[实用新型]蓝宝石晶片晶界不良检测装置

说明书

本实用新型公开了一种蓝宝石晶片晶界不良检测装置，包括：光源模块、图像采集模块和光线处理模块，所述光线处理模块包括线性起偏器、光学滤镜，所述线性起偏器安装在所述光源模块上，用于使所述光源模块发出的光变成偏振光；所述图像采集模块包括镜头和相机，用于采集待测蓝宝石晶片的图像；所述光源模块置于所述待测蓝宝石晶片下。本实用新型检测装置解决了蓝宝石晶片晶界不良的成像问题；检测装置集成性好，结构简单；检测装置不受机器视觉光源亮度的限制，更有通用性；便于装配和调试，易于检测。

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测技术领域，特别涉及一种蓝宝石晶片晶界不良检测装置。

背景技术

蓝宝石具有优良的光学性能、高强度、高硬度、高稳定性等优点，是理想的半导体衬底材料，被广泛应用于光学和电子器件领域。

工业领域中所使用的蓝宝石材料多为人工生产，蓝宝石晶体属于单晶体，在生长过程中，容易受诸多影响生长出晶向与籽晶方向不同的界面，即晶界不良。在后期的加工使用过程中，晶界不良的存在容易导致晶片破损。

偏振是光的基本特性之一，描述的是光的振动方向与传播方向不同的特性。相较于偏振这一特性来说，强度和波长这两种特性在检测中应用的较多，可以很容易得通过像素间的灰度值变化来区分被测物的颜色、形状等特征，包括一些缺陷的检测。但是，有些应用场景，单单依靠光的强度或波长无法在图像灰度值上有所区分，比如蓝宝石晶界不良等，目前常用的成像方法不能对其进行有效成像，而偏振相机可以利用光的偏振特性，能够获取强度和波长不能反映出来的特征，尤其辅以光的相位特性，能够极大得提高光的灵敏性，相比于传统成像技术来说，偏振技术不仅能够检测几何特征和表面形貌，同时也可以检测某些物理特性，例如晶界不良。

偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。线偏振光的振动方向在垂直于传播方向的平面上是一条直线，在该平面上用正交坐标表示为：

其中，，是光波的角频率，λ是光的波长，c是光的传播速率；是传播常数；两个余弦项表示正交方向的两个单色光波分量。和是电磁波矢量的两个正交分量，它们的振幅分别表示为：

对于线偏振光来说，和是同相位的。

椭圆偏振光可表示为：

其中，是两个正交方向的相位延时差。

圆偏振光可表示为：

其中，两分量的振幅是相同的，也就是说，。

工厂中，多通过人眼看应力仪等设备来分辨晶界不良的有无。人工检测的弊端不言而喻，后来发展的机器视觉检测设备中，对偏振原理的应用也多使用起偏器和检偏器的配合来实现，这种方式可能能够对缺陷成像，但是需要调整起偏器和检偏器的相对位置，操作比较繁琐；且二者配合容易大幅度降低图像亮度，对光源亮度要求较苛刻。

目前各类机器视觉检测装置推行普及，以往人工视觉检测由于精确性低、重复性差、速度慢、成本高的缺点，而且由于人工检测的准确性有限，无法保证产品的稳定质量，由此造成客户的投诉追究责任赔偿，会给企业带来较大的损失，所以人工检测逐渐被机器视觉装置所取代。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述蓝宝石晶片晶界不良的检测问题，提供了一种光学检测装置，能够将晶界不良进行成像，易于操作，便于后期通过图像处理的手段分辨晶界不良的有无，从而通过机器视觉的手段，实现蓝宝石晶片的全缺陷品相的自动化检测。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种蓝宝石晶片晶界不良检测装置，包括：光源模块、图像采集模块和光线处理模块。