CN101652330B - 磁盘用玻璃基板的制造方法及磁盘用玻璃基板的制造系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可减小内径尺寸误差的磁盘用玻璃基板的制造方法。本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法包含化学强化工序,在该工序中,使多个玻璃基板(102)的每个与多个化学强化处理槽(130)中的任一槽的化学强化处理液接触,将玻璃基板化学强化,该方法还包含:测定化学强化前的多个玻璃基板(102)的每个的内径的内径测定工序;对多个化学强化处理槽(130)的每一个掌握由化学强化工序引起的玻璃基板(102)的内径变化量的掌握工序;和组合决定工序,根据变化量分别决定进行化学强化的化学强化处理槽(130),使得测定了内径的多个玻璃基板的化学强化后的内径成为所需值。在化学强化工序中,用决定的各化学强化处理槽(130)将多个玻璃基板(102)化学强化。
Description
技术领域
本发明涉及包含对玻璃基板的一部分进行离子交换、实施化学强化的化学强化工序的磁盘用玻璃基板的制造方法、磁盘的制造方法、磁盘、以及磁盘用玻璃基板的制造系统。
背景技术
近年化,随着信息化技术的高度发展,信息记录技术尤其是磁记录技术显著进步。作为磁记录介质之一的HDD(硬盘驱动器)等的磁记录介质用基板,是广泛采用铝基板。但是,随着磁盘的小型化、薄板化、及高密度记录化,对基板表面的平坦性和基板强度都比铝基板好的玻璃基板的需求日益增加。
另外,随着磁记录介质的高密度化,磁头也从薄膜磁头渐渐转向磁阻型头(MR头)、大型磁阻型头(GMR头),磁头从基板上浮的上浮量减小。装有该磁阻效果型元件的磁头,作为其固有的故障,有时会产生热粗糙(アスペリテイ)故障。所谓的热粗糙故障,是指磁头上浮掠过地通过磁盘面上微小的凸或凹的形状时,由于空气的隔热压缩或接触,磁阻效果型元件被加热而产生读出错误的故障。
因此,对于装有磁阻效果型元件的磁头,要求磁盘表面具有极高的平滑度和平坦度。如果在附着了尘埃或异物的状态下形成磁性层,则会形成凸部,所以,对于玻璃基板,也要求完全去除尘埃或异物的高度洁净。
另外,除了磁盘表面的平滑度和平坦度外,对于设在磁盘中央的圆孔的内径尺寸误差,也要求严格的精度控制。这是因为磁盘内周端面的尺寸误差,直接影响到把磁盘嵌设在HDD的主轴马达上时的设置精度。另外,如果内径尺寸误差大,则可能会引起在磁盘被组装到HDD等的磁盘装置之前实施的堆叠伺服(伺服信息往磁盘内的写入)中的机械误差,或者引发盘堆集时与主轴的嵌合不当的问题。在磁盘的内周端面的表面积相对于主表面小、内径尺寸误差引起磁盘的旋转中心偏差时,则很难把HDD的头配置在HDD上的正确位置,不能进行数据的记录/再生。
另外,由于磁盘是一边高速旋转一边进行数据的读写,所以,在高速旋转中,磁盘上的数据也必须不变动。因此,磁盘用基板的内径尺寸误差的精度控制,尤其重要。
另外,着眼于HDD的数据存取,为了正确地存储/再生组装在HDD内的磁盘的数据,作为定位指标的伺服图案被预先写入在该磁盘内。该伺服图案的写入,是把磁盘嵌设在称为伺服写入器的装置上而实施的。被写入了伺服图案的磁盘,在脱离了伺服写入器后,作为产品嵌设在HDD的主轴马达上。
在磁盘的内径尺寸误差大的情况下,当磁盘被装入HDD时,伺服图案与作为产品的HDD的记录/再生位置产生偏差,所以,不能正常地进行数据的记录/再生。为了修正该位置关系,现有技术中公开了调整定位的技术(例如专利文献1),但是,该技术并不能从根本上抑制内径尺寸误差。
这样,近年来,对磁盘高记录密度化的要求不断增加,对于磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差的控制也比已往更严格。
专利文献1:日本特开2004-199841号公报
发明内容
该磁盘用玻璃基板是经过多个工序形成的。首先,将一块晶片切削成圆盘状,再开设内孔,成为玻璃基板的形状。然后,对切削好的玻璃基板的外周端面和内周端面进行倒角,研磨两端面。接着,也研磨玻璃基板的主表面,最后,对研磨结束后的玻璃基板实施化学强化处理。该化学强化处理可以提高玻璃基板的耐冲击性、耐振动性,可防止玻璃基板因冲击、振动而破损。
实施该化学强化处理的化学强化工序,例如是这样进行的:将碱盐的熔盐加热熔化,把作为处理对象的玻璃基板,以收纳在玻璃基板架上的状态,浸渍到上述熔盐(化学强化处理液)中,使玻璃基板和熔盐进行离子交换。
这时,在化学强化工序的前后,产生了玻璃基板的内径变化的现象,即玻璃基板朝内径中心方向膨胀而内径变化的现象。这是因为,对玻璃基板实施化学强化处理时,在玻璃基板的表面产生了压缩应力,该压缩应力使得玻璃基板的尺寸变化的缘故。
另外,化学强化处理液,随着时间的经过,其组成也发生了变化。具体地说,在化学强化处理中,由于化学强化处理液中所含的离子与玻璃基板中所含的离子进行离子交换,所以,随着化学强化处理的进行,该化学强化处理液中,被离子交换的玻璃基板中所含的离子增大。该组成的变化是化学强化中使玻璃基板的内径尺寸变化的原因之一。该内径尺寸的变化量,对于被愈发严格要求的玻璃基板的内径尺寸误差而言,是不可忽视的,因此,对于玻璃基板,要求具有也包含该化学强化处理中的内径变化量的高内径尺寸精度。
另外,大量生产玻璃基板时,在多个生产线上分别设置化学强化处理槽,分别独立地收容化学强化处理液,所以,其组成也随着时间的经过而各不相同。为了得到高的内径尺寸精度,必须一个一个地控制该多个化学强化处理槽。但是,要使多个化学强化处理槽中的各化学强化处理液的状态相同,是很困难的。化学强化处理液的状态如果不同,则即使在相同的化学强化处理条件下,由化学强化处理产生的玻璃基板的内径的变化量也不相同。
另外,经过内周加工工序后的玻璃基板的内径也具有一定程度的尺寸误差,在化学强化处理前的玻璃基板的内径比预先设定的设计值小或大时,通过一定化学强化处理条件下的化学强化处理,与其尺寸误差相应地,内径尺寸精度更加恶化,结果,生产出大量的不合格品。
本申请发明者对上述课题进行了锐意研究,结果发现,反过来利用化学强化工序前的各玻璃基板的各个内径有偏差、以及在实施化学强化工序的各个化学强化处理槽的内径变化量有偏差这一现象,为了减少最终得到的玻璃基板的内径尺寸误差,调整实施化学处理前的玻璃基板的内径和由化学强化处理引起的变化量的组合,选择最适合于化学强化的化学强化处理槽,可以减小内径尺寸误差。由此完成了本发明。
另外,本申请发明者,对上述课题进行了锐意研究,结果还发现,不实施化学强化工序内的内径控制,而是实施对玻璃基板的内周端进行加工的内周加工工序(内周端面磨削工序、内周端面研磨工序),即,把化学强化工序中的内径尺寸误差逐次地反馈给内周加工工序,这样,不进行化学强化处理条件的烦杂的调整,就可以减小内径尺寸误差。由此完成了本发明。
另外,本申请发明者,对上述课题进行了锐意研究,结果还发现,预先掌握化学强化处理条件、和用该化学强化条件进行化学强化处理时的玻璃基板的内径变化量(伸展量)的关系,根据化学强化处理前的玻璃基板的内径尺寸与最终的内径的所需值的差,用适当的化学强化处理条件进行化学强化处理,这样,例如化学强化处理前的玻璃基板的内径即使偏离了预先设定的设计值,也能提高玻璃基板的最终的内径尺寸精度。由此完成了本发明。
本发明是鉴于已往的玻璃基板存在的上述问题点而做出的。本发明的目的是提供能减小磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差、新颖且改进了的磁盘用玻璃基板的制造方法、磁盘的制造方法、磁盘以及磁盘用玻璃基板的制造系统。
