201217086 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種玻璃之開孔鑽頭,尤其係關於一種對 板狀玻璃進行開孔加工之玻璃之開孔鑽頭。 . 【先前技術】 . 例如’電漿顯示面板(PDP : Plasma Display Panel)係使 表面上形成有電極之前面玻璃基板、與於藉由阻隔壁而間 隔之溝槽内形成有紅、綠、藍之螢光體層及電極之背面玻 璃基板相對向地一體接合而成。並且,於兩片玻璃基板 間,形成已密封周緣部之經密閉之微小間隙。又,微小間 隙之内部係以填充有包含用以產生放電之氬氣與氖氣之氣 體之狀態密封。 是面玻璃基板係於顯示區域之外側設置有與上述微小間 隙連通之貫通孔。该貫通孔係於製造步驟中,將兩片玻璃 基板加以接合後,用作用以使上述微小間隙之空氣排出之 排氣用孔,其後用作用以將氣體填充於上述微小間隙之氣 體供給孔。 ' 於上述貫通孔之加工步驟中,使表面具有微小之金剛石 . 研磨粒之開孔鑽頭高速旋轉而對玻璃基板實施開孔加工 、 (例 參照專利文獻1}。玻璃基板之開孔加工係來自上方 之第1鑽頭與來自下方之第2鑽頭同時進行加工,與先拔出 第1鑽頭同時’進—步向軸方向輸送第2鑽頭,使自上方加 工而成之第1孔與自下方加工而成之第2孔連通。藉此,防 止鑽頭則端穿透玻璃基板時於貫通孔之開口周緣部產生碎 158539.doc 201217086 屑(碎塊)。 此處,對先前之鑽頭之構成進行說明。如圖1所示,先 刖之鑽頭60形成為圓柱形狀,且於前端角部設置有倒角 62 〇 於使用鑽頭60對玻璃基板G進行開孔加工之情形時前 端面與倒角62之角部64會與玻璃基板G之表面接觸而產生 碎塊Η(圖1中由虛線表示)。碎塊H係朝向角部以之外側產 生。因此,碎塊Η會朝向較鑽頭6〇之外周更外側行進,故 於進行開孔加工後,由碎塊Η所產生之缺失部分不會被去 除而會殘留下來。又,於開孔鑽頭抵達至貫通位置而拔出 (轉換升降方向之動作)時,藉由機械性微細振動會產生碎 塊。该等碎塊會於背面板煅燒步驟中導致裂孔。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1:國際公開2008/044771Α1 【發明内容】 發明所欲解決之問題 如此’於如上述專利文獻1記載般使用開孔鑽頭對玻璃 基板研磨貫通孔之情形時,存在如下問題:高速旋轉之鑽 頭則端與玻璃表面接觸時會產生上述碎塊,尤其容易產生 自貫通孔之入口周緣部朝向外側之碎屑,且於開孔加工 後’缺失之部位亦會殘留於貫通孔之内壁。 又’於使用上述開孔鑽頭之開孔加工時,係以如下步驟 進仃開孔加工:向玻璃基板之厚度方向輸送鑽頭,當進行 158539.doc 201217086 開孔加工至特定深度時,停止鑽頭之輸送,自孔中拔出該 鑽頭。又’當鑽頭抵達至貫通位置而拔出時,於鑽頭之外 周部接觸至貫通孔之内壁之情形時,於貫通孔之入口周緣 部會產生碎屑。 又,於電漿顯示面板之製造步驟中,將兩片玻璃基板加 以接合後,於介電質層形成步驟中進行高溫(例如, 590t〜600°C)加熱之煅燒步驟。於上述玻璃基板之煅燒步 驟中,若存在因利用鑽頭之開扎加工所造成之碎塊或碎屑 而產生之損傷,則會產生如下問題:因伴隨著加熱、冷卻 而產生之溫度分佈之變化,熱應力(壓縮應力、拉伸應力) 會作用於玻璃基板,從而於玻璃基板上產生以開孔加工時 之碎塊或損傷為起點之裂孔。 因此,鑒於上述情況,本發明之目的在於提供一種玻璃 之開孔鑽頭’其係抑制使開孔鑽頭與玻璃基板接觸時、及 開孔鑽頭抵達至貫通位置而拔出時所產生之碎塊或碎屑之 產生’從而解決上述問題。 