JP2001019489A

JP2001019489A - ガラスセラミックス

Info

Publication number: JP2001019489A
Application number: JP2000179600A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Goto; 直雪後藤; Junko Ishioka; 順子石岡; Yasuyuki Kawashima; 康之川嶋
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-01-23
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP3457910B2; JP4730995B2; JP2000302481A

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度記録のためのランプロード方式（磁気
ヘッドのコンタクトレコーディング）にも十分対応し得
る良好な表面特性を兼ね備え、高速回転化に耐え得る高
ヤング率と比重の関係を改善し、各ドライブ部材に合致
する熱膨張特性をも兼ね備えた、情報記憶媒体用ガラス
セラミックス基板およびその製造方法ならびにこの基板
を用いた情報記憶媒体を提供する。【解決手段】ヤング率（ＧＰａ）／比重が３７以上で
あり、Ａｌ₂Ｏ₃含有量（酸化物基準の重量百分率）が０
〜１０％未満であることを特徴とする、情報記憶媒体用
ガラスセラミックス基板。主結晶相は二珪酸リチウム
（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）およびα−クォーツ（α−Ｓｉ
Ｏ₂）結晶であり、熱膨張係数が−５０〜＋７０℃の範
囲において６５〜１３０×１０^-7／℃の範囲であり、研
磨後の表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ）が９Å以下とする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記憶装置に用
いられる情報記憶媒体用基板、特に基板表面の改善され
た超平滑性と、高速回転対応の高ヤング率、低比重特性
およびドライブ構成部品に合致する熱膨張特性を有する
ガラスセラミックスからなる磁気ディスク基板等の情報
記憶媒体用基板およびその製造方法ならびにこれを用い
た情報記憶媒体に関する。本明細書において「情報記憶
媒体」とは、パーソナルコンピューターのハードディス
クやネットワーク用情報記録として使用される、固定型
ハードディスク・リムーバル型ハードディスク・カード
型ハードディスクやデジタルビデオカメラ・デジタルカ
メラにおいて使用可能な情報磁気記憶媒体等のディスク
状情報記憶媒体を意味する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータのマルチメディ
ア化や、デジタルビデオカメラ・デジタルカメラ等のよ
うに動画や音声等の大きなデータが扱われるようにな
り、大容量の情報磁気記憶装置が必要となっている。そ
の結果、情報磁気記憶媒体は面記録密度を大きくするた
めに、ビットおよびトラック密度を増加させ、ビットセ
ルのサイズを縮小化する傾向にある。これに対応すべ
く、磁気ヘッドはビットセルの縮小化に伴って、ディス
ク表面に、より近接して作動するようになる。このよう
に、磁気ヘッドが情報磁気記憶媒体基板に対し、低浮上
状態または接触状態（コンタクト）にて作動する場合、
磁気ヘッドの起動・停止技術として、情報磁気記憶媒体
基板の特定部分（ディスク内径側もしくは外径側の未記
憶部）において吸着防止処理（テクスチャ加工等）を行
い、そこで磁気ヘッドの起動・停止を行うランディング
ゾーン方式等の技術開発が重要となってくる。

【０００３】現在の情報磁気記憶装置において、磁気ヘ
ッドは、装置始動前は情報磁気記憶媒体基板に接触して
おり、装置始動時には情報磁気記憶媒体基板より浮上す
るといった動作を繰り返すＣＳＳ（コンタクト・スター
ト・ストップ）方式を行っている。この時両者の接触面
が必要以上に鏡面であると吸着が発生し摩擦係数の増大
に伴う回転始動の不円滑、情報磁気記憶媒体表面の損傷
等の問題が発生する。この様に情報磁気記憶媒体基板
は、記憶容量の増大に伴う磁気ヘッドの低浮上化と、情
報磁気記憶媒体基板上での磁気ヘッド吸着防止という、
相反する要求が要望される。これらの相反する要望に対
しては、情報磁気記憶媒体基板の特定領域に磁気ヘッド
の始動・停止部を制作するランディングゾーン技術の開
発が進められている。更にこれらランディングゾーン技
術に対抗して、磁気ヘッドを完全に接触させ、ヘッドの
始動停止を情報磁気記憶媒体基板上から外す、ランプロ
ード技術も開発されており、情報磁気記憶媒体基板表面
への要求は、よりスムーズへという方向となっている。