在本发明中,先测定玻璃基板的内径,导出与最终所需内径的差。然后,选择变化量与导出的差接近的化学强化处理槽。因此,即使玻璃基板的内径有变化时,也使化学强化工序后的玻璃基板成为所需内径地、选择适当的化学强化处理槽,结果,可制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
为了解决上述课题,根据本发明的观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板与多个化学强化处理槽中的任一槽的化学强化处理液接触,从而将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;在内径测定工序,测定化学强化工序前的玻璃基板的内径;在掌握工序,对多个化学强化处理槽的每一个,掌握由化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;在组合决定工序,根据变化量来决定进行化学强化的化学强化处理槽,使被测定了内径的玻璃基板的化学强化工序后的内径成为所需值;在化学强化工序中,用决定了的化学强化处理槽,将玻璃基板化学强化。
在本发明中,先测定玻璃基板内径,导出与最终所需内径的差。然后,选择变化量接近所导出的差的化学强化处理槽。因此,即使玻璃基板的内径变化时,由于使化学强化工序后的玻璃基板的内径成为所需内径地、选择了恰当的化学强化处理槽,所以,能制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
为了解决上述课题,根据本发明的另一观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的多个圆板状玻璃基板中的任一个与化学强化处理槽中的化学强化处理液接触,从而将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;在内径测定工序,测定化学强化工序前的多个玻璃基板的每个基板内径;在掌握工序,掌握由化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;在组合决定工序,根据变化量来决定执行化学强化工序的玻璃基板,使得化学强化工序后的内径成为所需值;在化学强化工序中,用化学强化处理槽,将决定了的玻璃基板化学强化。
在本发明中,计算特定化学强化处理槽的变化量,从多个玻璃基板中,选择最适合于浸渍到该化学强化处理槽中的玻璃基板。因此,即使化学强化处理槽内的化学强化处理液的化学强化处理条件随时间而变化,由于选择适当的玻璃基板使之成为预定内径,所以,能制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
为了解决上述课题,根据本发明的另一观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的多个圆板状玻璃基板分别与多个化学强化处理槽中的任一槽的化学强化处理液接触,从而将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;在内径测定工序,测定化学强化工序前的多个玻璃基板的每个基板内径;在掌握工序,对多个化学强化处理槽的每一个,掌握由化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;在组合决定工序,根据变化量分别决定进行化学强化的化学强化处理槽,使得被测定了内径的多个玻璃基板的化学强化工序后的内径成为所需值;在化学强化工序中,用决定的各化学强化处理槽,将多个玻璃基板化学强化。
在本发明中,计算多个玻璃基板的内径和多个化学强化处理槽的变化量,为了得到最终所需的内径的玻璃基板,选择最适合于多个玻璃基板的各个的化学强化处理槽。因此,即使玻璃基板的内径变化时,即使化学强化处理槽内的化学强化处理液的化学强化处理条件随时间而变化时,由于使得成为预定内径地、选择适当的玻璃基板与化学强化处理槽的组合,所以,能制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
在组合决定工序中,也可以分别决定进行化学强化的化学强化处理槽,使得假设将玻璃基板和化学强化处理槽组合时的各组合的最终预想内径与内径的所需值的差的平方和成为最小。
即使玻璃基板和化学强化处理槽的一个组合比较好,包含其它组合的全体的组合也不一定是最适合的。因此,根据利用最小2乘法的上述构成,可以减小全体的内径尺寸误差。
在掌握工序中,也可以根据化学强化处理液中所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
另外,为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含内周加工工序和化学强化工序,在内周加工工序,对中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板的内周端面进行加工;在化学强化工序,使玻璃基板与化学强化处理液接触,将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含掌握工序;在掌握工序,掌握由化学强化工序引起的玻璃基板的内径的变形;在内周加工工序中,根据掌握工序的掌握结果来加工玻璃基板的内周端面,使得其后化学强化工序后的内径成为所需形状。
在本发明中,掌握化学强化工序中的玻璃基板的内径变化量,推测从下次也产生该变化,使玻璃基板的内径成为最终所需值地、在化学强化工序的前阶段对内周端面进行加工。根据该构成,不必进行化学强化处理条件的烦杂调整,就可以减小磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差。
另外,为了解决上述课题,根据本发明的另一观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含内周加工工序和化学强化工序,在内周加工工序,对中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板的内周端面进行加工;在化学强化工序,使玻璃基板与化学强化处理液接触,将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含掌握工序和加工量决定工序;在掌握工序,掌握由化学强化工序引起变形的玻璃基板的内径变化量;在加工量决定工序,根据掌握工序的掌握结果来决定玻璃基板的内径的加工量,使得其后的化学强化工序后的玻璃基板的内径成为所需值;在内周加工工序中,根据加工量,加工玻璃基板的内周端面。
在本发明中,掌握化学强化工序中的玻璃基板的内径变化量,推测从下次也产生该变化,使玻璃基板的内径成为最终所需值地、在化学强化工序的前阶段对内周端面进行加工。根据该变化量,在内周加工工序中,作为加工量进行反馈,根据如此构成的上述闭环,可用前阶段的工序吸收化学强化工序中的内径尺寸误差,不必进行化学强化处理条件的烦杂调整,可以制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
在上述内周加工工序中也可以包含磨削加工内周端面的内周端面磨削工序、和研磨加工内周端面的内周端面研磨工序,掌握工序的掌握结果的反映由内周端面磨削工序和内周端面研磨工序中的任一方或双方执行。
根据该构成,可以把估计了变化量的加工量切实地反映给该玻璃基板的内径加工。另外,该内周端面磨削工序的加工余量可以比内周端面研磨工序大,每单位时间的切削量也大,所以容易控制,与内周端面研磨工序相比,可进一步提高制造工序的效率。
