KR101726573B1 - 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법 - Google Patents

레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법 Download PDF

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KR101726573B1
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김병문
김영호
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(주)드림텍
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법은, 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계와, 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계와, 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계와, 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성하는 단계와, 1차 개구부와 2차 개구부 사이에 형성된 제1 기재와 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법{MULTILAYER BONDING MEMBER MANUFACTURING METHOD USING LASER CUTTING}
본 발명의 실시예들은 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기 및 전자 부품 중에는 적어도 2종 이상의 기재가 접합된 형태로 이루어진 것이 대부분이다.
이와 같이 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 경우, 특정 기재만을 레이저로 절단하고자 할 때 두께 방향으로 절단 깊이를 조절해야 하는데, 작업 환경, 설비, 자재 등의 변동으로 인해 절단 깊이를 일정하게 조절하기에는 많은 어려움이 따른다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1333518호(2013.11.21.)가 있으며, 상기 선행문헌에는 레이저 가공 방법 및 절단 방법 및 다층 기판을 가지는 구조체의 분할 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 형태에서 특정 위치의 기재만을 레이저로 절단하고자 할 때 설비, 환경, 자재의 변동 등 다양한 조건에 구애 받지 않으며 공차를 감안해도 안정된 기재의 절단이 가능한 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 다층접합기재 절단 방법은, (a) 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계; (b) 상기 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계; (c) 상기 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계; (d) 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성하는 단계; 및 (e) 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 (c) 단계에서, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재의 하부에 표면 실장 되도록 솔더링(soldering) 되며, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재에 비해 작은 면적으로 형성되되, 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐지도록 접합될 수 있다.
또한, 상기 1차 개구부는 상기 제2 기재를 관통하고 상기 제1 기재의 하부를 부분 절단하여 형성되고, 상기 2차 개구부는 상기 제1 기재를 관통하고 상기 제2 기재의 상부를 부분 절단하여 형성되되, 상기 2차 개구부는 상기 1차 개구부로부터 설정간격을 두고 외측으로 이격하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 1차 개구부는, 상기 2차 개구부의 내측에서 상기 2차 개구부와 나란하게 이격하여 형성되는 메인형상부; 및 상기 메인형상부로부터 외측으로 교차하는 방향으로 연장되어 상기 2차 개구부에 걸쳐지도록 형성되는 연장형상부;를 포함한다.
또한, 상기 메인형상부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위는 외력에 의해 상기 (e) 단계에서 파단 되며, 상기 2차 개구부의 내측으로 절단되는 상기 제1 기재의 형상 및 크기는 상기 다층접합부재의 완성 후의 최종 형상 및 크기에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 기재가 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐져 접합됨에 따라 상기 제2 기재의 하부에 상기 제3 기재가 존재하지 않는 영역에서는, 상기 2차 개구부는 제1 기재 및 상기 제2 기재를 동시에 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부로부터 상기 제1 기재의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부를 더 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법은, (a) 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계; (b) 상기 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계; (c) 상기 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계; (d) 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 상기 1차 개구부로부터 설정간격을 두고 내측으로 이격하여 2차 개구부를 형성하는 단계; 및 (e) 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 (c) 단계에서, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재의 하부에 표면 실장 되도록 솔더링(soldering) 되며, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재에 비해 작은 면적으로 형성되되, 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐지도록 접합될 수 있다.
또한, 상기 1차 개구부는 상기 제2 기재를 관통하고 상기 제1 기재의 하부를 부분 절단하여 형성되고, 상기 2차 개구부는 상기 제1 기재를 관통하고 상기 제2 기재의 상부를 부분 절단하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위는 외력에 의해 상기 (e) 단계에서 파단 되며, 파단 후 상기 2차 개구부의 내측으로 절단되는 상기 제1 기재의 형상 및 크기는 상기 다층접합부재의 완성 후의 최종 형상 및 크기에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 기재가 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐져 접합됨에 따라 상기 제2 기재의 하부에 상기 제3 기재가 존재하지 않는 영역에서는, 상기 1, 2차 개구부는 동일 위치에서 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재를 모두 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부로부터 상기 제1 기재의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부를 더 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 형태에서 특정 위치의 기재만을 레이저로 절단하고자 할 때 설비, 환경, 자재의 변동 등 다양한 조건에 구애 받지 않으며 공차를 감안해도 안정된 기재의 절단이 가능해 질 수 있다.
