KR20170141759A - 판유리 및 판유리에의 정보 표시부의 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 판유리(1)는 그 표면(2)에 도트(6)를 구성 단위로 하는 정보 표시부(3)가 형성된 것으로서, 도트(6)가 환형상의 홈(7)으로 형성되는 것이다.

Description

판유리 및 판유리에의 정보 표시부의 형성 방법

본 발명은 판유리 및 판유리에의 정보 표시부의 형성 방법에 관한 것이고, 특히 판유리의 표면에 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부를 형성하는 기술에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 웨이퍼의 제조 프로세스 중 반도체 웨이퍼를 지지하는 부재에 판유리가 사용되는 경우가 있다. 이때 반도체 웨이퍼에는 그 결정 방위를 소정의 방향에 맞추기 위해서 노치라고 불리는 노치부가 형성된다. 그 때문에 이 반도체 웨이퍼를 지지하는 판유리에도 마찬가지의 노치부를 형성하는 것이 일반적이다.

또한, 이때 판유리의 표면에는 상기 판유리 등에 관한 여러 가지의 정보를 취득 가능한 문자, 기호, 도형 등의 조합으로 이루어지는 마크가 형성되는 경우가 있다. 이들 마크는, 예를 들면 도트라고 불리는 점형상의 요소를 구성 단위로 하는 것이며, 각 도트는 종래 판유리의 표면에 레이저를 조사해서 상기 레이저의 조사 영역에 대략 유저원통형상의 오목부를 생기게 함으로써 형성된다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).

일본 특허공개 평 9-278494호 공보

그런데 이 종류의 도트를 구성 단위로 하는 마크에는 통상 시인성 등의 관점으로부터 상기 마크 및 도트의 사이즈나 도트의 중심 간 거리(피치) 등에 관한 소정의 규격이 형성되어 있다. 그 때문에 도트를 구성하는 오목부에 대해서도 규격에 의거한 사이즈(외경 치수, 깊이 치수)가 되도록 형성할 필요가 발생한다. 그러나 이 규격은 어디까지나 도트를 구성 단위로 하는 여러 가지 마크의 시인성을 만족하는 관점으로부터 정해져 있기 때문에 규격대로 도트(오목부)를 형성했다고 해서 판유리의 강도가 보증되어 있다고는 할 수 없다. 특히 두께 치수가 작아질수록 오목부가 판유리의 마크 형성 영역에 차지하는 체적비가 커지게 되고, 오목부의 주위가 상대적으로 박육이 되기 때문에 판유리에 대해서 소요의 강도를 확보하는 것이 어려워질 우려가 있다.

이상에 설명한 문제는 특별히 노치부를 갖는 판유리에 한정된 것은 아니며, 도트를 구성 단위로 하는 무엇인가의 마크를 판유리의 표면에 형성하는 경우에도 적합하다. 또한, 이상에 설명한 문제는 문자 등의 조합으로 이루어지는 마크와 같이 외관상 무엇인가의 의미를 직접적으로 표시하고 있는 것을 형성하는 경우에 한정되지 않고, 이차원 코드와 같이 무엇인가의 의미가 내재되어 리더의 판독에 의해 상기 의미를 취득(간접적으로 표시) 가능하게 하는 것을 형성하는 경우에도 적합하다.

이상의 사정을 감안하여 본 명세서에서는 판유리의 강도 저하를 초래하는 일 없이 그 표면에 시인성이 우수한 정보 표시부를 형성하는 것을 해결해야 할 기술적 과제로 한다.

상기 과제의 해결은 본 발명에 의한 판유리에 의해 달성된다. 즉, 이 판유리는 표면에 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부가 형성된 판유리에 있어서 도트가 환형상의 홈으로 형성되어 있는 점이 특징지어진다.

이렇게 본 발명에서는 판유리의 표면에 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부를 형성함에 있어서 도트를 환형상의 홈으로 형성한 것을 특징으로 한다. 이렇게 도트를 환형상의 홈으로 형성함으로써 이 환형상의 홈으로 둘러싸인 영역(홈보다 내측의 영역)이 레이저에 의해 제거되는 일 없이 잔존한다. 이에 따라 외경 치수를 동일하게 하는 종래 형상(대략 유저원통형상)의 오목부에 비해 본 발명에 의한 오목부의 용적이 대폭으로 감소하므로 판유리의 정보 표시부가 형성된 영역의 강도 저하를 가급적으로 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 환형상의 홈이면 외경 치수가 바뀌지 않는 한 홈의 폭 치수를 작게 했다고 해도 시인성이 그만큼 크게 저하되는 일도 없다. 따라서 홈의 외경 치수를 바꾸는 일 없이 폭 치수를 작게 하면 그만큼 홈보다 내측의 영역의 체적을 크게 취할 수 있고, 이에 따라 시인성을 확보하면서도 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 상기 홈이 원환형상을 이루는 것이어도 좋다.

