표제지
목차
국문초록 10
제1장 서론 11
1.1. 연구 배경 11
1.2. 연구 목적 12
제2장 관련연구 15
2.1. 피코초(Picosecond) 레이저 가공 특성 15
2.2. 레이저 가공 관련 변수 17
2.3. 레이저 홀 가공 변수 18
2.3.1. 변수(표면 흡수율)에 따른 레이저 가공 영향 분석 18
2.3.2. 펨토초 레이저 홀 가공 사례 분석 19
2.3.3. PCB UV 레이저 홀 가공 사례 분석 22
2.3.4. 초박판 금속재료의 레이저 홀 가공사례 분석 23
2.4. 레이저 가공 이론적 분석 24
제3장 레이저 드릴 전용 소프트웨어 설계 및 구현 26
3.1. 시스템 요구사항 26
3.2. 요구사항 해결을 위한 개발 시 착안 사항 27
3.3. 시스템 개발 표준 정의 28
3.4. 시스템 각 모듈 별 설계 30
3.4.1. 통신 모듈 31
3.4.2. 프로토타입 화면 UI 구성 33
3.4.3. 레이저 컨트롤 36
3.4.4. 모터 컨트롤 38
3.4.5. 알고리즘 39
3.4.6. 스케줄 처리를 위한 방안 40
3.4.7. 데이터 저장 객체 41
3.5. 시스템 구현 41
3.5.1. ACS 컨트롤러의 연결 41
3.5.2. MBET의 연결 43
3.5.3. 레이저, ACS 컨트롤러, MBET 동기화 및 제어 44
3.5.4. EW 각도 조정 및 동기화 45
3.5.5. 비전 연결 프로그램 개발 46
3.5.6. 데이터 저장 객체 개발 49
3.5.7. 매뉴얼 모드 프로그램 개발 50
3.5.8. 오토 모드 프로그램 개발 52
3.5.9. 레이저 궤적의 추적을 위한 수치 해석 툴의 활용 54
3.5.10. 레이저, 모션, MBET단위 JOB을 지정 및 동기화 처리 기능 개발 56
제4장 미세 홀 가공 실험 결과 및 분석 58
4.1. 시스템 구현 테스트 58
4.1.1. 단위 테스트 58
4.1.2. 통합 테스트 59
4.2. 실험 및 검증 61
4.2.1. 정량적 목표 설정 61
4.2.2. 실험용 샘플 시료 62
4.2.3. 홀 내부 직진도 63
4.2.4. 종횡비 64
4.2.5. 스팟 사이즈 65
4.2.6. 반복 정밀도 66
4.2.7. 위치 정밀도 67
4.2.8. 최소 홀 사이즈 68
4.2.9. 가공 속도 69
4.3. 실험 측정 결과 70
4.3.1. 실험 지표에 의한 측정 결과 70
4.3.2. 레이저 홀 가공 결과 71
제5장 결론 73
참고문헌 74
Abstract 76
〈표 3-1〉 프로그램 개발 시의 개발 표준 정의 29
〈표 3-2〉 레이저 드릴 전용 소프트웨어 기능별 구분 30
〈표 4-1〉 단위 테스트 및 결과 58
〈표 4-2〉 통합 테스트 및 결과 60
〈표 4-3〉 시험 평가 실시를 위한 7가지 지표 설정 61
〈표 4-4〉 홀 내부 직진도 실험 결과 63
〈표 4-5〉 종횡비 실험 결과 64
〈표 4-6〉 스팟 사이즈 실험 결과 65
〈표 4-7〉 반복 정밀도 실험 결과 66
〈표 4-8〉 위치 정밀도 실험 결과 67
〈표 4-9〉 최소 홀 사이즈 실험 결과 68
〈표 4-10〉 실험 재료에 의한 측정 결과 70
〈그림 2-1〉 레이저 어블레이션 16
〈그림 2-2〉 장펄스 레이저 및 단펄스 레이저 가공 특성 비교 17
〈그림 2-3〉 레이저 홀 가공 표면의 형상(광학 현미경) 20
〈그림 2-4〉 레이저 홀 가공 표면의 형상(광학 현미경) 20
〈그림 2-5〉 가공 홀 단면의 형상 21
〈그림 2-6〉 Spiral pattern 22
〈그림 2-7〉 최적화된 홀가공 결과 23
〈그림 2-8〉 레이저 홀가공(왼쪽: 입구부, 오른쪽: 배출부) 24
〈그림 2-9〉 수식에 따른 어블레이션 양 계산 25
〈그림 3-1〉 시스템 설계 요구사항 26
〈그림 3-2〉 프로토타입 설계 27
〈그림 3-3〉 전체 시스템 클래스 다이어그램 31
〈그림 3-4〉 통신 모듈 클래스 다이어그램 32
〈그림 3-5〉 레이저 헤드 컨트롤 시스템 UI 33
〈그림 3-6〉 명령어 실행부 35
〈그림 3-7〉 시뮬레이션 36
〈그림 3-8〉 레이저 컨트롤 클래스 다이어그램 37
〈그림 3-9〉 모터 컨트롤 클래스다이어그램 39
〈그림 3-10〉 스케줄 처리 순서 40
〈그림 3-11〉 스케줄 처리 방안 40
〈그림 3-12〉 ACS 컨트롤러의 연결을 위한 라이브러리 추가 42
〈그림 3-13〉 ACS 컨트롤러의 연결 42
〈그림 3-14〉 MBET 커맨드 목록 43
〈그림 3-15〉 MBET 객체 생성 43
〈그림 3-16〉 MBET 데이터 수신 44
〈그림 3-17〉 테스트를 위한 프로그램 개발 44
〈그림 3-18〉 순차적 처리 45
〈그림 3-19〉 순차적 처리의 결과 45
〈그림 3-20〉 순차적 처리 결과의 보완 : 병렬 프로그램 46
〈그림 3-21〉 병렬 프로그램을 이용한 순차적 처리 결과 46
〈그림 3-22〉 Open CV를 이용한 영상 연결 프로그램 소스 47
〈그림 3-23〉 Open CV 기반 화면 UI 구현 47
〈그림 3-24〉 basler를 이용한 UI개발 48
〈그림 3-25〉 basler를 이용한 개발 후 결과 화면 49
〈그림 3-26〉 XML을 이용한 데이터 저장 프로그램 구조 50
〈그림 3-27〉 매뉴얼 모드 프로그램의 기본 구조 50
〈그림 3-28〉 매뉴얼 모드 프로그램의 재료별 가공 조건 51
〈그림 3-29〉 매뉴얼 모드 프로그램 UI화면 52
〈그림 3-30〉 오토 모드 프로그램 UI화면 53
〈그림 3-31〉 수치해석 툴 실행 및 계산 과정 54
〈그림 3-32〉 수치해석을 통한 레이저 궤적의 확인 55
〈그림 3-33〉 Job parameter 56
〈그림 3-34〉 Schedule 56
〈그림 3-35〉 동작 과정 57
〈그림 4-1〉 실험용 샘플 시료 62
〈그림 4-2〉 반복 정밀도 실험결과 이미지 66
〈그림 4-3〉 가공속도 실험 결과 69
〈그림 4-4〉 다양한 재료에 적용된 레이저 홀 적용 결과 72