4B為圖IA至圖IE的固定裝置及晶硅產(chǎn)品在另一實(shí)施態(tài)樣中的俯視圖；以及圖5為本發(fā)明的瑕疵檢測方法的步驟流程圖。主要元件符號說明1瑕疵檢測系統(tǒng)10固定裝置
100夾置件11微振動(dòng)激發(fā)裝置12擷取裝置13隔離裝置14分析檢測裝置15顯示裝置B晶硅產(chǎn)品Bl內(nèi)部裂痕
C能量網(wǎng)格圖C1、C2、C3 區(qū)域Sl S4 步驟W脈沖突波
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明也可通過其他不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。請同時(shí)參閱圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E，其繪示本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)的基本架構(gòu)圖，如圖所示，瑕疵檢測系統(tǒng)1包括固定裝置10、微振動(dòng)激發(fā)裝置11、擷取裝置12、隔離裝置13、分析檢測裝置14、及顯示裝置15。固定裝置10用以固定例如為多晶硅薄型基板或單晶硅薄型基板的晶硅產(chǎn)品B。在圖IA至圖IC所示的實(shí)施例中，固定裝置10具有一個(gè)或多個(gè)可彈性擺動(dòng)的夾置件100，以通過該夾置件100夾置晶硅產(chǎn)品B的邊緣部位，進(jìn)而達(dá)到固定的效果，而晶硅產(chǎn)品B可為太陽能板。另外，固定裝置10也可設(shè)計(jì)為具有吸附件(未圖示)的真空吸引裝置，而其實(shí)施方式即如圖ID及圖IE所示，用以吸引并固定住晶硅產(chǎn)品B。當(dāng)然，也可隨使用者的需求將夾置件100及吸附件予以整合。微振動(dòng)激發(fā)裝置11用以令固定裝置10所固定的晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生微振動(dòng)，進(jìn)而使晶硅產(chǎn)品B得以通過微振動(dòng)發(fā)出激發(fā)信號。在本實(shí)施例中，微振動(dòng)激發(fā)裝置11可為接觸式的敲擊器，或者是為非接觸式的氣動(dòng)噴嘴、超音波產(chǎn)生器及/或聲波共鳴器。再者，微振動(dòng)激發(fā)裝置11的輸出功率可隨著晶硅產(chǎn)品B的規(guī)格而有所調(diào)整，亦即，可隨著待測的晶硅產(chǎn)品B的結(jié)構(gòu)特征調(diào)整適當(dāng)?shù)妮敵龉β?，避免晶硅產(chǎn)品B在微振動(dòng)的過程中，因功率過大而對晶硅產(chǎn)品B造成不當(dāng)?shù)膿p傷(例如破片)。其次，微振動(dòng)激發(fā)裝置11還可使晶硅產(chǎn)品B 產(chǎn)生一次以上不同方向的微振動(dòng)，而晶硅產(chǎn)品B發(fā)出的激發(fā)信號，為微振動(dòng)信號，如聲波信號。值得注意的是，微振動(dòng)激發(fā)裝置11的數(shù)量、設(shè)置方位、及致動(dòng)方式，皆可隨著不同的需求予以改變。舉例而言，可如圖1A、圖1D、圖IE所示般，僅設(shè)置單一個(gè)微振動(dòng)激發(fā)裝置 11于晶硅產(chǎn)品B的垂直側(cè)；也可如圖IC所示般，僅設(shè)置單一個(gè)微振動(dòng)激發(fā)裝置11于晶硅產(chǎn)品B的水平側(cè)；當(dāng)然，也可如圖IB所示般，以陣列形式同時(shí)設(shè)置多個(gè)微振動(dòng)激發(fā)裝置11， 并依序致動(dòng)陣列中不同的微振動(dòng)激發(fā)裝置11。擷取裝置12用以擷取晶硅產(chǎn)品B通過微振動(dòng)激發(fā)裝置11所發(fā)出的激發(fā)信號，在本實(shí)施例中，擷取裝置12可為具備有相關(guān)的信號放大電路及濾波電路的工業(yè)專用麥克風(fēng)或噪音計(jì)。另外，擷取裝置12尚可包含有記錄功能，由此清晰地重現(xiàn)晶硅產(chǎn)品B所發(fā)出的所有微振動(dòng)信號。隔離裝置13可與擷取裝置12相連接，用以將固定裝置10、微振動(dòng)激發(fā)裝置11及擷取裝置12與外部環(huán)境隔離，使擷取裝置12得以在無干擾或低干擾的環(huán)境中擷取晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生的激發(fā)信號。在本實(shí)施例中，隔離裝置13可將固定裝置10、微振動(dòng)激發(fā)裝置11及擷取裝置12隔離，達(dá)成隔音效果。分析檢測裝置14用以通過特定的分析法對擷取裝置12擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析，以產(chǎn)生該激發(fā)信號在時(shí)域及頻域下的分析結(jié)果，并依據(jù)該分析結(jié)果對晶硅產(chǎn)品B進(jìn)行檢測，以檢測出晶硅產(chǎn)品B的瑕疵狀態(tài)。在本實(shí)施例中，分析檢測裝置14可為具有分析演算功能的智慧型處理設(shè)備，且包含用以記錄擷取裝置12擷取的激發(fā)信號及/或分析檢測裝置14所作出的分析結(jié)果的記錄模塊(未圖示)。