KR101730046B1 - 워크피스를 마킹하거나 새기는 방법 - Google Patents

워크피스를 마킹하거나 새기는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101730046B1
KR101730046B1 KR1020090117287A KR20090117287A KR101730046B1 KR 101730046 B1 KR101730046 B1 KR 101730046B1 KR 1020090117287 A KR1020090117287 A KR 1020090117287A KR 20090117287 A KR20090117287 A KR 20090117287A KR 101730046 B1 KR101730046 B1 KR 101730046B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
light
laser beam
marking
polymer matrix
Prior art date
Application number
KR1020090117287A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100062938A (ko
Inventor
아르네 쿱스
스벤 레이터
베른트 뢰흐만
Original Assignee
테사 소시에타스 유로파에아
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 테사 소시에타스 유로파에아 filed Critical 테사 소시에타스 유로파에아
Publication of KR20100062938A publication Critical patent/KR20100062938A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101730046B1 publication Critical patent/KR101730046B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • 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
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 워크피스(3)를 고-에너지 방사선, 더욱 구체적으로 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 워크피스(3)는 광-산란 표면(9)을 지니며, 워크피스(3)의 물질은 상기 방사선 파장을 투과시키며, 폴리머 매트릭스(7)는 방사선이 폴리머 매트릭스(7) 상에 충돌하기 전에 워크피스(3)와 이의 광-산란 표면(9)을 통과하는 방식으로 워크피스(3) 상에 배치되며, 워크피스(3)의 광-산란 표면(9)은 액체 또는 점탄성 매질(11)로 습윤화됨을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

워크피스를 마킹하거나 새기는 방법 {METHOD OF MARKING OR INSCRIBING A WORKPIECE}
본 발명은 워크피스(workpiece)를 고-에너지 방사선, 더욱 구체적으로 레이저빔으로 마킹하거나 새기는 방법에 관한 것으로서, 상기 워크피스는 광-산란 표면을 지니며, 워크피스의 물질은 상기 방사선 파장을 투과시키며, 폴리머 매트릭스는, 방사선이 폴리머 매트릭스 상에 충돌하기 전에 워크피스와 이의 광-산란 표면을 통과하는 방식으로, 워크피스 상에 배치된다.
워크피스의 물질을 기계가공(machining)하기 위한 레이저 방사선의 이용은 기본적으로 방사선의 흡수, 및 기화, 이온화, 미립자 제거 및 광화학적 결과(photochemical event)와 같은 후속 공정으로의 에너지 전환을 기초로 한다는 것이 알려져 있다. 이러한 공정들은 워크피스 자체에서 일어날 수 있고, 그 결과 마킹(marking) 또는 새김(inscription)은 예를 들어 인그레이빙(engraving) 형태로 형성되거나, 일부 예를 들어, 레이저빔 기화에 의해 워크피스 상에 다른 물질이 국부적으로 침적된다 (펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition, PLD)). 펄스 레이저 증착의 변형예는 특히 워크피스의 물질이 사용된 레이저 방사선의 파장을 투과시키는 워크피스의 경우에서 일어난다.
물질의 광학적 성질은 투과도(degree of transmission; T), 반사도(degree of reflection; R) 및 흡수도(degree of absorption; A)에 의해 기술될 수 있으며, 이는 파장의 함수인 것으로 여겨진다. 레이저빔은 통상적으로 공기 매질을 통해 기계가공 부위로 진행하여, 워크피스의 표면 상에 충돌하게 된다. 레이저 에너지는 특정된 범위로만 워크피스에 커플링되는 것으로 알려져 있다. 이러한 손실은 기계가공될 워크피스의 표면에서 주로 레이저 방사선의 반사 및 산란을 통해 발생한다. 이의 결과로서, 레이저빔의 일부만이 요망되는 작업을 위해 제공되거나, 제각기 산란을 통해 다시 커플링 아웃(coupled out)되거나 워크피스의 원치않는 영역으로 향하게 된다.
구체적으로 금속성 성질을 갖는 물질은 큰 파장 범위에 걸쳐 높은 반사도를 갖는데, 이는 기계가공을 더욱 어렵게 하고, 출력, 파장, 펄스 길이 및 노출시간과 같은 작업 변수가 금속성 성질을 갖는 워크피스를 기계가공하기 위해 적절한 정확성으로 셋팅되어야 한다는 것을 의미한다.
