KR20160073785A

KR20160073785A - Laser processing system and laser processing method using the laser processing system

Info

Publication number: KR20160073785A
Application number: KR1020140182547A
Authority: KR
Inventors: 김석규; 김문섭; 송기범; 심혁진
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-27

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. A laser processing system and a laser processing method using the same are disclosed. The laser processing system includes a laser beam source that emits a laser beam, a beam splitter that divides the laser beam emitted by the laser beam source into a machining beam and a measurement beam, and a scanner A controller for controlling driving of the laser light source and the scanner and for measuring an output characteristic of the processing beam from the measuring beam detected by the sensor unit, .

Description

[0001] The present invention relates to a laser processing system and a laser processing method using the same,

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. The present invention relates to laser machining, and more particularly, to a laser machining system capable of detecting an output characteristic of a laser beam in real time and a laser machining method using the same.

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.The laser processing system irradiates an object to be processed with a laser beam emitted from a laser oscillator by using an optical system, and performs marking, exposure, etching, punching punching, scribing, dicing, and the like.

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.The quality of the object to be processed by the laser processing system is determined by the state of the laser beam used for laser processing. That is, in order to keep the quality of the object to be processed constant, it is essential to stably and continuously scan the workpiece with the laser beam having the target optical characteristics. If a laser beam deviating from the target optical characteristic is injected into the workpiece, the physical properties of the workpiece may change as desired due to the shape of the workpiece surface being shaped differently than expected, or due to the temperature or the photoreaction of the workpiece to be.

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.However, always matching the optical characteristic of the laser beam to the target value is a very difficult problem. The laser beam emitted by current laser beam emitting devices has a very incomplete reliability for its quality. Especially, the frequency draft phenomenon of the laser beam or the power density variable phenomenon greatly reduces the reliability of the emitted laser beam condition.

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. Due to the limitations of such a laser beam emitting apparatus, defective products are often produced in large quantities when mass-processing a workpiece. The mass production of such defective products causes a great loss to companies that perform laser machining processes. Therefore, there is a demand for a laser processing system capable of measuring the optical characteristics of a laser beam emitted from a laser oscillator in real time and providing the result.

본 발명의 실시예는 레이저빔의 출력 특성을 실시간으로 검출할 수 있는 레이저 가공 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a laser processing system capable of detecting output characteristics of a laser beam in real time and a laser processing method using the same.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the present invention,

레이저빔을 방출하는 레이저 광원(laser source);A laser source emitting a laser beam;

상기 레이저 광원으로 방출된 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 빔 스플리터(beam splitter);A beam splitter for dividing the laser beam emitted into the laser light source into a working beam and a measuring beam;

상기 가공빔을 가공대상물에 조사하여 가공작업을 수행하는 스캐너(scanner); A scanner for irradiating the processing object with the processing beam to perform a processing operation;

상기 빔 스플리터로부터 나오는 상기 측정빔을 검출하는 센서부; 및A sensor unit for detecting the measurement beam coming from the beam splitter; And

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.And a control unit for controlling the driving of the laser light source and the scanner and for measuring an output characteristic of the processing beam from the measuring beam detected by the sensor unit.

상기 센서부는 상기 측정빔의 출력 및 펄스 파형을 실시간으로 검출할 수 있다. 이러한 센서부는 예를 들면, 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다.The sensor unit can detect the output of the measurement beam and the pulse waveform in real time. Such a sensor portion may include, for example, a photo diode.

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.The control unit may measure at least one of the output of the processing beam and the pulse waveform from the measuring beam detected by the sensor unit. The control unit may determine whether the machining beam is defective by measuring an output characteristic of the machining beam. The control unit may stop the laser machining operation if it determines that the output characteristics of the machining beam are defective. In addition, the controller may generate an alarm for notifying that the output characteristic of the machining beam is defective.

