(57)【要約】【課題】ガラス基板等の脆性基板の切断した端面を研磨加工する研磨装置に関する。【解決手段】基板の端面を研磨加工するための周縁部が弾性材からなる研磨ホイールと、当該研磨ホイールの回転駆動手段と送り制御手段を備え、回転駆動手段は、基板と端面接触する際に流れる負荷電流を検出するための負荷電流検出手段とその負荷電流値の適正判断手段を有し、送り制御手段は基板の端面に対して切り込み方向送り制御手段とスラスト方向送り制御手段とを有し、負荷電流値の適正判断手段に基づいて研磨ホイールの切り込み方向送り動作とスラスト方向送り動作とが制御されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端面を研磨加工するための周縁部が弾性材からなる研磨ホイールと、当該研磨ホイールの回転駆動手段と送り制御手段を備え、
回転駆動手段は、基板と端面接触する際に流れる負荷電流を検出するための負荷電流検出手段とその負荷電流値の適正判断手段を有し、
送り制御手段は基板の端面に対して切り込み方向送り制御手段とスラスト方向送り制御手段とを有し、負荷電流値の適正判断手段に基づいて研磨ホイールの切り込み方向送り動作とスラスト方向送り動作とが制御されていることを特徴とする基板の端面研磨装置。
【請求項２】
負荷電流値の適正判断手段が、基板端面の研磨加工時の負荷電流値が所定の値を越えたと判断した場合に、
次の基板端面加工は、スラスト方向送り制御手段が研磨ホイールを所定のピッチだけ移動し、研磨加工を開始するものであることを特徴とする請求項１記載の基板の端面研磨装置。
【請求項３】
負荷電流値の適正判断手段が、基板端面の研磨加工時の負荷電流値が所定の範囲にあると判断した場合に、スラスト方向送り制御手段が研磨ホイールを所定の速度でトラバースさせながら研磨加工をするものであることを特徴とする請求項１記載の基板の端面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス基板等の脆性基板の切断した端面を研磨加工する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス、水晶、セラミックス等の脆性基板の場合に切断した端面にカレットが発生したり、マイクロクラックを起点に割れが発生する恐れがあることから端面を鏡面状に仕上げることでカレット発生を抑え、端面強度向上を図っている。
従来は、図６に示すように、バフ研磨用の砥石１０１を用いて基板１０２を台１０３に載置し、一辺ずつ押し当てて研磨加工をしていた。
これでは、研磨量が不安定で工程数も多かった。
近年、この種の硬質の脆性材の端面を鏡面状に研磨するのに、周縁部が弾力性に富んだ研磨ホイールを用いることが提案されている。
市販されているものとして、繊維に樹脂を充填してあり、この樹脂に砥粒を分散させたものがある。
このような周縁部に弾性材を用いた研磨ホイールは、ホイールの外周面を基板の端面に摺接させる際の、なじみ性に優れ、鏡面仕上げ品質が安定する。
しかし、弾力性に富んでいる分、磨耗が速く、基板の当たり面に沿って凹部状にへこんだ磨耗溝が発生する。
従って、所定の基板枚数の研磨加工をすると、磨耗溝が深くなり過ぎて研磨ホイールの回転駆動抵抗が大きくなるために、研磨品質が不安定になり、不良品も発生しやすくなる。
この場合に、従来はオペレーターが研磨ホイールの周縁部の基板端面に当たる位置を変更していた。
これでは、その調整のために加工ラインが一時停止し、生産性が低下する要因の１つになっていた。
【０００３】
特許文献１，２には、砥石駆動モータの電力値に基づいて切り込み速度を調整する技術を開示するが研磨ホイールの磨耗溝を管理するものではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２２２５９号公報
【特許文献２】特開平７−１７１７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、研磨ホイールの磨耗量を考慮した連続生産性の高い基板の端面研磨装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る基板の端面研磨装置は、基板の端面を研磨加工するための周縁部が弾性材からなる研磨ホイールと、当該研磨ホイールの回転駆動手段と送り制御手段を備え、回転駆動手段は、基板と端面接触する際に流れる負荷電流を検出するための負荷電流検出手段とその負荷電流値の適正判断手段を有し、送り制御手段は基板の端面に対して切り込み方向送り制御手段とスラスト方向送り制御手段とを有し、負荷電流値の適正判断手段に基づいて研磨ホイールの切り込み方向送り動作とスラスト方向送り動作とが制御されていることを特徴とする。
【０００７】
周縁部が弾性材からなる研磨ホイールとは基板の端面を研磨加工するためのホイール外周部が少なくとも弾性材であることをいい、この弾性材に砥粒が含有されている。
砥粒には特に限定がなく、ダイヤモンド砥粒、シリコンカーバイト砥粒、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒、酸化セリウム砥粒等が例として挙げられる。
また、弾性材は弾力性に富んだ構造や材質を用いてあればよく、上述した繊維に樹脂を充填したものに限定されない。
【０００８】
負荷電流値の適正判断手段に基づいて研磨ホイールの切り込み方向送り動作とスラスト方向送り動作を制御する方策例としては、負荷電流値の適正判断手段が、基板端面の研磨加工時の負荷電流値が所定の値を越えたと判断した場合に、次の基板端面加工は、スラスト方向送り制御手段が研磨ホイールを所定のピッチだけ移動し、研磨加工を開始するようにする方法がある。
また、他の方策例としては、負荷電流値の適正判断手段が、基板端面の研磨加工時の負荷電流値が所定の範囲にあると判断した場合に、スラスト方向送り制御手段が研磨ホイールを所定の速度でトラバースさせながら研磨加工をする方法がある。
【０００９】
ここで、研磨ホイールを所定のピッチだけ移動させるとは、回転駆動手段に設けた負荷電流検出手段にて検出した負荷電流値から、研磨ホイールに生じた磨耗溝が深くなり、これ以上使用できないと適正判断手段が判断すると、スラスト方向送り制御手段が、少なくとも基板の板厚以上に研磨ホイールをスラスト方向に移動し、新たな周縁部で研磨加工することをいう。
従って、この場合には研磨ホイールの周縁部には所定のピッチ毎に磨耗溝ができることになる。
これに対して、研磨ホイールを所定の速度でトラバースさせながら、研磨加工する方法は、負荷電流値の適正判断手段が研磨ホイールの周縁部が基板の端面に研磨加工できる状態に摺接していることを確認しながら、研磨ホイールをスラスト方向にトラバースさせつつ、基板の端面を研磨する方法である。
この場合には、研磨ホイールの周縁部はスラスト方向にまんべんなく磨耗することになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る研磨装置においては、研磨ホイールの回転駆動部に流れる負荷電流値に基づいて、研磨ホイールの周縁部に生じる磨耗量を検出及び考慮しつつ、研磨ホイールの切り込み方向の送りと、スラスト方向の送りを制御したので、従来の磨耗溝の深さをラインを一時停止して研磨ホイールの摺接位置を変更していたのに比較して、連続加工が可能になり、生産性が向上し、研磨品質も安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、まず、弾性研磨ホイール（住友スリーエム株式会社製，商品名ＤＬＯホイール）を用いて、ガラス基板の研磨加工枚数と研磨ホイール周縁部に現れる磨耗溝の深さを調査した。
その結果を図５の表に示す。
加工枚数の増大とともに溝深さが深くなり、約８００枚を研磨加工すると、溝深さが約０．５１ｍｍになり、その時の研磨ホイールの回転駆動部に流れる負荷電流値は、研磨ホイールに磨耗溝が発生していないときに比較して平均約２０％大きくなっていた。
さらに研磨加工枚数が増え、約２０００枚になると、磨耗溝深さが１．０ｍｍになり、その時の負荷電流値は磨耗溝が発生していない場合に比較して、平均約４０％大きくなっていた。
この予備調査の結果から負荷電流値の変化から研磨ホイールの磨耗溝深さを予測できることが明らかになった。
【００１２】
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。
図３に研磨装置の要部構成図を模式的に示し、図４に、研磨ホイール１の基板２に対する切り込み方向の送り制御例を示す。
図３に示すように、回転駆動手段及び送り制御手段を備えた駆動部に連結された回転軸３１に研磨ホイール１を軸支してある。
駆動部及びその制御部の図示は省略したが、研磨ホイール１の回転速度Ｗ１、基板２の端面２１に摺接しつつ、切り込み方向に送り制御（Ｘ軸制御）する切り込み方向送り制御手段を有し、さらには、基板２に対してスラスト方向に移動制御（Ｚ軸制御）するスラスト方向送り制御手段を有している。
また、駆動部には研磨ホイール１が基板２の端面２１に摺接する際の摩擦抵抗によって受ける負荷による負荷電流値を検出する負荷電流検出手段を備えている。
【００１３】
図３に示した実施例ではガラス基板等の基板２が、上下移動制御された上クランパー４０のクランプ部４０ａと下クランパー４１のクランプ台４１ａとの間にクランプ保持されつつ、Ｗ２方向に回転制御されている。
なお、基板２が保持されていれば本実施例に限定されるものではなく、クランプ台４１ａに吸着手段を設け、吸着保持してもよい。
本実施例に係る研磨装置は図４に示すように基板２が回転制御されつつ、例えば研磨ホイールの回転中心Ｏを基板２の一方のコーナー２ｃから側辺２ｂ、他方のコーナー２ｄに対して順次Ｏ１〜Ｏ３に移動制御するように極座標系を用いて制御した例であり、基板２を１回転させることで全周の端面を研磨できるようになっている。
本発明に係る研磨装置は本実施例に限定されるものではなく、Ｘ−Ｙ座標系制御であってもよい。
【００１４】
次に研磨ホイール１の磨耗管理方法について説明する。
図１に第１の実施例を示し、研磨ホイール１の断面及び基板２の端面２１付近のみを示してある。
研磨ホイール１を切り込み方向制御手段（Ｘ軸）にて基板２の端面２１を研磨すべく、切り込み制御すると加工枚数の増大に従って弾性材からなる周縁部１ａに磨耗溝ｄが発生する。
磨耗溝ｄが深くなるにつれて回転駆動部の負荷電流値が大きくなることは予備調査で明らかになっているので、負荷電流値の増大量に基づいて磨耗溝の深さや研磨品質の良否を判断する負荷電流値の適正判断手段を設けた。
負荷電流値の適正判断手段は、例えば負荷電流値の変化から磨耗溝深さを演算する演算プログラムを有し、これに基づいて磨耗溝ｄの深さが限界であると判断すると、スラスト方向送り制御手段（Ｚ軸）が次回の基板の研磨を開始する際に、ピッチＰだけＺ軸方向に移動するようになっている。
図１に示した例では、研磨ホイール１が想像線で示した基板２ａの状態から実線で示した基板２の状態までピッチＰだけ上昇する例になっているが、順次上から下に移動する方法でもよい。
ピッチＰの寸法は基板２の厚みよりも大きければよく、図１ではわかりやすくするためにＰを大きく表現してある。
【００１５】
図２に示した第２の実施例は、研磨ホイール１、周縁部１ａの摺接外周面が基板２の端面２１に摺接研磨している状態を維持しつつ、研磨ホイール１をスラスト方向（図２では上方向）に移動制御した例である。
切り込み方向の送りは負荷電流の値から研磨圧が所定の適正範囲にあるように負荷電流値の適正判断手段が判断制御している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る研磨装置の研磨ホイール制御方法例を示す。
【図２】研磨ホイールをトラバース制御する例を示す。
【図３】研磨装置の要部構成例を示す。
【図４】極座標研磨制御例を示す。
【図５】基板の研磨加工枚数と磨耗溝深さの調査結果を示す。
【図６】従来の研磨方法例を示す。
【符号の説明】
【００１７】
１      研磨ホイール
１ａ    周縁部
２      基板
１０    切り込み方向送り制御手段（Ｘ軸）
２０    スラスト方向送り制御手段（Ｚ軸）
３０    回転駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010036315.tif 000006
【図５】
2010036315.tif 000007
【図６】
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