JP2006082983A - 情報記録媒体のガラス基板の製造方法および該方法を用いた製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 情報記録媒体用のガラス基板の端面は、従来は研削・研磨によって行っていたが、これを容易に加工できる、小径化に適した加工方法を提供する。
【解決手段】 多数の基板１を積層し、基板１間を仮着剤で仮着した積層品とする。その積層品を、その内径部を保持軸で貫通して保持する。その積層品を保持軸を中心にして回転させながら、その側面に、フッ化水素酸を主成分とする溶解剤５をシャワー状に噴射する。その結果、基板１の端面が溶解剤５によって溶解され、面取り加工された状態になる。
【選択図】図１

Description

本発明は情報記録媒体のガラス基板の製造方法、および該方法を用いた製造装置。

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としては、ガラス製の円盤状基板に金属層を積層したタイプのものが知られている。そのようなハードディスクに使用されるガラス基板は従来から、図６のフローチャートに示されるような幾つかの工程を経て製造されるのが一般的である。まず、ガラス素材を溶融し（ガラス溶融工程）、溶融ガラスを下型の上に流し込み、上型によってプレス成形する（プレス成形工程）。プレス成形されたガラス素材（ガラス基板）は結晶化またはアニ−ルされ、冷却される（結晶化工程またはアニール工程）。冷却されたガラス基板は、中心部を孔開けされた後、少なくともガラス基板の外周端部を切断され、さらには内外端面が研削されてガラス基板の外径寸法および真円度が予備調整される（コアリング工程または外周粗加工工程）。外径寸法等が予備調整されたガラス基板は第１ラッピング工程に供され、両表面を研削加工され、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度および厚みを予備調整される（第１ラッピング工程）。全体形状が予備調整されたガラス基板は、外周端面およびガラス基板における孔の内周端面を研削されたり、面取りされて、ガラス基板の外径寸法および真円度、孔の内径寸法、ならびにガラス基板と孔との同心度を微調整される（端面精密加工工程）。外径寸法等が微調整されたガラス基板は、外周端面および孔の内周端面を研磨されて微細なキズ等を除去される（端面研磨加工工程）。端面を研磨されたガラス基板は両表面を再度、研削加工され、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度および厚みを微調整される（第２ラッピング工程）。平行度等が微調整されたガラス基板はポリッシング工程に供されて、両表面を研磨加工され、表面の凹凸を均される。ポリッシング工程は所望により、粒度の異なる研磨材を用いて２段階で行われる（第１ポリッシング工程、第２ポリッシング工程）。ポリッシング加工されたガラス基材は最後に洗浄および検査される。

特開２００３−５４９６５号公報

しかしながら、従来の方法では、端面研磨加工工程に大きな労力と長い時間を要し、ガラス基板のコストアップにつながっていた。特に近年市場からはますます小径化した基板が求められているが、より小径化した基盤の端面を効率よく研磨することは困難であった。

そこで本発明は、端面加工を容易に行うことができ、その結果として効率よくガラス基板を製造することができる製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであって、複数の基板を積層する積層ステップと、積層ステップで得た積層品を、積層方向の両端で保持する保持ステップと、保持された積層品に対して、積層方向に対して直交する方向の端面に溶解剤を注ぎ、前記端面を溶解させるする溶解ステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明はまた、上記ガラス基板製造方法を採用した製造装置に関する。

本発明によれば、研磨する従来方法に比べて容易に端面加工（面取り）することができる。結果としてガラス基板の製造コストを大幅に低減することができる。

図１は本発明を実施した、ガラス基板の端面を加工する装置を示す斜視図である。

ガラス基板１は多数が積層された状態で、保持軸２によって保持されている。保持軸２は、各基板１をそ内径を貫通した状態で保持している。隣り合う基板１同士は、保持軸２に保持される前に仮着剤によって仮着してある。

図２は基板１同士を仮着剤１１によって仮着した様子を示している。仮着剤１１としてはアーデル社のＫシリーズなど、光硬化性のものであれば仮着作業が容易である。また、仮着後１日乃至２日で自然に剥がれる特性の仮着剤であれば、面取り作業後の取り扱いが容易になるので、更に好適である。