掌握工序也可以从化学强化工序前后的玻璃基板的内径差,掌握变化量。
在上述任一项磁盘用玻璃基板的制造方法中,掌握工序也可以根据化学强化处理液所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
在上述任一项磁盘用玻璃基板的制造方法中,在掌握工序中,可以利用特定成分的浓度与变化量相对应的变化量表,掌握变化量。
根据该构成,即使不实时地计算特定成分的浓度与变化量的多元关系式,只要参照预先准备好的变化量表,就可以容易地从浓度导出变化量。因此,可以减轻处理工作量,可以避免在导出多元函数时因舍入误差引起的变化量偏差。
另外,为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板与化学强化处理液接触,将玻璃基板中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序和化学强化处理条件决定工序;在内径测定工序,测定化学强化工序前的玻璃基板的内径;在化学强化处理条件决定工序,根据测定的内径与化学强化工序后所需内径的差,决定化学强化工序的化学强化处理条件;在化学强化工序中,根据决定的化学强化处理条件,将玻璃基板化学强化。
在本发明中,先测定玻璃基板的内径,导出与最终所需的内径的差。然后,使其后的化学强化工序中的变化量,追随所导出的差地、决定化学强化处理条件。根据该构成,即使化学强化处理前的玻璃基板的内径偏离了预先决定的设计值,通过调整变化量,也能将最终的玻璃基板内径形成为所需的值,可制造出内径尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
化学强化处理条件,可以是从(a)化学强化处理液中所含的特定成分的浓度、(b)玻璃基板在化学强化处理液中浸渍的时间、的组中选择的一个以上的条件。
在化学强化工序中,主要是(a)化学强化处理液中所含的特定成分的浓度、(b)玻璃基板在化学强化处理液中浸渍的时间、与玻璃基板的内径变化量有相关关系。因此,即使把该化学强化处理条件之一固定、进行化学强化工序,也可以通过改变另一个化学强化处理条件来调整变化量,可以减小化学强化工序后的玻璃基板的内径尺寸误差。
在化学强化处理条件决定工序中,也可以利用差和化学强化处理条件相对应的强化条件表,决定化学强化处理条件。
根据该构成,即使不实时地计算差与化学强化处理条件的复杂关系式,只要参照预先准备好的强化条件表,就可容易地从差导出化学强化处理条件。因此,可以减轻处理工作量,并且,可避免在导出多元函数时因舍入误差引起的化学强化处理条件的偏差。
另外,本发明也提供磁盘用玻璃基板的制造系统、磁盘制造方法、和磁盘。本发明的磁盘用玻璃基板制造系统执行上述磁盘用玻璃基板的制造方法。本发明的磁盘制造方法包含在用磁盘用玻璃基板制造方法得到的玻璃基板的表面至少形成磁性层的工序。本发明提供的磁盘,是如上述那样制造的、作为磁记录介质使用的磁盘。
该磁记录介质也可以是对磁盘平面沿垂直方向磁化了记录层的垂直磁记录介质。垂直磁记录介质,其记录密度比水平(面内)磁记录介质更高,所以,水平磁记录介质所容许的内径尺寸误差在垂直磁记录介质中不被容许。因此,能减小内径尺寸误差的本发明的磁记录介质,在垂直磁记录介质中也是有效的。
如上所述,根据本发明,可以减小磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差。
附图说明
图1是表示磁盘用玻璃基板的制造系统的功能框图。
图2是用于说明内周端面磨削装置的磨削工序的说明图。
图3是用于说明内周端面研磨装置的构造的纵剖面图。
图4是用于说明把玻璃基板往化学强化处理液中浸渍的说明图。
图5是表示通过化学强化处理的内径尺寸误差变化例的说明图。
图6是表示掌握装置用实际测定玻璃基板内径变化量的方法掌握变化量时的概略的功能框图。
图7是表示Li离子浓度(ppm)和变化量(μm)的相关关系的相关图。
图8是表示把Li离子浓度(ppm)和变化量(μm)的相关关系表格化了的、变化量表的例子的说明图。
图9是用于说明由组合决定装置进行的组合决定工序的说明图。
图10是表示磁盘用玻璃基板的制造系统的功能框图。
图11是表示把变化量分摊并反馈到内周端面磨削工序和内周端面研磨工序这两工序时的加工量(磨削量和研磨量)的表。
图12是只用内周端面磨削工序的磨削量来反馈变化量时的加工量的表。
图13是将变化量表和加工量表合并的表。
图14是表示磁盘用玻璃基板的制造系统的功能框图。
图15是表示将差(μm)和Li离子浓度(ppm)的相关关系表格化了的、强化条件表的例子的说明图。
图16是表示Li离子浓度、浸渍时间、温度、化学强化处理条件中的变化量的相关关系的说明图。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的优选实施方式。在本说明书和附图中,对于实质上具有相同功能构造的构成要素注以相同标记,其重复说明从略。
(玻璃基板和化学强化处理槽的组合调整)
随着磁盘的小型化、薄板化和高密度记录化,要求玻璃基板内周端面具有高度的平滑度和平坦度。在本实施方式中,着眼于玻璃基板的内周端面、尤其是化学强化工序中的变化量,目的是减小玻璃基板的最终的内径(ID)尺寸误差。下面,说明可执行包含化学强化工序在内的一连串工序的磁盘用玻璃基板制造系统300。
图1是表示本实施方式的、磁盘用玻璃基板的制造系统300的功能框图。在此,粗线箭头表示玻璃基板102的处理流程,细线箭头表示信息的流程。图1所示的磁盘用玻璃基板的制造系统300包含有内周端面磨削装置110、内周端面研磨装置120、化学强化处理槽130、掌握装置140、存储器150、内径测定装置210、和组合决定装置310。为了便于理解,这里,以与玻璃基板102的内周端面有关的制造工序为例来说明该磁盘用玻璃基板的制造系统300,当然,在实际的工序中,也包含了玻璃基板102的表面、外周端面的制造工序。
上述内周端面磨削装置110作为内周加工装置,例如,对在由多种成分玻璃构成的圆盘状玻璃基板102的中心形成的圆孔的内周端面,进行相应于磨削量的磨削加工。该内周端面磨削装置110可采用各种方式的装置,只要能磨削玻璃基板102的内周端面即可,例如,也可以采用在将内周端面倒角的同时磨削内周端面的倒角(削角)装置。另外,上述的磨削量,是在磨削工序中所需的磨削量上增加了由后述磨削量决定装置160决定的磨削量的值。
图2是用于说明内周端面磨削装置110的磨削工序的说明图。如图2(a)所示,对由圆盘状的玻璃基板102的圆孔112形成的内周端面114,进行磨削和倒角加工。
在内周端面磨削装置110中,如图2(b)所示,磨削用的内径磨削砂轮116穿过圆孔112。叠置成圆筒状的多个玻璃基板102,其上下2个底面被夹持部件夹持着。内径磨削砂轮116是皮带轮状的旋转砂轮,其外周是磨削面。
玻璃基板102和内径磨削砂轮116分别被固定的驱动机构(图未示)驱动旋转,内径磨削砂轮116与该圆筒状的玻璃基板102的内周端面114相接,对各玻璃基板102实施均匀的内径加工。其旋转方向设定为在各自的接触点相对的方向。经过该内周端面的磨削工序,形成了图2(c)所示的内周端面114和倒角114a。另外,在磨削内周端面114的同时,也可以磨削外周端面。
上述内周端面研磨装置120,是与内周端面磨削装置110同样的内周加工装置,对由内周端面磨削装置110磨削后的玻璃基板102的内周端面114进一步进行相应于研磨量的研磨加工。该研磨量,是在研磨工序中所需的研磨值上增加了由后述研磨量决定装置170决定的研磨量的值。
