KR100729966B1 - Glass hole making method using laser - Google Patents

Glass hole making method using laser Download PDF

Info

Publication number
KR100729966B1
KR100729966B1 KR1020060025719A KR20060025719A KR100729966B1 KR 100729966 B1 KR100729966 B1 KR 100729966B1 KR 1020060025719 A KR1020060025719 A KR 1020060025719A KR 20060025719 A KR20060025719 A KR 20060025719A KR 100729966 B1 KR100729966 B1 KR 100729966B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
laser beam
irradiation step
hole
laser
Prior art date
Application number
KR1020060025719A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박종덕
우준영
Original Assignee
케이 이엔지(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이 이엔지(주) filed Critical 케이 이엔지(주)
Priority to KR1020060025719A priority Critical patent/KR100729966B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100729966B1 publication Critical patent/KR100729966B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/54—Glass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

A glass hole making method using laser which can form a clean and smooth hole in the glass by controlling a focus of laser beams, the total energy applied to glass, and an intensity of a laser device according to time is provided. A glass hole making method using laser comprises: an irradiation step(S10) of irradiating laser beams onto glass using a YAG laser device of a CW(continuous mode) with a wavelength of 1030 nm or 1064 nm, wherein the laser beams are irradiated on the glass in the state that thickness of laser beams irradiated onto an upper surface of the glass is same as size of a hole to be formed in the glass, and a focus of the laser beams is formed above the upper surface of the glass; and a cooling step(S20) of cooling the glass if a forming portion of the glass is expanded by the irradiation step. The irradiation step comprises: a first irradiation step(S11) of irradiating laser beams with low intensity onto the glass for a long time; and a second irradiation step(S12) of irradiating laser beams onto the glass in an intensity higher than that of the laser beams of the first irradiation step for a time shorter than that of the first irradiation step.

Description

레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법 { GLASS HOLE MAKING METHOD USING LASER }Glass hole processing using laser {GLASS HOLE MAKING METHOD USING LASER}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가공방법의 순서도,1 is a flow chart of a processing method according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사단계를 도시한 상태도,2 is a state diagram showing a laser beam irradiation step according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각단계에서의 유리의 상태를 도시한 확대 상태도,Figure 3 is an enlarged state diagram showing the state of the glass in the cooling step according to an embodiment of the present invention,

도 4a는 시간에 따라 레이저빔의 세기의 변화를 도시한 파워 프로파일,Figure 4a is a power profile showing the change in intensity of the laser beam over time,

도 4b는 도 4a에 따른 홀 가공상태를 나타낸 실험데이터,Figure 4b is experimental data showing the hole machining state according to Figure 4a,

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 유리에 홀을 가공한 순서를 촬영한 사진.Figure 5 is a photograph taken a sequence of processing holes in the glass in accordance with an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

S10 : 조사단계, S11 : 제1조사단계,S10: investigation step, S11: investigation step 1

S12 : 제2조사단계, S20 : 냉각단계.S12: second irradiation step, S20: cooling step.

10 : 레이저장치, 20 : 유리,10: laser device, 20: glass,

22 : 크랙.22: crack.

본 발명은 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법에 관한 것으로서, 특히 레이저빔의 세기를 시간에 따라 정해진 방식으로 조절하여 유리에 조사하고 후에 냉각시킴으로서, 보다 깨끗하고 우수한 홀을 가동하도록 하는 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hole processing method of glass using a laser, in particular, by adjusting the intensity of the laser beam in a time-determined manner to irradiate the glass and to cool later, glass using a laser to operate a cleaner and excellent hole It relates to a hole processing method.

PDP(Plasma Display Panel)는 두 장의 유리를 포갠 틈새에 작은 셀을 다수 배치하고, 그 상하에 장착된 전극(+와 -)사이에 가스(네온과 아르곤 등)를 주입한 후에, 상기 전극에 전압을 인가하면 상기 가스에서 자외선이 발생되면서 색세포 내부의 형광체를 자극하여 발광을 하게 되고 이러한 발광이 가시광선으로서 우리의 눈에 영상으로 보여지게 되는 것이다.Plasma Display Panel (PDP) places a large number of small cells in the gap between two sheets of glass, injects gas (neon and argon, etc.) between electrodes (+ and-) mounted on the upper and lower sides, and then applies voltage to the electrodes. When it is applied, the ultraviolet rays are generated from the gas to stimulate the phosphor inside the color cells to emit light, and this light emission is visible to our eyes as visible light.

