CN102656631B - 磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘用玻璃基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效地制造可抑制了主表面的表面凸凹的磁盘用玻璃基板的方法及磁盘用玻璃基板。在制造具有一对主表面的磁盘用玻璃基板时,通过对熔融玻璃或软化玻璃进行加压成形而成形如下板状玻璃材料,该玻璃材料具有,其主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度、且所述主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸、及雾度为20%以上的光学特性。使用固定磨粒研削具有所述表面凸凹和所述表面特性的所述板状玻璃材料。之后,对具有使用所述固定磨粒进行研削的所述主表面的表面凸凹的板状玻璃材料,使用游离磨粒进行研磨。

Description

磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘用玻璃基板
技术领域
本发明涉及具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘用玻璃基板。
背景技术
如今,在个人计算机、笔记本电脑或DVD(DigitalVersatileDisc)记录装置等,为了记录数据内置有硬盘装置。特别是,在笔记本电脑等以携带性为前提的设备所使用的硬盘装置中,使用在玻璃基板设置磁性层的磁盘,用微微上浮于磁盘的面上的磁头(DFH,DynamicFlyingHeight)在磁性层进行磁记录信息的记录或读取。该磁盘的基板由于与金属基板等相比具有不易产生塑性变形的性质,所以适用玻璃基板。
另外,为满足硬盘装置的存储容量增大的要求,人们正在谋求磁记录的高密度化。例如,使用磁性层的磁化方向相对于基板的面垂直的方向的垂直磁记录方式,进行磁记录信息区域的微细化。因此,能够使一张盘面基板的存储容量增大。并且,为了存储容量的进一步增大化,还尽量缩短从磁头的磁记录面的上浮距离进行磁记录信息区域的微细化。在这样的磁盘的基板中,磁性层平坦地形成,以使磁性层的磁化方向向着相对于基板面略垂直的方向。因此,玻璃基板表面的凹凸被做成尽可能小。
另外,通过缩短磁头的上浮距离容易引起磁头猛撞故障或热粗糙故障,由于这些障碍因磁盘面上的微小的凹凸或者颗粒产生,所以,除玻璃基板的主表面外,玻璃基板的端面的表面凹凸也做得尽可能小。
然而,磁盘所使用的玻璃基板,例如采用以下方法制造。具体地说,在该方法中,在作为承接料滴形成模具的下模具上提供由熔融玻璃构成的玻璃料滴,使用作为与下模具对置的料滴形成模具的上模具,加压成形玻璃料滴、制造板状玻璃材料后,加工成信息记录介质用玻璃基板(专利文献1)。
在该方法中,在下模具上提供了由熔融玻璃构成的玻璃料滴后,使上模具用筒形模具的下表面和下模具用筒形模具的上表面抵接,超越上模具与上模具用筒形模具的滑动面以及下模具与下模具用筒形模具的滑动面在外侧形成薄钢板状玻璃制造空间,进一步使上模具下降而进行加压成形,加压成形之后马上使上模具上升。由此,作为磁盘用玻璃基板的母材的板状玻璃材料被成形。之后,经研削工序以及研磨工序得到磁盘用玻璃基板。
在研削工序中,进行例如使用了氧化铝系游离磨粒的研削。在该工序中,使用粒子尺寸不同的游离磨粒进行第一研削工序和第二研削工序。设定在第二研削工序中使用的游离磨粒的粒子尺寸比在第一研削工序中使用的游离磨粒的粒子尺寸小。由此,按照该顺序进行粗的研削和细的研削。
研磨工序中,包括:例如使用了氧化铈等的游离磨粒以及硬性树脂材抛光机等的第一研磨工序,和例如使用了硅胶以及柔性树脂材抛光机等的第二研磨工序。在第一研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸比在研削工序中的第二研削工序中使用的磨粒的粒子尺寸小。而且,在第二研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸比在第一研磨工序中使用的磨粒的粒子尺寸小。
如上所述,在玻璃基板的表面加工中,按照第一研削工序、第二研削工序、第一研磨工序、第二研磨工序的顺序进行,以使玻璃基板的表面粗糙度等的表面品质逐步地提高精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:专利第3709033号公报
发明内容
但是,用上述方法成形的玻璃基板的表面精度相对于上述磁记录的高密度化以及磁记录信息区域的微细化所要求的主表面的表面精度并不充分。
例如,在成形板状玻璃材料时,为了防止玻璃材料在上模具以及下模具的模具表面融着,在模具表面涂布脱模剂,因为使用该脱模剂,所以板状玻璃材料的主表面的表面粗糙度较大。另外,上模具以及下模具的表面温度差较大,提供玻璃料滴(玻璃材料块)的下模具处于高温状态。因该表面温度差在成形的板状玻璃材料的厚度方向以及在该板的面内造成温度分布,所以,从模具取出而冷却的板状玻璃材料的收缩量也在板状玻璃材料的厚度方向以及该板的面内维持分布。因此,板状玻璃材料易弯曲,作为其结果,成形时的板状玻璃材料的平坦度低。
这样的板状玻璃材料的平坦度能够通过研削(第一研削工序)提高。例如,为提高平坦度,使研削工序中的加工余量(研削量)大。但是,如果研削工序中的加工余量大,则在板状玻璃材料的表面形成深的裂缝,所以为了不残留深的裂缝,在作为后工序的研磨工序中加工余量(研磨量)必然大。但是,如果使在使用游离磨粒以及树脂抛光机的研磨工序中加工余量大,则板状玻璃材料的主表面的外周边缘部附近被削成圆滑,将产生边缘部的“下垂问题”。即,由于板状玻璃材料的外周边缘部附近被削成圆滑,所以将该板状玻璃材料作为玻璃基板使用制造磁盘时,外周边缘部附近的磁性层和磁头之间的距离比玻璃基板的其它的部分中的磁头的上浮距离变大。另外,由于外周边缘部附近呈圆滑的形状,所以,产生表面凹凸。其结果,在外周边缘部附近的磁性层,磁头的记录以及读取动作不正确,这就是“下垂问题”。
另外,由于研磨工序的加工余量大,所以因研磨工序花费时间长等,在实用上并不理想。
因此,本发明的目的在于,提供高效地制造抑制了主表面的表面凹凸的磁盘用玻璃基板的方法以及磁盘用玻璃基板。
本发明的一个方式是一种具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法,具有如下工序:通过将熔融玻璃加压成形而成形板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料其主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度,并且,具有应通过研削磨粒研削的表面形状;使用固定磨粒研削所述板状玻璃材料的工序;使用游离磨粒研磨所述板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料具有使用所述固定磨粒研削了的所述主表面的表面凹凸。
本发明的一个方式是具有一对主表面的磁盘用玻璃基板的制造方法,具有如下工序:通过将熔融玻璃加压成形而成形板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料具有,主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度、且所述主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸、雾度为20%以上的光学特性;使用固定磨粒研削具有所述表面凹凸以及所述光学特性的所述板状玻璃材料的工序;使用游离磨粒研磨所述板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料具有使用所述固定磨粒研削了的所述主表面的表面凹凸。