광학적 성질을 고려함에 있어, 두 개의 매질 사이의 경계에서의 거동과 매질내에서의 거동 간에는 차이가 있다. 두 개의 매질 사이의 평면 경계에서, 레이저광은 투과되고/거나 반사될 수 있다. 매질 자체에서, 이는 흡수될 수 있거나, 예를 들어 워크피스가 빛의 파장을 흡수하지 못하는 유리 기재인 경우 완전히 투과될 수 있다.
그러나, 수렴 렌즈(converging lens) 또는 확산 렌즈(diffusing lens)와 같 이 작용하는 미세 구조의 경계가 존재하는 경우, 레이저광의 경로의 변화가 일어날 수 있다. 마찬가지로, 마이크로미터 범위의 거칠기를 갖는 표면은 상당한 확산 반사(diffuse reflection)를 발생시킨다.
결국, 이러한 광학적 현상들은 물질로의 빛의 커플링을 방해하고, 이에 따라 기계가공 결과를 상당히 손상시킬 수 있다. 특히 높은 기계가공 임계값(machining threshold)을 갖는 고도의 반사 물질은 단지 매우 강력한 레이저를 이용하여 기계가공될 수 있다. 그러나, 또한 레이저를 통과시키는 물질, 예를 들어 광학 렌즈는 레이저빔의 특성을 변경시켜, 이후 추가 사용 과정에서 불량한 결과를 야기시킨다.
유리로 제조된 워크피스의 경우에, 가시광 파장의 반사를 감소시키기 위하여 반사방지 코팅을 이용하는 것이 일반적이며, 이러한 코팅은 건축물, 유리 시트, 및 안경 렌즈 상에서 사용된다.
거친 표면이 모든 방향으로 빛을 반사시킨다는 것은 주지의 사실이다. 표면은, 거칠기가 입사광의 파장 λ 보다 현저하게 작은 경우 광학적으로 매끄러운 것으로서 기술된다. 그러나, 거칠기가 파장 λ 보다 큰 경우에, 표면은 광학적으로 거친 것으로서 칭하여진다. 예를 들어, 광학적으로 거친 표면을 지닌 유리는, 이의 다른 광학적 성질들을 기초로 하여 유리가 투명할 것이라는 사실에도 불구하고, 불투명하게 보인다.
레이저 방사선을 이용하여 유리를 기계가공하기 위하여, 레이저 방사선이 유리에 가능한한 적게 투과되어야 하기 때문에, 유리는 대략 10.6 ㎛의 적외선 파장 에 대해 반투명(translcent)하지 않게 된 후에, 흔히 CO2 레이저로 기계가공된다. 그 결과로서, 레이저 방사선은 유리에 흡수되고 방사성 에너지(radiative energy)의 커플링-인(coupling-in)을 야기시키고, 그 결과 워크피스의 가열을 야기시킨다. 이는 10.6 ㎛의 파장이 절단(cutting) 및 드릴링(drilling)과 같은 기계가공 작업에서 유리에 대해 이용된다는 것을 뜻한다.
1064 nm 파장을 갖는 고체-상태 레이저가 사용되는 경우, 실제로 유리는 매우 낮은 흡수도를 지니며, 이에 따라 이러한 레이저 방사선은 대체로 유리 상에 구조적 영향없이 유리를 통과한다. 그러나, 광학적으로 거친 표면을 지닌 유리가 사용되는 경우, 레이저빔의 상당 부분은 거친 경계에서 굴절되며, 단지 특정 비율만이 유리 기재를 투과하고, 이를 통과한다. 또한, 고-에너지 광을 트랩(trap)하거나 우회시키기(divert) 위해 미세구조를 갖는 유리를 사용하는 것이 가능하다.
특히 태양 전지의 경우에, 유리 구조는 빛의 커플링-인을 개선시킬 수 있는 태양 전지 커버(solar cell cover)로서 사용된다. 이러한 기술은 "광 트랩핑(light trapping)"으로서 칭하여지는데, 이는 입사 광자가 이러한 구조를 통한 반사에 의해 최대 8회 되돌아 올 수 있고, 이에 따라 말하자면 "트랭핑"될 수 있기 때문이다.
