JP2010221304A - 円盤状基板の製造方法 - Google Patents

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【課題】円盤状基板のセットに際して生じる傷などの低減を図る。
【解決手段】キャリア30に対してキャリアアダプタ50を装着することにより、キャリア30の表面がキャリアアダプタ50により覆われる。その後、キャリアアダプタ50の孔部54を介して(通じて)キャリア30の孔部34にワークをセットする。そしてワークのセットが完了後、リング部59bを引っ張り上げることでキャリアアダプタ50を取り外す。その後は、上定盤をワークに接触するまで移動させ、ラッピングマシンを稼働させる。
【選択図】図7

Description

本発明は、例えば磁気記録媒体用ガラス基板などの円盤状基板の製造方法に関する。
記録メディアとしての需要の高まりを受け、近年、円盤状基板であるディスク基板の製造が活発化している。このディスク基板の一つである磁気ディスク基板としては、アルミ基板とガラス基板とが広く用いられている。このアルミ基板は加工性も高く安価である点に特長があり、一方のガラス基板は強度、表面の平滑性、平坦性に優れている点に特長がある。特に最近ではディスク基板の小型化と高密度化の要求が著しく高くなり、基板の表面の粗さが小さく高密度化を図ることが可能なガラス基板の注目度が高まっている。
このような円盤状基板の製造工程では、キャリアの開口に円盤状基板が収納され、上研削定盤および下研削定盤を用いた研削が行われる場合がある。
ところでこの研削工程については種々の改良が提案されており、公報記載の従来技術として、例えば、キャリアプレートに設けられた収納孔の内壁部に環状の溝を設け、この溝に軟質の樹脂を充填する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、例えば、キャリアのワーク保持穴の内周面全周にガラス基板の材質よりも軟質の樹脂材等よりなるリング状の緩衝部材を嵌め込み、この緩衝部材に囲まれた空間内にワークを位置させる技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−280167号公報 特開2000−198064号公報
ところで、キャリアを用いて円盤状基板の研削を行う場合、キャリアに設けられた開口に対して円盤状基板をセットする必要があるが、この際、キャリアと例えば円盤状基板の外周部とが接触しキャリアや円盤状基板に傷などが生じる場合がある。また、円盤状基板の開口へのセットは、キャリアの表面に面接触した状態の円盤状基板を開口に向けてスライド移動させて行われる場合もある。そしてこの場合も、キャリアの表面や円盤状基板に傷などが生じるおそれがある。
本発明は、円盤状基板のセットに際して生じる傷などの低減を図ることを目的とする。
かかる目的のもと、本発明が適用される円盤状基板の製造方法は、上下一対の研削定盤の下研磨定盤にキャリアを載置しキャリアの開口に円盤状基板をセットして円盤状基板の表裏面を一対の研削定盤にて研削するようになした円盤状基板の製造方法であって、キャリア上に、キャリアの開口に対応して開口が形成されキャリアに比べて柔軟性の高いキャリアアダプタを置き、キャリアアダプタの開口を介して円盤状基板をキャリアの開口にセットするようにしたことを特徴とする。
ここで、キャリアアダプタは、キャリアアダプタの開口とキャリアの開口とが重なるように位置決めされキャリア上に置かれることを特徴とすることができる。また、キャリアアダプタおよびキャリアは、位置決めの際の指標となる指標部を有していることを特徴とすることができる。さらに、キャリアの指標部は、円盤状に形成されたキャリアの外周部側に設けられ、キャリアアダプタの指標部は、円盤状に形成されたキャリアアダプタの外周部側に設けられていることを特徴とすることができる。
他の観点から捉えると、本発明が適用される円盤状基板の製造方法は、上下一対の研削定盤の下研磨定盤にキャリアを載置しキャリアの開口に円盤状基板をセットして円盤状基板の表裏面を一対の研削定盤にて研削するようになした円盤状基板の製造方法であって、キャリアの表面をキャリアに対して着脱可能な被覆部材で被覆した後、キャリアの開口に円盤状基板をセットするようにしたことを特徴とする。
ここで、被覆部材には、ユーザによって被覆部材がキャリアから取り外される際にユーザの指が挿入可能なリング状部材が取り付けられていることを特徴とすることができる。
本発明によれば、円盤状基板をキャリアにセットする際にキャリアに生じる傷を低減することが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1−1(a)〜(d)、図1−2(e)〜(h)は、本実施の形態が適用される円盤状基板(ディスク基板)の製造工程を示した図である。
(1次ラップ工程)