이때, 상기 유리에 가스를 주입시키기 위해서는 상기 유리에 가스주입구를 가공하여야 하는데, 종래에는 드릴을 이용하여 상기 가스주입구를 가공하였다.In this case, in order to inject gas into the glass, the gas inlet should be processed in the glass.

그러나, 이러한 드릴에 의한 가공은 가공시간이 많이 소요되고, 유리에 크랙이 쉽게 발생할 수 있으며, 잔존크랙의 크기에 따라 후공정에서 열충격으로 인한 기판파손 등의 불량을 발생시키는 문제점이 있다.However, processing by such a drill takes a lot of processing time, it may easily cause cracks in the glass, there is a problem that causes defects such as substrate damage due to thermal shock in the post-process according to the size of the residual crack.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 레이저를 이용하여 유리에 홀을 가공하고 있다.In order to solve such a problem, holes have recently been processed in glass using a laser.

일반적으로 그 가공방법은 레이저빔의 초점이 유리에 닿도록 조정하며, 레이저빔의 굵기를 가공하고자 하는 홀의 직경보다 작게 하고 상기 레이저빔의 세기를 크게 하여 유리에 조사하였다.In general, the processing method is to adjust the focus of the laser beam to the glass, and to irradiate the glass by making the thickness of the laser beam smaller than the diameter of the hole to be processed and increasing the intensity of the laser beam.

이때, 상기 레이저빔은 홀이 가공될 부위의 유리를 미세하게 조금씩 제거하 여 결국 가공하고자 하는 홀만큼 유리를 제거하게 된다.At this time, the laser beam removes the glass of the portion where the hole is to be processed minutely and eventually removes the glass as much as the hole to be processed.

그러나, 이러한 종래의 유리의 홀 가공방법은 유리를 미세하게 조금씩 제거하면서 홀을 가공하기 때문에 홀의 외주면이 매끄럽지 못하고 미세한 돌기 및 홈이 형성되어 깨끗하지 않은 홀을 가공하게 되는 문제점이 있었다.However, the hole processing method of the conventional glass has a problem that the hole is not smooth because the outer peripheral surface of the hole is not smooth and fine projections and grooves are formed because the hole is processed by removing the glass minutely.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저빔의 초점과 유리에 가해지는 총에너지 및 레이저장치의 세기를 시간에 따라 조절함으로서, 깨끗하고 매끈한 홀을 가공할 수 있는 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by adjusting the focus of the laser beam and the total energy applied to the glass and the intensity of the laser device over time, the glass using a laser that can process a clean smooth hole The purpose is to provide a method for processing holes.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법은, 1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그 레이저장치를 이용하여 유리에 레이저빔을 조사하되, 상기 유리의 상면에 조사되는 레이저빔의 굵기를 가공하고자 하는 홀의 크기와 동일하게 하고, 상기 레이저빔의 초점을 상기 유리의 상면보다 상부에서 형성하여 상기 유리에 레이저빔을 조사하는 조사단계와; 상기 조사단계에 의해 유리의 가공부위가 팽창되면 냉각시키는 냉각단계로 이루어진다.In order to achieve the above object, the hole processing method of glass using the laser of the present invention, irradiating a laser beam to the glass using a yag laser device of CW (continuous mode) mode having a wavelength of 1030nm or 1064nm, the upper surface of the glass An irradiation step of irradiating a laser beam on the glass by making the thickness of the laser beam to be irradiated equal to the size of a hole to be processed and forming a focal point of the laser beam above an upper surface of the glass; When the processing portion of the glass is expanded by the irradiation step is made of a cooling step of cooling.

상기 조사단계는, 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간동안 조사하는 제1조사단계와, 상기 제1조사단계에서의 레이저빔의 세기보다 크고, 제1조사단계에서의 조사시간보다 짧게 조사하는 제2조사단계로 이루어진다.The irradiation step may include a first irradiation step of irradiating for a long time with a low laser beam intensity, and a second irradiation step that is larger than the intensity of the laser beam in the first irradiation step and shorter than the irradiation time in the first irradiation step. Investigation phase

