KR101466669B1 - 강화유리 셀의 관통홀 가공장치 - Google Patents

강화유리 셀의 관통홀 가공장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101466669B1
KR101466669B1 KR1020130062204A KR20130062204A KR101466669B1 KR 101466669 B1 KR101466669 B1 KR 101466669B1 KR 1020130062204 A KR1020130062204 A KR 1020130062204A KR 20130062204 A KR20130062204 A KR 20130062204A KR 101466669 B1 KR101466669 B1 KR 101466669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tempered glass
glass cell
unit
laser head
laser
Prior art date
Application number
KR1020130062204A
Other languages
English (en)
Inventor
박홍진
강도환
유승협
차순호
주경환
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 KR1020130062204A priority Critical patent/KR101466669B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101466669B1 publication Critical patent/KR101466669B1/ko

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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • 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
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0452—Orientable fixtures
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

본 발명은 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 관한 것으로서, 회전판과, 제1정렬부와, 제2정렬부와, 제1레이저 헤드부와, 제2레이저 헤드부를 포함한다. 회전판은 각각 강화유리 셀을 지지하는 4개의 지지부가 원호방향을 따라 이격되게 배치되며, 중심부의 회전축을 중심으로 회전된다. 제1정렬부는 회전판의 일측에 배치되고, 외부로부터 이송된 강화유리 셀을 강화유리 셀의 모서리 부분을 기준으로 정렬한다. 제2정렬부는 회전판의 회전방향을 따라 제1정렬부로부터 이격되게 배치되고, 강화유리 셀의 이미지를 획득하여 강화유리 셀의 틀어짐 정보를 획득한다. 제1레이저 헤드부는 회전판의 회전방향을 따라 제2정렬부로부터 이격되게 배치되고, 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 강화유리 셀의 상면에 레이저빔을 조사한다. 제2레이저 헤드부는 회전판의 회전방향을 따라 제1레이저 헤드부로부터 이격되게 배치되고, 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 제1레이저 헤드부에 의해 레이저빔이 조사된 동일한 위치로 강화유리 셀의 하면에 레이저빔을 조사한다.

Description

강화유리 셀의 관통홀 가공장치{Apparatus for manufacturing through-hole of tempered glass cell}
본 발명은 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀에 레이저빔을 이용하여 원하는 형상의 관통홀을 형성하는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린 및 핸드폰과 같은 휴대단말기 등에 적용되는 강화유리는 표시패널의 외층에 해당되는 것으로서, LCD, OLED 등의 표시패널에 스크래치가 생성되는 것을 방지하거나 외부 충격으로부터 보호하는 기능을 담당하도록 장착된다. 이러한 강화유리는 터치스크린 및 휴대단말기의 형태에 따라 다양한 외형을 갖게 되는데, 이를 위해 유리 원판의 재단 등 가공작업이 필수적으로 이루어지게 된다.
종래 터치스크린 및 휴대단말기에 적용되는 강화유리의 가공방식을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
유리 원판이 입고되면 유리 원판에 스크래치나 각종 이물질이 없는지를 검사하고, 기계적인 커터를 이용하여 유리 원판을 절단하여 보호유리의 외형을 갖게 한다. 여기서 유리 원판으로부터 분리되어 휴대단말기의 형태를 가지나, 강화층이 형성되기 전의 유리를 보호유리 셀이라고 정의한다. 유리 원판의 절단에 의해 분리된 보호유리 셀의 외각면을 연마처리하고, 외각 연마가 완료된 보호유리 셀에 키 버튼이나 스피커에 사용할 관통홀을 가공하며, 형성된 관통홀을 연마하여 외형을 가공하는 단계를 포함한다. 그리고, 외형 가공이 완료된 보호유리의 양면을 표면연마하는 단계, 세척단계, 열처리하는 단계, 보호유리 셀의 양면에 강화층을 형성하는 단계 등 후공정을 수행하면 강화유리 셀의 제조 및 생산을 완료하게 된다.
이와 같이 종래의 강화유리 절단방식에서는, 강화층이 형성되지 않은 유리 원판을 우선 절단하고, 휴대단말기의 형태의 보호유리 셀 각각에 대하여 연마 가공, 관통홀 가공, 강화층 형성 등을 수행함에 따라 강화유리 셀의 생산효율이 현저히 떨어지는 문제가 있다.
