CN102548709A - 板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法 - Google Patents

板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法 Download PDF

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Abstract

一种板状体的研磨装置，其特征在于，该板状体的研磨装置具备：为了吸附并保持板状体的主表面中的第一面而构成的挤压垫；以及按压于所述板状体的所述主表面中的第二面，为了研磨该第二面而构成的研磨垫，位于所述板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿该边部热收缩，并被压接。

Description

板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法
技术领域
本发明涉及板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法，特别涉及通过具有研磨垫的研磨机研磨用于液晶显示器用途等的FPD(Flat PanelDisplay，平板显示器)用的玻璃基板的板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法。
背景技术
用于液晶显示器用途等的FPD用的玻璃基板通过称作浮法的玻璃制法使熔融玻璃成形为板状，并通过例如专利文献1等公开的连续式的研磨装置对其进行研磨，除去表面的微小的凹凸、起伏，从而制造满足液晶显示器用玻璃基板所要求的平坦度的厚约0.1～1.1mm的薄板。此外，一般来说，在连续式研磨装置中，通过自转或自转公转的研磨垫对玻璃基板进行研磨。
在图8所示的现有的连续式研磨装置1中，玻璃基板G的研磨对象面的相反侧的面被吸附并保持在与工作台2粘接的吸附片(具有自吸附性的背衬板：以下称作挤压垫)3，通过沿水平方向X输送工作台2的输送装置连续性地输送玻璃基板G，同时通过设于该输送路径的上方的多台研磨机4的研磨垫5依次研磨研磨对象面。研磨垫5通过自转机构或者自转公转机构在自转或自转公转的同时研磨玻璃基板G。另外，图8示出了研磨垫5相对于玻璃基板G向上方离开的状态，即研磨垫5的研磨压力为无负荷状态的图。
专利文献1：日本特开2007-190657号公报
然而，现有的研磨装置1如图9所示，当经由研磨垫5对挤压垫3上的玻璃基板G施加研磨压力P时，会产生如下现象：玻璃基板G陷入挤压垫3，玻璃基板G的周边的挤压垫3A相对于玻璃基板G的研磨对象面相对地隆起。
如果对该现象进行说明，通过研磨垫5向下按压玻璃基板G，其正下方的挤压垫3被压缩。由此，即使玻璃基板G的周边的挤压垫3A的厚度保持不变，仍然形成玻璃基板G的周边的挤压垫3A相对于玻璃基板G的正下方的挤压垫3相对地隆起的形状。将这样的现象在下文以“相对的隆起”的说法进行说明。
其中，挤压垫3A的相对的隆起量达到玻璃基板G的厚度以上的话，如图10所示，挤压垫3A与研磨垫5接触，挤压垫3A和/或研磨垫5因磨损而损伤，变得无法使用。
此外，挤压垫3A的相对的隆起量较大的话，由于玻璃基板G的周边部与挤压垫3A一起相对地隆起，因此存在玻璃基板G的周边部的挤压垫3A与研磨垫5接触而破损的问题。
