JP2007179589A

JP2007179589A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板

Info

Publication number: JP2007179589A
Application number: JP2005373413A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Kawamura; 次男河村; Yoshio Uchiyama; 義夫内山
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】強度が向上するとともに最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、およびその磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて、加熱により強度が２００％以上も向上する磁気ディスク用ガラス基板を提供する。
【解決手段】磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において、ラップ加工を行い、次いで該ガラス基板を４５０〜６５０℃で１０〜６０分加熱して円環強度を向上させた後、最終ポリッシュを行い磁気ディスク用ガラス基板とする。
【選択図】図２

Description

本発明は磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、およびその磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて製造してなる磁気ディスク用ガラス基板に関する。

近年、ハードディスクドライブにおいては大容量化が求められており、ガラス製のディスク基板に磁性層および潤滑層を設けたガラス磁気ディスクが用いられるようになっている。しかし、ガラスは脆性材料であるので、ハードディスクドライブを製造する際の取り扱い、製品として流通したりコンピュータ部品として使用する際に落下するなどして過度の衝撃が負荷されると比較的容易に損傷してしまう。そのため、このような衝撃が負荷された際に損傷することのないように、ガラス磁気ディスクに用いるガラス基板を強化する対策が考えられ、一般的な板ガラスで実施されている風冷強化法やイオン交換を用いる化学強化法を用いてガラス表面に圧縮応力を付与する強化が行われている。

また、ガラス表面に生じた傷部分を加熱溶融することにより修復して強度を向上させる試みが行われている。たとえば、特許文献１は、ガラスびんの表面に生じた損傷を修理するため、ガラスびんを５００〜６００℃に加熱しつつレーザー光線を照射して表面のみを溶解する方法を提案している。また特許文献２は、ガラス基板の切断端部にレーザー光を照射することにより局所的に溶融して強度が向上し、割れが発生しにくくなるガラス基板を提案している。さらに特許文献３は、磁気ディスク用成形ガラス基板の中央部の貫通孔の内面側に酸素水素炎を当ててファイヤーポリッシュすることにより、エッジの角が取れて丸みのある縁を形成した磁気ディスク用成形ガラス基板を提案している。これらの技術はいずれもガラスを局所的に溶融させるものである。

本発明者等は、最終ポリッシュを行う前に磁気ディスク用ガラス基板を一定の温度範囲で溶融させることなく加熱することにより、強度が向上するとともに最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少させることが可能であることを見出した。

本発明に関する先行技術文献として、以下のものがある。
特開昭６３０６０１１８号公報特開２００５−１９４１３７号公報特開２００２−１０００２５号公報

本発明は、強度が向上するとともに最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、およびその磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて、加熱により強度が２００％以上も向上する磁気ディスク用ガラス基板を提供することを目的とする。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において、ラップ加工を行った後、最終ポリッシュを行う前に該ガラス基板を５００〜６００℃で１０〜６０分加熱して円環強度を向上させることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法（請求項１）である。
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、最終ポリッシュ後の円環強度の上昇率が２００〜５００％である、上記（請求項１）の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて製造してなる、磁気ディスク用ガラス基板（請求項２）である。

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において、ラップ加工を行った後、最終ポリッシュを行う前に該ガラス基板を４５０〜６５０℃で１０〜６０分加熱して円環強度を向上させることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であり、この磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて製造した本発明の磁気ディスク用ガラス基板は最終ポリッシュ後の円環強度の上昇率が２００〜５００％と強度が向上するとともに、最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少する。

以下、本発明の内容を説明する。本発明に適用するガラス基板のガラス材料としては、通常の酸化物ガラスを用いることができるが、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス等が挙げられる。例えば、このような組成のガラスの一例としては、５〜１５mass％のＮａ_２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ_２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ_２Ｏ_３、０〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ_２、５３〜７５mass％のＳｉＯ_２、Ｎｂ酸化物および／またはＶ酸化物をＮｂ_２Ｏ_５換算またはＶ_２Ｏ_５換算で０．１〜１０mass％含有するガラス材料、５〜１５mass％のＮａ_２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ_２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ_２Ｏ_３、０〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ_２、０〜５mass％のＺｒＯ_２、５３〜７５mass％のＳｉＯ_２、Ｎｂ酸化物および／またはＶ酸化物をＮｂ_２Ｏ_５換算またはＶ_２Ｏ_５換算で０．１〜１０mass％含有するガラス材料、あるいは５〜１５mass％のＮａ_２Ｏ、０〜１０mass％のＬｉ_２Ｏ、５〜１５mass％のＡｌ_２Ｏ_３、０．５〜６mass％のＣａＯ、２〜１０mass％のＴｉＯ_２、０〜５mass％のＺｒＯ_２、５３〜７５mass％のＳｉＯ_２を含有し、かつ０〜１５mass％のＢ_２Ｏ_３と０〜５mass％のＫ_２Ｏを含有するガラス材料などを挙げることができる。

