JP2005081525A - サンドブラスト装置、研磨材の噴射量測定方法及びプラズマディスプレイパネル製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨材の噴射量を測定する際に、サンドブラスト処理を中断し、装置稼働率が低下して生産性の低下を招く虞を解消する。
【解決手段】 先端に噴射ノズル２３が装備されて高圧エアが供給されるメイン管路２５と、メイン管路２５の途中に分岐接続された誘導管路２７を介してメイン管路２５内に研磨材２９を供給する研磨材供給装置３１と、誘導管路２７上の測定用管路接続部３３に分岐接続される研磨材回収管路３７と、測定用管路接続部３３において誘導管路２７の連通先をメイン管路２５又は研磨材回収管路３７のいずれかに切り替える切替弁３５と、研磨材回収管路３７に流入する研磨材２９を回収する研磨材回収部３９ａと回収した研磨材の重量を測定する重量計３９ｂとを備える研磨材噴射量測定装置３９と、を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、サンドブラスト装置、そのサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定方法及びプラズマディスプレイパネル製造方法。

近年、平面型表示装置に用いられるディスプレイパネルとして、放電空間を介して対向配置された一対の基板の内面に、それぞれ行電極対と列電極対とが配置され、これらの両電極同士の交点において放電セルが構成されて、各放電セルにおいて放電させることにより表示を行うプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）の開発が活発化している。

そして、このようなＰＤＰにおいては、例えば、陰極線群が形成される前面基板や陽極母線等が形成される背面基板などの基板相互間の対向距離を高精度に維持するために、基板表面に突設される隔壁等の形成に、サンドブラストによる超微細の研磨加工が用いられている。

図１及び図２を用いて、ＰＤＰに対するサンドブラストによる研磨加工方法について説明する。
図１及び図２に示すＰＤＰに対するサンドブラストによる研磨加工方法は、ＰＤＰを構成する基板の一つである背面基板３の表面の不要部位を、サンドブラスト処理によって研磨・除去して、背面基板３の表面に突出した隔壁５を形成するものである。

まず、図１（ａ）に示すように、電極４が設けられた背面基板３となるガラス基板上に、隔壁形成用材料層１２を形成する。
次に、図１（ｂ）に示すように、乾燥固化した後、感光性フィルム１３をその上に展着する。
次に、図１（ｃ）に示すように、この感光性フィルム１３に隔壁パターンが形成されている露光マスクを介して紫外線を照射し、感光した部分を現像除去してサンドブラスト用マスクパターン１４を形成する。

次に、図１（ｄ）に示すように、サンドブラスト装置の噴射ノズル１５によりガラスビーズ等よりなる研磨材１６を隔壁形成用材料層１２上に吹き付けて、サンドブラスト用マスクパターン１４が設けられている部分を除いて切削して行くことにより、図１（ｅ）に示すように、背面基板３上に隔壁５が形成される。

上記の図１（ｄ）の工程中、サンドブラスト装置は、図２に示すように一方向に移動する背面基板３上に設けられた隔壁形成用材料層１２の上部を背面基板３の移動方向に対して直角方向に往復運動をしながら噴射ノズル２３からガラスビーズ等の研磨材２９を噴射してサンドブラスト用マスクパターン１４が設けられていない部分の隔壁形成用材料層１２を切削除去して行く（例えば、特許文献１参照）。

図３は、上述のような基板表面の微細又は超微細の研磨加工に使用される従来のサンドブラスト装置を示したものである。
図３に示すように、従来のサンドブラスト装置６１は、先端に噴射ノズル６３が装備されて高圧エアが供給されるメイン管路６５と、このメイン管路６５の途中に分岐接続された誘導管路６７を介してメイン管路６５内に研磨材を供給する研磨材供給装置６９とを備えて、噴射ノズル６３からの高圧エアによる研磨材７１の吹き付けによって基板７３上の表面物質を選択的に除去する構成となっている。

通常、噴射ノズル６３は、ローラコンベヤ等の搬送手段７５による基板７３の搬送経路の途中で、搬送方向に対して直交する方向に往復動する。なお、噴射ノズル６３から基板７３の表面までの研磨材７１の噴射距離は一定に保たれている。
研磨材供給装置６９は、研磨材７１としてガラスビーズ等の研磨砂の粉末を噴射供給するもので、研磨材７１の噴射量が基準量に安定維持されるように、予め装置のメンテナンス時等に運転速度を調整して、定常運転させる。

そして、噴射ノズル６３からの噴射距離が一定、噴射ノズル６３からの噴射量が一定の前提で、研磨処理を行う。処理中は、基板７３の表面の加工速度や所要時間（噴射時間）を監視され、加工速度のバラツキ等が検出された場合には、例えば、メイン管路６５に供給する高圧エア圧や搬送手段７５による搬送速度を制御することで調整する。

特許２９５３９８５号（図５、図６）

ところが、従来のサンドブラスト装置６１において、メイン管路６５に供給する高圧エア圧や搬送手段７５による搬送速度を制御するだけでは、研磨加工の加工速度や所要時間等の加工能力を高精度に安定維持させることが、難しい。
研磨加工の加工速度や所要時間等の加工能力は、研磨材の噴射量も重要な因子となっていて、研磨材供給装置６９による研磨材７１の噴射量にバラツキが生じた場合には、その噴射量の変動分を加味して、メイン管路６５に供給する高圧エア圧や搬送手段７５による搬送速度の補償を行わないと、十分な成果を期待できず、研磨精度の低下等の不都合を招く虞があった。

このような背景から、研磨材供給装置６９による研磨材７１の噴射量の測定・調整等を、装置のメンテナンス時だけでなく、定期的に頻繁に実施することが提案された。
しかし、従来のサンドブラスト装置６１自体には、研磨材供給装置６９による研磨材７１の噴射量を検出する機能が装備されていない。
そこで、研磨材７１の噴射量の測定方法としては、図４に示すように、噴射ノズル６３の先端部に、噴射ノズル６３から噴射された研磨材７１を回収して噴射量を測定する研磨材噴射量測定装置７７を接続する方法、或いは、図５に示すように、研磨材供給装置６９を、一旦、切り離して、研磨材供給装置６９の吐出口に、噴射された研磨材７１を回収して噴射量を測定する研磨材噴射量測定装置７７を接続する方法が検討された。

ところが、図４または図５に示した対策では、いずれも、研磨材７１の噴射量を測定する際には、サンドブラスト処理を中断しなければならないだけでなく、大型の研磨材噴射量測定装置７７の組み付け、或いは研磨材供給装置６９の切り離しなど、設備の大規模な解体・組み立て作業が必要となり、サンドブラスト処理の中断が長時間に及ぶことから、装置稼働率が低下して生産性の低下を招く虞がある。

本発明が解決しようとする課題には、例えば、研磨材の噴射量を測定する際に、サンドブラスト処理を中断し、装置稼働率が低下して生産性の低下を招く虞を解消することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、噴射ノズルからの高圧エアによる研磨材の吹き付けによって基板上の表面物質を選択的に除去するサンドブラスト装置であって、前記噴射ノズルから吹き出される研磨材量を自動測定する研磨材噴射量測定装置を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定方法であって、予め設定した単位時間の間、前記誘導管路の連通先が前記研磨材回収管路となるように前記切替弁を切り替えて、前記研磨材供給装置から吐出された研磨材を前記研磨材回収管路に流入させて前記研磨材回収部に回収し、前記重量計により前記研磨材回収部に回収された研磨材の重量を測定して、前記研磨材供給装置からの単位時間あたりの研磨材の供給量を検出することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、プラズマディスプレイパネルを構成する基板の表面の不要部位を、請求項１〜４のいずれかに記載のサンドブラスト装置によるサンドブラスト処理によって研磨・除去して、前記基板の表面に隔壁を形成することを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態に係るサンドブラスト装置及び研磨材の噴射量測定方法について図面を参照して詳細に説明する。
図６は、本発明に係る実施の形態のサンドブラスト装置の概略構成を示したものである。

図６に示すように、サンドブラスト装置２１は、先端に噴射ノズル２３が装備されて基端に接続される図示せぬコンプレッサ等から高圧エアが供給されるメイン管路２５と、このメイン管路２５の途中に分岐接続された誘導管路２７を介してメイン管路２５内に研磨材２９を供給する研磨材供給装置３１とを備えて、噴射ノズル２３からの高圧エアによる研磨材２９の吹き付けによって、噴射ノズル２３から一定距離だけ離れた位置を搬送される背面基板３（図１参照）上の表面物質を選択的に除去する。

本実施の形態の場合、誘導管路２７上には測定用管路接続部３３が設定され、この測定用管路接続部３３には、切替弁３５を介して研磨材回収管路３７が分岐接続されている。
切替弁３５は、測定用管路接続部３３において、誘導管路２７の連通先を上記のメイン管路２５又は研磨材回収管路３７のいずれかに選択切り替えする三方切替弁である。

また、切替弁３５に接続された研磨材回収管路３７の先端には、研磨材噴射量測定装置３９が装備されている。
研磨材噴射量測定装置３９は、研磨材回収管路３７に流入してきた研磨材２９を回収して研磨材回収部３９ａに収容し、この研磨材回収部３９ａに収容した研磨材２９の重量を重量計３９ｂによって測定することにより、研磨材供給装置３１が単位時間に供給した研磨材量を検出する。

研磨材噴射量測定装置３９には、研磨材回収管路３７から研磨材２９を回収する際に、研磨材２９と一緒に流入してくるエアをメイン管路２５に排出する排出管４１が装備されている。

さらに、本実施の形態のサンドブラスト装置２１には、研磨材噴射量測定装置３９に回収された研磨材２９をメイン管路２５に排出して、研磨材噴射量測定装置３９内の研磨材回収部３９ａを初期の空状態に戻す研磨材戻し機構４３が備えられている。
研磨材戻し機構４３は、誘導管路２７とメイン管路２５との分岐接続部４５より上流側となるメイン管路２５上に装備された流路切替弁４７と、一端が流路切替弁４７に接続されると共に他端が研磨材噴射量測定装置３９に接続されて、研磨材噴射量測定装置３９内に高圧エアを誘導する清掃用高圧エア管４９と、清掃用高圧エア管４９から供給された高圧エアによって研磨材噴射量測定装置３９内を逆流する研磨材及び高圧エアをメイン管路２５に排出する排出管４１とで構成されている。
流路切替弁４７は、誘導管路２７上の測定用管路接続部３３に装備した切替弁３５と同様の三方切替弁で、メイン管路２５に供給された高圧エアの流れを、清掃用高圧エア管４９側に切り替える。

次に、上記サンドブラスト装置２１において、研磨材供給装置３１からメイン管路２５に供給されて噴射ノズル２３から噴射される研磨材２９の噴射量を測定する方法を図７〜図１０を用いて説明する。
図７は、サンドブラスト装置２１における通常加工時の動作状態を説明する図、図８は研磨材の噴射量測定時の動作状態を説明する図、図９は研磨材の噴射量測定終了後の動作状態を説明する図、図１０は研磨材の噴射量測定終了後に、研磨材噴射量測定装置内に残留する研磨材を排出・清掃する動作状態を説明する図である。

サンドブラスト処理を実施する通常加工時は、図７に示すように、切替弁３５が研磨材回収管路３７を閉じた状態に維持し、また、流路切替弁４７は清掃用高圧エア管４９を閉じた状態にしている。
この状態では、研磨材供給装置３１が吐出した研磨材は、誘導管路２７を介してメイン管路２５に供給され、メイン管路２５に供給されている高圧エア圧に応じた噴射力で、噴射ノズル２３から噴射される。

研磨材の噴射量を測定する場合は、図８に示すように、切替弁３５の動作切り替えによって、研磨材供給装置３１の吐出した研磨材を研磨材回収管路３７に流入させる。
切替弁３５の動作切り替えは、予め設定した単位時間で、その単位時間が過ぎたら、図９に示すように、切替弁３５の動作を元の状態に戻し、研磨材供給装置３１から誘導管路２７に供給される研磨材が研磨材回収管路３７に流入しないようにする。
これによって、単位時間の間に研磨材供給装置３１から供給される研磨材が研磨材噴射量測定装置３９内の研磨材回収部３９ａに回収される。この研磨材回収部３９ａに回収された研磨材の重量を重量計３９ｂによって測定することによって、単位時間あたりの研磨材の供給量が検出される。これにより、噴射ノズル２３から噴射される研磨材噴射量を測定することができる。

研磨材の単位時間あたりの供給量の測定が終了したら、図１０に示すように、清掃用高圧エア管４９の一端を閉じている流路切替弁４７を開いて、研磨材噴射量測定装置３９内に高圧エアを流入させて、研磨材噴射量測定装置３９内に回収されていた研磨材をエア圧によって排出管４１を介してメイン管路２５に排出する。これによって、研磨材噴射量測定装置３９内の研磨材回収部３９ａが初期の空の状態に戻り、次の噴射量測定が可能になる。研磨材噴射量測定装置３９内の研磨材回収部３９ａが初期状態に戻ったら、流路切替弁４７は清掃用高圧エア管４９を閉じた図７の状態に戻して、通常の処理状態に復帰する。

以上のように、本実施の形態のサンドブラスト装置２１では、研磨材噴射量測定装置３９が、切替弁３５を介してメイン管路２５又は誘導管路２７に接続されているので、研磨材供給装置３１の供給した研磨材量を測定する場合には、サンドブラスト処理を行っているときでも、前記切替弁３５の動作切り替えだけで、速やかに、研磨材供給装置３１から吐出された研磨材を研磨材噴射量測定装置３９に回収して、研磨材２９の供給量を検知することができる。そして、測定後は、切替弁３５の動作を戻すだけで、速やかに、通常のサンドブラスト処理に復帰できる。

従って、サンドブラスト処理を長時間中断せずに、適時、研磨材２９の噴射量を測定することができ、装置稼働率の向上によって生産性の向上を図ることができる。
そして、研磨材２９噴射量の測定結果に基づき、研磨材２９の噴射量の変動を加味して高圧エア圧や基板搬送速度等の他の稼働条件を制御することで、研磨材２９の噴射量のバラツキ等に起因した研磨精度の低下を防止して、研磨精度を向上させることもできる。

さらに、上記のサンドブラスト装置２１では、研磨材２９の噴射量測定のために研磨材噴射量測定装置３９に回収された研磨材２９は、研磨材戻し機構４３によって速やかにメイン管路２５に排出することができ、作業者の手を煩わせずに、研磨材噴射量測定装置３９を次の測定が可能な初期状態に戻すことができる。従って、研磨材２９噴射量の測定頻度を増大させて、加工精度や加工品質の向上を図ることができる。

このように、プラズマディスプレイパネルを構成する背面基板３の表面の隔壁５の形成等（図１参照）に、本実施の形態のサンドブラスト装置２１を使用することで、サンドブラスト処理時の高圧エアや基板搬送速度等の装置稼働条件を、研磨材２９の噴射量の変動を加味した、より適正な制御が可能になり、高精度、高品位なプラズマディスプレイパネルを製造することが可能になる。

以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係るサンドブラスト装置２１は、噴射ノズル２３からの高圧エアによる研磨材の吹き付けによって基板上の表面物質を選択的に除去するサンドブラスト装置２１であり、噴射ノズル２３から吹き出される研磨材量を自動測定する研磨材噴射量測定装置３９を有するので、サンドブラスト処理を中断せずに、研磨材の噴射量を測定することができるので、装置稼働率の向上によって生産性の向上を図ることができる。

プラズマディスプレイパネルの製造工程におけるサンドブラスト処理を説明する工程図である。 図１のサンドブラスト処理時の噴射ノズルの走査方向を説明する斜視図である。 従来のサンドブラスト装置の概略構成図である。 従来のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量を測定する第１の方法の説明図である。 従来のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量を測定する第２の方法の説明図である。 本発明に係る実施の形態おけるサンドブラスト装置の概略構成図である。 図６のサンドブラスト装置における通常加工時の動作状態を説明する図である。 図６のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定時の動作状態を説明する図である。 図６のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定終了後の動作状態を説明する図である。 図６のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定終了後に、研磨材噴射量測定装置内に残留する研磨材を排出・清掃する動作状態を説明する図である。

符号の説明

２１ サンドブラスト装置
２３ 噴射ノズル
２５ メイン管路
２７ 誘導管路
２９ 研磨材
３１ 研磨材供給装置
３３ 測定用管路接続部
３５ 切替弁（三方切替弁）
３７ 研磨材回収管路
３９ 研磨材噴射量測定装置
４１ 排出管
４３ 研磨材戻し機構
４５ 分岐接続部
４７ 流路切替弁（三方切替弁）
４９ 清掃用高圧エア管

Claims (6)

1. 噴射ノズルからの高圧エアによる研磨材の吹き付けによって基板上の表面物質を選択的に除去するサンドブラスト装置であって、
   前記噴射ノズルから吹き出される研磨材量を自動測定する研磨材噴射量測定装置を有することを特徴とするサンドブラスト装置。
2. 前記研磨材噴射量測定装置は、前記高圧エアの供給を停止することなく、前記噴射ノズルから噴射される研磨材噴射量を測定可能であることを特徴とするサンドブラスト装置。
3. 先端に噴射ノズルが装備されて高圧エアが供給されるメイン管路と、前記メイン管路の途中に分岐接続された誘導管路を介して前記メイン管路内に研磨材を供給する研磨材供給装置と、
   前記誘導管路上の測定用管路接続部に分岐接続される研磨材回収管路と、
   前記測定用管路接続部において前記誘導管路の連通先を前記のメイン管路又は前記研磨材回収管路のいずれかに切り替える切替弁と、を有し、
   前記研磨材噴射量測定装置は、前記研磨材回収管路に流入する研磨材を回収する研磨材回収部と回収した研磨材の重量を測定する重量計とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のサンドブラスト装置。
4. 前記研磨材回収部に回収された研磨材を前記メイン管路に排出して、前記研磨材回収部を初期の空状態に戻す研磨材戻し機構を有することを特徴とする請求項３に記載のサンドブラスト装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のサンドブラスト装置における研磨材の噴射量測定方法であって、
   予め設定した単位時間の間、前記誘導管路の連通先が前記研磨材回収管路となるように前記切替弁を切り替えて、前記研磨材供給装置から吐出された研磨材を前記研磨材回収管路に流入させて前記研磨材回収部に回収し、
   前記重量計により前記研磨材回収部に回収された研磨材の重量を測定して、前記研磨材供給装置からの単位時間あたりの研磨材の供給量を検出することを特徴とする研磨材の噴射量測定方法。
6. プラズマディスプレイパネルを構成する基板の表面の不要部位を、請求項１〜４のいずれかに記載のサンドブラスト装置によるサンドブラスト処理によって研磨・除去して、前記基板の表面に隔壁を形成することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
   
   

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