【０００４】また、今日磁気記憶装置の情報磁気記憶媒
体基板を高速回転化する事で情報の高速化を計る技術開
発が進んでいるが、基板の回転数が高速化する事で、た
わみや変形が発生するために、基板材には高ヤング率化
が要求されている。加えて、現在の固定型情報磁気記憶
装置に対し、リムーバブル方式やカード方式等の情報磁
気記憶装置が検討・実用化段階にあり、デジタルビデオ
カメラ，デジタルカメラ等への用途展開も始まりつつあ
る。

【０００５】ところで、従来磁気ディスク基板材とし
て、アルミニウム合金が広く用いられているが、アルミ
ニウム合金基板では、種々の材料欠陥の影響により、研
磨工程における基板表面の突起またはスポット状の凹凸
を生じ平坦性、平滑性の点で前記の高密度記憶媒体用基
板として十分でなく、またアルミニウム合金は軟かい材
料で、ヤング率，表面硬度が低いため、ドライブの高速
回転において振動が激しく変形が生じやすいということ
や、薄形化に対応することが難しいという欠点を有して
いる。更にヘッドの接触による変形傷を生じ易く、メデ
ィアの損傷等という問題点も有しており、今日の高密度
記録化に十分対応できない。

【０００６】一方、アルミニウム合金基板の問題点を解
消する材料として、化学強化ガラスであるソーダライム
ガラス（ＳｉＯ₂−ＣａＯ−Ｎａ₂Ｏ）やアルミノシリケ
ートガラス（ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｎａ₂Ｏ）が知られて
いるが、この場合、（１）研磨は化学強化後に行なわれ
るため、ディスクの薄板化における強化層の不安定要素
が高い。（２）ガラス中にＮａ₂Ｏ成分を必須成分とし
て含有するため、成膜特性が悪化し、Ｎａ₂Ｏ溶出防止
のための全面バリアコート処理が必要となり、製品の低
コスト安定生産性が難しい欠点がある。

【０００７】更に、アルミニウム合金基板や化学強化ガ
ラス基板に対して、いくつかの結晶化ガラスが知られて
いる。例えば、ＵＳＰ５，６２６，９３５号公報記載の
ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ−ＭｇＯ−Ｐ₂Ｏ₅系結晶化ガラスは、
主結晶相として二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）
およびα−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）を有し、α−クォ
ーツ（α−ＳｉＯ₂）の球状粒子サイズをコントロール
する事で、従来のメカニカルテクスチャー、ケミカルテ
クスチャーを不用とし、研磨して成る表面粗度（Ｒａ）
を１５〜５０Åの範囲で制御を可能とした、基板表面全
面テクスチャー材として非常に優れた材料であるが、本
願が目標とする表面粗度（Ｒａ）が９Å以下、さらに好
ましくは６Å未満という様に、急速に進む記録容量向上
に合せたヘッドの低浮上化に対応するための表面粗度を
得ることができない。また、熱膨張係数に対する議論や
示唆がまったくなされていない。

【０００８】特開平９−３５２３４号公報には、ＳｉＯ
₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスにおいて、主結晶相が二
珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）とβ−スポジュウ
メン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）からなる磁気デ
ィスク用基板が開示されているが、この結晶化ガラス
は、比較的Ａｌ₂Ｏ₃成分の含有量が多い組成系であるの
と同時に、α−石英（α−ＳｉＯ₂）やα−クリストバ
ライト（α−ＳｉＯ₂）結晶等のＳｉＯ₂系結晶の析出を
著しく規制したものである。この結晶化ガラスは、磁気
ディスクとしての研磨して成る中心線平均表面粗さは、
２０Å以下であるが、実施例で開示される中心線平均表
面粗さは、１２〜１７Åと粗く、前記目標に至るもので
はないため、記憶容量向上に伴う、磁気ヘッドの低浮上
化に十分対応することができない。また、結晶化熱処理
温度についても８２０℃〜９２０℃と高温を必要とする
ため、低コスト化および量産性を妨げるものである。

