레이저 세척이란 무엇인가요?
레이저 세척은 오염된 공작물 표면에 집중된 레이저 에너지를 조사함으로써 기판 공정에 손상을 주지 않고 오염층을 즉시 제거할 수 있습니다. 이는 차세대 산업용 세척 기술에 이상적인 선택입니다.
레이저 세척 기술은 타이어 금형 표면의 고무 오염물 제거, 금박 표면의 실리콘 오일 오염물 제거, 마이크로 전자 산업의 고정밀 세척 등 산업, 조선, 항공우주 및 기타 고급 제조 분야에서 필수적인 세척 기술로 자리 잡았습니다.
레이저 절단, 레이저 조각, 레이저 세척, 레이저 용접과 같은 레이저 기술은 익숙하실 수 있지만, 관련 레이저 소스에 대해서는 잘 모르실 수도 있습니다. 참고 자료로 네 가지 레이저 소스와 그에 적합한 재료 및 응용 분야를 정리한 표를 제공해 드립니다.
레이저 세척에 관한 4가지 레이저 소스
레이저 광원의 파장 및 출력과 같은 중요한 매개변수, 다양한 재료 및 오염물질의 흡수율에 차이가 있기 때문에 특정 오염물질 제거 요구 사항에 따라 레이저 세척기에 적합한 레이저 광원을 선택해야 합니다.
▶ MOPA 펄스 레이저 세척
(다양한 재료를 다루고 있음)
MOPA 레이저는 가장 널리 사용되는 레이저 세척 방식입니다. MO는 마스터 발진기(Master Oscillator)를 의미합니다. MOPA 파이버 레이저 시스템은 시스템에 연결된 시드 신호 소스에 따라 정확하게 증폭되므로 중심 파장, 펄스 파형, 펄스 폭과 같은 레이저의 관련 특성이 변하지 않습니다. 따라서 파라미터 조정 범위가 넓고 조정 폭이 큽니다. 다양한 재료와 적용 시나리오에 맞춰 뛰어난 적응성을 제공하며, 공정 범위가 넓어 다양한 재료의 표면 세척에 적합합니다.
▶ 복합 섬유 레이저 세척
(페인트 제거에 가장 적합한 선택)
레이저 복합 세척은 반도체 연속 레이저를 사용하여 열전도 출력을 발생시킵니다. 세척 대상 기판이 에너지를 흡수하여 기화 및 플라즈마 구름을 생성하고, 금속 재료와 오염층 사이에 열팽창 압력을 형성하여 층간 결합력을 감소시킵니다. 레이저 소스에서 고에너지 펄스 레이저 빔이 발생하면 진동 충격파가 약한 결합을 제거하여 신속한 레이저 세척이 가능합니다.
레이저 복합 세척은 연속 레이저와 펄스 레이저 기능을 동시에 결합한 기술입니다. 고속, 고효율, 더욱 균일한 세척 품질을 제공하며, 다양한 재질에 대해 서로 다른 파장의 레이저를 동시에 사용하여 얼룩 제거 효과를 극대화할 수 있습니다.
예를 들어, 두꺼운 코팅 재료의 레이저 세척에서 단일 레이저의 다중 펄스 에너지 출력은 크고 비용이 많이 듭니다. 펄스 레이저와 반도체 레이저를 결합한 복합 세척은 세척 품질을 빠르고 효과적으로 향상시키면서 기판 손상을 방지할 수 있습니다. 알루미늄 합금과 같이 반사율이 높은 재료의 레이저 세척에서 단일 레이저는 높은 반사율 등의 문제점을 가지고 있습니다. 펄스 레이저와 반도체 레이저를 결합한 복합 세척을 사용하면 반도체 레이저의 열전도 작용으로 금속 표면의 산화층의 에너지 흡수율이 증가하여 펄스 레이저 빔이 산화층을 더 빠르게 제거할 수 있으므로 제거 효율을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 특히 페인트 제거 효율은 2배 이상 증가합니다.
▶ CO2 레이저 세척
(비금속 재질 세척에 가장 적합한 선택)
이산화탄소 레이저는 이산화탄소(CO2) 가스를 작동 물질로 사용하는 가스 레이저로, CO2 가스와 헬륨, 질소, 소량의 수소 또는 제논과 같은 보조 가스로 채워져 있습니다. 고유한 파장 특성 덕분에 CO2 레이저는 접착제, 코팅, 잉크 제거 등 비금속 재료 표면 세척에 최적의 선택입니다. 예를 들어, 알루미늄 합금 표면의 복합 페인트층을 제거하는 데 CO2 레이저를 사용하면 양극 산화막 표면을 손상시키거나 두께를 줄이지 않습니다.
▶ UV 레이저 세척
(고급 전자 기기에 가장 적합한 선택)
레이저 미세가공에 사용되는 자외선 레이저는 주로 엑시머 레이저와 전고체 레이저를 포함합니다. 자외선 레이저는 파장이 짧아 단일 광자가 높은 에너지를 전달하여 재료 간의 화학 결합을 직접 끊을 수 있습니다. 이러한 방식으로 코팅된 재료는 기체 또는 입자 형태로 표면에서 제거되며, 전체 세척 과정에서 발생하는 열 에너지는 낮아 가공물의 작은 영역에만 영향을 미칩니다. 결과적으로 UV 레이저 세척은 실리콘(Si), 갈륨질화질소(GaN) 등의 반도체 재료, 석영, 사파이어 등의 광학 결정, 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC) 등의 고분자 재료와 같은 미세 가공 재료의 세척에 있어 독보적인 장점을 가지며, 제조 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
UV 레이저는 정밀 전자 분야에서 최고의 레이저 세척 기술로 손꼽히며, 특히 물리적 특성을 변화시키지 않고 정밀한 "냉간" 가공이 가능하다는 점이 가장 큰 특징입니다. 표면 미세 가공 및 처리가 가능하여 통신, 광학, 군사, 형사 수사, 의료 등 다양한 산업 분야에 폭넓게 활용되고 있습니다. 예를 들어, 5G 시대에는 FPC(플라스틱 콘덴서) 가공에 대한 시장 수요가 증가했는데, UV 레이저 장비를 활용하면 FPC를 비롯한 다양한 소재의 정밀 냉간 가공이 가능해졌습니다.
게시 시간: 2022년 10월 10일