레이저 가공용 유리 개발(Research on Laser-machinable Glass for Precise Machining)

전문가 제언

□ 최근 수백마이크로에서 서브마이크로 단위의 미세 가공이 가능한 기술로 레이저 어브레이션법이 주목을 받고 있다. 일반적으로 유리의 레이저 가공은 단위 면적당 레이저 파워가 크고, 어브레이션 시 충격으로 레이저 조사부 주변에 크랙이나 깨짐이 생기기 쉬워 레이저 조사방법 등 가공법의 개량만으로는 가공 정도(加工精度)에 한계가 있고, 가공 형태도 크게 제약된다고 본다.

□ 최근 Ti를 함유한 유리가 레이저 가공에 우수함을 발견하였다. 이는 TiO2의 증가에 따라 가공 펄스값이 감소하며, 이는 TiO2 양을 증가시키면 Ti-O결합은 Si-O결합보다 약해 Ti-O 결합이 유리 망목 구조체의 평균 강도(프레임 강도)가 감소하고, 그 결과 φth(가공 단위 면적당 레이저 파워값)가 저하하기 때문이다.

□ 유리 절단 레이저장비는 기존 다이아몬드 휠 방식보다 공정 면에서 우수성을 가지고 있어 LCP-PDP 가공에 공정 비용을 30%나 절약할 수 있으며, 레이저 드릴, 유리의 내부 마킹용 등으로 유리 가공 분야에 많이 이용되고 있다. 금번 유리에 Ti를 함유시켜 레이저 가공성을 향상시킨 것은 깨끗하고 간편한 프로세스로 앞으로 서브마이크로 레벨의 가공 기술로 발전을 계속하리라고 기대된다.

□ 우리나라에는 아직 이 분야에 연구가 거의 없는 것 같다. 다만 레이저를 이용한 데이터 기록 디스크용 유리와 같은 취성 비금속 표면을 텍스처 가공하는 방법 [KUPA199506014014, International Business Machines Co. (U0027) US], 레이저를 이용한 유리 마킹법 [KUPA199002001611, 현대중공업(주)] [KUPA198708007077, CIBA-GEIGY AG(CH002) CH] 등의 레이저를 이용한 가공에 대한 특허는 몇 개 있으나, 유리 자체를 레이저로 정밀 가공하기에 적합한 재질의 유리는 개발되고 있지 않다. 그러나 앞으로 전자 제품 분야에 유리 가공을 해야 할 분야(PCL-PDP 가공, 드릴 가공, 내부 마킹용 등)가 점점 증가할 것을 감안하면 이 분야에 대해서도 많은 연구와 개발이 있어야 국제 경쟁력이 있게 될 것이다.

□ 개발한 이 유리는 Ti-O 결합 강도가 φth(가공 단위 면적당 레이저 파워값)의 값을 결정하는 한 요인임을 알았다. 그렇다면 Ti은 약간 저가의 금속으로 산소와의 결합 강도를 조사하여 좀더 값싼 재료를 찾으면 φth값이 낮고 더 가공성이 좋은 유리를 만들 수 있을지도 모르겠다.

저자

Masanori Shojiya ; Hirotaka Koyo ; Keiji Tsunetomo

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

19(1)

잡지명

New glass(F086)

과학기술
표준분류

재료

페이지

27~34

분석자

이*식

분석물

• 레이저 가공용 유리 개발.pdf [211,476 byte]

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