KR102177243B1 - 폴리곤 스캐너를 포함하는 레이저 가공 장치 및 방법 - Google Patents

폴리곤 스캐너를 포함하는 레이저 가공 장치 및 방법 Download PDF

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한국기계연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기, 상기 레이저 빔의 광경로 상에 위치하며 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 대상물의 소정 위치에 조사하도록 제어하는 폴리곤 스캐너, 그리고 상기 대상물이 탑재되며 상기 대상물을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이송시키는 스테이지를 포함하고, 상기 폴리곤 스캐너는 회전하는 회전판, 상기 회전판의 중앙부에 위치하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러, 상기 회전판의 가장 자리에 위치하며 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 복수개의 변위 조절 미러를 포함하고, 상기 복수개의 변위 조절 미러는 상기 대상물에 조사되는 상기 레이저 빔의 위치를 조절할 수 있다.

Description

폴리곤 스캐너를 포함하는 레이저 가공 장치 및 방법{LASER PROCESSING APPARATUS INCLUDING POLYGON SCANNER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 폴리곤 스캐너를 포함하는 레이저 가공 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 레이저 가공 방법은 포토리소그래프(Photoligthography) 공정에 비해 생산 시간이 오래 걸려서 제조 비용이 증가하게 된다. 따라서, 레이저 가공 방법의 적용 범위는 좁게 된다.
최근 폴리곤 스캐너(Polygon scanner)를 이용한 고속 레이저 가공 공정이 개발되었다. 그러나, 이 경우 한번에 가공할 수 있는 면적이 에프 세타(f-θ) 렌즈, 특히 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)의 시야각(Field of view)에 제한된다. 에프 세타(f-θ) 렌즈의 시야각은 최대 100ㅧ100mm이므로, 가공 면적이 제한된다.
또한, 폴리곤 스캐너와 에프 세타(f-θ) 렌즈를 조합하는 경우에 수차로 인한 상의 왜곡이 발생할 수 있다. 이러한 수차에 의한 상의 왜곡을 보정하기 위해 갈바노 스캐너(galvano scanner)를 이용하여 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이 경우에도 여전히 가공 면적에 제한이 있다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대면적에 고속 가공이 가능한 레이저 가공 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기, 상기 레이저 빔의 광경로 상에 위치하며 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 대상물의 소정 위치에 조사하도록 제어하는 폴리곤 스캐너, 그리고 상기 대상물이 탑재되며 상기 대상물을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이송시키는 스테이지를 포함하고, 상기 폴리곤 스캐너는 회전하는 회전판, 상기 회전판의 중앙부에 위치하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러, 상기 회전판의 가장 자리에 위치하며 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 복수개의 변위 조절 미러를 포함하고, 상기 복수개의 변위 조절 미러는 상기 대상물에 조사되는 상기 레이저 빔의 위치를 조절할 수 있다.
상기 변위 조절 미러는 지지판, 상기 지지판과 대향하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 미러, 그리고 상기 지지판과 상기 미러 사이에 위치하며 상기 미러의 변위를 조절하는 변위 조절 부재를 포함할 수 있다.
상기 변위 조절 미러는 상기 지지판과 상기 미러를 서로 고정하는 앵커, 그리고 상기 앵커와 상기 변위 조절 부재 사이에 위치하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리곤 스캐너는 상기 복수개의 변위 조절 미러에 연결되어 보상 신호를 상기 변위 조절 부재에 인가하는 변위 제어부, 그리고 복수개의 변위 조절 미러에 대응하여 위치하며, 상기 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물에 조사하는 복수개의 집광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 보상 신호는 상기 대상물에 형성되는 호 형상의 가공 라인과 상기 제1 방향을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호인 제1 보상 신호, 상기 대상물에 형성되는 대각선 형상의 가공 라인과 상기 제1 방향을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호인 제2 보상 신호, 그리고 상기 제1 보상 신호과 상기 제2 보상 신호의 차에 해당하는 혼합 보상 신호를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 방법은 레이저 빔을 발생시키는 단계, 상기 레이저 빔의 광경로 상에 위치하는 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 제1 방향을 따라 상기 레이저 빔을 조사하는 단계, 그리고 상기 대상물이 탑재되는 스테이지를 이용하여 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 대상물을 이송시키는 단계를 포함하고, 상기 폴리곤 스캐너는 회전하는 회전판, 상기 회전판의 중앙부에 위치하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러, 상기 회전판의 가장 자리에 위치하며 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 복수개의 변위 조절 미러를 포함하고, 상기 복수개의 변위 조절 미러는 상기 대상물에 조사되는 상기 레이저 빔의 위치를 조절할 수 있다.
