KR20140022983A - 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법 - Google Patents

레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛; 상기 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 광학 유닛; 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 미리 설정된 패턴으로 기판 상으로 반사시키는 스캐너 유닛; 상기 스캐너 유닛을 통하여 출사되는 레이저 빔의 일부를 흡수하는 레이저 빔 흡수유닛; 및 상기 레이저 광원 유닛, 광학 유닛, 스캐너 유닛 및 레이저 빔 흡수 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치가 제공된다.

Description

레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법 {Laser cutting apparatus and method using laser beam absorption unit}
본 발명은 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캐너 유닛의 가감속 구간에 따른 스크라이빙 라인 상에 전달되는 레이저 빔의 에너지 분포 차이를 보정하기 위하여, 스캐너 유닛의 등록 구간에 해당되는 레이저 빔이 피절단체 상에 조사되도록 하여 스크라이빙 라인 상에 전달되는 레이저 빔의 에너지 분포를 균일하게 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근의 전자통신기술의 눈부신 발전에 힘입어 이들 각종 모바일단말기들의 기능이 급속도로 향상되고 있는데, 휴대전화를 일례로 들면 최근 들어 이의 기능은 인터넷 접속은 물론 디지털 카메라가 장착되어 사진 및동영상의 촬영과 이의 무선전송이 가능하고, 메모리 확대에 의해 일정관리나 문서의 편집/저장과 같은 소형 데이터베이스의 기능을 갖춘 제품이 출시되고 있다. 한편, 이 같은 이동통신 단말기의 디스플레이 화면은 우수한 콘트라스트(contrast)와 색 재현성을 제공하며 대량생산이 가능한 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)로 구성되며, 최근에는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes : OLED)로 구성된다. 또한, 이동통신 단말기는 디스플레이 화면 즉, 액정표시장치나 유기발광다이오드를 보호하기 위하여 윈도우 플레이트를 포함한다. 윈도우 플레이트는 주로 유리로 형성되며, 최근 이동통신 단말기의 박형화, 터치 스크린 적용 등으로 인하여 윈도우 플레이트 역시 점차 박형화되어 가고 있는 추세이다.
또한, LCD, PDP 및 OLED 등과 같은 평판 표시 장치들을 제조하는 과정에서 셀 공정의 합착 공정 후에 원판의 유리 기판을 각 모듈의 크기에 맞게 절단하거나, 또는 합착 기판에 있어서 선택적으로 상판의 유리 기판만을 절단하는 공정이 수행된다.
모바일 단말기 및 디스플레이 장치 등에 사용되는 유리 기판들을 원하는 모양으로 신속하고 신뢰성 높게 절단하기 위하여 레이저를 이용하고 있다. 레이저 커팅의 기본 원리는 레이저를 이용하여 절단 기판을 연화점(softening point) 이하로 가열 후 냉각시켜 절단 기판 내부의 팽창/압축의 힘을 극대화시켜 재료의 손실을 최소화하여 절단하는 방식이다.
이러한 레이저 열 절단법은 크게 레이저 풀 커팅(laser full cutting) 방식과 스크라이빙 앤드 브레이킹(scribing and breaking)방식으로 구분될 수 있다.
종래 기술에 따른 레이저 절단 장치는 휠, 레이저 광원, 스캐너 및 냉각 장치로 구성된다. 휠은 기계적으로 마이크로 크랙을 형성하며, 레이저 광원으로부터 생성된 레이저 빔은 스캐너를 통하여 절단 예정 라인을 따라 조사한다. 그리고 나서, 냉각 장치를 이용하여 스크라이빙 라인을 따라 냉각 유체를 분사하여 2차 크랙을 유발하여 절단하게 된다.
이때, 스캐너의 관성으로 인하여 절단 예정 라인 상에서 가감속 구간이 발생하게 되며, 가감속 구간에서 기판 상에 조사되는 에너지와 등속 구간에서 기판 상에 조사되는 에너지는 상이하게 된다. 그 결과 스크라이빙 라인에 전달된 레이저 빔의 에너지 분포 차이로 인하여 기판의 절단면이 균일하지 않게 되는 문제점이 발생할 수 있었다.
