Multiple laser beam absorption 을 이용한 유리 절단에 관한 연구

Abstract

기존에 FPD용 유리 기판을 절단하는 기술은 Diamond Wheel를 이용하여 Scribing 후 절단하는 방식이다. 그러나 이러한 방식은 Particle 발생으로 인한 공정에서의 불량을 초래하며 절단면의 좋지 못해 후 공정에서 Handling 에서 불량을 야기한다. 유리를 절단하는 방법으로 레이저를 이용하여 유리를 절단하는 방식은 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 유리를 절단하는 데 쓰이는 여러 레이저 중에서 Yb:YAG 레이저를 이용하여 Multiple Laser Beam Absorption으로 유리를 절단하는 연구에 초점을 맞춘다. Multiple Laser Beam Absorption는 Yb:YAG레이저 파장의 특징을 이용한 것으로 Laser beam의 유리에 대한 투과정을 이용하여 유리에 열을 공급하여 유리를 절단하는 방법이다. 이때 유리가 흡수하는 Power를 구하기 위하여 Multiple Laser Beam Absorption에서의 온도 측정 실험과 FEM으로 부터 유리의 laser power absorptivity를 알아내고 유리 절단에서의 열응력해석 및 파괴역학에서 사용되는 방정식에서의 변수를 모두 무차원화하여 이를 FEM을 수행한다. 본 연구에서의 사용된 열원은 volumertric heat source로 이를 두께를 고려하여 유리의 두께를 8개로 나누어 FEM을 수행한다. FEM 결과로부터 얻어진 Stress data를 이용하여 유리 선단에 Crack이 있다는 가정아래 Stress-Intensity factor를 두께에 따라 구하고 이를 유리 절단 실험에서의 절단 여부와 절단 실험에서의 Crack 형상 및 두께에 따른 Stress-Intensity factor를 해석 결과와 비교해보고 최적의 유리 절단 조건을 제시한다.