CN108447507B - 磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法、以及磨削工具 - Google Patents

磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法、以及磨削工具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种方法，该方法在利用固定磨粒的磨削处理中可提高加工速度，并且可以进行稳定的磨削加工。本发明中，在对玻璃基板的主表面进行磨削的磨削处理中，使用磨削工具进行玻璃基板主表面的磨削，该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比磨削磨粒柔软的分散粒，磨削磨粒和分散粒以分散于结合材料中的状态结合。

Description

磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法、以及磨削 工具
本申请是分案申请，其原申请的申请号为201480053014.8，申请日为2014年09月29日，发明名称为“磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法、以及磨削工具”。
技术领域
本发明涉及搭载于硬盘驱动器(HDD)等磁盘装置的磁盘用玻璃基板的制造中适用的磨削工具、使用了该磨削工具的磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法。
背景技术
作为搭载于硬盘驱动器(HDD)等磁盘装置的信息记录介质的一种，存在磁盘。磁盘是在基板上形成磁性层等薄膜而构成的，作为该基板，过去一直使用铝基板。但是，最近，随着记录的高密度化的要求，与铝基板相比玻璃基板能够使磁头与磁盘之间的间隔变得更窄，因此玻璃基板的所占比例逐渐变高。
另外，对玻璃基板表面高精度地进行研磨以使磁头的悬浮高度尽量下降，由此实现记录的高密度化。近年来，对HDD越来越多地要求更大的记录容量化、低价格化，为了实现这样的目的，磁盘用玻璃基板也需要进一步的高品质化、低成本化。
如上所述，为了对于记录的高密度化所必须的低飞行高度(悬浮量)化，磁盘表面必须具有高平滑性。为了得到磁盘表面的高平滑性，结果要求具有高平滑性的基板表面，因此需要对玻璃基板表面进行高精度的研磨。为了制作这样的玻璃基板，在磨削加工中进行板厚的调整和降低平坦度(平面度)之后，通过进一步进行研磨处理而降低表面粗糙度或微小起伏，由此实现主表面处的极高的平滑性。
另外，以往，在使用游离磨粒的磨削工序(例如专利文献1等)中，提出了基于使用了金刚石抛光垫的固定磨粒的磨削方法(例如专利文献2等)。金刚石抛光垫是使用树脂(例如丙烯系树脂等)等结合材料将金刚石颗粒或一些金刚石颗粒通过玻璃等固定材料固定的凝聚物(集结磨粒)固定于片材上的材料。除此之外，也可以是在片材上形成包含金刚石的树脂的层之后，在树脂层上形成槽而制成突起状的材料。需要说明的是，在此所谓的金刚石抛光垫不一定是惯用称呼，在本说明书中为了说明方便而称为“金刚石抛光垫”。
对于以往的游离磨粒而言，形状歪斜的磨粒夹杂于定盘与玻璃之间而不均匀地存在，因此在向磨粒施加的负荷不恒定而负荷集中的情况下，定盘表面因铸铁而为低弹性，因此在玻璃上产生较深的裂缝、加工变质层变深、并且玻璃的加工表面粗糙度也变大，因此在后续工序的镜面研磨工序中需要较多的去除量，因此难以削减加工成本。与此相对，在基于使用了金刚石抛光垫的固定磨粒的磨削中，磨粒均匀地存在于片材表面，因此负荷不集中，除此之外因为使用树脂将磨粒固定于片材上，因此即使向磨粒施加负荷，通过将磨粒固定的树脂的高弹性作用，也有可能使加工面的裂缝(加工变质层)变浅、且降低加工表面粗糙度，能够降低对后续工序的负载(加工余量等)，且削减加工成本。
在专利文献2中公开了一种利用固定磨粒的磨削加工用的工具，该固定磨粒是将研磨复合体(凝聚体)以一定比例分散于有机树脂内部而得到的，该研磨复合体是将金刚石磨粒用粘结剂结合而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-6161号公报
专利文献2：日本特表2003-534137号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上述所述，根据基于使用了金刚石抛光垫的固定磨粒的磨削方法，虽然能够降低加工面的表面粗糙度，能够降低对之后的镜面研磨工序的负载，且削减玻璃基板的加工成本，但根据本发明人的研究发现存在如下所述的课题。
