CN101147193A - 磁盘用玻璃基板及其制造方法、以及磁盘及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法包括：垂直于玻璃母材(3)的中心轴地对圆柱状的该玻璃母材(3)进行切断处理而制作玻璃盘的工序，其中，对玻璃母材(3)的侧面进行研磨或镜面加工，在对玻璃母材(3)的侧面进行了化学强化处理后，进行切断处理。

Description

磁盘用玻璃基板及其制造方法、以及磁盘及其制造方法

技术领域

本发明涉及硬盘驱动器(HDD)等信息记录装置中的用于作为记录介质的磁盘的磁盘用玻璃基板及其制造方法。

另外，本发明涉及硬盘驱动器(HDD)等信息记录装置中的作为记录介质的磁盘及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随着信息化社会的提高而提出了各种信息处理装置，作为在这些信息处理装置中使用的信息记录装置，提出了硬盘驱动器(HDD)。在该硬盘驱动器中，为了信息处理装置的小型化、高性能化，要求信息记录容量的大容量化、记录密度的高密度化，同时还要求制造成本的廉价化。

在硬盘驱动器中，为了增大信息记录密度，需要降低所谓的间隙损耗(spacing lose)。即，需要减少进行记录重放的磁头相对于作为记录介质的磁盘的上浮量(glide hight)。

另一方面，在进行记录重放时，由于磁盘高速旋转，所以如果减少磁头的上浮量，则磁头与磁盘的表面接触而损坏(crash)的可能性增大。为了一边减少磁头的上浮量，一边防止这样的磁头的损坏，需要将磁盘的表面制作为极其平滑的面。

为了实现这样的磁盘表面的平滑性，作为磁盘用基板，如以“2.5英寸盘”为代表那样地使用玻璃基板，而代替现有广泛使用的铝基板。这是因为玻璃基板与铝基板相比，表面的平坦性和基板强度都优越。作为这样的玻璃基板，可以列举通过化学强化而提高了强度的玻璃基板、通过结晶而提高了基板强度的结晶玻璃基板等。

一般，通过顺序地执行以下的工序来制造磁盘用玻璃基板：对玻璃原料加热而使其融解，准备熔融玻璃的工序；在板状的玻璃盘上对该熔融玻璃进行成形的工序；对成形为板状的玻璃盘进行加工和研磨，制作玻璃基板的工序。

在板状的玻璃盘上对熔融玻璃进行成形时，采用加压(press)法、漂浮法、熔化法(fusion)等成形方法。在使用加压法的情况下，从熔融玻璃直接成形板状的玻璃盘。在使用漂浮法、熔化法的情况下，在矩形状的一张玻璃上对熔融玻璃进行成形，从该板状的玻璃切取出玻璃盘。其中，现在最普及的方法是通过加压法制作玻璃盘的方法。对这样制作的玻璃盘的端面和主表面进行研磨，进行化学强化等强化处理，制造磁盘用玻璃基板。

但是，在化学强化工序中，由于在超过300℃的高温下进行处理，所以有在玻璃盘的主表面上附着异物的问题。为了解决这样的问题，在专利文献1中，提出了在化学强化工序后，研磨玻璃盘的主表面而制作磁盘用玻璃基板。另外，在专利文献2中，提出了选择性地只向玻璃盘的端面涂抹化学强化剂，进行化学强化处理，从而制作磁盘用玻璃基板。

专利文献1：特开平7-134823号公报

专利文献2：特开平9-27150号公报

但是，使用了能够实现上述那样的高信息记录面密度的玻璃基板的磁盘驱动器即使使用小型的磁盘，也已经能够存储充分的信息量。因此，这样的硬盘驱动器不只是安装在所谓的组装型的计算机装置等中，还如所谓的“车载导航系统(Car Navigation System)”、“PDA(个人数字助理)”、“便携电话”等那样，作为车载用、或便携用那样的壳体空间小的便携设备的信息存储用，其用途广泛。

作为安装在这样的小型硬盘驱动器中的小型磁盘的大小，例如可以列举外径为30mm以下，内径为10mm以下，盘厚度为0.5mm以下，代表性的是外径为27.4mm，内径为7mm，盘厚度为0.381mm的“1英寸型盘”、或外径为22mm，内径为6mm，盘厚度为0.381mm的“0.85英寸型盘”等。

这样的“便携用途”的小型硬盘驱动器始终有暴露在因落下、振动、急剧的移动加速等造成的冲击力下的可能，但这样的硬盘驱动器的磁盘用玻璃基板和磁盘与现有的“2.5英寸型盘”(外径为65mm，内径为20mm，盘厚度为0.635mm)等相对较大的磁盘相比，要求更高的耐冲击性。