기하 광학(geometrical optics)에 따라 구조를 더욱 자세히 관찰하면, 이는 확산 렌즈 또는 수렴 렌즈로서 작용하는 오목 렌즈 및 볼록 렌즈의 시스템이다. 그러나, 또한 마이크로입자 또는 나노입자는 입사광을 확산 반사시키는 표면에 도 포된다.
이러한 부류의 광학적으로 거친 표면 상에 빛이 충돌하는 각 포인트에서, 반사의 법칙이 적용된다. 이는 또한 1064 nm의 레이저광 파장에서 적용되며, 이에 병렬 레이저빔(parallel laser beam)이 제어되지 않는 방식으로 굴절된다. 이러한 부류의 광학적으로 거친 표면을 지닌 워크피스가 1064 nm 파장을 갖는 레이저빔을 이용하여 새겨지는 경우, 광학적으로 매끄러운 표면을 지닌 워크피스와 비교하여 보다 높은 레이저 출력을 이용하는 것이 필요하다; 이는 첫째로, 상기 방법을 덜 효율적이게 만들고, 둘째로, 열의 커플링-인의 결과로서, 워크피스 상에 해로운 영향을 미칠 수 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 고-에너지 방사선, 더욱 구체적으로 레이저빔으로 워크피스를 마킹하거나 새기기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로서, 여기서 거친 광-산란 표면에 의한 레이저광의 커플링-인(copling-in)은 더욱 효율적이다.
이러한 목적은 청구항 제1항 및 제9항 각각에 따른 본 발명의 방법 및 본 발명의 장치에 의해 달성된다. 유리한 구체예들은 종속항의 내용이다.
본 발명은 첫째로, 고-에너지 방사선, 더욱 구체적으로 레이저빔으로 워크피스를 마킹하거나 새기는 방법을 제공한다. 이러한 경우에 워크피스는 광-산란 표면을 지니며, 워크피스의 물질은 방사선 파장을 투과시킨다. 또한, 방사선이 폴리머 매트릭스 상에 충돌하기 전에 워크피스 및 이의 광-산란 표면을 통해 진행하는 방식으로 워크피스 상에 폴리머 매트릭스가 배치된다. 상기 방법은 워크피스의 광-산란 표면이 액체 또는 점탄성 매질로 습윤화됨을 특징으로 한다.
본 목적을 위한 폴리머 매트릭스는 폴리머 구성성분들을 기초로 한 임의의 매트릭스이다. 폴리머 구성성분 이외에, 상기 매트릭스는 또한 임의의 요망되는 비-폴리머 구성성분들을 포함할 수 있으며; 단지 주요 구성성분이 사실상 폴리머이어야 한다. 특히, 용어 "폴리머 매트릭스"는 또한 베이스 폴리머(base polymer)들의 혼합물을 칭하는 것이다. 특히 바람직한 구체예에서, 폴리머 매트릭스는 열경화성 폴리머 매트릭스이다. 특히 열경화성 수지는 워크피스를 마킹하거나 새기기 위해 적합한 것으로 나타났다.
액체 또는 점탄성 매질로 워크피스의 광-산란 표면을 습윤화(wetting)시킨 결과로서, 광-산란 표면의 구조는 채워지고(fill up), 이에 따라 거친 광-산란 표면은 광학적으로 매끄럽게 된다. 이의 결과로서, 표면의 반사 및 산란 특징은 레이저빔이 분열적 완전 반사(disruptive total reflection)없이 현저하게 감소된 반사도로 워크피스를 통과할 수 있는 방식으로 변형된다. 점탄성 매질은 예를 들어 탄성 필름 캐리어를 갖는 접착제일 수 있으며, 상기 탄성 필름 캐리어가 폴리머 매트릭스를 구성하는 것이 가능하다.
워크피스와 매질 사이의 경계에서 반사를 최소화시키기 위하여, 액체 또는 점탄성 매질이 워크피스의 물질의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 경우가 유리하다.
사용되는 방사선원은 바람직하게 워크피스를 마킹하거나, 새기거나, 인그레이빙(engraving)하기에 적합한 레이저이다. 이는, 예를 들어 화이버-커플링된 고체-상태 다이오드 레이저(fibre-coupled solid-state diode laser), 예를 들어 1064 nm의 파장과 12 내지 15W의 평균 출력을 갖는 FAYb 화이버 레이저 (화이버-증폭된 이테르븀(fibre-amplified ytterbium))이다. 이에 따라, 600 nm 내지 1500 nm 파장 범위의 방사선이 사용되기 때문에, 600 nm 내지 1500 nm 파장 범위에서 액체 또는 점탄성 매질이 전혀 흡수를 나타내지 않거나 10% 미만의 흡수도를 갖는 경우가 유리하다. 이는 바람직하게 유리 기재인 워크피스의 물질에 동일하게 적용된다.
