研究開発成果集(事業期間 平成18年度~平成20年度)
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29 吸着・浮上機能を付与した超大型・軽量多孔質 セラミックス常盤の開発 プロジェクト参画研究機関 株式会社ナノテム、株式会社大菱計器製作所、国立大学法人長岡技術科学大学 事業管理者 財団法人金属系材料研究開発センター ■研究開発の背景・目的 ■研究の背景 液晶パネル製造装置のベース定盤は、剛性が高く精度維持に優れた天然石材がメイン。しかし、天然石材は枯渇傾向。天然石材は、国産では対応できず、韓国・中国産も少なくなり、インド・アフリカ産へシフト。入手方法と調達コストの高騰が重要課題。韓国・台湾メーカの買占めもあり、情勢不安定。 ■研究の目的 液晶等製造現場は超大型化(マザーガラスはG8クラスで2500×2200mm角)・超微細・高精度・低発塵化が急務。他方、製造の心臓部の天然石材定盤(G8サイズ)は国内で枯渇、中国・インド産も不足。本研究は産学官及び川下製造企業が一体となって、天然材代替、軽量化、高機能化(多孔性を利用した真空吸着やエア浮上搬送、冷却水自噴等)のため多層・多孔質セラミックス定盤の一体成形とその加工技術を開発する。 ■研究成果の目標 ・ 天然石では不可能な積層機能化、軽量化(グラナイトの半分以下)と低熱膨張化、同等の高精度化を実現する。 ・ 特に2.5m□以上(第8世代)の大型多孔質セラミックスを作製する。 ・ 天然石定盤では対応できない軽量化(1/3)、低熱膨張化(1/3)、高精度化(同等)、多機能化(吸着、浮上など)、低価格化を実現する。 ・ 多孔質セラミックスの高精度化に向けた高精度加工方式ならびに方法を確立すること。 ■研究成果の概要 G8(2500×2200mm□)の大型多孔質セラミックスの焼成技術確立が最終目標。18年度 G5(1500×1200mm□) 19年度G6(1850×1550mm□)焼成に引き続き、更に大きなG8サイズの焼成技術が確立できた。 棚板の改善と、焼成条件の最適化を行うことで、G8サイズで90%以上の歩留まりが実現できた。また最終的には多孔質セラミックスの機械物性値の向上(150から200%UP)が実現できた。 図1に多孔質セラミックス真空チャックの外観写真を示す。 多孔質セラミックスの加工には粗加工(#200)、中仕上げ(#600)、仕上げ(#3000)の工具を準備した。粗加工で数ミリ加工した後、中仕上げで1mm、仕上げ加工で500ミクロンの加工を行った。粗加工時の平面度は、100ミクロン、中仕上げで50ミクロン、仕上げ加工で最終的に21ミクロン以下の加工が実現できた。手仕上加工を入れない状態で、目標の30ミクロンを上回る平面度21ミクロン以下の加工が出来ることが確認できた(図2)。 図1 加工後の多孔質セラミックスの外観 図2.G8クラス真空チャックの平面度データ

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