또한, 상기 유리의 두께는 2.8mm이고, 가공하고자 하는 홀의 크기는 2∼4mm이며, 상기 조사단계에서 상기 야그 레이저장치에 의해 상기 유리에 가해지는 총에너지는 400J∼980J임이 함이 바람직하다.In addition, the thickness of the glass is 2.8mm, the size of the hole to be processed is 2 to 4mm, it is preferable that the total energy applied to the glass by the yag laser device in the irradiation step is 400J ~ 980J.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가공방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사단계를 도시한 상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각단계에서의 유리의 상태를 도시한 상태도이고, 도 4a는 시간에 따라 레이저빔의 세기의 변화를 도시한 파워 프로파일이며, 도 4b는 도 4a에 따른 홀 가공상태를 나타낸 실험데이터이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 유리에 홀을 가공한 순서를 촬영한 사진이다.1 is a flow chart of a processing method according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a state diagram showing a laser beam irradiation step according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cooling step according to an embodiment of the present invention Figure 4a is a state diagram showing the state of the glass, Figure 4a is a power profile showing the change in the intensity of the laser beam with time, Figure 4b is experimental data showing the hole processing state according to Figure 4a, Figure 5 is It is the photograph which photographed the procedure which processed the hole in glass according to an Example.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 유리(20)에 레이저빔을 조사하는 조사단계(S10)와, 가열된 유리(20)를 냉각시키는 냉각단계(S20)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the present invention includes an irradiation step S10 of irradiating a laser beam onto the glass 20, and a cooling step S20 of cooling the heated glass 20.

상기 조사단계(S10)는, 1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그레이저장치(10)를 이용하여 유리(20)에 레이저빔을 조사하는 단계로서, 상기 유리(20)의 상면에 조사되는 레이저빔의 굵기를 가공하고자 하는 홀의 크기와 거의 동일하게 하고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 레이저빔의 초점을 상기 유리(20)의 상면보다 상부에서 형성하여 상기 유리(20)에 레이저빔을 조사하도록 한다.The irradiating step (S10) is a step of irradiating a laser beam to the glass 20 by using the yag laser device 10 of CW (continuous mode) mode having a wavelength of 1030 nm or 1064 nm, the upper surface of the glass 20. The thickness of the laser beam to be irradiated to approximately the same as the size of the hole to be processed, and as shown in Figure 2 the focus of the laser beam is formed above the upper surface of the glass 20 to the glass 20 Irradiate the laser beam.

상기 야그레이저장치(10)는, 야그(YAG) 레이저빔을 발생시켜 유리(20)에 야그 레이저빔을 조사하는 장치로써, 이는 종래의 공지된 장치를 사용하면 충분하다.The yag laser device 10 is a device for irradiating a yag laser beam to the glass 20 by generating a yag laser beam, which is sufficient to use a conventionally known device.

야그레이저라 함은, 이트륨(Y), 알루미늄(A), 가넷(G)의 앞글자를 딴 이름으로 석류석같이 생긴 보석을 사용하는 레이저로써, 파장이 작고 투과율이 높은 레이저를 말한다.Yagra laser is a laser that uses garnet-like gems named after yttrium (Y), aluminum (A), and garnet (G). It is a laser with a small wavelength and high transmittance.

그리고, 상기 유리(20)는 규사, 탄산나트륨, 석회석 따위를 원료로 하여 만든 소다 유리(20)(소다석회 유리(20))를 사용함이 바람직하다.The glass 20 is preferably made of soda glass 20 (soda lime glass 20) made of silica sand, sodium carbonate or limestone as a raw material.

상기 조사단계(S10)에서는 레이저빔의 초점이 유리(20)보다 상부에 형성되기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 레이저빔에 의해 가열되는 유리(20)의 횡단면은 사다리꼴 형상이 된다.In the irradiation step S10, since the focal point of the laser beam is formed above the glass 20, the cross section of the glass 20 heated by the laser beam becomes trapezoidal as shown in FIG. 2.

즉, 유리(20)의 상면은 적은 면적으로 가열되고, 유리(20)의 하면은 넓은 면적으로 가열된다.That is, the upper surface of the glass 20 is heated to a small area, and the lower surface of the glass 20 is heated to a large area.

따라서, 유리(20)의 상면은 하면보다 가열면적이 적기 때문에 더 빨리 가열되고, 또한 유리(20)의 상면이 레이저로부터 가깝기 때문에 하면보다 더욱 빨리 가열된다.Therefore, the upper surface of the glass 20 is heated faster because there is less heating area than the lower surface, and also faster than the lower surface because the upper surface of the glass 20 is close to the laser.

위와 같이, 레이저빔이 유리(20)에 조사됨에 따라 유리(20)의 홀 가공부위는 팽창하게 되어, 유리(20)의 상면은 상방향으로 유리(20)의 하면은 하방향으로 각각 팽창이 이루어진다.As described above, as the laser beam is irradiated onto the glass 20, the hole processing portion of the glass 20 expands, and the upper surface of the glass 20 expands upward and the lower surface of the glass 20 expands downward. Is done.

이때, 상기 유리(20)의 상면이 하면보다 더 가열되고 면적이 좁기 때문에 상면이 더욱 팽창하게 되고 가열 온도가 더 높게 된다.At this time, since the upper surface of the glass 20 is heated more than the lower surface and the area is narrow, the upper surface is further expanded and the heating temperature is higher.