另外,所谓所述“具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度”,意味着在加压成形了板状玻璃材料的时刻,主表面的平坦度已经满足作为磁盘用玻璃基板应有的主表面的表面精度。即指,在成形板状玻璃材料的工序,设定磁盘用玻璃基板的主表面的目标平坦度,基于该目标平坦度通过加压成形实现主表面具有目标平坦度的玻璃材料。
对熔融玻璃进行加压成形而成形具有其主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度、且主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸、雾度为20%以上的光学特性的板状玻璃材料,由此经过使用固定磨粒的研削和使用游离磨粒的研磨能够制造磁盘用玻璃基板。由于不是如现有的那样由两个阶段进行使用游离磨粒的研削,所以能够高效地制造磁盘用玻璃基板。
加压成形所述板状玻璃材料的工序优选具有如下工序:使熔融玻璃的块落下的工序;从所述块的落下路径两侧,用相对而置且被设定为略相同的温度的一对模具的面夹持所述块并加压成形,由此成形所述板状玻璃材料的工序。通过所述加压成形,能够制造如下板状玻璃材料,其主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度,而且,具有主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸、及雾度为20%以上的光学特性。
成形所述板状玻璃材料的工序优选的是,在用一对模具的面夹持块并加压成形之后马上打开一对模具。为了制造平坦度高的板状玻璃材料,在现有的加压成形中,需要在加压成形之后不打开模具而是规定时间内保持压力来提高平坦度,然而若按照所述那样的制造方法,则即使在加压成形之后马上打开模具也能够制造平坦度高的板状玻璃材料。
优选的是,所述板状玻璃材料被成形为相对于所述磁盘用玻璃基板的目标厚度厚10μm~150μm,通过所述研削工序以及所述研磨工序,将所述板状玻璃材料加工成所述目标厚度。
所述研削工序优选的是,例如,使用在薄片中设置了钻石粒子的钻石片进行研削。
进一步,优选的是,在成形所述板状玻璃材料的工序和所述研削工序之间,具有对所述板状玻璃材料进行划线的工序。在这种情况下,所述板状玻璃材料的所述主表面的粗糙度优选的是0.01μm以上1.0μm以下。
所述目标平坦度例如在4μm以下。
进一步,本发明的其它的一个方式为用所述方法制造的磁盘用玻璃基板,具有所述主表面的平坦度在4μm以下、所述主表面的粗糙度为0.20nm以下的表面凹凸。
在上述磁盘用玻璃基板的制造方法中,能够高效地制造抑制了主表面的表面凹凸的磁盘用玻璃基板。
附图说明
图1(a)~图1(c)是用于说明使用本发明的一实施方式的磁盘用玻璃基板制造的磁盘的图;
图2(a)~图2(d)是用于说明板状玻璃材料或玻璃基板的表面凹凸的图;
图3是表示本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法的一实施方式的流程的图;
图4是图3所示的在加压成形中使用的装置的俯视图;
图5(a)~图5(c)是用于说明图4所示的装置进行的加压成形的一个例子的图;
图6(a)~图6(c)是用于说明图3中的加压成形的其他例的图;
图7(a)~图7(d)是用于说明图3中的加压成形的又一其他例的图;
图8(a)~图8(c)是用于说明图3中的加压成形再一其他例的图;
图9(a)是由图3所示的通过固定磨粒进行研削所使用的装置的整体图,
图9(b)是用于说明图9(a)所示的装置所使用的底架的图;
图10是用于说明使用图9(a)所示的装置研削板状玻璃材料时的状态的图;
图11(a)~图11(d)是用于说明通过研削或研磨得到的板状玻璃材料或玻璃基板的表面侧剖面图。
附图标记说明:
1磁盘
2玻璃基板
3A、3B磁性层
4A、4B磁头
5外周边缘部
101、201、400装置
111熔融玻璃流出口
120、130、140、150、220加压单元
121、221第一模具
121a、122a内周面
122、222第二模具
122b垫片
123第一驱动部
124第二驱动部
160切割单元
161、162切割刀
171第一传送机
172第二传送机
173第三传送机
174第四传送机
212玻璃把持机构
401下平台
404上平台
406内齿轮
408底架
409齿轮
410钻石片
412太阳齿轮
414内齿轮
416容器
418冷却液
420泵
422过滤器
具体实施方式
以下,就本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘用玻璃基板进行详细说明。
图1(a)~图1(c)是用于说明使用本发明的磁盘用玻璃基板制造的磁盘的图。
(磁盘以及磁盘用玻璃基板)
如图1(a)所示,硬盘装置中使用的磁盘1,在环状的玻璃基板2的主表面形成有如图1(b)所示的至少包含磁性层(垂直磁记录层)等的层3A、3B。更具体地说,在层3A、3B包含例如,未图示的附着层、软磁性层、非磁性基底层、垂直磁记录层、保护层以及润滑层。附着层使用例如Cr合金等,作为与玻璃基板2的粘结层起作用。软磁性层使用例如CoTaZr合金等,非磁性基底层使用例如粒状非磁性层等,垂直磁记录层使用例如粒状磁性层等。另外,保护层使用碳氢构成的材料,润滑层使用例如氟树脂等。
关于磁盘1,若以更具体的例说明,那么,对于玻璃基板2,使用内联式溅射装置,在玻璃基板2的两个主表面上依次成膜CrTi附着层、CoTaZr/Ru/CoTaZr软磁性层、CoCrSiO2非磁性粒状基底层、CoCrPt-SiO2·TiO2粒状磁性层、碳氢保护膜。进一步,在成膜的最上层用浸渍(DIP)法成膜全氟聚醚润滑层。
磁盘1如图1(c)所示,硬盘装置的磁头4A、4B伴随着磁盘1的高速旋转例如7200rpm的旋转,从磁盘1的表面分别上浮5nm。即,图1(c)中的距离H为5nm。在该状态下,磁头4A、4B在磁性层记录信息或读取信息。由于通过该磁头4A、4B的上浮,不会相对于磁盘1滑动,而且在近距离对磁性层进行记录或读取,所以实现磁记录信息区域的微细化和磁记录的高密度化。
此时,从磁盘1的玻璃基板2的中央部到外周边缘部5,能够以设定目标的表面精度正确地加工,并以保持了距离H=5nm的状态使磁头4A、4B正确地动作。
这样的玻璃基板2的表面凹凸的加工如后述那样,经过使用了加工余量小的固定磨粒的研削和由此可使加工余量变小的第一研磨以及第二研磨来制造出。因此,现有的“下垂问题”被消除。
这样的磁盘1使用的玻璃基板2的主表面的表面凹凸,其平坦度为例如4μm以下,表面的粗糙度为例如0.2nm以下。平坦度4μm以下是作为最终产品的磁盘用基板所谋求的目标平坦度。平坦度能够使用例如Nidek社制平整度测试仪FT-900测定。另外,主表面的粗糙度用由JISB0601:2001规定的算术平均粗糙度Ra表示,0.006μm以上200μm以下的情况,能够用例如,三丰社制粗糙度测量仪SV-3100测定,用由JISB0633:2001规定的方法计算。作为其结果,粗糙度为0.03μm以下的情况,能够用例如,精工电子纳米科技株式会社制扫描式探测器显微镜(原子间力显微镜)进行测量,并用由JISR1683:2007规定的方法计算。
这次,关于板状玻璃材料的表面粗糙度,利用使用三丰社制粗糙度测量仪SV-3100测定的结果,关于研磨后的玻璃基板的表面粗糙度,使用了由上述扫描式探测器显微镜(原子间力显微镜)测定的结果。
图2(a)~图2(d)是说明表面凹凸的图。表面凹凸能够根据凹凸的波长按大致4个凹凸确定。
具体地说,表面凹凸可以分为,波长最大的起伏(波长0.6μm~130mm程度)、波纹(波长0.2μm~2mm程度)、微波纹(波长0.1μm~1mm)、粗糙度(波长10nm以下)。
