陈媛 1,2张玲玲 1,2李国旗 1,2杜远超 1,2[ ... ]吴鸯 1
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所,上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心,上海 200233
利用紫外纳秒标识系统对硅晶圆表面进行二维码直接标识试验研究。采用控制变量法,分别研究不同的脉冲占空比、重复频率、光斑重叠率对标识材料的热损伤、表面形貌以及二维码识读效果的影响规律。研究结果表明,脉冲占空比和重复频率对标识区域的环宽和热损伤影响效果明显,二维码的读取率和识读时间同时受占空比、重复频率、光斑重叠率影响。单脉冲能量在10.7~20 μJ范围内可以标识出符合SEMI标准的均匀、细腻、稳定、高识读率的无尘标识。
激光标识 硅晶圆 热损伤 识读率 laser marking silicon wafer thermal effects read rate 
应用激光
2023, 43(5): 0070
作者单位
摘要
1 烟台大学建筑学院,山东烟台 264005
2 中铁建工集团第二建设有限公司,山东青岛 266112
将红外热成像技术与图像处理技术结合,用压差法进行建筑外窗空气渗透检测。通过红外热成像仪对建筑外窗进行红外图片采集,利用图像处理技术对采集的外窗图像进行红外图像处理,针对红外图像中的异常区域对外窗缺陷进行检测,并进行缺陷的面积计算,建立外窗缺陷红外检测模型。根据实验测得的室内外温差、外窗缺陷面积、空气渗透量建立建筑外窗空气渗透量计算模型,将模型与建筑外窗缺陷红外检测模型结合,对外窗缺陷引发的能耗进行定量分析。结果表明:对外窗缺陷进行维护,能够减少外窗耗能,提高外窗节能。外窗每减少 1 cm2的空气渗透面积,每年能够节能 66146 kJ;外窗气密性能等级每提高 1级,单位面积外窗每年能够节能 110012 kJ。
红外图像处理 外窗缺陷 建筑能耗 碳排放 定量分析 infrared image processing, exterior window defects 
红外技术
2023, 45(9): 996
舒天娇 1,2,*张玲玲 1,2杜远超 1,2李国旗 1,2[ ... ]陈宇 4
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 上海集成电路研发中心有限公司, 上海 200233
4 东华大学理学院, 上海 201620
针对SEMI标准对12寸(约300 mm)薄晶圆标识的要求, 采用1 066 nm光纤激光晶圆标识系统对裸硅晶圆与镀膜晶圆进行激光标识工艺的研究。通过控制变量法改变激光器的功率百分比, 分别在两种晶圆上标记Dot样式的SEMI字体, 并对标识的质量和识读率进行评估。研究发现, 裸硅晶圆标识从无到有, 甚至到严重溅射对应的激光功率范围是11.77~19.25 W, 镀膜后的硅晶圆对应的功率范围是4.40~11.77 W。在裸硅晶圆上标识的Dot形貌更符合SEMI标准要求。镀膜后的晶圆熔融阈值变小, 但是工艺窗口变窄, 标识字符和条码Dot圆度较差, 飞溅不易控制。两种晶圆OCR的识读率差异不大。
1 066 nm光纤激光器 裸硅晶圆 镀膜晶圆 OCR读码 1 066 nm fiber laser bare wafer coated wafer OCR code reading 
应用激光
2023, 43(4): 100
李国旗 1,2,*张玲玲 1,2陈宇 3
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 东华大学理学院, 上海 201620
聚焦开发清晰、无飞溅、无碎屑且深度满足半导体晶圆后道加工工序要求的激光标识工艺, 实现清晰可辨、高洁净度的硅晶圆激光标识。采用波长532 nm的激光器研究平均功率、脉冲重复频率和扫描速度等激光工艺参数对晶圆标识质量的影响, 借助目视、显微镜和白光干涉三维轮廓仪来评估标识码的清晰程度、标识点的深浅程度和隆起高度以及热影响区。研究表明, 在低脉冲频率小于50 kHz时, 随着平均功率的上升, 标识码的清晰度逐渐增加, 但是硅渣的数量及其分布区域增大; 在高脉冲频率大于60 kHz时, 平均功率增加对标识码清晰度的影响及硅渣数量和分布区域的变化没有低频段表现明显。在平均功率为20%, 脉冲重复频率为60~80 kHz, 扫描速度为2 500~3 500 mm·s-1的工艺窗口内可以优化参数组合, 在硅晶圆上实现清晰可辨、无飞溅和碎屑污染, 字体深度为0.5~5 μm并且隆起小于1 μm的激光标识。
激光标识 标识深度 硅晶圆 532 nm激光 laser marking marking depth Si wafer 532 nm laser 
应用激光
2023, 43(4): 80
作者单位
摘要
1 烟台大学建筑学院, 山东烟台 264005
2 中铁建工集团第二建设有限公司, 山东青岛 266112
3 烟台东方能源科技有限公司, 山东烟台 264005
针对目前建筑外窗气密性现场检测方法无法保证其所有安装外窗的气密性等级全部达标, 同时缺乏高效、便捷的检测手段, 提出一种外窗气密性能等级现场检测方法, 通过热像仪对外窗进行红外图像采集, 对图像中的异常区域进行缺陷检测并计算缺陷面积, 建立外窗缺陷红外检测模型。根据实验测得的室内外温差、外窗缺陷面积、空气渗透量, 建立外窗空气渗透量计算模型, 将此模型与外窗缺陷红外检测模型结合求得窗户的空气渗透量, 实现外窗气密性能的现场检测, 初步判定外窗是否符合相应的气密性能等级, 提高了外窗气密性能现场检测的效率, 为外窗气密性能等级现场判定提供一种新的途径。
红外图像 外窗气密性 缺陷面积计算 现场检测 空气渗透量 infrared image, airtightness of building windows, 
红外技术
2023, 45(4): 410
舒天娇 1,2,*杜远超 1,2李国旗 1,2陈媛 1,2[ ... ]陈宇 3
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 东华大学理学院, 上海 201620