在使用上述专利文献2所公开的利用固定磨粒的磨削加工用工具进行玻璃基板的磨削加工的情况下，需要选择与加工物相符的凝聚体密度，调整加工压力，时常控制对金刚石磨粒的前端部分(刀尖)所施加的压力。特别是在希望加快加工的情况下，选择凝聚体密度低的磨削工具是有利的。这种情况下，由于凝聚体的间隔大，因此加工速度变快，但工具的磨耗也变快。另外，若凝聚体密度低，则所分散的凝聚体彼此的距离容易变得不均匀，容易发生不均匀磨耗。若使用这样的现有的磨削工具进行玻璃基板的量产，在初期阶段加工速度快，但会反复发生磨削磨粒的脱落、不均匀磨耗、堵塞等，在工具表面会形成起伏成分，在比较早的阶段(从加工开始经过数批次)会发生加工速度的降低和加工后的品质降低。特别是，平坦度的品质降低变得显著。通过除去在工具表面产生的起伏成分的修正作业，也可以使降低的加工速度恢复，但需要频繁地进行这样的修正作业，因此生产上的负荷大。
总之，在现有技术中，难以兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，无法以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质。
本发明是为了解决这种现有的课题而进行的，其目的在于提供一种磨削工具，该磨削工具在使用固定磨粒的磨削处理中可实现兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，可适用于以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质的玻璃基板的磨削处理；并且提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法，该制造方法包括使用该磨削工具的磨削处理，能够制造高品质的玻璃基板；另外提供一种利用了通过该制造方法得到的玻璃基板的磁盘的制造方法。
用于解决课题的方案
本发明人对能够提高加工速度且进行稳定的磨削加工的解决方案进行了探索，结果完成了本发明。
即，为了解决上述课题，本发明具有以下的构成。
(构成1)
一种磁盘用玻璃基板的制造方法，其为包括对玻璃基板的主表面进行磨削的磨削处理的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在上述磨削处理中，使用磨削工具进行玻璃基板主表面的磨削，该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比上述磨削磨粒柔软的分散粒，上述磨削磨粒和上述分散粒以分散于上述结合材料中的状态结合。
(构成2)
如构成1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述结合材料为树脂材料。
(构成3)
如构成1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述磨削磨粒是2个以上的磨削磨粒通过固定材料结合而成的集结磨粒。
(构成4)
如构成1～3中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述磨削磨粒包含金刚石磨粒。
(构成5)
如构成1～4中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述分散粒包含氧化铝或氧化锆。
(构成6)
如构成1～4中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述分散粒包含比所磨削的玻璃更柔软的玻璃。
(构成7)
如构成1～4中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述分散粒是2个以上的分散粒通过比所磨削的玻璃更柔软的玻璃结合而成的凝聚体。
(构成8)
如构成1～7中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述结合材料中的上述分散粒相对于上述磨削磨粒的比例为0.1倍～5倍的范围。
(构成9)
一种磁盘的制造方法，其特征在于，在利用构成1～8中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法所制造的磁盘用玻璃基板上至少形成磁记录层。
(构成10)
一种磨削工具，其为对电子器件用的玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比上述磨削磨粒柔软的分散粒，上述磨削磨粒和上述分散粒以分散于上述结合材料中的状态结合。