또한, 유리 원판에서 보호유리 셀을 분리하는 공정과, 보호유리 셀에 관통홀을 형성하는 공정을 비교하면, 관통홀을 형성하는데 훨씬 더 오랜 시간이 소요된다. 따라서, 보호유리 셀의 외형 절단이 이미 완료되었더라도 보호유리 셀 내부에 관통홀을 형성하는데 시간이 지체되어 전체 생산효율이 현저히 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강화유리 원판에서 절단된 강화유리 셀에 관통홀을 형성하는 과정에서 다수의 강화유리 셀을 회전시키면서 순차적으로 관통홀을 형성함으로써, 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀의 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치는, 각각 강화유리 셀을 지지하는 4개의 지지부가 원호방향을 따라 이격되게 배치되며, 중심부의 회전축을 중심으로 회전되는 회전판; 상기 회전판의 일측에 배치되고, 외부로부터 이송된 강화유리 셀을 상기 강화유리 셀의 모서리 부분을 기준으로 정렬하는 제1정렬부; 상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제1정렬부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀의 이미지를 획득하여 상기 강화유리 셀의 틀어짐 정보를 획득하는 제2정렬부; 상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제2정렬부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 상기 강화유리 셀의 상면에 레이저빔을 조사하는 제1레이저 헤드부; 상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제1레이저 헤드부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 상기 제1레이저 헤드부에 의해 레이저빔이 조사된 동일한 위치로 상기 강화유리 셀의 하면에 레이저빔을 조사하는 제2레이저 헤드부; 및 상기 지지부에 지지된 강화유리 셀의 상면과 하면이 뒤집히도록 상기 제1레이저 헤드부에서 레이저빔의 조사가 완료된 후부터 상기 제2레이저 헤드부에서 레이저빔의 조사가 시작되기 전까지의 사이에서 상기 강화유리 셀을 회전시키는 셀회전부;를 포함하고, 상기 회전판이 회전되면서 각각의 지지부가 상기 제1정렬부, 상기 제2정렬부, 상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부에 순차적으로 배치되고, 상기 제1레이저 헤드부와 상기 제2레이저 헤드부는, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하는 동안 생성되는 분진을 흡입하기 위하여 공기를 분사함과 동시에 상기 분진을 흡입하는 분진제거부와, 상기 셀회전부에 의해 상기 강화유리 셀이 회전되기 전 상기 분진제거부를 상승시키고 상기 셀회전부에 의해 상기 강화유리 셀이 회전된 후 상기 분진제거부를 하강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2레이저 헤드부에 이웃하게 설치되며, 상기 셀회전부에 의해 회전된 강화유리 셀의 이미지를 재차 획득하여 상기 강화유리 셀의 틀어짐 정보를 획득하는 이미지획득부;를 더 포함한다.
삭제
본 발명에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부에서 조사되는 레이저빔은 나노초(nanosecond) 펄스폭 또는 피코초 펄스폭을 가진다.
본 발명에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 있어서, 바람직하게는, 레이저빔을 출력하는 레이저 출력부; 및 상기 레이저 출력부에서 출력되는 레이저빔을 2개의 레이저빔으로 분할하는 빔분할부;를 더 포함하고, 상기 빔분할부에서 분할된 2개의 레이저빔은 상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부로 각각 전송된다.
삭제
삭제
본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 따르면, 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀의 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 따르면, 절단되는 경로의 형상이나 길이를 용이하게 제어하면서 강화유리 셀의 관통홀 가공 공정을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 따르면, 관통홀 가공시 강화유리 셀의 파손 위험을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 따르면, 관통홀의 가공정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 의해 가공되는 강화유리 셀의 평면도이고,
도 3은 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1정렬부의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제2정렬부의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1레이저 헤드부 및 제2레이저 헤드부에서의 가공과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1레이저 헤드부(또는 제2레이저 헤드부)와 분진제거부를 도시한 도면이고,
도 7은 도 5의 제1레이저 헤드부 및 제2레이저 헤드부에서의 가공과정의 변형례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치에 의해 가공되는 강화유리 셀의 평면도이고, 도 3은 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1정렬부의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제2정렬부의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1레이저 헤드부 및 제2레이저 헤드부에서의 가공과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 1의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치의 제1레이저 헤드부(또는 제2레이저 헤드부)와 분진제거부를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치(100)는, 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀에 레이저빔을 이용하여 원하는 형상의 관통홀을 형성하는 것으로서, 회전판(110)과, 제1정렬부(120)와, 제2정렬부(130)와, 제1레이저 헤드부(140)와, 제2레이저 헤드부(150)와, 셀회전부(112)와, 이미지획득부와, 레이저 출력부(101)와, 빔분할부(102)와, 셀이송부(160)를 포함한다.