도트는 정보 표시부의 구성 단위이기 때문에 도트에 범용성을 갖게 하는 관점으로부터 도트를 형성하는 홈에 대해서는 점대칭이라고 시인할 수 있는 형상이 바람직하다. 따라서 홈을 원환형상, 특히 진원환형상으로 함으로써 이 홈으로 형성되는 도트의 배치 형태에 관한 범용성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 도트의 외경 치수를 0.05㎜ 이상이며 또한 0.2㎜ 이하로 한 것이어도 좋다.

이렇게 도트의 시인 형태가 되는 환의 외경 치수를 규정함으로써 도트 및 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부의 시인성을 만족시키면서 판유리에 대해서 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 도트를 형성하는 홈의 내경 치수를 0.0375㎜ 이상이며 또한 0.125㎜ 이하로 한 것이어도 좋다.

이렇게 도트의 시인 형태가 되는 환의 내경 치수를 규정함으로써도 도트 및 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부의 시인성을 만족시키면서 판유리에 대해서 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 도트를 형성하는 홈의 깊이 치수를 2.0㎛ 이상이며 또한 30㎛ 이하로 한 것이어도 좋다.

이렇게 도트를 구성하는 홈의 깊이 치수를 규정함으로써도 도트 및 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부의 시인성을 만족시키면서 판유리에 대해서 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 서로 이웃하는 도트의 중심 간 거리를 0.06㎜ 이상이며 또한 0.25㎜ 이하로 한 것이어도 좋다.

이렇게 서로 이웃하는 도트의 중심 간 거리를 규정함으로써도 도트 및 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부의 시인성을 만족시키면서 판유리에 대해서 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 표면 중 홈에 의해 홈의 내측에 구획되는 영역과 홈의 외측에 구획되는 영역이 동일 평면상에 있는 것이어도 좋다.

이렇게 홈의 내측에 구획되는 영역과 외측에 구획되는 영역이 함게 동일 평면상에 있음으로써 유리판의 표면에 형성되는 홈의 윤곽이 선명해진다. 따라서 이 홈으로 형성되는 도트의 시인성을 더욱 높이는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 표면이 원판형상을 이루고, 그 둘레 가장자리부에 위치 결정부가 형성되어 정보 표시부의 원주 방향 중앙 위치가 위치 결정부의 원주 방향 중앙 위치를 기준으로 해서 원주 방향으로 2° 이상이며 또한 10° 이하의 범위로 설정되는 것이어도 좋다.

본 발명에 의한 판유리이면 정보 표시부가 형성되는 영역의 강도를 확보할 수 있으므로, 예를 들면 상술한 바와 같이 표면이 원판형상을 이루고, 둘레 가장자리부에 위치 결정부가 형성되는 판유리에 있어서 이 위치 결정부의 근방(원주 방향으로 소정의 위상만큼 어긋난 위치)에 정보 표시부가 형성되는 경우이어도 본 발명을 적합하게 적용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 정보 표시부가 문자, 기호, 이차원 코드, 및 도형을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 요소를 갖는 것이며, 요소가 복수의 도트로 구성되는 것이어도 좋다.

이렇게 정보 표시부가 문자, 기호, 이차원 코드, 및 도형 등의 요소를 가질 경우에 있어서는 상기 문자 등의 요소를 복수의 도트로 구성할 수 있다. 따라서 정보 표시부의 종류에 의하지 않고 그 요소(말하자면 중간 구성 단위)를 도트(말하자면 최소 구성 단위)로 정확하게 표시할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 판유리는 정보 표시부가 판유리의 치수, 선 팽창률, 로트, 편육률, 제조자명, 판매자명, 및 재질 코드를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 정보를 나타내는 것이어도 좋다. 또한, 여기에서 말하는 치수에는 판유리의 두께 치수, 외경 치수 등(후술하는 바와 같이 판유리에 노치부 등의 위치 결정부가 형성되는 경우에는 노치부의 깊이 치수나 개구 폭 치수 등 위치 결정부의 형상, 크기를 대표하는 부위의 치수가 포함된다)이 포함되는 것으로 한다.

