JP4514014B2

JP4514014B2 - 基板の研削方法

Info

Publication number: JP4514014B2
Application number: JP2002075548A
Authority: JP
Inventors: 裕之竹部
Original assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: JP2003266304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶基板、ガラス基板等の端部の面取り研削加工、方形コーナー部の研削加工、外径寸法を調整する外形整形研削加工等、多種類の研削を一台の研削装置にて精度高く、効率良く行うのに効果的なマルチ砥石及びこれを用いた研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶基板、ガラス基板等は、ブレーク加工等により、所定の大きさに切断されて使用に供される。
基板のこの切断面が、エッヂ状になっているので従来から、端面の面取り研削加工、方形基板のコーナー部の研削加工が施されている。
また、方形基板の外径寸法をねらい寸法に調整するために、外形調整研削加工等も広く実施されている。
【０００３】
ここで、基板の面取り加工は、例えば、図６に示すように基板７の表裏２面の稜角部に対して、表面７ａから端面方向７ｃに向けて回転ｗ１する砥石１０４と、これとは逆に、裏面７ｂから端面方向７ｃに向けて回転ｗ２する砥石１０５をそれぞれ、この稜角部に摺接させながら、基板と一対の砥石とを相対移動させる方法が採用されている。
この場合に砥石を荒研削用、中研削用、仕上げ用等にて分けて段階的に研削されている。
また、カップ状の砥石を稜角部に沿ってならうように回転摺接させる方法も採用されている。
【０００４】
方形基板のコーナー部は、図７に示すように回転する砥石１６２の刃先に基板７のコーナー部と軽く接触させるようにして研削されている。
【０００５】
基板の外径寸法をねらい寸法に調整する外形整形研削は、図８に示すように回転する砥石１６１の刃先に、基板の端面を摺接させて研削する方法が採用されている。
【０００６】
以上説明したように、基板の面取り研削、方形コーナー研削、外形整形研削それぞれ研削方法が異なるので従来は、それぞれ目的に応じて複数の研削装置を並設して順次研削加工していた。
従って、複数の研削加工装置の間に、ワークを移載する搬送装置が必要になり、ライン構成が長く複雑になるだけでなく、研削装置毎にワークをセッティングし直さなければならないので、それだけバラツキが大きくなり、加工精度の作り込みが大変であった。
また、ライン構成が長くなるだけ、その間に投入される半完成製品も多くなり、生産タクトが長くなるという技術的課題が内在していた。
【０００７】
一方、一台の研削装置で、従来、これらの多種類の用途の研削方法に対応しようとすると、それぞれに応じた複数種類の砥石が必要になるだけでなく、砥石の交換段取り工数がかかり、その間、ラインが停止する。
また、半完成製品がライン内に滞留することになり、ライン構成が複雑になるとともに、品質の作り込みが困難になるという技術的課題が内在していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に内在する技術的課題に鑑みて、簡単な構造の一種類のマルチ砥石にて面取り研削、方形コーナー研削、外形調整研削等の複数の研削が可能であり、ワークの前進、後退の往復研削ができる方形基板の研削方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る方形基板の研削方法は、中央部の仕上げ用砥石単板の外径寸法を最も大きくし、当該中央部砥石単板の軸方向両側に、それぞれ端部に向けて中削り用又は荒削り用の砥石単板の外径寸法が小さくなるように複数枚の砥石単板を所定の間隔を設けて平行に配置し、且つ、最も外側端部に配置される砥石単板の外形形状を回転軸延長方向外側に向けて外径寸法が小さくなるようなテーパー形状としたマルチ砥石を用いて、
方形基板の一の辺をマルチ砥石の軸方向と平行に摺接前進させて当該一の辺の稜辺の面取り又は外形整形研削を行う研削と、方形基板を旋回して他の辺をマルチ砥石に摺接後退させて他の辺の稜辺の面取り又は外形整形研削を行う研削と、端部に配置した砥石単板のテーパー形状にて方形基板のコーナー研削を行う研削とを、前記同じマルチ砥石を用いてすることを特徴とする。
【００１０】
ここで、中央部側砥石単板の外径寸法をその外側に配置される砥石単板の外径寸法より大きく設定したのは、砥石単板にそれぞれ、刃先が形成されていて、砥石の回転方向において中央部の砥石単板の外径を最も大きくし、その左右両端に向けて砥石単板の刃先外径寸法を小さくすることにより、ワークの前進方向のみならず、後退方向においても研削ができるように作用する。
従って、平行に単板を配設したマルチ砥石の両サイドの砥石単板は、荒削り用に使用され、それらの内側に向けて中削り用又は仕上げ用砥石が配置される。
なお、砥石の種類は要求品質に応じて選定される。
【００１１】
また、上記マルチ砥石において、最も外側の両サイドの砥石の外形形状を外側に向かって外径寸法が小さくなるテーパー形状としたことにより、このテーパー部を利用して方形形材のコーナー研削が可能になる。
【００１２】
マルチ砥石を用いて一台の研削装置にて多種類の研削を可能にするには、研削加工される基板を載置固定するテーブルに、前後方向（Ｙ軸方向）移動制御手段を備え、基板の進行方向サイド側端面に摺接又は当接するように、請求項１記載のマルチ砥石を上下一対配設し、当該マルチ砥石に少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向の移動制御手段を備えた基板の研削装置するとよい。
【００１３】
ここで、マルチ砥石を上下に一対として配設したことにより、この上下一対のマルチ砥石にて基板のサイド方向の稜角部に挟持するように相対摺接させることにより、面取り研削が出来る。
また、マルチ砥石は基板載置テーブルを上下方向（Ｚ軸方向）に移動させ、基板の単面が砥石と接線方向に接触するように配設することにより、基板の外形整形研削及び方形コーナー部研削が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係る研削装置１の要部構成図を示す。
研削装置本体２の上部に、基板載置テーブル３が備えられている。
この基板載置テーブル３には、真空ポンプ等で減圧吸引する吸着手段６等が備えられていて、研削される液晶基板等が吸着固定され、前進及び後退移動制御（Ｙ軸方向）される。
この基板の進行方向サイドに、マルチ砥石４、５が上下一対備えられている。
図１には、基板の進行方向に対して右側サイドのみに一対の砥石を表示したが、これを一組として、左側サイドにも同様に上下一対の砥石を設けて、二組の砥石を門構えのように構成することにより、一回の進行により方形基板の両側の稜辺の面取り、コーナー研削、外形整形研削等が出来る。
また、マルチ砥石４、５は、後述するように往復研削が可能になっているので、基板載置テーブル３に旋回機能を設け、前進完了後に基板を９０°旋回し、二組の砥石のＸ軸方向の間隔を基板の寸法に合わせて調整し、後退するときに他の二辺の面取り等が実施出来る。
図１には、分かりやすくするために、マルチ砥石４、５のみ模式的に表現してあるが、実際にはマルチ砥石を装着軸支する手段、回転駆動手段、上下方向（Ｚ軸方向）にストロークする機構、上下の砥石の間隔調整機構、左右方向（Ｘ軸方向）移動制御手段が備えられている。
これらの機構は、従来から広く採用されている各種方法が採用されるので図示を省略したものである。
【００１５】
図２に本発明に係るマルチ砥石４の例を示す。
なお、マルチ砥石５も同様の構造になっているので説明を省略する（図面の符号はマルチ砥石４に対応させて記載してある）。
図２に示す例は、砥石単板を６枚平行に備えた例を示すが、荒削り、中削り、仕上げの各種組み合わせにて、必要に応じて枚数を選定使用することが可能である。
中央の砥石４３ａ、４３ｂの外径寸法が、その外側に位置する４２ａ、４２ｂの外径寸法より大きくなっている。
さらに、４２ａ、４２ｂの砥石の外径寸法は、その外側の砥石４１ａ、４１ｂの外径寸法より大きくなっている。
そして、最も外側の砥石４１ａ、４１ｂの外側は、テーパー形状になっていて方形基板のコーナー研削用に使用する。
また、砥石４１ａ、４１ｂの外側テーパー部は他の砥石と研削条件が異なり、外周部の摩耗速度も異なる。そこで摩耗状況により、この砥石単板を取り替え交換できるような構造になっている。
その構造例を図２にて説明する。
マルチ砥石を回転駆動する主軸８には中央にタップが切ってあり、主軸面に回り止めピン４ｅが設けられている。
各砥石単板は砥石母材４ｂの外周に砥石部分４ａが形成されている。
また、各砥石単板は嵌め込み構造４ｃになっていて、ボルト４ｄ等で連結され、砥石４１ａの側面に設けられた切り欠き凹部と主軸面の回り止めピン４ｅと嵌合させて中央部の取付孔からボルト４ｆを挿入して主軸のタップに取り付ける。
なお、砥石４２と４３の外径寸法の差は、研削量に合わせて設定され、最終面取り幅が０．２〜０．４ｍｍ程度であれば、上記砥石の外径寸法差は、０．１〜０．２ｍｍ程度になるが、図２は、分かりやすくするためにその差を非常に大きく表現してある。
【００１６】
図３に基板の稜辺を面取り研削する場合の模式図を示す。
上側のマルチ砥石４と下側のマルチ砥石５がそれぞれ、相互に砥石の単板の間に入り込むように配置されている。
上側の砥石４が基板７の表面７ａから端面７ｃに向けて回転ｗ１している。
一方、下側の砥石５は、基板７の裏面７ｂから端面７ｃに向けて逆方向に回転ｗ２している。
基板７の進行方向に対して、外側の砥石４２（４２ａ、４２ｂ）、４３（４３ａ、４３ｂ）にて順次研削され仕上げられる（図３は紙面の手前から奥に向けて基板７が進行する状態を示す）。
従って、本発明におけるマルチ砥石にては、中央部の砥石の刃先外径寸法がその外側の両サイドの砥石より大きくなっているので往復研削が可能である。
【００１７】
図４に示すように、基板の端面の外形整形研削する場合には、砥石の上下ストロークを調整又は基板テーブル３の上下位置を調整することにより、基板の端面が砥石の回転外径円接線接触するように摺接する。
【００１８】
図５に示すように、方形基板のコーナー研削する場合には、基板７のコーナー部とマルチ砥石の最も外側の砥石、図２の例では、４１ａ、４１ｂの砥石のテーパー部に軽く当接させることで研削できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明においては、マルチ砥石の構造を中央の砥石単板の刃先外径寸法をその外側の砥石単板の刃先外径寸法よりそれぞれ大きく設定したので、往復研削が可能であり、最も外側の砥石単板の刃先形状をテーパー状にし、砥石上下ストロークを従来より大きく設定したので方形基板コーナー研削ができる。
同様に、砥石ストロークを大きく設定したので、基板の端面に砥石用接線接触が可能になり、外形整形研削も可能になる。
【００２０】
即ち、本発明における研削装置においては、上記の構成を採用したことにより、一台の研削装置で各種研削加工が可能になり、ライン構成が簡単になり、従来の加工装置間の移載装置も不要になり、一回の基板のセンタリングにて一連の研削加工が可能になる。
従って、品質の作り込みが容易になる。
また、ライン途中の半完成製品も一掃される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削装置の要部構成図を示す。
【図２】本発明に係るマルチ砥石の例を示す。
【図３】面取り方法の模式図を示す。
【図４】外形整形研削の模式図を示す。
【図５】方形基板コーナー研削の模式図を示す。
【図６】従来の面取り方法を示す。
【図７】従来の方形基板コーナー研削の例を示す。
【図８】従来の外形整形研削の例を示す。
【符号の説明】
１研削装置
２研削装置本体
３基板載置テーブル
４上側マルチ砥石
５下側マルチ砥石
６吸着手段
７基板
８主軸

Claims

中央部の仕上げ用砥石単板の外径寸法を最も大きくし、当該中央部砥石単板の軸方向両側に、それぞれ端部に向けて中削り用又は荒削り用の砥石単板の外径寸法が小さくなるように複数枚の砥石単板を所定の間隔を設けて平行に配置し、且つ、最も外側端部に配置される砥石単板の外形形状を回転軸延長方向外側に向けて外径寸法が小さくなるようなテーパー形状としたマルチ砥石を用いて、
方形基板の一の辺をマルチ砥石の軸方向と平行に摺接前進させて当該一の辺の稜辺の面取り又は外形整形研削を行う研削と、
方形基板を旋回して他の辺をマルチ砥石に摺接後退させて他の辺の稜辺の面取り又は外形整形研削を行う研削と、
端部に配置した砥石単板のテーパー形状にて方形基板のコーナー研削を行う研削とを、
前記同じマルチ砥石を用いてすることを特徴とする方形基板の研削方法。