광-산란 표면은 유리하게는 액체 또는 점탄성 매질의 매우 얇은 층으로 습윤되어야 하며, 이러한 층은 거친 광-산란 표면의 광학적 매끄러움을 제공하기에 충분하다. 그러나, 매질이 증발되거나 기화될 수 있기 때문에, 광-산란 표면이 조사(irradiation) 과정에서 충분히 습윤화되게 하는 것이 필요하다. 이는 표면의 도포 및 거칠기에 따라, 250 nm 내지 10 mm의 액체 또는 점탄성 매질의 층 두께에 대한 경우에서 나타난다. 또한, 광-산란 표면을 2회 이상 습윤화시키거나 연속 습윤화를 수행하는 것이 유리할 수 있다.
본 방법의 바람직한 일 구체예에서, 폴리머 매트릭스는 광-산란 표면의 반대쪽의 워크피스의 표면과 접촉하게 배치된다. 습윤화된 표면 및 워크피스를 통과하는 방사선은 인접한 폴리머 매트릭스로부터의 물질의 제거를 유발시킬 수 있고, 이에 의해 폴리머 매트릭스의 구성성분 또는 얻어진 생성물을 워크피스 상에 마킹 또는 새김의 형태로 침적시킬 수 있다. 마킹 또는 새김을 위하여, 폴리머 매트릭스에 의해 제공된 반응물의 화학적 반응의 생성물이고 반응을 위해 방사선에 의해 유발된 물질의 제거에 의해 이용가능하게 제조된, 생성물이 침적되는 것이 바람직하다. 추가의 방사선은 또한 화학 반응을 촉진시키거나 이를 시작하기 위해 사용될 수 있다.
폴리머 매트릭스는, 예를 들어 티타늄 도너(donor) 및 탄소 도너를 가질 수 있다. 유용한 티타늄 도너는 순수한 티타늄, 또는 에너지에 노출시에 짧은 시간내에 반응물로서 자유 티타늄(free titanium)을 제공하기 위한 친화력을 갖는 티타늄 화합물이다. 적절한 경우에, 자유 티타늄은 또한 티타늄-함유 중간체의 경로에 의해 제공될 수 있다. 탄소 도너는 특히, 에너지 조사하에서, 유리 탄소(free carbon)를 제공한다. 탄소 도너는 탄소 화합물 및/또는 비결합된 유리 탄소(free, unbonded carbon)일 수 있다. 탄소 도너는 폴리머 매트릭스 자체에 의해 제공될 수 있거나, 그밖에 추가적인 탄소 성분이 예를 들어 카본 블랙의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 폴리머 매트릭스는 추가 구성성분, 예를 들어 폴리머, 흡수재 등을 포함할 수 있다. 방사(radiation) 결과로서, 티타늄 및 탄소 반응물은, 예를 들어 티타늄 화합물 및 탄소 화합물의 분해에 의해, 제공되며, 추가 방사선에 노출시에, 요망되는 티타늄 카바이드(titanium carbide) 생성물이 형성된다. 1700℃ 내지 2200℃의 국부 온도에서, 바람직하게, 티타늄 디옥사이드는 카본 블랙 또는 초순수 흑연과 함께 티타늄 카바이드 및 일산화탄소로 환원된다. 이러한 방사선은 반응을 위해 필요한 온도를 형성시킨다.
주로 분쇄(pulverization)에 의해 레이저 조사에 반응하고 이에 의해 개개의 반응물, 더욱 구체적으로 티타늄 및 탄소를 방출시키고, 반응을 위해 유용한 이러한 것들로 티타늄 카바이드를 제조하기 위하여 폴리머 매트릭스가 형성된다. 가시광 파장 범위를 투과시키지 못하는 워크피스에 침적된 티타늄 카바이드는 워크피스 상에 마킹 또는 새김으로 제공된다.