위와 같이, 유리(20)에 레이저빔이 조사함으로서 초기에는 유리(20)의 전체에서 조사된 에너지의 18% 정도를 흡수하게 되고, 점점 가열되면서 유리(20)의 가공면이 흰색으로 변화하면 이때에는 흰색 표면에서 에너지를 100% 흡수하게 되어 유리(20)의 상단만 가열되고 상단에는 용탕이 형성된다.As described above, the laser beam is irradiated to the glass 20 to initially absorb about 18% of the energy irradiated from the entire glass 20, and when the processed surface of the glass 20 changes to white as it is gradually heated. There is a 100% absorption of energy on the white surface, only the top of the glass 20 is heated, the melt is formed on the top.

상기 조사단계(S10)는, 도 1에 도시된 바와 같이 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간동안 조사하는 제1조사단계(S11)와, 상기 제1조사단계(S11)에서의 레이저빔의 세기보다 크고, 제1조사단계(S11)에서의 조사시간보다 짧게 조사하는 제2조사단계(S12)로 이루어짐이 바람직하다.The irradiation step (S10) is, as shown in Figure 1, the first irradiation step (S11) for irradiating for a long time at a low laser beam intensity, and than the intensity of the laser beam in the first irradiation step (S11) It is preferable that the second irradiation step (S12) that is larger, and irradiated shorter than the irradiation time in the first irradiation step (S11).

위와 같이, 제1조사단계(S11)에서 제2조사단계(S12)와 비교하여 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간 동안 조사함으로서, 유리(20)를 예열시킬 수 있다.As described above, the glass 20 may be preheated by irradiating for a long time with a low laser beam intensity in comparison with the second irradiation step S12 in the first irradiation step S11.

제2조사단계(S12)에서 높은 레이저빔의 세기로 짧은 시간 동안 조사함으로써, 상기 제1조사단계(S11)에 의해 예열된 유리(20)를 더욱 높은 온도로 가열 팽창시킬 수 있다.By irradiating for a short time with a high laser beam intensity in the second irradiation step (S12), it is possible to heat-expand the glass 20 preheated by the first irradiation step (S11) to a higher temperature.

만약, 제1조사단계(S11)없이 제2조사단계(S12)를 먼저 수행하거나 아직 예열이 덜 된 상태에서 제2조사단계(S12)를 수행한다면 높은 레이저빔의 세기로 인해 유리(20)는 바로 파열하게 된다.If the second irradiation step S12 is first performed without the first irradiation step S11 or if the second irradiation step S12 is performed while the preheating is still low, the glass 20 may be deteriorated due to the high laser beam intensity. It will burst immediately.

또한, 제2조사단계(S12)를 너무 길게 유지하면 유리(20)가 파열하게 된다.In addition, if the second irradiation step (S12) is kept too long, the glass 20 is broken.

따라서, 제1조사단계(S11)는 긴 시간동안 낮은 레이저빔의 세기로 조사하여 가공된 유리(20)를 예열시키고, 제2조사단계(S12)에서는 짧은 시간동안 높은 레이저빔의 세기로 조사하여 유리(20)를 신속하게 가열 팽창시키도록 한다.Therefore, the first irradiation step S11 irradiates with a low laser beam intensity for a long time to preheat the processed glass 20, and the second irradiation step S12 irradiates with a high laser beam intensity for a short time. Allow the glass 20 to rapidly heat up and expand.

이와 관련해서는 후술하는 실험데이터에서 더욱 자세하게 설명하기로 한다.In this regard will be described in more detail in the experimental data to be described later.

상기 냉각단계(S20)는, 상기 조사단계(S10)에 의해 유리(20)의 가공부위가 팽창되면 자연적으로 또는 별도의 냉각장치(미도시)를 이용하여 유리(20)를 냉각시키는 단계이다.The cooling step (S20) is a step of cooling the glass 20 naturally or using a separate cooling device (not shown) when the processing portion of the glass 20 is expanded by the irradiation step (S10).

냉각장치를 사용하는 경우에, 상기 냉각장치는 상기 유리(20)에 냉각매체를 분사하는 장치로써, 냉각매체는 물, 냉각압축공기 또는 고체탄산가스 등 냉각을 시키기 위한 모든 매체를 포함한다.When using a cooling device, the cooling device is a device for injecting a cooling medium to the glass 20, the cooling medium includes all the medium for cooling, such as water, cooling compressed air or solid carbon dioxide.

