레이저 드릴링 장치(Apparatus for drilling using laser)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년04월24일
(11) 등록번호 10-1388116
(24) 등록일자 2014년04월16일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B23K 26/38 (2014.01)
(21) 출원번호 10-2012-0093546
(22) 출원일자 2012년08월27일
심사청구일자 2012년08월27일
(65) 공개번호 10-2014-0028196
(43) 공개일자 2014년03월10일
(56) 선행기술조사문헌
JP2002248591 A*
JP2006272384 A*
KR101124347 B1*
KR1020110001948 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
주식회사 엘티에스
경기도 의왕시 경수대로391번길 14 (오전동)
(72) 발명자
박홍진
경기 안양시 동안구 학의로 120, 307동 505호 (관
양동, 한가람한양아파트)
최이호
서울 관악구 양녕로2가길 25, 101동 301호 (봉천
동, 베스트빌아파트)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
김태완
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 우귀애
(54) 발명의 명칭 레이저 드릴링 장치
(57) 요 약
본 발명은 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 관한 것으로서, 웨지 프
리즘과, 집광렌즈와, 회전유닛을 포함한다. 웨지 프리즘은 입사면에 대하여 출사면이 경사지게 형성되어 일측에
서 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.
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1388116
- 1 -
(72) 발명자
송춘삼
경기 고양시 덕양구 호국로 859, 120동 403호 (성
사동, 대림e편한세상아파트)
이충헌
경기 고양시 일산동구 중산로 101, 107동 704호 (
중산동, 하늘마을1단지아파트)
김향태
경기 포천시 구절초로 60, 나동 303호 (신읍동, 정
신빌라)
등록특허 10-1388116
- 2 -
특허청구의 범위
청구항 1
가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 있어서,
입사면에 대하여 출사면이 경사지게 형성되어 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 두꺼워지며, 두께가 두꺼운 측
으로 레이저빔을 꺾어서 출사하는 웨지 프리즘;
상기 웨지 프리즘의 하측에 배치되어, 상기 웨지 프리즘으로부터 출사된 레이저빔을 중심축으로부터 이격된 위
치에 집광하는 집광렌즈;
상기 중심축을 회전중심으로 하여 상기 웨지 프리즘 및 상기 집광렌즈를 회전시켜 상기 가공대상물에 집광되는
레이저빔이 상기 중심축에 대하여 회전되도록 하는 회전유닛; 및
상기 중심축에 대하여 회전되는 레이저빔의 회전 반경을 변경시키기 위하여, 상기 웨지 프리즘의 전방에 배치되
고, 상기 웨지 프리즘의 입사면에서 레이저빔이 입사되는 위치를 상기 중심축을 기준으로 변경시키는 입사위치
변경유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
청구항 2
삭제
청구항 3
제1항에 있어서,
상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 회
전시키는 회전모터를 구비하는 갈바노미터 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 상
기 중심축과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시키는 직선구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링
장치.
청구항 5
제1항에 있어서,
가공대상물에 형성되는 가공홀의 가공 깊이를 제어하기 위하여, 상기 웨지 프리즘과 상기 집광렌즈를 상기 중심
축을 따라 가공대상물에 가까워지는 방향 또는 가공대상물로부터 멀어지는 방향으로 승강시키는 승강유닛;을 더
포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
청구항 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.
청구항 7
제6항에 있어서,
등록특허 10-1388116
- 3 -
상기 복수의 웨지 프리즘이 상기 중심축을 따라 이격되게 수용되는 경통;
상기 경통 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프리즘 사이의 간격을 고정하기 위
한 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 흡
수하여 상기 마개부재의 이탈을 방지하는 링부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 드릴링 장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 레이저 드릴링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 다양한 단[0001]
면 형상을 가지는 가공홀을 형성하는 레이저 드릴링 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)의 비아홀을 가공하는 방법으로서, 종래에는 기계적 드릴을 사용하였[0002]
으나, 회로의 미세화로 인한 비아홀 등의 크기가 매우 작아짐과 더불어 미세홀에 대한 기계적 가공의 한계로 인
하여, 레이저를 이용한 가공방식이 적용되고 있다.
일반적인 레이저 드릴링 시스템은 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔이 콜리메이터 및 조리개를 거쳐서 반사[0003]
미러로 입사된 후, 레이저 헤드로 진입하고, 레이저 헤드로 진입된 레이저빔은 광의 방향이 제어된 후, 가공대
상물(PCB, 몰딩 컴파운드 수지면 등)에 조사되어 레이저 드릴링을 실시함으로써, 가공대상에 가공홀이
형성된다.
