SCANLAB intelli SCAN 14-1064NM

SCANLAB intelli SCAN 14-1064NM 是高精度激光加工研发的振镜扫描系统，核心定位为 “1064nm 波长激光的高速、高精准扫描执行单元”，主要服务于半导体制造（如晶圆激光标记、激光划片、芯片封装激光打码）、精密电子（如 PCB 激光钻孔、FPC 激光切割）、医疗设备（如精密医疗器件激光雕刻）等对扫描精度、速度及稳定性要求极高的领域，是激光加工设备的核心组件，常与 AMAT 0100-71267 等半导体控制模块协同工作，承担 “激光束高精度定位 - 高速扫描 - 加工轨迹精准执行” 的关键任务。

1. 激光适配与扫描范围

• 适配激光波长：1064nm（红外波段，兼容调 Q、脉冲、连续波激光源），激光功率耐受≤50W（连续波）、≤100mJ（脉冲能量，脉宽 10ns-1ms），适配半导体加工常用的红外激光打标、划片设备；

• 扫描视场（FOV）：标配 100mm×100mm（f-theta 透镜焦距 160mm），可选配 50mm×50mm（焦距 80mm）、200mm×200mm（焦距 320mm）视场，满足不同尺寸晶圆（如 8 英寸、12 英寸）及半导体器件的加工需求；

• 定位精度：±5μm（全视场范围内，2σ），重复定位精度 ±1μm（2σ），确保激光束在晶圆表面的定位偏差≤5μm，符合半导体激光划片（划片道宽度≤20μm）、打码（标记精度≤10μm）的精度要求。

2. 动态响应与速度参数

• 扫描速度：直线扫描速度≤5m/s（基于 100mm×100mm 视场，轨迹长度 100mm），圆弧扫描速度≤3m/s（半径 50mm），满足半导体批量生产的高效率需求（如每小时可完成 1000 片 8 英寸晶圆的激光打码）；

• 响应时间：从接收控制指令到振镜启动扫描的延迟≤1ms，轨迹切换响应时间≤0.5ms，配合 AMAT 0100-71267 控制模块的参数指令输出（延迟≤1ms），实现 “指令下发 - 扫描执行” 的无缝衔接；

• 最大角速度：500 rad/s（X/Y 轴振镜），最大角加速度：20,000 rad/s²，可快速完成复杂轨迹（如二维码、芯片 ID）的扫描，避免因加速度不足导致轨迹失真。

3. 控制与通信参数

• 控制接口：标配 RS232（波特率 115200bps）、以太网（10/100Mbps，支持 TCP/IP 协议）接口，兼容 SCANLAB 自家的 scanCONTROL 软件及第三方控制模块（如 AMAT 0100-71267），支持实时轨迹修正（通过以太网每 1ms 更新一次扫描参数）；

• 位置反馈：内置高精度光电位置传感器（分辨率 0.001°），实时采集振镜角度位置，通过 PID 闭环控制算法修正偏差，确保扫描轨迹精度；

• 轨迹处理：支持 CAD 格式（DXF、AI）轨迹文件导入，内置轨迹平滑算法（如贝塞尔曲线优化），可消除高速扫描时的轨迹抖动（抖动幅度≤2μm）。

1. 物理规格

• 尺寸：长 180mm× 宽 150mm× 高 85mm（不含 f-theta 透镜），重量约 1.8kg，采用紧凑型设计，可集成于半导体激光加工设备的狭小空间（如晶圆载台上方的激光头组件）；

• 安装方式：支持法兰盘固定（适配标准激光头安装接口），安装角度偏差≤±0.5°（避免因安装倾斜导致扫描视场偏移）；

• 冷却方式：自然冷却（环境温度≤40℃），可选配风冷散热（环境温度 40-50℃时启用，风量≥5m³/h），满足半导体洁净室无液冷的安装要求。

2. 环境适应性

• 工作温度：10℃~50℃，存储温度：-20℃~60℃，适配半导体洁净室（温度 15-40℃）及普通工业车间环境；

• 湿度：20%~80% RH（无冷凝），符合半导体制造环境湿度要求，避免因潮湿导致内部电路短路；

• 防护等级：IP54（机身）、IP65（光学窗口），可抵御洁净室中的微尘（Class 1000 级别）及轻微水汽，光学窗口采用增透膜（1064nm 波长透过率≥99%），减少激光能量损耗；

• 抗振动与冲击：抗振动等级 5g（10Hz~2000Hz，符合 IEC 60068-2-6），可承受半导体加工设备运行时的轻微振动（如晶圆载台移动产生的振动）；抗冲击等级 10g（11ms 脉冲，符合 IEC 60068-2-27），能抵御设备搬运、维护时的瞬时冲击；

• 电磁兼容性（EMC）：符合 EN 61000-6-2/EN 61000-6-4 标准，传导发射≤40dBμV（150kHz~30MHz），辐射发射≤30dBμV/m（30MHz~1GHz），避免对半导体设备中的敏感电路（如晶圆定位传感器、AMAT 控制模块）造成电磁干扰。

1. 可靠性指标

• 平均无故障时间（MTBF）≥100,000 小时（Telcordia SR-332 标准，25℃），设计寿命≥5 年（匹配半导体激光加工设备的使用周期）；

• 振镜电机寿命：≥10,000 小时（连续运行，转速 100 rad/s），采用无刷直流电机，避免碳刷磨损导致的维护频繁问题；

• 故障诊断：内置 “电机电流 - 位置传感器 - 通信链路” 三级诊断，可检测振镜卡滞（电机电流超过额定值 150%）、位置传感器信号丢失、通信中断等故障，诊断覆盖率≥95%，故障信息通过通信接口上传至控制模块（如 AMAT 0100-71267）。