상기 유리(20)의 가공부위가 냉각되어짐에 따라 상기 유리(20)의 상면은 고온으로 가열되었기 때문에 하면보다 늦게 냉각되고, 또한 유리(20)의 상면에 용탕이 형성되어 있고 이것이 수축하면서 유리(20)의 상면에 먼저 크랙(22)이 발생한다. 이 크랙(22)은 도 3에 도시한 바와 같이, 유리의 하면으로 진행하여, 위가 넓고 아래가 좁은 역 사다리꼴의 크랙(22)을 형성하여, 결국 상기 유리(20)에는 역 사다리꼴의 홀이 발생하게 된다. 즉, 도 2 및 상기 설명을 통해 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 동일한 세기의 레이저가 좁은 면적의 유리 영역(즉, 유리의 상면) 및 넓은 면적의 유리 영역(즉, 유리의 하면)에 조사되므로, 좁은 면적의 유리 상면에서는 넓은 면적의 유리 상면과 비교하여 레이저의 에너지 밀도가 높아, 결국 넓은 면적의 유리 하면에 형성되는 홀보다 더 큰 홀이 유리의 상면에 형성되어, 도 3에 도시한 것과 같은 역 사다리꼴 모양의 홀이 유리에 형성된다.As the processed portion of the glass 20 is cooled, the upper surface of the glass 20 is cooled later than the lower surface because it is heated to a high temperature, and a molten metal is formed on the upper surface of the glass 20, which shrinks the glass ( The crack 22 is first generated on the upper surface of 20). As shown in Fig. 3, the crack 22 proceeds to the lower surface of the glass to form an inverted trapezoidal crack 22 having a wider upper and a narrower lower end, so that an inverted trapezoidal hole is formed in the glass 20. Will occur. That is, as can be easily understood through FIG. 2 and the above description, according to the present invention, lasers of the same intensity are used for the narrow area of the glass area (ie, the upper surface of the glass) and the large area of the glass area (that is, the lower surface of the glass). In the glass upper surface of a narrow area, the energy density of a laser is high compared with the glass upper surface of a large area, and eventually a hole larger than the hole formed in the glass lower surface of a large area is formed in the upper surface of glass, and FIG. Inverted trapezoidal holes as shown are formed in the glass.

본 발명에서는 상기 조사단계(S10)에서, 레이저빔의 세기를 시간에 따라 다르게 펄스형으로 조사하여 실험함으로서, 도 3에 도시된 바와 같은 실험데이터를 얻었다.In the present invention, in the irradiation step (S10), by experimenting by irradiating the intensity of the laser beam with a pulse type according to the time, the experimental data as shown in Figure 3 was obtained.

도 4a는 레이저빔의 세기를 시간에 따라 여러 가지로 변환한 것이고, 도 4b는 도 4a의 레이저빔에 따라 발생되는 홀의 가공상태를 표로 정리한 것이다.FIG. 4A is a graph showing various conversions of the intensity of a laser beam over time, and FIG. 4B is a table listing processing states of holes generated according to the laser beam of FIG. 4A.

본 실험에서는 4초 동안 레이저빔을 조사하되 레이저빔의 세기를 140W와 180W로 변환하면서 조사하였고, 유리(20)는 2.8mm 두께를 사용하였으며, 가공하고 자 하는 홀의 크기는 2∼4mm정도로 하였다.In this experiment, the laser beam was irradiated for 4 seconds while converting the laser beam intensity to 140W and 180W. The glass 20 was 2.8mm thick, and the size of the hole to be processed was about 2 to 4mm.

또한, 레이저빔의 초점은 유리(20)의 상면으로부터 6mm에 배치되도록 하였다.In addition, the focus of the laser beam was arranged to be 6 mm from the upper surface of the glass 20.

