CN105009213B - 磁盘用玻璃基板和磁盘 - Google Patents
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Abstract
本发明的磁盘用玻璃基板在中心具有圆孔,并具有一对主表面和端面,所述端面具有侧壁面、和介于所述侧壁面与所述主表面之间的倒角面,外周侧的端面的正圆度为1.5μm以下,分别取得在外周侧的侧壁面上的沿板厚方向相距200μm的两点位置处的圆周方向的轮廓线,设根据这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆的中心间的中点为中点A,在外周侧的两个倒角面上的板厚方向长度的中心的位置分别取得圆周方向的轮廓线,在根据这些轮廓线求出的最小二乘圆的中心中,设根据一个倒角面求出的中心为中心B,设根据另一个倒角面求出的中心为中心C时,中点A和中心B间的距离与中点A和中心C间的距离的合计为1μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及磁盘用玻璃基板和磁盘。
背景技术
如今,在个人计算机或DVD(Digital Versatile Disc)记录装置等中内置有用于记录数据的硬盘装置(HDD:Hard Disk Drive)。特别是在笔记型个人计算机等以移动性为前提的设备中使用的硬盘装置中,使用在玻璃基板上设置有磁性层的磁盘,利用在磁盘的面上略微悬浮的磁头对磁性层进行磁记录信息的记录或读取。作为该磁盘的基板,由于具有比金属基板(铝基板)等更难以发生塑性变形的性质,因而优选使用玻璃基板。
另外,应增大硬盘装置中存储容量的要求,寻求磁记录的高密度化。例如使用使磁性层中的磁化方向相对于基板的面为垂直方向的垂直磁记录方式,进行磁记录信息区域的微细化。由此,可以增大1张盘片基板中的存储容量。在这种盘片基板中,优选按照磁性层的磁化方向相对于基板面朝向大致垂直方向的方式,尽可能地使基板表面平坦,使磁性粒子的生长方向统一为垂直方向。
进一步,为了进一步增大存储容量,还进行了下述操作:通过使用搭载有DFH(Dynamic Flying Height)机构的磁头来极度缩短距磁记录面的悬浮距离,从而降低磁头的记录再生元件与磁盘的磁记录层之间的磁性间距,进一步提高信息的记录再现精度(提高S/N比)。该情况下,为了长期稳定地进行利用磁头的磁记录信息的读写,要求尽可能减小磁盘的基板的表面凹凸。
磁盘记录有用于将磁头定位于数据轨道的伺服信息。以往,已知的是:若降低磁盘的外周侧的端面(下文中也称为外周端面)的正圆度,则磁头的悬浮稳定,可良好地进行伺服信息的读取,利用磁头进行的读写稳定。例如,在专利文献1记载的技术中,公开了外周端面的正圆度为4μm以下的磁盘用玻璃基板。根据该玻璃基板,通过降低外周端面的正圆度,从而LUL(load unload,装载卸载)试验耐久性提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-217918号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,近年来已知采用了覆写(shingle write)方式的HDD,其按照相邻的轨道部分重叠的方式进行记录。在覆写方式中,由于伴随相邻轨道上的记录的信号劣化极小,因此可以飞跃性地提高轨道记录密度,例如可以实现500kTPI(track per inch,每英寸磁道数)以上的极高的轨道记录密度。另一方面,通过TPI的提高,关于磁头对伺服信号的追随性,与以往相比要求更为严格。
例如在采用覆写方式等而为500kTPI以上的HDD中,即使将磁盘的外周端面的正圆度降低至1.5μm以下,在磁盘的外周侧的端部也会发生伺服信号的读取不稳定的现象。该现象被认为是由于如下的原因而产生的,在磁盘的外周侧端部的最外周侧气流紊乱,产生被称为颤振(fluttering)的磁盘的偏差,因而对稳定的读取产生影响。磁盘的主表面上的外周侧端部与比其靠内周侧的区域相比,特别容易受到颤振的影响,难以稳定读取。
本发明的目的在于提供一种能够抑制在磁盘的外周侧端部附近气流紊乱,并抑制颤振的磁盘用玻璃基板及磁盘。
用于解决课题的方案
本发明人为了消除磁盘的外周侧端部附近的气流紊乱,并排除磁盘的卡紧的影响,以消除游隙(磁盘的内孔与主轴间的间隙)的方式使磁盘的中心与主轴的中心精密地对齐,组装HDD。由此,磁盘的外周端面的盘片半径方向的摇动达到外周端面的正圆度以下的大小,虽然磁盘的内周侧的端面的正圆度、及内周端面与外周端面的同心度不会产生影响,但未能改善颤振。
以往,若减小磁盘的正圆度则颤振减小,因而认为在正圆度与颤振之间存在相关性。但是,根据本发明人的研究可知,即便使正圆度为1.5μm以下,颤振也不会减小,在正圆度极小的情况下,在正圆度与颤振之间未发现相关性。
其理由可如下考虑。即,以往是将比玻璃基板的板厚更长的板状探针竖立在与玻璃基板的主表面垂直的方向并接触外周端部,由此测定外周端部的正圆度。此时,探针在板厚方向上在向基板的外侧最为突出的位置进行接触。因此,与外周端部的板厚方向的形状无关,作为正圆度测定基础的外周端部的轮廓线反映了向基板外侧最为突出的形状。因此,在现有的正圆度的测定方法中,并未反映外周端部的侧壁面的板厚方向上的三维形状。并且,在现有的正圆度的测定方法中,在使磁盘的外周端部的正圆度足够好的情况下,正圆度以外的其他原因对颤振所产生的影响相对较大,由此认为在正圆度与颤振之间未发现相关性。
因此,本发明人除了关注正圆度之类的与磁盘的主表面平行的方向的参数外,还关注磁盘的板厚方向的形状。首先,调查了磁盘的外周侧端部的板厚的偏差,但偏差极小,未发现问题。因此,发现在磁盘的外周端面中,侧壁面(在与主表面垂直的方向延伸的面)和倒角面(介于侧壁面和主表面之间的面)的斜率及凹凸会对磁盘的最外周部的颤振产生影响。即,通过极度减小磁盘的外周端面的正圆度,才发现了外周端面的板厚方向的形状会对颤振产生影响。
进一步进行研究的结果查明,磁盘的外周侧的侧壁面的中心轴与两个倒角面的中心之间的距离对颤振的大小产生影响。即,查明了在该距离增大时存在颤振增大的倾向。在磁盘是具备具有一个轴的第一圆筒、和在其轴向的两侧存在的直径较小的第二圆筒、第三圆筒的结构体的情况下,可以认为该距离相当于这三个圆筒的轴的偏移的大小。可以认为偏心量根据该轴偏移而变化,从而颤振变化。
本发明的磁盘用玻璃基板在中心具有圆孔,并具有一对主表面和端面,其特征在于,
所述端面具有侧壁面、和介于所述侧壁面与所述主表面之间的倒角面,