한국등록특허 제10-0972488호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스캐너 유닛의 가감속 구간에 해당되는 레이저 빔은 흡수하여 기판상에 조사되지 않도록 하고, 스캐너 유닛의 등록 구간에서만 레이저 빔이 기판 상에 조사되도록 하여 스크라이빙 라인 상에 전달되는 레이저 빔의 에너지 분포를 균일하게 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛; 상기 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 광학 유닛; 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 미리 설정된 패턴으로 기판 상으로 반사시키는 스캐너 유닛; 상기 스캐너 유닛을 통하여 출사되는 레이저 빔의 일부를 흡수하는 레이저 빔 흡수유닛; 및 상기 레이저 광원 유닛, 광학 유닛, 스캐너 유닛 및 레이저 빔 흡수 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치가 제공된다.
상기 제어부는 상기 스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 절단 예정 라인 보다 양측으로 길게 형성하도록 제어한다.
상기 레이저 빔 흡수 유닛은 상기 절단 예정 라인 보다 길게 형성되어 출사되는 레이저 빔 중 절단 예정 라인을 벗어나는 부분의 레이저 빔을 차단하여 흡수한다.
상기 제어부는 상기 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이에 기초하여 상기 스태너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인의 패턴을 결정한다.
상기 스캐너 유닛은 상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사되는 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 스캐너부; 및 상기 제1축 방향과 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 스캐너부를 포함한다.
상기 기판의 절단 예정 라인을 따라 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛을 더 포함한다.
상기 레이저 빔 흡수유닛은 상기 스캐너 유닛을 포함하는 스캐너 헤드의 단부 영역에 이동가능하게 설치된다.
상기 레이저 빔 흡수유닛은 상기 스캐너 헤드의 단부에 슬라이딩 방식으로 이동가능하게 설치되는 빔 흡수 바디; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 빔 흡수 바디를 이동시켜 레이저 빔의 흡수 범위를 조절하여 절단 예정 라인에 조사되는 레이저 빔의 길이를 조절하는 빔 흡수 바디 구동부를 포함한다.
상기 레이저 빔 흡수유닛은 스테이지 상에 2축 방향으로 이동가능하게 설치된다.
상기 기판은 물리적 강화유리, 화학적 강화유리 및 비강화유리 중 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판의 절단 예정 라인을 설정하는 단계;
스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 상기 절단 예정 라인 보다 양측으로 길게 설정하는 단계; 설정된 레이저 빔 스캔 라인 중 절단 예정 라인을 제외한 나머지 부분에 해당되는 레이저 빔을 레이저 빔 흡수 유닛을 통하여 차단 및 흡수하도록, 레이저 빔 흡수 유닛의 위치를 조절하는 단계; 상기 기판 상에 레이저 빔을 조사하는 단계; 및 냉각 유닛을 통하여 냉각제를 분사하여 스크라이빙 라인을 형성하는 단계를 포함하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 방법이 제공된다.
상기 스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 설정하는 단계는 상기 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이에 기초하여 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에서와 같이, 스캐너 유닛의 가감속 구간에 해당되는 레이저 빔은 레이저 빔 흡수유닛을 통해 흡수하여 기판상에 조사되지 않도록 하고, 스캐너 유닛의 등록 구간에서만 레이저 빔이 기판 상에 조사되도록 함으로써, 스크라이빙 라인 상에 전달되는 레이저 빔의 에너지 분포가 균일하게 되어, 기판 절단면이 균일하게 형성되는 효과를 얻는다.
도 1은 레이저 절단 장치 이용시 스캐너 유닛의 가감속 구간에 해당되는 기판 영역을 나타낸 도이다.
도 2는 스캐너 유닛의 가감속 구간 및 등속 구간을 나타낸 그래프이다.