본 발명의 강화유리 셀(1)은 강화유리 원판으로부터 절단되어 분리된 것으로서, 유리 기판에 강화층 및 터치층이 부착된 형태일 수 있고, 강화층만이 부착된 형태일 수도 있다. 또한 강화유리 셀(1)은 강화층이나 터치층이 부착되지 않고 화학적 처리 또는 기계적 처리 등에 의해 강화된 형태일 수도 있다.
상기 회전판(110)에는 각각 강화유리 셀(1)을 지지하는 4개의 지지부(111)가 원호방향을 따라 이격되게 배치되어 있다.
4개의 지지부(111)는 원호방향을 따라 서로 약 90도 각도만큼 이격되게 배치되는 것이 바람직하다. 지지부(111)는 관통홀 가공을 수행하는 도중 강화유리 셀(1)을 지지하는 것으로서, 지지부(111)의 표면에 형성된 진공홀을 이용하여 관통홀 가공 중 강화유리 셀(1)을 흡착하여 지지할 수 있다.
회전구동유닛은 회전판(110) 중심부의 회전축(C)을 중심으로 회전판(110)을 회전시킨다. 회전판(110)이 회전함에 따라 4개의 지지부(111)는 제1정렬부(120), 제2정렬부(130), 제1레이저 헤드부(140) 및 제2레이저 헤드부(150)와 마주보도록 위치를 바꾸면서 순차적으로 그리고 반복적으로 배치된다.
본 실시예에서 회전구동유닛은 회전판(110)의 중앙부에 상하 방향으로 배치되는 회전축(C)을 회전중심으로 하여 회전판(110)을 약 90도 만큼씩 회전시키는 동작을 반복한다. 90도 회전 후 정지된 상태에서, 제1정렬부(120)에는 가공이 완료된 강화유리 셀(1)이 반출되고 새로운 강화유리 셀(1)이 반입되어 기계적인 정렬작업이 수행되고, 제2정렬부(130)에서는 기계적인 정렬 작업이 수행된 강화유리 셀(1)에 대하여 광학적인 정렬작업이 수행되고, 제1레이저 헤드부(140)에서는 강화유리 셀(1)의 상면(1a)에 레이저빔이 조사되고, 제2레이저 헤드부(150)에서는 강화유리 셀(1)의 하면(1b)에 레이저빔이 조사된다. 각각의 작업이 완료되면 회전구동유닛은 다시 회전판(110)을 약 90도 만큼 회전시켜, 동일한 작업이 완료될 때까지 정지된다.
본 실시예의 회전구동유닛은 다이렉트 드라이브 모터 등을 채용할 수 있다. 이러한 구성은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1정렬부(120)는 외부로부터 이송된 강화유리 셀(1)을 강화유리 셀의 모서리 부분을 기준으로 정렬한다. 제1정렬부(120)는 회전판(110)의 일측에 배치되며, 고정정렬부재(121a)와, 이동정렬부재(121b)와, 직선구동부(122)를 포함한다.
고정정렬부재(121a)는 강화유리 셀의 모서리 부분에 대응하는 형상으로 형성되며, 지지부(111)의 상측에 설치된다. 고정정렬부재(121a)는 움직이지 않도록 설치되며, 정렬되는 강화유리 셀의 네 모서리 중 하나의 모서리 부분이 고정정렬부재(121a)에 안착된다.
이동정렬부재(121b) 역시 강화유리 셀의 모서리 부분에 대응하는 형상으로 형성되며, 지지부(111)의 상측에 설치된다. 이동정렬부재(121b)는 후술할 직선구동부(122)에 설치되어 직선왕복이동 가능하며, 정렬되는 강화유리 셀의 네 모서리 중 대각선 방향으로 반대측에 배치된 다른 하나의 모서리 부분이 이동정렬부재(121b)에 안착된다.
직선구동부(122)는 이동정렬부재(121b)를 직선왕복이동시킨다. 본 실시예에서 직선구동부(122)로는 공압 실린더 등이 이용될 수 있다.
