用于研磨硬脆性材料基板的边侧部分的方法技术

本发明专利技术提供一种用于研磨硬脆性材料基板的边侧部分的方法。与压缩空气一起向基板的边侧部分喷射弹性磨料，该弹性磨料具有分散在弹性基底材料中或者粘附于弹性基底材料的磨料颗粒。该弹性磨料沿喷射方向以加工点为中心的预定加工区域喷射，该喷射方向与该加工点处的横向线相交，并且相对于接触线形成从2°至60°的范围中选择的预定倾斜角。而且，使喷嘴和工件相对于彼此移动，使得该加工区域沿该工件的周向以固定速度移动，并且使得在移动之后在每一个加工点处保持该喷射方向。如果要加工多个堆叠的基板，则以固定速度沿基板的横向方向移动该加工区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，并且更具体地说，涉及用于研磨沿由诸如玻璃、石英、陶瓷，或蓝宝石的硬脆性材料构成的基板(以下称为“硬脆性材料基板”)的周边延伸的边缘和侧表面并研磨通过切割前述边缘而形成的斜切部分所形成的角部的方法(边缘、侧表面，以及角部在本说明书中统称为“边侧部分”)。在本专利技术中，术语“基板”指其上设置有用于实现特定功能的功能部件的板状部件，并且除了设置在便携式电话等的液晶显示装置背面以保护该装置的玻璃盖以外，还包括一般所谓的基板，如用于液晶显示器的玻璃基板和用于硬盘的玻璃基板。
技术介绍
作为硬脆性材料基板的示例的玻璃基板被用作用于液晶电视机、个人计算机、便 携式信息终端(例如，便携式电话)以及数字摄像机的液晶显示器中的平板基板，或者用作用于保护液晶显示器的保护盖。而且，因为与现有技术中的铝基板相比，玻璃基板具有低膨胀性和高耐冲击性，所以玻璃基板还被用作用于硬盘的基板。由此，玻璃基板的工业用途在增加。这种玻璃基板由玻璃基底材料切割成预定形状(例如，如果被用作平板基板则切割成矩形形状，或者如果被用作硬盘基板则被切割成环状形状)，并且随后通过研磨来抛光。用于玻璃基板的研磨工序涉及尽可能多地缩减其厚度，或者研磨其平坦区域以改善表面粗糙度。另外，在刚刚切割玻璃基板之后，其边侧部分的边缘往往容易裂纹或碎裂。而且，如果在切割工序中形成的裂纹或微裂纹(小裂纹)保留在该边侧部分中，则当向该基板施加弯曲应力时，整个基板可能容易从该裂纹区域裂开。因此，在该边侧部分上执行研磨工序以通过斜切去除该边侧部分的边缘，并且还通过将该侧表面和斜切部分抛光成镜面抛光表面来去除裂纹和微裂纹。当前执行的用于研磨玻璃基板的边侧部分的普通研磨方法被粗略地划分成了使用通过将玻璃研磨磨料颗粒与金属或树脂胶合在一起作为胶合物而获取的磨石的研磨方法，和使用含有磨料颗粒的膏剂的研磨方法。作为前述基于磨石的研磨方法的示例，已经提出了一种用于利用磨石来研磨硬盘玻璃基板的方法。在该方法中，切割成预定尺寸的片状玻璃基板的边侧部分逐个与旋转磨石相接触。在监测研磨量的同时，磨石根据NC控制来移动，以斜切每一个玻璃基板的内周侧和外周侧，并且研磨其边侧部分(日本专利特开No. 2010-238310)。作为前述基于膏剂的研磨方法的示例，已经提出了一种用于研磨在硬盘玻璃基板的中心形成的开口的内周的方法。当利用这种方法执行研磨工序时，将旋转的刷子插入多个堆叠的玻璃基板的中心开口中，以使刷子与该开口的内周相接触。接着，通过以恰当定时在刷子与基板的内周之间提供含有磨料颗粒的膏剂来执行研磨工序(日本专利特开平11-33886)。在日本专利特开No. 2010-238310所讨论的研磨方法中，当利用旋转的磨石来研磨侧表面并且斜切被切割成预定尺寸的每一个片状玻璃基板的内周边缘和外周边缘时，该磨石根据NC控制来移动，同时监测研磨量。因而，可以缩减产品之间的加工变化，由此允许高度精确的加工。然而，当利用这种磨石加工作为硬脆性材料的玻璃时，如果工件是板状物，则海贝壳状切割痕迹或碎裂状部分趋于主要形成在端表面处或角部处。另外，裂纹或称做微裂纹的小裂纹(包括这种裂纹和微裂纹的切割痕迹及其出现以下统称为“碎裂”)因在切割工序中造成的碰撞而趋于容易形成。如果基板是矩形的，则这些碎裂尤其趋于在诸如边缘或角部的尖锐区域出现。如果玻璃基板的边侧部分在研磨工序之前的前端工序中利用端铣刀来加工，则例如，如图13所示，在该边侧部分上形成与其中该端铣刀已经经过的部位相对应的凹槽和由这些凹槽之间的尖锐突出物形成的工具痕迹。如果要研磨的基板具有这种工具痕迹，则进一步增加了出现前述碎裂的可能性。 如果出现碎裂，则难于通过研磨工序将其完全去除。当弯曲应力作用于该基板时，玻璃基板容易从碎裂部分开始断裂。因此，玻璃基板的强度被显著降低。在基于磨石的工序中，磨石随着加工量的增加而磨损并且形状改变。另外，磨石粘塞，导致研磨性能变差。因此，难于维持恒定的加工质量、形状以及尺寸。如果要实现恒定的加工质量、形状以及尺寸，则需要监测加工量，并因此需要更换磨石，从而造成在执行研磨工序时磨石管理极其复杂。另一方面，基于膏剂的研磨工序通过在要研磨的工件的表面与在要研磨的表面上滑动的刷子或研磨垫之间适当地提供含有精细磨料颗粒的膏剂来执行。尽管利用这种方法的切割性能低于基于磨石的研磨方法的切割性能，但即使研磨作为硬脆性材料基板的玻璃基板，也会显著缩减碎裂的出现。然而，在这种研磨方法中，如果遍布工作空间散布的膏剂变干，则该膏剂中的精细磨料颗粒就会作为灰尘散布，从而污染工作环境，因为灰尘会危害工人的健康，因此这是成问题的。在这种基于膏剂的研磨方法中，因为需要在要研磨的表面与刷子或研磨垫之间连续提供该膏剂，所以使用相对大量的膏剂。在该研磨工序期间，膏剂中的磨料颗粒破碎，改变了粒径，并且因研磨而生成的热导致湿气蒸发，由此增加了磨料颗粒的密度。另外，如果由研磨工序生成的诸如刮屑的外来颗粒被带入膏剂中，则不能将该外来颗粒从膏剂中去除。由此，如果要重复利用膏剂，则膏剂的质量不能保持恒定，使其无法保持产品的质量。因此，在这种基于膏剂的研磨方法中，膏剂在使用之后通常被丢弃，这意味着与前述基于磨石的研磨方法相比，消耗大量的磨料颗粒。通常用于研磨玻璃的磨料颗粒的示例包括精细金刚砂和精细氧化铈粉。不用说，金刚石是一种昂贵的材料，而且氧化铈因其全球需求日益增加同时氧化铈生产国对氧化铈采取了更强的供应限制(如采矿限制)也变为一种极其昂贵的材料。使用含有这种昂贵材料(如磨料颗粒)的一次性膏剂显著增加了研磨成本。在日本专利特开平11-33886所讨论的基于刷子的研磨方法中，当利用旋转的刷子研磨堆叠硬盘玻璃基板的内周表面时，如图14所示，在向刷子与要研磨的表面之间提供前述膏剂的同时执行该研磨工序。因此，该方法的优点在于，可以防止如在上述基于膏剂的研磨方法中出现的碎裂。而且，因为在日本专利特开平11-33886所讨论的方法中，在多个堆叠玻璃基板上执行研磨工序，所以这种方法的优点在于，这种玻璃基板可以同时研磨。然而，因为日本专利特开平11-33886所讨论的基于刷子的研磨方法也是一种上述基于膏剂的研磨方法，所以存在的问题在于，消耗了大量昂贵的磨料颗粒，如精细金刚砂或精细氧化铺粉。而且，在日本专利特开平11-33886所讨论的方法中，用于研磨的配备有轴的刷子在仅该轴的上端部被支承的状态下，插入到玻璃基板的中心开口中，如图14所示。因此，SP使将相对抗变形的金属杆用作该刷子的轴，其下端部在旋转期间也会摇晃，致使该刷子的末端不会均匀地与要研磨的表面接触。因此，当加工堆叠玻璃基板时，加工程度沿高度方向在玻璃基板之间改变，这是成问题的，因为产品质量不等。 为了解决该问题，该刷子必须垂直地移动，以减少加工程度沿高度方向的变化，或者需要在改变玻璃基板的堆叠次序的同时执行多次研磨工序，以使加工程度均匀。这因较长的加工时间而导致更低的可作业性。尽管玻璃基板在上面的描述中被描述为硬脆性材料基板的示例，但当利用磨石研磨由除了玻璃以外的其它硬脆性材料(例如，石英、陶瓷，或蓝宝石)构成的基板时，也会类似地出现碎裂。另外，因为使用由金刚石或氧化铈构成的昂贵磨料颗粒，所以需要高研磨成本。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研磨硬脆性材料基板的边侧部分的方法，其中，与压缩气体一起从喷嘴朝向由一个或多个硬脆性材料基板形成的工件的边侧部分喷射弹性磨料，从而使所述弹性磨料碰撞所述边侧部分，借此研磨该工件的该边侧部分，所述弹性磨料由分散在弹性基底材料中的磨料颗粒制成或者由粘附至弹性基底材料的表面的磨料颗粒制成，所述方法包括以下步骤：将所述工件的所述边侧部分上的一个点设置为加工点，并且假定所述工件的一横向线延伸通过所述加工点，并假定一接触线与所述横向线正交地延伸并且在所述加工点处与所述硬脆性材料基板的所述边侧部分相接触；沿喷射方向朝以所述加工点为中心的预定加工区域喷射所述弹性磨料，所述喷射方向在所述加工点处与所述横向线相交，并且相对于所述接触线形成从2°至60°的范围中选择的预定倾斜角；以及使所述喷嘴和所述工件相对于彼此移动，使得所述加工区域沿所述工件的周向以固定速度移动，并且使得在移动之后的每一个加工点处保持所述喷射方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：间瀬惠二，石桥正三，
申请(专利权)人：株式会社不二制作所，
类型：发明
国别省市：