KR20010112949A - 다중 레이저빔을 이용한 재료처리 방법과 시스템 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (30)
- 워크피이스(12)를 가공하기 위한 재료가공장치(10)에 있어서,서로 분리된 복수의 이산 가공빔(22a,22b)을 제공하기 위한 공급수단(20,24,26,30);상기 워크피이스상의 작동필드(38)내 복수의 위치에서 다중 독립빔(22c,22d)을 생성하기 위해 상기 복수의 이산 가공빔 중의 하나를 편향시키기 위한, 각각이 상기 복수의 이산 가공빔 각각을 위한 장치인 편향장치(28,32);스캔렌즈의 입사동공에 근접 배치되는 상기 편향장치로부터 상기 다중 독립빔을 수신하도록 구성되는 입사동공(62)을 갖는 스캔렌즈(34); 및상기 작동필드내 적어도 하나의 좌표방향에서 상기 다중 독립빔의 각각의 위치를 변경하도록 상기 편향장치를 제어하기 위한 제어수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 공급수단은 소스빔(22)을 제공하기 위한 소스 레이저(20), 상기 소스빔을 수신하고 처리하기 위한 편광 수정기(24), 상기 이산 가공빔(22a,22b)을 생성하기 위해 상기 편광 수정기로부터의 출력을 수신하기 위한 빔스플리터(26), 및 상기 이산 가공빔(22a,22b) 중의 하나를 상기 편향장치(28,32) 중의 하나로 보내기 위한 회전거울(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 소스 레이저는 자외선, 가시광 및 적외선으로 구성되는 그룹에서 선택된 파장에서 작동하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 편광 수정기는 1/2 파장판을 갖는 회전장치인 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 편향장치 각각은 한쌍의 검류계(28a,32a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 한쌍의 검류계의 각각의 검류계는 상기 거울의 각도를 제어하기 위해 구동코일(54)에 의해 구동되는 이동소자(52)에 장착된 거울(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 스캔렌즈는 복수의 축-정렬된 각각의 렌즈(60a-60e)를 포함하는 것을특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 1 항에 있어서,레이저 덤프(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 레이저 덤프는 상기 다중 독립빔으로부터 선택된 원치않는 레이저빔(140)을 수신하기 위해 상기 작동필드에 근접 배치된 반사장치(142) 및 상기 반사장치로부터 원치않는 레이저빔을 수신하기 위한 흡수장치(144)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 이산 가공빔에 대한 배율과 이미지 초점을 매치시키기 위한 경로 평형화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 경로 평형화수단은 상기 빔스플리터뒤에 배치된 복수의 회전거울(30)을 포함하고, 객체면(150)으로부터 상기 스캔렌즈까지의 상기 이산 가공빔 중의 하나의 경로길이(AI)와 상기 이산 가공빔 중 다른 하나의 경로길이(BI)는 동일한 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 2 항에 있어서,다중 독립빔의 전력 출력을 평형화하기 위한 전력 평형화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 전력 평형화수단은 제 1 및 제 2 전력 판독을 생성하기 위해 빔(22c,22d)의 에너지를 측정하기 위한 전력 미터(132) 및 상기 편광 수정기와 연결된 편광 제어모듈(130)을 포함하고, 상기 편광 제어모듈은 상기 전력 미터로부터의 전력 판독을 수신하고 상기 제 1과 제 2 전력 판독을 매치시키기 위해 상기 편광 수정기를 수정하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 1 소스빔을 생성하고 파장(λ1)에서 작동하는 제 1 레이저 소스(82) 및 제 2 소스빔을 생성하고 파장(λ2)에서 작동하는 제 2 레이저 소스(84)를 이용하여 워크피이스(12)를 가공하기 위한 재료처리장치(80)에 있어서,상기 제 1 및 제 2 소스빔 각각과 관련된 복수의 빔렛을 생성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 소스빔 각각을 각도 분할하여 각각의 빔렛이 저강도로 각각의 소스빔을 대략 매치하는 수단(24,26,30);상기 제 1 및 제 2 소스빔 각각의 빔렛을 집속하기 위한 수단(28,32); 및상기 워크피이스내에 상기 집속된 빔렛을 스캔하여 바이어를 천공하기 위해 상기 각각의 제 1 및 제 2 소스빔의 각각 집속된 빔렛을 분리 제어하여 상기 빔렛 중의 하나가 제 1 위치에서의 처리가 완료된 경우 다른 위치로 이동할 수 있도록 하는 수단(40,86,88)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 각도로 분할하는 수단은 상기 제 1 및 제 2 소스빔을 수신하고 처리하기 위한 한쌍의 편광 수정기(24) 및 복수의 빔렛을 생성하기 위해 편광 회전장치로부터의 출력을 수신하기 위한 한쌍의 빔스플리터(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 집속수단은 한쌍의 검류계(28a,32a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 한쌍의 검류계의 각각의 검류계는 상기 거울의 각도를 제어하기 위해구동코일(54)에 의해 구동되는 이동소자(52)에 장착된 거울(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 분리 제어하는 수단은 복수의 축-정렬된 각각의 렌즈(60a-60e) 및 상기제 1 및 제 2 레이저 소스를 따로 제어하기 위한 수단과 연결된 제어모듈(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 제 14 항에 있어서,다중 독립빔으로부터 선택된 원치않는 레이저빔(140)을 수신하기 위한 작동필드(38)에 근접 배치된 반사장치(142) 및 상기 반사장치로부터 원치않는 레이저빔을 수신하기 위한 흡수장치(144)를 갖는 레이저 덤프(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료처리장치.
