JPWO2012053488A1 - マザーガラス基板孔あけ加工方法及びマザーガラス基板 - Google Patents

Abstract

本発明は、回転するドリルをマザーガラス基板側へ移動させ、前記マザーガラス基板に孔を加工するプラズマディスプレイパネル用のマザーガラス基板孔あけ加工方法において、前記ドリルの回転時の最大半径の位置を検出する第１工程と、前記マザーガラス基板への孔あけ加工が終了した後、前記ドリルの回転を停止または減速させる第２工程と、前記ドリルの最大半径位置が予め設定された前記孔の周方向の安全領域に入っている場合、前記ドリルの引き抜きを行ない、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていない場合、前記ドリルの停止位置または減速位置を調整する第３工程と、を有する、マザーガラス基板孔あけ加工方法に関する。

Description

本発明はマザーガラス基板に孔あけ加工を行なうマザーガラス基板孔あけ加工方法及びマザーガラス基板に関する。

例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は、電極が表面に形成された前面ガラス基板と、リブにより仕切られた溝内に赤、緑、青の蛍光体層及び電極が形成された背面ガラス基板と、を対向させて一体的に接合してなる。そして、２枚のガラス基板間は、周縁部がシールされた密閉された微小隙間が形成された後、放電を発生させるためのアルゴンとネオンを含むガスが充填された状態で封止される。

背面ガラス基板は、上記微小隙間に連通する貫通孔が表示領域の外側に設けられている。この貫通孔は、製造工程において、２枚のガラス基板を接合した後、上記微小隙間の空気を排気させるための排気用孔として使用され、その後上記微小隙間にガスを充填するためのガス供給孔として使用される。

上記貫通孔の加工工程においては、表面に微小なダイヤモンド砥粒を有する孔あけドリルを高速回転させてマザーガラス基板に孔あけ加工を施している（例えば、特許文献１参照）。マザーガラス基板とは、一枚のマザーガラスから２枚以上のパネルを作成する、いわゆる「多面取り」を行うためのガラス基板のことで、一枚のマザーガラス基板には排気用孔も２個以上作成される。

このマザーガラス基板の孔あけ加工では、下方からの第１ドリルと上方からの第２ドリルとで加工を行なう。下方からの第１ドリル加工にて所定深さに到達した時点で、第１ドリルを先に引き抜く。次いで、上方からの第２ドリルをさらに軸方向に送り、下方から加工された第１の孔と上方から加工された第２の孔とを連通させる。この孔あけ加工方法により、ドリル先端がマザーガラス基板を突き抜けるときに貫通孔の開口周縁部でチッピング（ハマ欠け）が発生することを防止している。

国際公開２００８／０４４７７１Ａ１

しかしながら、上記特許文献１に記載されたように２本のドリルを用いてマザーガラス基板の上面側と下面側との両方向から孔あけ加工する加工方法では、ドリルが回転している状態で各ドリルを引き抜く際に孔の内周にスパイラル状の筋状欠点が発生するという問題があった。

また、プラズマディスプレイパネルの製造工場においては、２枚のマザーガラス基板を接合した後、高温（例えば、５００℃〜６００℃）に加熱する熱処理（焼成工程）が行なわれる。上記マザーガラス基板の焼成工程では、孔あけ加工された貫通孔の内周面に筋状欠点があると、加熱、冷却に伴う温度分布の変化によりマザーガラス基板に熱応力（圧縮応力、引張り応力）が筋状欠点に作用して当該筋状欠点を起点とする割れが発生することがある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、ドリルを孔あけ加工後に引抜く際のドリル回転方向の停止位置を規定して上記課題を解決したマザーガラス基板孔あけ加工方法及びマザーガラス基板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１） 本発明は、回転するドリルをマザーガラス基板側へ移動させ、前記マザーガラス基板に孔を加工するプラズマディスプレイパネル用のマザーガラス基板孔あけ加工方法において、
前記ドリルの回転時の最大半径の位置を検出する第１工程と、
前記マザーガラス基板への孔あけ加工が終了した後、前記ドリルの回転を停止または減速させる第２工程と、
前記ドリルの最大半径位置が予め設定された前記孔の周方向の安全領域に入っている場合、前記ドリルの引き抜きを行ない、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていない場合、前記ドリルの停止位置または減速位置を調整する第３工程と、
を有する。
（２） 本発明は、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入るように前記最大半径位置を前記マザーガラス基板に作用する熱応力の作用方向に応じて設定する第４工程と、
前記設定された回動角度の角度範囲を記憶する第５工程と、
をさらに有することが好ましい。
（３） 本発明は、前記マザーガラス基板への孔あけ加工が終了し、回転を停止または減速された前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っているか否かを判定する第６工程をさらに有し、
前記第３工程は、前記第６工程において、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていると判定された場合、前記ドリルの引き抜きを行ない、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていないと判定された場合、前記ドリルの停止または減速位置を調整することが好ましい。
（４） 本発明は、回転するドリルが軸方向に移動し孔あけ加工した、プラズマディスプレイパネル用のマザーガラス基板において、
前記ドリルによる孔あけ加工が終了して前記ドリルが前記マザーガラス基板から引き抜かれる際に前記孔の内周壁に生じる筋状欠点が、熱処理の熱応力による引張り力が作用しない所定範囲に形成されていることが好ましい。
（５） 本発明は、回転するドリルが軸方向に移動し孔あけ加工した、プラズマディスプレイパネル用の背面ガラス基板において、
前記ドリルによる孔あけ加工が終了して前記ドリルが前記背面ガラス基板から引き抜かれる際に少なくとも一つの前記孔の内周壁に生じる筋状欠点が、前記背面ガラス基板の短辺と平行な線と前記孔の中心を通る線とのなす角度が±５０°以内である前記孔の内周面の領域に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、孔の周上に、孔の周方向の熱応力による引張り力が作用しない安全領域を予め設定し、ドリルの最大半径位置が安全領域に入っている場合、ドリルの引き抜きを行ない、ドリルの最大半径位置が安全領域に入っていない場合、ドリルの回転方向の停止位置または減速位置を調整する。このため、孔内周面の筋状欠点の発生位置が熱応力の影響を受けにくい安全領域にある場合にドリルを貫通孔から引き抜くことができ、後段の熱処理における筋状欠点を起点とするマザーガラス基板の割れを防止することができる。

図１は、本発明によるマザーガラス基板孔あけ加工装置の一実施態様を説明するための概略構成図である。 図２Ａ〜図２Ｅは、孔あけ加工の各工程の手順を示す図である。 図３は、ドリルの先端形状を拡大して示す図である。 図４は、各ドリルの先端外周の最大半径位置を計測するレーザ干渉計を示す図である。 図５は、孔あけ加工を説明するためのマザーガラス基板の平面図である。 図６は、ドリルの各回転位置と先端外周の半径との計測データを示す図である。 図７Ａは、マザーガラス基板の焼成工程を説明するための図である。 図７Ｂは、マザーガラス基板の貫通孔に作用する熱応力を説明するための図である。 図８は、制御装置が実行する孔あけ加工の制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
（実施態様）

〔マザーガラス基板孔あけ加工装置の構成〕
図１は本発明によるマザーガラス基板孔あけ加工装置の一実施態様を説明するための概略構成図である。図１に示されるように、マザーガラス基板孔あけ加工装置（以下「孔あけ加工装置」と言う）１０は、クランプ装置１２、下孔加工装置１４、上孔加工装置１６、ドリル計測部６０、ドリル回転停止位置制御部７０から構成されている。

この孔あけ加工装置１０によって孔あけ加工されるマザーガラス基板Ｇは、プラズマディスプレイパネルに使用されるマザーガラス基板Ｇであって、例えば、フロート法により製造される厚みが１．８ｍｍ〜２．８ｍｍのマザーガラス基板Ｇである。

孔あけ加工装置１０のクランプ装置１２は、マザーガラス基板Ｇをクランプテーブル１８との間でクランプする装置であり、孔あけ加工装置１０本体のテーブル２０上に載置されたマザーガラス基板Ｇの上面Ｔをリング状に形成されたクランププレート２２で押圧してクランプする。上孔加工装置１６は、クランププレート２２の内周部に、後述する第１ドリル２４の先端を挿通させて上孔（第１孔）をマザーガラス基板Ｇに加工する。

下孔加工装置１４は、後述するようにマザーガラス基板Ｇの下面Ｂに所定深さの下孔（第２孔）を加工する装置であり、回転する第２ドリル２８をマザーガラス基板Ｇの下面に押し当てて所定深さの下孔を加工する。第２ドリル２８は、クランプテーブル１８に対して略垂直に配置され、第２モータ３０の回転軸３２にホルダ３４を介して取り付けられている。この第２モータ３０は下側モータ取付部３６に下側直動ガイド３８を介して昇降自在に取り付けられており、不図示の下側昇降用送りねじ装置によってマザーガラス基板Ｇに対して略垂直に上下移動される。この下孔加工装置１４によれば、第２ドリル２８をマザーガラス基板Ｇの下面Ｂに押し当て回転と送りとを与えることにより下孔（第２孔）を加工することができる。なお、図示していないが、クランプテーブル１８には挿通孔が形成されており、この挿通孔を介して第２ドリル２８の先端がマザーガラス基板Ｇの下面Ｂに当接する。

