专利名称：一种硅片测厚仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械测量技术领域，特别是涉及一种用于硅片厚度测量的测厚仪。
技术背景众所周知，硅片的形状尺寸决定了太阳能电池片的形状尺寸。其中，硅片的厚薄及其均匀度在很大程度上影响着后续电池片的制造与组件的封装，对后期工序的碎片率更是影响重大。因此，硅片的厚度及其均匀性是衡量硅片品质的重要指标。现有技术中，硅片厚度的测量一般采用专门的硅片测厚仪完成。现有的硅片测厚仪通常包括测量平台和测量表，测量平台上连接有支架，支架上安装有测量表，该测量表的高度是可调的。通常情况下，硅片厚度的测量需要选取五个点，一般为硅片的四个角点及其中心点。测量表采用的是点接触测量，测量时，首先通过支架将测量表固定，然后将硅片测厚仪放置在水平的工作台上，打开测量表并进行置零校准；之后轻轻抬起测量表的探针，将待测的硅片放置在测量平台和探针之间；接着移动硅片，将其中心点放置在探针的正下方，并将探针压在该中心点上，此时测量表上的读数即为硅片中心点处的厚度。完成中心点的测量后，将探针轻轻抬起，移动硅片，按照上述方法完成硅片四个角点处厚度的测量。上述现有的硅片测厚仪存在以下问题由于硅片的厚度一般都在O. 18_左右，为保证硅片厚度测量的精度，硅片与测量平台之间要尽量实现无缝贴合，也就是说，硅片的底面与测量平台的支撑面之间基本上不存在间隙。但由于硅片与测量平台之间为面接触，两者之间的空气不能够完全排出，使得测量点处的硅片与测量平台之间的接触不完全，这就导致硅片厚度的测量值偏大；此外，有时还需要对经过预清洗的硅片厚度进行测量，而进行测量时的硅片粘附有很多的清洗液，这种情况下硅片与测量平台之间就会存在液体，进而导致测量结果的误差较大；这些液体对硅片的取放以及硅片移动都带来很大困难，加之硅片易碎，在测量或者移动的过程中，如果用力不当，很容易造成碎片或者增加后续加工中碎片的几率。可以采用以下办法解决上述问题在测量平台的中心位置设置凸起圆垫，该凸起圆垫的面积小于硅片的面积，测量时直接将硅片放置在所述凸起圆垫上，两者之间的空气就会从两者的接触边缘向外溢出，使得两者之间的接触更加紧密，减小对硅片厚度测量的影响。但是，采用上述方法，硅片与凸起圆垫之间的空气不能够有效的被排出，还有很大一部分的空气滞留在两者的接触面之间，进而导致厚度测量的结果偏大。由于支撑点的减少，必然引起测量硅片的微量变形，在导致厚度测量值偏大的同时也极大地增加了硅片碎片的可能性。因此，如何设置一种专门用于硅片厚度测量的测厚仪，以提高硅片厚度测量的精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种硅片测厚仪，以提高硅片厚度测量的精度和便捷性。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种硅片测厚仪，包括测量平台和支架，所述支架上设有用于测量硅片厚度的测量表，所述测量表与所述测量平台之间的距离可调，所述测量平台设有用于放置待测硅片的凸台，所述凸台的顶面具有凹陷结构。由于硅片厚度的测量采取的是选点测量的方式，为减小硅片与凸台顶面之间的空气间隙，本实用新型的凸台在其顶面设有凹陷结构，即使硅片与凸台的顶面之间存在空气，只要施加一个较小的力，该空气就能够在外力的挤压下排入所述凹陷结构内，进而通过所述凹陷结构排出或者储存在所述凹陷结构内，从而保证硅片与凸台顶面之间的零间隙接 触，此时测量表测出的数值即为硅片的真正厚度，保证测量结果不会偏大。此外，在硅片带有液体的情况下，所述凹陷结构还可以作为液体的容置空间，将液体储存在其内部或者向外排出，以降低液体对测量的影响，进而减小测量误差。