发明的效果
根据本发明，可通过上述构成解决现有的课题，可以提供一种磨削工具，该磨削工具在使用固定磨粒的磨削处理中可兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，可适用于以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质的玻璃基板的磨削处理。另外，包括使用该磨削工具的磨削处理，能够以低成本制造高品质的玻璃基板。此外，利用通过该制造方法得到的玻璃基板，可以得到可靠性高的磁盘。
附图说明
图1是示出现有的金刚石抛光垫的结构的示意性截面图。
图2是用于说明磨削加工时的状态的示意图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。
磁盘用玻璃基板通常经过形状加工、主表面研磨、端面研磨、主表面研磨、化学强化等来制造。
在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，从通过浮法或下拉法制造的片状玻璃切割成规定大小而获得玻璃基板。另外，除此之外，还可以使用由熔融玻璃通过压制制作的片状平板玻璃。本发明适于使用当磨削加工开始时主表面为镜面状的玻璃基板的情况。
接着，对该玻璃基板进行用于提高尺寸精度和形状精度的磨削加工处理。
该磨削加工通常使用双面磨削装置且使用金刚石等硬质磨粒进行玻璃基板主表面的磨削。这样，通过对玻璃基板主表面进行磨削加工而加工成规定的板厚、平坦度，并且获得规定的表面粗糙度。
本发明涉及该磨削加工处理的改善。本发明中的磨削处理是例如使用了包含金刚石颗粒的磨削磨粒(固定磨粒)的磨削加工，在双面磨削装置中，使通过载具保持的玻璃基板密合在例如粘贴有金刚石抛光垫作为磨削工具的上下定盘间，进一步利用上下定盘以规定压力夹持所述玻璃基板，并且使玻璃基板与上下定盘相对地移动，由此同时地对玻璃基板的两主表面进行磨削。此时，供给润滑液(冷却液)用于冷却加工作用面或促进加工。
上述磨削处理中使用的磨削工具(固定磨粒磨石)例如为金刚石抛光垫，将其结构的概要示于图1。图1所示的金刚石抛光垫1在片材2上粘贴有颗粒4，该颗粒4是使用树脂(例如丙烯酸系树脂等)等结合材料将集结磨粒3固定而成的，该集结磨粒3是若干个金刚石颗粒5(参见图2)通过玻璃等固定材料固定而成的。当然，图1所示的结构仅为一例，并不限定于此。例如，也可以使用下述金刚石抛光垫：在片材上形成包含金刚石颗粒的树脂的层后，在树脂层形成槽而制成突起状。
需要说明的是，本实施方式中，在称为固定磨粒或简称为磨粒时，只要不特别声明，则是指上述金刚石颗粒之类的磨削磨粒，另外在称为磨粒的平均粒径时，是指上述磨削磨粒的平均粒径。
如上述说明那样，本发明人查明：利用上述现有技术难以兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，无法以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质。
因此，本发明人对能够提高加工速度且进行稳定的磨削加工的解决方案进行了探索，结果发现，通过合用磨削磨粒和比该磨削磨粒更柔软的分散粒，使用这些磨削磨粒和分散粒以分散于结合材料中的状态结合的磨削工具，能够解决上述课题。
本发明的磨削工具中，利用上下定盘夹持玻璃基板时，从定盘对磨削磨粒分别施加的力因上述分散粒的存在而被分散。即，可降低磨削磨粒密度降低，增大磨削磨粒的间隔，提高加工速度，而且即使磨削磨粒间隔增大，由于其间存在分散粒，因而能够分散加工时从定盘所施加的力，能够抑制工具的磨耗。另外，若磨削磨粒密度低，则分散的磨粒彼此的距离容易变得不均匀，本发明中，如上所述，除了磨削磨粒外还分散有分散粒，其结果，磨削磨粒彼此也以均匀的距离分散，难以发生不均匀磨耗。
因此，即便使用这种本发明的磨削工具进行玻璃基板的量产，也可以抑制现有技术那样的在持续加工时在工具表面形成起伏成分的情况，其结果，能够兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，能够以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质。
即，本发明中的磨削处理中所适用的磨削工具为对玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比上述磨削磨粒柔软的分散粒，上述磨削磨粒和上述分散粒以分散于上述结合材料中的状态结合。