도 3은 기판상의 절단 예정 라인과 실제 레이저 빔 스캔을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 개략적인 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 개략적인 구성도이다.
도 6은 레이저 빔 흡수유닛의 동작을 나타내는 도이며, 도 7은 레이저 빔 흡수유닛의 개략적인 기능 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치를 이용한 기판 절단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 기판상의 절단 예정 라인과 실제 레이저 빔 스캔을 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 작동 상태 및 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 레이저 절단 장치 이용시 스캐너 유닛의 가감속 구간에 해당되는 기판 영역을 나타낸 도이며, 도 2는 스캐너 유닛의 가감속 구간 및 등속 구간을 나타낸 그래프이고, 도 3은 기판상의 절단 예정 라인과 실제 레이저 빔 스캔을 도시한 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판을 정방형 또는 장방형으로 절단시 절단 영역의 모서리 부분은 스캐너 유닛의 관성으로 인하여 가속구간 또는 감속구간이 발생하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상의 절단 예정 라인의 A1 내지 A4 영역은 스캐너 유닛의 가감속 구간에 해당된다. 이러한 스캐너 유닛의 가감속 구간의 발생으로 스크라이빙 라인 형성시 레이저 빔의 에너지 분포가 균일하지 않게 되며, 그 결과 기판의 절단면 품질이 균일하지 않게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
도 2에는 스캐너 유닛의 가감속 및 등속 구간이 도시된다. Run-in(런-인), Run-out(런-아웃)은 스캐너 유닛의 가감속 구간을 나타내며, Time lag(타임랙)는 Set position(세트 포지션)과 Real position(리얼 포지션)간의 시간 차이를 나타낸다. Set position은 시그널 위치이며, Real position은 실제 스캐너 유닛의 위치를 나타낸다.
2-Nprev와 2-Npost는 Set position의 가감속 구간이며, 실제 레이저 빔의 출사 위치는 Set position의 Run-in, Run-out을 제외한 시간에서 Time lag를 더한 값으로 결정된다.
따라서, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 스캐너 유닛의 등속 구간에서 출사되는 레이저 빔을 기판의 절단 예정 라인에 조사될 수 있도록, 가감속 구간에서 출사되는 레이저 빔은 레이저 빔 흡수유닛을 통하여 흡수한다.
도 3에는 피절단체인 기판의 절단 예정 라인과 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인이 도시된다. 피절단체인 기판 내부에 절단 예정 라인(l1 ~ l4)이 형성된다. 이때, 피절단체인 기판은 물리적 강화유리, 화학적 강화유리 및 비강화유리일 수 있다.
스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인(L1 ~ L4)은 절단 예정 라인(l1 ~ l4) 보다 양측으로 길게 형성되며, 절단 예정 라인 보다 길게 형성된 부분은 스캐너 유닛을 통하여 기판을 향하여 출사는 되나, 이하의 레이저 빔 흡수 유닛을 통하여 흡수되어 실제로 기판상에 조사되지는 않으며, 절단 예정 라인에 맞게 레이저 빔이 조사된다. 이러한 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인의 길이는 도 2에 도시된 바와 같이, 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이 등의 파라미터에 기초하여 결정된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 개략적인 기능 블록도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치는 레이저 광원 유닛(100), 광학 유닛(200), 스캐너 유닛(300), 레이저 빔 흡수유닛(400), 냉각 유닛(500), 스테이지(600) 및 제어부(900)를 포함한다.
레이저 광원 유닛(100)은 레이저 빔을 생성하여 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 광원 유닛(100)의 후단에 설치되어, 레이저 빔의 파워를 조절하여 출력하는 레이저 빔 파워 조절기(150)가 추가될 수 있다.
광학 유닛(200)는 레이저 광원 유닛(100)에서 출사된 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 기능을 수행한다.