또한, 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 형태에서, 레이저 절단이 요구되는 기재의 하부에 접합되는 기재의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 스크랩을 제거하는 단계에서 제품의 외관 손상을 최소화 할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 다층접합기재 제조방법을 설명하기 위해 도시한 평면도 및 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법의 순서도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법의 단계별 공정도들이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합기재 제조방법의 단계별 공정도들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 다층접합기재 제조방법을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 도 1의 (a)는 평면도이며, 도 1의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 기재(11)와 제2 기재(13)가 상하로 접합된다. 그리고 상기 접합된 제1 기재(11)와 상기 제2 기재(13)는 절단 가공되어야 할 부품 형상에 맞게 레이저를 이용하여 절단 될 수 있다. 이러한 절단 작업에 의해, 제1 기재(11)와 제2 기재(13)에는, 각각의 두께를 동시에 관통하여 개구부(20)가 형성되며, 개구부(20)의 바깥 쪽 스크랩 부위는 제거되고, 개구부(20)의 안 쪽 부위는 부품 형상으로 제공된다.
도 2는 종래 기술에 따른 다층접합기재 제조방법의 다른 형태를 나타낸 도면으로서, 도 2의 (a)는 평면도이며, 도 2의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제1 기재(11)와 제2 기재(13)가 상하로 접합되되, 상기 제2 기재(13)의 하부에는 제3 기재(15)가 더 구비된다. 그런데 만일 레이저에 의한 절단이 이루어져야 하는 단면 부위가 제1 기재(11)와 제2 기재(13)만에 국한될 경우, 제3 기재(15)에는 레이저가 도달하지 않도록 해주기 위해서 레이저의 조사 깊이를 정밀하게 조절해 주어야 하는데, 이러한 작업은 불가능에 가깝다. 이러한 연유로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 제3 기재(15)가 접합되지 않고 제1, 2 기재(11, 13)만이 접합된 부위에서는 이들의 두께를 동시에 관통하는 개구부(20a)가 형성될 수 있다.
하지만, 상기 제3 기재(15)가 제1, 2 기재(11, 13)의 하부에 접합된 부위에서는, 조사된 레이저가 상기 제1, 2 기재(11, 13)의 두께를 동시에 관통한 다음 상기 제3 기재(15)의 상단 일부까지 절단하는 형태의 개구부(20b)를 형성한다. 그 결과 제3 기재(15)의 손상이 야기될 수 있는 문제가 있었다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법은은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 도 3 내지 도 11을 참조하여 바람직한 제1, 2 실시예에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법은 투입단계(S100), 1차 개구부 형성단계(S200), 접합단계(S300), 2차 개구부 형성단계(S400), 스크랩 제거단계(S500)를 포함한다.
제1 실시예
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법의 각 단계별 공정도를 간략히 도시한 도면들이다. 이하의 각 단계별 설명에서 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
투입단계(S100)
본 단계는 투입단계로서, 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계에 해당한다.
도 4는 투입단계의 공정도로서, 도 4의 (a)는 평면도이며, 도 4의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 기재(110)와 상기 제2 기재(120)가 상하로 접합되며, 이들 제1, 2 기재(110, 120)는 접합 후 레이저 절단 공정으로 투입될 수 있다.
1차 개구부 형성단계(S200)
본 단계는 1차 개구부 형성단계로서, 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계에 해당한다.
도 5는 1차 개구부 형성단계의 공정도로서, 도 4의 (a)는 평면도이며, 도 4의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 기재(110)의 하부에 접합된 상기 제2 기재(120)에 대해 먼저 레이저 절단 작업을 수행하는데, 상기 제2 기재(120)의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부(210)를 형성한다.
여기서, 1차 개구부(210)라 함은 도 5의 (b)를 통해 확인할 수 있듯이 레이저가 조사됨에 따라 상기 제2 기재(120)의 하부 면으로부터 설정된 깊이만큼 절단된 부위를 말한다.
바람직하게는 상기 1차 개구부(210)는 상기 제2 기재(120)는 관통하고 상기 제1 기재(110)의 하부에 대해서도 부분적으로 절단하도록 형성될 수 있다.
그리고 상기 1차 개구부(210)는 도 5의 (a)를 통해 확인할 수 있듯이 X축 방향으로 길게 형성되는 메인형상부(211)와, 상기 메인형상부(211)의 양단으로부터 제1, 2 기재(110, 120)의 테두리 방향으로 교차 연장된 연장형상부(213)를 포함할 수 있다.
