KR102275817B1 - 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치 - Google Patents

지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 일 평면을 따라 연장된 상부면 및 상기 상부면의 측면에 연결된 측벽부를 구비하는 윈도우 부재를 지지하는 지지 장치는, 상기 상부면과 마주보도록 배치되며, 상기 윈도우 부재을 지지하는 지지부, 상기 윈도우 부재를 향하여 세정 유체를 분사하는 복수 개의 분사 노즐부, 상기 세정 유체가 배출되는 배출부 및 상기 세정 유체가 상기 상부면 및 상기 측벽부를 경유하여 상기 배출부를 향해 이동하도록 음압을 인가하는 음압 인가부를 포함할 수 있다.

Description

지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치{SUPPORT APPARATUS AND LASER PROCESSING APPARATUS COMPRSING THE SAME}
본 발명은 윈도우 부재를 지지하기 위한 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재의 내측면을 가공하기 위해 레이저 장치 및, 상술한 레이저 가공 과정에서 발생되는 불순물을 제거하기 위한 세정 장치가 포함된 지지 장치를 포함하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 디스플레이 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
상기와 같이 구부릴 수 있는 디스플레이 장치의 경우 일반적으로 플랙서블하게 제작될 수 있다. 이때, 플랙서블한 디스플레이 장치는 플랙서블한 재료로 형성되어 상기에서 설명한 바와 같이 다양한 형태를 구현할 수 있다.
플랙서블 디스플레이를 보호하기 위한 윈도우 부재 또한 플랙서블 디스플레이의 형상과 대응되도록 3차원 형상을 구비할 수 있다. 3차원 형상을 구비한 윈도우 부재의 평면 및 굴곡진 부분에 물리적 가공이 필요하다.
예를 들어 윈도우 부재의 기계적 강도를 높이기 위해 이루어지는 열처리, 도포된 화합물의 물성치를 바꾸기 위한 열처리, 미세 회로 및 패턴을 가공하거나, 전극을 절단해 주는 공정 등이 이루어질 수 있다.
상술한 공정이 이루어지는 경우, 윈도우 부재로부터 분진 및 연기 등의 불순물이 생성될 수 있으며, 불순물이 윈도우 부재로부터 즉각적으로 제거되지 않을 경우, 윈도우 부재의 제품 특성 저하 및 제품의 수율이 저하될 수 있다.
본 발명은 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재의 내측면을 가공하는 과정에서 발생되는 불순물을 제거할 수 있는 세정 장치가 포함된 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 레이저 가공 과정에서 세정 유체의 온도 및 압력을 조절할 수 있는 세정 장치가 포함된 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재의 내측면을 가공하는 과정과 동시에 가공 과정에서 발생되는 불순물을 제거할 수 있는 세정 장치가 포함된 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 일 평면을 따라 연장된 상부면 및 상기 상부면의 측면에 연결된 측벽부를 구비하는 윈도우 부재를 지지하는 지지 장치는, 상기 상부면과 마주보도록 배치되며, 상기 윈도우 부재을 지지하는 지지부, 상기 윈도우 부재를 향하여 세정 유체를 분사하는 복수 개의 분사 노즐부, 상기 세정 유체가 배출되는 배출부 및 상기 세정 유체가 상기 상부면 및 상기 측벽부를 경유하여 상기 배출부를 향해 이동하도록 음압을 인가하는 음압 인가부를 포함할 수 있다.
상기 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치되는 베이스부를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 베이스부에 대해 일 방향을 따라 상승 또는 하강하도록 배치될 수 있다.
상기 지지부는 상기 윈도우 부재의 형상에 따라 상기 베이스부에 대해 교체 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 노즐부는 상기 상부면과 소정의 각도를 사이에 두고 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 소정의 각도는 0도 이상 90도 미만일 수 있다.
상기 복수 개의 노즐부는 일 방향을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제1 노즐; 및 상기 복수 개의 제1 노즐과 대향하도록 배치되며, 상기 일 방향을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제2 노즐;을 포함할 수 있다,
상기 세정 유체가 유입되는 세정 유체 유입부; 및 상기 세정 유체 유입부와 상기 복수 개의 분사 노즐부 사이에 배치되어 상기 세정 유체의 압력이 조절하는 세정 유체 압력 조절부;를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 유체를 가열하거나 냉각하는 온도 조절부;를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 유체는 압축 공기를 포함할 수 있다.