본 발명에 의한 판유리에 의하면 그 표시 형식을 불문하고, 여러 가지 종류의 정보를 시인성 좋게 판유리의 표면에 표시하는 것이 가능해지므로, 예를 들면 상기 예시의 정보를 나타내는 정보 표시부이어도 문제없이 판유리의 표면에 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 과제의 해결은 본 발명에 의한 정보 표시부의 형성 방법에 의해서도 달성된다. 즉, 이 방법은 판유리의 표면에의 정보 표시부의 형성 방법으로서, 정보 표시부는 도트를 구성 단위로 하고, 또한 도트를 환형상의 홈으로 형성하는 점이 특징지어진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 정보 표시부의 형성 방법에 의하면 본 발명에 의한 판유리와 마찬가지로 도트를 환형상의 홈으로 형성함으로써 이 환형상의 홈으로 둘러싸인 영역이 남으므로 외경 치수를 동일하게 하는 종래 형상(대략 원통형상)의 오목부에 비해 오목부의 용적이 대폭으로 감소한다. 따라서 판유리의 정보 표시부가 형성된 영역의 강도 저하를 가급적으로 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 환형상의 홈이면 외경 치수가 바뀌지 않는 한 상기 홈의 폭 치수를 작게 했다고 해도 시인성이 그만큼 크게 저하될 걱정도 없다. 따라서 홈의 외경 치수를 바꾸는 일 없이 폭 치수를 작게 하면 그만큼 홈보다 내측의 영역(홈으로 둘러싸이는 영역)의 체적을 크게 취할 수 있어 시인성을 확보하면서도 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 또는 마찬가지의 이유로 홈의 깊이 치수를 종래 형상의 오목부의 깊이 치수보다 작게 하면 시인성을 확보하면서도 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에 의한 정보 표시부의 형성 방법은 환형상의 홈을 레이저광을 조사해서 어블레이션에 의해 형성하는 것이어도 좋다.

레이저광을 조사함으로써 대상물의 표면에 어떠한 마크를 형성함(소위 레이저 마킹을 행함)에 있어서 레이저광을 조사한 영역을 용융함으로써 마크를 이루는 오목부를 형성하는 것이 일반적이다. 그러나 판유리와 같은 취성 재료에 레이저 마킹을 실시함에 있어서는 레이저광의 조사 시에 판유리에 축적되는 열에 기인한 변형(열 변형)에 유의할 필요가 있다. 즉, 레이저광의 조사에 의해 판유리를 가열 용융해서 오목부를 형성할 경우 레이저광의 조사 영역 및 그 주위에 열의 축적이 발생한다. 이 열의 축적은 판유리의 표면에 변형을 발생시키기 때문에 강도 저하의 하나의 원인이 된다. 또한, 용융된 부분은 주위로 유동해서 남기 때문에 레이저광의 조사 영역에 따라 정확한 형상 및 치수의 홈을 형성하는 것이 어렵다.

이 점에 관해서 본 발명에서는 환형상의 홈을 레이저광을 조사해서 어블레이션에 의해 형성하도록 했으므로 레이저광이 조사된 영역의 유리가 기화됨으로써 소실된다. 또한, 어블레이션을 발생시키기 위해서 극히 단시간에 고에너지 밀도의 레이저광을 조사함으로써 레이저광의 조사 영역 및 그 주위에 열이 축적되는 사태를 억제할 수 있다. 따라서 열 변형의 발생을 억제하면서 홈을 형성할 수 있고, 레이저광의 조사 영역에 있어서의 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 어블레이션에 의해 홈을 형성함으로써 용융한 유리의 유동량이 감소하는 것을 기대할 수 있기 때문에 레이저광을 조사한 영역에 따라 정확한 형상 및 치수의 홈을 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 이 경우 본 발명에 의한 정보 표시부의 형성 방법은 레이저광을 환형상으로 주사함으로써 환형상의 홈을 형성하는 것이어도 좋다.

또한, 본 발명에 의한 정보 표시부의 형성 방법은 레이저광으로서 펄스 폭이 피코초로부터 펨토초 오더의 펄스 레이저를 사용하는 것이어도 좋다.

예를 들면, 이 종류의 마킹에 일반적으로 사용되어 있는 나노초 레이저(펄스 폭이 나노초 오더의 펄스 레이저)를 사용한 경우이어도 그 조사 조건을 정밀하게 제어하면 레이저광의 조사 영역에 어블레이션을 발생시키는 것은 가능하다고 생각되지만 그 경우에도 적지 않은 유리의 용융은 발생한다. 이에 대해서 레이저광에 펄스 폭이 피코초로부터 펨토초 오더의 펄스 레이저(피코초 레이저 또는 펨토초 레이저)를 사용하도록 하면 펄스 폭이 매우 짧기 때문에 유리에 열이 축적되는 일 없이 레이저광의 조사 영역에 어블레이션만을 발생시키게 할 수 있다(레이저광의 조사 영역의 주위에 있어서의 유리의 용융은 실질적으로 발생하지 않는다). 따라서 열 변형의 발생을 확실하게 방지하여 보다 안정적으로 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 유리가 용융해서 주위로 유동하는 사태를 방지할 수 있으므로 레이저광을 조사한 영역에만 홈을 형성할 수 있고, 홈의 형상 정밀도 또는 치수 정밀도의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 피코초 레이저나 펨토초 레이저이면 나노초 레이저와 같이 용융한 유리의 유동을 고려하는 일 없이 레이저광의 조사 조건을 설정할 수 있기 때문에 제어도 간이한 것으로 된다.