구체적으로는, 상기 메인형상부(211)는 후술될 2차 개구부(220, 도 6 참조)의 내측에서 상기 2차 개구부(220, 도 6 참조)와 나란하게 이격하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 연장형상부(213)는 상기 메인형상부(211)로부터 외측으로 교차하는 방향으로 연장되되 상기 2차 개구부(220, 도 6 참조)에 걸쳐질 수 있는 길이로 형성되는 것이 좋다. 이는 도 6의 (a)를 참조하여 확인할 수 있다.
이와 같이, 상기 1차 개구부(210)는 평면적으로는
Figure 112016000438646-pat00001
과 같은 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않으며 이와 다른 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 5의 (b)를 참조하면 상기 1차 개구부(210)가 상기 제2 부재(120)의 두께(t1)보다 길게 절단된 모습을 확인할 수 있는데, 제2 부재(120)의 두께와 동일하거나 이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.
접합단계(S300)
본 단계는 접합단계로서, 이전단계를 통해 1차 개구부가 형성된 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계에 해당한다.
도 6을 참조하면, 상기 1차 개구부(210)가 형성된 제2 기재(120)의 하부로 제3 기재(130)가 접합된다.
여기서, 제3 기재(130)는 레이저에 의해 절단되거나 파손되지 않아야 할 부재로서, 회로기판 등이 이에 해당될 수 있다.
본 단계에서 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)의 하부에 표면 실장, 즉 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 솔더링(soldering) 될 수 있다.
그리고 구체적인 예로서, 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)에 비해 작은 면적을 갖도록 이루어질 수 있는데, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)의 좌우 중심으로부터 한 쪽(예를 들면, 도 6의 (b)에서 좌측)에 치우쳐지도록 접합될 수 있다.
2차 개구부 형성단계(S400)
본 단계는 2차 개구부 형성단계로서, 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성하는 단계에 해당한다.
도 6은 2차 개구부 형성단계의 공정도로서, 도 6의 (a)는 평면도이고, 도 6의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 기재(110)의 상부 면에 수직으로 레이저가 조사되어 2차 개구부(220)가 형성될 수 있다.
상기 2차 개구부(220)는 이전단계에서 접합된 제3 부재(130)와의 위치 관계에 따라 2가지 형태로 제공될 수 있다.
도시된 하나의 2차 개구부(220b)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 기재(110)를 관통하고 상기 제2 기재(120)의 상부를 부분적으로 절단하는 형상으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 2차 개구부(220b)는 이전단계에서 제2 기재((120)를 통해 형성된 상기 1차 개구부(210)로부터 설정간격을 두고 이의 외측에 이격하여 형성될 수 있다.
여기서 설정간격은 설비의 위치공차, 자재의 위치공차, 공정을 안정하게 도와주는 일정 마진을 포함하여 정해질 수 있다. 구체적으로는 레이저의 출력이 일정하지 않아 시간, 공간에 따라 절단 깊이가 변동될 수 있는 점, 작업환경에서 온도, 습도, 청정도에 따라 절단 깊이가 변동될 수 있는 점, 자재(즉, 기재)의 두께 변동, 자재표면 조도 변동, 절단면의 자재밀도 변동에 따라 절단 깊이가 변동될 수 있는 점 등을 고려할 수 있다.
이와 같이, 상기 2차 개구부(220b)의 형성 시 제2 기재(120)의 하부에 접합된 제3 기재는 레이저 절단이 이루어지지 않아 레이저로 인한 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있다.
도시된 다른 하나의 2차 개구부(220a)는 마찬가지로 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1 기재(110)와 상기 제2 기재(120)를 동시에 관통하여 절단시키는 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 기재(130)가 상기 제2 기재(120)의 좌우 중심으로부터 한 쪽(즉, 도 6의 좌측)으로 치우쳐져 접합됨에 따라 상기 제2 기재(120)의 하부에 상기 제3 기재가 존재지 않는 영역이 발생한다.
이러한 영역에서는 제1, 2 기재(110, 120)를 동시에 관통하여도 제3 기재(130)에는 레이저로 인한 손상이나 파손이 유발되지 않기 때문에 제1, 2 기재(110, 120)의 두께, 즉 t1, t2를 동시에 관통하여 절단시킬 수 있다.
한편, 본 단계에서는 상기 제1 기재(110)의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부(220)를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부(220)로부터 상기 제1 기재(110)의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부(230)가 더 형성될 수 있다.