상기 세정 유체는 승화 가능한 물질을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 레이저 가공 장치는 일 평면을 따라 연장된 상부면 및 상기 상부면의 측면에 연결된 측벽부를 구비하는 윈도우 부재를 지지하는 지지 장치 및 상기 윈도우 부재를 가공하기 위한 레이저를 발진시키는 레이저 장치;를 포함하며, 상기 지지 장치는, 상기 상부면과 마주보도록 배치되며, 상기 상부면을 지지하는 지지부, 상기 상부면을 향하여 세정 유체를 분사하는 복수 개의 분사 노즐부, 상기 세정 유체가 배출되는 배출부 및 상기 세정 유체가 상기 상부면 및 상기 측벽부를 경유하여 상기 배출부를 향해 이동하도록 음압을 인가하는 음압 인가부를 포함할 수 있다.
상기 지지 장치는 상기 레이저 장치에 대해 일 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치되는 베이스부;를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 베이스부에 대해 일 방향을 따라 상승 또는 하강하도록 배치될 수 있다.
상기 지지부는 상기 윈도우 부재의 형상에 따라 상기 베이스부에 대해 교체 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 노즐부는 상기 상부면과 소정의 각도를 사이에 두고 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 소정의 각도는 0도 이상 90도 미만일 수 있다.
상기 세정 유체가 유입되는 세정 유체 유입부; 및 상기 세정 유체 유입부와 상기 복수 개의 분사 노즐부 사이에 배치되어 상기 세정 유체의 압력이 조절하는 세정 유체 압력 조절부;를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 유체를 가열하거나 냉각하는 온도 조절부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재의 내측면을 가공하는 과정에서 발생되는 불순물을 제거할 수 있는 세정 장치가 포함된 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치를 구현할 수 있다.
또한, 레이저 가공 과정에서 세정 유체의 온도 및 압력을 조절할 수 있는 세정 장치가 포함된 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 가공 장치를 제공할 수 있다.
또한, 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재의 내측면을 가공하는 과정과 동시에 가공 과정에서 발생되는 불순물을 제거함으로써 가공 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 윈도우 부재를 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 지지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 6a는 도 5에 도시된 지지 장치를 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6b는 일 실시예에 따른 지지 장치의 개략적인 평면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6a의 일 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 9a는 다른 실시예에 따른 지지 장치의 단면도이다.
도 9b는 도 9a의 일 부분을 확대한 확대 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 사시도이다. 도 2a는 일 실시예에 따른 윈도우 부재의 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 윈도우 부재를 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 제 1 면(또는 전면)(101), 제 2 면(또는 후면)(102), 및 제 1 면(101) 및 제 2 면(102) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(103)을 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 윈도우 부재(110)는 하부에 배치된 디스플레이부(120)를 보호하기 위한 보호 부재이다.
일 예로서, 윈도우 부재(110)는 광이 통과될 수 있는 투명 부재이다. 예를 들어, 윈도우 부재(110)는 투명한 보호 부재로서, 유리 조성물, 알카리 알루미노실리케이트, 플라스틱, 합성 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 종래 윈도우 부재는 제1 면(101)을 따라 연장된 2차원 평면 구조로 형성되었다. 그러나, 최근 디스플레이부(120)가 3차원 형상을 구비하는 플렉서블 디스플레이 장치로 구현됨에 따라, 디스플레이부(120)를 보호하기 위한 윈도우 부재(110) 또한 3차원 형상을 포함할 수 있다.
일 예로서, 윈도우 부재(110)는 일 평면을 따라 연장된 상부면(111) 및 상부면의 측면에 연결된 측벽부(112)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 부재(110)는 전자 장치(100)의 전면(101)을 따라 연장된 상부면(111)과 상기 상부면(111)으로부터 상기 일 평면에 수직한 방향 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장되는 형상의 측벽부(112)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 윈도우 부재(110)가 3차원 형상을 구비하는 경우, 윈도우 부재(110)의 내측면(113)에 물리적 가공 장치가 접근하기 어려울 뿐만 아니라 물리적 가공 과정에서 발생되는 분진 또는 연기(fume)등과 같은 불순물을 외부로 배출하는 것이 어려울 수 있다. 물리적 공구를 이용한 어려움을 해소하기 위해 레이저 장치를 이용한 비접촉 방식의 레이저 가공이 이루어질 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 단면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는 레이저 장치(300) 및 3차원 형상을 구비하는 윈도우 부재(110)를 지지하는 지지 장치(400)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 레이저 장치(300)는 지지 장치(400)에 지지된 윈도우 부재(110)에 레이저 빔을 조사하여, 윈도우 부재(110)의 내측면(113)에 대한 열처리 공정 또는 물리적 가공 공정을 수행할 수 있다.
