CN102059612B - 硬质脆性板的倒角加工方法以及倒角加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供显示面板的玻璃基板和其他硬质脆性板的倒角加工方法和倒角加工装置，获得能够尽量地抑制碎屑产生并且能够以更高速度进行倒角加工的技术手段。对于在硬质脆性板的割断面和板面相交的部分形成的锋利的棱线，一边使绕与该棱线平行的砂轮轴旋转的多片圆板砂轮与该棱线平行地进给，一边利用该圆板砂轮的周面斜着削去该棱线，其中，在所述砂轮轴分别隔开间隔地配置三个以上的所述圆板砂轮，并且使通过所述相对进给移动而第一个与被削去而成的面滑动摩擦的第一级圆板砂轮的直径比第二级圆板砂轮的直径小，并且使最后一个滑动摩擦的最终级圆板砂轮的直径和最后一个的前一级圆板砂轮的直径相同，使通过削去棱线形成的斜面与板面之间的夹角为35度～15度的范围内的角度，并使圆板砂轮的旋转方向为与以往相反的方向。

Description

硬质脆性板的倒角加工方法以及倒角加工装置

技术领域

本发明涉及在液晶显示板、等离子显示板等显示面板中采用的玻璃基板以及其他硬质脆性板的倒角加工方法和倒角加工装置。

背景技术

显示面板的玻璃基板通过割断（分割并切断）被切断为预定尺寸，在割断面（被割断了的板厚方向的面）与面板的表背面相交的部分形成有锋利的棱线（边）。该棱线有可能成为锋利的刀具而给处理该面板的作业者带来危害。此外，在该棱线上往往存在小碎片（碎屑（chipping））、被称作水平裂纹的小裂缝（以下统称作“碎屑”），从而存在着以该碎屑为起点产生大的碎片、裂缝，或者由此产生的被称作碎玻璃的玻璃碎片附着于基板表面形成不合格品的情况。因此，使旋转砂轮沿该棱线行进，进行将该棱线斜着削去的倒角加工。

对于倒角加工所采用的砂轮的形状、砂轮的旋转轴的方向等，提出有多种方案。近些年大多采用下述的倒角加工方法：旋转砂轮轴与要倒角的棱线平行地设置，将多片圆板状的砂轮沿轴向隔开间隔地固定于所述旋转砂轮轴，使所述多片圆板砂轮一边同时旋转一边与玻璃基板的棱线平行地相对移动。如图1和图6所示，在该倒角加工方法中，将砂轮轴5u、5d配置于玻璃基板2的割断面22外侧的上下，使安装于各砂轮轴上的多片圆板砂轮1（1a～1d）相互隔开间隔，且配置成固定于上下砂轮轴5u、5d上的圆板砂轮彼此进入到被固定于相反侧的轴上的圆板砂轮之间，利用上下的圆板砂轮1的外周面同时对割断面22的上下棱线7（7u、7d）进行倒角加工。

以往，在进行该倒角加工时，利用圆板砂轮1斜着被切削成的面（倒角面）9（9u、9d）与玻璃基板的板面（表背面）8（8u、8d）之间的夹角（倒角角度）θ约为40～45度，圆板砂轮1的旋转方向如图6的箭头B所示，为圆板砂轮1的周面11从板面8侧向割断面22侧滑动摩擦倒角面9的方向。

在现有的倒角加工中，使砂轮向圆板砂轮的周面11沿从板面8侧向割断面22侧离开（滑动摩擦）倒角面9的方向旋转，这是为了在砂轮的离去侧多产生碎屑。即，这是为了在显示面板的玻璃基板的板面设置电路图案，并避免在设有该电路图案的那一侧产生碎屑。

此外，如图7所示，加工所采用的多片圆板砂轮的刃部（外周部），在各圆板砂轮1a～1d的相对移动方向前方的外周缘，形成有随所述相对移动而切入玻璃基板的圆锥状的进刀面11a（切込面），并将该进刀面11a的相对移动方向后方作为用于磨削至无火花（spark-out）的圆筒面11b。并且，采用如下结构：使多个圆板砂轮中相对移动方向前方的部分（先与玻璃基板抵接的部分）的直径比后方的部分的直径小，且使前后相邻的圆板砂轮的直径差形成为越靠后方的圆板砂轮相互间的直径差越小。

