JP2016056032A - Etching equipment and etchant for glass substrate therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス基板に対してエッチング処理を行うエッチング装置に関し、特に、装置内部の汚損が生じにくく、かつ、廃液量が少ないエッチング装置、およびこのエッチング装置に用いるガラス基板用エッチング液に関する。 The present invention relates to an etching apparatus that performs an etching process on a glass substrate, and more particularly, to an etching apparatus that hardly causes contamination inside the apparatus and that has a small amount of waste liquid, and an etching liquid for a glass substrate that is used in the etching apparatus.
従来、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板に対してエッチング処理を施す技術が多く開発されてきた。ガラス基板を薄型化する場合や、ガラス基板に対する表面処理、切断、または膜剥離をする場合において、フッ酸を含むエッチング液を用いてエッチング処理を行うことが多かった。そのような技術の中には、エッチング装置内において順次的に搬送されるガラス基板に対して連続的にエッチング処理を行う連続処理方式を採用するものがあり、この連続処理方式により生産性の向上が図られてきた。 Conventionally, many techniques for etching a glass substrate used in a flat panel display such as a liquid crystal display have been developed. In the case of thinning a glass substrate or in the case of surface treatment, cutting, or film peeling on a glass substrate, an etching treatment is often performed using an etching solution containing hydrofluoric acid. Some of these technologies employ a continuous processing method that continuously etches glass substrates that are sequentially transported in an etching apparatus, and this continuous processing method improves productivity. Has been planned.
ところが、エッチング装置内にてガラス基板に対して連続的にエッチング処理をする場合、流動性のあるエッチング液が飛び散り易く、エッチング室内の壁や開口部上端縁および下端縁にスラッジを含んだエッチング液が付着することが多かった。エッチング液が装置内部に付着すると、その結果として、このエッチング液やその溶解物が結晶化して下方に向けて氷柱状に垂れ下がったり、上方に向けて凸状に突出したりするという不具合が発生することがあった。 However, when a glass substrate is continuously etched in an etching apparatus, a fluid etching solution is likely to scatter and an etching solution containing sludge on the walls and the upper and lower edges of the etching chamber. Often adhered. When the etching solution adheres to the inside of the apparatus, as a result, the etching solution or a solution thereof crystallizes and hangs down in an icicle shape downward or protrudes in a convex shape upward. was there.
そこで、従来技術の中には、エッチング室内の壁や開口部等、すなわちエッチング液が付着する可能性がある箇所に対して、付着したエッチング液を除去するための処理液を吹き付けるように構成されたエッチング装置が存在する(例えば、特許文献1参照。)。この従来技術により、エッチング室内の壁や開口部等に付着したエッチング液が除去されるため、エッチング室内にエッチング液の結晶化物が生成しにくくなり、この結晶化物とガラス基板とが接触するといった不具合の発生を防止することができる、とされている。 Therefore, some of the conventional techniques are configured to spray a processing solution for removing the adhering etching solution on the walls or openings in the etching chamber, that is, where the etching solution may adhere. There is an etching apparatus (see, for example, Patent Document 1). This conventional technique removes the etching solution adhering to the walls and openings in the etching chamber, so that it is difficult to produce a crystallized product of the etching solution in the etching chamber, and the crystallized product and the glass substrate come into contact with each other. Can be prevented.
しかしながら、上述の特許文献1を含む従来技術では、エッチング処理においてエッチング液が飛び散ること自体を防止できないため、処理液によって除去できない箇所については装置内部の汚損が発生してしまう。また、通常の廃液に加えて、エッチング液を除去するための処理液も廃液となってしまうため、装置から発生する廃液の量が増加してしまうという新たな問題が生じていた。 However, in the prior art including the above-mentioned Patent Document 1, it is not possible to prevent the etching solution from being scattered in the etching process, and therefore, contamination inside the apparatus occurs at a portion that cannot be removed by the processing solution. Further, in addition to the normal waste liquid, the processing liquid for removing the etching liquid also becomes a waste liquid, which causes a new problem that the amount of the waste liquid generated from the apparatus increases.
この発明の目的は、エッチング液の飛散を防止し装置内部の汚損を防止するとともに、発生する廃液の量を低減することが可能なエッチング装置およびガラス基板用エッチング液を提供することである。 An object of the present invention is to provide an etching apparatus and an etching liquid for glass substrate that can prevent the scattering of the etching liquid and prevent the internal contamination of the apparatus and reduce the amount of the generated waste liquid.
この発明に係るエッチング装置は、搬送路、エッチング手段、およびワイピング手段を少なくとも備える。搬送路は、連続的にガラス基板を搬送可能に構成される。搬送路は、一般的に、複数の搬送ローラやコンベアベルト等によって構成され、ガラス基板を1枚ずつ所定の間隔を設けて順次的に搬送するように構成される。エッチング手段は、搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して増粘された増粘エッチング液を塗布するように構成される。エッチング手段の例としては、増粘エッチング液をスプレーコーティングする構成、増粘エッチング液をロールコーティングする構成、および増粘エッチング液をダイコーティングする構成等が挙げられる。エッチング液の粘度は、コーティング方式によって好適な範囲のものを適宜選択すれば良いが、概ね10〜1000mPa・s程度の粘度であれば飛散防止および好適なコーティング処理の実現の両方を満たすことが実験で知られている。 The etching apparatus according to the present invention includes at least a conveyance path, etching means, and wiping means. A conveyance path is comprised so that a glass substrate can be conveyed continuously. The conveyance path is generally configured by a plurality of conveyance rollers, a conveyor belt, and the like, and is configured to sequentially convey the glass substrates one by one with a predetermined interval. The etching means is configured to apply a thickened etching solution to the glass substrate transported along the transport path. Examples of the etching means include a configuration in which the thickened etching solution is spray-coated, a configuration in which the thickened etching solution is roll-coated, and a configuration in which the thickened etching solution is die-coated. The viscosity of the etching solution may be appropriately selected depending on the coating method. However, if the viscosity is approximately 10 to 1000 mPa · s, it is an experiment to satisfy both the prevention of scattering and the realization of a suitable coating treatment. Is known.
ワイピング手段は、搬送路におけるエッチング手段の下流に配置され、ガラス基板に塗布された増粘エッチング液をワイピングするように構成される。ワイピング手段の例としては、ワイピングクロスをガラス基板に押し当ててガラス基板に塗布された増粘エッチング液を吸収して拭き取るワイピングユニットを設ける構成が挙げられる。 The wiping means is disposed downstream of the etching means in the conveyance path, and is configured to wipe the thickened etching solution applied to the glass substrate. As an example of the wiping means, there is a configuration in which a wiping unit is provided that presses a wiping cloth against a glass substrate to absorb and wipe off the thickened etching solution applied to the glass substrate.
上述の構成においては、エッチング液が適度な粘度に増粘されているおり、エッチング液の流動性が低下しているため、装置内部におけるエッチング液の飛散が防止される。また、エッチング液がワイピング手段によって回収され、かつ、ガラス基板を洗浄するための液体も多くを必要としないため、エッチング装置にて発生する廃液の量が低減される。 In the above-described configuration, since the etching solution is thickened to an appropriate viscosity and the flowability of the etching solution is reduced, the scattering of the etching solution inside the apparatus is prevented. In addition, since the etching liquid is collected by the wiping means and a large amount of liquid for cleaning the glass substrate is not required, the amount of waste liquid generated in the etching apparatus is reduced.
本発明によれば、エッチング液の飛散を防止し装置内部の汚損を防止するとともに、発生する廃液の量を低減することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to prevent scattering of etching liquid, to prevent the inside of an apparatus from being polluted, and to reduce the amount of waste liquid generated.
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係るエッチング装置10は、導入部12、前処理室14、エッチング室16、ワイピング室18、洗浄室20、および排出部22を備えている。これらの各部の間にはそれぞれガラス基板24が通過可能なスリット状の開口が設けられた隔壁が配置されており、ガラス基板24が複数の搬送ローラ26によって導入部12から各部を経由して排出部22まで搬送される。この実施形態では、複数の搬送ローラ26によって搬送路が構成されるが、ベルトコンベアを採り入れた搬送路を構成するようにしても良い。
As shown in FIG. 1, the
導入部12は、上面が開放されており、エッチング装置10にてエッチング処理が施されるガラス基板24を受け入れるように構成される。通常、処理すべきガラス基板24は、オペレータまたはロボットによって導入部12の搬送ローラ26上に載置される。前処理室14は、ガラス基板24に対してエッチング処理の前処理を施すように構成される。この実施形態では、前処理室14にて、ガラス基板24の表面を水洗いする。ただし、前処理室14において、脱脂、アルカリ洗浄等を実施することも可能であり、また、前処理が不要な場合には、前処理室14自体をエッチング装置10から省略することも可能である。
The
エッチング室16は、ガラス基板24に対してエッチング処理を行うように構成される。この実施形態では、エッチング室16が本発明のエッチング手段に対応する。図1および図2(A)に示すように、エッチング室16内において、増粘されたエッチング液が、スプレーノズル162からガラス基板24に吹き付けられる。エッチング液の吹き付けは、エッチング位置にガラス基板24が存在することをセンサ(図示省略)が検出した時だけであるため、エッチング液の無駄が防止されるようになっている。エッチング液は、飛散防止およびエッチング処理の効率性の観点から、少なくとも3重量%以上の濃度のフッ酸を含み、10〜1000mPa・s程度の粘度(好ましくは、700mPa・s±10%程度)に増粘される。
The
ここで、図2(A)に示すスプレーコーティング方式に代えて、図2(B)に示すように塗布ロール164を用いたロールコーティング方式や、図2(C)に示すようにスロットダイ166を用いたダイコーティング方式を採用することも可能である。この実施形態では、研磨成分としてフッ酸を、増粘剤として硫酸マグネシウムを、溶媒として水を使用して、フッ酸濃度30重量%、硫酸マグネシウム濃度30重量%の増粘エッチング液を調製した。この増粘エッチング液の粘度は、B型粘度計を用いて、ローターNo.4、回転数0.3rpm、液温20℃の条件で測定したところ、690Pa・sであった。
Here, instead of the spray coating method shown in FIG. 2A, a roll coating method using an
エッチング液の粘度を調整するには、エッチング液を粘稠にすることができる増粘剤を含有させると良い。増粘剤としては、マグネシウム化合物、界面活性剤、凝集剤、吸水ポリマー、消泡剤、尿素、天然の糖類、接着剤等から1種または2種以上を選択すると良い。マグネシウム化合物の例としては、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、酢酸マグネシウムが挙げられる。界面活性剤の例としては、エステル系、フェノール系、アミド系、脂肪酸エステル系、リン酸エステル系、スルホン酸系、ノニオン系、アミン系、エーテル系、高分子アルコールが挙げられる。凝集剤としては、アニオン系、シアノール系等が挙げられるが、特にこれら限定されるものではない。吸水ポリマーは、合成または天然の吸水ポリマーであっても良い。水に対する溶解度が小さい増粘剤を使用する場合には、水にグリセリン、エチレングリコール、エタノール等の有機溶媒を水に添加して溶媒として使用することもできる。上述の各要素うち、硫酸マグネシウム及びアミン系界面活性剤を研磨液に含有させることが好ましいため、この実施形態ではこれらを含有させて20℃〜40℃程度に温度調整されたエッチング液を採用している。 In order to adjust the viscosity of the etching solution, it is preferable to include a thickener that can make the etching solution viscous. As the thickener, one or more kinds may be selected from magnesium compounds, surfactants, flocculants, water-absorbing polymers, antifoaming agents, urea, natural sugars, adhesives, and the like. Examples of the magnesium compound include magnesium chloride, magnesium sulfate, magnesium nitrate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium citrate, and magnesium acetate. Examples of the surfactant include ester, phenol, amide, fatty acid ester, phosphate ester, sulfonic acid, nonionic, amine, ether, and polymeric alcohols. Examples of the flocculant include anionic and cyanol, but are not particularly limited thereto. The water absorbing polymer may be a synthetic or natural water absorbing polymer. In the case of using a thickener having low solubility in water, an organic solvent such as glycerin, ethylene glycol, ethanol or the like can be added to water and used as a solvent. Among the above-mentioned elements, it is preferable to contain magnesium sulfate and an amine-based surfactant in the polishing liquid. In this embodiment, an etching liquid whose temperature is adjusted to about 20 ° C. to 40 ° C. by incorporating them is adopted. ing.
エッチング室16において、ガラス基板24をエッチングする作用を有する化学研磨成分と溶液粘度を増加させる作用を有する増粘剤を共に一定濃度含有し、所望の粘度の範囲にあるエッチング液を、ガラス基板24の表面全体に所定量だけ塗布して、ガラス基板24がエッチング室16内を搬送されている間に化学反応を進行させる。この化学反応の時間については、エッチング室16の長さや搬送ローラ26の回転速度(搬送速度)を適宜設定することにより、所定の長さに調整することが可能である。この実施形態では、化学反応が30秒〜180秒程度行われるように搬送ローラ26の回転速度が設定されているが、回転速度の設定はこの範囲に限定されるものではない。
In the
ワイピング室18は、搬送路におけるエッチング室16の下流に配置される。ワイピング室18は、ガラス基板に塗布されたエッチング液をワイピングするワイピングユニット180を備えている。ワイピングユニット180は、図3(A)に示すように、ワイピングクロス186、供給ロール184、巻取ロール185、加圧ロール182、およびテンションロール188を備える。ワイピングクロス186は、ガラス基板24に塗布された増粘エッチング液をワイピングするためのもので、本実施形態では吸収性の高い不織布が用いられる。ワイピングクロス186としては吸収性が高く、かつ、ガラス基板24を傷つけないものであれば特にその構成が限定されるものではなく、ナイロンまたはポリエステルの微細繊維から構成されるクロスや、紙ウェスやその他の材質のものを用いることが可能である。
The wiping
供給ロール184は、ワイピング位置に供給されるワイピングクロス186を巻きつけて収容するように構成される。巻取ロール185は、ワイピング位置においてワイピングを行った使用済のワイピングクロス186を回収するように構成される。加圧ロール182は、ワイピングクロス186をガラス基板24の方向に押し付けるように構成される。テンションロール188は、ワイピングクロス186を効果的に張った状態で架けまわすために設けられる。
The
図3(B)に示すように、ワイピング位置において加圧ローラ182によってガラス基板24に押し当てられたワイピングクロス186が、ガラス基板24に塗布された増粘エッチング液を拭き取る。また、ガラス基板24がワイピング位置に到達したことをセンサ(図示省略)によって検出すると、巻取ロール185がワイピングクロス186の巻取を開始するため、ガラス基板24は常に供給ロール184から供給される清潔なワイピングクロス186によって拭き取られる。この結果、ワイピングによるガラス基板24の汚損を防止することが可能になる。ここでは、ワイピング位置においてワイピングクロス186がガラス基板24の搬送方向とは逆方向に進行するように供給ロール184および巻取ロール185を配置することで、ワイピングクロス186によるワイピング効率の向上を図っているが、この構成に限定されることはない。
As shown in FIG. 3B, the wiping
この実施形態では、エッチング処理およびワイピング処理を別々の部屋にて行っているが、これらの処理を同じ部屋にて実行することも可能である。この場合、同一の部屋内にて、1または複数のエッチングユニットおよびワイピングユニットを所望の間隔を設けて配置すると良い。エッチングユニットは、図2(A)〜図2(C)に記載される構成と同様のもので良く、またワイピングユニットについても図3(A)および図3(B)に記載される構成と同様のもので良い。 In this embodiment, the etching process and the wiping process are performed in separate rooms, but it is also possible to execute these processes in the same room. In this case, it is preferable to arrange one or a plurality of etching units and wiping units at a desired interval in the same room. The etching unit may be the same as the configuration described in FIGS. 2A to 2C, and the wiping unit is the same as the configuration described in FIGS. 3A and 3B. Good ones.
ワイピング室18の下流には洗浄室20が配置されており、ワイピングされたガラス基板24は洗浄室20に案内される。洗浄室20は、ガラス基板24を水洗いするための水洗シャワーノズル202およびガラス基板24の水切りを行うためのエアナイフ204を備えており、必要に応じて、ガラス基板24は洗浄室20において水洗いされる。なお、洗浄室20において、水ではなく洗浄液を用いた洗浄が必要な場合には、適宜、そのような洗浄を行うようにすると良い。
A cleaning
排出部22は、搬送路の最下流に配置されており、上方が開放するように構成される。エッチング装置10内にてエッチング処理およびワイピング処理が施されたガラス基板24は、排出部22まで搬送され、搬送ローラ26の上からオペレータまたはロボットによって回収される。
The
以上の実施形態によれば、連続的にガラス基板24の表面に対するエッチング処理を行うことが可能なる。例えば、ガラス基板24の表面に凹凸を形成して防眩(アンチ・グレア[AG])加工を施す場合に好適にエッチング装置10を用いることが可能である。さらに、増粘エッチング液を利用することにより、ガラス基板24上にてエッチング液が流動したり飛び跳ねたりすることが起こりにくいため、エッチング装置10の内部がエッチング液やスラッジ等によって汚損されることを防止可能となる。
According to the above embodiment, it becomes possible to perform the etching process with respect to the surface of the
続いて、図4を用いて、エッチング装置の他の例を説明する。上述のエッチング装置10では、片面のみにエッチング処理を行うため、前処理室14や洗浄室20でもガラス基板24の片面のみを処理していたが、図4に示すように、必要に応じてガラス基板24の両面に対して処理するようにしても良い。図4では、塗布ロール164を用いたロールコーティング方式にてガラス基板24にエッチング処理をし、ガラス基板24の両面に対して前処理および洗浄処理を行う例を示している。
Next, another example of the etching apparatus will be described with reference to FIG. In the
さらに、図5(A)および図5(B)を用いて、エッチング装置のさらに別の例を説明する。図5(A)および図5(B)に記載の構成では、スロットダイ166を用いたダイコーティング方式が採用されている。ここでは、ガラス基板24の両面にエッチング液を塗布してガラス基板24の両面同時に処理する例を示している。両面に対するエッチング処理の場合、ガラス基板24の凹凸形成加工に加えて、ガラス基板24の薄型化を図ることも可能である。ただし、ガラス基板24に流動しない増粘エッチング液を長時間接触させておくと、エッチング効率が悪くなるだけでなく、ガラス基板24の表面異常(突起発生等)が生じる可能性があるため、増粘エッチング液はこまめにワイピングユニットによって拭き取り、また新しい増粘エッチング液を塗布することが好ましい。
Further, another example of the etching apparatus will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. In the configuration shown in FIGS. 5A and 5B, a die coating method using a slot die 166 is employed. Here, an example in which an etching solution is applied to both surfaces of the
エッチングするべき板厚が増えると図5(A)に示すエッチング装置によって繰り返しガラス基板24を処理する必要が生じ得る。このため、図5(B)に示す構成例のように、ガラス基板24が自動的にエッチング室およびワイピング室を繰り返し通過する構成を採用するようにしても良い。このような構成を採用すれば、ガラス基板24を薄型化するときであっても、装置内部の汚損を防止し、かつ、廃液量を低減することが可能になる。
When the plate thickness to be etched increases, it may be necessary to repeatedly process the
なお、上述の実施形態では、増粘エッチング液を塗布したガラス基板において析出物により突起等が発生することを防止するために、増粘エッチング液を塗布してはすぐに除去するようにしているが、ガラス基板の表面積を増加させたい場合にはこの限りではない。例えば、増粘エッチング液をガラス基板に塗布して析出物を発生させた上で増粘エッチング液のみワイピングクロスで吸収するようにすれば、ポーラスガラス状の表面積が大きいガラス基板を生成することが可能になる。このようなポーラスガラス状のガラス基板を生成することにより、静電吸着型のフィルタ部材として利用することが可能になる。 In the above-described embodiment, in order to prevent the occurrence of protrusions or the like due to precipitates on the glass substrate coated with the thickening etchant, the thickening etchant is applied and removed immediately. However, this is not the case when it is desired to increase the surface area of the glass substrate. For example, if a thickened etching solution is applied to a glass substrate to generate precipitates and then only the thickened etching solution is absorbed by the wiping cloth, a glass substrate having a large porous glass surface area may be generated. It becomes possible. By generating such a porous glass-like glass substrate, it can be used as an electrostatic adsorption type filter member.
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10−エッチング装置
12−導入部
14−前処理室
16−エッチング室
18−ワイピング室
20−洗浄室
22−排出部
24−ガラス基板
26−搬送ローラ
180−ワイピングユニット
10-Etching apparatus 12-Introducing section 14-Pretreatment chamber 16-Etching chamber 18-Wiping chamber 20-Cleaning chamber 22-Discharging unit 24-Glass substrate 26-Conveying roller 180-Wiping unit
Claims (4)
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して増粘された増粘エッチング液を塗布するように構成されたエッチング手段と、
前記搬送路における前記エッチング手段の下流に配置され、ガラス基板に塗布された増粘エッチング液をワイピングするワイピング手段と、
を少なくとも備えたエッチング装置。 A conveyance path capable of continuously conveying a glass substrate;
Etching means configured to apply a thickened etching solution to the glass substrate transported along the transport path;
A wiping means disposed downstream of the etching means in the transport path and wiping the thickened etching solution applied to the glass substrate;
An etching apparatus comprising at least
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Cited By (1)
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CN106373879A (en) * | 2016-10-14 | 2017-02-01 | 华南理工大学 | Corrosion equipment for copper clad plate |
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2014
- 2014-09-05 JP JP2014181107A patent/JP2016056032A/en active Pending
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