另外，本发明的特征在于，在对玻璃基板进行磨削的磨削处理中，使用上述磨削工具进行玻璃基板主表面的磨削。
上述磨削磨粒可以为磨粒本身，但优选为2个以上的磨削磨粒通过固定材料结合而成的集结磨粒。单个磨粒的表面积小，因而所把持的树脂强度低，容易脱落。
本发明中，上述磨削磨粒优选为金刚石磨粒。这种情况下，金刚石磨粒的平均粒径优选为1.5μm～10μm左右的范围。
若金刚石磨粒的平均粒径低于上述范围，则针对镜面状玻璃基板的切入变浅，有可能难以陷入玻璃基板。另一方面，若金刚石磨粒的平均粒径高于上述范围，则因为成品的粗糙度变粗，因此有可能使后续工序的加工余量负载变大。
另外，在为金刚石磨粒的集结磨粒的情况下，该集结磨粒的粒径优选累积平均粒径为30μm～50μm左右。
另外，作为将磨粒彼此固定的固定材料，例如优选玻璃材料。
需要说明的是，本发明中，上述平均粒径是指，在将通过激光衍射法测定的粒度分布中的粉体集团的总体积设为100％而求出累积曲线时，其累积曲线达到50％的点的粒径(称为“累积平均粒径(50％径)”)。本发明中，累积平均粒径(50％径)具体是使用粒径/粒度分布测定装置等能够测定的值。
作为将磨削磨粒结合的结合材料，例如可以举出金属、玻璃、树脂材料等，从具有适度的缓冲特性而不对玻璃产生过度的损害的方面出发，特别优选为树脂材料。作为树脂材料，可以举出丙烯酸酯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚酯等。
本发明中，与磨削磨粒一起分散于结合材料中的上述分散粒是比该结合材料硬且比磨削磨粒柔软的颗粒。加工时用上下定盘夹持玻璃基板时，从定盘对磨削磨粒分别施加的力可因上述分散粒的存在而分散。分散粒的硬度还取决于结合材料和磨削磨粒的材质，以莫氏硬度计磨削磨粒大致为6.5～9.5左右，因此具有比该硬度柔软的硬度即可。另外，颗粒中使用的玻璃优选为低于磨粒的莫氏硬度。
上述分散粒只要硬度满足上述条件即可，对材质没有特别限制，从莫氏硬度的方面考虑，优选包含玻璃、氧化铝或氧化锆。另外，也可以为材质不同的颗粒的混合物。这些材料与金刚石相比适度柔软，因此先于金刚石磨粒而发生磨耗。因此不会阻碍金刚石的加工。氧化铝或氧化锆的颗粒的平均粒径的范围优选与金刚石磨粒的平均粒径相同。
上述分散粒可以为颗粒本身，也可以为2个以上的分散粒如例如玻璃化结合那样通过玻璃的固定材料结合而成的凝聚体。此时2个以上的分散粒的材质可以相同，也可以不同。另外，此时的玻璃优选为比所磨削的玻璃基板更柔软的玻璃。
关于上述分散粒的尺寸，颗粒本身的情况下优选与凝聚体的情况相同。由此，容易使两者均匀分散。
另外，上述磨削磨粒的尺寸(在集结磨粒的情况下为其尺寸)与分散粒的尺寸之比优选大致相同，特别优选两者为相同的尺寸。关于磨削磨粒与分散粒的尺寸之比，以分散粒的平均粒径相对于磨削磨粒的平均粒径之比((分散粒的平均粒径)/(磨削磨粒的平均粒径))计，优选为0.8～1.2的范围内。由此，容易使两者均匀分散。
另外，在使用磨削磨粒的固定材料和分散粒的固定剂的情况下，优选两者的结合材料为相同的材料。由此，容易使两者均匀分散。
另外，上述分散粒优选也可以为仅由比所磨削的玻璃更柔软的玻璃构成的颗粒。
在为仅由该玻璃构成的分散粒的情况下，分散粒的尺寸、及与磨削磨粒的尺寸之比等与上述氧化铝等分散粒的情况相同。
对本发明的磨削工具来说，上述磨削磨粒和上述分散粒以分散于上述结合材料中的状态结合，具体地说，作为实施方式例如可以举出金刚石磨削磨粒与氧化铝等非金刚石分散粒的合用；金刚石磨削磨粒与由玻璃构成的分散粒的合用；或者金刚石磨削磨粒、氧化铝等非金刚石分散粒、与由玻璃构成的分散粒的合用等。
本发明中，特别优选将金刚石磨削磨粒与由玻璃构成的分散粒合用的实施方式る。通过该实施方式，防止起伏成分产生的分散效果达到最高。
本发明中，对结合材料中的上述磨削磨粒与上述分散粒的比例没有特别限制，从可充分发挥本发明的作用效果的方面考虑，优选为下述分散比例。
在合用金刚石磨削磨粒与氧化铝等非金刚石分散粒的情况下，相对于磨削磨粒1，分散粒优选为0.1倍～3倍的范围。
另外，在合用金刚石磨削磨粒与由玻璃构成的分散粒的情况下，相对于磨削磨粒1，分散粒优选为0.1倍～5倍的范围。
另外，在合用金刚石磨削磨粒、氧化铝等非金刚石分散粒和由玻璃构成的分散粒的情况下，相对于磨削磨粒1，分散粒的总量优选为0.1倍～5倍的范围。
另外，在磨削面中，分散于树脂等结合材料中的固定磨粒的合计(在集结磨粒或凝聚体的情况下，将其算作1个)的密度优选为10～40(个/mm2)的范围。另外，磨削工具中的固定磨粒的含量优选为5体积％～80体积％。若固定磨粒的含量脱离上述范围(超过和不足均包括在内)，则均有时会引起加工时间的增大而使成本升高。