外周侧的端面的正圆度为1.5μm以下,
分别取得在外周侧的侧壁面上的沿板厚方向相距200μm的两点位置处的圆周方向的轮廓线,设根据这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆的中心间的中点为中点A,
在外周侧的两个倒角面上的板厚方向长度的中心的位置分别取得圆周方向的轮廓线,在根据这些轮廓线求出的最小二乘圆的中心中,设根据一个倒角面求出的中心为中心B,设根据另一个倒角面求出的中心为中心C时,
中点A和中心B间的距离与中点A和中心C间的距离的合计为1μm以下。
本发明的磁盘用玻璃基板优选所述合计为0.5μm以下。
本发明的磁盘用玻璃基板关于所述外周侧的侧壁面的表面粗糙度,在设板厚方向上的最大高度为Rz(t)、圆周方向上的最大高度为Rz(c)时,优选Rz(t)/Rz(c)为1.2以下。
本发明的磁盘用玻璃基板在以所述玻璃基板的中心为基准沿圆周方向每隔30度设置测定点,并求出所述外周侧的侧壁面与倒角面之间的部分的形状在所述测定点处的曲率半径时,优选相邻的测定点之间的所述曲率半径之差为0.01mm以下。
本发明的磁盘用玻璃基板分别取得包括在所述外周侧的侧壁面中沿板厚方向相距100μm间隔的至少3点位置在内的、沿板厚方向的多个不同位置的所述侧壁面的圆周方向的轮廓线,取得各条轮廓线的内切圆和外切圆,最小的内切圆的半径与最大的外切圆的半径之差优选为5μm以下。
本发明的磁盘用玻璃基板适合应用于板厚为0.5mm以下的情况。
本发明的磁盘是在所述磁盘用玻璃基板的主表面上形成了磁性层的磁盘。
附图说明
图1A是本实施方式的磁盘用玻璃基板的俯视图。
图1B是本实施方式的磁盘用玻璃基板的板厚方向的截面图。
图2是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的外周端面的形状评价值的测定方法的图。
图3是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的外周端面的形状评价值的测定方法的图。
图4是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的侧壁面的圆筒度的测定方法的图。
图5是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的侧壁面的圆筒度的测定方法的图。
图6是将本实施方式的磁盘用玻璃基板的外周侧的截面的一部分放大并示出的图。
具体实施方式
下面,对本实施方式的磁盘用玻璃基板进行详细说明。
[磁盘用玻璃基板]
作为本实施方式中的磁盘用玻璃基板的材料,可以使用铝硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、硼硅酸盐玻璃等。尤其是从可以实施化学强化并且可以制作主表面平坦度和基板强度优异的磁盘用玻璃基板这些方面考虑,可以优选使用铝硅酸盐玻璃。若为无定形的铝硅酸盐玻璃,容易提高表面的粗糙度等平滑性,则进一步优选。
对本实施方式的磁盘用玻璃基板的组成不作限定,但本实施方式的玻璃基板优选为由如下组成构成的无定形的铝硅酸盐玻璃:换算成氧化物基准,以摩尔%表示,含有50%~75%的SiO2;1%~15%的Al2O3;合计为5%~35%的选自Li2O、Na2O和K2O中的至少1种成分;合计为0%~20%的选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的至少1种成分;以及合计为0%~10%的选自ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Ta2O5、Nb2O5和HfO2中的至少1种成分。
本实施方式的玻璃基板优选为例如由如下组成构成的无定形的铝硅酸盐玻璃:以质量%表示,含有57%~75%的SiO2;5%~20%的Al2O3(其中,SiO2和Al2O3的总量为74%以上);合计超过0%且在6%以下的ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、La2O3、Y2O3以及TiO2;超过1%且在9%以下的Li2O;5%~28%的Na2O(其中,质量比Li2O/Na2O为0.5以下);0%~6%的K2O;0%~4%的MgO;超过0%且在5%以下的CaO(其中,MgO与CaO的总量为5%以下,而且CaO的含量多于MgO的含量);以及0%~3%的SrO+BaO。
本实施方式的玻璃基板例如可以为下述结晶化玻璃,其特征在于,以氧化物基准的质量%计,含有45.60%~60%的SiO2、7%~20%的Al2O3、1.00%~小于8%的B2O3、0.50%~7%的P2O5、1%~15%的TiO2、和总量为5%~35%的RO(其中R为Zn和Mg)的各成分,CaO的含量为3.00%以下,BaO的含量为4%以下,不含有PbO成分、As2O3成分和Sb2O3成分及Cl-、NO-、SO2-、F-成分,作为主结晶相,含有选自RAl2O4、R2TiO4、(其中R为选自Zn、Mg中的一种以上)中的一种以上,主结晶相的结晶粒径为0.5nm~20nm的范围,结晶度为15%以下,比重为2.95以下。
本实施方式的磁盘用玻璃基板的组成可以如下:作为必要成分,包含SiO2、Li2O、Na2O、以及选自由MgO、CaO、SrO和BaO组成的组中的一种以上的碱土金属氧化物,CaO的含量相对于MgO、CaO、SrO和BaO的总含量的摩尔比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))为0.20以下,玻璃化转变温度为650℃以上。这种组成的磁盘用玻璃基板适合于在能量辅助磁记录用磁盘中所用的磁盘用玻璃基板。
本实施方式中的磁盘用玻璃基板为圆环状的薄板的玻璃基板。无论磁盘用玻璃基板的尺寸如何,例如,作为标称直径2.5英寸和3.5英寸的磁盘用玻璃基板是合适的。另外,在下面的说明中提及的磁盘用玻璃基板的板厚(0.635mm、0.8mm、1mm、1.27mm等)是标称值,存在实际的测定值比其稍厚或者稍薄的情况。
图1A和图1B示出本实施方式的磁盘用玻璃基板G。图1A是磁盘用玻璃基板G的俯视图,图1B是磁盘用玻璃基板G的板厚方向的截面图。
磁盘用玻璃基板G(在下文中也适当地称为“玻璃基板G”)在中心具有圆孔,并具有一对主表面11p、12p和端面。端面具有侧壁面11w、以及介于侧壁面11w与主表面11p、12p之间的倒角面11c、12c。