상기 스크랩 제거용 개구부(230)의 경우 이후 단계에서 스크랩의 분리 작업을 용이하게 해주면서, 스크랩이 제거된 최종 형상의 제품에 외관 손상 등이 발생되는 것을 방지하기 위한 것으로 최소 2개 이상 구비되어 스크랩을 2 분할 이상으로 나눌 수 있도록 구성될 수 있는데, 도시된 형상에 제한되지 않으며 이와 다른 위치에 다른 개수로 형성될 수 있다.
스크랩 제거단계(S500)
본 단계는 스크랩 제거단계로서, 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계에 해당한다.
도 7은 스크랩 제거단계의 공정도로서, 도 7의 (a)는 평면도이며, 도 7의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 1차 개구부(210, 도 6)와 2차 개구부(220b, 도 6) 사이에 형성된 제1 기재(110)와 제2 기재(120) 간의 접합 부위를 힘을 주어 파단시켜 외곽 부분의 스크랩을 제거한 후 최종 완성된 제품 형상을 확보할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 도면부호 110', 120'은 스크랩이 제거되고 난 이후의 제품 형상을 나타내고 있다.
이와 같이 절단된 제1 기재(110')의 형상은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조되는 다층접합부재의 최종 형상에 대응하여 형성될 수 있으며, 절단된 제1 기재(110')의 사이즈(S)는 최종 형상의 사이즈에 대응하여 형성될 수 있다.
이 경우, 도 7의 (b)를 통해 확인할 수 있듯이 상기 절단된 제1 기재(110')의 일단 하부에는 단차홈(211)이 구비될 수 있으며, 이 단차홈(211)은 1차 개구부 형성단계에서 형성된 1차 개구부의 형상에 따라 조금씩 다르게 형성될 수 있다.
도 8은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면 도시된 1차 개구부(210)는 상기 제2 기재(120)를 관통하지 않으며, 도시된 2차 개구부(220b)는 상기 제1 기재(110)를 관통하는 동시에 상기 제2 기재(120)의 상부까지 부분적으로 형성되되, 상기 제2 기재(120)를 관통하지는 않는다.
이 경우에 따르면, 스크랩을 제거한 완성된 단면 모습은 도 8의 (b)와 같은 형태로 나타날 수 있다.
도 9는 전술한 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형 예를 도시한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면 도시된 1차 개구부(210)는 상기 제2 기재(120)를 관통하는 동시에 상기 제1 기재(110)의 하부까지 부분적으로 형성되되 상기 제1 기재(110)를 관통하지 않는다. 또한, 도시된 2차 개구부(220b)는 상기 제1 기재(110)를 관통하지 않는다.
이 경우에 따르면 스크랩을 제거한 완성된 단면 모습은 도 9의 (b)에 도시된 형태와 같이 나타날 수 있다. 이와 같이, 1, 2차 개구부는 서로 다른 형태로 형성될 수 있으며, 특정 형태로 제한되지 않는다.
제2 실시예
도 10 내지 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법의 각 단계별 공정도를 간략히 도시한 도면들이다.
투입단계(S100)
본 단계는 투입단계로서, 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계에 해당한다.
도 10은 투입단계의 공정도로서, 도 10의 (a)는 평면도이며, 도 10의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 기재(110)와 상기 제2 기재(120)가 상하로 접합되며, 이들 제1, 2 기재(110, 120)는 접합 후 레이저 절단 공정으로 투입될 수 있다.
1차 개구부 형성단계(S200)
본 단계는 1차 개구부 형성단계로서, 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계에 해당한다.
도 11은 1차 개구부 형성단계의 공정도로서, 도 11의 (a)는 평면도이며, 도 11의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 기재(110)의 하부에 접합된 상기 제2 기재(120)에 대해 먼저 레이저 절단 작업을 수행하는데, 상기 제2 기재(120)의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부(210)를 형성한다.
여기서, 1차 개구부(210)라 함은 도 9의 (b)를 통해 확인할 수 있듯이 레이저가 조사됨에 따라 상기 제2 기재(120)의 하부 면으로부터 설정된 깊이만큼 절단시킨 부위를 말한다.
