KR101124509B1 - Laser processing apparatus - Google Patents

Laser processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR101124509B1
KR101124509B1 KR1020090097311A KR20090097311A KR101124509B1 KR 101124509 B1 KR101124509 B1 KR 101124509B1 KR 1020090097311 A KR1020090097311 A KR 1020090097311A KR 20090097311 A KR20090097311 A KR 20090097311A KR 101124509 B1 KR101124509 B1 KR 101124509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
object
processed
laser beam
processing apparatus
laser processing
Prior art date
Application number
KR1020090097311A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110040150A (en
Inventor
박홍진
서종현
선상필
최이호
Original Assignee
주식회사 엘티에스
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 주식회사 엘티에스 filed Critical 주식회사 엘티에스
Priority to KR1020090097311A priority Critical patent/KR101124509B1/en
Publication of KR20110040150A publication Critical patent/KR20110040150A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101124509B1 publication Critical patent/KR101124509B1/en

Links

Images

Abstract

본 발명은 레이저 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔을 이용한 가공대상물의 절단작업시 절단면의 열영향을 최소화하고 매끈한 절단면을 제공할 수 있으면서 동시에 가공속도를 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치에 관한 것이다. The present invention in that, more particularly, to a laser processing apparatus which can minimize the thermal influence of the cutting surface when cutting the object to be processed with a laser beam and being able to provide a smooth cutting face improve the processing speed at the same time on the laser processing apparatus It relates.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 가공대상물의 내부에 집광점을 형성하여 상기 가공대상물의 절단예정라인을 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저 빔을 출사하는 레이저 빔원; To this end, the laser processing apparatus in accordance with one embodiment of the present invention forms a light-converging point within the object to the line along which the object to be processed therefore, to form a modified region as a starting point of cutting to the inside of the object to be processed as a laser machining apparatus, a laser beam source for emitting a laser beam; 및 상기 레이저 빔원으로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물의 내부에 집광하되, 적어도 두 개 이상의 초점거리를 가지며, 상기 가공대상물의 내부에 개질 촉진부를 형성하는 다중초점렌즈; And a multi-focus lens that form the condenser, but the laser beam emitted from the laser beam source inside the object to be processed, at least a portion has more than one focal length, modified facilitate the interior of the object to be processed; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.
이러한 구성에 의하면, 가공대상물의 절단 시 절단면을 평탄하고 균일하게 형성시킬 수 있기 때문에 절단면의 품질을 극대화시킬 수 있으며, 가공속도가 증가되기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to such a configuration, the flatness of cut surfaces when cutting the object to be processed and it can be uniformly formed, and to maximize the quality of the cut surface, there is an effect that it is possible to improve productivity since the processing speed is increased.
다중초점렌즈, 레이저 가공, 개질영역, 크랙스폿, 에너지 밀도, 초점거리, 집광점, 개질 촉진부 Multifocal lens, the laser processing, a modified region, crack spots, the energy density, focal length, the light-converging point, a modified promoting portion

Description

레이저 가공장치{LASER PROCESSING APPARATUS} The laser processing apparatus {LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 레이저 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔을 이용한 가공대상물의 절단작업시 절단면의 열영향을 최소화하고 매끈한 절단면을 제공할 수 있으면서 동시에 가공속도를 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치에 관한 것이다. The present invention in that, more particularly, to a laser processing apparatus which can minimize the thermal influence of the cutting surface when cutting the object to be processed with a laser beam and being able to provide a smooth cutting face improve the processing speed at the same time on the laser processing apparatus It relates.

종래에는 다이아몬드 등의 초경 재료에 의해 절단라인을 생성한 후, 기계적 응력을 가하여 반도체 웨이퍼나 글래스 등의 가공대상물을 절단하였다. It is conventional to cut the object to be processed, after creating the cut line by the cemented carbide material such as diamond, such as a semiconductor wafer or glass by applying a mechanical stress.

이러한 방법에 따르면, 가공대상물의 절단면이 날카롭고 불규칙하여 액정 디스플레이와 같은 정밀한 제품에는 적합하지 않으며, 별도의 복잡하고 장시간이 소요되는 연마공정이 필요하였다. According to this method, not the irregular ropgo the cut surface of the object pointed unsuitable for precision products, such as liquid crystal displays, a separate complex and required a polishing process in which a long time is required.

이로 인해, 최근에는 레이저를 이용한 절단장치가 사용되고 있다. Because of this, in recent years, the cutting device being used by a laser.