本实施方式的磁盘用玻璃基板G的外周端面的正圆度为1.5μm以下,形状评价值(后述)为1μm以下。
正圆度的测定方法可以为公知的方法。例如,将比玻璃基板的板厚更长的板状探针按照与外周端面相对的方式配置于与玻璃基板的主表面垂直的方向,使玻璃基板在圆周方向旋转,从而取得轮廓线,计算出该轮廓线的内切圆与外切圆的半径之差,作为玻璃基板的正圆度。另外,在正圆度的测定中例如可以使用正圆度/圆筒形状测定装置。
参照图2和图3,对玻璃基板G的形状评价值进行说明。图2和图3是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板G的外周端面的形状评价值的测定方法的图。图2示出玻璃基板G的外周端面的板厚方向的截面。对侧壁面11w的倾斜角度不作特别限制,例如为40°~70°。另外,侧壁面11w和倒角面11c、12c的边界不限定为具有图示那样的边缘的形状,也可以为光滑地连续的曲面状。
关于形状评价值,分别取得在侧壁面11w上的板厚方向相距200μm的两点位置37、38处的圆周方向的轮廓线,将由这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆37c、38c的中心37o、38o间的中点作为中点A,同时进一步在两个倒角面11c、12c上的板厚方向长度的中心的位置34、35分别取得圆周方向的轮廓线,在由这些轮廓线求出的最小二乘圆34c、35c的中心34o、35o中,将由一个倒角面11c求出的中心34o作为中心B,将由另一个倒角面12c求出的中心35o作为中心C时,形状评价值为中点A和中心B间的距离a与中点A和中心C间的距离b的合计。玻璃基板G的形状评价值优选为1.0μm以下。更优选为0.5μm以下。
侧壁面11w上的两个位置37、38例如为从玻璃基板G的板厚方向的中心位置起距离主表面11p、12p侧各为100μm的位置。用于取得倒角面11c、12c的轮廓线的测定位置34、35例如为从主表面11p、12p起分别向板厚方向的中心位置侧等距离靠近的位置(例如,在玻璃基板G的倒角面的板厚方向长度为0.15mm的情况下,从玻璃基板G的主表面11p、12p起向中心位置各靠近0.075mm的位置)。
作为用于在各测定位置37、38、34、35测定外周端面的形状的测定装置,例如可以使用正圆度/圆筒形状测定装置。正圆度/圆筒形状测定装置的触针3可以在上下方向(板厚方向)以微米单位移动。
另外,在测定之前,利用千分尺预先测定玻璃基板G的板厚。另外,利用轮廓形状测定机预先测定半径方向的截面的倒角面的形状、板厚方向和半径方向的各长度、相对于主表面的角度、以及侧壁面的长度。关于倒角面与侧壁面的边界的位置,在任一外形线均为直线状的情况下,可以利用侧壁面的延长线与倒角面的延长线的交点来确定。在倒角面或侧壁面的外形线为圆弧状的情况下,例如,可以用与该外形线最好地重叠的一个圆进行近似,利用与所求出的圆的交点来确定。在倒角面或侧壁面的外形线组合了直线和圆弧的情况下,可以适当组合上述方法来确定边界的位置。
在测定时,按照玻璃基板G的主表面与正圆度/圆筒形状测定装置的基准面水平的方式,进而按照玻璃基板G的中心与测定装置的旋转中心重合的方式,将玻璃基板G设置于测定装置中。另外,使触针3的末端中在测定时与玻璃基板G接触的位置,与设置于测定装置中的玻璃基板G的上侧的主表面的高度重合。在该状态下,将触针3在板厚方向降低板厚的一半的距离时,则触针3配置于玻璃基板G的板厚的中央的高度。并且,在将触针3从板厚的中央提高100μm的点37、以及从板厚的中央降低100μm的点38处,测定玻璃基板G的外周端部的轮廓线。由这些轮廓线决定侧壁面11w的两个最小二乘圆37c、38c的中心37o、38o,进而决定这两个中心37o、38o间的中点A。
另外,触针3的位置按照达到两个倒角面在各自的板厚方向上的中间高度的方式进行设定,在各自的位置34、35测定玻璃基板G的外周端部的轮廓线。基于这些轮廓线,决定倒角面11c、12c的最小二乘圆34c、35c的中心B、C。然后,对中点A和中心B间的距离a与中点A和中心C间的距离b进行合计,从而求出形状评价值。
另外,关于倒角面的板厚方向的高度的中间的位置34、35,在考虑上述具有直径不同的三个圆筒的结构体的情况下,认为是最好地表示出与倒角面部分相当的圆筒的偏心程度的点。另外,认为该位置是对倒角面附近的空气流动产生最多影响的点。基于这些理由,优选在该位置测定轮廓线。
对于侧壁面11w和倒角面11c、12c的形状评价值,例如通过后述的使用成型磨石的倒角加工、端面磨削加工及刷光研磨来调节。
关于本实施方式的玻璃基板G,优选侧壁面11w的圆筒度为5μm以下。通过将侧壁面11w的圆筒度设为5μm以下,HDD内壁和侧壁面之间的空气的流动不易紊乱,因而能够进一步抑制颤振,从而降低伺服错误数。
参照图4和图5对玻璃基板G的圆筒度进行说明。图4和图5是说明本实施方式的磁盘用玻璃基板G的外周侧的侧壁面的圆筒度的测定方法的图。在侧壁面11w中分别取得包括在板厚方向上相距100μm间隔的至少3点位置31、32、33在内的、在板厚方向上不同的多个位置处的侧壁面11w的圆周方向的轮廓线31a、32a、33a,取得各条轮廓线的内切圆和外切圆,将最小的内切圆C1的半径和最大的外切圆C2的半径之差R称为圆筒度。另外,这样的半径之差R所指的评价指标越接近零,则可以说外周端面的形状越接近几何学圆筒,因此在本说明书中将上述评价指标称为“圆筒度”。图5是说明玻璃基板G的外周端面的圆筒度的测定方法的图。
侧壁面11w上的多个测定位置在本实施方式中是3个。在3个测定位置31、32、33中,测定位置32例如是玻璃基板G的板厚方向的中心位置。测定位置31、33例如是沿板厚方向距离测定位置32为100μm的位置。另外,在沿板厚方向距离测定位置32为100μm的位置处设置测定位置31、33,是对于板厚为0.635mm的磁盘用玻璃基板的情况。在板厚不同的情况下,也可以变更从测定位置32到测定位置31、32的板厚方向的距离。例如,对于板厚是T(mm)的磁盘用玻璃基板的情况,可以将该距离设为100(μm)×(L/0.635)。
作为用于测定各测定位置31~33处的玻璃基板G的外周端面的形状的测定装置,使用在侧壁面11w的测定位置31~33可区别取得各轮廓线31a、32a、33a的测定装置。从这一点考虑,优选测定装置的触针3具有曲率半径为0.4mm以下的球面。在测定时,触针3按照与玻璃基板G的侧壁面11w的各测定位置31~33相对的方式进行配置,对每一处依次进行测定。