일 예로서, 레이저 장치(300)는 윈도우 부재(110)의 전면에 레이저 빔을 조사하는 것이 아니라, 사전에 설정된 영역, 상부면(111) 및 측벽부(112)에 포함된 내측면(113)에 대응하는 영역에만 레이저 빔을 조사할 수 있다. 이때, 레이저 장치(300)의 위치는 고정될 수 있으며, 윈도우 부재(110)를 지지하는 지지 장치(400)는 제1 방향(X 방향) 또는 제2 방향(Y 방향)을 따라 이동하거나, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 방향(Y)에 따른 일 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 레이저 장치(300)에 대한 윈도우 부재(110)의 가공 위치가 조정될 수 있다.
레이저 장치(300)에 의해 윈도우 부재(110)의 내측면(113)이 가공되는 경우, 레이저 가공 과정에서 발생되는 분진 또는 연기(fume)와 같은 불순물이 윈도우 부재(110)의 내측면(113)에 잔존할 수 있다. 불순물이 윈도우 부재(110)의 내측면(113)에 잔존하는 경우, 윈도우 부재(110)의 품질 및 레이저 가공의 수율이 저하될 수 있으므로, 배출부(440)를 이용하여 불순물을 외부로 배출해야 한다. 이하에서는 불순물을 외부로 배출시킬 수 있는 세정 유체가 유동하는 지지 장치에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
도 5는 일 실시예에 따른 지지 장치의 개략적인 사시도이다. 도 6a는 도 5에 도시된 지지 장치를 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 6b는 일 실시예에 따른 지지 장치의 개략적인 평면도이다. 도 7 및 도 8은 도 6a의 일 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 지지 장치(400)는 지지부(410), 베이스부(420), 복수 개의 분사 노즐부(430), 배출부(440), 음압 인가부(450), 세정 유체 유입부(460), 세정 유체 압력 조절부(470) 및 온도 조절부(480)를 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 지지부(410)는 윈도우 부재(110)를 지지하기 위한 지지 부재일 수 있다. 일 예로서, 지지부(410)는 윈도우 부재(110)를 지지하기 위한 지지부재(411)와 윈도우 부재(110)를 고정시키기 위한 고정 부재(413)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 지지부재(411)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)을 지지하기 위해 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 대응되는 평판부(4110)을 포함할 수 있다. 이때, 평판부(4110)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 마주보도록 배치될 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 평판부(4110)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 대응되는 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 평판부(4110)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 대응되는 직사각형 형상을 포함할 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 평판부(4110)의 형상은 윈도우 부재(110)의 상부면(111)에 대응될 수 있는 임의의 형상으로 마련될 수도 있다. 이에 따라 지지부(410)는 가공 대상인 윈도우 부재(110)의 형상에 따라 후술하게 될 베이스부(420)에 대해 교체 가능하도록 배치될 수 있다.
또한 일 예시에 따른 지지부(410)는 두께 방향(Z 방향)을 따라 소정의 두께를 구비할 수 있다. 이에 따라 지지부(410)의 측면 및 내부에는 후술하게 될 복수 개의 분사 노즐부(430), 세정 유체 유입부(460), 세정 유체 압력 조절부(470) 및 온도 조절부(480)가 배치되거나 수용될 수 있다. 복수 개의 분사 노즐부(430), 세정 유체 유입부(460), 세정 유체 압력 조절부(470) 및 온도 조절부(480)의 배치와 관련된 사항은 하기 구성에서 구체적으로 서술한다.
고정 부재(413)는 윈도우 부재(110)를 지지부(410)에 고정시키기 위한 고정 장치이다. 일 예로서, 고정 부재(413)는 레이저 장치(300)를 이용하여 윈도우 부재(110)를 가공하지 않는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어 고정 부재(413)는 음압을 이용하여 윈도우 부재(110)를 고정시킬 수 있는 진공 척을 포함할 수 있다. 이때 진공 척은 평판부(4110)의 상부면에 배치될 수 있으며, 이에 따라 윈도우 부재(110)의 상부면(111)은 진공 척에 의해 지지부(410)에 고정될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따르면 고정 부재(413)는 윈도우 부재(110)와 대응되는 음각 형상을 포함할 수 있다. 일 예로서, 평판부(4110)의 상부면에 윈도우 부재(110)의 상부면(111)에 대응되는 음각 형상의 고정부가 배치될 수 있으며, 이에 따라 윈도우 부재(110)의 상부면(111)은 지지부(410)에 고정될 수 있다
베이스부(420)는 지지부(410)와 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예시에 따른 베이스부(420)는 지지부(410)는 윈도우 부재(110)의 두께 방향(Z 방향)을 따라 소정의 간격(h)을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 지지부(410)는 베이스부(420)에 대해 일 방향, 예를 들어 윈도우 부재(110)의 두께 방향(Z 방향)을 따라 상승 또는 하강할 수 있다. 이에 따라, 베이스부(420)와 지지부(410)사이의 간격(h)은 증가하거나 감소할 수 있다. 베이스부(420)에 대해 지지부(410)가 상승 또는 하강함에 따른 제2 유로(G2)의 변경은 도 9a 및 도 9b를 참조하여 후술한다. 일 예시에 따르면, 베이스부(420)의 중앙부에 후술하게 될 배출부(440)가 배치될 수 있다.
복수 개의 분사 노즐부(430)는 세정 유체(L)가 분사될 수 있는 분사 부재이다. 일 예시에 따른 복수 개의 분사 노즐부(430)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 소정의 각도(θ)를 사이에 두고 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예시에 따르면, 상기 소정의 각도(θ)는 0도 이상 90도 미만일 수 있다. 예를 들어 복수 개의 분사 노즐부(430)과 윈도우 부재(110)의 상부면(111) 사이의 각도(θ)가 0도 인 경우 복수 개의 분사 노즐부(430)는 세정 유체(L)를 측벽부(112)를 향하여 분사할 수 있다. 또한, 복수 개의 분사 노즐부(430)과 윈도우 부재(110)의 상부면(111) 사이의 각도(θ)가 90도 미만인 경우, 복수 개의 분사 노즐부(430)는 세정 유체(L)를 윈도우 부재(110)의 상부면(111)의 일부 영역을 향하여 분사할 수 있다. 따라서, 복수 개의 분사 노즐부(430)의 분사 각도을 조정함에 따라 세정 유체(L)가 분사되는 영역을 조정할 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 복수 개의 분사 노즐부(430)는 다양한 형상의 배출구 형상을 구비할 수 있다. 일 예로서, 복수 개의 분사 노즐부(430)는 원형, 타원형으로 구비될 수 있다. 또한, 일 예시에 따른 복수 개의 분사 노즐부(430)를 형성하는 유로는 직선 유로 또는 곡선 유로 중 하나 이상을 포함하여 구현될 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 복수 개의 분사 노즐부(430)는 지지부(410)의 측면에 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 분사 노즐부(430)는 일 방향(Y 방향)을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제1 노즐(431)과 상기 복수 개의 제1 노즐(431)과 대향하도록 배치되며, 일 방향(Y 방향)을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제2 노즐(432)를 포함할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 윈도우 부재(110)의 형상에 따라 3열 또는 4열의 노즐을 포함하거나 일 방향(Y 방향)에 수직하는 다른 방향(X 방향)을 따라 이격된 복수 개의 노즐이 배치될 수도 있다.
배출부(440)는 세정 유체(L), 불순물 및 외부공기(A) 등을 지지 장치(400)로부터 외부로 배출시키기 위한 배출 유로이다. 일 예로서, 배출부(440)는 베이스부(420)에 마련될 수 있다. 일 예시에 따른 배출부(440)는 지지부(410)로부터 외부로 연결되는 유로로서, 후술하게 될 음압 인가부(450)에 의해 음압이 인가될 수 있다. 이에 따라 제1 유로(G1) 및 제2 유로(G2)를 따라 유동하는 세정 유체(L), 불순물 및 외부공기(A)는 배출부(440)로 흡입될 수 있다. 이때, 배출부(440)로 흡입된 세정 유체(L), 불순물 및 외부공기(A)는 외부로 배출되어 제거될 수 있다.
음압 인가부(450)는 배출부(440)에 음압을 인가하여 세정 유체(L), 불순물 및 외부공기(A)를 흡입할 수 있다. 일 예로서, 음압 인가부(450)는 음압을 형성할 수 있는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 배출부(440)에 음압을 인가할 수 있는 임의의 장치가 포함될 수도 있다.
세정 유체 유입부(460)는 세정 유체(L)가 유입될 수 있는 유입 경로이다. 일 예시에 따른 세정 유체(L)는 세정 유체 저장부(미도시)에 저장되며, 가압 펌프를 통해 지지 장치(400)로 공급될 수 있다. 이때, 세정 유체 유입부(460)는 세정 유체 저장부(미도시)와 지지 장치(400) 사이에서 세정 유체(L)가 공급될 수 있는 공급 유로를 포함할 수 있다. 일 예로서, 세정 유체 유입부(460)는 후술하게 될 세정 유체 압력 조절부(470)에 연결될 수 있으며, 이에 따라 세정 유체 저장부(미도시)에 저장된 세정 유체(L)는 세정 유체 유입부(460)를 통해 세정 유체 압력 조절부(470)로 공급될 수 있다.
세정 유체(L)는 윈도우 부재(110)에 부착된 불순물과 함께 이동할 수 있는 유체이다. 일 예시에 따른 세정 유체(L)는 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 유로를 따라 이동할 수 있는 기체를 포함할 수 있다. 예를 들어 세정 유체(L)는 압축 공기를 포함할 수 있으며, 이에 따라 불순물(M)과 함께 배출부(440)로 배출될 수 있다. 다만 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 세정 유체(L)는 승화할 수 있는 임의의 고체 물질일 수도 있다. 예를 들어 세정 유체(L)는 도 8에 도시된 바와 같이 드라이 아이스를 포함할 수 있으며, 고체 상태의 드라이 아이스는 불순물(M)과 충돌한 후 승화될 수 있다. 승화한 드라이 아이스는 배출부(440)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
세정 유체 압력 조절부(470)는 복수 개의 노즐부(430)로 공급되는 세정 유체(L)의 압력을 균일하게 조정할 수 있다. 일 예로서, 세정 유체 압력 조절부(470)는, 지지부(410)의 내부에 배치되며 세정 유체(L)가 수용될 수 있는 수용 공간을 포함할 수 있다. 이때, 세정 유체 압력 조절부(470)는 세정 유체 유입부(460)와 복수 개의 노즐부(430) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 고압 상태로 세정 유체 유입부(460)에 유입된 세정 유체(L)는 세정 유체 압력 조절부(470)에서 상대적으로 균일한 압력을 구비하도록 압력이 조정되어 복수 개의 노즐부(430)로 공급될 수 있다.
온도 조절부(480)는 세정 유체 압력 조절부(470)로 공급된 세정 유체(L)에 열을 인가하거나 냉각시킬 수 있는 온도 조절 부재이다. 일 예시에 따른 레이저 장치(300)에 의해 윈도우 부재(110)에 레이저 빔이 인가됨에 따라 윈도우 부재(110)는 가열될 수 있다. 이때, 윈도우 부재(110)와 온도 차이가 큰 세정 유체(L)가 윈도우 부재(110)의 내측면(113)에 접촉하는 경우, 윈도우 부재(110)에 손상이 발생될 수 있다. 일 예시에 따른 온도 조절부(480)는 윈도우 부재(110)와 세정 유체(L) 사이의 과도한 온도차를 상쇄시키기 위해 세정 유체(L)의 온도를 조절할 수 있다.
일 예시에 따른 온도 조절부(480)는 세정 유체(L)에 열을 인가하기 위한 히터 또는 세정 유체(L)를 냉각시키기 위한 냉각 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 일 예시에 따른 온도 조절부(480)는 하나 이상으로 마련되어 세정 유체 압력 조절부(470)에 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라 세정 유체 압력 조절부(470)에 수용된 세정 유체(L)의 온도는 균일하게 상승 또는 하강할 수 있다.
도 9a는 다른 실시예에 따른 지지 장치의 단면도이다. 도 9b는 도 9a의 일 부분을 확대한 확대 단면도이다.
다시 도 7 및 도 8을 참조하면, 일 예시에 따른 세정 유체(L)는 복수 개의 노즐부(430)를 통해 윈도우 부재(110), 보다 구체적으로 윈도우 부재(110)의 내측면(113)을 향해 분사될 수 있다. 이때, 분사되는 세정 유체(L)는 온도 조절부(480)를 통해 가열 또는 냉각되어 윈도우 부재(110)의 온도와 유사한 온도를 구비할 수 있다. 또한 세정 유체(L)는 세정 유체 압력 조절부(470)를 통해 압력 균형이 달성될 수 있으므로, 각각의 노즐부(430)에서 분사되는 세정 유체(L)의 분사 압력은 실질적으로 동일할 수 있다.
복수 개의 노즐부(430)를 통해 분사되는 세정 유체(L)는 제1 유로(G1)를 형성할 수 있다. 일 예로서, 복수 개의 노즐부(430)를 통해 분사되는 세정 유체(L)는 코안다 효과(coanda effect)에 의해 제1 유로(G1)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 세정 유체(L)의 제1 유로(G1)는 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 측벽부(112)를 따라 형성되는 내측면(113)을 경유하고, 베이스부(420)를 거쳐 배출부(440)를 향하도록 형성될 수 있다. 이때, 윈도우 부재(110)의 내측면(113)을 따라 부착된 불순물(M)은 세정 유체(L)와 함께 제1 유로(G1)를 따라 배출부(440)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이에 따라 레이저 가공이 진행되는 동안에 발생된 불순물(M)이 실시간으로 제거될 수 있다. 또한, 이때, 세정 유체(L)의 제1 유로(G1)는 음압 인가부(450)를 통해 인가되는 음압을 통해 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 세정 유체(L)의 제1 유로(G1) 중 일부는, 코안다 효과(coanda effect)를 이용하여, 윈도우 부재(110)의 상부면(111)과 측벽부(112)를 따라 형성되는 내측면(113)을 경유하도록 형성될 수 있다. 다음으로, 윈도우 부재(110)로부터 베이스부(420)를 거쳐 배출부(440)를 향하는 제1 유로(G1)는 외부 공기(A)를 통해 형성된 제2 유로(G2)에 의해 구현될 수 있다.
일 예로서, 지지부(410)와 베이스부(420)는 윈도우 부재(110)의 두께 방향(Z 방향)을 따라 소정의 간격(h)을 사이에 두고 이격되도록 배치된다. 이때, 지지부(410)에 지지된 윈도우 부재(110)의 일 단부와 베이스부(420) 사이에는 소정의 간격이 형성될 수 있다, 윈도우 부재(110)의 일 단부와 베이스부(420) 사이에 형성된 소정의 간격을 통해 외부 공기(A)가 유입될 수 있다. 외부 공기(A)는 베이스부(420)의 측벽부와 배출부(440)를 향하도록 형성되는 제2 유로(G2)를 형성할 수 있다. 이에 따라 윈도우 부재(110)의 일 단부까지 이동한 세정 유체(L)는 제2 유로(G2)를 형성한 외부 공기(A)와 함께 베이스부(420)의 측벽부와 배출부(440)를 향하는 나머지 제1 유로(G1)를 구현할 수 있다. 이때, 외부 공기의 제2 유로(G2)는 음압 인가부(450)를 통해 인가되는 음압을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 유로(G2)는 지지부(410)와 베이스부(420) 사이의 간격(h)에 따라 상이한 유동 압력을 구비할 수 있다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 지지부(410)는 베이스부(420)에 대해 상승 이동할 수 있으며, 이에 따라 지지부(410)와 베이스부(420) 사이의 간격(h)이 상승할 수 있다. 지지부(410)와 베이스부(420) 사이의 간격(h)이 상승하는 경우, 상대적으로 많은 유량의 외부 공기가 유입될 수 있다. 따라서, 불순물(M)의 양이 상대적으로 많은 경우, 지지부(410)와 베이스부(420) 사이의 간격(h)을 상승시키고, 음압 인가부(450)에 의해 인가되는 음압을 증가시킴으로써, 불순물(M)을 외부로 배출시키는 힘을 증가시킬 수 있다. 반면, 불순물(M)의 양이 상대적으로 적은 경우, 외부 공기에 의해 형성되는 제2 유로(G2)가 필요하지 않을 수 있다. 이때, 지지부(410)와 베이스부(420) 사이의 간격(h)을 감소시키는 경우, 제1 유로(G1)만을 이용하여 불순물(M)을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이 세정 유체(L)를 이용한 제1 유로(G1)와 외부 공기(A)를 이용한 제2 유로(G2)를 형성함으로써, 3차원 형상을 포함하는 윈도우 부재(110)의 내측면(113)을 가공하는 과정에서 발생되는 불순물(M)을 실시간으로 제거함으로써 가공 수율을 높일 수 있다. 또한, 레이저 가공 과정에서 세정 유체(L)의 온도 및 압력을 조절함으로써, 윈도우 부재(110)의 파손을 방지할 뿐만 아니라 불순물(M)의 다양한 유형에 관계 없이 불순물(M)을 제거할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 레이저 가공 장치
110: 윈도우 부재
300: 레이저 장치
400: 지지 장치
410: 지지부
420: 베이스부
430: 노즐부
440: 배출부
450: 음압 인가부
460: 세정 유체 유입부
470: 세정 유체 압력 조절부
480: 온도 조절부

Claims (20)

  1. 일 평면을 따라 연장된 상부면 및 상기 상부면의 측면에 연결된 측벽부를 구비하는 윈도우 부재를 지지하는 지지 장치로서,
    상기 상부면과 마주보도록 배치되며, 상기 윈도우 부재을 지지하는 지지부;
    상기 상부면과 소정의 각도를 사이에 두고 이격되도록 배치되어 상기 상부면을 향하여 소정의 각도를 구비하도록 세정 유체를 분사하는 복수 개의 분사 노즐부;
    상기 세정 유체가 배출되는 배출부; 및
    상기 세정 유체가 상기 상부면 및 상기 측벽부를 경유하여 상기 배출부를 향해 이동하도록 음압을 인가하는 음압 인가부;를 포함하는,
    지지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치되는 베이스부;를 더 포함하는,
    지지 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 베이스부에 대해 일 방향을 따라 상승 또는 하강하도록 배치되는,
    지지 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 윈도우 부재의 형상에 따라 상기 베이스부에 대해 교체 가능하도록 배치되는,
    지지 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 0도 이상 90도 미만인,
    지지 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐부는
    일 방향을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제1 노즐; 및
    상기 복수 개의 제1 노즐과 대향하도록 배치되며, 상기 일 방향을 따라 상호 이격되도록 배치된 복수 개의 제2 노즐;을 포함하는
    지지 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 세정 유체가 유입되는 세정 유체 유입부; 및
    상기 세정 유체 유입부와 상기 복수 개의 분사 노즐부 사이에 배치되어 상기 세정 유체의 압력이 조절하는 세정 유체 압력 조절부;를 더 포함하는,
    지지 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 세정 유체를 가열하거나 냉각하는 온도 조절부;를 더 포함하는,
    지지 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 세정 유체는 압축 공기를 포함하는,
    지지 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 세정 유체는 승화 가능한 물질을 포함하는,
    지지 장치.
  12. 일 평면을 따라 연장된 상부면 및 상기 상부면의 측면에 연결된 측벽부를 구비하는 윈도우 부재를 지지하는 지지 장치; 및
    상기 윈도우 부재를 가공하기 위한 레이저를 발진시키는 레이저 장치;를 포함하는 레이저 가공 장치로서,
    상기 지지 장치는,
    상기 상부면과 마주보도록 배치되며, 상기 상부면을 지지하는 지지부;
    상기 상부면과 소정의 각도를 사이에 두고 이격되도록 배치되어 상기 상부면을 향하여 소정의 각도를 구비하도록 세정 유체를 분사하는 복수 개의 분사 노즐부;
    상기 세정 유체가 배출되는 배출부; 및
    상기 세정 유체가 상기 상부면 및 상기 측벽부를 경유하여 상기 배출부를 향해 이동하도록 음압을 인가하는 음압 인가부;를 포함하는,
    레이저 가공 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 지지 장치는 상기 레이저 장치에 대해 일 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치되는,
    레이저 가공 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치되는 베이스부;를 더 포함하는,
    레이저 가공 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 베이스부에 대해 일 방향을 따라 상승 또는 하강하도록 배치되는,
    레이저 가공 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 윈도우 부재의 형상에 따라 상기 베이스부에 대해 교체 가능하도록 배치되는,
    레이저 가공 장치.
  17. 삭제
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 소정의 각도는 0도 이상 90도 미만인,
    레이저 가공 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 세정 유체가 유입되는 세정 유체 유입부; 및
    상기 세정 유체 유입부와 상기 복수 개의 분사 노즐부 사이에 배치되어 상기 세정 유체의 압력이 조절하는 세정 유체 압력 조절부;를 더 포함하는,
    레이저 가공 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 세정 유체를 가열하거나 냉각하는 온도 조절부;를 더 포함하는,
    레이저 가공 장치.
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