KR20170025997A - 레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법 - Google Patents

레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법 Download PDF

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Abstract

레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법이 개시된다. 개시된 레이저 가공장치는, 스테이지에 적재된 가공 대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 것으로, 레이저 광원, 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너, 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부를 포함한다.

Description

레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법{Laser processing apparatus and laser processing method using the laser processing apparatus}
본 발명은 레이저 가공에 관한 것으로, 상세하게는 가공 시간을 줄여줄 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법에 관한 것이다.
레이저 가공장치는 레이저 광원으로부터 출사된 레이저 빔을 광학계를 이용하여 가공 대상물에 조사하고, 이러한 레이저 빔의 조사에 의해 가공 대상물에 대한 마킹(marking), 노광(exposure), 식각(etching), 펀칭(punching), 스크라이빙(scribing), 다이싱(dicing) 등과 같은 가공 작업을 수행한다.
이러한 레이저 가공작업에서, 하나의 스캐너(scanner)를 가지고 가공을 하게 되면 빈번한 가감속으로 인해 원하는 모양의 가공을 고속으로 할 수 없게 된다. 특히, 스캐너가 고속의 원운동과 함께 직선 운동을 해야 하는 경우에는 가공속도가 더 느려질 수 있다.
또한, 레이저 가공장치의 광학 구성상 스캐너가 가공 대상물에 레이저 빔을 주사하여 가공할 수 있는 영역(즉, 가공필드)은 그 크기가 제한적이다. 이를 해결하기 위하여 스테이지에 가공 대상물을 적재한 다음, 스테이지를 가공 대상물과 나란한 방향(예를 들면, x축 및 y축 방향)으로 움직임으로써 가공 대상물의 전 영역을 가공할 수 있게 된다. 이러한 가공방법에서는 스테이지에 의해 가공 대상물이 움직이는 상태에서는 가공작업을 할 수 없다는 점에서 가공시간이 지연되는 문제점이 있다. 한편, 스테이지에 의해 가공 대상물이 항시 움직이는 상태에서 스캐너가 가공 대상물에 가공작업을 수행할 수도 있으며, 이러한 레이저 가공방법은 '플라잉(flying)' 가공방법이라고 부른다.
본 실시예는 가공 시간을 줄여줄 수 있는 레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치는 스테이지에 적재된 가공 대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서, 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너; 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함한다.
상기 가공 대상물의 가공 위치를 추적하여 상기 스캐너 제어부에 전송하는 위치 추적 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스캐너와 상기 제2 스캐너 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 스캐너로부터 출사되는 상기 레이저 빔의 회전 반경을 증폭시키는 각도 증폭기를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스캐너는 소정의 위상차를 가지고 구동하는 한 쌍의 제1 및 제2 미러를 포함할 수 있다.
상기 레이저 빔의 광 경로상에는 빔 전달 시스템이 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시에에 따른 레이저 가공 방법은 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너; 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함하는 레이저 가공장치를 이용하여 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물에 홀을 형성하는 레이저 가공방법에 있어서, 상기 제1 스캐너를 구동하여 상기 레이저 광원으로부터 방출되는 상기 레이저 빔을 가공하고자 하는 상기 홀에 대응하는 크기로 회전시키는 단계; 상기 제2 스캐너를 구동하여 상기 제1 스캐너로부터 출사되는 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 가공 영역에 위치시키는 단계; 및 상기 레이저 광원으로부터 상기 레이저 빔을 방출하여 상기 가공 대상물의 가공 영역에 상기 홀을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동은 서로 동기화하여 제어될 수 있다.
상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 가공 영역에 위치시키는 단계는, 위치 추적 유닛이 이동하고 있는 상기 가공 대상물의 상기 가공 영역의 위치를 추적하여 상기 스캐너 제어부에 전송하고, 상기 스캐너 제어부는 상기 레이저 빔이 상기 가공 대상물의 상기 가공 영역을 따라 이동하도록 상기 제2 스캐너의 구동을 제어함으로써 이루어질 수 있다.