图3是说明内周端面研磨装置120的构造的纵剖面图。叠置成圆筒状的多个玻璃基板102固定在该内周端面研磨装置120的固定部122。该玻璃基板102,以玻璃基板102的圆盘中心轴为旋转中心,以通过使玻璃基板102和插入在玻璃基板102的圆孔内的研磨体124中的一方或双方转动而使它们相对摩擦的方式,研磨玻璃基板102的内周端面。
该研磨体124也可以是将研磨布126做成为圆筒形状的一部分而形成的。上述研磨布126是由以起绒皮革、长毛绒为材料的软质研磨具,硬质长毛绒、发泡树脂、浸渗沥青起绒皮革等研磨具形成的。另外,研磨体124也可以在圆孔内沿旋转轴方向相对于玻璃基板102低速摆动(来回运动)来研磨玻璃基板102的整个内周端面114。
另外,内周端面研磨装置120的喷嘴128把含有研磨磨粒的研磨液供给到研磨体124与玻璃基板102之间。该研磨磨粒,根据作为目标的端面的形状而定,例如可以采用氧化铝、氧化铈、胶质二氧化硅等通常的研磨磨粒。另外,作为使研磨磨粒分散的分散介质,没有特别限定,从成本方面考虑,优选是水,但只要是通常研磨中使用的分散介质则能够适当地使用。
上述化学强化处理槽130包含有收容化学强化处理液的处理槽及其控制部。化学强化处理槽130,在化学强化工序中,将玻璃基板102浸渍在将化学强化盐加热溶解了的化学强化处理液中,把玻璃基板(含有Li离子的硅铝酸盐玻璃)的一部分离子(例如Li离子和Na离子等的一价金属离子)与化学强化处理液中的比上述离子直径大的一价离子(例如Na离子、K离子)置换。利用该离子交换法,在玻璃基板表面形成压缩应力层,可得到不容易产生裂缝、裂纹的大机械强度。
作为含有该Na离子、K离子的上述化学强化处理液(处理熔盐),优选采用硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂和它们的混合熔盐,但是,并不限定于硝酸盐,也可以采用硫酸盐、硫酸氢盐、碳酸盐、卤化物等。
图4是用于说明把玻璃基板102往化学强化处理液中浸渍的说明图。这里,示出了由金属材料构成的玻璃基板架132和收容化学强化处理液的处理槽134。在玻璃基板架132上设有保持部136,该保持部136是将板状的薄板弯曲、在其膨出侧的表面沿长度方向波浪状地形成了多个突部。在该保持部136的膨出侧的突部之间形成了V字形槽部,在每个V字形槽部内,各保持着一片玻璃基板102。在配置了一次化学强化处理中全部的玻璃基板102后,把玻璃基板102和该玻璃基板架132一起在处理槽134内浸渍预定时间。
该化学强化处理液的温度优选设定为比玻璃基板102的材质的应变点低50~150℃左右,并且,更优选的是将化学强化处理液本身的温度设定为350~400℃左右。这是因为,如果设定为比玻璃基板102的材质的应变点低150℃,则不能充分地进行化学强化处理,如果高于50℃,则在化学强化处理中,玻璃基板容易产生变形。
用该化学强化处理在玻璃基板102的表面和端面形成了压缩应力层。形成在端面上、尤其是内周端面上的压缩应力层,导致本实施方式中的内周端面的变形,其膨胀(伸展)量作为变化量被掌握。通过调整化学强化的化学强化处理条件,使该压缩应力层的厚度优选为20~150μm。这是因为,如果不足20μm,则玻璃基板102的强度可能降低,如果超过150μm,则制造效率会不必要地降低。
图5是表示经过化学强化处理的内径尺寸误差的变化例的说明图。经过了内周端面研磨装置120的内周端面研磨工序的玻璃基板102,如图5(a)所示,圆孔112的内径、即夹着圆孔112的中心相向的内周端面114的距离d1,被加工成了根据研磨体124的直径和研磨液的浓度、研磨时间决定的预定范围内的内径尺寸误差。但是,在该化学强化工序中,如图5(b)所示,形成了压缩应力层118,玻璃基板102的内周端面114朝内径变小的方向膨胀变化,对内径尺寸误差造成影响。因此,内径从d1减小到d2。
当大量生产玻璃基板102时,在多个生产线上分别设有上述化学强化处理槽130,分别独立地收容着化学强化处理液。由于要使该多个化学强化处理槽130中的各化学强化处理液的状态相等是很困难的,所以,当化学强化处理液的状态不同时,即使在相同的化学强化处理条件下,化学强化处理产生的玻璃基板102的内径的变化量也不相同。
因此,本申请发明者发现,反过来利用化学强化处理前的玻璃基板102的各内径的不均匀、和实施化学强化工序的每个化学强化处理槽130中的内径的变化量的不均匀,为了减少最终得到的玻璃基板102的内径尺寸误差,调整实施化学强化处理前的玻璃基板102的内径和由化学强化处理引起的变化量的组合,选择最适合于化学强化的化学强化处理槽130,可以减小内径尺寸误差。
上述掌握装置140,掌握(计算、算出)因化学强化处理槽130的化学强化工序而变形的玻璃基板102的内径变化量。掌握装置140,用(1)实际测定玻璃基板102的内径变化量的方法、或(2)从化学强化处理液的状态推测变化量的方法,掌握变化量。
图6是表示掌握装置140用(1)实际测定玻璃基板102的内径变化量的方法来掌握变化量的情况的概略的功能框图。掌握装置140,在化学强化工序的前阶段,测定玻璃基板102的内径,再在化学强化工序的后阶段,测定同一玻璃基板102的内径。然后,求出其内径的差,导出变化量。根据该构成,可以准确掌握现实的变化量,从而可以设定正确的反馈值(磨削量或研磨量)。
变化量的掌握方法之(2),即从化学处理液的状态推测变化量的方法,是基于化学强化处理液的状态与变化量之间有相关关系。例如,在相同浸渍时间、相同温度下,(a)特定成分的浓度、(b)处理完毕的玻璃基板102的累积片数、(c)玻璃基板102的处理完成累积时间、与变化量之间,具有一定的相关关系,所以,根据上述(a)、(b)、(c)中任一或多个化学强化处理液的状态,可以掌握或推测变化量。
另外,该磁盘用玻璃基板的制造系统100的初次工作时,由于必须决定内周端面磨削装置110、内周端面研磨装置120的最初磨削量和研磨量,所以,在其之前的阶段,由上述掌握装置140进行变化量的推测。
图7是表示(a)Li离子浓度(ppm)和变化量(μm)的相关关系的相关图。例如把该相关关系表示成多元关系式,这样,只测定Li离子的浓度,就可以推测变化量。
该关系式的机理是,化学强化处理的反复次数多时,由于熔盐中的Li离子浓度增大,所以化学强化处理能力减弱,在相同浸渍时间、相同温度下,变化量减少。即,在化学强化处理中,当Li离子浓度低时,离子交换的速度也高,随之变化量也增大,但是,随着化学强化处理的时间和次数的增多,来自玻璃基板102的Li离子蓄积在熔盐中,所以,Li离子的浓度增大,离子交换的速度降低且变化量减小。
另外,关于(b)累积片数、(c)累积时间,不必直接测定玻璃基板102、化学强化处理液,只要间接地测定累积片数或累积时间(计数、计时),就可以推测变化量。因此,即使不采用特别的测定机器,也能掌握玻璃基板102的变化量,可以减少成本,提高制造工序的效率,并且可以减小磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差。
掌握装置140可以根据(a)浓度、(b)累积片数、(c)累积时间等的参照值和变化量的关系式来掌握变化量,但是,也可以使用一一对应的变化量表来掌握变化量。另外,变化量表中记载的数值间的插补,也可以采用线性插补。
图8是表示把图7的Li离子浓度(ppm)和变化量(μm)的相关关系表格化了的、变化量表的例子的说明图。这里,即使不实时地计算Li离子浓度和变化量的图7所示那样的多元关系式,只要参照图8所示的预先准备的变化量表,就能从Li离子的浓度导出变化量。根据该构成,可以减低处理工作量,另外,可以避免在导出多元函数时因舍入误差引起的变化量偏差。
上述存储器150存储该变化量表、后述的加工量表、强化条件表等,根据掌握装置140等的要求,参照变化量表等的内容。
