KR20000010170A - Apparatus for making pattern and three dimensional figure on the surface of ceramic material and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A process for making micro scopic pattern and three dimensional figure by using a laser etching method on the surface of ceramic materials such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, and silicon nitride and its apparatus are provided which can make it possible to produce super precision apparatus by ceramic materials. CONSTITUTION: The process comprises a)a first step for supplying process of an etching solution onto the surface of ceramic material, b)a second step for decomposing the ceramic compound into metal and gas by irradiating a laser beam on the surface of ceramic supplied to the etching solution selectively, c)a third step for leaving always the etching solution on a processed part of ceramic material by separating etched metal from the ceramic material, and c)a fourth step for transferring the ceramic material to the direction of X, Y, Z axes. The apparatus comprises a nozzle part for supplying the etching solution onto the surface of ceramic, a laser beam irradiating part for irradiating the laser beam onto the surface of ceramic supplied to the etching solution, a transport part for transferring the ceramic material to the direction of X, Y, Z axes. and a control part for controlling the operation of the nozzle part, the laser beam irradiation part, and the transport part.

Description

세라믹 재료에 패턴 및 3차원 형상을 제작하기 위한 장치 및 방법Apparatus and method for fabricating patterns and three-dimensional shapes in ceramic materials

본 발명은 마이크로 범위의 패턴 및 3차원 표면형상을 제작하는 방법 및 이를 수행하기 위한 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 탄화 규소(SiC) 및 질화 규소(Si3N2) 등과 같은 세라믹 표면에 레이저 에칭법을 이용하여 마이크로 범위의 패턴 및 3차원 표면형상을 제작하는 방법 및 이를 수행하기 위한 레이저 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a micro-range pattern and three-dimensional surface shape, and to a laser processing apparatus for performing the same, more specifically, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon carbide The present invention relates to a method for producing a micro range pattern and a three-dimensional surface shape using a laser etching method on a ceramic surface such as (SiC) and silicon nitride (Si 3 N 2 ), and a laser processing apparatus for performing the same.

부품의 경량화 및 극소화 추세에 따라 마이크로 범위의 초정밀 가공의 필요성이 크게 부각되고, 첨단 산업의 발달과 함께 새로운 차원의 재료 가공 기술이 시급히 요구되고 있다. 이에 부응하여, 현재 초정밀 가공(Micro machining) 분야에 대한 기술개발이 급속히 진행되고 있는 상황이다.With the light weight and minimization of parts, the necessity of ultra-precision processing in the micro range is highlighted, and with the development of the high-tech industry, a new level of material processing technology is urgently required. In response to this, technology development in the field of micro-machining is progressing rapidly.

초정밀 가공 기술 분야에서 3차원 형상 제작이나 표면 3차원 형상 제작에 적용되고 있는 대표적인 기술은 리소그래피(lithography)를 이용한 에칭방법, 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition), 물리 기상 증착법(physical vapor deposition) 및 LIGA(lithography-glavanic)방법 등이 있다.Representative techniques applied in the manufacturing of three-dimensional shapes or surface three-dimensional shapes in the field of ultra-precision processing technology include etching methods using lithography, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and LIGA. (lithography-glavanic) method.

리소그래피를 이용한 방법은 평면 가공에 제한되어 있으며, 따라서, 실린더 또는 구 형태의 피가공물에는 적용이 불가능하다. 또한, 상기 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법 및 LIGA방법은 재질 표면에 3차원 형상을 증착하는 방법으로서, 평판에 주로 사용되며 제작된 형상의 기계적 강도가 매우 낮은 결점이 있다. 이러한 방법들은 모두 재질에 따라 적용에 제한을 받고 있다. 특히, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 탄화 규소 및 질화 규소 등과 같은 세라믹 재질의 3차원 형상 제작에는 적용이 극히 제한적이다.The method using lithography is limited to planar processing and therefore is not applicable to workpieces in the form of cylinders or spheres. In addition, the chemical vapor deposition method, physical vapor deposition method and LIGA method is a method of depositing a three-dimensional shape on the surface of the material, mainly used for flat plate has a drawback of the mechanical strength of the manufactured shape is very low. All of these methods are limited in their application. In particular, the application of the three-dimensional shape of the ceramic material such as aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide and silicon nitride is extremely limited.

