JP2000084834A - 研削加工用キャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定砥粒による両面同時研削時に発生するガ
ラス基板の外周部の損傷を抑制することができ、製品の
歩留まりや再現性の向上に寄与することができる研削加
工用キャリアを提供する。 【解決手段】 固定砥粒で形成された上定盤及び下定盤
との間にキャリアにより保持されたガラス基板を挟み込
み、上下定盤により圧力と回転運動を加えて、ガラス基
板の両面を研削するために用いる研削加工用キャリア１
３である。キャリアの保持孔１３ａの直径ｂを、ガラス
基板１５の直径ａよりも０．４〜２．０ｍｍ大きくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、主にコンピュー
タの情報記録媒体として使用されるハードディスク用の
ガラス基板の両面研削加工の際に使用する研削加工用キ
ャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年、コンピュータの普及が急激に進
み、コンピュータの操作性を左右するオペレーションシ
ステム等のＯＳソフトや、ＯＳ上で作動する種々のプロ
グラムソフト等のソフトウエアが高容量化する傾向にあ
り、更に、これらのプログラムを用いて作成されるデー
タも、高容量化する傾向にある。

【０００３】 これに伴い、このような大量の情報を高
速に記録／読出することのできる情報記録媒体としての
ハードディスクの開発においては、従来のアルミニウム
金属を用いた基板に変えて、硬度や平滑性に優れるガラ
ス基板、特に結晶化ガラスを用いたガラス基板を用いる
動きが活発になっている。

【０００４】 上記のようなガラス基板を作製する場
合、通常、ガラス基板の厚み精度及び高い平坦度を得る
ためにラッピング工程が行われてきた。しかしながら、
前工程で生じたガラス基板の反りやねじれを修正しよう
とすると、加工負荷による変形を防止するために、ガラ
ス基板に十分な厚みが必要であった。これにより、製品
たるガラス基板（サブストレート）の肉厚にするために
は、ガラス基板の取り代が多くなるため、ラッピングや
ポリッシングに長い加工時間が必要であった。また、遊
離砥粒を用いるラッピングは、局所的な砂目（ピット）
が必ず発生するため、完全にピットを除去するために
は、ポリッシングによる取り代が少なくとも５０〜６０
μｍ必要であった。以上のことから、原材料費、加工設
備費及び加工消耗材料費が嵩むため、製品たるガラス基
板（サブストレート）のコストを低減させることが困難
であった。

【０００５】 これを解消するために、上記のラッピン
グ工程の代わりに、固定砥粒による両面同時研削が行わ
れつつある。これにより、従来のラッピング工程と比較
してガラス基板の厚み加工に生じる局所的な砂目（ピッ
ト）の発生が小さいことから、後加工の工程での研削量
を削減できるだけでなく、後工程の砥石の目詰まりを防
止し、ノンドレス研削加工ができ、安定した加工面が継
続的に得られる。しかしながら、固定砥粒による両面同
時研削は、従来のラッピングと比較して、研削比（研削
中、砥石が単位体積摩耗する間に除去した工作物の体積
の比）が大きいため、キャリアの保持孔とガラス基板の
外周部の擦り合わせ面に多大な抵抗がかかるだけでな
く、擦り合わせ面に介在する研削加工中に生じた切り屑
及び砥石の脱粒によるダイヤモンド砥粒により、ガラス
基板に不規則な回転が生じるため、ガラス基板の外周部
に損傷が発生するという欠点があった。また、固定砥粒
による両面同時研削は、ガラス基板だけでなく、キャリ
ア自身も研削加工されるため、キャリアのひずみやたわ
みが発生し、ガラス基板の厚み加工と鏡面加工の精度が
低下するだけでなく、研削加工装置のトラブルが多発す
るという欠点もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このよう
な従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、固定砥粒による両面同時研削
時に発生するガラス基板の外周部の損傷を抑制すること
ができ、製品の歩留まりや再現性の向上に寄与すること
ができる研削加工用キャリアを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、固定砥粒で形成された上定盤及び下定盤との間に
キャリアにより保持されたガラス基板を挟み込み、上下
定盤により圧力と回転運動を加えて、前記ガラス基板の
両面を研削するために用いる研削加工用キャリアであっ
て、前記キャリアの保持孔の直径を、ガラス基板の直径
よりも０．４〜２．０ｍｍ大きくすることを特徴とする
研削加工用キャリアが提供される。このとき、前記キャ
リアの両面が、ガラス基板の研削加工で使用する固定砥
粒で予め研削加工されていることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】 本発明の研削加工用キャリア
は、固定砥粒で形成された上定盤及び下定盤との間にキ
ャリアにより保持されたガラス基板を挟み込み、上下定
盤により圧力と回転運動を加えて、ガラス基板の両面を
研削するために用いる研削加工用キャリアであって、キ
ャリアの保持孔の直径を、ガラス基板の直径よりも０．
４〜２．０ｍｍ大きくするものである。これにより、固
定砥粒による両面同時研削時に発生するガラス基板の外
周部の損傷を抑制することができ、製品の歩留まりや再
現性の向上に寄与することができる。