마킹 또는 새김 이후에, 광-산란 표면으로부터 액체 또는 점탄성 매질을 다시 제거하는 것이 바람직한데, 이는 거친 광-산란 표면의 광학적 매끄러움이 워크피스의 후속 사용을 위해 바람직하지 않을 수 있기 때문이다. 예를 들어, 태양 전지 커버의 유리 표면이 광 커플링(light coupling)을 개선시키기 위하여 계획적으 로 구조화되거나 거칠어지게 될 수 있다.
본 발명은 둘째로 레이저빔 소스 및 워크피스용 홀더(holder)를 구비하고, 상기 홀더는 물질이 레이저빔의 파장을 투과하고 방사선이 폴리머 매트릭스 상에 충돌하기 전에 워크피스와 이의 광-산란 표면을 통과하는 방식으로 레이저빔의 경로에서 폴리머 매트릭스와 접촉되어 있는 광-산란 표면을 지닌 워크피스를 유지하도록 디자인된, 레이저빔으로 워크피스를 마킹하거나 새기기 위한 장치를 제공하는 것으로서, 상기 장치는 추가적으로 물질의 광 산란 표면을 액체 또는 점탄성 매질로 습윤화시키도록 디자인된 디스펜서(dispenser)를 구비함을 특징으로 한다.
이에 따라, 물질의 광-산란 표면을 액체 또는 점탄성 매질로 습윤화시키도록 디자인된 디스펜서 유닛은 광-산란 표면이 마킹 또는 새김의 과정에서 충분히 습윤화되게 할 수 있다.
상기 장치는 바람직하게 또한 물질의 광-산란 표면으로부터 액체 또는 점탄성 매질을 다시 제거하기 위하여, 리무버 유닛(remover unit), 예를 들어 와이퍼(wiper), 드라이어(dryer) 또는 흡입 수단을 구비한다.
하기 문맥에서, 본 발명의 방법의 유리한 구체예는 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 워크피스의 거친 광-산란 표면 상에 레이저빔의 확산 반사를 도시한 것이다.
도 2는 거친 광-산란 표면의 습윤화에 의한 확산 반사의 감소를 설명한 것이다.
도 1은 표면(5)상에 마킹되거나 새기기 위한 워크피스(3) 상으로 레이저빔(1)이 어떻게 유도되는지를 도시한 것이다. 워크피스(3)의 표면(5) 상에 표면(5)과 접촉되게 폴리머 매트릭스(7)가 배치된다. 워크피스(3)는 레이저빔(1)의 파장을 투과시키는 반면 폴리머 매트릭스(7)는 레이저빔(1)을 대부분 흡수한다. 레이저빔(1)은 마킹될 표면(5)에 마주보는 워크피스(3)의 거친 광-산란 표면(9)을 통해 워크피스(3)로 진입하고, 워크피스(3)를 통과하고, 레이저빔(1)을 흡수하는 폴리머 매트릭스(7) 상에 충돌한다. 그러나, 레이저빔(1)의 상당한 비율은 도 1에서 방사상 화살표로 표시된 바와 같이, 워크피스(3)의 거친 광-산란 표면(9)에 의해 투과되지 않고, 확산 반사로서 되돌려 보내어진다. 이에 따라, 그 결과로서, 레이저빔(1)의 일부만이 폴리머 매트릭스(7)에 도달하게 된다. 레이저빔(1)의 출력 밀도(power density)는 이러한 방식으로 워크피스(3)내에서 마킹 또는 새김을 위해 폴리머 매트릭스(7)로의 충분한 에너지 전달을 얻는 것이 가능하지 않는 범위로 감소될 수 있다. 이러한 경우에, 분쇄 또는 탈중합이 폴리머 매트릭스(7)에서 일어나지 않을 수 있으며, 이에 따라 어떠한 폴리머 매트릭스의 성분 또는 얻어진 생성물도 전혀 워크피스(3)의 표면(5) 상에 마킹 또는 새김으로서 침적되지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 레이저의 출력을 증가시키는 것이 필수적일 수 있으며, 이는 본 방법을 덜 효율적이게 하고, 불필요하고 심지어 해를 끼치게 하는 워크피스의 보다 큰 가열을 야기시킬 것이다.