최근 들어, 세라믹 재질이 갖는 고강도, 고내마모성, 그리고 고내산성의 특성을 살린 초정밀 기계부품의 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 그 가공 방법으로는 다이아몬드 커터(Cutter)를 이용한 기계적 가공과 레이저 애블레이션(laser ablation)를 이용한 방법이 사용되고 있다.8Recently, the development of ultra-precision mechanical parts utilizing the characteristics of high strength, high abrasion resistance, and high acid resistance of ceramic materials has been actively carried out, and the processing methods include mechanical processing and laser ablation using a diamond cutter (Cutter). A method using laser ablation is used.8

기계적 가공은 공구 사이즈로 인하여 가공 폭이 200㎛ 이하일 경우에는 가공이 불가능하고, 접근성이 매우 나빠서 가공에 한계점을 나타내고 있다. 또한, 레이저 애블레이션 방법은 레이저 빔을 재료 표면에 집속시켜 레이저 빔의 높은 출력 밀도를 이용하여 재료를 직접 증발시켜 형상을 제작하는 방법으로서, 가공 깊이의 제어가 어렵고 형상의 가공 신뢰도가 낮다는 단점을 갖는다. 또한, 레이저 빔의 출력 밀도가 높기 때문에 열 영향부가 커서 재질 표면의 기계적 및 화학적 변화가 유발될 수 있으며, 일반적으로 열 충격이 가해졌을 경우에 가공부위에 미세 균열이 발생한다.Mechanical processing is impossible due to the tool size when the processing width is 200㎛ or less, the accessibility is very bad, showing a limitation in the machining. In addition, the laser ablation method focuses the laser beam on the material surface to directly evaporate the material by using the high power density of the laser beam. Thus, the laser ablation method is difficult to control the processing depth and the processing reliability of the shape is low. Has In addition, due to the high power density of the laser beam, the heat affected zone is large, which may cause mechanical and chemical changes on the surface of the material. In general, when a thermal shock is applied, fine cracks are generated in the processed part.

이러한 기계적 가공의 한계점과 레이저 애블레이션 방법의 단점을 보완한 방법이 레이저 에칭법이다. 이 방법은 에칭 가능한 재질인 반도체 재료, 구리, 티타늄, 니켈, 몰리브덴, 및 크롬 등을 적합한 에칭 용액 혹은 에칭 개스 분위기에서 표면에 빔을 조사하여 패턴을 형성하는 방법이 공지되어 있지만, 레이저를 이용한 세라믹 재질에 대한 3차원 가공 방법은 실용화되지 못하고 있는 상태이다.The method of complementing the limitations of the mechanical processing and the disadvantages of the laser ablation method is the laser etching method. This method is a method of forming a pattern by irradiating a surface to the surface in a suitable etching solution or etching gas atmosphere of a semiconductor material, copper, titanium, nickel, molybdenum, and chromium, which is an etchable material, is known. The three-dimensional processing method for the material has not been put to practical use.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1 목적은 세라믹 재질에 패턴 및 3차원 형상을 제작하기 위한 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a method for manufacturing a pattern and a three-dimensional shape in a ceramic material.

본 발명의 제2 목적은 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide an apparatus for performing the method.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 재료에 3차원 형상 제작을 위한 레이저 가공 장치의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a laser processing apparatus for producing a three-dimensional shape in a ceramic material according to an embodiment of the present invention.

도2는 세라믹 재료에 3차원 형상이 제작되는 과정을 보여주는 도면이다.2 is a view illustrating a process of manufacturing a three-dimensional shape in a ceramic material.

도3은 레이저 빔이 집광 렌즈를 통해 세라믹 재료의 표면에 조사되는 과정을 보여주는 도면이다.3 is a view showing a process in which a laser beam is irradiated onto a surface of a ceramic material through a condenser lens.

도4는 레이저 빔이 리소그래피 방식에 의해 세라믹 재료의 표면에 조사되는 과정을 보여주는 도면이다.4 shows a process in which a laser beam is irradiated onto a surface of a ceramic material by a lithography method.

도5는 레이저 빔이 스캐닝 방식에 의해 세라믹 재료의 표면에 조사되는 과정을 보여주는 도면이다.5 is a view showing a process in which a laser beam is irradiated to the surface of the ceramic material by a scanning method.