【０００９】 以下、図面に基づき本発明を詳細に説明
する。図１は、本発明で用いる研削加工装置の一例を示
す概略説明図である。まず、図１〜２に示す研削加工装
置は、固定砥粒（ダイヤモンド砥石）により形成された
上定盤１１と、この上定盤１１に対向するように配置さ
れ、モータ（図示せず）等により回転駆動される固定砥
粒（ダイヤモンド砥石）により形成された下定盤１２
と、これら上下定盤１１，１２の間に挟み込まれる円盤
形状のキャリア１３と、切り屑や砥粒の排除と研削熱の
発生を抑制するための研削液を供給する研削液供給手段
１４とを有し、主に上定盤１１の自重により圧力Ｆが加
えられるようになっている。また、図２に示すように、
キャリア１３には、複数個（図２では４個）の保持孔１
３ａが形成されており、被研削材であるガラス基板１５
は、前記保持孔１３ａに保持された状態で、上下定盤１
１，１２の間に挟み込まれる。

【００１０】 下定盤１２と独立して回転駆動されるサ
ンギヤ１６は、上下定盤１１，１２の中央部に設けられ
ており、キャリア外周のギヤ１３ｃが噛み合っている。
また、キャリア外周のギヤ１３ｃは、下定盤１２の周辺
に別個配置したインターナルギヤ１７にも噛み合ってい
る。このようなサンギヤ１６、インターナルギヤ１７等
からなるキャリア回転手段によりキャリア１３を回転さ
せると、上下定盤１１，１２およびキャリア１３の回転
運動に従って、上下定盤１１，１２との間で相対的な遊
星回転運動が生じ、被研削材であるガラス基板１５は、
上下定盤１１，１２全面を覆う遊星軌道を描いて移動す
る。

【００１１】 このとき、本発明のキャリアの主な特徴
は、図３（ｂ）に示すように、キャリアの保持孔の直径
ｂを、ガラス基板の直径ａよりも０．４〜２．０ｍｍ大
きくすることにある。これにより、図４に示すように、
キャリアの保持孔１３ａとガラス基板１５の外周部の擦
り合わせ面のクリアランスｃが十分に確保され、研削加
工中に生じた切り屑及び固定砥石の脱粒による砥粒を擦
り合わせ面から速やかに洗い流すことができるため、キ
ャリアの保持孔１３ａ内におけるガラス基板１５の不規
則な回転（ノッキング）を防止するとともに、キャリア
の保持孔１３ａ内におけるガラス基板１５をキャリア１
３の回転方向に対してスムーズなつれ周りをすることが
できるため、ガラス基板１５の外周部の損傷を大幅に抑
制することができる。

【００１２】 尚、キャリアの保持孔１３ａの直径ｂと
ガラス基板１５の直径ａとの差が０．４ｍｍ未満（キャ
リアの保持孔１３ａとガラス基板１５の外周部の擦り合
わせ面のクリアランスｃが０．４ｍｍ未満）である場
合、ガラス基板１５の外周部の損傷を十分抑制すること
ができない。一方、キャリアの保持孔１３ａの直径ｂと
ガラス基板１５の直径ａとの差が２．０ｍｍを超過（キ
ャリアの保持孔１３ａとガラス基板１５の外周部の擦り
合わせ面のクリアランスｃが２．０ｍｍを超過）する場
合、キャリアの保持孔１３ａからガラス基板１５がはみ
出しやすくなり、ガラス基板１５のクラッシュの原因と
なるため、好ましくない。

【００１３】 また、本発明では、キャリアの両面がガ
ラス基板の研削加工で使用する固定砥粒で予め研削加工
されていることが好ましい。これは、ガラス基板を研削
加工する前に、予めキャリアの両面に加工変質層を導入
することにより、ガラス基板を加工するに伴って発生す
るキャリアのたわみやひずみを抑制することができるか
らである。以上のことから、ガラス基板の厚み加工に伴
う外周部の損傷が少なくなるだけでなく、研削加工中の
トラブルも回避することができる。

【００１４】 尚、本発明のキャリアの材質は、金属で
あることが好ましく、例えば、板バネ材であるブルース
チール、炭素鋼、ステンレス鋼等を好適に用いることが
できる。

【００１５】 また、本発明で用いる研削加工装置の上
下定盤１１，１２を形成する固定砥粒は、加工能率、加
工精度及び寿命の点から、ダイヤモンド砥石を用いるこ
とが好ましく、ガラス基板の厚み加工に伴う外周部の損
傷を抑制するために、ダイヤモンド砥粒の粒度は、＃６
００〜＃２０００程度であることが好ましい。