다른 측면에 있어서, In another aspect,

레이저 광원으로부터 레이저빔을 방출하는 단계;Emitting a laser beam from a laser light source;

상기 레이저빔을 가공빔과 측정빔으로 분할하는 단계;Dividing the laser beam into a processing beam and a measurement beam;

상기 가공빔을 스캐너를 이용하여 가공대상물에 조사하는 가공작업을 수행하는 단계; 및Performing a machining operation for irradiating an object to be processed with the machining beam using a scanner; And

상기 레이저 광원 및 상기 스캐너의 구동을 제어하는 제어부가 상기 측정빔으로부터 상기 가공빔의 불량 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 레이저 가공 방법이 제공된다.And a controller for controlling driving of the laser light source and the scanner determines whether the machining beam is defective from the measurement beam.

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. The step of determining whether the machining beam is defective includes the steps of: detecting the measurement beam by a sensor unit; Measuring an output characteristic of the processing beam from the measuring beam detected by the sensor unit; And determining whether the machining beam is defective by the control unit.

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.The sensor unit can detect the output of the measurement beam and the pulse waveform in real time. The control unit may measure at least one of the output of the processing beam and the pulse waveform from the measuring beam. And stopping the laser machining operation when the controller determines that the output characteristic of the machining beam is defective. The control unit may further include an alarm signal generating unit for generating an alarm signal when the output characteristic of the machining beam is determined to be defective.

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. According to an embodiment of the present invention, a laser beam emitted from a laser light source is divided into a plurality of measurement beams, and then the laser beam is detected through a sensor unit, and the control unit grasps the output characteristics of the processing beam and determines whether the defect is in real time have. Accordingly, when it is determined that the machining beam is defective, the control unit controls the laser beam source to stop the laser machining operation or generate an alarm, thereby preventing defects from occurring due to subsequent machining operations. Further, since the control unit controls the laser light source and the scanner and also determines whether or not the machining beam is defective in real time, a separate control device for detecting the output characteristics of the machining beam and determining whether the machining beam is defective is unnecessary, Can be simplified.

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.1 schematically illustrates a laser machining system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a flow chart illustrating a laser processing method according to another exemplary embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments illustrated below are not intended to limit the scope of the invention, but rather are provided to illustrate the invention to those skilled in the art. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 가공 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates a laser machining system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

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. Referring to FIG. 1, a laser processing system includes a laser source 110, a beam splitter 120, a sensor unit 160, and a controller unit 130. The laser light source 110 is a means for emitting a laser beam L. The laser light source 110 is classified into a gas, a liquid, a solid laser light source, or the like depending on the kind of material generating the laser beam L . On the other hand, in this embodiment, the laser light source 110 can emit, for example, a pulsed laser beam. However, the present invention is not limited thereto, and the laser light source 110 may emit a continuous wave laser beam in accordance with a machining operation.

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. The beam splitter 120 divides the laser beam L emitted from the laser light source 110 into the processing beam L1 and the measurement beam L2. Here, the processing beam L1 divided by the beam splitter 120 is used for a laser processing operation. The measurement beam L2 divided by the beam splitter 120 is used to detect the output characteristics of the processing beam L1, as described later. The measurement beam L2 is formed by dividing only a part of the laser beam L emitted from the laser beam source 110 (for example, 1% or less of the laser beam L emitted from the laser beam source 110) .

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. The beam splitter 120 may use various types of optical elements capable of dividing the incident light into two. For example, a semi-reflecting mirror can be used as the beam splitter 120, which has a thin silver or aluminum coating on its surface to allow a portion of the light incident at an angle of typically 45 degrees to pass through Some parts divide the beam by reflecting. As another example, a cubic beam splitter using a prism may be used for the beam splitter 120. [ Meanwhile, the above-described examples are merely illustrative examples for the purpose of facilitating the understanding of the invention. In addition, various types of optical elements can be used as the beam splitter 120.