도 1은 종래의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성된 가공홀의 단면도이다.[0004]
가공대상물(10)에 집광된 레이저빔(L)은 일반적으로 원뿔 형상을 취하므로, 드릴링 작업 후 가공대상물(10)에[0005]
형성된 가공홀(11)의 형상 또한 레이저빔(L)의 형상으로 인해 가공대상물(10)의 상측에서 하측으로 갈수록 좁아
지는 테이퍼 형상을 가지게 된다.
최근 반도체, 디스플레이 분야에서 미세 가공이 중요시되는 상황에서 전체적으로 균일한 폭을 가지지 못하는 가[0006]
공홀의 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 형상으
로 한정되어 미세 가공이 제한되는 문제가 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집광된 레이저빔의 형상으로 인[0007]
해 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 레이
저 드릴링 장치를 제공함에 있다.
과제의 해결 수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저 드릴링 장치는, 가공대상물에 레이저빔을 조사하여 가공[0008]
홀을 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 프리즘
의 하측에 배치되어, 상기 웨지 프리즘으로부터 출사된 레이저빔을 중심축으로부터 이격된 위치에 집광하는 집
광렌즈; 상기 중심축을 회전중심으로 하여 상기 웨지 프리즘 및 상기 집광렌즈를 회전시켜 상기 가공대상물에
집광되는 레이저빔이 상기 중심축에 대하여 회전되도록 하는 회전유닛; 및 상기 중심축에 대하여 회전되는 레이
저빔의 회전 반경을 변경시키기 위하여, 상기 웨지 프리즘의 전방에 배치되고, 상기 웨지 프리즘의 입사면에서
등록특허 10-1388116
- 4 -
레이저빔이 입사되는 위치를 상기 중심축을 기준으로 변경시키는 입사위치 변경유닛;을 포함하는 것을 특징으로
한다.
삭제[0009]
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키[0010]
는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 회전시키는 회전모터를 구비하는 갈바노미터 스캐너
를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 입사위치 변경유닛은, 레이저빔을 반사시키[0011]
는 반사미러와, 상기 반사미러가 결합되고 상기 반사미러를 상기 중심축과 교차하는 방향으로 직선왕복이동시키
는 직선구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치에 있어서, 바람직하게는, 가공대상물에 형성되는 가공홀의 가공 깊이를 제[0012]
어하기 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 웨[0013]
지 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[0014]
이격되게 수용되는 경통; 상기 경통 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프리즘 사
이의 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 사
이에 설치되며, 회전하는 웨지 프리즘의 진동을 흡수하여 상기 마개부재의 이탈을 방지하는 링부재;를 더 포함
한다.
발명의 효과
본 발명의 레이저 드릴링 장치에 따르면, 가공홀의 단면 형상을 다양하게 구현할 수 있다.[0015]
또한, 본 발명의 레이저 드릴링 장치에 따르면, 다양한 지름의 가공홀을 형성하여 장치의 호환성을 높일 수 있[0016]
다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 레이저 드릴링 장치에 의해 형성된 가공홀의 단면도이고,[0017]
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 도면
이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치의 경통을 확대한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명에 따른 레이저 드릴링 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.[0018]
도 2는 본 발명의 레이저 드릴링 장치를 이용하여 가공홀을 형성하는 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은[0019]
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.
등록특허 10-1388116
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도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 드릴링 장치(100)는, 가공대상물에 레이저빔을 조사하여[0020]
다양한 단면 형상을 가지는 가공홀을 형성하기 위한 것으로서, 웨지 프리즘(110)과, 집광렌즈(120)와, 회전유닛
과, 입사위치 변경유닛(130)과, 승강유닛을 포함한다.
상기 웨지 프리즘(110)은, 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 수평으로 형성된 입사면(111)과, 입사면(111)의 반[0021]
대측에 형성된 출사면(112)을 구비한다. 출사면(112)은 입사면(111)에 대하여 경사지게 형성되어 일측(110a)에
서 타측(110b)으로 갈수록 두께가 두꺼워진다. 출사면(112)으로부터 출사되는 레이저빔(L)은 웨지 프리즘(11
0)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[0022]
(110)으로부터 출사된 레이저빔(L)을 집광한다. 웨지 프리즘(110)을 통과한 레이저빔(L)은 집광렌즈(120)의 중
심부로부터 벗어난 위치로 입사되며, 집광렌즈(120)로부터 출사된 레이저빔(L)은 중심축(CL)으로부터 이격된 위
치에 집광된다.