(발명의 효과)

이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 판유리의 강도 저하를 초래하는 일 없이 그 표면에 시인성이 우수한 정보 표시부를 형성하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 판유리의 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 판유리의 요부 확대도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 판유리의 A부 확대도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 판유리의 B부 확대도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 판유리의 C-C 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시형태에 의한 레이저 마킹 장치의 개요를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7a는 도 6에 나타내는 레이저 마킹 장치를 사용하여 환형상의 홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 요부 확대 평면도이다.
도 7b는 도 6에 나타내는 레이저 마킹 장치를 사용하여 환형상의 홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 요부 확대 평면도이다.
도 7c는 도 6에 나타내는 레이저 마킹 장치를 사용하여 환형상의 홈을 형성하는 방법을 설명하기 위한 요부 확대 평면도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1~도 7c를 참조해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 판유리(1)의 평면도이다. 이 판유리(1)는, 예를 들면 반도체 지지 기판으로서 사용 가능하다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 판유리(1)는 그 표면(2)에 정보 표시부(3)를 형성한 것이다. 본 실시형태에서는 판유리(1)는 대략 원판형상을 이룬다. 또한, 이 판유리(1)의 둘레 가장자리부(1a)에는 위치 결정부로서의 노치부(4)가 형성되어 있으며, 이 노치부(4)의 근방에 정보 표시부(3)가 형성되어 있다.

또한, 이 판유리(1)로서는 웨이퍼형상(대략 진원 판형상)이 바람직하고, 그때 직경은 100㎜ 이상이며 또한 500㎜ 이하, 바람직하게는 150㎜ 이상이며 또한 450㎜ 이하로 설정된다. 이러한 형상 및 사이즈의 판유리(1)이면 반도체 패키지의 제조 공정에 적용하기 쉽다.

또한, 상술의 용도에 사용되는 경우 판유리(1)의 판두께는 2.0㎜ 미만, 바람직하게는 1.5㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1.2㎜ 이하, 보다 한층 바람직하게는 1.1㎜ 이하, 더 바람직하게는 1.0㎜ 이하, 가장 바람직하게는 0.9㎜ 이하로 설정된다. 판두께가 작아질수록 판유리(1)를 포함하는 적층체의 질량이 작아지기 때문에 상기 적층체의 핸들링성이 향상하기 때문이다. 한편, 판두께가 지나치게 작으면 판유리(1) 자체의 강도가 저하되어 지지판으로서의 기능을 하지 못할 우려가 발생한다. 따라서 판유리(1)의 판두께는 0.1㎜ 이상, 바람직하게는 0.2㎜ 이상, 보다 바람직하게는 0.3㎜ 이상, 보다 한층 바람직하게는 0.4㎜ 이상, 더 바람직하게는 0.5㎜ 이상, 특히 바람직하게는 0.6㎜ 이상, 가장 바람직하게는 0.7㎜ 이상으로 설정된다.

정보 표시부(3)는 도 2 중의 A부를 확대해서 나타내는 바와 같이, 예를 들면 복수의 문자(5)(여기에서 말하는 문자(5)는 적어도 도 2에 나타내는 바와 같이 숫자 등의 표의 문자를 포함한다)의 조합으로 이루어진다. 또한, 각 문자(5)는 각각 도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 도트(6)로 구성되어 있다.

여기에서 각 도트(6)의 구성에 대해 더 설명한다. 도 4는 도트(6)를 확대해서 나타낸 것이며, 동 도면에 나타내는 바와 같이 각 도트(6)는 환형상의 홈(7)으로 형성된다. 그 때문에 문자(5)를 구성하는 각 도트(6)는 환형상으로 시인된다(도 3 및 도 4). 본 실시형태에서는 홈(7)은 진원환형상을 이루고 있다. 또한, 홈(7)의 외측 둘레 가장자리와 내측 둘레 가장자리는 모두 진원형상을 이루고 있다. 따라서 이 경우 홈(7)의 폭 치수(w)는 전체 가장자리에 걸쳐서 일정하다.

또한, 판유리(1)의 표면(2) 중 정보 표시부(3)가 형성되는 영역, 즉 도트(6)가 형성되는 영역은 환형상의 홈(7)에 의해 홈(7)의 내측에 구획되는 제 1 구획 영역(2a)과 홈(7)의 외측에 구획되는 제 2 구획 영역(2b)으로 구획된다. 이때 도 5에 나타내는 바와 같이 각 구획 영역(2a, 2b)은 모두 평탄한 형상을 이루고, 또한 동일 평면상에 있다.