优选地，所述凸台为圆柱形凸台，且其顶面的外径为20_40mm。将凸台的顶面外径设置在上述范围内，既能有效地将硅片与凸台之间的空气或者液体从其边缘处排出，又能够较好地支撑硅片。优选地，所述凹陷结构为多个凹孔，各个所述凹孔均与外部连通以形成通孔。优选地，所述通孔的个数为8-14个，且各个所述通孔在所述顶面上均布。通孔个数的设置能够为空气或液体的排出提供较多的通道，而各个通孔的均布使得顶面上各处的排气或排水能力保持在同一水平，避免了空气或者液体的排放点过于集中，使得排气或排水更加快速。优选地，所述测量平台上还设有支撑板，所述支撑板的支撑面与所述凸台的顶面处于同一水平面内，以便共同支撑待测硅片。与凸台同平面地设置支撑板，所述支撑板能够与凸台共同支撑硅片，以减小硅片的变形量，从而降低测量对硅片后续加工的影响；支撑板的设置还使得硅片在测量时能够更加稳定，避免了因硅片不稳定而产生的测量误差。优选地，所述凸台和支撑板的边缘均具有呈一定坡度设置的缓冲面。缓冲面可以降低凸台和支撑板的边缘的锋利程度，从而减小两者的边缘与硅片发生德碰的几率，避免对娃片造成损伤。优选地，所述缓冲面的坡度为45度。优选地，所述支撑板为外径在70_90mm之间的圆形板。圆形板的边缘比较光滑，对硅片的损伤也就较�。煌保谥艹ひ欢ǖ那榭鱿拢残蔚拿婊亲畲蟮模捎迷残伟迥芄辉龃笃涠怨杵闹С琶妫佣黾庸杵胖玫奈榷ㄐ裕涣硗猓С虐宓脑不”咴瞪细鞯愕那邢叻较蚋饕欤寤蛘呖掌苣言谄浔咴荡νＡ簦饩透佑欣谄搴鸵禾宓呐懦觯挥捎谕奁某叽缫话慵性谝欢ǖ姆段冢С虐宓拿婊薅ㄔ谏鲜龇段冢芄皇蛊湓谟行еС殴杵耐辈换嵊跋斓娇掌呐懦觯佣婀酥С诺奈榷ㄐ院涂掌呐欧�。优选地，所述支撑板为偶数个，偶数个所述支撑板以所述凸台的中心线为轴对称设置。所述支撑板对称分布在凸台的两侧，当硅片放置在凸台上时，硅片的各个方位都能得到有效支撑，硅片也就更加稳定；当对硅片的四个角点进行厚度测量时，可以分别从不同的方位将待测的角点放置在凸台上，然后采用不同的支撑板对硅片进行支撑，能够更好的满足硅片角点的厚度测量需求，还有利于硅片的取放和移动。优选地，所述支撑板为套装在所述凸台外部并且与其同轴设置的环形或者框形。将支撑板设置为环形或者框形，能够简化支撑板的加工和安装过程，减小支撑板的数量；而且，这种中空结构的支撑板能够更好地兼顾硅片支撑和空气排放的需求。
图I为本实用新型所提供硅片测厚仪在一种具体实施方式
中的立体结构示意图；图2为本实用新型所提供测量平台一种设置方式的俯视结构示意图；图3为对硅片角点的厚度进行测量时，硅片放置在图2所示的测量平台上的结构示意图；图4为对硅片中心点的厚度进行测量时，硅片放置在图2所示的测量平台上的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种硅片测厚仪，能够提高硅片厚度测量的精度，提高硅片厚度测量的便捷性。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1，图I为本实用新型所提供硅片测厚仪在一种具体实施方式
中的立体结构示意图。在一种具体实施方式
中，本实用新型的硅片测厚仪包括测量平台I、支架2和测量表3，测量表3用于测量硅片的厚度，测量表3设置在支架2上，支架2用于支撑测量表3，支架2可以直接设置在测量平台I上，也可以设置在测量平台I的一侧，测量表3与测量平台I之间的距离是可调的；测量平台I上设有凸台11，凸台11具有用于放置待测硅片的顶面111，该顶面111具有能够与外部相连通的通孔112 ;测量表3具有测量位31，测量位31的测量范围能够覆盖凸台11的顶面111，以便该测量位31能够接触到凸台11上放置的待测硅片，进而通过接触测量得到硅片的厚度。一般情况下，测量表3的测量位31与凸台11的顶面111相垂直，从而保证测量位31的测量更加精准。