KR101562770B1 - 강화유리의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

제품 유리의 품질을 확보하면서 제품 유리 1 매의 생산에 소요되는 시간을 극력 단축시킬 수 있는 강화유리의 가공 방법을 제공한다. 가공구(8)를 회전시키면서 가진시킨 상태 하에서 가공구(8)로 화학 강화유리(1)로서의 적층 블록(1a)에 대하여 가공을 행하는 강화유리의 가공 방법으로서, 적층 블록(1a)에 대한 가공구(8)의 가공에 앞서, 화학 강화유리로서의 적층체(1A)로부터 적층 블록(1a)을, 다이싱 블레이드(84)를 사용하여 절출하고, 적층 블록(1a)에 대한 가공구(8)의 가공시에 적층 블록(1a)의 외주면에 대한 마무리 가공까지도 행한다.

Description

강화유리의 가공 방법{STRENGTHENED GLASS PROCESSING METHOD}

본 발명은, 강화유리의 가공 방법에 관한 것이다.

휴대단말, 태블릿, 터치 패널, PDA(Personal Digital Assistant) 등의 표시 장치에는, 일반적으로 화학 강화된 강화유리가 사용되고 있다. 이 강화유리는, 유리 모재의 표면측에 표면 강화층(화학 강화층)이 마련된 구성으로 되어 있고, 이에 근거하여, 강화유리는, 박판화를 도모하면서 휨 응력, 충격에 대하여 고강도를 나타내고 있다.

이와 같은 강화유리의 가공 방법으로서는, 표면 강화층의 두께가 일정 두께 이상으로서 표면 압축 응력이 소정치 이상인 것(예를 들어, 표면 강화층 40 ㎛ 이상, 표면 압축 응력 600 MPa 이상인 것)에 관해서는, 그 가공이 용이하지 않기 때문에, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 가공해야 하는 강화유리로서, 표면 강화층을 30 ㎛ 이하로 하는 동시에 표면 압축 응력을 600 MPa 이하로 한 것을 준비하고, 그것에 대하여 기존의 절단 방법(레이저 가공 등)을 사용하는 것이나, 특허문헌 2에 나타내는 바와 같이, 강화유리(표면 강화층 40 ㎛ 이상, 표면 압축 응력 600 MPa 이상)에 있어서, 그 절단 예정 개소의 가공 강도를 약해지도록 표면 강화층의 일부를 미리 제거한 상태로서 이 표면 강화층에 절단 예정홈을 형성하고, 그 절단 예정홈을 레이저 등에 의하여 절단하는 것이 제안되어 있다.

그러나 특허문헌 1에 있어서는, 강화유리의 가공성만이 중요시되고, 그 특허문헌 1에 따른 방법으로서는, 요즈음에 요구되고 있는 더 이상의 박판화와 더 이상의 강도화를 만족시킬 수 없다.

또한, 특허문헌 2에 있어서는, 표면 강화층에 절단 예정홈을 형성해야 하고, 공정수가 증가될 뿐만 아니라, 그 절단 예정홈은 직선형상으로밖에 형성할 수 없으며, 강화유리에 대한 가공이 제한적인 것으로 되어 있다.

이와 같은 상황 하에서, 본건 발명자는, 가공 방법으로서, 지금까지 상기 강화유리를 가공하는 것은 곤란하다고 인식되어 온 가공구를 가진시키면서 회전시키는 가공 방법에 착목하고, 그 가공 방법에 있어서, 강화유리 그 자체를 적확하게 가공할 수 있는 조건을 비로소 찾아내었다.

그런데, 제품으로서의 제품 유리는, 구체적으로는, 강화유리로 이루어지는 대형 기판으로부터 제품 형상의 복수 개의 제품용 소판(素板)을 절출(切出)하고, 그 절출한 각 제품용 소판에 구멍 가공 등의 가공을 행함으로써 형성된다.

일본국 특개 2004-83378호 공보 일본국 특개 2012-31018호 공보

그러나, 상기한 바와 같이, 대형 기판으로부터의 복수 개의 제품용 소판을 절출하고, 그 절출한 각 제품용 소판에 대한 구멍 가공 등의 가공을, 가공구를 회전시키면서 가진시키는 가공 방법으로서, 그 모든 것에 대하여 행한 경우에는, 제품으로서 적절한 것을 얻을 수 있기는 하되, 제품 유리 1 매의 생산에 소요되는 시간(평균 싸이클 타임(시간/개))에 대해서는 반드시 짧은 것이라고는 할 수 없다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 제품 유리의 품질을 확보하면서 제품 유리 1 매의 생산에 소요되는 시간을 극력 단축시킬 수 있는 강화유리의 가공 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명(청구항 1에 따른 발명)에 있어서는, 가공구를 회전시키면서 가진시킨 상태 하에서, 그 가공구로써, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 제품용 소판에 대하여 가공을 행하는 강화유리의 가공 방법으로서,

상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공에 앞서, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 대형 기판으로부터 상기 제품용 소판을, 다이싱 블레이드를 사용한 절단 가공에 의하여 절출하고,

상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공시에, 그 제품용 소판의 외주면에 대한 마무리 가공까지를 행하는 구성으로 되어 있다. 이 청구항 1의 바람직한 양태로서는, 청구항 2 이하의 기재대로 된다.

본 발명(청구항 1에 따른 발명)에 의하면, 대형 기판으로부터 제품용 소판을, 다이싱 블레이드를 사용한 절단 가공에 의하여 절출하기 때문에, 회전하면서 가진하는 가공구를 사용하여 대형 기판으로부터 제품용 소판을 절출하는 경우보다도, 신속하게 제품용 소판의 절출 작업을 행할 수 있다. 그 한편, 가령, 절출된 제품용 소판의 외주면에 절단 가공에 의하여 치핑(chipping)이 발생하였다고 하더라도, 회전하면서 가진하는 가공구로서, 구멍 가공 등의 가공뿐만 아니라 제품용 소판의 외주면에 대한 마무리 가공까지를 행하여, 제품용 소판의 외주면의 보수를 적확하게 행할 수 있다. 특히, 마무리 가공은, 제품용 소판의 외주면을 포함하여 가공면에 대하여 본래 행해지는 것이고, 특별하게 행해지는 가공은 아니다. 이 때문에, 제품 유리의 품질을 확보하면서 제품 유리 1 매의 생산에 소요되는 시간을 극력 단축시킬 수 있다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 절단 가공용 베이스 테이블 상에 있어서, 복수 개의 개별 베이스가 극간을 두면서 정렬된 상태로 배치되고, 그 절단 가공용 베이스 테이블에 있어서의 서로 인접하는 각 개별 베이스 사이의 극간의 위쪽 영역에 있어서, 대형 기판을 다이싱 블레이드로 절단하기 때문에, 복수 개의 개별 베이스의 상면에 부착되어 있는 대형 기판으로부터 복수 개의 제품용 소판을 절출할 때에, 미리 파악되어 있는 개별 베이스의 크기, 절단 가공용 베이스 테이블에서의 개별 베이스의 피치 등의 정보에 근거하여, 단순한 절단 가공의 반복으로 할 수 있다. 이 때문에, 제품용 소판을 정확하게 절출 할 수 있는 동시에, 절단 가공 제어의 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 제품용 소판이 부착된 각 개별 베이스를 가공용 베이스 테이블에 유지하고, 다음으로, 가공용 베이스 테이블 상에 있어서의 각 개별 베이스 상의 제품용 소판에 대하여 가공구에 의하여 가공을 행하여, 각 개별 베이스 상에 제품 유리를 각각 형성하기 때문에, 이 경우도, 개별 베이스의 크기, 절단 가공용 베이스 테이블에서의 개별 베이스의 피치 등의 정보를 미리 파악할 수 있고, 가공구의 가공을 단순한 가공의 반복으로 할 수 있다. 이 때문에, 고성능, 고가인 카메라 시스템을 사용하지 않고도, 제품용 소판을 제품 유리에 정확하게 가공할 수 있는 동시에, 가공 제어의 단순화를 도모할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면, 대형 기판으로서, 프레임형상 모양군이 미리 인쇄되어 있다고 하더라도, 절단 가공용 베이스 테이블에 복수 개의 개별 베이스가 유지된 상태에 있어서, 그 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹친 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대한 복수 개의 위치 결정부의 배치 위치가, 조정용 베이스 테이블에서 위치 결정된 대형 기판(1)의 프레임형상 모양군에 대한 위치 결정 관여부의 배치 위치에 반영되어 있고, 조정용 베이스 테이블 상에 대형 기판을 재치하여, 그 대형 기판의 복수 개의 각 위치 맞춤 마크를 복수 개의 각 위치 맞춤부에 위치 맞춤하고, 그 상태 하에서, 이재(移載) 부재의 복수 개의 각 위치 결정 관계부와 복수 개의 각 위치 결정 관여부를 위치 결정한 상태로 유지하면서, 이재 부재를 조정용 베이스 테이블 상의 대형 기판에 부착하고, 그것을 절단 가공용 베이스 테이블로 운반하여, 이재 부재의 복수 개의 각 위치 결정 관계부와 절단 가공용 베이스 테이블 상의 복수 개의 각 위치 결정부를 위치 결정한 상태로 유지하면서, 이재 부재가 부착된 대형 기판을, 절단 가공용 베이스 테이블 상에 유지되는 복수 개의 개별 베이스에 부착하면, 대형 기판의 프레임형상 모양군을, 절단 가공용 베이스 테이블에 유지된 복수 개의 개별 베이스 상에 기울어지게 하는 일 없이 적합한 상태로 겹칠 수 있다. 이 때문에, 대형 기판으로부터 제품용 소판을 정확하게 절출할 수 있고, 이에 수반하여 불량품의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 대형 기판의 프레임형상 모양군을, 절단 가공용 베이스 테이블에 유지된 복수 개의 개별 베이스 상에 기울어지게 하는 일 없이 적합한 상태로 겹칠 때에, 대형 기판으로서는, 절단 가공용 베이스 테이블 상의 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹치는 프레임형상 모양군과, 그 프레임형상 모양군에 대하여 소정의 배치 관계를 가지는 복수 개의 위치 맞춤 마크를 갖고 있으면 되고, 절단 가공용 베이스 테이블로서는, 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹치는 대형 기판의 프레임형상의 모양군에 대하여 소정의 위치 관계를 이루는 복수 개의 위치 결정부를 갖고 있으면 되며, 조정용 베이스 테이블로서는, 대형 기판을 재치할 수 있는 재치면과, 재치면 상에 재치되는 대형 기판의 복수 개의 위치 맞춤 마크를 위치 맞춤하는 복수 개의 위치 맞춤부와, 복수 개의 각 위치 맞춤부에 복수 개의 각 위치 맞춤 마크를 위치 맞춤한 상태에 있어서, 그 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대한 위치 관계가, 절단 가공용 베이스에 있어서, 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹치는 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대한 복수 개의 위치 결정부의 위치 관계와 동일하게 되는 위치 결정 관여부를 갖고 있으면 되고, 이재 부재로서는, 복수 개의 위치 결정부 및 복수 개의 위치 결정 관여부에 대하여 위치 결정 관계를 성립시킬 수 있는 복수 개의 위치 결정 관계부를 가지고 있으면 된다. 이 때문에, 그 방법을 저렴한 부재를 사용하여 실시할 수 있다. 게다가, 카메라나 센서류 들과 같이 고장나는 일이 없어, 그 방법에 있어서는, 내구성이 높은 것을 사용할 수 있다.

청구항 4에 따른 발명에 의하면, 이재 부재를 대형 기판에 부착할 때에 접착제를 사용하기 때문에, 대형 기판에 대한 이재 부재의 접착 작업과, 이재 부재의 복수 개의 각 위치 결정 관계부와 조정용 베이스 테이블에 있어서의 복수 개의 각 위치 결정 관여부와의 위치 결정 작업을, 서로 저해하는 일 없이 동시에 행할 수 있어, 작업성을 높일 수 있다. 그 한편, 접착제에는, 접착 강도에 관하여, 다종류의 것이 있고, 또한, 접착 강도는 적절하게 조정이 가능하고, 접착제로서, 이재 부재와 대형 기판을 일정한 접착 강도로 일체화할 수 있는 한편, 작업자에 의한 외력의 부여에 의해 이재 부재와 대형 기판과의 접착을 벗겨낼 수 있는 것을 용이하게 선택할 수 있다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면, 대형 기판에 이재 부재를 접착하기 전에, 대형 기판에 커버 유리를 접착하고, 이재 부재를 커버 유리를 개재시켜 대형 기판에 접착하기 때문에, 이재 부재의 부착, 떼어냄에 수반하여, 가령, 오염, 손상 등이 발생한다고 하더라도, 그것을 커버 유리에 머물게 할 수 있어, 최종적인 제품 유리의 소재가 되는 대형 기판에 오염, 손상 등의 데미지를 주는 것을 방지할 수 있다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 대형 기판에 커버 유리를 접착할 때에 온수에 의해 용해되는 접착제를 사용하기 때문에, 가공 종료 후, 온수를 사용함으로써 제품 유리로부터 커버 유리를 외력을 가하는 일 없이 용이하게 벗겨낼 수 있다.

청구항 7에 따른 발명에 의하면, 대형 기판으로서, 복수 매의 대형 기판이 적층되어 각 대형 기판의 프레임형상 모양군이 합쳐진 적층체가 사용되고, 적층체를 형성할 때에, 적층체에 있어서의 각 대형 기판의 복수 개의 각 위치 맞춤 마크와 조정용 베이스 테이블에 있어서의 복수 개의 각 위치 맞춤부를 위치 맞춤하기 때문에, 각 대형 기판의 복수 개의 각 위치 맞춤 마크와 조정용 베이스 테이블에 있어서의 복수 개의 각 위치 맞춤부를 이용함으로써, 각 대형 기판의 프레임형상 모양군이 합쳐진 적층체를 적확하게 얻을 수 있다.

청구항 8에 따른 발명에 의하면, 조정용 베이스 테이블에 있어서의 각 위치 맞춤부가, 상하 방향으로 신장되는 축선 상에 배치되는 한 쌍의 검지 카메라에 의해 각각 구성되어 있기 때문에, 대형 기판 사이에 접착제가 사용되어, 대형 기판의 투명성이 저하된다고 하더라도, 동일 축선 상에 있어서의 하측, 상측의 검지 카메라에 의해 각 대형 기판의 위치 맞춤 마크를 순차, 적확하게 검지하여 위치 맞춤할 수 있다.

또한, 접착제가, 특정 조사광이 조사되지 않는 한, 경화되지 않기 때문에, 접착제의 경화 타이밍을 조정하여 각 대형 기판의 위치 맞춤 끼리의 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 9에 따른 발명에 의하면, 강화유리로서의 제품용 소판에 대한 가공구에 의한 가진을, 그 가공구의 진폭 및 진동수가 목표 진폭 및 목표 진동수에 각각 가까워지도록 피드백 제어하는 동시에, 그 목표 진폭 및 목표 진동수를, 그 제품용 소판의 가공에 수반되는 그 제품용 소판의 두께 방향 각 부분에 있어서 변화하는 값, 즉 가공 깊이에 따라 변화하는 값으로서 그 제품용 소판의 품질을 악화시키는 품질 악화 발생치의 범위에 속하지 않는 것으로 각각 설정하고, 게다가, 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서 0.3 msec 이하의 소정 샘플 주기를 사용하기 때문에, 제품용 소판이, 강도가 높은 표면 강화층을 가지는 강화유리(구체적으로는, 표면 강화층 40 ㎛ 이상, 표면 압축 응력 600 MPa 이상인 것)이더라도, 가공 진로 등의 제한을 받는 일 없이 자유롭게 가공을 행할 수 있는 한편, 가공구의 가진시에, 기본적으로 가공구의 진폭 및 진동수가 품질 악화 발생치의 범위에 속하지 않도록 할 수 있다.

게다가, 상기 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서 0.3 msec 이하의 소정 샘플 주기를 사용하기 때문에, 극히 빠른 타이밍으로 재수정을 도모할 수 있고, 가령 가공구의 진폭 또는 진동수가 품질 악화 발생치의 범위 내의 값이 되었다고 하더라도, 그 극히 빠른 타이밍으로 가공구의 진폭 및 진동수를 목표 진폭 및 목표 진동수(품질 악화 발생치의 범위 밖)로 각각 되돌릴 수 있다. 이 때문에, 화학 강화유리로서의 제품용 소판의 가공에 수반하여, 그 제품용 소판 내부의 인장 응력의 개방 등, 가공중의 미세한 상태 변화가 생긴다고 하더라도, 그것에 대응(추종)할 수가 있어, 가공 중에, 제품용 소판의 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생하는 것을 적확하게 억제할 수 있다. 그 결과, 제품용 소판의 가공을 간단하며 또한 확실하게 행할 수 있다.

따라서, 제품용 소판이, 표면 강화층을 가지고 강도가 높아진 화학 강화유리라도, 가공 자유도를 확보하면서 간단하며 또한 확실하게 행할 수 있다.

여기서, 상기 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서, 0.3 msec 이하의 소정 샘플 주기를 사용하고 있는 것은, 본건 발명자가 얻은 지견에 근거하여, 0.3 msec를 넘으면, 화학 강화유리로서의 제품용 소판 내부의 응력 변화에 추종할 수가 없어, 제품용 소판의 가공 정밀도가 저하(제품용 소판의 크랙, 소정 이상의 치핑의 발생) 될 가능성이 높아지기 때문이다.

도 1은 표면 강화층을 가지는 강화유리를 설명하는 설명도.
도 2는 실시 형태에 따른 초음파 진동 가공 장치를 나타내는 전체 구성도.
도 3은 실시 형태에 따른 초음파 진동 가공 장치에 있어서의 제어 관계를 설명하는 설명도.
도 4는 가공구의 목표 진폭 8 ㎛, 피드백의 샘플 주기(응답 속도) 0.2 msec 로 고정한 조건 하에서, 가공구의 목표 진동수를 변화시켰을 때의 실험 결과 (가공 실험 1의 실험 결과)를 나타내는 도면.
도 5는 가공구의 목표 진동수 63 kHz, 피드백 샘플 주기(응답 속도) 0.2 msec로 고정한 조건 하에서, 가공구의 목표 진폭을 변화시켰을 때의 실험 결과(가공 실험 2의 실험 결과)를 나타내는 도면.
도 6은 가공구의 목표 진폭 8 ㎛, 가공구의 목표 진동수를 63 kHz로 고정한 조건 하에서, 피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도)를 변화시켰을 때의 실험 결과(가공 실험 3의 실험 결과)를 나타내는 도면.
도 7은 피드백의 샘플 주기(응답 속도)와 가공 성공률과의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 가공 대상인 강화유리의 적층체를 설명하는 설명도.
도 9는 고정대 상에 강화유리의 적층체가 세트된 상태를 설명하는 설명도.
도 10은 강화유리의 적층체에 대한 절출 가공을 설명하는 설명도.
도 11은 적층 블록에 대한 장공(長孔), 각공(角孔)의 가공을 설명하는 설명도.
도 12는 적층 블록의 외주면 등에 대한 연삭 가공을 설명하는 설명도.
도 13은 휴대 단말용 보호 유리를 나타내는 도면.
도 14는 도 13의 A부를 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 15는 도 13의 B부를 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 16은 도 13의 C부를 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 17은 도 13의 D부를 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 18은 도 13의 E부를 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 19는 비교예에 따른 휴대 단말용 보호 유리에 있어서의 도 13의 A부에 상당하는 부분을 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 20은 비교예에 따른 휴대 단말용 보호 유리에 있어서의 도 13의 B부에 상당하는 부분을 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 21은 비교예에 따른 휴대 단말용 보호 유리에 있어서의 도 13의 C부에 상당하는 부분을 나타내는 확대 사진도 (배율: 270 배).
도 22는 비교예에 따른 휴대 단말용 보호 유리에 있어서의 도 13의 D부에 상당하는 부분을 나타내는 확대 사진도 (배율: 90 배).
도 23은 다른 실시 형태에 따른 공정을 나타내는 공정도.
도 24는 프레임 형상 모양군 및 얼라이먼트 마크가 인쇄된 대형 기판(화학 강화유리)를 나타내는 사시도.
도 25는 "커버 유리에 대한 인쇄 공정"을 설명하는 설명도.
도 26은 "접착제의 도포 공정"에 있어서 커버 유리에 접착제가 도포되어 있는 상태를 설명하는 설명도.
도 27은 "유리의 접합 및 접착제의 압연 공정"을 설명하는 설명도.
도 28은 "적층 위치 맞춤 및 접착제의 임시 경화 공정"을 설명하는 설명도.
도 29는 "접착제의 도포 공정"에 있어서 대형 기판에 접착제가 도포되어 있는 상태를 설명하는 설명도.
도 30은 적층체에 대한 "본격 경화 공정"을 설명하는 설명도.
도 31은 "이재 플레이트의 부착 공정"을 설명하는 설명도.
도 32는 지그 플레이트 및 그 지그 플레이트에 유지되어 있는 세트 지그를 나타내는 사시도.
도 33은 세트 지그의 이면을 나타내는 도면.
도 34는 절단 가공을 위하여 적층체가 이재 플레이트에 의하여 지그 플레이트로 이재된 상태를 설명하는 설명도.
도 35는 다이싱 블레이드에 의한 "절단 가공 공정"을 설명하는 설명도.
도 36은 다이싱 블레이드에 의한 "절단 가공 공정"을 종료하고, 지그 플레이트로부터, 적층 블록이 접착된 세트 지그의 일부가 꺼내어져 있는 상태를 나타내는 설명도.
도 37은 적층 블록이 접착된 세트 지그를 나타내는 사시도.
도 38은 초음파 진동 가공을 행하기 위하여, 적층 불록이 접착된 세트 지그를 가공용 지그 플레이트에 유지하고 있는 상태를 나타내는 설명도.
도 39는 "초음파 진동 가공 공정"을 설명하는 설명도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 근거하여 설명한다.

본 실시 형태의 설명에 있어서는, 가공 대상으로서의 강화유리, 그 강화유리를 가공하는 강화유리용 가공 장치로서의 초음파 진동 가공 장치, 그 초음파 진동 가공 장치를 사용한 강화유리의 가공 방법, 가공 품질의 비교 순서로 설명한다.

1. 강화유리

강화유리(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유리 모재(예를 들어, 알루미노 규산염 유리(Aluminosilicate glass))(2)의 표면측(이면측)에 표면 강화층(화학 강화층)(3)이 마련된 구성으로 되어 있다. 이 표면 강화층(3)에 의하여, 강화유리(1)는, 박판화를 도모하면서, 휨 응력, 충격에 대하여 고강도가 확보되게 되어 있다. 구체적으로는, 강화유리(1)로서는, 모재(2)의 두께 δ1이 0.7 mm 전후, 표면 강화층(3)의 두께 δ2가 40 μm 이상(현재의 시점에서 70 μm의 것이 개발되어 있는데, 물론 가공의 대상), 표면 압축 응력이 600 MPa ~ 700 MPa로 된 것이 대상으로 되어 있다. 물론, 강화유리(1) 뿐만 아니라 통상의 유리도, 초음파 진동 가공 장치의 가공 대상이 된다.

2. 초음파 진동 가공 장치

(1) 초음파 진동 가공 장치(4)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가공 장치 본체(5)를 구비하고 있다.

가공 장치 본체(5)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 비교적 장척인 유저(有底) 통형상의 하우징(6)과, 그 하우징(6) 내에 유지되는 가진 장치(가진 기구)(7)와, 그 가진 장치(7)에 부착되는 가공구(8)와, 그 가진 장치(7)를 회전 구동하는 회전 구동원으로서의 모터(9)를 가지고 있다.

(a) 상기 하우징(6)은, 그 축심 신장 방향을 상하 방향으로 향하면서 그 개구를 하측을 향한 상태로, 승강 장치(도 2에 있어서, 일부(하우징(6)에 대한 부착부)만 도시)(10)에 부착되어 있다. 승강 장치(10)는, 하우징(6)을 상하 방향으로 승강동시키는 동시에, 그 때의 승강 속도를 조정할 수 있는 기능을 가지고 있고(화살표 참조), 그 승강 장치(10)의 기능에 의하여, 하우징(6)은, 가공 시에 소정의 설정 속도(이송 속도)로 하강된다.

(b) 상기 가진 장치(7)는, 원주형상의 몸체부(body portion, 11)와, 그 몸체부(11)에 유지되어 초음파 진동을 발생시키는 원주형상의 초음파 진동발생 유닛(12)을 가지고 있다. 몸체부(11)는, 그 축심을 상하 방향을 향한 상태로 상기 하우징(6)의 내주면에 베어링(13)을 개재시켜 유지되어 있고, 그 베어링(13)에 의하여, 몸체부(11)는, 그 축심을 중심으로 하여 상대 회전 가능하게 또한 축심의 신장방향(상하 방향)으로 변위동(變位動) 불가능하게 되어 있다. 이 몸체부(11)의 상단부에는, 모터(9)의 구동축(9a)을 부착하기 위한 원통형상의 부착통부(14)가 형성되고, 그 몸체부(11)의 하단면에는 유지구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 초음파 진동발생 유닛(12)은, 몸체부(11) 하단면의 유지구멍에 유지되어 있다. 이 초음파 진동발생 유닛(12)은, 기존과 같이, 초음파 진동자, 진동 전달부, 증폭부가 직렬적으로 연결된 상태로 구성되어 있고, 이들은, 몸체부(11)의 유지구멍의 내부로부터 개구측을 향하여, 초음파 진동자, 진동 전달부, 증폭부의 순으로 배치되어 있다. 이중, 초음파 진동자는, 압전체와, 이것을 볼트 체결하는 금속 블록을 가지고, 압전체 사이, 및, 압전체와 금속 블록과의 사이에 전극(미도시)이 배치되어 있고, 이 전극 사이에 직류전압의 펄스 전압을 인가함으로써, 압전체에 종진동(縱振動)이 여진(勵振) 되게 되어 있다. 이 초음파 진동자는, 인가하는 직류전압인 펄스 전압의 주파수를 초음파 진동자의 공진 주파수로 설정하면, 공진현상에 의하여, 강력한 초음파 진동이 발생하게 되어 있다. 진동 전달부는, 초음파 진동자의 진동을 증폭부에 전달하는 기능을 가지고 있고, 증폭부는, 진동 전달부로부터 전달된 진동을 증폭하는 기능을 가지고 있다.

(c) 상기 가공구(8)는, 상기 초음파 진동 발생 유닛(12)의 진동에 의해 진동되게 하기 위하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 초음파 진동발생 유닛(12)의 축심 상에 있어서 그 증폭부에 연결되어 있다. 가공구(8)는, 강화유리(1)에 대하여 직접적으로 접촉하여 그 강화유리의 가공을 행하는 것이고, 본 실시 형태에 있어서는, 축 형상의 다이아몬드 연마석이 사용되고, 그 축 형상의 가공구(8)는 초음파 진동발생 유닛(12)으로부터 아래쪽을 향하여 신장되어 있다. 이 가공구(8)는, 가공 대상인 강화유리의 가공을 행하는 것뿐만 아니라, 그 강화유리의 압력 변동을 검출하는 센서로서도 기능한다.

(d) 상기 모터(9)는, 상기 하우징(6)의 저부(底部, 6a) 외면(상단면)에 부착되어 있다. 하우징(6)의 저부(6a)에는, 하우징(6) 내외를 관통시키는 관통구멍(15)이 형성되어 있고, 모터(9)의 구동축(9a)은, 그 관통구멍(15)을 관통하여 상기 몸체부(11)에 있어서의 부착통부(14)에 감합 유지(고정)되어 있다. 이것에 의해, 모터(9)의 구동력은, 몸체부(11), 초음파 진동발생 유닛(12)을 개재시켜 가공구(8)에 전달되고, 가공구(8)는, 그 축심을 중심으로 하여 회전할 수 있게 되어 있다.

(2) 초음파 진동 가공 장치(4)는, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 초음파 진동 발생 유닛(12)의 진폭, 진동수를 조정하는 초음파 발진기(가진 조정 수단)(16)을 구비하고 있다.

초음파 발진기(16)는, 입력 전기 신호(구체적으로는, 전압 또는 전류)를 조정하여 그 조정 전기 신호를 초음파 진동 발생 유닛(12)(초음파 진동자)에 부여하게 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 전류 일정(예를 들어 1 ~ 2 A의 소정치)하에서 전원으로부터의 입력 전압의 진폭, 진동수(주파수)가 조정되고, 그 조정된 전압 신호(예를 들어 300 ~ 400 V)가 초음파 진동 발생 유닛(12)(초음파 진동자)에 부여되게 된다. 물론 이 경우, 전압 신호 대신, 전압 일정 하에서, 전류 신호를 초음파 진동자에 부여하여도 좋다.

(3) 초음파 진동 가공 장치(4)는, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 초음파 발진기(16)(초음파 진동 발생 유닛(12)) 및 상기 모터(9)를 피드백 제어하는 제어수단으로서의 제어 유닛(U)을 구비하고 있다.

(ⅰ) 제어 유닛(U)에는, 초음파 발진기(16)로부터의 전압 신호(전압의 진폭, 주파수 신호), 모터(9)의 회전수 신호(전압 신호)가 입력되는 한편, 제어 유닛(U)으로부터는, 초음파 발진기(16), 모터(9)에 대하여 제어 신호가 각각 출력되게 되어 있다.

(ⅱ) 제어 유닛(U)은, 피드백 제어를 위한 목표치를 설정하기 위한 설정부(설정 수단)와, 설정부의 목표치와 제어 변수와의 편차에 근거하여 조작 변수를 판단하는 판단부(판단 수단)와, 판단부로부터의 조작 변수를 실행하기 위하여 제어 신호를 출력하는 실행 제어부(실행 제어수단)를 구비하고 있다.

(a) 설정부는, 본 실시 형태에 있어서는, 피드백 제어를 위한 목표치로서 초음파 진동 발생 유닛(12)(초음파 진동자)에 대한 입력 전압에 관하여, 목표 진폭, 목표 주파수가 설정되어 있고, 그것들에는, 강화유리의 가공에 수반되는 그 강화유리의 두께 방향 각 부분에 있어서 변화하는 값, 즉 가공 깊이에 따라 변화하는 값으로서 그 강화유리의 품질을 악화시키는 품질악화 발생치(크랙, 소정 이상의 치핑 등을 발생시키는 값)의 범위에 속하지 않는 것이 설정되어 있다. 강화유리의 가공에 수반되는 그 강화유리 내부의 인장 응력의 개방 등, 가공에 수반되는 강화유리 내부의 응력 변화를 고려하기 위해서이다. 또한, 모터(9)에 대한 입력 전류에 관해서는, 가공에 있어 효과적인 회전으로 하는 관점에서, 목표 전류가 설정되어 있다.

상기 초음파 진동 발생 유닛(12)에 대한 입력 전압의 목표 진폭으로서는, 최종적으로 가공구(8)의 진폭이 3 μm ~ 9 μm의 범위(품질악화 발생치의 범위에 속하지 않는 것)의 소정 진폭(바람직하게는 8 μm)이 되도록 설정되고, 가공구(8)의 진폭이 3 μm 미만 및 9 μm를 넘는 것에 대해서는, 품질악화 발생치의 범위로 되어 있다. 이 경우, 목표 진폭을, 가공구(8)의 최종적인 진폭에 있어서 3 μm ~ 9 μm의 범위로 하고 있는 것은, 본건 발명자가 얻은 지견에 근거하여, 3 μm 미만에서는, 가공 능력이 충분하지 않기 때문에(절삭설(切削屑) 등이 남아 절삭저항 등이 증대됨으로써) 강화유리에 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생하는 한편, 9 μm를 넘은 경우에는, 가공에 수반되는 강화유리 내부의 응력 변화에 추종할 수가 없으므로 강화유리에 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다.

상기 초음파 진동 발생 유닛(12)(초음파 진동자)에 대한 입력 전압의 목표 주파수로서는, 최종적으로 가공구(8)의 진동수가 60 kHz ~ 64 kHz 범위(품질악화 발생치의 범위에 속하지 않는 것)의 소정 진동수(바람직하게는 63 kHz)가 되도록 설정되고, 가공구(8)의 진동수가 60 kHz 미만 및 64 kHz를 넘는 것에 대해서는, 품질악화 발생치의 범위로 되어 있다. 이 경우, 목표 주파수를, 가공구(8)의 최종적인 진동수에 있어서 60 kHz ~ 64 kHz로 하고 있는 것은, 본건 발명자의 지견에 근거하여, 60 kHz 미만에서는, 가공 능력이 충분하지 않기 때문에 강화유리에 크랙, 소정이상의 치핑 등이 발생하는 한편, 64 kHz를 넘은 경우에는, 가공에 수반되는 강화유리 내부의 응력 변화에 추종할 수가 없으므로 강화유리에 크랙, 소정이상의 치핑 등이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다.

상기 모터(9)에 대한 목표 전류로서는, 최종적으로 가공구(8)의 회전수가 2000 rpm ~ 30000 rpm 범위의 소정 회전수(바람직하게는 5000 rpm)가 되도록 설정되어 있다. 이 경우, 가공구(8)의 회전수를 2000 rpm ~ 30000 rpm 범위로 하고 있는 것은, 2000 rpm 미만에서는, 강화유리에 대한 가공의 효과가 충분하지 않은 한편, 30000 rpm을 넘으면, 가공면에 대한 미끄럼 현상(가공저항 저하)이 생겨 가공의 효과가 저하되는 동시에, 내구성의 관점에서 문제를 일으키기 때문이다.

그리고 도 3중, 부호 18은, 설정부에 설정치를 입력하기 위한 설정치 입력부이다.

(b) 판단부는, 가공구(8)의 진폭에 관해서는, 초음파 발진기(16)로부터의 전압(반환 전압)의 진폭과 설정부의 목표 진폭과의 편차로부터 조작 변수를 판단하고, 가공구(8)의 진동수에 관해서는, 초음파 발진기(16)로부터의 전압(반환 전압)의 주파수와 설정부의 목표 주파수와의 편차로부터 조작 변수를 판단한다. 또한, 가공구(8)의 회전수에 관해서는, 모터(9)로부터의 전류 신호와 설정부의 목표 전류와의 편차로부터 조작 변수를 판단한다.

(c) 실행 제어부는, 상기 판단부로부터의 각 조작 변수를 제어신호로 하여 초음파 발진기(16) 및 모터(9)로 출력하게 되어 있다. 이것에 의해, 초음파 발진기(16)로부터의 출력전압(진폭, 주파수)이 조정되어서, 가공구(8)는, 소정의 상하 진폭으로 또한 소정 진동수가 되도록 피드백 제어되고, 모터(9)에 대해서도 그 회전수가 피드백 제어되어서, 가공구(8)는 소정 회전수로 유지되게 된다.

(iii) 제어 유닛(U)은, 피드백 제어를, 샘플 주기(응답 속도)를 0.3 msec 이하인 0.3 msec~0.2 msec 범위 내의 소정 샘플 주기(바람직하게는 0.2 msec)로써 행하게 하도록 설정되어 있다. 0.3 msec~0.2 msec 범위 내의 소정 샘플 주기로 하는 것은, 본건 발명자가 얻은 지견에 근거하여, 0.3 msec를 넘으면, 강화유리 가공중의 미세한 응력 변화에 추종할 수가 없어, 강화유리에 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다. 또한, 하한으로서 0.2 msec를 설정하고 있는 것은, 현재의 시점에서 얻을 수 있는 최하한이며, 그 값 미만의 샘플 주기로서 현실적으로는 피드백 제어를 행할 수 없기 때문이다. 향후, 0.2 msec 미만의 값의 것이 개발되면 보다 바람직하다.

이 때문에, 제어 유닛(U)에 있어서는, 피드백 제어의 샘플 주기의 고속화를 도모하기 위하여, 종전의 것에 비하여, 아날로그/디지털 변환 기능 및 CPU의 연산처리능력의 고속화를 도모할 수 있다. 이것에 의해, 구체적으로는, 가공구(8)의 진동수(주파수)가 80 kHz로 된 조건 하에서 샘플 주기를 0.2 msec로 한 경우에는, 부하변동에 대응하여 최적 환경에서 발진하기까지 강화유리에 부여되는 진동 충격을 16 회로 억제할 수 있다. 또한, 30 mm/min의 가공구(8)의 이송 속도 하에서, 0.2 msec의 샘플 주기로 발진환경을 최적화한 경우, 가공의 진행이 0.1 μm마다 피드백 제어가 행해지게 되어 가공중의 미세한 상태 변화(응력 변화)에 대응(추종)할 수 있게 된다.

이것에 대하여, 가공구(8)의 진동수(주파수)가 80 kHz인 조건 하에서는, 0.0000125 초(0.0125 ms)에 1 회, 강화유리에 대하여 진동 충격이 주어지게 되는데, 그 조건 하에서 샘플 주기(발진 응답 속도)를 10 msec로 한 경우(종전의 제어 유닛의 경우)에는, 부하 변동에 대응하여 최적 환경에서 발진하기까지 800 회의 진동 충격이 강화유리에 부여된다. 또한, 30 mm/min의 가공구(8)의 이송 속도 하에서, 10 msec의 샘플 주기로 발진 환경을 최적화한 경우에는, 가공의 진행이 5 μm로 되어 버린다. 이와 같은 5 μm는, 수십 μm의 표면 강화층에 대하여 상대적으로 과대한 값이고, 그 5 μm 마다의 응답으로는, 강화유리의 상태 변화에 추종할 수가 없다. 그 결과, 강화유리에 스트레스를 주면서 가공을 행하지 않으면 안 되게 되어, 강화유리에 크랙 등이 발생되어 버린다.

(iv) 제어의 목표치 등

상기 제어의 목표치 등은, 본건 발명자가 행한 하기 가공실험 1 내지 3에서 뒷받침되어 있다. 이 경우, 가공실험 1 내지 3은, 하기 공통 실험 조건 하에서 강화유리에 대하여 행하고, 그 평가는 하기 공통의 평가 기준에 근거하여 행하였다.

(a) 공통 실험 조건

가공 대상으로 한 강화유리

모재 재질: 알루미노규산염 유리

모재 두께 δ1: 0.70 mm

표면 강화층의 두께 δ2: 40 μm (0.04 mm)

표면 강화층의 압축 잔류 응력: 600 MPa ~ 700 MPa

가공구 (8)

가공 이송 속도: 60 mm/분

회전수: 5000 rpm

축 형상의 가공구 지름: 1.5 mm

가공구(8)의 입도(粒度): ＃600 번

(b) 공통의 평가 기준

×: 강화유리가 깨어짐

△: 치핑 100~150 μm (가공할 수 있으나 품질이 나쁜 상태)

○: 치핑 30 μm이하 (가공, 품질 모두 좋은 상태)

(c) 가공실험 1

(c-1) 1 매의 강화유리에 대한 가공구(8)의 양호한 진동수를 얻기 위하여 전압을 조정함으로써, 가공구(8)의 목표 진폭: 8 μm, 피드백의 샘플 주기(응답 속도): 0.2 msec로 고정한 조건 하에서, 가공구(8)의 목표 진동수(목표 주파수)를 변화시키는 실험을 행하였다.

(c-2) 가공실험 1의 결과, 도 4에 나타내는 내용이 얻어졌다. 그 도 4에 나타내는 내용에 의하면, 가공구(8)의 목표 진동수는, 60 kHz ~ 64 kHz(특히 63 kHz)가 바람직한 것(60 kHz 미만, 64 kHz를 넘는 것이 품질악화 발생치의 범위인 것)이 판명되었다.

(d) 가공실험 2

(d-1) 1 매의 강화유리에 대한 가공구(8)의 양호한 목표 진폭을 얻기 위하여 전압을 조정함으로써, 가공구(8)의 목표 주파수: 63 kHz, 피드백의 샘플 주기(응답 속도): 0.2 msec로 고정한 조건 하에서, 가공구(8)의 목표 진폭을 변화시키는 실험을 행하였다.

(d-2) 가공실험 2의 결과, 도 5에 나타내는 내용이 얻어졌다. 그 도 5에 나타내는 내용에 의하면, 가공구(8)의 진폭은, 3 μm ~ 9 μm(특히 8 μm)가 바람직한 것(3 μm 미만, 9 μm를 넘는 것이 품질악화 발생치의 범위인 것)이 판명되었다.

(e) 가공실험 3

(e-1) 가공중에 미세한 상태 변화를 일으키는 강화유리에 있어서, 그 가공의 피드백 제어의 샘플 주기가 중요한 것에 착목하여, 가공구(8)의 목표 진폭: 8 μm, 가공구(8)의 목표 주파수: 63 kHz로 고정한 조건 하에서, 피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도)를 변화시키는 실험을 행하였다.

(e-2) 가공실험 3의 결과, 도 6에 나타내는 내용이 얻어졌다. 그 도 6에 나타내는 내용에 의하면, 피드백 제어의 샘플 주기는, 0.3 msec 이하(특히 0.2 msec)가 바람직한 것이 판명되었다. 그리고 하한치(0.2 msec)는, 현재 개발되어 있는 한계치이다.

(e-3) 도 7은, 피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도)와 가공 성공률과의 관계를 나타내는 것이다. 이 도 7에 의하면, 응답 속도가 작아질수록 가공 성공률이 높아지는 것을 나타내고, 특히 0.5 ms이하에 있어서는, 급격한 상승세로 가공 성공률이 높아졌다. 그리고 가공 성공의 평가는, 앞에서 설명한 평가(○)와 같고, 도 6에 있어서는, 가공 성공률 87 % 이상인 것에 대하여 「○」로 평가하였다.

3. 다음으로, 실시 형태에 따른 강화유리의 가공 방법의 일례를, 상기 제어 유닛(U)의 제어 내용과 함께 설명한다.

(1) 먼저, 도 8에 나타내는 바와 같이, 표면 강화층(3)을 가지는 강화유리(구체적으로는, 모재 두께 0.7 mm, 표면 강화층의 두께 40 μm이상, 표면 압축 응력 600 MPa 이상인 것)(1)가 대형 기판으로 된 것을 준비한다. 휴대단말, 태블릿 등의 보호용 유리를 작성할 수 있도록, 대형 기판으로부터 소정형상의 것을 절출하기 위해서이다. 본 실시 형태에 있어서는, 생산 효율을 높이기 위하여, 복수 매(예를 들어 12 매)의 대형 기판(강화유리(1))을 접착제(20)(접착층 80 μm ~ 100 μm)에 의하여 적층상태로 접착한 적층체(적층 유리군)(1A)가 준비된다. 이 경우, 접착제(20)로서는, UV경화 접착제 등, 자외선에 의하여 경화되고, 그것이 온수에 의하여 용해되는 것이 바람직하다. 신속하게 접착제를 경화시키고, 이후, 최종적으로, 절출된 각 강화유리를 벗길 필요가 있기 때문이다. 이 경우, 적층체(1A)의 최 외표면(표면, 이면)을 구성하는 유리(1n)에 대해서는, 강화유리가 아닌 코스트가 저렴한 통상의 유리를 사용하여도 좋다. 적층체(1A)의 최 외표면은, 치핑이 특히 생기기 쉬운 경향이 있기 때문이다. 또한, 모재 두께 0.5 mm의 대형 기판(강화유리(1))에 대해서는, 그것을 16 매 접착한 적층체(1A)를 준비하여도 좋다.

(2) 다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 적층체(1A)를 두꺼운 판형상의 고정대(固定台, 21)에 세트한다. 이 고정대(21)에는, 상면에 복수 개의 홈(도시 생략)이 형성되어 있는 한편, 그 각 홈에 연속되어 있는 연통구멍(22)이 고정대(21)의 내부를 거쳐 그 측면으로부터 개구되어 있다. 이 각 연통구멍(22)에는, 도시를 생략한 흡인 장치(도시 생략)가 접속되게 되어 있고, 고정대(21) 위쪽 측의 공기가 고정대(21) 상면의 홈, 연통구멍(22)을 개재시켜 흡인되게 되어 있다. 이것에 의해, 고정대(21) 상에 세트 된 적층체(1A)는, 이 흡인 작용에 근거하여 고정대(21)에 고정된다.

(3) 다음으로, 도 10에 나타내는 바와 같이, 앞에서 설명한 초음파 진동 가공장치(4)를 사용함으로써, 상기 적층체(1A)로부터 휴대단말용 보호유리 크기의 것(적층 블록(1a))을 복수 개 절출하는 동시에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 그 각 적층 블록(1a)에 대하여 장공(23), 각공(24)을 형성하기 위하여, 연삭가공을 행한다. 그리고 적층체(1A)로부터의 적층 블록(1a)의 절출 등을 끝내면, 적층체(1A) 중, 적층 블록(1a) 이외의 것이 제거되고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 각 적층 블록(1a)의 외주, 장공(23), 각공(24)에 대하여 마무리 연삭가공을 행한다. 이때, 각 적층 블록(1a)은, 흡인 작용에 근거하여 고정대(21)에 고정된 상태가 유지된다. 그리고 도 12에 있어서는, 편의상, 고정대(21)가 축소된 상태로 나타나고, 적층 블록(1a)에 형성되어 있는 장공(23), 각공(24)은 생략되어 있다.

이 초음파 진동 가공장치(4)를 사용한 상기 적층 블록의 절출가공, 연삭가공 등에 있어서는, 가공구(8)의 진폭 및 진동수가 목표 진폭 및 목표 진동수에 각각 가까워지도록 피드백 제어되고, 그때의 목표 진폭 및 목표 진동수로서는, 가공중의 미세한 강화유리의 응력 변화가 있었다고 하더라도, 강화유리의 크랙, 치핑 등의 발생을 기본적으로 방지하도록, 강화유리의 가공에 수반되는 그 강화유리 두께방향의 각 부분에 있어서 변화하는 품질악화 발생치(강화유리의 크랙, 소정 이상의 치핑의 발생 기준)의 범위 외의 것이 사용된다.

구체적으로는, 가공구(8)의 목표 진폭이, 3 μm ~ 9 μm 범위 내의 바람직한 것, 예를 들어 8 μm로 되는 동시에, 가공구(8)의 목표 진동수가 60 kHz ~ 64 kHz 범위 내의 바람직한 것, 예를 들어 63 kHz로 설정된다. 가공구(8)의 목표 진폭을 3 μm ~ 9 μm의 범위 내의 것으로 하는 이유, 가공구(8)의 목표 진동수를 60 kHz ~ 64 kHz의 범위 내의 것으로 하는 이유는, 앞에서 설명한 대로이다. 게다가, 이 경우의 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서는, 0.3 msec 이하의 0.2 msec가 사용된다. 강화유리의 내부에서 발생하는 응력 변화를 재빠르게 파악하여 강화유리에 대한 스트레스를 줄여, 강화유리의 크랙의 발생 등을 적확하게 방지하기 때문이다.

또 이 경우, 가공구(8)는, 그 회전수가 2000 rpm ~ 30000 rpm 범위 내의 소정 회전수 5000 rpm하에서 회전된다. 초음파 진동 가공의 효과를 충분히 발휘시키면서, 가공구(8)의 회전에 의한 바람직한 효과를 얻기 때문이다. 기타 다른 가공조건에 대해서는, 일반적인 조건이 적용된다.

(4) 이 후, 폴리시가공을 거쳐, 가공을 끝낸 적층 블록(1a)은, 불산 등의 유리단면 강화의 화학 처리를 거쳐 온수에 침지되고, 각 강화유리(1)는 벗겨진다. 이것에 의해, 제품(휴대단말용 보호유리 등)으로서 가공된 강화유리가 얻어진다.

실시 예

4. 본건 방법(상기 가공장치)을 사용하여 작성한 시험용 유리의 품질과, 종전의 방법을 사용하여 작성한 비교 예에 관한 시험용 유리의 품질을 비교 평가하였다.

(1) 본건 방법을 사용하여 작성한 시험용 유리의 경우

(i) 시험용 유리의 작성

시험용 유리로서, 도 13에 나타내는 휴대단말용 보호유리(1P)를 작성하는 것을 시도하였다.

(ii) 본건 방법에 의한 시험용 유리의 구체적 작성방법 및 작성조건

시험용 유리의 작성방법은, 앞에서 설명한 강화유리의 가공방법과 같다. 즉, 표면 강화층을 가지는 강화유리(구체적으로는, 모재 재질: 알루미노규산염 유리, 모재 두께 0.7 mm, 표면 강화층 40 μm, 표면 압축 응력 600 Mpa인 것)가 대형 기판으로 된 것 12 매를, UV경화 접착제 등을 사용함으로써 적층 고정상태로 한 것을 준비하고, 그것으로부터 휴대단말용 보호유리의 크기의 것(적층 블록(1a))을　절출하고, 그 절출한 것에 대하여, 장공(23), 각공(24)의 연삭가공을 행하여(1차 가공), 1차 가공품(적층체)을 작성한다. 다음으로, 1차 가공품에 있어서의 외주, 장공(23), 각공(24)의 모따기 마무리 가공(2차 가공)을 행하여, 2차 가공품(적층체)을 작성한다. 다음으로, 2차 가공품에 대하여 폴리시 가공을 행하고, 그 후, 가공을 끝낸 적층 블록(1a)의 각 유리판을 온수에 담그어 벗겨서, 시험용(평가용) 유리를 얻는다.

이 경우, 1차 가공, 2차 가공에 있어서, 앞에서 설명한 초음파 진동 가공장치(4)가 사용되고, 그 1차 가공, 2차 가공에 있어서의 가공조건은, 하기와 같이 하였다.

1차 가공조건

가공구(8)

종류: 축 형상의 다이아몬드 연마석(입도: ＃320 번)

직경: 1.5 mm

이송 속도: 60 mm/min

진폭: 8 μm

진동수: 63 kHz

피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도): 0.2 msec

회전수: 5000 rpm

2차 가공조건

가공구(8)

종류: 축 형상의 다이아몬드 연마석(입도: ＃600 번)

직경: 1.5 mm

이송 속도: 60 mm/min

진폭: 5 μm

진동수: 63 kHz

피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도): 0.2 msec

회전수: 5000 rpm

(iii) 본건 방법에 의한 시험용 유리의 평가방법 및 평가결과

도 13에 나타내는 시험용 유리의 각 부분 A~E에 있어서의 1차 가공 후, 2차 가공 후, 폴리시 가공 후의 가공 상태를 확인하였다.

그것에 의하면, 도 14 내지 도 18에 나타내는 확대 사진도(270 배)로부터도 분명한 바와 같이, 시험용 유리의 각 부분 A~E는, 모든 가공단계(1차 가공 후, 2차 가공 후, 폴리시 가공 후) 상태에 있어서도, 양호한 가공 상태를 나타내었다.

(2) 종전의 방법을 사용하여 작성한 시험용 유리의 경우

(i) 시험용 유리의 작성

본건 방법에 의한 시험용 유리의 경우와 같이, 시험용 유리로서 도 13에 나타내는 휴대단말용 보호유리를 작성을 시도하였다.

(ii) 종전의 방법에 의한 시험용 유리의 구체적 작성방법 및 작성조건

앞에서 설명한 본건 방법과 마찬가지로, 12 매의 대형 기판(표면 강화층을 가지는 강화유리)을 적층상태로써 접착한 것을 준비하고, 그것에 대하여, 하기 1차 가공 조건 하에서, 1차 가공(적층 블록(1a)의 절출, 장공(23), 각공(24)의 가공)을 행하려고 하였다. 그러나 적층 블록(1a)을 절출한 후, 1차 가공에 있어서의 장공(23)의 가공 초기에, 일찍이 복수 개의 크랙이 생겼다. 이 때문에, 비교 예에 따른 시험용 유리의 구멍 가공에 관한 부분(D부, E부(도 13 참조))에 관해서는, 1차 가공에 있어서의 각공(24)의 가공을 포함하여, 이후의 가공을 행하는 것을 단념하였다. 또한, 비교 예에 따른 시험용 유리의 외주면에 관한 부분(A부~C부(도 13 참조)) 중, B부, C부에 관해서는, 2차 가공, 폴리시 가공을 행하였으나, A부에 관해서는, 크랙이 생겼기 때문에, 이후의 가공을 단념하였다.

1차 가공조건

가공구(8)

종류: 축 형상의 다이아몬드 연마석(입도: ＃320 번)

직경: 1.5 mm

이송 속도: 60 mm/min

진폭: 8 μm

진동수: 50 kHz

피드백 제어의 샘플 주기(응답 속도): 10 msec

회전수: 5000 rpm

(iii) 비교 예에 따른 시험용 유리의 평가방법 및 평가결과

비교 예에 따른 시험용 유리의 각 부분 A~D(도 13 참조)에 있어서, 1차 가공 후의 가공 상태를 확인한바, 도 19~도 21(270 배), 도 22에 나타내는 확대 사진도(90 배)에 나타내는 결과가 되었다. 즉, 비교 예에 따른 시험용 유리의 각 부분 A~C에서는, 크랙 또는 소정 이상의 치핑이 생기고, D부에서는 복수 개의 큰 크랙이 발생하여 제품으로서 성립될 수 없는 품질의 것이 되었다. 도 22 중, 중앙의 큰 구멍은, 장공(23)에 이르기 전의 가공 초기의 구멍이다.

도 23 내지 도 39는 다른 실시 형태를 나타낸다. 이와 다른 실시 형태에 있어서, 상기 실시 형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

이 실시 형태는, 앞에서 설명한 초음파 진동 가공 장치(4) 등을 유효하게 이용하여, 제품 유리로서의 휴대단말, 태블릿 등의 보호용 유리를 효율적으로 생산하는 구체적인 가공 방법(제조 방법)을 나타내고 있고, 도 23은, 그 가공 방법의 공정도를 나타내고 있다.

(1) 이 가공 방법에 있어서는, 표면 강화층(3)을 가지는 강화유리(구체적으로는, 모재 두께 0.7 mm, 표면 강화층의 두께 40 ㎛ 이상, 표면 압축 응력 600 MPa 이상인 것)(1)로서, 그 강화유리의 크기를 크게 한 대형 기판(이하, 부호 1을 사용함)이 준비되어 있다. 이 대형기판(1)은, 후술하는 바와 같이 가공시에 적층체(1A)로서 사용하도록, 그 복수 매가 적층된 상태로 접착되게 되어 있고, 이로써, 다수개의 대형 기판(1)이 미리 준비되어 있다. 이 각 대형 기판(1)은, 도 24에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아 장방형상으로 형성되고, 그 각 대형 기판(1)에는 다수개의 프레임형상 모양(50)(프레임형상 모양군)과 2개의 위치 맞춤 마크로서의 얼라이먼트 마크(위치 맞춤 마크)(51)가 미리 인쇄되어 있다. 프레임형상 모양(50)은, 휴대단말, 태블릿 등의 보호용 유리의 주연부를 차지하게 되어 있고, 그 보호용 유리가 휴대단말, 태블릿 등에 사용된 경우에는, 그 보호용 유리의 프레임형상 모양(50)에 의하여, 그 휴대단말, 태블릿 등에 있어서 장방형상의 표시화면이 구획되게 된다. 이 다수개의 프레임형상 모양(50)은, 각 대형 기판(1)에 있어서, 같은 것이 대형 기판(1)의 종횡으로 정렬을 이루어 복수열을 구성하고 있고, 그 프레임형상 모양(50)의 각 열사이에는, 다이싱(dicing) 블레이드에 의한 절단 가공을 행하기 위하여, 직선형상으로 신장되는 약간의 간격(52)이 두어져 있다. 얼라이먼트 마크(51)는, 대형 기판(1)의 주연부 중, 그 한쪽의 세트에 있어서의 한 쌍의 각 대향변(장변) 근방에 있어서 각각 마련되고, 그 양 얼라이먼트 마크(51)는, 다른 쪽의 세트에 있어서의 한 쌍의 대향변(단변)의 병설 방향으로 이간된 상태로 배치되어 있다. 이 2개의 얼라이먼트 마크(51)는, 다수개의 프레임형상 모양(50)에 대하여 소정의 배치 관계로 되어 있고, 이 다수개의 프레임형상 모양(50)과 2개의 얼라이먼트 마크(51)와의 소정의 배치 관계는, 각 대형 기판(1)에 있어서 공통으로 되어 있다.

또한,본 실시 형태에 있어서는, 앞에서 설명한 적층체(1A)의 최 외표면(표면, 이면)을 구성하도록, 커버 유리(1n)가 준비되어 있다. 커버 유리(1n)에는, 화학 강화유리와는 달리, 표면 강화층을 가지지 않은 통상의 유리가 사용되고, 그 커버 유리(1n)의 크기는, 상기 대형 기판(1)과 같은 크기로 되어 있다. 이 커버 유리(1n)는, 투명하고, 그 외면에는 아무것도 인쇄되어 있지 않다.

(2) 이와 같은 준비하에서, 본 실시 형태에 따른 가공 방법에 있어서는, 도 23, 도 25에 나타내는 바와 같이, 우선, "커버 유리(1n)에 대한 인쇄 공정"이 실행된다.

