JP2001023154A - 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法

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JP2001023154A
JP2001023154A JP11194399A JP19439999A JP2001023154A JP 2001023154 A JP2001023154 A JP 2001023154A JP 11194399 A JP11194399 A JP 11194399A JP 19439999 A JP19439999 A JP 19439999A JP 2001023154 A JP2001023154 A JP 2001023154A
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glass substrate
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manufacturing
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JP11194399A
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English (en)
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Hiroshi Miura
博 三浦
Daisaku Kobayashi
大作 小林
Akio Fujimura
明男 藤村
Shinichi Kameyama
伸一 亀山
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Mitsui Kinzoku Precision KK
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Mitsui Kinzoku Precision KK
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】平面度に優れたガラス基板を効率良く生産でき
る製造方法を提供すること。 【解決手段】磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、所定の板厚にラッピング加工したガラス基板を、
50℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス基板に必要な特
性を悪化させることのない範囲内の温度、3分間以上の
時間で、且つ時間を対数側にとった片対数グラフ上の点
A(5分、70℃)と点B(60分、50℃)とを結ぶ
線よりも高温側、長時間側の範囲内で熱処理し、次いで
ポリッシング加工する、平面度に優れた磁気記録媒体用
ガラス基板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体用ガラ
ス基板の製造方法に関し、より詳しくは平面度に優れた
ガラス基板を効率良く生産できる製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク記録装置の大容量化にとも
なって、記録密度向上のために磁気ヘッド浮上量の低減
が図られており、このためには平滑性に優れ、反りが少
ない即ち平面度に優れた磁気記録媒体用基板が必要とな
る。
【0003】ハードディスクの磁気記録媒体用の基板材
料としてアルミニウム合金又はガラスが使用されてきて
いる。なお、ガラスは一般に脆いのでそのままでは実用
性に乏しく、そのため表面化学強化処理を施して用いて
いるか、又は結晶化ガラスを用いている。ガラスはアル
ミニウム合金に比べて比較的容易に平滑性よく研摩する
ことが可能であるので、低浮上性基板の製作に好適な材
料である。
【0004】磁気記録媒体用ガラス基板は通常は、 所定の円盤形状に加工、 内外周の面取り加工、 所定の板厚にラッピング加工、及び 表面を研摩して平滑化するポリッシング加工によっ
て製造されており、化学強化によってガラス基板の強度
を向上させる必要がある場合には、更に、 表面化学強化処理を追加している。
【0005】上記の、及びの加工においては、ガ
ラス材質よりも硬度の高いダイヤモンド、アルミナ、炭
化ケイ素等の砥粒又はこれらの砥粒を用いて構成された
研削工具を使用してガラス元材から所定の形状に加工す
る。ガラスは脆性材料であるので、これらの工程で加工
された加工物の表面は微小なクラックの集合体であり、
加工により発生した加工応力も内在していると考えられ
る。
【0006】一方、のポリッシング加工においては、
酸化セリウムを主成分とする研磨材を用い、酸化セリウ
ムとガラス成分との化学反応を利用したいわゆるメカノ
・ケミカル研摩のメカニズムにより、の加工工程で発
生した加工ダメージ層(微小クラック)を、新たにダメ
ージを与えることなしで、除去して、表面に加工ダメー
ジ層のない、高品質な表面を創成することができる。
【0007】ガラス基板の強度を向上させる必要がある
場合に実施されるの表面化学強化処理は、使用するガ
ラスのガラス転移点以下の温度領域において、ガラス表
面近傍のイオンを、よりイオン半径の大きいイオンで置
換してガラス表面に圧縮応力を発生させる処理であり、
例えば、ガラスを硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとの混
合溶融塩中に浸漬させ、ガラス中のリチウムイオンを前
記溶融塩中のカリウムイオン及びナトリウムイオンと置
換させることにより行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の製造方法によっ
て製造される磁気記録媒体用ガラス基板の平面度は実用
に耐え得るものであるが、磁気ディスク記録装置の大容
量化にともなって、磁気記録媒体用ガラス基板の平面度
について更なる向上が求められている。
【0009】本発明は、磁気記録媒体用ガラス基板の製
造方法において、従来と同等の研摩装置を用いながら、
平面度に優れたガラス基板を効率良く生産できる製造方
法を提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題について鋭意検討した結果、磁気記録媒体用ガラス基
板の製造方法において、所定の板厚にラッピング加工し
たガラス基板を熱処理し、その後ポリッシング加工する
ことにより、ポリッシング加工後のガラス基板の平面度
