WO2017061706A1 - 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법 - Google Patents

레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017061706A1
WO2017061706A1 PCT/KR2016/010049 KR2016010049W WO2017061706A1 WO 2017061706 A1 WO2017061706 A1 WO 2017061706A1 KR 2016010049 W KR2016010049 W KR 2016010049W WO 2017061706 A1 WO2017061706 A1 WO 2017061706A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
marking
laser beam
marking laser
controllers
laser
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/010049
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
현병훈
김태정
신동준
황윤성
Original Assignee
(주)이오테크닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이오테크닉스 filed Critical (주)이오테크닉스
Publication of WO2017061706A1 publication Critical patent/WO2017061706A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps

Definitions

  • the present invention relates to a laser marking system and a laser marking method using the same.
  • the laser marking system refers to a system for marking desired characters, figures, and the like on a marking object, for example, a semiconductor package or a wafer, using a laser beam.
  • the intensities of the two marking laser beams may not be irradiated with each other.
  • two marking laser beams could not be modulated separately, and thus different characters or figures could not be marked.
  • the present invention provides a laser marking system and a laser marking method using the same for solving the above problems.
  • a beam splitter dividing the laser beam emitted from the laser oscillator into first and second marking laser beams
  • first and second galvano scanners for controlling the directions of the first and second marking laser beams passing through the first and second beam controllers.
  • Each of the first and second beam controllers may include a Pockels cell, a driver for applying a voltage to the Pockels cell, and a polarizer for polarizing the marking laser beam passing through the Pockels cell.
  • Each of the first and second beam controllers may further include a dumper for absorbing the marking laser beam refracted by the polarizer.
  • At least one of the first and second beam controllers may modulate a marking laser beam passing through the beam controller by selectively blocking a voltage applied to the Pockels cell.
  • the first shape formed on the marking object by the first marking laser beam may be different from the second shape formed on the marking object by the second marking laser beam.
  • At least one of the first and second beam controllers may adjust the intensity of the marking laser beam passing through the beam controller by adjusting the magnitude of the voltage applied by the driver to the Pockels cell.
  • the intensity of the first marking laser beam passing through the first beam control unit may be the same as that of the second marking laser beam passing through the second beam control unit.
  • a first and second high reflection mirror disposed between the beam splitter and the first and second beam controllers.
  • the length of the movement path of the first marking laser beam may be the same as the movement path of the second marking laser beam.
  • First and second beam expanders disposed between the first and second beam controllers and the first and second galvano scanners; And first and second f-theta lenses disposed in a movement path of the marking laser beam passing through the first and second galvano scanners.
  • the controlling of at least one characteristic of the first and second marking laser beams may include selectively blocking a voltage applied to at least one of the first and second beam control laser beams, thereby passing the marking laser beam. Can be modulated.
  • the first shape may be different from the second shape.
  • the controlling of at least one characteristic of the first and second marking laser beams may include: marking a laser beam passing through the beam controller by adjusting a magnitude of a voltage applied to at least one of the first and second beam controllers. You can adjust the intensity.
  • the intensity of the first marking laser beam passing through the first beam control unit may be the same as that of the second marking laser beam passing through the second beam control unit.
  • the marking laser beam is modulated or the intensity thereof is adjusted quickly. Can be.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a laser marking system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining the operation of the first beam control unit.
  • FIG. 4A illustrates an example of characteristics of the first and second marking laser beams before passing through the first and second beam controllers
  • FIG. 4B illustrates a first state after passing through the first and second beam controllers.
  • An example of the characteristics of the second marking laser beam is shown.
  • 5A and 5B show examples of shapes marked on a marking object by first and second marking laser beams passing through the first and second beam controllers.
  • FIG. 6 is another diagram for describing an operation of the first beam controller.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an operation of the first beam controller of FIG. 6.
  • FIG. 8A illustrates an example of characteristics of the first and second marking laser beams before passing through the first and second beam controllers
  • FIG. 8B illustrates a first state after passing through the first and second beam controllers.
  • An example of the characteristics of the second marking laser beam is shown.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a laser marking method according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser marking system 1 according to an embodiment.
  • the laser marking system 1 includes a laser oscillator 10.
  • the laser oscillator 10 generates or oscillates the laser beam (L).
  • the laser beam L may be a linearly polarized laser beam.
  • the laser beam L may be a P-polarized laser beam.
  • the laser marking system 1 may mark the objects to be marked W1 and W2 through at least two heads.
  • the laser marking system 1 further includes a beam splitter 20, first and second beam controllers 41 and 42, and first and second galvano scanners 61 and 62.
  • the beam splitter 20 may split the laser beam L emitted from the laser oscillator 10 into at least two marking laser beams.
  • the beam splitter 20 may split the laser beam L into first and second marking laser beams L1 and L2.
  • the intensity of the divided first and second marking laser beams L1 and L2 may be the same.
  • the intensity of the divided first and second marking laser beams L1 and L2 may be different.
  • the difference between the intensity of the first marking laser beam L1 and the intensity of the second marking laser beam L2 may be within 50% of the intensity of the first marking laser beam L1.
  • First and second high reflection mirrors 31 and 32 may be disposed in the movement paths of the first and second marking laser beams L1 and L2.
  • the first and second high reflection mirrors 31 and 32 may be disposed between the beam splitter 20 and the first and second beam controllers 41 and 42 to be described later.
  • the first and second high reflection mirrors 31 and 32 may be mirrors having a reflectance of 99% or more.
  • the first high reflection mirror 31 may reflect the first marking laser beam L1 such that the first marking laser beam L1 moves to the first beam controller 41 without energy loss.
  • the second high reflection mirror 32 may reflect the second marking laser beam L2 such that the second marking laser beam L2 moves to the second beam controller 42 without energy loss.
  • the first and second high reflection mirrors 31 and 32 may have an appropriate coating layer formed on the reflective surface according to energy density, wavelength, reflection angle, and use.
  • the galvano scanners 61 and 62 can be moved.
  • the first galvano scanner 61 may control the direction of the first marking laser beam L1.
  • the second galvano scanner 62 may control the direction of the second marking laser beam L2.
  • two galvanometer mirrors 601 and 602 may be vertically installed.
  • the sum of the motion vectors of the two galvanometer mirrors 601 and 602 can draw the desired marking data on the marking objects W1 and W2.
  • Two galvanometer mirrors 601 and 602 may be referred to as X and Y scanners.
  • First and second beam expanders 51 and 52 may be disposed between the first and second galvano scanners 61 and 62 and the first and second beam controllers 41 and 42.
