JP2019011242A5

JP2019011242A5 - スクライビング装置、ガラス素板、ガラス素板の製造方法、およびガラス基板の製造方法

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Publication number: JP2019011242A5
Application number: JP2018148523A
Authority: JP
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2036-12-28

Description

本発明は、スクライビング装置、ガラス素板、ガラス素板の製造方法、およびガラス基板の製造方法に関する。

本発明は、ガラス素板の加工効率を高めてガラス基板の生産効率を高くすることができるスクライビング装置、ガラス素板、ガラス素板の製造方法、およびガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

（１）
板状のガラス素板から円環状のガラス素板を形成するために、前記板状のガラス素板の主表面に外側切筋および内側切筋を形成するスクライビング装置であって、
第１の円形刃を備え、前記板状のガラス素板の主表面に対して前記第１の円形刃を押圧しながら、前記主表面に沿って前記第１の円形刃を第１の回転半径で前記板状のガラス素板と相対的に回転移動させることにより前記外側切筋を形成する第１カッターホイールと、
第２の円形刃を備え、前記板状のガラス素板の主表面に対して前記第２の円形刃を押圧しながら、前記主表面に沿って前記第２の円形刃を前記第１の回転半径よりも小さい第２の回転半径で前記板状のガラス素板と相対的に回転移動させることにより前記内側切筋を形成する第２カッターホイールと、を有し、
前記第１の円形刃の切刃稜には、複数の第１切り欠きが周方向に第１の間隔を空けて設けられ、
前記第２の円形刃の切刃稜には、複数の第２切り欠きが周方向に第２の間隔を空けて設けられ、
前記第１の間隔は、前記第２の間隔よりも小さい、ことを特徴とするスクライビング装置。
前記第１の間隔は、５〜４０μｍであることが好ましい。また、前記第２の間隔は、１０〜８０μｍであることが好ましい。
また、前記第１切り欠きの最大深さは、３〜１５μｍであることが好ましい。
前記外側切筋および前記内側切筋は、別々に形成することもできるが、同時に形成することで生産性や同心度が向上することが可能となる。
前記第１，２の円形刃の切り欠きの周方向の間隔、長さおよび深さは、前記第１，２の円形刃の回転半径に応じて適宜選択できる。円形刃の回転半径が大きくなるほど、切り欠きの間隔を小さく、切り欠きの長さを長く、切り欠きの深さを深くすることが好ましい。

（２）
前記第１切り欠きの周方向の長さは、前記第２切り欠きの周方向の長さよりも長い、（１）に記載のスクライビング装置。
前記第１切り欠きの周方向の長さは、例えば５〜６０μｍである。

（３）
前記第１切り欠きの周方向の長さは前記第１の間隔よりも長い、（１）又は（２）に記載のスクライビング装置。

（４）
前記第１の円形刃の切刃稜は、前記第１の円形刃の切刃稜線を包含する第１平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第１内側傾斜面と、前記第１平面に対して前記回転中心と反対側の第１外側傾斜面とにより形成され、
前記第２の円形刃の切刃稜は、前記第２の円形刃の切刃稜線を包含する第２平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第２内側傾斜面と、前記第２平面に対して前記回転中心と反対側の第２外側傾斜面とにより形成され、
前記第１内側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθi1、
前記第１外側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθo1、
前記第２内側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθi2、
前記第２外側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθo2、
θi1−θo1＝Δθ1、
θi2−θo2＝Δθ2、と定義したときに、
前記第１の円形刃及び前記第２の円形刃は、
Δθ2＞０、かつ
Δθ1＜Δθ2
の関係を満たし、
前記第１カッターホイール及び前記第２カッターホイールは、前記第１平面の前記主表面となす角度が前記第２平面の前記主表面となす角度と同一となるように、前記第１の円形刃と前記第２の円形刃を前記主表面に接触させる、（１）〜（３）のいずれか１つに記載のスクライビング装置。

（５）
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面は、それぞれ割断面を含み、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μｍ以下であり、
前記ガラス素板は、第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μｍ以下であることを特徴とする、ガラス素板。

（６）
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面は、それぞれ割断面を含み、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下であり、
前記ガラス素板の材料は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、及びボロシリケートガラスのうちいずれか１つであることを特徴とする、ガラス素板。
（７）
前記ガラス素板は、第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μｍ以下である、（６）に記載のガラス素板。
（８）
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μm以下であり、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下である、ことを特徴とするガラス素板。
（９）
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μm以下であり、
前記ガラス素板の材料は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、及びボロシリケートガラスのいずれか１つである、ことを特徴とするガラス素板。
（１０）
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下である、（９）に記載のガラス素板。

（１１）
板状のガラス素板から円環状のガラス素板を形成するために、前記板状のガラス素板の主表面に外側切筋および内側切筋を形成するスクライビング装置であって、
第１の円形刃を備え、前記第１の円形刃を、板状のガラス素板の一方の主表面に接触させ前記主表面と一つの回転中心の回りに相対的に回転移動させることで、前記第１の円形刃により円形の外側切筋を前記主表面に形成する第１カッターホイールと、
第２の円形刃を備え、前記第２の円形刃を、前記主表面に接触させ前記第１の円形刃とともに前記主表面と前記回転中心の回りに相対的に回転移動させることで、前記第２の円形刃により前記外側切筋よりも半径が小さい円形の内側切筋を前記主表面に形成する第２カッターホイールと、を有し、
前記第１の円形刃の切刃稜は、前記第１の円形刃の切刃稜線を包含する第１平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第１内側傾斜面と、前記第１平面に対して前記回転中心と反対側の第１外側傾斜面とにより形成され、
前記第２の円形刃の切刃稜は、前記第２の円形刃の切刃稜線を包含する第２平面よりも前記第２の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第２内側傾斜面と、前記第２平面に対して前記回転中心と反対側の第２外側傾斜面とにより形成され、
前記第１内側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθi1、
前記第１外側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθo1、
前記第２内側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθi2、
前記第２外側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθo2、
θi1−θo1＝Δθ1、
θi2−θo2＝Δθ2、と定義したときに、
前記第１の円形刃と前記第２の円形刃は、
Δθ2＞０、かつ
Δθ1＜Δθ2
の関係を満たし、
前記第１カッターホイール及び前記第２カッターホイールは、前記第１平面の前記主表面となす角度が前記第２平面の前記主表面となす角度と同一となるように、前記第１の円形刃と前記第２の円形刃を前記主表面に接触させる、ことを特徴とするスクライビング装置。

（１２）
θi1＜θi2である、（１１）に記載のスクライビング装置。
（１３）
θi1＋θo1＜θi2＋θo2である、（１１）又は（１２）に記載のスクライビング装置。

（１４）
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記円孔の半径は２０ｍｍ以下である、ことを特徴とするガラス素板。
（１５）
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記ガラス素板の線膨張係数は６５×１０ ^−７／℃以下である、ことを特徴とするガラス素板。
（１６）
前記内周端面と前記外周端面は前記主表面に対して垂直である、（１４）又は（１５）に記載のガラス素板。

（１７）
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記内周端面と前記外周端面は前記主表面に対して垂直である、ことを特徴とするガラス素板。

（１８）
前記ガラス素板の線膨張係数は６５×１０ ^−７／℃以下である、（１４）又は（１７）に記載のガラス素板。
（１９）
前記円孔の半径は２０ｍｍ以下である、（１５）又は（１７）に記載のガラス素板。

（２０）
前記ガラス素板の線膨張係数は５０×１０ ^−７／℃以下である、（１４）〜（１９）のいずれか一つに記載のガラス素板。

（２１）
（５）〜（１０）及び（１４）〜（２０）のいずれか１つに記載のガラス素板の端面を形状加工する処理を含む、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。

（２２）
前記ガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板である、（２１）に記載のガラス基板の製造方法。

（２３）
（１）〜（４）及び（１１）〜（１３）のいずれか１つに記載のスクライビング装置を用いて前記板状のガラス素板に前記外側切筋および前記内側切筋を形成する処理を含む、ことを特徴とする円環状のガラス素板の製造方法。

以下、本発明の実施形態に係るスクライビング装置、ガラス素板、ガラス素板の製造方法、およびガラス基板の製造方法について詳細に説明する。なお、本実施形態で用いるガラス基板は、磁気ディスク用ガラス基板に限定されず、種々の円環状のガラス基板に適用できる。また、本実施形態で一例として適用する磁気ディスク用ガラス基板のサイズは特に制限されるものではないが、例えば、公称２．５インチサイズ（外径の直径約６５ｍｍ、円孔の直径約２０ｍｍ）以上の磁気ディスク用ガラス基板の製造に好適である。なお、公称３．５インチサイズ（外径の直径約９５ｍｍ、円孔の直径約２５ｍｍ）以上になると、取代量低減効果がより大きくなるため、より好ましい。また、板厚に関しても特に制限されるものではないが、例えば０．４〜２．０ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板の製造に好適である。

本実施形態のうち第１の実施形態における外側カッターホイール３および内側カッターホイール４を、第２の実施形態の内容、すなわち、Δθ2＞０、かつΔθ1＜Δθ2の関係を満たすようにし、さらに、第１平面Ｐ１の主表面となす角度が第２平面Ｐ２の主表面となす角度と同一となるように外側カッターホイール３および内側カッターホイール４を配置して、円環状のガラス素板１０Ｂを切り出すスクライビング処理と割断処理を実施することも好ましい。なお、外周切筋１１及び内周切筋１２が第１主表面１５に対して垂直で形成される場合、後工程において取代を最も減らすことができるので特に好ましい。

以上、本発明のスクライビング装置、ガラス素板、ガラス素板の製造方法、およびガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

Claims

板状のガラス素板から円環状のガラス素板を形成するために、前記板状のガラス素板の主表面に外側切筋および内側切筋を形成するスクライビング装置であって、
第１の円形刃を備え、前記板状のガラス素板の主表面に対して前記第１の円形刃を押圧しながら、前記主表面に沿って前記第１の円形刃を第１の回転半径で前記板状のガラス素板と相対的に回転移動させることにより前記外側切筋を形成する第１カッターホイールと、
第２の円形刃を備え、前記板状のガラス素板の主表面に対して前記第２の円形刃を押圧しながら、前記主表面に沿って前記第２の円形刃を前記第１の回転半径よりも小さい第２の回転半径で前記板状のガラス素板と相対的に回転移動させることにより前記内側切筋を形成する第２カッターホイールと、を有し、
前記第１の円形刃の切刃稜には、複数の第１切り欠きが周方向に第１の間隔を空けて設けられ、
前記第２の円形刃の切刃稜には、複数の第２切り欠きが周方向に第２の間隔を空けて設けられ、
前記第１の間隔は、前記第２の間隔よりも小さい、ことを特徴とするスクライビング装置。
前記第１切り欠きの周方向の長さは、前記第２切り欠きの周方向の長さよりも長い、請求項１に記載のスクライビング装置。
前記第１切り欠きの周方向の長さは前記第１の間隔よりも長い、請求項１又は２に記載のスクライビング装置。
前記第１の円形刃の切刃稜は、前記第１の円形刃の切刃稜線を包含する第１平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第１内側傾斜面と、前記第１平面に対して前記回転中心と反対側の第１外側傾斜面とにより形成され、
前記第２の円形刃の切刃稜は、前記第２の円形刃の切刃稜線を包含する第２平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第２内側傾斜面と、前記第２平面に対して前記回転中心と反対側の第２外側傾斜面とにより形成され、
前記第１内側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθi1、
前記第１外側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθo1、
前記第２内側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθi2、
前記第２外側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθo2、
θi1−θo1＝Δθ1、
θi2−θo2＝Δθ2、と定義したときに、
前記第１の円形刃及び前記第２の円形刃は、
Δθ2＞０、かつ
Δθ1＜Δθ2
の関係を満たし、
前記第１カッターホイール及び前記第２カッターホイールは、前記第１平面の前記主表面となす角度が前記第２平面の前記主表面となす角度と同一となるように、前記第１の円形刃と前記第２の円形刃を前記主表面に接触させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクライビング装置。
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面は、それぞれ割断面を含み、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μｍ以下であり、
前記ガラス素板は、第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μｍ以下であることを特徴とする、ガラス素板。
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面は、それぞれ割断面を含み、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下であり、
前記ガラス素板の材料は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、及びボロシリケートガラスのうちいずれか１つであることを特徴とする、ガラス素板。
前記ガラス素板は、第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μｍ以下である、請求項６に記載のガラス素板。
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μm以下であり、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下である、ことを特徴とするガラス素板。
円環状のガラス基板の素となる円環状のガラス素板であって、
第１主表面および前記第１主表面と反対側の第２主表面を有し、
前記第１主表面の外周形状の真円度と、前記第２主表面の外周形状の真円度との差は、１００μm以下であり、
前記ガラス素板の材料は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、及びボロシリケートガラスのいずれか１つである、ことを特徴とするガラス素板。
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面とを有し、
前記内周端面と前記外周端面との同心度は、１５μm以下である、請求項９に記載のガラス素板。
板状のガラス素板から円環状のガラス素板を形成するために、前記板状のガラス素板の主表面に外側切筋および内側切筋を形成するスクライビング装置であって、
第１の円形刃を備え、前記第１の円形刃を、板状のガラス素板の一方の主表面に接触させ前記主表面と一つの回転中心の回りに相対的に回転移動させることで、前記第１の円形刃により円形の外側切筋を前記主表面に形成する第１カッターホイールと、
第２の円形刃を備え、前記第２の円形刃を、前記主表面に接触させ前記第１の円形刃とともに前記主表面と前記回転中心の回りに相対的に回転移動させることで、前記第２の円形刃により前記外側切筋よりも半径が小さい円形の内側切筋を前記主表面に形成する第２カッターホイールと、を有し、
前記第１の円形刃の切刃稜は、前記第１の円形刃の切刃稜線を包含する第１平面よりも前記第１の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第１内側傾斜面と、前記第１平面に対して前記回転中心と反対側の第１外側傾斜面とにより形成され、
前記第２の円形刃の切刃稜は、前記第２の円形刃の切刃稜線を包含する第２平面よりも前記第２の円形刃が回転移動するときの回転中心側の第２内側傾斜面と、前記第２平面に対して前記回転中心と反対側の第２外側傾斜面とにより形成され、
前記第１内側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθi1、
前記第１外側傾斜面の前記第１平面とのなす角をθo1、
前記第２内側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθi2、
前記第２外側傾斜面の前記第２平面とのなす角をθo2、
θi1−θo1＝Δθ1、
θi2−θo2＝Δθ2、と定義したときに、
前記第１の円形刃と前記第２の円形刃は、
Δθ2＞０、かつ
Δθ1＜Δθ2
の関係を満たし、
前記第１カッターホイール及び前記第２カッターホイールは、前記第１平面の前記主表面となす角度が前記第２平面の前記主表面となす角度と同一となるように、前記第１の円形刃と前記第２の円形刃を前記主表面に接触させる、ことを特徴とするスクライビング装置。
θi1＜θi2である、請求項１１に記載のスクライビング装置。
θi1＋θo1＜θi2＋θo2である、請求項１１又は１２に記載のスクライビング装置。
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記円孔の半径は２０ｍｍ以下である、ことを特徴とするガラス素板。
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記ガラス素板の線膨張係数は６５×１０ ^−７／℃以下である、ことを特徴とするガラス素板。
前記内周端面と前記外周端面は前記主表面に対して垂直である、請求項１４又は１５に記載のガラス素板。
円環状のガラス素板であって、
前記ガラス素板は、中心部に円孔からなる内周端面と、外周端面と、を有し、
前記内周端面と前記外周端面はそれぞれ割断面を含み、断面視において、前記内周端面と前記外周端面それぞれの主表面に対する角度の差が１０°以下であり、
前記内周端面と前記外周端面は前記主表面に対して垂直である、ことを特徴とするガラス素板。
前記ガラス素板の線膨張係数は６５×１０ ^−７／℃以下である、請求項１４又は１７に記載のガラス素板。
前記円孔の半径は２０ｍｍ以下である、請求項１５又は１７に記載のガラス素板。
前記ガラス素板の線膨張係数は５０×１０ ^−７／℃以下である、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載のガラス素板。
請求項５〜１０及び請求項１４〜２０のいずれか一項に記載のガラス素板の端面を形状加工する処理を含む、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
前記ガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板である、請求項２１に記載のガラス基板の製造方法。
請求項１〜４及び請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のスクライビング装置を用いて前記板状のガラス素板に前記外側切筋および前記内側切筋を形成する処理を含む、ことを特徴とする円環状のガラス素板の製造方法。