그런데, 레이저를 이용한 절단장치는, 레이저 빔의 에너지 밀도가 도 1에 도시된 바와 같이, 절단하려는 절단예정라인(가운데 점선)에서 최대값을 가지며, 이를 중심으로 외측으로 갈수록 에너지 밀도가 감소하는 형태로 나타내기 때문에 절단예정라인이 주위의 온도보다 높게 형성되어 절단면이 용융되거나 용융점에 가까 워져서 절단면이 매끄럽지 못하고, 용융되어 흐른 흔적이 남게 되므로 절단면의 불량이 발생하는 문제점이 있었다. However, the type of cutting apparatus using a laser, and has a maximum in the object is intended to be cut to the cutting line (middle dashed line), increasing the outside decreases, the energy density around it as the energy density of the laser beam shown in Figure 1 because it represents a line along which the material is to be formed is higher than the temperature around the cutting surface are melted or war so close to the melting point does the cut surface smooth, since the traces remain flowing melt there is a problem in that a defect of the cut surfaces occurs.

따라서, 절단선의 직진성이 떨어지며, 절단면의 평탄도도 저하되어 제품의 외관과 품질을 해치게 되는 문제점이 있었다. Therefore, the impaired, cutting line straightness, flatness of the cut surfaces is lowered also there is a problem in that the spoiled appearance and quality of the product.

또한, 직진성 저하로 인해 원하는 궤도를 이탈하여 가공대상물이 절단되는 경우가 발생하는 문제점이 있었다. In addition, due to the reduced linearity leaving the desired trajectory there is a problem that when a cutting object to be processed occurs.

또한, 레이저를 이용한 절단장치는 레이저의 특성상 정밀하게 에너지의 세기 집광점 등을 정밀하게 조절하여야 하기 때문에 생산효율이 떨어지는 문제점이 있었다. In addition, the cutting device using laser had a poor production efficiency problem because it must be precisely controlled, such as the nature of the precise intensity light-converging point of the laser energy.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 빔을 이용하여 가공대상물의 절단 시 절단면의 열영향을 최소화하고 절단면을 매끈하게 할 뿐만 아니라 동시에 가공속도를 향상시킬 수 있는 레이저 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention provides a laser processing apparatus which can minimize the thermal influence of the cutting surface when cutting the object to be processed by using a laser beam to be in order to solve the above problems, as well as to smoothly increase the processing speed at the same time the cutting face it is an object.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가공대상물의 내부에 집광점을 형성하여 상기 가공대상물의 절단예정라인을 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저 빔을 출사하는 레이저 빔원; In order to achieve this object the invention, the modified region is, the starting point of the cut along the line along which the object to be processed to form a light-converging point within the object as a laser processing apparatus that forms the inside of the object to be processed a laser beam source for emitting a laser beam; 및 상기 레이저 빔원으로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물의 내부에 집광하되, 적어도 두 개 이상의 초점거리를 가지며, 상기 가공대상물의 내부에 개질 촉진부를 형성하는 다중초점렌즈; And a multi-focus lens that form the condenser, but the laser beam emitted from the laser beam source inside the object to be processed, at least a portion has more than one focal length, modified facilitate the interior of the object to be processed; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가공대상물의 절단 시 절단면을 평탄하고 균일하게 형성시킬 수 있기 때문에 절단면의 품질을 극대화시킬 수 있으며, 가공속도가 증가되기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention As described above, since the flatness of cut surfaces when cutting the object to be processed and it can be uniformly formed, and to maximize the cut quality, there is an effect that it is possible to improve productivity since the processing speed is increased .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. With reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. First, in addition as the reference numerals to components of each drawing, for the same elements even though shown in different drawings It should be noted that and to have the same reference numerals as much as possible. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Further, in the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations that are determined to obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 가공대상물의 내부에 개질영역을 형성하기 위해서 다광자 흡수라고 하는 현상을 이용한다. The laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention utilizes a phenomenon known as multiphoton absorption for forming a modified region within the object.

하기에서는 다광자 흡수에 의해 개질영역을 형성하기 위한 레이저 가공에 대해 설명하기로 한다. In the following it will be described about the laser processing for forming a modified region by multiphoton absorption.

재료 흡수의 밴드 갭 EG보다도 광자의 에너지 hν가 작으면 광학적으로 투명하게 된다. If the energy hν of a photon absorbing material than the band gap EG of less is optically clear. 따라서 재료에 흡수가 생기는 조건은 hν > EG이다. Therefore, a condition resulting in the absorption material is hν> EG. 그러나 광학적으로 투명해도 레이저 빔의 강도를 매우 크게 하면 nhν > EG의 조건(n = 2, 3, 4, …)에서 재료에 흡수가 생긴다. However, even when optically transparent to the intensity of the laser beam is absorbed by the material it occurs very significantly in nhν> EG of the condition (n = 2, 3, 4, ...). 이 현상을 다광자 흡수라고 한다. This phenomenon is called multiphoton absorption.