상기 스캐너 제어부는 상기 스테이지의 이동속도 및 상기 제2 스캐너의 구동 속도를 고려하여 상기 가공 대상물의 소정 위치에 가공 작업을 수행하도록 상기 제2 스캐너를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법은 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너; 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함하는 레이저 가공장치를 이용하여 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물에 라인(line)을 형성하는 레이저 가공방법에 있어서, 상기 제1 스캐너를 구동하여 상기 레이저 광원으로부터 방출되는 상기 레이저 빔을 회전시키는 단계; 및 상기 제2 스캐너를 구동하여 상기 회전하는 레이저 빔을 가공하고자 하는 라인을 따라 이동시키는 단계;를 포함한다.
상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동은 서로 동기화하여 제어될 수 있다.
상기 회전하는 레이저 빔을 가공하고자 하는 라인을 따라 이동시키는 단계는, 위치 추적 유닛이 이동하고 있는 상기 가공 대상물의 가공 위치를 스캐너 제어부에 전송하고, 상기 스캐너 제어부는 상기 레이저 빔이 상기 가공 대상물의 상기 가공 위치를 따라 이동하도록 상기 제2 스캐너의 구동을 제어함으로써 이루어 질 수 있다.
상기 스캐너 제어부는 상기 스테이지의 이동속도 및 상기 제2 스캐너의 구동 속도를 고려하여 상기 가공 대상물의 소정 위치에 가공 작업을 수행하도록 상기 제2 스캐너를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공방법은 스테이지에 적재된 가공 대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서, 레이저 광원으로부터 레이저 빔을 발생시키는 단계; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 상기 레이저 빔을 회전시키는 단계; 및 구동에 의하여 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 소정의 위치로 이동시키는 단계;를 포함한다.
실시예에 따르면, 레이저 빔의 직선운동과 회전운동을 서로 다른 스캐너의 구동에 의해 제어함으로써, 직선운동에서 회전운동으로 변환하기 위한 시간 또는 회전운동에서 직선운동으로 변환하기 위한 시간을 감소시켜 가공 대상물을 가공하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.
또한, 스테이지가 이동하는 경우에는 위치 추적 유닛이 스테이지에 의해 움직이고 있는 가공 대상물의 위치 신호를 스캐너 제어부에 전송하고, 스캐너 제어부가 가공 대상물이 움직이는 속도와 스캐너의 스캔 속도를 고려하여 스캐너를 제어함으로써 가공 대상물이 움직이는 동안에도 가공작업을 수행할 수 있다. 따라서, 레이저 가공작업이 중단됨이 없이 연속적으로 이루어질 수 있으므로 가공 대상물은 가공하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치에서, 제1 스캐너의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치에서, 각도 증폭기의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공장치를 이용하여 가공 대상물에 홀을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 6은 일반적인 레이저 가공장치를 이용하여 가공 대상물에 라인(line)을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공장치를 이용하여 가공 대상물에 라인을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)에서, 제1 스캐너(120)의 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)에서, 각도 증폭기(130)의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 레이저 가공장치(100)는 스테이지(S)에 적재된 가공 대상물(W)을 레이저를 이용하여 가공한다. 레이저 가공장치(100)는 레이저 광원(110), 제1 스캐너(120), 각도 증폭기(130), 제2 스캐너(140), 스캐너 제어부(150) 및 집속 렌즈(160)를 포함한다.
레이저 광원(110)은 레이저 빔(L)을 방출하는 수단을 말하는 것으로, 이러한 레이저 광원(110)은 레이저 빔(L)을 발생시키는 물질의 종류에 따라 기체, 액체, 고체 레이저 광원 들으로 다양하게 분류될 수 있다. 또한, 레이저 광원(110)은 예를 들면 펄스형 레이저 빔을 방출할 수 있만, 이에 한정되는 것은 아니고, 가공 작업의 종류에 따라 연속파형 레이저 빔을 방출하는 것도 가능하다.