解決問題之技術手段 為解決上述問題,本發明包括如下手段。 (1)本發明係一種玻璃之開孔鑽頭,其係一面旋轉一面與 玻璃接觸而進行開孔加工者;其包含: 前端部’其與上述玻璃接觸,且於外周側緣部具有曲 面; 外周部,其插入至形成於上述玻璃上之孔内; 柄部;及 158539.doc 201217086 退避部’其設置在上述外周部與上述柄部之間,直徑被 設定為小於上述外周部之外徑;且 上述前端部包含自中央部向外周方向延伸且亦於轴方向 上延伸之溝槽; 於上述前端部上開口之上述溝槽之邊緣部為倒角形狀。 (2) 本發明之上述退避部較佳為錐形狀或曲面形狀。 (3) 本發明之上述玻璃較佳為電漿顯示器用之板狀玻璃。 (4) 本發明之上述孔之内徑較佳〇mm〜2 〇mm ,上述玻 璃之厚度較佳為0.5 mm〜1.8 mm » 發明之效果 根據本發明,與玻璃之表面接觸之前端部之外周側緣部 形成為曲面狀,故可使開孔鑽頭與玻璃表面接觸時之碎塊 之產生區域處於較鑽頭外徑更内側之範圍内,可於向玻璃 厚度方向輸送鑽頭前端部之過程中去除碎塊。又,於自前 端部之中心部朝向外周側之半徑方向上形成有溝槽,故前 端部之中心部不會受到研磨所產生之熱之影響。另外,由 於研磨時之冷卻液(coolant liquid)及因研磨而產生之碎片 通過上述溝槽排出,故可高效地消除伴隨著研磨所產生之 熱,從而可提高冷卻效果。又,藉由在插入至玻璃之孔内 之外周部與柄部之間形成設為直徑小於外周部之外徑之退 避部,使得於鑽頭抵違至貫通位置而拔出之過程中,難以 產生在孔之入口周緣部所產生之碎塊或碎屑,從而可提高 開孔加工之質量。 【實施方式】 158539.doc 201217086 以下,參照圖式對用以實施本發明之形態進行說明。 [實施形態1] 圖2係表示本發明之玻璃開孔鑽頭之—實施形態之正視 圖。如圖2所示,玻璃開孔鑽頭(以下稱為「鑽頭」包含 研磨部2G(圖1中以梨皮花紋表示)及柄部3Q ^圓柱形狀之研 磨部20係使微小之金剛石研磨粒固著於金屬材料之表面, 以遍及全周形成大致均勻之研磨面之方式設置。於研磨部 2〇上,例如較佳為藉由金屬接合法或電鍍法使個網眼 以上之粒度之金剛石研磨粒固著。 另外’研磨部20之前端部21之外周側緣部係由圓弧狀之 曲面22形成。前端部21之曲面22可抑制與玻璃表面接觸時 之碎塊’並且可將碎塊之產生區域設定在處於較前端部Μ 之外周更内側之中心附近。 曲面2 2例如較佳為其曲率半徑R丨小於外周部2 *之半徑 R2(R1<R2)。又,於將外周部24之半徑R2設為Q5咖之情 形時,例如曲率半徑…成為U _以上、未達〇5随。於 將外周部24之半徑R2設為之情形時,例如曲率半徑 R1成為0.1 mm以上、未達。再者,曲面22之圓弧形 狀之中心角較佳為45。以上90。以下。 又,前端部2旧除曲面22以外之中心部分成為平面形 狀,但最好設為由平緩之圓弧構成之曲面。再者,前端部 21之平面係根據曲面22之曲率半徑R1而確定,若曲率半徑 R1接近於外周部24之半徑R2,則平面區域變小。 又,如圖5A及圖5B所示,本發明之鑽頭1〇係包含自前 158539.doc 201217086 端部21之中央部向外周方向延伸之^字狀之溝槽11(),該溝 槽進而於軸方向上延伸形成,且於前端部21上開口之溝槽 110之邊緣部設為倒角形狀(倒角j2〇)。 鑽頭10若自轴方向觀察前端部21,則溝槽11〇係沿自中 心部朝向外周側之半徑方向形成,故研磨部形成為。字 狀或類似於馬蹄形狀之形狀。又,鑽頭1〇藉由溝槽ιι〇, 使得前端部21之中心部(旋轉速度成為低速之部分)不會受 到研磨所產生之熱之影響。另外,由於研磨時之冷卻液 (coolant liquid)及因研磨而產生之碎片通過上述溝槽ιι〇排 出,故可高效地消除伴隨著研磨所產生之熱,從而可提高 冷卻效果。 又,藉由在前端部21上開口之溝槽11()之倒角12〇,可於 研磨時防止金剛石研磨粒之剝離。 因此,於本發明之鑽頭1〇中,可藉由上述溝槽ιι〇與倒 角120之相互作用,使鑽頭壽命較先前者大幅度地延長。 本發明之玻璃開孔鑽頭較佳為用於厚度為〇 5 mm之玻璃基板之開孔,更佳為用於厚度為1〇爪瓜〜〗8爪瓜 之玻璃基板之開孔。 外周部24之軸方向之長扣(包括曲面22)係根據所加工 之玻璃基板之厚度而確定。例如,於玻璃基板之厚度為 0.5 mm〜1.0 mm之情形時,外周部以之軸方向之長度以宜 設為0.3 mm〜0.8 mm。於玻璃基板之厚度為丨〇瓜爪〜丨8爪瓜 之情形時,外周部24之長度L1宜設為〇·8 mm〜丨6 又,外周部24之軸方向之長度^(不包括曲面22)於玻璃 158539.doc 201217086 基板之厚度為0·5 mm〜I 0 mm之情形時宜設為〇】 mm〜0.6 mm,於玻璃基板之厚度為1〇爪爪〜丨』m二之情形 時’宜設為 0.6mm~1.4mm。 於外周部24與柄部30之間形成有直#小於外周料之外 徑之退避部26 ^退避部26係形成為相對於外周部24向内側 以傾斜角α傾斜之錐形狀。退避部26之軸方向之長度較佳 為0_1 mm以上,傾斜角α例如較佳為2〇〜6〇0之範圍。 又,外周部24與退避部26之邊界部分形成有由平緩之曲 面構成之圓弧狀部50。藉由該退避部26及圓弧狀部5〇,鑽 頭10抵達至貫通位置而拔出時不會損傷孔之入口周緣部, 從而可防止鑽頭拔出操作時之碎屑。 [使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第1加工方法之開孔加工 步驟] 圖3Α〜圖3F係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第卫加 工方法的開孔加工步驟1〜6之縱剖面圖。再者,於圖3α〜圖 3F中’旋轉驅動鑽頭之驅動部及輸送機構之構成由於已眾 所周知(參照上述之專利文獻1),故於此處省略彼等之說 明。又,於圖3Α〜圖3F中,為了簡化而省略溝槽進行表 示。 (第1加工方法之開孔加工步驟1) 如圖3Α所示,於對玻璃基板G進行利用上述鑽頭1〇之開 孔加工之情形時,配置於玻璃基板G之第!主表面側之第工 鑽頭10A與配置於第2主表面側之第2鑽頭10B幾乎同時與 玻璃基板G之第1主表面、第2主表面接觸。再者,第1、第 158539.doc 201217086 2鑽頭10A、10B均具有與圖2所示之鑽頭1〇相同之構成’ 夹持方向設置於與玻璃基板G之厚度方向相反之方向。再 者’玻璃基板G係用於上述電漿顯示面板之背面玻璃美 板。 & 又第1、第2鑽頭1 〇A、10B分別以高速旋轉(數千次每 分鐘)方式進行旋轉,故與玻璃基板G之表面接觸之同時開 始開孔之研磨。於研磨步驟中,向第1、第2鑽頭i〇A、 10B與玻璃基板G之接觸部分供給冷卻液((:〇〇1&加Uquid)。 再者,第1、第2鑽頭l〇A、10B分別包含沿自中心部朝向 外周側之半徑方向形成之溝槽,故前端部之中心部(旋轉 速度成為低速之部分)不會受到研磨所產生之熱之影響。 此外’由於上述冷卻液(c〇〇lant liqUid)及因研磨而產生之 碎片通過上述溝槽Π0排出,故可高效地消除伴隨著研磨 所產生之熱,從而可提高冷卻效果。 於第1、第2鑽頭l〇A、10B之前端最早接觸之玻璃基板〇 之表面部分’產生碎塊H(圖3 A中由虛線表示)。產生碎塊 Η之區域係藉由第1、第2鑽頭1〇A、10B之前端部21與曲面 22之邊界而確定,故處於較外周部24更向内側偏移曲面22 之曲率半徑R1之距離的位置。 (第1加工方法之開孔加工步驟2) 如圖3B所示’第1、第2鑽頭10A、10B分別係一面高速 旋轉一面向玻璃基板G之厚度方向輸送。藉此,於玻璃基 板G之第1主表面、第2主表面上,利用各鑽頭1〇A、ιοΒ研 磨第1、第2孔70A、70B。 158539.doc •10- 201217086 第1、第2鑽頭i〇A、10B研磨玻璃基板G,(於圖3B中表 不)孔70A、70B之底部逐漸變深。藉此,於玻璃基板G之 表面(第1主表面、第2主表面)上所產生之碎塊Η藉由第1、 第2鑽頭ι〇Α、1〇Β之前端部21之外周側緣部上所形成之曲 • 面22而研磨、去除。 • (第1加工方法之開孔加工步驟3) 如圖3C所示,第1鑽頭10Α於玻璃基板G之第1主表面上 研磨特定深度之孔70Α後,於第1主表面側拔出。又,第! 孔70A之底部靠近玻璃基板g之上表面,深度相對較淺。 進而’第2鑽頭10B仍舊一面高速旋轉一面向玻璃基板g 之厚度方向輸送,深度研磨玻璃基板G之第2主表面側之孔 70B 〇 (第1加工方法之開孔加工步驟4) 如圖3D所示,於第2鑽頭10B抵達至貫通位置之時間 點,停止第2鑽頭10B之向玻璃基板G之厚度方向之輸送。 藉此,第1、第2孔70A、70B相連通,成為在厚度方向上 貝通玻璃基板G之貫通孔70。再者’於本實施形態中,貫 通孔70之内徑例如為1.〇 mm〜2.0 mm。又,於第1孔7〇A與 • 第2孔70B之邊界部分,因第1、第2鑽頭1 〇a、1 〇B之半小u . 方向之偏移所產生之階差殘留於貫通孔70之内壁。然而, 由於該階差係產生於靠近玻璃基板G之第1主表面側之位 置’故而上述锻燒步驟之熱應力作為壓縮應力而發揮作 用,不會導致抗壓縮之玻璃之破損。 又,於研磨貫通孔70後,於第2主表面側拔出第2鑽頭 158539.doc 201217086 1 OB »再者,貫通孔70之内周面係藉由第2鑽頭1 OB之外周 部24而研磨,故成為較外周部24之直徑D稍大之孔徑。 又’於第2鑽頭10B之研磨部20之外周部24與柄部30之間 設置有退避部26,故於第2鑽頭10B抵達至貫通位置而拔出 時,退避部26不會與貫通孔70之入口周緣部(第2主表面側 開口)接觸,從而抑制碎屑之產生。 (第1加工方法之開孔加工步驟5) 如圖3E所示’於在第2主表面側拔出第2鑽頭1〇B之過程 中’退避部26向貫通孔70之外部移動後,外周部24於貫通 孔70之内周面移動。 (第1加工方法之開孔加工步驟6) 如圖3F所示,第2鑽頭1〇B之前端部21於通過貫通孔几之 入口周緣部(第2主表面側開口)時,因於外周側緣部形成有 曲面22,故不與貫通孔70之入口周緣部接觸而向貫通孔70 之外部移動。因此,可防止自貫通孔7〇拔出第2鑽頭i〇b時 於貫通孔70之入口周緣部產生碎屑。
[使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第2加工方法之開孔加工 步驟J 此處,說明與±述第工方法不同之第2加工方法之開 v驟圖4A〜圖係表示使用本發明之玻璃開孔鑽 頭之第2加工方法的開孔加工步驟1〜2之縱剖面圖。再者, 於圖4A〜®4B中’為了簡化而料溝槽進行表示。 (第2加工方法之開孔加工步驟i) 於圖4A所示之第2加 工方法之開孔加工步驟1中 ,僅將第 158539.doc •12- 201217086 2鑽頭1〇B—面高速旋轉-面向玻璃基板G之厚度方向輸 送》藉此’於玻璃基板G之第2主表面上,利用鑽頭i〇b研 磨第2孔70B。第2鑽頭1〇B由於包含沿自中心部朝向外周 側之半徑方向形成之溝槽,故前端部之中心部(旋轉速度 成為低速之部分)不會受到研磨所產生之熱之影響。另 外,由於上述冷卻液(co〇lant liquid)及因研磨而產生之碎 片通過上述溝槽110排出,故而可高效地消除伴隨著研磨 所產生之熱’從而可提高冷卻效果。 第2鑽頭10B—面研磨玻璃基板G 一面向玻璃基板(3之厚 度方向輸送’與此同時第2孔70B逐漸變深》藉此,第2鑽 頭10B之前端部21接觸時於玻璃基板g之第2主表面上所產 生之碎塊Η藉由第2鑽頭10B之前端部21之外周側緣部上所 形成之曲面22通過而研磨、去除。 第2鑽頭10Β向玻璃基板G之厚度方向輸送,直至前端部 21抵達至接近於玻璃基板g之第1主表面之位置為止,以進 行研磨’直至第2孔70Β之底部與玻璃基板G之第1主表面 之間之厚度例如成為〇. 1 mm~0.5 mm左右為止(雖然取決於 鑽頭之設計尺寸,但較理想的是退避部26在玻璃之厚度方 向上進入0.2 mm以上)》因此,於玻璃基板G上所加工之第 2孔70B之第1主表面側成為由極薄之壁阻塞之狀態。 其後,停止利用第2鑽頭10B之研磨,移動第2鑽頭ι〇Β 而於第2孔70B之第2主表面側拔出。向該第2主表面側之鑽 頭拔出動作與上述圖3E、圖3F所示之情形相同,可防止自 貫通孔70拔出第2鑽頭10B時於貫通孔70之入口周緣部產生 158539.doc •13- 201217086 碎屑》 (第2加工方法之開孔加工步驟2) 於圖4B所示之第2加工方法之開孔加工步驟2中,僅將第 1鑽頭10A—面高速旋轉一面向玻璃基板〇之厚度方向輸 送。藉此’於玻璃基板G之第1主表面上,利用第1鑽頭 10A研磨第1孔70A。於此情形時,第2孔7〇B之第j主表面 側僅殘留有極薄之壁,故第丨鑽頭1〇A之前端部21進行高速 紅轉而與玻璃基板G之第1主表面接觸進行研磨,同時成為 第1、第2孔70A、70B連通而成之貫通孔70。繼而,藉由 第1鑽頭10Α研磨而成之研磨粉通過貫通孔7〇落下至第2主 表面側。 再者,於第1鑽頭10Α研磨玻璃基板G之第1主表面時, 亦會如上所述產生碎塊Η,但將第1鑽頭ι〇Α向玻璃基板G 之厚度方向輸送’藉由前端部21之外周側緣部上所形成之 曲面22通過,可研磨、去除碎塊η。又,由於第i鑽頭1〇Α 包含沿自中心部朝向外周側之半徑方向形成之溝槽,故而 前端部之中心部(旋轉速度成為低速之部分)不會受到研磨 所產生之熱之影響。 又’當將第1錯頭10Α之前端部21之外周側緣部上所形成 之曲面22插入至玻璃基板G之第1主表面時,停止利用第i 鑽頭10A之研磨,使第1鑽頭l〇A移動而於第1主表面側拔 出。再者,使第1鑽頭10A向玻璃基板g之厚度方向移動而 進行研磨後,於第1主表面側拔出時,來自第1主表面侧之 研磨量極小’故於拔出過程中,難以於孔之入口周緣部產 158539.doc -14- 201217086 生碎塊或碎屑,亦可縮短加工時間。 其次’對鑽頭之變形例進行說明》 [變形例] 圖6係表示玻璃開孔鑽頭之變形例之正視圖。再者,於 變形例中,對於與上述實施形態1相同之部分標附相同之 符號,並且省略其說明。 如圖6所示,變形例之鑽頭100包含上述溝槽110及倒角 120 ’並且於外周部24與柄部3〇之間形成有直徑小於外周 部24之外徑之退避部210。退避部210係形成於具有平緩之 圓弧形狀之曲面。再者,藉由增大退避部21〇之曲率半 徑’使退避部210之曲面接近於錐形狀。 於使用該變形例之鑽頭1 00加工貫通孔7〇之情形時,於 上述開孔加工步驟4中,拔出第2鑽頭1 0B時,曲面形狀之 退避部210不與貫通孔70之入口周緣部(第2主表面側開口) 接觸,從而抑制碎屑之產生。 已參照特定之實施形態詳細地說明本發明,但業者當 知,可於不脫離本發明之精神與範圍之條件下施加各種變 更或修正。 本申請案係基於2010年9月1日提出申請之曰本專利申請 案201 (M 96216者,其内容作為參照而併入本文。 產業上之可利用性 於上述說明中,係以對電漿顯示面板中所使用之玻璃基 板G進行開孔加工之情形為例進行說明,但當然並不限定 於此,亦可將本發明應用於用以對其他顯示器裝置中所使 J 58539.doc •15· 201217086 用之玻璃基板進行開孔加工之開孔鑽頭。 又’於上述說明中,已說明在退避部之表面上亦固著金 剛石研磨粒等研磨粒之構成者,但是當然並不限定於此, 亦可將本發明應用於在退避部之表面上不固著金剛石研磨 粒等研磨粒之鑽頭。 又,於上述說明中,已說明在研磨部之表面上固著金剛 石研磨粒之構成者,但是當然並不限定於此,亦可將本發 明應用於固著金剛石研磨粒以外之研磨粒之鑽頭。 又,於上述說明中,係列舉自玻璃基板之厚度方向同時 開始研磨,繼而先停止來自第!主表面之第!鑽頭,使來自 第2主表面之第2鑽頭貫通之加工方法作為一例,但是當然 並不限定於此,亦可將本發明應用於以除此以外之加工步 驟進行加工之情形(例如,先進行利用來自第丨主表面之第 1鑽頭之開孔加工,其後進行利用來自第2主表面之第2鑽 頭之開孔加工之加工方法)。 【圖式簡單說明】 圖1係表示先前之玻璃開孔鑽頭之正視圖。 圖2係表示本發明之玻璃開孔鑽頭之一實施形態之正視 圖。 圖3 A係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第丨加工方法 的開孔加工步驟1之縱剖面圖。 圖3B係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第ι加工方法 的開孔加工步驟2之縱剖面圖。 圖3C係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第i加工方法 158539.doc -16- 201217086 的開孔加工步驟3之縱剖面圖。 圖3D係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第1加工方法 的開孔加工步驟4之縱剖面圖。 圖3E係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第1加工方法 的開孔加工步驟5之縱剖面圖。 圖3F係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第}加工方法 的開孔加工步驟6之縱剖面圖。 圖4A係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第2加工方法 的開孔加工步驟1之縱剖面圖。 圖4B係表示使用本發明之玻璃開孔鑽頭之第2加工方法 的開孔加工步驟2之縱剖面圖。 圖5A係表示本發明之玻璃開孔鑽頭之溝槽之平面圖。 圖5B係表示本發明之玻璃開孔鑽頭之溝槽之正視圖。 圖6係表示本發明之玻璃開孔鑽頭之變形例之正視圖。 【主要元件符號說明】 1〇 、 1〇〇 10A 10B 20 21 22 24 26 、 210 30 玻璃開孔鑽頭 第1鑽頭 第2鑽頭 研磨部 前端部 曲面 外周部 退避部 柄部 I58539.doc 201217086 50 圓弧狀部 60 鑽頭 62 倒角 64 腳部 70A、70B 孔 70 貫通孔 110 溝槽 120 倒角 D 直徑 G 玻璃基板 H 碎塊 LI、L2 長度 R1、R2 曲率半徑 a 傾斜角 158539.doc -18-