另一方面，在最近的硬盘驱动器中，提出了通过“LUL(loadunload)方式”进行启动停止动作的方案。在安装在“LUL方式”的硬盘驱动器中的磁盘中，与现有的磁盘相比，其表面要求更加平滑并且清洁。即，“LUL方式”的硬盘驱动器的磁头的上浮量被设置为10nm或其以下，与现有的“CSS(接触开始：contact start stop)方式”相比，容易产生损坏故障。因此，与现有技术相比，“LUL方式”的硬盘驱动器所使用的磁盘用玻璃基板和磁盘的表面必须充分洁净。

进而，在最近的硬盘驱动器中，作为磁头，使用安装了磁阻效应型元件或大型磁阻效应型元件的磁头。因此，与现有技术相比，磁盘用玻璃基板和磁盘的表面也要求更平滑并且清洁。即，这是因为对于安装了磁阻效应型元件或大型磁阻效应型元件的磁头，如果磁盘表面的平滑性和清洁度不充分，则有产生热粗糙(thermal asperity)故障的情况。因此，在通过磁阻效应性元件进行信息重放的磁盘中，与通过现有的薄膜型元件进行信息重放的磁盘相比，表面必须充分平滑并且清洁。

阻碍这样对磁盘用玻璃基板和磁盘要求的主表面的平滑性和清洁度的提高的因素之一如上述那样，是在化学强化工序中在玻璃盘的主表面上附着异物。

但是，在专利文献1所记载的磁盘用玻璃基板中，难以对化学强化处理后的主面部分进行研磨，必须精密地对研磨加工余量进行管理，难以制造磁盘用玻璃基板。

另外，在专利文献2所记载的磁盘用玻璃基板中，由于对涂抹了化学强化液的位置进行化学强化处理，所以难以正确地规定进行化学强化的位置，难以制造质量稳定的磁盘用玻璃基板。

对于便携电话机等的小型化了的硬盘驱动器，强烈希望降低价格和大批量生产，需要廉价地大量提供磁盘用玻璃基板和磁盘。但是，在这些专利文献1和专利文献2所记载的磁盘用玻璃基板中，由于全都造成制造的困难，所以难以满足耐冲击性和主表面的平滑性、清洁度地供给大量的产品，难以稳定地制造质量没有离散的大量的磁盘。

另外，在对小型化了的磁盘用玻璃基板的端面部分进行研磨时，同轴状地层叠许多磁盘用玻璃基板并保持，同时对这些磁盘用玻璃基板的外周侧的各端面部分和内周侧的各端面部分进行加工。但是，层叠许多小型化了的磁盘用玻璃基板并保持是很烦琐的，同时在层叠许多磁盘用玻璃基板并保持时，有对这些磁盘用玻璃基板的主表面产生损伤的可能性，因此希望进一步提高作业性和产品生产率。

发明内容

因此，本发明就是鉴于上述问题而提出的，本发明的第一目的在于：在磁盘用玻璃基板的制造方法中，不带来制造的困难和成本上升，确实防止在化学强化工序中异物附着在主表面上，而大量地提供廉价的磁盘用玻璃基板和磁盘。

另外，本发明的第二目的在于：廉价地大量提供耐冲击性优越的磁盘用玻璃基板和磁盘。

另外，本发明的第三目的在于：廉价地大量提供外径为30mm以下那样的小型磁盘用玻璃基板和磁盘。

进而，本发明的第四目的在于：廉价地大量提供安装在“LUL方式”的硬盘驱动器中的磁盘用玻璃基板和磁盘。

为了解决上述问题而达到上述目的，本发明具备以下的结构的任意一个。

[结构1]

一种包含垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：在对圆柱状的玻璃母材的侧面(周面)进行了化学强化后，进行切断处理。

[结构2]

一种包含垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：在对圆柱状的玻璃母材的侧面进行研磨后进行化学强化处理，然后进行切断处理。

[结构3]

一种包含垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：在对圆柱状的玻璃母材的侧面进行镜面加工后进行化学强化处理，然后进行切断处理。

[结构4]

在具有结构1～结构3的任意一个的磁盘用玻璃基板的制造方法中，其特征在于：玻璃母材沿着中心轴形成有圆孔。

[结构5]

在具有结构1～结构4的任意一个的磁盘用玻璃基板的制造方法中，其特征在于：在玻璃母材的侧面，形成有成为玻璃盘的倒角面的圆环状的沟。

[结构6]

在具有结构1～结构5的任意一个的磁盘用玻璃基板的制造方法中，其特征在于：制造外径为30mm以下的小型的磁盘用玻璃基板。

[结构7]

一种通过具有结构1～结构6的任意一个的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板，其特征在于：通过化学强化处理在侧面的表层部分上形成有压缩应力层，通过使用Babinet补偿板法对侧面近旁的纵断面进行观察而测量的压缩应力层的厚度为10μm以上，并且压缩应力的值为3.5kg/mm²以上。

[结构8]

一种磁盘的制造方法，其特征在于：在通过具有结构1～结构6的任意一个的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板的主表面上，至少形成磁性层。