由于测量表3设置在支架2上，为实现测量表3与测量平台I之间的距离调整，在支架2固定设置的情况下，可以将测量表3通过螺栓螺旋连接在支架2上，然后通过扭动螺栓实现测量表3的位置变动；在支架2设置在测量平台I上的情况下，可以将测量表3固定设置在支架2上，而支架2与测量平台I之间采用高度可调的活动连接方式，通过改变支架2的位置实现测量表3与测量平台I之间的位置变动。当然，测量表3与支架2之间、支架2与测量平台I之间均可以采用螺栓等活动连接的方式，通过两种连接位置的同时变动实现测量表3与测量平台I之间距离的调整。显然，实现测量表3与测量平台I之间的距离调整的方式不仅仅限于上述提到的螺栓等活动连接方式，还可以采用卡接等其他连接方式实现。在图I所示的优选的实施方式中，测量表3为数显千分表，测量表3的测量位31为一个探针结构，该探针能够相对于数显千分表的主体伸出或者缩回。此时，上述支架2与测量平台I之间、测量表3与支架2之间均可以采用固定连接的方式，只需改变探针的伸缩状态就能够实现对硅片厚度的测量，操作更加便捷。采用本实用新型的硅片测厚仪进行测量时，首先需要对测量表3进行置零校准，使得测量表3的测量位31接触凸台11的顶面111时显示的读数为零，然后将包含有待测点的部分硅片放置在顶面111上，之后调整测量表3与凸台11之间的距离，使得测量表3的测量位31处于凸台11的正上方，接着逐渐缩小测量位31与顶面111之间的距离差，直至测 量位31能够与硅片发生接触，待测量表3的读数稳定后读出测量结果，该读数即为硅片上待测点处的厚度。采用上述设置，凸台11的顶面具有通孔112，在凸台11与硅片之间存在空气时，只要对硅片施加一个较小的按压力，空气就能够通过通孔112向外排出，凸台11与硅片之间的间隙基本上被消除；当硅片经过预清洗后，硅片上会带有液体，这些液体也会给硅片厚度的测量造成影响，此时的通孔112还可以作为排水口，将硅片上携带的液体排出，进而避免液体对测量造成的影响，减小测量误差。在此基础上，凸台11的顶面111的面积可以小于硅片的面积，也就是说，凸台11与硅片之间采用小面积接触，这种小面积的接触使得两者之间的空气能够从两者的接触边缘向外溢出，从而降低两者之间的空气间隙，提高测量的精度；与此同时，小面积的接触使得凸台与硅片之间存在一些闲置的空间，这些闲置的空间为硅片的取放和移动提供了一个较大的自由操作余地，以便硅片厚度的测量能够更好更快的进行。需要说明的是，上述凸台11上设置通孔112的做法仅是本实用新型的一种具体实施方式
，其设置的目的是便于将待测硅片与凸台11的顶面111之间的空气尽可能的排出。为实现上述目的，通孔112可以是多个细小的通孔，也可以是贯通整个凸台11的较大的贯通孔；此外，还可以在凸台11的顶面111上设置凹槽，该凹槽可以作为储水槽或者储气槽，将顶面111与待测硅片之间的空气或者液体排挤到所述凹槽内。显然，上述凹槽的设置也能够实现与通孔112基本相同的功能，因此，本实用新型的保护范围不仅限于在凸台11的顶面111上设置通孔112，只要是顶面111上具有一个凹陷结构即可，则硅片与顶面111之间的空气或者液体就能够进入该凹陷结构内，也就不会对硅片厚度的测量产生影响。该凹陷结构可以为凹孔或者凹槽，该凹孔或者凹槽可以与外部相连通以形成通孔，也可以是盲孔。可以对上文所述的硅片测厚仪进行进一步的改进。请参考图2至图4，图2为本实用新型所提供测量平台一种设置方式的俯视结构示意图；图3为对硅片角点的厚度进行测量时，硅片放置在图2所示的测量平台上的结构示意图；图4为对硅片中心点的厚度进行测量时，硅片放置在图2所示的测量平台上的结构示意图。