도6은 본 발명에 따른 레이저 장치를 사용하여 세라믹 재료를 가공하는 과정을 보여주기 위한 플로우 차트이다.6 is a flow chart for showing a process of processing a ceramic material using the laser device according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 레이저 가공장치 110 : 노즐부100: laser processing apparatus 110: nozzle unit

120 : 빔 조사부 130 : 이송부120: beam irradiation unit 130: transfer unit

140 : 온도 제어기 150 : 에칭 용액 용기140: temperature controller 150: etching solution container

160 : 믹서 170 : 제어부160: mixer 170: control unit

200 : 세라믹 재료 210 : 집광 렌즈200: ceramic material 210: condensing lens

212 : 마스크 214 : 스캐너212: mask 214: scanner

216 : 빔 모듈레이터216 beam modulator

상기 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 세라믹 재질의 표면에 에칭 용액을 공급하는 제1 단계; 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시키는 제2 단계; 에칭용액에 의해 식각된 금속을 세라믹 재질로부터 분리시키므로써 항상 세라믹 재질의 가공부위에 에칭용액을 잔존시키는 제3 단계; 및 소정의 형상이 형성될 수 있도록, 상기 세라믹 재질을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키는 제4 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법을 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention, the first step of supplying an etching solution to the surface of the ceramic material; Selectively irradiating a laser beam onto a ceramic surface supplied with the etching solution to decompose the ceramic compound at the portion irradiated with the laser beam into a metal and a gas; A third step of always leaving the etching solution on the processed portion of the ceramic material by separating the metal etched by the etching solution from the ceramic material; And a fourth step of transferring the ceramic material in the X, Y, and Z-axis directions so that a predetermined shape can be formed.

상기 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 세라믹 재질의 표면에 에칭 용액을 공급하기 위한 노즐부; 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시키는 레이저 빔 조사부; 소정의 형상이 형성될 수 있도록, 상기 세라믹 재질을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키는 이송부; 및 상기 노즐부, 레이저빔 조사부 및 이송부의 작동을 제어하기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하기 위한 장치를 제공한다.In order to achieve the second object, the present invention, the nozzle unit for supplying an etching solution to the surface of the ceramic material; A laser beam irradiator selectively irradiating a laser beam onto a ceramic surface supplied with the etching solution to decompose the ceramic compound in a portion irradiated with the laser beam into metal and a gas; A transfer unit for transferring the ceramic material in X, Y, and Z-axis directions so that a predetermined shape is formed; And a control unit for controlling the operation of the nozzle unit, the laser beam irradiator, and the transfer unit.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(100)이 도시되어 있다. 도1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 가공 장치(100)은 세라믹 재료(200)의 표면에 에칭 용액을 공급하기 위한 노즐부(110), 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 재료(200)의 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시키는 레이저 빔 조사부(120), 상기 세라믹 재료(200)에 소정의 형상이 형성될 수 있도록, 상기 세라믹 재료(200)을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키는 이송부(130); 및 상기 노즐부(110), 레이저빔 조사부(120) 및 이송부(130)의 작동을 제어하기 위한 제어부(170)을 구비한다.1 shows a laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 according to the present invention includes a nozzle unit 110 for supplying an etching solution to the surface of the ceramic material 200, and a laser beam supplied with the etching solution. A predetermined shape may be formed on the laser beam irradiator 120 and the ceramic material 200 to selectively irradiate a surface of the material 200 to decompose the ceramic compound of the portion irradiated with the metal into a gas and a gas. Transfer unit 130 for transferring the ceramic material 200 in the X, Y, Z-axis direction so that; And a controller 170 for controlling the operations of the nozzle unit 110, the laser beam irradiation unit 120, and the transfer unit 130.

상기 세라믹 재료(200)은 레이저 빔에 의하여 화합물의 분해가 일어나는 재료로 구성되며, 바람직하기로는, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 탄화 규소, 및 질화 규소로 구성된다. 상기 세라믹 재료(200)은 상기 이송부(130)의 상부에 놓여지게 되며, 상기 이송부(130)의 저면에는 상기 제어부(170)과 전기적으로 연결되어 있는 이송 롤러(도시 안됨)가 장착되므로써, 제어부(170)으로부터의 소정의 신호에 따라 상기 이송부(130)이 X, Y, Z축 방향으로 이송될 수 있게 되어 있다.The ceramic material 200 is composed of a material in which decomposition of the compound is caused by a laser beam, and preferably, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, and silicon nitride. The ceramic material 200 is placed on the upper portion of the conveying part 130, and the lower surface of the conveying part 130 is mounted with a conveying roller (not shown) electrically connected to the control part 170. According to a predetermined signal from 170, the transfer part 130 may be transferred in the X, Y, and Z axis directions.