【０００９】国際公開番号ＷＯ９７／０１１６４は、上
記特開平９−３５２３４号公報を含んだもので、Ａｌ₂
Ｏ₃成分の範囲の下限を下げて、結晶化熱処理を低温化
（６８０℃〜７７０℃）した磁気ディスク用結晶化ガラ
スであるが、下限値を下げただけでは、その改善効果は
十分と言えず、更に実施例中で開示されるすべての結晶
化ガラスの結晶相は、β−ユークリプタイト（Ｌｉ₂Ｏ
・Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）を析出させるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、高密度記録の
ためのランプロード方式（磁気ヘッドのコンタクトレコ
ーディング）にも十分対応し得る良好な表面特性を兼ね
備え、高速回転化に耐え得る高ヤング率と比重の関係を
改善し、各ドライブ部材に合致する熱膨張特性をも兼ね
備えた、情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板および
その製造方法ならびにこの基板を用いた情報記憶媒体を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解消するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、主結晶相は
二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）およびα−クォ
ーツ（α−ＳｉＯ₂）結晶であり、結晶粒子はいずれも
微細な球状粒子形状であるために加工性に優れ、研磨し
て成る表面はより平滑性に優れ、ドライブ構成部品に合
致する熱膨張特性を有し、更に情報記憶装置の高速回転
にも対応し得る高ヤング率と低比重を兼ね備えている点
で、従来の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板に比
べて、一段と有利な情報記憶媒体用ガラスセラミックス
が得られることを見い出し、本発明に至った。特に、本
発明の目的を達成する情報記憶媒体用ガラスセラミック
ス基板は、その表面平滑性からランプロード方式に用い
るのに好適である。

【００１２】すなわち、請求項１に記載の発明は、ヤン
グ率＝９５〜１２０ＧＰａ，Ａｌ₂Ｏ₃含有量（酸化物基
準の重量百分率）が０〜１０％未満であることを特徴と
するガラスセラミックスであり、請求項２に記載の発明
は、比重＝２．４〜２．６の範囲にあることを特徴とす
る、請求項１に記載のガラスセラミックスであり、請求
項３に記載の発明は、熱膨張係数が−５０〜＋７０℃の
範囲において６５×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃の範囲
であることを特徴とする、請求項１，２のいずれか一つ
に記載のガラスセラミックスであり、請求項４に記載の
発明は、主結晶相は、（ａ）ニ珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ
・２ＳｉＯ₂）に加えて（ｂ）α−クォーツ（α−Ｓｉ
Ｏ₂）またはα−クォーツ固容体（α−ＳｉＯ₂固容体）
であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記
載のガラスセラミックスであり、請求項５に記載の発明
は、Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯを実質上含有しないことを特徴と
する、請求項１，２，３，４のいずれか一つに記載のガ
ラスセラミックス基板であり、請求項６に記載の発明
は、ＭｇＯ含有量（酸化物基準の重量百分率）が０．３
％以上であることをであることを特徴とする、請求項１
〜５のいずれかに記載のガラスセラミックスであり、請
求項７に記載の発明は、酸化物基準の重量百分率で、ＳｉＯ₂ ７１〜８１％Ｌｉ₂Ｏ８〜１１％Ｋ₂Ｏ０〜３％ＭｇＯ０．３〜２％ＺｎＯ０〜１％Ｐ₂Ｏ₅ １〜３％ＺｒＯ₂ ０．５〜５％ＴｉＯ₂ ０〜３％Ａｌ₂Ｏ₃ ４〜８％Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．１〜０．５％ＳｎＯ₂ ０〜５％ＭｏＯ₃ ０〜３％ＮｉＯ０〜２％ＣｏＯ０〜３％Ｃｒ₂Ｏ₃ ０〜３％の範囲の各成分を含有し、主結晶相は、（ａ）ニ珪酸リ
チウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）に加えて（ｂ）α−クォ
ーツ（α−ＳｉＯ₂）またはα−クォーツ固容体（α−
ＳｉＯ₂固容体）であることを特徴とする、請求項１〜
６のいずれかに記載のガラスセラミックスであり、請求
項８に記載の発明は、結晶相の結晶粒子はいずれも微細
な球状粒子形状であることを特徴とする、請求項１〜７
のいずれかに記載のガラスセラミックスであり、請求項
９に記載の発明は、結晶相の結晶粒子径（平均）が０．
３０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜８の
いずれかに記載のガラスセラミックスであり、請求項１
０に記載の発明は、ガラス原料を溶融・成型および徐冷
後、結晶化熱処理条件として、核形成温度＝５５０℃〜
６５０℃，核形成処理時間＝１〜１２時間、結晶成長温
度＝６８０℃〜８００℃，核成長処理時間＝１〜１２時
間の範囲で熱処理を行うことにより得られることを特徴
とする、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９の
いずれか一つに記載のガラスセラミックスの製造方法で
ある。