펄스파의 경우, 레이저 빔의 강도는 레이저 빔의 집광점의 피크파워밀도(W/㎠)로 정해지는데, 예를 들면 피크파워밀도가 1 X 108(W/㎠) 이상의 조건에서 다광자 흡수가 생긴다. In the case of pulsed waves, the intensity of the laser beam is makin determined by the converging point of the peak power density (W / ㎠) of the laser beam, for example, multiphoton absorption in a condition with a peak power density of 1 X than 108 (W / ㎠) is It occurs. 피크파워밀도는 (집광점에서의 레이저 빔의 1펄스당 에너지) / (레이저 빔의 빔 스폿 단면적 X 펄스폭)에 의해 구해진다. The peak power density is determined by (energy per one pulse of the laser beam at the light-converging point) / (beam spot cross-sectional area X of the pulse width of the laser beam). 또, 연속파의 경우, 레 이저 빔의 강도는 레이저 빔의 집광점의 전계강도(W/㎠)로 정해진다. In the case of continuous waves, the intensity of the laser beam is determined by the electric field strength (W / ㎠) of the light-converging point of the laser beam.

다음은 이와 같은 다광자 흡수를 이용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(도 5 참조, 100)의 원리에 대해서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. The following this the laser processing apparatus in accordance with one embodiment of the present invention using a multiphoton absorption (see Fig. 5, 100) with respect to the principles of, will be described with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 등의 가공대상물(1)의 표면(3)에는 상기 가공대상물(1)을 절단하기 위한 절단예정라인(5)이 형성된다. Figures 2 to 4, the front face 3 of the object 1 such as a wafer, the line along which the substrate should be cut 5 for cutting the object 1 is formed. 상기 절단예정라인(5)은 직선 모양으로 연장된 가상선이다. The line along which (5) is a virtual line extending in a straight line shape.

다광자 흡수가 생기는 조건에서 상기 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추어 레이저 빔(L)을 조사하면 개질영역(7)을 형성한다. The multiphoton absorption occurs under the condition the converging point (P) inside the object 1 is irradiated with a laser beam (L) to form a modified region (7). 이때, 상기 집광점(P)은 레이저 빔(L)이 집광하는 개소이다. In this case, the light-converging point (P) is a portion of the condensed laser beam (L).

또한, 상기 절단예정라인(5)은 직선 모양으로 한정하지 않고 곡선 모양이어도 되며, 가상선으로 한정하지 않고 상기 가공대상물(1)에 실제로 형성된 선이어도 된다. Further, the line along which the substrate should be cut 5 is may be shaped curve without limited to the linear shape may be a line actually formed in the object 1 is not limited to the virtual line.

레이저 빔(L)을 상기 절단예정라인(5)을 따라서(즉, 도 2의 화살표 A방향으로) 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 상기 집광점(P)을 상기 절단예정라인(5)을 따라서 이동시킨다. Therefore, the laser beam (L) along the line (5) above (i.e., in the direction of arrow A in Fig. 2) by moving relatively, moved along the light-converging point (P) to the line along which 5 thereby.

이로 인해, 상기 개질영역(7)이 상기 절단예정라인(5)을 따라서 상기 가공대상물(1)의 내부에 형성되고, 상기 개질영역(7)이 절단기점영역(8)이 된다. Therefore, the modified region 7 is formed on the planned cutting line 5 in accordance with the inside of the object 1, the modified region 7 is a cutting point region 8.

여기서, 절단기점영역(8)은 가공대상물(1)이 절단될 때에 절단(갈라짐)의 기점이 되는 영역을 의미한다. Here, the cutting point region 8 refers to a region which is a starting point for cutting (cracking) when cutting the object 1.

상기 가공대상물(1)의 표면(3)에서는 레이저 빔(L)이 거의 흡수되지 않기 때문에 상기 가공대상물(1)의 표면(3)이 용융되지 않는다. Does the front face 3 of the object 1 is not melted because the front face 3 of the object 1 does not substantially absorb the laser beam (L).

상기 가공대상물(1)의 내부에 상기 절단기점영역(8)을 형성하면, 상기 절단기점영역(8)을 기점으로 하여 갈라짐이 발생하기 쉬워지기 때문에 비교적 작은 힘으로 가공대상물(1)을 절단할 수 있으며, 상기 가공대상물(1)의 표면(3)에 불필요한 갈라짐을 발생시키지 않고, 상기 가공대상물(1)을 고정밀도로 절단하는 것이 가능하게 된다. When forming the cutting point region 8 to the inside of the object 1, as the starting point to the cutting point area 8 to cut the object 1 with a relatively small force because it easily cracks occur may be, without generating unnecessary cracks in the front face 3 of the object 1, to cut the object 1 with high precision is possible.

전술한 바와 같은 상기 가공대상물(1)의 절단은 도 5에서 나타낸 레이저 가공장치(100)에 의해서 실시된다. Cutting of the object 1 as described above is performed by the laser processing apparatus 100 shown in FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)는 레이저 빔원(110), 반사미러(120), 다중초점렌즈(130), 지지대(140), 이동부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성된다. 5, the laser processing apparatus 100 in accordance with one embodiment of the present invention, the laser beam source 110, a reflecting mirror 120, a multi-focus lens 130, a support 140, a moving part 150 and it is configured to include a control unit 160.