먼저, 도 4a에서 ①번과 같이 140W의 레이저빔 세기로 4초 동안 유리(20)에 조사한 경우, ②번과 같이 180W의 레이저빔 세기로 4초 동안 유리(20)에 조사한 경우, ③번과 같이 140W의 레이저빔 세기로 2초 동안 조사하고 후에 180W의 레이저빔 세기로 2초 동안 조사한 경우, ④번과 같이 180W의 레이저빔 세기로 2초 동안 조사하고 후에 140W의 레이저빔 세기로 2초 동안 조사한 경우, ⑤번과 같이 140W의 레이저빔 세기로 1초 동안 조사하고 후에 180W의 레이저빔 세기로 2초 동안 조사하고 후에 다시 140W의 레이저빔 세기로 1초 동안 조사한 경우에는, 도 4b에 나타난 바와 같이 홀은 가공되었으나, 가공된 홀의 품질이 좋지 않았다.First, when the glass 20 is irradiated for 4 seconds at a laser beam intensity of 140W as shown in ① in Figure 4a, when the glass 20 is irradiated for 4 seconds at a laser beam intensity of 180W as in ②, ③ and When irradiated for 2 seconds with a laser beam intensity of 140W as shown in the following, and then irradiated for 2 seconds with a laser beam intensity of 180W after 2 seconds, and irradiated for 2 seconds with a laser beam intensity of 180W as shown in ④ and after 2 seconds at a laser beam intensity of 140W In the case of irradiation, when irradiated for 1 second with the laser beam intensity of 140W as shown in ⑤, after 2 seconds with the laser beam intensity of 180W, and then irradiated for 1 second again with the laser beam intensity of 140W, as shown in Figure 4b Likewise, the hole was machined, but the hole quality was not good.

그러나, 도 4a의 ⑥번과 같이 140W의 레이저빔 세기로 3초 동안 조사하고 후에 180W의 레이저빔 세기로 1초 동안 조사한 경우에는 도 4b에 나타난 바와 같이 가공된 홀의 품질이 우수하게 나왔다.However, when irradiated for 3 seconds with a laser beam intensity of 140 W and then irradiated for 1 second with a laser beam intensity of 180 W, as shown in ⑥ of FIG. 4A, the quality of the processed hole was excellent as shown in FIG. 4B.

자세하게 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 140W로 3초 조사하고 180W로 1초 조사하면, 0.93초 후에 유리(20)에 플라즈마 볼이 발생하고, 1.6초 후에 섬광이 발생하게 4.25초 후에 유리(20)의 홀 가공부위가 용탕으로 변환하면서 팽창하게 된다.In detail, as shown in FIG. 5, after 3 seconds irradiation at 140 W and 1 second irradiation at 180 W, plasma balls are generated in the glass 20 after 0.93 seconds, and flashes are generated after 4.25 seconds so that a flash occurs after 1.6 seconds. The hole processing part of) expands while converting into molten metal.

위와 같은 레이저빔의 조사가 끝난 후 냉각을 시키면, 5.2초 후에 팽창된 용탕이 순간적으로 수축하면서 유리(20)의 상단부 즉 상면에 1차 크랙이 생성되고, 5.35초 후에 2차 크랙이 시작되어 10.7초에 크랙의 형성이 완료되어 유리(20)에 홀이 형성된다.When cooling is completed after the irradiation of the laser beam as described above, the primary melt is formed at the upper end of the glass 20, that is, the upper surface of the glass 20, after the expanded melt momentarily contracts after 5.2 seconds, and the second crack starts after 5.35 seconds. In the beginning, the formation of cracks is completed, and holes are formed in the glass 20.

또한, 유전체가 접착된 유리(20)에 레이저빔을 도 4a의 ⑦과 같이 140W의 레이저빔 세기로 3초 동안 조사하고 후에 180W의 레이저빔 세기로 1초 동안 조사한 경우에는, 도 4b에 나타난 바와 같이 유전체가 유리(20)의 하면에 접착된 경우에는 가공된 홀의 품질이 우수하였으나, 유전체가 유리(20)의 상면에 접착된 경우에는 가공된 홀의 품질이 매우 좋지 않았다.In addition, when the laser beam is irradiated on the glass 20 to which the dielectric is bonded for 3 seconds at a laser beam intensity of 140 W as shown in ⑦ of FIG. 4A, and then irradiated for 1 second at a laser beam intensity of 180 W, as shown in FIG. 4B. Likewise, when the dielectric is adhered to the lower surface of the glass 20, the processed hole is excellent in quality, but when the dielectric is adhered to the upper surface of the glass 20, the processed hole is not very good.

위와 같이 1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그 레이저장치(10)를 이용하여 2.8mm의 유리(20)에 홀을 가공함에 있어서, 상기 제1조사단계(S11)와 같이 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간동안 조사하고 후에 상기 제2조사단계(S12)와 같이 큰 레이저빔의 세기로 짧은 시간 동안 조사함으로서, 유리(20)에 우수한 홀을 가공할 수 있다.In processing holes in the glass 20 of 2.8mm using the yag laser device 10 of CW mode (continuous mode) having a wavelength of 1030nm or 1064nm as described above, the laser as low as the first irradiation step (S11) By irradiating for a long time with the intensity of the beam and then irradiating for a short time with the intensity of a large laser beam as in the second irradiation step (S12), it is possible to process the excellent hole in the glass 20.