を向上させ得る(平面度の数値を低下させ得る)ことを
見いだし、本発明を完成した。
【0011】即ち、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板
の製造方法は、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に
おいて、所定の板厚にラッピング加工したガラス基板
を、50℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス基板に必要
な特性を悪化させることのない範囲内の温度、3分間以
上の時間で、且つ図1に示す片対数グラフ上の点A(5
分、70℃)と点B(60分、50℃)とを結ぶ線より
も高温側、長時間側の範囲内で熱処理し、次いでポリッ
シング加工することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法で用いるガラス
基板はカナサイト結晶系、リチウムケイ酸塩結晶系等の
結晶化ガラス基板であっても、あるいは、化学強化処理
で強化層を形成することのできる基板、例えばアルミノ
シリケート系ガラス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガ
ラス、アルミノホウ珪酸ガラス等製の基板であってもよ
い。強化層を容易に厚く形成することのできるガラス基
板としては、例えば55〜77重量%のSiO2 、3〜
25重量%のAl2 3 、3〜10重量%のLi2 O、
3〜13重量%のNa2 Oを含有し、必要に応じてZr
2 、MgO、ZnO、B2 3 等を含有するアルミノ
シリケート系ガラス基板がある。
【0013】本発明の製造方法で用いる所定の板厚にラ
ッピング加工したガラス基板は、研磨材として炭化ケイ
素砥粒、アルミナ砥粒、ダイヤモンド砥粒等の周知の研
摩材を用いてラッピング加工したガラス基板であり、磁
気記録媒体用ガラス基板として適した大きさ、形状であ
れば、いかなる大きさでも、いかなる形状でもよく、例
えば公称2.5インチ、3.5インチ、5.25インチ
磁気ディスクの大きさ、形状であることができる。
【0014】このような所定の板厚にラッピング加工し
たガラス基板は、一般的には、ガラス板を所定の円盤形
状に加工し、内外周の面取り加工を実施し、次いで所定
の板厚にラッピング加工することにより得られる。しか
し、この方法に限定されるものではなく、所定の板厚に
ラッピング加工したガラス基板であれば、いかなる方法
によって得られたものでもよい。
【0015】本発明の製造方法においては、生産性を確
保し(必要な熱処理時間が長くならないようにし)且つ
所望の熱処理効果を得るためには熱処理を好ましくは5
0℃以上、より好ましくは100℃以上で実施する。し
かし、熱処理温度が高くなり過ぎると磁気記録媒体用ガ
ラス基板に必要な強度、硬度等の特性を悪化させるこに
なるので、磁気記録媒体用ガラス基板に必要な特性を悪
化させることのない範囲内の温度で実施する必要があ
る。
【0016】本発明の製造方法においては、熱処理効果
がガラス基板全体に均等に行き渡るためには熱処理を好
ましくは3分間以上、より好ましくは5分間以上継続す
る。また、目的とする熱処理効果が充分に達成されるた
めに必要な熱処理時間は熱処理温度に依存する。この熱
処理温度と必要な熱処理時間との間には相関関係がある
が、数式で表すことは極めて困難である。しかし、多数
の実験に基づいて近似的に表すことができる。後記の実
施例のデータを図1の片対数グラフ上にプロットするこ
とにより、本発明における熱処理条件を次にように規定
することができる。
【0017】本発明の製造方法においては、50℃以上
で且つ磁気記録媒体用ガラス基板に必要な特性を悪化さ
せることのない範囲内の温度、3分間以上の時間で、且
つ図1に示す片対数グラフ上の点A(5分、70℃)と
点B(60分、50℃)とを結ぶ線よりも高温側、長時
間側の範囲内で熱処理することが好ましい。この場合に
は平面度を5%以上改善することができる。
【0018】更に、本発明の製造方法においては、10
0℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス基板に必要な特性
を悪化させることのない範囲内の温度、5分間以上の時
間で、且つ図1に示す片対数グラフ上の点C(5分、3
00℃)と点D(60分、100℃)とを結ぶ線よりも
高温側、長時間側の範囲内で熱処理することがより好ま
しく(この場合には平面度を10%以上改善することが
できる)、100℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス基
板に必要な特性を悪化させることのない範囲内の温度、
5分間以上の時間で、且つ図1に示す片対数グラフ上の
点E(5分、350℃)と点F(60分、150℃)と
を結ぶ線よりも高温側、長時間側の範囲内で熱処理する
ことが一層好ましい(この場合には平面度を20%以上
改善することができ、最良の場合には70%以上改善す
ることができる)。
【0019】本発明の製造方法においては、熱処理の後
にポリッシング加工を実施する。ポリッシング加工とは
ガラス基板を研磨して基板表面を平滑にし、しかも反り
を発生させない加工工程をいい、研摩材として例えば酸
化セリウムを用いる。本発明の製造方法においては、上
記のように処理し、加工することにより平面度に優れた
磁気記録媒体用ガラス基板を製造することができる。
【0020】
【実施例】以下の実施例、比較例においては、平面度は
He−Neレーザーを用いた光波干渉方式によって測定
した。具体的にはラッピング加工後で熱処理前(比較例
においては熱処理なし)の平面度はニディック製FT−
11で測定し、熱処理及びポリッシング加工を実施した
後(比較例においては熱処理なし)の平面度はオリンパ
ス製KIF−401で測定した。
【0021】実施例1〜20 63.0重量%のSiO2 、12.0重量%のAl2
3 、4.5重量%のLi2 O、10.0重量%のNa2
O、3.5重量%のZrO2 、2.0重量%のMgO、
2.0重量%のZnO、3.0重量%のB2 3 を含有
するアルミノシリケート系ガラス板から、通常のハード
ディスク用基板の作製手順に従って、内外径加工し、ス
ピードファム製16B両面研磨機で100枚のガラス基
板を一括してラッピング加工して、外形65.0mm、
内径20.0mm、板厚0.680mmの多数のドーナ
ツ状基板を作製した。それらの表面粗さはRa=0.3
μmであった。