광학 유닛(200)은 미러부(210)와 초점 렌즈부(230)로 구성되며, 미러부(210)는 레이저 광원 유닛(100) 또는 레이저 빔 파워 조절기(150)의 후단에 설치되어, 레이저 광원 유닛(100) 또는 레이저 빔 파워 조절기(150)로부터 입사된 레이저 빔을 스캐너 유닛(200)으로 반사시킨다. 초점 렌즈부(230)는 스캐너 유닛(200)의 후단 및 스테이지(600)의 상부에 설치되며, 스캐너 유닛(200)으로부터 입사된 레이저 빔을 기판(10) 상에 초점이 배치되도록 조절한다.
스캐너 유닛(300)은 레이저 광원 유닛(100) 또는 레이저 빔 파워 조절기(150)로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 원하는 패턴 형태로 기판 상으로 반사시킨다. 이때, 스캐너 유닛(300)은 레이저 빔 패턴 정보부(미도시)에 저장된 절단 예정 라인 및 스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인 정보에 기초하여 제어부의 제어 신호에 따라 구동된다.
스캐너 유닛(300)은 제1 스캐너부(310)와 제2 스캐너부(320)의 조합으로 구성되며, 제1 스캐너부(310)는 레이저 광원 유닛(100)으로부터 입사되는 레이저 빔의 제1축 방향(예를 들면, x축)의 변위를 조절하고, 제2 스캐너부(320)는 제1축 방향과 수직인 제2축 방향(예를 들면, y축)의 변위를 조절하는 기능을 수행한다.
제1 스캐너부(310)는 제1 갈바노 미러(311)와 제1 갈바노 미러 구동부(312)를 포함하며, 제2 스캐너부(320)는 제2 갈바노 미러(321)와 제2 갈바노 미러 구동부(322)를 포함한다.
제1 갈바노 미러(311)는 레이저 빔을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제1 갈바노 미러 구동부(312)는 제1 갈바노 미러(311)의 단부에 설치되어, 제1 갈바노 미러(311)를 지지하면서, 제1 갈바노 미러(311)를 회동시킨다. 그리고, 제2 갈바노 미러(321)는 레이저 빔을 반사하도록 회전가능하게 설치되며, 제2 갈바노 미러 구동부(322)는 제2 갈바노 미러(321)의 단부에 설치되어, 제2 갈바노 미러(321)를 지지하면서, 제2 갈바노 미러(321)를 회동시킨다.
제1 갈바노 미러(311)에 의해 반사된 레이저 빔은 제2 갈바노 미러(321)로 입사되며, 제2 갈바노 미러(321)에 입사된 레이저 빔은 기판 방향으로 반사된다.
레이저 빔 흡수 유닛(400)은 스캐너 유닛(300)을 통하여 출사되는 레이저 빔의 일부를 흡수하고, 나머지 레이저 빔은 기판(10) 상에 조사시키는 기능을 수행한다. 본 실시예에서 레이저 빔 흡수 유닛(400)은 스캐너 유닛(300)의 후단에 설치되는 초점 렌즈부(230)에 인접하게 설치되어 초점 렌즈부(230)를 통하여 출사되는 레이저 빔의 일부를 차단하고 흡수하고, 나머지 레이저 빔은 기판(10) 상의 절단 예정 라인 상으로 조사시키는 기능을 수행한다.
즉, 레이저 빔 흡수 유닛(400)은 절단 예정 라인 보다 길게 형성되어 출사되는 레이저 빔 중 절단 예정 라인을 벗어나는 부분의 레이저 빔(즉, 스캐너 유닛의 가감속 구간에서의 레이저 빔)만을 차단하여 흡수하고, 절단 예정 라인에 상응하는 레이저 빔(즉, 스캐너 유닛의 등속 구간에서의 레이저 빔)은 기판의 절단 예정 라인 상에 조사되도록 한다.
냉각 유닛(500)은 기판(10)의 절단 예정 라인을 따라 냉각 유체를 분사하여 크랙을 형성시키며, 그 결과, 기판(10) 상에는 절단 예정 라인을 따라 스크라이빙 라인이 형성된다.