在将触针3与各测定位置31~33相面对地配置的状态下,使玻璃基板G旋转一周,由此取得各测定位置31~33的轮廓线31a~33a。并且,对于所取得的3条轮廓线31a~33a,分别根据通过最小二乘法所求出的中心取得外切圆和外切圆,并决定与最外侧接触的外切圆C2和与最内侧接触的内切圆C1。求出这些外切圆C2和内切圆C1的半径之差R,作为侧壁面11w的圆筒度。
侧壁面11w的圆筒度例如通过使用成型磨石的倒角加工、端面磨削加工和刷光研磨来进行调节。
关于外周侧的侧壁面11w的表面粗糙度,在设板厚方向上的最大高度为Rz(t)、圆周方向上的最大高度为Rz(c)时,优选Rz(t)/Rz(c)为1.2以下,更优选1.1以下。如果Rz(t)/Rz(c)超过上述范围,在批量生产时每个基板的所述形状评价值的偏差有时增大。通过设于上述范围内,能够减小形状评价值的偏差。
另外,例如将使用激光显微镜测定的波长频带设定为0.25μm~80μm来测定侧壁面11w,在测定出的范围中选择50μm见方的区域进行分析,能够得到表面粗糙度的值。关于板厚方向和圆周方向的表面粗糙度,例如对于50μm见方的区域,从与板厚方向和圆周方向的各个方向对应的多个截面测定线粗细度,获取所得到的数据的平均值即可。例如,取得5个数据并设为其平均值即可。
关于外周侧的侧壁面11w的表面粗糙度,以最大高度Rz计优选为0.2μm以下,更优选0.1μm以下。另外,以算术平均粗糙度Ra计优选为0.02μm以下。通过设于该范围内,能够防止因异物的附着和咬入而引起的热粗糙故障的发生,并防止因钠离子和钾离子等的析出而引起的腐蚀的发生。并且,如果对一对的倒角面11c、12c的表面粗糙度也设于上述范围内,基于与上述相同的理由更加优选。上述的Rz表示在JIS B0601:2001中规定的最大高度。Ra表示在JIS B0601:2001中规定的算术平均粗糙度。
在本实施方式中,在以玻璃基板G的中心为基准而沿圆周方向每隔30度设置测定点,并求出侧壁面11w和倒角面11c、12c之间的部分的形状在所述测定点的曲率半径时,优选将相邻的测定点之间的所述曲率半径之差设定为0.01mm以下。测定点的个数是12。由此,能够减小磁盘用玻璃基板G的圆周方向的外周端面的形状的变化,能够减小外周端部的形状评价值的偏差。另外,在相邻的测定点之间的曲率半径之差为0.005mm以下的情况下,能够进一步减小外周端部的形状评价值的偏差,因而进一步优选。
参照图6,例如按照如下所述求出侧壁面11w和倒角面11c之间的部分的形状的曲率半径。图6是将本实施方式的磁盘用玻璃基板G的外周侧的截面的一部分放大并示出的图。
首先,在一个测定点的玻璃基板的板厚方向截面中,把将倒角面11c的直线部延伸得到的第1假想线L1、与将侧壁面11w的直线部延伸得到的第2假想线L2的交点设为第1交点P1。然后,设定通过该第1交点P1而且相对于倒角面11c的直线部垂直地延伸的第3假想线L3。然后,将侧壁面11w和倒角面11c之间的部分、与第3假想线L3的交点设为第2交点P2。并且,在磁盘用玻璃基板G的截面中,设定以第2交点P2为中心、且具有规定的半径(例如50μm)的第1圆C1。然后,将侧壁面11w和倒角面11c之间的部分、与第1圆C1的外周的两个交点分别设为第3交点P3、第4交点P4。并且,设定通过各个第2交点P2、第3交点P3、第4交点P4的第2圆C2。然后,通过求出第2圆C2的半径R,求出侧壁面11w与倒角面11c之间的部分的形状的所述曲率半径。
另外,对于侧壁面和与一方的主表面相邻的倒角面之间、以及侧壁面和与另一方的主表面相邻的倒角面之间这两个部分的形状的曲率半径,也能够按照以上所述求出。
以上的磁盘用玻璃基板G的正圆度和形状评价值极小。因此,外周侧端部的气流难以产生紊乱,可抑制颤振。由此,外周侧端部的对伺服信息的追随性良好。特别是,如采用覆写方式的磁盘那样在轨道记录密度高的情况下,严格地要求对于伺服信息的追随性,但可以将该玻璃基板G适当地用于磁盘。
关于形状评价值较小时可以抑制颤振的理由,可考虑如下。在玻璃基板G的外周端部的正圆度大的情况下,磁盘的外周端面在水平方向(表面方向)挤出的空气的量发生变动,因此容易引起较大的气流紊乱。但是,外周端面的正圆度极小时,难以发生这种较大的气流紊乱。在外周端面的正圆度极小的状况下,代替水平方向的气流,在玻璃基板G的外周端部与HDD内壁的间隙中,空气如何跨越磁盘而在板厚方向平稳流动很重要。
根据本发明人的研究可知,在HDD的内部,在HDD内壁与磁盘的外周端面之间的间隙中恒定地存在板厚方向的空气流动,若打乱该流动而产生不规则的现象,则颤振的幅度(level)增大,磁头的悬浮变得不稳定。相反地,玻璃基板G的外周端面的形状评价值较小时,在HDD内壁与磁盘的外周端面之间的间隙中,板厚方向的空气恒定地平稳流动,颤振的幅度难以增大。
如上所述,在轨道记录密度极高的HDD中,HDD内部的空气流动的紊乱在改善磁头对伺服信息的追随性方面很重要。由于这种空气紊乱,使得颤振变大。该空气紊乱包括周期性地(恒定地)发生的紊乱、和突然发生的紊乱这两种。其中,关于周期性地发生的紊乱,很多情况下通过改变HDD的设计可以消除;但关于突然发生的紊乱,通过改变HDD的设计无法改善,因此要求试图通过其他手段来降低。本发明人发现,玻璃基板G的外周端面会引起通过变更HDD的设计而无法解决的空气流动的紊乱,以致于形成外周端面的形状评价值极小的玻璃基板G。
本实施方式的玻璃基板G的板厚例如为0.8mm、0.635mm,并且例如为0.5mm以下。玻璃基板G在用于磁盘的情况下,板厚越薄则越容易发出咔嗒声,颤振越容易变大。但是,如上所述,玻璃基板G的形状评价值为1μm以下,因此在用于磁盘的情况下,可抑制外周侧端部的气流紊乱,可抑制颤振。
本实施方式的玻璃基板G进一步优选为形状评价值极小、外周端面的形状难以产生气流紊乱的玻璃基板。形状评价值变小时,在用于磁盘的情况下,能够进一步抑制颤振。由此,HDD内的磁头对伺服信息的追随性变得更好。
在将覆写方式或能量辅助磁记录用的磁盘等、特别是形成有轨道记录密度为500kTPI(track per inch)以上的磁性层的磁盘组装入HDD中时,在产生了磁盘颤振的情况下,HDD的磁头对伺服信息的追随性有时会变差,因此,本实施方式的磁盘用玻璃基板适合于上述具备高记录密度的磁盘。
