lineSCAN 300

Polygon-Scanning ist in der Grafikindustrie entstanden, der Einsatz in der Mikrobearbeitung mit UKP-Hochleistungslasern (Ultrakurzpulslasern) ist jedoch noch relativ neu. Der Einsatz eines Polygon-Scan-Systems erfordert – genau wie Galvanometer-Scan-Köpfe - jedoch mehr als nur den Deflektor selbst.

Moderne Scan-Lösungen für eine hochpräzise Bearbeitung mit konstanter Spotgröße erfordern ein telezentrisches Objektiv mit f-Theta-Linsen. Die Bearbeitung größerer Werkstücke, von etwa 50 bis 80 mm Größe, führt zum Bedarf an teuren Optiken oder einer kachelartigen Bearbeitung (Step & Repeat) mit erhöhter Stitching-Komplexität. Ein derartiger Scan-Ansatz erweist sich als wenig effizient bei High-Densitiy-Applikationen und hohen Geschwindigkeiten. 
Der innovative SCANLAB-Ansatz lenkt den eintreffenden Laserstrahl über einen Multi-Facetten- oder Polygon-Spiegel ab. Die eindimensionale f-Theta-Großfeld-Optik fokussiert den Laserspot auf dem Substrat.

Rotations-Scanner sind von Natur aus eindimensionale Scanner, die eine gescannte Linie erzeugen. Um ein 2D-Scan-System zu erhalten, ist eine zweite, lineare Bewegung erforderlich. Die Richtung der Sekundärbewegung muss senkrecht zu der vom Polygon-Scanner gescannten Linie ausgeführt werden. Sofern diese Bewegung mit der Rotationsgeschwindigkeit des Polygons synchronisiert wird, kann eine zeilenweise Bearbeitung der Werkstückoberfläche erzielt werden. Da sich ein Polygon-Scan-System mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, können - im Gegensatz zu der Hin- und Her-Bewegung eines Galvo-Scanners - eine höhere Anzahl von Linien pro Sekunde, auf einer größeren Werkstückoberfläche, gescannt werden.

SCANLABs Polygon-Lösung lineSCAN 300 maximiert so den Durchsatz, ohne Verringerung der Bearbeitungsgenauigkeit.

Telezentrische Objektive

Aus der Kombination eines bewegten Linear-Tisches mit einem eindimensionalen f-Theta-Objektives entsteht ein einfaches, aber sehr leistungsfähiges System. Das reflektierende f-Theta-System ist telezentrisch und hochlinear.

Die Telezentrie sorgt für eine konstante Licht-Materie-Wechselwirkung über den gesamten Scan-Prozess hinweg. Der Laserstrahl ist kreisförmig und besitzt eine konstante Größe sowie Intensität über die gesamte Bearbeitungszeit hinweg. Dank der spiegelbasierten Optik weist das Scangitter bei Genauigkeiten von unter 12 µm (4 sigma) keine kissenförmigen Verzerrungen auf und es sind keine Korrekturhilfen notwendig. 

Der LSE-Controller ist das Herzstück des Scanners. Diese Steuerung regelt nicht nur die Position des Laserstrahls, sondern auch die Synchronisation zwischen dem rotierenden Polygon, dem Laserpuls und der Material-Bewegung. Die grafischen ‚Bild-Daten‘ bzw. Muster werden in einer Schwarzweiß-Bitmap-Datei (.bmp) aufbereitet. Die eigenentwickelte SuperSync-Steuerung sorgt für höchste Wiederholgenauigkeit bei der Laserspot-Positionierung.

Die Ansteuerung des Systems kann durch eine Reihe frei definierbarer Parameter beeinflusst werden. Der Anwender legt selbst die Laser-Wiederholrate, den horizontalen (schnellen) Pulsabstand und den vertikalen (langsamen) Linienabstand fest. Genau dieser Parametersatz bestimmt die tatsächliche Größe der geritzten Bitmap und die Laser-Schreibgeschwindigkeit.
 

Technische Daten

  • Polygonscanner für 100 bis 400 Scan-Linien pro Sekunde und mehr
  • Substrat-Scan-Geschwindigkeiten: Von 25 bis 100 m/s bis zu 400 m/s mit Luft-Lager-Lösung
  • Voll telezentrische, spiegelbasierte F-Theta-Optik
  • Scan-Linien-Länge300 mm oder mehr, durch kundenspezifische Stitching-Lösungen
  • Unterstützt NIR/VIS und UV-Wellenlängen
  • Beugungsbegrenzte Qualitätsoptiken für kleine, fokussierte Spotgrößen
  • Umfasst Steuerelektronik zur einfachen Integration mit Lasern und Lineartischen

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SCANLAB Polygon Scanner Application