외부로부터 지지부(111)에 강화유리 셀이 반입될 때 상당히 틀어진 상태로 지지부(111)에 안착될 수 있다. 이때, 직선구동부(122)와 이동정렬부재(121b)를 이용하여 강화유리 셀(1)을 고정정렬부재(121a) 측으로 이동시킨다. 강화유리 셀의 네 모서리 중 대각선 방향으로 반대측에 배치된 2개의 모서리 부분이 고정정렬부재(121a)와 이동정렬부재(121b)에 각각 안착되면서, 강화유리 셀(1)은 고정정렬부재(121a)를 기준으로 정렬된다. 제1정렬부(120)는 기계 부품들을 이용하여 강화유리 셀(1)을 정렬하므로 기계적인 정렬작업이라 정의되며, 제2정렬부(130)와 비교하여 상대적으로 공차가 큰 상태로 강화유리 셀(1)을 정렬한다.
상기 제2정렬부(130)는 강화유리 셀(1)의 이미지를 획득하여 강화유리 셀(1)의 틀어짐 정보를 획득한다. 제2정렬부(130)는 회전판(110)의 회전방향을 따라 제1정렬부(120)로부터 약 90도만큼 이격되게 배치되고, 광원(131)과, 카메라(132)와, 렌즈부(133)와, 이송부(미도시)를 포함한다.
본 실시예의 제2정렬부(130)에서는 강화유리 셀(1)에 형성된 정렬마크(3)의 이미지를 획득하여 강화유리 셀(1)의 틀어짐 정보를 획득한다. 강화유리 셀(1)의 틀어짐 정보를 획득하기 위하여 적어도 2개 이상의 정렬마크(3)의 이미지를 획득한다. 이송부를 이용하여 광원(131), 카메라(132) 및 렌즈부(133)로 구성된 비전시스템을 강화유리 셀(1) 상측에서 X축 또는 Y축 방향으로 이송시키면서 원하는 정렬마크(3)의 이미지를 획득할 수 있다. 정렬마크(3)의 이미지 처리를 통해 기준위치로부터 강화유리 셀(1)의 위치오차 및 각도오차 등을 산출할 수 있다.
제2정렬부(130)는 광학 부품들을 이용하여 강화유리 셀(1)을 정렬하므로 광학적인 정렬작업이라 정의되며, 제1정렬부(120)와 비교하여 상대적으로 공차가 작은 상태로 강화유리 셀(1)을 정밀하게 정렬한다.
본 실시예의 제2정렬부(130)는 강화유리 셀(1)에 형성된 정렬마크(3)의 이미지를 획득하는 것으로 설명하였으나, 강화유리 셀(1)의 모서리 부분의 이미지를 획득하여 강화유리 셀(1)의 틀어짐 정보를 획득하는 것도 가능하다.
상기 제1레이저 헤드부(140)는 강화유리 셀(1)에 관통홀(2)을 형성하기 위하여 강화유리 셀의 상면(1a)에 레이저빔(L)을 조사한다. 강화유리 셀의 관통홀(2)은 키 버튼이나 스피커 등의 장착을 위해 형성되는 부분이다. 제1레이저 헤드부(140)는 회전판(110)의 회전방향을 따라 제2정렬부(130)로부터 약 90도만큼 이격되게 배치되고, 갈바노미터 스캐너(미도시)와, 집광렌즈(141)를 포함한다.
갈바노미터 스캐너는 반사미러가 회전모터의 회전축에 결합되도록 구성되어, 반사미러에 입사되는 레이저빔(L)을 모터의 회전에 의해 원하는 위치로 조사할 수 있다. 일반적으로 한 쌍의 갈바노미터 스캐너를 이용하면, 레이저빔(L)을 강화유리 셀(1) 상의 원하는 위치로 조사할 수 있다. 집광렌즈는 갈바노미터 스캐너에 의해 위치조정된 레이저빔(L)을 강화유리 셀(1)의 표면 상에 집광한다.
제1레이저 헤드부(140)에서 조사되는 레이저빔(L)은 나노초(nanosecond) 펄스폭 또는 피코초 펄스폭을 가진다. 펄스폭(pulse width)이 짧은 레이저로부터 출력된 레이저빔(L)을 이용하여 관통홀(2)을 형성하면, 절단되는 경로의 형상이나 길이를 제어하기가 용이하다.
일반적으로 펄스폭이 긴 레이저로부터 출력된 레이저빔을 이용하여 관통홀(2)을 형성하면 레이저빔이 조사된 강화유리 셀(1) 내부에서 광열 반응이 발생하여 절단되는 방향이나 길이를 제어할 수 없다. 그러나, 강화유리 셀(1)을 형성하는 재질의 열확산시간보다 짧은 펄스폭을 가지는 레이저빔(L)을 강화유리 셀(1)에 조사하여 분자간의 결합을 끊어내는 광화학 반응을 주된 메커니즘으로 하여 절단하면, 곡선이나 길이가 한정된 선분 영역에 대하여 절단되는 경로의 형상이나 길이를 제어하면서 관통홀(2)의 가공 공정을 효과적으로 수행할 수 있다.
상기 제2레이저 헤드부(150)는 강화유리 셀(1)에 관통홀(2)을 형성하기 위하여 제1레이저 헤드부(140)에 의해 레이저빔(L)이 조사된 동일한 위치로 강화유리 셀의 하면(1b)에 레이저빔(L)을 조사한다. 제2레이저 헤드부(150)는 회전판(110)의 회전방향을 따라 제1레이저 헤드부(140)로부터 약 90도만큼 이격되게 배치되고, 갈바노미터 스캐너(미도시)와, 집광렌즈(151)를 포함한다.
제2레이저 헤드부(150)의 갈바노미터 스캐너, 집광렌즈(151)는 제1레이저 헤드부(140)의 갈바노미터 스캐너, 집광렌즈와 동일한 기능과 효과를 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.
제2레이저 헤드부(150)에서 조사되는 레이저빔(L) 또한 나노초(nanosecond) 펄스폭 또는 피코초 펄스폭을 가지는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하면, 제1레이저 헤드부(140)와 제2레이저 헤드부(150)는 분진제거부(146)와, 승강유닛(147)을 포함한다.
분진제거부(146)는 강화유리 셀(1)에 관통홀(2)을 형성하는 동안 생성되는 분진을 흡입하기 위하여, 압축공기를 분사함과 동시에 미세한 유리 분진을 흡입한다. 분진제거부(146)는 미세한 유리 분진의 흡입 효율을 최대화할 수 있도록 강화유리 셀(1)과 적정 거리 이격된 위치에 배치된다.
승강유닛(147)은 분진제거부를 승강시키며, 공압 실린더 등에 의해 구현될 수 있다. 후술할 셀회전부(112)에 의해 강화유리 셀(1)이 회전되는데, 셀회전부(112)에 의해 강화유리 셀(1)이 회전되기 전 분진제거부(146)를 상승시키고, 셀회전부(112)에 의해 강화유리 셀(1)이 회전된 후 분진제거부(146)를 하강시킴으로써, 회전되는 강화유리 셀(1)과 분진제거부(146)의 간섭을 피할 수 있다.
상기 셀회전부(112)는 지지부(111)에 지지된 강화유리 셀의 상면(1a)과 하면(1b)이 뒤집히도록 강화유리 셀(1)을 회전시킨다. 본 실시예의 셀회전부(112)로는 공압 실린더 등이 이용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1레이저 헤드부(140)에서 레이저빔(L)의 조사가 완료된 후부터 제2레이저 헤드부(150)에서 레이저빔(L)의 조사가 시작되기 전까지의 사이에서, 셀회전부(112)는 강화유리 셀의 하면(1b)이 상측을 향하도록 강화유리 셀(1)을 회전시킨다. 강화유리 셀(1)의 일면에만 레이저빔(L)을 조사하여 관통홀(2)을 형성하려고 하면 강화유리 셀(1) 내부에서 압축응력과 인장응력이 급격하게 변하면서 강화유리 셀(1)이 파손될 수도 있다.
따라서, 제1레이저 헤드부(140)에서 조사되는 레이저빔(L)을 강화유리 셀의 상면(1a)에 조사하여 하프커팅한 후, 셀회전부(112)를 이용하여 강화유리 셀(1)을 180도 각도로 회전시키고, 다시 제2레이저 헤드부(150)에서 조사되는 레이저빔(L)을 강화유리 셀의 하면(1b)에 조사하여 풀커팅하는 방식으로 관통홀(2)을 형성하는 것이 바람직하다. 제2레이저 헤드부(150)에서 조사되는 레이저빔(L)은 제1레이저 헤드부(140)에서 조사되는 레이저빔(L)과 동일한 위치로 조사된다.
