[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20140028196A - 레이저 드릴링 장치 - Google Patents

레이저 드릴링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140028196A
KR20140028196A KR1020120093546A KR20120093546A KR20140028196A KR 20140028196 A KR20140028196 A KR 20140028196A KR 1020120093546 A KR1020120093546 A KR 1020120093546A KR 20120093546 A KR20120093546 A KR 20120093546A KR 20140028196 A KR20140028196 A KR 20140028196A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser beam
wedge prism
central axis
wedge
laser
Prior art date
Application number
KR1020120093546A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101388116B1 (ko
Inventor
박홍진
최이호
송춘삼
이충헌
김향태
Original Assignee
주식회사 엘티에스
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 주식회사 엘티에스 filed Critical 주식회사 엘티에스
Priority to KR1020120093546A priority Critical patent/KR101388116B1/ko
Publication of KR20140028196A publication Critical patent/KR20140028196A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101388116B1 publication Critical patent/KR101388116B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0652Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising prisms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/42Printed circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 관한 것으로서, 웨지 프리즘과, 집광렌즈와, 회전유닛을 포함한다. 웨지 프리즘은 입사면에 대하여 출사면이 경사지게 형성되어 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두꺼워지며, 두께가 두꺼운 측으로 레이저빔을 꺾어서 출사한다. 집광렌즈는 웨지 프리즘의 하측에 배치되어, 웨지 프리즘으로부터 출사된 레이저빔을 중심축으로부터 이격된 위치에 집광한다. 회전유닛은 중심축을 회전중심으로 하여 웨지 프리즘 및 집광렌즈를 회전시켜 가공대상물에 집광되는 레이저빔이 중심축에 대하여 회전되도록 한다.

Description

레이저 드릴링 장치{Apparatus for drilling using laser}
본 발명은 레이저 드릴링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 다양한 단면 형상을 가지는 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 관한 것이다.
인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)의 비아홀을 가공하는 방법으로서, 종래에는 기계적 드릴을 사용하였으나, 회로의 미세화로 인한 비아홀 등의 크기가 매우 작아짐과 더불어 미세홀에 대한 기계적 가공의 한계로 인하여, 레이저를 이용한 가공방식이 적용되고 있다.
일반적인 레이저 드릴링 시스템은 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔이 콜리메이터 및 조리개를 거쳐서 반사미러로 입사된 후, 레이저 헤드로 진입하고, 레이저 헤드로 진입된 레이저빔은 광의 방향이 제어된 후, 가공대상물(PCB, 몰딩 컴파운드 수지면 등)에 조사되어 레이저 드릴링을 실시함으로써, 가공대상에 가공홀이 형성된다.
도 1은 종래의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성된 가공홀의 단면도이다.
가공대상물(10)에 집광된 레이저빔(L)은 일반적으로 원뿔 형상을 취하므로, 드릴링 작업 후 가공대상물(10)에 형성된 가공홀(11)의 형상 또한 레이저빔(L)의 형상으로 인해 가공대상물(10)의 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상을 가지게 된다.
