KR101542018B1 - Method for laser machining with optimized moving route - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레이저 가공시 피가공기재의 이동경로를 최소한으로 함으로써 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing method having an optimized movement path, and more particularly, to a laser processing method and a laser processing method for minimizing the time required for forming a plurality of holes in a workpiece To a laser processing method having an optimized movement path.
최근, 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 전자장치가 경량화 소형화 등이 요구됨에 따라 종래 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)이 갖는 한계를 극복가능한 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)의 요구가 증대된다. 2. Description of the Related Art Recently, electronic devices such as smart phones, notebooks, and tablets have been required to be lightweight and miniaturized, so that there is a demand for a flexible printed circuit board (FPCB) capable of overcoming the limitations of conventional printed circuit boards Increase.
다층 인쇄회로기판의 층간 연결 통로에 해당되는 작은 홀 및 특수 비아홀(via hole)을 가공하기 위해서 종래에는 주로 기계적 드릴(Mechanical Drill)을 사용하였으나, 연성회로기판의 경우 레이저 가공 장치를 주로 사용한다. Conventionally, a mechanical drill has been used to process small holes and special via holes corresponding to interlayer connection paths of a multilayer printed circuit board. However, in the case of a flexible circuit board, a laser processing apparatus is mainly used.
레이저 가공장치는 다층기판의 전자기기에서 각 층간의 연결을 위하여 작은 홀 및 특수 비아홀을 레이저빔을 이용하여 천공하는 장치이다. 레이저 가공장치는 연성회로기판의 박리 또는 단자의 균열 등의 문제가 있는 기계적 드릴링의 문제점을 극복할 수 있어 주로 이용된다. 또한, 회로의 미세화로 인해 홀의 구경이 작아지면서 이로 인한 가공비의 증가와 미세홀 가공의 한계로 인해 레이저를 이용한 가공방식이 대안으로 사용되게 되었다. The laser processing apparatus is a device for drilling a small hole and a special via hole using a laser beam for connection between layers in an electronic device of a multilayer substrate. The laser machining apparatus is mainly used because it can overcome the problems of mechanical drilling which has problems such as peeling of a flexible circuit board or cracking of a terminal. In addition, due to the miniaturization of the circuit, the diameter of the hole has become smaller, and due to the increase of the processing cost and the limitation of fine hole machining, the laser processing method has been used as an alternative.
도 1은 레이저 가공의 개략적인 개념도이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 레이저 드릴링 장치는, 레이저 조사부(110)로부터 발진된 레이저빔은 반사미러로 입사된 후, 반사미러에서 반사되어 기판(140) 측으로 입사된다. 기판(140)에 입사된 레이저빔은 기판(140) 상에 비아홀 등의 홀(H)을 형성한다. 이때 기판(140)은 스테이지(150) 상면에 안착되어 X,Y축을 따라 이동가능하게 마련된다.1 is a schematic conception diagram of laser processing. 1 (a), in the laser drilling apparatus, a laser beam emitted from a
종래에는 기판(140)상의 원하는 위치에 홀을 가공하기 위해 기판(140)이 정지된 상태에서 기판(140)상에 레이저빔을 조사하였다. 즉, 스테이지(150)를 이용하여 기판(140)을 이동시키다가, 기판(140)상에서 홀을 가공하고자 하는 부분이 레이저빔을 조사할 수 있는 최대 범위인 작업영역 내에 들어오게 되면, 기판(140)을 정지시킨다. 이후, 기판(140)이 정지된 상태에서 목표하는 위치로 레이저빔을 조사한다. 작업영역 내에서 가공 가능한 홀(H)들의 가공이 완료되면, 기판(140)의 다른 부분이 작업영역 내에 들어오도록 다시 기판(140)을 이동시킨다. 이러한 방법은 가공의 위치정밀도 측면에서 우수하다.Conventionally, a laser beam is irradiated on a
다만, 기판(140)은 스테이지(150)에 의하여 도 1의 (b)에 도시된 이동경로를 따라 이동한다. "기판의 이동 → 기판의 정지 → 홀의 가공 → 다시 기판의 이동"의 과정을 반복하게 되는데, 기판(140)의 이동경로가 고정되어 있으므로 가공이 불필요한 영역까지 위 과정을 수행하게 되므로 기판 당 가공시간이 상당히 늘어나는 문제가 있었다.However, the