其中,起伏能够以上述平坦度为指标进行表示,粗糙度能够以上述Ra为指标进行表示。
这样的磁盘用玻璃基板,如后述那样,在加压成形后,经过研削工序、第一研磨工序以及第二研磨工序,能够得到具有平坦度为例如4μm以下、表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸的基板。
另外,刚成形后的成为玻璃基板2的母材的板状玻璃材料的表面凹凸不包含上述范围。但是,该板状玻璃材料,其主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下,作为磁盘用玻璃基板需要的主表面的目标平坦度,具体地说主表面的平坦度为4μm以下,主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下,除此之外,具有由JISK7105以及JISK7136规定的雾度为20%以上的光学特性。之所以将板状玻璃材料的表面的平坦度作为磁盘用玻璃基板需要的主表面的目标平坦度,是因为不用进行调整平坦度以及板厚的现有的第一研削工序,维持磁盘1使用的玻璃基板2的平坦度,就能够进行磁头4A、4B的适当的记录和读取动作。具有作为磁盘用玻璃基板需要的主表面的目标平坦度为例如4μm以下,主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸和雾度为20%以上的光学特性的板状玻璃材料,若举一个例子,则能够通过后述的加压成形制造。在现有的加压成形中,不能够制造平坦度为4μm以下的板状玻璃材料。另外,之所以具有板状玻璃材料的雾度为20%以上的光学特性,是因为在后述的通过固定磨粒进行的研削工序中进行高效率的研削。
之所以将板状玻璃材料的表面的粗糙度定为0.01μm以上,是因为将板状玻璃材料进行后述的通过固定磨粒的高效研削。之所以将板状玻璃材料的表面的粗糙度定为10μm以下,是为了抑制用来去除因通过研削深入的裂缝而进行的研磨中加工余量变大。另外,通过将玻璃雏形的主表面的表面粗糙度定为10μm以下,作为磁盘用玻璃基板谋求的表面粗糙度Ra能够可靠地调整。而且,为高效地划线板状玻璃材料,板状玻璃材料的表面的粗糙度优选的是0.01μm以上1.0μm以下。
这样的板状玻璃材料G的表面凹凸能够通过调整加压成形的模具表面的粗糙度加以实现。
作为磁盘1使用的玻璃基板2的材料,能够使用铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅玻璃等。特别是,能够实施化学强化,而且,从能够制造主表面的平坦度以及基板的强度优异的磁盘用玻璃基板的方面考虑,可以优选使用铝硅酸盐玻璃。
作为铝硅酸盐玻璃,优选使用:以摩尔%显示、作为主成分含有SiO257~74%,ZnO20~2.8%,Al2O33~15%,LiO27~16%,Na2O4~14%的化学强化用玻璃材。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
图3是表示磁盘用玻璃基板的制造方法的一实施方式的流程图。首先,通过加压成形制造板状玻璃材料(步骤S10)。制造的板状玻璃材料具有其主表面的平坦度为作为磁盘用玻璃基板需要的主表面的目标平坦度例如4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸,和用JISK7105以及JISK7136规定的雾度为20%以上的光学特性。
这样的加压成形使用例如图4以及图5所示的装置进行。另外,该加压成形也可以用图6、图7或图8所示的装置进行。图4是进行加压成形的装置101的俯视图,图5~图8是从侧面看到的装置进行加压成形情况的图。
(a)加压成形工序
图4所示的装置101具有4组的加压单元120、130、140、150及切割单元160。切割单元160设置于从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃的路径上。装置101使由切割单元160切割产生的熔融玻璃的块落下,此时,用从块的落下路径两侧相互对置且设定于略相同的温度的一对的模具的面夹持并加压,由此制造板状玻璃材料。
具体地说,如图4所示,装置101以熔融玻璃流出口111为中心,4组加压单元120、130、140以及150按90度间隔设置。
在此,所谓“略相同的温度”意味着,构成一对模具的第一加压成形模具的加压成形面的温度与第二加压成形模具的加压成形面的温度的温度差的绝对值为10℃以内。该温度差的绝对值优选5℃以内,最优选0℃。在此,在加压成形面内,存在温度分布的情况,所谓“加压成形面的温度”意味着加压成形面的中心部附近的温度。
另外,优选的是,用所述一对模具的面对所述块在略相同的时刻进行接触并夹持而进行加压成形。在此,所谓“略相同的时间接触”意味着熔融玻璃块和一方的加压成形面接触的时刻,与熔融玻璃块和另一方的加压成形面接触的时刻的时间差的绝对值为0.1秒以内。此时间差的绝对值优选0.05秒以内,最优选0秒。
加压单元120、130、140以及150分别由未图示的移动机构驱动,相对于熔融玻璃流出口111可以进退。即,在位于熔融玻璃流出口111正下方的捕捉位置(在图4中加压单元140以实线描绘的位置)与从熔融玻璃流出口111离开的退避位置(在图4中,加压单元120、130以及150以实线描绘的位置以及加压单元140以虚线描绘的位置)之间能够移动。
切割单元160设置于捕捉位置与熔融玻璃流出口111之间的熔融玻璃的路径上,将从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃适量地切割而形成熔融玻璃的块(以下称料滴)。切割单元160具有一对切割刀161以及162。切割刀161以及162按规定的时间间隔在熔融玻璃的路径上交叉地驱动,切割刀161以及162交叉时,熔融玻璃被切割而得到料滴。得到的料滴向捕捉位置落下。
加压单元120具有第一模具121、第二模具122、第一驱动部123以及第二驱动部124。第一模具121和第二模具122分别是具有用于将料滴加压成形的面的板状的构件,配置成该两个面的法线方向呈略水平方向,该两个面相互平行对置。第一驱动部123使第一模具121相对于第二模具122进退。另外,第二驱动部124使第二模具122相对于第一模具121进退。第一驱动部123以及第二驱动部124具有例如将气缸或螺线管和螺旋弹簧组合的机构等,使第一驱动部123的面和第二驱动部124的面迅速接近的机构。
另外,加压单元130、140以及150的构造与加压单元120相同,所以说明从略。
各个加压单元,在移动到捕捉位置后,通过第一驱动部和第二驱动部的驱动,将落下的料滴夹在第一模具和第二模具之间而成形为规定的厚度,同时迅速冷却,制造圆板状的玻璃材料G。接着,加压单元移动到退避位置后,使第一模具和第二模具分开,使成形的板状玻璃材料G落下。在加压单元120、130、140以及150的退避位置的下方,设置有第一传送机171、第二传送机172、第三传送机173以及第四传送机174。第一~第四传送机171~174分别承接从对应的各加压单元落下的板状玻璃材料G,将板状玻璃材料G传送到未图示的下一工序的装置。
在装置101中,由于其构成为:加压单元120、130、140以及150顺序地移动到捕捉位置,夹持料滴移动到退避位置,所以能够不等待在各加压单元的板状玻璃材料G的冷却,连续地进行板状玻璃材料G的制造。
图5(a)~图5(c)更具体地说明了使用装置101的加压成形。图5(a)是表示制造料滴以前的状态的图,图5(b)是表示由切割单元160制造料滴的状态的图,图5(c)是表示通过加压成形将料滴成形为板状玻璃材料G的状态的图。
如图5(a)所示,熔融玻璃材料LG从熔融玻璃流出口111连续地流出。此时,在规定的时间驱动切割单元160,由切割刀161以及162切割熔融玻璃材料LG(图5(b))。由此,被切割的熔融玻璃因其表面张力,成为大致球状的料滴GG。在图示的例中,调整熔融玻璃材料LG的单位时间的流出量以及切割单元160的驱动间隔,以使每驱动切割单元160一次,形成例如半径10mm程度的料滴GG