再者，在本實(shí)施例中，分析檢測裝置14 可選擇性地通過短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法及/或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換法來對擷取裝置12擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合性分析，以得到該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，由此，分析檢測裝置14即可進(jìn)一步特征化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，并再通過人工智能算法(例如類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及/或支持向量機(jī))對特征化后的變化結(jié)果進(jìn)行分析，以檢測出晶硅產(chǎn)品B的各種瑕疵情形，像是外部碎裂瑕疵或內(nèi)部碎裂瑕疵，或是判斷晶硅產(chǎn)品B的瑕疵大小、瑕疵位置、瑕疵數(shù)量或及/或瑕疵走向。而顯示裝置15，用以選擇性地顯示分析檢測裝置14所產(chǎn)生的分析結(jié)果或所檢測出的瑕疵情形。在本實(shí)施例中，顯示裝置15可為液晶熒幕。需提出說明的是，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)1可依據(jù)使用者的預(yù)算、需求或?qū)嵤┉h(huán)境選擇性地設(shè)置或不設(shè)置隔離裝置13及顯示裝置15，換言之，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)1僅設(shè)置固定裝置10、微振動(dòng)激發(fā)裝置11、擷取裝置12、及分析檢測裝置14即可運(yùn)作。而為了清楚說明前述分析檢測裝置14所進(jìn)行的分析、檢測作動(dòng)，請同時(shí)參閱圖2A 至圖2F，其中，圖2A繪示分析檢測裝置14對未具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品作出分析后得到的典型時(shí)域信號圖，圖2B為其頻域信號圖，圖2C為其時(shí)頻信號能量分布圖；而圖2D繪示分析檢測裝置14對具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品作出分析后得到的典型時(shí)域信號圖，圖2E為其頻域信號圖，圖2F為其時(shí)頻信號能量分布圖。假設(shè)晶硅產(chǎn)品B為不具有碎裂瑕疵的產(chǎn)品，當(dāng)微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B發(fā)出激發(fā)信號后，擷取裝置12會(huì)擷取該激發(fā)信號以供分析檢測裝置14對該激發(fā)信號進(jìn)行分析運(yùn)算，此時(shí)，分析檢測裝置14即會(huì)先運(yùn)算出如圖2A的時(shí)域信號圖及圖2B的頻域信號圖， 爾后，分析檢測裝置14即利用短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法、及/或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換法對該時(shí)域信號圖及該頻域信號圖進(jìn)行綜合性的分析，以得到如圖2C所示的時(shí)頻信號能量分布圖。另外，假設(shè)晶硅產(chǎn)品B為具有碎裂瑕疵的產(chǎn)品，當(dāng)微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B 激發(fā)出激發(fā)信號后，擷取裝置12同樣地會(huì)擷取該激發(fā)信號以供分析檢測裝置14對該激發(fā)信號進(jìn)行分析運(yùn)算，而分析檢測裝置14會(huì)先運(yùn)算出如圖2D所示的時(shí)域信號圖及圖2E的頻域信號圖，爾后，分析檢測裝置14會(huì)再利用短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法及/或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換法對該時(shí)域信號圖及該頻域信號圖進(jìn)行綜合性的分析，以得到如圖2F所示的時(shí)頻信號能量分布圖。比較圖2C與圖2F的時(shí)頻信號能量分布圖，分析檢測裝置14對具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品B進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合分析后所得到的時(shí)頻信號能量分布圖(圖2F)，具有一個(gè)或數(shù)個(gè)脈沖突波W，而不具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品B的時(shí)頻信號能量分布圖(圖2C)，則不會(huì)具有任何脈沖突波W，因此，分析檢測裝置14可利用人工智能算法判斷出所得到的頻信號能量分布圖中是否具有脈沖突波W，并以此作為檢測晶硅產(chǎn)品B的瑕疵情形的依據(jù)。