【００１３】本発明のガラスセラミックス基板の物理的
特性，表面特性，主結晶相と結晶粒径，組成を上記の範
囲に限定した理由を以下に述べる。尚、組成は原ガラス
と同様酸化物基準で表示する。

【００１４】まずは、ヤング率および比重について述べ
る。前記のように、記録密度およびデータ転送速度を向
上するために、情報記憶媒体基板の高速回転化傾向が進
行しているが、この傾向に対応するには、基板材は高速
回転時のたわみによるディスク振動を防止すべく、高剛
性，低比重でなければならない。また、ヘッドの接触や
リムーバブル記憶装置のような携帯型の記憶装置に用い
た場合においては、それ十分耐え得る機械的強度，高ヤ
ング率，表面硬度を有する事が必要になる。

【００１５】ところが、単に高剛性であっても比重が大
きければ、高速回転時にその重量が大きいことによって
たわみが生じ、振動を発生する。逆に低比重でも剛性が
小さければ、同様に振動が発生する。したがって、高剛
性でありながら低比重という一見相反する特性のバラン
スを取らなければならず、その好ましい範囲はヤング率
（ＧＰａ）／比重で３７以上である。より好ましい範囲
は３９以上であり、更に好ましい範囲は４１以上であ
り、最も好ましい範囲は４３以上である。尚、剛性につ
いても好ましい範囲があり、例え低比重で上記範囲を満
足しても、前記振動発生問題の点からすると、少なくと
も９５ＧＰａ以上は必要であるが、基板の加工性や比重
の増加から勘案して上限は１２０ＧＰａ以下である必要
がある。比重についても同様で、前記振動発生問題の点
からすると、例え高剛性であっても２．６以下である必
要があるが、２．４を下回ると、この系のガラスセラミ
ックスでは所望の剛性を有する基板は実質上得難い。す
なわち、ヤング率（ＧＰａ）／比重は５０以下が好まし
い。

【００１６】次に熱膨張係数についてであるが、記録密
度の向上に伴って、磁気ヘッドと媒体のポジショニング
に高精度を要するため、媒体基板やディスクの各構成部
品には高い寸法精度が要求される。このためこれら構成
部品との熱膨脹係数の差の影響も無視できなくなるの
で、これらの熱膨張係数差を極力少なくしなければなら
ない。特に小型の磁気情報記憶媒体に使用される構成部
品の熱膨脹係数は、＋９０〜＋１００×１０^-7／℃程度
のものが良く用いられており、基板もこの程度の熱膨脹
係数が必要とされるが、ドライブメーカーによってはこ
の範囲からはずれた熱膨脹係数（＋７０前後〜＋１２５
前後×１０^-7／℃）を有する材料を構成部品に用いる場
合がある。以上のような理由により、本発明の結晶系で
強度との兼ね合いを図りながら、用いる構成部品の材質
に広く対応しうるよう、熱膨張係数範囲を決めなければ
ならず、その範囲は−５０〜＋７０℃の範囲において、
＋６５〜＋１３０×１０^-7／℃であることが好ましい。
さらには、熱膨張係数は＋９５×１０^-7／℃以上がより
好ましく、＋１１０×１０^-7／℃以下がより好ましい。