本发明中，使比金刚石磨粒柔软的材料的磨粒及其凝聚体与金刚石集结磨粒一起分散，从而能够使金刚石集结磨粒的磨粒间距离均匀地延长。另外，可以防止过度的压力集中于金刚石集结磨粒。由此，在高加工速度下也可以稳定地加工，可以维持良好的平坦度。
在本发明中的磨削处理中，加工时的负荷以面压计优选为15g/cm2～200g/cm2。
需要说明的是，例如用金刚石抛光垫对镜面状的玻璃基板表面进行磨削加工的情况下，首先，为了使金刚石磨粒陷入玻璃基板表面，优选对玻璃表面施加比通常的磨削加工时更高的负载负荷。在高负荷的情况下，磨粒的切入深度相应地变深，因此可以使玻璃表面的粗糙度变大(粗糙化)。
在这种加工初期阶段玻璃表面被粗糙化，之后对于磨削加工来说不需要高负荷，反而优选降低负荷，在减小磨粒的切入深度的条件下进行磨削加工。图2是用于说明磨削加工时的状态的示意图，示出了金刚石磨粒3陷入玻璃基板10而进行磨削的状态(假想图)。
本发明中，关于磨削处理结束后的玻璃基板的表面粗糙度，以Ra计优选加工成0.02μm～3.0μm的范围。通过如此将加工的粗糙度抑制为较低，可以减小后续工序的加工负荷。
在本发明中，构成玻璃基板的玻璃(的玻璃种类)优选是非晶铝硅酸盐玻璃。对于这样的玻璃基板来说，通过对表面进行镜面研磨而能够形成为平滑的镜面，另外加工后的强度良好。作为这样的铝硅酸盐玻璃，例如优选以SiO2作为主要成分而包含20重量％以下的Al2O3的玻璃。而且，更优选以SiO2作为主要成分而包含15重量％以下的Al2O3的玻璃。具体地说，能够使用含有62重量％以上且75重量％以下的SiO2、5重量％以上且15重量％以下的Al2O3、4重量％以上且10重量％以下的Li2O、4重量％以上且12重量％以下的Na2O、5.5重量％以上且15重量％以下的ZrO2作为主要成分，并且Na2O/ZrO2的重量比为0.5以上且2.0以下、Al2O3/ZrO2的重量比为0.4以上且2.5以下的不包含磷氧化物的非晶铝硅酸盐玻璃。
另外，作为用于下一代的热辅助磁记录用的磁盘的耐热性玻璃，能够优选使用例如以摩尔％表示含有50％～75％的SiO2、0％～5％的Al2O3、0％～2％的BaO、0％～3％的Li2O、0％～5％的ZnO、合计为3％～15％的Na2O和K2O、合计为14％～35％的MgO、CaO、SrO以及BaO、合计为2％～9％的ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Yb2O3、Ta2O5、Nb2O5以及HfO2，摩尔比[(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO+BaO)]在0.85～1的范围且摩尔比[Al2O3/(MgO+CaO)]在0～0.30的范围的玻璃。
另外，也可以是含有56摩尔％～75摩尔％的SiO2、1摩尔％～9摩尔％的Al2O3、合计为6摩尔％～15摩尔％的选自由Li2O、Na2O以及K2O组成的组中的碱性金属氧化物、合计为10摩尔％～30摩尔％的选自由MgO、CaO以及SrO组成的组中的碱土金属氧化物、合计为超过0％且10摩尔％以下的选自由ZrO2、TiO2、Y2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5以及Ta2O5组成的组中的氧化物玻璃。
本发明中，玻璃成分中的Al2O3的含量优选是15重量％以下。进一步，Al2O3的含量更优选是5摩尔％以下。
当以上说明的磨削处理结束后，进行用于获得高精度的平面的镜面研磨加工。本发明中，在利用固定磨粒的磨削处理中能够进行稳定的加工，因此可减少在后续的镜面研磨加工中的去除量，降低加工负载，且能够削减加工成本。
作为玻璃基板的镜面研磨方法，优选一边供给含有氧化铈或胶态二氧化硅等金属氧化物的研磨材料的浆料(研磨液)，一边使用聚氨酯等抛光材料的研磨垫进行研磨。具有高平滑性的玻璃基板能够通过以下方式获得：使用例如氧化铈系研磨材料进行研磨后(第1研磨加工)，再进行使用了胶态二氧化硅磨粒的抛光研磨(镜面研磨)(第2研磨加工)。
本发明中，镜面研磨加工后的玻璃基板的表面优选成为以算术平均表面粗糙度Ra表示是0.2nm以下、更优选是0.1nm以下的镜面。此外，当在本发明中提到算术平均粗糙度Ra时，是依据日本工业标准(JIS)B0601计算的粗糙度。
另外，在本发明中表面粗糙度(上述算术平均粗糙度Ra)实用上优选为当以原子力显微镜(AFM)测定时获得的表面形状的表面粗糙度。
本发明中，可以实施化学强化处理。作为化学强化处理的方法，优选例如在不超过玻璃化转变温度的温度区域进行离子交换的低温型离子交换法等。化学强化处理是指下述处理：使熔融的化学强化盐与玻璃基板接触，从而使化学强化盐中原子半径相对大的碱金属元素与玻璃基板中原子半径相对小的碱金属元素发生离子交换，使该离子半径大的碱金属元素渗透至玻璃基板的表层，在玻璃基板的表面产生压缩应力。经化学强化处理的玻璃基板的耐冲击性优异，因此特别优选搭载于例如移动用途的HDD。作为化学强化盐，优选可以使用硝酸钾、硝酸钠等碱金属硝酸盐。
另外，本发明还提供使用了上述磁盘用玻璃基板的磁盘的制造方法。
本发明中，磁盘通过在本发明的磁盘用玻璃基板上至少形成磁记录层(磁性层)来制造。作为磁性层的材料，能够使用各向异性磁场大的作为六方晶系的CoCrPt系或CoPt系强磁性合金。作为磁性层的形成方法，优选使用通过溅射法(例如DC磁控溅射法)在玻璃基板上成膜出磁性层的方法。
另外，也可以在上述磁记录层上形成保护层、润滑层。作为保护层优选非晶质碳系保护层。另外，作为润滑层能够使用在全氟聚醚化合物的主链的末端具有官能团的润滑剂。
通过使用由本发明获得的磁盘用玻璃基板，能够获得可靠性较高的磁盘。
实施例
下面，举出实施例对本发明的实施方式进行具体说明。此外，本发明不限于以下实施例。
(实施例1)
经过以下的(1)基板准备、(2)形状加工、(3)端面研磨、(4)主表面磨削加工、(5)主表面研磨(第1研磨)、(6)化学强化、(7)主表面研磨(第2研磨)制造了本实施例的磁盘用玻璃基板。
(1)基板准备
准备通过浮法制造的厚度为1mm的由铝硅酸盐玻璃构成的大板玻璃，使用金刚石刀具裁剪成70mm×70mm的正方形的小片。接着，使用金刚石刀具加工成外径为65mm、内径为20mm的圆盘形状。作为该铝硅酸盐玻璃，使用了含有62重量％～75重量％的SiO2、5.5重量％～15重量％的ZrO2、5重量％～15重量％的Al2O3、4重量％～10重量％的Li2O、4重量％～12重量％的Na2O的可化学强化的玻璃。
所得到的基板的表面是表面粗糙度Ra为5nm以下的镜面。
(2)形状加工
接着，使用金刚石磨石在玻璃基板的中央部分打通孔，并且在外周端面和内周端面实施了规定的倒角加工。
(3)端面研磨
接着，通过刷光研磨一边使玻璃基板旋转一边对玻璃基板的端面(内周、外周)进行研磨。
(4)主表面磨削加工
该主表面磨削加工中使用双面磨削装置，在粘贴有金刚石抛光垫的上下定盘之间设置通过载具所保持的玻璃基板，由此进行加工。本实施例中，作为金刚石抛光垫使用了下述金刚石抛光垫，该金刚石抛光垫具备：将2个以上的金刚石磨粒通过玻璃固定而成的集结磨粒；将2个以上的氧化铝颗粒通过玻璃固定而成的凝聚体；和将2个以上的该集结磨粒和凝聚体结合的树脂，它们按照金刚石磨粒的平均粒径为4.0μm、金刚石的集结磨粒的平均粒径为40μm、氧化铝颗粒的平均粒径为4.0μm、氧化铝凝聚体的平均粒径为40μm、最大粒径为45μm、金刚石集结磨粒与氧化铝凝聚体的比例为1：0.5的方式分散于树脂中。固定上述磨粒等的玻璃使用了硬度比所加工的玻璃小的玻璃。另外，上述固定磨粒的合计在磨削面的密度为20(个/mm2)。另外，一边使用润滑液一边进行加工。另外，适当调整定盘的转速、对玻璃基板的负荷来进行加工。
(5)主表面研磨(第1研磨)
接着，使用双面研磨装置进行用于除去在上述的磨削加工中残留的伤痕或变形的第1研磨。在双面研磨装置中，使通过载具保持的玻璃基板紧贴在粘贴有研磨垫的上下研磨定盘之间，并使该载具与太阳齿轮(sun gear，太阳轮)和内齿轮(internal gear，内啮合齿轮)啮合，并通过上下定盘夹持上述玻璃基板。其后，向研磨垫与玻璃基板的研磨面之间供给研磨液并使其旋转，玻璃基板在定盘上一边自转一边公转，由此对双面同时进行研磨加工。具体地说，利用硬质抛光材料(硬质发泡氨基甲酸酯)作为抛光材料，实施第1研磨。将氧化铈作为研磨剂进行了分散的纯水作为研磨液，且适当设定了负荷、研磨时间。将完成了上述第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)、IPA(蒸气干燥)的各清洗槽中，进行超声波清洗并干燥。
(6)化学强化
接着，对完成上述清洗的玻璃基板实施化学强化。化学强化中，准备将硝酸钾与硝酸钠混合而成的化学强化液，将该化学强化溶液加热至380℃，并将完成了上述清洗和干燥的玻璃基板浸渍约4小时，进行化学强化处理。
(7)主表面研磨(第2研磨)