申言之，分析檢測裝置14尚可以網(wǎng)格化的方式特征化所運(yùn)算出的激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，再通過類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及/或支持向量機(jī)等人工智能算法檢測經(jīng)特征化后的變化結(jié)果，以進(jìn)一步提升檢測的精確度及效率。以圖2F所示的時(shí)頻信號能量分布圖為例，分析檢測裝置14可先將該時(shí)頻信號能量分布圖以網(wǎng)格化的方式特征化為如圖3 所示的能量網(wǎng)格圖C，而由于能量網(wǎng)格圖C中的區(qū)域C1、C2可表示有能量集中，能量網(wǎng)格圖 C中的多個(gè)區(qū)域C3可表示無能量集中，因此，分析檢測裝置14通過人工智能算法自動(dòng)地從能量網(wǎng)格圖C的能量分布情形，精準(zhǔn)、快速地檢測出晶硅產(chǎn)品B為具有碎裂瑕疵的產(chǎn)品。另外，由于能量網(wǎng)格圖C中的區(qū)域Cl、C2的密集度可代表能量量化的程度，因此，也可由此檢測出產(chǎn)品的碎裂瑕疵程度，而區(qū)域C3的數(shù)目可隨預(yù)設(shè)的分辨率而有所調(diào)整，并不以圖中所示的數(shù)目為限。需補(bǔ)充說明的是，脈沖突波W的數(shù)量，隨著晶硅產(chǎn)品B發(fā)出激發(fā)信號的次數(shù)而變更，而激發(fā)信號的次數(shù)隨著微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生微振動(dòng)的次數(shù)而定，亦即， 脈沖突波W的數(shù)量可隨著使用者對微振動(dòng)激發(fā)裝置11的設(shè)定有所變更，且脈沖突波W為一種暫態(tài)特征。此外，由圖2B及圖2E的頻域信號圖的內(nèi)容即可得知，不論晶硅產(chǎn)品B是否具有碎裂瑕疵，其頻域信號的差異性并不明顯，因此，一般僅通過分析聲波信號在頻域中的頻譜圖的現(xiàn)有技術(shù)，并無法得到精確的分析結(jié)果。實(shí)際實(shí)施時(shí)，分析檢測裝置14是否得以有效地檢測出晶硅產(chǎn)品B的瑕疵狀態(tài)，部分取決于微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生的微振動(dòng)，是否順向于晶硅產(chǎn)品B中碎裂瑕疵的方向紋理，以令具有碎裂瑕疵的晶硅產(chǎn)品B順利地發(fā)出激發(fā)信號。在此考量下，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)1可選擇性地設(shè)置有用以對固定裝置10進(jìn)行方向變換的轉(zhuǎn)向裝置(未圖示)，且本發(fā)明的微振動(dòng)激發(fā)裝置11，可設(shè)定為于預(yù)定的時(shí)間(例如7秒)，令固定裝置10 固定的晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生多次微振動(dòng)(例如5次)，由此，假設(shè)待測的晶硅產(chǎn)品B為具有碎裂瑕疵的產(chǎn)品，在微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生的多次微振動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)向裝置會(huì)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)固定裝置10的方向，以使多次微振動(dòng)中至少會(huì)有一次的方向順向于碎裂瑕疵的方向紋理，據(jù)此提升檢測的精確度。為了清楚說明對固定裝置10進(jìn)行方向變換的實(shí)施態(tài)樣，請一并參閱圖1A、圖4A及圖4B，其中，圖4A繪示固定裝置10的夾置件100夾置于晶硅產(chǎn)品B的較短邊的俯視圖，而圖4B繪示固定裝置10的夾置件100夾置于晶硅產(chǎn)品B的較長邊的俯視圖。如圖所示，晶硅產(chǎn)品B中具有一方向紋理趨近平行于晶硅產(chǎn)品B較短邊的內(nèi)部裂痕Bi，因此，在微振動(dòng)激發(fā)裝置11令晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生多次微振動(dòng)的過程中，轉(zhuǎn)向裝置即可令該固定裝置10依序進(jìn)行方向變換，亦即，令固定裝置10的夾置件100輪流固定住晶硅產(chǎn)品 B的較短邊(圖4A)及較長邊(圖4B)，由此保證多次微振動(dòng)過程中必定會(huì)有一次的方向順向于內(nèi)部裂痕Bi。需補(bǔ)充的是，前述的轉(zhuǎn)向裝置除了設(shè)計(jì)為用以對固定裝置10進(jìn)行方向變換之外， 也可設(shè)計(jì)為用以對微振動(dòng)激發(fā)裝置11進(jìn)行方向的變換，換言之，微振動(dòng)激發(fā)裝置11可在令晶硅產(chǎn)品B產(chǎn)生多次微振動(dòng)的過程中，同步或非同步地通過轉(zhuǎn)向裝置變換不同的設(shè)置方向，以提升檢測的精確度。其次，在本發(fā)明的固定裝置10為真空吸引裝置時(shí)，如圖ID及圖IE所示，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置即可用以令為真空吸引裝置的固定裝置10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此進(jìn)行方向變換。