이어서, 환형상의 홈(7)에 관한 치수에 대해서 설명한다. 우선 홈(7)의 외경 치수(d1)(도 4)는, 예를 들면 0.05㎜ 이상이며 또한 0.20㎜ 이하로 설정되고, 바람직하게는 0.07㎜ 이상이며 또한 0.13㎜ 이하로 설정되고, 더 바람직하게는 0.09㎜ 이상이며 또한 0.11㎜ 이하로 설정된다. 홈의 내경 치수(d2)(도 4)는, 예를 들면 0.035㎜ 이상이며 또한 0.14㎜ 이하로 설정되고, 바람직하게는 0.05㎜ 이상이며 또한 0.10㎜ 이하로 설정되며, 보다 바람직하게는 0.06㎜ 이상이며 또한 0.08㎜ 이하로 설정된다. 홈(7)의 깊이 치수(d3)(도 5)는, 예를 들면 2.0㎛ 이상이며 또한 30㎛ 이하로 설정되고, 바람직하게는 4.0㎛ 이상이며 또한 15㎛ 이하로 설정된다. 서로 이웃하는 환형상의 홈(7, 7)의 중심(C1, C2) 간의 거리(d4)(도 4)는, 예를 들면 0.06㎜ 이상이며 또한 0.25㎜ 이하로 설정되고, 바람직하게는 0.10㎜ 이상이며 또한 0.16㎜ 이하로 설정된다. 또한, 이때 서로 이웃하는 홈(7, 7)끼리가 간섭하는 사태를 회피하기 위해서 서로 이웃하는 홈(7, 7)의 중심(C1, C2) 간의 거리(d4)는 상기 홈(7)의 외경 치수(d1)보다 크게 설정된다. 구체적으로는 서로 이웃하는 홈(7, 7)의 간격(d5)은 0.10㎜ 이상, 바람직하게는 0.20㎜ 이상으로 설정된다. 이들은 모두 도트(6)의 시인성과, 판유리(1)의 강도, 특히 도트(6)가 형성되는 영역의 강도를 모두 만족하는 관점으로부터 규정된다.

또한, 본 실시형태와 같이 판유리(1)의 표면(2)이 원판형상을 이루고, 그 둘레 가장자리부(1a)에 위치 결정부로서의 노치부(4)가 형성될 경우(도 1), 노치부(4)의 원주 방향 중앙 위치(C3)를 기준으로 한 경우의 정보 표시부(3)의 원주 방향 중앙 위치(C4)의 위상(θ)(도 2)이 2° 이상이며 또한 10° 이하로 설정되고, 바람직하게는 3° 이상이며 또한 7° 이하로 설정된다.

이렇게 본 발명에서는 판유리(1)의 표면(2)에 도트(6)를 구성 단위로 하는 문자(5) 및 복수의 문자(5)의 조합으로 이루어지는 정보 표시부(3)를 형성함에 있어서 도트(6)를 환형상의 홈(7)으로 형성하도록 했다. 도트(6)를 환형상의 홈(7)으로 형성함으로써 이 환형상의 홈(7)으로 둘러싸인 영역(홈보다 내측의 영역)이 잔존한다. 따라서 외경 치수(d1)를 동일하게 하는 종래 형상(대략 유저원통형상)의 오목부에 비해 본 발명에 의한 오목부(환형상의 홈(7))의 용적이 대폭으로 감소한다. 따라서 판유리(1)의 정보 표시부(3)가 형성된 영역의 강도 저하를 가급적으로 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 환형상의 홈(7)이면 외경 치수(d1)가 바뀌지 않는 한 홈(7)의 폭 치수(w)를 작게 했다고 해도 시인성이 그만큼 크게 저하되는 일도 없다. 따라서 홈(7)의 외경 치수(d1)를 바꾸는 일 없이 폭 치수(w)를 작게 하면 그만큼 홈(7)보다 내측의 영역의 체적을 크게 취할 수 있어 시인성을 확보하면서도 소요의 강도를 확보하는 것이 가능해진다.

상기 구성의 판유리(1)는, 예를 들면 레이저광을 사용한 방법에 의해 형성하는 것이 가능하다. 이하에 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 의한 레이저 마킹 장치(10)의 일구성예를 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 바와 같이 이 레이저 마킹 장치(10)는 소정의 펄스 폭을 갖는 펄스 레이저(11)를 발진 가능한 레이저 발진기(12)와, 레이저 발진기(12)로부터 발진된 펄스 레이저(11)의 이차원 조사 위치를 제어하기 위한 제 1 스캐너 미러(13) 및 제 2 스캐너 미러(14)와, 제 1 및 제 2 스캐너 미러(13, 14)로 그 이차원 조사 위치가 제어된 펄스 레이저(11)를 집광하는 렌즈(15)를 구비한다.

따라서 이 경우 레이저 발진기(12)로부터 발진된 펄스 레이저(11)가 제 1 스캐너 미러(13)의 제 1 레이저 반사면(13a)에 반사되고, 이 반사된 펄스 레이저(11)가 제 2 스캐너 미러(14)의 제 2 레이저 반사면(14a)에 반사되어 렌즈(15)를 통과하고, 지지대(16) 상에 지지된 판유리(1)의 소정 부위, 즉 정보 표시부(3)가 형성되어야 할 영역에 펄스 레이저(11)가 조사되도록 되어 있다. 또한, 이때 제 1 스캐너 미러(13)에 연결된 제 1 스캐너 모터(17)를 회전 구동시켜서 제 1 스캐너 미러(13)의 제 1 레이저 반사면(13a)의 위상을 조정하고, 제 2 스캐너 미러(14)에 연결된 제 2 스캐너 모터(18)를 회전 구동시켜서 제 2 스캐너 미러(14)의 제 2 레이저 반사면(14a)의 위상을 조정함으로써 판유리(1)의 표면(2)에 조사되는 펄스 레이저(11)의 주사 궤적(L1)(후술하는 도 7a~도 7c를 참조)이 설정된다.

또한, 이때 레이저 발진기(12)로부터 발진되는 펄스 레이저(11)의 조사 조건의 일례를 이하에 나타낸다. 즉, 이 펄스 레이저(11)의 펄스 폭은 피코초 오더, 바람직하게는 펨토초 오더로 설정되며, 구체적으로는 10fs 이상이며 또한 500000fs(500ps) 이하로 설정된다. 또한, 이 펄스 레이저(11)의 파장은 200㎚ 이상이며 또한 2500㎚ 이하로 설정됨과 아울러, 그 반복 주파수는 1Hz 이상이며 또한 1G(기가)Hz 이하로 설정된다. 또한, 펄스 레이저(11)의 빔 지름은 1㎛ 이상이며 또한 100㎛ 이하로 설정되고, 그 주사 속도, 즉 도 7a~도 7c에 나타내는 주사 궤적(L1) 상을 펄스 레이저(11)가 이동하는 속도는 1㎜/s 이상이며 또한 800㎜/s 이하로 설정된다.

이어서, 상기 구성의 레이저 마킹 장치(10)를 사용한 도트(6) 및 도트(6)를 구성 요소로 하는 문자(5)(정보 표시부(3))의 형성 방법에 대해서 설명한다.

우선, 도 7a에 나타내는 바와 같이 펄스 레이저(11)를 소정의 주사 궤적(L1) 상의 주사 개시점(P0)을 향해서 조사함과 아울러, 펄스 레이저(11)의 주사 궤적(L1)을 따른 주사를 개시한다. 이 조사 동작에 의해 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1)에 어블레이션을 발생시키고, 이에 따라 주사 개시점(P0)을 기점으로 하여 주사 궤적(L1)을 따른 영역에 소정의 폭 치수(w), 여기에서는 조사 영역(A1)의 외경 치수에 준한 크기의 홈(7)을 형성해 간다(도 4, 도 7b).

그리고 주사 궤적(L1) 상을 대략 일주해서 펄스 레이저(11)의 조사 중심이 주사 개시점(P0)으로 되돌아온 시점에서 펄스 레이저(11)의 주사 및 조사를 정지한다. 이에 따라 주사 궤적(L1)을 따른 닫힌 환형상, 본 실시형태에서는 원환형상의 홈(7)이 완성된다(도 7c).

이렇게 해서 1개의 도트(6)가 형성되면 계속해서 이웃하는 도트(6)의 형성 예정 영역에 레이저(11)의 초점을 이동하고, 도 7a~도 7c에 나타내는 실시형태로 펄스 레이저(11)를 조사함으로써 상기 조사에 의한 어블레이션을 발생시켜 도트(6)를 이루는 환형상의 홈(7)을 형성한다. 이 조사 동작을 1개의 문자(5)를 구성하는 모든 도트(6)의 형성 예정 영역에 대해서 반복함으로써 대응하는 복수의 도트(6), 즉 이들 복수의 도트(6)를 구성 단위로 하는 1개의 문자(5)가 형성된다(도 2).

또한, 이상의 동작을 다른 문자(5)의 형성 예정 영역에 대해서도 마찬가지로 반복함으로써 정보 표시부(3)를 이루는 복수의 문자(5)가 각각 대응하는 복수의 도트(6)에 의해 형성된다(도 2, 도 3).

이렇게 본 발명에서는 각 도트(6)를 이루는 환형상의 홈(7)을 펄스 레이저(11)의 조사에 의한 어블레이션으로 형성하도록 했으므로 펄스 레이저(11)가 조사된 영역(즉, 조사 영역(A1))의 유리가 기화됨으로써 소실된다. 또한, 어블레이션을 발생시키기 위해서 극히 단시간에 고에너지 밀도의 펄스 레이저(11)를 조사함으로써 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1) 및 그 주위에 열이 축적되는 사태를 억제할 수 있다. 따라서 열 변형의 발생을 억제하면서 홈(7)을 형성할 수 있고, 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1)에 있어서의 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 어블레이션에 의해 홈(7)을 형성함으로써 용융한 유리가 주위로 유동하는 케이스가 대폭으로 감소하는 것을 기대할 수 있기 때문에 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1)이 그리는 궤적(주사 궤적(L1))에 따라 정확한 형상 및 치수의 홈(7)을 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는 펄스 레이저(11)로서 펄스 폭이 피코초로부터 펨토초 오더의 펄스 레이저(소위 피코초 레이저 또는 펨토초 레이저)를 사용하도록 했다. 이 종류의 레이저광이면 그 펄스 폭이 매우 짧다는 특성을 살려서 판유리(1)에 열을 축적시키는 일 없이 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1)에 어블레이션만을 발생시킬 수 있다. 따라서 열 변형의 발생을 확실하게 방지하여 보다 안정적으로 판유리(1)의 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 또한, 유리가 용융해서 주위로 유동하는 사태를 방지할 수 있으므로 펄스 레이저(11)의 조사 영역(A1)에만 정확하게 홈(7)을 형성할 수 있다. 본 실시형태로 말하면 판유리(1)의 표면(2) 중 환형상의 홈(7)에 의해 그 내측에 구획되는 제 1 구획 영역(2a)과, 환형상의 홈(7)의 외측에 구획되는 제 2 구획 영역(2b)이 모두 평탄하며 또한 동일 평면 상에 형성되기 때문에 시인성도 양호하다. 또한, 피코초 레이저나 펨토초 레이저이면 나노초 레이저와 같이 용융한 유리의 유동을 고려하는 일 없이 펄스 레이저(11)의 조사 조건을 설정할 수 있기 때문에 제어도 간이한 것으로 된다.

또한, 본 실시형태와 같이 펄스 레이저(11)의 조사에 의해 원환형상의 홈(7)을 형성하는 것이라면, 예를 들면 홈(7)을 대략 직사각형 등의 다각형상으로 형성할 경우에 비해서 펄스 레이저(11)의 조사 에너지의 치우침(조사 시간의 불균일)이 작게 억제된다. 따라서 그만큼 형상이나 치수가 정리된 고밀도인 홈(7)을 형성할 수 있다. 물론 형상 정밀도나 치수 정밀도가 높을수록 강도상의 결함이 되는 부분이 적어지므로 추가적인 강도 향상으로도 이어진다.

이상, 본 발명의 일실시형태를 설명했지만 상술한 판유리(1) 및 정보 표시부(3)의 형성 방법은 당연히 본 발명의 범위 내에 있어서 임의의 형태를 채용할 수 있다.

예를 들면, 홈(7)의 형상에 관해서 상기 실시형태에서는 원환형상을 이루는 것(도 4)을 예시했지만 물론 이 형태에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 도시는 생략하지만 대략 직사각형 등의 다각형상 등 비원환현상으로 홈(7)을 형성하는 것도 가능하다. 또는, 이들 다각형상이나 타원형상 등 홈(7)의 중심(무게중심)에 대해서 점대칭을 이루는 형상으로 홈(7)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는 도 4 등에 나타내는 바와 같이 완전히 닫힌 형태로 환형상의 홈(7)을 형성했을 경우를 예시했지만 반드시 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 시인성이 문제가 되지 않는 범위에 있어서, 예를 들면 C형상 등 그 일부를 연 형태로 환형상의 홈(7)을 형성하도록 해도 좋다. 이렇게 홈(7)을 형성하면, 예를 들면 상술한 바와 같이 환형상의 홈(7)을 펄스 레이저(11)의 조사에 의해 형성할 경우에 펄스 레이저(11)의 주사에 의해 조사 영역(A1)이 중복하고, 상기 중복 부분에 형성되는 홈(7)의 형상 또는 폭 치수(w)가 불균일한 것을 회피할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 1개의 도트(6)를 대응하는 1개의 환형상의 홈(7)으로만 형성한 경우를 예시했지만 반드시 이 형태에 한정될 필요는 없다. 예를 들면, 도시는 생략하지만 시인성이 추가적인 향상을 목적으로 해서 도트(6)의 외곽을 이루는 환형상의 홈(7)의 내측(도 4에서 말하면 제 1 구획 영역(2a))의 중심에 점형상의 오목부를 형성해도 상관없다. 또는, 도트(6)의 외곽을 이루는 환형상의 홈(7)의 내측에 또 하나의 환형상의 홈을 형성해도 상관없다.