制造的料滴GG向加压单元120的第一模具121和第二模具122的间隙落下。此时,在料滴GG进入第一模具121和第二模具122的间隙的时间,驱动第一驱动部123以及第二驱动部124(图4参照),以使第一模具121和第二模具122相互接近。由此,如图5(c)所示,在第一模具121和第二模具122之间料滴GG被捕获。进一步,第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a成为以微小的间隔接近的状态,被夹在第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a之间的料滴GG被成形为薄板状。另外,为了恒定地维持第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的间隔,在第二模具122的内周面122a上设置突起状的垫片122b。即,第二模具的垫片122b通过与第一模具121的内周面121a接触,第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的间隔被恒定地维持,从而形成板状的空间。
在第一模具121以及第二模具122,设置有未图示的温度调节机构,第一模具121以及第二模具122的温度保持在比熔融玻璃LG的玻璃转移温度TG充分低的温度。
在装置101中,从料滴GG与第一模具121的内周面121a或者第二模具122的内周面122a接触到第一模具121和第二模具122将料滴GG完全关闭的状态的时间为约0.06秒,非常短。因此,料滴GG在极短时间内沿第一模具121的内周面121a以及第二模具122的内周面122a扩展而成形为略圆状的形状,并且,急剧被冷却而固化成非晶质的玻璃。由此,制造板状玻璃材料G。另外,在本实施方式中所成形的板状玻璃材料G是例如直径为75~80mm,厚度为约1mm的圆状的板。
第一模具121和第二模具122被关闭后,加压单元120迅速地移动到退避位置,相应地,其他加压单元130移动到捕捉位置,通过该加压单元130对料滴GG进行加压。
加压单元120移动到退避位置后,板状玻璃材料G被充分地冷却为止(到至少比变形点低的温度为止),第一模具121和第二模具122维持关闭的状态。之后,第一驱动部123以及第二驱动部124被驱动,第一模具121和第二模具122分离,板状玻璃材料G从加压单元120脱离而落下,被位于下部的传送机171接住(参照图4)。
在装置101中,如上所述,第一模具121和第二模具122在0.1秒以内(约0.06秒)非常短的时间内关闭,第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a的整体,几乎同时接触熔融玻璃。因此,第一模具121的内周面121a和第二模具122的内周面122a无需局部加热,在内周面121a和内周面122a几乎不产生变形。另外,由于在热从熔融玻璃移动到第一模具121以及第二模具122前,熔融玻璃被成形为圆状,所以成形的熔融玻璃的温度分布大致相同。因此,在熔融玻璃冷却时,玻璃材料的收缩量的分布小,板状玻璃材料G不会产生大的变形。因此,制造的板状玻璃材料G的主表面的平坦度与通过现有的加压成形制造的板状玻璃材料相比得到提高,能够实现作为磁盘用玻璃基板需要的主表面的目标平坦度。
另外,能够调整为:第一模具121的内周面121a以及第二模具122的内周面122a的表面凹凸满足成形的板状玻璃材料G的雾度为20%以上的光学特性。进一步,能够调整为:内周面121a以及内周面122a的表面的粗糙度满足板状玻璃材料G的算术平均粗糙度Ra为0.01μm~10μm,优选0.01μm~1μm。
另外,在图5所示的例中,使用切割刀161以及162切割流出的熔融玻璃LG,由此形成大致球状的料滴GG。然而,熔融玻璃材料LG的粘度相对于即将切割的料滴GG的体积小的情况下,若只切割熔融玻璃LG,则被切割的玻璃并不成为大致球状,不能制造料滴。这样的情况下,使用用于制造料滴的料滴形成模具。
图6(a)~图6(c)是说明图5所示的实施方式的变形例的图。在该变形例中使用料滴形成模具。图6(a)是表示制造料滴前的状态的图,图6(b)是表示由切割单元160以及料滴形成模具180制造料滴GG的状态的图,图6(c)是表示将料滴GG加压成形制造了板状玻璃材料G的状态的图。
如图6(a)所示,加压单元120通过在熔融玻璃LG的路径上关闭块181、182而熔融玻璃LG的路径被阻断,由用块181、182制造的凹部180C接住切割单元160切割的熔融玻璃LG的块。之后,如图6(b)所示,通过打开块181、182,在凹部180C中成为球状的熔融玻璃LG一下子向加压单元120落下。在该落下时,料滴GG因熔融玻璃LG的表面张力成为球状。球状的料滴GG在落下途中,如图6(c)所示,被第一模具121和第二模具122夹持而被加压成形,由此制造圆板状的玻璃材料G。
或者,如图7(a)~图7(d)所示,装置101也可以不使用图6(a)~图6(c)所示的切割单元160,而使用移动机构,使料滴形成模具180沿着熔融玻璃LG的路径向上游侧方向或下游侧方向移动。图7(a)~图7(d)是说明使用料滴形成模具180的变形例的图。图7(a),图7(b)是表示制造料滴GG前的状态的图,图7(c)是表示由料滴形成模具180制造了料滴GG的状态的图,图7(d)是表示将料滴GG加压成形制造了板状玻璃材料G的状态的图。
如图7(a)所示,通过块181、182制造的凹部180C接住从熔融玻璃流出口111流出的熔融玻璃LG,如图7(b)所示,在规定的时间使块181、182迅速地向熔融玻璃LG的流动方向的下游侧移动。由此,熔融玻璃LG被切割。之后,在规定的时间,如图7(c)所示,块181、182分离。由此,以块181、182保持的熔融玻璃LG一下子落下,料滴GG因熔融玻璃LG的表面张力成球状。球状的料滴GG在落下途中,如图7(d)所示,通过被第一模具121和第二模具122夹持并加压成形,制造圆板状的玻璃材料G。
图8(a)~图8(c)是说明代替料滴GG而使由未图示的软化炉进行加热的光学玻璃的块CP落下,在落下途中从两侧用模具221、222夹持并加压成形的变形例的图。图8(a)是表示加热的光学玻璃的块成形之前的状态的图,图8(b)是表示光学玻璃的块落下的状态的图,图8(c)是表示将光学玻璃的块加压成形制造了板状玻璃材料G的状态的图。
如图8(a)所示,装置201,用玻璃材料把持机构212将光学玻璃块CP搬运到加压单元220的上部的位置,在该位置,如图8(b)所示,玻璃材料把持机构212释放光学玻璃块CP的把持,使光学玻璃块CP落下。光学玻璃块CP在落下途中,如图8(c)所示,被第一模具221和第二模具222夹持而成形为圆板状的玻璃材料G。由于第一模具221以及第二模具222与图5所示的第一模具121以及第二模具122具有相同的构成以及作用,所以说明从略。
(b)划线工序
在以上的加压成形后,如图3所示,对成形的板状玻璃材料G进行划线(步骤S20)。
在此,所谓划线,是指为了将成形的板状玻璃材料G做成规定尺寸的环状,在板状玻璃材料G的表面通过超钢合金制或钻石粒子构成的刻线机设置2个同心圆(内侧同心圆以及外侧同心圆)状的切割线(线状伤痕)。被划线为2个同心圆形状的板状玻璃材料G被部分加热,因板状玻璃材料G的热膨胀差异,去除外侧同心圆的外侧部分以及内侧同心圆的内侧部分。由此,成为环状的板状玻璃材料。
如上所述,通过将板状玻璃材料G的粗糙度的上限设定为1μm,能够使用划线机设定切割线。板状玻璃材料G的粗糙度超过1μm的情况下,划线机不追随表面凹凸,无法相同地设置切割线。另外,在板状玻璃材料的粗糙度超过1μm的情况下,使板状玻璃材料做成不需划线程度的外径、正圆度,也可以通过对这样的板状玻璃材料使用空心钻等形成圆孔而形成环状。