本实施方式的玻璃基板G优选被称为Duboff值的主表面上的外周端部的评价指标为30nm以下。另外,Duboff值优选大于0。Duboff值是指,在玻璃基板G的半径方向上的主表面的轮廓线中,测定半径31.2mm~32.2mm的2点间的轮廓线,用假想直线连结上述2点时,从该假想直线至玻璃基板G的主表面的轮廓线为止的最大距离即为Duboff值。另外,在比较假想直线和主表面的轮廓线时,假想直线位于板厚方向的中心侧的情况下,Duboff值以正值表示。相反,在主表面的轮廓线位于板厚的中心侧的情况下,Duboff值以负值表示。该值越接近0,则最外周附近的主表面的形状越平坦、良好,磁头稳定地悬浮。因此,与正圆度和形状评价值极小相结合,可以抑制基板外周端部的空气流动的紊乱,降低颤振的偏差,在大量生产时改善HDD的成品率。Duboff值的测定例如可以使用光学式的表面形状测定装置进行。另外,对于本案的Duboff值而言,测定比现有的测定范围靠外周侧的区域。由此,与以往相比能够高精度地评价端部形状的差异。
本实施方式的玻璃基板G优选主表面的外周侧端部的主表面的纳米波纹度(NW-Rq)为以下。此处,纳米波纹度可以用RMS(Rq)值表示,该RMS(Rq)值作为半径30.5mm~31.5mm的范围内的圆环状区域的波长频带50~200μm的粗糙度算出,例如可以使用光学式表面形状测定装置进行测定。因此,与正圆度和形状评价值极小相结合,可以抑制基板外周端部的空气流动的紊乱,降低颤振的偏差,在大量生产时改善HDD的成品率。
[磁盘用玻璃基板的制造方法]
下面,关于本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法,对每个工序进行说明。但是,各工序的顺序可适当更换。
(1)玻璃基板的形成
例如通过模压成型来成型玻璃坯板,适当进行用于形成内孔和外形的加工,得到具有规定的板厚的内孔的圆盘状的玻璃基板。另外,玻璃坯板不限于这些方法,还可以采用浮法、下拉法、再拉法、熔融法等公知的制造方法进行制造。
(2)端面磨削工序
然后,进行对于圆环状的玻璃基板的端面的磨削加工。对于玻璃基板的端面的磨削加工是为了对玻璃基板的外周侧端部和内周侧端部形成倒角面以及调整玻璃基板的外径、内径而进行的。对于玻璃基板的外周侧端面的磨削加工例如可以为通过使用了金刚石磨粒的成型磨石进行的公知的倒角加工。
本实施方式的玻璃基板的外周侧端面的磨削加工除了使用成型磨石进行的磨削加工以外,还按照与玻璃基板的端面抵接的磨石的轨迹不是一定的方式,通过使玻璃基板的端面与磨石接触的追加的磨削加工来进行。关于对玻璃基板的外周侧端面追加的磨削加工,在下文中进行说明。
在玻璃基板G的外周侧端面的追加的磨削加工中所用的磨削磨石整体形成为圆筒状,并且具有槽。槽按照能够对玻璃基板G的外周侧的侧壁面11w和倒角面11c这两个面同时进行磨削加工的方式而形成,具体而言,槽具备由侧壁部及在其两侧存在的倒角部构成的槽形状。关于上述槽的侧壁部和倒角部,考虑玻璃基板G的磨削加工面的完成目标的尺寸形状,从而形成为规定的尺寸形状。
在玻璃基板的外周侧端面的加工中,在相对于在磨削磨石形成的槽的槽方向使玻璃基板G倾斜的状态、即相对于磨削磨石的旋转轴使玻璃基板G的旋转轴仅倾斜角度α的状态下,一边使磨削磨石接触玻璃基板G的外周侧端面,一边使玻璃基板G和磨削磨石两者旋转,进行磨削加工。由此,与玻璃基板G的外周侧端面抵接的磨削磨石的轨迹不是一定的,磨削磨石的磨粒在基板端面上抵接并作用于随机的位置,因此对基板的损害少,磨削加工面的表面粗糙度及其面内偏差也减小,可以更平滑地、即以应对更高品质要求的水平的品位完成磨削加工面。进而还具有提高磨石寿命的效果。
另外,磨削磨石与玻璃基板G的接触状态是磨削磨石的槽与玻璃基板G的外径弧的面接触状态,磨削磨石与玻璃基板G的接触面积增加。因此,延长磨削磨石对于玻璃基板G的接触长度(切割刀刃长度),可以使磨粒的锋利度持续。因此,在利用对加工面品位有利的微细磨粒磨石进行磨削加工的情况下,也可以确保稳定的磨削性,可以稳定地得到通过塑性模式主体的磨削加工产生的良好的磨削面品位(镜面品位)。并且,通过使磨削磨石的锋利度持续,稳定地确保实现塑性模式的磨削性,可以确保玻璃基板的外周侧端面的由倒角加工所产生的良好的尺寸形状精度。
上述的玻璃基板G相对于磨削磨石的槽方向的倾斜角度α可以任意设定,为了更好地发挥上述作用效果,例如优选为2~8度的范围内。从提高磨削后的玻璃基板G的表面品质、减少在刷光研磨中的玻璃基板G外周侧及内周侧端面的加工余量考虑,特别优选倾斜角度α比较大。磨削加工中所用的磨削磨石优选用树脂(resin)结合了金刚石磨粒的磨石(树脂结合磨石)。金刚石磨石的号数优选为#2000~#3000。
磨削磨石的圆周速度的优选示例为500~3000m/分钟,玻璃基板G的圆周速度为1~30m/分钟左右。另外,磨削磨石的圆周速度相对于玻璃基板G的圆周速度之比(圆周速度比)优选为50~300的范围内。
另外,将上述磨削工序分为两次,在如上所述使玻璃基板G的旋转轴仅倾斜了角度α(α>0)的状态下进行第一次的磨削,使用另一个磨石在使玻璃基板G的旋转轴仅倾斜了角度-α的状态下进行第二次的磨削,按照使第二次的磨削的余量比第一次的磨削的余量少的方式进行调整,由此可以将Rz(t)/Rz(c)设为1.2以下。
使用压头(Berkovich indenter)在250mN的按压荷重的条件下,利用纳米压痕仪试验法测定上述树脂结合磨石的磨石表面的结合(树脂)部分的硬度(以下称为“磨石硬度”),优选在0.4~1.7GPa的范围内。关于磨石硬度,在树脂结合磨石的情况下,为与金刚石磨粒和树脂的结合强度具有关联的指标。
发明人利用各种特性的树脂结合磨石进行内周侧端面的磨削加工,并观察了玻璃基板的端面的加工品质,结果发现,树脂结合磨石中的金刚石磨粒与树脂的结合强度对上述磨削加工后的玻璃基板的内孔的形状评价值会产生较大影响。即,可知:若利用磨石硬度过高的树脂结合磨石进行外周侧端面的磨削加工,则虽然加工速率良好,但表面容易产生瑕疵,外周的形状评价值变差;若使用磨石硬度过低的树脂结合磨石进行外周侧端面的磨削加工,则外周的形状评价值良好,但加工速率显著降低。换言之,通过变化磨石硬度,可以调节玻璃基板的外周的形状评价值。其结果,可知磨石硬度的范围优选上述范围。通过设于上述范围内,可以将磨削加工后的外周侧端面形成准镜面,因此在其后的端面研磨工序中可以减少加工余量,可以在维持高表面品质的同时,提高包括外周的形状评价值在内的端部的形状精度。
对利用纳米压痕仪试验法进行的磨石硬度的测定方法进行说明。使用末端为四方锥形状的压头,对作为测定对象的磨削磨石表面的结合部分以1nm/秒施加荷重并升压到250mN,在该状态下保持规定的时间(例如10秒钟)后,得到以与升压时相同的荷重去除速度进行减压时的荷重与位移的关系。在此得到的曲线示出了动态的硬度特性,示出了比以往的静态硬度特性即硬度评价更接近实际使用时的特性。根据所得到的动态硬度特性曲线的结果,根据下述式(1)得到基于纳米压痕仪试验法的磨石硬度。