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. 1, the processing beam L1 divided by the beam splitter 120 is progressed by the beam splitter 120 without changing its course, and the measurement beam L2 divided by the beam splitter 120, A beam splitter 120, and the like. However, it is also possible that the path of the processing beam L1 is changed by the beam splitter 120, and the path of the measuring beam L2 is changed by the beam splitter 120. [

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. The processing beam L1 divided by the beam splitter 120 performs a laser processing operation such as a marking operation or the like on the object W mounted on the processing stage S, for example. The processing beam L1 reaches the object W via a beam delivery system 170, a scanner 140, and a lens unit 150. On the other hand, a reflection mirror (not shown) or the like for changing the optical path of the processing beam L1 may be further provided on the traveling path of the processing beam L1. The beam transmission system 170 is for transmitting the processing beam L1 along a predetermined path. For example, the beam transmission system 170 may include a plurality of mirrors or may include an optical cable or the like.

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. The scanner 140 performs a predetermined machining operation on the object W by scanning the processing beam L1 on the object W. [ As such a scanner 140, for example, a 2D galvanometer which scans the processing beam L1 in the x and y directions which are perpendicular to each other and parallel to the plane of the object W can be used. The 2D galvanometer can improve the precision of the laser machining operation by finely controlling the scanning point of the processing beam (L1). On the other hand, when the scanning range of the 2D galvanometer is exceeded or when the scanning operation by the 2D galvanometer is completed, the object W can be moved by the processing stage S. The lens unit 150 functions to adjust the focus of the processing beam L1 so that it can be focused at a desired position on the object W of the processing beam L1 via the scanner 140. [

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.As described above, the processing beam L1 divided by the beam splitter 120 is irradiated onto the object W through a predetermined optical system, thereby performing the laser processing work. The operation of the laser beam source 110 for emitting the laser beam L and the scanner 140 for scanning the processing beam L1 may be controlled by a controller unit 130. The control unit 30 can also determine whether the machining beam L1 is defective by detecting the output characteristics of the machining beam L1 as described later.

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. The measurement beam L2 divided by the beam splitter 120 is detected by a sensor unit 160. [ The sensor unit 160 may include, for example, a sensor such as a photodiode or the like. However, the present invention is not limited thereto. The sensor unit 160 can detect the output of the measurement beam L2 and / or the pulse waveform. The sensor unit 160 can detect the output characteristic of the measurement beam L2 in real time. However, the present invention is not limited to this, and the sensor unit 160 may detect the output characteristics of the measurement beam L2 at regular time intervals or may detect the output characteristics of the measurement beam L2 at irregular time intervals.

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.The sensor unit 160 may further include a filter such as an ND filter (Neutral Density Filter) as a means for adjusting the light amount of the measurement beam L2. Meanwhile, the sensor unit may further include an aperture (not shown) as a means for adjusting the light amount of the measurement beam L2. Such an aperture can be placed in the path through which the measuring beam L2 passes and adjust the light quantity of the measuring beam L2 by adjusting the cross-sectional area through which the measuring beam L2 can pass. When the light amount of the measurement beam L2 is excessively small for measurement, the aperture can be increased by increasing the light amount of the measurement beam L2 by increasing the cross-sectional area of the passage. Conversely, if the light amount of the measuring beam (L2) is too large to cause damage to the sensor or excessive noise may be generated, it is possible to reduce the passing cross-sectional area and to reduce the light amount of the measuring beam (L2) You can give.

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.The sensor unit 160 may further include an optic unit (not shown) including at least one lens for adjusting the optical path of the measurement beam L2. The measurement beam L2 passing through the aperture may cause various noise due to reflection on the inner surface of the sensor unit 160 when light is emitted in the process of reaching the sensor of the sensor unit 160. [ Conversely, if the measurement beam (L2) is too concentrated on a part of the sensor during saturation and saturation occurs, the sensor may be damaged. So to improve this point. To this end, the optic portion may comprise at least one lens. Such an optic portion can appropriately change the optical path of the measurement beam L2 so that the measurement beam L2 can converge at a certain point or reach a larger area of the sensor. The lens of the optic portion may be a convex lens or a concave lens. Further, the position of the lens, the focal length, and the like can be set so that the measurement beam L2 passing through the optic part based on the lens manufacturer's formula can form an image of an appropriate size to the sensor. The lens of the optic part may be a variable lens whose position may be varied as needed in the sensor unit 160 and the focal distance may vary. In the case of a variable lens, it may be a liquid type lens whose surface shape changes due to a change in surface tension due to an electrical signal.