제1 스캐너(120)는 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 구동에 의하여 회전시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 스캐너(120)는 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)를 포함한다. 제1 미러(121)는 레이저 빔(L)의 x축(또는 y축) 움직임을 제어할 수 있으며, 제2 미러(122)는 y축(또는 x축) 움직임을 제어할 수 있다. 여기에서, x축 및 y축은 레이저 빔(L)이 가공 대상물(W)에 조사될 때, 가공 대상물(W)의 표면과 동일한 평면상에서 수직을 이루는 두 개의 축을 의미할 수 있다. 레이저 빔(L)을 회전시키기 위하여, 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)는 소정의 위상차를 가지고 구동될 수 있다. 예를 들면, 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)는 sin함수 또는 cos함수에 따라 구동될 수 있으며, 서로 90°의 위상차를 가지고 구동될 수 있다. 또한, 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)가 최대로 이동하는 변위 즉, 진폭은 서로 동일할 수 있다. 제1 미러(121)와 제2 미러(122)가 서로 90°의 위상차를 가진 sin함수 또는 cos함수로 구동되고, 진폭 또한 동일하므로, 레이저 빔(L)은 제1 스캐너(120)의 구동에 의해 회전운동을 할 수 있다.
도 3을 참조하면, 각도 증폭기(130)는 제1 스캐너(120)와 제2 스캐너(140) 사이에 마련될 수 있으며, 제1 스캐너(120)로부터 출사되는 레이저 빔(L)의 회전 반경을 증폭시키는 역할을 할 수 있다. 각도 증폭기(130)로 레이저 빔(L)의 회전 반경을 증가시킬 수 있기 때문에, 제1 스캐너(120)가 형성하고자 하는 원의 크기보다 작은 원을 형성하는 구동을 하여도 레이저 빔(L)은 원하는 크기의 원을 형성하는 회전운동을 할 수 있다. 이 경우, 원하는 크기의 원을 형성하기 위한 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)의 변위, 즉 진폭은 각도 증폭기(130)가 없는 경우에 비하여 작아질 수 있다. 따라서, 가공 대상물(W)을 가공하는데 소요되는 시간이 줄어들 수 있다. 또한, 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)가 움직이는 변위는 제2 스캐너의 미러 사이즈에 영향을 주게 되는데, 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)의 진폭이 작아지게 되면, 제2 스캐너의 미러 사이즈 또한 작아지는 효과를 가져올 수 있다.
제2 스캐너(140)는 레이저 빔(L)을 가공 대상물(W) 상에 스캔함으로써 가공 대상물(W)에 소정의 가공 작업을 수행하는 역할을 한다. 예를 들면, 가공 대상물(W)의 평면에 나란하고 서로 수직인 x축 및 y축 방향으로 레이저 빔(L)을 스캔하는 2D 갈바노미터(galvanometer)가 사용될 수 있다. 이러한 2D 갈바노미터는 레이저 빔(L)의 스캔지점을 미세하게 제어함으로써 레이저 가공작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 제2 스캐너(140)는 레이저 빔(L)을 가공 영역에 위치시킬 수 있으며, 레이저 빔(L)의 선 운동을 제어할 수 있다.
레이저 빔(L)의 광 경로상에는 빔 전달 시스템(미도시)이 마련될 수 있다. 이러한 빔 전달 시스템은 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 소정의 진행 경로를 따라 전달하기 위한 것으로, 예를 들면 복수의 거울을 포함하거나 또는 광 케이블 등을 포함할 수 있다.
스캐너 제어부(150)는 제1 스캐너(120)와 제2 스캐너(140)의 구동을 제어하는 역할을 한다. 또한, 스캐너 제어부(150)는 제1 스캐너(120)와 제2 스캐너(140)의 구동을 동기화하여 제어할 수 있다.
제2 스캐너(140)와 가공 대상물(W) 사이에는 집속 렌즈(160)가 마련될 수 있다. 이러한 집속 렌즈(160)는 제2 스캐너(140)를 경유한 레이저 빔(L)이 가공 대상물(W)의 원하는 위치에 포커싱 될 수 있도록 레이저 빔(L)의 초점을 조절하는 역할을 할 수 있다.