【００１７】次に主結晶相の結晶粒径と基板の表面特性
についてであるが、先に述べたように、情報記憶媒体の
面記録密度向上に伴い、ヘッドの浮上高さが０．０２５
μm以下と著しく低下しており、ニアコンタクトレコー
ディング方式あるいは完全に接触するコンタクトレコー
ディング方式の方向に進みつつあり、これに対応するに
は、ディスク表面の平滑性は従来品よりも良好でなけれ
ばならない。従来レベルの平滑性で磁気記録媒体への高
密度な入出力を行おうとしても、ヘッドと媒体間の距離
が大きいため、磁気信号の入出力を行うことができな
い。またこの距離を小さくしようとすると、媒体の突起
とヘッドが衝突し、ヘッド破損や媒体破損を引き起こし
てしまう。この著しく低い浮上高さもしくは接触状態で
もヘッド破損や媒体破損を引き起こさない様にするため
は、表面粗度（Ｒａ）は９Å以下であることが好まし
く、６Å未満であることがより好ましい。同じ理由で最
大表面粗さ（Ｒｍａｘ）は１００Å以下であることが好
ましく、７２Å未満あることがより好ましい。

【００１８】上記のような平滑性を有するガラスセラミ
ックス基板を得るためには、その析出結晶粒子の形状と
粒径が重要な因子となる。すなわち、析出結晶粒子は加
工性・表面粗度の面から微細な球状粒子であることが好
ましい。具体的には、所望の表面粗度を得る為に結晶粒
子径（平均）は０．３０μｍ以下であることが好まし
く、０．２μｍ以下であることがより好ましい。また、
所望のヤング率を得る為には結晶粒子径（平均）は０．
０５μｍ以上であることが好ましい。

【００１９】次に主結晶相についてであるが、上記の物
理的特性，熱膨張係数，表面粗度を実現するために各種
検討したところ、二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ₂）およびα−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）結晶相の組み
合わせが最適であった。

【００２０】次にＮａ₂Ｏ，ＰｂＯ成分についてである
が、磁性膜の高精度化，微細化において、材料中のＮａ
₂Ｏ成分を含有していると、これらのイオンが成膜工程
中に磁性膜中に拡散し、磁性膜粒子の粗大化や配向性の
低下を招くため、これらの成分を実質的に含有しないこ
とが重要である。また環境上好ましくないＰｂＯ成分も
含有すべきではない。

【００２１】他にも、情報記憶媒体基板には、結晶異方
性、異物、不純物等の欠陥がなく組織が緻密で均質、微
細である事が要求されるが、上記のような結晶粒径，結
晶形状を有する主結晶相（二珪酸リチウムおよびα−ク
ォーツ）とすることによって、これらの要件を十分に満
足することができる。

【００２２】次に原ガラスの組成範囲を上記の様に限定
した理由について以下に述べる。ＳｉＯ₂成分は、原ガ
ラスの熱処理により、主結晶相として析出する二珪酸リ
チウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）およびα−クォーツ（α
−ＳｉＯ₂）結晶を生成するきわめて重要な成分である
が、その量が７１％未満では、得られたガラスセラミッ
クスの析出結晶が不安定で組織が粗大化しやすく、また
８１％を超えると原ガラスの溶融・成形性が困難にな
る。

【００２３】Ｌｉ₂Ｏ成分は、原ガラスの熱処理により
主結晶相として析出する二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２
ＳｉＯ₂）を生成するきわめて重要な成分であるが、そ
の量が８％未満では、上記結晶の析出が困難となると共
に、原ガラスの溶融が困難となり、また１１％を超える
と得られる結晶が不安定で組織が粗大化しやすい上、化
学的耐久性も低下する。

