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KR20160073785A - 레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법 - Google Patents

레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법 Download PDF

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KR20160073785A
KR20160073785A KR1020140182547A KR20140182547A KR20160073785A KR 20160073785 A KR20160073785 A KR 20160073785A KR 1020140182547 A KR1020140182547 A KR 1020140182547A KR 20140182547 A KR20140182547 A KR 20140182547A KR 20160073785 A KR20160073785 A KR 20160073785A
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KR
South Korea
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laser
machining
processing
defective
measuring
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KR1020140182547A
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김석규
김문섭
송기범
심혁진
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주식회사 이오테크닉스
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Abstract

레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법이 개시된다. 개시된 레이저 가공 시스템은 레이저빔을 방출하는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로 방출된 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 빔 스플리터와, 상기 가공빔을 가공대상물에 조사하여 가공작업을 수행하는 스캐너와, 상기 빔 스플리터로부터 나오는 상기 측정빔을 검출하는 센서부와, 상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하고, 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하는 제어부를 포함한다.

Description

레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법{Laser processing system and laser processing method using the laser processing system}
본 발명은 레이저 가공에 관한 것으로, 상세하게는 레이저빔의 출력 특성을 실시간으로 검출할 수 있는 레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
레이저 가공 시스템은 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 빔을 광학계를 이용하여 가공 대상물에 조사하고, 이러한 레이저 빔의 조사에 의해 가공 대상물에 대한 마킹(marking), 노광(exposure), 식각(etching), 펀칭(punching), 스크라이빙(scribing), 다이싱(dicing) 등과 같은 가공 작업을 수행한다.
레이저 가공 시스템에 의해 가공된 가공 대상물의 품질은 레이저 가공에 사용되는 레이저 빔의 상태에 의해 결정된다. 즉, 가공 대상물의 품질을 일정하게 유지하기 위해서는 목표하는 광 특성을 가지는 레이저 빔을 안정적으로 계속 가공물에 주사하는 것이 필수적이다. 만약, 목표하는 광 특성의 범위를 벗어난 레이저 빔이 가공물에 주사되면 가공물의 표면이 예상하는 바와 다른 형상으로 성형되거나 온도나 가공물의 광 반응 등에 의해 가공물의 물리적 성질이 목표하는 바와 다르게 변할 수 있기 때문이다.
하지만 전술한 레이저 빔의 광 특성을 목표치에 항상 일치시키는 것은 매우 어려운 기술과제이다. 현재의 레이저 빔 방출 장치에서 방출되는 레이저 빔은 그 품질에 대해 매우 불완전한 신뢰도를 가지고 있다. 특히 레이저 빔의 주파수 이동(frequency draft) 현상이나 파워 밀도(power density) 가변현상은 방출되는 레이저 빔 상태의 신뢰도를 매우 떨어뜨린다.
이러한 레이저 빔 방출장치의 한계로 말미암아 가공물의 대량 가공 시에는 불량품이 대량으로 생산되어 버리는 경우가 허다하다. 그리고 이러한 불량품의 대량 생산은 레이저 가공 공정을 실시하는 기업 등에게 막대한 손실을 불러일으키게 된다. 따라서, 레이저 발진기로부터 방출된 레이저 빔의 광 특성을 실시간으로 측정하고 그 결과를 제공해 줄 수 있는 레이저 가공 시스템이 요구된다.
본 발명의 실시예는 레이저빔의 출력 특성을 실시간으로 검출할 수 있는 레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 있어서,
레이저빔을 방출하는 레이저 광원(laser source);
상기 레이저 광원으로 방출된 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 빔 스플리터(beam splitter);
상기 가공빔을 가공대상물에 조사하여 가공작업을 수행하는 스캐너(scanner);
상기 빔 스플리터로부터 나오는 상기 측정빔을 검출하는 센서부; 및
상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하고, 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하는 제어부;를 포함하는 레이저 가공 시스템이 제공된다.
상기 센서부는 상기 측정빔의 출력 및 펄스 파형을 실시간으로 검출할 수 있다. 이러한 센서부는 예를 들면, 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 및 펄스 파형 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 그리고, 이러한 상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하여 상기 가공빔의 불량 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 레이저 가공작업을 중지시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 이를 알리는 경보(alarm)를 발생시킬 수 있다.
다른 측면에 있어서,
레이저 광원으로부터 레이저빔을 방출하는 단계;
상기 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 단계;
상기 가공빔을 스캐너를 이용하여 가공대상물에 조사하는 가공작업을 수행하는 단계; 및
상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하는 제어부가 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 레이저 가공 방법이 제공된다.