위 실시예에 따른 레이저 가공장치(100)는 레이저 빔(L)의 직선운동과 회전운동을 서로 다른 스캐너 즉, 제1 스캐너(120) 및 제2 스캐너(140)의 구동에 의에 제어함으로써, 레이저 빔(L)의 직선운동에서 회전운동으로 변환하기 위한 시간 또는 회전운동에서 직선운동으로 변환하기 위한 시간을 감소시켜 가공 대상물을 가공하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공장치(200)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4에 도시된 레이저 가공장치(200)는 도 1에 도시된 레이저 가공장치(100)에서 스캐너 제어부(150, 250)와 스테이지(S)에 연결된 위치 추적 유닛(270)을 더 포함한다. 위치 추적 유닛(270)은 스테이지(S)의 위치를 추적하는 역할을 한다. 즉, 위치 추적 유닛(270)은 레이저 가공작업 중 스테이지(S)에 의해 가공 대상물(W)이 이동하는 경우 스테이지(S)의 위치를 추적함으로써 스테이지(S)에 적재된 가공 대상물(W)의 위치 신호를 스캐너 제어부(250)로 전송하게 된다. 여기서, 위치 추적 유닛(270)은 움직이는 스테이지(S)를 추적하도록 마련될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 위치 추적 유닛(270)은 움직이는 가공 대상물(W)의 위치를 직접 추적하도록 마련될 수도 있다. 이에 따라, 스캐너 제어부(250)가 제1 스캐너(220) 및 제2 스캐너(240)를 제어함으로써 움직이는 가공 대상물(W) 상에 가공작업을 수행할 수 있게 된다.
위 실시예에 따른 레이저 가공장치(200)는 가공 대상물(W)이 움직이는 동안에도 레이저 가공작업이 중단됨이 없이 연속적으로 이루어질 수 있으므로, 가공 대상물(W)을 가공하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공장치(100, 200)를 이용하여 가공 대상물(W)에 홀(h1, h2, h3, h4)을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 먼저, 제1 스캐너(120)를 구동하여 레이저 광원(110)으로부터 방출되는 레이저 빔(L)을 가공하고자 하는 홀(h1)에 대응하는 크기로 회전시킨다. 홀(h1)의 크기에 대응하도록 레이저 빔(L)을 회전시키기 위해서 제1 스캐너(120)의 제1 및 제2 미러(도 2의 121, 122)가 움직일 수 있다. 제1 및 제2 미러(121, 122)의 최대로 이동하는 변위 즉, 진폭을 조절하여 홀(h1)의 크기에 대응하도록 회전하는 레이저 빔(L)을 형성할 수 있다. 이 단계에서는 레이저 빔(L)은 레이저 광원(110)으로부터 방출되지 않는다. 다만, 레이저 광원(110)으로부터 레이저 빔(L)이 방출되면 홀(h1)의 크기에 대응되는 회전운동을 할 수 있도록 제1 스캐너(120)를 구동시키는 것이다.
다음, 제2 스캐너(140)를 구동하여 제1 스캐너(120)로부터 출사되는 레이저 빔(L)을 가공 대상물(W)의 가공 영역에 위치 시킬 수 있다. 이 단계에서도 레이저 빔(L)은 레이저 광원(110)으로부터 방출되지 않는다. 다만, 레이저 광원(110)으로부터 레이저 빔(L)이 방출되면 가공하고자 하는 홀(h1)의 위치에 레이저 빔(L)이 조사될 수 있도록 제2 스캐너(140)를 구동시키는 것이다.
다음, 레이저 광원(110)으로부터 레이저 빔(L)을 방출하여 가공 대상물(W) 상에 홀(h1)을 형성한다. 제1 스캐너(120)에 위치한 제1 미러(121) 및 제2 미러(122)의 구동에 의해 레이저 빔(L)이 회전운동을 할 수 있도록 구동되고 있고, 제2 스캐너(140)에 의해 가공하고자 하는 홀(h1)의 위치에 레이저 빔(L)이 조사될 수 있도록 조절되어 있으므로, 레이저 빔(L)은 가공 대상물(W) 상에 홀(h1)을 형성할 수 있다.
