최근 몇 년 동안 극초단 펄스 레이저는 애플리케이션에 새로운 가능성을 제시하고 기존 공정을 개선하는 획기적인 기술로 부상했습니다. 펨토초 레이저는 이러한 산업의 변화를 가속화하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. 펨토초 레이저의 고유한 기능은 표면 처리 및 내열 영역에서 선구적인 응용 분야로 이어졌습니다. 이러한 응용 분야는 자동차 및 항공 분야로 널리 확산되어 이들 산업에서 극초단 펄스 레이저의 중요성을 강조하고 있습니다.

초단파 레이저의 이해

초단펄스 레이저, 특히 펨토초 레이저는 매우 짧은 시간 내에 국부적인 영역에 고에너지 펄스를 전달하는 고정밀 도구로 구성됩니다. 이러한 특성은 미세한 수준에서 상호 작용이 일어나기 때문에 기존 레이저 시스템과 차별화되며, 재료를 정밀하게 수정할 수 있고 USP 레이저가 고정밀 애플리케이션에 특히 적합하다는 것을 입증합니다.

자동차 및 항공 산업에서의 표면 처리

표면 처리

펨토초 레이저는 윤활제 특성 제어 및 공기역학적 특성과 같은 표면 기능화 성능을 향상시키는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 부품의 수명을 연장할 뿐만 아니라 화학 첨가제의 필요성을 제거하여 지속 가능성 목표에 부합합니다.

Blind Hole 드릴링

항공 분야에서 날개에 블라인드 홀 드릴링은 공기 투과성을 개선하여 공기 역학을 혁신하고 연료 효율을 개선하고 배기가스를 감소시키는 혁신적인 기술입니다. 또한 극초단 펄스 레이저의 미세 천공 기능은 보다 안정적인 흐름을 만들어 난기류의 일부를 감소시켜 공기역학 향상을 위한 새로운 기회를 열어줍니다.

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레이저 절단: 정밀도와 효율성의 재정의

집속 광선을 활용한 정밀 제조 공정은 플라스틱, 금속, 세라믹과 같은 소재를 성형하는 데 중요한 역할을 합니다. 기계 톱이나 드릴과 같은 전통적인 절단 방법에 대한 다재다능하고 효율적인 대안입니다. 레이저 커팅의 주목할 만한 장점은 다음과 같습니다:

• 높은 정밀도: 레이저 기술로 재료 낭비를 최소화하면서 절단할 수 있습니다.
• 깨끗한 가장자리: 레이저 커팅은 추가 마감 없이 매끄럽고 세련된 가장자리를 제공합니다.
• 열 영향 영역(HAZ) 최소화: 레이저 커팅은 과도한 재료 가열을 완화하여 뒤틀림이나 왜곡을 최소화합니다.

레이저 용접: 뛰어난 강도를 위한 정밀 접합

재료를 녹이고 융합하는 집중된 광선은 기존 용접 기술에 대한 정확하고 신뢰할 수 있는 대안을 제시합니다. 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 정밀도와 강도: 형상을 정밀하게 제어하여 견고하고 내구성 있는 용접 접합부를 만듭니다.
• 열 입력 감소: 섬세한 전자 부품과 재료 특성을 보호합니다.
• 소재의 다양성: 이 기술은 금속, 플라스틱, 유리, 세라믹 등 다양한 소재를 결합합니다.

레이저 마킹: 지속적이고 사용자 정의 가능한 식별

레이저 마킹은 집중된 광선을 사용하여 재료에 오래 지속되는 마크를 만드는 것으로, 일련 번호, 바코드 및 기타 마킹을 소비자 전자 기기에 삽입하는 데 사용됩니다. 주목할 만한 장점은 다음과 같습니다:

• 반사율과 내구성: 레이저 마킹으로 가시성이 높고 마모에 강한 내구성을 제공합니다.
• 정밀도 및 맞춤화: 이 기술을 통해 복잡하고 정밀한 마킹이 가능하므로 소비자 전자기기를 맞춤화할 수 있습니다.
• 광범위한 재료 적용성: 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 소재에 레이저 마킹이 필요합니다.
• 효율적인 프로세스 : 레이저 마킹에 사용되는 펨토초 레이저는 화학 공정이 필요 없기 때문에 더 깨끗한 대안을 제공하여 가전제품 제조에서 화학 폐기물을 줄이는 데 기여합니다.