2. 光学性能

• 扫描角度范围：±20°（X/Y 轴），对应 100mm×100mm 视场（焦距 160mm），可覆盖晶圆表面的全区域扫描；

• 激光偏转角精度：±0.001°（全角度范围内），确保激光束在不同扫描角度下的定位偏差一致；

• 光斑失真率：≤1%（全视场范围内），避免因光学系统失真导致的加工图形变形（如方形标记变为梯形）。

1. 高刚性振镜与闭环控制：X/Y 轴振镜采用高刚性铝合金材质（热膨胀系数≤20×10⁻⁶/℃），配合高精度交叉滚子轴承（径向跳动≤1μm），减少高速扫描时的振镜形变；内置光电位置传感器（分辨率 0.001°），通过 PID 闭环控制（控制周期≤10μs）实时修正振镜角度偏差，确保全视场定位精度达 ±5μm。例如，在 12 英寸晶圆激光划片工艺中，intelli SCAN 14 配合 1064nm 脉冲激光，可在晶圆表面划出宽度 20μm、深度 50μm 的划片道，相邻划片道间距偏差≤3μm，避免划片偏差导致芯片破损；

2. 复杂轨迹平滑处理：支持导入 CAD 格式的复杂加工轨迹（如芯片二维码、光刻对准标记），内置轨迹平滑算法，将折线轨迹优化为贝塞尔曲线，减少振镜启停次数（从每毫米 5 次降至 1 次），降低高速扫描时的轨迹抖动（抖动幅度从 10μm 降至 2μm）。例如，在芯片封装激光打码中，需在 1mm×1mm 区域内打刻 20×20 点阵的二维码，优化后扫描时间从 0.5s 缩短至 0.1s，且点阵偏差≤2μm，符合半导体器件的标识精度要求；

3. 动态聚焦适配：可选配动态聚焦模块（焦距调节范围 ±10mm），可根据晶圆表面高度变化（如因翘曲导致的高度差≤5mm）实时调整激光聚焦位置，确保激光焦点始终落在晶圆表面，避免因聚焦偏差导致的加工深度不均（如划片深度偏差从 10μm 降至 3μm）。

1. 高速扫描与快速响应：振镜电机最大角速度达 500 rad/s、角加速度 20,000 rad/s²，直线扫描速度达 5m/s，配合≤1ms 的指令响应延迟，可实现半导体批量加工的高效率。例如，在 8 英寸晶圆激光打码工艺中，每片晶圆需打刻 1000 个芯片 ID（每个 ID 为 1mm×0.5mm 的字符），intelli SCAN 14 仅需 10 秒即可完成单片打码，每小时可处理 360 片晶圆，满足半导体工厂的量产需求；

2. 与控制模块无缝协同：通过以太网接口与 AMAT 0100-71267 半导体控制模块实现实时数据交互，AMAT 模块下发 “扫描轨迹、激光功率、脉冲频率” 等工艺参数（延迟≤1ms），intelli SCAN 14 同步执行扫描动作，同时将 “实际扫描位置、完成状态” 等信息回传（延迟≤0.5ms），形成 “参数指令 - 扫描执行 - 状态反馈” 的闭环控制。例如，在晶圆激光修复工艺中，AMAT 模块检测到某芯片缺陷位置（X：100mm，Y：200mm），立即下发修复轨迹指令，intelli SCAN 14 在 1ms 内启动扫描，激光束精准定位至缺陷位置并完成修复，修复后回传 “完成” 信号，整个过程耗时≤5ms；

3. 多任务并行处理：支持 “预加载轨迹” 功能，可提前缓存 3 组不同的加工轨迹（如打码、划片、修复轨迹），当 AMAT 模块下发轨迹切换指令时，无需重新导入轨迹文件，0.5ms 内即可完成切换，减少工艺切换时间（从 30 秒缩短至 0.5 秒）。例如，在半导体封装生产线中，同一台激光设备需依次完成 “芯片打码 - 引脚切割 - 封装检测标记” 三道工序，intelli SCAN 14 通过预加载轨迹，实现工序间无缝切换，提升生产线整体效率。

1. 抗干扰与长寿命设计：机身采用电磁屏蔽材质（屏蔽效能≥40dB），内部电路配备 TVS 瞬态抑制二极管（防护等级 ±2kV），可抵御半导体工厂中的电磁干扰（如射频电源、高压设备产生的干扰）；振镜电机采用无刷设计，避免碳刷磨损产生的粉尘（符合洁净室 Class 1000 级别要求），同时减少维护频率（维护周期从 3 个月延长至 1 年）；

2. 洁净室兼容设计：表面采用防静电涂层（表面电阻 10⁶~10⁹Ω），避免静电吸附微尘；外壳采用无挥发、无颗粒脱落的阳极氧化铝材质（符合 SEMI S20 标准），光学窗口采用氟橡胶密封圈密封，防止微尘进入内部污染光学元件；自然冷却设计无需液冷管路，减少洁净室中的管路布置与泄漏风险；
3. 远程监控与维护：支持通过 SCANLAB scanCONTROL 软件远程查看扫描系统状态（如振镜电机温度、位置传感器信号、通信状态），远程校准扫描精度（如通过标准校准板自动修正视场偏差），远程升级固件（通过以太网下载新固件，无需现场拆机），运维人员无需进入洁净室（需穿无尘服、风淋）即可完成维护，减少对生产的影响。