바람직하게는 상기 1차 개구부(210)는 상기 제2 기재(120)는 관통하고 상기 제1 기재(110)의 하부에 대해서도 부분적으로 절단하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 기재(120)의 두께(t1)보다 큰 깊이로 형성되는 것이 바람직하며, 다만 상기 제1 기재(110)는 관통시키지 않아야 한다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 본 단계에서 형성된 1차 개구부(210)의 형상은 평면상에서 양단이 라운드 지게 형성된 홈 키 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
접합단계(S300)
본 단계는 접합단계로서, 이전단계를 통해 1차 개구부가 형성된 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계에 해당한다.
도 12를 참조하면, 상기 1차 개구부(210)가 형성된 제2 기재(120)의 하부로 제3 기재(130)가 접합된다.
여기서, 제3 기재(130)는 레이저에 의해 절단되거나 파손되지 않아야 할 부재로서, 회로기판 등이 이에 해당될 수 있다.
본 단계에서 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)의 하부에 표면 실장, 즉 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 솔더링(soldering) 될 수 있다.
그리고 구체적인 예로서, 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)에 비해 작은 면적을 갖도록 이루어질 수 있는데, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제3 기재(130)는 상기 제2 기재(120)의 좌우 중심으로부터 한 쪽(예를 들면, 도 12의 (b)에서 좌측)에 치우쳐지도록 접합될 수 있다.
2차 개구부 형성단계(S400)
본 단계는 2차 개구부 형성단계로서, 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성하는 단계에 해당한다.
도 12는 2차 개구부 형성단계의 공정도로서, 도 12의 (a)는 평면도이고, 도 12의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 12를 참조하면, 제1 기재(110)의 상부 면에 수직으로 레이저가 조사되어 2차 개구부(220)가 형성될 수 있다.
구체적으로는, 상기 2차 개구부(220)는 상기 제1 기재(110)를 관통하고 상기 제2 기재(120)의 상부를 부분적으로 절단하는 형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 2차 개구부(220)는 상기 제1 기재(110)의 두께(t2)보다 큰 깊이로 형성되어 상기 제2 기재(120)의 상부에 단차홈을 형성할 수 있다.
아울러, 상기 2차 개구부(220)는 이전단계에서 제2 기재((120)를 통해 형성된 상기 1차 개구부(210)로부터 설정간격을 두고 이의 내측에 이격하여 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 1, 2차 개구부(210, 220)를 형성하는 레이저 절단 작업 시 제2 기재(120)의 하부에 접합된 제3 기재(130)는 레이저로 인한 손상 및 파손이 방지될 수 있다.
한편, 본 단계에서는 상기 제1 기재(110)의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부(220)를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부(220)로부터 상기 제1 기재(110)의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부(230)가 더 형성될 수 있다.
상기 스크랩 제거용 개구부(230)의 경우 이후 단계에서 스크랩의 분리 작업을 용이하게 해주면서, 스크랩이 제거된 최종 형상의 제품에 외관 손상 등이 발생되는 것을 방지하기 위한 것으로 최소 2개 이상 구비되어 스크랩을 2 분할 이상으로 나눌 수 있도록 구성될 수 있는데, 도시된 형상에 제한되지 않으며 이와 다른 위치에 다른 개수로 형성될 수 있다.
스크랩 제거단계(S500)
본 단계는 스크랩 제거단계로서, 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계에 해당한다.
도 13은 스크랩 제거단계의 공정도로서, 도 13의 (a)는 평면도이며, 도 13의 (b)는 A-B 구간 단면도이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 1차 개구부(210, 도 12)와 2차 개구부(220, 도 10) 사이에 형성된 제1 기재(110)와 제2 기재(120) 간의 접합 부위를 힘을 주어 파단시켜 외곽 부분의 스크랩을 제거한 후 최종 완성된 제품 형상을 확보할 수 있다. 도 13에 도시된 도면부호 110', 120'은 스크랩이 제거되고 난 이후의 제품 형상을 나타내고 있다.
이와 같이 절단된 제1 기재(110')의 형상은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조되는 다층접합부재의 최종 형상에 대응하여 형성될 수 있으며, 절단된 제1 기재(110')의 사이즈(S)는 최종 형상의 사이즈에 대응하여 형성될 수 있다.
한편, 도 13의 (b)를 통해 확인할 수 있듯이 상기 절단된 제2 기재(120')의 상부에는 단차홈(221)이 구비될 수 있으며, 반드시 도시된 형상에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 형태에서 특정 위치의 기재만을 레이저로 절단하고자 할 때 설비, 환경, 자재의 변동 등 다양한 조건에 구애 받지 않으며 공차를 감안해도 안정된 기재의 절단이 가능한 장점이 있다.
