藍寶石長晶缺陷及表面缺陷光學(xué)檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)檢測技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種藍寶石長晶缺陷及表面缺陷光學(xué)檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]藍寶石晶體在生長過程中，不可避免地受到不同程度的外界復(fù)雜因素的影響。因此，晶體不可能按理想的方式發(fā)育。在實際晶體的內(nèi)部構(gòu)造中，質(zhì)點的排列并不嚴(yán)格地服從空間格子規(guī)律，而是存在各種缺陷，諸如氣泡、裂紋、位錯等。同時，藍寶石晶體在加工成晶圓的過程中，也不可避免地引入其他類型的缺陷，比如研磨劃傷、崩邊等。
[0003]目前，檢測藍寶石晶體缺陷的主要技術(shù)手段是X射線衍射的方法。但此方法存在以下幾個問題:
[0004]1、檢測過程較為復(fù)雜，效率不高；
[0005]2、檢測設(shè)備較為昂貴，且具有一定的危險性；
[0006]3、檢測內(nèi)容較為單一(只能檢測長晶缺陷)，無法檢測后加工過程中所引入的研磨劃傷、崩邊等缺陷。
[0007]而檢測研磨劃傷和崩邊等后加工表面缺陷的方式主要由人工通過顯微鏡予以觀察。但此方法也存在效率低下，檢測準(zhǔn)確性因人而異、統(tǒng)一性差等無法克服的缺點。
[0008]因此，在藍寶石行業(yè)急需有一種可以同時檢測長晶缺陷、研磨劃傷以及崩邊等各種前后段缺陷的技術(shù)手段。本實用新型中所涉及的光學(xué)檢測方法即是專門為解決上述問題而設(shè)計。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型目的是:針對上述問題，提供一種藍寶石長晶缺陷及表面缺陷光學(xué)檢測系統(tǒng)，以同時對藍寶石晶體長晶過程中的缺陷以及后加工過程中所產(chǎn)生的表面缺陷予以全自動智能化檢測，而且本實用新型具有檢測效率快、精度高、穩(wěn)定性和統(tǒng)一性好的特點。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案是:一種藍寶石長晶缺陷及表面缺陷光學(xué)檢測系統(tǒng)，其包括:
[0011]其上能夠水平放置藍寶石、且水平布置的xy位移平臺，
[0012]布置在所述xy位移平臺上方的相機，且該相機的鏡頭豎直朝向下布置而與所述xy位移平臺相垂直，
[0013]與所述相機相連的光源，以及
[0014]設(shè)于所述相機內(nèi)、且能夠?qū)⑺龉庠窗l(fā)出的發(fā)散光束轉(zhuǎn)換成經(jīng)過所述鏡頭的平行光束的光路轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
[0015]作為優(yōu)選，
[0016]該裝置還包括:
[0017]用于存放藍寶石的樣品盒，
[0018]用于將藍寶石在所述樣品盒和xy位移平臺之間來回搬運的工業(yè)機器人，
[0019]與所述光源和相機均相連的光源控制器，
[0020]與所述相機、工業(yè)機器人和xy位移平臺均相連的控制系統(tǒng)。
[0021]本實用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案:
[0022]所述xy位移平臺包括:能夠沿y軸方向水平移動的縱向移動平臺、驅(qū)動該縱向移動平臺沿y軸方向水平移動的第一伺服電機、設(shè)于所述縱向移動平臺上方且能夠沿X軸方向水平移動的橫向移動平臺、以及驅(qū)動該橫向移動平臺沿y軸方向水平移動的第二伺服電機，所述第一伺服電機和第二伺服電機均與所述控制系統(tǒng)相連。
[0023]所述xy位移平臺還包括設(shè)置在所述橫向移動平臺上面的載臺。
[0024]所述相機為CXD相機。
[0025]所述控制系統(tǒng)有主控制機和控制電柜構(gòu)成。
[0026]所述光源為高亮點光源。
[0027]本實用新型的優(yōu)點是:
[0028]1、能夠同時檢測出藍寶石晶體所具有的長晶缺陷以及在后加工過程中所引入的表面缺陷；