上述内径测定装置210测定用化学强化处理槽130进行化学强化前的玻璃基板102的内径。玻璃基板102的内径,这里是用实测得出的,但是,例如也可以是内周端面研磨工序中的内径设定值(内径预测值)。
在本实施方式中,为了进行化学强化工序,设定了3种状况。即(一)从多个化学强化处理槽130中,选择最适合于对一片玻璃基板进行化学强化的化学强化处理槽130;(二)从多个玻璃基板102中,选择最适合用一个化学强化处理槽130进行化学强化工序的玻璃基板102;(三)将多个玻璃基板102和多个化学强化处理槽130组合。这里所说的一片玻璃基板,是包含同时被化学强化的、收容在同一玻璃基板架内的多个玻璃基板的概念。因此,多个玻璃基板102表示同时被化学强化的多片玻璃基板的基板组配置在多个生产线上的状态。
上述组合决定装置310,在(一)状况下,根据掌握装置140掌握了的变化量来决定进行化学强化的化学强化处理槽130,使得被内径测定装置210测定了内径的玻璃基板102的、化学强化工序后的内径成为所需值。另外,在(二)状况下,根据变化量来决定执行化学强化工序的玻璃基板102,使得化学强化工序后的内径成为所需值。在(三)状况下,根据变化量来分别决定进行化学强化的化学强化处理槽130,使得被测定了内径的多个玻璃基板102的、化学强化工序后的内径成为所需值。
无论哪种状况,为了得到最终所需内径的玻璃基板102,选择玻璃基板102和化学强化处理槽130的最佳组合。因此,即使化学强化工序前的玻璃基板102的内径变化,另外,即使化学强化处理槽130内的化学强化处理液的化学强化条件随时间而变化,也可制造出内径(ID)尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
另外,在该组合中,组合决定装置310也可以分别决定进行化学强化的化学强化处理槽130,使得假设将玻璃基板102和化学强化处理槽130组合时的各组合的最终预想内径、与所需内径值的差的平方和成为最小。另外,也可以分别决定进行化学强化的化学强化处理槽130,使得测定的内径和变化量的各组合、与所需内径值的差的平方和成为最小。
图9是用于说明由组合决定装置310进行的组合决定工序的说明图。例如,内径测定装置210测定3个生产线中的3片玻璃基板A、B、C的内径,其内径分别为20.003mm、20.006mm、20.009mm时,掌握装置140推测3个化学强化处理槽D、E、F的变化量为10μm、7μm、3μm。如果最终的所需内径值为20.000mm,设玻璃基板和化学强化处理槽的组合为A-F、B-E、C-D时,差的平方和成为最小值即2μm2。
对于该玻璃基板102和化学强化处理槽130的组合,即使一个组合比较好,包含其它组合的全体的组合也不一定是最适合的。因此,根据利用最小2乘法的上述构成,可以减小全体的内径尺寸误差。
另外,上述的变化量表,可以通过中断磁盘用玻璃基板的制造系统100的反馈,导出开环控制中的参照值((a)浓度、(b)累积片数、(c)累计时间等)与变化量的相关关系而求出。
即,制作Li离子浓度和变化量的变化量表时,在相同时刻测定化学强化工序前后阶段的内径、和化学处理工序中的Li离子浓度,把内径的差作为变化量,与Li离子浓度对应。用Li离子的若干浓度测定该对应处理,这样,可导出例如图7、图8所示的Li离子浓度和变化量的关系式、变化量表。
作为其它参照值的(b)累积片数、(c)累计时间,也与上述同样地,在相同时刻测定化学强化工序前后阶段的内径,利用其对应导出关系式。这时,Li离子浓度以外的条件、例如浸渍时间、温度等其它的化学强化处理条件,在测定中和实际制造工序中优选相同。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
本发明也提供用上述磁盘用玻璃基板的制造系统300来制造磁盘用玻璃基板的制造方法。该磁盘用玻璃基板的制造方法包含化学强化工序。在化学强化工序中,使中心形成了圆孔的多个圆板状玻璃基板102分别与多个化学强化处理槽130的任一个的化学强化处理液接触,将玻璃基板102中所含的一部分离子与化学强化处理液中的离子置换,将玻璃基板102化学强化。在化学强化工序之前,还包含内径测定工序、掌握工序、和组合决定工序。在内径测定工序,测定化学强化工序前的多个玻璃基板102的各内径。在掌握工序,对多个化学强化处理槽130的每一个掌握由化学强化工序产生的玻璃基板102的内径变化量。在组合决定工序,根据上述变化量来分别决定进行化学强化的化学强化处理槽130,使被测定了内径的多个玻璃基板102的化学强化工序后的内径成为所需值。在化学强化工序中,由用决定的各化学强化处理槽130对多个玻璃基板102进行化学强化。
这里,通过组合玻璃基板102和化学强化处理槽130以得到预定内径,可以减小磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差。
如上所述,调整玻璃基板和化学强化处理槽的组合,减小了磁盘用玻璃基板的内径尺寸误差。经过该工序,可得到足够的加工精度,但是,在该化学强化处理条件的调整工序中,增加以下所示(A)化学强化工序中的化学强化处理条件的调整工序、(B)内周加工工序的加工量调整的工序,可以一定程度地减小玻璃基板和化学强化处理槽本身的误差,可减小最终的内径尺寸误差。下面,说明增加了该调整工序的实施方式。
((A)化学强化工序中的化学强化处理条件的调整)
图10是表示化学强化工序中的化学强化处理条件的调整的、磁盘用玻璃基板的制造系统100的功能框图。为了便于理解,这里,省略了已经详细说明过的玻璃基板和化学强化处理槽的组合调整,只着眼于化学强化工序中的化学强化处理条件的调整进行说明。
图10的磁盘用玻璃基板102的制造系统100,是在上述磁盘用玻璃基板的制造系统300中,还包含了磨削量决定装置160和研磨量决定装置170而构成的。另外,上述的内周端面磨削装置110、内周端面研磨装置120、化学强化处理槽130、掌握装置140和存储器150,功能基本相同,其重复说明从略。这里,主要说明构造不同的磨削量决定装置160和研磨量决定装置170。
上述磨削量决定装置160和研磨量决定装置170起到了加工量决定装置的作用,根据被掌握的变化量来决定内周端面磨削工序的磨削量和内周端面研磨工序的研磨量,使得接下来的化学强化工序后的玻璃基板102的内径成为所需值。然后,从下次开始,把设定的磨削量和研磨量反映(追加)到至此的磨削量和研磨量上,加工玻璃基板102。即,在内周端面磨削工序、内周端面研磨工序中的任一方或双方,反馈变化量的内径。该反馈,可以每一批进行,也可以每一日进行。这样,即使大量地制造磁盘用玻璃基板时,也能比已往减少多个玻璃基板102间的内径尺寸误差。
图11是表示将变化量分摊并反馈到内周端面磨削工序和内周端面研磨工序两工序时的加工量(磨削量和研磨量)的表。例如,掌握装置140掌握的变化量是15.00μm时,使内径成为所需值的总加工量为15.00μm。因此,参照图11的加工量表,磨削量决定装置160将磨削量增加13.00μm(+13.00μm),研磨量决定装置170将研磨量增加2.00μm(+2.00μm)。然后,内周端面磨削装置110和内周端面研磨装置120分别反映(追加)设定的磨削量和研磨量,进行加工。
另外,该内周端面磨削工序,其加工余量可以比后述的内周端面研磨工序大,每单位时间的切削量也大,所以,控制容易,与内周端面研磨工序相比,可以进一步提高制造工序的效率。
另外,变化量也可以在内周端面磨削工序和内周端面研磨工序中的任一方反馈。
图12是只用内周端面磨削工序的磨削量反馈变化量时的加工量表。这里,由于不进行内周端面研磨工序的追加研磨,所以,只根据磨削量来进行变化量的调整。因此,如果化学强化工序后所需的内径值一定,则磨削量是与变化量成正比的值。只在内周端面研磨工序反馈时,也可以采用同样的加工量表。
图13是将变化量表和加工量表合并的表。参照该表,从作为计算基础的参考值(这里是从Li离子的浓度),可以直接导出磨削量和研磨量,可减轻处理负担。
掌握变化量、把加工量反馈给内周加工工序的上述闭环构成,可以在前阶段的工序吸收化学强化工序中的内径尺寸误差,不必进行化学强化处理条件的烦杂的调整,结果,可以制造出内径尺寸误差更小的磁盘用玻璃基板。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
另外,也提供用上述磁盘用玻璃基板的制造系统来制造磁盘用玻璃基板的制造方法。该磁盘用玻璃基板的制造方法,还包含加工量决定工序。该加工量决定工序,在上述调整化学强化工序中的化学强化处理条件的工序中,根据掌握工序的掌握结果,使接下来的化学强化工序后的玻璃基板102的内径成为所需值地、决定玻璃基板102的内径加工量。在内周加工工序中,根据加工量,加工玻璃基板102的内周端面。
当把上面说明的内周加工工序的加工量的调整追加到玻璃基板和化学强化处理槽的组合的调整中时,掌握变化量,将该变化量作为内周端面磨削工序或内周端面研磨工序的磨削量或研磨量进行反馈,根据如此构成的上述闭环,设定估计了化学强化工序所产生变化量的磨削量,可用内周端面磨削工序,吸收基于化学强化工序的多个参数的内径尺寸误差的变化,结果,可制造内径尺寸误差更小的磁盘用玻璃基板。
另外,进行上述的内周加工工序的加工量调整的工序,也可以不进行玻璃基板和化学强化槽的组合的调整工序,而单独地实施。
((B)化学强化工序中的化学强化处理条件的调整)
图14是表示化学强化工序中的化学强化处理条件的调整的、表示磁盘用玻璃基板的制造系统200的功能框图。这里,为了便于理解,省略了已详细说明过的玻璃基板和化学强化处理槽的组合的调整,只着眼于化学强化处理条件的调整进行说明。该图14所示的磁盘用玻璃基板的制造系统200,是在上述磁盘用玻璃基板的制造系统300中还包含了强化条件决定装置220而构成的。另外,上述的内周端面磨削装置110、内周端面研磨装置120、化学强化处理槽130、存储器150和内径测定装置210,因功能基本相同,所以其重复说明从略。这里,主要说明构造不同的强化条件决定装置220。
上述强化条件决定装置220,根据内径测定装置210测定的内径与化学强化工序后所需内径的差,决定化学强化处理槽130中的化学强化处理条件。这里,首先,用内径测定装置210测定玻璃基板102的内径,导出与最终所需内径的差。然后,使化学强化工序中的变化量追随所导出的差地、决定化学强化处理条件。根据该构成,即使化学强化处理前的玻璃基板102的内径偏离预先决定的设计值,通过调整变化量,也可以将最终的玻璃基板102的内径形成为所需的值,可制造出内径尺寸误差小的磁盘用玻璃基板。
这里,化学强化处理条件可以是从(a)化学强化处理液中所含的特定成分的浓度、(b)玻璃基板102在化学强化处理液中浸渍的时间、(c)化学强化处理液的温度、的组之中,选择出的1个或2个以上的条件。
在化学强化处理槽130的化学强化工序中,主要是(a)化学强化处理液中所含的特定成分的浓度、(b)玻璃基板102在化学强化处理液中浸渍的时间、(c)化学强化处理液的温度,与玻璃基板102的内径变化量有相关关系。因此,即使将1个或2个以上的化学强化处理条件固定、进行化学强化工序,通过改变另1个或2个以上化学强化处理条件,也可以调整变化量,可以进一步减小化学强化工序中的玻璃基板102的最终的内径尺寸误差。
另外,关于(a)的特定成分的浓度,当玻璃基板由含有Li离子的硅铝酸盐玻璃形成时,可以把Li离子作为特定成分。
强化条件决定装置220,例如,基于不希望影响化学强化处理盐的寿命的原因,不想或者不能调整作为化学强化处理条件的Li离子浓度时,通过调整浸渍时间或温度的其中一方或双方,可以使玻璃基板102的内径成为所需值。
同样地,在用多个化学强化处理槽130进行化学强化处理时,通过改变一个化学强化处理槽130的加热时间,其它化学强化处理槽的工作时间也变化,从而使得制造现场的整体时间控制复杂化,在基于该原因等而不想或不能调整浸渍时间时,调整浓度或温度的其中一方或双方。另外,在加热温度高于了例如预先决定的温度时,化学强化处理槽130过热,产生Fe、SUS等的颗粒,当基于该原因等而不想或不能调整温度时,调整浓度或浸渍时间的其中一方或双方。
强化条件决定装置220,也可以采用内径测定装置210测定的内径与化学强化工序后所需内径的差、和化学强化处理条件对应的强化条件表,决定化学强化处理条件。
图15是表示把差(μm)和Li离子浓度(ppm)的相关关系表格化了的强化条件表的例子的说明图。在图15所示的强化条件表中,浸渍时间为180min,温度为350℃,是一定的,可变更的化学强化处理条件只有Li离子浓度(ppm)。因此,根据内径测定装置210测定的内径,导出达到所需内径所必需的差,使内径的变化相当于该差地、调整Li浓度。例如,在比所需内径差5μm时,将Li浓度变更为150ppm,从而在之后的化学强化工序中可得到内径尺寸误差小的玻璃基板。该Li浓度的变更可通过化学强化处理液的预定量的废弃、和硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂或其混合熔盐的添加而实现。
采用该强化条件表,即使不实时地计算差和化学强化处理条件的复杂关系式,只要参照预先准备好的强化条件表,就可容易地从差导出化学强化处理条件。因此,可以减少处理工作量,可避免导出多元函数时的舍入误差引起的化学强化处理条件的偏差。
该强化条件表,可以通过中断磁盘用玻璃基板的制造系统200的反馈,导出开环控制中的Li离子浓度、浸渍时间、和温度、与化学强化处理条件中的变化量的相关关系而求出。该变化量可以测定化学强化工序前后的内径的差而得到。
图16是表示Li离子浓度、浸渍时间、温度、与化学强化处理条件中的变化量的相关关系的说明图。为了制成最终的强化条件表,在容许范围内,使Li离子浓度、浸渍时间、温度变化,采集尽可能多的试样,可制成精度更高的强化条件表。另外,作为强化条件表使用时,先举出固定的化学强化处理条件(图15中是浸渍时间和温度),只抽出与该化学强化处理条件对应的数据。例如,图16中,只抽出浸渍时间180min、温度350℃的化学强化处理条件时,制成图15所示的强化条件表。调整其它化学强化处理条件时,也从表示相关关系的图16表中,用同样的抽出处理,可制成强化条件表。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
另外,也提供用上述磁盘用玻璃基板的制造系统来制造磁盘用玻璃基板的制造方法。该磁盘用玻璃基板的制造方法,还包含化学强化处理条件决定工序。该化学强化处理条件决定工序,在上述调整玻璃基板和化学强化处理槽的组合的工序中,根据测定的内径与化学强化工序后所需内径的差,决定化学强化工序的化学强化处理条件。在化学强化工序中,用决定的化学强化处理条件,对玻璃基板102进行化学强化。
当在上面说明的玻璃基板和化学强化处理槽的组合的调整中增加化学强化工序中的化学强化处理条件的调整时,即使化学强化处理前的玻璃基板102的内径偏离预先决定的设计值,通过调整变化量,也可以将最终的玻璃基板102的内径形成为所需值,可制造出内径尺寸误差更小的磁盘用玻璃基板。
另外,进行上述化学强化工序中的化学强化处理条件的调整的工序,也可以不进行玻璃基板和化学强化处理槽的组合的调整的工序,而单独地实施。
下面,说明上述实施方式的具体实施例。在本实施例中,经过以下工序,制造出磁盘用玻璃基板和磁盘。
(1)形状加工工序和第1抛光工序
首先,采用备有上模、下模、中间模(胴型)的直接压模,把熔融的硅铝酸盐玻璃成型为盘状,得到了非晶的板状玻璃。硅铝酸盐玻璃采用化学强化用的玻璃。除了直接模压以外,也可以用磨削砂轮从用熔融法、下拉法、浮法等形成的片状玻璃上切出,得到圆盘状的磁盘用玻璃基板。另外,作为硅铝酸盐玻璃,采用含有以SiO2:58~75重量%、Al2O3:5~23重量%、Li2O:3~10重量%、Na2O:4~13重量%为主成分的化学强化玻璃。另外,除了上述的硅铝酸盐玻璃外,也可以采用钠钙玻璃等。
接着,对该板状玻璃的两主表面进行抛光加工,成为盘状的玻璃母材。该抛光加工是用具有行星齿轮机构的两面抛光装置,用氧化铝系游离磨粒进行的。具体地说,使抛光平台从上下按压板状玻璃的两面,把含有游离磨粒的磨削液供给到板状玻璃的主表面上,使它们相对地移动,进行抛光加工。经过该抛光加工,得到具有平坦主表面的玻璃母材。
(2)切出工序(去芯、成形)
接着,用金刚石刀将玻璃母材切断,从该玻璃母材上切出圆盘状的玻璃基板。然后,再用圆筒状的金刚石钻,在该玻璃基板的中心部形成圆孔,成为圆环状的玻璃基板(打孔)。
(3)端面磨削工序
用金刚石砂轮,磨削内周端面和外周端面,实施预定的倒角加工(成形)。
(4)第2抛光工序
接着,与第1抛光工序同样地,对得到的玻璃基板的两主表面进行第2抛光加工,进行该第2抛光加工,可以预先把在前工序即切出工序、端面研磨工序中形成在主表面上的细微凹凸形状除去,使得后续的对主表面的研磨工序可在短时间内完成。
(5)端面研磨工序
接着,用刷研磨方法,对玻璃基板的端面进行镜面研磨。这时,研磨磨粒是使用含有氧化铈磨粒的浆(游离磨粒)。经过该端面研磨工序,玻璃基板的端面被加工成可防止颗粒等起尘的镜面状态。
(6)主表面研磨工序
作为主表面研磨工序,先实施第1研磨工序。该第1研磨工序的主要目的是除去在前述抛光工序中残留在主表面上的伤痕、变形。在该第1研磨工序中,借助具有行星齿轮机构的两面研磨装置,采用硬质树脂研磨具,进行主表面的研磨。研磨液是采用氧化铈磨粒。
把结束了该第1研磨工序的玻璃基板,依次浸渍到中性洗涤剂、纯水、IPA(异丙醇)的各清洗槽中,进行清洗。
接着,作为主表面研磨工序,实施第2研磨工序。该第2研磨工序的目的是把主表面精加工成镜面状。在该第2研磨工序中,借助具有行星齿轮机构的两面研磨装置,采用软质发泡树脂研磨具,进行主表面的镜面研磨。研磨液是采用比第1研磨工序中使用的氧化铈磨粒更细的氧化铈磨粒。
把结束了该第2研磨工序的玻璃基板,依次浸渍到中性洗涤剂、纯水、IPA(异丙醇)的各清洗槽内,进行清洗。另外,对各清洗槽施加了超声波。
(7)化学强化工序和冷却工序
接着,对结束了前述抛光工序和研磨工序的玻璃基板实施化学强化。进行化学强化工序,可以使磁盘基板的表层部产生高压缩应力,提高耐冲击性。
化学强化这样进行:准备好混合了硝酸钾(60%)和硝酸钠(40%)的化学强化溶液,预先将该化学强化溶液加热到400℃,并将清洗后的玻璃基板预热到300℃,在化学强化溶液中浸渍约3小时。
这样,经过了在化学强化溶液中的浸渍处理,玻璃基板的表层的Li离子和钠离子分别与化学强化溶液中的钠离子及钾离子置换,从而玻璃基板被强化。这时的玻璃基板的内径中的压缩应力层厚度约为100μm~200μm,变化量为15μm以下。把实施方式记载的技术用在该实施例中,可大大提高成品率。
[实施例]
将玻璃基板与化学强化处理槽匹配、与不匹配时相比,可得到以下的结果。玻璃基板的试样数是10000片,表中的目标值是内径20.0±0.05mm。
表1
在目标值内的比例 | |
实施例 | 100% |
比较例 | 83.6% |
由此可见,可显著提高成品率。
接着,把结束了化学强化工序的玻璃基板浸渍在20℃的水槽内冷却,并保持约10分钟。然后,把冷却后的玻璃基板浸渍到加热至约40℃的浓硫酸内,进行清洗。另外,把结束了硫酸清洗后的玻璃基板,依次浸渍到纯水、IPA(异丙醇)的各清洗槽内,进行清洗。另外,对各清洗槽施加了超声波。
如上所述,通过实施第1抛光工序、切出工序、第2抛光工序、端面研磨工序、主表面研磨工序、化学强化工序、冷却工序,得到了平坦且平滑的、高刚性的磁盘用玻璃基板。
(8)精密清洗工序
接着,对形成了纹理的磁盘用玻璃基板进行精密清洗。该精密清洗的目的,是除掉引起磁头碰撞、热粗糙障碍的研磨残渣或外来的铁系沾染物等,以便得到表面平滑且洁净的玻璃基板。作为精密清洗工序,在用碱性水溶液清洗后,进行淋水清洗、IPA清洗工序。
(9)磁盘制造工序
对于经过了上述工序得到的玻璃基板的两面,将玻璃基板的表面成膜,依次形成由Cr合金构成的附着层、由CoTaZr基合金构成的软磁性层、由Ru构成的基底层、由CoCrPt基合金构成的垂直磁记录层、由碳化氢构成的保护层、由全氟聚醚构成的润滑层,这样,制造成垂直磁记录盘。另外,本构造仅是垂直磁盘的构造之一例,作为面内磁盘,也可以构成磁性层等。
对得到的磁盘,确认了在磁性层等的膜上没有因异物引起的缺陷。另外,实施滑行试验时,未发现刮擦(指磁头掠过磁盘表面的突起)、碰撞(指磁头与磁盘表面的突起碰撞)。另外,用磁阻型磁头进行再生试验时,未发现因热粗糙引起的再生的误动作。
上面,参照附图说明了本发明的优选实施方式,但本发明当然并不受该例限定。本领域的技术人员显然能够在权利要求书记载的范围内做出的各种变更例或改进例,这些当然属于本发明的技术范围。
本发明可用于包含将玻璃基板的一部分进行离子交换、进行化学强化的化学强化工序的磁盘用玻璃基板的制造方法、磁盘的制造方法、磁盘和磁盘用玻璃基板的制造系统。
另外,本申请以2007年1月31日申请的日本专利申请第2007-22418号、日本专利申请第2007-22419号和日本专利申请第2007-22420号作为优先权基础,主张其利益,其全部内容作为参考文献收入本发明。
Claims (21)
1.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板与多个化学强化处理槽中的任一槽的化学强化处理液接触,从而将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;
在内径测定工序,测定上述化学强化工序前的上述玻璃基板的内径;
在掌握工序,对上述多个化学强化处理槽的每一个,掌握由上述化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;
在组合决定工序,根据上述变化量来决定进行化学强化的化学强化处理槽,使被测定了内径的玻璃基板的上述化学强化工序后的内径成为所需值;
在上述化学强化工序中,用上述决定了的化学强化处理槽,将上述玻璃基板化学强化。
2.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的多个圆板状玻璃基板中的任一个与化学强化处理槽中的化学强化处理液接触,从而将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;
在内径测定工序,测定上述化学强化工序前的上述多个玻璃基板的每个基板内径;
在掌握工序,掌握由上述化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;
在组合决定工序,根据上述变化量来决定执行上述化学强化工序的玻璃基板,使得该化学强化工序后的内径成为所需值;
在上述化学强化工序中,用上述化学强化处理槽,将上述决定了的玻璃基板化学强化。