  • the first and second beam expanders 51 and 52 may convert the first and second marking laser beams L1 and L2 into thick parallel rays.
  • the first and second beam expanders 51 and 52 are not shown in the figure but may be composed of three sets of lenses. As the first and second beam expanders 51 and 52 increase the magnification of the lens, the first and second beam expanders 51 and 52 may convert the first and second marking laser beams L1 and L2 into coarse parallel rays and further reduce the divergence angle. Can be.
  • the first and second beam expanders 51 and 52 may be used to adjust the first and second marking laser beams L1 and L2 to a desired spot size.
  • the first and second F-theta lenses 71 and 72 may be disposed in the movement paths of the first and second marking laser beams L1 and L2 passing through the first and second galvano scanners 61 and 62. Can be.
  • the lengths of the moving paths of the first and second marking laser beams L1 and L2 divided by the beam splitter 20 may be the same.
  • the moving path of the first marking laser beam L1 between the beam splitter 20 and the first beam control part 41 and the second marking laser beam L2 between the beam splitter 20 and the second beam control part. May be the same.
  • the marking can proceed simultaneously by the two heads.
  • the first beam controller 41 may be disposed in the movement path of the first marking laser beam L1 and control the characteristics of the first marking laser beam L1.
  • the second beam controller 42 may be disposed in the movement path of the second marking laser beam L2, and may control the characteristics of the second marking laser beam L2.
  • the first beam controller 41 is disposed between the beam splitter 20 and the first galvano scanner 61
  • the second beam controller 42 is between the beam splitter 20 and the second galvano scanner 62. Can be placed in.
  • the characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 controlled by the first and second beam control units 41 and 42 may include at least one of adjusting the intensity (or power) of the marking laser beam and modulating the marking laser beam. It may include one. As an example, at least one of the first and second beam controllers 41 and 42 may adjust the intensity of the marking laser beam. As another example, at least one of the first and second beam controllers 41 and 42 may modulate the marking laser beam.
  • the first and second beam controllers 41 and 42 may be configured such that the refractive index varies according to the change of the applied voltage. Accordingly, polarization characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 passing through the first and second beam controllers 41 and 42 may vary.
  • Each of the first and second beam controllers 41 and 42 includes a Pockels cell 110, a driver 120 for applying a voltage to the Pockels cell 110, and a marking passing through the Pockels cell 110. It may include a polarizer 130 for polarizing the laser beam. Each of the first and second beam controllers 41 and 42 may further include a dumper 140.
  • the Pockels cell 110 may have a different refractive index depending on the voltage applied thereto.
  • the material of the Pockels cell 110 is ADP (ammonium dihydrogen phosphate), KDP (potassium dihydrogen phosphate), KD * P (potassium dideuterium phosphate), LN (lithium niobate), BBO (beta barium oxide), LBO (lithium triborate) And CdTe (cadmium telluride).
  • Pockels cell 110 may be a wavelength plate controlled by a voltage. For example, when a predetermined first voltage is applied to the Pockels cell 110, the Pockels cell 110 may operate as a half-wave plate. When a second voltage different from the first voltage is applied to the Pockels cell 110, the Pockels cell 110 may operate as a quarter wave plate. When no voltage is applied to the Pockels cell 110, the Pockels cell 110 may pass the marking laser beam as it is.
  • the driver 120 is electrically connected to the Pockels cell 110 to apply a voltage to the Pockels cell 110. By adjusting the voltage applied by the driver 120, the refractive index of the Pockels cell 110 may be adjusted.
  • the polarizer 130 passes light of a specific polarization and blocks light of other polarizations.
  • the polarizer 130 may pass the P-polarized laser beam of the marking laser beam and refract the S-polarized laser beam.
  • the dumper 140 is disposed in the movement path of the marking laser beam refracted by the polarizer 130.
  • the dumper 140 may absorb the refracted marking laser beam.
  • the laser marking system 1 can change the polarization characteristics of the first and second beam controllers 41 and 42 by electrical signal change without mechanical driving, The characteristics of the laser beam can be adjusted quickly.
  • FIG. 2 is a view for explaining the operation of the first beam control unit 41.
  • the first marking laser beam L1 is incident on the Pockels cell 110.
  • the first marking laser beam L1 incident on the Pockels cell 110 may be a polarization laser beam.
  • the first marking laser beam L1 may be a P-polarized laser beam.
  • the driver 120 may apply a voltage to the Pockels cell 110 through a pair of electrodes disposed in the Pockels cell 110.
  • the driver 120 may apply a first voltage to the Pockels cell 110 such that the refractive index of the Pockels cell 110 can operate as a half-wave plate.
  • the first marking laser beam L1 may change from the P-polarized laser beam to the S-polarized laser beam in the process of passing through the Pockels cell 110.
  • the driver 120 may not apply a voltage to the Pockels cell 110. Since no voltage is applied to the Pockels cell 110, the first marking laser beam L1 may be a P-polarized laser beam without change in the process of passing through the Pockels cell 110.
  • the polarizer 130 may pass through the P-polarized laser beam and refract the S-polarized laser beam. Accordingly, when the first marking laser beam L1 is changed to the S polarized laser beam by the Pockels cell 110, the first marking laser beam L1 may be refracted by the polarizer 130. On the other hand, when the first marking laser beam L1 is not changed into the S-polarized laser beam by the Pockels cell 110, the first marking laser beam L1 may pass through the polarizer 130 without refracting. .
  • the first beam controller 41 may selectively block the first marking laser beam L1.
  • the first marking laser beam L1 can be modulated.
  • the first beam controller 41 is illustrated in FIG. 2, but the second beam controller may be substantially the same as the first beam controller 41. Accordingly, the second marking laser beam L2 may be modulated by the second beam controller 42.
  • FIG. 4A illustrates an example of the characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 before passing through the first and second beam controllers 41 and 42
  • FIG. 4B illustrates the first and second beams.
  • An example of the characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 in the state after passing through the beam control units 41 and 42 is shown.
  • 5A and 5B show examples of shapes marked on the marking objects W1 and W2 by the first and second marking laser beams L1 and L2 that have passed through the first and second beam controllers 41 and 42. Indicates.
  • the first marking laser beam L1 which is a P-polarized laser beam
  • the first marking laser beam L1 passes through the Pockels cell 110 without change, and thus passes by the polarizer 130 without refraction.
  • a first voltage is applied to the Pockels cell 110 of the second beam controller 42.
  • the second marking laser beam L2 which is a P-polarized laser beam
  • the second marking laser beam L2 is refracted by the polarizer 130.
  • the first and second beam controllers 41 and 42 use the first and second beam controllers 41 and 42 to vary the voltages applied to the Pockels cells 110.
  • the marking laser beams L1 and L2 can be modulated.
  • the first and second marking laser beams L1 and L2 are pulse lasers before being split by the beam splitter 20 and passed through the first and second beam controllers 41 and 42. It may appear as (a), (b). As the first and second marking laser beams L1 and L2 are selectively blocked while passing through the individually controlled first and second beam controllers 41 and 42, the first and second beam controllers 41 are blocked. The first and second marking laser beams L1 and L2 passing through 42 may have different on / off times as shown in FIGS. 4B and 4B.
  • the first shape SH1 (see FIG. 5A) marked by the first marking laser beam L1 and the second shape SH2 (see FIG. 5B) marked by the second marking laser beam L2 are different from each other. May appear.
  • the letter “D” may be marked on the marking object W1 by the first marking laser beam L1, and the marking object W2 by the second marking laser beam L2.
  • the letter “A” can be marked on the.
  • the laser marking system 1 according to the embodiment marks the letter “D” having the first shape SH1 at one time without interruption on one marking object W1 and 2 on the other marking object W2.
  • the letter “A” having the second shape SH2 can be marked over the times. Subsequently, the laser marking system 1 may mark different shapes on the marking objects W1 and W2 by the first and second marking laser beams L1 and L2.
  • FIG. 6 is another view for explaining the operation of the first beam control unit 41
  • FIG. 7 is a view schematically showing the operation of the first beam control unit 41 of FIG.
  • a second voltage different from the first voltage may be applied to the Pockels cell 110.
  • the second voltage may be less than the first voltage.
  • the refractive index of the Pockels cell 110 may be different from the refractive index when the first voltage is applied to the Pockels cell 110 or no voltage is applied. Accordingly, the first marking laser beam L1, which is a P-polarized laser beam, may be changed into a marking laser beam having P polarization characteristics and S polarization characteristics in the course of passing through the Pockels cell 110.
  • the S-polarized laser beam of the first marking laser beam L1 is refracted by the polarizer 130, and only the P-polarized laser beam may pass through the polarizer 130.
  • the power (or intensity) of the first marking laser beam L1 may be attenuated while passing through the first beam controller 41.
  • the first beam controller 41 is illustrated in FIGS. 6 and 7, but the second beam controller may be substantially the same as the first beam controller 41. Accordingly, the power (or intensity) of the second marking laser beam L2 may be reduced by the second beam controller.
  • FIG. 8A illustrates an example of the characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 before passing through the first and second beam controllers 41 and 42
  • FIG. 8B illustrates the first and second beams.
  • An example of the characteristics of the first and second marking laser beams L1 and L2 in the state after passing through the beam control units 41 and 42 is shown.
  • the first marking laser beam L1 and the second marking when the laser beam is divided by the first and second marking laser beams L1 and L2 by the beam splitter 20, the first marking laser beam L1 and the second marking.
  • the laser beam L2 may not be the same.
  • the power of the first marking laser beam L1 is about 52% of the power of the laser beam
  • the power of the second marking laser beam L2 is the laser. About 48% of the power of the beam.
  • the first and second marking laser beams are adjusted by adjusting the voltage applied to the Pockels cell 110 of the first and second beam controllers 41 and 42.
  • At least one of (L1, L2) can be attenuated.
  • the power of the first marking laser beam L1 may be attenuated.
  • the power of the first and second marking laser beams L1 and L2 is equal to each other, as shown in FIGS. 8B and 8B.
  • the second beam controllers 41 and 42 may be controlled.
  • the laser oscillator 10 generates a laser beam L (S10).
  • the laser beam L may be a linearly polarized laser beam.
  • the laser beam L may be a P-polarized laser beam.
  • the laser beam L may be split into the first and second marking laser beams L1 and L2 by the beam splitter 20 (S20).
  • the intensity of the first marking laser beam L1 may be the same as that of the second marking laser beam L2.
  • the intensity of the first marking laser beam L1 may be different from that of the second marking laser beam L2.
  • the difference between the intensity of the first marking laser beam L1 and the intensity of the second marking laser beam L2 may be within 50% of the intensity of the first marking laser beam L1.
  • the divided first and second marking laser beams L1 and L2 may be controlled by the first and second beam control units 41 and 42 to control characteristics of the marking laser beam. For example, at least one of the first and second marking laser beams L1 and L2 may be modulated or at least one intensity may be adjusted.
  • a voltage applied to at least one Pockels cell 110 among the first and second beam controllers 41 and 42 may be selectively blocked.
  • a first voltage may be applied to the Pockels cell 110 of the first beam controller 41 and no voltage may be applied to the Pockels cell 110 of the second beam controller 41.
  • the first marking laser beam L1 is blocked without passing through the first beam controller 41, and the second marking laser beam L2 passes through the second beam controller 42.
  • the first and second marking laser beams L1 and L2 passing through the first and second beam controllers 41 and 42 may be modulated differently.
  • the first and second shapes SH1 and SH2 marked on the marking objects W1 and W2 by the first and second marking laser beams L1 and L2 may be different from each other.
  • the magnitude of the voltage applied to at least one Pockels cell 110 of the first and second beam controllers 41 and 42 may be adjusted. Accordingly, the intensity of the first and second marking laser beams L1 and L2 passing through the first and second beam controllers 41 and 42 may be adjusted.
  • the marking target The intensity of the first and second marking laser beams L1 and L2 irradiated to W1 and W2 can be adjusted in the same manner.
  • the first and second galvano scanners 61 and 62 may control the irradiation directions of the first and second marking laser beams L1 and L2.
  • the first and second galvano scanners 61 and 62 control the irradiation directions of the first and second marking laser beams L1 and L2 having different characteristics so that the first and second shapes SH1 are different from each other. , SH2) can be marked on the marking objects W1 and W2.
  • the laser beam L has been described with reference to the example of being a P-polarized laser beam, but may be an S-polarized laser beam or a non-polarized laser beam as necessary. In this case, the configurations related to the polarization laser beam may also be changed as appropriate.
  • L1, L2 Marking Laser Beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

레이저 마킹 시스템 및 마킹 방법이 개시된다. 개시된 레이저 마킹 시스템은, 레이저 발진기; 상기 레이저 발진기에서 출사된 레이저빔을 제1, 제2 마킹 레이저빔으로 분할하는 빔 스플리터; 상기 제1, 제2 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치되며, 인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 변하여, 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성을 제어하는, 제1, 제2 빔 제어부; 및 상기 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저 빔의 방향을 제어하는 제1, 제2 갈바노 스캐너;를 포함한다.

Description

레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법
본 발명은 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법에 관한 것이다.
레이저 마킹 시스템이란 레이저빔을 이용하여 마킹 대상물, 예컨대 반도체 패키지나 웨이퍼에 원하는 문자, 도형 등을 마킹하기 위한 시스템을 말한다.
최근 들어, 이러한 레이저 마킹 시스템이 상대적으로 고가인 점을 고려하여, 하나의 레이저 발진기에서 출사된 하나의 레이저빔을 두 개의 마킹 레이저빔으로 분리하여, 두 개의 헤드를 통해 동시에 마킹 작업을 진행하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나, 종래에는 하나의 레이저빔을 두 개의 마킹 레이저빔으로 분리하여 동시에 마킹 작업을 진행할 경우, 두 개의 마킹 레이저빔의 세기가 서로 동일하지 않게 조사될 수 있었다. 또한, 두 개의 마킹 레이저빔을 개별 변조할 수 없었으며, 그에 따라 서로 다른 문자나 도형을 마킹할 수 없었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 마킹 시스템은,
레이저 발진기;
상기 레이저 발진기에서 출사된 레이저빔을 제1, 제2 마킹 레이저빔으로 분할하는 빔 스플리터;
상기 제1, 제2 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치되며, 인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 변하여, 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성을 제어하는, 제1, 제2 빔 제어부; 및
상기 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저 빔의 방향을 제어하는 제1, 제2 갈바노 스캐너;를 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 빔 제어부 각각은, 포켈스 셀과, 상기 포켈스 셀에 전압을 인가하는 드라이버와, 상기 포켈스 셀을 통과한 마킹 레이저빔을 편광시키는 편광기를 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 빔 제어부 각각은, 상기 편광기에 의해 굴절된 마킹 레이저빔을 흡수하는 덤퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나는, 상기 드라이버가 상기 포켈스 셀에 인가되는 전압을 선택적으로 차단함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔을 변조할 수 있다.
제1 마킹 레이저빔에 의해 마킹 대상물에 형성된 제1 형상은 제2 마킹 레이저빔에 의해 마킹 대상물에 형성된 제2 형상과 다를 수 있다.
상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나는, 상기 드라이버가 상기 포켈스 셀에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔의 세기를 조정할 수 있다.
상기 제1 빔 제어부를 통과한 제1 마킹 레이저빔의 세기는 상기 제2 빔 제어부를 통과한 제2 마킹 레이저빔의 세기와 동일할 수 있다.
상기 빔 스플리터와 상기 제1, 제2 빔 제어부 사이에 배치된 제1, 제2 고반사 거울;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 마킹 레이저빔의 이동 경로의 길이는, 상기 제2 마킹 레이저빔의 이동경로와 동일할 수 있다.
상기 제1, 제2 빔 제어부와 상기 제1, 제2 갈바노 스캐너 사이에 배치된 제1, 제2 빔 익스팬더; 및 상기 제1, 제2 갈바노 스캐너를 통과한 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치된 제1, 제2 에프-세타 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 레이저 마킹 방법은,
레이저빔을 발생시키는 단계;
상기 레이저빔을 제1, 제2 마킹 레이저빔으로 분할하는 단계;
인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 달라지는 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 의해, 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계; 및
상기 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔의 방향을 제어하여, 적어도 하나의 마킹 대상물에 제1, 제2 형상을 마킹하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계는, 상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 인가되는 전압을 선택적으로 차단함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔을 변조할 수 있다.
상기 제1, 제2 형상을 마킹하는 단계에서는, 상기 제1 형상은 상기 제2 형상과 다를 수 있다.
상기 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계는, 상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔의 세기를 조정할 수 있다.
상기 제1 빔 제어부를 통과한 제1 마킹 레이저빔의 세기는 상기 제2 빔 제어부를 통과한 제2 마킹 레이저빔의 세기와 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법에 의하면, 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치된 빔 제어부에 인가되는 전압을 제어함으로써, 신속하게 마킹 레이저빔을 변조하거나 그 세기를 조정할 수 있다. 그리하여, 마킹 작업의 신뢰성을 확보하면서도, 마킹 시간의 단축, 수율 향상을 유도할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 빔 제어부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 제1, 제2 빔 제어부의 작동을 개략적으로 나타낸 것이며,
도 4a는 제1, 제2 빔 제어부를 통과하기 전 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성의 예를 나타낸 것이며, 도 4b는 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 후 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성의 예를 나타낸 것이다.
도 5a 및 도 5b는 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔에 의해 마킹 대상물에 마킹된 형상의 예를 나타낸다.
도 6은 제1 빔 제어부의 작동을 설명하기 위한 다른 도면이며,
도 7은 도 6의 제1 빔 제어부의 작동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8a는 제1, 제2 빔 제어부를 통과하기 전 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성의 예를 나타낸 것이며, 도 8b는 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 후 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성의 예를 나타낸 것이다.
도 9는 실시예에 따른 레이저 마킹 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템(1)의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 레이저 마킹 시스템(1)은 레이저 발진기(10)를 포함한다.
레이저 발진기(10)는 레이저빔(L)을 발생 또는 발진시킨다. 레이저빔(L)은 선편광된 레이저빔일 수 있다. 예를 들어, 레이저빔(L)은 P편광 레이저빔일 수 있다.
레이저 마킹 시스템(1)은 적어도 두 개의 헤드를 통해 마킹 대상물(W1, W2)에 마킹을 진행할 수 있다. 레이저 마킹 시스템(1)은 빔 스플리터(20), 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 및 제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)를 더 포함한다.
빔 스플리터(20)는 레이저 발진기(10)에서 출사된 레이저빔(L)을 적어도 2개의 마킹 레이저빔으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(20)는 레이저빔(L)을 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)으로 분할할 수 있다.
일 예로써, 분할된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 세기는 서로 동일할 수 있다. 다른 예로써, 분할된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 세기는 서로 다를 수 있다. 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기와 제2 마킹 레이저빔(L2)의 세기 차이는 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기의 50% 이내일 수 있다
제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 이동 경로에는 제1, 제2 고반사 거울(31, 32)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 고반사 거울(31, 32)은 빔 스플리터(20)와 후술할 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 사이에 배치될 수 있다.
제1, 제2 고반사 거울(31, 32)은 99% 이상의 반사율을 가진 거울일 수 있다. 제1 고반사 거울(31)은 제1 마킹 레이저빔(L1)이 에너지 손실 없이 제1 빔 제어부(41)로 이동하도록 제1 마킹 레이저빔(L1)을 반사할 수 있다. 제2 고반사 거울(32)은 제2 마킹 레이저빔(L2)이 에너지 손실 없이 제2 빔 제어부(42)로 이동하도록 제2 마킹 레이저빔(L2)을 반사할 수 있다.
비록 도면상 도시되지 않았으나, 제1, 제2 고반사 거울(31, 32)은 에너지 밀도, 파장, 반사 각도 및 용도에 따라 반사 표면에 적절한 코팅층이 형성될 수 있다.
제1, 제2 고반사 거울(31, 32)에 의해 반사된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)은 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 거쳐 제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)로 이동할 수 있다. 제1 갈바노 스캐너(61)는 제1 마킹 레이저빔(L1)의 방향을 제어할 수 있다. 제2 갈바노 스캐너(62)는 제2 마킹 레이저빔(L2)의 방향을 제어할 수 있다.
제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62) 각각은, 두 개의 갈바노미터 미러(601, 602)가 수직으로 설치될 수 있다. 이러한 두 개의 갈바노미터 미러(601, 602)의 운동 벡터의 합으로 마킹 대상물(W1, W2)에 원하는 마킹 데이터를 그릴 수 있다. 두 개의 갈바노미터 미러(601, 602)를 X, Y 스캐너라고 부를 수 있다.
제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)와 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 사이에는 제1, 제2 빔 익스팬더(51, 52)가 배치될 수 있다. 제1, 제2 빔 익스팬더(51, 52)는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)을 굵은 평행 광선으로 변환할 수 있다. 제1, 제2 빔 익스팬더(51, 52)는, 도면상 도시되지 않지만, 3세트의 렌즈로 구성될 수 있다. 제1, 제2 빔 익스팬더(51, 52)는 렌즈의 배율을 증가시킬수록, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)을 더 굵은 평행 광선으로 변환할 수 있으며, 발산각을 더 줄일 수 있다. 제1, 제2 빔 익스팬더(51, 52)는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)을 원하는 스폿 사이즈로 조정하기 위해 사용될 수 있다.
제1, 제2 에프-세타 렌즈(71, 72)는 제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 이동 경로에 배치될 수 있다.
상기 빔 스플리터(20)에 의해 분할된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 이동 경로의 길이는 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(20)와 제1 빔 제어부(41) 사이의 제1 마킹 레이저빔(L1)의 이동 경로와 빔 스플리터(20)와 제2 빔 제어부 사이의 제2 마킹 레이저빔(L2)의 이동 경로가 동일할 수 있다. 그에 따라, 두 개의 헤드에 의해 동시에 마킹이 진행될 수 있다.
제1 빔 제어부(41)는 제1 마킹 레이저빔(L1)의 이동 경로에 배치되며, 제1 마킹 레이저빔(L1)의 특성을 제어할 수 있다. 제2 빔 제어부(42)는 제2 마킹 레이저빔(L2)의 이동 경로에 배치되며, 제2 마킹 레이저빔(L2)의 특성을 제어할 수 있다.
제1 빔 제어부(41)는 빔 스플리터(20)와 제1 갈바노 스캐너(61) 사이에 배치되며, 제2 빔 제어부(42)는 빔 스플리터(20)와 제2 갈바노 스캐너(62) 사이에 배치될 수 있다.
제1, 제2 빔 제어부(41, 42)에 의해 제어되는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 특성은 마킹 레이저빔의 세기(또는 파워) 조정, 마킹 레이저빔의 변조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로써, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 중 적어도 하나는 마킹 레이저빔의 세기를 조절할 수 있다. 다른 예로써, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 중 적어도 하나는 마킹 레이저빔을 변조할 수 있다.
이를 위해, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)는 인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 달라지도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 편광 특성이 달라질 수 있다.
제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 각각은 포켈스 셀(110)과, 포켈스 셀(110)에 전압을 인가하는 드라이버(120)와, 상기 포켈스 셀(110)을 통과한 마킹 레이저빔을 편광시키는 편광기(130)를 포함할 수 있다. 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 각각은 덤퍼(140)를 더 포함할 수 있다.
포켈스 셀(110)은 인가되는 전압에 따라 굴절률이 달라질 수 있다. 포켈스 셀(110)의 재질은, ADP(ammonium dihydrogen phosphate), KDP(potassium dihydrogen phosphate, KD*P(potassium dideuterium phosphate), LN(lithium niobate), BBO(beta barium oxide), LBO(lithium triborate) 및 CdTe(cadmium telluride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
포켈스 셀(110)은 전압에 의해 제어되는 파장 플레이트일 수 있다. 예를 들어, 포켈스 셀(110)에 소정의 제1 전압이 인가될 때에는 포켈스 셀(110)은 1/2 파장 플레이트로 작동될 수 있다. 포켈스 셀(110)에 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가될 때에는 포켈스 셀(110)은 1/4 파장 플레이트로 작동될 수 있다. 포켈스 셀(110)에 전압이 인가되지 않을 때에는 포켈스 셀(110)은 마킹 레이저빔을 그대로 통과시킬 수 있다.
드라이버(120)는 포켈스 셀(110)에 전기적으로 연결되어, 포켈스 셀(110)에 전압을 인가한다. 드라이버(120)에 의해 인가되는 전압을 조절함으로써, 포켈스 셀(110)의 굴절률을 조절할 수 있다.
편광기(130)는 특정 편광의 빛을 통과시키고 그 외 편광의 빛을 차단한다. 예를 들어, 편광기(130)는 마킹 레이저빔의 P 편광 레이저빔을 통과시키고 S 편광 레이저빔을 굴절시킬 수 있다.
덤퍼(140)는 편광기(130)에 의해 굴절된 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치된다. 덤퍼(140)는 굴절된 마킹 레이저빔을 흡수할 수 있다.
상기와 같이, 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템(1)은, 기계적인 구동 없이, 전기적인 신호 변화에 의해 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)의 편광 특성을 변화시킬 수 있기 때문에, 마킹 레이저빔의 특성을 신속하게 조정할 수 있다.
도 2는 제1 빔 제어부(41)의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 마킹 레이저빔(L1)이 포켈스 셀(110)에 입사된다. 포켈스 셀(110)에 입사된 제1 마킹 레이저빔(L1)은 편광 레이저빔일 수 있다. 예를 들어, 제1 마킹 레이저빔(L1)은 P 편광 레이저빔일 수 있다.
드라이버(120)는 포켈스 셀(110)에 배치된 한 쌍의 전극을 통해, 포켈스 셀(110)에 전압을 인가할 수 있다.
일 예로써, 드라이버(120)는 포켈스 셀(110)에, 포켈스 셀(110)의 굴절률이 1/2 파장 플레이트로 작동할 수 있는 제1 전압을 인가할 수 있다. 포켈스 셀(110)에 제1 전압이 인가될 경우, 포켈스 셀(110)을 통과하는 과정에서 제1 마킹 레이저빔(L1)은 P 편광 레이저빔에서 S 편광 레이저빔으로 변할 수 있다.
다른 예로써, 드라이버(120)는 포켈스 셀(110)에 전압을 인가하지 않을 수 있다. 포켈스 셀(110)에는 전압이 인가되지 않은 상태이므로, 포켈스 셀(110)을 통과하는 과정에서 제1 마킹 레이저빔(L1)은 변화 없이 P 편광 레이저빔일 수 있다.
편광기(130)는 P 편광 레이저빔은 통과시키고 S 편광 레이저빔은 굴절시킬 수 있다. 그에 따라, 포켈스 셀(110)에 의해 제1 마킹 레이저빔(L1)이 S 편광 레이저빔으로 변한 경우, 제1 마킹 레이저빔(L1)은 편광기(130)에 의해 굴절될 수 있다. 반면, 포켈스 셀(110)에 의해 제1 마킹 레이저빔(L1)이 S 편광 레이저빔으로 변하지 않았을 경우, 제1 마킹 레이저빔(L1)은 편광기(130)에 의해 굴절되지 않고 통과될 수 있다.
이와 같이, 드라이버(120)에 의해 포켈스 셀(110)에 인가되는 전압을 조절함으로써, 제1 빔 제어부(41)는 제1 마킹 레이저빔(L1)을 선택적으로 차단할 수 있다. 그리하여, 제1 마킹 레이저빔(L1)을 변조할 수 있다.
설명의 편의상, 도 2에서는 제1 빔 제어부(41)를 중심으로 도시하였으나, 제2 빔 제어부는 제1 빔 제어부(41)와 실질적으로 동일할 수 있다. 그에 따라, 제2 빔 제어부(42)에 의해 제2 마킹 레이저빔(L2)을 변조할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)의 작동을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 4a는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하기 전 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 특성의 예를 나타낸 것이며, 도 4b는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과한 후 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 특성의 예를 나타낸 것이다. 도 5a 및 도 5b는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)에 의해 마킹 대상물(W1, W2)에 마킹된 형상의 예를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 제1 빔 제어부(41)의 포켈스 셀(110)에는 전압을 인가하지 않는다. 그에 따라, P 편광 레이저빔인 제1 마킹 레이저빔(L1)은 변화 없이 포켈스 셀(110)을 통과하며, 그에 따라 편광기(130)에 의해 굴절 없이 통과한다. 도 3b를 참조하면, 제2 빔 제어부(42)의 포켈스 셀(110)에는 제1 전압을 인가한다. 그에 따라, P 편광 레이저빔인 제2 마킹 레이저빔(L2)은 포켈스 셀(110)을 통과하는 과정에서 S 편광 레이저빔으로 변하게 된다. 그에 따라, 제2 마킹 레이저빔(L2)은 편광기(130)에 의해 굴절된다.
이와 같이, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 각각의 포켈스 셀(110)에 인가되는 전압을 달리함으로써, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)에 의한 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)을 변조할 수 있다.
예를 들어, 빔 스플리터(20)에 의해 분할되어 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하기 전에 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)은 펄스 레이저로써, 도 4a의 (a), (b)와 같이 나타날 수 있다. 개별적으로 제어되는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하는 과정에서 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)이 선택적으로 차단됨에 따라, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)은 도 4b의 (a), (b)와 같이 온/오프(on/off) 시간이 서로 다르게 나타날 수 있다.
그에 따라, 제1 마킹 레이저빔(L1)에 의해 마킹된 제1 형상(SH1; 도 5a 참조)과 제2 마킹 레이저빔(L2)에 의해 마킹된 제2 형상(SH2; 도 5b 참조)은 다르게 나타날 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 마킹 레이저빔(L1)에 의해 마킹 대상물(W1)에 문자 "D"가 마킹될 수 있으며, 제2 마킹 레이저빔(L2)에 의해 마킹 대상물(W2)에 문자 "A"가 마킹될 수 있다. 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템(1)은 하나의 마킹 대상물(W1)에는 중단 없이 1회에 걸쳐 제1 형상(SH1)인 문자 "D"를 마킹하고, 다른 하나의 마킹 대상물(W2)에는 2회에 걸쳐 제2 형상(SH2)인 문자 "A"를 마킹할 수 있다. 이후에도, 레이저 마킹 시스템(1)은 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)에 의해 마킹 대상물(W1, W2)에 서로 다른 형상을 마킹할 수 있다.
도 6은 제1 빔 제어부(41)의 작동을 설명하기 위한 다른 도면이며, 도 7은 도 6의 제1 빔 제어부(41)의 작동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 포켈스 셀(110)에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제2 전압은 제1 전압보다 작을 수 있다.
포켈스 셀(110)에 제2 전압이 인가됨에 따라, 포켈스 셀(110)의 굴절률은 포켈스 셀(110)에 제1 전압이 인가되거나 전압이 인가되지 않을 때의 굴절률과 다를 수 있다. 그에 따라, P 편광 레이저빔인 제1 마킹 레이저빔(L1)은 포켈스 셀(110)을 통과하는 과정에서 P 편광 특성과 S 편광 특성을 가지는 마킹 레이저빔으로 변할 수 있다.
제1 마킹 레이저빔(L1)의 S 편광 레이저빔은 편광기(130)에 의해 굴절되며, P 편광 레이저빔 만이 편광기(130)를 통과할 수 있다. 그리하여, 제1 마킹 레이저빔(L1)은 제1 빔 제어부(41)를 통과하는 과정에서 파워(또는 세기)가 감쇠될 수 있다.
설명의 편의상, 도 6 및 도 7에서는 제1 빔 제어부(41)를 중심으로 도시하였으나, 제2 빔 제어부는 제1 빔 제어부(41)와 실질적으로 동일할 수 있다. 그에 따라, 제2 빔 제어부에 의해 제2 마킹 레이저빔(L2)의 파워(또는 세기)가 감소할 수 있다.
도 8a는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하기 전 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 특성의 예를 나타낸 것이며, 도 8b는 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과한 후 상태의 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 특성의 예를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 8a를 참조하면, 레이저빔이 빔 스플리터(20)에 의해 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)에 의해 분할될 때, 제1 마킹 레이저빔(L1)과 제2 마킹 레이저빔(L2)이 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 8a의 (a), (b)와 같이, 제1 마킹 레이저빔(L1)의 파워는 레이저빔의 파워의 약 52%이고, 제2 마킹 레이저빔(L2)의 파워는 레이저빔의 파워의 약 48%일 수 있다.
이와 같이, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 파워가 동일하지 않을 경우, 정교한 작업, 예를 들어, 반도체 스크라이빙 작업을 진행할 때, 작업의 신뢰성이 저하될 수 있다.
그러나, 도 6 및 도 7을 기초로 서술한 바와 같이, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)의 포켈스 셀(110)에 인가되는 전압을 조절함으로써, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2) 중 적어도 하나의 파워를 감쇠시킬 수 있다. 예를 들어, 도 8b와 같이, 제1 마킹 레이저빔(L1)의 파워를 감쇠시킬 수 있다. 그리하여, 실시예에 따른 레이저 마킹 시스템(1)은 도 8b의 (a), (b)와 같이, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 파워를 서로 동일하게 되도록, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 제어할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는, 제1 빔 제어부(41)를 제어한 예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 중 적어도 하나를 제어하는 것이라면, 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하에서는, 상술한 레이저 마킹 시스템(1)에 의한 레이저 마킹 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 실시예에 따른 레이저 마킹 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다. 도 1 및 도 9를 참조하면, 레이저 발진기(10)는 레이저빔(L)을 발생시킨다(S10). 레이저빔(L)은 선편광된 레이저빔일 수 있다. 예를 들어, 레이저빔(L)은 P편광 레이저빔일 수 있다.
레이저빔(L)은 빔 스플리터(20)에 의해 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)으로 분할될 수 있다(S20). 일 예로써, 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기는 제2 마킹 레이저빔(L2)의 세기와 동일할 수 있다. 다른 예로써, 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기는 제2 마킹 레이저빔(L2)의 세기와 다를 수 있다. 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기와 제2 마킹 레이저빔(L2)의 세기 차이는 제1 마킹 레이저빔(L1)의 세기의 50% 이내일 수 있다.
분할된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)은 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)에 의해, 마킹 레이저빔의 특성이 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2) 중 적어도 하나를 변조하거나, 적어도 하나의 세기가 조정될 수 있다.
일 예로써, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 중 적어도 하나의 포켈스 셀(110)에 인가되는 전압을 선택적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 빔 제어부(41)의 포켈스 셀(110)에는 제1 전압을 인가하고, 제2 빔 제어부의 포켈스 셀(110)에는 전압을 인가하지 않을 수 있다. 그에 따라, 제1 마킹 레이저빔(L1)은 제1 빔 제어부(41)를 통과하지 못하고 차단되며, 제2 마킹 레이저빔(L2)은 제2 빔 제어부(42)를 통과한다. 이와 같이, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)이 서로 다르게 변조될 수 있다. 그리하여, 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)에 의해 마킹 대상물(W1, W2)에 마킹된 제1, 제2 형상(SH1, SH2)은 서로 다를 수 있다.
다른 예로써, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42) 중 적어도 하나의 포켈스 셀(110)에 인가되는 전압의 크기를 조정할 수 있다. 그에 따라, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)를 통과하는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 세기가 조정될 수 있다. 그리하여, 빔 스플리터(20)에 의해 분할된 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 세기가 다소 차이가 나더라도, 제1, 제2 빔 제어부(41, 42)에 의해 마킹 대상물(W1, W2)에 조사되는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 세기를 동일하게 조정할 수 있다.
제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 조사 방향을 제어할 수 있다. 제1, 제2 갈바노 스캐너(61, 62)는 서로 다른 특성을 가지는 제1, 제2 마킹 레이저빔(L1, L2)의 조사 방향을 다르게 제어함으로써, 서로 다른 제1, 제2 형상(SH1, SH2)을 마킹 대상물(W1, W2)에 마킹할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 레이저빔(L)이 P 편광 레이저빔인 예를 중심으로 설명하였으나, 필요에 따라 S 편광 레이저빔이거나, 편광 레이저빔이 아닐 수도 있다. 이 경우, 편광 레이저빔에 관련된 구성들 역시 적절히 변경될 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 이해할 것이다.
*부호의 설명
1 : 레이저 마킹 시스템
10 : 레이저 발진기
20 : 빔 스플리터
31, 32 : 제1, 제2 고반사 거울
41, 42 : 제1, 제2 빔 제어부
110 : 포켈스 셀
120 : 드라이버
130 : 편광기
140 : 덤퍼
51, 52 : 제1, 제2 빔 익스팬더
61, 62 : 제1, 제2 갈바노 스캐너
601, 602 : 갈바노미터 미러
71, 72 : 제1, 제2 에프 세타 렌즈
L : 레이저빔
L1, L2 : 마킹 레이저빔
W1, W2 : 마킹 대상물

Claims (15)

  1. 레이저 발진기;
    상기 레이저 발진기에서 출사된 레이저빔을 제1, 제2 마킹 레이저빔으로 분할하는 빔 스플리터;
    상기 제1, 제2 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치되며, 인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 변하여, 제1, 제2 마킹 레이저빔의 특성을 제어하는, 제1, 제2 빔 제어부; 및
    상기 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저 빔의 방향을 제어하는 제1, 제2 갈바노 스캐너;를 포함하는, 레이저 마킹 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 각각은,
    포켈스 셀과,
    상기 포켈스 셀에 전압을 인가하는 드라이버와,
    상기 포켈스 셀을 통과한 마킹 레이저빔을 편광시키는 편광기를 포함하는, 레이저 마킹 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 각각은,
    상기 편광기에 의해 굴절된 마킹 레이저빔을 흡수하는 덤퍼를 더 포함하는, 레이저 마킹 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나는, 상기 드라이버가 상기 포켈스 셀에 인가되는 전압을 선택적으로 차단함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔을 변조하는, 레이저 마킹 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제1 마킹 레이저빔에 의해 마킹 대상물에 형성된 제1 형상은 제2 마킹 레이저빔에 의해 마킹 대상물에 형성된 제2 형상과 다른, 레이저 마킹 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나는, 상기 드라이버가 상기 포켈스 셀에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔의 세기를 조정하는, 레이저 마킹 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 빔 제어부를 통과한 제1 마킹 레이저빔의 세기는 상기 제2 빔 제어부를 통과한 제2 마킹 레이저빔의 세기와 동일한, 레이저 마킹 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터와 상기 제1, 제2 빔 제어부 사이에 배치된 제1, 제2 고반사 거울;을 더 포함하는, 레이저 마킹 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 마킹 레이저빔의 이동 경로의 길이는, 상기 제2 마킹 레이저빔의 이동경로와 동일한, 레이저 마킹 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 빔 제어부와 상기 제1, 제2 갈바노 스캐너 사이에 배치된 제1, 제2 빔 익스팬더; 및
    상기 제1, 제2 갈바노 스캐너를 통과한 마킹 레이저빔의 이동 경로에 배치된 제1, 제2 에프-세타 렌즈;를 더 포함하는, 레이저 마킹 시스템.
  11. 레이저빔을 발생시키는 단계;
    상기 레이저빔을 제1, 제2 마킹 레이저빔으로 분할하는 단계;
    인가되는 전압의 변화에 따라 굴절률이 달라지는 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 의해, 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계; 및
    상기 제1, 제2 빔 제어부를 통과한 제1, 제2 마킹 레이저빔의 방향을 제어하여, 적어도 하나의 마킹 대상물에 제1, 제2 형상을 마킹하는 단계;를 포함하는, 레이저 마킹 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계는,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 인가되는 전압을 선택적으로 차단함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔을 변조하는, 레이저 마킹 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 형상을 마킹하는 단계에서는,
    상기 제1 형상은 상기 제2 형상과 다른, 레이저 마킹 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 마킹 레이저빔 중 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계는,
    상기 제1, 제2 빔 제어부 중 적어도 하나에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써, 상기 빔 제어부를 통과하는 마킹 레이저빔의 세기를 조정하는, 레이저 마킹 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 빔 제어부를 통과한 제1 마킹 레이저빔의 세기는 상기 제2 빔 제어부를 통과한 제2 마킹 레이저빔의 세기와 동일한, 레이저 마킹 방법.
PCT/KR2016/010049 2015-10-07 2016-09-08 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법 WO2017061706A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0141048 2015-10-07
KR1020150141048A KR101855307B1 (ko) 2015-10-07 2015-10-07 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017061706A1 true WO2017061706A1 (ko) 2017-04-13

Family

ID=58487964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/010049 WO2017061706A1 (ko) 2015-10-07 2016-09-08 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101855307B1 (ko)
TW (1) TWI611496B (ko)
WO (1) WO2017061706A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126553A (ko) * 2019-04-30 2020-11-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102125030B1 (ko) * 2018-12-07 2020-06-19 주식회사 이오테크닉스 레이저 마킹 장치 및 이를 이용하는 레이저 마킹 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252402A (ja) * 2001-02-21 2002-09-06 Keyence Corp レーザ発振器およびそのレーザパルス制御方法
JP3715800B2 (ja) * 1998-10-02 2005-11-16 三菱電機株式会社 レーザ照射装置
KR20060037568A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 주식회사 이오테크닉스 듀얼 빔 레이저 가공 시스템
KR101290104B1 (ko) * 2012-04-30 2013-07-26 주식회사 엘티에스 레이저빔 분기 및 파워 보정장치
KR20140033089A (ko) * 2011-07-11 2014-03-17 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 펄스 레이저 발진기 및 펄스 레이저 발진 제어 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061716A1 (de) * 2005-12-22 2007-07-05 BME Meßgeräte Entwicklung KG Pockelszellen-Ansteuerschaltung zur schnellen Variation der Pulsamplitude von kurzen oder ultrakurzen Laserpulsen
JP2008238184A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置
WO2010091100A1 (en) * 2009-02-03 2010-08-12 Abbott Cardiovascular Systems Inc. Multiple beam laser system for forming stents
JP5511644B2 (ja) * 2010-12-07 2014-06-04 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
TW201446378A (zh) * 2013-05-30 2014-12-16 Ipg Microsystems Llc 使用散光加長型光束點以及使用超短脈波及／或較長波長的雷射處理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3715800B2 (ja) * 1998-10-02 2005-11-16 三菱電機株式会社 レーザ照射装置
JP2002252402A (ja) * 2001-02-21 2002-09-06 Keyence Corp レーザ発振器およびそのレーザパルス制御方法
KR20060037568A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 주식회사 이오테크닉스 듀얼 빔 레이저 가공 시스템
KR20140033089A (ko) * 2011-07-11 2014-03-17 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 펄스 레이저 발진기 및 펄스 레이저 발진 제어 방법
KR101290104B1 (ko) * 2012-04-30 2013-07-26 주식회사 엘티에스 레이저빔 분기 및 파워 보정장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126553A (ko) * 2019-04-30 2020-11-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102245275B1 (ko) * 2019-04-30 2021-04-27 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US11745291B2 (en) 2019-04-30 2023-09-05 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for processing substrate

Also Published As

Publication number Publication date
TW201724318A (zh) 2017-07-01
KR20170041516A (ko) 2017-04-17
TWI611496B (zh) 2018-01-11
KR101855307B1 (ko) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018166120A1 (zh) 光源装置及投影系统
WO2018166038A1 (zh) 光源装置及投影系统
WO2017061706A1 (ko) 레이저 마킹 시스템 및 이를 이용한 레이저 마킹 방법
CN101211024A (zh) 液晶显示板的修复方法及修复装置
US7251068B2 (en) Spatial light modulator alignment
WO2012057388A1 (en) Apparatus for forming fine patterns capable of switching direction of polarization interference pattern in laser scanning method and method of forming fine patterns using the same
WO2020235883A1 (ko) 공간 광 변조기를 이용한 광학계 및 이를 이용한 물성 측정 방법
WO2018151581A1 (ko) 레이저 스크라이빙 장치
WO2017142156A1 (ko) 레이저 가공 장치 및 방법
US8175422B2 (en) Optical modulator
WO2024071667A1 (ko) 반사체에 대한 편광분할 더블 스캐닝 홀로그래피 시스템
WO2022220662A1 (ko) 기하 위상 렌즈를 기반으로 하는 색공초점 센서
WO2014115985A1 (ko) 유리 절단 장치
WO2020036469A1 (en) Diffraction grating structure, augmented reality apparatus including the same, and method of manufacturing diffraction grating structure
WO2021040476A1 (ko) Tof 카메라
WO2020242243A1 (ko) 렌즈 및 이 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리
JP5249007B2 (ja) 光変調器
US20040047533A1 (en) Device for contolling polarisation in an optical connection
GB1252276A (ko)
WO2022169288A1 (ko) 광 시야각 플래시 라이다 장치
KR100931605B1 (ko) 액정표시장치용 배향막 형성장치 및 이를 이용한 배향막형성방법
GB1143040A (en) Electro-optical modulator
JP2009092943A (ja) 光走査装置・画像形成装置
WO2018147657A1 (ko) 입체 영상 제공
JPH04264420A (ja) 光走査装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16853822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16853822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1