玻璃條的製造方法、玻璃條以及玻璃基板的製作方法
2023-05-09 20:40:16
專利名稱：玻璃條的製造方法、玻璃條以及玻璃基板的製作方法
技術領域：
本發明涉及將厚壁板狀的母材玻璃板加熱延伸以製作薄壁棒狀的玻璃條的製造方法以及通過該方法製作的玻璃條、玻璃基板。
背景技術：
在半導體元件的基板、場效應型平面面板顯示器中使用的墊片、以及在磁碟基板等中使用的玻璃板最重要的是具有良好的平坦度以及表面粗糙度。對此，當前在作為玻璃板的製法而一般採用的浮動(float)法或成型法中，製作出的玻璃板的平坦度差，為了提高到所希望的平坦度，之後必須從表面磨削或研磨多餘的量。另外，歷來，磨削或研磨後的玻璃板其表面粗糙度仍較差，因此一般對磨削或研磨後的玻璃板進行兩次拋光，由於將來會要求更高精度的產品，因此預計需要進行三次拋光。這樣，需要磨削、研磨以及拋光等很多工序，存在整體工序長、製造成本高的課題。
這樣，在現有的方法中，工序數量多，生產率差。因此，提出了如下方法利用具有規定厚度且表面粗糙度良好的母材玻璃板，加熱使其軟化，對軟化後的狀態的玻璃板，通過將其延伸來製作所希望的厚度的薄玻璃板(例如，參照專利文獻1)。
進而，在上述的薄玻璃板的製作方法中，為了抑制獲得的薄玻璃板的表面的起伏，提出了如下方法在加熱母材玻璃板的加熱爐的下部設置氣簾(air curtain)，通過遮斷在加熱爐內產生的上升氣流，來控制表面的起伏(例如，參照專利文獻2)。
專利文獻1日本專利文獻特開平11-199255號公報；專利文獻2日本專利文獻特開平8-183628號公報。
發明內容
但是，如專利文獻2所述的方法，即使在加熱爐的下部設置氣簾遮斷來自下部的大氣的混入，仍在加熱爐內產生不穩定的氣體的對流，從而有時無法抑制薄玻璃板的表面的起伏或彎曲。另外，從加熱爐的上部也會混入大氣，若因來自該加熱爐的上部的大氣的混入而在加熱爐內產生不穩定氣體的對流，則大氣中的粉塵進入加熱爐內，會附著到所獲得的薄玻璃板的表面。
進而，在加熱中，玻璃表面蒸發，蒸發的氣體在爐內的低溫部粒子化，該粒子堆積到正在延伸的母材或延伸後的玻璃條上，成為表面缺陷的原因，上述的蒸發氣體腐蝕爐內的構件，使爐內構件劣化，或與爐內的材料反應而形成粉塵，成為玻璃的粉塵並堆積到正在延伸的母材或延伸後的玻璃條上，成為表面缺陷的原因。
本發明鑑於上述情況而作出，其目的在於提供一種在不增加成本的情況下減小加熱延伸後的玻璃條的平坦度、起伏、以及彎曲且可減少異物向加熱延伸後的玻璃條上附著的玻璃條的製造方法以及玻璃條、玻璃基板。
為了解決上述課題而達到目的，發明者進行了各種實驗，結果判斷出在加熱延伸工序中，按照在母材玻璃板的兩面使氣流相同的方式延伸母材玻璃板，可獲得平坦度優異的玻璃條。
根據本發明涉及的第1玻璃條的製造方法，包括在加熱爐內加熱母材玻璃板使其軟化、並將其延伸到所希望的厚度來形成玻璃條的加熱延伸工序，其特徵在於，使加熱爐內與大氣壓比較保持在正壓，且在加熱爐內的母材玻璃板的兩面使氣流相同，以此對母材玻璃板進行延伸。
在此，「母材玻璃板的兩面」是指，母材玻璃板的截面中縱橫方向中寬度較寬的兩個面。另外，「使氣流相同」是指，作為目標使氣流相同來進行製作，當然也包括因不可避免的各種外部因素導致氣流變化的情況。
另外，根據本發明涉及的第2玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱拉伸工序中，對母材玻璃板的兩面獨立導入氣體。
另外，根據本發明涉及的第3玻璃條的製造方法，其特徵在於，氣體在導入加熱爐之前被預熱。
另外，根據本發明涉及的第4玻璃條的製造方法，其特徵在於，母材板玻璃延伸時的彎月形長度在母材玻璃板的寬度的1.5倍以上10倍以下。