図1−1(a)は1次ラップ工程を示している。この工程でまず、ラッピングマシン40により1回目のラッピングを行い、円盤状基板の原材料であるワーク10の表面11を平滑に研削する。なおラッピングマシン40は、ワーク10が載置される下定盤21aと、ワーク10を上部から押えつけワーク10に対しラッピングを行うための圧力を加える上定盤21bとを備えている。
なお、本実施の形態におけるラッピングは、研削剤を用いて行うことができる。研削剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミナやダイヤモンドからなる研削剤をスラリー化して使用することができる。また、上定盤21bや下定盤21aに、これらの研削剤が分散して含まれた砥石を設けてもよい。
(内外周研削工程)
図1−1(b)は内外周研削工程を示している。この工程では、ワーク10の開孔12の内周面、およびワーク10の外周13の外周面の荒削りである研削を行う。また本実施の形態では、内周面と外周面の研削を同時に行う。具体的には、ワーク10の中心に設けられた開孔12を内周砥石22によって研削し、ワーク10の外周13を外周砥石23によって研削する。このとき、内周砥石22と外周砥石23とでワーク10を挟み込んで同時加工する。これによりワーク10の内径と外径の同心度を確保し易くなる。
また本実施の形態において、内周砥石22および外周砥石23は、その表面形状が波形となっている。付言すれば、内周砥石22および外周砥石23は、その表面に、山となる凸部と谷となる凹部とを有している。ここで凸部および凹部は、複数設けられるとともに、内周砥石22、外周砥石23の軸方向に沿って交互に設けられている。このため、本実施形態では、ワーク10の開孔12の内周面および外周13の外周面を研削することができるだけでなく、開孔12および外周13における縁部の面取りを併せて行うことが可能となる。
(内周研磨工程)
図1−1(c)は内周研磨工程を示している。この工程では、図1−1(b)に示した内外周研削工程にて研削を行ったワーク10の内周面を更に平滑にする研磨を行う。
具体的には、まずワーク10を積層し、図示しないホルダにセットする。そして、このホルダにセットされたワーク10の開孔12にブラシ24を挿入する。そして研磨液をワーク10の開孔12に流し込みながら、ブラシ24を高速で回転させる。これによりワーク10の内周面がブラシ24により研磨される。本実施形態では、このようにブラシ24を使用しているので、ワーク10の内周面の研磨が可能となると共に、上記内外周研削工程において面取りされた部分の研磨も可能となる。なお研磨液としては、例えば酸化セリウム砥粒を水に分散してスラリー化したものを用いることができる。
ここで図2は、内周研磨工程において使用するブラシ24の一例を示した図である。このブラシ24は、毛先が螺旋状に配列されたブラシ部61と、このブラシ部61の両端部に連続して形成され、一端と他端とを形成する軸62とを備えている。例えば0.85インチ等の小径ディスクの内周面を研磨するような場合は、ブラシ24の芯を細くする必要がある。そこで本実施の形態では、例えば、複数本のワイヤ(材質:例えば、軟鋼線材(SWRM)、硬鋼線材(SWRH)、ステンレス線材(SUSW)、黄銅線(BSW)など)の間に、ブラシの毛(材質:例えばナイロン(デュポン社の商品名))を挟み込み、この毛が挟み込まれたワイヤをねじることで、ブラシ部61を形成している。ここで、ワイヤをねじってブラシ部61を形成することで、ブラシ部61に形成されるブラシの毛先を螺旋状とすることができる。また、ブラシ部61に形成されるブラシの毛先を螺旋状とすることで、挿入されるワーク10の開孔12にて、研磨液を軸方向に流すことが可能となる。その結果研磨液の搬送を良好に行うことができる。
(2次ラップ工程)
図1−1(d)は2次ラップ工程を示している。この工程では、図1−1(a)に示した1次ラップ工程においてラッピングを行ったワーク10の表面11に対し再度ラッピングを行うことにより更に平滑に研削する。より具体的には、ワーク10が載置される下定盤21aと、ワーク10を上部から押えつけワーク10に対しラッピングを行うための圧力を加える上定盤21bと、を有したラッピングマシン40により、ワーク10の表面11に対し再度ラッピングを行う。
(外周研磨工程)
図1−2(e)は外周研磨工程を示している。この工程では、図1−1(b)に示した内外周研削工程において研削を行ったワーク10の外周面を更に平滑にする研磨を行う。
具体的には、まずワーク10の開孔12の部分に治具25を通してワーク10を積層させ、ワーク10を治具25にセットする。そして研磨液をワーク10の外周13の箇所に流し込みながら、積層したワーク10にブラシ26を接触させ、高速で回転させる。これにより、ワーク10の外周面を研磨することができる。