에칭 용액은 상기 노즐부(110)을 통해 상기 세라믹 재료(200)의 상면에 공급되도록 되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 에칭 용액을 수납하는 에칭 용액 용기(150)이 제공되고 상기 세라믹 재료(200)이 상기 에칭 용액 용기(150) 내에 담겨질 수도 있다.Although the etching solution is to be supplied to the upper surface of the ceramic material 200 through the nozzle unit 110, according to another embodiment of the present invention, an etching solution container 150 for receiving an etching solution is provided and the ceramic Material 200 may also be contained within the etching solution vessel 150.

상기 에칭 용액 용기(150)의 일 측부에 제공되어 있는 것은 온도 제어기(140)으로서, 상기 에칭 용액 용기(150) 내에 담겨진 에칭 용액의 온도를 소정 온도로 유지시키는 기능을 한다. 또한, 도면 부호(160)은 믹서로서, 상기 에칭 용액 용기(150) 내에 담겨진 에칭 용액을 고르게 분산시키는 역할을 한다.The temperature controller 140 is provided at one side of the etching solution container 150, and serves to maintain the temperature of the etching solution contained in the etching solution container 150 at a predetermined temperature. In addition, the reference numeral 160 is a mixer, and serves to evenly distribute the etching solution contained in the etching solution container 150.

레이저 빔을 상기 세라믹 재료(200)의 표면에 조사하는 방법으로는, 도3에 도시된 바와 같은 집광 렌즈(210)을 이용하는 방법, 도4에 도시된 바와 같은 마스크(212)를 이용하는 방법, 및 도5에 도시된 바와 같은 스캐너와 빔 모듈레이터(214, 216)을 이용하는 스캐닝 방법 등이 있다.As a method of irradiating a laser beam to the surface of the ceramic material 200, a method using a condenser lens 210 as shown in Figure 3, a method using a mask 212 as shown in Figure 4, and Scanning methods using a scanner and beam modulators 214 and 216 as shown in FIG.

집광 렌즈(210)을 이용한 방법에서는, 레이저 빔을 가공 형상에 따라 on/off 하는 빔 모듈레이터 및 가공물 이송을 위한 X,Y,Z축 구동부를 제어하여 3차원 형상의 데이터를 2차원 평면 가공 데이터로 변환시켜 한층 한 층씩(layer by layer) 가공이 이루어 지도록한다. 이 방법에서는, 에칭 용액이 노즐을 통해 공급될 수도 있으며, 에칭 용액 용기에 의해 제공될 수도 있고, 두 가지가 동시에 사용될 수도 있다. 마스크 방법에서는 가공 층에 따른 마스크 변환 장치를 이용하여 매 층마다 적합한 마스크를 장착하여 레이저 빔을 조사한다. 이 방법에서는, 에칭 용액 공급 방식으로서 담금 방식을 사용한다. 또한, 상기 스캐닝 방법에서는 X, Y, Z축 이송부를 사용하지 않고 상기 스캐너와 빔 모듈레이터(214, 216) 만을 제어하여 빔을 조사한다.In the method using the condenser lens 210, the beam modulator for turning on / off the laser beam according to the processing shape and the X, Y, and Z axis driving parts for transporting the workpiece are converted into three-dimensional planar data. The conversion is done layer by layer processing. In this method, the etching solution may be supplied through the nozzle, may be provided by the etching solution container, and both may be used at the same time. In the mask method, a laser beam is irradiated with a suitable mask for each layer by using a mask conversion device according to the processed layer. In this method, a dip method is used as the etching solution supply method. In addition, the scanning method irradiates a beam by controlling only the scanner and the beam modulators 214 and 216 without using the X, Y, and Z axis transfer units.