另外，根據本發明涉及的第5玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱延伸工序中進行加熱，按得母材玻璃板的母材玻璃板的平均粘度在106泊以上，彎月部的最低粘度在105.5泊以上107.6泊以下。
另外，根據本發明涉及的第6玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱延伸工序中，設置使母材玻璃板軟化的加熱爐、以及使延伸後的玻璃條緩冷的緩冷爐，分別對加熱爐和緩冷爐獨立進行溫度控制來製作玻璃條。
另外，根據本發明涉及的第7玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱延伸工序中，拉取之前在玻璃條的表面形成保護膜。
另外，根據本發明涉及的第8玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱延伸工序中對母材玻璃板進行延伸，按得截面收縮率在20％以下。在此，「截面收縮率」是指延伸前後的寬度的變化，指「延伸後的寬度的大小/延伸前的寬度的大小×100」。
另外，根據本發明涉及的第9玻璃條的製造方法，其特徵在於，玻璃條的截面縱橫比在10以上1000以下。在此，「截面縱橫比」是指截面的寬度與厚度之比。
另外，根據本發明涉及的第10玻璃條的製造方法，其特徵在於，在加熱延伸工序之後，測量玻璃條的形狀，將形狀的目標值與實測值之差反饋到拉取機構，控制玻璃條的拉出速度。
另外，根據本發明涉及的第11玻璃條的製造方法，其特徵在於，測量值是玻璃條的寬度。
另外，根據本發明涉及的第12玻璃條的製造方法，其特徵在於，作為母材玻璃板採用石英玻璃的玻璃板。
另外，根據本發明涉及的第13玻璃條的製造方法，其特徵在於，作為母材玻璃板採用多成分玻璃板。
另外，根據本發明涉及的第14玻璃條，是將加熱後的母材玻璃板延伸到所希望的厚度製作而成，其特徵在於，平均粗糙度在200nm以下，寬度在40mm以下。
另外，根據本發明涉及的第1 5玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.5μm/mm以下，1mm波長下的起伏在100nm以下。由此，可簡化削磨工序，由此，作為削磨材可採用研磨速率低的材料，因此還可改善削磨後的玻璃板的表面粗糙度。
在此，「平坦度」是指，將條截取為所需面積的基板之後，當將其整體放置在水平面上時，基板面狀的任意相隔1mm的兩點的垂直方向的最高點和最低點的差。「1mm波長下的起伏」是指通過測定器ZYGO NEWVIEW200(ZYGO公司)測定的量，是指測定面範圍為0.85mm×0.64mm中的、波長在50μm以上的全波長區域的平均粗糙度。「平均粗糙度」是指基於JIS-B0601-2001的標準測定的量，尤其是「平均粗糙度」指算術平均高度Ra。
另外，根據本發明涉及的第16玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.25μm/mm以下，1mm波長下的起伏在10nm以下，平均粗糙度在100nm以下。由此，可根據用途省略削磨工序。
另外，根據本發明涉及的第17玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.15μm/mm以下，1mm波長下的起伏在0.5nm以下，平均粗糙度在2nm以下。由此，可根據用途省略削磨工序和一次拋光。