これらのガラス材料を母材とするガラス素板を所定の大きさのドーナツ状のディスクに切り出し、ダイヤモンド砥石で研削加工し、次いでアルミナ研磨剤を用いてラップ加工を施す。このようにして得られたラップ加工ガラス基板を、加熱する。加熱は複数枚のラップ加工ガラス基板を重ねて行うが、最上面および最下面には保護板としてダミーのガラス基板をあてがって加熱する。

加熱温度はガラス材料の組成にもよるがガラス材料の軟化温度以上、好ましくは４５０〜６５０℃、より好ましくは５００〜６００℃であり、この温度範囲で１０〜６０分加熱する。このように加熱することにより、下記に詳述する円環強度が加熱処理を施さないガラス材料の円環強度の２００〜５００％まで上昇し、衝撃が負荷されても損傷しにくくなる。また、アルミナ研磨剤を用いて最終ポリッシュを施す際に、同一のポリッシュ取り代でポリッシュした場合に加熱処理を施さないガラス材料よりもポリッシュ後の欠陥数が減少する。さらに、欠陥数が飽和に達するまでのポリッシュの取り代も加熱処理を施さないガラス材料よりも減少する。４５０℃未満の加熱では円環強度が十分に上昇せず、ポリッシュ後の欠陥の減少効果、ポリッシュの取り代の減少効果も不十分となる。６５０℃を超えて加熱するとガラス基板が変形すつようになり、好ましくない。

上記の円環強度の測定は図１に示すようにして行う。図は外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板の円環強度の測定例を示す。すなわち、ステンレレス鋼などの内径５５mmの管状ブロックの切断面にガラス基板の外周部が当接するようにして載せ、ガラス基板の内孔部に２８．５７ｍｍ径の鋼球を載せ、鋼球に荷重を負荷した際のガラス基板が破壊する荷重を円環強度とする。

以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。
５．０mass％のＮａ_２Ｏ、３．６mass％のＬｉ_２Ｏ、１２．７mass％のＡｌ_２Ｏ_３、０．５mass％のＣａＯ、３．７mass％のＴｉＯ_２、６５．１mass％のＳｉＯ_２、７．６mass％のＢ_２Ｏ_３、１．８mass％のＫ_２Ｏを含有するガラス母材からドーナツ状に切り出したガラス素板を外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍの寸法となるようにダイヤモンド砥石で研削加工し、次いで平均粒径３μｍのアルミナ研磨剤を用いてラップ加工を施し、精密洗浄してラップ加工ガラス基板とした。

次いでラップ加工ガラス基板を２５枚重ね、最上面および最下面に同一のラップ加工ガラス基板ををあてがって５７０℃に加熱した電気オーブン中に挿入し、２０分間保持した後に取り出した。一部のラップ加工ガラス基板は比較用に加熱処理を実施しなかった。

次いで加熱処理を実施したラップ加工ガラス基板および加熱処理を実施しなかったラップ加工ガラス基板に、平均粒径０．６μｍのアルミナ研磨剤を用いて最終ポリッシュ加工を施し、ポリッシュの取り代を２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍとした場合の欠陥数を測定した。測定結果を図３に示す。２０μｍ、３０μｍ、４０μｍの取り代においては加熱処理を実施したガラス基板は加熱処理を実施しなかったガラス基板よりも欠陥数が少ない。また、５０μｍの取り代では欠陥数が加熱によらず２０程度となるが、加熱処理を実施したガラス基板では３５μｍ程度の取り代で欠陥数が２０程度に飽和する。すなわち、ラップ加工後に加熱処理を施すことにより、最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少することがわかる。

また、最終ポリッシュ加工を施した加熱処理を実施したガラス基板と加熱処理を実施しなかったガラス基板の円環強度を、図１に示すようにして測定した。円環強度の測定結果を図２に示す。加熱処理を施さないガラス基板の円環強度は４〜７ｋｇｆであるのに対して、５７０℃の加熱処理を施したガラス基板の円環強度は１１〜２５ｋｇｆであり、加熱処理を施すことにより円環強度が２００〜５００％上昇することがわかる。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において、ラップ加工を行った後、最終ポリッシュを行う前にガラス基板を４５０〜６５０℃で１０〜６０分加熱して円環強度を向上させることを特徴とする。本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて製造した本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、最終ポリッシュ後の円環強度の上昇率が２００〜５００％と強度が向上するとともに、最終ポリッシュ後の欠陥数が減少し、かつポリッシュの取り代も減少するので、強度に優れた磁気ディスク用ガラス基板を効率的に製造することができる。

円環強度の測定方法を示す断面図。円環強度に与える加熱処理の影響を示すグラフ。最終ポリッシュ後のポリッシュ取り代と欠陥数に与える加熱処理の影響を示すグラフ。

Claims

磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において、ラップ加工を行った後、最終ポリッシュを行う前に該ガラス基板を４５０〜６５０℃で１０〜６０分加熱して円環強度を向上させることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
最終ポリッシュ後の円環強度の上昇率が２００〜５００％である、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を用いて製造してなる、磁気ディスク用ガラス基板。