接下来，利用与在上述第1研磨中使用的研磨装置同样的双面研磨装置，将抛光材料替换为软质抛光材料(绒面革)的研磨垫(发泡聚氨酯)，从而实施第2研磨。该第2研磨是镜面研磨加工，在维持上述第1研磨中得到的平坦的表面的同时，抛光成例如玻璃基板主表面的表面粗糙度Ra为0.2nm左右以下的平滑的镜面。作为研磨液，设定为分散有胶态二氧化硅的纯水，且适当设定了负荷、研磨时间。将完成了上述第2研磨工序的玻璃基板依次浸渍到中性洗涤剂、纯水、IPA、IPA(蒸气干燥)的各清洗槽中，进行超声波清洗并干燥。
利用原子力显微镜(AFM)对经过上述工序所获得的玻璃基板的主表面的表面粗糙度进行了测定，结果获得Rmax＝1.53nm、Ra＝0.13nm的拥有超平滑的表面的玻璃基板。
(实施例2)
在实施例1的主表面磨削加工中使用下述的金刚石抛光垫，该金刚石抛光垫具备：将2个以上的金刚石磨粒通过玻璃固定而成的集结磨粒；由玻璃形成的2个以上的分散粒；和将2个以上的该集结磨粒和分散粒结合的树脂，它们按照金刚石磨粒的平均粒径为约4.0μm、金刚石集结磨粒的平均粒径为40μm、玻璃分散粒的平均粒径为4.0μm、玻璃凝聚体的最大粒径为45μm、金刚石集结磨粒与玻璃凝聚体的比例为1：0.5的方式分散于树脂中，除此以外与实施例1同样地进行磨削加工，制作出磁盘用玻璃基板。
(实施例3)
在实施例1的主表面磨削加工中使用下述的金刚石抛光垫，该金刚石抛光垫具备：将2个以上的金刚石磨粒通过玻璃固定而成的集结磨粒；将2个以上的氧化铝颗粒通过玻璃固定而成的凝聚体；由玻璃形成的2个以上的分散粒凝聚体；和将2个以上的该集结磨粒、氧化铝颗粒凝聚体和玻璃分散粒凝聚体结合的树脂，它们按照金刚石磨粒的平均粒径为约4.0μm、氧化铝颗粒的平均粒径为约1μm～4.0μm、玻璃颗粒的平均粒径为约1μm～4.0μm、氧化铝凝聚体和玻璃凝聚体的最大粒径为45μm、这些金刚石集结磨粒、氧化铝凝聚体与玻璃凝聚体的比例为1：0.5：0.5的方式分散于树脂中，除此以外与实施例1同样地进行磨削加工，制作出磁盘用玻璃基板。
(比较例1)
在实施例1的主表面磨削加工中使用现有的金刚石抛光垫，该金刚石抛光垫在树脂中分散有将2个以上的金刚石磨粒通过玻璃固定而成的集结磨粒(金刚石磨粒的平均粒径为约4.0μm)，除此以外与实施例1同样地进行磨削加工，制作出磁盘用玻璃基板。
(比较例2)
使用使固定磨粒的合计(该例中仅为金刚石集结磨粒)在磨削面的密度为30(个/mm2)的金刚石抛光垫，除此以外与比较例1同样地进行磨削加工，制作出磁盘用玻璃基板。
在上述各实施例和比较例中，关于上述主表面磨削加工，以每1批100张、合计100批进行连续加工。
在上述实施例和比较例中，对于磨削加工后的玻璃基板，使用平坦度测量仪进行平坦度的测定，将规定的基准(3μm以下)作为合格品，计算出不满足该基准的玻璃基板的发生率(平坦度不良率)，将结果示于表1。另外，磨削加工时的加工速度(相对于比较例1的加工速度比)也一并示于表1中。
[表1]
Figure BDA0001604903040000141
由上述表1的结果可知以下内容。
1.在使用现有的仅包含金刚石集结磨粒的磨削工具(金刚石抛光垫)的比较例1中，若进行100批的连续加工，则加工速度和加工品质降低，无法进行稳定的磨削加工。
与此相对，在使用将氧化铝颗粒凝聚体或玻璃分散粒、或者氧化铝颗粒凝聚体和玻璃分散粒两者与金刚石集结磨粒一起分散而成的磨削工具的实施例1～3中，可兼顾加工速度和加工品质(特别是基板的平坦度)，能够以稳定的加工速度长时间稳定地得到良好的加工品质。特别是，在合用金刚石集结磨粒与玻璃分散粒的实施例2中，平坦度不良率为0％。
另外，通过比较例1、2的比较可知，对于现有的金刚石抛光垫而言，若降低固定磨粒的磨削面密度，虽然加工速度提高，但平坦度不良率变差。这表明，单纯地降低固定磨粒密度并无法进行稳定的加工。
(磁盘的制造)
对上述实施例1中得到的磁盘用玻璃基板实施以下的成膜工序，得到垂直磁记录用磁盘。
即，在上述玻璃基板上依次成膜出由Ti系合金薄膜构成的附着层、由CoTaZr合金薄膜构成的软磁性层、由Ru薄膜构成的底层、由CoCrPt合金构成的垂直磁记录层、保护层、润滑层。保护层为成膜出氢化碳层。另外，润滑层为通过浸渍法形成了醇改性全氟聚醚的液体润滑剂。
对于所获得的磁盘，嵌入具有DFH磁头的HDD，在80℃且80％RH的高温高湿环境下使发挥DFH功能进行了1个月的加载/卸载耐久性试验，特别地，没有故障，获得了良好的结果。
符号说明
1 金刚石抛光垫
2 片材
3 集结磨粒
4 颗粒
5 金刚石颗粒
10 玻璃基板

Claims (16)