另外，根據本發明涉及的第18玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.05μm/mm以下，1mm波長下的起伏在0.2nm以下，平均粗糙度在0.5nm以下。由此，也可僅採用最終拋光工序。
另外，根據本發明涉及的第19玻璃條，其特徵在於，材質是石英玻璃。
另外，根據本發明涉及的第20玻璃條，其特徵在於，材質是多成分玻璃。
另外，根據本發明涉及的第21玻璃基板，是將加熱後的母材玻璃板延伸到所希望的厚度製作而成，其特徵在於，平均粗糙度在200nm以下，寬度在40mm以下。
圖1是用於說明本發明涉及的玻璃條的製造方法的尖形工序的示意圖；圖2是表示支承棒連接於母材玻璃板的基端部的情況的示意圖；圖3是表示本發明涉及的第一實施方式的玻璃條的製造方法的加熱延伸工序的加熱延伸裝置的立體圖；
圖4是表示本發明涉及的玻璃條的製造方法中採用的加熱爐的氣體導入方法的示意圖；圖5是說明延伸時的截面收縮率的圖表；圖6是說明基於母材玻璃板的粘度的截面縱橫比的變化率的圖表。
圖中1-母材玻璃板；2-加熱器；3-支承棒；10-加熱爐；11-玻璃條；15-加熱器。
具體實施例方式
以下基於附圖，對本發明涉及的玻璃條的製造方法的實施方式進行詳細說明。另外，該發明並不通過該實施方式限定。
(第一實施方式)圖1是用於說明本發明涉及的玻璃條的製造方法的尖形工序的示意圖。在本實施方式中，作為母材使用了長平板狀的母材玻璃板1。母材玻璃板1的材質是石英玻璃。為了使該母材玻璃板1的表面狀態為板厚一定且平坦度在規定的範圍(0.1mm/100mm～0.01mm/100mm)，在從兩面進行磨削加工之後，進行火焰研磨或機械研磨直至達到透明的程度。為了防止裂紋，使母材玻璃板1的角取0.5mmR以上的倒角。另外，母材玻璃板1的形狀採用長度約1m、寬度350.5mm、厚度10.8mm、表面粗糙度Ra為0.05μm的材料。另外，截面縱橫比為32.45。在本工序中，使母材玻璃板1的前端為尖形，並在前端部形成錘狀部分，以便在之後的加熱延伸工序中容易進行最初的拉出動作。在本實施方式中，通過用加熱器2熔斷母材玻璃板1來實現上述結果，但實現該結果並不限定於該方法。
在本工序中，預先用加熱器2對母材玻璃板1的長度方向中間部1a進行加熱，進而將母材玻璃板1長度方向兩端部分別沿A、A方向拉伸。由此，中間部1a熔斷，母材玻璃板1的前端部成為近似三角形狀，並且在三角形的頂點形成錘狀部分。由此，在之後的加熱延伸工序中，可順利進行母材玻璃板1的最初的拉出動作。
圖2是表示支承棒3連接於母材玻璃板1的基端部的情況的示意圖。在將幾片母材玻璃板1的前端與後端連接到達規定長度之後，將支承棒3連接到後部的母材玻璃板1的基端部。由此，可使母材玻璃板1容易投入到加熱延伸裝置中，並且可不浪費地使用母材玻璃板1至基端部。
圖3是表示本發明涉及的第一實施方式的玻璃條的製造方法的加熱延伸工序的加熱延伸裝置的立體圖。在本實施方式中，同時進行加熱母材玻璃板的加熱工序、和將通過加熱而軟化後的母材玻璃板延伸到所希望的厚度的延伸工序。加熱延伸裝置50具有加熱母材玻璃板1的電阻爐即加熱爐10、向該加熱爐10送入母材玻璃板1的母材輸送機構20、從該加熱爐10拉出母材玻璃板1的拉取機構30。在加熱爐10內，設置有作為加熱母材玻璃板1的加熱機構的加熱器15。
另外，在加熱爐10的上部設置氣體凸緣(gas flange)6，向母材玻璃板1的兩面獨立地導入氣體，使加熱爐10內與大氣壓比較保持在正壓，且使在母材玻璃板1的兩面氣流相同。圖4是表示向加熱爐內導入氣體的方法的一例圖，是加熱爐10的上方的剖面圖。如圖4所示，氣體導入母材玻璃板1的兩面，其流量分別用質量流控制器(MFC)控制。另外，氣體導入口優選在單面分割為多個，由此，沿母材玻璃板1的寬度方向可獲得均勻的溫度分布。另外，氣體導入口沿延伸方向優選設置兩處以上。由此，能更可靠地防止大氣混入加熱爐內。
