KR20180087935A - Laser processing device comprising scanning mirror and laser processing method using the same - Google Patents

Laser processing device comprising scanning mirror and laser processing method using the same Download PDF

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KR20180087935A KR1020170012337A KR20170012337A KR20180087935A KR 20180087935 A KR20180087935 A KR 20180087935A KR 1020170012337 A KR1020170012337 A KR 1020170012337A KR 20170012337 A KR20170012337 A KR 20170012337A KR 20180087935 A KR20180087935 A KR 20180087935A
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Abstract

The present invention relates to a laser processing device and, more specifically, relates to a laser processing device which comprises: a laser generating device; a scanning mirror having a reflection surface to reflect a laser emitted from the laser generating device, and repeatedly moving a laser beam in a scanning section (d1) in a direction crossing a moving direction of a material when the reflection surface is rotated about a rotating axis; a focusing lens enabling the laser beam reflected in the scanning mirror to focus on the material; and a driving means changing a relative position of the material with respect to the scanning section (d1). According to the present invention, compared to the prior art, a laser cutting surface can be more smoothly formed, and further, productivity can be significantly improved.

Description

스캐닝 미러를 이용한 레이저 가공장치 및 가공방법{Laser processing device comprising scanning mirror and laser processing method using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method using a scanning mirror,

본 발명은 레이저 가공장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 자재의 이동방향과 교차하는 방향 또는 같은 방향으로 정의된 스캐닝 구간 내에서 레이저 빔을 이동시키면서 반복적으로 조사(照射)함으로써 절단면의 품질과 생산성을 개선한 레이저 가공장치와 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a laser machining apparatus which improves the quality and productivity of a cutting surface by repeatedly irradiating the laser beam while moving the laser beam in a scanning section defined in the direction intersecting with the moving direction of the material or in the same direction To a laser processing apparatus and method.

일반적으로 반도체용 웨이퍼, 디스플레이용 유리 등(이하, '자재'라 한다)을 절단하는 방법에는 다이아몬드 커터 등을 이용하는 기계적 절단법과 레이저 절단법 등이 있으며, 종래에는 기계적 절단법이 널리 사용되었으나 최근에는 절단면이 보다 매끄럽고 파티클 발생이 적은 레이저 절단법을 사용하는 경우가 점차 늘어나고 있다. In general, a method of cutting a semiconductor wafer, a glass for display (hereinafter referred to as a "material") includes a mechanical cutting method using a diamond cutter, a laser cutting method, and the like. Conventionally, a mechanical cutting method has been widely used The use of a laser cutting method, which has a more smooth cutting surface and less generation of particles, is increasingly used.

레이저 절단법은 레이저 광원 및/또는 자재의 특성에 따라 다양한 방식으로 분류된다. 일 예로서, 레이저 광원을 기준으로 하면 연속파 레이저를 이용하는 방법과 펄스파 레이저를 이용하는 방법으로 분류될 수 있다. 다른 예로서, 레이저 빔의 집속 위치를 기준으로 하면, 자재의 표면에 레이저 빔을 집속시켜 표면(입사면)에서부터 홈을 형성하는 풀커팅(full cutting) 방법과 자재의 내부에 레이저 빔을 집속시켜 자재 내부에 균열 및/또는 공동을 발생시키는 스텔스 커팅(stealth cutting) 방법으로 분류될 수 있다.The laser cutting method is classified in various ways depending on the characteristics of the laser light source and / or the material. For example, the laser light source may be classified into a method using a continuous wave laser and a method using a pulsed laser. As another example, with reference to the focusing position of the laser beam, a full cutting method of focusing the laser beam on the surface of the material to form a groove from the surface (incident surface) and focusing the laser beam inside the material And a stealth cutting method that generates cracks and / or cavities inside the material.

일반적으로 풀커팅에서는 연속파 레이저나 펄스파 레이저가 선택적으로 사용되고, 스텔스 커팅에서는 펄스파 레이저가 주로 사용되고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Generally, a continuous wave laser or a pulsed laser is selectively used in full cutting, and a pulsed laser is mainly used in stealth cutting, but the present invention is not limited thereto.

한편 레이저 빔으로 자재를 절단할 때는 절단예정라인을 따라 레이저 빔을 1회만 조사할 수도 있고, 자재가 두꺼운 경우나 레이저 소스의 파워가 낮은 경우에는 절단예정라인을 따라 왕복하면서 레이저 빔을 수 회 반복하여 조사할 수도 있다. On the other hand, when cutting a material with a laser beam, the laser beam may be irradiated only once along the line to be cut, or when the material is thick or the power of the laser source is low, the laser beam is repeated several times .

그런데 레이저 빔을 반복적으로 조사하는 경우에는 자재를 절단예정라인의 길이만큼 반복하여 이동시켜야 하므로 공정시간이 길어져 생산성이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제는 대형 자재를 절단할 때 더욱 심해질 수 밖에 없다.However, when the laser beam is repeatedly irradiated, the material must be repeatedly moved by the length of the line along which the material is to be divided, which increases the process time and lowers the productivity. These problems can only be exacerbated when cutting large materials.

한편 자재의 절단예정라인을 따라 레이저 빔을 충분히 조사하더라도 자재가 스스로 분리되는 경우는 거의 없기 때문에 외력을 가하여 자재를 분리시키는 공정을 추가로 진행해야 한다.On the other hand, even if the laser beam is sufficiently irradiated along the line along which the material is to be cut, there is almost no possibility that the material is separated by itself.