한편, 도2에는 본 발명에 따른 레이저 가공 장치(100)에 의해 세라믹 재료(200)에 3차원 형상이 제작되는 과정이 도시되어 있다. 도2에서, 각각의 층(a, b,...n)의 깊이는 레이저 빔을 1회 조사하므로써 이루어지는 가공 깊이이다.Meanwhile, FIG. 2 shows a process in which a three-dimensional shape is manufactured in the ceramic material 200 by the laser processing apparatus 100 according to the present invention. In Fig. 2, the depths of the layers a, b, ... n are the processing depths obtained by irradiating the laser beam once.

가공 부위의 폭을 일정하게 유지하기 위해서는, 매 층마다 가공된 깊이 만큼 Z축을 이동시켜 항상 일정한 레이저 빔의 초점 크기가 가공 부위 표면에 조사되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 가공 깊이와 크기는 레이저 출력과 초점의 크기를 제어하므로써 조절할 수 있다.In order to keep the width of the machining site constant, it is desirable to move the Z axis by the machined depth for each layer so that the constant focal size of the laser beam is always irradiated onto the machining site surface. In addition, the processing depth and size can be adjusted by controlling the size of the laser power and focus.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 가공 장치(100)의 작동 과정을 도6을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 세라믹 재료(200)이 이송부(130)의 상부에 놓여지게 되면, 세라믹 재료(200)의 표면에 에칭 용액이 공급된다 (S1). 이때, 상기 에칭 용액은 노즐부(110)을 통해 세라믹 재료(200)의 표면에 공급되거나, 또는, 상기 세라믹 재료(200)을 에칭 용액 용기(150)에 담금으로써 세라믹 재료(200)의 표면에 공급된다.First, when the ceramic material 200 is placed on the upper portion of the transfer unit 130, the etching solution is supplied to the surface of the ceramic material 200 (S1). At this time, the etching solution is supplied to the surface of the ceramic material 200 through the nozzle unit 110, or by immersing the ceramic material 200 in the etching solution container 150 to the surface of the ceramic material 200 Supplied.

이어서, 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 재료(200)의 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시킨다 (S2). 이 과정에서, 상기 가스는 대기 중으로 방출되고, 금속 성분은 에칭이 되어 세라믹 재료(200)의 표면으로부터 분리되므로써, 레이저 빔 조사 부위에 음각 형상이 형성된다.Subsequently, the laser beam is selectively irradiated onto the surface of the ceramic material 200 supplied with the etching solution, so that the ceramic compound at the portion irradiated with the laser beam is decomposed into metal and gas (S2). In this process, the gas is released into the atmosphere, and the metal component is etched and separated from the surface of the ceramic material 200, so that a negative shape is formed at the laser beam irradiation site.

이어서, 에칭용액에 의해 식각된 금속을 세라믹 재료(200)으로부터 완전히 분리시키므로써 세라믹 재료(200)의 가공부위에 에칭용액이 제공될 수 있도록 한다 (S3). 이 단계는 에칭 용액을 적절한 압력으로 분사하여 공급시키거나, 또는 에칭 용액을 유동시킴으로써 수행된다.Subsequently, the metal etched by the etching solution is completely separated from the ceramic material 200 so that the etching solution may be provided on the processed portion of the ceramic material 200 (S3). This step is performed by spraying and supplying the etching solution at an appropriate pressure, or by flowing the etching solution.

최종적으로, 상기 이송부(130)을 작동시켜 상기 세라믹 재료(200)을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키므로써, 상기 세라믹 재료(200)에 소정의 3차원 형상을 제작한다.Finally, the transfer unit 130 is operated to transfer the ceramic material 200 in the X, Y, and Z-axis directions, thereby producing a predetermined three-dimensional shape in the ceramic material 200.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이져 가공 장치 및 가공에 따르면, 고강도, 고내마모성 및 고내산성을 갖는 세라믹 재질에 다양한 3차원 형상을 용이하게 제작할 수 있으므로, 세라믹 특성을 갖는 초정밀 기계부품을 양산할 수 있다는 장점을 갖는다.As described above, according to the laser processing apparatus and processing of the present invention, various three-dimensional shapes can be easily manufactured on a ceramic material having high strength, high wear resistance, and high acid resistance, so that high precision mechanical parts having ceramic characteristics can be mass-produced. Has the advantage that it can.