该问题存在玻璃基板G越薄越容易发生的倾向。此外，特别如图10所示，挤压垫3A的相对的隆起部位为位于相邻的两张玻璃基板G的周边的挤压垫3A。即，玻璃基板G、G通过研磨垫5以预定的研磨压力P研磨，正下方的挤压垫3被按向两侧的玻璃基板G，位于其周边的挤压垫3A相对较大地隆起。
发明内容
本发明正是鉴于该种情况而作出的，其目的在于提供一种板状体的研磨装置以及板状体的研磨方法，能够防止由挤压垫的相对的隆起导致的挤压垫和/或研磨垫的损伤。
为了达成上述目的，本发明提供一种板状体的研磨装置，其具备：为了吸附并保持板状体的主表面中的第一面而构成的挤压垫；以及按压于所述板状体的所述主表面中的第二面，为了研磨该第二面而构成的研磨垫，位于所述板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿该边部被热收缩并被压接。
根据本发明，使位于板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿边部热收缩并压接固化。由此，即使对板状体施加研磨压力，板状体陷入挤压垫中，由于板状体周边的挤压垫通过热收缩而被压接固化，因此不会发生相对的隆起。因此，根据本发明，不会发生由挤压垫的相对的隆起导致的挤压垫的摩擦(研磨垫与挤压垫接触的现象)，能够防止挤压垫和/或研磨垫的损伤。
此外，为了达成上述目的，本发明提供一种板状体的研磨装置，其具备：为了吸附并保持多张板状体各自的第一面而构成，并与工作台粘接的挤压垫；以及设置于连续地输送载置于工作台的所述板状体的输送路径的上方，并且为了依次研磨所述板状体的第二面而构成的多台研磨垫，位于所述板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿该边部被热收缩并被压接。
本发明涉及板状体的连续式研磨装置，在连续式研磨装置中，通过使位于板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿边部热收缩并压接固化，能够防止挤压垫的相对的隆起和由该隆起导致的挤压垫的摩擦，因此能够防止挤压垫和/或研磨垫的损伤。
优选的是，本发明的位于相邻的两张板状体之间的间隙的所述挤压垫热收缩并被压接。
根据本发明，在连续式研磨装置中，使多个板状体隔开预定的间隔吸附于挤压垫，使位于该相邻的两张板状体之间的间隙的挤压垫热收缩并压接固化。由此，能够防止位于挤压垫容易隆起的所述间隙中的挤压垫隆起。
优选的是，本发明通过线状加热器使所述挤压垫热收缩并压接。
用于挤压垫的压接固化的加热器可以是一般家庭用的熨斗，不过由于熨斗的宽度较大，板状体之间的间隙会变宽，无法增加板状体吸附于挤压垫的吸附张数。在将板状体吸附并保持于挤压垫的情况下，存在为了实现加工效率的提高而要尽可能地增加吸附张数的需要，根据该需要，将板状体之间的间隔设定为例如16～65mm。此外，由于该间隙沿相邻的两张板状体的彼此相对的边部存在，因此间隙形成为线状。因而，为了有效地使位于该线状的间隙的挤压垫热收缩，优选采用像本发明这样的线状加热器。通过使线状加热器构成为宽度比板状体之间的间隔小(例如10mm)且比板状体的边部长，能够以一次作业使位于该间隙的挤压垫热收缩。此外，如果板状体为矩形形状的话，能够沿四边形的板状体的边部配置线状加热器。
为了达成上述目的，本发明提供一种板状体的研磨方法，其特征在于，使用本发明的板状体的研磨装置研磨板状体。
根据本发明，能够在板状体的研磨过程中防止由挤压垫的相对的隆起导致的挤压垫的摩擦，因此能够防止挤压垫和/或研磨垫的损伤并研磨板状体。
根据以上说明的本发明的板状体的研磨装置和板状体的研磨方法，能够在板状体的研磨中防止由挤压垫的相对的隆起导致的挤压垫和/或研磨垫的摩擦，因此能够防止板状体的损伤。
附图说明
图1是实施方式的玻璃基板的连续式研磨装置的整体立体图。
图2是图1所示的研磨装置的主要部分俯视图。
图3是图1所示的研磨装置的主要部分侧视图。
图4是示出通过线状加热器将挤压垫压接固化的形态1的立体图。
图5是形态1的俯视图。
图6是应用本发明的板状体的研磨方法的单片式研磨装置的立体图。
图7是应用本发明的板状体的研磨方法的另一连续式研磨装置的整体立体图。
图8是现有的连续式研磨装置的主要部分放大侧视图。
图9是示出现有的连续式研磨装置的挤压垫的相对的隆起的主要部分放大图。
图10是由于挤压垫的相对的隆起而使挤压垫与研磨垫接触的说明图。
具体实施方式
下面，依照附图说明本发明涉及的板状体的研磨装置和板状体的研磨方法的优选的实施方式。
图1示出了实施方式涉及的玻璃基板G的研磨装置10的立体图。图2是图1所示的研磨装置10的概要俯视图，该图示出了与研磨垫12的形状、配置位置以及动作有关的内容。该研磨装置10为如下的连续式的研磨装置：连续输送例如尺寸在2200mm(宽度)×2600mm(长度)以上、厚度为0.1mm～1.1mm的液晶显示器用玻璃基板G的同时，利用沿其输送路径配置的多台圆形研磨垫12、12…连续研磨玻璃基板G，从而除去玻璃基板G的表面的微小的凹凸、起伏，制造出满足液晶显示器用玻璃基板所要求的平坦度的薄板。另外，玻璃基板G的厚度优选为0.1～0.7mm，特别优选为0.1～0.4mm。像这样的极薄的玻璃基板G容易发生挤压垫与研磨垫摩擦而产生损伤的现有的问题。
如图3所示的研磨对象的玻璃基板G的研磨对象面(主表面的第二面)相反侧的面(主表面的第一面)被吸附并保持在氨基甲酸乙酯树脂制的挤压垫16，该挤压垫16接合于工作台14的上表面。此外，工作台14由未图示的输送装置沿图1、图2的箭头X所示的方向连续输送。并且，在工作台14的输送中，通过设置在所述输送路径的上方的多台研磨机各自的研磨垫12、12…将研磨对象面研磨至液晶显示器用玻璃基板G所要求的平坦度。另外，研磨垫12安装在研磨头18的下表面，在研磨头18的上表面固定有旋转轴20。研磨垫12对玻璃基板G的研磨压力从旋转轴20经研磨头18或者设于研磨头18的空气垫传递至研磨垫12，从而从研磨头18传递至玻璃基板G。此外，在玻璃基板G的研磨中，向研磨垫12与玻璃基板G之间供给料浆。接着，研磨结束后的玻璃基板G由未图示的清洗装置清洗。
如图2所示，研磨垫12、12…以比玻璃基板G的宽度W小的直径D构成，并且通过研磨机的自转/公转机构以预定的旋转中心为中心旋转，并且以预定的公转中心为中心公选的同时研磨玻璃基板G。另外，在图2中，实线所示的圆表示研磨垫12、12…的当前的姿势，双点划线所示的大量的圆示出玻璃基板G与研磨垫12、12…接触的部分的边缘部。由这些圆也可以知道，研磨垫12、12…以预定的公转中心为中心公转。
此外，研磨垫12、12…以玻璃基板G的移动中心线L为基准成对配置，并且沿移动方向错开位置地配置成锯齿形，并且以研磨垫12、12…越过移动中心线L研磨玻璃基板G的方式进行配置。
根据如此构成的连续式的研磨装置10，将多台直径D比玻璃基板G的宽度W小的小型的研磨垫12对齐，使这些研磨垫12、12…以玻璃基板G的移动中心线L为基准左右成对地配置，并且使研磨垫12、12…越过中心线L研磨玻璃基板G，由此能够研磨玻璃基板G的整个表面。
另外，在实施方式的研磨装置10中，位于玻璃基板G的边部的外侧附近的挤压垫16A沿边部热收缩并被压接。
这样通过使位于玻璃基板G的边部的外侧附近的挤压垫16A沿边部热压缩并被压接，即使对玻璃基板G施加研磨压力使玻璃基板G陷入挤压垫16，由于玻璃基板G的周边的挤压垫16A因热收缩而被压接固化，因此不会发生相对的隆起。因此，根据实施方式的研磨装置10，不会发生由挤压垫16的隆起导致的挤压垫16A的摩擦，因此能够防止挤压垫16和/或研磨垫12的损伤。
此外，如图4、图5所示，被压接固化的挤压垫16A是位于相邻的两张玻璃基板G、G之间的间隙22的带状的挤压垫。
在连续式的研磨装置10中，使多张玻璃基板G、G…保持预定的间隔地吸附于挤压垫16。使位于所述相邻的两张玻璃基板G、G之间的间隙22的挤压垫16A热收缩并压接固化。由此，能够防止位于挤压垫16容易隆起的所述间隙22的挤压垫16A的相对的隆起。
此外，挤压垫16A通过线状加热器24而热收缩并压接固化。用于挤压垫16A的压接固化的加热器可以是一般家庭用的熨斗，不过由于熨斗的宽度较大，因而使得玻璃基板G、G之间的间隙22多余地变宽，无法增加吸附在挤压垫16的玻璃基板G的吸附张数。在将玻璃基板G吸附并保持在挤压垫16的情况下，为了提高研磨加工效率，期望尽可能地增加吸附张数，根据该期望，将玻璃基板G、G之间的间隔设定为例如16～65mm。此外，该间隙22沿相邻的两张玻璃基板G、G的相对的边部存在，因此间隙22形成为线状(带状)。因此，为了有效地使位于该线状的间隙22的挤压垫16A热收缩，优选如实施方式所示的线状加热器24。
线状加热器24如图4所示，构成为扁平的大致板状，其插入间隙22并将与挤压垫16A抵接的下表面(加热面)通电加热至预定的温度。
线状加热器24构成为宽度比玻璃基板G、G之间的间隙22小(例如10mm)，而比玻璃基板G的边部的长度长，由此能够通过一次作业使位于该间隙22的挤压垫16A热收缩。此外，在矩形形状的玻璃基板G的情况下，也能够将线状加热器24沿四边形的玻璃基板G的边部配置。
如上所述，根据实施方式的研磨装置10以及利用该研磨装置10的玻璃基板G的研磨方法，能够防止玻璃基板G的研磨中的、由挤压垫16的相对的隆起导致的挤压垫16A的摩擦，因此能够防止挤压垫16和/或研磨垫12的损伤，能够良好地研磨玻璃基板G。
另外，在实施方式中，举例示出了连续式的研磨装置，然而并不限定于此，也能够应用于不输送玻璃基板G而将玻璃基板G吸附并保持于挤压垫并利用一台研磨机的研磨垫研磨研磨面的研磨装置。
此外，在实施方式中，仅使位于相邻的两张玻璃基板G、G之间的间隙22的挤压垫16A，即沿着玻璃基板G的长边部的挤压垫16A热收缩来防止相对的隆起，不过也可以使沿玻璃基板G的短边部的挤压垫也热收缩来防止相对的隆起。
进而，在实施方式中，举例示出了将圆形的研磨垫12配置成锯齿状并使其自转和公转的连续式研磨装置10，然而研磨装置并不限定于此。例如，也可以应用于如下结构的连续式研磨装置：并列设置多台矩形的研磨垫，使这些研磨垫公转驱动，并且使配置在最下游侧的研磨垫形成为比玻璃基板G的尺寸大的圆形，并且使该圆形的研磨垫自转和公转。进而，玻璃基板G的形状并不限定为四边形，也可以是三角形、五边形。进而，即使基板形状复杂，只要准备与基板外形形状匹配的形状的加热器，就能够得到同样的效果。
图6是应用本发明的板状体的研磨方法的单片式研磨装置30的整体立体图。
单片式研磨装置30是将一张玻璃基板G研磨加工成满足液晶显示器用玻璃基板所要求的平坦度的薄板的装置。该单片式研磨装置30在圆柱状的研磨平台32上配置有圆形的研磨垫34，该研磨垫34以其中心为中心自由旋转，研磨垫34利用设于研磨平台32的未图示的马达向箭头A方向旋转。研磨垫34构成为比玻璃基板G的尺寸大。
此外，在研磨平台32，圆盘状的头部38构成为经由铰链36相对于研磨垫34自由起伏，并且头部38利用未图示的摆动驱动部向箭头B方向摆动。在头部38的下表面固定连接挤压垫40。此外，在挤压垫40的中央部吸附并保持矩形形状的玻璃基板G。并且，玻璃基板G的周边部附近的挤压垫40A利用未图示的加热器而沿玻璃基板G的四边部热收缩。
根据如此构成的单片式研磨装置30，如图6所示地将玻璃基板G吸附并保持于挤压垫40的话，使头部38倒伏，将玻璃基板G按压抵接于研磨垫34的表面。并且，使研磨垫34向箭头A方向旋转，并且使头部38向箭头B方向摆动，从而开始对玻璃基板G的研磨。在该研磨中，由于玻璃基板G的周边部的外侧附近的挤压垫40A热收缩，因此能够防止由挤压垫40A的相对的隆起导致的玻璃基板G的摩擦。由此，在该单片式研磨装置30中，也能够防止玻璃基板G的损伤，良好地研磨玻璃基板G。
图7是应用本发明的板状体的研磨方法的另一连续式研磨装置50的整体立体图，对于图1、图2所示的连续式研磨装置10相同或类似的部件标以相同符号并说明。
在图7所示的连续式研磨装置50中，接合于工作台14的上表面的挤压垫16的玻璃基板G的边部的外侧附近部分也热收缩并被压接。此外，该连续式研磨装置50从玻璃基板G的上游侧朝向下游侧以预定的间隔配置有四台矩形的研磨垫52、54、56、58以及两台圆形的研磨垫60、62。矩形的研磨垫52～58以其中心轴C为中心沿平面公转驱动。此外，圆形的研磨垫60、62与图1所示的研磨垫12同样地自转/公转驱动。另外，圆形的研磨垫60、62的直径既存在比玻璃基板G的长边长的情况，也存在比玻璃基板G的长边短的情况，不过矩形的研磨垫52～58的长边被设定为比玻璃基板G的长边长。
在如此构成的连续式研磨装置50中，在对玻璃基板G的研磨中，由于玻璃基板G的周边部的外侧附近的挤压垫16A(参考图4)热收缩，因此能够防止由挤压垫16A的相对的隆起导致的挤压垫16A的摩擦。由此，在该连续式研磨装置50中，也能够防止挤压垫16和/或研磨垫12的损伤，能够良好地研磨玻璃基板G。
另外，在图3、图8、图10中，示出了研磨中的玻璃基板G与跟其相邻的玻璃基板G之间存在上下的较大的阶梯差，然而这不过是为了夸张地示出挤压垫3、16的相对的隆起，实际上并非这样大的阶梯差，不会对玻璃基板G的连续式研磨产生障碍。
另一方面，本申请的申请人通过日本特开2004-122351号公报公开了玻璃基板的研磨装置。该研磨装置是这样的装置：将玻璃基板粘贴在张设于膜框中的膜体，将该膜框安装于运载装置，然后使该运载装置与研磨平台(研磨垫)相对靠近，通过空气压力将粘贴于膜体的玻璃基板的研磨面按压于研磨平台进行研磨。
所述膜体是由以下层构成的三层结构：与所述运载装置之间保持气密的气密保持层；保持该气密保持层并且具有能够耐受张设膜体的张体的预定的拉伸强度的强度保持层；以及供玻璃基板粘贴的平滑层。此外，该平滑层适用相对于玻璃基板具有吸附力的多孔质薄片。
在这样的研磨装置中，在对玻璃基板的研磨时，玻璃基板的周边的膜体因所述空气压力而相对地隆起，由于该隆起部分的膜体(平滑层)与研磨平台接触，因此存在着膜体(平滑层)和/或研磨平台损伤的情况。为了防止该不良情况，通过使玻璃基板的周边的平滑层热收缩，能够防止相对的隆起，因此能够防止膜体(平滑层)和/或研磨平台的损伤。另外，膜框和膜体并不限定为圆形，也可以是矩形。
下面，通过实施例进一步说明本发明。
挤压垫采用以下的挤压垫。
压接固化前的厚度为0.8mm，硬度为73.2°(由杜罗回跳式硬度计A得到，以JIS K 7215为基准)
压接固化温度为210℃