請參閱圖5，繪示本發(fā)明用以檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵檢測方法的步驟流程圖。在步驟Sl中，令晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)，以使其發(fā)出激發(fā)信號，接著進(jìn)至步驟S2。在本實(shí)施例中，尚可令晶硅產(chǎn)品在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一次以上不同方向的微振動(dòng)，以使該晶硅產(chǎn)品在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)出多次激發(fā)信號。在步驟S2中，擷取該激發(fā)信號，接著進(jìn)至步驟S3。在本實(shí)施中，可通過包含有信號放大電路及濾波電路的工業(yè)專用麥克風(fēng)擷取該激發(fā)信號，同時(shí)，可在執(zhí)行步驟S2時(shí)，一并地記錄擷取到的激發(fā)信號。在步驟S3中，通過特定的分析法對擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析，以得到分析結(jié)果，接著進(jìn)至步驟S4。在本實(shí)施例中，可通過短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法及/或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換法對擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合性分析，以得到該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果。在步驟S4中，以步驟S3中的分析結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)一步檢測出該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。在本實(shí)施例的一實(shí)施態(tài)樣，步驟S4可先以例如網(wǎng)格化的方式特征化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，再通過人工智能算法對特征化后的變化結(jié)果進(jìn)行分析，以檢測出晶硅產(chǎn)品的瑕疵情形，亦即，步驟S4可通過相關(guān)的智慧型運(yùn)算處理設(shè)備，先網(wǎng)格化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，再通過類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及/或支持向量機(jī)對網(wǎng)格化后的變化結(jié)果進(jìn)行分析，以判斷該晶硅產(chǎn)品的瑕疵情形。而于本實(shí)施例的另一實(shí)施態(tài)樣，步驟S4也以該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果中，是否出現(xiàn)有相關(guān)的脈沖突波為依據(jù)，并以人工目測的分析方式檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵情形，換言之，可通過人工目測的方式，判斷該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果中是否出現(xiàn)相關(guān)的脈沖突波，而在發(fā)現(xiàn)脈沖突波時(shí)，即可進(jìn)一步判斷晶硅產(chǎn)品具有碎裂瑕疵。另外，本發(fā)明的瑕疵檢測方法在執(zhí)行完步驟S4后，可繼續(xù)執(zhí)行步驟S5(未圖示)， 該步驟S5為將步驟S4中所檢測出的瑕疵情形予以顯示，由此提供予相關(guān)的檢測人員進(jìn)行觀測。而依據(jù)檢測人員的需求，本發(fā)明的瑕疵檢測方法也可僅執(zhí)行步驟Sl至步驟S3。而本發(fā)明所述的短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法、及希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換的詳細(xì)運(yùn)算方法，可分別參酌于The Royal Society發(fā)表的論文“The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis" ；IOPscience ^"Misalignment diagnosis of rotating machinery through vibration analysis via the hybrid EEMD and EMD approach"； 及于 ScienceDirect 發(fā)表的論文“Vibration analysis of a cracked rotor using Hilbert-Huang transform，，。