H=F/Ac……式(1)
其中,H表示磨削磨石的硬度,F表示荷重,Ac表示凹陷面积。
上述凹陷面积Ac用下述的关系式(2)、(3)表示。
Ac=f(hc)∝24.5·hc2……式(2)
hc=hmax-ε·F/S……式(3)
其中,hc:按压深度,hmax:最大荷重时的深度,hs:开始去除荷重时的按压深度,ho:去除荷重后的按压深度,ε:压头固有的形状系数(例如Berkovich压头=0.75),S:荷重与位移的比例系数,m:斜率(dF/dh)。
(3)端面研磨工序
然后,进行对于圆环状的玻璃基板的端面的研磨加工。对于玻璃基板的端面的研磨加工是为了使对于玻璃基板的外周侧和内周侧端面(侧壁面和倒角面)的表面性状良好而进行的。在端面研磨工序中,通过刷光研磨来研磨玻璃基板的外周侧和内周侧端面。基于刷光研磨的玻璃基板的加工余量例如设定为使侧壁面11w、倒角面11c、12c的表面达到镜面状态的程度。
通过进行上述的端面磨削和端面研磨,不仅可以进行除去在玻璃基板的端面附着灰尘等的污染、伤痕等的损伤,防止热粗糙故障的产生、防止产生钠、钾等的导致腐蚀的离子析出的产生,而且可以极大地减小表面的粗糙度或起伏,并且减小玻璃基板的外周端面的形状评价值,因而能够提高外周端部的形状精度。
(4)第1研磨(主表面研磨)工序
在根据需要适当进行了主表面的磨削工序后,对被磨削过的玻璃基板的主表面实施第1研磨。在第1研磨工序中,使用具备行星齿轮机构的双面磨削装置对玻璃基板的主表面进行研磨。双面磨削装置具有上定盘和下定盘。平板的研磨垫被安装在上定盘的上表面以及下定盘的底面上。收纳于载具中的一个或者多个玻璃基板被夹持在上定盘和下定盘之间,一边供给含有研磨剂的游离磨粒,一边通过行星齿轮机构对上定盘或者下定盘中的任意一方或双方进行移动操作,来使玻璃基板和各定盘相对移动,由此能够研磨该玻璃基板的两个主表面。
在上述相对运动的动作中,上定盘被以规定的荷重朝向玻璃基板(即在铅垂方向上)按压,研磨垫被朝向玻璃基板按压,同时研磨液被供给至玻璃基板与研磨垫之间。通过该研磨液中含有的研磨剂,玻璃基板的主表面被研磨。研磨剂可以使用例如氧化铈或氧化锆、二氧化硅等公知的磨粒。另外,也可以改变磨粒的种类和尺寸来划分为多个工序进行研磨。
(5)化学强化工序
然后,根据需要对第1研磨工序后的玻璃基板进行化学强化。
作为化学强化液,可以使用例如硝酸钾和硫酸钠的混合盐的熔融液等。化学强化处理例如通过将玻璃基板浸渍到化学强化液中而进行。
这样,通过将玻璃基板浸渍到化学强化液中,玻璃基板的表层的锂离子和钠离子分别被化学强化液中的离子半径相对较大的钠离子和钾离子所取代,玻璃基板得到强化。
(6)第2研磨(最终研磨)工序
然后,对玻璃基板实施第2研磨。在第2研磨中,例如使用与第1研磨相同的研磨装置。此时,与第1研磨的不同之处在于,游离磨粒的种类和粒子尺寸不同,以及树脂抛光材料的硬度不同。
作为用于第2研磨的游离磨粒,例如采用在浆料中混合的胶态二氧化硅等的微粒。由此,可以进一步降低玻璃基板的主表面的表面粗糙度,可以将端部形状调整到优选的范围。
这样得到磁盘用玻璃基板。
[磁盘]
磁盘使用磁盘用玻璃基板如下获得。
磁盘例如为这样的结构:在磁盘用玻璃基板(下文中简称为“基板”)的主表面上,从接近主表面的一方依次至少层叠有附着层、基底层、磁性层(磁记录层)、保护层、润滑层。
例如将基板导入已进行了抽真空的成膜装置内,利用DC磁控溅射法在Ar氛围中,在基板的主表面上从附着层依次成膜至磁性层。作为附着层例如可采用CrTi,作为基底层例如可采用CrRu。作为磁性层,例如可采用CoPt系列合金。另外,也可以形成L10有序结构的CoPt系列合金或FePt系列合金来构成热辅助磁记录用的磁性层。在上述成膜后,例如通过CVD法并使用C2H4来形成保护层,然后对表面进行导入氮气的氮化处理,由此能够形成磁记录介质。之后,例如通过浸渍涂布法在保护层上涂布PFPE(全氟聚醚),由此能够形成润滑层。
所制作的磁盘优选安装在作为磁记录再现装置的磁盘驱动装置(HDD(Hard DiskDrive:硬盘驱动器)中,该磁盘驱动装置具备搭载有DFH(Dynamic Flying Height:动态飞行高度)控制机构的磁头、和用于固定磁盘的主轴。
[实施例、比较例]
为了确认本实施方式的磁盘用玻璃基板的效果,由所制造出的磁盘用玻璃基板制作了2.5英寸的磁盘(外径65mm、内径20mm、板厚0.635mm、倒角面相对于主表面的角度为45度)。另外,倒角面在半径方向截面的形状呈直线状,相对于主表面的角度为45度,倒角面的板厚方向长度为0.15mm,倒角面的半径方向长度为0.15mm。所制作的磁盘用玻璃基板的玻璃的组成如下所述。
(玻璃的组成)
SiO2 63摩尔%、Al2O3 10摩尔%、Li2O 1摩尔%、Na2O 6摩尔%、MgO 19摩尔%、CaO0摩尔%、SrO 0摩尔%、BaO 0摩尔%、ZrO21摩尔%
另外,该无定形的铝硅酸盐玻璃为:CaO的含量相对于MgO、CaO、SrO和BaO的总含量的摩尔比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))为0,玻璃化转变温度为703℃。
[实施例、比较例的磁盘用玻璃基板的制作]
按照顺序进行本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的各工序,由此制作了实施例的磁盘用玻璃基板。
其中,玻璃基板的成型采用了模压成型方法,并按照公知的方法形成内径、外形,而且调整了板厚。
在端面磨削工序中,对于玻璃基板的内周及外周端面,通过使用金刚石磨粒的成型磨石进行了倒角及侧壁面加工,形成了倒角面和侧壁面。然后,对于玻璃基板的外周侧端面,按照与玻璃基板的端面抵接的磨石的轨迹不是一定的方式,追加了使玻璃基板的端面与磨石倾斜接触的磨削加工,由此进一步提高倒角面和侧壁面的形状精度,并且进一步提高了表面品质。
在对玻璃基板的外周侧端面追加的磨削加工中,使用#2500的金刚石磨粒的树脂结合磨石,在以下的磨削条件下进行加工。此时,使玻璃基板相对于磨削磨石的槽方向的倾斜角度(前述的α)为5度,对其他条件适当调整来进行。此时,通过在前述的范围内适当调整倾斜角度(前述的α)以及其它的参数(磨石的号数、磨石和玻璃基板的圆周速度),区分制作了外周端面的形状评价值不同的玻璃基板。另外,在表1的实施例1中设为α=5度,但通过进一步增大倾斜角度,磨削后的表面品质提高,能够减少此后的刷光研磨的加工余量,因而能够进一步改善形状评价值。
在端面研磨工序中,对玻璃基板的内周侧端面及外周侧端面,使用包含氧化铈磨粒作为研磨磨粒的浆料而进行刷光研磨。另外,根据端面磨削工序后的表面品质适当调节了端面研磨工序中的倒角面的加工余量。
然后,对于主表面,在使用公知的方法进行磨削后,实施了两次的研磨和化学强化。在第1研磨中使用了包含氧化铈磨粒的研磨液,在第2研磨中使用了包含胶态二氧化硅的研磨磨粒的研磨液。化学强化是在第2研磨前实施的。适当使用公知的清洗方法清洗了研磨后的玻璃坯板。
经过以上的工序,制作了如表1所示的比较例和实施例的磁盘用玻璃基板。
磁盘用玻璃基板的侧壁面的正圆度是利用上述的方法测定的。形状评价值是按照图2所示进行计算的。即,在与侧壁面的板厚方向的中心位置上下距离100μm的侧壁面上的位置、以及沿板厚的中心方向距离上下的主表面为75μm的倒角面上的位置取得轮廓线,根据侧壁面上的两处位置决定所测定出的轮廓线的各最小二乘圆的中心,从板厚方向俯视观察根据这两个中心求出的中点(A)、和倒角面的轮廓线的最小二乘圆的中心(B、C两个中心),求出A和B距离以及A和C的距离,把将这些距离相加得到的值作为外周端部的形状评价值。所有的测定均使用正圆度/圆筒形状测定机进行。
[评价方法]
对于磁盘用玻璃基板按照以上所述进行成膜,制作了比较例和实施例的磁盘。对于该比较例和实施例的磁盘的试样,使用激光多普勒测振仪测定了颤振特性值,由此评价了颤振。在测定颤振特性值时,将磁盘安装于2.5英寸型HDD的主轴上使磁盘旋转,从激光多普勒测振仪向旋转中的磁盘的主表面照射激光光束。另外,在HDD的罩上开设激光照射用的孔。然后,激光多普勒测振仪接受磁盘反射的激光光束,从而测定磁盘的板厚方向的振动量作为颤振特性值。此时,在以下的条件下测定颤振特性值。
·HDD及测定系统的环境:在恒温恒湿腔室内将温度维持在25℃
·磁盘的转速:7200rpm
·激光的照射位置:在半径方向上距离磁盘的中心31mm(距离外周端1.5mm)的位置
·HDD框体的盘片安装部的内壁直径的最小值:65.880mm
[评价基准]
关于对所测定的颤振特性值的评价结果,如下所述,按照良好的顺序(即,颤振特性值小的顺序)分成4个幅度1~4示出。幅度1、2为面向500kTPI的HDD的实际使用是合格的。
幅度1:20nm以下
幅度2:大于20nm且为30nm以下
幅度3:大于30nm且为40nm以下
幅度4:大于40nm
【表1】
正圆度(μm) | 形状评价值(μm) | 评价结果 | |
比较例2 | 1.7 | 1.0 | 幅度4 |
比较例1 | 1.5 | 1.3 | 幅度3 |
实施例1 | 1.5 | 1.0 | 幅度2 |
实施例2 | 1.0 | 0.8 | 幅度2 |
实施例3 | 1.0 | 0.5 | 幅度1 |
实施例4 | 0.8 | 0.3 | 幅度1 |
根据表1的评价结果可以确认,在正圆度超过1.5μm的情况下(比较例2),颤振特性极大程度不合格。另外确认到,在形状评价值超过1μm的情况下(比较例1),即使正圆度为1.5μm以下,颤振特性也不好。另一方面,在正圆度为1.5μm以下、而且形状评价值为1μm以下的情况下(实施例1~4),颤振特性良好。另外,如实施例3、4所示,在将形状评价值设为0.5μm以下的情况下,可以确认到颤振特性特别好。如实施例1~4所示,在颤振特性良好的情况下,当在HDD中向磁盘写入磁气信号和从磁盘读出磁气信号时难以产生错误,认为通过HDD的伺服进行的定位精度良好。
另外,准备正圆度为1.7μm、形状评价值为0.5μm的磁盘用玻璃基板(比较例3),使用该玻璃基板测定了颤振特性值是幅度4。由此可知,即使形状评价值为1.0μm以下时,在正圆度超过1.5μm的情况下,颤振的幅度不好。
然后,制作了10片上述实施例1的磁盘用玻璃基板,制作了10片上述实施例5、6的磁盘用玻璃基板,求出Rz、Ra、Rz(t)/Rz(c)的平均值、形状评价值的偏差。Rz的值在哪个玻璃基板中都是0.2μm以下。另外,Ra的值在哪个玻璃基板中都是0.02μm以下。实施例5、6的磁盘用玻璃基板是通过仅使端面磨削工序与实施例1的制作条件不同而制作的。具体而言,在实施例5、6中,当在端面磨削工序中进行外周侧端面的磨削时,使玻璃基板相对于磨削磨石的槽方向的倾斜角度(前述的α)为5度进行了第1次的磨削,然后使用另一个磨石使玻璃基板的倾斜角度为-5度进行了第2次的磨削,调整第2次的磨削的加工余量使其小于第1次的磨削的加工余量。实施例1、5、6的评价结果如表2所示。在表2中,Rz(t)/Rz(c)的平均值是10片的Rz(t)/Rz(c)的值的平均值,“形状评价值的偏差”是指10片的形状评价值的最大值与最小值之差。
根据表2可知,通过使Rz(t)/Rz(c)为1.2以下,形状评价值的偏差减小。并且,在Rz(t)/Rz(c)达到1.1以下时,可知形状评价值的偏差进一步减小。
【表2】
然后,对实施例1的制作条件改变了端面研磨的余量制作了各10片的试样(实施例7、8),求出了实施例7、8的形状评价值的偏差。形状评价值的偏差与在表2中示出的一样是指10片的形状评价值的最大值与最小值之差。
并且,对于实施例1、7、8,求出了外周端部的侧壁面与倒角面之间的部分的曲率半径。另外,在端面研磨的余量越小时越能维持在磨削工序中修整过的形状,因而能够提高形状精度。即,能够减小在外周端部的圆周方向上相邻的测定位置的曲率半径之差。
按照以下所述求出一片玻璃基板的曲率半径。即,测定了外周端部中的表面侧12点和背面侧12点合计24点。并且,求出表面侧12点中相邻的测定点之间的曲率半径之差(12个的数据)、和背面侧12点中相邻的测定点之间的曲率半径之差(12个的数据),将合计24个数据中最大的值作为该玻璃基板的曲率半径的最大值。测定数据的示例如表3所示。在表3中,将作为测定对象的玻璃基板的表面、背面分别表述为A面、B面。另外,在表3中,例如“0~30度”时的曲率半径之差是指0度测定点的曲率半径与30度测定点的曲率半径之差的绝对值。此外,例如将A面的30度位置的背面侧作为B面的30度位置。
对于实施例1、7、8的各10片试样求出了曲率半径之差的最大值,实施例1的10片试样都是0.010mm以下,实施例7的10片试样都是0.005mm以下,实施例8的10片试样都是0.012mm以下。表3所示的测定数据的示例是在各实施例中曲率半径之差的最大值为最大的一片试样的数据。