在图2所示的优选实施方式中，凸台11可以设置在测量平台I的中间位置，以保证凸台11的平稳度，提高硅片与凸台11的顶面111之间的紧密程度。此时，还可以将测量表3的测量位31设置在凸台11的中心线上，保证测量位31压在凸台11的中心点上，由于当硅片放置在凸台11的中心位置时能够更加平稳，则在该点测量得到的硅片的厚度更加接近其真实值。为满足排气或排水的需要，通孔112的个数一般为8-14个，且各个通孔112最好能够均匀地分布在凸台11的顶面111上，以保证顶面111上的各处均具有排水或排气的能力，以免液体或空气过分集中于一处进行排放，从而能够在一定程度上提高排气或排水的速度，保证凸台11与硅片之间的气体或者液体被顺利排出。在另一种优选的实施方式中，本实用新型的硅片测厚仪还设有支撑板12，支撑板12设置在测量平台I上，支撑板12的支撑面与凸台11的顶面11 1处于同一平面内，也就是说，支撑板12的支撑面与凸台11的顶面111共同构成了硅片的放置平面，两者共同完成对硅片的支撑固定，从而能够保证硅片在测量时的稳定性。当然，支撑板12的面积不宜过大，否则可能影响支撑板12与待测硅片之间的空气排出；而且，支撑板12与凸台11之间的距离不能大于待测硅片的尺寸，否则起不到支撑作用。考虑到硅片易碎，在上述实施方式的基础上，可以将凸台11和支撑板12的边缘进行处理，在两者的边缘处设置缓冲面(图中未示出)，也就是对其边缘进行倒角处理，该缓冲面具有一定的坡度，以缓和两者的边缘对硅片造成的冲击，避免其与硅片发生磕碰，也就不会对娃片造成损伤。实验表明，当上述缓冲面的坡度为45度时，凸台11和支撑板12的边缘对硅片的损伤能够降到最�。腋闷露鹊幕撼迕姹冉弦子诩庸�。可以想到，上述支撑板12的形状可以设置为圆形。当支撑板12为圆形板时，其边沿更加圆滑，对硅片的损伤也就会比较小；众所周知，在周长一定的情况下，圆形的面积是最大的，采用圆形板的设置能够为硅片提供较大的支撑面，使得硅片更加稳定；此外，圆形板的圆弧各点的切线方向均不同，这有利于气体和液体透过其边缘向外排出。还可以想到，凸台11可以设置为圆柱形的凸台。凸台11与支撑板12的尺寸可以根据硅片的尺寸进行设置，例如，支撑板12的外径可以设置在70-90_之间，凸台11的顶面111的外径可以在20-40mm之间，两者凸出测量平台I的距离可以为1mm。在一种更为优选的实施方式中，支撑板12的外径可以为80mm，凸台11的顶面的外径为30mm，该种尺寸设置能够保证硅片与凸台11、支撑板12接触的良好性，从而兼顾硅片支撑的稳定性和排放空气的要求。此外，支撑板12的个数可以是多个，支撑板12也可以采用偶数个的设置，然后将偶数个的支撑板12以凸台11的中心线为轴对称设置。在图2所示的实施方式中，可以将支撑板12设置为4个，这4个支撑板12关于凸台11的中心线对称设置。如图3所示，在对硅片4的角点进行厚度测量时，首先将硅片4的一个角点放置在凸台11的顶面111上，然后将硅片4的主体部分放置在其中一个支撑板12上，而无需人工握持硅片，这不仅减小了测量过程中人为对硅片4造成的污染和损伤，还能够提高硅片4在测量过程中的稳定性，进而提高测量的精度；同理，如图4所示，当对硅片4的中心点进行测量时，需要将硅片4的中心点放置在凸台11上，而当凸台11的面积小于硅片4的面积时，如果缺乏有效的支撑，硅片4很容易产生变形或者移位，这无疑会给硅片4的厚度测量造成困扰，还会降低硅片4厚度测量的精确程度，而支撑板12的设置能够控制上述的变形和移位，辅助提高测量精度；同时，各个支撑板12之间、支撑板12与凸台11之间还存有间隙，能够满足硅片4与支撑板12之间、硅片4与凸台11之间的空气或液体的排放需求。显然，支撑板12并不仅限于上述圆形板的结构，还可以将支撑板12设置为环形或者框形，所述环形或者框形的结构能够套装在凸台11的外部，并且与其同轴设置，也就是说，支撑板12与凸台11的中轴 线相同。