상기 폴리곤 스캐너를 이용하여 상기 대상물에 상기 레이저 빔을 조사하는 단계는 상기 폴리곤 스캐너의 회전판을 회전시키는 단계, 상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 레이저 가공 시작점에 위치하면 상기 레이저 빔을 발생시키는 단계, 상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 변위 조절 미러 동작 시작점에 위치하면 상기 변위 조절 미러를 동작시키는 단계, 그리고 상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 레이저가공 끝점에 위치하면 상기 레이저 빔을 차단시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치 및 방법은 폴리곤 미러 및 복수개의 변위 조절 미러를 포함하는 폴리곤 스캐너를 이용함으로써, 대면적 고속 가공이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 변위 조절 미러의 구체적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 변위 조절 미러의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 호 형상의 가공 라인을 직선 형상의 가공 라인으로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 대각선 형상의 가공 라인을 직선 형상의 가공 라인으로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 타원 형상의 가공 포인트를 원 형상의 가공 포인트로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계를 구체적으로 나타낸 설명도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 변위 조절 미러의 구체적인 사시도이며, 도 3은 도 1의 변위 조절 미러의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치는 레이저 발생기(100), 폴리곤 스캐너(200), 그리고 스테이지(300)를 포함한다.
레이저 발생기(100)는 레이저 빔(1)을 발생시켜 스테이지(300)에 탑재되는 대상물(10)을 가공할 수 있다.
폴리곤 스캐너(200)는 레이저 빔(1)의 광 경로 상에 위치하며 레이저 빔(1)을 대상물(10)의 소정 위치에 조사하도록 제어할 수 있다. 이러한 폴리곤 스캐너(200)를 이용하여 레이저 빔(1)을 대상물(10)에서 제1 방향(Y)으로 스캐닝할 수 있다.
폴리곤 스캐너(200)는 회전판(210), 폴리곤 미러(220), 복수개의 변위 조절 미러(230), 변위 제어부(240), 그리고 복수개의 집광 부재(250)를 포함할 수 있다.
회전판(210)은 레이저 빔(1)의 광 경로 상에 위치하며 레이저 빔(1)의 조사 방향에 수직한 평면을 따라 소정 방향(R)으로 회전할 수 있다.
폴리곤 미러(220)는 회전판(210)의 중앙부에 위치하며 레이저 빔(1)을 반사시킬 수 있다. 이러한 폴리곤 미러(220)는 복수개의 반사면을 구비하며 회전축을 중심으로 회전하는 회전 다면경일 수 있다.
복수개의 변위 조절 미러(230)는 회전판(210)의 가장 자리에 위치하며 폴리곤 미러(220)에서 반사된 레이저 빔(1)을 대상물(10)에 조사할 수 있다.
이러한 복수개의 변위 조절 미러(230)는 대상물(10)에 조사되는 레이저 빔(1)의 위치를 조절할 수 있다.
변위 조절 미러(230)는 지지판(231), 지지판(231)과 대향하며 레이저 빔(1)을 반사시키는 미러(232), 그리고 지지판(231)과 미러(232) 사이에 위치하며 미러(232)의 변위를 조절하는 변위 조절 부재(233), 지지판(231)과 미러(232)를 서로 고정하는 앵커(234), 그리고 앵커(234)와 변위 조절 부재(233) 사이에 위치하는 탄성 부재(235)를 포함할 수 있다.
지지판(231) 및 미러(232)는 동일한 크기의 사각 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 사각 형상의 지지판(231) 및 미러(232)가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상의 지지판(231) 및 미러(232)가 사용될 수 있다.
변위 조절 부재(233)는 서로 이격되어 위치하는 제1 변위 조절 부재(33) 및 제2 변위 조절 부재(34)를 포함한다.
제1 변위 조절 부재(33) 및 제2 변위 조절 부재(34)는 지지판(231) 및 미러(232)에서 대각선 방향으로 대향하는 모서리에 위치할 수 있다.
앵커(234)는 제1 변위 조절 부재(33)와 제2 변위 조절 부재(34) 사이의 지지판(231) 및 미러(232)의 모서리에 위치할 수 있다. 앵커(234)는 지지판(231) 및 미러(232)를 모두 관통하여 형성될 수 있다. 따라서, 앵커(234)는 미러(232)에 고정축을 형성할 수 있다.
따라서, 제1 변위 조절 부재(33) 및 제2 변위 조절 부재(34)를 이용하여 미러(232)의 변위를 고속으로 조절할 수 있다.
탄성 부재(235)는 서로 이격되어 위치하는 제1 탄성 부재(35) 및 제2 탄성 부재(36)를 포함할 수 있다. 제1 탄성 부재(35)는 앵커(234)와 제1 변위 조절 부재(33) 사이에 위치하며, 제2 탄성 부재(36)는 앵커(234)와 제2 변위 조절 부재(34) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 탄성 부재(235)는 미러(232)에 복원력을 제공함으로써 미러(232)의 변위를 보다 고속으로 제어하도록 도와줄 수 있다.
변위 제어부(240)은 복수개의 변위 조절 미러(230)에 연결되어 보상 신호를 변위 조절 부재(233)에 인가할 수 있다. 이러한 보상 신호에 따라 변위 조절 부재(233)는 레이저 빔(1)의 조사 위치를 미세하게 조절하여 대상물(10)에 오차없는 가공 라인(L)을 정확하게 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예서는 4개의 변위 조절 부재(233)가 형성되어 회전판(210)이 1회전하는 경우 고속으로 4개의 가공 라인을 형성할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 변위 조절 부재(233)를 설치하여 레이저 가공의 속도를 조절할 수 있다.
복수개의 집광 부재(250)는 복수개의 변위 조절 부재(233)에 대응하여 위치하며, 레이저 빔(1)을 집광하여 대상물(10)에 수직 조사할 수 있다.
스테이지(300)는 대상물(10)이 탑재되며 대상물(10)을 제1 방향(Y)과 교차하는 제2 방향(X)으로 이송시킬 수 있다. 이와 같이, 대상물(10)을 이동시킴으로써, 대상물(10)의 모든 부분에 가공 라인(L)을 형성할 수 있다.
따라서, 고속으로 대면적에 레이저 가공을 진행할 수 있다.
이하에서 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 호 형상의 가공 라인을 직선 형상의 가공 라인으로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 레이저 빔(1)은 회전하는 회전판(210)의 변위 조절 미러(230)에서 반사되어 대상물(10)에 조사하게 된다. 따라서, 대상물(10)의 일측 단부에서 타측 단부까지 제1 방향(Y)을 따라 레이저 빔(1)이 조사될 수 있다. 이 때, 회전하는 회전판(210)을 통해 레이저 빔(1)이 조사되므로, 대상물(10)에는 목표하는 직선 형상의 가공 라인이 아닌 변형된 호 형상의 가공 라인(L1)이 형성될 수 있다.
이 때, 변위 제어부(240)에서는 제1 보상 신호(S1)를 변위 조절 부재(233)에 인가할 수 있다. 제1 보상 신호(S1)는 호 형상의 가공 라인(L1)과 제1 방향(Y)을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호일 수 있다. 이러한 제1 보상 신호(S1)를 이용하여 변위 조절 부재(233)를 조절함으로써, 대상물(10)에는 보정된 직선 형상의 가공 라인(L2)이 형성될 수 있다. 따라서, 대상물(10)에 형성되는 가공 라인의 변형을 신속하고 정확하게 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 대각선 형상의 가공 라인을 직선 형상의 가공 라인으로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 레이저 빔(1)은 회전하는 회전판(210)의 변위 조절 미러(230)에서 반사되어 대상물(10)에 조사하게 된다. 따라서, 대상물(10)의 일측 단부에서 타측 단부까지 제1 방향(Y)을 따라 레이저 빔(1)이 조사될 수 있다. 이 때, 스테이지(300)에 의해 대상물(10)이 제2 방향(X)으로 이동하게 되므로 대상물(10)에는 목표하는 직선 형상의 가공 라인이 아닌 변형된 대각선 형상의 가공 라인(L3)이 형성될 수 있다.