소비자용 레이저 기술의 새로운 개척지

레이저 기술의 적용 분야는 기술 발전과 혁신적인 디바이스에 대한 소비자 수요 증가로 계속 확장되고 있습니다. 새롭게 떠오르는 몇 가지 애플리케이션은 다음과 같습니다:

• 3D 프린팅: 레이저는 3D 프린팅을 사용하여 소비자 전자 기기의 복잡한 부품을 쉽게 만들 수 있습니다.
• 디스플레이 기술: 레이저 기술은 OLED 및 LCD 패널과 같은 고해상도 디스플레이를 생산합니다.
• 생체 의료 센서: 레이저 시스템은 실시간 건강 모니터링을 위한 웨어러블 생체 의료 센서 개발에 도움을 줍니다.

펨토초 레이저는 소비자 가전제품에 큰 영향을 미쳤으며 앞으로도 계속해서 영향을 미칠 것입니다. 레이저 기술의 지속적인 발전은 적용 가능한 범위의 범위를 넓혀 더 작고 효과적이며 적응력이 뛰어난 소비자 전자기기의 제작을 촉진할 것입니다.

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이러한 역동적인 변화 환경에서 펨토초 레이저 기술은 기존 레이저 기술에 대한 탁월한 대안으로, 때로는 시장에서 유일하게 사용 가능한 솔루션으로 부상하고 있습니다.  

평판 디스플레이에서 레이저 기술의 장점 

평판 디스플레이 제조에 레이저 기술을 도입하면 다양한 이점을 얻을 수 있습니다: 

• 탁월한 정밀도: 펨토초 레이저는 우수한 빔 품질로 정밀하게 초점을 맞출 수 있어 정확한 절단, 드릴링 및 선택적 물질 제거를 위한 미세한 정밀도가 가능합니다.  
• 높은 품질: 펨토초 레이저와 물질의 상호 작용으로 열 효과(HAZ)가 최소화된 가공이 가능합니다. 따라서 절단, 드릴링 또는 선택적 물질 제거 등의 가공 프로세스가 다른 솔루션과는 비교할 수 없는 품질로 수행됩니다. 
• 뛰어난 생산성: 최근 펨토초 레이저는 높은 출력 수준에 도달할 수 있어 고속 가공이 가능합니다.  

디스플레이 제조에서 USP 레이저로 무엇을 할 수 있을까요? 

OLED Repair 공정 

Array Repair

디스플레이 패널은 TFT(박막 트랜지스터) 어레이로 만들어집니다. 이 TFT 어레이는 다양한 재료로 여러 개의 박막 층으로 만들어집니다. 디스플레이 제조 공정 중에 이 TFT 어레이는 오염(먼지) 또는 결함 가능성에 노출됩니다. 펨토초 레이저의 고유한 선택성 덕분에 새로운 리페어 공정이 가능합니다. 이러한 새로운 리페어 공정은 패널 제조업체가 생산 수율을 높이는 데 도움이 됩니다.   

Cell Repair

TFT어레이 수리 외에도 최근 몇 년 동안 셀 공정에도 펨토초 레이저가 적용되기 시작했습니다. 셀 공정은 TFT 어레이 제작 후 공정 후반부에 이루어지며, 이 단계에서도 오염과 결함이 발생할 수 있습니다. 펨토초 레이저는 이러한 종류의 문제를 해결하여 패널 제조업체의 생산 수율을 높일 수 있습니다.  