이는 레이저 빔으로 자재를 삭마(ablation)하거나 개질시키더라도 절단면에 용융액이 재응고되거나 파티클이 재부착되면서 절단면 양측의 자재가 부분적으로 융착되거나 접착되는 현상이 자주 나타나기 때문이다. 이러한 현상이 심하면 자재가 제대로 분리되지 않거나 분리되더라도 절단면 부근에서 깨짐, 크랙 등이 발생하여 제품 불량이 초래될 수 있다.This is because even if the material is ablated or modified by the laser beam, the material on both sides of the cut surface is partially fused or adhered due to the resolidification of the melt on the cut surface or the reattaching of the particles. If the phenomenon is severe, the material may not be properly separated or separated, but cracks or cracks may occur near the cut surface, resulting in product failure.

따라서 절단면에서 재응고 및/또는 재부착 현상을 최소화할 수 있는 새로운 레이저 가공방법을 모색할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to search for a new laser processing method that can minimize the re-solidification and / or reattachment phenomena on the cut surface.

대한민국 등록특허 제10-1333518호(2013.11.28 공고)Korean Registered Patent No. 10-1333518 (published Nov. 31, 2013)

본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로서, 레이저 가공의 생산성을 향상시킴과 동시에 절단면의 정도(매끄러움)를 개선할 수 있는 새로운 레이저 가공장치와 가공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a new laser machining apparatus and a machining method capable of improving the productivity of laser machining and improving the degree of cut surface (smoothness).

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은. 레이저 발생기; 상기 레이저 발생기에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 반사면을 구비하며, 상기 반사면이 회전축을 중심으로 회전하면서 자재의 이동방향과 교차하는 방향의 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔을 반복적으로 이동시키는 스캐닝 미러; 상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재에 집속시키는 포커싱 렌즈; 상기 스캐닝구간(d1)에 대한 자재의 상대위치를 변화시키는 구동수단를 포함하는 레이저 가공 장치를 제공한다.In order to achieve this object, one aspect of the present invention relates to Laser generator; And a reflecting surface for reflecting the laser beam emitted from the laser generator. The laser beam is repeatedly moved in the scanning section d1 in the direction crossing the moving direction of the material while the reflecting surface is rotated about the rotation axis A scanning mirror; A focusing lens that focuses the laser beam reflected from the scanning mirror onto a material; And driving means for changing a relative position of the material with respect to the scanning section d1.

본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면은 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 변하는 곡률을 가지며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다. 이때 상기 반사면의 둘레는 상기 회전축을 중심으로 하는 타원일 수 있다.In the laser processing apparatus according to one aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is disposed along the moving direction of the material, the reflection surface has a curvature continuously changing about the rotation axis, The laser beam can reciprocate within the scanning period d1. At this time, the periphery of the reflection surface may be an ellipse centered on the rotation axis.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면의 둘레는 원이고 상기 회전축은 상기 원의 중심에서 편심되며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to an aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is arranged along the moving direction of the material, the periphery of the reflection plane is a circle, the rotation axis is eccentric from the center of the circle, The laser beam can be reciprocated in the scanning section d1.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면은 평면이며, 상기 회전축이 설정된 범위 내에서 정역 회전함에 따라 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to one aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is arranged along the moving direction of the material, the reflection surface is plane, and the rotation axis is rotated in the normal direction within the set range, the laser beam can be reciprocated within the range d1.

본 발명의 다른 양상은, 레이저 발생기; 상기 레이저 발생기에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 반사면을 구비하며, 상기 반사면이 회전축을 중심으로 회전하면서 자재 이동방향과 같은 방향의 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔을 반복적으로 이동시키는 스캐닝 미러; 상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재에 집속시키는 포커싱 렌즈; 상기 스캐닝구간(d2)에 대한 자재의 상대위치를 변화시키는 구동수단을 포함하는 레이저 가공 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising: a laser generator; A scanning mirror for repeatedly moving the laser beam in a scanning section d2 in the same direction as the material moving direction while the reflecting surface is rotating about the rotation axis, and a reflecting mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser generator, ; A focusing lens that focuses the laser beam reflected from the scanning mirror onto a material; And driving means for changing a relative position of the material with respect to the scanning section (d2).

본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면은 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 변하는 곡률을 가지며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다. 이때 상기 반사면의 둘레는 상기 회전축을 중심으로 하는 타원일 수 있다.In the laser machining apparatus according to another aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is arranged in a direction intersecting the moving direction of the material, the reflection surface has a curvature continuously changing about the rotation axis, When the laser beam is rotated in one direction, the laser beam can reciprocate within the scanning section d2. At this time, the periphery of the reflection surface may be an ellipse centered on the rotation axis.

또한 본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면의 둘레는 원이고 상기 회전축은 상기 원의 중심에서 편심되며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is disposed in a direction crossing the moving direction of the material, the periphery of the reflection plane is a circle, and the rotation axis is eccentric from the center of the circle , And when the rotation axis rotates in one direction, the laser beam can reciprocate within the scanning section d2.

또한 본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면은 평면이며, 상기 회전축이 설정된 범위 내에서 정역 회전함에 따라 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동할 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the rotation axis of the scanning mirror is arranged in a direction intersecting the moving direction of the material, the reflection plane is plane, and the rotation axis rotates in the predetermined range The laser beam can reciprocate within the scanning period d2.

또한 본 발명의 다른 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 스캐닝 미러는 다수의 반사평면을 구비한 폴리곤 미러이고, 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 동일 방향을 반복적으로 이동할 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to another aspect of the present invention, the scanning mirror is a polygon mirror having a plurality of reflection planes, the rotation axis is disposed in a direction intersecting the moving direction of the material, The laser beam can repeatedly move in the same direction within the scanning period d2.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 레이저 가공 장치에서, 상기 포커싱렌즈는 상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재의 표면에 대해 비스듬한 방향으로 입사시킬 수 있다.Further, in the laser processing apparatus according to an aspect of the present invention, the focusing lens may cause the laser beam reflected by the scanning mirror to be incident on the surface of the material in an oblique direction.