[结构9]

一种磁盘，其特征在于：在具有结构7的磁盘用玻璃基板的主表面上，至少形成有磁性层。

本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法是包含垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序的磁盘用玻璃基板的制造方法，在对圆柱状的玻璃母材的侧面(周面)进行了化学强化后，进行切断处理，因此能够确实地防止在化学强化工序中异物附着在玻璃盘的主表面上。

另外，在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，在对圆柱状的玻璃母材的侧面进行研磨并进行化学强化后，进行切断处理，因此与一张一张地对玻璃盘的端面部分进行研磨的方法相比，研磨加工的对象物大，容易得到平滑的面。特别在谋求磁盘用玻璃基板的小型化的情况下，一张一张地对玻璃盘的端面部分进行研磨要很长时间，难以降低成本，但在本发明中，研磨加工容易，通过低廉的成本，就能够提供大量的磁盘用玻璃基板。

另外，在本发明的磁盘用玻璃基板中，在对玻璃母材的侧面进行镜面加工并进行化学强化后，进行切断处理，因此与一张一张地对玻璃盘的端面部分进行研磨的方法相比，研磨加工的对象物大，容易得到平滑的镜面。特别在谋求磁盘用玻璃基板的小型化的情况下，一张一张地对玻璃盘的端面部分进行镜面加工要很长时间，难以降低成本，但在本发明中，镜面加工容易，通过低廉的成本，就能够提供大量的磁盘用玻璃基板。

进而，在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，如果玻璃母材沿着中心轴形成有圆孔，则特别对于难以进行研磨加工的玻璃盘的内周侧的端面部分，能够容易地实施研磨加工或镜面加工。

另外，在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，如果在玻璃母材的侧面形成有成为玻璃盘的倒角面的圆环状的沟，则特别对于难以进行研磨加工的玻璃盘的内外周的倒角面，能够容易地实施研磨加工或镜面加工。

因此，本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法能够以稳定的质量制造外径为30mm以下的小型的磁盘用玻璃基板。

另外，在通过本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法制造出的磁盘用玻璃基板中，通过化学强化处理在侧面的表层部分上形成有压缩应力层，通过使用Babinet补偿板法对侧面近旁的纵断面进行观察而测量的压缩应力层的厚度为10μm以上，并且压缩应力的值为3.5kg/mm²以上，由此能够实现高耐冲击性。

另外，在本发明的磁盘及其制造方法中，在通过上述的磁盘用玻璃基板的制造方法制造出的磁盘用玻璃基板的主表面部分上，至少形成磁性层，因此即使是安装在“LUL方式”的硬盘驱动器中，也能够廉价地大量提供不产生热粗糙故障的磁盘。

即，本发明能够不造成制造的困难和成本上升地，确实地防止在化学强化工序中异物附着在主表面上，能够大量提供廉价的磁盘用玻璃基板和磁盘。

另外，本发明能够廉价地大量提供耐冲击性优越的磁盘用玻璃基板和磁盘。

进而，本发明能够廉价地大量提供例如外径为30mm以下那样的小型的磁盘用玻璃基板和磁盘。

进而，本发明能够廉价地大量提供安装在“LUL方式”的硬盘驱动器中的磁盘用玻璃基板和磁盘。

附图说明

图1是表示通过本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板的结构的斜视图。

图2是表示上述磁盘用玻璃基板的圆孔的内周侧端面的形状的截面图。

图3是表示本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法的各工序的工序图。

图4是表示在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中设置在玻璃母材的侧面的沟的形状的截面图。

图5是表示通过本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法制造出的磁盘用玻璃基板侧面的截面的应力层曲线的图。

符号说明

1：圆孔；2：磁盘用玻璃基板；3：玻璃母材；3a：中心孔；D：压缩应力层的厚度；Pc：压力应力值

具体实施方式

以下，参考附图，说明用于实施本发明的最优形式。

本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法例如制造作为安装在硬盘驱动器(HDD)等中的磁盘的玻璃基板而使用的磁盘用玻璃基板。该磁盘例如是能够通过垂直磁记录方式进行高密度的信息信号记录和重放的记录介质。

该磁盘用玻璃基板是外径为15mm～30mm、内径为5mm～12mm、板厚度为0.2mm～0.5mm，例如被制作为“0.8英寸(inch)型磁盘”(内径为6mm，外径为21.6mm，板厚度为0.381mm)、“1.0英寸型磁盘”(内径为7mm，外径为27.4mm，板厚度为0.381mm)等具有规定的直径的磁盘。另外，也可以制作为“2.5英寸型磁盘”、“3.5英寸型磁盘”等磁盘。另外，在此“内径”是指玻璃基板的中心部分的圆孔的内径。