또한, 1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그 레이저장치(10)를 이용하여 2.8mm의 소다 유리(20)에 홀을 가공하기 위해서 유리(20)에 가해지는 총에너지를 400J∼980J 정도로 하여 상기 유리(20)에 홀을 형성할 수 있다.In addition, the total energy applied to the glass 20 in order to process a hole in the soda glass 20 of 2.8 mm using the yag laser device 10 of CW (continuous mode) having a wavelength of 1030 nm or 1064 nm is 400 J to A hole may be formed in the glass 20 at about 980J.

이때, 유리(20)에 가해지는 총 에너지가 400J 미만이면 상기와 같은 조건에서 상기 유리(20)에 홀이 가공되지 않으며, 980J 초과이면 상기와 같은 조건에서 상기 유리(20)가 파열하게 된다.At this time, if the total energy applied to the glass 20 is less than 400J, the hole is not processed in the glass 20 under the above conditions. If the glass 20 exceeds 980J, the glass 20 will be ruptured under the above conditions.

이렇게 홀이 가공된 유리(20)는 PDP를 제작함에 있어서 가스를 주입하기 위 한 가스주입공으로 사용될 수 있다.The glass 20 processed as described above may be used as a gas injection hole for injecting gas in manufacturing a PDP.

본 발명인 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The hole processing method of the glass using the laser of this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can variously deform and implement within the range to which the technical idea of this invention is permissible.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the hole processing method of glass using the laser of the present invention as described above has the following effects.

첫째, 레이저빔의 초점을 유리의 상부에 형성되도록 함으로서, 홀 가공부위에 크랙 및 용융 후 냉각으로 인한 미세크랙이 생성되지 않으며, 유리를 레이저장치로부터 이격되도록 하여 유리가 레이저빔에 의해 파열되는 것을 방지할 수 있다.First, the focus of the laser beam is formed on the upper portion of the glass, so that no cracks are generated at the hole processing site due to cracking and melting, and the glass is separated from the laser device so that the glass is ruptured by the laser beam. You can prevent it.

둘째, 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간동안 조사하고 후에 큰 레이저빔의 세기로 짧은 시간 동안 조사함으로서, 유리에 우수한 홀을 가공할 수 있다.Secondly, by irradiating for a long time with a low laser beam intensity and later for a short time with a large laser beam intensity, excellent holes can be processed in the glass.

셋째, 1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그 레이저장치를 이용하여 2.8mm의 유리에 가해지는 총에너지를 400J∼980J로 함으로서, 상기 유리에 홀을 가공할 수 있다.Third, the hole can be processed in the glass by setting the total energy applied to the glass of 2.8 mm to 400 J to 980 J using a yag laser device of CW (continuous mode) mode having a wavelength of 1030 nm or 1064 nm.

또한, 상기 유리에 140W의 세기로 3초 조사하고 180W의 세기로 1초 조사함으로서, 유리에 깨끗한 홀을 가공할 수 있다.In addition, by irradiating the glass for 3 seconds at an intensity of 140 W and for 1 second at an intensity of 180 W, a clean hole can be processed in the glass.

Claims (3)

1030nm 또는 1064nm 파장을 가지는 CW(continuous mode)모드의 야그 레이저장치를 이용하여 유리에 레이저빔을 조사하되, 상기 유리의 상면에 조사되는 레이저빔의 굵기를 가공하고자 하는 홀의 크기와 동일하게 하고, 상기 레이저빔의 초점을 상기 유리의 상면보다 상부에서 형성하여 상기 유리에 레이저빔을 조사하는 조사단계와;Irradiate the laser beam to the glass using a yag laser device of CW (continuous mode) mode having a wavelength of 1030 nm or 1064 nm, and make the thickness of the hole to be processed the same as the size of the hole to be irradiated on the upper surface of the glass, and An irradiation step of irradiating a laser beam on the glass by forming a focus of a laser beam above an upper surface of the glass; 상기 조사단계에 의해 유리의 가공부위가 팽창되면 냉각시키는 냉각단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법.The hole processing method of the glass using a laser, characterized in that the cooling step of cooling when the processing portion of the glass is expanded by the irradiation step. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조사단계는, The investigation step, 낮은 레이저빔의 세기로 긴 시간동안 조사하는 제1조사단계와,A first irradiation step of irradiating for a long time with a low laser beam intensity, 상기 제1조사단계에서의 레이저빔의 세기보다 크고, 제1조사단계에서의 조사시간보다 짧게 조사하는 제2조사단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법.And a second irradiation step of irradiating more than the intensity of the laser beam in the first irradiation step and shorter than the irradiation time in the first irradiation step. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유리의 두께는 2.8mm이고, 가공하고자 하는 홀의 크기는 2∼4mm이며, 상기 조사단계에서 상기 야그 레이저장치에 의해 상기 유리에 가해지는 총에너지는 400J∼980J인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리의 홀 가공방법.The thickness of the glass is 2.8mm, the size of the hole to be processed is 2 ~ 4mm, the total energy applied to the glass by the yag laser device in the irradiation step is 400J ~ 980J glass, characterized in that Hole processing method.
KR1020060025719A 2006-03-21 2006-03-21 Glass hole making method using laser KR100729966B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025719A KR100729966B1 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Glass hole making method using laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025719A KR100729966B1 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Glass hole making method using laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100729966B1 true KR100729966B1 (en) 2007-06-19