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저 가공시 회전가능한 반사미러를 통하여 가공범위를 설정한 후 가공범위 내 포함되는 복수 개의 홀을 가공한 후 피가공기재를 이동하며, 피가공기재의 이동경로를 최소한으로 함으로써 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to solve such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for processing a plurality of holes included in a machining range after setting a machining range through a reflective mirror, The present invention also provides a laser processing method having an optimized moving path that can reduce the time required to form a plurality of holes in a workpiece by minimizing the moving path of the workpiece.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는 레이저 가공 방법에 있어서, 반사미러로 입사되어 반사되는 레이저의 도달영역 의하여 형성되는 가공범위를 설정하는 가공범위 설정단계; 상기 피가공기재에 형성되는 다수 개의 홀의 위치와 대응되는 위치를 갖는 참고지점이 형성된 위치정보를 로딩하는 로딩단계; 상기 위치정보에서 상기 가공범위 내에 포함되는 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점을 제거한 뒤, 가공범위의 중심점을 기준위치로 설정하는 기준위치 설정단계; 상기 기준위치로부터 상기 피측정 기재의 이동경로를 생성하는 이동경로 생성단계; 상기 이동경로에 따라 상기 피가공기재를 이동시키면서 레이저 가공을 수행하는 가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided a laser machining method for forming a plurality of holes in a workpiece, comprising: a machining range setting step of setting a machining range formed by an arrival area of a laser incident on and reflected by a reflecting mirror; A loading step of loading position information on which a reference point having a position corresponding to a position of a plurality of holes formed in the workpiece is formed; A reference position setting step of setting a center point of the machining range as a reference position after removing a reference point in an area having the highest density of the reference points included in the machining range from the positional information; A moving path generating step of generating a moving path of the measured substrate from the reference position; And a processing step of performing laser processing while moving the processed substrate in accordance with the movement path. The present invention also provides a laser processing method having an optimized movement path.
여기서, 상기 기준위치 설정단계는, 델로네 삼각 분할(Delaunay triangulation) 또는 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)을 이용하여 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역을 찾는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the reference position setting step uses a Delaunay triangulation or a Voronoi diagram to find the region having the highest density of the reference point.
여기서, 상기 기준위치 설정단계는, 상기 참고지점이 모두 소거된 경우 기준위치를 설정하며, 상기 참고지점이 모두 소거되지 않은 경우 잔존하는 참고지점으로부터 상기 가공범위 내에 포함되는 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점을 제거하는 것이 바람직하다.Here, the reference position setting step sets a reference position when all of the reference points are erased, and sets the reference point in the range of reference from the remaining reference points when the reference points are not all erased. It is desirable to remove reference points within the high area.
여기서, 상기 이동경로 생성단계는, 상기 기준위치로부터 주 이동경로를 생성하는 주 이동경로 생성단계; 상기 각 기준위치가 설정된 가공범위 내에 포함되는 참고지점의 가공순서를 생성하는 세부 이동경로 생성단계;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the movement path generation step may include: a main movement path generation step of generating a main movement path from the reference position; And a detailed movement path generating step of generating a processing sequence of reference points in which each of the reference positions is included in the set machining range.
여기서, 상기 이동경로 생성단계는 순회외판원(TSP : Traveling salesperson problem) 법을 이용하여 생성하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the movement route generation step is generated using a traveling salesperson problem (TSP) method.
여기서, 상기 가공범위 설정단계는, 상기 가공범위가 정사각형이 되도록 상기 레이저를 상기 반사미러로 조사하는 것이 바람직하다.Here, the machining range setting step preferably irradiates the laser with the reflection mirror so that the machining range becomes a square.
본 발명에 의하면, 피가공기재의 이동경로를 최소한으로 함으로써 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a laser processing method having an optimized travel path that can reduce the time required to form a plurality of holes in a workpiece by minimizing the travel path of the workpiece.
또한, 복수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간이 줄어드므로 제품의 단가를 낮추게 되며, 전체적인 생산량이 증대된다.In addition, since the time required to form a plurality of holes is reduced, the unit cost of the product is lowered and the overall production amount is increased.
또한, 스테이지의 이동을 최소한으로 하므로, 스테이지가 움직이면서 발생하는 오차를 줄일 수 있다.In addition, since the movement of the stage is minimized, an error caused by the movement of the stage can be reduced.
도 1은 레이저 가공의 개략적인 개념도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 순서도이며,
도 3은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 알고리즘이며,
도 4는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 사용되는 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 5는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 가공범위 설정단계를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 6은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 참고지점 제거를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 7은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정단계의 델로네 삼각분할을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 8은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정단계의 보로노이 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 9는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 델로네 삼각분할과 보로노이 다이어그램의 관계를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 10은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 11은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 주 이동경로 생성단계를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 12는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 세부 이동경로 생성단계를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram of a laser processing,
2 is a flowchart of a laser processing method having an optimized movement path according to an embodiment of the present invention,
Fig. 3 is an algorithm of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2,
Fig. 4 is a view schematically showing a laser processing apparatus used in a laser processing method having an optimized movement path of Fig. 2,
Fig. 5 is a view schematically showing the machining range setting step of the laser machining method having the optimized movement path of Fig. 2,
Fig. 6 is a view schematically showing reference point elimination of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2,
FIG. 7 is a view schematically showing the Delone triangulation of the reference positioning step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. 2,
Fig. 8 is a view schematically showing a Voronoi diagram of the reference position setting step of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2,
Fig. 9 is a schematic view showing the relationship between the Delone triangulation and the Voronoi diagram of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2,
Fig. 10 is a view schematically showing the reference position setting of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2,
FIG. 11 is a view schematically showing a main movement path generation step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. 2,
12 is a view schematically showing a detailed movement path generation step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a laser processing method having an optimized movement path according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법은 레이저 가공시 회전가능한 반사미러를 통하여 가공범위를 설정한 후 가공범위 내 포함되는 복수 개의 홀을 가공한 후 피가공기재를 이동하며, 피가공기재의 이동경로를 최소한으로 함으로써 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a laser processing method having an optimized movement path, comprising: setting a machining range through a rotatable reflective mirror during laser machining; processing a plurality of holes included in the machining range; To a laser processing method having an optimized moving path capable of reducing the time required for forming a plurality of holes in a workpiece by minimizing a moving path of the workpiece.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 순서도이며, 도 3은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 알고리즘이며, 도 4는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법에 사용되는 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a flow chart of a laser processing method having an optimized movement path according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an algorithm of a laser processing method having an optimized movement path of FIG. 2, Fig. 1 is a view schematically showing a laser machining apparatus used in a laser machining method having a movement path in which a laser beam is irradiated;
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법(S100)은, 가공범위 설정단계(S110)와, 로딩단계(S120)와, 기준위치 설정단계(S130)와, 이동경로 생성단계(S140) 및 가공단계(S150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a laser processing method S100 having an optimized movement path according to an embodiment of the present invention includes a machining range setting step S110, a loading step S120, a reference position setting step S130 (S140), and a machining step (S150).
먼저, 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법(S100)에 사용되는 레이저 가공장치에 대하여 간략히 설명하면, 레이저 조사부(110)는 피증착기재(140) 상에 홀(H)을 형성하기 위한 레이저를 발진하는 구성이다. 반사미러(120)는 레이저조사부(110)로부터 발진된 레이저를 반사시키며, 소정각도 회동가능하게 마련되어 레이저의 반사각도를 변경시킴으로써, 소정 면적을 갖는 가공범위를 형성하는 구성이다. 렌즈(130)는 반사미러(120)로부터 반사된 레이저가 직진성을 가지며 피증착기재(140)로 입사되도록 하는 구성이며, 본 실시예에서 피증착기재(140)는 연성회로기판으로 마련된다. 스테이지(150)는 피증착기재(140)를 이동시키기 위한 구성으로서 상면에 피증착기재(140)가 안착된다.The
도 5는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 가공범위 설정단계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 가공범위 설정단계(S110)는 피증착기재(140)의 이동 없이 레이저에 의하여 홀을 가공할 수 있는 범위인 가공범위(A)를 설정하는 단계이다. 레이저 조사부(110)로부터 발진된 레이저는 소정각도 회동가능하게 마련되는 반사미러(120)에 입사되어 반사되며, 이에 따라, 피증착기재(140)가 정지된 상태에서 반사미러(120)의 회동에 의하여 레이저가 도달되는 범위가 형성된다. 즉, 가공범위(A)는 반사미러(120)의 회동에 의해 형성되는 레이저의 도달영역을 의미한다.Fig. 5 is a view schematically showing the machining range setting step of the laser machining method having the optimized movement path of Fig. 2; Referring to FIG. 5, the machining range setting step S110 is a step of setting a machining range A, which is a range in which a hole can be machined by a laser without moving the
본 실시예에서 가공범위(A)는 정사각형이 되도록 레이저를 반사미러(120)에 조사한다. 반사미러(120)가 원형 등으로 마련되는 경우 반사미러(120)의 가장자리에 입사되어 반사되는 레이저는 신뢰도가 우수하지 못하므로, 피증착기재(140)에 형성되는 홀(H)에 오차 등이 발생될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 반사미러(120) 중심부의 일영역에 가공범위(A)가 정사각형이 되도록 레이저를 조사함으로써 피증착기재(140)로 입사되는 레이저 경로의 신뢰도가 우수하다.In the present embodiment, the processing range A irradiates the laser to the
로딩단계(S120)는 피증착기재(140)인 연성회로기판에 형성되는 다수 개의 홀(H)의 위치와 대응되는 위치를 갖는 참고지점(R)이 형성된 위치정보(P)를 로딩하는 단계이다. 즉, 위치정보(P) 상에 형성된 참고지점(R)의 위치 및 개수는 피증착기재(140)에 형성되는 홀(H)의 위치 및 개수와 동일하다. 피증착기재(140)에 형성되는 다수 개의 홀(H)에 관한 정보는 기억매체 등에 미리 저장되며, 위치정보(P)는 기억매체로부터 로딩된다.The loading step S120 is a step of loading the position information P formed with the reference point R having a position corresponding to the position of the plurality of holes H formed in the flexible circuit board as the evaporated
기준위치 설정단계(S130)는 위치정보(P)에 표시된 참고지점(R)으로부터 피증착기재(140) 또는 스테이지(150)의 최적화된 이동경로 생성의 근거가 되는 기준위치(C)를 설정하는 단계이다.The reference position setting step S130 sets the reference position C as a basis for generating the optimized movement path of the
도 6은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 참고지점 제거를 개략적으로 도시한 도면이다. 기준위치 설정단계(S130)는, 먼저, 위치정보(P) 상의 다수 개의 참고지점(R)들 중 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)들을 소거한 뒤 해당 가공범위(A)의 중심점을 기준위치(C)로 설정하며, 이를 위치정보(P) 상의 참고지점(R)이 모두 소거될 때 까지 수행한다. 설정된 기준위치(C)는 저장매체에 저장된다.Fig. 6 is a view schematically showing reference point elimination of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2; The reference position setting step S130 is a step of setting the reference position R in the machining range A among the plurality of reference points R on the position information P at the reference point R The center point of the machining range A is set as the reference position C and this is performed until all the reference points R on the position information P are erased. The set reference position C is stored in the storage medium.
소정각도 회동가능한 반사미러(120)에 의하여 가공범위(A)가 형성되며, 기준위치(C)는 가공범위(A)의 중심점이므로, 기준위치(C)는 반사미러(120)에 수평으로 입사된 레이저가 직각으로 반사되어 피측정기재(140)에 입사되는 지점이 된다.The processing range A is formed by the
도 6의 (a)를 참조하면, 위치정보(P) 상의 다수 개의 참고지점(R)들 중 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)들을 소거한다. 이 후, 도 6의 (b)를 참조하면, 잔존하는 참고지점(R) 중 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)들을 소거한다.6A, a reference point R in a region having the highest density of a reference point R included in the machining range A among a plurality of reference points R on the position information P, Lt; / RTI > 6 (b), the reference points R in the region having the highest density of the reference points R included in the machining range A among the remaining reference points R are erased.
참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역은 델로네 삼각분할(Delaunay triangulation) 또는 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)을 통하여 찾는다.The region with the highest density of reference point (R) is found through Delaunay triangulation or Voronoi diagram.
도 7은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정단계의 델로네 삼각분할을 개략적으로 도시한 도면이다. 델로네 삼각분할은 평면위의 점들을 삼각형으로 연결하여 공간을 분할할 때, 이 삼각형들의 내각의 최소값이 최대가 되도록 하는 분할을 의미한다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 평면 상에 다수 개의 점들이 있다고 가정하면, 이 점들을 연결하여 삼각형을 만드는 방법은 도 7의(b),(c)와 같이 다양하다. 이때, 삼각형들의 내각의 최소값이 최대가 되도록 즉, 삼각형들이 최대한 정삼각형에 가깝도록 분할함으로써, "어떤 삼각형의 외접원도 그 삼각형의 세 꼭지점을 제외한 다른 어떤 점도 포함하지 않도록 한다." 이에 따라, 가공범위(A) 내에 포함되는 삼각형의 개수가 가장 많은 영역이 참고지점(C)의 밀도가 가장 높은 것으로 판단한다.FIG. 7 is a diagram schematically showing a Delone triangulation of the reference position setting step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. 2; FIG. Delone triangulation means a division that divides the space by connecting the points on the plane with a triangle so that the minimum value of the interior angles of these triangles is maximized. Assuming that there are a plurality of points on a plane as shown in FIG. 6 (a), a method of connecting the points to form a triangle is as shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c). At this time, by dividing the triangles so that the minimum value of the interior angle of the triangles is the maximum, that is, by dividing the triangles as close to the equilateral triangle as possible, "the circumcircle of any triangle does not include any points other than the three vertices of the triangle." Thus, it is judged that the density of the reference point C is the highest in the region where the number of triangles included in the machining range A is largest.
도 8은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정단계의 보로노이 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이다. 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)은 어떤 시드 점들과의 거리에 따라서 평면을 분할한 그림으로써, 평면 위에 주어진 시드 점에 대한 보로노이 다이어그램은 평면 위의 점들이 어떤 시드점과 가장 가까운지에 따라서 영역을 분할한 다이어그램을 의미한다. 도 8의(a)에 도시된 바와 같이 평면 상에 시드 점이 있는 경우, 도 8의(b)와 같은 보로노이 다이어그램이 도출된다.FIG. 8 is a view schematically showing a Voronoi diagram of the reference position setting step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. 2. FIG. The Voronoi diagram is a diagram of a plane divided by the distance from some seed points. The Voronoi diagram for a given seed point on the plane divides the region according to which seed point is closest to the seed point It means one diagram. When there is a seed point on the plane as shown in Fig. 8A, a Voronoi diagram as shown in Fig. 8B is derived.
도 9는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 델로네 삼각분할과 보로노이 다이어그램의 관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 들로네 삼각분할과 보로노이 다이어그램은 서로 쌍대관계에 있다. 이에 대해 설명하면, 보로노이 다이어그램의 각 시드 점들을 가지고 들로네 삼각분할을 구한 후에, 구해진 삼각형들의 외접원들의 중심을 연결하면 보로노이 다이어그램이 도출된다. 구체적으로, 어떤 점을 공통의 꼭지점으로 하는 들로네 삼각형들의 외접원들의 중심을 순서대로 연결하면 이 공통점을 시드로 하는 보로노이 영역이 도출된다. 한편, 서로 인접한 보로노이 영역들 간의 시드 점들을 연결하면 이 시드 점들에 대한 들로네 삼각분할이 얻어진다.Fig. 9 is a schematic view showing the relationship between the Delone triangulation and the Voronoi diagram of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2; Fig. The trine triangulation and the Voronoi diagram are in pair relation. To explain this, the Voronoi diagram is derived by connecting the centers of the circumscribed circles of the obtained triangles after finding the Amore triangulation with each seed point in the Voronoi diagram. Concretely, if the centers of the circumscribed circles of the Neuron triangles having a common vertex are connected in order, the Voronoi region having the common point as the seed is derived. On the other hand, connecting the seed points between the Voronoi regions adjacent to each other results in an Orrone triangulation for these seed points.
즉, 본 실시예에서 기준위치 설정단계(S130)는 위치정보(P) 상의 다수 개의 참고지점(R)들 중에서, 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)들을 소거한 뒤 해당 가공범위(A)의 중심점을 기준위치(C)로 설정하며, 이를 위치정보(P) 상의 참고지점(R)이 모두 소거될 때 까지 수행한다. 이때, 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역은 델로네 삼각분할 또는 보로노이 다이어그램 중 임의의 방법을 이용하여 찾는다. 다만, 델로네 삼각분할 또는 보로노이 다이어그램에 제한되는 것은 아니며, 가공범위(A) 내의 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역을 찾는 다른 방법도 적용 가능하다.That is, in the present embodiment, the reference position setting step S130 is a step of setting the reference position R within a range of the reference point R included in the machining range A among the plurality of reference points R on the position information P The center point of the machining range A is set as the reference position C after erasing the reference points R and is performed until all the reference points R on the position information P are erased. At this time, the region having the highest density of the reference point (R) is searched using any of the Delone triangulation or the Voronoi diagram. However, the present invention is not limited to the Delaunay triangulation or the Voronoi diagram, and other methods for finding the region having the highest density of the reference point R within the machining range A are also applicable.
도 10은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 기준위치 설정을 개략적으로 도시한 도면이다. 위치정보(P) 상의 다수 개의 참고지점(R) 중 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)의 소거한 뒤, 해당 가공범위(A)의 중심점의 위치는 기준위치(C)로 설정되어 저장매체에 저장된다. 가공범위(A) 내에 포함되는 참고지점(R)의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점(R)의 소거를 순차적으로 수행하여 모든 참고지점(R) 지점이 소거된 후, 각 저장된 기준위치(C)의 데이터를 저장매치로부터 로딩하면 도 10에 도시된 바와 같다.Fig. 10 is a view schematically showing the reference position setting of the laser processing method having the optimized movement path of Fig. 2; After the reference point R in the region having the highest density of the reference point R included in the machining range A among the plurality of reference points R on the position information P is erased, Is set to the reference position C and is stored in the storage medium. The reference points R in the area having the highest density of the reference points R included in the machining range A are sequentially subjected to erasure to erase all the reference points R, Is loaded from the storage match as shown in FIG.
이동경로 생성단계(S140)는 로딩된 기준위치(C) 정보로부터 피측정기재(140)의 최적화된 이동경로를 생성하는 단계이다. 상술한 바와 같이, 피측정기재(140)의 이동은 피측정기재(140)가 안착된 스테이지(150)의 이동에 의하여 이루어진다.The movement path generation step S140 is a step of generating an optimized movement path of the measured subject 140 from the loaded reference position (C) information. As described above, the movement of the
도 11은 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 주 이동경로 생성단계를 개략적으로 도시한 도면이다. 주 이동경로(L1)는 가공범위(A)에 따른 피측정기재(140)의 최적화된 이동경로이다.11 is a view schematically showing a main movement path generation step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. The main movement path L1 is an optimized movement path of the measured
피측정기재(140)에 N개의 홀(H)을 형성한다고 가정하면, N개의 홀(H)을 가공하기 위하여 피측정기재(140)가 이동하여야 하는 경우의 수는 개가 된다. 그러나, 본 실시예에서는 피측정기재(140)가 기준위치(C)를 따라 이동하여야 하므로, 피측정기재(140)가 이동하여야 하는 경우의 수는 상당히 줄어들게 된다. 즉, 피측정기재(140) 상의 홀(H)의 개수가 아닌 피측정기재(140) 상의 가공범위(A)의 개수로부터 경우의 수가 산출되므로, 매우 신속하게 주 이동경로(L1)가 산출된다.Assuming that N holes H are formed in the measured
한편, 피측정기재(140)의 주 이동경로(L1)는 순회외판원(TSP : Traveling Salesman Problem)을 통하여 산출된다. 순회외판원 문제의 해결방안은 공지된 다수의 방법이 있으며, 이 중 어느 것을 이용하여도 무방하다.On the other hand, the main movement path L1 of the measured
도 12는 도 2의 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법의 세부 이동경로 생성단계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 세부 이동경로(L2)는 가공범위(A) 내에서의 각 홀(H)을 형성하는 순서를 시각적으로 도시화한 것이다. 세부 이동경로(L2) 또한 순회외판원을 통하여 산출된다.12 is a view schematically showing a detailed movement path generation step of the laser processing method having the optimized movement path of FIG. Referring to Fig. 12, the detailed movement path L2 is a visualization of the order of forming each hole H in the machining range A, as shown in Fig. The detailed movement path (L2) is also calculated through circulating salesmen.
즉, 세부 이동경로(L2)는 실제로 피측정기재(140)가 이동하는 것이 아니라, 각 가공범위(A) 내에 포함되는 다수 개의 홀(H)의 가공 순서를 도시한 것이다.That is, the detailed movement path L2 does not actually move the
즉, 이동경로 생성단계(S140)는 1차적으로 각 가공범위(A)를 기준으로 피측정기재(140)가 이동하는 주 이동경로(L1)를 생성한 후, 각 가공범위(A) 내에서의 각 홀(H)의 가공순서인 세부 이동경로(L2)를 생성한다.That is, the movement path generation step S140 is a step of generating the main movement path L1 on which the measured
가공단계(S150)는 이동경로 생성단계(S140)에서 생성된 주 이동경로(L1)를 따라 스테이지(150)가 이동하면서 피측정기재(140) 상에 홀(H)을 형성하는 단계이다.The processing step S150 is a step of forming the holes H on the
스테이지(150)는 주 이동경로(L1)의 시작 가공범위(A)에 위치한 후, 가공범위(A) 내에서 세부 이동경로(L2)를 따라 각 홀을 가공을 하고, 해당 가공범위(A) 내의 홀(H)이 모두 가공되면, 주 이동경로(L1)를 따라 다음 기준위치(C)에 도달하고, 이후, 해당 가공범위(A) 내에서 세부 이동경로(L2)를 따라 각 홀을 가공을 하게 된다. 이때, 각 홀을 형성할 때, 즉, 세부 이동경로(L2) 단계에서는 피측정기재(140)가 정지된다.The
즉, 피측정기재(140)의 이동경로의 최적화 뿐만 아니라, 홀의 가공순서도 최적화된다.That is, not only the optimization of the moving path of the measured
따라서, 본 발명에 의하면, 레이저 가공시 회전가능한 반사미러를 통하여 가공범위를 설정한 후 가공범위 내 포함되는 복수 개의 홀을 가공한 후 피가공기재를 이동하며, 피가공기재의 이동경로를 최소한으로 함으로써 피가공기재에 다수 개의 홀을 형성하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법이 제공된다.
Therefore, according to the present invention, after setting the machining range through the rotatable reflection mirror during laser machining, a plurality of holes included in the machining range are machined, the machined substrate is moved, and the moving path of the machined substrate is minimized There is provided a laser processing method having an optimized movement path that can reduce the time required for forming a plurality of holes in a workpiece.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
S100 : 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법
S110 : 가공범위 설정단계 S120 : 로딩단계
S130 : 기준위치 설정단계 S140 : 이동경로 생성단계
S150 : 가공단계 110 : 레이저 조사부
120 : 반사미러 130 : 렌즈
140 : 피측정기재 150 : 스테이지
A : 가공범위 C : 기준위치
R : 참고지점 P : 위치정보S100: Laser processing method with optimized travel path
S110: machining range setting step S120: loading step
S130: Reference position setting step S140: Move path creation step
S150: Processing step 110: Laser irradiation part
120: reflection mirror 130: lens
140: Measuring substrate 150: stage
A: Machining range C: Reference position
R: Reference point P: Location information
Claims (6)
반사미러로 입사되어 반사되는 레이저의 도달영역 의하여 형성되는 가공범위를 설정하는 가공범위 설정단계;
상기 피가공기재에 형성되는 다수 개의 홀의 위치와 대응되는 위치를 갖는 참고지점이 형성된 위치정보를 로딩하는 로딩단계;
상기 위치정보에서 상기 가공범위 내에 포함되는 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점을 제거한 뒤, 가공범위의 중심점을 기준위치로 설정하는 기준위치 설정단계;
상기 기준위치로부터 상기 피가공기재의 이동경로를 생성하는 이동경로 생성단계;
상기 이동경로에 따라 상기 피가공기재를 이동시키면서 레이저 가공을 수행하는 가공단계;를 포함하며,
상기 기준위치 설정단계는, 델로네 삼각 분할(Delaunay triangulation) 또는 보로노이 다이어그램(Voronoi diagram)을 이용하여 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역을 찾는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법.A laser processing method for forming a plurality of holes in a workpiece,
A machining range setting step of setting a machining range formed by an arrival area of the laser incident on and reflected by the reflection mirror;
A loading step of loading position information on which a reference point having a position corresponding to a position of a plurality of holes formed in the workpiece is formed;
A reference position setting step of setting a center point of the machining range as a reference position after removing a reference point in an area having the highest density of the reference points included in the machining range from the positional information;
A movement path generation step of generating a movement path of the workpiece from the reference position;
And a processing step of performing laser processing while moving the processed substrate in accordance with the movement path,
Wherein the reference position setting step uses a Delaunay triangulation or a Voronoi diagram to find an area having the highest density of the reference points, .
상기 기준위치 설정단계는, 상기 참고지점이 모두 소거된 경우 기준위치를 설정하며, 상기 참고지점이 모두 소거되지 않은 경우 잔존하는 참고지점으로부터 상기 가공범위 내에 포함되는 상기 참고지점의 밀도가 가장 높은 영역 내의 참고지점을 제거하는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법.The method according to claim 1,
Wherein the reference position setting step sets a reference position when all of the reference points are erased, and sets a reference position when the reference points are not all erased, And the reference point in the laser beam is removed.
상기 이동경로 생성단계는,
상기 기준위치로부터 주 이동경로를 생성하는 주 이동경로 생성단계; 상기 각 기준위치가 설정된 가공범위 내에 포함되는 참고지점의 가공순서를 생성하는 세부 이동경로 생성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법.The method according to claim 1,
The movement path generation step may include:
A main movement path generating step of generating a main movement path from the reference position; And a detailed movement path generation step of generating a machining sequence of reference points in which each of the reference positions is included in the set machining range.
상기 이동경로 생성단계는 순회외판원(TSP : Traveling salesperson problem) 법을 이용하여 생성하는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법.5. The method of claim 4,
Wherein the movement path generation step is generated using a traveling salesperson problem (TSP) method.
상기 가공범위 설정단계는, 상기 가공범위가 정사각형이 되도록 상기 레이저를 상기 반사미러로 조사하는 것을 특징으로 하는 최적화된 이동경로를 갖는 레이저 가공방법.The method according to claim 1,
Wherein the machining range setting step irradiates the laser with the reflection mirror so that the machining range becomes a square.
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