【００２４】Ｋ₂Ｏ成分は、ガラスの溶融性を向上させ
ると共に、析出結晶の粗大化を防止する成分であるが、
その量は３％以内で十分である。

【００２５】ＭｇＯ、ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性を
向上させると同時に析出結晶の粗大化を防止する成分で
あると同時に、主結晶相として二珪酸リチウム（Ｌｉ₂
Ｏ・２ＳｉＯ₂）、α−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）、α−
クォーツ固溶体（α−ＳｉＯ ₂固溶体）の各結晶粒子を
球状に析出させることに効果的である。そのためＭｇＯ
成分は０．３％以上であることが好ましい。同じくＺｎ
Ｏ成分は０．１％以上であることがより好ましい。ま
た、ＭｇＯ、ＺｎＯ成分が過剰に含まれると、得られる
結晶が不安定で組織が粗大化しやすく、そのためにＭｇ
Ｏ成分は２％以下であることが好ましく、１％以下であ
ることがより好ましい。同じくＺｎＯ成分は２％以下で
あることが好ましく、１％以下であることがより好まし
い。ＭｇＯとＺｎＯの成分の和は、２％以下であること
が好ましく、１％以下であることがより好ましい。

【００２６】Ｐ₂Ｏ₅成分は本発明において、ガラスの結
晶核形成剤として不可欠であるが、その量が１％未満で
は結晶核形成が不十分で析出結晶相を異常成長させてし
まい、３％を超えると原ガラスの乳白失透を生じる。

【００２７】ＺｒＯ₂，ＴｉＯ₂成分はＰ₂Ｏ₅成分と同様
にガラスの結晶核形成剤として機能する上に、析出結晶
の微細化と材料の機械的強度の向上および化学的耐久性
の向上に顕著な効果を有する極めて重要な成分である
が、ＺｒＯ₂成分が０．５％未満では上記効果が得られ
ず、またＺｒＯ₂成分が５％あるいはＴｉＯ₂成分が３％
を超えると原ガラスの溶融が困難となり、更にＺｒＳｉ
Ｏ₄等の溶け残りが発生してしまう。

【００２８】Ａｌ₂Ｏ₃成分は、ガラスセラミックスの化
学的耐久性および機械的硬度を向上させるのに好適であ
る。熱処理条件によって析出結晶の種類は異なってくる
が、各種熱処理条件を考慮にいれても、Ｌｉ₂Ｏ・２Ｓ
ｉＯ₂＋α−クォーツを析出させるためには、Ａｌ₂Ｏ₃
が１０％未満でなければならない。好ましくは４〜８％
の範囲である。

【００２９】Ｓｂ₂Ｏ₃成分はガラス溶融の際の清澄剤と
して添加するが、その量は０．１％未満では上記効果が
得られないが、０．５％以下で充分である。

【００３０】ＳｎＯ₂，ＭｏＯ₃成分はガラスセラミック
スの着色剤として有効であり、特に、製品の表面欠陥の
検出に大きな効果があるのと同時に、ランディングゾー
ンテクスチャ等で用いられるＬＤ励起レーザー（Ｎｄ：
ＹＡＧ他）を吸収し易くするために添加する事が可能で
ある。またガラス状態での透光性に優れ、結晶化前の材
料検査が容易となる他、結晶化において着色化をもたら
す事を見いだした重要な成分であるが、それぞれＳｎＯ
₂成分は５％以内、ＭｏＯ₃成分は３％以内で十分であ
る。

【００３１】ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｃｒ₂Ｏ₃成分は、ＳｎＯ
₂，ＭｏＯ₃成分と同様にランディングゾーンテクスチャ
等で用いられるＬＤ励起レーザー（Ｎｄ：ＹＡＧ他）の
吸収を高めるのに効果的であるが、ＳｎＯ₂，ＭｏＯ₃成
分のようにガラス状態での透光性はなく、それぞれＮｉ
Ｏ成分は２％以内，ＣｏＯ成分は３％以内，Ｃｒ₂Ｏ₃成
分は３％以内で十分である。

【００３２】次に本発明にかかる情報記憶媒体用ガラス
セラミックス基板を製造するには、上記の組成を有する
ガラスを溶解し、熱間成形および/または冷間加工を行
った後、５５０℃〜６５０℃の範囲の温度で１〜１２時
間熱処理して結晶核を形成し、続いて６８０℃〜８００
℃の範囲の温度で約１〜１２時間熱処理して結晶化を行
う。