상기 이미지획득부(미도시)는 셀회전부(112)에 의해 회전된 강화유리 셀(1)의 이미지를 재차 획득하여 강화유리 셀(1)의 틀어짐 정보를 획득한다. 이미지획득부는 제2레이저 헤드부(150)에 이웃하게 설치되며, 조명과 카메라를 조합한 구성이 이용될 수 있다.
제2정렬부(130)에 의해 정렬된 강화유리 셀(1)에 대하여 우선 제1레이저 헤드부(140)에서 조사된 레이저빔(L)을 이용하여 강화유리 셀의 상면(1a)을 가공한다. 이후, 셀회전부(112)를 이용하여 강화유리 셀(1)을 회전하는데, 회전 과정에서 강화유리 셀(1)이 틀어질 수 있다. 따라서, 이미지획득부는 셀회전부(112)에 의해 회전된 강화유리 셀(1)의 이미지를 재차 획득하여 강화유리 셀(1)을 다시 한번 광학적으로 정렬한다. 이후, 제2레이저 헤드부(150)에서 조사된 레이저빔(L)을 이용하여 강화유리 셀의 하면(1b)을 가공한다.
상기 레이저 출력부(101)는 강화유리 셀(1)에 관통홀(2)을 형성하기 위한 레이저빔(L)을 출력한다. 레이저 출력부(101)는 YAG, YLF와 같은 매질로 이루어진 고체 레이저 소스로 구성될 수 있으며, 레이저빔(L)의 파장은 가시광선 파장으로 약 532㎚ 정도의 파장이다. 한편, 레이저빔(L)의 파장은 자외선 파장이 이용될 수도 있는데, 이 경우 파장은 약 355 ㎚ 정도의 파장이다.
상기 빔분할부(102)는 레이저 출력부(101)에서 출력되는 레이저빔(L)을 2개의 레이저빔(L)으로 분할한다. 빔스플리터 등을 이용하여 2개의 레이저빔(L)으로 분할 가능하며, 빔분할부(102)에서 분할된 2개의 레이저빔(L)은 제1레이저 헤드부(140) 및 제2레이저 헤드부(150)로 각각 전송된다.
상기 셀이송부(160)는 관통홀 가공이 완료된 강화유리 셀(1)을 제1정렬부(120)에서 외부로 배출하거나 외부에서 제1정렬부(120)로 새로운 강화유리 셀(1)을 공급한다. 셀이송부(160)는 제1정렬부(120)와 마주보도록 배치되며, 암 및 핸드 등이 구비된 로봇이 이용될 수 있다. 셀이송부(160)는 자재보관부(103)와 제1정렬부(120) 사이를 왕복이동하면서 강화유리 셀(1)의 배출과 공급 기능을 수행한다.
한편, 도 7은 도 5의 제1레이저 헤드부 및 제2레이저 헤드부에서의 가공과정의 변형례를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 강화유리 셀의 관통홀 가공장치(100)는 셀회전부(112) 대신 제2레이저 헤드부(150)를 상하방향으로 승강시키는 승강 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 강화유리 셀(1)을 회전시키는 대신 레이저빔(L)의 초점위치를 상하방향으로 변경시켜 강화유리 셀의 상면(1a)과 하면(1b)을 교대로 그리고 순차적으로 가공할 수 있다. 또한, 강화유리 셀의 하면(1b)과 상면(1a)을 교대로 그리고 순차적으로 가공할 수 있다. 승강 구동부는 제2레이저 헤드부(150)에 설치되고, 모터가 이용된 직선이송유닛 등이 이용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 우선 제1레이저 헤드부(140)의 집광렌즈(141)와 강화유리 셀의 상면(1a) 사이의 거리(d1)가 집광렌즈(151)의 초점거리에 맞도록 미리 조정되어 있고, 강화유리 셀의 상면(1a)에 레이저빔(L)을 조사하여 관통홀(2)을 가공한다. 이후, 제1레이저 헤드부(140)에서 레이저빔의 조사가 완료된 후부터 제2레이저 헤드부(150)에서 레이저빔의 조사가 시작되기 전까지의 사이에서, 제2레이저 헤드부(150)의 집광렌즈(151)와 강화유리 셀의 하면(1b) 사이의 거리(d2)를 집광렌즈(151)의 초점거리에 맞도록 집광렌즈(151)를 이동시키고, 강화유리 셀의 하면(1b)에 레이저빔(L)을 조사하여 관통홀(2)을 가공한다.