(c)形状加工工序(倒角工序)
接下来,进行划线后的板状玻璃材料G的形状加工(步骤S30)。形状加工包括倒角(外周端部以及内周端部的倒角)。
在环状的板状玻璃材料G的外周端部以及内周端部,通过钻石磨石实施倒角。
(d)由固定磨粒实施的研削工序
接下来,对于环状的板状玻璃材料G,用固定磨粒实施研削(步骤S40)。用固定磨粒研削导致的加工余量为例如数μm~100μm程度。固定磨粒的粒子尺寸为例如10μm程度。
图9(a)是研削使用的装置的整体图。图9(b)是说明该装置使用的底架的图。图10是说明板状玻璃材料G的研削进行状态的图。
装置400如图9(a)以及图10所示,具有下平台402,上平台404,内齿轮406,底架408,钻石片410,太阳齿轮412,内齿轮414,容器416以及冷却液418。
装置400在下平台402和上平台404之间,从上下方向夹持内齿轮406。在内齿轮406内,在研削时保持多个底架408。在图9(b)中,保持5个底架。与下平台402以及上平台404平面粘结的钻石片410的面成为研削面。即,板状玻璃材料G由使用了钻石片410的固定磨粒进行研削。
应研削的多个板状玻璃材料G如图9(b)所示,配置在设置于各底架408的圆形孔上并被保持。在研削时,板状玻璃材料G的一对主表面被下平台402以及上平台404夹持,与钻石片410接触。
另外,在下平台402上,板状玻璃材料G保持于外周具有齿轮409的底架上408。该底架408与设置于下平台402的太阳齿轮412、内齿轮414噛合。通过使太阳齿轮412按箭头方向旋转,各底架408朝向各自的箭头方向作为行星齿轮自转并且公转。由此,板状玻璃材料G由钻石片410被研削。
装置400如图9(a)所示,由泵420将容器416内的冷却液418供给上平台404内,通过从下平台402回收冷却液418,并将其返回到容器416进行循环。此时,冷却液418将研削中产生的切屑从研削面去除。具体地说,装置400在使冷却液418循环时,用设置于下平台402内的过滤器422过滤,在该过滤器422将切屑滞留。
通过这样的固定磨粒的研削,主表面具有如图11(a)所示的表面侧剖面线。图11(a)是表示由固定磨粒研削后的表面侧剖面线的一个例子的图,图11(b)是表示由现有技术进行的用游离磨粒研削后的表面侧剖面线的一个例子的图。
即,如图11(a)所示,板状玻璃材料G的表面凹凸中,只有凸部被固定磨粒有效地研削,研削面呈在比较平坦部分中部分地凹进有凹部以及裂缝的侧剖面线形状。当然,在上述平坦的部分具有与固定磨粒的粒子尺寸对应大小的凹凸,例如具有粗糙度。与此相对,使用游离磨粒的研削的情况,如图11(b)所示,除凸部外凹部也同样被去除。因此,由游离磨粒进行的研削后的平面侧剖面线不会成为如图11(a)所示的平坦部分比较多的表面侧剖面线。
另外,由固定磨粒进行的研削在表面凹凸的粗糙度为0.01μm以下的情况几乎不起作用。即,不能研削。因此,为了由固定磨粒进行有效地研削,成形的板状玻璃材料G的表面凹凸的粗糙度被调整为0.01μm以上。
图11(c)是表示由固定磨粒易进行研削的表面侧剖面线形状的一个例子的图,图11(d)是表示由固定磨粒不易进行研削的表面侧剖面线形状的一个例子的图。
即,如图11(c)所示,在表面侧剖面线存在局部凸部,且粗糙度为0.01μm以上,由此,由固定磨粒容易有效地进行研削。相反,如图11(d)所示,在表面侧剖面线不存在局部凸部而平滑地变化时,即使粗糙度为0.01μm以上,也很难由固定磨粒进行研削。
这样的表面侧剖面线的形状差异能够由雾度表示。即,在板状玻璃材料G中,具有雾度为20%以上的光学特性的板状玻璃材料G,不具有如图11(d)所示的表面侧剖面线形状,容易由固定磨粒进行研削。因此,调整模具121、122的内周面121a、22a的表面形状,以使成形的板状玻璃材料G具有上述表面凹凸以及上述光学特性。板状玻璃材料G的光学特性为雾度20%以上。
在研削装置400,使用钻石片410进行研削,但可以代替钻石片410,使用设置钻石粒子的固定磨粒。例如,通过将多个钻石粒子用树脂结合而做成的弹丸状结构用于固定磨粒的研削。
(d)端面研磨工序
进行由固定磨粒研削后的板状玻璃材料G的端面研磨(步骤S50)。在端面研磨中,将板状玻璃材料G的内周侧端面以及外周侧端面通过刷式研磨进行镜面加工。此时,使用作为游离磨粒包含氧化铈等微粒子的泥浆。通过进行端面研磨,去除在板状玻璃材料G的端面上附着的灰尘、损毁或伤痕等的损伤,由此,能够防止成为钠或钾等的腐蚀原因的离子析出的发生。
(e)第一研磨(主表面研磨)工序
接下来,在被研削的板状玻璃材料G的主表面实施第一研磨(步骤S60)。第一研磨的加工余量为例如数μm~50μm程度。
第一研磨以通过固定磨粒进行的研削去除残留在主表面的伤痕、变形为目的。在第一研磨中,使用在由固定磨粒进行研削(步骤S40)中所使用的装置400。此时,与由固定磨粒进行研削不同之处在于,
●代替固定磨粒,使用浑浊于泥浆的游离磨粒,
●不使用冷却液,
●代替钻石片410,使用树脂抛光机。
作为第一研磨中使用的游离磨粒,使用例如,浑浊于泥浆的氧化铈等的微粒子(粒子尺寸:直径1~2μm程度)。
(f)化学强化工序
接下来,第一研磨后的板状玻璃材料G被化学强化(步骤S60)。
作为化学强化液,可以使用例如硝酸钾(60%)和硫酸钠(40%)的混合液等。在化学强化中,化学强化液被加热到例如300℃~400℃,清洗的板状玻璃材料G被预热到例如200℃~300℃后,板状玻璃材料G在化学强化液中浸渍例如3小时~4小时。该浸渍时,优选的是,为了使板状玻璃材料G的两主表面整体被化学强化,多个板状玻璃材料G按照在其端面被保持的方式并收纳在支架的状态被浸渍。
这样,通过将板状玻璃材料G浸渍在化学强化液中,板状玻璃材料G表层的锂离子及钠离子分别被化学强化液中的离子半径相对大的钠离子及钾离子置换,板状玻璃材料G被强化。另外,清洗被化学强化处理的板状玻璃材料G。例如,用硫酸清洗后,用纯水、IPA(异丙醇)等清洗。
(g)第二研磨(最终研磨)工序
接下来,对被化学强化并充分清洗的板状玻璃材料G实施第二研磨(步骤S80)。第二研磨的加工余量为例如1μm程度。
第二研磨以主表面的镜面研磨为目的。在第二研磨中,使用在由固定磨粒进行的研削(步骤S40)以及在第一研磨(步骤S60)中使用的装置400。此时,与第一研磨不同之处在于,
●游离磨粒的种类以及粒子尺寸不同,
●树脂抛光机的硬度不同。
作为第二研磨使用的游离磨粒,使用例如,浑浊于泥浆的硅胶等的微粒子(粒子尺寸:直径0.1μm程度)。
这样,研磨的板状玻璃材料G被清洗。在清洗中,使用中性洗剂、纯水、IPA。
通过第二研磨,能够得到具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸的磁盘用玻璃基板2。
之后,在磁盘用玻璃基板2上,如图1所示,成膜磁性层等的层3A、3B,由此制造磁盘1。
以上是沿图3的流程进行的说明。在图3所示的流程中,划线(步骤S20)以及形状加工(步骤S30)在由固定磨粒研削(步骤S40)与第一研磨(步骤S60)之间进行,化学强化(步骤S70)在第一研磨(步骤S60)和第二研磨(步骤S80)之间进行,但不限定于该顺序。只要在由固定磨粒研削(步骤S40)之后,进行第一研磨(步骤S60),然后进行第二研磨(步骤S80),就可以适当的配置划线(步骤S20)、形状加工(步骤S30)以及化学强化(步骤S70)各工序。
在本实施方式中,成形的板状玻璃材料G不进行如现有的那样使用游离磨粒的2次研削(第一研削以及第二研削),在进行使用固定磨粒的一次研削后,进行第一研磨以及第二研磨。之所以能够将这样的研削工序省去一个工序,是因为能够成形具有如下特性的板状玻璃材料,该特性为其主表面具有作为磁盘用玻璃基板需要的目标平坦度,主表面的粗糙度为0.1μm~10μm的表面凹凸,及雾度为20%以上的光学特性。