【００３３】こうして熱処理により結晶化されたガラス
セラミックスの主結晶相は、二珪酸リチウム（α−Ｌｉ
₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）およびα−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）
結晶であって、いずれの結晶相もその結晶粒子径（平
均）が０．０５μm以上、０．３０μｍ以下であり、そ
の結晶形状はほぼ球状粒子であった

【００３４】次にこの熱処理結晶化したガラスセラミッ
クスを常法によりラッピングした後ポリシングすること
により、表面粗度（Ｒａ）が３Å以上、９Å以下、（Ｒ
ｍａｘ）が１００Å以内の情報記憶媒体用ディスク基板
材が得られた。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例につい
て説明する。表１〜表６は本発明の磁気ディスク用ガラ
スセラミックス基板の実施組成例（Ｎｏ．１〜３０）で
あり、表７は比較組成例として、従来のＳｉＯ₂−Ｌｉ₂
Ｏ−ＭｇＯ−Ｐ₂Ｏ₅系ガラスセラミックス（比較１：Ｕ
ＳＰ５，６２６，９３５号公報記載のもの），ＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスセラミックス（比較例
２：特開平９−３５２３４号公報記載のもの）（比較例
３：国際特許公開番号ＷＯ９７／０１１６４号公報記載
のもの）の実施例で、これらのガラスセラミックスの組
成，核形成温度，結晶化温度，主結晶相，結晶粒子径
（平均），結晶粒子形状，研磨して成る表面粗度（Ｒ
ａ），（Ｒｍａｘ），ヤング率，比重，ヤング率（ＧＰ
ａ）／比重，熱膨張係数を示したものである。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【表４】

【００４０】

【表５】

【００４１】

【表６】

【００４２】

【表７】

【００４３】本発明の上記実施例のガラスは、いずれも
酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを通常
の溶解装置を用いて約１３５０〜１４５０℃の温度で溶
解し撹拌均質化した後、ディスク状に成形・冷却を経
て、ガラス成形体を得た。そしてこれを５５０〜６５０
℃で約１〜１２時間熱処理して結晶核形成後、６８０〜
８００℃で約１〜１２時間熱処理して結晶化し、所望の
ガラスセラミックスを得た。ついで上記ガラスセラミッ
クスを平均粒径５〜３０μmの砥粒にて約１０分〜６０
分ラッピングし、その後平均粒径０．５μm〜２μmの酸
化セリュームにて約３０分〜６０分間研磨し仕上げた。

【００４４】表１〜７に示される通り、本発明と従来の
Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂系ガラスセラミックスの比較例とで
は、主結晶相または結晶粒子径（平均）が異なってお
り、本発明のガラスセラミックスは、二珪酸リチウム
（Ｌｉ₂Ｓｉ₂Ｏ₅）およびα−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）
の結晶粒子がほぼ球状で微細であるのに対し、比較例
１，２，３のガラスセラミックスは結晶粒子径（平均）
が０．５μm以上と大きなものであった。この粒子径
（平均）では、より平滑性を求められる基板の現在の動
向において、研磨後の表面粗度や結晶粒子の脱落から発
生する欠陥に影響を及ぼすものである。更にヤング率，
比重，ヤング率（ＧＰａ）／比重に対しても、本発明は
ヤング率（ＧＰａ）／比重が３９以上と良好であるのに
対し、比較例１，２，３のガラスセラミックスはヤング
率（ＧＰａ）／比重が３７未満と高速回転ドライブ使用
に充分対応しうるものではない。更に熱膨張係数に対し
ても本発明のガラスセラミックスは９５×１０^-7／℃以
上であるのに対し比較例１，２，３のガラスセラミック
スは６４×１０^-7／℃以下と低く、特に比較例２，３の
ガラスセラミックは負の熱膨張特性を示す結晶相（β−
スポジュウメン，β−クリストバライト結晶）を含んで
いるので低膨張特性となり、ドライブ構成部品との熱膨
張係数の差が大きくなってしまい、情報記憶媒体用基板
材として情報記憶媒体用装置に不適合である。