이와 같이 제2레이저 헤드부(150)와 강화유리 셀(1) 간의 거리를 변경시켜 레이저빔(L)의 초점위치를 변경시킴으로써, 강화유리 셀의 상면(1a)과 하면(1b)에 관통홀(2)을 교대로 가공할 수 있다.
도 7에서는 승강 구동부가 제2레이저 헤드부(150)를 이송시키는 것으로 설명되었으나, 제1레이저 헤드부(140)를 이송시킬 수도 있고, 지지부(111)에 지지된 강화유리 셀(1) 자체를 상하방향으로 이송시킬 수도 있다. 제1레이저 헤드부(140)를 이송시키는 경우에는 제1레이저 헤드부(140)와 강화유리 셀(1) 간의 거리가 변경된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치는, 다수의 강화유리 셀이 안착된 회전판을 회전시키면서 순차적으로 관통홀을 형성하는 공정을 수행할 수 있도록 구성됨으로써, 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀의 생산효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치는, 짧은 펄스폭을 가지는 레이저빔을 이용하여 강화유리 셀의 관통홀을 형성함으로써, 절단되는 경로의 형상이나 길이를 용이하게 제어하면서 강화유리 셀의 관통홀 가공 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치는, 강화유리 셀의 상면과 하면에 교대로 레이저빔을 조사하여 관통홀을 가공함으로써, 관통홀 가공시 강화유리 셀의 파손 위험을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 강화유리 셀의 관통홀 가공장치는, 강화유리 셀의 상면과 하면을 교대로 가공하기 위하여 강화유리 셀을 회전시킨 후에도 광학적인 정렬작업을 수행하는 이미지획득부를 구비함으로써, 관통홀의 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 강화유리 셀
100 : 강화유리 셀의 관통홀 가공장치
110 : 회전판
120 : 제1정렬부
130 : 제2정렬부
140 : 제1레이저 헤드부
150 : 제2레이저 헤드부

Claims (8)

  1. 각각 강화유리 셀을 지지하는 4개의 지지부가 원호방향을 따라 이격되게 배치되며, 중심부의 회전축을 중심으로 회전되는 회전판;
    상기 회전판의 일측에 배치되고, 외부로부터 이송된 강화유리 셀을 상기 강화유리 셀의 모서리 부분을 기준으로 정렬하는 제1정렬부;
    상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제1정렬부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀의 이미지를 획득하여 상기 강화유리 셀의 틀어짐 정보를 획득하는 제2정렬부;
    상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제2정렬부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 상기 강화유리 셀의 상면에 레이저빔을 조사하는 제1레이저 헤드부;
    상기 회전판의 회전방향을 따라 상기 제1레이저 헤드부로부터 이격되게 배치되고, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하기 위하여 상기 제1레이저 헤드부에 의해 레이저빔이 조사된 동일한 위치로 상기 강화유리 셀의 하면에 레이저빔을 조사하는 제2레이저 헤드부; 및
    상기 지지부에 지지된 강화유리 셀의 상면과 하면이 뒤집히도록 상기 제1레이저 헤드부에서 레이저빔의 조사가 완료된 후부터 상기 제2레이저 헤드부에서 레이저빔의 조사가 시작되기 전까지의 사이에서 상기 강화유리 셀을 회전시키는 셀회전부;를 포함하고,
    상기 회전판이 회전되면서 각각의 지지부가 상기 제1정렬부, 상기 제2정렬부, 상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부에 순차적으로 배치되고,
    상기 제1레이저 헤드부와 상기 제2레이저 헤드부는, 상기 강화유리 셀에 관통홀을 형성하는 동안 생성되는 분진을 흡입하기 위하여 공기를 분사함과 동시에 상기 분진을 흡입하는 분진제거부와, 상기 셀회전부에 의해 상기 강화유리 셀이 회전되기 전 상기 분진제거부를 상승시키고 상기 셀회전부에 의해 상기 강화유리 셀이 회전된 후 상기 분진제거부를 하강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2레이저 헤드부에 이웃하게 설치되며, 상기 셀회전부에 의해 회전된 강화유리 셀의 이미지를 재차 획득하여 상기 강화유리 셀의 틀어짐 정보를 획득하는 이미지획득부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부에서 조사되는 레이저빔은 나노초(nanosecond) 펄스폭 또는 피코초 펄스폭을 가지는 것을 특징으로 하는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    레이저빔을 출력하는 레이저 출력부; 및
    상기 레이저 출력부에서 출력되는 레이저빔을 2개의 레이저빔으로 분할하는 빔분할부;를 더 포함하고,
    상기 빔분할부에서 분할된 2개의 레이저빔은 상기 제1레이저 헤드부 및 상기 제2레이저 헤드부로 각각 전송되는 것을 특징으로 하는 강화유리 셀의 관통홀 가공장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020130062204A 2013-05-31 2013-05-31 강화유리 셀의 관통홀 가공장치 KR101466669B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130062204A KR101466669B1 (ko) 2013-05-31 2013-05-31 강화유리 셀의 관통홀 가공장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130062204A KR101466669B1 (ko) 2013-05-31 2013-05-31 강화유리 셀의 관통홀 가공장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101466669B1 true KR101466669B1 (ko) 2014-12-01