在表4中对于实施例1、7、8示出了曲率半径之差的最大值(与表3所示的值相同,10片中最大的值)和形状评价值的偏差。
根据表4可知,通过将曲率半径之差的最大值设为0.01mm以下,能够大幅降低形状评价值的偏差。
【表3】
【表4】
然后,使用磨石硬度与实施例1的制作条件不同的树脂结合磨石进行端面磨削,区分制作了圆筒度不同的试样(实施例9~11)。另外,在磨石硬度越低时越能减小圆筒度。圆筒度的测定是按照图4和图5所示计算出的。即,取得侧壁面的板厚方向的中心位置以及与中心位置上下相距100μm的位置的轮廓线,求出这3条轮廓线的内切圆的半径,然后求出3条轮廓线的内切圆的半径中最大值与最小值之差,将该半径之差作为侧壁面的圆筒度。所有的测定均使用正圆度/圆筒形状测定机进行。
以实施例9~11的磁盘用玻璃基板为基础制作了形成有磁性层等的磁盘。将该磁盘与DFH磁头一起组装入盘片转速为7200rpm的2.5英寸型HDD中,在按照500kTPI的轨道密度记录了磁气信号后,在半径位置30.4~31.4mm的区域中进行了伺服信号的读取试验。
[评价基准]
评价了HDD的伺服信号的读取错误次数。其结果如表5所示。如果错误次数为30次以下,则在实际使用上是合格的。
【表5】
圆筒度(μm) | 错误次数 | |
实施例9 | 6 | 25 |
实施例10 | 5 | 15 |
实施例11 | 3 | 12 |
根据表5的评价结果可以确认,在圆筒度超过5μm的情况下(实施例9),虽然在实际使用上没有问题,但是与圆筒度为5μm以下的情况(实施例10、11)相比,伺服信号的读取错误次数增多。
然后,适当变更上述的加工条件,制作了板厚为0.5mm(外周侧的侧壁面的长度0.3mm)的两种玻璃基板(分别为比较例1A、实施例1A)。按照正圆度、形状评价值分别与比较例1、实施例1相同的方式制作了比较例1A、实施例1A。对于比较例1A、实施例1A评价了颤振,并比较了通过降低形状评价值达到的改善幅度,从比较例1A向实施例1A的改善幅度大于从比较例1向实施例1的改善幅度。因此,特别是在0.5mm以下板厚的较薄的玻璃基板中,确认到本申请发明的效果比较高。
以上,对本发明的磁盘用玻璃基板进行了详细说明,但本发明不限定于上述实施方式,当然也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良和变更。
标号说明
11c、12c倒角面;11p、12p主表面;11w侧壁面;31、33侧壁面上的测定位置;32玻璃基板的板厚方向的中心位置;32o侧壁面的最小二乘圆的中心;34、35倒角面上的测定位置;34o、35o倒角面的最小二乘圆的中心;C1轮廓线的内切圆;C2轮廓线的外切圆;G磁盘用玻璃基板;R圆筒度。
Claims (9)
1.一种磁盘用玻璃基板,其在中心具有圆孔,并具有一对主表面和端面,其特征在于,
所述端面具有侧壁面、和介于所述侧壁面与所述主表面之间的倒角面,
外周侧的端面的正圆度为1.5μm以下,
分别取得在外周侧的侧壁面上的沿板厚方向相距200μm的两点位置处的圆周方向的轮廓线,设根据这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆的中心间的中点为中点A,
在外周侧的两个倒角面上的板厚方向长度的中心的位置分别取得圆周方向的轮廓线,在根据这些轮廓线求出的最小二乘圆的中心中,设根据一个倒角面求出的中心为中心B,设根据另一个倒角面求出的中心为中心C时,
中点A和中心B间的距离与中点A和中心C间的距离的合计为1μm以下,
所述外周侧的侧壁面的表面粗糙度,以最大高度Rz计为0.2μm以下。
2.一种磁盘用玻璃基板,其在中心具有圆孔,并具有一对主表面和端面,其特征在于,
所述端面具有侧壁面、和介于所述侧壁面与所述主表面之间的倒角面,
外周侧的端面的正圆度为1.5μm以下,
分别取得在外周侧的侧壁面上的沿板厚方向相距200μm的两点位置处的圆周方向的轮廓线,设根据这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆的中心间的中点为中点A,
在外周侧的两个倒角面上的板厚方向长度的中心的位置分别取得圆周方向的轮廓线,在根据这些轮廓线求出的最小二乘圆的中心中,设根据一个倒角面求出的中心为中心B,设根据另一个倒角面求出的中心为中心C时,
中点A和中心B间的距离与中点A和中心C间的距离的合计为1μm以下,
关于所述外周侧的侧壁面的表面粗糙度,在设板厚方向上的最大高度为Rz(t)、圆周方向上的最大高度为Rz(c)时,Rz(t)/Rz(c)为1.2以下。
3.根据权利要求2所述的磁盘用玻璃基板,其特征在于,
所述Rz(t)/Rz(c)为1.1以下。
4.一种磁盘用玻璃基板,其在中心具有圆孔,并具有一对主表面和端面,其特征在于,
所述端面具有侧壁面、和介于所述侧壁面与所述主表面之间的倒角面,
外周侧的端面的正圆度为1.5μm以下,
分别取得在外周侧的侧壁面上的沿板厚方向相距200μm的两点位置处的圆周方向的轮廓线,设根据这些轮廓线分别求出的两个最小二乘圆的中心间的中点为中点A,
在外周侧的两个倒角面上的板厚方向长度的中心的位置分别取得圆周方向的轮廓线,在根据这些轮廓线求出的最小二乘圆的中心中,设根据一个倒角面求出的中心为中心B,设根据另一个倒角面求出的中心为中心C时,
中点A和中心B间的距离与中点A和中心C间的距离的合计为1μm以下,
在以所述玻璃基板的中心为基准沿圆周方向每隔30度设置测定点,并求出所述外周侧的侧壁面与倒角面之间的部分的形状在所述测定点处的曲率半径时,相邻的测定点之间的所述曲率半径之差为0.01mm以下。
5.根据权利要求1、2、4中任意一项所述的磁盘用玻璃基板,其特征在于,
所述合计为0.5μm以下。
6.根据权利要求1、2、4中任意一项所述的磁盘用玻璃基板,其特征在于,
分别取得包括在所述外周侧的侧壁面中沿板厚方向相距100μm间隔的至少3点位置在内的、沿板厚方向的多个不同位置的所述侧壁面的圆周方向的轮廓线,取得各条轮廓线的内切圆和外切圆,最小的内切圆的半径与最大的外切圆的半径之差为5μm以下。
7.根据权利要求1、2、4中任意一项所述的磁盘用玻璃基板,其特征在于,
板厚为0.5mm以下。
8.根据权利要求4所述的磁盘用玻璃基板,其特征在于,
所述相邻的测定点之间的所述曲率半径之差为0.005mm以下。
9.一种磁盘,其特征在于,该磁盘在权利要求1~8中任一项所述的磁盘用玻璃基板的主表面上形成了磁性层。
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