【００１６】

【実施例】 以下、本発明の実施例を示すが、本発明は
これに限定されるものではない。 （実施例１〜３、比較例１〜２）結晶化ガラスからなる
ガラス基板（厚さ：０．９３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、外
径６５ｍｍφ）を５枚用意し、図４に示すようなキャリ
アの保持孔１３ａとガラス基板１５とのクリアランスｃ
が０．２〜１．０ｍｍであるキャリア１３（厚さｄ：
０．６５ｍｍ）をそれぞれ用いて、ガラス基板の厚さが
０．７０ｍｍになるまで図１に示す研削加工装置（上下
定盤１１，１２：ダイヤモンド砥石［＃１５００］）で
研削加工を行った（実施例１〜３、比較例１〜２）。こ
のとき、研削加工されたそれぞれのガラス基板を、図５
に示すように４分割し、ガラス基板の外径部の状態を金
属顕微鏡（倍率：５０倍）でそれぞれ測定した。その結
果を図６〜１０に示す。

【００１７】（考察：実施例１〜３、比較例１〜２）図
８〜１０に示すように、キャリアの保持孔とガラス基板
とのクリアランスが０．４〜１．０ｍｍであるキャリア
（実施例１〜３）は、図４に示すように、キャリアの保
持孔１３ａとガラス基板１５の外周部の擦り合わせ面の
クリアランスｃが十分に確保され、研削加工中に生じた
切り屑及び固定砥石の脱粒による砥粒を擦り合わせ面か
ら速やかに洗い流すことができるため、キャリアの保持
孔１３ａ内におけるガラス基板１５の不規則な回転（ノ
ッキング）を防止するとともに、キャリアの保持孔１３
ａ内におけるガラス基板１５をキャリア１３の回転方向
に対してスムーズなつれ周りをすることができるため、
ガラス基板１５の外周部の損傷を大幅に抑制することが
できることが判明した。

【００１８】 また、図６〜７に示すように、キャリア
の保持孔とガラス基板とのクリアランスが０．４ｍｍ未
満であるキャリア（比較例１〜２）は、ガラス基板１５
の外周部の損傷を十分抑制することができなかった。

【００１９】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明のキャリ
アは、固定砥粒による両面同時研削時に発生するガラス
基板の外周部の損傷を抑制することができるため、製品
の歩留まりや再現性の向上に寄与することができる。

【００２０】 また、本発明のキャリアは、研削加工時
に生じるキャリアのひずみやたわみを抑制することがで
きるため、ガラス基板の厚み加工と鏡面加工の精度を向
上させるだけでなく、研削加工装置のトラブルも回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で用いる研削加工装置の一例を示す概
略説明図である。

【図２】 図１に示す上定盤、下定盤およびキャリア等
を示す概略斜視図である。

【図３】 本発明のキャリアの一例であり、（ａ）は平
面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図４】 本発明のキャリアとガラス基板とのクリアラ
ンスを示す説明図である。

【図５】 研削加工後のガラス基板の外径部の状態を測
定するための測定点の配置図である。

【図６】 キャリアの保持孔とガラス基板とのクリアラ
ンスが０．２ｍｍの時における研削加工後のガラス基板
の外径部の状態を示すものであり、（１）〜（４）は、
図５に示す測定点の配置番号と対応させたガラス基板の
外径部（セラミック材料の組織）を示す写真である。

【図７】 キャリアの保持孔とガラス基板とのクリアラ
ンスが０．３ｍｍの時における研削加工後のガラス基板
の外径部の状態を示すものであり、（１）〜（４）は、
図５に示す測定点の配置番号と対応させたガラス基板の
外径部（セラミック材料の組織）を示す写真である。

【図８】 キャリアの保持孔とガラス基板とのクリアラ
ンスが０．４ｍｍの時における研削加工後のガラス基板
の外径部の状態を示すものであり、（１）〜（４）は、
図５に示す測定点の配置番号と対応させたガラス基板の
外径部（セラミック材料の組織）を示す写真である。

【図９】 キャリアの保持孔とガラス基板とのクリアラ
ンスが０．６ｍｍの時における研削加工後のガラス基板
の外径部の状態を示すものであり、（１）〜（４）は、
図５に示す測定点の配置番号と対応させたガラス基板の
外径部（セラミック材料の組織）を示す写真である。

【図１０】 キャリアの保持孔とガラス基板とのクリア
ランスが１．０ｍｍの時における研削加工後のガラス基
板の外径部の状態を示すものであり、（１）〜（４）
は、図５に示す測定点の配置番号と対応させたガラス基
板の外径部（セラミック材料の組織）を示す写真であ
る。

【符号の説明】

１１…上定盤、１２…下定盤、１３…キャリア、１３ａ
…保持孔、１３ｂ…面取部、１３ｃ…キャリア外周のギ
ヤ、１４…研削液供給手段、１５…ガラス基板、１６…
サンギヤ、１７…インターナルギヤ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定砥粒で形成された上定盤及び下定盤
   との間にキャリアにより保持されたガラス基板を挟み込
   み、上下定盤により圧力と回転運動を加えて、前記ガラ
   ス基板の両面を研削するために用いる研削加工用キャリ
   アであって、 前記キャリアの保持孔の直径を、ガラス基板の直径より
   も０．４〜２．０ｍｍ大きくすることを特徴とする研削
   加工用キャリア。
2. 【請求項２】 前記キャリアの両面が、ガラス基板の研
   削加工で使用する固定砥粒で予め研削加工されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の研削加工用キャリア。