1.一种磨削工具，其为对电子器件用的玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，
该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比所述磨削磨粒柔软的分散粒，所述分散粒的平均粒径相对于所述磨削磨粒的平均粒径之比为0.8～1.2的范围内，所述磨削磨粒是2个以上的磨削磨粒通过固定材料结合而成的集结磨粒，所述磨削磨粒和所述分散粒以分散于所述结合材料中的状态结合。
2.一种磨削工具，其为对电子器件用的玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，
该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比所述磨削磨粒柔软的分散粒，所述分散粒包含比所磨削的玻璃更柔软的玻璃，所述磨削磨粒和所述分散粒以分散于所述结合材料中的状态结合。
3.一种磨削工具，其为对电子器件用的玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，
该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比所述磨削磨粒柔软的分散粒，所述分散粒是2个以上的分散粒通过玻璃结合而成的凝聚体，所述磨削磨粒和所述分散粒以分散于所述结合材料中的状态结合。
4.一种磨削工具，其为对电子器件用的玻璃基板表面进行磨削的磨削工具，其特征在于，
该磨削工具具备磨削磨粒、将该磨削磨粒结合的结合材料和比该结合材料硬且比所述磨削磨粒柔软的分散粒，所述磨削磨粒和所述分散粒以分散于所述结合材料中的状态结合，
所述磨削磨粒和所述分散粒的合计的、在所述磨削工具的磨削面中的密度为10～40个/mm2的范围。
5.如权利要求1～4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述结合材料为树脂材料。
6.如权利要求2～4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述磨削磨粒是2个以上的磨削磨粒通过固定材料结合而成的集结磨粒。
7.如权利要求1～4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述磨削磨粒包含金刚石磨粒。
8.如权利要求1～4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述分散粒含有包含氧化铝、氧化锆或玻璃中的任一种的颗粒。
9.如权利要求1、3、4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述分散粒包含比所磨削的玻璃更柔软的玻璃。
10.如权利要求1、2、4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述分散粒是2个以上的分散粒通过玻璃结合而成的凝聚体。
11.如权利要求1～4中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述结合材料中的所述分散粒的个数相对于所述磨削磨粒的个数的比例为0.1倍～5倍的范围。
12.如权利要求1～3中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述磨削磨粒和所述分散粒的合计的、在所述磨削工具的磨削面中的密度为10～40个/mm2的范围。
13.一种玻璃基板的制造方法，其特征在于，该制造方法包括使用权利要求1～12中任一项所述的磨削工具对电子器件用的玻璃基板的主表面进行磨削的处理。
14.一种作为磁盘用玻璃基板的基础的玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括使用权利要求1～12中任一项所述的磨削工具对玻璃基板的主表面进行磨削的处理。
15.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，对利用权利要求14所述的作为磁盘用玻璃基板的基础的玻璃基板的制造方法制造的作为磁盘用玻璃基板的基础的玻璃基板的主表面至少进行研磨处理。
16.一种磁盘的制造方法，其特征在于，在利用权利要求15所述的磁盘用玻璃基板的制造方法所制造的磁盘用玻璃基板上至少形成磁记录层。
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