이 공정에 있어서는, 이 공정을 실행하기 위하여, 평면에서 보아 장방형상의 제1 베이스 테이블(54)과, 그 제1 베이스 테이블(54) 상에 마련되는 2개의 위치 결정 핀(55)과, 제1 베이스 테이블(54)의 아래쪽 측에 그 제1 베이스 테이블(54)의 폭 방향 양측에 있어서 배치되는 2 대의 검지 카메라(56)와, 제1 베이스 테이블(54)의 위쪽 측에 상기 각 검지 카메라(56)에 대응하여 각각 마련되는 2대의 마크 인쇄용 잉크젯 헤드(57)가 구비되어 있다.

제1 베이스 테이블(54)은, 대형 기판(1)을 재치할 수 있는 평탄한 상면을 가지고, 그 상면 형상은, 대형 기판(1) 등의 형상(판면 형상)을 모방하면서, 그 대형 기판(1)보다도 다소, 크게 되어 있다. 이 때문에, 이 제1 베이스 테이블(54)의 상면 형상을 작업자가 본 경우에는, 그 상면에 대하여 대형 기판(1)을 어떻게 배치하는지를 파악할 수 있게 된다.

2개의 위치 결정 핀(55)은, 제1 베이스 테이블(54)의 상면 상에 있어서, 그 하나의 위치 결정 핀(55)이 한쪽의 세트에 있어서의 한 쌍의 대향변(장변)의 한쪽 근방에 배치되고, 다른 위치 결정 핀(55)이 다른 쪽의 세트에 있어서의 한 쌍의 대향변(단변)의 한쪽 근방에 배치되어 있다. 이로써, 제1 베이스 테이블(54) 상에 대형 기판(1)을 재치하고, 그 대형 기판(1)의 외주면을 2개의 위치 결정 핀(55)에 당접시켰을 때에는, 그 하나의 위치 결정 핀(55)이 대형 기판(1)의 장변 부분에 당접하고, 다른 위치 결정 핀(55)이 대형 기판(1)의 단변 부분에 당접하게 되어, 대형 기판(1)은, 제1 베이스 테이블(54) 상의 소정 위치에 위치 결정된다.

각 검지 카메라(56)는, 작업자의 수작업에 의해 이동 가능하게 되어 있는 이동 유닛(58)에 각각 탑재되어 있고, 그 각 이동 유닛(58)의 이동에 의하여, 각 검지 카메라(56)는, 제1 베이스 테이블(54)의 아래쪽 측에 있어서, 이동 가능하게 되어 있다. 각 검지 카메라(56)는, 위쪽 영역을 찍어내는 기능을 가지고 있고, 그 찍어낸 내용은, 촬상 중심(검지 카메라의 축선 상에 위치)을 나타내는 기준 마크와 함께 모니터(도시 생략)에 표시되게 되어 있다.

각 마크 인쇄용 잉크젯 헤드(57)는, 상기 각 이동 유닛(58)에 각각 탑재되어 있다. 각 잉크젯 헤드(57)는, 각 검지 카메라(56)의 위쪽에 있어서, 그 각 검지 카메라(56)에 대향된 상태로 각각 배치(동일 축선 상에 배치)되어 있고, 각 잉크젯 헤드(57)는, 각 이동 유닛(58)의 이동에 의하여, 제1 베이스 테이블(54)의 위쪽에 있어서, 각 검지 카메라(56)와 동기하여 이동하게 되어 있다.

이와 같은 구성하에서, 이 공정을 실행함에 있어서는, 먼저, 제1 베이스 테이블(54) 상에 대형 기판(1)(다수개의 프레임형상 모양(50)이 인쇄되어 있는 것)을 재치하고, 그 대형 기판(1)의 위에 커버 유리(1n)를 재치한다. 그리고, 그 겹쳐진 대형 기판(1) 및 커버 유리(1n)의 양 외주면을 제1 베이스 테이블(54) 상면 상의 2개의 위치 결정 핀(55)에 당접시키고, 그 양 위치 결정 핀(55)에 의하여, 겹쳐진 대형 기판(1) 및 커버 유리(1n)를 제1 베이스 테이블(54) 상의 소정 위치에 위치 결정한다.

제1 베이스 테이블(54) 상의 소정 위치에 대형 기판(1) 및 커버 유리(1n)가 위치 결정되면, 각 이동 유닛(58)을 작업자가 이동시키고, 각 검지 카메라(56)(축심)와 대형 기판(1)의 각 얼라이먼트 마크(51)를, 상하 방향으로 신장되는 동일 축선 상에 위치시킨다.

이 경우, 제1 베이스 테이블(54)에는, 대형 기판(1)에 있어서의 각 얼라이먼트 마크(51)의 배치 예상 영역에 있어서 개구(도시 생략)가 형성되어 있고, 그 개구를 통하여 각 검지 카메라(56)는 각 얼라이먼트 마크(51)의 검지 작업을 행할 수 있게 되어 있다. 또한, 작업자가 이동 유닛(58)의 이동 위치를 결정함에 있이서는, 검지 카메라(56)로부터의 출력 신호에 근거하여 모니터에 표시되는 얼라이먼트 마크(51)와 기준 마크(촬상 중심을 나타내는 모니터 상의 마크: 도시 생략)와의 위치 맞춤이 행해진다.

각 얼라이먼트 마크(51)에 대한 각 검지 카메라(56)(모니터 상의 기준 마크)의 위치 맞춤이 행해지면, 이동 유닛(58)에 의하여 잉크젯 헤드(57)를 하강시키고, 그 잉크젯 헤드(57)에 의하여, 커버 유리(1n)에 위치 맞춤 마크(53)를 인쇄한다. 이로써, 커버 유리(1n)에 인쇄된 위치 맞춤 마크(53)는, 대형 기판(1)의 얼라이먼트 마크(51)에 겹쳐서 배치되게 된다.

또한, 이 공정에는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 제1 베이스 테이블(54)의 길이 방향 및 폭 방향으로 이동 가능한 인쇄 유닛(59)도 구비되어 있다. 인쇄 유닛(59)은, 커버 유리(1n)에 대하여 인자(印字)를 행하는 잉크젯 헤드(60)와, 잉크를 경화시키는 경화 램프 유닛(61)을 구비하고 있고, 이 인쇄 유닛(59)은, 앞에서 설명한 검지 카메라(56)의 위치 정보(얼라이먼트 마크(51) 위치)에 근거하여, 커버 유리(1n) 위를 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50)마다 이동하는 동시에, 그 각 프레임 형상(50) 내에 있어서, 인자 및 그 경화를 위해 세밀하게 이동할 수 있게 되어 있다. 이 인쇄 유닛(59)의 잉크젯 헤드(60)는, 커버 유리(1n)에, 그 각 프레임형상 모양(50) 내에 있어서, 제품 관리 번호 외에, 도시를 생략한 제어 유닛(기억 수단)에 입력된 가공 예정 조건 등을 인자하게 되어 있고, 이 인자 내용과 최종적 가공 결과(초음파 진동 가공 종료 후의 가공 결과)를 비교함으로써, 양호한 제품 유리를 얻기 위한 가공 조건이 많이 얻어지게 된다.

이와 같은 커버 유리(1n)에 대한 위치 맞춤 마크(53)의 인쇄 등이 행해지면, 그 커버 유리(1n)가 제거되고, 제1 베이스 테이블(54) 상에 재치된 대형 기판(1) 상에 다음의 새로운 커버 유리(1n)가 재치된다. 그리고 그 새로운 커버 유리(1n)에 대하여 위에서 설명한 같은 작업이 행해지고, 그 새로운 커버 유리(1n) 상에 위치 맞춤 마크(53) 등이 인쇄된다.

그리고 도 25에 있어서는, 커버 유리(1n)가 투명하기 때문에, 대형 기판(1)에 인쇄된 다수개의 프레임형상 모양(50)이 커버 유리(1n)를 개재시켜 보이고 있다.

(3) 다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, "접착제의 도포 공정"이 실행된다. 가공 대상을, 복수 매의 대형 기판(1)이 적층된 적층체(1a)로 하기 위해서이다. 특히 본 실시 형태에 있어서는, 적층체(1A)로서, 최상단과 최하단이 커버 유리(1n)로 된 구조의 것이 형성된다.

그래서, 이 공정에 있어서는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 제2 베이스 테이블(63) 상에, 먼저, 적층체(1A)의 최하단이 되는 커버 유리(1n)(위치 맞춤 마크(53)가 인쇄된 것)을 재치하고, 그 커버 유리(1n)를, 제2 베이스 테이블(63)에 그 반 주위의 범위에 걸쳐 배치된 위치 결정 블록(64)에 당접시킴으로써 위치 결정한다. 그리고 그 제2 베이스 테이블(63) 상의 커버 유리(1n)에, 이동 가능한 접착제 도포용 디스펜서(65)를 사용하여 소정의 패턴으로 접착제를 도포한다.

이 접착제로서는, UV경화 접착제 등, 자외선에 의해 경화되고, 그것이 온수에 의해 용해되는 것이 사용된다. 신속하게 접착제를 경화시키는 한편, 최종적으로 제품 유리의 적층체(1A)가 형성된 후에는, 그것을 각 제품 유리로서 벗겨낼 필요가 있기 때문이다.

그리고 도 26에 있어서는, 커버 유리(1n)의 존재를 명확하게 나타내기 위하여, 커버 유리(1n)의 아래쪽 측이 들여다보이지 않도록 도시되어 있으나, 커버 유리(1n)는 투명성을 갖고 있다.

(4) 다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, "유리의 첩합(貼合) 및 접착제의 압연 공정"이 실행된다.

이 공정에 있어서는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 우선, 앞 공정에서 접착제 도포가 행해진 커버 유리(1n)를 그 접착제 도포면을 상측으로 향하면서 제3 베이스 테이블(67) 상에 재치하고, 그 커버 유리(1n)를 도시를 생략한 위치 결정 핀에 의하여 위치 결정한 후, 진공 흡인 장치(도시 생략)에 의하여 제3 베이스 테이블(67)에 흡인 고정한다. 이어서, 그 제3 베이스 테이블(67) 상의 커버 유리(1n) 에 대하여 대형 기판(1)을 겹치고, 그것들을 재치한 제3 베이스 테이블(67)을, 반송 유닛(68)에 의하여 압연 롤러(69)를 항하여 이동시킨다. 이 이동에 의해, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)과의 사이의 접착제가 압연되고, 그 양 유리(1n, 1)로부 비어져 나온 접착제는, 스크레이퍼·접착제 회수 트레이(70)에 회수된다.

(5) 다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, "적층 위치 맞춤 조정 및 접착제의 임시 경화 공정"이 실행된다.

이 공정에 있어서는, 이 공정을 실행하기 위하여, 도 28에 나타내는 바와 같이, 조정용 베이스 테이블로서의 평면에서 보아 장방형상의 제4 베이스 테이블(72)과, 제4 베이스 테이블(72)을 사이에 두고 상하에 배치되는 2 세트의 한 쌍의 검지 카메라(73a, 73b)(위치 맞춤부)와, 접착제를 임시 경화시키는 임시 경화용 램프 장치(74)가 구비되어 있다.

제4 베이스 테이블(72)은, 앞에서 설명한 대형 기판(1) 및 커버 유리(1n)를 재치할 수 있는 평탄한 상면을 가지고 있고, 그 상면에는, 대형 기판(1) 등의 개략적인 배치 방향, 배치 영역 등을 작업자에게 알리도록, 배치 영역 안내 블록(도시 생략)이 마련되어 있다. 이에 근거하여, 제4 베이스 테이블(72)에는, 대형 기판(1)의 각 얼라이먼트 마크(51)의 배치 상정 영역을 고려하여, 그 배치 상정 영역보다도 약간 넓은 개구(도시 생략)가 각각 형성되어 있다. 또한, 제4 베이스 테이블(72)에는, 상기 개구 외에도 개구(도시 생략)가 적절하게 형성되어 있고, 그 개구는, 진공 흡인 장치(도시 생략)에 이어져 있다.

각 세트의 한 쌍의 검지 카메라(73a, 73b)는, 도 28에 나타내는 바와 같이, 제4 베이스 테이블(72)에 대하여 고정 관계에 있는 지지 부재(75)에 각각 부착되고, 각 세트의 한 쌍의 검지 카메라(73a, 73b)는, 제4 베이스 테이블(72)에 대하여 고정 상태로 되어 있다. 각 세트의 한 쌍의 검지 카메라(73a, 73b)는, 그 한쪽이 하측 검지 카메라(73a)로서 제4 베이스 테이블(72)의 하측에 배치되고, 다른 쪽이 상측 검지 카메라(73b)로서 제4 베이스 테이블(72)의 상측에 배치되어 있다. 이 하측 검지 카메라(73a)와 상측 검지 카메라(73)는 서로 대향되게 배치되어 있고, 양 카메라(73a, 73b)의 촬상 중심은, 상하 방향으로 신장되는 동일 축선 상에 배치되도록 설정되어 있다.

이 2세트의 검지 카메라(73a, 73b)는, 평면적으로는 제4 베이스 테이블(72)의 폭 방향 양측에 있어서, 그 길이 방향으로 이간되도록 하여 배치되어 있고, 그 양 세트의 검지 카메라(73a, 73b) 사이의 평면적인 거리(각 세트에 있어서의 하측 검지 카메라(73a)와 상측 검지 카메라(73b)가 잇는 축선과 제4 베이스 테이블(72)과의 교점 사이의 거리)는, 앞에서 설명한 대형 기판(1)에 있어서의 2개의 얼라이먼트 마크(51) 사이의 거리에 동등하게 되어 있다. 이로써, 대형 기판을 제4 베이스 테이블(72) 상에 재치하여, 그 각 얼라이먼트 마크(51)를, 각 세트에 있어서의 하측 검지 카메라(73a)와 상측 검지 카메라(73b)가 잇는 축선 상에 위치시켰을 때에는, 도 28에 나타내는 바와 같이, 대형 기판(1)은, 제4 베이스 테이블(72) 내에 수납되는 동시에, 대형 기판(1)의 단변이 제4 베이스 테이블(72)의 단변을 따르고, 대형 기판(1)의 장변이 제4 베이스 테이블(72)의 장변을 따르는 배치로 된다.

임시 경화용 램프 장치(74)는, 접착제의 경화를 촉진하는 조사광을 조사하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서는, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)과의 사이에 사용하는 접착제로서, UV 경화 접착제가 사용되고 있기 때문에, 임시 경화용 램프 장치(74)는 자외선을 조사하게 되어 있다. 이 경우, 임시 경화용 램프 장치(74)에 의한 자외선의 조사는, UV 경화 접착제를 어느 정도까지 경화시키되, 완전한 경화까지로는 이르지 않는 것으로 되어 있다.

이와 같은 구성 하에서, 이 공정을 실행함에 있어서는, 우선, 앞 공정에서 첩합된 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)을, 커버 유리(1n)를 하측으로 하여 제4 베이스 테이블(72) 상에 재치한다. 그리고 커버 유리(1n)를 제4 베이스 테이블(72) 상에 있어서 이동시켜, 그 각 위치 맞춤 마크(53)를 각 세트의 하측 검지 카메라(73a)의 축선 상에 위치시킨다. 이 위치 맞춤을 끝내면, 진공 흡인 장치(동시 생략)에 의하여 커버 유리(1n)를 제4 베이스 테이블(72)에 흡인 고정한다.

한편, 커버 유리(1n) 상에 재치되는 대형 기판(1)에 대해서는, 이때에는, 접착제가 아직 경화되지 않아 대형 기판(1)이 커버 유리(1n) 상을 이동할 수 있기 때문에, 그것을 이용하여, 그 각 얼라이먼트 마크(51)를 각 세트의 상측 검지 카메라(73b)의 축선 상에 위치시킨다. 물론, 상기 각 위치 맞춤으로서, 작업자가 모니터를 보면서, 각 마크(51(53))를 검지 카메라(73)의 기준 마크에 합치시키는 작업을 행한다. 이와 같이, 하측에 배치되는 커버 유리(1n)의 위치 맞춤에는, 하측 검지 카메라(73a)를 사용하고, 상측에 배치되는 대형 기판(1)의 위치 맞춤에는, 상측 검지 카메라(73b)를 사용할 수 있기 때문에, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)과의 사이에 개재되는 접착제에 의하여 그것들의 투명성이 저하된다고 하더라도, 하측 또는 상측 검지 카메라(73)의 어느 한쪽만을 사용하는 경우와 같이 위치 맞춤 정밀도를 저하시키는 그러한 일은 없고, 높은 위치 맞춤 정밀도를 확보할 수 있게 된다.

커버 유리(1n)의 위치 맞춤 마크(53)와 대형 기판(1)의 얼라이먼트 마크(51)가 위치 맞춤되면, 임시 경화용 램프 장치(74)에 의하여 자외선이 조사되어, 접착제가 임시 경화되고, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)은, 어느 정도 이상의 접착력으로 임시 일체화된다. 이 임시 일체화는, 접착제의 임시 경화에 근거하고 있는데, 인간의 힘으로는, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)을 벗겨내거나, 빗겨나게 하는 일은 용이하게는 할 수가 없다.

(6) 다음으로, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)과의 임시 경화 처리를 끝내면, 그들은, 도 23, 도 29에 나타내는 바와 같이, 다시 "접착제 도포 공정"으로 되돌아가게 한다.

이 공정에서는, 제2 베이스 테이블(63) 상에, 커버 유리(1n)와 대형 기판(1)을 임시 일체화한 것(이하, 임시 일체화물이라 함)(1A')를 커버 유리(1n)를 하측으로 한 상태로 재치하고, 대형 기판(1)에 대하여, 앞에서 설명한 "접착제 도포 공정"의 경우와 마찬가지로(도 26 참조), 접착제의 도포를 행한다(도 29 참조).

(7) 다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, 대형 기판(1)에 접착제가 도포된 임시 일체화물(1A')은, 다시 "유리의 첩합 및 접착제의 압연 공정"으로 운반된다.

이 공정에서는, 제3 베이스 테이블(67) 상에, 접착제가 도포된 대형 기판(1)을 상측으로 한 상태로 임시 일체화물을 재치하고, 그 대형 기판(1) 상에 새로운 대형 기판(1)이 겹쳐진 다음에 앞에서 설명한 것과 마찬가지로, 압연 롤러(69)에 의하여 대형 기판(1) 사이의 접착제를 압연한다(도 27 참조).

(8) 다음으로, 도 23에 나타내는 바와 같이, 앞 공정을 마친 임시 일체화물(1A')은, 다시 "위치 맞춤 조정 및 접착제의 임시 경화 공정"으로 운반된다..

이 공정에서는, 우선, 앞 공정에서 새롭게 대형 기판(1)이 적층된 임시 일체화물을, 커버 유리를 하측으로 한 상태로 제4 베이스 테이블(72) 상에 재치한다. 그리고 앞에서 설명한 것과 마찬가지로, 최하단의 커버 유리(1n)의 위치 맞춤 마크를 하측 검지 카메라(73a)의 축선 상에 위치 맞춤하고, 그 위치 맞춤을 끝내면, 진공 흡인 장치(도시 생략)에 의하여 커버 유리(1n)를 제4 베이스 테이블(72)에 흡인 고정한다.

커버 유리(1n)가 제4 베이스 테이블(72)에 흡인 고정되면, 현재, 최상단에 배치되는 대형 기판(1)을, 그 각 얼라이먼트 마크(51)가 각 세트의 상측 검지 카메라(73b)의 축선 상에 위치하도록 이동시킨다.

이 위치 맞춤을 끝내면, 다시 임시 경화용 램프 장치(74)에 의한 조사광으로 새로운 대형 기판(1)과 그 하측의 대형 기판(1)과의 사이의 접착제를 임시 경화시키고, 임시 일체화물을, 커버 유리(1n), 대형 기판(1) 및 대형 기판(1)의 3 매로 한다.

(8) 이와 같이 하여, 도 23에 나타내는 바와 같이 "접착제의 도포 공정", "유리의 첩합 및 접착제의 압연 공정", "적층 위치 맞춤 조정 및 접착제의 임시 경화 공정"이 반복되고, 이로써, 복수 매의 대형 기판(1)이 적층되면서 접착된다. 그리고 최종적으로, 커버 유리(1n)가 대형 기판(1)에 적층된 상태로 접착되고, 최하단뿐만 아니라, 최상단도 커버 유리(1n)가 배치된 것으로 된다.

물론 이때, 각 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50), 나아가서는, 각 대형 기판(1)의 얼라이먼트(51)와 커버 유리(1n)의 위치 맞춤 마크(53)는, 합치된 상태로 겹쳐진다.

(9) 최상단과 최하단이 커버 유리(1n)이고, 그 사이의 대형 기판(1)이 소정 적층 매수인 것이 만들어지면, 도 23에 나타내는 바와 같이, 그 임시 일체화물(1A')은 본격 경화 공정으로 운반된다.

이 본격 경화 공정에 있어서는, 도 30에 나타내는 바와 같이, 슬라이드식의 서랍 유닛(76)이 구비되어 있고, 그 각 서랍 유닛(76)에는, 본격 경화용 램프(77)가 각각 마련되어 있다.

이 공정에서는, 앞 공정인 "적층 위치 맞춤 조정 및 접착제의 임시 경화 공정"을 끝낸 임시 일체화물(1A')을, 각 서랍 유닛(76) 내에 인출한 상태로 설치하고, 그것을 원래로 되돌린 다음에 본격 경화용 램프(77)를 점등한다. 본격 경화용 램프(77)는, 점등 개시후, 소정 시간, 점등이 행해지고, 그 점등으로 임시 일체화물(1A')의 접착제는 완전 경화되게 된다. 이로써, 적층체(1A)가 얻어지게 된다.

(10) 적층체(1A)가 형성되면, 도 23에 나타내는 바와 같이, 그 적층체(1A)는, "이재 플레이트의 부착 공정"으로 운반된다.

이 이재 플레이트 부착 공정에 있어서는, "적층 위치 맞춤 조정 및 접착제의 임시 경화 공정"에 있어서 사용된 장치류가 이용되는데, 그 장치류에는, 이 공정을 실행하기 위한 독자적인 구조도 마련되고, 그 독자적인 구조는, 새로운 관계 부재와 함께 이용된다.

구체적으로는, 장치류의 하나인 제4 베이스 테이블(72) 상에, 통형상의 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)(위치 결정 관여부)가 입설되고, 그 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)를 이용하기 위하여 이재 부재로서의 이재 플레이트(80)와 위치 결정 핀(81a, 81b)이 준비되어 있다(도 28, 도 31 참조).

제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)는, 제4 베이스 테이블(72) 상에 있어서, 그 폭 방향 양측에 배치되고, 그 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)는, 제4 베이스 테이블(72) 상에서 위치 결정된 대형 기판(1)의 외측 영역에 위치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)는, 제4 베이스 테이블(72)(위치 결정된 대형 기판(1))의 길이 방향 중앙을 기준으로 하여 서로 엇갈린 배치 관계로 대칭으로 되어 있다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 지그 플레이트(82)에 있어서 적정하게 배치된 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(57) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)의 배치위치를, 제4 베이스 테이블(72)에서 위치 결정된 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)의 배치 위치에 반영시키고 있는 것이다.

이재 플레이트(80)는, 평면에서 보아 장방형상을 하고 있고, 그 길이 방향 길이는, 대형 기판(1)의 폭 방향 길이를 약간 넘는 것으로 되어 있다. 이 이재 플레이트(80)에는, 그 길이 방향 양측에 있어서, 제1, 제2 위치 결정 구멍(80a, 80b)(위치 결정 관계부)이 각각 형성되어 있고, 그 양 위치 결정 구멍(80a, 80b)은, 이재 플레이트(8)의 대각을 이루는 각부(角部)에 위치되어 있다. 이 양 위치 결정 구멍(80a, 80b)은, 상기 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)에 대응하고 있고, 제1 위치 결정 통부(78a)의 개구와 제1 위치 결정 구멍(80a)의 개구가 겹칠 때, 제2 위치 결정 통부(78b)의 개구와 제2 위치 결정 통부(80b)의 개구를 겹칠 수 있게 되어 있다.

제1, 제2 위치 결정 핀(81a, 81b)은, 앞에서 설명한 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b), 제1, 제2 위치 결정 구멍(80a, 80b)과 협동하여 이재 플레이트(80)를 제4 베이스 테이블(72)에 위치 결정하는 것이고, 그 위치 결정시에, 제1 위치 결정 핀(81a)에 대해서는, 제1 위치 결정 통부(78a)와 위치 결정 구멍(80a)에 대하여 삽입하고, 제2 위치 결정 핀(81b)에 대해서는, 제2 위치 결정 통부(78b)와 위치 결정 구멍(80b)에 대하여 삽입하게 되어 있다.

이와 같은 구성 하에서, 이 공정을 실행함에 있어서는, 먼저, 적층체(1A)를 제4 베이스 테이블(72) 상에 재치하고, 앞에서 설명한 적층 위치 조정 공정의 경우와 마찬가지로, 각 하측 검지 카메라(73a)를 이용하여, 그 각 축선 상에 커버 유리(1n)의 각 위치 맞춤 마크(대형 기판(1)의 얼라이먼트 마크)를 위치시킨다. 이 위치 결정을 끝내면, 도시를 생략한 진공 흡인 장치에 의하여, 그 위치 결정된 적층체(1A)를 제4 베이스 테이블(72) 상에 흡인 고정한다.

이어서, 접착제가 도포된 이재 플레이트(80)를, 그 접착제가 존재하는 측을 적층체(1A)로 향하면서 그 적층체(1A)(커버 유리(1n)(최상단 유리))에 겹치는 동시에, 이재 플레이트(80)에 있어서의 제1 위치 결정 구멍(80a)의 개구를 제1 위치 결정 통부(78a)의 개구에 겹치고, 제2 위치 결정 구멍(80b)의 개구를 제2 위치 결정 통부(78b)의 개구에 겹친다. 그 작업을 끝내면, 제1 위치 결정 통부(78a)와 제1 위치 결정 구멍(80a)에 대하여 제1 위치 결정 핀(81a)을 삽입하는 동시에, 제2 위치 결정 통부(78b)와 제2 위치 결정 구멍(80b)에 대하여 제2 위치 결정 핀(81b)을 삽입하고, 이재 플레이트(80)를 위치 결정된 상태로 적층체(1A)(커버 유리(1n))에 접착한다(도 31 참조).

이 경우, 본 실시 형태에 있어서는, 이재 플레이트(80)를 적층체(1A)에 접착하는 접착제는, 대형 기판(1) 등을 서로 접착하는 접착제와는 다른 것이 사용된다. 후술하는 바와 같이, 이재 플레이트(80)를 적층체(1A)로부터 떼어내는 타이밍과, 대형 기판(1) 등을 서로 벗겨내는 타이밍이 다르기 때문이다. 이 때문에, 접착제로서는, 예를 들어 아크릴수지와 아크릴 올리고머로 구성되는 변성 아크릴레이트계 구조 접착제가 사용된다.

(11) 적층체(1A)의 상면에 이재 플레이트(80)가 접착되면, 도 23에 나타내는 바와 같이, 그 이재 플레이트(80)가 접착된 적층체(1A)는 "절단 가공(다이싱 가공) 공정"으로 운반된다.

이 공정에 있어서는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 지그 플레이트(82)와, 그 지그 플레이트(82)에 착탈 가능하게 유지할 수 있는 다수 개의 세트 지그(83)와, 다이싱 블레이드(84)(도 35 참조)가 구비되어 있다.

지그 플레이트(82)는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 앞에서 설명한 제1 내지 제4 베이스 테이블(54, 63, 67, 72)과 같은 크기로 평면에서 보아 장방형상으로 형성되어 있고, 그 지그 플레이트(82)의 상면에는, 다수 개의 오목부(85)와, 통형상의 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)와, 위치 결정 구멍(87)이 마련되어 있다. 다수개의 오목부(85)는, 그 각 오목부(85)의 평면적인 크기를 앞에서 설명한 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50)보다도 작게 하면서, 그 대형 기판(1)에 있어서의 다수개의 프레임형상 모양(50)에 대응한 상태로 배치되어 있고, 그 다수 개의 오목부(85)는, 지그 플레이트(82)의 길이 방향 및 폭 방향으로 정렬하여 복수 열을 구성하고 있다. 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)는, 지그 플레이트(82) 상에 있어서, 그 폭 방향 양측에 입설되어 있고, 그 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)는, 제4 베이스 테이블(72)의 길이 방향 중앙을 기준으로 하여, 서로 엇갈린 상태로 대칭으로 되어 있다. 보다 구체적으로는, 지그 플레이트(82)에 있어서 적정하게 배치된 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)의 배치 위치가, 제4 베이스 테이블(72)에서 위치 결정된 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)의 배치 위치와 같게 되어 있다. 이 때문에, 이 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)의 개구는, 그 중의 제1 위치 결정 통부(86a)의 개구에 앞에서 설명한 이재 플레이트(80)의 제1 위치 결정 구멍(80a)을 겹쳤을 때에는, 이재 플레이트(80)의 제2 위치 결정 구멍(80b)을 제2 위치 결정 통부(86b)의 개구에 겹칠 수 있도록 설정되어 있다. 위치 결정 구멍(87)은, 지그 플레이트(82)의 상면에 있어서, 각 오목부(85) 당 2개 형성되어 있고, 그 2개의 위치 결정 구멍(87)은, 지그 플레이트(82)의 폭 방향에 있어서, 각 오목부(85)마다 그 각 오목부(85)를 사이에 끼우도록 하여 배치되어 있다.

다수개의 각 세트 지그(83)는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 위에서 설명한 각 오목부(85) 내에 착탈 가능하게 감합할 수 있는 것으로 되어 있다. 이 각 세트 지그(83)에는, 도 33에 나타내는 바와 같이, 감합 볼록부(88)와, 그 감합 볼록부(88)의 기단측에 마련되어 표면(외면, 상면)이 평탄면으로 된 지지대부(89)와, 그 지지대부(89)의 이면에 형성되는 위치 결정 구멍(90)이 구비되어 있다. 갑합 볼록부(88)는, 오목부(85)의 크기에 대응하여 형성되어 있고, 감합 볼록부(88)와 오목부(85)는 착탈 가능하게 감합할 수 있게 되어 있다. 이 때문에, 이 감합 볼록부(88)와 오목부(85)와의 감합에 의하여, 지그 플레이트(82) 상에 있어서, 세트 지그(83)의 위치 결정이 이루어지게 된다. 지지대부(89)는, 감합 볼록부(88)보다도 크며 또한 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50)보다도 다소, 축소된 평면에서 보아 장방형상으로 형성되어 있고, 감합 볼록부(88)가 오목부(85)에 감합되었을 때에는, 지지대부(89)의 두께부분이 지그 플레이트(82)의 상면으로부터 돌출하게 되어 있다. 위치 결정 구멍(90)은, 지지대부(89) 이면의 주연부에 있어서, 지그 플레이트(82)의 위치 결정 구멍(87)에 대응하여 2개 형성되어 있고, 감합 볼록부(88)가 오목부(85)에 감합되었을 때에는, 지지대부(89) 이면의 각 위치 결정 구멍(90)과 지그 플레이트(82)의 각 위치 결정 구멍(87)과는 겹치게 된다.

이와 같은 다수 개의 세트 지그(83)는, 그 각 세트 지그(83)의 감합 볼록부(88)가 각 오목부(85)에 감합되었을 때에는, 그 각 세트 지그(83)에 있어서의 지지대부(89)의 표면은, 대형 기판(1)의 프레임형상 모양(50)보다도 다소, 축소된 면적으로, 그 대형 기판(1)의 다수의 프레임형상 모양과 같은 패턴을 형성하게 되고, 대형 기판(1)의 각 프레임형상 모양(50)을 지그 플레이트(82) 상의 각 세트 지그(83)에 맞춰서 대형 기판(1)을 다수 개의 세트 지그(83) 상에 겹쳤을 때에는, 각 프레임형상 모양(50)의 아래쪽 영역 내에 각 세트 지그(83)의 지지대부(89)가 수납되게 된다.

또한, 세트 지그(83)는 정렬하여 복수 개의 열을 형성하고 있고, 서로 이웃하는 각 열 사이에는, 극간(91)이 각각 형성되어 있다. 이로써, 각 극간(91)에는, 절단 가공을 위해, 다이싱 블레이드(84)를 진입시킬 수 있게 되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 지그 플레이트(82)의 하측에는 전자 척(92)이 마련되어 있다. 이 전자 척(92)은, 전자석을 이용하여 구성되어 있고, 지그 플레이트(82)에 있어서의 각 오목부(85)에 세트 지그(83)(갑합 볼록부(88))가 감합되어 있는 경우에 있어서, 전자 척(92)이 작동하였을 때에는, 그 세트 지그(83)는 지그 플레이트(82)에 강고하게 유지되게 된다.

다이싱 블레이드(84)(도 35 참조)는, 그 강성 등에 근거하여 절단 가공을 초음파 진동 가공 장치(4)에 있어서의 축형상의 가공구(8)를 사용하는 경우보다도 빠르게 할 수 있는 점 등에 착목하여 사용되고 있다. 이 다이싱 블레이드(84)로서는, 예를 들어 다이아몬드 블레이드 등이 사용된다. 이 다이싱 블레이드(84)는, 그 이동 구동원 등이 도시를 생략하는 제어 유닛에 의해 제어되게 되어 있고, 그 제어 유닛은, 지그 플레이트(82)의 위치, 지그 플레이트(82) 상의 세트 지그(83)의 배치 위치, 세트 지그(83)의 크기, 서로 이웃하는 세트 지그(83) 사이의 극간(91) 등의 정보에 근거하여, 다이싱 블레이드(84)에 적층체(1A)로부터의 적층 블록(1a)의 절출을 행하게 한다.

이와 같은 구성하에서, 이 공정을 실행함에 있어서는, 먼저, 지그 플레이트(82) 상에 각 오목부(85) 마다 마련되는 위치 결정 구멍(87)에 도시를 생략하는 위치 결정 핀을 삽입하여, 그 위치 결정 핀을 지그 플레이트(82) 상에 입설한 다음에, 각 오목부(85)에 세트 지그(83)를 각각 감합하는 동시에, 세트 지그(83)의 위치 결정 구멍(90)에 상기 위치 결정 핀을 삽입한다. 그리고 전자 척(92)을 작동시키고, 각 세트 지그(83)를 지그 플레이트(82)에 흡착시킨다. 이로써, 각 세트 지그(83)는, 미리 정해진 소정 위치에 있어서, 지그 플레이트(82)에 강고하게 유지되게 된다(도 32 참조).

한편, 지그 플레이트(82)에 각 세트 지그(83)가 강고하게 유지되면, 이재 플레이트(80)가 접착된 적층체(1A)의 하면에 접착제를 도포한 다음에, 그 적층체(1A)를 지그 플레이트(82)로 운반한다. 그리고 이재 플레이트(80)에 있어서의 제1 위치 결정 구멍(80a)을 제1 위치 결정 통부(86a)의 개구에 맞추는 동시에, 이재 플레이트(80)에 있어서의 제2 위치 결정 구멍(80b)을 제2 위치 결정 통부(86b)의 개구에 맞추면서, 적층체(1A)를 지그 플레이트(82) 상에 내리고, 제1 위치 결정 구멍(80a)과 제1 위치 결정 통부(86a)에 대하여 제1 위치 결정 핀(81a)을 삽입하고, 제2 위치 결정 구멍(80b)과 제2 위치 결정 통부(86b)에 대하여 제2 위치 결정 핀(81b)을 삽입한다. 이로써, 이재 플레이트(80)는 지그 플레이트(82)에 위치 결정되게 되어, 적층체(1A)의 각 프레임형상 모양(50)이 각 세트 지그(83) 상에 적정하게 각각 배치된 상태로, 적층체(1A)는 각 세트 지그(83)에 접착된다. 다수 개의 세트 지그(83) 상에 적정하게 배치되는 대형 기판(1)의 다수 개의 프레임형상 모양(85) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)의 배치 위치가, 제4 베이스 테이블(72) 상에서 위치 결정된 적층체(1A)에 있어서의 다수 개의 프레임형상 모양(50) 군에 대한 제1, 제2 위치 결정 통부(78a, 78b)의 배치 위치로서 반영되어 있기 때문이다.

본 실시 형태에 있어서는, 이재 플레이트(80)가 접착된 적층체(1A)의 하면에 사용되는 접착제로서, 앞에서 설명한 UV경화 접착제는 사용되고 있지 않다. UV 경화 접착제를 사용한 경우에는, 지그 플레이트(82) 근변에 접착제를 경화시키는 경화용 램프 장치를 마련해야 하기 때문이다. 그래서, 접착제로서는, 경화용 램프 장치에 의한 조사없이도 경화하는 접착제, 예를 들어 앞에서 설명한 변성 아크릴레이트계 구조 접착제 등이 사용된다.

이재 플레이트(80)가 접착된 적층체(1A)가 각 세트 지그(83)에 접착되면, 이재 플레이트(80)를 적층체(1A)로부터 떼어낸다. 이 경우, 이재 플레이트(80)를 적층체(1A)로부터 떼어낼 때에는, 이재 플레이트(80)와 적층체(1A)와의 접착을 파괴하는 외력을 가한다. 이때, 이재 플레이트(80)가 적층체(1A)에 있어서의 최상단의 커버 유리(1n)에 접착되어 있기 때문에, 가령 그 커버 유리(1n)가 손상되어도 문제는 되지 않는다.

이어서, 도 35에 나타내는 바와 같이, 다이싱 블레이드(84)를 사용하여, 적층체(1A)에 있어서의 프레임형상 모양(50)의 열 사이를, 세트 지그(83) 사이의 극간(91)을 고려하면서, 절단 가공(다이싱 가공)을 행한다. 다이싱 블레이드(84)를 사용하여 절단 가공을 행하는 것은, 다이싱 블레이드(84)의 쪽이 초음파 진동 가공 장치(4)에 있어서의 축형상의 가공부(8)보다도 강성이 높고, 그 절단 가공으로 적층체(1A)(대형기판(1))로부터 적층 블록(1a)(적층체(1A)로부터 절출한 것: 제품용 소판)을 절출한 쪽이, 초음파 진동 가공 장치(4)에 있어서의 축형상의 가공구(8)를 사용하여 적층 블록(1a)을 절출하는 것보다도 빠르기 때문이다.

절단 가공은, 도 36, 도 37에 나타내는 바와 같이, 적층체(1A)에 있어서, 각 프레임형상 모양(50)을 절출하게 되고, 각 세트 지그(83) 상에는 적층 블록(1a)이 세트 지그(83) 상면에 접착된 상태로 절출된다.

(12) 세트 지그(83)에 접착된 적층 블록(1a)이 절출되면, 그 세트 지그(83)에 접착된 적층 블록(1a)은, 도 23에 나타내는 바와 같이 "초음파 진동 가공 공정"으로 운반된다.

이 공정에 있어서는, 가공용 베이스 테이블로서의 가공용 지그 플레이트(96)와 앞에서 설명한 초음파 진동 가공 장치(4)가 구비되어 있다.

가공용 지그 플레이트(96)는, 상기 지그 플레이트(82)와 기본적으로 같은 구성으로 되어 있고, 이 가공용 지그 플레이트(96)가 지그 플레이트(82)에 대하여 다른 점은, 제1, 제2 위치 결정 통부(86a, 86b)가 생략되어 있는 점과, 서로 이웃하는 오목부(85) 사이의 간격이 넓어져서 적층 블록(1a)이 접착된 세트 지그(83)를 각 오목부(85)에 감합하였을 때에, 서로 이웃하는 적층 블록(1a) 사이에, 초음파 진동 가공을 가능하게 하도록, 소정의 극간(97)이 확보되어 있는 점만으로 되어 있다. 이 때문에, 지그 플레이트(82)와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

초음파 진동 가공 장치(4)는, 이미 상세하게 설명하고 있는데, 초음파 진동 가공 장치(4)에는, 하우징(6)을 상하 방향으로 승강동시키는 승강 장치(10)(도 2 참조)뿐만 아니라, 승강 장치(10)를 포함하는 하우징(6)을, 전후 좌우로 이동시키는 이동 장치(도시 생략)가 구비되어 있다. 이 이동 장치의 이동, 승강 장치(10)의 승강동은, 가공용 지그 플레이트(96)에 세트되는 세트 지그(83), 그 세트 지그(83) 상에 접착된 적층 블록(1a) 등의 정보를 고려한 설정 내용에 근거하여 제어 유닛(U)(도 3 참조)에 의하여 제어된다.

이와 같은 구성 하에서, 이 공정을 실행함에 있어서는, 도 36, 도 37에 나타내는 바와 같이, 절출한 적층 블록(1a)을 접착한 세트 지그(83)를 지그 플레이트(82)로부터 떼어내고, 그것들을 가공용 지그 플레이트(96)의 각 오목부(85) 내에 세트(감합 볼록부(88)를 오목부(85)에 감합 등)하는 동시에 전자 척(92)에 의하여 각 세트 지그(83)를 가공용 지그 플레이트(96)에 강고하게 유지한다.

이와 같은 상태 하에서, 도 39에 나타내는 바와 같이, 초음파 진동 가공 장치(4)를 사용하여, 적층 블록(1a)에 대하여 구멍 등의 가공(마무리 가공을 포함), 적층 블록(1a)의 외주면을 가공(마무리 가공을 포함)을 행한다.

(13) 초음파 진동 가공 장치(4)에 의한 가공이 종료되면, 적층 블록(1a)이 접착된 세트 지그(83)는, 도 23에 나타내는 바와 같이, "박리 작업 공정"으로 운반된다. 적층 블록(1a)을 세트 지그(83)로부터 벗겨내는 동시에, 커버 유리(1n)와 제품 유리, 제품유리 끼리를 서로 벗겨내어, 제품 유리(제품)를 얻을 필요가 있기 때문이다.

이 때문에, 이 공정에서는, 먼저, 적층 블록(1a)과 세트 지그(83)에 벗겨내는 외력을 가함으로써, 양자(1a, 83)를 벗겨낸다. 이어서, 적층 블록(1a)을, 온수가 들어 있는 온욕조에 넣어, 적층 블록(1a) 등에 있어서의 접착제를 용해한다. 이로써, 제품으로서의 제품 유리가 얻어지게 된다.

따라서, 상기 실시 형태에 있어서는, 다이싱 블레이드(84)를 사용하여, 적층체(1A)를 절단 가공함으로써 적층 블록(1a)을 절출하게 하고 있기 때문에, 초음파 진동 가공 장치(4)의 축형상의 가공구(8)를 사용하여 적층 블록(1a)을 절출하는 경우에 비해 적층 블록(1a)을 빠르게 절출할 수 있다. 그 한편, 외주면을 초음파 진동 가공 장치(4)의 축형상의 가공구(8)를 사용하여 적층 블록(1a)의 외주면을 가공, 마무리 가공을 행하기 때문에, 가령, 다이싱 블레이드(84)에 의한 절단 가공에 의해 적층 블록(1a)의 외주면에 치핑이 생겼다고 하더라도, 기본적으로 행해지는 초음파 진동 가공 장치(4)의 가공구(8)에 의한 가공으로 보수되게 된다. 이로써, 제품 유리의 품질을 확보하면서 제품 유리 1 매의 생산에 소요되는 시간을 극력 단축시킬 수 있다.

또한, 지그 플레이트(82) 상의 소정 위치에 다수 개의 세트 지그(83)를 규칙적으로 배치할 수 있는 동시에, 이재 플레이트(80) 등을 사용함으로써, 그 각 세트 지그(83) 상에 대형 기판(1)의 각 프레임형상 모양(50)을 적정하게 배치한 상태로 하면서, 대형 기판(1)을 다수 개의 지그 세트(83)에 접착할 수 있기 때문에, 다이싱 블레이드(84)에 의한 절단 가공을 단순한 동작의 반복으로 할 수 있고, 적층 블록(1a)으로서 같은 것을 확실하게 대형 기판(1)으로부터 절출할 수 있는 동시에, 다이싱 블레이드(84)에 의한 절단 가공 제어를 단순화할 수 있다.

이 경우, 카메라나 센서류 등을 사용하는 일 없이, 이재 플레이트(80), 위치 결정 통부(78a, 78b, 86a, 86b) 등을 사용하는 것만으로, 대형 기판(1)의 각 프레임형상 모양(50)을 지그 플레이트(82)의 세트 지그(83) 상에 적정하게 배치할 수 있어, 복잡하고 고가인 설비를 필요하지 않게 할 수 있다. 또한, 카메라나 센서류 들과 같이 고장나는 일이 없어, 내구성이 높은 것을 사용할 수가 있다.

나아가서는, 상기 적층 블록(1a)을 접착한 세트 지그(83)를 가공용 지그 플레이트(96)의 규칙적인 각 오목부(85)에 각각 유지하기 때문에, 같은 형상의 적층 블록(1a)이 가공용 지그 플레이트(96) 상에 규칙적으로 정렬하게 되어, 초음파 진동 가공 장치(4)에 규칙적인 작업을 행하게 할 수 있다. 이로써, 초음파 진동 가공 장치(4)의 제어도 단순화 할 수 있다.

이상 실시 형태에 대하여 설명하였으나 본 발명에 있어서는, 다음의 양태를 포함한다.

(1) 청구항 9의 구성 하에서, 목표 진폭을 3 ㎛ ~ 9 ㎛의 범위 소정 진폭으로 하는 동시에, 목표 진동수를 60 kHz ~ 64 kHz의 범위의 소정 진동수로 할 것. 이로써, 본건 발명자가 알아낸 지견에 근거하여, 가공구의 구체적인 진폭 및 진동수로서, 강화유리의 가공 정밀도의 관점에서 바람직한 것을 제공할 수 있다.

이 경우, 목표 진폭을 3 ㎛ ~ 9 ㎛로 하고 있는 것은, 3 ㎛ 미만에서는, 가공 능력이 충분하지 않기 때문에(절삭설 등이 남아 절삭 저항 등이 증대됨으로써) 강화유리에 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생하는 한편, 9 ㎛를 넘은 경우에는, 가공에 수반되는 강화유리 내부의 응력 변화에 추종할 수가 없기 때문에 강화유리에 크랙, 소정 이상의 치핑 등이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다. 또한, 목표 진동수를 60 kHz ~ 64 kHz로 하고 있는 것은, 목표 진폭의 경우와 마찬가지로, 60 kHz 미만에서는, 가공 능력이 충분하지 않기 때문에 강화유리에 크랙 등이 발생하는 한편, 64 kHz를 넘은 경우에는 가공에 수반되는 강화유리 내부의 응력 변화에 추종할 수가 없어 강화유리에 크랙 등이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다.

(2) 청구항 9의 구성 하에서, 가공구의 회전수를, 2000 rpm ~ 30000 rpm 범위 내의 소정 회전수로 할것. 이로써, 본건 발명자의 지견에 근거하여, 앞에서 설명한 가진 조건 하에서, 가공구의 회전수를, 강도가 높은 표면 강화층을 가지는 강화유리를 가공하는 관점에서 바람직한 것으로 할 수 있다.

이 경우, 가공구의 회전수를 2000 rpm ~ 30000 rpm 범위 내의 소정 회전수로 하고 있는 것은, 2000 rpm 미만에서는, 강화유리에 대한 가공의 효과가 충분하지 않은 한편, 30000 rpm을 넘으면, 가공면에 대한 미끄럼 현상(가공 저항 저하)이 생겨 가공의 효과가 저하되는 동시에, 내구성의 관점에서 문제를 일으키기 때문이다.

1: 대형 기판 (강화유리)
1A: 적층체 (대형 기판)
1a: 적층 블록
1n: 커버 유리
3: 표면 강화층
4: 초음파 진동 가공 장치
7: 가진 장치 (가진 기구)
8: 가공구
50: 프레임형상 모양
51: 얼라이먼트 마크 (위치 맞춤 마크)
53: 위치 맞춤 마크
72: 제4 베이스 테이블 (조정용 베이스 테이블)
73a: 검지 카메라 (위치 맞춤부)
73b: 검지 카메라 (위치 맞춤부)
78a: 제1 위치 결정 통부 (위치 결정 관여부)
78b: 제2 위치 결정 통부 (위치 결정 관여부)
80: 이재 플레이트 (이재 부재)
80a: 제1 위치 결정 구멍 (위치 결정 관계부)
80b: 제2 위치 결정 구멍 (위치 결정 관계부)
82: 지그 플레이트 (절단 가공용 베이스 테이블)
83: 세트 지그 (개별 베이스)
84: 다이싱 블레이드
86a: 제1 위치 결정 통부 (위치 결정부)
86b: 제2 위치 결정 통부 (위치 결정부)
91: 극간
96: 가공용 지그 플레이트 (가공용 베이스 테이블)
U: 제어 유닛 (제어 수단)

Claims (9)

1. 가공구를 회전시키면서 가진시킨 상태 하에서, 그 가공구로, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 제품용 소판(素板)에 대하여 가공을 행하는 강화유리의 가공방법으로서,
   상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공에 앞서, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 대형 기판으로부터 상기 제품용 소판을, 다이싱 블레이드를 사용한 절단 가공에 의하여 절출하고,
   상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공시에, 그 제품용 소판의 외주면에 대한 마무리 가공까지도 행하고,
   상기 화학 강화유리로서의 제품용 소판에 대한 상기 가공구에 의한 가진을, 그 가공구의 진폭 및 진동수가 목표 진폭 및 목표 진동수에 각각 가까워지도록 피드백 제어하는 동시에, 그 목표 진폭 및 목표 진동수를, 그 제품용 소판의 가공에 수반되는 가공 깊이에 따라 변화하는 값으로서 그 제품용 소판의 품질을 악화시키는 품질 악화 발생치의 범위에 속하지 않는 것으로 각각 설정하고,
   게다가, 상기 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서, 0.3 msec 이하의 소정 샘플 주기를 사용하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
2. 가공구를 회전시키면서 가진시킨 상태 하에서, 그 가공구로, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 제품용 소판에 대하여 가공을 행하는 강화유리의 가공방법으로서,
   상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공에 앞서, 표면 강화층을 가지는 화학 강화유리로서의 대형 기판으로부터 상기 제품용 소판을, 다이싱 블레이드를 사용한 절단 가공에 의하여 절출하고,
   상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공시에, 그 제품용 소판의 외주면에 대한 마무리 가공까지도 행하고,
   게다가, 상기 대형 기판으로부터의 상기 제품용 소판의 절출 및 상기 제품용 소판에 대한 상기 가공구의 가공에 있어서는,
   상면 상에 복수 개의 개별 베이스를 극간을 두면서 정렬시킨 상태로 착탈 가능하게 유지할 수 있는 절단 가공용 베이스 테이블과, 상면 상에, 상기 절단 가공용 베이스 테이블에 있어서의 서로 이웃하는 개별 베이스 사이의 극간보다도 넓어진 극간으로, 상기 복수 개의 개별 베이스를 정렬한 상태로 착탈 가능하게 유지할 수 있는 가공용 베이스 테이블을 준비하고,
   먼저, 상기 절단 가공용 베이스 테이블 상에 상기 복수 개의 개별 베이스를 유지한 다음에, 그 복수 개의 개별 베이스의 상면에 상기 대형 기판을 그 복수 개의 개별 베이스가 덮어지도록 하여 부착하고,
   다음으로, 상기 절단 가공용 베이스 테이블에 있어서의 서로 이웃하는 각 개별 베이스 사이의 극간의 위쪽 영역에 있어서, 상기 대형 기판을 상기 다이싱 블레이드로 절단함으로써, 상기 각 제품용 소판을 그 각 개별 베이스 상면에 각각 부착된 상태로 절출하고,
   다음으로, 상기 제품용 소판이 부착된 각 개별 베이스를 상기 가공용 베이스 테이블에 유지하고,
   다음으로, 상기 가공용 베이스 테이블 상에 있어서의 각 개별 베이스상의 제품용 소판에 대하여 상기 가공구에 의하여 가공을 행하여, 그 각 개별 베이스 상에 제품 유리를 각각 형성하고,
   이후, 상기 각 개별 베이스로부터 상기 각 제품 유리를 떼어내는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 대형 기판으로서, 상기 절단 가공용 베이스 테이블상에 상기 복수 개의 개별 베이스가 유지된 상태에 있어서, 그 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹치는 프레임형상 모양군과, 그 프레임형상 모양군에 대하여 소정의 배치 관계를 가지는 복수 개의 위치 맞춤 마크가 인쇄되어 있는 것을 준비하고,
   상기 절단 가공용 베이스 테이블로서, 상기 복수 개의 개별 베이스가 유지된 상태에 있어서, 그 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹친 상기 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대하여 소정의 위치 관계를 이루는 복수 개의 위치 결정부를 가지는 것을 준비하고,
   나아가서는, 조정용 베이스 테이블과, 이재 부재를 준비하고,
   상기 조정용 베이스 테이블로서, 상기 대형 기판을 재치할 수 있는 재치면과, 그 재치면 상에 재치되는 대형 기판의 복수 개의 위치 맞춤 마크를 위치 맞춤하는 복수 개의 위치 맞춤부와, 그 복수 개의 각 위치 맞춤부에 상기 복수 개의 각 위치 맞춤 마크를 위치 맞춤한 상태에 있어서, 그 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대한 위치 관계가, 상기 절단 가공용 베이스에 있어서, 상기 복수 개의 개별 베이스에 적합한 상태로 겹친 상기 대형 기판의 프레임형상 모양군에 대한 상기 복수 개의 위치 결정부의 위치 관계와 동일하게 되는 위치 결정 관여부를 가지는 것을 준비하고,
   상기 이재 부재로서, 상기 복수 개의 위치 결정부 및 상기 복수 개의 위치 결정 관여부에 대하여 위치 결정 관계를 성립시킬 수 있는 복수 개의 위치 결정 관계부를 가지는 것을 준비하고,
   게다가, 상기 조정용 베이스 테이블 상에 상기 대형 기판을 재치하여, 그 대형 기판의 복수 개의 각 위치 맞춤 마크를 상기 복수 개의 각 위치 맞춤부에 위치 맞춤하고,
   다음으로, 상기 복수 개의 각 위치 맞춤 마크와 상기 복수 개의 각 위치 맞춤부를 위치 맞춤한 상태 하에서, 상기 이재 부재의 복수 개의 각 위치 결정 관계부와 상기 복수 개의 각 위치 결정 관여부를 위치 결정한 상태로 유지하면서, 그 이재 부재를 상기 조정용 베이스 테이블 상의 상기 대형 기판에 부착하고,
   다음으로, 상기 이재 부재가 부착된 대형 기판을 상기 절단 가공용 베이스 테이블로 운반하고, 그 이재 부재의 복수 개의 각 위치 결정 관계부와 상기 절단 가공용 베이스 테이블 상의 복수 개의 각 위치 결정부를 위치 결정한 상태로 유지하면서, 그 이재 부재가 부착된 대형 기판을, 그 절단 가공용 베이스 테이블 상에 유지되는 복수 개의 개별 베이스에 부착하고,
   그후, 상기 이재 부재를 상기 대형 기판으로부터 떼어내는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이재 부재를 상기 대형 기판에 부착할 시에, 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 대형 기판에 상기 이재 부재를 접착하기 전에, 그 대형 기판에 커버 유리를 접착하고,
   상기 이재 부재를 상기 커버 유리를 개재시켜 상기 대형 기판에 접착하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 대형 기판에 커버 유리를 접착할 시에, 온수에 의하여 용해되는 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 대형 기판으로서, 복수 매의 대형 기판이 적층되어 그 각 대형 기판의 프레임형상 모양군이 합쳐진 적층체가 사용되고,
   상기 적층체를 형성할 시에, 그 적층체에 있어서의 각 대형 기판의 복수 개의 각 위치 맞춤 마크와 상기 조정용 베이스 테이블에 있어서의 복수 개의 각 위치 맞춤부를 위치 맞춤하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 조정용 베이스 테이블에 있어서의 각 위치 맞춤부가, 상하 방향으로 신장되는 축선 상에 배치되는 한 쌍의 검지 카메라에 의하여 각각 구성되고,
   상기 적층체를 구성하는 각 대형 기판이, 특정 조사광에 의하여 경화되는 접착제를 이용하여 서로 접착되고,
   상기 적층체를 형성할 시에, 최하단에 배치되는 대형 기판의 위치 맞춤 마크를 하측의 검지 카메라의 축선 상에 위치시키는 한편, 그 최하단의 대형 기판의 위에 적층하는 대형 기판에 대해서는, 그 각 적층시마다, 그 대형 기판의 위치 맞춤 마크를 상측의 검지 카메라의 축선 상에 위치시킨 후, 그 적층한 대형 기판과 그 하측의 대형 기판과의 사이에 개재되는 접착제에 대하여 특정 조사광을 조사하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.
9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 화학 강화유리로서의 제품용 소판에 대한 상기 가공구에 의한 가진을, 그 가공구의 진폭 및 진동수가 목표 진폭 및 목표 진동수에 각각 가까워지도록 피드백 제어하는 동시에, 그 목표 진폭 및 목표 진동수를, 그 제품용 소판의 가공에 수반되는 가공 깊이에 따라 변화하는 값으로서 그 제품용 소판의 품질을 악화시키는 품질 악화 발생치의 범위에 속하지 않는 것으로 각각 설정하고,
   게다가, 상기 피드백 제어에 있어서의 샘플 주기로서, 0.3 msec 이하의 소정 샘플 주기를 사용하는 것을 특징으로 하는 강화유리의 가공 방법.

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