(57)【要約】【課題】大型ガラス基板研磨機において、カッタ支持部材を高速で精度良く駆動するために、振動が小さく、高精度の研磨を可能とする支持部材が必須である。高速で高精度で駆動するために軽量で剛性の高い材料の部材で構成されていることが好ましいが、従来の支持部材はこの条件をみたしていない。【解決手段】  カッタ支持装置を有するガラス基板の研磨装置において、カッタ支持装置に金属基複合材料を用いることにより部材の軽量化と高剛性化が同時に達成できる。ガラス基板研磨装置において、金属基複合材料で形成したことを特徴とするカッタ支持装置、さらに強化材がＳｉＣであり、マトリックスがＡｌ合金であり、強化材の含有率が３０〜８０体積％であることを特徴とするカッタ支持装置およびそれを用いた研磨装置を提供する。【選択図】図１
2005212065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタとこのカッタを支持するカッタ支持装置と、前記カッタを回転駆動する回転手段と、カッタ支持装置をガラス基板の表面に沿って移動させる移動手段とを具備したガラス基板研磨装置において、金属基複合材料で形成したことを特徴とするカッタ支持装置。
【請求項２】
強化材がＳｉＣであり、マトリックスがＡｌ合金であり、該強化材の含有率が３０〜８０体積％であることを特徴とする請求項１記載のカッタ支持装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載するカッタ支持装置を有することを特徴とするガラス基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板を研磨するガラス基板研磨装置に関するものであり、特にガラス基板研磨装置のカッタ支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、液晶表示装置の製造工程において、液晶表示装置のガラス基板の表面を研磨するガラス基板研磨装置が用いられている。そして、このガラス基板研磨装置は、駆動装置と、この駆動装置に取り付けられたカッタ支持装置およびアルコール塗布装置と、ガラス基板を載置するステージとを備えている。そして、駆動装置は、ステージに対して前後方向に駆動されるＸ軸と、左右方向に駆動されるＹ軸と、これらＸ軸およびＹ軸に載置され、ステージに対して上下方向に駆動されるＺ軸とを備えている。
【０００３】
また、カッタ支持装置は、駆動装置のＺ軸に取り付けられ、ステージに載置されたガラス基板の表面に対して板状のカッタを所定の角度で支持するとともに、このカッタをガラス基板に当接して加圧する機構を備えている。さらに、アルコール塗布装置は、駆動装置のＺ軸に取り付けられ、アルコール貯蔵タンクから圧送されてくるアルコールをステージに載置されたガラス基板の表面に塗布する機構を備えている。特許文献  特開平９−８５５１２には、当該ガラス基板研磨装置が掲載されている。ここに用いられる支持装置は技術常識から判断して、金属製である。従来からこのカッタ支持装置の部材としては鉄やステンレスなどの金属が専ら使用されてきている。
【特許文献１】特開平９−８５５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年ガラス基板の大型化が進み、前記カッタ支持部材を従来より高速で精度良く駆動する必要が生じてきた。カッタを高速で駆動させると必然的に振動が発生する。この振動は加工精度に影響するため、振動は小さいほうが良い。なお、振動の大きさは部材の比剛性と相関があり、比剛性が大きいほど振動の大きさは小さくなる。また、高速で駆動するには部材質量は小さいほうが良い。このように高速化と精度を両立させるためには、軽量で剛性の高い材料の部材で構成されていることが好ましい。
【０００５】
従来の鉄やステンレスでは剛性が高いものの、比重が大きいという問題があった。また、軽量化を図る目的でＡｌなどの軽金属を用いると、Ａｌは鉄などに比べ剛性が低く精度の良い研磨をすることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究した結果、カッタ支持装置を有するガラス基板の研磨装置において、カッタ支持装置に金属基複合材料を用いることにより部材の軽量化と高剛性化が同時に達成でき、上記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明は、カッタとこのカッタを支持するカッタ支持装置と、前記カッタを回転駆動する回転手段と、カッタ支持装置をガラス基板の表面に沿って移動させる移動手段とを具備したガラス基板研磨装置において、金属基複合材料で形成したことを特徴とするカッタ支持装置（請求項１）、強化材がＳｉＣであり、マトリックスがＡｌ合金であり、該強化材の含有率が３０〜８０体積％であることを特徴とするカッタ支持装置（請求項２）、請求項１又は、請求項２記載のカッタ支持装置を有するガラス基板研磨装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、大型ガラス基板等の研磨装置に用いることのできる高性能なカッタ支持装置及びそれを用いた研磨装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の製造方法を述べると、先ず強化材としてＳｉＣ粉末等を、金属としてＡｌ合金等を用意する。用意したＳｉＣ粉末等とＡｌ合金等を複合化する。 ＳｉＣ粉末は、他のセラミックス粉末と同様、Ａｌ合金の濡れ性が悪く、複合化が困難である。従来は粉末冶金法、高圧鋳造法などで複合化していたが、これらの製造方法では、大型の加圧装置が必要であり、ニアネット成形が困難であった。
【００１０】
このような中で、これらの問題を解決した製造方法として注目されているのが、最近米国ランクサイド社が開発した非加圧金属浸透法（ＰｒｉｍｅｘTM）である。
この方法は、ＳｉＣ粉末で形成されたプリフォームに、Ａｌ合金を接触させ、窒素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で加熱処理し、溶融したＡｌ合金をプリフォーム中に浸透させる方法であるが、これは、化学反応を利用して溶融したＡｌ合金のＳｉＣ粉末への濡れ性を改善し、機械的な加圧を行わなくてもＡｌ合金がプリフォーム中に浸透できるという特徴を持つ。
【００１１】
本発明では、複合化方法としてこの方法を採用することとした。すなわち、先ず用意したＳｉＣ粉末で４０〜８０体積％の充填率を有するプリフォームを形成する。プリフォームの形成方法としては、例えば、ＳｉＣ粉末に有機バインダーを添加し、プレスにより形成する方法や、ＳｉＣ粉末に水などの溶媒を加え、フィルタープレスにより形成する方法などが挙げられる。
【００１２】
次いで、得られたプリフォームをＡｌ合金と共に窒素雰囲気中で７００〜９００℃の温度で加熱処理し、溶融したＡｌ合金を非加圧でプリフォーム中に浸透させて複合材料を作製する。得られた複合材料を必要に応じて機械加工を施しガラス基板研磨装置用の支持装置を作製する。金属基複合材料で形成したことを特徴とするカッタ支持装置は、文字通りマトリックス部分が金属であり、セラミックス粒子等を複合化してなるものである。
【００１３】
金属質物質のみからなるカッタ支持装置に比して充填材部分により軽量なセラミックス等を選択できるため全体としての軽量化が実現する。また、これらを複合化することにより、応力に対する変形を防止することが可能となる。また、靭性の面でも金属質物質のみからなるものと比べても現実の使用において問題はない。特にＳｉＣ粉末を強化材とし、Ａｌ合金をマトリックスとする金属基複合材料からなる支持装置は、Ａｌ合金の軽量性とＳｉＣ粉末粒子の硬度及び両者の相性の面で好適である。
【００１４】
こうして得られる支持装置は、嵩密度が小さく、剛性の高いＳｉＣ粉末と、軽量であるＡｌ合金とを複合化した複合材料としたので、軽量で、かつ剛性の高い支持装置である。そのＳｉＣ粉末の複合材料中の含有率は、３０〜８０体積％が特に好適である。ＳｉＣ粉末含有率が３０体積％より低いと複合材料の剛性が低下し、８０体積％より高いと複合材料の作製が困難である。
【００１５】
上記で述べたように、本発明のカッタ支持装置としては、ＳｉＣ粉末を強化材とし、Ａｌ合金をマトリックスとする金属基複合材料からなるカッタ支持装置とした。上記のようにカッタ支持装置の材質を、嵩密度が小さく、剛性の高いＳｉＣ粉末と、軽量であるＡｌ合金とを複合化した複合材料としたので、軽量で、かつ剛性の高いカッタ支持装置となる。
【００１６】
複合材料の重さはできるだけ軽い方が作動時のバランスが均一となり好ましい。
一方、複合材料の剛性の大きさとしては、これも高い方が好ましいが、従来の鉄系金属の剛性がヤング率で概ね７０ＧＰａ 程度であるので、それと同等以上のヤング率を有していればよく、例えば、ＳｉＣとＡｌ合金との複合材料の場合には、ＳｉＣ粉末の含有率が２０体積％以上で１０５ＧＰａ以上、２５体％以上で１１５ＧＰａ 以上となり、酸化アルミニウムとＡｌ合金との複合材料の場合には、酸化アルミニウム粉末の含有率が２５体積％以上で１００ＧＰａ以上、３０体積％以上で１２５ＧＰａ 以上となるので、これらの複合材料は、ＳｉＣまたは酸化アルミニウムの含有率が２０体積％または２５体積％以上であればよく、より好ましくは、３０体積％以上である。その他金属の種類がＡｌ合金と違うＳｉＣとシリコンとの組み合わせなども好ましいものとして用いることができる。
【００１７】
得られた複合材料を必要に応じて機械加工を施しガラス基板研磨装置用のカッタ支持装置を作製する。
以上の方法でカッタ支持装置を作製すれば、軽量であって、かつ剛性の高いカッタ支持装置とすることができるようになる。また、これを用いた研磨機を図１の通り構成することによって、高性能の研磨機を得ることができる。
【００１８】
図１
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的に挙げ、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
（１）カッタ支持装置用の複合材料の作製
市販のＳｉＣ粉末（信濃電気精錬社製、平均粒径１０μｍ）１００重量部に、有機バインダーとしてＰＶＢ（ポリビニルブチラール）を５重量部添加し、これをプレスして２００×２００×２０ｍｍのサイズの、５０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した。得られたプリフォームをＡｌ合金（ＪＩＳ  Ｈ  ５２０２，ＡＣ８Ａ）と共に炉内に設置し、窒素雰囲気中で８００℃の温度で加熱処理してＡｌ合金を溶融し、溶融したＡｌ合金をプリフォーム中に非加圧で浸透させ、冷却して複合材料を作製した。
（２）評価
得られた複合材料の嵩密度をＪＩＳ  Ｒ  １６３４記載の方法で求めた。また、得られた複合材料から３×４×４０ｍｍの試験片を切り出し、その試験片でヤング率を求めた。それらの結果を表１に示す。
【００２０】
（実施例２）
ＳｉＣ粉末として市販の平均粒径１０μｍのＳｉＣ粉末（信濃電気精錬社製）４０重量％と市販の平均粒径７０μｍのＳｉＣ粉末（信濃電気精錬社製）６０重量％を混合し、６０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。その結果も表１に示す。
【００２１】
（実施例３）
実施例１において、プレス圧を低くして３０体積％の充填率を有するプリフォームを形成した他は実施例１と同様に複合材料を作製し、評価した。その結果も表１に示す。
【００２２】
（比較例１）
比較のために比較例１では、カッタ支持装置用の材料を複合材料の代わりにＡｌ合金（ＪＩＳ  Ｈ  ５２０２，ＡＣ８Ａ  鋳造品）とし、それを実施例１と同様に評価した。その結果も表１に示す。
【００２３】
（比較例２）
比較のために比較例２では、カッタ支持装置用の材料を複合材料の代わりにステンレス（ＳＵＳ３０４）とし、それを実施例１と同様に評価した。その結果も表１に示す。
【００２４】
【表１】
2005212065.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のカッタ支持装置は軽量で剛性の高い材料部材で構成されることから、これを用いることにより高速で精度の良いガラス基板研磨装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る研磨装置の一例を示す模式的は側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：回転手段
２：カッタ支持装置
３：カッタ
４：ガラス基板
【図１】
2005212065.tif 000004