초록 ▼

최종목표
￭ 단일모드 30W급 DPSS UV(355nm) 레이저 발진기 개발
￭ 초정밀/초고속 DPSS UV 레이저 드릴링 핵심원천 공정기술 개발 및 장비 기술 개발
￭ 초정밀/초고속 레이저 복합/유연 가공 핵심원천 공정기술 개발 및 장비 기술 개발
￭ 초정밀/초고속 레이저 드릴링 및 복합/유연 가공시스템 공통 핵심 원천요소기술 개발 및 지원

개발내용 및 결과
￭ 단일모드 30W DPSS UV(355nm) 레이저 발진기 개발
-LD(laser diode) 기반 광펄스 파라미터 변조 가능

최종목표
￭ 단일모드 30W급 DPSS UV(355nm) 레이저 발진기 개발
￭ 초정밀/초고속 DPSS UV 레이저 드릴링 핵심원천 공정기술 개발 및 장비 기술 개발
￭ 초정밀/초고속 레이저 복합/유연 가공 핵심원천 공정기술 개발 및 장비 기술 개발
￭ 초정밀/초고속 레이저 드릴링 및 복합/유연 가공시스템 공통 핵심 원천요소기술 개발 및 지원

개발내용 및 결과
￭ 단일모드 30W DPSS UV(355nm) 레이저 발진기 개발
-LD(laser diode) 기반 광펄스 파라미터 변조 가능 씨앗빔 발생기 개발
-IR 100W 출력 광섬유 및 bulk-crystal 복합형 MOPA 기술 개발
-비선형 광결정 응용 30W UV 파장변환 기술 개발
￭ 레이저 공정기술 개발 및 상용화 장비 기술 개발
-다양한 적층구조에 따른 레이저 가공조건 최적화
-레이저 출력, 반복율, 가공패턴의 변경에 따른 드릴링 효율화
-갈바노 스캐너 제어 변수의 최적화를 통한 드릴링 시간 단축
-드릴링 경로 최적화 적용 드릴링 시간 단축
-위치정밀도 향상을 위한 프레임 구조 및 워킹 테이블 기구 설계
￭ 초정밀/초고속 레이저 복합/유연 가공 핵심원천 공정기술 개발 및 실용화 장비 개발
-개발 시작품을 이용한 주요 FPCB 가공 공정 연구
-4세부 스캐너-스테이지 연동 시스템의 경로 생성 프로그램 개발
-5축 제어 시스템 개발
-레이저 출력 헌팅(hunting) 및 모니터링이 가능한 출력 제어기 개발
￭ 스캐너-스테이지 연동 시스템 제작과 빔 쉐이핑 광학계 설계 및 제작
-가공 경로 생성을 위한 최적경로 생성 알고리즘 개발
-1축 스테이지 단순경로 연동 시스템 제작 및 성능 실험(형상 정밀도 61μm, 연속 연동거리 532mm, 가공 속도 > 300 mm/sec)
-2축 스테이지 2축 스캐너-스테이지 실시간 연동 플랫폼 제작 및 연동 경로 생성 소프트웨어 개발(연동 정밀도 15μm)
-가우시안 빔을 flat-top 및 역가우시안 빔으로 변환하는 빔쉐이핑 광학계 설계 제작 및 이를 복합화한 복합형 빔쉐이핑 광학계의 검증 및 FPCB 샘플에 적용

기술개발 배경
￭ 스마트 폰 등 고기능/고성능 모바일 기기의 수요가 급증하여 고부가/고기능 PCB 적용 급격하게 증가하고 있음
-최신 첨단 모바일 기기의 고기능/고성능을 구현하기 위해 PCB의 고집적화를 위한 다층화가 필수적이며, 이로 인해 PCB의 비어홀의 직경이 급격히 감소하고 있어 기존의 공정을 대체하는 드릴링 공정 기술 개발이 시급함
-고부가/고기능 PCB의 급속한 적용 확대로 기술적 대응이 가능한 복합/유연 가공 공정 개발이 필수적임
￭ 레이저 가공기 업체들은 레이저 발진기 기술을 M&A를 통한 배타적 확보하고, 공정에 특화된 레이저 발진기 개발을 통한 가공기 기술/가격 경쟁력 제고를 추구하고 있음
-양산된 수입 레이저 발진기를 활용하여 레이저 가공기를 제작하는 경우 그 성능은 발진기의 특성에 제한적일 수밖에 없음
-선진 메이커들의 배타적 기술 확보 경쟁 추세 속에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 국내 레이저 발진기 기술의 개발이 절실함
￭ 생산성 제고를 통한 제품의 단가 절감을 위해 가공 시편의 대면적화가 전반적인 추세임.
-대면적 시편의 가공 시 생산성을 확보하기 위해서는 실시간 스캐너-스테이지 연동기술 및 빔 쉐이핑 광학계 기술 등의 장비 핵심요소기술 개발이 필수적임

핵심개발 기술의 의의
￭ 단일모드 30W UV DPSS 레이저 발진기 기술
-단일모드를 갖는 고품질 고출력의 UV 레이저 기술 국산화
-UV 레이저 발진기 기술을 확보하지 못한 국내 레이저 가공 시스템업체의 기술 경쟁력 확보에 기여
-국내 수요 시장이 있기 때문에, 기술력을 확보하면 초미세 가공시스템을 수요에 맞게 맞춤형으로 공급하여 국내 시장을 확보하고, 이를 바탕으로 세계 시장 진입이 가능함
-펄스 파라미터 가변형의 레이저 기술을 개발함으로써 다양한 가공공정에 최적화된 맞춤형 UV DPSS 레이저 발진기 원천기술을 확보함
￭ UV DPSS 레이저 드릴링 공정 및 장비 기술
-기존 경성(rigid) PCB 드릴링 장비(CO₂ 레이저 기반, 비어홀 직경 > 100μm)를 거의 독점 공급해 왔던 일본 Hitachi사에서도 최근 UV 레이저 기반의 PCB 드릴링 장비를 개발하고 있는 상황임
-본과제와 같은 국내 연구개발을 통하여 일본 및 미국장비와의 기술격차를 극복하는 것이 가능하며, 향후의 기술 경쟁력 확보 및 기술선도가 가능함
￭ UV DPSS 레이저 복합/유연 공정 및 장비 기술
-장비의 국산화를 통해 초기 투자비용을 절감할 수 있으며, 장비의 문제 발생 시 빠른 A/S로 제품 생산에 문제가 없게 대처할 수 있고, 유지 및 보수비용도 절감할 수 있어 도입 기업의 경쟁력을 확보함
￭ 스캐너-스테이지 실시간 연동 기술 및 빔 쉐이핑 광학계 설계 기술
-현재 스캐너-스테이지 실시간 연동 기술은 미국의 ESI사와 독일의 LPKF사에서 개발하여 자사 장비에 탑재하여 전 세계에 공급하고 있으며, 빔 쉐이핑 광학계의 경우 대부분을 수입에 의존하고 있음
-스캐너-스테이지 실시간 연동 기술은 자체 연동 경로 생성 소프트웨어 개발, 원천 특허 확보 및 제어 방식의 원천성이 있으며, 빔 쉐이핑 광학계 기술은 다양한 레이저 가공 분야에 적용할 수 있으며 가공 품질과 속도 향상에 효과가 탁월함

적용 분야
￭ PCB 산업
-다층 PCB 층간 신호전달(interconnection)을 위한 비어홀 드릴링
-경성 PCB 혹은 flip chip용 PCB를 위한 비어홀 드릴링
-PCB 절단, 트리밍, 리페어, 스트럭쳐링, coverlay 절단 등
￭ 기타
-LED 스크라이빙, Display ITO 패터닝, 유연 태양전지 및 display 가공, 대면적 레이저 필름 절단, 등

(출처: 기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 14목차 ... 19제 1 장 서론 ... 20 제 1 절 과제의 개요 ... 20 제 2 절 국내·외 관련기술의 현황 ... 28 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적․경제적 파급효과 ... 34제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 37 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 37 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 39 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 44 제 4 절 수행 결과의 보안등급 : 일반등급 ... 48 제 5 절 유형적 발생품 구입 및 관리 현황 : 세부과제 보고서 참조 ... 48제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 49 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 49 제 2 절 연구개발 추진체계 ... 79 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 80 제 4 절 고용 창출 효과 ... 82 제 5 절 자체보안관리진도표 ... 83부 록 ... 84끝페이지 ... 89