상기 레이저 빔원(110)은 레이저 빔(L)을 출사한다. The laser beam source 110 emits a laser beam (L).

상기 반사미러(120)는 상기 레이저 빔원(110)의 일측에 배치되어 상기 레이저 빔원(110)으로부터 출사된 레이저 빔(L)의 광축의 방향을 90도 변경한다. The reflecting mirror 120 is disposed at a side of the laser beam source 110 to also change the direction of the optical axis of the laser beam (L) emitted from the laser beam source 110 is 90.

상기 다중초점렌즈(130)는 상기 레이저 빔원(110)으로부터 출사된 상기 레이저 빔(L)을 상기 가공대상물(1)의 내부에 집광하되, 적어도 두 개 이상의 초점거리를 가진다. The multi-focus lens 130, but is condensed on the inside of the laser beam (L) to the object 1 is emitted from the laser beam source 110 and has at least two or more focal lengths.

특히, 상기 다중초점렌즈(130)는 상기 가공대상물(1)의 절단을 가이드하는 개질촉진부를 형성하는 역할로, 상기 가공대상물(1)이 절단되는 방향을 가이드해 준다. In particular, the multifocal lens 130 has a role of forming facilitate reforming to guide the cutting of the object 1, makes it guides the direction of the object 1 is to be cut.

상기 지지대(140)는 상기 가공대상물(1)을 지지한다. The support 140 supports the object 1.

상기 이동부(150)는 상기 지지대(140)를 X, Y, Z축 방향으로 이동시킨다. The mobile unit 150 moves the support 140 in X, Y, Z axis direction.

상기 제어부(160)는 레이저 빔(L)의 출력이나 펄스폭 등의 조절이나 상기 이동부(150)의 이동 등, 상기 레이저 가공장치(100)의 전체를 제어한다. The controller 160 controls the whole of the laser beam (L) and the output movement of the control or the mobile unit 150, such as pulse width, such as the laser processing apparatus 100.

이러한 구조에 의해서 상기 레이저 빔원(110)으로부터 출사된 레이저 빔(L)은 상기 반사미러(120)에 의해서 그 광축의 방향이 90도 변경되며, 상기 지지대(140) 상에 놓인 상기 가공대상물(1)을 향하여 상기 다중초점렌즈(130)에 의해서 집광된다. By such a structure, the laser beam (L) emitted from the laser beam source 110 is that the direction of its optical axis by the reflecting mirror 120 is changed by 90 degrees, the support 140 on the object to be processed (1 placed on the ) it is condensed by the multi-focus lens 130 toward the.

그리고 상기 이동부(150)가 이동되면서 상기 가공대상물(1)이 레이저 빔(L)에 대해 절단예정라인(5)을 따라서 이동되므로, 상기 절단예정라인(5)을 따라서 절단의 기점이 되는 개질영역(7)이 상기 가공대상물(1)에 형성되게 된다. And reforming which is a starting point for cutting along the object 1, the line along which the substrate should be cut so that moved along the line along which the substrate should be cut 5 with respect to the laser beam (L) (5) while moving the mobile unit 150 region 7 is to be formed in the object 1 as shown in Fig.

다음은 상기 레이저 가공장치(100)의 구성요소 중 하나인 상기 다중초점렌즈(130)에 대해서 상세히 살펴보기로 한다. The following is a detailed view of a look at the multiple focus lens 130 is one of the components of the laser processing apparatus 100.

도 6을 참조하면, 상기 다중초점렌즈(130)는 입사되는 레이저 빔(L) 중 에너지 밀도가 높은 중심부(131)의 레이저 빔(L)은 그 초점거리(F')가 긴 초점(f')을 형성시키게 구성한다. 6, the multi-focus lens 130, the long focal (f laser beam (L) is the focal length (F), of the heart 131. The energy density is high in the incoming laser beam (L) ) constitutes thereby form a.

그리고 상기 다중초점렌즈(130)는 그 중심부(131) 이외의(외측부(132))의 레이저 빔(L)에 대하여는 초점거리를 종래의 집광렌즈와 유사한 정도의 초점길이(F)를 갖는 초점(f)을 형성시키게 구성한다. And focus with the (outer region 132) a laser beam of approximately similar to the focal length with respect to (L) of the conventional condenser lens focal length (F) of other than the multi-focus lens 130 the center 131 ( It constitutes thereby forming a f).

따라서 입사광 중 상기 중심부(131)의 광은 원초점(f')에서 모이게 되고, 상기 외측부(132)의 광은 근초점(f)에서 모이게 되므로, 상기 중심부(131)의 광에 대한 제 1 초점거리(F')가 상기 외측부(132)의 광에 대한 제 2 초점거리(F)보다 더 긴 초점거리를 가지며, 높은 에너지 밀도를 가진다. Therefore, the light of the central part 131 of the incident light is gathered from the original focus (f '), so gathered in the light near the focus (f) of the outer part 132, a first focal point for the light of the central part (131) distance (F ') that has a longer focal length than the second focal length (F) for the light having the lateral side 132, and has a high energy density.