図１に戻って、積層した基板１に隣接して、保持軸２と平行に中空パイブ３が配置されている。このパイプ３の基板１に面した周面に多数のシャワーノズル４が配置されている。そして、中空パイプの中を流れる溶解剤５がシャワーノズル４から基板１の積層品に対してシャワー状に噴射される。積層品に溶解剤５が噴射される間、保持軸２が回転すると共に、パイプ３は保持軸２と平行に往復運動する。これにより、積層品の外周面全体に溶解剤５が噴射される。

図３は基板１に溶解剤５を噴射する前後の基板１の端部の形状を示している。溶解剤５の主成分はフッ化水素酸である。基板１の材料に応じた酸をフッ化水素酸に混合して溶解剤とする。この溶解剤により基板１と仮着剤１１とが共に溶解し、基板１と基板１との間の、仮着剤１１が溶解して無くなってできる隙間にも溶解剤１１が進入し、基板及び仮着剤を更に溶解させる。その結果、図３に示すように、基板１の角部は基板１の厚さ方向に約１００μｍ、径方向に約２００μｍが溶解し、面取りされた状態になる。

図４は、本発明の端面加工方法を採用した、ガラス基板製造方法を示すフローチャートである。このフローチャートでは、図６の従来の工程における「端面精密加工」「端面研磨加工」を、「端面溶解工程」に置き換えている。この端面溶解が図１〜３を用いて説明した、溶解剤１１の噴射によって面取りする工程である。

詳しく説明すると、まず、ガラス素材を溶融する（ガラス溶融工程）。使用されるガラス素材は特に制限されず、リチウムアルミノシリケートガラスやアルミノシリケートガラスなどのガラス素材を、得ようとするガラス基板の所望の形態（結晶化ガラスまたは非晶質ガラス）に応じて適宜選択して用いればよい。次いで、溶融したガラスを上型と下型との間でプレスする（プレス成形工程）。プレスの条件は公知のハードディスク用ガラス基板の製造方法における成形条件と同様の条件を採用することができる。

次いで、プレス成形されたガラス基板の結晶化処理またはアニール処理を行い、冷却する（結晶化工程またはアニール工程）。結晶化処理またはアニール処理のいずれを行うかは、得ようとするガラス基板の所望の形態（結晶質または非晶質）に依存し、すなわち結晶性ガラス基板を得たい場合には結晶化処理を行い、また非晶質ガラス基板を得たい場合にはアニール処理を行う。結晶化処理およびアニール処理の方法は公知のハードディスク用ガラス基板の製造方法における結晶化処理およびアニール処理の方法と同様の方法を採用することができる。

次いで、結晶化工程またはアニール工程において冷却されたガラス基板をコアリング処理または外周粗加工処理する（コアリング工程または外周粗加工工程）。コアリング処理または外周粗加工処理のいずれを行うかは、得ようとするガラス基板の中央部に孔を開けることを要するか否かによる。

コアリング処理および外周粗加工処理の方法は公知のハードディスク用ガラス基板の製造方法におけるコアリング処理および外周粗加工処理の方法と同様の方法を採用することができる。例えば、コアリング処理においてはダイヤモンドカッター等により基板の外周端部を切断し、中心部を切断（孔開け）し、さらには所望により外周端面および孔の内周端面を研削加工することによって、ガラス基板の外径寸法および真円度、孔の内径寸法、ならびにガラス基板と孔との同心度を予備調整する。外周粗加工処理においてはダイヤモンドカッター等により基板の外周端部を切断し、さらには所望により外周端面を研削加工することによって、ガラス基板の外径寸法および真円度を予備調整する。ここで予備調整とは、以降の別の工程において寸法等を規定の寸法等に調整できる程度に大まかに調整することをいう。