并且,在使用了固定磨粒的研削中,如图11(a)所示,能够只将表面侧剖面线的凸部部分优先研削,能够抑制在后续工序的第一研磨以及第二研磨中的加工余量。例如,在研削以及研磨中,能够将合计的加工余量设为10μm~150μm。因此,最好使板状玻璃材料G成形为相对于磁盘使用的玻璃基板2的目标厚度厚10μm~150μm,通过研削以及研磨,将板状玻璃材料G加工成目标厚度。
为了消除成形的板状玻璃材料的低的平坦度,现有的研削(第一研削工序以及第二研削工序)以及研磨(第一研磨工序以及第二研磨工序)中的加工余量超过150μm。即,在现有的第一研削工序以及第二研削工序中加工余量被设定得大。在研削中如果研削量大,虽然平坦度提高,但形成深的裂缝。因此,第一研磨以及第二研磨中的加工余量必然变大。就是因为这样的研磨中的大的加工余量,导致上述那样的玻璃基板的外周边缘部附近被削成圆滑的边缘部的“下垂问题”。另外,外周边缘部附近被削成圆滑,是因为在进行上述的第一研磨以及第二研磨时,使用硬性或柔性树脂抛光机的缘故。
这样,在本实施方式的方法中,对成形的板状玻璃材料的主表面由固定磨粒进行研削,进一步,对进行该研削的板状玻璃材料的主表面实施第一研磨。因此,在本实施方式的方法中,能够使通过研削的加工余量变小,其结果,能够将研削、第一研磨以及第二研磨的加工余量设定为10μm~150μm。
(实施例,现有例,比较例)
以下,确认图3所示的方法的有效性。
玻璃材料使用了铝硅酸盐玻璃(SiO257~74%,ZnO20~2.8%,Al2O33~15%,LiO27~16%,Na2O4~14%)。
关于制造的玻璃基板,使用内联式溅射装置,形成了磁性层。具体地说,在玻璃基板的两主表面上,依次成膜CrTi附着层,CoTaZr/Ru/CoTaZr软磁性层,CoCrSiO2非磁性粒状基底层,CoCrPt-SiO2·TiO2粒状磁性层,碳氢保护膜。之后,在成膜的最上层通过浸渍法成膜了全氟聚醚润滑层。由此,得到了磁盘。
●实施例1~11
使用具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm~10μm的表面凹凸、及雾度为20%以上的光学特性的板状玻璃材料,用图3~图5所示的本实施方式的方法制造了玻璃基板。
●比较例1
另外,通过图4、图5所示的加压成形的方法,使用主表面的平坦度为4μm以下,但主表面的粗糙度为0.01μm以下,雾度为20%以上的板状玻璃材料,进行图3所示的步骤20~步骤S80制造了玻璃基板。
●比较例2~8
另外,通过图4、图5所示的加压成形的方法,使用具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm~10μm的表面凹凸,但雾度为20%以下的板状玻璃材料,进行图3所示的步骤20~步骤S80制造了玻璃基板。
●比较例9~11
通过图4、图5所示的加压成形的方法,使用具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度超过10μm的表面凹凸,雾度为20%以上的板状玻璃材料,进行图3所示的步骤20~步骤S80制造了玻璃基板。
●比较例12~14
通过图4、图5所示的加压成形的方法,使用具有主表面的平坦度超过4μm、主表面的粗糙度为0.01μm~10μm的表面凹凸,雾度为20%以上的板状玻璃材料,进行图3所示的步骤20~步骤S80制造了玻璃基板。
●现有例
使用以现有的方法(专利第3709033号公报中记载的方法)制造的板状玻璃材料,制造了玻璃基板(现有例)。对制造的玻璃基板进行了第一研削、第二研削、第一研磨以及第二研磨,以使任一例都具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸。
另外,改变加压成形使用的模具表面的凹凸形状制造了上述实施例1~11,比较例1~14的板状玻璃材料。
实施例1~11以及比较例1~14的研削、研磨的条件按如下那样进行。
●由固定磨粒进行的研削工序:钻石片
●第一研磨工序:氧化铈(平均粒子尺寸:直径1~2μm),使用硬性聚氨酯垫研磨,加工余量10μm。
●第二研磨工序:使用硅胶(平均粒子尺寸:直径0.1μm)、柔性聚氨酯垫研磨,加工余量1μm。
另外,在现有例中,作为研削工序,进行使用了游离磨粒的上述的第一研削工序和第二研削工序。现有例中的第一研磨工序以及第二研磨工序的条件设定为与上述条件相同。
为了评价磁头对于得到的磁盘的上浮稳定性,实施LUL耐久试验(60万次)进行了评价。所谓LUL耐久试验是指,在使HDD(硬盘装置)进入70℃80%的恒温恒湿槽的状态,使磁头以坡道(ramp)→ID停止→坡道→ID停止→…这样的周期驱动,考察错误的产生状况或试验后的磁头受污染或磨损等的异常产生的试验。对于一个实验水准,使用10台,8万次/日×7.5日=60万次的LUL试验结果,只要有1台HDD发现异常的情况就被评价为不合格。
下述表1表示实施例1~11、比较例1~14的主表面的粗糙度、平坦度及雾度,LUL耐久试验结果(合格,不合格)。
[表1]
通过上述表1中的实施例1~11和比较例1~14的比较可知,成形的板状玻璃材料,只要具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm~10μm的表面凹凸,及雾度为20%以上的光学特性,就能够进行LUL耐久试验,而且,在LUL耐久试验中均为合格。
另外,实施例8~11以及比较例8~11,由于成型时的板状玻璃材料G的主表面的粗糙度超过1.0μm,不能进行划线工序,所以,替代划线,使用空心钻进行了去芯。
另外,实施例1~11中,成型时的板状玻璃材料G的厚度,任一例相对于玻璃基板2的目标厚度均厚10μ~150μm,将该10~150μm厚度部分通过研削以及研磨去除,在LUL耐久试验中能够制造了具有合格的表面凹凸的、目标厚度的玻璃基板。
另外,用现有的方法成形的现有例的板状玻璃材料的厚度设定为相对于玻璃基板2的目标厚度厚150μm,该厚度部分通过研削以及研磨去除,能够得到目标厚度的玻璃基板。但是,能够确认到,使用该玻璃基板的磁盘的外周边缘部附近成为产生上述“下垂问题”诱因的圆的形状。由此证明,产生了“下垂问题”。
通过以上叙述可知,成形的板状玻璃材料,具有主表面的平坦度为4μm以下、主表面的粗糙度为0.01μm~10μm的表面凹凸,及雾度为20%以上的光学特性,由此,可由固定磨粒进行有效的研削。另外,在这种情况下,主表面的平坦度为4μm以下是磁盘用玻璃基板的主表面的目标平坦度。
以上,就本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘用玻璃基板进行了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明主要内容的范围内可以进行多种变更。

Claims (10)

1.一种磁盘用玻璃基板的制造方法,该基板具有一对主表面,其特征在于,具有如下工序:
通过将从熔融玻璃流出口流出的熔融玻璃加压成形而成形板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料具有,主表面具有磁盘用玻璃基板的目标平坦度、且所述主表面的粗糙度为0.01μm以上10μm以下的表面凹凸、及雾度为20%以上的光学特性;
使用固定磨粒研削在所述成形工序中成形且具有所述目标平坦度、所述表面凹凸以及所述光学特性的所述板状玻璃材料的主表面的工序;
使用游离磨粒研磨所述板状玻璃材料的工序,所述板状玻璃材料具有使用所述固定磨粒研削的所述主表面的表面凹凸。
2.如权利要求1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,所述板状玻璃材料被成形为相对于所述磁盘用玻璃基板的目标厚度厚10μm~150μm,通过所述研削工序以及所述研磨工序,将所述板状玻璃材料加工成所述目标厚度。