此时的支撑板12可以设置一个，该环形支撑板12的外径可以等于待测硅片4的边长，或者略大于或者小于硅片4的边长；而框形的支撑板12可以为正方形或者长方形，其外边中较短的一个边长要等于或者小于硅片4的边长，也就是说，支撑板12至少要有两个边能够对硅片4起到支撑的作用。以上对本实用新型所提供的硅片测厚仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种硅片测厚仪，包括测量平台和支架，所述支架上设有用于测量硅片厚度的测量表，所述测量表与所述测量平台之间的距离可调，所述测量平台设有用于放置待测硅片的凸台，其特征在于，所述凸台的顶面具有凹陷结构。
2.如权利要求I所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述凸台为圆柱形凸台，且其顶面的外径为20_40mm。
3.如权利要求I所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述凹陷结构为多个凹孔，各个所述凹孔均与外部连通以形成通孔。
4.如权利要求3所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述通孔的个数为8-14个，且各个所述通孔在所述顶面上均布。
5.如权利要求I至4任一项所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述测量平台上还设有支撑板，所述支撑板的支撑面与所述凸台的顶面处于同一水平面内，以便共同支撑待测硅片。
6.如权利要求5所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述凸台和支撑板的边缘均具有呈一定坡度设置的缓冲面。
7.如权利要求6所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述缓冲面的坡度为45度。
8.如权利要求5所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述支撑板为外径在70-90mm之间的圆形板。
9.如权利要求6至8任一项所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述支撑板为偶数个，偶数个所述支撑板以所述凸台的中心线为轴对称设置。
10.如权利要求5所述的硅片测厚仪，其特征在于，所述支撑板为套装在所述凸台外部并且与其同轴设置的环形或者框形。
专利摘要本实用新型提供一种硅片测厚仪，以提高硅片厚度测量的精度。本实用新型包括测量平台和支架，所述支架上设有用于测量硅片厚度的测量表，所述测量表与所述测量平台之间的距离可调，所述测量平台设有用于放置待测硅片的凸台，所述凸台的顶面具有凹陷结构。即使硅片与凸台的顶面之间存在空气，只要施加一个较小的力，该空气就能够进入所述凸台顶面的凹陷结构内，从而保证硅片与凸台顶面之间的零间隙接触，此时测量表测出的数值即为硅片的真正厚度，保证测量结果不会偏大。上述原理同样适用于液体，因此，在硅片带有液体的情况下，也能够保证测量结果的准确性。
文档编号G01B5/06GK202770361SQ201220446988
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者李宗懋, 王丙宽, 魏文秀, 屈涛, 胡洁, 王鑫波 申请人:天津英利新能源有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