또한, 본 발명의 레이저 가공 장치는 평면 형상의 세라믹은 물론 구형 또는 원형의 세라믹 재질에도 적용될 수 있기 때문에, 완성된 제품의 이용 분야가 확대되며, 다양한 산업 분야에 사용가능하다는 장점을 갖는다.In addition, since the laser processing apparatus of the present invention can be applied not only to planar ceramic but also to spherical or circular ceramic materials, the field of use of the finished product is expanded and has an advantage that it can be used in various industrial fields.

이상 본 발명이 바람직한 실시예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있으며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, various modifications and improvements can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such variations and improvements also belong to the present invention. .

Claims (8)

세라믹 재질의 표면에 에칭 용액을 공급하는 제1 단계;Supplying an etching solution to the surface of the ceramic material; 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시키는 제2 단계;Selectively irradiating a laser beam onto a ceramic surface supplied with the etching solution to decompose the ceramic compound at the portion irradiated with the laser beam into a metal and a gas; 에칭용액에 의해 식각된 금속을 세라믹 재질로부터 분리시키므로써 항상 세라믹 재질의 가공부위에 에칭용액을 잔존시키는 제3 단계; 및A third step of always leaving the etching solution on the processed portion of the ceramic material by separating the metal etched by the etching solution from the ceramic material; And 소정의 형상이 형성될 수 있도록, 상기 세라믹 재질을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키는 제4 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.And a fourth step of transferring the ceramic material in the X, Y, and Z-axis directions so that a predetermined shape can be formed. 상기 단계 1은 노즐을 사용하여 에칭용액을 세라믹 재질의 표면에 공급하거나, 또는 상기 세라믹 재질을 에칭용액 용기에 담금으로써 이루어 지는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.The step 1 is a method for producing a three-dimensional shape in a ceramic material, characterized in that by using a nozzle to supply the etching solution to the surface of the ceramic material, or immersing the ceramic material in the etching solution container. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 세라믹 재질은 레이저 빔에 의하여 화합물의 분해가 일어나는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the ceramic material is made of a material in which decomposition of the compound is caused by a laser beam. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 세라믹 재질은 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 탄화 규소, 및 질화 규소로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.The method of claim 1, wherein the ceramic material is selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, and silicon nitride. 제4항에 있어서, 상기 단계3은 에칭 용액을 분사하여 공급시키거나, 또는 에칭 용액을 유동시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.The method of claim 4, wherein the step 3 is performed by spraying and supplying the etching solution or by flowing the etching solution. 제1항, 제2항 및 제5항에 있어서, 상기 단계2에서, 상기 빔 조사방법은 집광 방식, 리소그래피 방식 및 스캐너 방식 중의 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.6. The method of claim 1, 2 or 5, wherein in step 2, the beam irradiation method is performed by one of a light condensing method, a lithography method and a scanner method. How to. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세라믹 재질은 X,Y,Z 방향으로 이동 가능한 작업 테이블 상에 놓여지는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하는 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the ceramic material is placed on a worktable movable in the X, Y, and Z directions. 세라믹 재질의 표면에 에칭 용액을 공급하기 위한 노즐부;A nozzle unit for supplying an etching solution to the surface of the ceramic material; 레이저 빔을 상기 에칭 용액이 공급된 세라믹 표면에 선택적으로 조사하여, 상기 레이저 빔이 조사된 부위의 세라믹 화합물을 금속과 가스로 분해시키는 레이저 빔 조사부;A laser beam irradiator selectively irradiating a laser beam onto a ceramic surface supplied with the etching solution to decompose the ceramic compound in a portion irradiated with the laser beam into metal and a gas; 상기 세라믹 재질을 X, Y, Z축 방향으로 이송시키는 이송부로서, 상기 세라믹 재질이 놓여지는 이송 테이블 및 상기 이송 테이블의 저면에 장착되는 이송롤러로 구성되는 이송부; 및A transfer unit for transferring the ceramic material in the X, Y, and Z-axis directions, the transfer unit including a transfer table on which the ceramic material is placed and a transfer roller mounted on a bottom of the transfer table; And 상기 노즐부, 레이저 빔 조사부 및 이송부의 작동을 제어하기 위한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 재질에 3차원 형상을 제작하기 위한 장치.And a control unit for controlling the operation of the nozzle unit, the laser beam irradiator, and the transfer unit.
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