この際、研磨するのにブラシ26を使用しているので、ワーク10の外周面の研磨が可能となると共に、上記内外周研削工程において面取りされた部分の研磨も可能となる。なお研磨液としては、内周研磨工程の場合と同様に、例えば酸化セリウム砥粒を水に分散してスラリー化したものを用いることができる。
(1次ポリッシュ工程)
図1−2(f)は、1次ポリッシュ工程を示している。この工程では、図1−1(d)に示した2次ラップ工程においてラッピングを行ったワーク10の表面11を、ポリッシングマシン60を用い、ポリッシングを行うことで更に研磨し平滑度を上げていく。このポリッシングマシン60は、上述したラッピングマシン40とほぼ同様な構成を有するが、下記に示すように研磨に使用する材料等が一部異なる。
この1次ポリッシュ工程では、例えばウレタンにより形成された硬質研磨布を用いる。また、この1次ポリッシュ工程では、酸化セリウム砥粒を水に分散してスラリー化したものを研磨材として用いることができる。
(2次ポリッシュ工程)
図1−2(g)は、2次ポリッシュ工程を示している。この工程では、図1−2(f)に示した1次ポリッシュ工程においてポリッシングを行ったワーク10の表面11を、ポリッシングマシン60を用い、精密ポリッシングを行うことで更に研磨し表面11の最終的な仕上げを行う。
この2次ポリッシュ工程では、例えばスエード状の軟質研磨布を用いる。また、この2次ポリッシュ工程では、酸化セリウム砥粒若しくはコロイダルシリカを水等の溶媒に分散してスラリー化したものを研磨材として用いることができる。
(最終洗浄・検査工程)
図1−2(h)は、最終洗浄・検査工程を示している。最終洗浄では、上述した一連の工程において使用した研磨剤等の除去を行う。洗浄には超音波を併用した洗剤(薬品)による化学的洗浄などの方法を用いることができる。
また、検査工程においては、例えばレーザを用いた光学式検査器により、ワーク10の表面の傷やひずみの有無等の検査が行われる。
ここで、図1−2(g)に示した2次ポリッシュ工程について更に詳細に説明する。この2次ポリッシュ工程では、上記のとおり、ポリッシングマシン60を用いてワーク10の表面11を研磨する。
ここで図3は、ポリッシングマシン60の構造を示した図である。
同図に示すようにポリッシングマシン60は、ワーク10が載置される下定盤(研削定盤、下研磨定盤)21aと、ワーク10を上部から押えつけワーク10に対し圧力を加える上定盤(研削定盤)21bと、を備える。
ここで、下定盤21aの外周部には歯部42が設けられている。また、下定盤21aの中央部には太陽歯車44が設けられている。さらに下定盤21aには、ラッピングが行われる際にワーク10を位置決めする円盤状のキャリア30が載置されている。
キャリア30は、図3に示すポリッシングマシン60では5個設置されている。このキャリア30の外周部には歯部32が設けられ、キャリア30は、この歯部32を介して下定盤21aの歯部42および太陽歯車44の双方に噛合している。また下定盤21aおよび上定盤21bの中心部には、これらを回転させるための回転軸46a,46bがそれぞれ設けられている。
2次ポリッシュ工程においては、まずポリッシングマシン60の下定盤21aにキャリア30を載置する。次いでワーク10の載置を行う。
図4は、キャリア30を拡大して示した図である。同図に示すキャリア30には、上記の通り、外周部に歯部32が設けられている。また、キャリア30には、ラッピングを行う際にワーク10が内部に載置(セット)される円形形状の孔部(開口)34が複数開けられている。この孔部34の直径は、ワーク10の直径よりわずかに大きくなっている。このような形態とすることで、ラッピングを行う際に、ワーク10の外周端の一部に余分な応力がかかるのを抑制することができる。
ここで本実施の形態では、孔部34の直径はワーク10の直径より、例えば、約1mm大きくなっている。また孔部34は、ほぼ等間隔で並んでおり、本実施の形態の場合、35個設けられている。より詳細に説明すると、キャリア30には、キャリア30の中心に最も近い箇所に、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された5つの孔部34が設けられている。また、この5つの孔部34よりも外周側に、同じく、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された12個の孔部34が設けられている。さらに、この12個の孔部34の外周側(キャリア30の最外周側)に、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された18個の孔部34が設けられている。
キャリア30の材料としては、特に限定されないが、例えば、アラミド繊維やガラス繊維を混入することで強化されたエポキシ樹脂を使用することができる。
ここで、キャリア30における孔部34の内部にワーク10をセットした後は、上定盤21bをワーク10に接触するまで移動させ、ポリッシングマシン60を稼働させる。