綜上所述，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，以微振動(dòng)激發(fā)裝置使晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)而產(chǎn)生激發(fā)信號，接著再利用擷取裝置擷取該激發(fā)信號，以令分析檢測裝置通過特定的分析法對該擷取裝置擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析以得到分析結(jié)果，進(jìn)而令該分析檢測裝置依據(jù)該分析結(jié)果檢測出發(fā)出激發(fā)信號的晶硅產(chǎn)品的瑕疵情形。由此，本發(fā)明的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，可同時(shí)、精確地檢測出晶硅產(chǎn)品的外部碎裂瑕疵及內(nèi)裂瑕疵外，且不會(huì)對待測的晶硅產(chǎn)品造成任何不當(dāng)?shù)膿p傷，也不需要增設(shè)額外的數(shù)據(jù)庫，減輕使用者的生產(chǎn)成本。
以上所述的實(shí)施例，僅用以說明本發(fā)明的特點(diǎn)及功效，而非用以限定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容廣義地定義于下述的權(quán)利要求中，任何他人所完成的技術(shù)實(shí)體或方法，若與下述的權(quán)利要求定義者為完全相同、或是一種等效的變更，均將被視為涵蓋于此專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種瑕疵檢測方法，用以檢測晶硅產(chǎn)品，包括以下步驟(1)令該晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)以發(fā)出激發(fā)信號；(2)擷取該該晶硅產(chǎn)品所發(fā)出的激發(fā)信號；以及(3)通過特定的分析法對所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析，以得到分析結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的瑕疵檢測方法，包括步驟G)，是依據(jù)該分析結(jié)果檢測該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的瑕疵檢測方法，其中，步驟(1)是令該晶硅產(chǎn)品在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一次以上不同方向的微振動(dòng)，以使該晶硅產(chǎn)品在該預(yù)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生激發(fā)信號。
4.如權(quán)利要求1所述的瑕疵檢測方法，其中，步驟( 包括記錄所擷取的該激發(fā)信號的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的瑕疵檢測方法，其中，步驟(3)通過短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換對所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合性分析，以得到該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果。
6.如權(quán)利要求2所述的瑕疵檢測方法，其中，步驟(3)通過短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換對所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合性分析，以得到該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果；而步驟(4)是依據(jù)該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果中是否出現(xiàn)脈沖突波，而判斷該晶硅產(chǎn)品的瑕疵大小、瑕疵位置、瑕疵數(shù)量及/或瑕疵走向。
7.如權(quán)利要求6所述的瑕疵檢測方法，其中，步驟(4)是特征化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，并通過人工智能算法分析該變化結(jié)果以檢測出該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的瑕疵檢測方法，其中，特征化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果的步驟，是指網(wǎng)格化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果。
9.如權(quán)利要求2所述的瑕疵檢測方法，包括步驟(5)，是利用特定裝置顯示該瑕疵狀態(tài)。
10.一種瑕疵檢測系統(tǒng)，用以檢測晶硅產(chǎn)品，包括 固定裝置，用以固定該晶硅產(chǎn)品；微振動(dòng)激發(fā)裝置，使該經(jīng)固定的晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生微振動(dòng)，進(jìn)而使該晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生激發(fā)信號；擷取裝置，用以擷取該激發(fā)信號；以及分析檢測裝置，用以通過特定的分析法對所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析以產(chǎn)生分析結(jié)果。