브레이킹 유닛(미도시)은 기판에 형성된 스크라이빙 라인을 따라 기판을 절단시키는 역할을 수행한다. 이러한 브레이킹 유닛은 레이저 절단 장치에 일체로 형성될 수도 있으나, 이와는 달리 별도의 장치로 설치될 수도 있다.
이러한 브레이킹 유닛은 기판 상에 형성된 스크라이빙 라인에 기계적인 외력을 가함으로써 파단시키는 형태로 구현되거나 또는 온도차에 의한 열적 변형을 이용함으로써 파단시키거나 또는 스크라이빙 라인을 따라 레이저를 조사함으로써 파단시킬수도 있다.
스테이지(600)는 기판(10)을 지지하며, 기판(10)을 소정 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 제어부(900)는 레이저 광원 유닛(100), 광학 유닛(200), 스캐너 유닛(300), 레이저 빔 흡수유닛(400), 냉각 유닛(500), 스테이지(600)동작을 제어한다.
도 6은 레이저 빔 흡수유닛의 동작을 나타내는 도이며, 도 7은 레이저 빔 흡수유닛의 개략적인 기능 블록도이다. 도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛의 구성과 동작이 도시된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따르면 레이저 빔 흡수유닛(400)은 스캐너 유닛과 초점 렌즈부를 포함하여 구성된 스캐너 헤드(350)의 단부 영역에 이동가능하게 설치된다.
레이저 빔 흡수 유닛(400)은 빔 흡수 바디(410)와 빔 흡수 바디 구동부(420)를 포함한다. 빔 흡수 바디(410)는 스캐너 헤드(350)의 일측 단부 및 타측 단부에 각각 슬라이딩 방식으로 상하 이동가능하게 설치되며, 빔 흡수 바디 구동부(420)는 제어부(900)의 제어 신호에 따라 빔 흡수 바디(410)를 상하로 이동시켜 레이저 빔의 흡수 범위를 조절하여 절단 예정 라인에 조사되는 레이저 빔의 길이를 조절한다. 빔 흡수 바디(410)가 기판(10)을 향하여 하방으로 이동되면 스캐너 헤드(350)를 통하여 출사되는 레이저 빔의 출사각도가 작아져서 기판 상에 조사되는 레이저 빔의 길이가 짧아지고, 빔 흡수 바디(410)가 상방으로 이동되면 스캐너 헤드(350)를 통하여 출사되는 레이저 빔의 출사각도가 커져서 기판 상에 조사되는 레이저 빔의 길이가 길어진다.
제어부(900)는 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이 등의 파라미터에 기초하여 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인의 길이를 결정하여 레이저 빔 패턴 정보부에 저장한다. 이러한 레이저 빔 패턴 정보부에 저장된 데이터에 기초하여 제어부는 빔 흡수 바디 구동부(420)의 동작을 제어한다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치를 이용한 기판 절단 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 우선, 기판 절단 예정 라인을 설정한다(S100).
스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인을 절단 예정 라인 보다 양측으로 길게 설정하는 과정을 수행한다(S200).
이때, 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인의 길이는 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이 등의 파라미터에 기초하여 결정된다.
설정된 레이저 빔 스캔 라인 중 절단 예정 라인을 제외한 나머지 부분에 해당되는 레이저 빔을 레이저 빔 흡수 유닛을 통하여 차단 및 흡수하도록, 레이저 빔 흡수 유닛의 위치를 조절하는 과정을 수행한다(S300).
S300과정을 통하여 레이저 빔 흡수 유닛의 위치가 결정되면, 기판 상에 레이저 빔을 조사한다(S400).
레이저 빔을 조사한 후 냉각 유닛을 통하여 냉각제를 분사하여 스크라이빙 라인을 형성한다(S500). 그리고 나서, 브레이킹 공정을 통하여 기판을 절단한다(S600).
도 9는 기판상의 절단 예정 라인과 실제 레이저 빔 스캔을 도시한 개념도이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치의 작동 상태 및 개략적인 구성도이다.