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. The sensor unit 160 detects an output characteristic of the measuring beam L2 and transmits the detected output characteristic to the controller 130. [ The control unit 130 controls the operation of the laser light source 110 and the scattering unit 140 and detects the output characteristics of the processing beam L1 through the measurement beam L2 as described above. It is judged whether or not it is bad.

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. The beam splitter 120 divides the laser beam L emitted from the laser beam source 110 into a processing beam L1 and a measurement beam L2 at a constant rate. Accordingly, when the sensor unit 160 detects the output characteristic of the measurement beam L2 and transmits the output characteristic to the control unit 130, the controller 130 can grasp the output characteristics of the processing beam L1 from the measurement beam L2 do. For example, the control unit 130 may detect the output of the processing beam L1 and / or the pulse waveform. Then, the control unit 130 can determine whether the machining beam L1 thus detected is defective or not. That is, the output characteristic range of the previously set processing beam L1 is stored in the control unit 130 and the output characteristic range of the processing beam L1 measured through the sensor unit 160 It is possible to judge whether or not the machining beam L1 that performs the actual machining operation is defective by comparing the output characteristics.

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. In this way, the control unit 130 detects the output characteristics of the processing beam L1 and determines whether or not it is defective. If the control unit 130 determines that it is not defective, the processing beam L1 can continue the laser processing work. On the other hand, when the control unit 130 detects the output characteristic of the processing beam L1 and judges whether or not it is defective, it is necessary to stop the laser machining operation if it is judged to be defective. That is, even if the machining beam L1 is defective, if the machining operation continues, defective parts are continuously generated. Therefore, in order to prevent this, the control unit 130 detects the output characteristics of the machining beam L1 When it is determined that the processing beam L1 is defective, the laser beam source 110 can be controlled to stop the laser machining operation. In this case, when the control unit 130 detects the output characteristic of the processing beam L1 and determines that the processing beam L1 is defective, it may generate an alarm indicating that the processing beam L1 is defective in advance. The controller 130 can detect the output characteristics of the machining beam L1 in real time to determine whether or not it is defective. However, the present invention is not limited to this. In some cases, the controller 130 may detect an output characteristic of the machining beam L1 at a predetermined time interval to determine whether the machining beam L1 is defective or output the machining beam L1 in an irregular time interval It is possible to determine whether or not there is a defect.

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. 2 is a flow chart illustrating a laser processing method according to another exemplary embodiment of the present invention. Fig. 2 shows a laser machining method using the laser machining system shown in Fig.

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. Referring to FIG. 2, a laser beam (L in FIG. 1) is emitted from a laser light source (110 in FIG. 1) (S201). Here, the laser beam L may be, for example, a pulsed laser beam, but is not limited thereto. Next, the laser beam L emitted from the laser light source 110 is divided into a machining beam (L1 in Fig. 1) and a measurement beam (L2 in Fig. 1). The beam splitter 120 splits the laser beam L into a processing beam L1 and a measurement beam L2 at a predetermined ratio. The beam splitter 120 splits the laser beam L, .

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. Next, the processing beam L1 divided by the beam splitter 120 is irradiated onto the object to be processed (W in Fig. 1) via a predetermined optical system and is subjected to a machining operation. The beam is split by the beam splitter 120 The measurement beam L2 is detected by the sensor unit 160 (Fig. 1). Here, the sensor unit 160 can detect the output characteristics of the measurement beam L2, for example, the output of the measurement beam L2 and / or the pulse waveform.

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. Then, the control unit 130 of FIG. 1 grasps the output characteristics of the processing beam L1 from the measuring beam L2 detected by the sensor unit 160 to determine whether the processing beam L1 is defective or not. The output characteristic of the measurement beam L2 detected by the sensor unit 160 is transmitted to the control unit 130. The control unit 130 detects the output characteristic of the processing beam L1 from the output characteristic of the measurement beam L2 . For example, the control unit 130 detects the output of the processing beam L1 and / or the pulse waveform. Then, the control unit 130 can determine whether the machining beam L1 thus detected is defective or not. That is, the output characteristic range of the previously set processing beam L1 is stored in the control unit 130 and the output characteristic range of the processing beam L1 measured through the sensor unit 160 It is possible to judge whether or not the machining beam L1 is defective by comparing the output characteristics.