11.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，包括隔離裝置，用以隔離該固定裝置、該微振動(dòng)激發(fā)裝置以及該擷取裝置，以使該擷取裝置在無干擾或低干擾的環(huán)境中擷取該激發(fā)信號。
12.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，包括顯示裝置，用以顯示該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，包括用以對該固定裝置進(jìn)行方向變換的轉(zhuǎn)向裝置，其中，該微振動(dòng)激發(fā)裝置通過該轉(zhuǎn)換裝置在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)令該經(jīng)固定的晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生一次以上不同方向的微振動(dòng)，進(jìn)而發(fā)出激發(fā)信號。
14.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，包括用以對該微振動(dòng)激發(fā)裝置進(jìn)行方向變換的轉(zhuǎn)向裝置，其中，該微振動(dòng)激發(fā)裝置通過該轉(zhuǎn)換裝置在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)令該經(jīng)固定的晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生一次以上不同方向的微振動(dòng)，進(jìn)而發(fā)出激發(fā)信號。
15.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該分析檢測裝置包含記錄模塊，用以記錄該擷取裝置所擷取的該激發(fā)信號及/或該分析檢測裝置所產(chǎn)生的分析結(jié)果。
16.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該分析檢測裝置通過短時(shí)傅立葉轉(zhuǎn)換法、連續(xù)小波轉(zhuǎn)換法或希爾伯特-黃轉(zhuǎn)換法對該擷取裝置所擷取的該激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)域及頻域的綜合性分析，以得到該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果。
17.如權(quán)利要求16所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該分析檢測裝置通過網(wǎng)格化的方式特征化該激發(fā)信號的時(shí)間、頻率與能量的變化結(jié)果，以通過人工智能算法分析該變化結(jié)果以檢測出該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
18.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該固定裝置包含夾置件及/或吸附件， 以通過該夾置件及/或吸附件固定該晶硅產(chǎn)品。
19.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該微振動(dòng)激發(fā)裝置為氣動(dòng)噴嘴、超音波產(chǎn)生器及/或聲波共鳴器。
20.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該產(chǎn)品為薄型基板。
21.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該激發(fā)信號為振動(dòng)信號。
22.如權(quán)利要求10所述的瑕疵檢測系統(tǒng)，其中，該分析檢測裝置用以依據(jù)該分析結(jié)果檢測出該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用以檢測晶硅產(chǎn)品的瑕疵檢測系統(tǒng)及方法，其由微振動(dòng)激發(fā)裝置微振動(dòng)經(jīng)固定的晶硅產(chǎn)品，以使該晶硅產(chǎn)品產(chǎn)生激發(fā)信號；接著，利用擷取裝置擷取該激發(fā)信號，以令分析檢測裝置通過特定的分析法對該擷取裝置所擷取的激發(fā)信號進(jìn)行時(shí)頻分析進(jìn)而得到分析結(jié)果；最后，依據(jù)該分析結(jié)果檢測出該晶硅產(chǎn)品的瑕疵狀態(tài)。
文檔編號G01N29/34GK102346171SQ201010240499
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者劉彥辰, 吳建峰, 王俊杰, 蘇瑞堯, 鐘裕亮 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院