Family

ID=38372775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060025719A KR100729966B1 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Glass hole making method using laser

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100729966B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101436627B1 (en) * 2014-03-06 2014-09-01 주식회사 엘티에스 Method for cutting glass substrate
KR20210050097A (en) * 2019-10-28 2021-05-07 문성욱 Method of cutting glass in laser glass cutting equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000128556A (en) 1998-10-30 2000-05-09 Futaba Corp Method for boring glass substrate and glass drilling device
KR100265578B1 (en) 1997-09-24 2000-09-15 다니구찌 이찌로오; 기타오카 다카시 Laser machining method
KR100300417B1 (en) 1999-01-18 2001-09-22 김순택 Splitting apparatus of glass having ITO layer
KR100325949B1 (en) 1999-06-29 2002-02-27 배홍갑 Laser drilling method
JP2002346782A (en) 2001-05-21 2002-12-04 Samsung Electronics Co Ltd Method and apparatus for cutting nonmetallic substrate with laser beam

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100265578B1 (en) 1997-09-24 2000-09-15 다니구찌 이찌로오; 기타오카 다카시 Laser machining method
JP2000128556A (en) 1998-10-30 2000-05-09 Futaba Corp Method for boring glass substrate and glass drilling device
KR100300417B1 (en) 1999-01-18 2001-09-22 김순택 Splitting apparatus of glass having ITO layer
KR100325949B1 (en) 1999-06-29 2002-02-27 배홍갑 Laser drilling method
JP2002346782A (en) 2001-05-21 2002-12-04 Samsung Electronics Co Ltd Method and apparatus for cutting nonmetallic substrate with laser beam

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101436627B1 (en) * 2014-03-06 2014-09-01 주식회사 엘티에스 Method for cutting glass substrate
KR20210050097A (en) * 2019-10-28 2021-05-07 문성욱 Method of cutting glass in laser glass cutting equipment
KR102253002B1 (en) 2019-10-28 2021-05-14 문성욱 Method of cutting glass in laser glass cutting equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6552717B2 (en) How to cut a thin glass layer
US8257603B2 (en) Laser patterning of glass bodies
Neuenschwander et al. Processing of metals and dielectric materials with ps-laserpulses: results, strategies, limitations and needs
KR100876502B1 (en) A cutter for substrate using microwaves laser beam and method thereof
JP4337050B2 (en) Glass plate cutting device {GLASS-PLATECHTINGMACHINE}
TWI430351B (en) Method and apparatus for processing substrates and use thereof
TWI647187B (en) Method of separating a glass sheet from a carrier
CN109311725A (en) Chamfered shape is cut by laser and removed from transparent substrate
CN109702356A (en) A method of laser cutting covering protection film glass
JP2017511777A (en) Edge chamfering method
CN1867419A (en) Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
US11904410B2 (en) Laser surface preparation of coated substrate
JP4998265B2 (en) Method of reducing the diameter of bubbles existing inside a glass plate
US20140363626A1 (en) Method of manufacturing glass substrate, and glass substrate
KR100729966B1 (en) Glass hole making method using laser
JP4831003B2 (en) Repairing surface scratches on the surface of glass substrates by laser irradiation
JP2014214036A (en) Method for forming through-hole through glass substrate by using laser
US20050029240A1 (en) Dual light source machining method and system
JP5560096B2 (en) Laser processing method
CN109982984B (en) Electrochromic coated glass article and method for laser treating an electrochromic coated glass article
Li et al. Damage behaviors of silica microparticles on fused silica optics under 355 nm high fluence laser
KR100511439B1 (en) Glass-plate cutting machine having a light-mask
TWI394630B (en) Laser processing method and laser processing device
JP2008247633A (en) Method for processing glass plate by laser beam irradiation
JP2008247634A (en) Method for processing glass plate by laser beam irradiation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee