(57)【要約】【課題】切削液を使用しないドライ状態で回転砥石によるガラス基板の面取加工を可能にする。また微小量の水で火花の発生を有効に抑制して送り速度の速い面取加工を可能にする。【解決手段】研削加工中に砥石表面がガラスに切り込まないで擦るようになっている部分をなくし、あるいは微小化する。即ち、ワーク１と砥石２の接触部における送り直角方向の面から外れた方向のガラス表面と砥石との摺擦面、特に砥石送り方向に近い方向の摺擦面を最小化する。切削液を使用するときは、上記の砥石送り方向に近い方向の摺擦部分に切削液９が供給されるようにする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと回転砥石との相対送りを伴う電子デバイスのガラス基板の研削加工方法において、ワークと砥石の接触部における送り直角方向の面から外れた方向のガラス表面と砥石との接触面積を最小化することにより、研削液を最小化ないし不要にする、電子デバイスのガラス基板の研削加工方法。
【請求項２】
前記最小化した接触面に向けて切削液を噴射ないし噴霧する、請求項１記載の研削加工方法。
【請求項３】
回転砥石の相対送り方向と略直交する研削正面とこれに直交する端面ないし周面を備えた回転砥石を用いる請求項１又は２記載の研削加工方法において、前記端面ないし周面の送り方向後方側がワーク表面から離れる方向に砥石の回転軸を傾斜させて研削加工を行う、電子デバイスのガラス基板の研削加工方法。
【請求項４】
回転砥石の相対送り方向と略直交する研削正面とこれに直交する端面ないし周面を備えた回転砥石を用いる請求項１又は２記載の研削加工方法において、前記端面ないし周面の送り方向後方側がワーク表面から離れる方向に砥石の端面ないし周面を傾斜させた砥石を用いる、電子デバイスのガラス基板の研削加工方法。
【請求項５】
砥石回転軸に送り直角方向の振動を与えて研削する、請求項３又は４記載の研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス基板を備えた電子デバイス、例えば液晶ディスプレイパネルなどの基板の研削加工方法に関するもので、特に電子回路を形成したガラス基板の割断辺の面取加工に好適な加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板を備えた電子デバイス、例えば液晶ディスプレイパネルは、生産性を高めるために大面積のガラス基板上に多数の電子デバイスをマトリックス状に形成した後、当該ガラス基板を縦横に割断して個々の電子デバイスを製造するという方法が採用されている。この場合のガラス基板の割断は、ガラスの脆性に起因する割れを利用して行われるために、その割断縁はシャープなエッジとなり、割断後そのエッジを砥石で削り落す面取が行われる。
【０００３】
従来のガラス基板の面取方法としては、総形砥石を用いる方法、カップ状砥石を用いる方法及びマルチ砥石を用いる方法の３つの方法が一般的である。総形砥石を用いる方法は、図８、９に示すように、Ｖ形の円周溝２０を形成した砥石２ａを回転軸５回りに回転させ、この円周溝２０にガラス基板１の割断辺２１を挿入して、円周溝２０の傾斜した側壁部分２２で割断辺２１の上下のエッジ２３を同時に面取りするというもので、砥石の回転軸５の方向は、砥石２ａの送り方向（図９の矢印６方向。ガラス基板を矢印６と反対の方向に移動して送る場合もある）と直交する方向である。
【０００４】
カップ状砥石を用いる方法は、図１０、１１に示すように、回転軸５回りに回転する椀形の砥石２ｂの外周端部分でガラス基板１のエッジ２３を面取りする方法で砥石の回転軸５の方向は、その送り方向（図１１の矢印方向）に直交しかつガラス基板面に対して面取角に等しい角度だけ傾斜した方向である。
【０００５】
マルチ砥石による方法は、同一回転軸回りに回転する複数枚の円板状砥石を用いる方法で、同一径の３枚の砥石２を用いた方法の例を図１２、１３に示す。この例では砥石２の回転軸５が砥石の送り方向６と略平行であるが、若干傾いており、この傾きによって各砥石２のガラス基板１への切込み量が同一となるようにしている。
【０００６】
ガラス基板の研削加工においては、クラックや欠けの発生と火花の発生とを抑えることが必要である。ガラス基板は硬質脆性材料であるため、切込み量を大きくしたり、送り速度を速くすると、クラックや欠けが発生しやすくなる。また、砥石の周速を速くすると、摩擦熱によるガラスの溶融に起因すると思われる火花が発生する。電子回路を形成した後のガラス基板の研削においては、この火花によって、ガラス基板にやけ等が生ずるばかりでなく、基板の縁に露出している接点などの回路が損傷を受けるので、火花の発生を抑えた状態で研削加工を行う必要がある。火花の発生を抑えるには、砥石の周速を低くして研削を行ってやればよいが、クラックや欠けの発生を避けるために、砥石の送り速度も小さくしなければならず、加工能率が低下してしまう。そこで砥石の周速をある程度高くし、送り速度も速くして、加工部に切削液（水）を供給することで火花の発生を抑えながら研削するという方法が採用されている。このときの水の使用量は、ガラスの材質や加工方法によっても異なるが、面取寸法０．３ｍｍ、砥石送り速度５ｍ／ｍｉｎで、砥石１軸当り１０００リットル／ｈ程度の量である。
【特許文献１】特開２００２−３４６８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラス基板の研削時に用いる切削液としては、純水が用いられている。純水は比較的安価な切削液であるが、大量に使用すると当然に加工コストの上昇に繋がる。また海外には純水が高価な地域もあるので、そのような所で液晶ディスプレイなどを生産しようとすると、純水のコストが製品コストに大きな影響を与えるということが起こる。また、大量の水を使用すると、作業環境への影響及び水の供給や処理に必要な装置コストも増大する。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点に鑑み、切削液を使用しないドライ状態で回転砥石によるガラス基板の面取加工を実現すること、また微小量の水で火花の発生を有効に抑制して送り速度の速い面取加工を実現することが可能な技術手段を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の発明者らは、上記従来方法における面取加工において、火花がどのような状況で発生するかを観察した。その結果、砥石の送り量に対するガラス面への砥石の切込み量が少なくて、砥石面がガラスの表面を擦るようになっている部分、例えば総形砥石２ａの周面の方向が送り方向に近くなっている部分（図９のＡ部分）、カップ状砥石２ｂの端面の部分（図１１のＡ部分）及びマルチ砥石２の周面部分（図１３のＡ部分）で火花が発生していることを見出した。これに対して送りに伴って砥石表面がガラスを切り込んでゆく部分、即ち砥石の送り方向正面となる図９、１１、１３のＢ部分では、ドライ加工を行っても火花が発生しないことを見出した。
【００１０】
この発明は、上記知見に基づき、研削加工中に砥石表面がガラスに切り込まないで擦るようになっている上記図９、１１、１３のＡ部分をなくし、あるいは微小化することで、ドライ加工ないし微小量の切削水を用いるセミドライ加工を可能にしたものである。
【００１１】
即ち、本願請求項１の発明に係るガラス基板の研削加工方法は、ワーク１と回転砥石２との相対送りを伴う電子デバイスのガラス基板の研削加工方法において、ワーク１と砥石２の接触部における送り直角方向の面から外れた方向のガラス表面と砥石との摺擦面Ａ、特に砥石送り方向に近い方向、すなわち砥石２の相対送り方向６との角度が小さい方向のガラス表面７と砥石２との摺擦面Ａを最小化することにより、研削液を最小化（ゼロを含む）することを特徴とするものである。
【００１２】
砥石送り方向に近い方向のガラス基板１と砥石２との摺擦面Ａが有限の面積として残るときは、その部分に切削水９を噴射又は噴霧するようにし、火花の発生するおそれのない部分には、切削水が供給されないようにすることで、最少量の切削水で火花の発生を有効に防止することができる。
【００１３】
砥石２の送りに伴う砥石表面のガラス基板への切り込み量が小さい面Ａは、加工効率にあまり寄与していない部分であるから、この部分を研削面から離隔させるようにすることで、請求項１の方法を容易に実現できる。この離隔手段としては、砥石の回転軸を僅かに傾斜させる手段と、砥石形状を変える手段とが採用可能である。前者の方法は、請求項３に記載のように、回転砥石の相対送り方向６と略直交する研削正面４とこれに直交する端面ないし周面３を備えた回転砥石２を用いる研削加工方法において、前記端面ないし周面３の送り方向後方側がワーク表面から離れる方向に砥石の回転軸５を傾斜させて研削加工を行うことにより容易に実現できる。
【００１４】
また、後者の方法は、請求項４に記載のように、回転砥石の相対送り方向６と略直交する研削正面４とこれに直交する端面ないし周面３を備えた回転砥石２を用いる研削加工方法において、前記端面ないし周面３の送り方向後方側がワーク表面７から離れる方向に砥石の端面ないし周面３を傾斜させた砥石を用いることで容易に実現できる。
【００１５】
更に加工中に砥石２をガラス基板１に近づけたり遠ざけたりする方向の振動を与えることにより、砥石２の図９、１１、１３に示すＡ部分ががガラス基板１に接近するときにガラスを切込み、遠ざかるときにガラスから離れるようになることから、このような振動と上記請求項３、４記載の方法とを共に用いることによって火花の発生をより抑えることができ、加工能率の改善を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本願発明の方法によれば、実用可能な速度でのガラス基板のドライ面取加工が実現可能であり、また従来よりはるかに少ない例えば１０リットル／ｈ程度の切削水を使用して、より送り速度の速い、従って生産性の高い面取加工を実現することができる。そしてこのことにより、液晶ディスプレイパネルなどのガラス基板を備えた電子デバイスの生産コストを低減することができ、また、生産工場の作業環境を改善できると共に、多量の切削水の供給及び排水処理のための設備負担も不要になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１及び図２は、この発明の第１実施形態を示した図で、図２は図１の要部の拡大図である。図中、１はガラス基板、２は円板状の回転砥石で、５は当該砥石の回転軸、矢印６は砥石２の送り方向である。砥石２の周面３は、当該砥石が切り込んで行く方の面（正面）４に直角である。
【００１８】
砥石の回転軸５は、その送り方向６に対して角度θだけ傾いている。この傾き方向は、図２に示したように、ガラス基板１の研削面７から砥石の周面３の送り方向後方側が浮き上がる方向で、その傾斜角θは大きい角度である必要はなく、１度以下の角度でも有効である。砥石の回転軸５を傾斜させているのは、砥石の周面３がガラス基板の研削面７を摺擦しないようにするためであり、僅かな傾斜角でも砥石周面３の送り方向後方側（背面８側）がガラス基板１を摺擦しないようになるからである。
【００１９】
この研削状態で砥石周速をあまり大きくしなければドライ状態で火花を発生させることなく研削を行うことができる。砥石２の材質やガラス基板１の材質によっても差が生ずるが、砥石２の周速を高めて送り速度も速くしようとすると、砥石周面３の送り方向前端部に火花が発生しやすくなる。そこで図２に示すように、砥石周面３の送り方向前端部とガラス基板１とが接触している部分に向けて、少量の切削水９を噴射ないし噴霧することにより、微小量の切削水で高能率の研削を行うことができる。本願発明者らの試験によれば、１２リットル／ｈ程度の切削水で切込み深さ０．３ｍｍ、送り速度１０ｍ／ｍｉｎの研削が可能であった。
【００２０】
砥石周面送り方向後方側の研削面７からの離隔は、図３、４に示すように、砥石周面３をその正面４に対して僅かに鋭角になる方向の円錐面にすることによっても実現できる。即ち、図３、４の実施形態は、周面３を円錐面とした円板状砥石２を、その回転軸５を送り方向６と平行にした状態で、周面３の大径側が前方となるように送って研削するという形態である。なお、この場合にも、砥石周面３の送り方向前端部のガラス基板１と接触している部分に、切削水９を噴射ないし噴霧するのが加工速度を向上する上で有効である。
【００２１】
図５は、図１、２で説明した方法をマルチ砥石に適用した例を示した図である。この例では、砥石２の送り方向６の後方側の砥石の径を順次大きくして、それらが略等しい切込み深さとなるように回転軸５を送り方向６に対して傾斜させている。このようにすれば、砥石１枚当りの切込み深さを小さくすることができ、取り量の大きな面取加工を１回で行うことができる。
【００２２】
回転砥石の軸５を傾斜させることによって、砥石の正面（砥石の送り方向前面）４以外の面がガラス基板１を摺擦しないようにすることは、図６に示すように、カップ状砥石２を用いた場合でも実現できる。即ち、図１０、１１に示した従来と同じカップ状砥石２ｂを用い、その回転軸５をその送り方向６に直行する方向から僅かに前倒し方向に傾斜させる。これにより、砥石の端面３がガラス基板１を摺擦するのを回避して火花の発生を抑制する、というこの発明の方法による研削加工を行うことができる。
【００２３】
砥石回転軸５の傾斜は、砥石２の送り方向、即ち面取加工であれば面取をするガラス基板の辺に対して傾斜させてやればよいので、図７に示すように、ガラス基板１を搭載したテーブル１２を微小角度θ旋回させることによっても実現できる。この場合には、テーブル１２の送り方向１０が砥石２の相対送り方向６に対して傾斜角θだけずれることになる。従って、このままテーブル１２を送り方向１０に移動させると、砥石２がガラス基板１に食い込むことになるので、送り速度をＶとして、砥石２をＶtanθの速度で外側へ移動させながら加工をすれば、図１、２と同じ加工状態が実現できる。
【００２４】
なお、図７の例では、テーブル１２を逆方向に移動させるときに、テーブル１２を逆方向に傾けて、テーブル戻り方向の送りに応じて砥石２を外側へ移動させる動きをさせれば、テーブル１２の往復動のいずれの移動時にも、本願発明の方法で面取加工を行うことができる。砥石の回転軸５の傾斜方向を正逆方向に変換できるようにした場合にも同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明方法の第１形態を示す模式的な側面図
【図２】図１の要部の拡大図
【図３】第２形態を示す模式的な側面図
【図４】図３の要部の拡大図
【図５】第３形態を示す模式的な側面図
【図６】第４形態を示す模式的な側面図
【図７】研削装置のテーブルを微小旋回することにより図１の研削方法を実施する例を示した模式的な平面図
【図８】第１従来方法の正面図
【図９】図８の方法の側面図
【図１０】第２従来方法の正面図
【図１１】図１０の方法の断面側面図
【図１２】第３従来方法の正面図
【図１３】図１２の方法の側面図
【符号の説明】
【００２６】
１  ガラス基板
２  回転砥石
３  砥石の端面ないし周面
４  砥石の送り方向正面
５  砥石回転軸
６  砥石の相対送り方向
【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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