通過採用這樣的方法，在加熱爐內可形成從上向下的氣流，從而可防止發生不穩定的氣體的對流。這樣，通過在爐內強制生成氣流，在長度方向可實現穩定的爐內流，由於氣體與母材玻璃板或延伸後的玻璃條的熱傳遞穩定，因此可提高玻璃條的表面的平坦度。進而，彎月形(meniscus)的固化部在玻璃條的兩面相同，因此可降低玻璃條的彎曲。另外，通過使加熱爐10內與大氣相比保持在正壓，可防止粉塵混入加熱爐10內。
另外，也可按照加熱爐內的氣流從下向上流動的方式形成氣流。
在此，導入加熱爐內的氣體採用N2、Ar、He、或它們的混合氣體等。當作為母材玻璃板使用多成分玻璃時，作為導入加熱爐內的氣體也可使用大氣。此時，從清潔方面考慮優選使用水分少的空氣。另外，優選預先將導入加熱爐內的氣體預熱到400℃～1200℃左右。預熱溫度可根據母材玻璃板的材質適當調整。若在該預熱中利用加熱爐或緩冷爐的熱，則無需預先設置氣體預熱用加熱器，因而效率高。
在本實施方式中，使用了由石英玻璃構成的母材玻璃板。母材輸送機構20使母材玻璃板1以約4mm/min的速度移動。加熱爐10在加熱器溫度約1850℃下加熱母材玻璃板1。此時，母材玻璃板1的粘度為106泊。由此，母材玻璃板1軟化。拉取機構30以約5m/min的速度拉出該軟化後的母材玻璃板1。此時，彎月形長度為550mm。在此，彎月形長度是指母材寬度從原來的母材寬度的部分到想要形成的玻璃條的寬度的部分為止的距離。形成的彎月形長度通過爐內的加熱器構造而被控制在母材寬度的1.5倍以上10倍以下。通過加寬拉出方向的加熱爐的溫度分布，增長高溫層(heat zone)，可使彎月形長度變長。進而，預熱導入爐內的氣體也有助於加長彎月形長度。
在圖3中，在加熱爐10與外徑測定器7之間，也可設置使玻璃條緩冷的緩冷爐。此時，優選設定為可在玻璃材料的軟化溫度的1/2～2/3的溫度的範圍內緩冷，當母材玻璃板由石英玻璃構成時，緩冷爐的溫度優選800℃左右。通過設置緩冷爐，玻璃條的應變被釋放，從而可獲得表面缺陷少的玻璃條。
另外，在外徑測定器下設置保護膜被覆裝置8。優選在玻璃條11接觸導軌5之前，通過保護膜被覆裝置8在玻璃條11的表面形成樹脂、無定形碳、或有自我潤滑性的素材的保護膜。此時，優選被覆的厚度為0.1μm～10μm，由此，可降低玻璃條11的表面受損傷的可能性，並且可防止在玻璃條11的表面附著異物。在表面形成有保護膜的玻璃條11由於強度增強，因此，可根據其寬度或厚度將其卷繞到捲筒等上，而不進行基於刀具的切斷。
在保護膜被覆裝置8下設置張力測定器9。張力測定器9測定拉取玻璃條11的拉取張力。在此，通過按照使測定的張力恆定的方式控制加熱爐的爐溫，可使延伸的玻璃條的形狀穩定化。此時，當測定的張力高時提高加熱爐的爐溫，當測定的張力低時降低加熱爐的爐溫。
由此，母材玻璃板1被延伸成20.58mm、厚度0.601mm的玻璃條11。即，形成了截面縱橫比為34.24的玻璃條11。在本實施方式中，出於使成形的玻璃條11的平坦度、表面起伏或玻璃條的彎曲小，且削減異物附著到加熱延伸後的玻璃條上的目的，按照使加熱爐內與大氣壓比較保持在正壓、且在所述加熱爐內的所述母材玻璃板的兩面氣流相同的方式進行延伸。於是，通過本實施方式獲得的玻璃條11的起伏為2nm，平坦度為0.2μm/mm。另外，表面的異物的附著率為0.01個/m。異物的測定用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察，起伏用AFM(原子力顯微鏡)、雷射顯微鏡或觸針式的粗糙度儀測定。
另外，此時的截面收縮率約為6％，表面粗糙度的平均粗糙度(Ra)為4nm。圖5是說明延伸時的截面收縮率的圖表。橫軸表示截面收縮率。縱軸表示表面粗糙度。Ra是由JIS的B0601-2001定義的算術平均高度，用於表示表面粗糙度。在此，由Ra0/Ra表示粗糙度的變化，相對於延伸前的Ra(Ra0)，當延伸至規定的截面收縮率時，Ra表示變化了多少。於是，判斷出通過按照使截面收縮率在20％以下的方式進行延伸，與延伸前的母材玻璃板1相比可改善表面粗糙度。判斷出可獲得所希望的表面粗糙度。
另外，使截面收縮率與第一實施方式相同而僅改變溫度，對石英玻璃制的母材玻璃板1進行了延伸。若使進行加熱的加熱器的溫度為1790℃，則截面縱橫比的變化率為絕對值6.3％，表面粗糙度Ra為8nm。此時，，母材玻璃板1的粘度是107泊左右。在此，「截面縱橫比的變化在7％以下」是指，截面縱橫比的變化率((1-延伸前的截面縱橫比/延伸後的截面縱橫比))的絕對值在7％以下。另一方面，若使加熱的爐內溫度為1980℃，則母材玻璃板1的粘度為105泊左右，截面縱橫比的變化率的絕對值為49.6％、表面粗糙度Ra為1.7nm。發明者這樣進行了各種實驗之後發現通過按照使加熱延伸前的母材玻璃板的截面縱橫比和加熱延伸後的玻璃條的截面縱橫比不變化的方式進行加熱延伸，可獲得平坦度良好的玻璃條。
圖6是說明使母材玻璃板1的粘度變化時的截面收縮率與截面縱橫比的變化率的圖表。橫軸表示截面收縮率，縱軸表示截面縱橫比的變化率。如圖5所示，當在母材玻璃板1的粘度成為105泊的溫度下延伸時，若減小截面收縮率，則截面縱橫比的變化率增大，但在母材玻璃板1的粘度成為106泊的溫度下延伸時，即使減小截面收縮率也可將截面縱橫比的變化率維持得小。因此，為了按照使截面縱橫比不變化的方式進行加熱延伸，優選母材玻璃板1的粘度在106泊以上。另外，進而通過使彎月部的最低粘度在105.5泊以上107.6泊以下，可進一步減小截面縱橫比的變化率。
另外，在使延伸前的母材玻璃板1的平坦度為±0.5μm、使表面粗糙度提高到0.1μm、且使截面縱橫比的變化率在7％以下、使截面收縮率在20％以下的條件下進行延伸，由此可獲得平坦度為0.05μm/mm、表面粗糙度為0.5nm的玻璃條11。另外，通過改變延伸前的母材玻璃板1的平坦度或表面粗糙度，可任意改變獲得的玻璃條11的平坦度或表面粗糙度。
在加熱爐10的拉出側設置有防止玻璃條11扭曲用的導軌5。在加熱爐10與導軌5之間設置有測量裝置7。測量裝置7用於測量玻璃條11的形狀，但難以連續準確測量薄至0.5mm左右的厚度，因此測量裝置7測量玻璃條11的寬度。優選設置在延伸裝置的正下方，使此時彎月部的固化點位於爐內。
測量裝置7所測量的測量值經由反饋路徑13被反饋至母材輸送機構20。母材輸送機構20基於該反饋值控制母材輸送速度。測量裝置7所測量的測量值還經由反饋路徑14被反饋至拉取機構30。拉取機構30基於該反饋值控制拉出速度。在本實施方式中，出於使延伸後的玻璃條11的形狀穩定的目的，以拉取速度的控制為主，以母材的輸送速度的控制為輔，進行速度控制。拉取速度的控制周期為0.1秒～2秒，母材輸送速度的控制周期為拉取速度的10倍～100倍，消除了控制系統的幹涉。
對加熱爐10內進行的加熱動作(加熱延伸工序)進行說明。在加熱延伸工序中，按照使母材玻璃板1的平均粘度為106泊以上的方式加熱。當使用剖面為長方形的母材玻璃板1時，由於在寬度方向和厚度方向上的導熱不同，因此母材中容易產生溫度分布。因此，按照使得由加熱器形成的空間的溫度分布沿寬度方向不均勻的方式進行加熱。具體而言，通過沿與母材玻璃板的行進方向垂直的方向並設可分別獨立進行控制的例如三個加熱器15a、15b、15c，將溫度分布控制得不均勻。
這樣成形的玻璃條11通過設置在拉取機構30的下遊的刀具21而在表面刻劃出槽，通過未圖示的絞盤進行彎折，整齊彎折為約1m的長度。
另外，在加熱爐10的下遊側設置強制冷卻玻璃條11的例如送風機，由此，可使玻璃條11的表面迅速冷卻，增加尚未完全固化的玻璃條11的表面硬度，也可通過導軌5等使玻璃條11的表面不受損。
在本實施方式中，作為母材玻璃板1使用了石英玻璃，但材質除多成分玻璃即氧化鋁系、硼酸系、碳酸鈉系等多成分玻璃之外，還可使用包括鹼金屬、金屬而軟化溫度比石英玻璃低的材質。多成分玻璃一般比石英玻璃的軟化溫度低，可用比較簡單的加熱裝置加工。例如，在硼酸系玻璃中，可加工至1260℃左右。當使用這種多成分玻璃時，可將加工溫度調整為相對於材料的最佳溫度。具體而言，選擇使母材玻璃板的平均粘度在106泊以上、使彎月部的最低粘度為105.5泊以上107.6泊以下的溫度即可。另一方面，雖然軟化溫度高的石英玻璃需要加熱至高溫，設備負荷大，但在不進行之後的強化工序的情況下，也可獲得足以進行使用的強度。
(第二實施方式)在本實施方式的加熱延伸工序中，在加熱爐10內流動氮氣，對玻璃條11的表面注入氮以提高剛性。另外，在結束加熱延伸工序之後，緊接著使玻璃條11通過氨氣氣氛中，對玻璃條11的表面注入氮以提高剛性。另外，與第一實施方式同樣，向母材玻璃板1的兩面獨立導入氣體，使加熱爐10內與大氣壓比較保持在正壓、且在母材玻璃板1的兩面氣流相同。
通過這樣提高表面的剛性，從而通過導軌5等玻璃條11的表面不易受損。優選形成樹脂、無定形碳、或具有自我潤滑性的素材的保護膜。
另外，在本實施方式中，通過對玻璃條11注入氮來強化表面，但也可以在加熱延伸之後，緊接著向玻璃條11的表面注入氮，然後形成樹脂、無定形碳、或具有自我潤滑性的素材的保護膜，由此防止玻璃條11的表面受損。
根據通過第一實施方式獲得的玻璃條作成了磁碟基板。
首先，將獲得的玻璃條截取為所希望的形狀，通過對截取的面進行化學(利用低濃度的氟酸水溶液的腐蝕)或機械(研磨或削磨等)處理、或者塗敷石英或氧化鈦等無機物、或基於千萬億分之一秒雷射(femtosecondlaser)而在截斷面的附近的基板玻璃的內部形成作用壓縮應力的密度變質層，然後通過使用了溶劑或超聲波的溼法工藝或使用了O2等離子體的幹法工藝，按照使玻璃條不受損傷的方式剝離保護膜。
接著，使用膠態矽石漿(colloidal silica slurry)對基板面進行拋光，對單面進行了0.2μm的研磨。由此，在除去表面的應變層的同時，還可除去表面的異物或劃痕。該拋光需要10分鐘左右的時間。
這樣，根據本發明，可減小基於拋光的削除量。
(第一實施例)作為母材玻璃板使用了寬100mm、厚2mm的材料。表面粗糙度Ra為73nm。利用本發明涉及的製造方法，由拉絲爐進行拉絲的結果是獲得寬度為22.3mm、厚度為0.45mm的玻璃板。此時，截面收縮率為20％。最終，製作出平坦度為1μm/mm、起伏為9nm、粗糙度Ra為10nm的玻璃條。
(第二實施例)使用了與第一實施例相同的母材玻璃板。以101/min向拉絲爐中通入氦氣、在與第一實施例相同的溫度下進行了加熱。通過拉絲爐進行拉絲的結果是，製作出平坦度為0.1μm/mm、起伏為2nm、粗糙度Ra為30nm的玻璃條。
在導熱率良好的氦氣的作用下，玻璃被均熱化，從而可同時改善平坦度和起伏。但是，因氦氣的導熱而玻璃表面溫度下降，因玻璃粘度上升而使粗糙度惡化。
(第三實施例)在投入拉絲爐中的母材玻璃板的軸線方向中心線、圖3的外徑測定器7的位置的玻璃條的軸線方向中心線、以及圖3的拉取機構30的玻璃條的軸線方向中心線相互之間的位置未直線狀存在的情況下，逐漸斜向拉拔玻璃條，由此，製作出的玻璃條產生了翹曲。
在此，翹曲從定量而言，表現為與平坦度相同意義的量，此時產生了10μm/mm的平坦度。
(第四實施例)當母材拉出前端和拉取機入口的距離為3m時，調整拉取機定位，使得連結兩者的線和母材玻璃板的軸線方向中心線在拉取機的位置的偏差在0.1mm以內。這樣，製作出的玻璃條不會產生翹曲。
(第五實施例)預先將母材玻璃板加工成寬100mm、厚2mm以及表面粗糙度Ra為4nm。將其用拉絲爐進行拉絲的結果是獲得寬度為22.3mm、厚度為0.45mm的玻璃板。此時，截面收縮率為20％。最終，製作出平坦度為1μm/mm、起伏為2nm、粗糙度Ra為0.6nm的玻璃條。
加工的粗糙度與第一實施例相比得到了改善。是減小了母材玻璃板的粗糙度的作用。下面，利用膠態矽石漿對基板面進行10分鐘左右拋光。結果，粗糙度Ra被改善為0.3nm，但起伏几乎未縮小。
(第六實施例)預先將母材玻璃板加工成寬100mm、厚2mm以及表面粗糙度Ra為4nm。將其設置到使氦氣以101/min流動的拉絲爐中，在與第五實施例相同的溫度下加熱，並進行了拉絲。獲得寬度為22.3mm、厚度為0.45mm的玻璃板。此時，截面收縮率為20％。最終，製作出平坦度為1μm/mm、起伏為0.45nm、粗糙度Ra為2nm的玻璃條。
加工的粗糙度與第一實施例相比得到了改善。接著，利用膠態矽石漿對基板面進行10分鐘左右的拋光。結果，粗糙度Ra被改善為0.3nm，起伏也縮小至0.15nm。
比較第五實施例和第六實施例可知，在研磨工藝中，獲得1mm波長的起伏比消除粗糙度困難。而且可知在為了用於磁碟基板而製造本發明的玻璃基板中，進一步減小起伏以便使起伏在0.5nm以下、粗糙度在2nm以下是有利的。作為該方法，通過進行拉出的拉出爐的氣體導熱和爐溫的調整，可控制加工的起伏與粗糙度的關係。
如上所述，通過本發明涉及的玻璃條的製造方法製作出的玻璃條可擴展到有效利用其平坦性和表面性的商品群中。作為一例，適用於半導體元件、場效應型平面面板顯示器中使用的墊片或電路基板的材料。
權利要求
1.一種玻璃條的製造方法，具有在加熱爐內加熱母材玻璃板使其軟化、並將其延伸到所希望的厚度以形成玻璃條的加熱延伸工序，其特徵在於，在所述加熱延伸工序中，使所述加熱爐內與大氣壓比較保持為正壓，且在所述加熱爐內的所述母材玻璃板的兩面使氣流相同，以此對所述母材玻璃板進行延伸。
2.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱拉伸工序中，對所述母材玻璃板的兩面獨立導入氣體。
3.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，所述氣體在導入所述加熱爐之前被預熱。
4.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，所述母材玻璃板延伸時的彎月形長度在母材板玻璃寬度的1.5倍以上10倍以下。
5.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱延伸工序中進行加熱，使得所述母材玻璃板的所述母材玻璃板的平均粘度在106泊以上，彎月部的最低粘度在105.5泊以上107.6泊以下。
6.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱延伸工序中，設置使所述母材玻璃板軟化的所述加熱爐、以及使延伸後的所述玻璃條緩冷的緩冷爐，對加熱爐和緩冷爐分別獨立進行溫度控制來製作玻璃條。