- 워크피이스(12)를 가공하기 위한 재료가공장치(10)에 있어서,서로 분리된 복수의 이산 가공빔(22a,22b)을 제공하기 위한 공급수단(20,24,26,30);상기 워크피이스상의 작동필드(38)내 복수의 위치에서 다중 독립빔(22c,22d)을 생성하기 위해 상기 복수의 이산 가공빔 중의 하나를 편향시키기 위한, 각각이 상기 복수의 이산 가공빔 각각을 위한 장치인 편향장치(28,32);각각이 입사동공(62)을 갖는 복수의 스캔렌즈(34); 및상기 작동필드내 적어도 하나의 좌표방향에서 상기 다중 독립빔의 각각의 위치를 변경하도록 상기 편향장치를 제어하기 위한 제어수단(40)을 포함하고,상기 복수의 이산 가공빔 각각은 상기 복수의 스캔렌즈 각각의 입사동공에 근접한 상기 편향장치를 이용하여 상기 복수의 스캔렌즈 각각을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 편향장치 각각은 한쌍의 검류계(28a,32a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 21 항에 있어서,상기 한쌍의 검류계의 각각의 검류계는 거울의 각도를 제어하기 위해 구동코일(54)에 의해 구동되는 이동소자(52)에 장착된 거울(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 이산 가공빔에 대한 배율과 이미지 초점을 매치시키기 위한 경로 평형화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 23 항에 있어서,상기 경로 평형화수단은 상기 빔스플리터뒤에 배치된 복수의 회전거울(30)을 포함하고, 객체면(150)으로부터 상기 스캔렌즈까지의 상기 이산 가공빔 중의 하나의 경로길이(AI)와 상기 이산 가공빔 중 다른 하나의 경로길이(BI)는 동일한 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 다중 독립빔의 전력 출력을 평형화하기 위한 전력 평형화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 상기 전력 평형화수단은 제 1 및 제 2 전력 판독을 생성하기 위해 빔(22c,22d)의 에너지를 측정하기 위한 전력 미터(132) 및 상기 편광 수정기와 연결된 편광 제어모듈(130)을 포함하고, 상기 편광 제어모듈은 상기 전력 미터로부터의 전력 판독을 수신하고 상기 제 1과 제 2 전력 판독을 매치시키기 위해 상기 편광 수정기를 수정하는 것을 특징으로 하는 워크피이스 가공용 재료가공장치.
- 레이저(20)를 이용한 워크피이스(12) 가공방법에 있어서,상기 레이저로부터 생성된 서로 분리된 복수의 이산 가공빔을 제공하는 단계;상기 워크피이스상에서 작동필드(38)내 복수의 위치에 다중 독립빔을 생성하기 위해 복수의 이산 가공빔 각각을 편향하는 단계;스캔렌즈(34)의 입사동공(62)에서 수신된 다중 독립빔을 수신 및 출력하는 단계; 및상기 작동필드내 적어도 하나의 좌표방향에서 다중 독립빔 각각의 위치를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 워크피이스 가공방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 스캔렌즈와 워크피이스 사이의 거리를 변경함으로써 워크피이스 불규칙성을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 워크피이스 가공방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 스캔렌즈의 빔의 각도 위치를 조정함으로써 워크피이스 불규칙성을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 워크피이스 가공방법.
- 제 1 레이저빔 및 제 2 레이저빔이 입사각에서 워크피이스에 수렴하는 경우 상기 제 1 레이저빔(22c) 및 상기 제 2 레이저빔(22d)을 이용하여 워크피이스(12)에 바이어(18c)를 천공하는 방법에 있어서,바이어가 워크피이스상에 형성될 때까지 상기 제 1 레이저빔 및 상기 제 2 레이저빔을 교대로 펄스화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피이스에 바이어를 천공하는 방법.
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