图1是表示通过本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板的结构的斜视图。

本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法如图1所示那样，是制造在中心部分具有圆孔1的磁盘用玻璃基板2的磁盘用玻璃基板的制造方法。该磁盘用玻璃基板由玻璃构成，因此能够通过镜面研磨实现优越的平滑性，硬度高、刚性高，因此耐冲击性优越。特别在安装在便携(手持)用、或车载用的信息设备中的硬盘驱动器所使用的磁盘中，要求高耐冲击性，因此在这样的磁盘中使用玻璃基板，其实用性高。

玻璃是脆性材料，但通过化学强化或风冷强化等强化处理、或结晶的手段，能够提高破坏强度。作为这样的玻璃基板的材料的理想的玻璃，可以列举铝硅酸盐(aluminosilicate)玻璃。这是因为铝硅酸盐玻璃在能够实现优越的平滑镜面的同时，例如通过进行化学强化，能够提高破坏强度。

作为铝硅酸盐玻璃，理想的是作为主成分含有SiO₂：62～75重量％、Al₂O₃：5～15重量％、Li₂O：4～10重量％、Na₂O：4～12重量％、ZrO₂：5.5～15重量％，同时Na₂O与ZrO₂的重量比为0.5～2.0、Al₂O₃与ZrO₂的重量比为0.4～2.5的化学强化用玻璃。

另外，在这样的玻璃基板中，为了消除因ZrO₂的未溶解物而产生的玻璃基板表面的突起，理想的是使用含有57～74mol％的SiO₂、0～2.8mol％的ZrO₂、3～15mol%的Al₂O₃、7～16mol％的LiO₂、4～14mol％的Na₂O的化学强化用玻璃。这样组成的铝硅酸盐玻璃通过化学强化，抗折强度增加，压缩应力层的深度加深，努普(knoop)硬度也优越。

另外，作为在本发明中制造的磁盘用玻璃基板的材料，并不只限于上述的材料。即，作为玻璃盘的材质，除了上述的铝硅酸盐玻璃以外，例如还可以列举硷石灰(soda lime)玻璃、硷铝硅酸盐酸玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、链硅酸盐玻璃、或结晶玻璃等玻璃陶瓷等。

图2是表示上述磁盘用玻璃基板2的圆孔1的内周侧端面的形状的截面图。

理想的是通过本发明制造的磁盘用玻璃基板对端面部分的两侧的棱部分进行倒角。即，该磁盘用玻璃基板2的外周侧端面部分和圆孔1的内周侧端面部分如图2所示那样，成为从该内周侧端面部分向两侧的主平面形成了倒角部分(C面)1b，1b的状态，另外，该磁盘用玻璃基板2的外周侧端面部分成为从该外周侧端面部分向两侧的主平面形成了倒角部分(C面)的状态。

在该磁盘用玻璃基板2的内周侧端面部分中，倒角部分1b，1b之间的部分成为由与磁盘用玻璃基板2的主平面垂直的面构成的圆筒状的侧面(T面)1a。上述的圆孔1的内径为该侧面1a的内径。另外，在该磁盘用玻璃基板2的外周侧端面部分中，倒角部分之间的部分成为由与该磁盘用玻璃基板2的主平面垂直的面构成的圆筒状的侧面(T面)。上述磁盘用玻璃基板的直径为该侧面的直径。该磁盘用玻璃基板通过对端面部分的棱部分进行倒角，提高破坏强度。另外，在对本发明的说明中，将侧面和倒角面组合称为端面部分。

图3是表示本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法的各工序的工序图。

以下，按照工序顺序说明本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法。

(1)得到圆柱状的玻璃母材的工序

在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，如图3所示那样，首先准备圆柱状的玻璃母材3。该玻璃母材3如上述那样，理想的是由铝硅酸盐玻璃构成。该玻璃母材3具有比所制造的磁盘用玻璃基板2的直径稍大的直径，具有与层叠了多张该磁盘用玻璃基板2的状态下的厚度相当的长度。

(2)在玻璃母材上形成中心孔的工序

接着，沿着该玻璃母材3的中心轴，形成规定大小的中心孔3a。该中心孔3a成为磁盘用玻璃基板2的中心孔1，形成为比该中心孔1的内径稍小的内径的孔。

(3)对玻璃母材的内外周的侧面进行研磨(镜面加工)的工序

接着，对玻璃母材3的内外周的侧面(周面)进行研磨、镜面加工。该工序中的研磨使用研磨剂，用刷子(brush)等进行。另外，也可以在该研磨工序之前，如图4所示那样，在玻璃母材3的内外周的侧面，沿着圆周方向圆环状地设置在成为磁盘用玻璃基板时成为内外周的倒角面的V字形状的沟4。

作为在该工序中使用的研磨剂所包含的研磨磨粒，如果是能够对玻璃母材3起到研磨作用的研磨磨粒，则可以没有特别限制地使用。例如可以列举氧化铈(CeO₂)磨粒、胶质二氧化硅磨粒、氧化铝磨粒、钻石磨粒等，特别理想的是氧化铈研磨磨粒。对于研磨磨粒的磨粒直径可以适当地选择，但理想的是例如0.5μm～3μm左右。另外，理想的是研磨剂在含有研磨磨粒的研磨剂中添加水(纯水)等液体，作为糊膏而使用该研磨剂。

通过该研磨加工，成为玻璃母材3的内外周侧面的表面粗糙度是在Ra下为0.1μm以下、在Rmax下为1μm以下的镜面。

(4)化学强化工序

接着，对结束了上述研磨工序的玻璃母材的侧面(周面)实施化学强化。例如准备混合了硝酸钾(60％)和硝酸钠(40％)的化学强化溶液，将该化学强化溶液加热到380℃左右，对预加热到300℃的已经洗净的玻璃母材进行规定时间的浸渍，来进行化学强化。

这样，通过在化学强化溶液中进行浸渍处理，分别将玻璃母材侧面的表层的锂离子、钠离子置换为化学强化溶液中的钠离子、钾离子，而强化玻璃母材。

(5)第一洗净工序

将结束了化学强化处理的玻璃盘浸渍在加热到40℃左右的浓硫酸中进行洗净，进而将结束了硫酸洗净的玻璃盘顺序地浸渍在纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，理想的是向各洗净槽中施加超声波。

(6)第二洗净工序

将结束了第一洗净工序的玻璃基板顺序地浸渍在中性洗剂、中性洗剂、纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，理想的是向各洗净槽中施加超声波。

(7)对玻璃母材进行切断处理(slice)的工序

接着，通过与中心轴垂直地对玻璃母材3进行切断处理，得到厚度比磁盘用玻璃基板的厚度稍厚的玻璃盘。这时，能够从1个玻璃母材3得到多个玻璃盘。

例如通过使用多钢丝刀，来进行该工序中的玻璃母材3的切断处理。多钢丝刀是以规定的间隔配置多个多沟辊子，将多个无终端钢丝卷起来缠在这些多沟辊子的各沟中，将该无终端钢丝按压在玻璃母材的侧面上，从而切断该玻璃母材3的装置。

(8)形状加工工序、抛光(lapping)工序

在该工序中，对通过对玻璃母材3进行切断处理而得到的玻璃盘的形状进行整理，同时对主表面进行抛光加工。在抛光加工中，使用两面抛光装置和氧化铝磨粒进行加工，使得成为规定的玻璃盘的尺寸精度和形状精度。

另外，也可以在玻璃母材3中不设置中心孔3a，而在该工序中在玻璃盘中形成中心孔1。另外，也可以不在玻璃母材3的侧面设置V字形状的沟，而在该工序中，对玻璃盘的外周侧端面部分和内周侧端面部分进行倒角加工。

(9)第一研磨工序

接着，作为主表面研磨工序，实施第一研磨工序。该第一研磨工序的主要目的是除去在上述抛光工序中残留在主表面上的划伤和变形。可以使用两面研磨装置和硬质树脂磨光器，使用行星齿轮机构，进行该工序。理想的是使用氧化铈磨粒作为研磨剂。

(10)第二研磨工序

接着，作为主表面的镜面研磨工序，实施第二研磨工序。该第二研磨工序的目的在于将主表面加工为镜面状。可以使用两面研磨装置和软质发泡树脂磨光器，使用行星齿轮机构进行该工序。作为研磨剂，理想的是使用比在第一研磨工序中使用的氧化铈磨粒更细微的氧化铈磨粒。

(11)第三洗净工序

将结束了第二研磨工序的玻璃基板顺序地浸渍在中性洗剂、中性洗剂、纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，理想的是向各洗净槽中施加超声波。

(12)磁盘的制造工序

通过使用这样制作的磁盘用玻璃基板，在该磁盘用玻璃基板的主表面部分上至少形成磁性层，能够构成可以防止头损坏和热粗糙故障的磁盘。

作为磁性层，理想的是具有高各向异性磁场(Hk)的Co-Pt系合金磁性层。另外，从谋求磁性层的结晶方向性和晶粒的均匀化、细微化的观点出发，也可以在磁盘用玻璃基板和磁性层之间适当地形成基底层。作为这些基底层和磁性层的膜形成方法，例如可以使用DC磁沟道喷射法。

另外，理想的是在磁性层上设置用于保护磁性层的保护层。作为保护层的材料，可以列举碳系保护层。作为碳系保护层，可以使用氢化碳、氮化碳。在形成该保护层时，可以使用等离子体CVD法、或DC磁控管喷射法。

进而，理想的是在保护层上形成用于缓和来自磁头的冲击的润滑层。作为润滑层，可以列举全氟聚醚系润滑层。特别理想的是具有与保护层的亲和性优越的羟基的乙醇变性全氟聚醚系润滑层。可以使用浸渍法形成该润滑层。

实施例

以下，详细说明本发明的实施例。

实施例1

在本实施例1中，经过以下的工序制造磁盘用玻璃基板。

(1)得到圆柱状的玻璃母材的工序

在本实施例中，准备了由铝硅酸盐玻璃构成的玻璃母材。

该玻璃母材的大小为直径28.6mm。

(2)在玻璃母材上形成中心孔的工序

接着，沿着该玻璃母材3的中心轴，形成中心孔。该中心孔的内径为5.9mm。

(3)对玻璃母材的内外周的侧面进行研磨(镜面加工)的工序

针对玻璃母材的外周侧侧面(周面)，通过研磨刷研磨方法进行镜面研磨。这时，作为研磨磨粒，使用包含氧化铈磨粒的浆膏(游离磨粒)。

接着，通过研磨刷研磨方法对内周侧侧面(中心孔内)进行镜面研磨。

在玻璃母材的内周侧侧面的研磨中，在向中心孔内插入研磨刷的同时，通过泵以规定的压力压送研磨剂。然后，在使研磨刷旋转的同时，使玻璃母材旋转。如果达到了研磨加工的规定时间，则停止研磨刷的旋转、玻璃母材的旋转，另外在停止研磨剂的压送后，从玻璃母材的中心孔内拔出研磨刷。

作为该工序中的研磨剂，使用包含氧化铈磨粒的浆膏(游离磨粒)(作为研磨剂的粒径，可以使用0.5μm～5μm。从镜面性方面，使用0.5～2μm左右)。

然后，在进行了玻璃母材的侧面的尺寸测量时，直径(外径)为27.4mm，中心孔的内径为7mm。另外，确认了侧面为镜面状态。侧面的表面粗糙度是在Ra下为0.1μm～0.02μm，在Rmax下为0.3μm～0.4μm。

(4)化学强化工序

接着，对结束了上述研磨工序的玻璃母材的侧面(周面)实施化学强化。准备混合了硝酸钾(60％)和硝酸钠(40％)的化学强化溶液，将该化学强化溶液加热到380℃，对预加热到300℃的已经洗净的玻璃母材进行规定时间的浸渍。在此，对于化学强化条件，将处理温度设置为380℃的一定温度，如后述的[表1]所示那样，使处理时间从0分钟到360分钟地进行变化而制作多种样本。

这样，通过在化学强化溶液中进行浸渍处理，分别将玻璃母材侧面的表层的锂离子、钠离子置换为化学强化溶液中的钠离子、钾离子，而强化玻璃母材。如后述的[表1]所示那样，处理时间越长，则形成在玻璃母材的侧面的表层上的压缩应力层的厚度越厚。

将结束了化学强化后的玻璃母材浸渍在20℃的水槽中进行急速冷却，维持约10分钟。

(5)第一洗净工序

将结束了急速冷却的玻璃盘浸渍在加热到40℃的浓硫酸中进行洗净，进而将结束了硫酸洗净的玻璃盘顺序地浸渍在纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，向各洗净槽中施加超声波。

(6)第二洗净工序

将结束了第一洗净工序的玻璃基板顺序地浸渍在中性洗剂、中性洗剂、纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，向各洗净槽中施加超声波。

(7)对玻璃母材进行切断处理(slice)的工序

接着，通过与中心轴垂直地对玻璃母材进行切断处理，得到厚度比磁盘用玻璃基板的厚度稍厚的厚度0.6mm的玻璃盘。这时，能够从1个玻璃母材3得到多个玻璃盘。

例如通过使用多钢丝刀，来进行该工序中的玻璃母材3的切断处理。

另外，在通过该切断处理能够使玻璃盘的主面部分的表面粗糙度成为充分良好的面粗糙度的情况下，可以省略后述抛光工序。在该情况下，通过切断处理，得到与磁盘用玻璃基板的厚度接近的厚度0.45mm的玻璃盘。

(8)抛光(lapping)工序

在此，通过切断处理得到的玻璃盘的内径为7mm，外径为27.4mm，板厚度为0.6mm，在主表面部分的抛光加工和研磨加工后，成为“1.0英寸型”磁盘用玻璃基板的规定尺寸的玻璃盘。另外，确认了主表面的平坦度为10μm以下。进而，确认了倒角面的宽度为0.21mm，倒角面相对于主表面部分的角度为45°。

另外，对该玻璃盘的主表面进行抛光加工。在抛光加工中，使用两面抛光装置和氧化铝磨粒进行加工，使得成为规定的玻璃基板的尺寸精度和形状精度。所得到的玻璃盘的内径为7mm，外径为27.4mm，板厚度为0.45mm，在主表面部分的研磨加工后，确认了是“1.0英寸型”磁盘用玻璃基板的规定尺寸的玻璃盘。

在观察玻璃盘的表面的面形状时，确认了主表面的平坦度为3μm以下。主表面的表面粗糙度是在Rmax下为2μm，在Ra下为3μm左右。

(9)第一研磨工序

接着，作为主表面研磨工序，实施第一研磨工序。该第一研磨工序的主要目的是除去在上述抛光(lapping)工序中残留在主表面上的划伤和变形。使用两面研磨装置和硬质树脂磨光器，使用行星齿轮机构，进行主表面研磨。使用氧化铈磨粒作为研磨剂。

(10)第二研磨工序

接着，作为主表面的镜面研磨工序，实施第二研磨工序。该第二研磨工序的目的在于将主表面加工为镜面状。可以使用两面研磨装置和软质发泡树脂磨光器，使用行星齿轮机构进行主表面的镜面研磨。作为研磨剂，使用比在第一研磨工序中使用的氧化铈磨粒更细微的氧化铈磨粒。所得到的玻璃盘的板厚度为0.381mm。

(11)第三洗净工序

将结束了第二研磨工序的玻璃基板顺序地浸渍在中性洗剂、中性洗剂、纯水、纯水、IPA(异丙醇)、IPA(蒸气干燥)的各洗净槽中，进行洗净。另外，向各洗净槽中施加超声波。

(12)最终检查工序

对于经过上述工序得到的磁盘用玻璃基板的内周侧端面部分的表面粗糙度，倒角面(C面)、圆筒面(T面)都是在Rmax下为0.4μm，在Ra下为0.02μm。

对于外周侧端面部分的表面粗糙度，倒角面(C面)、圆筒面(T面)也都是在Rmax下为0.4μm，在Ra下为0.02μm。各端面部分被加工为镜面状。

通过原子间力显微镜来进行表面粗糙度的测量，依据日本工业规格(JIS)B0601来计算数值。另外，通过电子显微镜的观察、光学显微镜的观察双方，而确认了镜面状态。

在此，对于被制作为化学强化处理的条件不同的多个样本的磁盘用玻璃基板(内径7mm，外径27.4mm，板厚度0.381mm)，观察到压缩应力层的厚度、压缩应力值、抗折强度、主表面的平坦度。在[表1]中表示其结果。

[表1]

化学强化条件
						处理温度(℃)	处理时间(分)	压缩应力厚度D(μm)	压缩应力值Pc(kg/mm2)	20张基板的抗折强度平均值(kgf)	基板的平坦度(μm/27.4mm)
380	0	0	0	1.2	3.0以下
						380	1.5	5	1.5	1.5	3.0以下
380	3	8	2.3	1.8	3.0以下
						380	5	10	3.5	2.0	3.0以下
380	10	20	4.2	2.2	3.0以下
						380	15	28	5.7	2.4	3.0以下
380	30	56	11.3	2.5	3.0以下
						380	60	80	12.6	2.5	3.0以下
380	120	96	13.0	2.5	3.0以下
						380	240	102	13.1	2.5	3.0以下
380	360	105	13.1	2.5	3.0以下

在进行该观察时，首先将根据[表1]所示的各化学强化条件得到的磁盘用玻璃基板切断为宽度3mm左右的长方形，使得出现外周侧端面部分的圆筒面(T面)和与主面部分垂直的切断面(基板断面)，接着，使用研磨剂和研磨片对切断面进行研削加工和研磨加工，使得该长方形的两侧的切断面之间的距离为0.5mm左右。另外，使用Babinet补偿板法对这样出现的磁盘用玻璃基板的切断面进行测量。

如果使用Babinet补偿板法对磁盘用玻璃基板的切断面进行测量，则如图5所示那样，得到磁盘用玻璃基板的端面部分的近旁的截面的应力层曲线。在图5中，用D表示的部分是压缩应力层的厚度，Pc是压缩应力值。

另外，Babinet补偿板(Babinet compensator)是指包含具有相等角度的2个相对的水晶楔子的器具，一个楔子通过测微计的螺钉在其长度方向上移动。这2个楔子的光学轴方向相互垂直，并且能够移动的一个楔子的光学轴方向沿着能够移动的方向。该器具广泛用于结晶的相位差延迟(retardation)、折射程度、或有内部应力的玻璃的检查等。

另外，对于根据[表1]所示的各化学强化条件得到的磁盘用玻璃基板，使用ェアブラウン公司制造的[AVEX-SM-110-MP]进行了“Dana冲击试验法”。将磁盘用玻璃基板安装在专用的冲击试验用工具上，顺序在与主表面垂直的方向上施加1000G～5000G的正弦半波脉冲的冲击，观察该磁盘用玻璃基板的破损状况，来进行该冲击试验。

作为安装了使用了外径为50mm以下、或30mm以下，板厚度未满0.5mm、或0.4mm以下的基板的磁盘的小型硬盘驱动器(HDD)的产品规格，要求在进行硬盘驱动器(HDD)的落下试验的情况下能够耐受2000G的冲击。但是，在单板的冲击试验中在耐受2000G的冲击的条件下制作基板，对安装了使用了该基板的磁盘的硬盘驱动器(HDD)进行落下试验(2000G)时，判断出在百分之几左右的磁盘中发生了破损。对此，在对安装了使用了在耐受3000G的冲击的条件下制作的基板的磁盘的硬盘驱动器(HDD)进行落下试验(2000G)时，确认了磁盘全部没有产生破损。