최근 반도체, 디스플레이 분야에서 미세 가공이 중요시되는 상황에서 전체적으로 균일한 폭을 가지지 못하는 가공홀의 형상이 문제가 되고 있다. 또한, 상황에 따라 가공홀의 형상이 다양한 단면 형상을 가져야 하는 경우도 필요한데, 가공홀의 단면 형상이 레이저빔의 형상으로 인해 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 한정되어 미세 가공이 제한되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집광된 레이저빔의 형상으로 인해 가공홀의 단면 형상이 항상 테이퍼 형상으로 형성되지 않도록 웨지 광학계를 이용하여 레이저 드릴링 장치를 구성함으로써, 가공홀의 단면 형상을 다양하게 구현하고, 레이저 드릴링 가공의 영역을 확장시킬 수 있는 레이저 드릴링 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 드릴링 장치는, 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 있어서, 입사면에 대하여 출사면이 경사지게 형성되어 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두꺼워지며, 두께가 두꺼운 측으로 레이저빔을 꺾어서 출사하는 웨지 프리즘; 상기 웨지 프리즘의 하측에 배치되어, 상기 웨지 프리즘으로부터 출사된 레이저빔을 상기 중심축으로부터 이격된 위치에 집광하는 집광렌즈; 및 상기 중심축을 회전중심으로 하여 상기 웨지 프리즘 및 상기 집광렌즈를 회전시켜 상기 가공대상물에 집광되는 레이저빔이 상기 중심축에 대하여 회전되도록 하는 회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 중심축에 대하여 회전되는 레이저빔의 회전 반경을 변경시키기 위하여, 상기 웨지 프리즘의 전방에 배치되고, 상기 웨지 프리즘의 입사면에서 레이저빔이 입사되는 위치를 변경시키는 입사위치 변경유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 회전시키는 회전모터를 구비하는 갈바노미터 스캐너를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 상기 중심축과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시키는 직선구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 가공대상물에 형성되는 가공홀의 가공 깊이를 제어하기 위하여, 상기 웨지 프리즘과 상기 집광렌즈를 상기 중심축을 따라 가공대상물에 가까워지는 방향 또는 가공대상물로부터 멀어지는 방향으로 승강시키는 승강유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 웨지 프리즘은 복수 개 마련되고, 복수의 웨지 프리즘은 상기 중심축을 따라 이격되게 배치되고, 각각의 웨지 프리즘의 출사면의 경사진 방향은 서로 반대 방향을 향하도록 배치된다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 복수의 웨지 프리즘이 상기 중심축을 따라 이격되게 수용되는 경통; 상기 경통 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프리즘 사이의 간격을 고정하기 위한 스페이서; 상기 복수의 웨지 프리즘이 상기 경통 하측으로 낙하하는 것을 방지하기 위하여 상기 경통의 하단부에 결합되는 마개부재; 상기 마개부재의 상부에 배치된 스페이서와 상기 마개부재 사이에 설치되며, 회전하는 웨지 프리즘의 진동을 흡수하여 상기 마개부재의 이탈을 방지하는 링부재;를 더 포함한다.
본 발명의 레이저 드릴링 장치에 따르면, 가공홀의 단면 형상을 다양하게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 드릴링 장치에 따르면, 다양한 지름의 가공홀을 형성하여 장치의 호환성을 높일 수 있다.
도 1은 종래의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성된 가공홀의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 레이저 드릴링 장치를 이용하여 가공홀을 형성하는 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 3의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성될 수 있는 여러 종류의 가공홀의 단면도이고,
도 5는 도 3의 레이저 드릴링 장치의 변형례를 도시한 도면이고,
도 6은 도 3의 레이저 드릴링 장치와 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치를 비교하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치의 경통을 확대한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 레이저 드릴링 장치를 이용하여 가공홀을 형성하는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성될 수 있는 여러 종류의 가공홀의 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치(100)는, 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 다양한 단면 형상을 가지는 가공홀을 형성하기 위한 것으로서, 웨지 프리즘(110)과, 집광렌즈(120)와, 회전유닛과, 입사위치 변경유닛(130)과, 승강유닛을 포함한다.
상기 웨지 프리즘(110)은, 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 수평으로 형성된 입사면(111)과, 입사면(111)의 반대측에 형성된 출사면(112)을 구비한다. 출사면(112)은 입사면(111)에 대하여 경사지게 형성되어 일측(110a)에서 타측(110b)으로 갈수록 두께가 두꺼워진다. 출사면(112)으로부터 출사되는 레이저빔(L)은 웨지 프리즘(110)의 두께가 두꺼운 측(110b)으로 꺾여서 출사되고, 중심축(CL)에 대하여 경사지게 출사된다.
상기 집광렌즈(120)는, 레이저빔(L)의 진행 방향을 따라 웨지 프리즘(110)의 하측에 배치되며, 웨지 프리즘(110)으로부터 출사된 레이저빔(L)을 집광한다. 웨지 프리즘(110)을 통과한 레이저빔(L)은 집광렌즈(120)의 중심부로부터 벗어난 위치로 입사되며, 집광렌즈(120)로부터 출사된 레이저빔(L)은 중심축(CL)으로부터 이격된 위치에 집광된다.
상기 회전유닛(미도시)은, 중심축(CL)을 회전중심으로 하여 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시킨다. 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시키면 두께가 두꺼운 측(110b)이 중심축(CL)을 기준으로 회전하게 되고, 그에 따라 웨지 프리즘(110) 및 집광렌즈(120)를 통과하는 레이저빔(L) 또한 중심축(CL)을 기준으로 회전될 수 있다. 따라서, 가공하고자 하는 가공홀(12)의 외주를 따라 집광된 레이저빔(L)을 회전시키면서 가공홀(12)을 형성할 수 있다.
회전유닛으로는 회전모터가 이용될 수 있는데, 회전모터의 회전구동력을 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)에 공급하여 중심축(CL)을 회전중심으로 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시킬 수 있다. 광학부품을 회전모터에 결합하여 회전시키는 구조는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 구현될 수 있는 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 입사위치 변경유닛(130)은, 중심축(CL)에 대하여 회전되는 레이저빔(L)의 회전 반경을 변경시키기 위하여, 웨지 프리즘(110)의 전방에 배치되고, 웨지 프리즘(110)의 입사면(111)에서 레이저빔(L)이 입사되는 위치를 변경시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 입사위치 변경유닛(130)의 반사미러(132)를 시계 방향으로 회전시키면 레이저빔(L)이 중심축(CL)으로부터 상대적으로 가까운 위치에 집광되고, 입사위치 변경유닛(130)의 반사미러(132)를 반시계 방향으로 회전시키면 레이저빔(L)이 중심축(CL)으로부터 상대적으로 먼 위치에 집광된다. 이러한 상태에서 상술한 회전유닛을 이용하여 레이저빔을 회전시키면 레이저빔(L)의 회전 반경이 변하게 된다.
레이저빔(L)의 회전 반경이 고정되면 가공할 수 있는 가공홀의 지름에 제약이 생길 수 있다. 가공하고자 하는 가공홀의 지름이 작은 경우에는 가공홀의 외주를 따라 레이저빔(L)을 회전시키도 가공홀의 내부가 완전히 제거되면서 완전한 가공홀을 형성할 수 있다. 그러나, 가공하고자 하는 가공홀의 지름이 큰 경우에는 가공홀의 외주를 따라 레이저빔(L)을 회전시키는 것만으로는 완전한 가공홀을 형성할 수 없다. 가공홀의 내부에 가공대상물(10)의 부스러기가 잔존하게 되고, 이러한 부스러기들의 간섭으로 인해 충분한 드릴링 가공을 수행할 수 없게 된다.
따라서, 입사위치 변경유닛(130)을 이용하여 레이저빔(L)의 회전 반경을 변경시키면서, 가공홀(12)의 외주뿐만 아니라 내부까지 레이저빔(L)을 이동시키면서 가공홀 내부의 부스러기를 제거하고 홀 가공을 완료할 수 있다.
본 실시예에서 입사위치 변경유닛(130)은 레이저빔을 반사시키는 반사미러(132)와, 반사미러(132)가 결합되고 반사미러(132)를 회전시키는 회전모터(133)를 구비하는 갈바노미터 스캐너(131)가 이용될 수 있다. 갈바노미터 스캐너의 회전모터(133)가 회전하면서 반사미러(132)의 각도가 변경되고, 변경된 반사미러(132)의 각도에 의해 웨지 프리즘(110)의 입사면(111)에서 레이저빔(L)이 입사되는 위치가 변경될 수 있다.
상기 승강유닛(미도시)은, 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 중심축(CL)을 따라 가공대상물(10)에 가까워지는 방향 또는 가공대상물(10)로부터 멀어지는 방향으로 승강시킨다.
두께가 두꺼운 가공대상물(10)의 경우 가공대상물(10)의 표면으로부터 내부로 또는 가공대상물(10)의 내부에서 표면으로 레이저빔(L)의 높이를 변경시키면서 가공홀(12)을 형성한다. 가공대상물(10)의 내부를 가공하고자 할 경우에는 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 가공대상물(10)에 가깝게 위치시켜 가공대상물(10)의 내부에 레이저빔(L)이 집광되도록 하고, 가공대상물(10)의 표면을 가공하고자 할 경우에는 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 가공대상물(10)로부터 멀어지게 위치시켜 가공대상물(10)의 표면에 레이저빔(L)이 집광되도록 한다. 따라서, 승강유닛을 이용하여 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 승강시킴으로써, 가공대상물(10)에 형성되는 가공홀(12)의 가공 깊이를 제어할 수 있다.
승강유닛으로는 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 상하 방향으로 직선왕복이동시킬 수 있는 직선구동유닛이 이용될 수 있다. 회전모터와 볼 스크류가 조합된 구성 또는 리니어 모터 등을 웨지 프리즘(110) 및 집광렌즈(120)와 결합하여 중심축(CL)을 따라 직선왕복이동시킬 수 있다. 광학부품을 직선왕복이동시키는 구조는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 구현될 수 있는 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 레이저 드릴링 장치(100)를 이용하면, 다양한 단면 형상을 가진 가공홀을 형성할 수 있다. 주로 도 4의 (a)에 도시된 가공홀(12)과 같이 테이퍼가 형성되지 않은 일자 형상의 가공홀을 가공하겠지만, 일례로써 가공대상물(10)의 상면에서 하면으로 갈수록 넓어지는 도 4의 (b)에 도시된 가공홀(13), 가공대상물(10)의 상면에서 중간까지는 넓어졌다가 중간에서 하면으로 갈수록 다시 좁아지는 도 4의 (c)에 도시된 가공홀(14), 가공대상물(10)의 상면에서 중간까지는 좁아졌다가 중간에서 하면으로 갈수록 다시 넓어지는 도 4의 (d)에 도시된 가공홀(15) 등 다양한 단면 형상을 가진 가공홀을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저 드릴링 장치는, 웨지 광학계와 회전유닛을 이용하여 레이저빔을 가공홀의 외주를 따라 회전시키면서 가공홀을 형성함으로써, 가공홀의 단면 형상을 다양하게 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저 드릴링 장치는, 입사위치 변경유닛을 통해 레이저빔의 회전 반경을 변경시킴으로써, 다양한 지름의 가공홀을 형성하여 장치의 호환성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 5는 도 3의 레이저 드릴링 장치의 변형례를 도시한 도면이다.
도 3의 레이저 드릴링 장치의 입사위치 변경유닛은 갈바노미터 스캐너를 이용하였으나, 본 변형례에서는 반사미러(137)와 직선구동부(미도시)를 조합한 구조를 이용할 수 있다.
반사미러(137)는 입사되는 레이저빔(L)을 반사시켜 웨지 프리즘(110) 측으로 전송하고, 직선구동부는 반사미러(137)가 결합되고 반사미러(137)를 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시킨다. 직선구동부에 의해 반사미러(137)를 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시키면, 변경된 반사미러(137)의 위치에 의해 웨지 프리즘(110)의 입사면(111)에서 레이저빔(L)이 입사되는 위치가 변경될 수 있다.
직선구동부로는 회전모터와 볼 스크류가 조합된 구성 또는 리니어 모터 등이 이용될 수 있으며, 광학부품을 직선왕복이동시키는 구조는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 구현될 수 있는 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 6은 도 3의 레이저 드릴링 장치와 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치를 비교하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치의 경통을 확대한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예의 레이저 드릴링 장치(200)는 복수 개의 웨지 프리즘(210, 220)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 도 3의 레이저 드릴링 장치(100)는 하나의 웨지 프리즘(110)을 구비하는데, 하나의 웨지 프리즘(110)을 이용하는 경우 가공홀의 지름(d1)을 줄일 수 없는 곤란한 문제가 발생한다.
웨지 프리즘(110)을 통과한 레이저빔(L)은 두께가 두꺼운 측으로 꺾이게 되는데, 웨지 프리즘(110)에 의해 꺾인 레이저빔(L)은 중심축(CL)으로부터 멀어지는 방향으로 진행한다. 따라서, 웨지 프리즘(110)의 출사면(112)의 각도가 형성되면 정해진 출사면(112)의 각도에 의해 가공홀의 지름(d1)을 더 이상 작게 할 수 없게 된다.
그러나, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 레이저 드릴링 장치(200)는 복수의 웨지 프리즘(210, 220), 예컨대 2개의 웨지 프리즘(210, 220)을 구비하는데, 2개의 웨지 프리즘(210, 220)을 이용하는 경우 가공홀의 지름(d2)을 상대적으로 작게 형성할 수 있다.
2개의 웨지 프리즘(210, 220)은 중심축(CL)을 따라 일정 거리 이격되게 배치되고, 각각의 웨지 프리즘의 출사면(212, 222)의 경사진 방향은 서로 반대 방향을 향하도록 배치된다. 이렇게 배치된 상태에서는 상측의 웨지 프리즘(210)을 통과한 레이저빔(L)이 중심축(CL)으로부터 멀어지는 방향으로 진행하다가 하측의 웨지 프리즘(220)을 통과하면서 다시 방향이 꺾여 중심축(CL)에 가까워지는 방향으로 진행하게 되며, 결국 가공대상물(10)에 집광된 레이저빔(L)의 위치는 상대적으로 중심축(CL)으로부터 가깝게 위치하게 된다. 따라서, 레이저빔(L)의 회전 반경을 줄일 수 있으므로, 가공홀의 지름(d2)을 상대적으로 작게 형성할 수 있다.
복수의 웨지 프리즘(210, 220)을 구비하기 위하여 본 실시예의 레이저 드릴링 장치는 경통(231)과, 스페이서(232)와, 마개부재(233)와, 링부재(234)를 포함한다.
상기 경통(231)은 그 내부에 복수의 웨지 프리즘(210, 220)을 중심축(CL)을 따라 이격되게 수용한다.
상기 스페이서(232)는 경통(231) 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘(210, 220) 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프리즘(210, 220) 사이의 간격을 고정한다.
상기 마개부재(233)는 복수의 웨지 프리즘(210, 220)이 경통(231) 하측으로 낙하하는 것을 방지하기 위하여 경통(231)의 하단부에 결합되며, 통상적으로 나사결합된다.
상기 링부재(234)는 마개부재(233)의 상부에 배치된 스페이서(232)와 마개부재(233) 사이에 설치되며, 마개부재(233)의 이탈을 방지한다. 웨지 프리즘(210, 220)이 회전을 반복하다 보면 회전시 발생하는 진동이 마개부재(233)에 전달되어 마개부재(233)가 풀릴 수 있는 위험이 있다. 따라서 고무 재질의 링부재(234)를 이용하여 웨지 프리즘(210, 220)의 진동을 흡수함으로써, 마개부재(233)의 이탈을 방지한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 가공대상물
100 : 레이저 드릴링 장치
110 : 웨지 프리즘
120 : 집광렌즈

Claims (7)

  1. 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 있어서,
    입사면에 대하여 출사면이 경사지게 형성되어 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두꺼워지며, 두께가 두꺼운 측으로 레이저빔을 꺾어서 출사하는 웨지 프리즘;
    상기 웨지 프리즘의 하측에 배치되어, 상기 웨지 프리즘으로부터 출사된 레이저빔을 상기 중심축으로부터 이격된 위치에 집광하는 집광렌즈; 및
    상기 중심축을 회전중심으로 하여 상기 웨지 프리즘 및 상기 집광렌즈를 회전시켜 상기 가공대상물에 집광되는 레이저빔이 상기 중심축에 대하여 회전되도록 하는 회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중심축에 대하여 회전되는 레이저빔의 회전 반경을 변경시키기 위하여, 상기 웨지 프리즘의 전방에 배치되고, 상기 웨지 프리즘의 입사면에서 레이저빔이 입사되는 위치를 변경시키는 입사위치 변경유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 회전시키는 회전모터를 구비하는 갈바노미터 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 상기 중심축과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시키는 직선구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    가공대상물에 형성되는 가공홀의 가공 깊이를 제어하기 위하여, 상기 웨지 프리즘과 상기 집광렌즈를 상기 중심축을 따라 가공대상물에 가까워지는 방향 또는 가공대상물로부터 멀어지는 방향으로 승강시키는 승강유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 웨지 프리즘은 복수 개 마련되고,
    복수의 웨지 프리즘은 상기 중심축을 따라 이격되게 배치되고,
    각각의 웨지 프리즘의 출사면의 경사진 방향은 서로 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 웨지 프리즘이 상기 중심축을 따라 이격되게 수용되는 경통;
    상기 경통 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프리즘 사이의 간격을 고정하기 위한 스페이서;
    상기 복수의 웨지 프리즘이 상기 경통 하측으로 낙하하는 것을 방지하기 위하여 상기 경통의 하단부에 결합되는 마개부재;
    상기 마개부재의 상부에 배치된 스페이서와 상기 마개부재 사이에 설치되며, 회전하는 웨지 프리즘의 진동을 흡수하여 상기 마개부재의 이탈을 방지하는 링부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
KR1020120093546A 2012-08-27 2012-08-27 레이저 드릴링 장치 KR101388116B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120093546A KR101388116B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 레이저 드릴링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120093546A KR101388116B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 레이저 드릴링 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140028196A true KR20140028196A (ko) 2014-03-10
KR101388116B1 KR101388116B1 (ko) 2014-04-24

Family

ID=50641662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120093546A KR101388116B1 (ko) 2012-08-27 2012-08-27 레이저 드릴링 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101388116B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101527482B1 (ko) * 2014-11-25 2015-06-10 유수영 레이저를 이용한 미세 부품 가공 장치
WO2016024069A1 (fr) * 2014-08-14 2016-02-18 Centre Technologique Alphanov Dispositif d'usinage par faisceau laser d'un trou a conicite controlée avec un module afocal déplaçable
KR20180120281A (ko) * 2016-03-25 2018-11-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 회전 빔 레이저 스크라이빙 프로세스 및 플라즈마 식각 프로세스를 사용하는 하이브리드 웨이퍼 다이싱 접근법
CN110899958A (zh) * 2019-12-25 2020-03-24 岗春激光科技(江苏)有限公司 一种手持式激光加工头及激光加工设备
WO2020076002A1 (ko) * 2018-10-10 2020-04-16 김찬삼 레이저빔을 진동 또는 회전시켜 레이저 용접을 하는 방법
WO2020244200A1 (zh) * 2019-06-04 2020-12-10 西安中科微精光子制造科技有限公司 光束扫描系统及激光加工设备
US11571768B2 (en) 2017-08-16 2023-02-07 General Electric Company Manufacture of cooling holes for ceramic matrix composite components

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4069348B2 (ja) * 2001-02-22 2008-04-02 トヨタ自動車株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP4645892B2 (ja) * 2005-03-29 2011-03-09 アイシン精機株式会社 レーザ加工装置及び方法
TWI395630B (zh) * 2009-06-30 2013-05-11 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd 使用雷射光之玻璃基板加工裝置
KR101124347B1 (ko) * 2011-01-25 2012-03-23 주식회사아톤 사각 방향으로 조사되는 스캔된 레이저 빔을 이용한 대상물의 가공 방법 및 그 장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016024069A1 (fr) * 2014-08-14 2016-02-18 Centre Technologique Alphanov Dispositif d'usinage par faisceau laser d'un trou a conicite controlée avec un module afocal déplaçable
FR3024843A1 (fr) * 2014-08-14 2016-02-19 Ct Technologique Alphanov Dispositif d'usinage par faisceau laser d'un trou a conicite controlee
KR101527482B1 (ko) * 2014-11-25 2015-06-10 유수영 레이저를 이용한 미세 부품 가공 장치
WO2016085046A1 (ko) * 2014-11-25 2016-06-02 주식회사 티프렌즈 레이저를 이용한 미세 부품 가공 장치
US10322468B2 (en) 2014-11-25 2019-06-18 T.Friends Co., Ltd. Apparatus for processing micro-component by using laser
KR20180120281A (ko) * 2016-03-25 2018-11-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 회전 빔 레이저 스크라이빙 프로세스 및 플라즈마 식각 프로세스를 사용하는 하이브리드 웨이퍼 다이싱 접근법
US11571768B2 (en) 2017-08-16 2023-02-07 General Electric Company Manufacture of cooling holes for ceramic matrix composite components
WO2020076002A1 (ko) * 2018-10-10 2020-04-16 김찬삼 레이저빔을 진동 또는 회전시켜 레이저 용접을 하는 방법
WO2020244200A1 (zh) * 2019-06-04 2020-12-10 西安中科微精光子制造科技有限公司 光束扫描系统及激光加工设备
CN110899958A (zh) * 2019-12-25 2020-03-24 岗春激光科技(江苏)有限公司 一种手持式激光加工头及激光加工设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR101388116B1 (ko) 2014-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101388116B1 (ko) 레이저 드릴링 장치
JP5391159B2 (ja) レーザ光によるガラス基板加工装置
KR100433896B1 (ko) 레이저 마킹방법과 장치 및 마킹된 부재
KR20140028197A (ko) 레이저 헬리컬 드릴링 장치
JP2011025279A (ja) 光学系及びレーザ加工装置
JP6468295B2 (ja) 部材の製造方法、及び、部材の製造装置
JP2009269074A (ja) レーザー加工装置
JP2006255768A (ja) ハイブリッドレーザ加工装置
KR20130002935A (ko) 레이저광에 의한 워크 가공 장치
JP2013146780A (ja) 脆性材料基板のレーザ加工方法
KR20180108086A (ko) 레이저를 이용한 홀 가공장치 및 이를 이용한 홀 가공방법
KR20140141439A (ko) 레이저광에 의한 기판 절단 장치
KR20050076624A (ko) 레이저가공기
KR102154285B1 (ko) 레이저 빔 드릴링 장치
JP2016131997A (ja) レーザ切断光学ユニット及びレーザ切断装置
US8569648B2 (en) Apparatus and system for improving depth of focus
JP6695610B2 (ja) レーザ加工装置、および、レーザ加工方法
JP6345064B2 (ja) 形状可変鏡およびレーザ加工装置
KR101036878B1 (ko) 드릴링 장치 및 드릴링 방법
TWI792876B (zh) 雷射鑽孔裝置
JP5534853B2 (ja) レーザ照射装置およびレーザ照射方法
KR20210022019A (ko) 레이저 드릴링 장치
JP6335590B2 (ja) レーザ加工装置及びレンズユニット
CN219162496U (zh) 一种激光光束整形装置及其配套系统
JP6134914B2 (ja) コンフォーマルマスク材料のレーザ加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170518

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 6