3.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的多个圆板状玻璃基板分别与多个化学强化处理槽中的任一槽的化学强化处理液接触,从而将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序、掌握工序和组合决定工序;
在内径测定工序,测定上述化学强化工序前的上述多个玻璃基板的每个基板内径;
在掌握工序,对上述多个化学强化处理槽的每一个,掌握由上述化学强化工序所产生的玻璃基板的内径变化量;
在组合决定工序,根据上述变化量分别决定进行该化学强化的化学强化处理槽,使得被测定了内径的多个玻璃基板的上述化学强化工序后的内径成为所需值;
在上述化学强化工序中,用上述决定的各化学强化处理槽,将上述多个玻璃基板化学强化。
4.如权利要求3所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述组合决定工序中,分别决定进行化学强化的化学强化处理槽,使得假设将上述玻璃基板和化学强化处理槽组合时的各组合的最终预想内径与内径的所需值的差的平方和成为最小。
5.如权利要求1至4中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,根据上述化学强化处理液中所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
6.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含内周加工工序和化学强化工序,在内周加工工序,对中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板的内周端面进行加工;在化学强化工序,使上述玻璃基板与化学强化处理液接触,将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含掌握工序;
在掌握工序,掌握由上述化学强化工序引起的玻璃基板的内径的变形;
在上述内周加工工序中,根据上述掌握工序的掌握结果来加工玻璃基板的内周端面,使得其后化学强化工序后的内径成为所需形状。
7.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含内周加工工序和化学强化工序,在内周加工工序,对中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板的内周端面进行加工;在化学强化工序,使上述玻璃基板与化学强化处理液接触,将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含掌握工序和加工量决定工序;
在掌握工序,掌握由上述化学强化工序引起变形的玻璃基板的内径变化量;
在加工量决定工序,根据上述掌握工序的掌握结果来决定玻璃基板的内径的加工量,使得其后的化学强化工序后的玻璃基板的内径成为所需值;
在上述内周加工工序中,根据上述加工量,加工玻璃基板的内周端面。
8.如权利要求6或7所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述内周加工工序中包含磨削加工内周端面的内周端面磨削工序、和研磨加工内周端面的内周端面研磨工序,上述掌握工序的掌握结果的反映由该内周端面磨削工序和该内周端面研磨工序中的任一方或双方执行。
9.如权利要求8所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,从上述化学强化工序前后的上述玻璃基板的内径差,掌握变化量。
10.如权利要求1~4、6~7以及9中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,根据上述化学强化处理液中所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
11.如权利要求5所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,根据上述化学强化处理液中所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
12.如权利要求8所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,根据上述化学强化处理液中所含的特定成分的浓度,掌握变化量。
13.如权利要求1~4、6~7以及9中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,用上述特定成分的浓度和上述变化量相对应的变化量表,掌握变化量。
14.如权利要求5所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,用上述特定成分的浓度和上述变化量相对应的变化量表,掌握变化量。
15.如权利要求8所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述掌握工序中,用上述特定成分的浓度和上述变化量相对应的变化量表,掌握变化量。
16.磁盘用玻璃基板的制造方法,包含化学强化工序,在该化学强化工序中,使中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板与化学强化处理液接触,将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造方法还包含内径测定工序和化学强化处理条件决定工序;
在内径测定工序,测定上述化学强化工序前的上述玻璃基板的内径;
在化学强化处理条件决定工序,根据上述测定的内径与化学强化工序后所需内径的差,决定上述化学强化工序的化学强化处理条件;
在上述化学强化工序中,根据上述决定的化学强化处理条件,将玻璃基板化学强化。
17.如权利要求16所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,上述化学强化处理条件是化学强化处理液中所含的特定成分的浓度。
18.如权利要求16或17所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,上述化学强化处理条件是上述玻璃基板在化学强化处理液中浸渍的时间。
19.如权利要求16或17所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述化学强化处理条件决定工序中,利用上述差和化学强化处理条件相对应的强化条件表,决定化学强化处理条件。
20.如权利要求18所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在上述化学强化处理条件决定工序中,利用上述差和化学强化处理条件相对应的强化条件表,决定化学强化处理条件。
21.磁盘用玻璃基板的制造系统,备有化学强化处理槽,用该化学强化处理槽,使中心形成了圆孔的圆板状玻璃基板与化学强化处理液接触,将该玻璃基板中所含的一部分离子与该化学强化处理液中的离子置换,将该玻璃基板化学强化;该磁盘用玻璃基板的制造系统还包含内径测定装置和强化条件决定装置;
上述内径测定装置测定用上述化学强化处理槽进行化学强化前的上述玻璃基板的内径;
上述强化条件决定装置,根据上述测定的内径与化学强化工序后所需内径的差,决定上述化学强化处理槽的化学强化处理条件;
上述化学强化处理槽,根据上述决定了的化学强化处理条件,将玻璃基板化学强化。
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