나아가, 적어도 2종 이상의 기재가 상하로 접합된 형태에서, 레이저 절단이 요구되는 기재의 하부에 접합되는 기재의 손상을 미연에 방지할 수 있어 불량 발생을 방지하고 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.
더 나아가, 스크랩을 제거하는 단계에서 제품의 외관 손상을 최소화할 수 있는 유리한 기술적 효과를 가져온다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
S100: 투입단계
S200: 1차 개구부 형성단계
S300: 접합단계
S400: 2차 개구부 형성단계
S500: 스크랩 제거단계
110(110'): 제1 기재
120(120'): 제2 기재
130: 제3 기재
210(211, 213): 1차 개구부
211: 단차홈
220(220a, 220b): 2차 개구부
221: 단차홈
230: 스크랩 제거용 개구부

Claims (12)

  1. (a) 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계;
    (b) 상기 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계;
    (c) 상기 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계;
    (d) 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재의 하부에 표면 실장 되도록 솔더링(soldering) 되며, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재에 비해 작은 면적으로 형성되되, 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐지도록 접합되고,
    상기 1차 개구부는 상기 제2 기재를 관통하고 상기 제1 기재의 하부를 부분 절단하여 형성되고, 상기 2차 개구부는 상기 제1 기재를 관통하고 상기 제2 기재의 상부를 부분 절단하여 형성되되, 상기 2차 개구부는 상기 1차 개구부로부터 설정간격을 두고 외측으로 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차 개구부는,
    상기 2차 개구부의 내측에서 상기 2차 개구부와 나란하게 이격하여 형성되는 메인형상부; 및
    상기 메인형상부로부터 외측으로 교차하는 방향으로 연장되어 상기 2차 개구부에 걸쳐지도록 형성되는 연장형상부;를 포함하는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인형상부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위는 외력에 의해 상기 (e) 단계에서 파단 되며, 상기 2차 개구부의 내측으로 절단되는 상기 제1 기재의 형상 및 크기는 상기 다층접합부재의 완성 후의 최종 형상 및 크기에 대응하여 형성되는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 기재가 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐져 접합됨에 따라 상기 제2 기재의 하부에 상기 제3 기재가 존재하지 않는 영역에서는, 상기 2차 개구부는 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재를 동시에 관통하도록 형성되는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부로부터 상기 제1 기재의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부를 더 형성하는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  8. (a) 제1 기재와 제2 기재를 상하로 접합하고 레이저 절단 공정에 투입하는 단계;
    (b) 상기 제2 기재의 하부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 1차 개구부를 형성하는 단계;
    (c) 상기 제2 기재의 하부에 제3 기재를 접합하는 단계;
    (d) 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 상기 1차 개구부로부터 설정간격을 두고 내측으로 이격하여 2차 개구부를 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위를 파단시켜 상기 제1 기재의 외곽에 형성된 스크랩을 제거하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재의 하부에 표면 실장 되도록 솔더링(soldering) 되며, 상기 제3 기재는 상기 제2 기재에 비해 작은 면적으로 형성되되, 상기 제2 기재의 좌우 중심으로부터 한 쪽으로 치우쳐지도록 접합되고,
    상기 1차 개구부는 상기 제2 기재를 관통하고 상기 제1 기재의 하부를 부분 절단하여 형성되고, 상기 2차 개구부는 상기 제1 기재를 관통하고 상기 제2 기재의 상부를 부분 절단하여 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 1차 개구부와 상기 2차 개구부 사이에 형성된 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 간의 접합 부위는 외력에 의해 상기 (e) 단계에서 파단 되며, 파단 후 상기 2차 개구부의 내측으로 절단되는 상기 제1 기재의 형상 및 크기는 상기 다층접합부재의 완성 후의 최종 형상 및 크기에 대응하여 형성되는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 제1 기재의 상부 면에 수직으로 레이저를 조사하여 2차 개구부를 형성함과 함께, 상기 2차 개구부로부터 상기 제1 기재의 가장자리를 향해 가로질러 구비되는 적어도 2개 이상의 스크랩 제거용 개구부를 더 형성하는
    레이저 절단을 이용한 다층접합부재 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002350817A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子の製造方法および製造装置
KR20120004792A (ko) * 2010-07-07 2012-01-13 주식회사 이오테크닉스 레이저를 이용한 스크라이빙 방법 및 절단방법

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