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. The control unit 130 detects the output characteristic of the processing beam L1 and determines whether or not it is defective. If it is determined that the processing characteristic is not defective, the processing beam L1 can continue the laser processing work. On the other hand, if the control unit 130 detects an output characteristic of the machining beam L1 and judges whether or not the machining beam L1 is defective, the control unit 130 stops the laser machining operation or generates an alarm indicating that the machining operation is defective.

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. As described above, according to the present embodiment, a part of the laser beam L1 emitted from the laser light source 100 is divided into the measurement beam L2, and then it is detected through the sensor unit 160, 130 can grasp the output characteristics of the processing beam L1 and judge whether or not it is defective. Accordingly, when it is determined that the machining beam L1 is defective, the control unit 130 controls the laser beam source 110 to stop the laser machining operation or generate an alarm, thereby causing a failure due to a subsequent machining operation Can be prevented. The controller 130 controls the laser beam source 110 and the scanner 140 and also determines whether the processing beam L1 is defective or not so that the output characteristic of the processing beam L1 is detected, A separate control device for judging is unnecessary, which can simplify the laser processing system.

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.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

110.. 레이저 광원 120.. 빔 스플리터
130.. 제어부 140.. 스캐너
150.. 렌즈부 160.. 센서부
170.. 빔 전달 시스템 W.. 가공대상물
S.. 가공 스테이지 110 .. Laser light source 120 .. Beam splitter
130. Control unit 140. Scanner
150 .. Lens part 160 .. Sensor part
170 .. beam delivery system W .. object
S .. Processing stage

Claims

A laser source emitting a laser beam;
A beam splitter for dividing the laser beam emitted into the laser light source into a working beam and a measuring beam;
A scanner for irradiating the processing object with the processing beam to perform a processing operation;
A sensor unit for detecting the measurement beam coming from the beam splitter; And
And a controller for controlling driving of the laser light source and the scanner and for measuring an output characteristic of the processing beam from the measuring beam detected by the sensor unit.

The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit detects the output of the measuring beam and the pulse waveform in real time.

3. The method of claim 2,
Wherein the sensor unit comprises a photo diode.

3. The method of claim 2,
Wherein the control unit measures at least one of an output of the processing beam and a pulse waveform from the measuring beam detected by the sensor unit.

5. The method of claim 4,
Wherein the control unit measures an output characteristic of the machining beam to determine whether the machining beam is defective or not.

6. The method of claim 5,
Wherein the controller stops the laser machining operation when it is determined that the output characteristic of the machining beam is defective.

6. The method of claim 5,
Wherein the control unit generates an alarm notifying that the output characteristic of the machining beam is defective.

Emitting a laser beam from a laser light source;
Dividing the laser beam into a processing beam and a measurement beam;
Performing a machining operation for irradiating an object to be processed with the machining beam using a scanner; And
And a controller for controlling the driving of the laser light source and the scanner to determine whether the processing beam is defective from the measurement beam.

9. The method of claim 8,
Wherein the step of determining whether the machining beam is defective includes:
Detecting the measuring beam by a sensor unit;
Measuring an output characteristic of the processing beam from the measuring beam detected by the sensor unit; And
And determining whether the machining beam is defective by the control unit.

10. The method of claim 9,
Wherein the sensor unit detects the output of the measuring beam and the pulse waveform in real time.

11. The method of claim 10,
Wherein the control unit measures at least one of an output of the processing beam and a pulse waveform from the measuring beam.

12. The method of claim 11,
And stopping the laser machining operation when the controller determines that the output characteristic of the machining beam is defective.

13. The method of claim 12,
Wherein the control unit further comprises generating an alarm notifying that the output characteristic of the machining beam is defective.