상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계는, 상기 측정빔을 센서부가 검출하는 단계; 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 제어부가 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 센서부는 상기 측정빔의 출력 및 펄스 파형을 실시간으로 검출할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 및 펄스 파형 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 상기 제어부가 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 레이저 가공작업을 중지시키는 단계가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 이를 알리는 경보(alarm)를 발생시키는 단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔을 일부 측정빔으로 분할한 다음, 이를 센서부를 통해 검출하고, 제어부가 가공빔의 출력 특성을 파악하여 그 불량 여부를 실시간으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 가공빔의 불량이라고 판단되는 경우에는 제어부가 레이저 광원을 제어하여 레이저 가공작업을 중단시키거나 또는 경보를 발생시킴으로써 이후의 가공 작업으로 인해 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제어부가 레이저 광원 및 스캐너를 제어하는 동시에 가공빔의 불량여부도 실시간으로 판단할 수 있으므로, 가공빔의 출력 특성을 검출하여 그 불량여부를 판단하는 별도의 제어 장치는 불필요하게 되어 레이저 가공 시스템을 단순화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 레이저 가공 시스템은 레이저 광원(laser source,110), 빔 스플리터(beam splitter,120), 센서부(sensor unit,160) 및 제어부(controller unit,130)를 포함한다. 레이저 광원(110)은 레이저 빔(L)을 방출하는 수단을 말하는 것으로, 이러한 레이저 광원(110)은 레이저 빔(L)을 발생시키는 물질의 종류에 따라 기체, 액체, 고체 레이저 광원 등으로 분류될 수 있다. 한편, 본 실시예에서 레이저 광원(110)은 예를 들면 펄스형 레이저 빔을 방출할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 광원(110)은 가공 작업에 따라 연속파형 레이저 빔을 방출하는 것도 가능하다.
빔 스플리터(120)는 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 가공빔(L1)과 측정빔(L2)으로 분할한다. 여기서, 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 가공빔(L1)은 레이저 가공작업에 사용되고. 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 측정빔(L2)은 후술하는 바와 같이, 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하기 위해 사용된다. 상기 측정빔(L2)은 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L) 중 극히 일부(예를 들면, 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)의 1% 이하)만이 분할됨으로써 형성될 수 있다.
빔 스플리터(120)는 입사광을 둘로 나눌 수 있는 다양한 방식의 광학 소자가 사용될 수 있다. 일 예로 빔 스플리터(120)로는 반 반사거울(semi-reflecting mirror)가 사용될 수 있는데, 이러한 반-반사거울은 표면에 얇은 은 또는 알루미늄 코팅이 이루어져 보통 45도 각도로 입사하는 빛의 일부분은 통과시키고 일부부는 반사시킴으로써 빔을 분할한다. 다른 예로 빔 스플리터(120)는 프리즘을 이용한 큐브형 빔 스플리터가 사용될 수가 있다. 한편, 전술한 예들은 발명의 이해를 돕기위해 단지 예시적으로 설명된 것으로, 이외에도 다양한 방식의 광학 소자들이 빔 스플리터(120)로 사용될 수 있다.
한편, 도 1에는 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 가공빔(L1)이 빔 스플리터(120)에 의해 진행 경로가 바뀌지 않고 계속 진행하고, 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 측정빔(L2)은 빔 스플리터(120)에 의해 진행 경로 바뀌는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 하지만, 가공빔(L1)이 빔 스플리터(120)에 의해 진행 경로가 바뀌고, 측정빔(L2)이 빔 스플리터(120)에 의해 진행 경로가 바뀌는 경우도 얼마든지 가능하다.
빔 스플리터(120)에 의해 분할된 가공빔(L1)은 가공 스테이지(S) 상에 장착된 가공대상물(W) 상에 예를 들어 마킹 작업 등과 같은 레이저 가공작업을 수행한다. 이러한 가공빔(L1)은 빔 전달 시스템(beam delivery system,170), 스캐너(scanner,140) 및 렌즈부(lens unit,150)을 경유하여 가공 대상물(W) 상에 도달하게 된다. 한편, 가공빔(L1)의 진행 경로에는 가공빔(L1)의 광 경로를 변경하기 위한 반사 거울(미도시) 등이 더 마련될 수 있다. 빔 전달 시스템(170)은 가공빔(L1)을 소정의 진행 경로를 따라 전달하기 위한 것으로, 예를 들면 복수의 거울을 포함하거나 또는 광 케이블 등으로 포함할 수 있다.
스캐너(140)는 가공빔(L1)을 가공대상물(W) 상에 스캔함으로써 가공대상물(W)에 소정의 가공 작업을 수행하는 역할을 한다. 이러한 스캐너(140)로는 예를 들면 가공대상물(W)의 평면에 나란하고 서로 수직인 x 및 y 방향으로 가공빔(L1)을 스캔하는 2D 갈바노미터(galvanometer)가 사용될 수 있다. 2D 갈바노미터는 가공빔(L1)의 주사지점을 미세하게 제어함으로써 레이저 가공작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, 2D 갈바노미터의 스캔 범위를 넘어서는 경우나 2D 갈바노미터에 의한 스캔 작업이 완료된 경우에는 가공 스테이지(S)에 의해 가공대상물(W)이 이동할 수 있다. 렌즈부(150)는 스캐너(140)를 경유한 가공빔(L1)의 가공대상물(W)의 원하는 위치에 포커싱될 수 있도록 가공빔(L1)의 초점을 조절하는 역할을 한다.
이상과 같이, 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 가공빔(L1)은 소정의 광학계를 거쳐서 가공대상물(W)에 조사됨으로써 레이저 가공작업을 수행하게 된다. 여기서, 레이저 빔(L)을 방출하는 레이저 광원(110) 및 가공빔(L1)을 스캔하는 스캐너(140)는 제어부(controller unit,130)에 의해 그 작동이 제어될 수 있다. 이러한 제어부(!30)는 후술하는 바와 같이 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출함으로써 가공빔(L1)의 불량여부도 판단할 수 있다.
빔 스플리터(120)에 의해 분할된 측정빔(L2)은 센서부(sensor unit,160)에 의해 검출된다. 센서부(160)는 예를 들면, 포토다이오드(photodiode) 등과 같은 센서를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 센서부(160)는 측정빔(L2)의 출력 및/또는 펄스 파형을 검출할 수 있다. 센서부(160)는 측정빔(L2)의 출력 특성을 실시간으로 검출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 센서부(160)는 일정한 시간 간격으로 측정빔(L2)의 출력 특성을 검출하거나 또는 불규칙한 시간 간격으로 측정빔(L2)의 출력 특성을 검출할 수도 있다.
센서부(160)는 측정빔(L2)의 광량을 조절하기 위한 수단으로 예를 들면, ND 필터(Neutral Density Filter) 등과 같은 필터를 더 포함할 수 있다. 한편, 센서부는 측정빔(L2)의 광량을 조절하는 수단으로 어퍼쳐(aperture;미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 어퍼쳐는 측정빔(L2)이 통과하는 경로에 놓여 측정빔(L2)이 통과할 수 있는 단면적을 조절함으로써 측정빔(L2)의 광량을 조절할 수 있다. 어퍼쳐는 측정빔(L2)의 광량이 측정을 위해 지나치게 작을 때는 통과 단면적을 늘려 측정빔(L2)의 광량을 늘림으로써 측정 신뢰도를 높여줄 수 있다. 반대로 측정빔(L2)의 광량이 너무 많아 센서에 손상을 가할 우려가 있거나 지나친 노이즈를 발생시킬 우려가 있는 경우 통과 단면적을 줄여 측정빔(L2)의 광량을 낮춤으로써 센서를 보호하고 측정 신뢰도를 높여줄 수 있다.
그리고, 센서부(160)는 측정빔(L2)의 광 경로를 조절하는 것으로, 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 옵틱부(optic unit;미도시)를 더 포함할 수 있다. 전술한 어퍼쳐를 통과한 측정빔(L2)은 센서부(160)의 센서에 도달하는데 도달 과정에서 광이 퍼지는 경우 센서부(160) 내부 표면에서의 반사에 의해 여러가지 노이즈가 발생할 수 있다. 반대로 도달 과정에서 측정빔(L2)이 센서의 일부분에 너무 집중되어 포화현상이 일어나는 경우 센서에 손상이 올 수 있다. 따라서 이러한 점을 개선하기 위해. 이를 위해 옵틱부는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이러한 옵틱부는 측정빔(L2)의 광 경로를 적당히 변경하여 측정빔(L2)이 일정한 지점에 모이거나 혹은 센서의 보다 넓은 면적에 도달하도록 할 수 있다. 옵틱부의 렌즈는 볼록렌즈 혹은 오목렌즈일 수 있다. 또한 렌즈의 위치나 초점거리 등은 렌즈 제작자 공식에 기초하여 옵틱부를 통과한 측정빔(L2)이 센서에 적당한 크기의 상을 맺을 수 있도록 설정될 수 있다. 그리고 이러한 옵틱부의 렌즈는 센서부(160)내에서 필요에 따라 위치가 가변적일 수 있으며 초점거리가 변할 수 있는 가변형 렌즈일 수도 있다. 가변형 렌즈의 경우 전기적 신호에 의해 표면장력이 변함으로써 표면형상이 변하는 액체형 렌즈일 수 있다.
센서부(160)는 측정빔(L2)의 출력 특성을 검출하여 이를 제어부(130)로 전송한다. 여기서, 제어부(130)는 전술한 바와 같이, 레이저 광원(110) 및 스캐터(140)의 동작을 제어하는 동시에 측정빔(L2)을 통하여 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출한 다음, 그 불량 여부를 판단하게 된다.
빔 스플리터(120)는 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 일정한 비율로 가공빔(L1)과 측정빔(L2)으로 분할하게 된다. 따라서, 센서부(160)가 측정빔(L2)의 출력 특성을 검출하여 제어부(130)로 송신하게 되면 제어부(130)는 측정빔(L2)으로부터 가공빔(L1)의 출력 특성도 파악할 수 있게 된다. 예를 들어, 제어부(130)는 가공빔(L1)의 출력 및/또는 펄스 파형을 검출할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 이렇게 검출된 가공빔(L1)의 불량여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(130)에는 미리 설정된 가공빔(L1)의 출력 특성 범위가 저장되어 있으며, 이렇게 설정된 가공빔(L1)의 출력 특성 범위와 센서부(160)를 통해 측정된 가공빔(L1)의 출력 특성을 비교함으로써 실제 가공 작업을 수행하는 가공빔(L1)의 불량 여부를 판단할 수 있게 된다.
이와 같이, 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 그 불량 여부를 판단한 다음, 불량이 아니라고 판단한 경우에는 가공빔(L1)이 레이저 가공작업을 계속 수행할 수 있다. 한편, 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 그 불량 여부를 판단한 다음, 불량이라고 판단한 경우에는 레이저 가공작업을 중지시킬 필요가 있다. 즉, 가공빔(L1)이 불량인 경우에도 가공작업을 계속하게 되면 불량품이 이후 지속적으로 발생하게 되므로, 본 실시예에서는 이를 방지하기 위해 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 가공빔(L1)이 불량이라고 판단한 경우에는 레이저 광원(110)을 제어하여 레이저 가공작업을 중지시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 가공빔(L1)이 불량이라고 판단한 경우에 미리 가공빔(L1)이 불량임을 알리는 경보(alarm)를 발생시킬 수도 있다. 이러한 제어부(130)는 가공빔(L1)의 출력 특성을 실시간을 검출하여 그 불량 여부를 판단할 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 제어부(130)는 일정한 시간 간격으로 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 불량여부를 판단하거나 또는 불규칙한 시간 간격으로 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 불량여부를 판단할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공방법을 설명하는 흐름도이다. 도 2에는 도 1에 도시된 레이저 가공 시스템을 이용한 레이저 가공방법이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 먼저, 레이저 광원(도 1의 110)으로부터 레이저 빔(도 1의L)을 방출한다(S201). 여기서, 레이저 빔(L)은 예를 들면 펄스형 레이저 빔이 될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다음으로, 레이저 광원(110)으로부터 방출된 레이저 빔(L)을 가공빔(도 1의 L1)과 측정빔(도 1의 L2)으로 분할한다. 이러한 레이저 빔(L)의 분할은 빔 스플리터(도 1의 120)에 의해 이루어질 수 있으며, 빔 스플리터(120)는 레이저 빔(L)을 일정한 비율로 가공빔(L1)과 측정빔(L2)으로 분할하게 된다.
다음으로, 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 가공빔(L1)을 소정의 광학계를 경유하여 가공대상물(도 1의 W) 상에 조사되어 가공작업을 수행하며, 빔 스플리터(120)에 의해 분할된 측정빔(L2)은 센서부(도 1의 160)에 의해 검출된다. 여기서, 센서부(160)는 측정빔(L2)의 출력 특성, 예를 들면 측정빔(L2)의 출력 및/또는 펄스 파형을 검출할 수 있다.
이어서, 센서부(160)에 의해 검출된 측정빔(L2)으로부터 제어부(도 1의 130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 파악하여 가공빔(L1)의 불량여부를 판단한다. 센서부(160)에 의해 검출된 측정빔(L2)의 출력 특성은 제어부(130)로 전송되고, 제어부(130)는 측정빔(L2)의 출력 특성으로부터 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하게 된다. 예를 들면, 제어부(130)는 가공빔(L1)의 출력 및/또는 펄스 파형을 검출하게 된다. 그리고, 제어부(130)는 이렇게 검출된 가공빔(L1)의 불량여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(130)에는 미리 설정된 가공빔(L1)의 출력 특성 범위가 저장되어 있으며, 이렇게 설정된 가공빔(L1)의 출력 특성 범위와 센서부(160)를 통해 측정된 가공빔(L1)의 출력 특성을 비교함으로써 가공빔(L1)의 불량 여부를 판단할 수 있게 된다.
제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 그 불량 여부를 판단한 다음, 불량이 아니라고 판단한 경우에는 가공빔(L1)이 레이저 가공작업을 계속 수행할 수 있다. 한편, 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 그 불량 여부를 판단한 다음, 불량이라고 판단한 경우에는 레이저 가공작업을 중지시키거나 또는 불량임을 알리는 경보를 발생시키게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따르면 레이저 광원(100)으로부터 방출된 레이저 빔(L1)의 일부를 측정빔(L2)으로 분할한 다음, 이를 센서부(160)를 통해 검출하고, 제어부(130)가 가공빔(L1)의 출력 특성을 파악하여 그 불량 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라, 가공빔(L1)의 불량이라고 판단되는 경우에는 제어부(130)가 레이저 광원(110)을 제어하여 레이저 가공작업을 중단시키거나 또는 경보를 발생시킴으로써 이후의 가공 작업으로 인해 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제어부(130)가 레이저 광원(110) 및 스캐너(140)를 제어하는 동시에 가공빔(L1)의 불량여부도 판단할 수 있으므로, 가공빔(L1)의 출력 특성을 검출하여 그 불량여부를 판단하는 별도의 제어 장치는 불필요하게 되어 레이저 가공 시스템을 단순화시킬 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.
110.. 레이저 광원 120.. 빔 스플리터
130.. 제어부 140.. 스캐너
150.. 렌즈부 160.. 센서부
170.. 빔 전달 시스템 W.. 가공대상물
S.. 가공 스테이지

Claims (13)

  1. 레이저빔을 방출하는 레이저 광원(laser source);
    상기 레이저 광원으로 방출된 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 빔 스플리터(beam splitter);
    상기 가공빔을 가공대상물에 조사하여 가공작업을 수행하는 스캐너(scanner);
    상기 빔 스플리터로부터 나오는 상기 측정빔을 검출하는 센서부; 및
    상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하고, 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하는 제어부;를 포함하는 레이저 가공 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 측정빔의 출력 및 펄스 파형을 실시간으로 검출하는 레이저 가공 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서부는 포토 다이오드(photo diode)를 포함하는 레이저 가공 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 및 펄스 파형 중 적어도 하나를 측정하는 레이저 가공 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하여 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 레이저 가공 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 레이저 가공작업을 중지시키는 레이저 가공 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 이를 알리는 경보(alarm)를 발생시키는 레이저 가공 시스템.
  8. 레이저 광원으로부터 레이저빔을 방출하는 단계;
    상기 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 단계;
    상기 가공빔을 스캐너를 이용하여 가공대상물에 조사하는 가공작업을 수행하는 단계; 및
    상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하는 제어부가 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 레이저 가공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계는,
    상기 측정빔을 센서부가 검출하는 단계;
    상기 센서부에 의해 검출된 상기 측정빔으로부터 상기 제어부가 상기 가공빔의 출력 특성을 측정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 레이저 가공방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 측정빔의 출력 및 펄스 파형을 실시간으로 검출하는 레이저 가공방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 출력 및 펄스 파형 중 적어도 하나를 측정하는 레이저 가공방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 레이저 가공작업을 중지시키는 단계를 더 포함하는 레이저 가공방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가공빔의 출력 특성이 불량인 것으로 판단한 경우 이를 알리는 경보(alarm)를 발생시키는 단계를 더 포함하는 레이저 가공방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108311792A (zh) * 2017-01-17 2018-07-24 宝山钢铁股份有限公司 带钢表面激光刻痕装置
CN111098026A (zh) * 2019-12-19 2020-05-05 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光双摆轴加工头的光束偏转自补偿系统及其方法
KR20200052032A (ko) * 2018-11-06 2020-05-14 주식회사 이솔 레이저빔을 이용하여 가공대상물을 베이킹(baking) 가공 하는 레이저 시스템 및 이를 이용한 가공 방법

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