因此，判断出为了在硬盘驱动器(HDD)的完成体中耐受2000G的冲击，需要在磁盘用玻璃基板的基板中耐受3000G的冲击。另外，本申请人等通过试验判断出：为了在磁盘用玻璃基板的单板中耐受3000G的冲击，该磁盘用玻璃基板的抗折强度需要在2.0kgf以上。

如果将其与[表1]所示的结果对照，则为了满足安装了使用了外径50mm以下或30mm以下、板厚度未满0.5mm或0.4mm以下的基板的磁盘的小型硬盘驱动器(HDD)的产品规格即2000G的耐冲击性能，理想的是磁盘用玻璃基板的端面部分附近的压缩应力层的厚度为10μm以上。另外，理想的是压缩应力值为3.5kg/mm²以上。

另外，如果使压缩应力层的厚度过大，则由于应力缓和，有产生端面部分附近的压缩应力低下的作用的情况，因此，在实用上理想的是在不减少本发明的作用的范围内设置压缩应力层的厚度。在板厚度未满0.5mm的薄型磁盘用玻璃基板中，如果压缩应力层的厚度为150μm以下，则能够抑制减少端面部分附近的压缩应力的作用。进而，如果压缩应力值为20kg/mm²以上，则有玻璃的应力过剩而破损的可能，因此从实用的观点出发并不理想。

进而，针对根据[表1]所示的各化学强化条件得到的磁盘用玻璃基板，进行主表面的平坦度的测量。在此，平坦度是指根据PHASESHIFT TECHNOLOGY公司制造的“OPTIFLAT”(商品名)，计算出从200nm到27.4mm的波长的波中的最大值的值。

如根据[表1]所示的结果可知的那样，确认了通过磁盘用玻璃基板的端面部分附近的化学强化，对平坦度不造成恶化，成为实用上理想的3μm以下。

[实施例2]

在本实施例2中，使用在上述实施例1中制作的磁盘用玻璃基板，通过以下的工序制造磁盘。

在上述磁盘用玻璃基板的两主表面上，使用静止相对型的DC磁磁控管喷射装置，顺序地形成Ni-Ta合金第一基底层、Ru第二基底层、Co-Cr-Pt-B合金磁性层、氢化碳保护层。接着，通过浸渍法形成乙烯变性聚四氟乙烯系润滑层。这样，得到垂直磁记录方式用的磁盘。

对于所得到的磁盘，确认了在磁性层等膜上没有由于异物而产生缺陷。另外，在实施滑行试验时，没有发现碰撞(头与磁盘表面的凸起相碰)、损坏(头与磁盘表面的凸起冲突)。进而，在用磁阻型头进行重放试验时，没有发现因热粗糙故障造成的重放的误动作。

另外，作为与每平方英寸的信息记录密度为40G比特对应的磁盘用的试验方法而进行了以上的试验。具体地说，磁头的上浮量为10nm，在记录重放试验中，信息线记录密度为700fci。

即，在本发明的磁盘中，避免了因玻璃基板表面的异物造成的问题，可知制作出对磁阻型头良好的磁盘。

Claims (9)

1.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括：垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序，其特征在于：

在对上述圆柱状的玻璃母材的侧面进行了化学强化后，进行上述切断处理。

2.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括：垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序，其特征在于：

在对上述圆柱状的玻璃母材的侧面进行研磨后进行化学强化处理，然后进行上述切断处理。

3.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括：垂直于其中心轴地对圆柱状的玻璃母材进行切断处理而制作玻璃盘的工序，其特征在于：

在对上述圆柱状的玻璃母材的侧面进行镜面加工后进行化学强化处理，然后进行上述切断处理。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：

上述玻璃母材沿着中心轴形成有圆孔。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：

在上述玻璃母材的侧面，形成有成为玻璃盘的倒角面的圆环状的沟。

6.根据权利要求1～5的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于：

制造外径为30mm以下的小型的磁盘用玻璃基板。

7.一种磁盘用玻璃基板，通过权利要求1～权利要求6的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法制造，其特征在于：

通过上述化学强化处理在侧面的表层部分上形成有压缩应力层，

通过使用Babinet补偿板法对上述侧面近旁的纵断面进行观察而测量的上述压缩应力层的厚度为10μm以上，并且压缩应力的值为3.5kg/mm²以上。

8.一种磁盘的制造方法，其特征在于：在通过权利要求1～权利要求6的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板的主表面上，至少形成磁性层。

9.一种磁盘，其特征在于：

在权利要求7所述的磁盘用玻璃基板的主表面上，至少形成有磁性层。

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