Family

ID=52676921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130062204A KR101466669B1 (ko) 2013-05-31 2013-05-31 강화유리 셀의 관통홀 가공장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101466669B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106475682A (zh) * 2016-11-02 2017-03-08 深圳锦帛方激光科技有限公司 一种电池密封激光焊接设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050071970A (ko) * 2004-01-05 2005-07-08 한국기계연구원 미세한 입체물품을 제조하는 레이저 가공방법 및 그 장치
KR20090105423A (ko) * 2008-04-02 2009-10-07 에이피시스템 주식회사 레이저 가공장치 및 가공방법
KR20110112889A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 박금성 평판 디스플레이패널의 레이저 리페어장치
WO2012003033A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Sunpower Corporation High throughput solar cell ablation system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050071970A (ko) * 2004-01-05 2005-07-08 한국기계연구원 미세한 입체물품을 제조하는 레이저 가공방법 및 그 장치
KR20090105423A (ko) * 2008-04-02 2009-10-07 에이피시스템 주식회사 레이저 가공장치 및 가공방법
KR20110112889A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 박금성 평판 디스플레이패널의 레이저 리페어장치
WO2012003033A1 (en) * 2010-07-01 2012-01-05 Sunpower Corporation High throughput solar cell ablation system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106475682A (zh) * 2016-11-02 2017-03-08 深圳锦帛方激光科技有限公司 一种电池密封激光焊接设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4251203B2 (ja) 貼合せマザー基板のスクライブ方法および貼合せマザー基板の分割方法
KR100949152B1 (ko) 유리 기판 레이저 절단 장치
US9174307B2 (en) Substrate cutting apparatus and method for cutting substrate using the same
US10358375B2 (en) Scribing wheel having fine structure recess
JPWO2007119740A1 (ja) スクライブ方法、スクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板
JP5320395B2 (ja) 面取り加工装置
KR20080040590A (ko) 취성 재료 할단 방법 및 그 장치
JPWO2007094348A1 (ja) レーザスクライブ方法、レーザスクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板
KR20100065362A (ko) 취성 재료 기판, 및, 취성 재료 기판의 레이저 스크라이브 방법, 레이저 스크라이브 장치
JP2012049164A (ja) 発光デバイスの製造方法
JP2016216281A (ja) 割断方法及び割断装置
CN108751686A (zh) 一种激光切割设备及其切割方法
KR20100107253A (ko) 기판 절단 장치 및 이를 이용한 기판 절단 방법
KR101505470B1 (ko) 강화유리 셀의 제조방법
KR101466669B1 (ko) 강화유리 셀의 관통홀 가공장치
KR101396988B1 (ko) 취성 재료 기판의 가공 방법
TWI581887B (zh) Laser processing device
KR100811115B1 (ko) 디스플레이 패널용 배기홀 가공방법
KR101490318B1 (ko) 레이저를 이용한 기판 에지 힐링 장치
JP2012055966A (ja) レーザー加工装置
KR20200007696A (ko) 초음파 혼 및 웨이퍼의 분할 방법
EP1864950A1 (en) Process and equipment for the preparation of sheets of glass for multiple glazing having at least one coated sheet of glass
JP5691004B2 (ja) レーザ加工装置およびレーザ加工方法
KR100811111B1 (ko) 디스플레이 패널용 배기홀 가공장치
KR101652895B1 (ko) 레이저를 이용한 기판 에지 폴리싱 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee