KR102679223B1

KR102679223B1 - 플라스틱 레이저 융착 시스템

Info

Publication number: KR102679223B1
Application number: KR1020240042179A
Authority: KR
Inventors: 김명수; 김영철; 김재혁; 조요한
Original assignee: 케이투레이저시스템 (주)
Filing date: 2024-03-28
Publication date: 2024-06-27

Abstract

레이저 융착 시스템이 개시된다. 본 발명에 따르면, 복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지; 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고, 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 제2부재를 투과하여 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 제1, 2부재를 접합하며, 레이저다이오드패키지는, 복수의 레이저다이오드모듈을 포함하고, 각 레이저다이오드모듈은, 하나 이상의 레이저다이오드유닛; 레이저다이오드유닛의 온도제어를 위한 히트싱크; 및 온도, 습도, 전원공급 중 어느 하나 이상을 측정하고, 각 레이저다이오드모듈의 작동상태를 모니터링하는 센서를 포함하는 레이저융착시스템이 제공된다.

Description

플라스틱 레이저 융착 시스템 {LASER WELDING SYSTEM FOR PLASTIC PARTS}

본 발명은 레이저 융착 시스템에 관한 것이다.

레이저는 다양한 부재 간의 접합에 사용되고 있다. 일부 분야에서 레이저는 플라스틱 부품 간의 접합을 위해 적합하게 사용될 수 있다. 상대적으로 복잡한 구조나 형상을 갖는 플라스틱 부품 간의 접합에 있어서, 레이저는 접합부위의 외관 변화를 최소화하면서도 양호한 접합강도를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 레이저 접합 또는 레이저 융착은 이러한 이점을 바탕으로 기존의 접착 방식이나 초음파 용접 등을 점진적으로 대체해 나가고 있다.

레이저 접합에 있어서 유용하게 활용할 수 있는 특성 중 하나는 레이저 빔의 높은 투과성이다. 레이저 접합에서 모재에 열 에너지를 가하는 빔은 투과성 또는 반투과성을 갖는 플라스틱 부재를 적절히 투과할 수 있는 특성을 갖는다. 이에 따라 레이저 접합은 투과성을 이용해 기존에 접근이 어려웠던 복잡하고 정교한 접합구조에서도 좀 더 효과적으로 활용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 배경에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 또한 이상의 설명에 기재 또는 시사된 내용들이 반드시 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 일부는 종래 기술에 해당되지 않는 내용들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 불투과성의 부재와 투과성 또는 반투과성의 부재 간 레이저 빔을 통한 접합을 효과적으로 구현할 수 있는 레이저융착시스템을 제공하고자 한다.

다만 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 반드시 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지; 상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및 상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고, 상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며, 상기 레이저다이오드패키지는, 복수의 레이저다이오드모듈을 포함하고, 상기 각 레이저다이오드모듈은, 하나 이상의 레이저다이오드유닛; 상기 레이저다이오드유닛의 온도제어를 위한 히트싱크; 및 온도, 습도, 전원공급 중 어느 하나 이상을 측정하고, 상기 각 레이저다이오드모듈의 작동상태를 모니터링하는 센서를 포함하는 레이저융착시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지; 상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및 상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고, 상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며, 상기 레이저다이오드유닛은, 복수의 레이저다이오드칩을 포함하고, 상기 복수의 레이저다이오드칩은, 빔의 진행방향을 기준으로 전방에 배치된 레이저다이오드칩이 후방에 배치된 레이저다이오드칩보다 낮은 위치에 배치되어, 각 빔의 중첩이 방지되도록 형성된 레이저융착시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지; 상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및 상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고, 상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며, 상기 레이저다이오드유닛은, 각각 레이저다이오드칩이 배치되는 복수의 단차면을 포함하고, 상기 복수의 단차면은, 빔의 진행방향을 따라 전방으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮아지게 형성되어, 상기 각 레이저다이오드칩으로부터 출력된 빔의 중첩이 방지되도록 형성된 레이저융착시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 레이저 빔을 통한 부재의 용접 접합에 적합하게 사용될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 불투과성의 부재와 투과성 또는 반투과성의 부재 간 레이저 빔을 통한 접합에서 보다 효과적으로 활용될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 광원으로 레이저다이오드패키지를 사용하고, 레이저다이오드패키지는 복수의 레이저다이오드유닛으로 구성되어 각 레이저다이오드유닛을 단위로 출력이 제어될 수 있다. 이에 따라 각 접합영역에 따라 개별적 또는 부분적으로 출력이 제어될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 상이한 높이에 배치된 복수의 레이저다이오드칩을 구비하고, 각 레이저다이오드칩의 광 경로를 분리해 중첩으로 인한 출력 손실을 저감시킬 수 있다. 또한 빔을 분배하는 광섬유분배번들은 입사부가 압착 가공되어 광섬유가닥 간의 갭을 제거하고 있다. 이러한 구성들은 출력단까지의 빔 이송 과정에서 에너지 손실을 최소화하고 충분한 빔 강도를 확보해 예열 등 별도의 전처리 과정 없이 부재 간 용접 접합을 구현하는데 기여할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 접합대상인 부재 사이에 용입범프를 형성하고, 용입범프의 용융을 통해 부재 간 접합을 구현할 수 있다. 용입범프는 부재 간 적절한 접합력을 확보할 수 있도록 함과 동시에, 가압 및 융용에 의해 부재 간 변위를 발생시켜 적절한 접합여부를 판정하는 판단기준을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템은 접합라인을 따라 이동하는 방식이 아닌, 접합라인에 일괄적으로 빔을 조사해 동시에 접합시키는 일괄 접합방식을 채용하고 있다. 이와 같은 방식은 용접포인트가 접합라인을 따라 이동하는 방식과 대비해, 생산성을 개선하고, 시간 차에 따른 들뜸 현상 등 융착불량을 줄일 수 있다.

다만 본 발명의 실시예들을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과들은 반드시 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 효과들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저융착시스템을 보여주는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 레이저다이오드패키지를 보여주는 개략도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 광섬유분배번들을 보여주는 개략도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 입사부의 확대도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 도파관을 보여주는 개략도이다.
도 4b는 도파관을 사용하지 않는 경우의 용접라인과, 도 4a에 도시된 도파관을 사용하는 경우의 용접라인을 비교한 개략도이다.
도 5a는 도 1에 도시된 레이저융착시스템의 제1, 2작동상태도이다.
도 5b는 도 1에 도시된 레이저융착시스템의 제3, 4작동도이다.

이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 이하의 실시예들은 통상의 기술자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이고, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이하에 설명되는 특정 실시예들에 제한되는 것은 아님을 알려 둔다. 본 발명은 이하에서 설명될 기술적 사상을 구현하는 다양한 종류의 균등물, 대체물, 변환물 등을 폭 넓게 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 한편 편의상 이하의 설명에서 본 발명의 기술적 요지를 불분명하게 하거나 공지된 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저융착시스템을 보여주는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저융착시스템(100)은 부재의 접합을 위해 레이저 빔을 출력하는 레이저다이오드패키지(110), 출력된 빔을 분배하는 광섬유분배번들(130) 및, 분배된 복수의 빔을 라인 빔 형태로 변환시키는 도파관(140)을 포함할 수 있다.

레이저다이오드패키지(110)는 복수의 레이저다이오드유닛(112)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서 빔의 출력은 각 레이저다이오드유닛(112)을 단위로 조절될 수 있다. 레이저다이오드패키지(110)는 제어부(120)에 제어될 수 있다. 제어부(120)는 각 레이저다이오드유닛(112)에 전원을 공급하는 전류제어보드(121) 및, 각 레이저다이오드유닛(112)의 출력을 측정하고 전류를 제어하는 컨트롤보드(122)를 포함할 수 있다.

광섬유분배번들(130)은 각 레이저다이오드유닛(112)에서 출력된 빔을 각 번들레그(134)에 따른 복수의 빔으로 분배하도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 광섬유분배번들(130)은 복수의 레이저다이오드유닛(112)에 대응되도록 복수 세트가 구비될 수 있다.

도파관(140)은 광섬유분배번들(130)에서 출력된 빔을 접합대상인 부재로 안내할 수 있다. 본 실시예에서 도파관(140)은 복수의 광섬유분배번들(130)에서 출력된 빔을 중첩 내지 집광시켜 하나의 라인 빔 형태의 빔을 출력할 수 있다. 출력된 빔은 제2부재(220)를 투과하고 제1부재(210)를 용융시켜 제1, 2부재(210, 220) 간을 용접 접합할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 레이저다이오드패키지를 보여주는 개략도이다.

도 2를 참조하면, 레이저다이오드패키지(110)는 복수의 레이저다이오드유닛(112)을 포함하고, 각 레이저다이오드유닛(112)으로부터 출력된 빔을 집결시켜 방출하도록 형성될 수 있다.

레이저다이오드패키지(110)는 하나 이상의 레이저다이오드모듈(111)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 레이저다이오드패키지(110)는 복수의 레이저다이오드모듈(111)을 포함할 수 있다. 일례로 레이저다이오드패키지(110)는 2 내지 10개의 레이저다이오드모듈(111)을 포함할 수 있다. 레이저다이오드모듈(111)의 개수는 접합영역의 크기, 형태, 구조 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 실시예에 있어서 레이저다이오드패키지(110)는 4개의 레이저다이오드모듈(111)로 구성되어 있다. 다만 레이저다이오드모듈(111)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있고, 반드시 예시된 바에 한정되지는 않는다.

한편 레이저다이오드모듈(111)은 하나 이상의 레이저다이오드유닛(112)을 포함할 수 있다. 레이저다이오드패키지(110)의 경우와 유사하게, 일부 실시예들에 있어서 레이저다이오드모듈(111)은 복수의 레이저다이오드유닛(112)을 포함할 수 있다. 일례로 레이저다이오드모듈(111)은 2 내지 11개의 레이저다이오드유닛(112)을 포함할 수 있다. 레이저다이오드유닛(112)의 개수는 접합영역의 크기, 형태, 구조 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 실시예에 있어서 레이저다이오드모듈(111)은 총 11개의 레이저다이오드유닛(112)으로 구성되어 있다. 다만 레이저다이오드유닛(112)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있고, 반드시 예시된 바에 한정되지는 않는다.

레이저다이오드패키지(110)는 각 레이저다이오드유닛(112)을 단위로 출력이 제어될 수 있다. 즉, 레이저다이오드패키지(110)가 복수의 레이저다이오드유닛(112)을 포함함에 따라 각 레이저다이오드유닛(112)을 통해 개별적 또는 부분적으로 출력이 제어될 수 있다. 각 레이저다이오드유닛(112)은 후술할 각 광섬유분배번들(130)과 대응되고, 각 광섬유분배번들(130)은 복수의 출사부(132)를 가지고 소정의 접합영역을 커버하게 되는바, 상기와 같은 레이저다이오드패키지(110)는 각 접합영역에 따라 개별적 또는 부분적으로 출력이 제어될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 레이저융착시스템(100)은 접합영역의 크기, 형태, 구조 등에 따른 보다 적절한 출력 제어가 구현될 수 있다.

한편 상기에서 복수의 레이저다이오드유닛(112) 중 일부는 다른 레이저다이오드모듈(111)의 오작동 시 사용되기 위한 여분(spare)의 레이저다이오드유닛(112)으로 기능할 수 있다. 일례로 본 실시예에 있어서 10개의 레이저다이오드유닛(112)은 접합에 사용되고, 나머지 1개의 레이저다이오드유닛(112)은 오작동 시 사용되기 위한 여분으로 준비될 수 있다. 이와 같은 여분의 레이저다이오드유닛(112)은 일부 레이저다이오드유닛(112)에 대한 오작동이나 파손 시 가공라인의 신속한 복구를 가능하게 한다.

필요에 따라 레이저다이오드모듈(111)에는 레이저다이오드유닛(112)의 온도제어를 위한 히트싱크(111a)가 구비될 수 있다. 본 실시예에 있어서 히트싱크(111a)는 복수의 레이저다이오드유닛(112)이 배치된 기판(111b) 하부에 배치되어, 냉매인렛(111c) 및 냉매아웃렛(111d)을 통해 유동되는 냉매로 레이저다이오드유닛(112)의 온도를 제어하도록 구성되어 있다.

또한 필요에 따라 레이저다이오드모듈(111)에는 하나 이상의 센서(111e~111f)가 구비될 수 있다. 센서(111e~111f)는 레이저다이오드모듈(111)의 각종 작동상태를 모니터링하기 위해 구비될 수 있다. 본 실시예에 있어서 센서(111e~111f)는 온도센서(111e), 습도센서(111f) 및 파워모니터링센서(111g)가 예시되고 있다.

한편 레이저다이오드유닛(112)은 광원으로 기능하는 레이저다이오드칩(112a)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 레이저다이오드칩(112a)은 싱글 이미터 레이저 다이오드(Single Emitter Laser Diodes)를 포함하고 기판에 실장되어 제공될 수 있다. 레이저다이오드칩(112a)에서 방출된 빔은 고속축시준기(112b)(Fast Axis Collimator; FAC) 및 저속축시준기(112c)(Slow Axis Collimator; SAC)를 거쳐 미러(112d)로 입사될 수 있다. 미러(112d)는 입사된 빔을 포커싱렌즈(112e)를 향해 반사할 수 있다.

상기에서 레이저다이오드칩(112a) 내지 미러(112d)는 각 광원에 따라 복수 세트가 구비될 수 있다. 일례로 레이저다이오드칩(112a) 내지 미러(112d)는 2 내지 10세트가 구비될 수 있고, 본 실시예에서는 4세트가 예시되어 있다. 각 세트에서 방출된 빕은 포커싱렌즈(112e)를 거쳐 집광되어 이후 광 경로를 따라 이동될 수 있다.

도시되지 않았으나 필요에 따라 포커싱렌즈(112e)의 전단 또는 후단에는 빔의 전송을 안내하는 라이트파이프(light pipe)가 구비될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 라이트파이프는 빔을 플랫 탑(Flat top) 형태로 변형시키도록 형성될 수 있다. 즉, 라이트파이프는 사각, 육각, 팔각 등 다각형 형상의 횡단면을 갖고, 빔을 횡단면 형상에 대응되는 형상으로 쉐이핑(shaping)시키도록 형성될 수 있다. 플랫 탑 형태의 라이트파이프는 후술할 광섬유분배번들(130)과 조합되어 광 전송효율을 향상시키는데 기여할 수 있다.

한편 상기에서 각 세트의 레이저다이오드칩(112a)은 상이한 높이로 배치될 수 있다. 구체적으로 레이저다이오드칩(112a)은 전방에 인접한 다른 레이저다이오드칩(112a) 대비 소정 정도 높은 위치에 배치될 수 있고, 반대로 후방에 인접한 또 다른 레이저다이오드칩(112a) 대비 소정 정도 낮은 위치에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 레이저다이오드칩(112a)은 전방으로 갈수록 낮은 높이에 배치될 수 있다. 참고로 상기에서 전, 후방은 복수의 미러(112d)를 거쳐 포커싱렌즈(112e)를 향해 빔이 안내되는 방향을 기준으로, 포커싱렌즈(112e)가 배치된 방향을 전방, 그 반대 방향을 후방으로 지칭한 것이다.

상기와 같은 배치는 레이저다이오드칩(112a)이 배치되는 바닥면에 복수의 단차(step)면(112f~112i)을 형성하여 구현될 수 있다. 일례로 본 실시예에서는 4세트의 레이저다이오드칩(112a)이 예시되어 있고, 이에 대응되도록 바닥면에는 4개의 단차면(112f~112i)이 형성되어 있다. 이와 같은 경우 4개의 단차면(112f~112i)은 전방으로 갈수록 높이가 낮아지게 형성될 수 있다. 즉, 각 단차면(112f~112i)을 제1 내지 4단차면(112f~112i)으로 구분해 지칭하면, 최후방에 배치된 제1단차면(112f)과 대비하여, 제1단차면(112f) 전방의 제2단차면(112g)은 제1단차면(112f) 대비 소정 정도 낮게 형성될 수 있고, 제2단차면(112g) 전방의 제3단차면(112h)은 제2단차면(112g) 대비 소정 정도 낮게 형성될 수 있으며, 최전방의 제4단차면(112i)은 제3단차면(112h) 대비 소정 정도 낮게 형성될 수 있다.

상기와 같은 배치는 각 레이저다이오드칩(112a)으로부터 출력되는 빔이 이송경로 상에서 중첩되어 광 손실이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 각 레이저다이오드칩(112a)에서 출력된 빔은 물리적으로 분리되어 포커싱렌즈(112e)까지 이동될 수 있고, 이에 따라 광 경로 상에서 간섭으로 인한 에너지 손실을 방지할 수 있다. 이와 같은 이점은 가열 등의 전처리과정 없이 가공대상물을 곧장 용접 접합하는데 기여할 수 있다.

도 3a는 도 1에 도시된 광섬유분배번들을 보여주는 개략도이다.

도 3a를 참조하면, 레이저다이오드패키지(110)에서 출력된 빔은 광섬유분배번들(130)을 통해 복수의 빔으로 분할될 수 있다. 광섬유분배번들(130)은 각 레이저다이오드유닛(112)에 대응되도록 복수개가 구비될 수 있다. 일례로 본 실시예에서는 각 레이저다이오드모듈(111) 당 10개의 레이저다이오드유닛(112)이 사용(나머지 1개의 레이저다이오드유닛(112)은 오작동 시 사용을 위한 여분)되고 있고, 이와 같은 레이저다이오드모듈(111)이 4세트 조합되어 레이저다이오드패키지(110)를 구성하고 있다. 이에 따라 광섬유분배번들(130)은 각 레이저다이오드유닛(112)에 대응되도록 총 40세트가 구비될 수 있다.

광섬유분배번들(130)은 레이저다이오드패키지(110)로부터 빔이 입사되는 입사부(131)를 구비할 수 있다. 입사부(131)는 광섬유분배번들(130)의 일단에 구비될 수 있다.

또한 광섬유분배번들(130)은 입사부(131)로 입사된 빔이 방출되는 출사부(132)를 구비할 수 있다. 출사부(132)는 상기 일단에 대응되는 광섬유분배번들(130)의 반대측 단부에 구비될 수 있다. 출사부(132)는 복수개가 구비될 수 있다. 즉, 광섬유분배번들(130)은 입사부(131)로 입사된 빔을 복수의 출사부(132)로 분할해 방출할 수 있다. 본 실시예에 있어서 출사부(132)는 10개로 예시되어 있다. 다만 출사부(132)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있고, 반드시 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.

광섬유분배번들(130)은 입사부(131)에서 출사부(132)에 이르도록 연장 형성될 수 있다. 구체적으로 광섬유분배번들(130)은 입사부(131)로부터 소정 길이 연장 형성된 번들바디(133)를 구비할 수 있다. 또한 광섬유분배번들(130)은 번들바디(133)로부터 출사부(132)에 이르도록 소정 길이 연장 형성된 번들레그(134)를 구비할 수 있다. 번들레그(134)는 복수개가 구비될 수 있고, 각 번들레그(134)의 일단에는 전술한 바와 같은 출사부(132)가 형성될 수 있다.

한편 광섬유분배번들(130)은 복수의 광섬유가닥(135)을 구비할 수 있다. 각 광섬유가닥(135)은 입사부(131)로부터 출사부(132)에 이르도록 연장 형성될 수 있다. 복수의 광섬유가닥(135)은 광섬유분배번들(130) 내에서 다시 복수의 광섬유다발(136)로 분할되어 각 출사부(132)로 분배될 수 있다. 일례로 본 실시예에 있어서 입사부(131)로부터 연장된 복수의 광섬유가닥(135)은 10개의 광섬유다발(136)로 분할되어 각 출사부(132)로 분배될 수 있다.

상기에서 광섬유다발(136)의 분할은 무작위 추출 방식으로 이뤄질 수 있다. 즉, 입사부(131)로부터 연장된 복수의 광섬유가닥(135) 중 무작위 추출된 일부의 광섬유가닥(135)이 하나의 광섬유다발(136)을 형성할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서 광섬유다발(136)은 입사부(131)에서의 단면을 기준으로 물리적으로 이격된 위치에 배치된 임의의 광섬유가닥(135)들을 무작위 추출해 구성될 수 있다.

일례로 도 3a에 도시된 확대도를 참조하면, 입사부(131)의 단면을 기준으로 이격 배치된 복수의 제1광섬유가닥(135a)이 선택되어 제1광섬유다발(136a)을 구성할 수 있고, 제1광섬유다발(136a)은 하나의 번들레그(134a)를 형성할 수 있다. 또한 입사부(131)의 단면을 기준으로 이격 배치된 복수의 제2광섬유가닥(135b)이 선택되어 제2광섬유다발(136b)을 구성할 수 있고, 제2광섬유다발(136b)은 다른 하나의 번들레그(134b)를 형성할 수 있다. 이와 같은 무작위 추출 방식은 각 출사부(132)에서의 출력 편차를 줄일 수 있게 한다. 일부 실시예들에 있어서 각 출사부(132)에서의 출력 편차는 상기와 같은 방식을 통해 5% 이내로 구현될 수 있다.

도 3b는 도 3a에 도시된 입사부의 확대도이다.

도 3b의 (a) 및 (b)는 입사부(131)의 가공방법을 개략적으로 표현한 모식도이고, 도 3b의 (c)는 상기 가공방법에 따른 실제 입사부(131)의 압착 형상이다.

도 3b를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서 입사부(131)에 배치된 복수의 광섬유가닥(135)은 소정의 열 및 압력으로 압착 가공될 수 있다.

구체적으로 광섬유가닥(135)은 도 3b의 (a)와 같이 초기 상태에서 원형의 횡단면을 가질 수 있다. 또한 복수의 광섬유가닥(135)은 원형의 횡단면에 따라 소정의 갭(G1)을 갖고 초기 배치될 수 있다. 본 출원인이 연구한 바에 따르면 이와 같은 갭(G1)은 레이저다이오드유닛(112)으로부터 광섬유분배번들(130)로 빔이 전송되는 과정에서 광 손실을 발생시킬 수 있다.

이에 따라 입사부(131)에서 복수의 광섬유가닥(135)은 도 3b의 (b)와 같이 소정의 온도 조건에서 소정의 압력을 가해 압착 가공될 수 있다. 압착된 광섬유가닥(135)은 횡단면이 변형되면서 인접한 다른 광섬유가닥(135)과의 사이에 있던 갭(G1)이 제거될 수 있다. 바람직하게 광섬유가닥(135)은 육각형의 횡단면 형상을 갖도록 열 및 압력으로 압착 가공될 수 있다. 또는 복수의 광섬유가닥(135)은 허니컴(honeycomb) 구조를 갖도록 열 및 압력으로 압착 가공될 수 있다.

상기와 같이 갭(G1)이 제거된 복수의 광섬유가닥(135)은 입사부(131)에서의 광 손실을 줄이는데 기여할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 입사부(131)에서의 광 전송 효율은 상기와 같은 방식을 통해 80% 이상으로 구현될 수 있다.

한편 일부 실시예들에 있어서 입사부(131)는 전술한 라이트파이프와 대응되는 횡단면 형상을 가질 수 있다. 일례로 라이트파이프는 육각형의 횡단면 형상을 가질 수 있고, 입사부(131)는 이에 대응되는 육각형의 횡단면 형상을 가질 수 있다. 서로 대응되는 횡단면 형상의 라이트파이프 및 입사부(131)는 라이트파이프와 입사부(131) 간 광 손실을 줄이는데 기여할 수 있다.

또한 육각 등 다각형 형상을 갖는 입사부(131)는 전술한 압착 가공의 편의를 제공할 수 있다. 즉, 사각, 육각, 팔각 등 다각형 형상을 갖는 입사부(131)는 도 3b의 (b)와 같이 초기 상태에서 각 변에 대응되는 면이 가압되면서 압착될 수 있고, 갭(G1)이 제거되면서 라이트파이프에 대응되는 횡단면 형상이 적절히 확보될 수 있다.

도 4a는 도 1에 도시된 도파관을 보여주는 개략도이다.

도파관(140)은 광섬유분배번들(130)의 각 출사부(132)로부터 출력된 빔을 용접지점으로 안내하도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 도파관(140)은 금형에 일체로 구비될 수 있다.

도파관(140)은 도파로(141)를 구비할 수 있다. 도파로(141)는 빔의 진행방향을 따라 입사로(142)로부터 출사로(143)에 이르도록 연장 형성될 수 있다. 또한 도파로(141)는 용접라인에 대응되도록 용접라인을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서 도파로(141)는 용접라인을 따라 연장 형성되어, 전체 용접라인을 일괄 용접하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 방식은, 용접포인트가 용접라인을 따라 이동하며 용접하는 방식과 대비해, 생산성을 개선하고, 시간 차에 따른 들뜸 현상 등 융착불량을 줄일 수 있다. 또한 빔의 출력을 용접라인에 균일하게 전송해 용입깊이의 제어가 용이하게 이뤄질 수 있다.

입사로(142)에는 번들레그(134)의 출사부(132)가 배치될 수 있다. 출사부(132)로부터 출력된 빔은 입사로(142)를 통해 도파로(141) 내부로 유입되어 도파로(141)를 따라 이동될 수 있다. 이동된 빔은 출사로(143)를 통해 가공대상물로 방출될 수 있다.

도파로(141)를 둘러싼 내면은 적절한 반사율을 갖도록 코팅 또는 도금 처리될 수 있다. 바람직하게 도파로(141)는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상의 반사율을 갖도록 코팅 또는 도금 처리될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서 도파로(141)는 금으로 도금 처리될 수 있다.

또한 도파로(141)는 출사로(143)를 향해 폭이 점진적으로 작아지게 형성될 수 있다. 구체적으로 입사로(142)가 제1폭(W1)을 가진다고 할 때, 출사로(143)는 제1폭(W1)보다 소정 정도 작은 제2폭(W2)을 가질 수 있고, 도파로(141)는 제1폭(W1)에서 제2폭(W2)을 향해 점진적으로 폭이 작아지게 형성될 수 있다.

상기와 같은 도파로(141)는 보다 좁은 폭의 균일한 용접라인(WL1)을 형성할 수 있도록 한다.

도 4b는 도파관을 사용하지 않는 경우의 용접라인과, 도 4a에 도시된 도파관을 사용하는 경우의 용접라인을 비교한 개략도이다.

도 4b의 (a)를 참조하면, 도파관을 사용하지 않는 경우 용접라인(WL2)은 복수의 원형 빔이 확장(expend)되어 중첩된 형태를 가질 수 있다. 이와 같은 경우 용접라인(WL2)은 미세하게 돌출영역(E1) 및 함몰영역(E2)이 반복되면서 연장될 수 있다. 따라서 용접라인(WL2)이 고르게 형성되지 않고, 용접라인(WL2)의 폭을 제어하는데도 제약이 따른다.

도 4b의 (b)를 참조하면, 본 실시예의 경우 도파관(140)을 통해 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있다. 각 출사부(132)에서 출력된 빔은 도파로(141) 내에서 반사 및 중첩되고, 상대적으로 작은 폭의 출사로(143)를 통해 출력될 수 있다. 또한 출사로(143)의 폭에 따라 빔은 매끈한 라인 빔의 형태를 가지고 출력될 수 있다. 따라서 전술한 돌출영역(E1) 및 함몰영역(E2) 등이 제거되고 보다 완전한 라인 형태의 용접라인(WL1)이 형성될 수 있다. 또한 출사로(143)의 폭을 적절히 설정하여 용접라인(WL1)의 폭을 보다 용이하게 제어할 수 있다.

도 5a는 도 1에 도시된 레이저융착시스템의 제1, 2작동상태도이다.

전술한 바와 같은 레이저융착시스템(100)은 레이저 빔에 대해 불투과성을 갖는 제1부재(210)와, 적어도 일부가 레이저 빔에 대해 투과성 또는 반투과성을 갖는 제2부재(220) 간의 용접 접합을 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 경우 레이저융착시스템(100)을 통해 제공된 빔은 일부 또는 전부가 제2부재(220)를 투과해 제1부재(210)에 제공될 수 있고, 제1부재(210)가 부분적으로 용융되어 대응되는 영역에서 제1, 2부재(210, 220)가 상호 접합될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서 제1, 2부재(210, 220)는 플라스틱 재질의 사출물로 구성될 수 있다. 또한 제1부재(210)는 일부 또는 전부가 불투과성의 플라스틱 재질로 형성될 수 있고, 제2부재(220)는 일부 또는 전부가 투과성 또는 반투과성의 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 보다 구체적인 예시로 제1부재(210)는 일부 또는 전부가 ABS 수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene)로 형성될 수 있고, 제2부재(220)는 일부 또는 전부가 아크릴 수지(Polymethly methacrylate Acrylic; PMMA)로 형성될 수 있다. 경우에 따라 특정 레이저 파장에 대한 제1부재(210) 또는 제2부재(220)의 투과성은 합성수지의 종류와 무관하게 첨가제의 종류, 함량 등으로 결정될 수 있다.

다른 일부 실시예들에 있어서 제1, 2부재(210, 220)는 차량용 램프의 구성부품으로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1부재(210)는 불투과성 플라스틱 재질로 형성된 램프 브라켓으로 구성될 수 있고, 제2부재(220)는 투과성 또는 반투과성 플라스틱 재질로 형성된 램프 커버로 구성될 수 있다. 램프 커버는 램프 브라켓에 안착 배치되어 램프 브라켓과 접하는 테두리 영역에서 용접 접합될 수 있다.

도 5a 등의 작동예에서는 제1, 2부재(210, 220)가 차량용 램프의 구성부품으로 각각 램프 브라켓 및 램프 커버인 경우를 예시하고 있다. 이에 따라 이하에서는 예시된 경우를 중심으로 레이저융착시스템(100)의 작동을 설명하도록 한다. 다만 본 실시예에 따른 레이저융착시스템(100)은 예시된 차량용 램프의 구성부품 외에도, 적합한 사용조건을 갖는 다양한 종류의 부재 간 접합에 응용될 수 있고, 반드시 이하에서 설명할 작동예에 한정되어 적용 가능한 것은 아니다.

도 5a의 (a)를 참조하면, 먼저 제1, 2부재(210, 220)가 작업위치로 배치될 수 있다. 본 작동예에서 제2부재(220)는 제1부재(210)의 상부에 안착되어 배치된 것으로 예시되어 있다. 제1, 2부재(210, 220)는 적절한 정렬수단에 의해 접합 전 위치 정렬될 수 있다.

한편 제1부재(210)는 용입범프(211)를 구비할 수 있다. 용입범프(211)는 제1부재(210)의 접합부위에 소정 높이 돌출 형성될 수 있다. 본 작동예에서 용입범프(211)는 대략 반원형의 횡단면을 갖는 돌기 형태로 예시되어 있다. 용입범프(211)는 제1부재(210)와 제2부재(220)의 접합부위 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제2부재(220)는 접합부위가 제1부재(210)의 용입범프(211)에 접촉되어 지지된 형태로 초기 배치될 수 있다. 이에 따라 초기 상태에서 제1부재(210)의 접합단부와 제2부재(220)의 접합단부는 용입범프(211)의 높이에 대응되는 소정의 간격(G2)을 갖고 이격 배치될 수 있다.

또한 용입범프(211)는 제1부재(210)의 접합라인을 따라 연장 형성될 수 있다. 경우에 따라 용입범프(211)는 제1부재(210)의 접합라인을 따라 불연속적으로 연장 형성되거나, 접합라인의 구조적 형상 등에 따라 부분적으로 생략될 수 있다. 다만 어느 경우에나 제1부재(210)의 접합단부는 용입범프(211)에 의해 초기 상태에서 제2부재(220)의 접합단부와 소정의 간격(G2)을 갖고 이격 배치될 수 있다.

도 5a의 (b)를 참조하면, 이어서 레이저융착시스템(100)이 제1, 2부재(210, 220)를 향해 하강될 수 있다. 구체적으로 본 작동예에 있어서 전술한 도파관(140)은 금형(144)에 일체로 구비되어 있고, 도파관(140) 내지 금형(144)이 제2부재(220) 상면의 접합라인을 향해 하강될 수 있다. 또한 금형(144)은 제2부재(220) 상면의 접합라인을 커버하며 제2부재(220)에 안착 배치될 수 있다.

필요에 따라 상기에서 금형(144)은 제2부재(220)를 소정 정도 가압하며 초기 배치될 수 있다. 금형(144)의 초기 가압력은 제1부재(210)에 구비된 용입범프(211)에 의해 적절히 지지될 수 있다. 이에 따라 상기 가압력에도 불구하고, 제1, 2부재(210, 220)의 접합단부는 소정의 간격(G2)을 유지할 수 있다.

도 5b는 도 1에 도시된 레이저융착시스템의 제3, 4작동도이다.

도 5b의 (c)를 참조하면, 이어서 접합라인에 레이저 빔이 조사될 수 있다. 구체적으로 전술한 레이저다이오드유닛(112)으로부터 빔이 출력되고, 출력된 빔은 광섬유분배번들(130)을 통해 복수의 번들레그(134)로 분배될 수 있다. 각 번들레그(134)의 출사부(132)로부터 출력된 빔은 도파로(141)를 따라 이동되고, 복수의 번들레그(134)로부터 출력된 빔은 도파로(141) 내에서 중첩되며 하나의 라인 빔 형태를 형성할 수 있다.

상기와 같이 처리된 빔은 제2부재(220)를 투과하여 제1부재(210)에 조사될 수 있다. 또한 빔은 복수의 번들레그(134) 내지 도파로(141) 배치에 따라 제1부재(210)의 접합라인에 일괄 조사될 수 있다.

한편 제1부재(210)는 빔에 의해 부분적으로 용융되며 제2부재(220)와 용접 접합될 수 있다. 구체적으로 본 작동예에서 빔은 제1부재(210)에 구비된 용입범프(211)를 용융시키도록 의도되고, 용입범프(211)를 포함한 제1부재(210)의 일부가 부분적으로 용융되며 제2부재(220)와의 접합이 이뤄질 수 있다.

상기에서 제2부재(220)는 용입범프(211)가 용융되면 제1부재(210)를 향한 가압력에 의해 소정 정도 위치 변화가 발생될 수 있다. 즉, 본 작동예와 같이 제2부재(220)가 하측으로 가압력을 받는 상태에서 빔에 의해 용입범프(211)가 용융되면, 제2부재(220)는 용입범프(211)의 높이에 대응되도록 소정 정도 하강되며 제1부재(210)와 접합될 수 있다. 다시 말하면, 초기 상태에서 제1, 2부재(210, 220) 간 존재하였던 간격(G2)이 제거되면서, 제1, 2부재(210, 220)가 용접 접합될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서 레이저융착시스템(100)은 상기와 같은 제2부재(220)의 변위를 통해 적절한 접합여부를 판정할 수 있다. 즉, 레이저융착시스템(100)은 초기 상태에서 상기의 간격(G2)에 대응되는 변위가 발생되면, 제1, 2부재(210, 220) 간 접합이 적절히 완료된 것으로 판정할 수 있다. 이와 같은 방식은 간단하면서도 효과적이고 정확하게 접합여부를 판별할 수 있도록 한다.

용입범프(211)는 제1, 2부재(210, 220)의 접합을 위한 용융지를 제공하는 한편, 상기와 같은 변위를 발생시켜 접합여부 판정을 위한 판단기준을 제공할 수 있다. 이에 따라 용입범프(211)의 높이, 범위, 위치, 형태 등은 모재의 종류, 빔의 출력, 접합영역의 구조 및 형태, 금형(144)의 가압력 등을 적절히 고려해 설정될 수 있다.

한편 일부 실시예들에 있어서 레이저융착시스템(100)은 상기와 같은 접합단계 이전에 별도의 전처리 과정을 거치지 않을 수 있다. 일례로 본 실시예에 따른 레이저융착시스템(100)은 빔의 조사 전 모재(제1, 2부재(210, 220))를 예열하는 단계 등을 별도로 가지지 않을 수 있다. 본 실시예에 있어서 상기의 예열 단계 등은 금형(144)을 통한 모재(제1, 2부재(210, 220))의 가압을 통해 적절히 대체될 수 있다.

도 5b의 (d)를 참조하면, 빔이 조사되고 제1, 2부재(210, 220) 간 변위가 적절히 발생되면, 레이저다이오드유닛(112)으로의 전원 공급이 중단되고, 금형(144)이 다시 초기 위치로 상승 복귀될 수 있다. 이후 용접이 완료된 제1, 2부재(210, 220)가 작업 위치에서 제거되고, 다시 새로운 제1, 2부재가 투입되어 전술한 접합과정이 반복될 수 있다.