이 때, 변위 제어부(240)에서는 제2 보상 신호(S2)를 변위 조절 부재(233)에 인가할 수 있다. 제2 보상 신호(S2)는 대각선 형상의 가공 라인(L3)과 제1 방향(Y)을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호일 수 있다. 이러한 제2 보상 신호(S2)를 이용하여 변위 조절 부재(233)를 조절함으로써, 대상물(10)에는 보정된 직선 형상의 가공 라인(L2)이 형성될 수 있다. 따라서, 대상물(10)에 형성되는 가공 라인의 변형을 신속하고 정확하게 보정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용하여 타원 형상의 가공 포인트를 원 형상의 가공 포인트로 보정하는 가공 방법을 설명한 도면이다.
도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이, 레이저 빔(1)은 드릴링(drilling)을 위해 대상물(10)에 복수개의 가공 포인트를 제1 방향(Y)을 따라 형성할 수 있다. 레이저 빔(1)은 회전하는 회전판(210)의 변위 조절 미러(230)에서 반사되어 대상물(10)에 조사하게 된다. 따라서, 대상물(10)의 일측 단부에서 타측 단부까지 제1 방향(Y)을 따라 레이저 빔(1)이 조사될 수 있다.
이 때, 회전하는 회전판(210)을 통해 제1 방향(Y)을 따라 레이저 빔(1)이 조사되고, 동시에 스테이지(300)에 의해 대상물(10)이 제2 방향(X)으로 이동하게 되므로 대상물(10)에는 목표하는 원 형상의 가공 포인트가 아닌 변형된 타원 형상의 가공 포인트(O1)가 형성될 수 있다. 타원 형상의 가공 포인트(O1)는 제1 방향(Y)으로 긴 형상을 가질 수 있다.
이 때, 변위 제어부(240)에서는 제3 보상 신호(S3)를 변위 조절 부재(233)에 인가할 수 있다. 제3 보상 신호(S3)는 제2 방향으로 긴 형상의 신호일 수 있다. 이러한 제3 보상 신호(S3)를 이용하여 변위 조절 부재(233)를 조절함으로써, 대상물(10)에는 보정된 원 형상의 가공 포인트(O2)가 형성될 수 있다. 따라서, 대상물(10)에 형성되는 가공 포인트의 변형을 신속하고 정확하게 보정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치 및 방법은 폴리곤 미러(220)를 포함하는 폴리곤 스캐너(200) 및 스테이지(300)를 이용함으로써, 대상물(10)을 고속으로 레이저 가공할 수 있으며, 복수개의 변위 조절 미러(230)를 포함하는 폴리곤 스캐너(200)를 이용함으로써, 대상물(10)에 형성되는 가공 라인의 변형을 신속하고 정확하게 보정할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법에 대해 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 우선, 레이저 발생기(100)를 이용하여 레이저 빔(1)을 발생시킨다(S100).
다음으로, 레이저 빔(1)의 광경로 상에 위치하는 폴리곤 스캐너(200)를 이용하여 대상물(10)에 제1 방향(Y)을 따라 레이저 빔(1)을 조사한다(S200).
다음으로, 대상물(10)이 탑재되는 스테이지(300)를 이용하여 제1 방향(Y)과 교차하는 제2 방향(X)을 따라 대상물(10)을 이송시킨다(S300).
이 때, 복수개의 변위 조절 미러(230)는 회전판(210)의 가장 자리에 위치하며 폴리곤 미러(220)에서 반사된 레이저 빔(1)을 대상물(10)에 조사할 수 있다. 이러한 복수개의 변위 조절 미러(230)는 대상물(10)에 조사되는 레이저 빔(1)의 위치를 조절할 수 있다.
이하에서, 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계를 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이고, 도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 레이저 빔을 조사하는 단계를 구체적으로 나타낸 설명도이다.
여기서, 폴리곤 미러(220)의 회전 각속도를 ω, 회전판(210)의 반지름을 R, 대상물(10)의 폭을 L, 대상물(10)의 제2 방향으로의 이동 속도를 v, 레이저 빔(1)의 펄스 폭을 τ, 레이저 빔(1)의 시작 지연 시간(start delay time)을 t1, 레이저 빔(1)의 끝 지연 시간(end delay time)을 t2, 폴리곤 미러(220)의 중심각을 θ0, 변위 조절 부재(233)에 인가되는 제1 보상 신호(S1)를 δ1, 변위 조절 부재(233)에 인가되는 제2 보상 신호(S2)를 δ2, 변위 조절 부재(233)에 인가되는 제3 보상 신호(S3)를 δ3, 변위 조절 부재(233)에 인가되는 혼합 보상 신호를 ε1이라 정의할 때, θ0, δ1, δ2, δ3, 그리고 ε1은 아래 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112019072375851-pat00001
Figure 112019072375851-pat00002
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그리고, 레이저 가공 시작점을 θ1, 변위 조절 미러 동작 시작점을 θ2, 레이저 가공 끝점을 θ3 이라 정의할 때, θ1, θ2, 그리고 θ3은 아래 수학식 2로 나타낼 수 있다.
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도 8에 도시한 바와 같이, 우선, 폴리곤 스캐너(200)의 회전판(210)이 소정 방향(R)으로 회전한다(S10).
다음으로, 도 8 및 도 9a에 도시한 바와 같이, 회전판(210)의 회전에 의해 회전판(210)에 설치된 변위 조절 미러(230)가 레이저 가공 시작점(θ1)의 위치에 도달하면(S20) 레이저 빔(1)이 발생된다(S30).
다음으로, 도 8 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 회전하는 변위 조절 미러(230)가 변위 조절 미러 동작 시작점(θ2)의 위치에 도달하면(S40) 변위 조절 미러(230)의 변위 조절 부재(233)에 인가된 혼합 보상 신호(ε1)로 변위 조절 부재(233)의 변위를 조절한다(S50). 따라서, 회전판(210)이 회전하고, 스테이지(300)가 이송됨에 따라 가공 라인(L1)의 변위가 변동하는 것을 보정할 수 있다.
이 때, 드릴링 가공인 경우에는 회전하는 변위 조절 미러(230)가 변위 조절 미러 동작 시작점(θ2)의 위치에 도달하면 변위 조절 미러(230)의 변위 조절 부재(233)에 인가된 제3 보상 신호 및 혼합 보상 신호(ε1)로 변위 조절 부재(233)의 변위를 조절한다.
다음으로, 도 8 및 도 9c에 도시한 바와 같이, 회전하는 변위 조절 미러(230)가 폴리곤 미러(220)의 중심각(θ0)의 위치에 도달하면 변위 조절 미러(230)를 절대값 원점으로 조절한다.
다음으로, 도 8 및 도 9d에 도시한 바와 같이, 회전하는 변위 조절 미러(230)가 레이저 가공 끝점(θ3)의 위치에 도달하면(S60) 레이저 빔(1)의 발생을 멈출 수 있다(S70). 이러한 일련의 동작을 통해 하나의 가공 라인(L)을 대상물(10)에 형성할 수 있다.
다음으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전판(210)을 회전시켜 복수개의 변위 조절 미러(230) 중 인접한 변위 조절 미러(230)들이 이러한 동작을 반복하며 복수개의 가공 라인을 형성할 수 있다.
이 때, 대상물(10)에 형성되는 복수개의 가공 라인(L)간의 간격은 대상물(10)의 이동 속도에 의해 조절할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 레이저 발생기 200: 폴리곤 스캐너
210: 회전판 220: 폴리곤 미러
230: 변위 조절 미러 240: 변위 제어부
250: 집광 부재 300: 스테이지

Claims (7)

  1. 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기,
    상기 레이저 빔의 광경로 상에 위치하며 상기 레이저 빔을 제1 방향을 따라 대상물의 소정 위치에 조사하도록 제어하는 폴리곤 스캐너, 그리고
    상기 대상물이 탑재되며 상기 대상물을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이송시키는 스테이지
    를 포함하고,
    상기 폴리곤 스캐너는
    회전하는 회전판,
    상기 회전판의 중앙부에 위치하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러,
    상기 회전판의 가장 자리에 위치하며 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 복수개의 변위 조절 미러
    를 포함하고,
    상기 복수개의 변위 조절 미러는 상기 대상물에 조사되는 상기 레이저 빔의 위치를 조절할 수 있고,
    상기 변위 조절 미러는
    지지판,
    상기 지지판과 대향하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 미러,
    상기 지지판과 상기 미러 사이에 위치하며 상기 미러의 변위를 조절하는 변위 조절 부재
    상기 지지판과 상기 미러를 서로 고정하는 앵커, 그리고
    상기 앵커와 상기 변위 조절 부재 사이에 위치하는 탄성 부재
    를 포함하는 레이저 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 폴리곤 스캐너는
    상기 복수개의 변위 조절 미러에 연결되어 보상 신호를 상기 변위 조절 부재에 인가하는 변위 제어부, 그리고
    복수개의 변위 조절 미러에 대응하여 위치하며, 상기 레이저 빔을 집광하여 상기 대상물에 조사하는 복수개의 집광 부재를 더 포함하는 레이저 가공 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 보상 신호는
    상기 대상물에 형성되는 호 형상의 가공 라인과 상기 제1 방향을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호인 제1 보상 신호,
    상기 대상물에 형성되는 대각선 형상의 가공 라인과 상기 제1 방향을 기준으로 선대칭되는 형상의 신호인 제2 보상 신호, 그리고
    상기 제1 보상 신호과 상기 제2 보상 신호의 차에 해당하는 혼합 보상 신호
    를 포함하는 레이저 가공 장치.
  6. 레이저 빔을 발생시키는 단계,
    상기 레이저 빔의 광경로 상에 위치하는 폴리곤 스캐너를 이용하여 대상물에 제1 방향을 따라 상기 레이저 빔을 조사하는 단계, 그리고
    상기 대상물이 탑재되는 스테이지를 이용하여 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 상기 대상물을 이송시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 폴리곤 스캐너는 회전하는 회전판, 상기 회전판의 중앙부에 위치하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 폴리곤 미러, 상기 회전판의 가장 자리에 위치하며 상기 폴리곤 미러에서 반사된 레이저 빔을 상기 대상물에 조사하는 복수개의 변위 조절 미러를 포함하고,
    상기 복수개의 변위 조절 미러는 상기 대상물에 조사되는 상기 레이저 빔의 위치를 조절하고,
    상기 변위 조절 미러는
    지지판,
    상기 지지판과 대향하며 상기 레이저 빔을 반사시키는 미러,
    상기 지지판과 상기 미러 사이에 위치하며 상기 미러의 변위를 조절하는 변위 조절 부재
    상기 지지판과 상기 미러를 서로 고정하는 앵커, 그리고
    상기 앵커와 상기 변위 조절 부재 사이에 위치하는 탄성 부재
    를 포함하는 레이저 가공 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 폴리곤 스캐너를 이용하여 상기 대상물에 상기 레이저 빔을 조사하는 단계는
    상기 폴리곤 스캐너의 회전판을 회전시키는 단계,
    상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 레이저 가공 시작점에 위치하면 상기 레이저 빔을 발생시키는 단계,
    상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 변위 조절 미러 동작 시작점에 위치하면 상기 변위 조절 미러를 동작시키는 단계, 그리고
    상기 회전판의 회전에 의해 상기 폴리곤 스캐너의 변위 조절 미러가 레이저가공 끝점에 위치하면 상기 레이저 빔을 차단시키는 단계
    를 포함하는 레이저 가공 방법.
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