【００４５】また上記の実施例よって得られたガラスセ
ラミックス基板に、ＤＣスパッタ法によりＣｒ中間層
（８０ｎｍ），Ｃｏ−Ｃｒ磁性層（５０ｎｍ），ＳｉＣ
保護膜（１０ｎｍ）を成膜した。次いでパーフルオロポ
リエーテル系潤滑剤（５ｎｍ）を塗布して情報記憶媒体
を得た。これによって得られた情報記憶媒体はその良好
な平滑度により、従来よりもヘッド浮上高を低減するこ
とができ、またランプロード方式によって、ヘッドと媒
体が接触状態での入出力を行っても、ヘッド破損・媒体
破損を生じることなく、磁気信号の入出力を行うことが
できた。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、上記従来
技術に見られる諸欠点を解消しつつ、高記録密度化に対
応した表面平滑特性と高速回転化に対応した高ヤング率
−比重の良好なバランス、情報記憶媒体装置に合致した
熱膨張特性を兼ね備えた、情報記憶媒体用ガラスセラミ
ックス基板として好適なガラスセラミックス基板および
その製造方法ならびにこれを用いた情報記憶媒体を提供
することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平11−41370 (32)優先日平成11年２月19日(1999．2．19) (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (72)発明者川嶋康之神奈川県相模原市小山１丁目15番30号株式会社オハラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヤング率＝９５〜１２０ＧＰａ，Ａｌ₂
Ｏ₃含有量（酸化物基準の重量百分率）が０〜１０％未
満であることを特徴とするガラスセラミックス。
【請求項２】比重＝２．４〜２．６の範囲にあること
を特徴とする、請求項１に記載のガラスセラミックス。
【請求項３】熱膨張係数が−５０〜＋７０℃の範囲に
おいて６５×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃の範囲である
ことを特徴とする、請求項１，２のいずれか一つに記載
のガラスセラミックス。
【請求項４】主結晶相は、（ａ）ニ珪酸リチウム（Ｌ
ｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）に加えて（ｂ）α−クォーツ（α−
ＳｉＯ₂）またはα−クォーツ固容体（α−ＳｉＯ₂固容
体）であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
に記載のガラスセラミックス。
【請求項５】Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯを実質上含有しないこ
とを特徴とする、請求項１，２，３，４のいずれか一つ
に記載のガラスセラミックス基板。
【請求項６】ＭｇＯ含有量（酸化物基準の重量百分
率）が０．３％以上であることをであることを特徴とす
る、請求項１〜５のいずれかに記載のガラスセラミック
ス。
【請求項７】酸化物基準の重量百分率で、ＳｉＯ₂ ７１〜８１％Ｌｉ₂Ｏ８〜１１％Ｋ₂Ｏ０〜３％ＭｇＯ０．３〜２％ＺｎＯ０〜１％Ｐ₂Ｏ₅ １〜３％ＺｒＯ₂ ０．５〜５％ＴｉＯ₂ ０〜３％Ａｌ₂Ｏ₃ ４〜８％Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．１〜０．５％ＳｎＯ₂ ０〜５％ＭｏＯ₃ ０〜３％ＮｉＯ０〜２％ＣｏＯ０〜３％Ｃｒ₂Ｏ₃ ０〜３％の範囲の各成分を含有し、主結晶相は、（ａ）ニ珪酸リ
チウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）に加えて（ｂ）α−クォ
ーツまたはα−クォーツ固容体であることを特徴とす
る、請求項１〜６のいずれかに記載のガラスセラミック
ス。
【請求項８】結晶相の結晶粒子はいずれも微細な球状
粒子形状であることを特徴とする、請求項１〜７のいず
れかに記載のガラスセラミックス。
【請求項９】結晶相の結晶粒子径（平均）が０．３０
μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜８のいず
れかに記載のガラスセラミックス。
【請求項１０】ガラス原料を溶融・成型および徐冷
後、結晶化熱処理条件として、核形成温度＝５５０℃〜
６５０℃，核形成処理時間＝１〜１２時間、結晶成長温
度＝６８０℃〜８００℃，核成長処理時間＝１〜１２時
間の範囲で熱処理を行うことにより得られることを特徴
とする、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９の
いずれか一つに記載のガラスセラミックスの製造方法。