이상 설명한 바 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 레이저 빔을 통한 부재의 용접 접합에 적합하게 사용될 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 불투과성의 부재와 투과성 또는 반투과성의 부재 간 레이저 빔을 통한 접합에서 보다 효과적으로 활용될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 광원으로 레이저다이오드패키지(110)를 사용하고, 레이저다이오드패키지(110)는 복수의 레이저다이오드유닛(112)으로 구성되어 각 레이저다이오드유닛(112)을 단위로 출력이 제어될 수 있다. 이에 따라 각 접합영역에 따라 개별적 또는 부분적으로 출력이 제어될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 상이한 높이에 배치된 복수의 레이저다이오드칩(112a)을 구비하고, 각 레이저다이오드칩(112a)의 광 경로를 분리해 중첩으로 인한 출력 손실을 저감시킬 수 있다. 또한 빔을 분배하는 광섬유분배번들(130)은 입사부(131)가 압착 가공되어 광섬유가닥(135) 간의 갭(G1)을 제거하고 있다. 이러한 구성들은 출력단까지의 빔 이송 과정에서 에너지 손실을 최소화하고 충분한 빔 강도를 확보해 예열 등 별도의 전처리 과정 없이 부재 간 용접 접합을 구현하는데 기여할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 접합대상인 부재 사이에 용입범프(211)를 형성하고, 용입범프(211)의 용융을 통해 부재 간 접합을 구현할 수 있다. 용입범프(211)는 부재 간 적절한 접합력을 확보할 수 있도록 함과 동시에, 가압 및 융용에 의해 부재 간 변위를 발생시켜 적절한 접합여부를 판정하는 판단기준을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들에 따른 레이저융착시스템(100)은 접합라인을 따라 이동하는 방식이 아닌, 접합라인에 일괄적으로 빔을 조사해 동시에 접합시키는 일괄 접합방식을 채용하고 있다. 이와 같은 방식은 용접포인트가 접합라인을 따라 이동하는 방식과 대비해, 생산성을 개선하고, 시간 차에 따른 들뜸 현상 등 융착불량을 줄일 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.

100: 레이저융착시스템 110: 레이저다이오드패키지
111: 레이저다이오드모듈 112: 레이저다이오드유닛
120: 제어부 121: 전류제어보드
122: 컨트롤보드 130: 광섬유분배번들
131: 입사부 132: 출사부
133: 번들바디 134: 번들레그
135: 광섬유가닥 136: 광섬유다발
140: 도파관 141: 도파로
142: 입사로 143: 출사로
144: 금형 210: 제1부재
211: 용입범프 220: 제2부재

Claims

복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지;
상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및
상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고,
상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며,
상기 레이저다이오드패키지는, 복수의 레이저다이오드모듈을 포함하고,
상기 각 레이저다이오드모듈은,
하나 이상의 레이저다이오드유닛;
상기 레이저다이오드유닛의 온도제어를 위한 히트싱크; 및
온도, 습도, 전원공급 중 어느 하나 이상을 측정하고, 상기 각 레이저다이오드모듈의 작동상태를 모니터링하는 센서를 포함하는 레이저융착시스템.
복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지;
상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및
상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고,
상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며,
상기 레이저다이오드유닛은, 복수의 레이저다이오드칩을 포함하고,
상기 복수의 레이저다이오드칩은, 빔의 진행방향을 기준으로 전방에 배치된 레이저다이오드칩이 후방에 배치된 레이저다이오드칩보다 낮은 위치에 배치되어, 각 빔의 중첩이 방지되도록 형성된 레이저융착시스템.
복수의 레이저다이오드유닛을 포함하는 레이저다이오드패키지;
상기 각 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔을 복수의 빔으로 분배하는 광섬유분배번들; 및
상기 분배된 복수의 빔을 라인 빔으로 변형시켜 접합대상인 제1, 2부재로 안내하는 도파관을 포함하고,
상기 도파관을 거쳐 출력된 빔은, 상기 제2부재를 투과하여 상기 제1부재의 접합영역으로 제공되고, 상기 제1, 2부재 간의 접합라인에 일괄 조사되어 상기 제1, 2부재를 접합하며,
상기 레이저다이오드유닛은, 각각 레이저다이오드칩이 배치되는 복수의 단차면을 포함하고,
상기 복수의 단차면은, 빔의 진행방향을 따라 전방으로 갈수록 높이가 단계적으로 낮아지게 형성되어, 상기 각 레이저다이오드칩으로부터 출력된 빔의 중첩이 방지되도록 형성된 레이저융착시스템.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광섬유분배번들은,
상기 레이저다이오드유닛에서 출력된 빔이 입사되는 입사부;
상기 입사부로부터 연장되어 빔을 이송하는 복수의 광섬유가닥; 및
상기 입사부로 입사된 빔을 분할하여 방출하는 복수의 출사부를 포함하는 레이저융착시스템.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도파관은,
성가 광섬유분배번들로부터 빔이 입사되는 입사로;
상기 입사된 빔이 상기 제1, 2부재를 향해 출사되는 출사로; 및
상기 입사로 및 상기 출사로 사이에서 빔의 이동 경로를 따라 연장된 도파로를 포함하는 레이저융착시스템.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도파관은, 금형에 일체로 구비되는 레이저융착시스템.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2부재는, 적어도 일부가 레이저 빔에 대해 투과성 또는 반투과성을 갖는 플라스틱 재질을 포함하고,
상기 제1부재는, 적어도 일부가 레이저 빔에 대해 불투과성을 갖는 플라스틱 재질을 포함하는 레이저융착시스템.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1부재는, 접합영역에 구비되어 상기 도파관으로부터 출력된 빔에 의해 적어도 일부가 용융되는 용입범프를 포함하는 레이저융착시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 용입범프는, 상기 제1부재의 표면에서 상기 제2부재를 향해 소정 높이로 돌출 형성되는 레이저융착시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 제2부재는, 초기 상태에서 상기 용입범프에 접촉 지지되어, 접합부위에서 상기 제1부재와 소정 간격으로 이격 배치되는 레이저융착시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 제2부재는, 상기 용입범프가 용융되면, 초기 상태에서 상기 제1부재를 향해 소정 정도 변위가 발생되는 레이저융착시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 레이저다이오드패키지는, 상기 변위를 근거해 접합여부를 판정하고, 레이저 빔의 출력을 정지하도록 형성된 레이저융착시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 제2부재는, 상기 도파관이 구비된 금형에 의해 상기 용입범프를 향해 소정 정도 가압되는 레이저융착시스템.