(57)【要約】【課題】この発明の目的は、方形もしくは矩形の各種のガラス基板、電子材料ウェハなどからなる薄板状ワークを、極めて効率よく研磨することができる薄板状ワークの自動面取装置を提供することにある。【解決手段】方形あるいは矩形の薄板状ワークの外周部両面を面取加工する薄板状ワーク面取加工装置であって、薄板状ワークを平面上において直角に回動可能とする可動支持台と、リング状の砥石を回転自在に保持し、砥石を薄板状ワークの片面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第１の研磨装置と、砥石を薄板状ワークの他面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第２の研磨装置とを備え、可動支持台を上記第１および第２の各研磨装置の位置に順次搬送して、砥石で薄板状ワークの所定の対向する一対の外周部を順次研磨し、次いで反転操作の上、砥石で薄板状ワークの上記対向する一対の外周部間に挟まれた一対の外周部を順次研磨するようにしたことを特徴とする薄板状ワークの自動面取装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形あるいは矩形の薄板状ワークの外周部両面を面取加工する薄板状ワーク面取加工装置であって、薄板状ワークを平面上において直角に回動可能とする可動支持台と、リング状の砥石を回転自在に保持し、砥石を薄板状ワークの片面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第１の研磨装置と、砥石を薄板状ワークの他面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第２の研磨装置とを備え、可動支持台を上記第１および第２の各研磨装置の位置に順次搬送して、砥石で薄板状ワークの所定の対向する一対の外周部を順次研磨し、次いで可動支持台上の薄板状ワークを直角に回動させた上、可動支持台を反転させて上記第２および第１の各研磨装置の位置に順次搬送して砥石で薄板状ワークの上記対向する一対の外周部間に挟まれた一対の外周部を順次研磨するようにしたことを特徴とする薄板状ワークの自動面取装置。
【請求項２】
リング状の砥石がその回転に応じて薄板状ワークの外周部に対し、１ストロークで２回当接して、効率よく研磨できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の薄板状ワークの自動面取装置。
【請求項３】
第１および第２の各研磨装置が、それぞれ薄板状ワークの両側を挟むように左右一対のリング状の砥石をＶ字形に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の薄板状ワークの自動面取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種のガラス基板、電子材料ウェハなどの外周部を面取り加工する際に使用される薄板状ワークの自動面取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種のガラス基板、電子材料ウェハなどの加工工程においては、方形あるいは矩形とされたガラス基板等の外周部を面取りする工程、および外周部を鏡面仕上げする工程が必要とされている。
【０００３】
各種のガラス基板、電子材料ウェハなどの外周部を面取り加工する工程で使用される外周部面取加工装置として、例えば、特開平9−174401号公報（特許文献１参照）に示された、面取角度に対応する角度に傾斜させた砥石と、前記砥石方向に前後動可能であって常時引張バネによって前記砥石方向に引張られている回転可能なワ−ク軸台と、前記砥石の上方に配置されていて前記ワ−ク軸台の前後動方向と直角方向に移動自在の倣いプレ−トとを備えているワ−クの面取加工装置が知られている。この加工装置では、面取角度に対応する角度に傾斜させた砥石の表面をウェハの外周面に接触させた状態で、砥石を回転させることにより、ウェハの外周面が砥石の外周面に対応した形状に研磨される。
【０００４】
また、実開平3−62759号公報（特許文献２参照）に示された、モータとその回転軸に取り付けられた砥石とから成り、サポートを介してベース上に設置される一対の研削軸を設け、前記一対の研削軸は、横長に立てて搬送されるワークの搬送方向前後にずらして配置し、かつ、垂直線に対し線対称となるように内側に傾斜させることによって前記両砥石をＶ字形に配置せしめ、前記一対の研削軸の砥石間上に、前記ワークの上下側部を支持する断面Ｈ形のローラー列を配備し、前記ローラーの少なくとも１つがモータで回転駆動されるようにすることにより前記ワークの搬送を可能ならしめ、前記ワークの搬送中、前記ワークの下側面両側の各面取り部が前記砥石のいずれか一方に接触するようにしたＶ型面取機も知られている。
【特許文献１】特開平9−174401号公報
【特許文献２】実開平3−62759号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の加工装置で研磨される各種のガラス基板、電子材料ウェハなどは、方形もしくは矩形であって、表面および背面にそれぞれ４辺、合計８辺の面取りを要する部分が存在し、これらを如何に効率よく研磨するかが大きな問題となっていた。
【０００６】
この発明の目的は、方形もしくは矩形の各種のガラス基板、電子材料ウェハなどからなる薄板状ワークを、極めて効率よく研磨することができる薄板状ワークの自動面取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による薄板状ワークの自動面取装置は、方形あるいは矩形の薄板状ワークの外周部両面を面取加工する薄板状ワーク面取加工装置であって、薄板状ワークを平面上において直角に回動可能とする可動支持台と、リング状の砥石を回転自在に保持し、砥石を薄板状ワークの片面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第１の研磨装置と、砥石を薄板状ワークの他面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第２の研磨装置とを備え、可動支持台を上記第１および第２の各研磨装置の位置に順次搬送して、砥石で薄板状ワークの所定の対向する一対の外周部を順次研磨し、次いで可動支持台上の薄板状ワークを直角に回動させた上、可動支持台を反転させて上記第２および第１の各研磨装置の位置に順次搬送して砥石で薄板状ワークの上記対向する一対の外周部間に挟まれた一対の外周部を順次研磨するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の薄板状ワークの自動面取装置は、上記リング状の砥石がその回転に応じて薄板状ワークの外周部に対し、１ストロークで２回当接して、効率よく研磨できるようにしたことをも特徴とするものである。
【０００９】
この発明の薄板状ワークの自動面取装置は、上記第１および第２の各研磨装置が、それぞれ薄板状ワークの両側を挟むように左右一対のリング状の砥石をＶ字形に配置したことをも特徴とするものである。
【００１０】
研磨されるワークは、方形あるいは矩形のガラス基板であることが望ましい。ワーク保持手段は、ワークを保持するとともに、ワークを平面上において直角に回転させることにより、ワークを前進あるいは後退させることにより、ワークの被研磨部を研磨面に供給する。
砥石の形状は、研磨面が平らなリング状とされるが、研磨面は凹面または凸面であってもよい。
【００１１】
薄板状ワークは、真空チャックなどのワーク保持手段によって水平に保持され、可動支持台により搬送可能になっている。そしてこの可動支持台は、第１および第２の各研磨装置の位置に順次進退するよう構成されている。可動支持台を搬送方向に移動させる手段としては、リニアガイド、油圧シリンダ、平行リンクなどが適宜使用される。
【００１２】
すなわちこの発明の薄板状ワークの自動面取装置は、薄板状ワークを平面上において直角に回動可能とする可動支持台と、リング状の砥石を回転自在に保持し、砥石を薄板状ワークの片面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第１の研磨装置と、砥石を薄板状ワークの他面の対向する一対の外周部に当接させながら移動可能とした第２の研磨装置とを備えている。そして、可動支持台を上記第１および第２の各研磨装置の位置に順次搬送して、砥石で薄板状ワークの所定の対向する一対の外周部を順次研磨し、次いで可動支持台上の薄板状ワークを直角に回動させた上、可動支持台を反転させて上記第２および第１の各研磨装置の位置に順次搬送して砥石で薄板状ワークの上記対向する一対の外周部間の一対の対向する外周部を順次研磨するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の薄板状ワークの自動面取装置によると、方形もしくは矩形の薄板状ワークを可動支持台を用いて第１および第２の研磨装置に向けて移動させることにより、上下一対の外周部を面取りし、次いで薄板状ワークを平面上において直角に回動させたのち、可動支持台を反転させて、上記第２および第１の研磨装置に向けて移動させることにより、リング状砥石表面の研磨面によって薄板状ワークが効率よく研磨される。
【００１４】
すなわち、この発明の薄板状ワークの自動面取装置においては、上記リング状の砥石がその回転に応じて薄板状ワークの外周部に対し、１ストロークで２回当接するので、非常に効率よく研磨できるようになった。
【００１５】
またこの発明の薄板状ワークの自動面取装置においては、上記第１および第２の各研磨装置が、それぞれ薄板状ワークの両側を挟むように左右一対のリング状の砥石をＶ字形に配置したものである。したがって、左右に対向する一対の外周部を一挙に、また上下に対向する一対の外周部をも１回の前進のみで研磨することができ、極めて迅速かつ効率的に作業を進めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の薄板状ワークの自動面取装置の実施の形態を、以下図面を参照して詳細に説明する。
図１はこの発明の薄板状ワークの自動面取装置の１実施例を示し、底面加工の際の斜視図、図２は上面加工の際の斜視図、図３はこの発明の薄板状ワークの自動面取装置を用いて面取り加工をする際の加工工程図、図４は加工した薄板状ワークを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、図５は可動支持台を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、図６は可動支持台上で薄板状ワークを９０度回転する際の工程図、図７はＹ加工時の装置の全体を示す正面図、図８はその側面図、図９はＸ加工時の装置の全体を示す正面図、図１０はその側面図、図１１は装置の全体を示す平面図、図１２は加工工程を示すフローチャート、図１３はその詳細図である。
【００１７】
図１ないし図３はこの発明の薄板状ワークの自動面取装置の１実施例を示すものであり、方形もしくは矩形の薄板状ワークＷの外周部を所定形状に面取り研磨する装置である。
すなわち、可動支持台１上に取り付けた所定高さの支柱２上には、ワークＷを水平に保持するワーク保持手段としての真空チャック３が設けられている。
図１において４および５は薄板状ワークＷ底面の外周部を面取り研磨する左右一対の第１の研磨装置であり、面取りのための所定の角度にセットされている。図ではＶ字形をなしている。またこの研磨装置４，５はそれぞれ、回転円盤６の片面の周縁にリング状の砥石７が設置されている。
したがって、上記リング状の砥石７はその回転に応じて、薄板状ワークＷ底面の外周部に対し１ストロークで２回当接するので、非常に効率よく研磨できる。また、砥石７は薄板状ワークＷの外周部に対しリング状部分で当接するので極めて均一に磨耗し、砥石７の再生処理はほとんど必要がなく、耐久性が大幅に向上する。
【００１８】
図２において、８および９は薄板状ワークＷ上面の外周部を面取り研磨する左右一対の第２の研磨装置であり、面取りのための所定の角度にセットされている。図ではハ字形をなしている。またこの研磨装置８，９もそれぞれ、回転円盤１０の片面の周縁にリング状の砥石１１が設置されている。
図２においても、上記リング状の砥石１１はその回転に応じて、薄板状ワークＷ上面の外周部に対し１ストロークで２回当接するので、非常に効率よく研磨できる。
【００１９】
上記Ｖ字形をなす第１の研磨装置（４，５）は図３に示すように、可動支持台１の搬送装置１２を挟んでその両側に設置されており、ハ字形をなす第２の研磨装置（８，９）も、可動支持台１の搬送装置１２を挟んでその両側に設置されている。また上記第１および第２の各研磨装置は上記搬送装置１２の長さ方向の前後に所定の間隔で配置されていて、可動支持台１の搬送装置１２で薄板状ワークＷを第１および第２の研磨装置の位置まで順次搬送し、砥石７，１１で薄板状ワークＷの所定の対向する一対の外周部を第１および第２の研磨装置にて順次研磨しする。次いで搬送装置１２上の可動支持台１に取り付けた薄板状ワークＷを直角に回動させた上、可動支持台１を反転させて、逆の順序、すなわち上記第２および第１の各研磨装置の順に搬送し、砥石７，１１で薄板状ワークＷの上記対向する一対の外周部間に挟まれた一対の外周部を順次研磨するのである。
【００２０】
得た薄板状ワークＷは図４に示すように、その４周の上下両面が確実に面取り加工され、チッピング等が発生する恐れがない。
【００２１】
図５および図６は可動支持台１部分の詳細を示すもので、図５に示すように可動支持台１を搭載した搬送台１３には空気圧で支柱３を９０度の回動範囲で繰り返し往復させるためのエア配管１４が内蔵されている。１５はコネクタである。
この可動支持台１は図６に示すように、初期位置（ａ）から約３０°回転させた位置（ｂ）、約６０°回転させた位置（ｃ）、９０°回転させた位置（ｄ）の順に回動させ、可動支持台１に取り付けた薄板状ワークＷを９０度の回動範囲で切替ができるようになっている。
【００２２】
図７ないし図１１に装置全体の詳細を示す。
Ｙ方向加工の状態を示す図７および図８のように、搬送装置１２の移動手段は、可動支持台１を搭載した搬送台１３が搬送装置１２上面に設けられたガイドレール１６にスライドボールを介して移動自在に嵌め入れられたリニアガイド２３とされている。図では可動支持台１を搭載した搬送台１３はＹ方向加工のためにスタート位置にある。
搬送装置１２の両側にＶ字形に配置された上記第１の研磨装置２１、および搬送装置１２の両側にハ字形の配置された上記第２の研磨装置２２は、それぞれリニアガイド２３上を進退可能とされており、またリング状の砥石７，１１を高速回転させる砥石モータ２４を備えている。なお第１および第２の研磨装置２１，２２を構成する搬送装置１２の片側の研磨装置は可動枠２５に支持されていて、ガイドレール２６上を可動枠２５とともに搬送台１３に向かって進退可能とされている。
Ｘ方向加工の状態を示す図９および図１０においては、すでにＹ方向加工が完了し、可動支持台１を９０°回転させた上、Ｘ方向加工のための反転位置におかれている。
【００２３】
装置全体を上面から見た図１１において、可動支持台１を搭載した搬送台１３はＹ方向加工のためにスタート位置にあり、素材は収納ケース３１から真空チャック３上に搬送されて吸着される。このスタート位置においても、反転機能付きベースによって可動支持台１を搭載した搬送台１３は反転可能となっている。
リニアガイド２３上を第１および第２の研磨装置２１，２２を通るように搬送された薄板状ワークＷは、その左右の外周部の下側および上側を順次研磨され、その後通過位置まで搬送される。その位置で可動支持台１を９０°回転させた上、Ｘ方向加工のための反転位置でスタンバイする。そしてリニアガイド２３上を逆に第２および第１の研磨装置２１，２２を逆送された薄板状ワークＷは、上記左右の外周部間の異なる外周部の下側および上側を順次研磨され、その後スタート位置まで搬送され、面取り加工が完了する。
図において２７は、ガイドレール２６上の可動枠２５に支持された、第１および第２の研磨装置２１，２２を構成する搬送装置１２の片側の研磨装置を移動させるための砥石軸移動用シリンダである。
【００２４】
図１２は以上の加工工程を示すフローチャートである。
すなわち、ガラス基板、電子材料ウェハなどからなる薄板状ワーク（素材）を第１および第２の研磨装置２１，２２間を通すことによって、a．底面加工（Ｙ）、b．上面加工（Ｙ）を施す。その後、９０°回転させて折り返し実装し、c．上面加工（Ｘ）、d．底面加工（Ｘ）を施して薄板状ワーク（素材）を収納ケースに搬出する。
【００２５】
図１３は以上の加工工程をより詳細に示すフローチャートである。
すなわち、ガラス基板、電子材料ウェハなどからなる薄板状ワーク（素材）を収納ケースにセットし、自動スタート（スイッチ）をＯＮする。すると砥石モータが回転を開始するとともに切削水の放出も始まる。次いで薄板状ワークを所定位置に供給すると、真空チャックで薄板状ワークを搬送ステージに吸着する。
搬送ステージが前進を始め、第１および第２の研磨装置２１，２２間を通って、底面加工（Ｙ）、上面加工（Ｙ）の２面面取り加工を施す。その後、９０°回転させた上で搬送ステージを反転させて折り返し実装し、薄板状ワークを位置決めしたのち、砥石移載部分を前進させる。次いで搬送ステージを後退させ、上面加工（Ｘ）、底面加工（Ｘ）の２面面取り加工を施したのち、砥石移載部分を後退させ、真空チャック上の排出シリンダを下降させて薄板状ワークを吸着し、排出シリンダを上昇させる。
その後、搬送ステージを反転させた上、搬送ステージを後退させ、排出シリンダで薄板状ワークを収納ケースに排出する。
【００２６】
上記実施の形態における、第１および第２の研磨装置２１，２２の順序、搬送装置１２の具体的な構成例、第１および第２の研磨装置２１，２２を構成する搬送装置１２の片側の研磨装置を支持する可動枠２５等はあくまで例示であって、これに限るものではなく、装置の目的や作用効果を達成することができれば、種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明の薄板状ワークの自動面取装置によれば、ガラス基板、電子材料ウェハなどからなる薄板状ワーク以外であっても、面取り加工が必要で、形状が方形もしくは矩形であれば、種々の薄板状ワークの面取り加工に適用できることはもちろんである。
そのような例としては、水晶やその他の光学材料からなる基板、液晶用基板等々が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の薄板状ワークの自動面取装置の１実施例を示し、底面加工の際の斜視図である。
【図２】上面加工の際の斜視図である。
【図３】この発明の薄板状ワークの自動面取装置を用いて面取り加工をする際の加工工程図である。
【図４】加工した薄板状ワークを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図５】可動支持台を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】可動支持台上で薄板状ワークを９０度回転する際の工程図である。
【図７】Ｙ加工時の装置の全体を示す正面図である。
【図８】その側面図である。
【図９】Ｘ加工時の装置の全体を示す正面図である。
【図１０】その側面図である。
【図１１】装置の全体を示す平面図である。
【図１２】加工工程を示すフローチャートである。
【図１３】その詳細図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  可動支持台
２  支柱
３  真空チャック
４，５  第１の研磨装置
６  回転円盤
７  リング状の砥石
８，９  第２の研磨装置
１０  回転円盤
１１  リング状の砥石
１２  搬送装置
１３  搬送台
１４  エア配管
１５  コネクタ
１６  ガイドレール
２１  Ｖ字形研磨装置
２２  ハ字形研磨装置
２３  リニアガイド
２４  砥石モータ
２５  可動枠
２６  ガイドレール
２７  砥石軸移動用シリンダ
３１  収納ケース
Ｗ  薄板状ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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