도 2는 워크피스(3)의 거친 광-산란 표면(9)를 습윤화시키는 물과 같은 액체(11)의 효과를 도시한 것이다. 스파우트(spout), 피펫 또는 다른 액체 포트 형 태의 디스펜서 유닛(13)을 이용하여, 액체(11)는 마킹 또는 새김 과정 전에 또는 이러한 과정 중에 거친 광-산란 표면(9)에 도포된다. 이에 따라, 표면(9)은 광학적으로 매끄럽게 되는데, 이는 액체(11)의 굴절률이 유리 기재인 워크피스(3)의 물질의 굴절률과 유사하기 때문이다. 이러한 경우에, 워크피스(3)와 액체(11) 사이의 경계층에서 확산 반사가 일어나지 않는다.
그 결과로서, 보다 큰 비율의 레이저빔(1)이 워크피스(3)에 커플링되며, 이에 따라 본 방법은 더욱 효율적이며, 심지어 레이저 출력을 증가시키지 않으면서도 마킹 또는 새김을 위해 폴리머 매트릭스(7)에 대한 충분한 에너지 전달을 얻는 것이 가능하다. 게다가, 이러한 경우에, 레이저빔(1)에 대한 노출은 폴리머 매트릭스(7)에서의 국부적 분쇄 및 탈중합을 형성시키며, 폴리머 매트릭스의 성분 또는 이로부터 형성된 생성물은 워크피스(3)의 표면(5) 상에 마킹 또는 새김의 형태로 침적된다.
도 1은 워크피스의 거친 광-산란 표면 상에 레이저빔의 확산 반사(diffuse reflection)를 도시한 것이다.
도 2는 거친 광-산란 표면의 습윤화에 의한 확산 반사의 감소를 예시한 것이다.

Claims (11)

  1. 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법으로서,
    워크피스(3)는 광-산란 표면(9)을 지니며, 워크피스(3)의 물질은 상기 레이저빔(1) 파장을 투과시키며, 폴리머 매트릭스(7)가 워크피스(3) 상에 배치되는데, 레이저빔(1)이 폴리머 매트릭스(7) 상에 충돌하기 전에 워크피스(3) 및 이의 광-산란 표면(9)을 통과하는 방식으로 워크피스(3) 상에 배치되며,
    상기 워크피스(3)의 광-산란 표면(9)은 액체 또는 점탄성 매질(11)로 습윤화되고, 레이저빔(1)이 폴리머 매트릭스(7)로부터 물질의 제거를 유도하며, 얻어진 생성물이 워크피스(3)상에 마킹(marking) 또는 새김(inscription)의 형태로 침적됨을 특징으로 하는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 액체 또는 점탄성 매질(11)이 워크피스(3)의 물질의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 600 nm 내지 1500 nm의 파장 범위에서 액체 또는 점탄성 매질(11)이 흡수를 전혀 나타내지 않거나 10% 미만의 흡수도를 가지며, 600 nm 내지 1500 nm의 파장 범위의 레이저빔(1)이 사용되는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 광-산란 표면(9)이 액체 또는 점탄성 매질(11)의 250 nm 내지 10 mm 층으로 습윤화되는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 워크피스(3)의 물질이 600 nm 내지 1500 nm의 파장 범위에서 흡수를 전혀 나타내지 않거나 10% 미만의 흡수도를 갖는 유리 기재이며, 600 nm 내지 1500 nm의 파장 범위의 레이저빔(1)이 사용되는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 폴리머 매트릭스(7)가 광-산란 표면(9)에 마주보는 워크피스(3)의 표면(5)과 접촉되게 배치되어 있는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 액체 또는 점탄성 매질(11)이 마킹 또는 새김 이후에 광-산란 표면(9)으로부터 제거되는 워크피스(3)를 레이저빔(1)으로 마킹하거나 새기는 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020090117287A 2008-12-01 2009-11-30 워크피스를 마킹하거나 새기는 방법 KR101730046B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059756.2 2008-12-01
DE102008059756A DE102008059756A1 (de) 2008-12-01 2008-12-01 Verfahren zum Markieren oder Beschriften eines Werkstücks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100062938A KR20100062938A (ko) 2010-06-10
KR101730046B1 true KR101730046B1 (ko) 2017-04-25

Family

ID=41716270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090117287A KR101730046B1 (ko) 2008-12-01 2009-11-30 워크피스를 마킹하거나 새기는 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8487212B2 (ko)
EP (1) EP2191975B1 (ko)
JP (1) JP2010128507A (ko)
KR (1) KR101730046B1 (ko)
CN (1) CN101745742B (ko)
CA (1) CA2680925A1 (ko)
DE (1) DE102008059756A1 (ko)
TW (1) TWI505895B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013211390A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Dowa Holdings Co Ltd セラミックス回路基板の製造方法
CN102728958B (zh) * 2012-06-20 2014-11-12 华中科技大学 一种激光分离加工光学晶体的方法与装置
US9922935B2 (en) 2014-09-17 2018-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package and method of fabricating the same
KR20160032958A (ko) 2014-09-17 2016-03-25 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 이의 제조 방법
JP2016171149A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
CN105922781A (zh) * 2016-05-03 2016-09-07 武汉华工激光工程有限责任公司 利用激光在玻璃上标刻的方法
FR3070977B1 (fr) * 2017-09-14 2020-05-22 Dalloz Creations Nouveau procede de miroitage partiel de verres de lunettes, et verres obtenus grace audit procede
CN111511567B (zh) * 2018-10-30 2022-12-20 索尼公司 绘制方法和擦除方法
CN111548023B (zh) * 2020-05-12 2022-06-17 大连交通大学 一种利用红光纳秒激光对玻璃表面微细加工的方法
CN112620971A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 深圳市杰普特光电股份有限公司 一种激光加工装置及激光加工方法
TWI759044B (zh) * 2020-12-30 2022-03-21 環球晶圓股份有限公司 碳化矽晶片的雷射雕刻方法
CN113084349A (zh) * 2021-03-26 2021-07-09 维沃移动通信有限公司 板材的激光雕刻方法、板材和电子设备
CN113399847A (zh) * 2021-06-29 2021-09-17 中国建材国际工程集团有限公司 一种光伏玻璃的激光钻孔装置及其控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095971A (ja) * 2003-08-20 2005-04-14 Lasertec Corp パターン基板の欠陥修正方法及び欠陥修正装置並びにパターン基板製造方法
JP2007275920A (ja) * 2006-04-05 2007-10-25 Seiko Epson Corp 基体の製造方法、表示装置、電気光学装置、電子機器

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3533897A (en) * 1967-06-19 1970-10-13 Us Navy Optically clear roughened glass and method for making same
US4014030A (en) * 1976-02-23 1977-03-22 Xerox Corporation Half-tone imaging with flying spot scanner system
US4417790A (en) * 1979-05-10 1983-11-29 American Optical Corporation Finished ophthalmic lens comprising an optical smooth coating over a rough-surfaced base
US4679918A (en) * 1984-10-23 1987-07-14 Ace Ronald S Ophthalmic glass/plastic laminated lens having photochromic characteristics and assembly thereof
JPS62140884A (ja) * 1985-12-16 1987-06-24 Ricoh Co Ltd レ−ザ−記録用媒体
US5171650A (en) 1990-10-04 1992-12-15 Graphics Technology International, Inc. Ablation-transfer imaging/recording
US5198922A (en) * 1991-03-19 1993-03-30 Day Chahroudi Specularly transmitting and diffuse reflecting optical shutter
US6337119B1 (en) * 1993-09-30 2002-01-08 Headway Research, Inc. Production of smooth supporting surfaces for data bearing films
FR2732917B1 (fr) 1995-04-11 1997-06-13 Essilor Int Procede pour le marquage au laser d'un objet en verre, et objet en verre, en particulier coquille de moulage pour lentille ophtalmique, ainsi marque
DE69703339T2 (de) 1996-09-19 2001-04-12 Koninkl Philips Electronics Nv Herstellungsverfahren einer gemusterten oberfläche auf einem transparenten körper
US6160835A (en) * 1998-03-20 2000-12-12 Rocky Mountain Instrument Co. Hand-held marker with dual output laser
US6596967B2 (en) * 2000-10-24 2003-07-22 Edward Miesak Laser based etching device
JP2002337370A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd レーザー熱転写記録方法および受像シート
DE10130349A1 (de) * 2001-06-22 2003-01-02 Konrad Seppelt Verfahren zum lokalen laserinduzierten Ätzen von Feststoffen
CA2471250A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Multicolor image forming material and method of multicolor image formation
US7994450B2 (en) * 2002-01-07 2011-08-09 International Business Machines Corporation Debris minimization and improved spatial resolution in pulsed laser ablation of materials
JP2004058657A (ja) * 2002-06-06 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 多色画像形成材料
DE10259006A1 (de) 2002-12-16 2004-06-24 Volkswagen Ag Verfahren zum Einbringen einer Markierung in Glas
US20090097808A1 (en) * 2004-07-30 2009-04-16 President And Fellows Of Harvard College Fluid waveguide and uses thereof
ES2318529T3 (es) * 2004-09-03 2009-05-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Material de formacion de pelicula y preparacion de un relieve superficial y estructuras opticamente anisotropicas irradiando una pelicula de dicho material.
US7837823B2 (en) * 2005-03-01 2010-11-23 Sinclair Systems International, Llc Multi-layer, light markable media and method and apparatus for using same
CA2620900C (en) * 2005-08-29 2013-07-09 Sinclair Systems International, Llc Multi-layer, light markable media and method and apparatus for using same
WO2008014330A2 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Lai Shui T Method of making high precision optics having a wavefront profile
US7443608B2 (en) * 2006-08-07 2008-10-28 Dillon Stephen M Uniform diffuse omni-directional reflecting lens
DE102008059757A1 (de) * 2008-12-01 2010-06-02 Tesa Se Verfahren zum Markieren oder Beschriften eines Werkstücks

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005095971A (ja) * 2003-08-20 2005-04-14 Lasertec Corp パターン基板の欠陥修正方法及び欠陥修正装置並びにパターン基板製造方法
JP2007275920A (ja) * 2006-04-05 2007-10-25 Seiko Epson Corp 基体の製造方法、表示装置、電気光学装置、電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20100133244A1 (en) 2010-06-03
US8487212B2 (en) 2013-07-16
EP2191975A1 (de) 2010-06-02
JP2010128507A (ja) 2010-06-10
EP2191975B1 (de) 2013-10-16
DE102008059756A1 (de) 2010-06-10
TWI505895B (zh) 2015-11-01
CN101745742A (zh) 2010-06-23
TW201021955A (en) 2010-06-16
CA2680925A1 (en) 2010-06-01
KR20100062938A (ko) 2010-06-10
CN101745742B (zh) 2015-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101730046B1 (ko) 워크피스를 마킹하거나 새기는 방법
Barkusky et al. Damage threshold measurements on EUV optics using focused radiation from a table-top laser produced plasma source
KR20150032864A (ko) 판 유리의 테두리들 상에 사면들을 생성하기 위한 방법 및 장치
US8575511B2 (en) Method of marking or inscribing a workpiece
Sun et al. Improvement of rear damage of thin fused silica by liquid-assisted femtosecond laser cutting
JP3231708B2 (ja) 透明材料のマーキング方法
Yamasaki et al. Dielectric breakdown of rubber materials by femtosecond irradiation
Hidai et al. Glass modification by continuous-wave laser backside irradiation (CW-LBI)
Nolte et al. Cutting of optical materials by using femtosecond laser pulses
Gloor et al. Antireflection structures written by excimer laser on CVD diamond
HU227254B1 (en) Method of indirect working transparent materials by pulsed laser
Hopp et al. Stability investigation of laser darkened metal surfaces
JP2004202498A (ja) レーザ加工方式及びこの方式によって形成されるエンコーダスリット及び像表示体
Wu et al. U-shaped fiber optics fabricated with a femtosecond laser and integrated into a localized plasmon resonance biosensor
Buividas et al. Femtosecond laser drilling of optical fibers for sensing in microfluidic applications
JPH0323273B2 (ko)
JP2011232408A (ja) 構造色発色用樹脂被膜の形成に用いるコーティング組成物
JP4128368B2 (ja) 光導波路部品の製造方法
JP6767650B2 (ja) 鏡の製造方法
Sabau et al. Surface modification of carbon fiber polymer composites after laser structuring
Ihlemann Laser Micromachining
TW202412164A (zh) 包含用於臨時接合之薄層之多層系統
Kallepalli et al. Optical Diagnostics and Hydrophobicity of Femtosecond Laser-Modified Polymers
KR20240066243A (ko) 레이저 가공 방법, 광학 시트의 제조 방법 및 레이저 가공 장치
Okoshi et al. F 2-laser writing of silica optical waveguides in silicone rubber

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant