玻璃基板的研磨方法
【專利摘要】一種玻璃基板的研磨方法，包括使用第一研磨砂輪對玻璃基板進(jìn)行研磨的第一研磨工序和使用平均粒徑比所述第一研磨砂輪的平均粒徑小的第二研磨砂輪對所述玻璃基板進(jìn)行研磨的第二研磨工序，所述第二研磨砂輪包含含有粒徑為0.5～10μm的二氧化鈰磨粒和粒徑為0.5～10μm的金剛石磨粒的研磨磨粒以及由彈性模量為2.5～3GPa的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的結(jié)合劑。
【專利說明】玻璃基板的研磨方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃基板的研磨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著磁盤的高密度記錄化，對磁記錄介質(zhì)用玻璃基板要求的特性越來越 嚴(yán)格。特別是在對中心部具有圓形孔的圓盤狀磁記錄介質(zhì)用玻璃基板的主表面、端面進(jìn)行 研磨的情況下，對玻璃基板的端面形狀、尺寸的品質(zhì)要求的精度和對玻璃基板要求的強(qiáng)度 提尚。
[0003] 另外，以智能手機(jī)等移動(dòng)電話、便攜信息終端（PDA)等便攜設(shè)備中的、用于保護(hù)顯 示器的保護(hù)玻璃為代表的顯示器用玻璃的需求增大。特別是要求便攜設(shè)備的薄型化、輕量 化的技術(shù)，正在推進(jìn)顯示器用玻璃的輕量化和薄板化。一般而言，玻璃板變薄時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降 低，因此，要求強(qiáng)度比以往更高的顯示器用玻璃。
[0004] 為了確保玻璃基板、顯示器用玻璃的強(qiáng)度，例如，像專利文獻(xiàn)1那樣采用了將使用 倒角機(jī)的研磨與刷式研磨進(jìn)行組合的研磨方法。
[0005] 另外，作為玻璃的研磨中使用的砂輪，公開了專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4 中列舉的砂輪。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2010-131679號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開昭62-130179號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-274293號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2010-131679號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 但是，專利文獻(xiàn)1的方法中，組合了多個(gè)工序，因此，工序變得復(fù)雜，并且存在耗費(fèi) 成本的問題。
[0012] 因此，本實(shí)施方式中，提供處理工序簡略并且能夠使玻璃基板具有充分的強(qiáng)度的 玻璃基板的研磨方法。
[0013] 用于解決問題的手段
[0014] 本發(fā)明提供一種玻璃基板的研磨方法，
[0015] 包括：
[0016] 使用第一研磨砂輪對玻璃基板進(jìn)行研磨的第一研磨工序、和
[0017] 使用平均粒徑比所述第一研磨砂輪的平均粒徑小的第二研磨砂輪對所述玻璃基 板進(jìn)行研磨的第二研磨工序，
[0018] 所述第二研磨砂輪包含含有粒徑為0. 5?10 μ m的二氧化鈰磨粒和粒徑為0. 5? 10 μ m的金剛石磨粒的研磨磨粒以及由彈性模量為2. 5?3GPa的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的結(jié)合 劑。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供處理工序簡略并且能夠使玻璃基板具有充分的強(qiáng)度的 玻璃基板的研磨方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是表示化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的殘留應(yīng)力S的厚度方向分布的示意圖。
[0022] 圖2是對化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板進(jìn)行切割后的示意圖。
[0023] 圖3是本實(shí)施方式的研磨裝置的研磨單元的一例的概略圖。
[0024] 圖4是用于說明本實(shí)施方式的研磨方法的概略圖。
[0025] 標(biāo)號(hào)說明
[0026] 1 軸
[0027] 2 伺服電動(dòng)機(jī)
[0028] 3 殼體
[0029] 4 軸承
[0030] 5 主軸
[0031] 6 砂輪
[0032] 7 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)
[0033] 8 帶輪
[0034] 9 帶
[0035] 10 導(dǎo)軌
[0036] 11張緊器
[0037] 20玻璃板
[0038] 100研磨單元

【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下，參考附圖更詳細(xì)地對本實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0040](玻璃基板）
[0041] 作為能夠應(yīng)用本實(shí)施方式的玻璃基板的研磨方法的玻璃基板，沒有特別限制，可 以應(yīng)用于例如TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管）用基板、FOPplasma Display Panel，等離子體顯示面板）用玻璃基板、FED (Field Emission Display，場致發(fā)射顯示器） 用玻璃基板、磁記錄介質(zhì)用玻璃基板、保護(hù)玻璃等各種玻璃基板。
[0042] 另外，能夠應(yīng)用本實(shí)施方式的玻璃基板的研磨方法的玻璃基板的玻璃原基板通過 浮法、熔融法、再拉伸法、壓制成形法等方法來制作，但本實(shí)施方式在這一方面也不受限定。
[0043] 另外，本實(shí)施方式的玻璃基板的研磨方法也能夠應(yīng)用于對玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化 而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。在該情況下，可以應(yīng)用于在對玻璃原板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化后根據(jù)期望 的用途以預(yù)定的尺寸進(jìn)行切割而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，也可以應(yīng)用于在將玻璃原板根據(jù)期 望的用途切割為預(yù)定的尺寸后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。在對玻璃原板進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化后根據(jù)期望的用途以預(yù)定的尺寸進(jìn)行切割的方法與在將玻璃原板根據(jù)期望的用途 切割為預(yù)定的尺寸后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化的方法相比，通常具有生產(chǎn)率高、但切割在技術(shù)上存在 困難的特點(diǎn)。
[0044] 本說明書中，作為一例，對于在對玻璃原板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化后根據(jù)期望的用途以預(yù) 定的尺寸進(jìn)行切割而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的例子進(jìn)行說明。
[0045] 化學(xué)強(qiáng)化玻璃是對玻璃的表面進(jìn)行離子交換而形成了殘留有壓應(yīng)力的表面層的 玻璃。具體而言，通過對玻璃的表面進(jìn)行離子交換，將玻璃中含有的離子半徑小的離子（例 如，Li離子、Na離子）置換為離子半徑大的離子（例如，K離子）。由此，在玻璃的表面殘 留壓應(yīng)力，玻璃的強(qiáng)度提高。
[0046] 圖1中示出了表示化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的殘留應(yīng)力S的厚度方向分布的示意圖。 圖1中，Sl表不玻璃板的一個(gè)表面層（稱為正表面層）的最大殘留壓應(yīng)力，S2表不另一個(gè) 表面層（稱為背表面層）的最大殘留壓應(yīng)力（通常SI = S2)，Dl表示正表面層的厚度，D2 表示背表面層的厚度，D表示玻璃板的厚度，T表示存在于正表面層與背表面層之間的中間 層的平均殘留拉應(yīng)力。另外，圖1中的水平軸表示在以正表面層作為基準(zhǔn)點(diǎn)（=0)時(shí)的板 厚方向的距離。
[0047] 如圖1所示，殘留在正表面層、背表面層中的壓應(yīng)力存在自正表面和背表面向內(nèi) 部逐漸減小的傾向。另一方面，作為形成殘留有壓應(yīng)力的正表面層和背表面層等的反作用， 在正表面層與背表面層之間形成殘留有拉應(yīng)力的中間層。此時(shí)，殘留在中間層中的拉應(yīng)力 大致恒定。
[0048] 另外，圖2中示出了用于說明化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的概略圖。更具體而言，圖2 (a) 是化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的切割前的概略圖，圖2(b)是化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的切割后的概 略圖。
[0049] 由上述的圖1的說明和圖2(a)可知，化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的正表面層和背表面層 成為壓應(yīng)力層，存在于正表面層與背表面層之間的中間層成為拉應(yīng)力層。
[0050] 由圖2(b)中示出的化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃板的切割后的概略圖可知，在對化學(xué)強(qiáng)化 后的玻璃板進(jìn)行切割后，拉應(yīng)力層露出于切割面的表面。在應(yīng)力作用于切割后的玻璃板的 拉應(yīng)力層時(shí)，即使在比通常小的力之下，有時(shí)也會(huì)發(fā)生破裂。因此，在對化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃 板進(jìn)行切割的實(shí)施方式的情況下，特別優(yōu)選通過后述的本實(shí)施方式的玻璃基板的研磨方法 實(shí)施研磨而使玻璃基板具有充分的強(qiáng)度。
[0051] (第一研磨工序）
[0052] 研磨砂輪通常包含研磨磨粒和固定該研磨磨粒的結(jié)合劑。第一研磨工序中，使用 包含平均粒徑比在后述的第二研磨工序中使用的研磨砂輪的研磨磨粒的平均粒徑大的研 磨磨粒的研磨砂輪進(jìn)行研磨。通常，第一研磨工序中使用的研磨砂輪的磨粒的平均粒徑為 5?10 μ m (以砂輪粒度號(hào)計(jì)為#2000)以上。
[0053] 作為可以在第一研磨工序中使用的研磨砂輪的磨粒的種類，沒有特別限制，可以 使用例如：二氧化鈰、二氧化硅、金剛石、氧化鉻、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅等。
[0054] 另外，作為可以在第一研磨工序中使用的結(jié)合劑的種類，沒有特別限制，可以使用 例如：陶瓷結(jié)合劑、金屬結(jié)合劑、樹脂結(jié)合劑、通過粘結(jié)磨粒而形成的電鍍砂輪等。
[0055] 第一研磨工序優(yōu)選為在根據(jù)玻璃基板的主表面或端面（外周側(cè)面部、外周倒角部 等）的形狀改變按壓上述第一研磨砂輪的力的同時(shí)進(jìn)行研磨的定尺寸研磨工序。在使用包 含平均粒徑比在后述的第二研磨工序中使用的研磨砂輪的研磨磨粒的平均粒徑大的研磨 磨粒的研磨砂輪的第一研磨工序中，通過定尺寸研磨準(zhǔn)確地研磨玻璃的尺寸，由此，在之后 的第二研磨工序的研磨中不需要精密的尺寸控制，因此優(yōu)選。另外，在此所述的外周側(cè)面部 和外周倒角部是指位于玻璃板的外周側(cè)的、與玻璃板的主表面不平行的所有表面，其形狀 可以為彎曲面。另外，在第一研磨工序中，可以同時(shí)實(shí)施倒角和研磨。
[0056] (第二研磨工序）
[0057] 在上述第一研磨工序之后，實(shí)施作為精加工工序的第二研磨工序。
[0058] 作為可以在第二研磨工序中使用的研磨磨粒的種類，可以列舉混合有將平均粒徑 為0. 5?10 μ m的二氧化鋪磨粒與平均粒徑為0. 5?10 μ m的金剛石磨?；旌隙玫降难?磨磨粒的磨粒。另外，研磨磨粒的平均粒徑可以使用例如激光衍射式粒度測定裝置等來測 定。通過使各磨粒的平均粒徑在上述范圍內(nèi)，能夠?qū)⒃诘谝谎心スば蛑袑?shí)施了研磨的倒角 部和玻璃基板的端面的傷痕除去，能夠研磨至達(dá)到充分的強(qiáng)度。
[0059] 另外，作為可以在第二研磨工序中使用的結(jié)合劑，可以列舉彈性模量在20°C下為 2. 5?3GPa的聚酰亞胺樹脂。另外，結(jié)合劑的彈性模量可以使用例如動(dòng)態(tài)粘彈性模量測定 裝置等來測定。
[0060] 以往，在第一工序的倒角工序、粗研磨工序之后，為了進(jìn)一步提高強(qiáng)度，采用了刷 式研磨法、使用砂輪進(jìn)一步進(jìn)行研磨的方法等。但是，刷式研磨法中，存在玻璃基板的輸送 等繁雜的問題。另一方面，使用砂輪進(jìn)一步進(jìn)行研磨的方法僅通過在第一工序后更換砂輪 就可以實(shí)施，但處理時(shí)間延長，存在不實(shí)用的問題。另外，如果對未實(shí)施第一研磨工序的玻 璃進(jìn)行第二研磨工序，則砂輪的壽命會(huì)極端縮短，因此不優(yōu)選。
[0061] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使用利用彈性模量為2. 5?3GPa的聚酰亞胺樹脂作為 結(jié)合劑的研磨砂輪，在使用砂輪的研磨方法中，能夠在短時(shí)間內(nèi)提高玻璃基板的強(qiáng)度。具體 而言，通過使用上述的研磨砂輪進(jìn)行研磨，能夠加工出具有彎曲強(qiáng)度為500MPa以上的強(qiáng)度 的玻璃基板。彈性模量大于上述范圍時(shí)，處理時(shí)間延長，小于上述范圍時(shí)，研磨砂輪的壽命 縮短，不實(shí)用，因此不優(yōu)選。另外，還存在研磨后得不到具有充分強(qiáng)度的玻璃基板的可能性。
[0062] 結(jié)合劑中的金剛石磨粒的含量（Vl)優(yōu)選為10體積％?20體積％，結(jié)合劑中的二 氧化鈰磨粒的含量（V2)優(yōu)選為5體積％?30體積％。Vl低于10體積％時(shí)或V2低于5體 積％時(shí)，有時(shí)無法確保充分的研磨量，因此，優(yōu)選分別在上述的預(yù)定范圍內(nèi)含有利用化學(xué)反 應(yīng)進(jìn)行研磨的二氧化鈰磨粒和通過機(jī)械作用進(jìn)行研磨的金剛石磨粒。另外，Vl與V2之和 超過30體積％時(shí)，作為研磨砂輪的研磨性能有時(shí)會(huì)降低，因此，更優(yōu)選使V1+V2 < 30%。
[0063] 第二研磨工序可以為在根據(jù)玻璃基板的主表面或端面的形狀改變按壓上述第二 研磨砂輪的力的同時(shí)進(jìn)行研磨的定尺寸研磨工序，也可以為將上述第二研磨砂輪以一定的 力按壓到玻璃基板的主表面或端面上來進(jìn)行研磨的定壓力研磨工序。
[0064] 另外，第二研磨工序中，雖然也取決于所使用的玻璃基板的種類，但優(yōu)選實(shí)施研磨 至玻璃基板的主表面或端面的表面粗糙度Ra達(dá)到8nm以下。
[0065] (研磨單元）
[0066] 接著，對能夠?qū)嵤┍緦?shí)施方式的研磨方法的研磨單元的例子進(jìn)行說明。但是，本實(shí) 施方式中，只要包括使用第一研磨砂輪對玻璃基板進(jìn)行研磨的第一研磨工序和使用平均粒 徑比上述第一研磨砂輪的平均粒徑小的第二研磨砂輪對上述玻璃基板進(jìn)行研磨的第二研 磨工序，并且上述第二研磨砂輪包含含有平均粒徑為〇. 5?10 μ m的二氧化鋪磨粒和平均 粒徑為0. 5?10 μm的金剛石磨粒的研磨磨粒以及由彈性模量為2. 5?3GPa的聚酰亞胺 樹脂構(gòu)成的結(jié)合劑，則不限于下述構(gòu)成的研磨單元。
[0067] 另外，在第一研磨工序與第二研磨工序中，可以使用不同的研磨裝置來實(shí)施研磨， 也可以在第一研磨工序后將第一研磨砂輪變更為第二研磨砂輪并使用相同的研磨裝置來 實(shí)施研磨。
[0068] 圖3中示出了本實(shí)施方式的研磨裝置的研磨單元的一例的概略圖。研磨單元100 通過未圖示的研磨裝置主體的未圖示的水平旋轉(zhuǎn)臂等安裝在軸1上。軸1由伺服電動(dòng)機(jī)2 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0069] 在研磨單元100的殼體3內(nèi)，沿垂直方向配置有軸承4,對主軸5進(jìn)行軸支承。
[0070] 在主軸5的前端安裝有砂輪6,另外，在后端通過帶輪8a、8b和帶9連接于安裝在 殼體的外側(cè)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7的軸上。
[0071] 軸承4通過導(dǎo)軌10以在水平方向上自由滑動(dòng)的方式安裝在殼體3內(nèi)。另外，軸承 4可以為能夠通過未圖示的氣壓缸的伸縮等在水平方向上發(fā)生位移的構(gòu)成。在帶9的側(cè)面 設(shè)置有對該側(cè)面進(jìn)行按壓的張緊器11。伴隨著軸承4的移動(dòng)，張緊器11成為吸收帶9的架 設(shè)長度的變化量的構(gòu)成。
[0072] (例 1 ?例 8)
[0073] 接著，參考實(shí)施例對于對玻璃板的外周倒角部進(jìn)行研磨的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另 夕卜，本實(shí)施例中，對于對玻璃板的外周倒角部進(jìn)行研磨的方法進(jìn)行說明，但本實(shí)施方式在這 一方面不受限定。例如，本實(shí)施方式的研磨方法能夠應(yīng)用于對玻璃基板的主表面、外周側(cè)面 部等進(jìn)行研磨的方法等。
[0074] 將例1?例8中的第二研磨工序中使用的研磨砂輪的條件示于表1中。表1中的 例1為本實(shí)施方式的研磨方法的條件，例2?例7為參考例的研磨方法的條件。另外，關(guān)于 表1中的砂輪粒度號(hào)，#3000為平均粒徑4?8 μπι，#2000為平均粒徑5?10 μπι，#1000為 平均粒徑14?22 μ m，結(jié)合劑的彈性模量在21°C下進(jìn)行測定。
[0075] 另外，表1中，例1?例3的砂輪的研磨磨粒1的含量設(shè)定為20重量％、研磨磨粒 2的含量設(shè)定為5重量％，例4?例8的砂輪的研磨磨粒1的含量設(shè)定為25重量％。
[0076] [表 1]
[0077]

【權(quán)利要求】
1. 一種玻璃基板的研磨方法， 包括： 使用第一研磨砂輪對玻璃基板進(jìn)行研磨的第一研磨工序、和 使用平均粒徑比所述第一研磨砂輪的平均粒徑小的第二研磨砂輪對所述玻璃基板進(jìn) 行研磨的第二研磨工序， 所述第二研磨砂輪包含含有平均粒徑為0. 5?10 ym的二氧化鈰磨粒和平均粒徑為 0. 5?10 y m的金剛石磨粒的研磨磨粒以及由彈性模量為2. 5?3GPa的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成 的結(jié)合劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的研磨方法，其中，所述結(jié)合劑中的、所述金剛石磨粒 的含量為10體積％?20體積％，所述二氧化鈰磨粒的含量為5體積％?30體積％。
3. 如權(quán)利要求2所述的玻璃基板的研磨方法，其中，所述結(jié)合劑中的、所述金剛石磨粒 的含量與所述二氧化鈰磨粒的含量之和為30體積％以下。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的玻璃基板的研磨方法，其中， 所述第一研磨工序?yàn)樵诟鶕?jù)所述玻璃基板的形狀改變按壓所述第一研磨砂輪的力的 同時(shí)進(jìn)行研磨的定尺寸研磨工序， 所述第二研磨工序?yàn)閷⑺龅诙心ド拜喴砸欢ǖ牧Π磯旱剿霾ＡЩ迳蟻磉M(jìn)行 研磨的定壓力研磨工序。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的玻璃基板的研磨方法，其中， 所述第一研磨工序?yàn)樵诟鶕?jù)所述玻璃基板的形狀改變按壓所述第一研磨砂輪的力的 同時(shí)進(jìn)行研磨的定尺寸研磨工序， 所述第二研磨工序也為在根據(jù)所述玻璃基板的形狀改變按壓所述第二研磨砂輪的力 的同時(shí)進(jìn)行研磨的定尺寸研磨工序。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的玻璃基板的研磨方法，其中， 通過所述第二研磨工序使所述玻璃基板的表面粗糙度Ra為8nm以下。
【文檔編號(hào)】B24D3/00GK104487395SQ201380039310
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月7日
【發(fā)明者】鳥井秀晴 申請人:旭硝子株式會(huì)社