【0022】上記のようにして得た各々のドーナツ状基
板の平面度(μm)を測定した後、各々のドーナツ状基
板を第1表に示す熱処理温度、熱処理時間で熱処理し
た。それぞれの条件について5枚のドーナツ状基板を熱
処理した。熱処理温度が50℃及び100℃の場合には
熱風乾燥庫を用い、熱処理温度が200℃、300℃及
び400℃の場合には電気炉を用いて大気中で熱処理し
た。
【0023】研磨機としてスピードファム製5B両面研
磨機を用い、研磨布としてロデールニッタ製MHC15
Aを用い、研磨材としてい三井金属鉱業製ミレーク80
1を用いて、加工単位5P/回、研摩量30μmとなる
ように、上記の熱処理した基板(合計で100枚)をポ
リッシング加工した。ポリッシング加工した各々のガラ
ス基板の平面度(μm)を測定した。それらのガラス基
板の平面度は第1表に示す通りであった。なお、ラッピ
ング加工後で熱処理前に測定した平面度を括弧内に示
す。
【0024】比較例1 熱処理を実施しなかった以外は実施例1〜20と同様に
して加工し、ラッピング加工後の平面度、及びポリッシ
ング加工後の平面度を測定した。その結果も実施例1〜
20と同様に第1表に示す。
【0025】
【表1】
【0026】実施例21及び比較例2 実施例1〜20及び比較例1で用いたアルミノシリケー
ト系ガラス板の代りにリチウムケイ酸塩結晶系ガラス
(結晶化ガラス)基板(株式会社オハラ製、TS−10
SX)を用い、熱処理を大気中、100℃で60分間実
施した以外は実施例1〜20又は比較例1と同様にして
加工した。ラッピング加工後の平面度、及びポリッシン
グ加工後の平面度を測定した。その結果は第2表に示す
通りであった。
【0027】
【0028】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の磁気記
録媒体用ガラス基板の製造方法に従ってガラス基板を製
造することにより、平面度に優れたガラス基板を効率良
く生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 熱処理温度と時間との相関関係を示す片対数
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 明男 埼玉県入間市狭山ケ原11−10 株式会社三 井金属プレシジョン内 (72)発明者 亀山 伸一 埼玉県入間市狭山ケ原11−10 株式会社三 井金属プレシジョン内 Fターム(参考) 3C058 AA07 CA06 CB01 CB03 CB10 DA17 4G059 AA09 AC03 AC18 5D112 AA02 BA03 BA09 GA09 GA26 GB01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
    いて、所定の板厚にラッピング加工したガラス基板を、
    50℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス基板に必要な特
    性を悪化させることのない範囲内の温度、3分間以上の
    時間で、且つ図1に示す片対数グラフ上の点A(5分、
    70℃)と点B(60分、50℃)とを結ぶ線よりも高
    温側、長時間側の範囲内で熱処理し、次いでポリッシン
    グ加工することを特徴とする平面度に優れた磁気記録媒
    体用ガラス基板の製造方法。
  2. 【請求項2】ラッピング加工したガラス基板が、ガラス
    板を所定の円盤形状に加工し、内外周の面取り加工を実
    施し、次いで所定の板厚にラッピング加工して得たガラ
    ス基板であることを特徴とする請求項1記載の平面度に
    優れた磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
  3. 【請求項3】100℃以上で且つ磁気記録媒体用ガラス
    基板に必要な特性を悪化させることのない範囲内の温
    度、5分間以上の時間で、且つ図1に示す片対数グラフ
    上の点C(5分、300℃)と点D(60分、100
    ℃)とを結ぶ線よりも高温側、長時間側の範囲内で熱処
    理することを特徴とする請求項1又は2記載の平面度に
    優れた磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
  4. 【請求項4】ポリッシング加工を実施した後、表面化学
    強化処理を実施することを特徴とする請求項1、2又は
    3記載の平面度に優れた磁気記録媒体用ガラス基板の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346912A (ja) * 2001-05-18 2002-12-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 情報記録媒体用ガラス基板及びその製造方法
JP2006225181A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Konica Minolta Opto Inc ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法
JP2008287779A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Konica Minolta Opto Inc 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体

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JP2006225181A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Konica Minolta Opto Inc ガラス基板、ガラス基板の製造方法、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法
JP2008287779A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Konica Minolta Opto Inc 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、情報記録媒体用ガラス基板及び磁気記録媒体

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