KR102507019B1 - 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법 - Google Patents

레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법에 관한 것으로, 가공물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부 및 레이저 빔이 조사된 가공물의 표면에 에칭 용액을 분사하는 에칭 용액 분사부를 포함하는 구성을 마련하여, 레이저 빔을 이용해서 가공물을 원하는 형상으로 가공함과 동시에, 에칭 용액을 이용해서 가공물 표면에서 원하는 부위를 가공할 수 있다.

Description

레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법{LASER PROCESSING AND ETCHING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 레이저 가공과 에칭을 동시에 수행하여 가공하는 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 회로기판은 전자회로 패턴에 대응되는 도체 라인을 디자인하는 과정, 레이저 가공장치를 이용해서 절연기판 상에 전기회로 패턴을 음각하는 과정, 에칭 용액을 이용해서 도체라인을 제외한 나머지 동도금 부분을 에칭한 후 세척 과정을 거쳐 제조된다.
즉, 종래에는 레이저 가공장치를 이용한 가공 공정과 에칭 용액을 이용한 에칭 공정을 순차적으로 거쳐 기판을 제조하였다.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에는 종래기술에 따른 레이저 가공장치와 에칭 용액을 이용한 가공방법 기술이 개시되어 있다.
한편, 레이저 가공 공정과 에칭 공정을 통해 기판 제조시, 가공물과 에칭 용액의 온도, 에칭 용액을 분사하는 압력 등은 반응성을 결정하는 주요한 요인이다.
특히, 에칭 과정에서 에칭 용액으로 이용되는 부식용 화학제품은 중금속인 관계로 환경오염을 유발시키며, 전체적인 제조공정이 복잡하고, 고가의 장비를 다수 구비하여야 하므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 레이저 가공 공정과 에칭 공정을 동시에 수행해서 작업성을 향상시키고, 반응성을 높여 정밀하게 가공할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허 공개번호 10-2008-0023894호(2008년 3월 17일 공개) 대한민국 특허 공고번호 10-2157750호(2020년 9월 14일 공고) 대한민국 특허 공개번호 10-2019-0089734호(2019년 7월 31일 공개)
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 가공 공정과 에칭 공정을 동시에 수행해서 작업성을 향상시키고, 반응성을 높여 정밀하게 가공할 수 있는 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가공 과정에서 열손상 및 크랙을 제거하고, 레이저 액티베이팅 효과를 통해 정밀 가공할 수 있는 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치는 가공물에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부 및 레이저 빔이 조사된 가공물의 표면에 에칭 용액을 분사하는 에칭 용액 분사부를 포함하고, 가공물에 레이저 빔을 조사해서 가공하는 공정과, 가공물의 표면에 에칭 용액을 분사해서 원하는 부위를 가공하는 공정을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이저 가공 및 에칭 방법은 레이저 빔 조사부에서 가공물에 레이저 빔을 조사하고, 에칭 용액 분사부에서 레이저 빔이 조사된 가공물의 표면에 에칭 용액을 분사해서 가공물을 가공하고, 가공물 표면을 에칭해서 원하는 부위를 가공하는 공정을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법에 의하면, 레이저 빔을 이용해서 가공물을 원하는 형상으로 가공함과 동시에, 에칭 용액을 분사해서 가공물의 표면을 에칭하여 원하는 부위를 가공할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 가공물을 가공하는 과정에서 발생하는 열손상이나 손실을 방지하고, 레이저 액티베이팅 효과에 의해 반응성을 향상시켜 더욱 정밀하게 가공물의 표면에 정밀하게 패턴을 형성할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이로 인해, 본 발명에 의하면, 레이저 가공 및 에칭 공정의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 가공물, 예컨대 기판의 회로패턴을 정밀하게 형성할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치의 블록 구성도,
도 2는 레이저 빔과 에칭 용액을 이용해서 가공물을 가공하는 상태를 보인 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 레이저 빔과 에칭 용액을 이용해서 가공물을 가공하는 상태를 보인 도면이다.
이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
본 실시 예에서는 기판에 회로패턴을 형성하기 위한 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법 구성을 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기판뿐만 아니라, 유리, 실리콘, 세라믹, 금속 등 다양한 재질의 가공물을 가공하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가공물(11)을 가공하고 가공물(11)의 표면에 패턴(12)을 형성하도록, 가공물에 레이저 빔(V)을 조사하는 레이저 빔 조사부(이하 '빔 조사부'라 약칭함)(20) 및 레이저 빔(V)이 조사된 가공물(11)의 표면에 에칭 용액(E)을 분사하는 에칭 용액 분사부(이하 '분사부'라 약칭함)(30)를 포함한다.
여기서, 가공물(11)은 레이저 빔(V)과 에칭 용액(E)이 동시에 공급되어 가공된다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치(10)는 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.
제어부(40)는 가공물(11)의 가공 조건에 기초해서 빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔(V)의 조사 조건 및 에칭 용액 분사부(30)에서 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 조건을 변경해서 구동하도록 제어신호를 발생할 수 있다.
상기 가공물(11)의 가공 조건은 가공물(11)의 재질, 길이, 두께 정보와, 카메라나 센서를 이용해서 가공물(11)의 가공 상태를 모니터링한 결과 정보를 포함할 수 있다.
그리고 상기 레이저 빔(V)의 조사 조건은 레이저 빔(V)의 온, 오프에 따른 반복률, 펄스 형태의 레이저 빔(V)이 조사되는 조사 시간을 조절하는 펄스 폭(pulse width), 레이저 빔(V)의 출력과 주파수, 레이저 빔(V)의 형상과 초점 위치 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(40)는 빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔(V)의 출력에 따라 분사부(30)에서 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 조건을 조절하도록 제어신호를 발생할 수 있다.
상기 에칭 용액(E)의 분사 조건은 에칭 용액(E)의 농도, 분사 압력, 분사 유량 및 분사 시간 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
이와 함께, 제어부(40)는 레이저 빔(V) 및 에칭 용액(E)이 분사되는 위치와 가공 대상물(11)의 상대 이송속도를 조절하도록, 구동부(23)의 구동을 제어할 수 있다.
빔 조사부(20)는 가공물(11)을 가공하기 위해, 미리 설정된 파장 및 세기를 갖는 레이저 빔(V)을 발생하는 레이저 빔 발생기(21), 레이저 빔 발생기(21)에서 발생한 레이저 빔(V)을 집속해서 가공물(11)을 향해 조사하는 렌즈부(22) 및 레이저 빔(V)을 가공하고자 하는 방향을 따라 이동시키도록 렌즈부(22)를 구동하는 구동부(23)를 포함할 수 있다.
구동부(23)는 레이저 빔(V)의 조사 위치를 이동시킴과 동시에, 아래에서 설명할 분사부(30)에서 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 위치를 이동시킬 수도 있다.
빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔은 약 0.1㎛ 내지 약 11㎛ 파장과 약 0.1mw/cm2, 즉 1*101mW/mm2 이상의 에너지 밀도를 출력으로 가지며, 약 1㎜/s 내지 약 50m/s의 속도로 진행할 수 있다.
즉, 본 실시 예에서 빔 조사부(20)는 가공물(11)을 가열해서 재결정화하거나 용융이 되기 전까지 가열하도록 레이저 빔의 출력을 설정하고, 설정된 출력으로 빔을 조사한다.
따라서 본 발명은 레이저 빔에 의해 가열된 가공물의 열손상이나 손실을 방지하거나, 최소화할 수 있다.
한편, 가공물(11)의 상부에는 빔 조사부(30)에서 조사된 레이저 빔(V)을 가공물(11)을 향해 투과시키는 투과재가 마련될 수 있다.
분사부(30)는 에칭 용액(E)을 저장하는 저장탱크(31), 제어부(40)의 제어신호에 따라 구동되어 에칭 용액(E)을 가공물(11) 측으로 공급하도록 펌핑 동작하는 공급펌프(32), 에칭 용액(E)을 분사하는 분사노즐(33) 및 분사노즐(33)을 통해 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 조건을 조절하는 에칭 용액 조절기(34)를 포함할 수 있다.
분사노즐(33)은 레이저 빔(V)이 조사된 가공물(11)의 표면을 가공하기 위한 에칭 용액(E)을 미리 설정된 설정압력으로 분사할 수 있다.
예를 들어, 분사부(30)의 분사노즐(33)은 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 원통 형상이나 원뿔 형상으로 형성되고, 분사노즐(33)의 상부에는 렌즈부(22)가 설치되며, 분사노즐(33)의 하부에는 공급펌프(32)와 연결된 공급관(35)을 통해 에칭 용액(E)이 공급되도록 구성될 수 있다.
상기 에칭 용액(E)은 염산과 과산화수소 등의 화학물질을 미리 설정된 비율로 혼합해서 제조될 수 있다. 또는, 에칭 용액(E)은 에칭 용액(E)의 농도 조절이 가능하도록, 분사노즐(33)로 공급되는 과정에서 화학물질과 혼합되는 물의 양을 조절하여 공급될 수 있다.
이러한 에칭 용액(E)은 공급펌프(32)의 펌핑 동작에 의해 형성되는 상기 설정압력으로 레이저 빔(V)이 조사된 가공물(11) 표면의 조사영역을 향해 분사될 수 있다.
그래서 에칭 용액(E)이 분사된 분사영역은 레이저 빔(V)을 가공물(11)을 향해 투과시킬 수 있다. 이러한 상기 분사영역은 레이저 빔(V)이 조사되는 조사영역 전체를 포함하도록 형성될 수 있다.
그래서 가공물(11) 내부로 레이저 빔(V)이 흡수되는 깊이는 가공물(11)에 레이저 빔(V)이 흡수되는 흡수 두께에 따라 조절될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 가공하고자 하는 대상물에 레이저 빔을 조사함과 동시에 에칭 용액을 분사해서 가공할 수 있다.
다음, 도 3을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 장치를 이용한 레이저 가공 및 에칭 방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 가공 및 에칭 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 3의 S10단계에서 빔 조사부(20)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 설정된 출력으로 레이저 빔(V)을 발생해서 가공물(11)을 향해 조사하고, 분사부(30)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 에칭 용액(E)을 설정된 압력으로 가공물(11)의 표면을 향해 분사한다.
이때, 빔 조사부(20)에서 조사된 레이저 빔(V)은 렌즈부(22)와 가공물(11)의 표면에 설치되는 투과재를 투과해서 가공물(11) 표면으로 조사되고, 가공물(11)의 표면 및 내부 일부분을 가열해서 재결정화하거나 용융이 되기 전까지 가열할 수 있는 출력을 가진다.
그리고 분사부(30)의 공급펌프(32)는 펌핑 동작에 의해 에칭 용액(E)을 분사노즐(33)로 공급하고, 분사노즐(33)로 공급된 에칭 용액(E)은 미리 설정된 설정 압력으로 가공물(11)의 표면에 분사된다.
이에 따라, 본 발명은 레이저 빔을 이용해서 가공물을 원하는 형상으로 가공함과 동시에, 에칭 용액을 이용해서 가공물 표면에서 원하는 부위를 가공할 수 있다.
그리고 본 발명은 가공물을 가공하는 과정에서 발생하는 열손상이나 손실을 방지할 수 있다. 이와 함께, 본 발명은 레이저 빔에 의해 가열되면서 에칭 용액에 의해 냉각되면서 가공물의 가공면에 형성되는 버(burr)와 크랙(crack)의 발생을 방지할 수 있다.
즉, 가공물(11)은 레이저 빔(V)에 의해 가열됨에 따라 온도 및 압력이 상승하고, 이때 가공물(11)의 표면에 분사된 에칭 용액(E)의 온도도 함께 상승한다.
이와 같이, 가공물(11)과 에칭 용액(E)의 온도와 압력이 상승하면, 레이저 빔(V)과 에칭 용액(E)에 의한 가공 및 화학적 반응성이 향상되는 레이저 액티베이팅 효과(Laser Actvationg Effect)가 발생한다.
상기 레이저 액티베이팅 효과는 레이저 빔(V)에 의해 에칭 프로세스(etchig process)를 광화학적으로 가속시키는 효과를 말한다.
즉, 상기 레이저 액티베이팅 효과는 레이저 빔(V)이 가공물을 액티베이팅하거나, 에칭 용액을 액티베이팅하거나, 또는 가공물과 에칭 동액을 동시에 액티베이팅함에 따라 발생할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 레이저 빔을 이용한 가공 과정과 에칭 용액을 이용한 패턴 형성 과정을 동시에 수행함과 동시에, 레이저 액티베이팅 효과에 의해 반응성을 향상시켜 더욱 정밀하게 가공물 표면에서 원하는 부위를 정밀하게 가공할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 레이저 가공 및 에칭 공정의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 가공물, 예컨대 기판의 회로패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.
즉, 레이저 빔은 가공물과 에칭 용액을 가열하고, 레이저 빔이 조사된 부위를 부분적으로 손상시켜 성질을 변화시킴으로써, 가공성을 향상시킬 수 있다.
에칭 용액은 레이저 빔이 조사되는 부위를 냉각하고, 광자(photon) 및 화학적(chemical) 가공 효과를 향상시킬 수 있다.
다시 도 3에서, S12단계에서 제어부(40)는 레이저 빔(V)을 가공하고자 하는 가공 방향을 따라 이동시키도록 제어신호를 발생하고, 빔 조사부(20)에 마련된 구동부(23)는 상기 제어신호에 기초해서 상기 가공 방향을 따라 레이저 빔(V)의 조사 위치 및 에칭 용액(E)의 분사 위치를 이동시키도록 구동된다. 물론, 가공물(11)이 가공 방향을 따라 이동 가능하게 구성될 수도 있다.
이에 따라, 가공물(11)의 표면에서 레이저 빔(V)이 가공 방향을 따라 이동하고, 분사노즐(33)도 가공방향을 따라 에칭 용액(E)의 분사 위치를 이동시킬 수 있다.
S14단계에서 제어부(40)는 빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔(V)의 조사 조건과 분사부(30)에서 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 조건을 조절하도록 제어신호를 발생한다.
그러면, 레이저 빔 발생기(21)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 레이저 빔(V)의 출력을 포함하는 조사 조건을 조절하고, 에칭 용액 조절기(34)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 분사노즐(33)을 통해 분사되는 에칭 용액(E)의 분사량을 포함하는 분사 조건을 조절한다.
이에 따라, S16단계에서 가공물(11)은 레이저 빔(V)이 조사된 조사영역을 따라 가공되고, 가공물(11)의 표면은 에칭 용액(E)에 의해 에칭되어 가공된다.
상기한 바와 같은 과정을 통해, 본 발명은 레이저 빔을 이용해서 가공물을 원하는 형상으로 가공함과 동시에, 에칭 용액을 이용해서 가공물 표면에서 원하는 부위를 가공할 수 있다.
그리고 본 발명은 가공물을 가공하는 과정에서 발생하는 열손상이나 손실을 방지하고, 레이저 액티베이팅 효과에 의해 반응성을 향상시켜 더욱 정밀하게 가공물의 표면에 정밀하게 가공할 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 레이저 가공 및 에칭 공정의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 가공물, 예컨대 기판의 회로패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 레이저 빔을 이용해서 가공물을 원하는 형상으로 가공함과 동시에, 에칭 용액을 이용해서 가공물 표면에서 원하는 부위를 가공하는 레이저 가공 및 에칭 장치 및 방법 기술에 적용된다.
10: 레이저 가공 및 에칭 장치
11: 가공물
V: 레이저 빔 E: 에칭 용액
20: 레이저 빔 조사부 21: 레이저 빔 발생기
22: 렌즈부 23: 구동부
30: 에칭 용액 분사부 31: 저장탱크
32: 공급펌프 33: 분사노즐
34: 에칭 용액 조절기 35: 공급관
40: 제어부

Claims (5)

  1. 가공물(11)에 레이저 빔(V)을 조사하는 레이저 빔 조사부(20),
    레이저 빔(V)이 조사된 가공물(11)의 표면에 에칭 용액(E)을 분사하는 에칭 용액 분사부(30) 및
    가공물(11)의 가공 조건에 기초해서 상기 레이저 빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔의 조사 조건 및 상기 에칭 용액 분사부(30)에서 에칭 용액(E)을 분사하는 분사 조건을 변경해서 구동하도록 제어하는 제어부(40)를 포함하고,
    가공물(11)에 레이저 빔(V)을 조사해서 가공하는 공정과, 가공물(11)의 표면에 에칭 용액(E)을 분사해서 원하는 부위를 가공하는 공정을 동시에 수행하며,
    상기 레이저 빔 조사부(20)는 미리 설정된 파장 및 세기를 갖는 레이저 빔(V)을 발생하는 레이저 빔 발생기(21),
    상기 레이저 빔 발생기(21)에서 발생한 레이저 빔(V)을 집속해서 가공물(11)을 향해 조사하는 렌즈부(22) 및
    레이저 빔(V)을 가공하고자 하는 가공 방향을 따라 이동시키도록, 상기 렌즈부(22)를 구동하는 구동부(23)를 포함하며,
    상기 에칭 용액 분사부(30)는 에칭 용액(E)을 저장하는 저장탱크(31),
    상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 구동되어 에칭 용액(E)을 가공물(11) 측으로 공급하도록 펌핑 동작하는 공급펌프(32),
    에칭 용액(E)을 가공물(11)에 분사하는 분사노즐(33) 및
    상기 분사노즐(33)을 통해 분사되는 에칭 용액(E)의 분사 조건을 조절하는 에칭 용액 조절기(34)를 포함하고,
    상기 가공물(11)의 가공 조건은 가공물(11)의 재질, 길이, 두께 정보와, 카메라나 센서를 이용해서 가공물의 가공 상태를 모니터링한 결과 정보를 포함하며,
    상기 레이저 빔(V)의 조사 조건은 레이저 빔(V)의 온, 오프에 따른 반복률, 펄스 형태의 레이저 빔(V)이 조사되는 조사 시간을 조절하는 펄스 폭, 레이저 빔(V)의 출력과 주파수, 레이저 빔(V)의 형상과 초점 위치 중에서 하나 이상을 포함하고,
    상기 에칭 용액(E)의 분사 조건은 에칭 용액(E)의 농도, 분사 압력, 분사 유량 및 분사 시간 중에서 하나 이상을 포함하며,
    상기 레이저 빔 조사부(20)는 레이저 빔(V)에 의해 에칭 프로세스를 광화학적으로 가속시키는 레이저 액티베이팅 효과에 의해 반응성을 향상시키고 가공물(11)을 가공하는 과정에서 발생하는 열손상이나 손실을 방지하도록, 레이저 빔(V)의 출력을 가공물(11)을 가열해서 재결정화하거나 용융이 되기 전까지 가열하도록 설정하고, 설정된 출력으로 레이저 빔(V)을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 및 에칭 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 기재된 레이저 가공 및 에칭 장치(10)를 이용한 레이저 가공 및 에칭 방법에 있어서,
    레이저 빔 조사부(20)에서 가공물(11)에 레이저 빔을 조사하고, 에칭 용액 분사부(30)에서 레이저 빔(V)이 조사된 가공물(11)의 표면에 에칭 용액을 분사해서 가공물(11)을 가공하고, 가공물(11) 표면을 에칭해서 원하는 부위를 가공하는 공정을 동시에 수행하며,
    제어부(40)는 가공물(11)의 가공 조건에 기초해서 상기 레이저 빔 조사부(20)에서 조사되는 레이저 빔의 조사 조건 및 상기 에칭 용액 분사부(30)에서 에칭 용액(E)을 분사하는 분사 조건을 변경해서 구동하도록 제어하고,
    상기 가공물(11)의 가공 조건은 가공물(11)의 재질, 길이, 두께 정보와, 카메라나 센서를 이용해서 가공물의 가공 상태를 모니터링한 결과 정보를 포함하며,
    상기 레이저 빔(V)의 조사 조건은 레이저 빔(V)의 온, 오프에 따른 반복률, 펄스 형태의 레이저 빔(V)이 조사되는 조사 시간을 조절하는 펄스 폭, 레이저 빔(V)의 출력과 주파수, 레이저 빔(V)의 형상과 초점 위치 중에서 하나 이상을 포함하고,
    상기 에칭 용액(E)의 분사 조건은 에칭 용액(E)의 농도, 분사 압력, 분사 유량 및 분사 시간 중에서 하나 이상을 포함하며,
    상기 레이저 빔 조사부(20)는 레이저 빔(V)에 의해 에칭 프로세스를 광화학적으로 가속시키는 레이저 액티베이팅 효과에 의해 반응성을 향상시키고 가공물(11)을 가공하는 과정에서 발생하는 열손상이나 손실을 방지하도록, 레이저 빔(V)의 출력을 가공물(11)을 가열해서 재결정화하거나 용융이 되기 전까지 가열하도록 설정하고, 설정된 출력으로 레이저 빔(V)을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 및 에칭 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116887522A (zh) * 2023-06-19 2023-10-13 武汉铱科赛科技有限公司 一种线路板制作方法、系统、装置及设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050063094A (ko) * 2003-12-22 2005-06-28 삼성에스디아이 주식회사 레이저빔의 초점 자동조절장치
KR20080023894A (ko) 2006-09-12 2008-03-17 주식회사 세지 레이저를 이용한 고집적 회로기판의 제조방법
KR101088479B1 (ko) * 2008-01-31 2011-11-30 광주과학기술원 광결맞음 단층 영상기술을 이용하여 가공 상태를 모니터링하는 레이저 가공장치
KR20180070981A (ko) * 2016-12-19 2018-06-27 에이티아이 주식회사 레이저 가공 장치
KR20180105571A (ko) * 2017-03-15 2018-09-28 가부시기가이샤 디스코 웨이퍼의 가공 방법
KR20190089734A (ko) 2018-01-23 2019-07-31 가부시기가이샤 디스코 가공 방법, 에칭 장치, 및 레이저 가공 장치
KR102157750B1 (ko) 2012-11-29 2020-09-21 코닝 인코포레이티드 레이저 손상 및 에칭에 의한 유리 제품의 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050063094A (ko) * 2003-12-22 2005-06-28 삼성에스디아이 주식회사 레이저빔의 초점 자동조절장치
KR20080023894A (ko) 2006-09-12 2008-03-17 주식회사 세지 레이저를 이용한 고집적 회로기판의 제조방법
KR101088479B1 (ko) * 2008-01-31 2011-11-30 광주과학기술원 광결맞음 단층 영상기술을 이용하여 가공 상태를 모니터링하는 레이저 가공장치
KR102157750B1 (ko) 2012-11-29 2020-09-21 코닝 인코포레이티드 레이저 손상 및 에칭에 의한 유리 제품의 제조방법
KR20180070981A (ko) * 2016-12-19 2018-06-27 에이티아이 주식회사 레이저 가공 장치
KR20180105571A (ko) * 2017-03-15 2018-09-28 가부시기가이샤 디스코 웨이퍼의 가공 방법
KR20190089734A (ko) 2018-01-23 2019-07-31 가부시기가이샤 디스코 가공 방법, 에칭 장치, 및 레이저 가공 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116887522A (zh) * 2023-06-19 2023-10-13 武汉铱科赛科技有限公司 一种线路板制作方法、系统、装置及设备

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