上孔加工装置１６は、マザーガラス基板Ｇの上面Ｔに上孔を加工する装置であり、回転する第１ドリル２４をマザーガラス基板Ｇの上面Ｔに押し当てて上孔を加工する。

また、第１ドリル２４は、下側の第２ドリル２８と垂直方向の同軸上に配置されるとともに、クランプテーブル１８に対して略垂直に配置され、第１モータ４２の回転軸４４にホルダ４６を介して取り付けられている。この第１モータ４２は上側モータ取付部４８に上側直動ガイド５０を介して昇降自在に取り付けられており、不図示の上側昇降送りねじ装置によってマザーガラス基板Ｇに対して略垂直に上下移動される。この上孔加工装置１６によれば、第１ドリル２４をマザーガラス基板Ｇの上面Ｔに押し当て回転と送りとを与えることにより上孔を加工することができる。

ドリル計測部６０は、第１レーザ干渉計６２、第２レーザ干渉計６４、及びレーザ位置検出器６６を有する。第１レーザ干渉計６２は、第１ドリル２４の先端外周にレーザ光を照射し、照射位置からの反射光を受光することで当該照射位置における距離を計測する。レーザ位置検出器６６は、第１レーザ干渉計６２からの計測値より第１ドリル２４を所定角度（例えば、５°〜１０°）ずつ回転方向にずらしたときの当該照射位置との距離を演算し、当該照射位置におけるドリル半径を計測データとして出力する。

また、第２レーザ干渉計６４は、第２ドリル２８の先端外周にレーザ光を照射し、照射位置からの反射光を受光することで当該照射位置における距離を計測する。レーザ位置検出器６６は、第２レーザ干渉計６４からの計測値より第２ドリル２８を所定角度（例えば、５°〜１０°）ずつ回転方向にずらしたときの当該照射位置との距離を演算し、当該照射位置におけるドリル半径を計測データとして出力する。

ドリル回転停止位置制御部７０は、制御装置７２、メモリ７３、第１モータ回転検出器７４、第２モータ回転検出器７５、第１モータドライバ７６、及び第２モータドライバ７７を有する。制御装置７２は、下孔加工装置１４及び上孔加工装置１６を制御してマザーガラス基板Ｇに孔あけ加工すると共に、孔あけ加工後のドリルの引き抜き時のドリル回転停止位置を調整するための制御処理を行なう。

メモリ７３は、レーザ位置検出器６６から入力された各計測データを各ドリル２４、２８の各所定角度毎の回転方向位置に応じたドリル半径の計測データからなるマップデータを格納するデータベースを有する。

第１モータ回転検出器７４は、例えば、ロータリエンコーダ、レゾルバ等の回転検出手段からなり、第１モータ４２の回転軸４４の回転角度を検出し、当該角度検出信号を制御装置７２に出力する。第２モータ回転検出器７５は、第１モータ回転検出器７４と同様に例えば、ロータリエンコーダ、レゾルバ等の回転検出手段からなり、第２モータ３０の回転軸３２の回転角度を検出し、当該角度検出信号を制御装置７２に出力する。

第１モータドライバ７６は、制御装置７２から出力されるモータ制御信号により第１モータ４２への回転速度または回転角に応じた駆動信号を生成し、第１モータ４２に出力する。また、第２モータドライバ７７は、第１モータドライバ７６と同様に制御装置７２から出力されるモータ制御信号により第２モータ３０への回転速度または回転角に応じた駆動信号を生成し、第２モータ３０に出力する。

制御装置７２は、メモリ７３に格納された各制御プログラムを読み込み、後述する孔あけ加工の制御処理を実行する。すなわち、制御装置７２は、孔あけ加工時には、各モータドライバ７６、７７を介して第１モータ４２及び第２モータ３０を数千ｒ／ｍｉｎ（回毎分）以上の高速回転で駆動させ、マザーガラス基板Ｇに孔を加工する。また、制御装置７２は、孔あけ加工が終了し、各ドリル２４、２８を孔から引き抜く際は、各モータ回転検出器７４、７５によって検出された各ドリル２４、２８の回転方向の停止位置（最大半径位置）が孔の周方向のどの領域（後述する安全領域または応力集中領域の何れか）に位置するかを判定する。そして、制御装置７２は、各ドリル２４、２８の最大半径位置が熱応力による引張り力が作用しない安全領域に入っている場合に各ドリル２４、２８の引き抜きを行なうように下孔加工装置１４、上孔加工装置１６をフィードバック制御する。

〔各ドリルによる孔あけ加工の手順〕
図２は孔あけ加工の各工程の手順を示す図である。図２に示されるように、本実施態様では、以下の手順１〜手順５による孔あけ加工が行なわれる。なお、本実施態様では、上孔を加工した後、下孔を加工しているが、下孔を加工した後、上孔を加工してもよい。
（手順１：図２Ａ）マザーガラス基板Ｇを挟んで上面Ｔ側に第１ドリル２４を位置させるとともに、第１ドリル２４と対向する下面Ｂ側に第２ドリル２８を位置させる。なお、第１ドリル２４と第２ドリル２８の水平方向の機械的誤差（芯ずれ）は、数十ミクロン以内である。
（手順２：図２Ｂ）上側の第１ドリル２４を下降させ、上孔４０の加工を開始するとともに、下側の第２ドリル２８を上昇させ、下孔２６の加工を開始する。
（手順３：図２Ｃ）第１ドリル２４が厚み方向の中央部Ｓよりも上方の所定位置（深さＨ１）まで上孔４０を加工させた時点で、第１ドリル２４による上孔４０の加工を停止し、上側直動ガイド５０を介して第１モータ４２を上昇させて第１ドリル２４を上孔４０から上方に引き抜く。一方、第２ドリル２８による下孔２６の加工は継続する。
（手順４：図２Ｄ）第２ドリル２８の先端を所定位置（深さＨ２）まで上昇させることによって、下孔２６と上孔４０とを貫通させる。尚、各ドリル２４、２８は、それぞれ研削部１２０の端部外周に面取り１２２（図３参照）が形成されているので、本実施態様では、第１ドリル２４の先端の所定位置（深さＨ１）と、第２ドリル２８の先端位置（深さＨ２）との軸方向のオーバーラップ量が設けられている。
（手順５：図２Ｅ）下側直動ガイド３８を介して第２モータ３０を降下させて第２ドリル２８を貫通孔５から下方に引抜く。これで、マザーガラス基板Ｇの排気孔となる貫通孔５の加工が終了する。尚、第１ドリル２４及び第２ドリル２８を貫通孔５から引き抜く際は、各ドリル２４、２８の最大半径位置が当該貫通孔５の熱応力による引張り力が作用しない安全領域に入っていることを条件として各ドリル２４、２８が引抜かれる。

このとき、下孔２６の加工停止位置すなわち深さは、下孔２６と上孔４０とが重なることにより貫通孔５の内周部に形成される段差部６が、マザーガラス基板Ｇの厚み方向の中央部Ｓより上面Ｔ側に位置するように定められる。したがって、下孔２６と上孔４０とが重なることにより貫通孔５の内周部に形成される段差部６が、マザーガラス基板Ｇの厚み方向の中央部Ｓより上面Ｔ側に位置するので、マザーガラス基板Ｇに形成された排気孔である貫通孔５の内周部に形成される段差部６に起因する熱割れ（熱応力による割れ）を防止することができる。

〔ドリルの先端形状〕
ここで、各ドリル２４、２８の先端形状について説明する。図３はドリルの先端形状を拡大して示す図である。図３に示されるように、各ドリル２４、２８は、夫々同一形状であり、研削部１２０（図３中、梨地模様で示す）と、シャンク１３０とを有する。研削部１２０は、金属材料の表面に微小なダイヤモンド砥粒を固着させており、全周に亘りほぼ均一な研削面を形成するように設けられている。研削部１２０には、例えば、２００〜８００メッシュの粒度のダイヤモンド砥粒を固着させることが好ましい。

さらに、研削部１２０の先端部１２１の外周側縁部には、面取り１２２が形成される。先端部１２１の面取り１２２は、ガラス表面に接触する際のハマ欠けを抑制するように作用する。

〔各ドリルの最大半径位置の計測方法〕
図４は各ドリルの先端外周の最大半径位置を計測するレーザ干渉計を示す図である。図４に示されるように、第１レーザ干渉計６２、第２レーザ干渉計６４は、ドリル交換された場合、あるいは予め決められた所定枚数のマザーガラス基板を孔あけ加工してドリルが摩耗した場合に、各ドリル２４、２８の上記研削部１２０の外周部１２４の位置を所定回動角度毎に計測する。

各レーザ干渉計６２、６４は、各ドリル２４、２８がマザーガラス基板Ｇの上面Ｔ、下面Ｂから所定距離離れた高さ位置（待機位置）にあるとき、水平方向から各研削部１２０の外周部１２４にレーザ光を照射し、各研削部１２０までの距離を計測する。

そして、レーザ位置検出器６６は、各レーザ干渉計６２、６４からの計測値より各ドリル２４、２８を所定角度（例えば、５°〜１０°）ずつ回転方向に回動させるのに同期させて当該研削部１２０の照射位置との距離を演算し、当該照射位置におけるドリル半径を計測データとして出力する。

〔マザーガラス基板の孔あけ加工位置〕
図５はマザーガラス基板の孔あけ加工を説明するためのマザー基板の平面図である。図５に示されるように、背面側のマザーガラス基板２００は、６画面分の面積を有する大きさに形成されている。マザーガラス基板２００は、各背面ガラス基板３００の表示領域２１０（一点鎖線で示す）の外側に貫通孔５が排気孔として加工される。貫通孔５は、マザー基板２００の周縁部の近傍に形成される。焼成工程で熱処理（加熱、冷却）される際、マザー基板２００に温度分布が生じ、これにより貫通孔５の周縁部に応力が生じる。

尚、マザー基板２００は、後述する焼成工程の後、破線で示す切断線Ｃに沿って切断されて６枚の背面ガラス基板となる。

〔計測データ〕
図６はドリルの各回転位置と先端外周の半径との計測データを示す図である。図６に示されるように、例えば、各ドリル２４、２８の研削部１２０の外周が真円でチャッキングによる芯ぶれが無い場合は、各レーザ干渉計６２、６４からの計測値が一定になるため、計測値は横軸と平行な規準線Ｋ０（図６中、２点鎖線で示す）と重なることになる。

しかしながら、各ドリル２４、２８の研削部１２０の外周が真円となるように製作することができたとしても、シャンク１３０がホルダ３４，４６にチャッキングされる際に僅かに傾いた場合、あるいは偏心して保持された場合には、各ドリル２４、２８を回転させると、その外周部１２４は半径の大きい部分と小さい部分とが存在することになる。この場合、各レーザ干渉計６２、６４からの計測値は、一定ではなく、規準線Ｋ０よりも大きい計測値と規準線Ｋ０よりも小さい計測値とからなる正弦波形状（図６中１点鎖線、または実線で示す）を描くようになる。

従って、各ドリル２４、２８の芯ぶれが比較的大きい場合、グラフＡ（図６中、実線で示す）のように、最小半径Ａ１、最大半径Ａ２の角度位置が約１８０°間隔で検出される。また、各ドリル２４、２８の芯ぶれが比較的小さい場合、グラフＢ（図６中、一点鎖線で示す）のように、最小半径Ｂ１、最大半径Ｂ２の角度位置が約１８０°間隔で検出される。

制御装置７２では、最小半径Ａ１、最大半径Ａ２または最小半径Ｂ１、最大半径Ｂ２が０°〜３６０°のどの角度位置に発生するのかを演算により検出し、上記計測データに基づいて全周に亘るマップデータを作成し、当該マップデータをメモリ７３のデータベースに格納する。

尚、各ドリル２４、２８の芯ぶれ量に応じて最大半径が異なるため、孔あけ加工後にドリル引き抜きを行なう際の貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点の深さが変動する。筋状欠点の深さが所定の深さを超える場合には、熱応力による割れが発生する可能性が高まる。

〔熱応力の作用〕
図７Ａはマザーガラス基板の焼成工程の一例を説明するための図である。図７Ａに示されるように、焼成工程では、マザーガラス基板Ｇ（図５に示すマザー基板２００）が搬送用ベース２２０の上面に載置されて、マザーガラス基板Ｇの長辺方向に沿って加熱炉２３０内を搬送されるのが一般的である。加熱炉２３０内は、およそ５００℃〜６００℃の高温に加熱された後、所定の温度まで冷却される。加熱炉２３０の加熱方法としては、加熱炉２３０の炉壁に設置したヒータを用いて雰囲気を加熱することにより、マザーガラス基板Ｇを加熱する方法が用いられる。

加熱炉２３０において、加熱されたマザーガラス基板は、焼成工程が終了すると加熱炉２３０から取出されて冷却される。

図７Ｂは上記焼成工程および冷却工程の際にマザーガラス基板の貫通孔に作用する熱応力を説明するための図である。図７Ｂに示されるように、上記焼成工程および冷却工程における貫通孔５の内周面に作用する引張り応力Ｆｔの作用方向は、マザーガラス基板Ｇの長辺方向（Ｘ方向）となる。焼成工程および冷却工程におけるマザーガラス基板の温度分布は、マザーガラス基板Ｇの中央部の温度が高く、マザーガラス基板Ｇの周辺部の温度が低くなる場合があり、貫通孔５をマザーガラス基板Ｇの短辺方向（Ｙ方向）に潰すような変形となるためである。

実際、マザーガラス基板Ｇの温度分布が、マザーガラス基板Ｇの中央部の温度が高く、マザーガラス基板Ｇの周辺部の温度が低い場合、貫通孔５の内周面に作用する引張り応力Ｆｔによる歪みは、貫通孔５のＹ方向で最大となり、Ｘ方向で最小となることが実験によって確認されている。

また、実験結果から、図７Ｂにおいて領域α（領域αの中心角範囲＝およそ±４０°）で示す範囲が引張り応力Ｆｔによる比較的大きなが歪みが発生する応力集中領域であり、領域β（領域βの中心角範囲＝およそ１００°）で示す範囲が引張り応力Ｆｔによる比較的小さな歪みが発生する安全領域であることが分かった。すなわち、図７Ｂにおいて、上面視で、貫通孔５の中心を通る直線であってマザーガラス基板Gの短辺方向（Ｙ方向）とのなす角が−４０°〜＋４０°である直線と交点を形成する、貫通孔５の円周上の領域が領域αであり、貫通孔５の中心を通る直線であってマザーガラス基板Ｇの長辺方向（Ｘ方向）とのなす角が−５０°〜＋５０°である直線と交点を形成する、貫通孔５の円周上の領域が領域βである。尚、ガラスの特性として、圧縮応力に対する耐圧強度は強いが、引張り応力に対する耐圧強度は弱いことが知られている。そのため、ドリル引き抜き時に貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点が応力集中領域に発生した場合、引張り応力による割れが発生しやすい。

そこで、貫通孔５の内周面に作用する引張り応力Ｆｔによる歪みの分布に基づいて、ドリル引き抜き時に貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点による割れが生じにくい安全領域と、ドリル引き抜き時に貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点による割れが生じやすい応力集中領域とを設定し、貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）での筋状欠点の発生を防ぐことで、上記筋状欠点による割れを防止することが可能になる。
即ち、マザーガラス基板における貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点については下記領域に存在することが、割れの防止の観点から好ましい。筋状欠点の存在する位置が、マザーガラス基板の長辺と平行な線と貫通孔の中心を通る線とのなす角度が±５０°以内である貫通孔５の内周面の領域であることが好ましく、±２５°以内である貫通孔５の内周面の領域であることがより好ましく、±１０°以内である貫通孔５の内周面の領域であることが特に好ましい。
マザーガラス基板と背面ガラス基板とは図５に示す位置関係であることが一般的である。このため、背面ガラス基板における貫通孔５の内周面に発生する筋状欠点については下記領域に存在することが、割れを防止の観点から好ましい。
筋状欠点の存在する位置が、背面ガラス基板の短辺と平行な線と貫通孔の中心を通る線とのなす角度が±５０°以内である貫通孔５の内周面の領域であることが好ましく、±２５°以内である貫通孔５の内周面の領域であることがより好ましく、±１０°以内である貫通孔５の内周面の領域であることが特に好ましい。

〔孔あけ加工の制御処理〕
図８は制御装置が実行する孔あけ加工の制御処理を説明するためのフローチャートである。図８のＳ１１において、制御装置７２は、孔あけ加工装置１０のテーブル２０、クランプテーブル１８にマザーガラス基板Ｇが装填され、所定位置に保持されたことを確認すると、Ｓ１２に進み、各ドリル２４、２８の先端に形成された研削部１２０の外周を計測する。尚、この計測方法は、前述したように各レーザ干渉計６２、６４より研削部１２０の外周にレーザ光を照射し、各ドリル２４、２８の所定角度間隔毎の回動角度に対応する照射位置までの距離を計測し、当該計測値をメモリ７３に記憶させる。

次のＳ１３では、各レーザ干渉計６２、６４による計測値より各ドリル２４、２８を所定角度（例えば、５°〜１０°）ずつ回転方向に回動させるのに同期させて当該研削部１２０の照射位置との距離を演算し、当該照射位置におけるドリル半径の計測データが得られると、例えば、図６に示すような、各ドリルの回動角度に対応するドリル半径の計測データに基づくデータマップを作成してメモリ７３に記憶する。すなわち、Ｓ１２からここまでが、ドリルの回転時の最大半径の位置を検出する第１工程である。さらに、前述した図７Ｂに示す孔５の周方向における安全領域の範囲を参照して、当該データマップに基づいて、加工する際の前記ドリルの最大半径位置がマザーガラスに形成される貫通孔の安全領域に入るように、前記ドリルの最大半径位置を、マザーガラス基板Ｇに作用する熱応力による引張り応力の作用方向に応じて設定する（第４工程）。

続いて、Ｓ１４に進み、上記データマップから上記設定された各ドリル２４、２８の最大半径位置の回動角度（最大半径位置の周方向アドレス）を抽出してメモリ７３に記憶させる（第５工程）。次のＳ１５では、各ドリル２４、２８をマザーガラス基板Ｇ側に送り孔あけ加工を開始する（図２Ｂの手順２参照）。

各ドリル２４、２８によるマザーガラス基板Ｇに対する孔あけ加工が開始されると、Ｓ１６で上面側の上孔４０の深さが予め設定された加工深さＨ１に達したか否かをチェックする。Ｓ１６において、上孔４０の深さが加工深さＨ１に達した後、Ｓ１７に進み、第１ドリル２４の回転を停止させる（第２工程）。尚、第１ドリル２４の先端がマザーガラス基板Ｇの所定深さに達した後、第１ドリル２４の回転を停止させても良いし、又は第１ドリル２４の回転速度を１ｒ／ｍｉｎ〜５ｒ／ｍｉｎの低速回転に減速しても良い。

次のＳ１８では、第１モータ回転検出器７４の検出信号により回転軸４４の回転方向の停止角度位置を読み込む。続いて、Ｓ１９に進み、上記第１モータ回転検出器７４によって検出された回転軸４４の停止角度位置（停止位置の周方向アドレス）、すなわち第１ドリル２４の停止角度位置を前述したメモリ７３のデータベースに格納されたデータマップに照合して当該第１ドリル２４の最大半径位置（最大半径の周方向アドレス）が前述した貫通孔５の内周面の安全領域（領域β）の範囲内に入っているか否かをチェックする（第６工程）。

Ｓ１９において、第１ドリル２４の最大半径位置が前述した貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）の範囲内に入っている場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２０に進み、第１ドリル２４が直結された第１モータ４２の回転軸４４を例えば、角度８０°回動させる（第３工程）。尚、このときの回動角度は、８０°に限らず、領域αの中心角範囲＝４０°より大きい角度であれば、第１ドリル２４の最大半径位置を安全領域（領域β）に移すことができる。

この後は、前述したＳ１７〜Ｓ１９の処理を繰り返す。また、上記Ｓ１９において、第１モータ４２の回転を停止させた時点で第１ドリル２４の最大半径位置が前述した貫通孔５の内周面の安全領域（領域β）の範囲内に入っている場合（ＹＥＳの場合）には、上記Ｓ２０のモータ制御処理を行なわずに、Ｓ２１に進む。このＳ２１では、上側直動ガイド５０を介して第１モータ４２を上昇させて第１ドリル２４をマザーガラス基板Ｇの上孔４０から上方に引き抜く（第３工程：図２Ｃの手順３参照）。これにより、第１ドリル２４を引き抜く際の筋状欠点が貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）に発生することを防止することができる。また、第１ドリル２４の引き抜きは、例えば、１０ｍｍ／ｓ〜４０ｍｍ／ｓの速度で行なうことが好ましい。

次のＳ２２では、下面側の下孔２６の深さが予め設定された加工深さＨ２に達したか否かをチェックする。Ｓ２２において、下孔２６の深さが加工深さＨ２に達した後（図２Ｄの手順４参照）、Ｓ２３に進み、第２ドリル２８の回転を停止させる（第２工程）。尚、第２ドリル２８の先端がマザーガラス基板Ｇの所定深さに達した後、第２ドリル２８の回転を停止させても良いし、又は第２ドリル２８の回転速度を１ｒ／ｍｉｎ〜５ｒ／ｍｉｎの低速回転に減速しても良い。

次のＳ２４では、第２モータ回転検出器７５の検出信号により回転軸３２の停止角度位置を読み込む。続いて、Ｓ２５に進み、上記第２モータ回転検出器７５によって検出された回転軸３２の停止角度位置、すなわち第２ドリル２８の停止角度位置を前述したメモリ７３のデータベースに格納されたデータマップに照合して当該第２ドリル２８の最大半径位置が前述した貫通孔５の内周面の安全領域（領域β）の範囲内に入っているか否かをチェックする（第６工程）。

Ｓ２５において、第２ドリル２８の最大半径位置が前述した貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）の範囲内に入っている場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２６に進み、第２ドリル２８が直結された第２モータ３０の回転軸３２を例えば、８０°回動させる（第３工程）。尚、このときの回動角度は、８０°に限らず、領域αの中心角範囲＝４０°より大きい角度であれば、第２ドリル２８の最大半径位置を安全領域（領域β）に移すことができる。

この後は、前述したＳ２３〜Ｓ２５の処理を繰り返す。また、上記Ｓ２５において、第２モータ３０の回転を停止させた時点で第２ドリル２８の最大半径位置が前述した貫通孔５の内周面の安全領域（領域β）の範囲内に入っている場合（ＹＥＳの場合）には、上記Ｓ２６のモータ制御処理を行なわずに、Ｓ２７に進む。このＳ２７では、下側直動ガイド３８を介して第２モータ３０を降下させて第２ドリル２８をマザーガラス基板Ｇの孔２６から下方に引き抜く（第３工程：図２Ｅの手順５参照）。これにより、第２ドリル２８を引き抜く際の筋状欠点が貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）に発生することを防止することができる。また、第２ドリル２８の引き抜きは、例えば、１０ｍｍ／ｓ〜４０ｍｍ／ｓの速度で行なうことが好ましい。

次のＳ２８では、貫通孔５の加工数を全て加工したか否かをチェックする。例えば、前述した図５に示すように６枚の画面サイズに対応するマザー基板２００の場合には、６箇所に貫通孔５を加工する。貫通孔５の加工数が６より少ない場合（ＮＯの場合）、貫通孔５を６箇所に加工するまでＳ１５〜Ｓ２８の制御処理が繰り返される。

また、Ｓ２８において、貫通孔５の加工数を全て加工した場合（ＹＥＳの場合）には、Ｓ２９に進み、孔あけ加工が終了したマザーガラス基板Ｇを孔あけ加工装置１０のテーブル２０、クランプテーブル１８から取出し、未加工の新しいマザーガラス基板２００をテーブル２０、クランプテーブル１８に保持させる。尚、マザーガラス基板２００の入れ替え作業は、マザーガラス基板搬送用ロボットによって行なわれる。

次のＳ３０では、ドリル使用回数またはドリル加工時間によって規定されるドリル交換時期に達したか否かをチェックする。Ｓ３０において、現在使用されている各ドリル２４、２８がドリル交換時期に達している場合（ＹＥＳの場合）には、各ドリル２４、２８の交換作業が行なわれる。

そして、Ｓ３１では、メモリ７３に格納された当該各ドリル２４、２８のマップデータを消去する。各ドリル２４、２８の交換作業が行なわれた場合、次回はＳ１１の制御処理から行なう。

このように、各ドリル２４、２８の最大半径位置を計測し、孔あけ加工後に各ドリル２４、２８の回転を停止させ、各モータ回転検出器７４、７５の検出信号より得られた停止位置（周方向アドレス）が貫通孔５の内周面の安全領域（領域β）に入っている場合には、各ドリル２４、２８を貫通孔５から引き抜くことで、各ドリル２４、２８を引き抜く際の筋状欠点が貫通孔５の内周面の応力集中領域（領域α）に発生することを防止し、焼成工程における熱応力によるマザーガラス基板Ｇの割れを未然に防止することが可能になる。

本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることが出来ることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１０年１０月２０日出願の日本特許出願２０１０−２３５８８５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１０ マザーガラス基板孔あけ加工装置
１２ クランプ装置
１４ 下孔加工装置
１６ 上孔加工装置
１８ クランプテーブル
２０ テーブル
２２ クランププレート
２４ 第１ドリル
２６ 下孔
２８ 第２ドリル
３０ 第２モータ
３２、４４ 回転軸
３４、４６ ホルダ
３６ 下側モータ取付部
３８ 下側直動ガイド
４０ 上孔
４２ 第１モータ
４８ 上側モータ取付部
５０ 上側直動ガイド
６０ ドリル計測部
６２ 第１レーザ干渉計
６４ 第２レーザ干渉計
６６ レーザ位置検出器
７０ ドリル回転停止位置制御部
７２ 制御装置
７３ メモリ
７４ 第１モータ回転検出器
７５ 第２モータ回転検出器
７６ 第１モータドライバ
７７ 第２モータドライバ
１２０ 研削部
１２１ 先端部
１２２ 面取り
１２４ 外周部
１３０ シャンク
２００ マザーガラス基板
２１０ 表示領域
２２０ 搬送用ベース
２３０ 加熱炉

Claims (5)

1. 回転するドリルをマザーガラス基板側へ移動させ、前記マザーガラス基板に孔を加工するプラズマディスプレイパネル用のマザーガラス基板孔あけ加工方法において、
   前記ドリルの回転時の最大半径の位置を検出する第１工程と、
   前記マザーガラス基板への孔あけ加工が終了した後、前記ドリルの回転を停止または減速させる第２工程と、
   前記ドリルの最大半径位置が予め設定された前記孔の周方向の安全領域に入っている場合、前記ドリルの引き抜きを行ない、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていない場合、前記ドリルの停止位置または減速位置を調整する第３工程と、
   を有する、マザーガラス基板孔あけ加工方法。
2. 前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入るように前記最大半径位置を前記マザーガラス基板に作用する熱応力の作用方向に応じて設定する第４工程と、
   前記設定された最大半径位置の範囲を記憶する第５工程と、
   をさらに有する、請求項１に記載のマザーガラス基板孔あけ加工方法。
3. 前記マザーガラス基板への孔あけ加工が終了し、回転を停止または減速された前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っているか否かを判定する第６工程をさらに有し、
   前記第３工程は、前記第６工程において、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていると判定された場合、前記ドリルの引き抜きを行ない、前記ドリルの最大半径位置が前記孔の前記安全領域に入っていないと判定された場合、前記ドリルの停止または減速位置を調整する、請求項１又は２に記載のマザーガラス基板孔あけ加工方法。
4. 回転するドリルが軸方向に移動し孔あけ加工した、プラズマディスプレイパネル用のマザーガラス基板において、
   前記ドリルによる孔あけ加工が終了して前記ドリルが前記マザーガラス基板から引き抜かれる際に前記孔の内周壁に生じる筋状欠点が、熱処理の熱応力による引張り力が作用しない所定範囲に形成されている、マザーガラス基板。
5. 回転するドリルが軸方向に移動し孔あけ加工した、プラズマディスプレイパネル用の背面ガラス基板において、
   前記ドリルによる孔あけ加工が終了して前記ドリルが前記背面ガラス基板から引き抜かれる際に少なくとも一つの前記孔の内周壁に生じる筋状欠点が、前記背面ガラス基板の短辺と平行な線と前記孔の中心を通る線とのなす角度が±５０°以内である前記孔の内周面の領域に形成されている、背面ガラス基板。

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