为研究聚焦系统对晶圆标识工艺的影响, 搭建以1 066 nm的声光调Q脉冲光纤激光器为光源, 分别使用普通F-Theta透镜和远心F-Theta透镜的晶圆激光打标系统, 使用相同的工艺参数分别在晶圆表面进行点阵标识, 研究两种聚焦系统下晶圆的烧蚀阈值、离焦效果和点的形貌。采用白光干涉仪对晶圆标识区域的三维形貌进行评估, 研究发现普通F-Theta透镜与远心F-Theta透镜对晶圆的烧蚀阈值的影响区别不大。在离焦效果方面, 普通F-Theta透镜随着离焦量增加, 标识点直径逐渐变小; 而远心F-Theta透镜随着离焦量增加, 标识点直径先增大后减小。在打标范围内的标识质量方面, 两者在打标范围中心的标识质量基本相当, 离中心越远, 远心透镜也未能表现出更好的标识形貌。
F-Theta透镜 远心F-Theta透镜 晶圆标识 烧蚀阈值 离焦量 F-Theta len telecentric F-Theta len wafer identification ablation threshold defocus amount 
应用激光
2023, 43(2): 93
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
利用1 066 nm光纤激光晶圆标识系统开展晶圆标识工艺的研究, 通过控制变量法分别改变占空比、脉宽在晶圆表面标识SEMI T7码, 利用数码显微系统进行Dot形貌评估, 采用读码器进行读码测试。结果表明, 1 066 nm波长激光标识晶圆时有较宽的工艺窗口, 占空比10%~22%范围内Dot点形貌光滑、无飞溅; 脉宽对Dot点的形貌影响较大, 但是经读码器硬件和软件处理、优化后, 对读取时间影响较小。在占空比10%~22%及脉宽100~300 ns范围内, 均可以得到无飞溅、标识均匀、符合SEMI标识要求的标识。
1 066 nm光纤激光器 激光标识 晶圆 1 066 nm fiber laser laser marking wafer 
应用激光
2023, 43(2): 88
骆公序 1陈媛 1,2张玲玲 1,2李国旗 1,2[ ... ]舒天娇 1,2
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
采用1 060 nm光纤打标机在2024铝合金表面进行方形标识, 主要研究扫描速度、填充间隔、激光平均功率等工艺参数对铝合金材料表面标识效果的影响。基于正交试验的方法, 根据3因素5水平正交表设计激光加工的工艺参数, 利用色差仪和超景深三维显微镜对激光标识效果的色差和表面形貌粗糙度进行测量。试验结果表明, 激光标识时扫描轨迹的重叠率和光斑重叠率是影响色差的主要因素, 激光标识时材料吸收激光的能量大小和热影响是影响粗糙度的主要因素。经过正交极差优化后的最佳参数组合为扫描速度V=644 mm/s, 填充间隔F=0.028 mm, 激光功率P=15 W, 最终标识效果为表面粗糙度为1.5 μm, 色差为9.41 NBS。
激光直接标识 表面粗糙度 色差 正交试验 laser direct-part marking surface roughness color difference orthogonal experiment 
应用激光
2022, 42(6): 56
作者单位
摘要
1 烟台大学建筑学院, 山东烟台 264005
2 中铁建工集团第二建设有限公司, 山东青岛 266112
3 烟台市建筑设计研究股份有限公司, 山东烟台 264005
将红外热成像与图像处理技术结合应用于建筑外窗缺陷的检测, 提出一种外窗缺陷检测和面积计算方法。通过外窗缺陷检测实验, 利用压差法进行外窗空气渗透检测, 求出渗透的缺陷面积。将红外热成像仪采集的外窗红外图像进行图像的预处理、外窗缺陷的检测以及检测后的面积计算, 并建立外窗缺陷红外图像检测模型。结果表明: 利用加权平均法进行灰度化处理, 中值滤波进行降噪处理、图像锐化和直方图均衡化进行图像增强处理, 处理效果明显, 可作为外窗红外图像的预处理方式; Roberts算法对预处理后外窗红外图像的检测与实验值差异最小, 检测信息更接近实际缺陷位置;将处理方法和检测模型与建筑整体气密性检测结合, 能够在现场对外窗气密性能等级进行初步判定。
外窗缺陷 面积计算 红外热成像 图像处理 Exterior window defects area calculation infrared thermal imaging image processing 
红外技术
2022, 44(12): 1358
陈维 1,*杜远超 2,3张玲玲 2,3卢鹄 1[ ... ]杨文杰 2
作者单位
摘要
1 上海飞机制造有限公司, 上海 201324
2 上海市激光技术研究所, 上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
采用1 060 nm MOPA激光器对铝合金(2024)进行标识。研究了不同功率下DM码的质量等级和对比度, 使用扫描电镜(SEM)观察了标识的表面形貌, 使用能谱仪分析了标识表面的成分组成。通过SEM分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料被熔化、气化、烧蚀, 有大量孔洞和颗粒状物质存在, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料仅仅被重铸, 表面呈波纹状; 通过EDS分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料中氧元素含量升高, 说明熔化、气化的金属发生氧化反应, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料中氧元素增加较少, 说明在此条件下金属氧化反应较少。对材料的烧蚀阈值进行计算, 为试验提供理论指导。
激光直接标识 形貌分析 机理 laser direct-part marking MOPA MOPA Al2024 Al2024 morphology analysis mechanism analysis 
应用激光
2021, 41(5): 1011

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