이러한 에너지 차등에 의해서 에너지가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 상기 가공대상물(1)의 절단방향을 가이드 할 수 있다. By this energy differential to lower side, a high energy can guide the cutting direction of the object 1 as shown in Fig.

그리고 절단할 상기 가공대상물(1)의 위치는 상기 다중초점렌즈(130)와 근초점(f) 사이에 위치하게 되어 그 에너지 밀도는 상기 절단예정라인(5)을 중심으로 한다. And the position of the object 1 to be cut is positioned between the multi-focus lens 130 and the near-focus (f) the energy density is with respect to the line along which the substrate should be cut 5.

도 7에 도시된 바와 같이 상기 중심부(131)의 레이저 빔(L)의 에너지가 저하되므로, 상기 절단예정라인(5)의 온도가 주위, 즉 상기 절단예정라인(5) 좌우의 온도보다 낮게 형성될 수 있다. Since also the energy of the laser beam (L) of the central part (131) decreases, as shown in Figure 7, to form the temperature of the line along which the substrate should be cut 5 is lower than the ambient temperature, that is the line along which the substrate should be cut 5, left and right It can be.

즉, 상기 다중초점렌즈(130)를 이용하여 상기 가공대상물(1)을 절단할 경우, 상기 절단예정라인(5)의 가열 온도가 그 주위의 온도보다는 낮게 형성되어, 문제점으로 지적된 응용되어 흐르는 현상을 막을 수 있어 매끄러운 절단면을 얻을 수 있게 된다. That is, when using the multi-focus lens 130, cutting the object 1, the heating temperature of the substrate should be cut line 5 is formed lower than the temperature therearound, the flowing is the application point of a problem it can prevent the phenomenon it is possible to obtain a smooth cut.

또한, 주어진 레이저 빔(L)의 파워로 더 두꺼운 가공대상물(1)을 절단할 수 있고, 절단면에 잔존하는 파티클을 확실하게 제거할 수 있으며, 상기 가공대상물(1)을 절단함으로써 제작되는 반도체칩, 압전 디바이스칩, 액정 등의 표시장치 등의 제품 비율이나 생산성을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to cut a thicker object 1 to the power of a given laser beam (L), and can reliably remove the particles remaining on the cut surface, a semiconductor chip prepared by cutting the object 1 , the product ratio can be improved and the productivity of such a display device such as a piezoelectric device chip, a liquid crystal.

한편, 상기 레이저 가공장치(100)에 의해 상기 가공대상물(1)의 내부에는 크랙스폿(9)이 발생한다. On the other hand, the inside of the object 1 by the laser processing apparatus 100, the generated crack spots 9. 하기에서는 이러한 크랙스폿(9)의 형성에 의한 상기 가공대상물(1)의 절단 메커니즘에 대해서 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. To will be described with reference to Figs. 8 and 9 with respect to the cutting mechanism in such a crack spots 9, the object 1 by the formation of a.

도 8과 같이 다광자 흡수가 생기는 조건에서 상기 가공대상물(1)의 내부에 집광점(P)을 맞추어 레이저 빔(L)을 조사하면, 상기 가공대상물(1)의 내부에 크랙스폿(9)을 형성한다. In the condition that multiphoton absorption occurs as shown in FIG converging point (P) inside the object 1 is irradiated with a laser beam (L), the crack spot 9 on the inside of the object 1 the form.

상기 크랙스폿(9)은 상기 가공대상물(1)의 크랙을 가이드하는 역할로, 상기 가공대상물(1)이 절단되는 기점에 발생되며, 상기 가공대상물(1)을 절단하는 방향을 따라 형성된다. The crack spot 9 has a role to guide the cracking of the object 1, is generated on the origin to which the object 1 is cut, and is formed in a direction of cutting the object 1.

이러한 상기 크랙스폿(9)을 기점으로 하여 크랙이 수직축 방향(화살표 D와 D'방향)으로 성장하고, 크랙이 상기 가공대상물(1)의 표면(3)과 이면(4)에 도달하게 된다. Such a crack as the starting point the spot 9, and the crack is growing in the vertical axis direction (arrow D and D 'direction), thereby the crack reaches the front face 3 and rear face 4 of the object 1 as shown in Fig.

그러면, 도 9에서와 같이 상기 가공대상물(1)이 갈라지는 것에 의해 상기 가공대상물(1)이 절단되는데, 상기 가공대상물(1)의 표면(3)과 이면(4)에 도달하는 크랙은 자연히 성장하는 경우도 있고, 상기 가공대상물(1)에 힘이 인가되는 것에 의해 성장하는 경우도 있다. Then, as shown in FIG. 9 by splitting the said object 1 cracks which there is a cutting object 1 above, to reach the front face 3 and rear face 4 of the object 1 is naturally grown and also if, in some cases, growing by which the force on the object 1 is applied.