[0029]2、檢測效率快、精度高、穩(wěn)定性與統(tǒng)一性好；
[0030]3、可按照檢測結(jié)果對所檢測的產(chǎn)品予以分類；
[0031]4、全自動智能化檢測，安全環(huán)保，且能夠節(jié)省大量人工。
【附圖說明】
[0032]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0033]圖1是本實用新型實施例中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0034]圖2是本實用新型實施例中系統(tǒng)的檢測工藝原理圖；
[0035]圖3是本實用新型實施例中系統(tǒng)的工作流程框架圖；
[0036]其中:1_控制電柜，2_光源控制器，3~主控制機，4~相機，5-鏡頭，8_光源，9-藍寶石，10-藍寶石上的缺陷區(qū)，11-載臺，12-橫向移動平臺，13-第二伺服電機，14-縱向移動平臺，15-第一伺服電機，16-工業(yè)機器人，17-樣品盒，18-平行光束。
【具體實施方式】
[0037]參照圖2所示，本實施例提供了一種藍寶石長晶缺陷及表面缺陷光學(xué)檢測方法，該方法如下:將相機的鏡頭垂直對準(zhǔn)待檢測藍寶石的表面，控制所述相機對藍寶石進行拍攝，并且在所述相機對所述藍寶石進行拍攝前的瞬間，利用光源向待檢測的藍寶石表面垂直投射一束經(jīng)過所述相機鏡頭的平行光束，運用圖像處理軟件對拍攝得到的藍寶石圖像進行分析，進而判斷出所述藍寶石是否存在長晶缺陷或表面缺陷。
[0038]如圖1和圖2所示，本實施例還公開了一種與上述檢測方法相對應(yīng)的光學(xué)檢測系統(tǒng)，該裝置包括:xy位移平臺、相機4、光源8、樣品盒17、工業(yè)機器人16、光源控制器2、和控制系統(tǒng)。其中，xy位移平臺水平布置，且其上能夠水平放置待檢測的藍寶石9。相機4為CCD相機，其布置在所述xy位移平臺的上方，且該相機4的鏡頭5豎直朝向下布置而與所述xy位移平臺相垂直，相機4其鏡頭5為高清鏡頭。光源8與所述相機4相連，本例中該光源8為高亮點光源，其能夠發(fā)射高亮度的發(fā)散光束。所謂“高亮度”，是指其能夠其光線強度比環(huán)境自然光強度高出五倍以上。所述相機4內(nèi)設(shè)置有一光路轉(zhuǎn)換機構(gòu)，該光路轉(zhuǎn)換機構(gòu)能夠?qū)⑺龉庠?發(fā)出的發(fā)散光束轉(zhuǎn)換成經(jīng)過所述鏡頭5的平行光束18。由于點光源的特性，光路是發(fā)散的，但光路經(jīng)過相機內(nèi)設(shè)置的光路轉(zhuǎn)化機構(gòu)的轉(zhuǎn)化后，成豎直向下的平行光。對于光學(xué)領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，具有上述這種功能的光路轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其具體結(jié)構(gòu)形式有多種，且均為光學(xué)領(lǐng)域較為常規(guī)的技術(shù)，故在此不再詳述。樣品盒17主要用來存放藍寶石9。工業(yè)機器人16用于將藍寶石9在所述樣品盒17和xy位移平臺之間來回搬運。光源控制器2既與所述光源8相連，又與所述相機5相連?？刂葡到y(tǒng)與相機4、工業(yè)機器人16和xy位移平臺均相連。
[0039]本實施例，所述xy位移平臺的具體結(jié)構(gòu)如下:它包括能夠沿I軸方向水平移動的縱向移動平臺14、驅(qū)動該縱向移動平臺14沿y軸方向水平移動的第一伺服電機15、設(shè)于所述縱向移動平臺14上方且能夠沿X軸方向水平移動的橫向移動平臺12、以及驅(qū)動該橫向移動平臺12沿y軸方向水平移動的第二伺服電機13，所述第一伺服電機15和第二伺服電機13均與所述控制系統(tǒng)相連。
[0040]為了方便待檢測藍寶石9在xy位移平臺上的放置，本例還在所述橫向移動平臺12上面專門設(shè)置了載臺11。
[0041]本例中，所述控制系統(tǒng)由控制電柜I和主控制機3構(gòu)成，主要用來控制第二伺服電機13驅(qū)動橫向移動平臺12作橫向定位以及位置反饋，同時控制第一伺服電機15驅(qū)動