外径寸法等が予備調整されたガラス基板は第１ラッピング工程に供され、両表面を研削加工され、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度および厚みを予備調整される（第１ラッピング工程）。第１ラッピング工程を終えたガラス基板は、端面溶解加工工程に供される。即ち、多数の基板１が仮着剤１１によって積層して仮着した後、保持軸２によって保持する。そして、保持軸２を回転させながら、かつパイプ３を保持軸と平行に往復移動させながら、シャワーノズル４から溶解剤５をシャワー状に、基板１の積層品に噴射する。その結果、各基板１の端面が面取り加工される。端面溶解加工にて端面を面取り加工されたガラス基板は両表面を再度、研削加工され、ガラス基板の平行度等の全体形状が微調整される（第２ラッピング工程）。平行度等が微調整されたガラス基板はポリッシング工程に供されて、両表面を研磨加工され、表面の凹凸を均される。ポリッシング加工されたガラス基材は最後に洗浄および検査される。

図５は、本発明の端面加工方法を採用した、別のガラス基板製造方法を示すフローチャートである。このフローチャートでは、図４のフローチャートとは、「端面溶解加工」を行う順番が異なる。即ち、図４のガラス基板製造方法の場合には、第１ラップピングの後、第２ラッピングの前に端面溶解加工を行った。それに対して、図５のガラス基板製造方法の場合には、第２ラッピングの後で端面溶解加工を行う。

以上の実施の形態では、基板１の外周端面を溶解剤によって加工する例を説明したが、内周端面を溶解剤によって加工するようにしてもよい。内周端面を溶解剤によって加工する場合には、保持軸２の内部に溶解剤を流し、内周端面の内側から溶解剤を基板に向けて噴射するようにする。

本発明を実施したガラス基板製造装置の要部をします斜視図である。 ガラス基板の積層体が保持される様子を示す断面図である。 ガラス基板が面取りされた様子を示す断面図である。 本発明に係るガラス基板製造方法を示すフローチャートである。 本発明に係る、別のガラス基板製造方法を示すフローチャートである。 従来のガラス基板製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ガラス基板
２ 保持手段（保持軸）
５ 溶解剤
１１ 仮着剤

Claims (11)

1. 情報記録媒体のガラス製基板の製造方法であって、
   複数の基板を積層する積層ステップと、
   積層ステップで得た積層品を保持する保持ステップと、
   保持された積層品に対して、積層方向に対して直交する方向の端面に溶解剤を注ぎ、前記端面を溶解させるする溶解ステップと、
   を備えたことを特徴とするガラス基板製造方法。
2. 前記溶解剤がフッ化水素酸を含むことを特徴とする、請求項１に記載のガラス基板製造方法。
3. 前記溶解ステップにおいては、前記端面に向けて溶解剤を噴射することを特徴とする、請求項１または２に記載のガラス基板製造方法。
4. 前記溶解ステップにおいては、前記積層品を回転させながら溶解剤を噴射することを特徴とする請求項３に記載のガラス基板製造方法。
5. 前記溶解ステップにおいて、噴射位置を積層方法に移動させながら前記溶解剤を噴射することを特徴とする請求項４に記載のガラス基板製造方法。
6. 前記積層ステップにおいては、前記複数の基板を仮着剤によって仮着することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガラス基板製造方法。
7. 情報記録媒体のガラス製基板の製造装置であって、
   複数の基板を積層して保持する保持手段と、
   該保持手段によって保持された積層品に対して、積層方向に対して直交する方向の端面に溶解剤を注ぐ溶解手段と、
   を備えたことを特徴とするガラス基板製造装置。
8. 前記溶解剤がフッ化水素酸を含むことを特徴とする、請求項７に記載のガラス基板製造装置。
9. 前記溶解手段は溶解剤を噴射することを特徴とする、請求項７または８に記載のガラス基板製造装置。
10. 前記溶解手段が溶解剤を噴射する間、前記保持手段は前記積層品を回転させることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板製造方法。
11. 前記溶解手段は、噴射位置を積層方法に移動させながら前記溶解剤を噴射することを特徴とする請求項１０に記載のガラス基板製造方法。
    

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