홀(h1)의 형성이 완료되면 제2 스캐너(140)는 다음 가공하고자 하는 홀(h2)의 위치로 레이저 빔(L)을 조사하기 위한 구동을 할 수 있다. 이때, 홀(h1)과 홀(h2) 사이에는 가공 대상물(W)을 가공하지 않아야 하기 때문에, 레이저 빔(L)은 레이저 광원(110)으로부터 방출되지 않을 수 있다. 제2 스캐너(140)가 구동되는 동안에, 제1 스캐너(120)의 제1 및 제2 미러(121, 122) 또한 최대로 이동하는 변위 즉, 진폭이 변경될 수 있다. 앞서 가공된 홀(h1)과 다음으로 가공하고자 하는 홀(h2)의 크기가 동일한 경우에는 제1 및 제2 미러(121, 122)의 진폭은 변동되지 않을 수 있으며, 크기가 상이한 경우에는 레이저 빔(L)이 가공하고자 하는 홀(h2)의 크기에 대응되는 회전운동을 할 수 있도록 제1 및 제2 미러(121, 122)의 진폭이 변동될 수 있다.
가공하고자 하는 홀(h1)에 레이저 빔(L)을 조사하기 위한 제2 스캐너(140)의 구동이 종료되면, 레이저 광원(110)으로부터 레이저 빔(L)이 방출될 수 있다. 레이저 빔(L)은 가공 대상물(W) 상에 홀(h2)을 형성한다.
홀(h2)의 형성이 종료되면 다음으로 가공하고자 하는 홀(h1, h2)의 가공을 위한 위의 과정이 반복될 수 있다.
도 6은 일반적인 레이저 가공장치를 이용하여 가공 대상물에 라인(line)을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 일반적인 레이저 가공장치는 가공 대상물(W)에 라인을 형성할 때, 직선으로 라인을 형성한다. 가공 이동 라인(310)은 레이저 빔(L)이 조사되는 라인을 의미한다. 가공 이동 라인(310)을 따라 레이저 빔(L)이 가공 대상물(W)에 조사되면, 가공 라인(L1)이 형성될 수 있다. 가공 라인(L1)은 소정의 가공 폭(320)을 지니는데, 이는 레이저 빔(L)의 빔 사이즈(beam size)에 따라 결정될 수 있다. 레이저 빔(L)의 빔 사이즈에 따른 가공 폭(320) 보다 넓은 폭으로 가공 라인을 형성하고자 하는 경우에는 위와 같은 가공작업을 여러 번 수행하여야 하며, 이에 따라 가공시간이 증가되는 문제가 발생할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 가공장치(100, 200)를 이용하여 가공 대상물에 라인을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 제1 스캐너(120)를 구동하여 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 회전시킨다. 제1 스캐너(120)에 의해 레이저 빔(L)이 회전하고 있는 상태에서, 제2 스캐너(140)는 가공하고자 하는 라인을 따라 회전하는 레이저 빔(L)을 이동시킨다. 제1 스캐너(120)에 의한 회전운동과 제2 스캐너(140)에 의한 직선운동이 동시에 이루어 지기 때문에, 레이저 빔(L)의 가공 이동 라인(410)은 도 7에 도시된 것과 같은 형태를 나타낼 수 있다. 가공 이동 라인(410)을 따라 가공 대상물(W)에 조사된 레이저 빔(L)에 의해 가공 라인(L2)이 형성될 수 있다. 레이저 빔(L)의 빔 사이즈가 있기 때문에, 가공 라인(L2)의 가공 폭(420)은 가공 이동 라인(410)의 직경보다 넓게 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 따르면, 가공 라인(L2)의 가공 폭(420)은 도 6에 도시된 가공 라인(L1)의 가공 폭(320)보다 클 수 있다. 따라서, 빔 사이즈 보다 큰 폭의 라인 형성 시에 가공 작업을 여러 번 수행할 필요가 없으므로, 가공 대상물(W)을 가공하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 할 것이다.
100, 200 … 레이저 가공장치 110, 210 … 광원
120, 220 … 제1 스캐너 130, 230 … 각도 증폭기
140, 240 … 제2 스캐너 150, 250 … 스캐너 제어부
160, 260 … 집속 렌즈 W … 가공 대상물
S … 스테이지 L … 레이저 빔
121 … 제1 미러 122 … 제2 미러
270 … 위치 추적 유닛 h1, h2, h3, h4 … 홀
L1, L2 … 가공 라인 310, 410 … 가공 이동 라인
320, 420 … 가공 폭

Claims (14)

  1. 스테이지에 적재된 가공 대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공장치에 있어서,
    레이저 광원;
    구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너;
    구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및
    상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함하는 레이저 가공장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공 대상물의 가공 위치를 추적하여 상기 스캐너 제어부에 전송하는 위치 추적 유닛을 더 포함하는 레이저 가공장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너와 상기 제2 스캐너 사이에 마련되는 것으로, 상기 제1 스캐너로부터 출사되는 상기 레이저 빔의 회전 반경을 증폭시키는 각도 증폭기를 더 포함하는 레이저 가공장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너는 소정의 위상차를 가지고 구동하는 한 쌍의 제1 및 제2 미러를 포함하는 레이저 가공장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 광 경로상에는 빔 전달 시스템이 마련되는 레이저 가공장치.