또한, 펄스 레이저(11)에 의한 도트(6)의 형성 형태에 관해서 상기 실시형태에서는 1개의 펄스 레이저(11)를 조사 및 주사함으로써 상기 조사 및 주사 영역에 1개의 환형상의 홈(7)을 형성하는 경우를 예시했지만 작업 효율의 향상을 위해 각 도트(6)를 이루는 복수의 환형상의 홈(7)을 동시에 형성하도록 해도 상관없다. 이경우, 예를 들면 도시는 생략하지만 1개 또는 복수개의 빔 스플리터 또는 공간 광 위상 변조기 등 공지의 분기 수단에 의해 펄스 레이저(11)를 분기시키고, 분기된 펄스 레이저(11)를 각각 대응하는 도트(6)의 형성 예정 영역 상에 조사 및 주사함으로써 동시에(한 번에) 복수의 홈(7), 즉 복수의 도트(6)를 형성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는 도트(6)를 이루는 환형상의 홈(7)을 형성하기 위한 수단으로서 레이저 마킹 장치(10)를 사용해서 펄스 레이저(11)를 주사하는 형태를 예시했지만 반드시 이 방식에 한정할 필요는 없다. 예를 들면, 도시는 생략하지만 소정의 마스크에 레이저를 조사해서 상기 마스크를 투과한 레이저를 대상물(판유리(1))에 조사함으로써 마스크에 미리 형성해 둔 투과 패턴에 따른 형상으로 환형상의 홈(7)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 이상의 설명에서는 둘레 가장자리부(1a)에 노치부(4)를 형성한 판유리(1)의 표면(2)에 본 발명을 적용하는 경우를 예시했지만 노치부(4) 이외의 위치 결정부를 둘레 가장자리부(1a)에 형성한 판유리(1)에 대해서도 본 발명을 적용하는 것은 가능하다. 물론 도트(6)를 구성 단위로 하는 정보 표시부(3)를 그 표면(2)에 형성해야 하는 판유리(1)이면 위치 결정부가 형성되어 있지 않는 것에 대해서도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

1: 판유리 1a: 둘레 가장자리부
2: 표면 2a, 2b: 구획 영역
3: 정보 표시부 4: 노치부
5: 문자 6: 도트
7: 환형상의 홈 10: 레이저 마킹 장치
11: 펄스 레이저 12: 레이저 발진기
13, 14: 스캐너 미러 13a, 14a: 레이저 반사면
15: 렌즈 16: 지지대
17, 18: 스캐너 모터 A1: 레이저의 조사 영역
L1: 레이저의 주사 궤적

Claims (14)

1. 표면에 도트를 구성 단위로 하는 정보 표시부가 형성된 판유리에 있어서,
   상기 도트는 환형상의 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 판유리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 홈은 원환형상을 이루는 판유리.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 도트의 외경 치수가 0.05㎜ 이상이며 또한 0.2㎜ 이하인 판유리.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도트를 형성하는 상기 홈의 내경 치수가 0.035㎜ 이상이며 또한 0.14㎜ 이하인 판유리.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도트를 형성하는 상기 홈의 깊이 치수가 2.0㎛ 이상이며 또한 30㎛ 이하인 판유리.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 표면 중 상기 홈에 의해 상기 홈의 내측에 구획되는 영역과, 상기 홈의 외측에 구획되는 영역이 동일 평면 상에 있는 판유리.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 이웃하는 상기 도트의 중심 간 거리가 0.06㎜ 이상이며 또한 0.25㎜ 이하인 판유리.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   원판형상을 이루고, 그 둘레 가장자리부에 위치 결정부가 형성되고,
   상기 정보 표시부의 원주 방향 중앙 위치가 상기 위치 결정부의 원주 방향 중앙 위치를 기준으로 하여 원주 방향으로 2° 이상이며 또한 10° 이하의 범위로 설정되는 판유리.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정보 표시부는 문자, 기호, 이차원 코드 및 도형을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 요소를 갖는 것이며, 상기 1종 이상의 요소는 복수의 상기 도트로 구성되는 판유리.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정보 표시부는 상기 판유리의 치수, 선 팽창률, 로트, 편육률, 제조자명, 판매자명 및 재질 코드를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 정보를 나타내는 것인 판유리.
11. 판유리의 표면으로의 정보 표시부의 형성 방법으로서,
    상기 정보 표시부는 도트를 구성 단위로 하고, 또한
    상기 도트를 환형상의 홈으로 형성하는 것을 특징으로 하는 정보 표시부의 형성 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 환형상의 홈을 레이저광을 조사해서 어블레이션에 의해 형성하는 정보 표시부의 형성 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저광을 환형상으로 주사함으로써 상기 환형상의 홈을 형성하는 정보 표시부의 형성 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 레이저광으로서 펄스 폭이 피코초로부터 펨토초 오더의 펄스 레이저를 사용하는 정보 표시부의 형성 방법.

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