7.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱延伸工序中，在拉取之前在所述玻璃條的表面形成保護膜。
8.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱延伸工序中，對所述母材玻璃板進行延伸，使截面收縮率在20％以下。
9.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，所述玻璃條的截面縱橫比在10以上1000以下。
10.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，在所述加熱延伸工序之後，測量所述玻璃條的形狀，將所述形狀的目標值與實測值之差反饋到拉取機構，控制所述玻璃條的拉出速度。
11.根據權利要求10所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，所述測量值是所述玻璃條的寬度。
12.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，作為所述母材玻璃板採用石英玻璃的玻璃板。
13.根據權利要求1所述的玻璃條的製造方法，其特徵在於，作為所述母材玻璃板採用多成分玻璃板。
14.一種玻璃條，是將加熱後的母材玻璃板延伸到所希望的厚度而製作，其特徵在於，平均粗糙度在200nm以下，寬度在40mm以下。
15.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.5μm/mm以下，1mm波長下的起伏在100nm以下。
16.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.25μm/mm以下，1mm波長下的起伏在10nm以下，平均粗糙度在100nm以下。
17.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.15μm/mm以下，1mm波長下的起伏在0.5nm以下，平均粗糙度在2nm以下。
18.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，平坦度在0.05μm/mm以下，1mm波長下的起伏在0.2nm以下，平均粗糙度在0.5nm以下。
19.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，材質是石英玻璃。
20.根據權利要求14所述的玻璃條，其特徵在於，材質是多成分玻璃。
21.一種玻璃基板，是將加熱後的母材玻璃板延伸到所希望的厚度而製作，其特徵在於，平均粗糙度在200nm以下，寬度在40mm以下。
全文摘要
一種玻璃條的製造方法，具有加熱母材玻璃板(1)使其軟化、並將其延伸到所希望的厚度來形成玻璃條(11)的加熱延伸工序，其特徵在於，在加熱延伸工序中，使加熱爐(3)內與大氣比較保持在正壓，且在所述加熱爐(3)內的所述母材玻璃板(1)的兩面使氣流相同，以此對所述母材玻璃板(1)進行延伸。由此，可改善表面粗糙度，從而可獲得所希望的表面粗糙度。
文檔編號C03B20/00GK101090874SQ20058004506
公開日2007年12月19日 申請日期2005年10月20日 優先權日2004年12月27日
發明者中村肇宏, 熊田哲哉, 仲恭宏 申請人:古河電氣工業株式會社