도 9는 스테이지(600) 상에 안착된 기판(10)의 일 단부에서 타 단부까지 절단 예정 라인(l5, l6)이 형성되고, 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인(L5, L6)은 절단 예정 라인보다 양측으로 길게 형성되어 스테이지 상으로 연장된다. 본 실시예의 경우, 레이저 빔 흡수 유닛(450)은 스테이지(600) 상에 2축 방향으로 이동가능하게 설치된다. 스테이지(600) 상에 설치된 레이저 빔 흡수 유닛(450)은 기판(10)의 크기와 스캐너 유닛의 실제 레이저 빔 스캔 라인의 위치 및 길이에 맞게 위치 이동되어, 기판(10) 상의 절단 예정 라인을 벗어난 범위로 조사되는 레이저 빔이 차단 및 흡수하여, 이러한 레이저 빔이 스테이지를 조사되는 것을 방지하여 스테이지를 보호한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치 및 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 레이저 광원 유닛
200 : 광학 유닛
300 : 스캐너 유닛
400 : 레이저빔 흡수유닛
500 : 냉각 유닛
600 : 스테이지
900 : 제어부

Claims (12)

  1. 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원 유닛;
    상기 레이저 빔의 광 경로를 조절하거나 또는 레이저 빔의 초점을 조절하는 광학 유닛;
    상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 미리 설정된 패턴으로 기판 상으로 반사시키는 스캐너 유닛;
    상기 스캐너 유닛을 통하여 출사되는 레이저 빔의 일부를 흡수하는 레이저 빔 흡수유닛; 및
    상기 레이저 광원 유닛, 광학 유닛, 스캐너 유닛 및 레이저 빔 흡수 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 절단 예정 라인 보다 양측으로 길게 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저 빔 흡수 유닛은 상기 절단 예정 라인 보다 길게 형성되어 출사되는 레이저 빔 중 절단 예정 라인을 벗어나는 부분의 레이저 빔을 차단하여 흡수하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이에 기초하여 상기 스태너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인의 패턴을 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스캐너 유닛은,
    상기 레이저 광원 유닛으로부터 입사되는 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 스캐너부; 및
    상기 제1축 방향과 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 스캐너부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 절단 예정 라인을 따라 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔 흡수유닛은 상기 스캐너 유닛을 포함하는 스캐너 헤드의 단부 영역에 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 레이저 빔 흡수유닛은,
    상기 스캐너 헤드의 단부에 슬라이딩 방식으로 이동가능하게 설치되는 빔 흡수 바디; 및
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 빔 흡수 바디를 이동시켜 레이저 빔의 흡수 범위를 조절하여 절단 예정 라인에 조사되는 레이저 빔의 길이를 조절하는 빔 흡수 바디 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 빔 흡수유닛은 스테이지 상에 2축 방향으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 물리적 강화유리, 화학적 강화유리 및 비강화유리 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 장치.
  11. 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 방법으로서,
    기판의 절단 예정 라인을 설정하는 단계;
    스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 상기 절단 예정 라인 보다 양측으로 길게 설정하는 단계;
    설정된 레이저 빔 스캔 라인 중 절단 예정 라인을 제외한 나머지 부분에 해당되는 레이저 빔을 레이저 빔 흡수 유닛을 통하여 차단 및 흡수하도록, 레이저 빔 흡수 유닛의 위치를 조절하는 단계;
    상기 기판 상에 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
    냉각 유닛을 통하여 냉각제를 분사하여 스크라이빙 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스캐너 유닛의 레이저 빔 스캔 라인을 설정하는 단계는,
    상기 스캐너 유닛의 가감속 구간, 실제 스캐너 유닛의 위치와 시그널 위치간의 시간 차이에 기초하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 흡수유닛을 이용한 레이저 절단 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160033841A (ko) * 2014-09-18 2016-03-29 주식회사 필옵틱스 강화유리 절단 장치 및 절단 방법
KR20190032714A (ko) * 2017-09-19 2019-03-28 삼성디스플레이 주식회사 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법
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