OLED cutting 공정 

지난 몇 년 동안 디스플레이의 주요 트렌드 중 하나는 전체 디바이스의 면적 중에서 디스플레이 영역 (발광 영역)의 면적을 최대화 하는 것이었습니다. 따라서 이 목표를 달성하기 위해 “Bezelless”, “Notch”, “HIAA(Hole in Active Area)”, “UPC(Under Panel Camera)”와 같은 기술이 개발되었습니다. 펨토초 레이저 기술은 이러한 기능을 구현할 수 있게 해 준 주요 기술 중 하나입니다.  

오늘날 펨토초 레이저는 디스플레이의 컷팅 공정에서 다음 두 가지 응용 분야에 사용됩니다: 

형상 컷팅

고출력 UV 펨토초 레이저는 이러한 종류의 컷팅을 수행하기 위해 대량 생산에 사용됩니다. 고유의 절단 정밀도, 우수한 절단 품질과 높은 생산성 덕분에 고출력 UV 펨토초 레이저는 현장에서 고출력 UV 피코초 레이저를 대체하고 있습니다.  

홀 컷팅

OLED 패널의 발광 영역에 구멍을 뚫는 것은 기본적으로 매우 높은 정밀도가 필요하고, 또한 인접 영역으로의 열영향을 최소화해야 합니다. 다시 강조하지만, UV 펨토초를 활용한 레이저 기술은 디스플레이와 관련된 첨단 공정을 커버할 수 있는 이상적인 기술입니다.

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레이저 기술을 통합하면 명품 제작에 몇 가지 장점이 있습니다:

• 정밀도와 맞춤화: 레이저는 고급 정밀도를 제공하여 복잡한 디자인과 개인화된 패턴을 쉽게 만들 수 있습니다.
• 효율성 향상 및 재료 낭비 감소: 레이저 공정은 낭비를 줄여 생산 비용을 절감하는 동시에 세심한 장인 정신을 유지합니다.

레이저 기술의 럭셔리 장인 정신에 대한 기본 응용

레이저 기술은 맞춤형 명품을 제작할 때 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

명품 장인 정신은 본질적으로 높은 정밀도와 신뢰성이 요구되는 하이엔드 제품을 포함합니다. 초고속 레이저는 이러한 요구를 해결하는 열쇠가 되었습니다. 펨토초 레이저는 절단 및 조각 품질을 크게 향상시켜 금속부터 직물, 보석까지 모든 재료를 처리할 수 있는 다용도성과 함께 전반적인 미학을 개선합니다.

서피스 구조화 / 패터닝

초단파 펄스 레이저는 디자인과 질감에 대한 더욱 정교한 요구에 부응하기 위해 재료 표면과 특성을 수정하는 데 사용됩니다.

인그레이빙

레이저 기술은 섬세한 향수병과 유리잔에 투명 QR 코드를 새기는 데도 사용됩니다.

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이 기술은 단일 도구를 사용하여 다양한 재료로 작업할 수 있는 다용도성으로 인해 미세 가공에서 뚜렷한 이점을 제공합니다. 재료마다 여러 개의 공구가 필요한 기존 제조 방식과 달리 레이저는 금속, 플라스틱, 세라믹, 심지어 복합 재료를 포함한 다양한 재료를 높은 정밀도와 효율성으로 효과적으로 가공할 수 있습니다. 레이저, 특히 펨토초 레이저를 통합하여 맞춤화 및 효율성과 결합하면 진정한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

마이크로 프로세싱에서 레이저 기술의 기본 응용 분야

레이저 기술은 마이크로 프로세싱의 다양한 측면에서 중추적인 역할을 합니다.

일반 마이크로 머시닝

& 인그레이빙

다양한 소재에 극초단펄스 레이저를 사용하여 높은 제조 정밀도를 확보하면 정밀하고 정교한 마이크로 부품과 추적성을 위한 정밀한 각인이 가능합니다.

표면 구조화

& 텍스처링

레이저 기반 표면 처리는 마이크로 스케일에서 독특한 텍스처(표면의 매끄러움, 거칠기 또는 패턴의 변화)와 구조(마이크로 채널, 기둥 또는 홈과 같은 재료에 생성되는 물리적 모양 또는 구성)를 생성하여 마이크로 스케일 제품의 표면 기능과 미학을 수정하거나 향상시킵니다.

레이저 기술은 마이크로프로세싱의 핵심 애플리케이션에 큰 영향을 미칩니다.

•      마이크로 일렉트로닉스 및 마이크로 디바이스: 마이크로 일렉트로닉스 제조에서 레이저는 정밀한 마이크로 가공을 지원하여 마이크로 규모의 회로와 소형 부품을 제작할 수 있도록 합니다.

•     바이오메디컬 마이크로 디바이스: 초단파 펄스 레이저는 의료 분야뿐만 아니라 생의학 분야에서 중요한 역할을 하며, 마이크로 규모의 센서, 미세 유체 칩 및 생물학 분석용 장치, 미세 수술 기구, 카테터 및 마이크로 임플란트를 제조할 수 있게 해줍니다.

레이저 기술은 미세 가공 분야를 혁신하여 정밀 엔지니어링과 대규모 제조의 발전을 주도하고 있습니다. 레이저 기술에 대한 지속적인 연구와 혁신은 정교한 초소형 장치와 선구적인 기술 응용이 특징인 미래를 약속합니다.

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지난 10년 동안 초고속 레이저는 점점 더 많은 응용 분야에 사용되어 왔으며, 초미세 구조물에 다양한 고정밀 공정을 수행하는 데 필수적인 요소가 되었습니다. 초고속 기술은 제조 공정을 가속화하고 성능을 향상시키며 디바이스 소형화를 위한 전례 없는 기회를 열어주었습니다.

초고속 레이저 기술은 다음 애플리케이션에서 중요한 역할을 합니다:

웨이퍼 슬라이싱

다중 광자 흡수 현상을 이용해 초고속 레이저는 벌크 재료 내에서 재료 변형을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 Si, SiC 및 기타 기판에 정밀한 균열을 생성하여 제어되고 깨끗한 분리를 위한 기반을 마련할 수 있습니다.

웨이퍼 다이싱

칩 제조업체는 초고속 레이저를 사용한 제거 공정의 비열적 거동을 활용하여 로우-K 소재를 선택적으로 스크라이빙하고 열 영향 영역과 박리를 제한하면서 웨이퍼 다이싱을 수행할 수 있습니다.

프로브 카드 드릴링

초고속 레이저는 높은 피크 출력 덕분에 부드러운 폴리머, 단단한 세라믹 및 금속을 드릴링할 수 있는 재료 가공용 스위스 군용 칼로 간주됩니다. 레이저는 5축 스캐너와 함께 사용되어 단단한 프로브 카드 기판에 복잡한 모양의 0° 테이퍼 구멍을 고속으로 드릴링합니다.

Through Glass Via

화학 물질과 함께 사용되는 초고속 레이저는 전체 기판 두께에 걸쳐 제어된 테이퍼로 마이크로미터 직경까지 정확하게 유리에 구멍을 뚫거나 에칭하는 이상적인 툴입니다.

또한 GHz의 도입으로 화학적 에칭 없이 기판에 직접 드릴링할 수 있게 되어 제조 공정이 완전히 바뀌었습니다.

EUV 세대

당사의 압축 장치와 같은 압축 후 장치는 단 몇 펨토초의 펄스를 생성합니다. 이러한 피크 전력은 고조파 생성에 사용할 수 있어 몇 nm / XUV 파장 빔을 생성할 수 있습니다.

EUV 광원은 소프트 X-선 계측을 위한 강력한 광원으로, 나노미터 단위의 패턴을 밝혀냅니다.

박막 계측

피코초 음향 기술은 칩 제조 공정 중 박막의 두께 측정에 널리 사용됩니다. 이 기술은 짧은 펄스를 사용하여 비파괴 방식으로 얇은 층 스택을 펌핑하고 프로빙하여 투명 또는 불투명/금속 층을 허용합니다.

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