여기서, 상기 크랙스폿(9)은 상기 가공대상물(1)의 절단 방향을 따라 개질 촉진부(10)를 가지고, 상기 개질 촉진부(10)는 상기 크랙스폿(9) 중 높은 밀도의 에너지를 가진다. Here, the crack spot 9 has a modified promoting portion 10 along the cutting direction of the object 1, the modified promoting portion 10 has the high-density energy of the crack spots 9 .

따라서 상기 개질 촉진부(10)를 기준으로 상기 크랙스폿(9) 중 상기 개질 촉진부(10)보다 낮은 밀도의 에너지를 가지는 측으로 상기 가공대상물(1)의 절단이 일어나고, 이는 곧 상기 가공대상물(1)의 절단 방향을 가이드 하는 것이다. Therefore, the crack spot (9) is taking place during the cutting of the object 1 is the side having a lower density of energy than the above-mentioned modified promoting portion 10, which is immediately above the object to be processed on the basis of the modified promotion section 10 ( It is to guide the cut direction in FIG. 1).

한편, 상기 크랙스폿(9)의 형상은 조정이 가능한데, 이를 위해 상기 레이저 가공장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 저장부(170), 입력부(180), 산출부(190) 및 조정부(200)를 더 포함하여 구성된다. On the other hand, the shapes of the crack spots 9 is possible this adjustment, the laser processing apparatus 100 includes a storage unit 170 as shown in Figure 5, an input unit 180, a calculation unit 190 and adjusting for this purpose further includes a 200.

상기 저장부(170)는 상기 크랙스폿(9)의 형상을 조정하기 위한 함수식, 레이저 빔(L)의 지름, 상기 다중초점렌즈(130)의 곡률반경에 대한 각 파라미터 등의 정보를 저장하고 있다. The storage unit 170 stores information such as the parameters of the radius of curvature of the crack spots 9 is a function expression, a laser beam (L) in diameter, the multi-focus lens 130, for adjusting the shape of the . 본 발명의 일 실시예에서 상기 크랙스폿(9)의 수평축의 길이(d)는 주로 상기 다중초점렌즈(130)의 곡률반경을 조정함으로써 조정될 수 있다. The length (d) of the horizontal axis of the crack spot (9) In one embodiment of the present invention can be mainly adjusted by adjusting the radius of curvature of the multifocal lens (130).

상기 입력부(180)는 형성시키고자 하는 상기 크랙스폿(9)의 형상을 입력받는다. The input unit 180 receives input characters and form the shape of the crack spot 9 that.

상기 산출부(190)는 상기 입력부(180)에 입력된 상기 크랙스폿(9)의 형상을 형성시키기 위해 상기 저장부(170)에 저장된 정보를 기준으로 상기 다중초점렌즈(130)가 이동될 위치를 산출한다. The calculation unit 190 is positioned to be the multi-focus lens 130 moves relative to the information stored in the storage unit 170 to form the shape of the crack spots 9 is input to the input unit 180 the yields.

상기 제어부(160)는 상기 산출부(190)에 의해 상기 다중초점렌즈(130)의 위치를 제어하는 신호를 출력한다. The control unit 160 by the output section 190 outputs a signal for controlling the position of the multifocal lens (130).

상기 조정부(200)는 상기 제어부(160)로부터 출력된 신호를 수신하여 상기 다중초점렌즈(130)의 위치를 이동시킨다. The adjustment section 200 moves the position of the multifocal lens 130 by receiving the signal output from the controller 160.

상기 다중초점렌즈(130)의 위치 이동은 수직 방향의 이동으로, 상기 크랙스폿(9)의 수직축의 길이(l)를 조정하는 것이다. The movement of the multifocal lens 130 by a vertical movement, to adjust the length (l) of the vertical axis of the crack spots 9.

즉, 상기 조정부(200)는 상기 제어부(160)로부터 높이 위치의 설정신호를 수신하면 상기 설정신호에 의거하여 상기 다중초점렌즈(130)의 위치를 조정하여 상기 크랙스폿(9)의 수직축의 길이(l)를 조정할 수 있다. That is, the regulating section 200 has a length in the vertical axis of the crack spot (9) upon receipt of the setting signal for the height position from the control unit 160 on the basis of the set signal to adjust the position of the multifocal lens (130) it is possible to adjust the (l).

이때, 상기 가공대상물(1)이 두꺼운 경우라도 가공속도가 지연되지 않도록 상기 크랙스폿(9)의 형상은 가공방향으로 장축을 갖는 타원형인 것이 바람직하다. At this time, the shape of the case where the object 1 is thick, even not to delay the processing speed of the crack spots 9 is preferably elliptical with a major axis in the working direction.