본 발명의 또 다른 양상은, 레이저 발생기가 레이저 빔을 출사하는 단계; 스캐닝 미러를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 반사된 레이저 빔을 자재의 이동방향과 교차하는 방향의 스캐닝구간(d1) 내에서 반복적으로 이동시키는 단계; 반사된 레이저 빔이 포커싱 렌즈를 거쳐 자재에 집속하는 단계를 포함하며, 자재가 이동하는 중에 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 반복적으로 이동함에 따라 자재에 지그재그 형태의 절단선이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법을 제공한다.Yet another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a laser, comprising: emitting a laser beam by a laser generator; Rotating the scanning mirror about the rotation axis so as to repeatedly move the reflected laser beam within the scanning section d1 in the direction crossing the moving direction of the material; And the reflected laser beam is concentrated on the material through the focusing lens, and a zigzag cutting line is formed on the material as the laser beam repeatedly moves in the scanning section d1 during movement of the material And a laser processing method is provided.

또한 본 발명의 또 다른 양상은, 레이저 발생기가 레이저 빔을 출사하는 단계; 스캐닝 미러를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 반사된 레이저 빔을 자재의 이동방향과 같은 방향의 스캐닝구간(d2) 내에서 반복적으로 이동시키는 단계; 반사된 레이저 빔이 포커싱 렌즈를 거쳐 자재에 집속하는 단계를 포함하며, 자재가 이동하는 중에 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 반복적으로 이동하면서 절단선을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법을 제공한다.Yet another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: emitting a laser beam by a laser generator; Rotating the scanning mirror around the rotation axis so as to repeatedly move the reflected laser beam within the scanning section d2 in the same direction as the moving direction of the material; Characterized in that the reflected laser beam is focused on the material via a focusing lens, and the laser beam repeatedly moves in the scanning section (d2) while the material is moving to form a cutting line .

본 발명에 따르면, 종래에 비하여 레이저 절단면을 보다 매끄럽게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the laser cut surface can be formed more smoothly as compared with the prior art, and the productivity can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치의 개략 구성도
도 2은 타원형 스캐닝 미러의 스캐닝 원리를 예시한 도면
도 3은 편심형 스캐닝 미러의 스캐닝 원리를 예시한 도면
도 4는 자재에 지그재그 패턴의 절단선이 형성된 모습을 나타낸 도면
도 5는 연속파 레이저에 의한 절단선을 예시한 도면
도 6은 펄스파 레이저에 의한 절단선을 예시한 도면
도 7은 평면형 스캐닝 미러가 사용된 경우를 나타낸 도면
도 8과 도 9는 자재를 다수 레이어로 구분하여 절단 공정을 진행하는 모습을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치의 개략 구성도
도 11은 스캐닝 레이저 빔을 수직으로 조사하는 모습을 나타낸 도면
도 12는 스캐닝 레이저 빔을 비스듬히 조사하는 모습을 나타낸 도면
도 13은 절단선 내부에 요철 패턴이 형성된 모습을 나타낸 도면
도 14는 폴리곤 미러를 나타낸 도면1 is a schematic diagram of a laser machining apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating the principle of scanning an elliptical scanning mirror;
3 is a diagram illustrating the principle of scanning an eccentric type scanning mirror;
4 is a view showing a state where a cutting line of a zigzag pattern is formed on a material
5 is a diagram illustrating a cutting line by a continuous wave laser
6 is a diagram illustrating a cutting line by a pulsed wave laser
7 is a view showing a case where a planar scanning mirror is used
8 and 9 are diagrams showing a state in which a cutting process is performed by dividing a material into a plurality of layers
10 is a schematic configuration diagram of a laser machining apparatus according to a second embodiment of the present invention
11 is a view showing a state in which a scanning laser beam is vertically irradiated
12 is a view showing a state in which a scanning laser beam is irradiated obliquely
13 is a view showing a state in which a concave / convex pattern is formed inside a cutting line
14 is a view showing a polygon mirror

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결 또는 결합하는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결 또는 결합하는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결 또는 결합하는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합하는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합하는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Note that in the present specification, when an element is connected to or coupled with another element, the element is not directly connected or coupled to another element, but also indirectly connected or coupled with another element interposed therebetween . Also, when an element is directly connected or coupled with another element, it means that the element is connected or coupled without any other element in between. It is also to be understood that the term " including any element " means that the element may include other elements, not the other elements, unless specifically stated otherwise.

또한 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제 축적과 달리 과장되게 나타낸 부분이 있는데 이는 단지 설명과 이해의 편의를 위한 것이므로 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 이해되거나 해석되어서는 아니 된다.In addition, the drawings attached hereto are exaggerated in comparison with actual accumulation, which is merely for convenience of description and understanding, and thus the scope of the present invention should not be construed or interpreted as being limited.

제 1 1st 실시예Example

본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치는, 도 1의 개략 구성도에 나타낸 바와 같이, 레이저 발생기(100), 레이저 발생기(100)에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 스캐닝 미러(200), 스캐닝 미러(200)에서 반사된 레이저 빔을 자재(10)에 집속시키는 포커싱렌즈(300)를 포함한다.1, the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a laser generator 100, a scanning mirror 200 that reflects a laser beam emitted from the laser generator 100, And a focusing lens 300 that focuses the laser beam reflected by the scanning mirror 200 onto the material 10.

도면에는 나타내지 않았으나, 레이저발생기(100)와 스캐닝 미러(200)의 사이, 또는 스캐닝 미러(200)와 포커싱렌즈(300)의 사이에는 레이저 빔의 경로, 형상, 성질 등을 변화시키는 빔 변환수단이 추가로 설치될 수 있다. 빔 변환수단에는 미러, 광학계, 스플리터 등이 포함될 수 있다.Although not shown in the drawing, beam converting means for changing the path, shape, property, and the like of the laser beam are provided between the laser generator 100 and the scanning mirror 200, or between the scanning mirror 200 and the focusing lens 300 Can be installed. The beam converting means may include a mirror, an optical system, a splitter, and the like.

또한 도면에는 나타내지 않았으나, 자재(10)는 예를 들어 3축(x,y,z) 운동을 하는 스테이지에 안착될 수 있다.Also, although not shown in the figures, the material 10 may be seated on a stage for example three-axis (x, y, z) motion.

레이저 발생기(100)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 자재의 특성에 따라 연속파 레이저 발생기 또는 펄스파 레이저 발생기가 선택적으로 활용될 수 있다.The type of the laser generator 100 is not particularly limited, and a continuous wave laser generator or a pulsed wave laser generator can be selectively used depending on the characteristics of the material.

스캐닝 미러(200)는 레이저 빔을 스캐닝구간(d1) 내에서 왕복 이동하도록 반사시키는 역할을 한다. 스캐닝 미러(200)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The scanning mirror 200 serves to reflect the laser beam so as to reciprocate within the scanning section d1. The scanning mirror 200 can be implemented in various ways.

일 예로서, 도 1에 나타낸 스캐닝 미러(200)는 자재의 이동방향(x축 방향)으로 배치된 회전축(202)을 중심으로 회전하며, 외주면에 형성된 반사면(210)의 곡률이 회전축(202)을 중심으로 연속적으로 변하도록 형성된 것이다.1, the scanning mirror 200 rotates around a rotation axis 202 disposed in a moving direction (x-axis direction) of the material, and the curvature of the reflection surface 210 formed on the outer circumference is parallel to the rotation axis 202 As shown in Fig.

반사면(210)의 곡률이 연속적으로 변하면, 스캐닝 미러(200)가 회전할 때 레이저 빔에 대한 반사각이 연속적으로 변하므로 반사된 레이저 빔이 스캐닝구간(d1) 내에서 왕복 이동하는 효과를 얻을 수 있다.When the curvature of the reflecting surface 210 continuously changes, the reflection angle of the scanning mirror 200 with respect to the laser beam is continuously changed when the scanning mirror 200 rotates, so that the reflected laser beam reciprocates within the scanning section d1 have.

회전축(202)을 중심으로 하는 곡률이 연속적으로 변하는 반사면(210)은 그 둘레가 회전축(202)을 중심으로 하는 타원일 수 있다. The reflecting surface 210 whose curvature is continuously changed about the rotational axis 202 may be an ellipse whose circumference is centered on the rotational axis 202. [

반사면(210)의 둘레가 회전축(202)을 중심으로 하는 타원이면, 도 2에 나타낸 바와 같이 반사면(210)이 회전축(202)을 중심으로 회전할 때 반사각이 연속적으로 변하므로 반사된 레이저 빔은 일정한 스캐닝범위 내에서 왕복하게 된다.When the periphery of the reflection surface 210 is an ellipse centering on the rotation axis 202, as shown in FIG. 2, when the reflection surface 210 rotates about the rotation axis 202, the reflection angle continuously changes, The beam is reciprocated within a constant scanning range.

다만, 도 2는 이해를 돕기 위하여 반사면(210)을 명백한 타원으로 나타낸 것이고 실제 반사면(210)의 이심율(eccentricity)은 스캐닝구간(d1)의 길이에 따라 정해진다. 만일 스캐닝구간(d1)의 길이를 수 내지 수백 마이크로미터로 설정해야 하는 경우에는 반사면(210)의 둘레를 거의 원에 가까운, 즉, 이심율이 거의 0에 가까운 타원으로 형성해야 한다.2 shows the reflection surface 210 as an apparent ellipse in order to facilitate understanding, and the eccentricity of the actual reflection surface 210 is determined according to the length of the scanning period d1. If the length of the scanning section d1 should be set to several to several hundreds of micrometers, the periphery of the reflecting surface 210 should be formed as an ellipse that is close to a circle, that is, an ellipse whose eccentricity is nearly zero.

한편 반사면(210)은 원 또는 타원이 아니라 회전축(202)을 중심으로 곡률이 연속적으로 변하는 곡면으로 이루어질 수도 있다. 다만 이렇게 하면, 가공이 어려울 뿐만 아니라 스캐닝구간(d1)의 길이를 정확히 예측하기 어려운 단점이 있다.On the other hand, the reflecting surface 210 may not be a circle or an ellipse, but may be a curved surface whose curvature continuously changes around the rotation axis 202. [ In this case, however, it is difficult to precisely estimate the length of the scanning section d1 as well as the processing is difficult.

다른 예로서, 도 3에 나타낸 스캐닝 미러(200a)는 반사면(210)의 둘레가 완전한 원으로 이루어지되 회전축(202)이 원의 중심에서 편심되어 설치된 것이다. 이러한 스캐닝 미러(200a)를 사용해도 레이저 빔을 제1 스캐닝구간(d1) 내에서 왕복 이동시키는 효과를 얻을 수 있다.As another example, the scanning mirror 200a shown in Fig. 3 is constructed such that the periphery of the reflecting surface 210 is a complete circle, but the rotating shaft 202 is eccentrically disposed from the center of the circle. Even if such a scanning mirror 200a is used, an effect of reciprocating the laser beam within the first scanning period d1 can be obtained.

한편 본 발명의 제1 실시예에서는 자재(10)가 x축을 따라 이동한다고 가정할 때, 스캐닝미러(200,200a)의 회전축(202)을 x축 방향으로 배치함으로써 레이저빔이 왕복하는 스캐닝구간(d1)이 자재(10)의 이동방향과 직교하는 방향(y축 방향)으로 형성되도록 한다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 스캐닝구간(d1)이 자재(10)의 이동방향과 직교하지 않고 비스듬히 교차하도록 구성할 수도 있다.In the first embodiment of the present invention, it is assumed that the material 10 moves along the x axis. By arranging the rotation axis 202 of the scanning mirrors 200 and 200a in the x axis direction, the scanning period d1 Is formed in a direction (y-axis direction) perpendicular to the moving direction of the material 10. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the scanning section d1 may be configured to cross obliquely without being orthogonal to the moving direction of the material 10.

스캐닝구간(d1)과 자재(10)의 이동방향이 교차하면, 자재(10)가 x축 방향을 따라 이동할 때 레이저 빔이 스캐닝구간(d1)을 왕복 이동함에 따라 자재(10)에 형성되는 절단선(20)은 도 4에 나타낸 바와 같이 지그재그 패턴을 갖게 된다.When the scanning section d1 and the moving direction of the material 10 cross each other, as the laser beam travels in the scanning section d1 when the material 10 moves along the x-axis direction, The line 20 has a zigzag pattern as shown in Fig.

도 4는 이해를 돕기 위하여 스캐닝구간(d1)의 폭을 과장해서 나타낸 것이고, 실제 적용 시에는 자재(10)의 낭비와 수율 저하를 방지하기 위하여 스캐닝구간(d1)의 길이를 수 내지 수백 마이크로미터 정도로 설정하는 것이 바람직하다.4 shows the scanning section d1 in an exaggerated form in order to facilitate understanding. In order to prevent wastage of the material 10 and decrease in the yield in actual application, the length of the scanning section d1 is set to several hundreds of micrometers As shown in Fig.

이와 같이 스캐닝 미러(200)를 사용하여 지그재그 패턴의 절단선(20)을 형성하면 절단선(20)이 직선인 경우에 비하여 자재(10)를 손상 없이 보다 매끄럽게 분리할 수 있다.If the cutting line 20 of the zigzag pattern is formed using the scanning mirror 200 as described above, the material 10 can be separated more smoothly without damage than when the cutting line 20 is straight.

이는 도 5에 나타낸 바와 같이 지그재그 모양의 꼭지점 부근에 응력이 보다 집중되므로 전체적으로 응력분포가 불균일해지기 때문이다. 일반적으로 응력 분포가 균일한 경우보다 불균일한 경우에 절단이나 분리가 보다 용이한 것으로 알려져 있는데, 본 발명의 실시예에 따르면 절단선(20)을 따라 응력이 집중되는 영역이 규칙적으로 나타나므로 자재(10)를 보다 쉽게 분리할 수 있다.This is because as shown in FIG. 5, the stress is more concentrated near the vertex of the zigzag shape, so that the stress distribution as a whole becomes uneven. In general, it is known that cutting and separation are easier when the stress distribution is more uniform than when the stress distribution is uniform. According to the embodiment of the present invention, since a region where stress concentrates along the cutting line 20 appears regularly, 10) can be more easily separated.

도 4와 도 5에서는 절단선(20)이 연속적으로 형성된 것으로 나타내었으나 이는 레이저 발생기(100)에서 출사된 레이저 빔이 연속파 레이저인 경우이다. 만일 펄스파 레이저를 사용하면 도 6에 나타낸 바와 같이 펄스 주기에 대응하는 간격으로 다수의 가공홀이 지그재그 패턴으로 형성될 수도 있다.4 and 5, the laser beam emitted from the laser generator 100 is a continuous wave laser. If a pulsed wave laser is used, as shown in FIG. 6, a plurality of processing holes may be formed in a zigzag pattern at intervals corresponding to the pulse period.

한편 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 가공장치는 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.Meanwhile, the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention may be modified or modified in various forms.

일 예로서, 도 7에 나타낸 바와 같이 회전축(204)을 중심으로 소정 각도 내에서 왕복 회전하는 평면 반사면(211)을 가지는 평면 스캐닝 미러(200b)를 사용하여도 스캐닝구간(d1) 내에서 왕복 이동하는 레이저 빔을 구현할 수 있다. 7, even when the flat scanning mirror 200b having the flat reflective surface 211 that reciprocally rotates within a predetermined angle around the rotary shaft 204 is used, A moving laser beam can be implemented.

다만 타원형 스캐닝 미러(200)와 편심형 스캐닝 미러(200a)는 회전축(202)을 중심으로 한쪽 방향으로만 회전시켜도 스캐닝구간(d1)을 왕복 이동하는 레이저 빔을 구현할 수 있기 때문에 회전속도를 높여 레이저 빔의 왕복 이동 속도를 높이는 것이 매우 용이하지만, 평면 스캐닝 미러(200b)의 경우에는 회전축(204)을 주기적으로 정역 회전시켜야 하므로 레이저 빔의 왕복 이동 속도를 높이는 데 일정한 한계가 있다.Since the elliptical scanning mirror 200 and the eccentric scanning mirror 200a can realize a laser beam that reciprocally moves in the scanning section d1 even if the elliptical scanning mirror 200 and the eccentric scanning mirror 200a are rotated only in one direction about the rotational axis 202, It is very easy to increase the reciprocating speed of the beam. However, in the case of the flat scanning mirror 200b, since the rotating shaft 204 must be periodically rotated in the forward and reverse directions, there is a certain limit to increase the reciprocating speed of the laser beam.

다른 예로서, 자재(10)가 비교적 두꺼운 경우에는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 자재(10)에 대한 절단공정을 다수의 레이어(L1,L2,L3)로 구분하여 진행할 수 있다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 먼저 자재(10)를 x축 방향으로 이동시키면서 제1 레이어(L1)에 대한 절단 공정을 진행한 후, 자재(10)를 (-)x축 방향으로 이동시키면서 제2 레이어(L2)에 대한 절단 공정을 진행하고, 이어서 자재(10)를 다시 x축 방향으로 이동시키면서 제3 레이어(L3)에 대한 절단 공정을 진행할 수 있다. As another example, when the material 10 is relatively thick, the cutting process for the material 10 can be divided into a plurality of layers L1, L2, and L3 as shown in FIGS. 8 and 9. 9, after the material 10 is moved in the x-axis direction and the cutting process is performed on the first layer L1, the material 10 is moved in the (-) x-axis direction The cutting process for the second layer L2 is performed and then the cutting process for the third layer L3 is performed while moving the material 10 again in the x axis direction.

이와 같이 다수 레이어에 대해 절단공정을 수행하는 경우에는, 공정대상 레이어에 레이저 빔이 집속될 수 있도록 자재(10)가 안착된 스테이지를 공정 단계별로 z축 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 포커싱 렌즈(300)를 이동시켜 초점 위치를 조절할 수도 있다.When the cutting process is performed on a plurality of layers as described above, it is preferable that the stage on which the material 10 is placed is moved in the z-axis direction for each process step so that the laser beam can be focused on the process target layer. The focusing lens 300 may be moved to adjust the focus position.

제 2 Second 실시예Example

본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치는, 도 10의 개략 구성도에 나타낸 바와 같이, 레이저 발생기(100), 레이저 발생기(100)에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 스캐닝 미러(200), 스캐닝 미러(200)에서 반사된 레이저 빔을 자재(10)에 집속시키는 포커싱렌즈(300)를 포함하는 점에서 제1 실시예와 동일하다.10, the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a laser generator 100, a scanning mirror 200 that reflects a laser beam emitted from the laser generator 100, And a focusing lens 300 that focuses the laser beam reflected by the scanning mirror 200 onto the material 10.

또한 레이저 빔을 스캐닝구간(d2) 내에서 왕복 이동시키기 위하여 타원형 스캐닝 미러(200), 편심형 스캐닝 미러(200a), 평면형 스캐닝 미러(200b) 등을 사용할 수 있는 점에서도 제1 실시예와 동일하다.Also in that the elliptical scanning mirror 200, the eccentric scanning mirror 200a, the flat scanning mirror 200b and the like can be used to reciprocate the laser beam in the scanning section d2 .

다만, 본 발명의 제2 실시예에서는 스캐닝 미러(200)에 의해 반사된 레이저 빔이 왕복 이동하는 스캐닝구간(d2)을 자재(10)의 이동방향(x축 방향)을 따라 형성하며, 이를 위해 스캐닝 미러(200,200a,200b)의 회전축(202)을 y축 방향으로 배치하는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.However, in the second embodiment of the present invention, the scanning section d2 in which the laser beam reflected by the scanning mirror 200 reciprocates is formed along the movement direction (x-axis direction) of the material 10, And the rotation axis 202 of the scanning mirrors 200, 200a, 200b are arranged in the y-axis direction.

스캐닝 미러(200)를 이와 같이 배치하면, 레이저 빔이 스캐닝구간(d2) 내에서 고속으로 왕복하면서 자재(10)에 반복적으로 조사되므로 공정속도가 크게 빨라지는 이점이 있다. 특히 상대적으로 두꺼운 자재(10)인 경우에 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같은 다단계 공정을 진행하지 않고 스캐닝 미러(200)의 회전속도를 높여 레이저 빔의 왕복 회수를 늘림으로써 공정속도를 향상시킬 수 있다.When the scanning mirror 200 is arranged in this manner, the laser beam is repeatedly irradiated to the material 10 while reciprocating at a high speed within the scanning section d2, which is advantageous in that the process speed is greatly increased. In particular, in the case of a relatively thick material 10, the rotational speed of the scanning mirror 200 is increased to increase the number of reciprocations of the laser beam without advancing the multi-step process as shown in FIGS. 8 and 9, have.

한편 스캐닝 미러(200)에서 반사된 레이저 빔은 포커싱 렌즈(300)를 거쳐 자재(10)에 수직으로 입사될 수도 있고 경사지게 입사될 수도 있다. Meanwhile, the laser beam reflected by the scanning mirror 200 may be incident on the material 10 through the focusing lens 300 either vertically or obliquely.

그런데 도 11에 나타낸 바와 같이, 스캐닝 레이저 빔을 자재(10)에 수직으로 입사시키면 자재(10)에 분리된 파티클 등이 홈에서 미처 빠져나가지 못하고 입사되는 레이저 빔의 영향으로 절단면에 다시 융착되는 경우가 발생할 수 있다.However, as shown in FIG. 11, when the scanning laser beam is vertically incident on the material 10, the particles or the like separated in the material 10 can not escape from the groove and are fused again to the cut surface under the influence of the incident laser beam May occur.

이를 방지하기 위해서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 스캐닝 레이저 빔을 자재(10)의 표면에 비스듬한 각도로 입사시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 자재(10)에서 분리된 파티클 등이 레이저 빔의 입사 방향과 반대쪽으로 빠져나감으로써 융착이 방지되므로 보다 매끄러운 절단면을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이후의 분리 작업이 용이해지는 이점이 있다.In order to prevent this, it is preferable that the scanning laser beam is made incident on the surface of the material 10 at an oblique angle as shown in Fig. As a result, particles or the like separated from the material 10 escape to the side opposite to the direction of incidence of the laser beam to prevent fusion, so that a smoother cut surface can be obtained and the subsequent separation operation can be facilitated.

또한 스캐닝 레이저 빔을 자재(10)의 표면에 비스듬한 각도로 입사시키면서 자재(10)를 x축 방향으로 이동시키면 절단홈의 바닥에 도 13에 나타낸 바와 같이 요철 패턴(30)이 나타날 수 있다. 이는 포커싱 렌즈(300)가 경사지게 배치되면 레이저 빔의 입사위치에 따라 초점의 높이가 약간씩 달라지기 때문이다. When the material 10 is moved in the x-axis direction while the scanning laser beam is incident on the surface of the material 10 at an oblique angle, the concavo-convex pattern 30 may appear at the bottom of the cutting groove as shown in FIG. This is because when the focusing lens 300 is inclined, the height of the focal point changes slightly depending on the incident position of the laser beam.

다만 도 13은 이해를 돕기 위해 요철 패턴(30)의 높이를 자재(10)의 두께에 비해 매우 과장되게 도시하였는데, 실제로는 마이크로 미터 단위의 요철이 나타날 것이다.13, the height of the concave-convex pattern 30 is shown to be greatly exaggerated in comparison with the thickness of the material 10 in order to facilitate understanding. Actually, micrometer-scale irregularities will appear.

한편 이러한 요철패턴(30)이 나타나면 응력 분포가 불균일 해지므로 이후의 분리 작업이 보다 용이해지는 이점이 있다.On the other hand, when the concave / convex pattern 30 appears, the stress distribution becomes nonuniform, which makes it easier to perform the subsequent separating operation.

본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 가공장치는 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.The laser machining apparatus according to the second embodiment of the present invention may be modified or modified in various forms.

일 예로서, 제2 실시예에서도 필요한 경우에는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 자재(10)에 대한 절단공정을 다수의 레이어(L1,L2,L3)로 구분하여 진행할 수도 있다. As an example, if necessary in the second embodiment, the cutting process for the material 10 may be divided into a plurality of layers L1, L2 and L3 as shown in Figs. 8 and 9, if necessary.

다른 예로서, 도 14에 나타낸 바와 같이 다수의 반사평면(212)을 갖는 폴리곤(polygon) 미러(200c)를 사용하여 스캐닝구간(d2)을 반복적으로 이동하는 레이저 빔을 구현할 수 있다. 다만 폴리곤 미러(200c)는 인접한 반사평면(212) 사이에 불연속선(220)이 있기 때문에 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것이 아니라 한쪽 방향으로만 이동하는 점에서 차이가 있다. 즉, 폴리곤 미러(200c)를 사용하면 레이저 빔은 스캐닝구간(d2)의 시작점에서 끝까지 이동한 후 다시 시작점에서 끝까지 이동하는 방식으로 자재(10)에 반복적으로 조사된다.As another example, a laser beam for repeatedly moving the scanning section d2 may be implemented by using a polygon mirror 200c having a plurality of reflection planes 212 as shown in Fig. However, since the polygon mirror 200c has the discontinuous line 220 between the adjacent reflection planes 212, the laser beam does not reciprocate in the scanning section d2, but moves only in one direction. That is, when the polygon mirror 200c is used, the laser beam is repeatedly irradiated onto the material 10 in such a manner that the laser beam moves from the starting point to the end of the scanning section d2 and then moves from the starting point to the end.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정 되어 실시될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

일 예로서, 절단 공정 중에 포커싱 렌즈(300)의 위치를 조절하면서 레이저 빔의 초점위치를 보다 능동적으로 조절할 수도 있다.As an example, the focus position of the laser beam may be more actively adjusted while adjusting the position of the focusing lens 300 during the cutting process.

다른 예로서, 스테이지를 이용하여 자재(10)를 이동시키는 대신, 자재(10)를 고정시킨 상태에서 레이저발생기(100), 스캐닝미러(200), 초점렌즈(300) 등을 이동시킬 수도 있다.As another example, the laser generator 100, the scanning mirror 200, the focus lens 300, and the like may be moved while the material 10 is fixed, instead of moving the material 10 using the stage.

이와 같이 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.As described above, the present invention can be modified or modified in various ways in a specific application, and the modified or modified embodiments are included in the scope of the present invention if they include the technical idea of the present invention disclosed in the claims .

10: 자재 20: 절단선
30: 요철패턴 100: 레이저 발생기
200: 스캐닝 미러 202: 회전축
210: 반사면 300: 포커싱렌즈10: Material 20: Cutting line
30: concave / convex pattern 100: laser generator
200: scanning mirror 202: rotating shaft
210: Reflecting surface 300: Focusing lens

Claims (14)

레이저 발생기;
상기 레이저 발생기에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 반사면을 구비하며, 상기 반사면이 회전축을 중심으로 회전하면서 자재의 이동방향과 교차하는 방향의 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔을 반복적으로 이동시키는 스캐닝 미러;
상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재에 집속시키는 포커싱 렌즈;
상기 스캐닝구간(d1)에 대한 자재의 상대위치를 변화시키는 구동수단
을 포함하는 레이저 가공 장치Laser generator;
And a reflecting surface for reflecting the laser beam emitted from the laser generator. The laser beam is repeatedly moved in the scanning section d1 in the direction crossing the moving direction of the material while the reflecting surface is rotated about the rotation axis A scanning mirror;
A focusing lens that focuses the laser beam reflected from the scanning mirror onto a material;
A driving unit for changing a relative position of the material with respect to the scanning section d1;
And a laser processing device 제1항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면은 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 변하는 곡률을 가지며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 1,
Wherein the rotation axis of the scanning mirror is disposed along a moving direction of the material, the reflection surface has a curvature continuously changing about the rotation axis, and when the rotation axis rotates in one direction, Wherein the laser processing device 제2항에 있어서,
상기 반사면의 둘레는 상기 회전축을 중심으로 하는 타원인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치3. The method of claim 2,
And the periphery of the reflection surface is an ellipse centered on the rotation axis. 제1항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면의 둘레는 원이고 상기 회전축은 상기 원의 중심에서 편심되며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 1,
Wherein the rotation axis of the scanning mirror is arranged along the moving direction of the material, the periphery of the reflection plane is a circle, the rotation axis is eccentric from the center of the circle, and when the rotation axis rotates in one direction, And the laser beam is reciprocated in the laser processing apparatus 제1항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향을 따라 배치되고, 상기 반사면은 평면이며, 상기 회전축이 설정된 범위 내에서 정역 회전함에 따라 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 1,
The rotation axis of the scanning mirror is arranged along the moving direction of the material, and the reflecting surface is plane. The laser beam reciprocates within the scanning section d1 as the rotation axis rotates in the predetermined range A laser processing apparatus 레이저 발생기;
상기 레이저 발생기에서 출사된 레이저 빔을 반사시키는 반사면을 구비하며, 상기 반사면이 회전축을 중심으로 회전하면서 자재 이동방향과 같은 방향의 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔을 반복적으로 이동시키는 스캐닝 미러;
상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재에 집속시키는 포커싱 렌즈;
상기 스캐닝구간(d2)에 대한 자재의 상대위치를 변화시키는 구동수단
을 포함하는 레이저 가공 장치Laser generator;
A scanning mirror for repeatedly moving the laser beam in a scanning section d2 in the same direction as the material moving direction while the reflecting surface is rotating about the rotation axis, and a reflecting mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser generator, ;
A focusing lens that focuses the laser beam reflected from the scanning mirror onto a material;
A driving unit for changing a relative position of the material with respect to the scanning section d2;
And a laser processing device 제6항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면은 상기 회전축을 중심으로 연속적으로 변하는 곡률을 가지며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 6,
The scanning mirror is disposed in a direction intersecting the moving direction of the material. The reflecting surface has a curvature continuously changing about the rotation axis. When the rotation axis rotates in one direction, And the laser beam is reciprocated in the laser processing apparatus 제7항에 있어서,
상기 반사면의 둘레는 상기 회전축을 중심으로 하는 타원인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치8. The method of claim 7,
And the periphery of the reflection surface is an ellipse centered on the rotation axis. 제6항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면의 둘레는 원이고 상기 회전축은 상기 원의 중심에서 편심되며, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 6,
Wherein the rotation axis of the scanning mirror is arranged in a direction intersecting with the moving direction of the material, the periphery of the reflection surface is a circle, the rotation axis is eccentric from the center of the circle, and when the rotation axis is rotated in one direction, and the laser beam is reciprocally moved within a predetermined range 제6항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반사면은 평면이며, 상기 회전축이 설정된 범위 내에서 정역 회전함에 따라 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 6,
Wherein the rotation axis of the scanning mirror is arranged in a direction intersecting the moving direction of the material, the reflecting surface is plane, and the laser beam is reciprocated in the scanning section (d2) And the laser processing device 제6항에 있어서,
상기 스캐닝 미러는 다수의 반사평면을 구비한 폴리곤 미러이고, 상기 회전축은 자재의 이동방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 회전축이 일 방향으로 회전하면 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 동일 방향을 반복적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 6,
The scanning mirror is a polygon mirror having a plurality of reflection planes, and the rotation axis is disposed in a direction intersecting the direction of movement of the material. When the rotation axis rotates in one direction, the laser beam is the same within the scanning section d2 Direction of the laser beam is repeatedly moved. 제6항에 있어서,
상기 포커싱렌즈는 상기 스캐닝 미러에서 반사된 레이저 빔을 자재의 표면에 대해 비스듬한 방향으로 입사시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치The method according to claim 6,
Wherein the focusing lens causes the laser beam reflected from the scanning mirror to be incident on the surface of the material in an oblique direction, 레이저 발생기가 레이저 빔을 출사하는 단계;
스캐닝 미러를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 반사된 레이저 빔을 자재의 이동방향과 교차하는 방향의 스캐닝구간(d1) 내에서 반복적으로 이동시키는 단계;
반사된 레이저 빔이 포커싱 렌즈를 거쳐 자재에 집속하는 단계
를 포함하며, 자재가 이동하는 중에 상기 스캐닝구간(d1) 내에서 레이저 빔이 반복적으로 이동함에 따라 자재에 지그재그 형태의 절단선이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법The laser generator emitting a laser beam;
Rotating the scanning mirror about the rotation axis so as to repeatedly move the reflected laser beam within the scanning section d1 in the direction crossing the moving direction of the material;
The reflected laser beam is focused on the material through the focusing lens
And a zigzag cutting line is formed on the material as the laser beam repeatedly moves in the scanning section d1 while the material moves. 레이저 발생기가 레이저 빔을 출사하는 단계;
스캐닝 미러를 회전축을 중심으로 회전시킴으로써 반사된 레이저 빔을 자재의 이동방향과 같은 방향의 스캐닝구간(d2) 내에서 반복적으로 이동시키는 단계;
반사된 레이저 빔이 포커싱 렌즈를 거쳐 자재에 집속하는 단계
를 포함하며, 자재가 이동하는 중에 상기 스캐닝구간(d2) 내에서 레이저 빔이 반복적으로 이동하면서 절단선을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법The laser generator emitting a laser beam;
Rotating the scanning mirror around the rotation axis so as to repeatedly move the reflected laser beam within the scanning section d2 in the same direction as the moving direction of the material;
The reflected laser beam is focused on the material through the focusing lens
Characterized in that a laser beam is repeatedly moved in the scanning section (d2) while the material is moving to form a cutting line
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KR102706001B1 (en) * 2023-09-14 2024-09-11 (주)퀀텀플라즈마 Laser processing device capable of high speed scanning and laser processing method using the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101333518B1 (en) 2007-04-05 2013-11-28 참엔지니어링(주) Laser machining method, laser cutting method, and method for dividing structure having multilayer board

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101333518B1 (en) 2007-04-05 2013-11-28 참엔지니어링(주) Laser machining method, laser cutting method, and method for dividing structure having multilayer board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020160210A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 ウシオ電機株式会社 Manufacturing method of fine hole optical element and reformer
KR102706001B1 (en) * 2023-09-14 2024-09-11 (주)퀀텀플라즈마 Laser processing device capable of high speed scanning and laser processing method using the same

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