3.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,成形所述板状玻璃材料的工序具有:
使熔融玻璃的块落下的工序,和
从所述块的落下路径两侧,用相对对置、且被设定为大致相同温度的一对模具的面夹持所述块并加压成形,由此成形所述板状玻璃材料的工序。
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,在成形所述板状玻璃材料的工序中,在用一对模具的面夹持块并加压成形后马上打开一对模具。
5.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,所述研削工序使用在薄片中设置了钻石粒子的钻石片研削。
6.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,进一步,在成形所述板状玻璃材料的工序和所述研削工序之间,具有划线所述板状玻璃材料的工序。
7.如权利要求6所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,所述板状玻璃材料的所述主表面的粗糙度为0.01μm以上1μm以下。
8.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,所述目标平坦度在4μm以下。
9.如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于,在所述成形工序中,一对模具的温度保持在比熔融玻璃的温度低的温度,并用该状态的一对模具对熔融玻璃块进行加压。
10.用权利要求1或2所述的方法制造的磁盘用玻璃基板,其特征在于,具有所述主表面的平坦度为4μm以下、所述主表面的粗糙度为0.2nm以下的表面凹凸。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5499159B2 (ja) * 2010-03-31 2014-05-21 Hoya株式会社 ガラスブランクの製造方法、磁気記録媒体基板の製造方法および磁気記録媒体の製造方法
JP5977520B2 (ja) * 2011-12-29 2016-08-24 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板
TWI637811B (zh) * 2012-10-25 2018-10-11 日商安瀚視特控股股份有限公司 玻璃基板之製造方法及玻璃基板硏磨用磁性流動體
US10319403B2 (en) 2015-03-31 2019-06-11 Hoya Corporation Magnetic-disk substrate, magnetic disk, and method for manufacturing magnetic-disk substrate
US11931855B2 (en) * 2019-06-17 2024-03-19 Applied Materials, Inc. Planarization methods for packaging substrates
CN113021081B (zh) * 2019-12-23 2022-12-27 福耀玻璃工业集团股份有限公司 玻璃基板表面粗糙化的方法
CN113443841B (zh) * 2021-08-02 2022-04-19 南京宣汉玻璃有限公司 一种抵御太阳和电磁辐射的玻璃新材料的粘合装置及该玻璃新材料的生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306946A (zh) * 2000-02-01 2001-08-08 株式会社小原 玻璃陶瓷

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5219209B2 (zh) * 1973-05-15 1977-05-26
JPS63248727A (ja) * 1987-04-02 1988-10-17 Olympus Optical Co Ltd ガラス成形品の製造方法および製造装置
JPH01133948A (ja) * 1987-11-18 1989-05-26 Canon Inc 光学素子の製造方法
JPH01164738A (ja) * 1987-12-22 1989-06-28 Canon Inc 光学素子の成形装置
JPH06171959A (ja) * 1992-12-10 1994-06-21 Olympus Optical Co Ltd 光学素子製造方法
JP3148641B2 (ja) 1996-06-26 2001-03-19 日本碍子株式会社 磁気ディスク用結晶化ガラス基板のブランク材およびその製造方法
JP3709033B2 (ja) 1996-12-27 2005-10-19 Hoya株式会社 ガラス製品の製造方法
JPH11221742A (ja) * 1997-09-30 1999-08-17 Hoya Corp 研磨方法及び研磨装置並びに磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体
JPH11228150A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Ngk Insulators Ltd ガラス基板の作製方法
JP2000153453A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Ngk Insulators Ltd ガラス基板の研磨方法
US6539750B1 (en) * 1999-04-30 2003-04-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Glass substrate forming mold and production method for glass substrate
JP3420192B2 (ja) * 2000-02-01 2003-06-23 株式会社オハラ ガラスセラミックス
MY128559A (en) * 2000-07-21 2007-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Molded glass substrate for magnetic disk and method for manufacturing the same
JP4495842B2 (ja) * 2000-09-01 2010-07-07 Hoya株式会社 ガラス成形品の製造方法及び製造装置、並びにガラス製品の製造方法
JP2003030822A (ja) 2001-07-13 2003-01-31 Fuji Electric Co Ltd 磁気ディスク用基板の加工方法
JP4257906B2 (ja) * 2001-07-19 2009-04-30 日本山村硝子株式会社 ガラス製品の成形方法におけるガラスゴブの品質管理方法及び品質管理装置
JP2003054965A (ja) * 2001-08-08 2003-02-26 Minolta Co Ltd ガラスのプレス成形方法および該方法を用いたハードディスク用ガラス基板の製造方法
US20030134734A1 (en) * 2001-08-08 2003-07-17 Shiro Nishimoto Press molding method for glass and manufacturing method for glass substrate using this method
JP3982229B2 (ja) * 2001-10-17 2007-09-26 富士電機デバイステクノロジー株式会社 ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法
JP4222778B2 (ja) * 2001-12-14 2009-02-12 Hoya株式会社 ガラス成形体の製造方法および光学素子の製造方法
US6972135B2 (en) * 2002-11-18 2005-12-06 Komag, Inc. Texturing of magnetic disk substrates
JP4556383B2 (ja) * 2002-11-29 2010-10-06 コニカミノルタホールディングス株式会社 転写光学面の加工方法
JP2004196651A (ja) * 2002-12-04 2004-07-15 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 記憶媒体用ガラス基板の製造方法および装置、記憶媒体用ガラス基板及び記憶媒体
US7255943B2 (en) * 2003-05-14 2007-08-14 Hoya Corporation Glass substrate for a magnetic disk, magnetic disk, and methods of producing the glass substrate and the magnetic disk
JP4744795B2 (ja) * 2003-09-04 2011-08-10 Hoya株式会社 精密プレス成形用プリフォームおよびその製造方法並びに光学素子およびその製造方法
CN1654384B (zh) * 2004-02-10 2013-06-26 Hoya株式会社 精密玻璃球的制造方法及玻璃光学元件的制造方法
JP4380379B2 (ja) 2004-03-19 2009-12-09 コニカミノルタオプト株式会社 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法
US7395679B2 (en) 2004-03-19 2008-07-08 Konica Minolta Opto, Inc. Method of manufacturing glass substrate for information recording medium
CN100538827C (zh) * 2004-03-25 2009-09-09 Hoya株式会社 磁盘用玻璃基板
CN101010169A (zh) * 2004-08-30 2007-08-01 昭和电工株式会社 磁盘基底以及磁盘的制造方法
JP4646638B2 (ja) * 2005-01-14 2011-03-09 株式会社リコー 表面研磨加工法及び加工装置
DE102005041033B4 (de) * 2005-08-26 2010-10-28 Schott Ag Verfahren zur Herstellung eines Pressglasproduktes
US7288757B2 (en) * 2005-09-01 2007-10-30 Micron Technology, Inc. Microelectronic imaging devices and associated methods for attaching transmissive elements
CN101356040B (zh) * 2006-09-19 2012-05-30 Hoya株式会社 磁盘用玻璃基板的制造方法及磁盘制造方法
JP2008105894A (ja) 2006-10-25 2008-05-08 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 成形金型、中間部材及び基板の製造方法
CN101542603B (zh) * 2006-11-22 2011-08-24 柯尼卡美能达精密光学株式会社 信息记录媒体用玻璃基板、信息记录媒体用玻璃基板的制造方法及信息记录媒体
JP2008142802A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Ohara Inc 基板の製造方法および基板
JP4838703B2 (ja) * 2006-12-26 2011-12-14 富士電機株式会社 磁気記録媒体用ディスク基板の製造方法、磁気記録媒体用ディスク基板、磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体、及び磁気記録装置
JP2008174401A (ja) 2007-01-16 2008-07-31 Konica Minolta Opto Inc ガラス基板成形用金型、ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法及び情報記録媒体の製造方法
US8245537B2 (en) * 2007-01-16 2012-08-21 Konica Minolta Opto, Inc. Mold for glass substrate molding, method for producing glass substrate, method for producing glass substrate for information recording medium, and method for producing information recording medium
JP5305698B2 (ja) * 2007-03-09 2013-10-02 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク製造方法および磁気ディスク用ガラス基板
JP2008226349A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Showa Denko Kk 円盤状基板の製造方法、洗浄装置
JP2008229830A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Showa Denko Kk 円盤状基板の製造方法
JP4755135B2 (ja) * 2007-04-27 2011-08-24 株式会社オハラ 結晶化ガラス
JP5005645B2 (ja) * 2007-09-27 2012-08-22 Hoya株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法
JP5170877B2 (ja) * 2008-03-05 2013-03-27 古河電気工業株式会社 ガラス基板の製造方法
JP2009269762A (ja) 2008-04-30 2009-11-19 Fuji Electric Device Technology Co Ltd ガラス素材およびその成形用金型ならびに磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
MY183006A (en) * 2009-12-29 2021-02-05 Hoya Corp Manufacturing method of glass substrate for magnetic disk

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306946A (zh) * 2000-02-01 2001-08-08 株式会社小原 玻璃陶瓷

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