상기와 같이 상기 크랙스폿(9)이 가공방향으로 장축을 갖는 타원형이기 때문에 원형일 때보다 크랙이 상기 가공대상물(1)의 표면(3)과 이면(4)에 도달하는 시간이 단축되고, 이에 따라 크랙이 자연히 성장하는 시간을 단축시킬 수 있으므로 가공속도가 증가되어 생산성을 향상시킬 수 있다. And that the crack spots 9 is time to cracking than when the circular since oval having a major axis in the working direction reaches the front face 3 and rear face 4 of the object 1 is shortened as described above, whereby because according to shorten the time for crack growth can be naturally increases the processing speed and improve productivity.

두께 10mm에 대해서 다중촛점렌즈를 이용하여 여러 개의 스폿을 결합하여 크랙스폿(9)을 타원형으로 만든 경우에 크랙스폿(9)이 원형인 경우보다 가공속도면에서 효과적이었다. Crack spots 9, if the crack spots 9 by combining a number of spots by using a multi-focal lens with respect to a thickness of 10mm made of Oval was more effective at the processing speed side than the case of the circle. 즉, 크랙스폿(9)에 개질촉진부(10)가 없는 경우에 비하여 있는 경우에 동일한 두께에 대해서 가공속도가 훨씬 빠른 것을 반복된 실험을 통해서 알 수 있었다. That is, it was found through an experiment that the processing speed is much faster repeated for crack spots 9 is the same in thickness as compared with the case when there is no modification promoting portion 10.

이에 의하면, 가공속도를 향상시킬 수 있으며, 실험결과 절단면의 품질을 향 상시킬 수 있었으며 불량률도 줄일 수 있었음을 알 수 있다. With this structure, it is possible to improve the processing speed, the experimental results was possible to improves the quality of the cut surface it can be seen that there was error rate can be reduced.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is only to those described as the technical idea of ​​the present invention by way of example, those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the disclosed invention embodiments is for illustrative and not intended to limit the technical idea of ​​the present invention, not by such an embodiment is the technical scope of the present invention is not limited. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The scope of protection of the invention is to be interpreted by the following claims, all spirits within a scope equivalent will be construed as included in the scope of the present invention.

도 1은 종래의 집광렌즈를 사용할 경우의 에너지 밀도를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the energy density when using a conventional condenser lens.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치에 의한 레이저 가공후의 가공대상물의 평면도이다. 2 is a plan view of the object after laser processing by the laser processing apparatus in accordance with one embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 나타내는 가공대상물의 BB선에 따른 단면도이다. Figure 3 is a cross-sectional view taken along the BB line of the object shown in Fig.

도 4는 도 3에 나타내는 가공대상물의 CC선에 따른 단면도이다. Figure 4 is a cross-sectional view taken along the CC line of the object shown in Fig.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 5 is a view schematically illustrating a laser machining apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 다중초점렌즈의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of a multi-focal lens.

도 7은 다중초점렌즈를 사용할 경우의 에너지 밀도를 도시한 도면이다. 7 is a view showing the energy density of using a multi-focal lens.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치의 절단 메커니즘에 따른 가공대상물의 단면도이다. 8 is a cross-sectional view of the object in accordance with the cutting mechanism of the laser processing apparatus in accordance with one embodiment of the present invention.

Claims (7)

  1. 가공대상물의 내부에 집광점을 형성하여 상기 가공대상물의 절단예정라인을 따라서, 절단의 기점이 되는 개질영역을 상기 가공대상물의 내부에 형성하는 레이저 가공장치로서, 레이저 빔을 출사하는 레이저 빔원; A modified region that is, the starting point of the cut along the line along which the object to be processed to form a light-converging point within the object as a laser processing apparatus that forms the inside of the object to be processed, a laser beam source for emitting a laser beam; 및 상기 레이저 빔원으로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공대상물의 내부에 집광하되, 적어도 두 개 이상의 초점거리를 가지며, 상기 가공대상물의 내부에 개질 촉진부를 형성하는 다중초점렌즈; And a multi-focus lens that form the condenser, but the laser beam emitted from the laser beam source inside the object to be processed, at least a portion has more than one focal length, modified facilitate the interior of the object to be processed; 을 포함하는 것을 특징으로 레이저 가공장치. The laser processing apparatus characterized by including the.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 다중초점렌즈의 적어도 두 개 이상의 초점거리 중 상기 다중초점렌즈 중앙부를 통과한 상기 레이저 빔에 의한 제 1 초점거리가 상기 다중초점렌즈의 외측부를 통과한 상기 레이저 빔에 의한 제 2 초점거리보다 긴 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치. First focal length of at least more than one focal length of the laser beam that has passed through the multi-focus lens central portion of the multifocal lens is longer than the second focal length by the laser beam having passed through the lateral side of the multifocal lens the laser processing apparatus according to claim.
  3. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 가공대상물의 절단을 가이드하는 크랙스폿의 형상은 상기 가공대상물을 절단하는 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치. The shape of the crack spot is a laser processing apparatus, characterized in that formed along the direction to cut the object to be processed to guide the cutting of the object to be processed.
  4. 제 3 항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 크랙스폿의 형상이 상기 다중촛점렌즈에 의한 복수개의 스폿이 겹쳐져 상기 절단하는 방향을 따라 장축을 갖는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치. The laser processing apparatus, characterized in that the shape of the crack spot formed by stacking a plurality of elliptical spot by the multi-focal lens having a major axis along the direction in which the cut.
  5. 제 3 항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 크랙스폿은 상기 가공대상물의 절단 방향을 따라 개질 촉진부를 가지는 레이저 가공장치. The crack spot is laser processing apparatus with parts facilitating modified according to the cutting direction of the object to be processed.
  6. 제 5 항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 개질 촉진부는 상기 크랙스폿의 에너지 밀도보다 높은 밀도의 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치. The reforming unit promoting the laser processing apparatus characterized by having a high density of energy than the energy density of the crack spots.
  7. 제 3 항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 크랙스폿의 형상을 조정하기 위한 정보를 저장하는 저장부; A storage unit for storing information for controlling the shape of the crack spot;
    형성시키고자 하는 상기 크랙스폿의 형상을 입력받는 입력부; Input unit for receiving the image of the crack spot formed and chairs;
    상기 입력부에 입력된 상기 크랙스폿의 형상을 형성시키기 위해 상기 저장부에 저장된 정보를 기준으로 상기 다중초점렌즈가 이동될 위치를 산출하는 산출부; In order to form the shape of the crack spots are input to the input unit based on the information stored in the storage unit calculating section for calculating a position to which the multifocal lens movement;
    상기 산출부에 의해 상기 다중초점렌즈의 위치를 제어하는 신호를 출력하는 제어부; A controller for outputting a signal for controlling the position of said multifocal lens by the calculation unit; And
    상기 제어부로부터 출력된 신호를 수신하여 상기 다중초점렌즈의 위치를 이동시키는 조정부; Adjusting section that moves the position of the multifocal lens to receive the signal output from the controller; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising.
KR1020090097311A 2009-10-13 2009-10-13 Laser processing apparatus KR101124509B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097311A KR101124509B1 (en) 2009-10-13 2009-10-13 Laser processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090097311A KR101124509B1 (en) 2009-10-13 2009-10-13 Laser processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110040150A KR20110040150A (en) 2011-04-20
KR101124509B1 true KR101124509B1 (en) 2012-03-16

Family

ID=44046562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090097311A KR101124509B1 (en) 2009-10-13 2009-10-13 Laser processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101124509B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101247280B1 (en) * 2011-07-13 2013-03-25 주식회사 이오테크닉스 Laser back-lapping apparatus and method using intra-beam V-shaped micro-crack
KR101436627B1 (en) * 2014-03-06 2014-09-01 주식회사 엘티에스 Method for cutting glass substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100667460B1 (en) 2000-09-13 2007-01-10 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 Laser beam machining method and laser beam machining device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100667460B1 (en) 2000-09-13 2007-01-10 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 Laser beam machining method and laser beam machining device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110040150A (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8389891B2 (en) Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
KR100604765B1 (en) Control of median crack depth in laser scoring
EP1232038B1 (en) Method and apparatus for separating non-metallic materials
CN103079747B (en) The method by action of a laser material processing filamentation
US8943855B2 (en) Methods for laser cutting articles from ion exchanged glass substrates
CN104339088B (en) A system for performing laser in wires in the transparent material,
KR101757937B1 (en) Workpiece cutting method
US6112967A (en) Method and apparatus for cutting through a flat workpiece made of brittle material, especially glass
KR100681390B1 (en) A semiconductor wafer dicing and scribing system and appratus with a high speed laser beam focus positioning system to arbitrary 3D positions and laser beam diffraction system
CN105209218B (en) Pair of flat substrate processing method and apparatus based on laser light
US20120234807A1 (en) Laser scribing with extended depth affectation into a workplace
JP5432285B2 (en) How to laser processing a glass into a shape having a chamfered end
US7014082B2 (en) Method and device for cutting flat work pieces made of a brittle material
US20110132885A1 (en) Laser machining and scribing systems and methods
US6420678B1 (en) Method for separating non-metallic substrates
US6252197B1 (en) Method and apparatus for separating non-metallic substrates utilizing a supplemental mechanical force applicator
JP2017024083A (en) Transparent material processing by ultrashort pulse laser
US6259058B1 (en) Apparatus for separating non-metallic substrates
KR101296030B1 (en) High speed laser scribing method of fragile material
JP2005288503A (en) Laser beam machining method
JP5113462B2 (en) Chamfering method of brittle material substrate
CN102019508A (en) Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method
KR100833339B1 (en) Wafer and wafer cutting and dividing method
JP6381753B2 (en) Non ablative photoacoustic compression processing method and apparatus for transparent materials using filamentation by a burst of ultrafast laser pulses
CN102642082B (en) A laser machining apparatus and a laser processing method switchable laser system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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