线状加热器(富士インパルス株式会社制，型号L-1000-10)
压接固化后的厚度为0.4mm，硬度为86.6°(由杜罗回跳式硬度计A得到，以JIS K 7215为基准)
玻璃基板G采用以下的基板。
厚度为0.4～0.7mm
研磨条件如下所示。
研磨压力为50～150gf/cm2
研磨料浆
在表1中总结了：针对各基板尺寸，在未压接挤压垫和压接挤压垫的情况下的研磨垫的摩擦引起的挤压垫破损件数。
表1
Figure BDA0000128795770000121
一般来说，未压接挤压垫时因与研磨垫的摩擦引起的挤压垫破损件数在玻璃基板的板厚越薄时越多。然而，在本例中，最初研磨的是玻璃基板尺寸为830mm×650mm×0.4mm的基板，因此挤压垫的劣化基本没有发展，与其他玻璃基板尺寸的玻璃相比破损件数产生率变低。
另一方面，在压接挤压垫的本发明的实施例中，分别以上述表中的投入张数对830mm×650mm×0.4mm的基板、830mm×650mm×0.5mm的基板、830mm×650mm×0.6mm的基板、750mm×620mm×0.7mm的基板以及720mm×600mm×0.6mm的基板实施了试验，其结果是，与玻璃基板的尺寸、厚度无关，研磨垫的破损发生率为0％。因此，与未压接挤压垫的情况相比，压接挤压垫的效果显著。
参考特定的实施方式详细地说明了本申请，然而对于本领域技术人员来说能够不脱离本发明的精神和范围地进行各种变更和修正是显而易见的。
本申请基于2009年7月6日申请的日本专利申请(特愿2009-159537)，其内容作为参考引用于此。
工业上的可利用性
本发明的板状体的研磨装置和研磨方法的研磨对象物并不限定为FPD用玻璃基板G，只要是使用研磨垫和挤压垫的结构，也可以以建筑材料用、镜子用等一般的玻璃板为对象，此外，也可以以金属制板状体为对象。
符号说明
10：研磨装置；
12：研磨垫；
14：工作台；
16：挤压垫；
16A：挤压垫
18：研磨头；
20：旋转轴；
22：间隙；
24：线状加热器；
30：单片式研磨装置；
32：研磨平台；
34：研磨垫；
36：铰链；
38：头部；
40：挤压垫；
40A：挤压垫；
50：连续式研磨装置；
52、54、56、58：研磨垫；
60、62：研磨垫。

Claims (5)

1.一种板状体的研磨装置，其特征在于，具备：
为了吸附并保持板状体的主表面中的第一面而构成的挤压垫；以及
按压于所述板状体的所述主表面中的第二面，为了研磨该第二面而构成的研磨垫，
位于所述板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿该边部热收缩，并被压接。
2.一种板状体的研磨装置，其特征在于，具备：
为了吸附并保持多张板状体各自的第一面而构成，并与工作台粘接的挤压垫；以及
设置于连续地输送载置于工作台的所述板状体的输送路径的上方，为了依次研磨所述板状体的第二面而构成的多台研磨垫，
位于所述板状体的边部的外侧附近的挤压垫沿该边部热收缩，并被压接。
3.根据权利要求2所述的板状体的研磨装置，其特征在于，
位于相邻的两张板状体之间的间隙的所述挤压垫热收缩，并被压接。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的板状体的研磨装置，其特征在于，
通过线状加热器使所述挤压垫热收缩并被压接。
5.一种板状体的研磨方法，其特征在于，
使用权利要求1至4中任一项所述的板状体的研磨装置研磨板状体。
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