专利文献1：日本特开2006-82147号公报

专利文献2：日本特开2006-26845号公报

随着电子设备的小型化和轻量化，由于显示面板的玻璃基板的厚度变薄（薄壁化）、以及提高生产性的需求，要求旋转砂轮相对于玻璃基板的相对移动速度（进给速度）的高速化，并且有必要防止随着所述薄壁化和高速化而呈增加趋势的不合格品的产生。即，使砂轮的进给速度高速化，则容易产生碎屑，并且随着玻璃基板的薄壁化，在倒角加工时产生的碎屑在后续工序中形成大的裂缝、碎片的可能性增大，因此，有必要比以往更严格地减少碎屑并防止不合格品产生。

发明内容

本发明正是为了解决这样的问题而做出的，其课题在于获得能够抑制碎屑的产生并且以更高速度对玻璃基板进行倒角加工的技术手段。

本发明的倒角加工方法为，对于在显示面板的玻璃基板及其他硬质脆性板2的割断面22和板面8相交的部分所形成的锋利的棱线7，使绕与该棱线平行的砂轮轴5旋转的多片圆板砂轮1相对于棱线7平行地进给的同时，利用圆板砂轮1的周面11斜着削去该棱线。

在本发明的倒角加工方法中，将通过削去棱线7形成的倾斜的倒角面9与板面8之间的夹角（倒角角度）θ设为35度～15度的范围的角度，并使圆板砂轮1的旋转方向为与以往相反的方向，即、进行旋转砂轮的周面11从割断面22侧向板面8侧滑动摩擦倒角面9的方向的旋转，由此解决了上述课题。

即，本发明所述的硬质脆性板的倒角加工方法的特征在于，对硬质脆性板2的板面8（8u、8d）和割断面22相交的棱线7（7u、7d），利用绕与该棱线平行的砂轮轴5（5u、5d）旋转且与该棱线平行地相对进给移动的多个圆板砂轮1（1a～1d）的短圆锥状或者短圆筒状的周面11（11a、11b）进行磨削，并将该棱线7斜着削去，其中，将板面8与被斜着削去的面（倒角面）9之间的夹角设定为35～15度，并且使圆板砂轮1沿圆板砂轮1的周面11从该棱线7或倒角面9的割断面22侧向板面8侧滑动摩擦该棱线7或倒角面9的方向进行旋转。

三个以上圆板砂轮1隔开间隔地配置于一根砂轮轴5上的上述倒角加工方法中的所述三个以上圆板砂轮1a～1d的直径形成为，使第一个与被削去的棱线7或倒角面9滑动摩擦的圆板砂轮1a的直径比第二个滑动摩擦的圆板砂轮1b的直径小，并且使最后一个滑动摩擦的圆板砂轮1d的直径与最后一个的前一个滑动摩擦的圆板砂轮1c的直径相同，如此进行倒角加工，由此，特别是在板厚薄的硬质脆性板的倒角加工中，能够得到更加平滑的倒角面9。

适于实施本发明的倒角加工方法的倒角加工装置的特征在于，该倒角加工装置具备：工作台3，所述工作台3以载置硬质脆性板的下表面的状态支撑硬质脆性板的下表面；砂轮单元4，所述砂轮单元4配置于该工作台的宽度方向两侧；以及进给装置，所述进给装置使该砂轮单元相对于工作台3在该工作台的面内向与所述宽度方向X正交的方向Y相对移动，所述砂轮单元4具备绕与要进行倒角的硬质脆性板的棱线7平行的上下砂轮轴5旋转的多个圆板砂轮1，利用所述圆板砂轮1的短圆锥状或者短圆筒状的周面11磨削硬质脆性板2的板面8与割断面22相交的所述棱线7，其中，该倒角加工装置具备：砂轮电动机6（6u、6d），所述砂轮电动机6（6u、6d）驱动所述砂轮轴5朝正向和反向旋转；以及升降支架14，所述升降支架14设定所述上下砂轮轴5u、5d的间隔，所述上下的砂轮1中的一方经由该升降支架14装配于砂轮座12上，所述砂轮单元4具有绕各砂轮轴5旋转的三个以上的所述圆板砂轮1，该三个以上的圆板砂轮1使通过所述相对进给移动而第一个与被削去而成的面滑动摩擦的第一级圆板砂轮1a的直径比第二级圆板砂轮1b的直径小，并且使最后一个滑动摩擦的最终级圆板砂轮1d的直径和最后的前一级圆板砂轮1c的直径相同。

通过采用上述结构的倒角加工装置，能够以同一装置进行利用现有方法的倒角加工和利用本发明的方法的倒角加工。

随着作为倒角加工的对象的硬质脆性板2的板厚变薄，其割断面侧的切削余量c也不得不减小，因此必然使倒角面9与板面8之间的夹角θ变小，以往为40～45度的情况则变为35度以下，例如30度或者20度。

伴随旋转砂轮1滑动摩擦倒角面9而产生的碎屑，容易产生在砂轮向切屑从主体分离的方向滑动摩擦的砂轮周面11的离开侧（抜け側）。因此，在使圆板砂轮1朝向从硬质脆性板2的割断面22侧向板面8侧滑动摩擦砂轮周面11的方向旋转的本发明的方法中，虽然考虑到了忌讳产生碎屑的板面8侧会产生大量碎屑，然而通过减小该部分的夹角θ而增大了对碎屑的抑制效果，从而抑制了板面8侧的碎屑的产生。

另一方面，割断面22侧为砂轮周面11的进入侧，因此与现有方法相比也减少了在该割断面的碎屑的产生。即，根据本发明的方法，一并抑制了板面8侧和倒角面9侧的碎屑，能够降低因后续工序中碎屑引起的缺损而产生不合格品。此外，由于一并抑制了割断面22侧和板面8侧的碎屑，因此能够使圆板砂轮1相对于硬质脆性板的进给速度高速化，能够实现加工速度的提高。

此外，随着硬质脆性板2的薄壁化和倒角面9与板面8之间的夹角θ减小，磨削加工时的加工反作用力引起的硬质脆性板2的挠曲增加了。该挠曲为倒角面9从圆板砂轮1离开的方向的挠曲，因此即使是想要利用砂轮的直径差获得预期的进刀量，也会因该挠曲而使进刀量减小与硬质脆性板2的挠曲增大相应的量。这意味着，即使是前后相邻的圆板砂轮的直径差为0，后续的圆板砂轮还是存在着与因硬质脆性板的挠曲而切削留存的量相应的进刀量。

即，在将三片以上圆板砂轮装配于一根砂轮轴并以本发明的方法进行倒角加工时，对于进刀量小的最后一个砂轮，根据情况不同，通过使最后一个砂轮和倒数第二个砂轮与倒数第二个砂轮前方的砂轮直径相同，能够赋予适量的进刀量，充分地磨削至无火花，能够得到平滑的倒角面。

附图说明

图1是示出作为本发明前提的倒角加工方法的立体图。

图2是示出本发明的倒角加工方法中的硬质脆性板与圆板砂轮的关系的说明图。

图3是示意性地示出将四片圆板砂轮装配于一根砂轮轴时的各圆板砂轮的周缘形状的一个例子的图。

图4是示意性地示出上述情况下其他的周缘形状的例子的图。

图5是本发明的倒角加工装置的主要部分的立体图。

图6是示出现有的倒角加工方法中的硬质脆性板与圆板砂轮的关系的说明图。

图7是示意性地示出将四片圆板砂轮装配于一根砂轮轴时的各圆板砂轮的现有周缘形状的一个例子的图。

图8是示出倒角角度为30度时的碎屑的产生状况的图。

图9是示出倒角角度为20度时的碎屑的产生状况的图。

标号说明

1（1a～1d）：圆板砂轮；2：硬质脆性板；3：工作台；4：砂轮单元；5（5u、5d）：砂轮轴；6（6u、6d）：砂轮电动机；7：棱线；8（8u、8d）：板面；9（9u、9d）：倒角面；11（11a、11b）：圆板砂轮的周面；12：砂轮座；13：升降电动机；14：升降支架；22：割断面；θ：夹角；X：宽度方向；Y：工作台的进给方向。

具体实施方式

以下，参照图1～图5和图8、图9，对本发明进一步说明。图中的例子为将四片圆板砂轮设置于一根砂轮轴的例子。

在图1、图2中，作为加工对象的玻璃基板2具有相互平行的对置侧边21。玻璃基板2通过真空吸附等被固定于工作台3，对置的两侧边21处于从该工作台伸出的状态。

砂轮单元4由与玻璃基板的侧边21平行的方向的上下砂轮轴5u、5d、以及被固定于各个砂轮轴的各四片圆板砂轮1a～1d构成。各砂轮轴5u、5d的基端被固定并支撑于图5所示的砂轮电动机6u、6d的轴上。砂轮电动机6u、6d可正转和反转。在利用本发明的方法进行倒角加工时，砂轮电动机6u、6d向与现有方法相反的方向旋转，即，使砂轮轴5u、5d向下述方向旋转：各圆板砂轮的周面11从割断面22侧向板面8侧滑动摩擦玻璃基板2的棱线7的部分的方向（图2的箭头A方向）。此时，如图2所示，切削液（通常为纯水）从设于砂轮单元4的与玻璃基板相反一侧的切削液喷嘴19朝向割断面22喷射。

上下砂轮电动机中的一个砂轮电动机6d被装配于砂轮座12的固定位置，另一砂轮电动机6u则被装配于升降支架14，所述升降支架14利用升降电动机13以自由升降和定位的方式设于砂轮座12。砂轮座12装配在设于工作台3的宽度方向（图1的箭头X方向）两侧的未图示的立柱（支柱）上，并且沿宽度方向和上下方向（硬质脆性板2的厚度方向）自由移动和定位。

在对玻璃基板2的上下棱线7u、7d以相同的倒角角度θ和倒角量c进行倒角时，在使升降支架14升降来设定上下的砂轮轴5u、5d的间隔后，将砂轮座12的高度设定为使上下砂轮轴5u、5d的中间高度位于玻璃基板的厚度中心，并将砂轮座12的宽度方向位置设定为使进给方向上的最后的圆板砂轮1d的周面切削出预定的倒角面9的位置。对于厚度相同的玻璃基板，通过升降支架14的位置设定使倒角角度θ变化。即，使上下砂轮轴5u、5d接近则倒角角度θ增大，而使上下砂轮轴5u、5d远离则倒角角度θ减小。

在对玻璃基板的边缘的上下棱线7u、7d以不同的倒角角度θ进行倒角加工时，使砂轮座12能够绕与玻璃基板的边缘21平行的轴摆动地进行定位，或者使砂轮轴5u、5d中的一根砂轮轴以能够相对于另一根砂轮轴沿玻璃基板的宽度方向调整位置的方式装配于砂轮座12。

固定玻璃基板2的工作台3相对于砂轮单元4、4沿与棱线7平行的图1的箭头Y方向进给移动。在伴随着该进给移动的磨削加工过程中，图中的圆板砂轮1a为进给方向的第一个（第一级）圆板砂轮，圆板砂轮1d为最后一个（最终级）圆板砂轮。

在各圆板砂轮1a～1d的位于各玻璃基板的进入侧的外周前缘设有进刀用的圆锥面11a。该圆锥面是顶角为90度的圆锥面，且其进刀尺寸（因玻璃基板的挠曲，实际的进刀量比该进刀尺寸小）L为，例如在图3的例子中，第一级为0.3mm，第三级为0.2mm。第一级与第二级的砂轮直径相同，第三级与最终级的砂轮直径相同。此外，在图4的例子中，第一级为0.2mm，第二级为0.1mm。第二级～最终级的砂轮直径相同。

将两侧的砂轮单元4如上所述地设定，并使砂轮轴5u、5d旋转，采用使玻璃基板的边缘21从一端部23向另一端部24通过砂轮单元4的方式使工作台3进给，从而同时对玻璃基板2的两侧边缘的上下棱线7u、7d进行倒角加工。

图8和图9示出了，在采用绕与要进行倒角加工的棱线平行的轴旋转的一片圆板砂轮，并设进刀尺寸为100微米和200微米（0.1mm和0.2mm）、且倒角角度为30度和20度的情况下，对砂轮的相对进给速度与进行倒角加工时产生的最大碎屑的尺寸之间的关系进行试验的结果。在图中，A～E表示砂轮的种类，接在A～E的文字后面的100和200是以微米为单位示出的进刀尺寸。如图所示，倒角角度为20度的情况与倒角角度为30的情况相比，除了一个异常点p以外，产生的碎屑的尺寸减小。此外，根据该试验结果判断出，在进给速度的低速侧和进给速度超过40m/min的高速进给区域中，碎屑的尺寸减小，在倒角角度较小且板厚薄的硬质脆性板的倒角加工中，利用本发明的方法能够进行少产生碎屑且高速的倒角加工。

Claims (2)

1.一种硬质脆性板的倒角加工方法，该硬质脆性板的倒角加工方法为：利用圆板砂轮的短圆锥状或者短圆筒状的周面磨削硬质脆性板的板面和割断面相交的棱线，并将该棱线斜着削去，所述圆板砂轮绕与该棱线平行的砂轮轴旋转且与该棱线平行地相对进给移动，其特征在于，

在所述砂轮轴分别隔开间隔地配置三个以上的所述圆板砂轮，并且使通过所述相对进给移动而第一个与被削去而成的面滑动摩擦的第一级圆板砂轮的直径比第二级圆板砂轮的直径小，并且使最后一个滑动摩擦的最终级圆板砂轮的直径和最后一个的前一级圆板砂轮的直径相同，

所述板面与所述被斜着削去而成的面之间的夹角设定为35度～15度，并使所述圆板砂轮朝向如下这样的方向旋转：圆板砂轮的所述周面从该被削去而成的面的割断面侧向板面侧滑动摩擦该被削去而成的面的方向，

在对所述硬质脆性板的边缘的上下棱线以不同的倒角角度进行倒角加工时，使砂轮座能够绕与硬质脆性板的边缘平行的轴摆动地进行定位，或者使砂轮轴中的一根砂轮轴以能够相对于另一根砂轮轴沿硬质脆性板的宽度方向调整位置的方式装配于砂轮座。

2.一种实施权利要求1所述的倒角加工方法的硬质脆性板的倒角加工装置，该倒角加工装置具备：工作台，所述工作台以载置硬质脆性板的下表面的状态支撑硬质脆性板的下表面；砂轮单元，所述砂轮单元配置于该工作台的宽度方向两侧；以及进给装置，所述进给装置使该砂轮单元相对于所述工作台在该工作台的面内沿与所述宽度方向正交的方向相对移动，所述砂轮单元具备绕与要进行倒角的硬质脆性板的棱线平行的上下砂轮轴旋转的多个圆板砂轮，利用所述圆板砂轮的短圆锥状或者短圆筒状的周面来磨削硬质脆性板的板面与割断面相交的棱线，其特征在于，

该倒角加工装置具备：

砂轮电动机，所述砂轮电动机驱动所述砂轮轴朝正向和反向旋转；以及

升降支架，所述升降支架设定所述上下砂轮轴的间隔，

所述上下的砂轮中的一方经由该升降支架装配于砂轮座，

所述砂轮单元具有绕各所述砂轮轴旋转的三个以上的所述圆板砂轮，该三个以上的所述圆板砂轮使通过所述相对进给移动而第一个与被削去而成的面滑动摩擦的第一级圆板砂轮的直径比第二级圆板砂轮的直径小，并且使最后一个滑动摩擦的最终级圆板砂轮的直径和最后的前一级圆板砂轮的直径相同，

在对所述硬质脆性板的边缘的上下棱线以不同的倒角角度进行倒角加工时，使砂轮座能够绕与硬质脆性板的边缘平行的轴摆动地进行定位，或者使砂轮轴中的一根砂轮轴以能够相对于另一根砂轮轴沿硬质脆性板的宽度方向调整位置的方式装配于砂轮座。