  6. 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너; 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함하는 레이저 가공장치를 이용하여 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물에 홀을 형성하는 레이저 가공방법에 있어서,
    상기 제1 스캐너를 구동하여 상기 레이저 광원으로부터 방출되는 상기 레이저 빔을 가공하고자 하는 상기 홀에 대응하는 크기로 회전시키는 단계;
    상기 제2 스캐너를 구동하여 상기 제1 스캐너로부터 출사되는 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 가공 영역에 위치시키는 단계; 및
    상기 레이저 광원으로부터 상기 레이저 빔을 방출하여 상기 가공 대상물의 가공 영역에 상기 홀을 형성하는 단계;를 포함하는 레이저 가공방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동은 서로 동기화하여 제어되는 레이저 가공방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 가공 영역에 위치시키는 단계는, 위치 추적 유닛이 이동하고 있는 상기 가공 대상물의 상기 가공 영역의 위치를 추적하여 상기 스캐너 제어부에 전송하고, 상기 스캐너 제어부는 상기 레이저 빔이 상기 가공 대상물의 상기 가공 영역을 따라 이동하도록 상기 제2 스캐너의 구동을 제어함으로써 이루어지는 레이저 가공방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스캐너 제어부는 상기 스테이지의 이동속도 및 상기 제2 스캐너의 구동 속도를 고려하여 상기 가공 대상물의 소정 위치에 가공 작업을 수행하도록 상기 제2 스캐너를 제어하는 레이저 가공방법.
  10. 레이저 광원; 구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 회전시키는 제1 스캐너; 구동에 의하여 상기 제1 스캐너로부터 출사된 상기 레이저 빔을 가공 대상물의 소정 위치로 이동시키는 제2 스캐너; 및 상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동을 제어하는 스캐너 제어부;를 포함하는 레이저 가공장치를 이용하여 스테이지에 적재된 상기 가공 대상물에 라인(line)을 형성하는 레이저 가공방법에 있어서,
    상기 제1 스캐너를 구동하여 상기 레이저 광원으로부터 방출되는 상기 레이저 빔을 회전시키는 단계; 및
    상기 제2 스캐너를 구동하여 상기 회전하는 레이저 빔을 가공하고자 하는 라인을 따라 이동시키는 단계;를 포함하는 레이저 가공방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 스캐너 및 상기 제2 스캐너의 구동은 서로 동기화하여 제어되는 레이저 가공방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전하는 레이저 빔을 가공하고자 하는 라인을 따라 이동시키는 단계는, 위치 추적 유닛이 이동하고 있는 상기 가공 대상물의 가공 위치를 스캐너 제어부에 전송하고, 상기 스캐너 제어부는 상기 레이저 빔이 상기 가공 대상물의 상기 가공 위치를 따라 이동하도록 상기 제2 스캐너의 구동을 제어함으로써 이루어지는 레이저 가공방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 스캐너 제어부는 상기 스테이지의 이동속도 및 상기 제2 스캐너의 구동 속도를 고려하여 상기 가공 대상물의 소정 위치에 가공 작업을 수행하도록 상기 제2 스캐너를 제어하는 레이저 가공방법.
  14. 스테이지에 적재된 가공 대상물을 레이저를 이용하여 가공하는 레이저 가공방법에 있어서,
    레이저 광원으로부터 레이저 빔을 발생시키는 단계;
    구동에 의하여 상기 레이저 광원으로부터 방출된 상기 레이저 빔을 회전시키는 단계; 및
    구동에 의하여 상기 레이저 빔을 상기 가공 대상물의 소정의 위치로 이동시키는 단계;를 포함하는 레이저 가공방법.
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