상기 회전유닛(미도시)은, 중심축(CL)을 회전중심으로 하여 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시킨다.[0023]
웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시키면 두께가 두꺼운 측(110b)이 중심축(CL)을 기준으로 회전하게 되
고, 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[0024]
공급하여 중심축(CL)을 회전중심으로 웨지 프리즘(110)과 집광렌즈(120)를 회전시킬 수 있다. 광학부품을 회전
모터에 결합하여 회전시키는 구조는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 구현될 수 있는 구성이
므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 입사위치 변경유닛(130)은, 중심축(CL)에 대하여 회전되는 레이저빔(L)의 회전 반경을 변경시키기 위하여,[0025]
웨지 프리즘(110)의 전방에 배치되고, 웨지 프리즘(110)의 입사면(111)에서 레이저빔(L)이 입사되는 위치를 변
경시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 입사위치 변경유닛(130)의 반사미러(132)를 시계 방향으로 회전시키면 레이저빔(L)이[0026]
중심축(CL)으로부터 상대적으로 가까운 위치에 집광되고, 입사위치 변경유닛(130)의 반사미러(132)를 반시계 방
향으로 회전시키면 레이저빔(L)이 중심축(CL)으로부터 상대적으로 먼 위치에 집광된다. 이러한 상태에서 상술
한 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[0027]
가공홀의 지름이 작은 경우에는 가공홀의 외주를 따라 레이저빔(L)을 회전시켜도 가공홀의 내부가 완전히 제거
되면서 완전한 가공홀을 형성할 수 있다. 그러나, 가공하고자 하는 가공홀의 지름이 큰 경우에는 가공홀의 외
주를 따라 레이저빔(L)을 회전시키는 것만으로는 완전한 가공홀을 형성할 수 없다. 가공홀의 내부에 가공대상
물(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[0028]
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[0029]
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 가까워지[0030]
는 방향 또는 가공대상물(10)로부터 멀어지는 방향으로 승강시킨다.
두께가 두꺼운 가공대상물(10)의 경우 가공대상물(10)의 표면으로부터 내부로 또는 가공대상물(10)의 내부에서[0031]
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 레
이저빔(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.
등록특허 10-1388116
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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[0032]
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 가공홀[0033]
을 형성할 수 있다. 주로 도 4의 (a)에 도시된 가공홀(12)과 같이 테이퍼가 형성되지 않은 일자 형상의 가공홀
을 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 넓어
지는 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[0034]
가공홀의 외주를 따라 회전시키면서 가공홀을 형성함으로써, 가공홀의 단면 형상을 다양하게 구현할 수 있는 효
과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저 드릴링 장치는, 입사위치 변경유닛을 통해 레이저빔의 회전[0035]
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.[0036]
도 3의 레이저 드릴링 장치의 입사위치 변경유닛은 갈바노미터 스캐너를 이용하였으나, 본 변형례에서는 반사미[0037]
러(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[0038]
(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 웨
지 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 직[0039]
선왕복이동시키는 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[0040]
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 구비하[0041]
는 것을 특징으로 한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 도 3의 레이저 드릴링 장치(100)는 하나의 웨지 프리즘(110)을 구비하는데, 하[0042]
나의 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[0043]
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,[0044]
220), 예컨대 2개의 웨지 프리즘(210, 220)을 구비하는데, 2개의 웨지 프리즘(210, 220)을 이용하는 경우 가공
홀의 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[0045]
(212, 222)의 경사진 방향은 서로 반대 방향을 향하도록 배치된다. 이렇게 배치된 상태에서는 상측의 웨지 프
리즘(210)을 통과한 레이저빔(L)이 중심축(CL)으로부터 멀어지는 방향으로 진행하다가 하측의 웨지 프리즘(22
0)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.
등록특허 10-1388116
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복수의 웨지 프리즘(210, 220)을 구비하기 위하여 본 실시예의 레이저 드릴링 장치는 경통(231)과, 스페이서[0046]
(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.[0047]
상기 스페이서(232)는 경통(231) 내부에서 이웃하는 웨지 프리즘(210, 220) 사이에 설치되며, 이웃하는 웨지 프[0048]
리즘(210, 220) 사이의 간격을 고정한다.
상기 마개부재(233)는 복수의 웨지 프리즘(210, 220)이 경통(231) 하측으로 낙하하는 것을 방지하기 위하여 경[0049]
통(231)의 하단부에 결합되며, 통상적으로 나사결합된다.
상기 링부재(234)는 마개부재(233)의 상부에 배치된 스페이서(232)와 마개부재(233) 사이에 설치되며, 마개부재[0050]
(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 웨
지 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 형[0051]
태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하
는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재
의 범위 내에 있는 것으로 본다.
부호의 설명
10 : 가공대상물[0052]
100 : 레이저 드릴링 장치
110 : 웨지 프리즘
120 : 집광렌즈
도면
도면1
등록특허 10-1388116
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도면2
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도면3
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도면4
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도면5
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도면6
도면7
등록특허 10-1388116
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