CN102101257B - 基板的端面研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对玻璃基板等脆性基板的切断端面进行研磨加工的研磨装置。本发明的基板的端面研磨装置包括：研磨轮，其用于对基板的端面进行研磨加工的周缘部由弹性材料制成；上述研磨轮的旋转驱动装置和进给控制装置。上述旋转驱动装置具有用于检测基板与端面接触时流过的负载电流的负载电流检测装置、以及负载电流值的适当判断装置。上述进给控制装置具有相对于基板的端面的切入方向进给控制装置、以及推进方向进给控制装置，并且基于上述负载电流值的适当判断装置，控制上述研磨轮的切入方向进给动作和推进方向进给动作。

Description

基板的端面研磨装置
技术领域
本发明涉及一种对玻璃基板等脆性基板的切断端面进行研磨加工的研磨装置。
背景技术
在玻璃、水晶、陶瓷等脆性基板的情况下，在切断端面可能会产生碎玻璃，并且可能会以微裂纹为起点而产生断裂，因此希望通过将端面加工成镜面状来抑制碎玻璃的产生，提高端面强度。
先前以来，如图6所示，使用抛光研磨用的磨石101并将基板102载置在台103上，每次推抵一边来进行研磨加工。
在该情况下，研磨量不稳定，工序数也较多。
近年来，为了将这种硬质的脆性材料的端面研磨成镜面状，提出了使用周缘部具有弹力性的研磨轮。
市面上销售的研磨轮是在纤维中填充树脂，并且使磨粒分散在该树脂中。
像这种在周缘部使用弹性材料的研磨轮，当研磨轮的外周面与基板的端面滑接时，适应性较好，镜面加工品质稳定。
但是，由于具有弹力性，因此磨耗较快，沿着基板的接触面产生凹部状的凹入磨耗槽。
因此，当对规定数量的基板进行研磨加工时，由于磨耗槽变得过深并且研磨轮的旋转驱动阻力变大，因此研磨品质变得不稳定，容易产生次品。
在该情况下，一直以来是操作人员改变研磨轮的周缘部与基板端面的接触位置。
这样，为了该调整则需要临时停止加工生产线，这成为生产率低的主要原因之一。
在专利文献1、2中，虽然公开了基于磨石驱动电动机的电力值来调整切入速度的技术，但并不是对研磨轮的磨耗槽进行管理。
专利文献1：日本特开2004-122259号公报
专利文献2：日本特开平7-171742号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
本发明的目的在于提供一种考虑了研磨轮磨耗量的连续生产率较高的基板的端面研磨装置。
(解决技术问题的技术方案)
本发明的基板的端面研磨装置，其特征在于包括：研磨轮，其用于对基板的端面进行研磨加工的周缘部由弹性材料制成；上述研磨轮的旋转驱动装置和进给控制装置。上述旋转驱动装置具有用于检测基板与端面接触时流过的负载电流的负载电流检测装置、以及负载电流值的适当判断装置。上述进给控制装置具有相对于基板的端面的切入方向进给控制装置、以及推进方向进给控制装置，并且基于上述负载电流值的适当判断装置，控制上述研磨轮的切入方向进给动作和推进方向进给动作。
周缘部由弹性材料制成的研磨轮，用于对基板的端面进行研磨加工的轮外周部至少是弹性材料，并且在该弹性材料中含有磨粒。
对磨粒没有特别的限定，作为例子可以举出金刚石磨粒、碳化硅磨粒、CBN(立方晶氮化硼)磨粒、氧化铈磨粒等。
并且，弹性材料只要使用具有弹力性的构造、材质就可以，并不限定于在上述纤维中填充树脂。
作为基于上述负载电流值的适当判断装置，来控制上述研磨轮的切入方向进给动作和推进方向进给动作的方法，当上述负载电流值的适当判断装置判断基板端面的研磨加工时的负载电流值超过规定值时，上述推进方向进给控制装置将上述研磨轮仅移动规定的间距，并开始研磨加工，从而进行下次的基板端面加工。
并且，作为另一方法，当上述负载电流值的适当判断装置判断基板端面的研磨加工时的负载电流值在规定范围内时，上述推进方向进给控制装置一边以规定的速度使上述研磨轮横移，一边进行研磨加工。
这里，使研磨轮仅移动规定的间距是指，当根据设置在旋转驱动装置的负载电流检测装置检测的负载电流值，负载电流值的适当判断装置判断研磨轮上产生的磨耗槽变深不能再使用时，推进方向进给控制装置将研磨轮向推进方向移动至少基板厚度以上，用新的周缘部进行研磨加工。
因此，在该情况下，研磨轮的周缘部能够在每个规定的间距处形成磨耗槽。
与此相对，在一边以规定的速度使研磨轮横移一边进行研磨加工的方法中，负载电流值的适当判断装置确认研磨轮的周缘部在能够进行研磨加工的状态下与基板的端面滑接，同时使研磨轮沿进给方向横移，从而对基板的端面进行研磨。
在该情况下，研磨轮的周缘部在推进的方向上全面磨耗。
(发明的效果)
本发明的研磨装置中，基于流入研磨轮的旋转驱动部的负载电流值，检测并考虑在研磨轮的周缘部产生的磨耗量，同时控制研磨轮向切入方向的进给和推进方向的进给，因此与现有的临时停止生产线以测量磨耗槽深度并改变研磨轮的滑接位置的技术相比，能够进行连续加工，生产率提高，研磨品质也稳定。
附图说明
图1示出了本发明的研磨装置的研磨轮控制方法的实例。
图2示出了横向控制研磨轮的实例。
图3示出了研磨装置的主要部分构成的实例。
图4示出了极坐标研磨控制的实例。
图5示出了基板的研磨加工数量与磨耗槽深度的调查结果。
图6示出了现有的研磨方法的实例。
符号说明
1 研磨轮
1a 周缘部
2 基板
10 切入方向进给控制装置(X轴)
20 推进方向进给控制装置(Z轴)
30 旋转驱动装置
具体实施方式
首先，发明人使用弹性研磨轮(住友3M株式会社制，商品名DLO轮)，调查玻璃基板的研磨加工数量和出现在研磨轮周缘部的磨耗槽的深度。
其结果在图5的表中示出。
在加工数量增大的同时，槽深度变深，当研磨加工大约800个时，槽深度变为大约0.51mm，此时流到研磨轮的旋转驱动部的负载电流值与研磨轮上没有产生磨耗槽的情况相比，平均增大约20％。
此外，当研磨加工数量增加到大约2000个时，磨耗槽深度变为1.0mm，此时的负载电流值与没有产生磨耗槽的情况相比，平均增大约40％。
从该预备调查的结果可以明确看出，从负载电流值的变化能够预测研磨轮的磨耗槽深度。
接着，基于附图对本发明的实施例进行说明。
图3示意性地示出了研磨装置的主要部分构成图，图4示出了研磨轮1相对于基板2的切入方向的进给控制的实例。
如图3所示，将研磨轮1轴支撑在连接于驱动部的旋转轴31上，其中，驱动部具有旋转驱动装置以及进给控制装置。
虽然省略了驱动部及其控制部的图示，但是具有：切入方向进给控制装置，控制研磨轮1的旋转速度W1，并且在研磨轮1滑接于基板2的端面21的同时，在切入方向上进行进给控制(X轴控制)；以及推进方向进给控制装置，相对于基板2在推进方向上进行移动控制(Z轴控制)。
并且，驱动部具有负载电流检测装置，用于检测由于研磨轮1滑接于基板2的端面21时的摩擦阻力而受到的负载所产生的负载电流值。
在图3示出的实施例中，玻璃基板等基板2被夹紧保持在被上下移动控制的上夹具40的夹紧部40a与下夹具41的夹紧台41a之间，同时在W2方向上被旋转控制。
并且，保持基板2并不限于本实施例，也可以在夹紧台41a上设置吸附装置，进行吸附保持。
本实施例的研磨装置如图4所示，以下面的方式使用极坐标系进行控制：基板2被旋转控制，同时移动控制研磨轮的旋转中心O，使得对应于从基板2的一角2c到侧边2b以及另一角2d，研磨轮的旋转中心O依次移动到O1-O3。通过使基板2旋转一圈，能够研磨全周的端面。
本发明的研磨装置并不限于本实施例，也可以是X-Y坐标系控制。
接着，对研磨轮1的磨耗管理方法进行说明。
图1示出了第1实施例，仅示出了研磨轮1的截面以及基板2的端面21附近。
当通过切入方向控制装置(X轴)对研磨轮1进行切入控制来研磨基板2的端面21时，随着加工数量的增多，在由弹性材料制成的周缘部1a产生磨耗槽d。
通过预备调查可以看出，随着磨耗槽d变深，旋转驱动部的负载电流值增大，因此，设置负载电流值的适当判断装置，用于根据负载电流值的增大量来判断磨耗槽的深度和研磨品质的好坏。
负载电流值的适当判断装置具有运算程序，用于从负载电流值的变化来运算磨耗槽深度，基于此，当判断磨耗槽d的深度为极限时，推进方向进给控制装置(Z轴)在下次基板研磨开始时，沿Z轴方向移动间距P。
在图1示出的实例中，虽然研磨轮1从假想线示出的基板2a的状态仅上升间距P到达实线示出的基板2的状态，但是也可以是依次从上向下移动的方法。
间距P的尺寸只要比基板2的厚度大就可以，在图1中为了容易明白，将P表现的较大。
图2示出的第2实施例，是一边维持研磨轮1的周缘部1a的滑接外周面与基板2的端面21进行滑接研磨的状态，一边沿推进方向(图2中的上方向)对研磨轮1进行移动控制。
对于切入方向的进给，负载电流值的适当判断装置根据负载电流值来进行判断控制，使得研磨压力在规定的适当范围内。

Claims (3)

1.一种基板的端面研磨装置，其特征在于包括：研磨轮，其用于对基板的端面进行研磨加工的周缘部由弹性材料制成；所述研磨轮的旋转驱动装置和进给控制装置；
所述旋转驱动装置具有用于检测基板与端面接触时流过的负载电流的负载电流检测装置、以及负载电流值的适当判断装置；
所述进给控制装置具有相对于基板的端面的切入方向进给控制装置、以及推进方向进给控制装置，并且基于所述负载电流值的适当判断装置，检测所述研磨轮的周缘部与基板的端面滑接的研磨加工的状态，控制所述研磨轮的切入方向进给动作和推进方向进给动作。
2.根据权利要求1所述的基板的端面研磨装置，其特征在于，当所述负载电流值的适当判断装置判断所述研磨轮上产生的磨耗槽变深并且基板端面的研磨加工时的负载电流值超过规定值时，所述推进方向进给控制装置将所述研磨轮仅移动规定的间距，并开始研磨加工，从而进行下次的基板端面加工。
3.根据权利要求1所述的基板的端面研磨装置，其特征在于，当所述负载电流值的适当判断装置通过基板端面的研磨加工时的负载电流值，判断在所述研磨轮的周缘部能够适当对所述基板的端面进行研磨加工的规定范围内时，所述推进方向进给控制装置一边以规定的速度使所述研磨轮横移，一边进行研磨加工。
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