この際のポリッシングマシン60の動作を図3を参照して説明する。ポリッシングマシン60が稼働する際には、図の上方の回転軸46bを一方向に回転させ、上定盤21bを、同様な一方向に回転させる。また、図の下方の回転軸46aを、回転軸46bの回転とは逆方向に回転させ、下定盤21aを回転軸46aと同様な方向に回転させる。これにより下定盤21aの歯部42も回転軸46aと同様な方向に回転する。また中央部の太陽歯車44も、回転軸46aと同様な方向に回転する。
このように上定盤21b、下定盤21a、太陽歯車44を回転させることにより、これらの歯車に噛み合うキャリア30は、自転運動と公転運動とが組み合わされたいわゆる遊星運動を行う。同様に、キャリア30における孔部34の内部に載置されたワーク10も遊星運動を行う。このようなポリッシングマシン60を用いることによりワーク10の研磨をより精度よく、また迅速に行うことができる。
ところで、2次ポリッシュに際し、ワーク10をキャリア30の孔部34にセットする際、ワーク10の外周部がキャリア30の表面に接触し、キャリア30の表面やワーク10に傷などが発生するおそれがある。
ここで図5(ワーク10をセットする際の状態図)を用いて詳細に説明すると、同図(A)に示すように、ワーク10をキャリア30の孔部34にセットする際、ワーク10の外周部がキャリア30の表面に接触し、キャリア30の表面やワーク10の外周部等に傷などが発生するおそれがある。また、同図(B)に示すように、ワーク10をキャリア30の表面に沿ってスライドさせてセットする場合にも、キャリア30の表面、ワーク10の表面に傷などが付くおそれがある。
このため、本実施形態における2次ポリッシュ工程では、ワーク10のセットを開始する前に、キャリア30の表面を被覆するシート状のキャリアアダプタ(被覆部材の一例)を、キャリア30の上に置くこととしている。
図6は、キャリアアダプタを説明する図である。
同図に示すキャリアアダプタ50は、キャリア30とほぼ同形状にて、円盤状に形成されている。また、キャリアアダプタ50は、複数の孔部(開口)54を備えている。ここで、この複数の孔部54は、キャリア30に設けられた孔部34(図4参照)の配置関係と同じ配置関係を有している。即ち、キャリアアダプタ50では、キャリア30の孔部34に対応して孔部54が設けられている。
具体的に説明すると、キャリアアダプタ50は、35個の孔部54を有している。より具体的に説明すると、キャリアアダプタ50には、キャリアアダプタ50の中心に最も近い箇所に、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された5つの孔部54が設けられている。また、この5つの孔部54よりも外周側に、同じく、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された12個の孔部54が設けられている。さらに、この12個の孔部54の外周側(キャリアアダプタ50の最外周側)に、周方向に沿って設けられ且つ等間隔に配置された18個の孔部54が設けられている。
また本実施形態におけるキャリアアダプタ50は、キャリア30よりも柔軟性が高く、軟質となっている。ここでキャリアアダプタ50には、例えば、2次ポリッシュ工程において用いる上記スエード状の軟質研磨布と同様の材質を用いることができる。また、例えばゴム材料によって形成してもよい。また、キャリアアダプタ50の厚さは、特に制限されないが、ワーク10が突き当てられた際に凹むことが可能な厚みを有していることが好ましい。なお、本実施形態では厚みを約2mmとしている。
また、キャリアアダプタ50の外周部近傍には、キャリア30に対するキャリアアダプタ50の位置決めを容易にするための第2孔部58が設けられている。この第2孔部58は、キャリアアダプタ50を貫通するように設けられるとともに、その形状が三角形となっている。
一方、上記では説明を省略したが、図4に示すように、キャリア30の表面且つ外周部近傍には、キャリア30の本体部とは異なる色を有した三角形のマーク38が付されている。このマーク38は、キャリアアダプタ50における第2孔部58よりもひとまわり小さく形成されている。
ここでキャリア30に対してキャリアアダプタ50を装着する際、キャリア30とキャリアアダプタ50との位相がずれていると、キャリア30の孔部34とキャリアアダプタ50の孔部54とが一致しない事態が起こりうる。本実施形態では、キャリア30に対してキャリアアダプタ50を装着する際、第2孔部58を通じてマーク38が見えるようにキャリア30とキャリアアダプタ50とを位置決めすれば、キャリア30の孔部34とキャリアアダプタ50の孔部54とが一致するようになっている。
付言すれば、第2孔部58を通じてマーク38が見えるようにキャリア30とキャリアアダプタ50とを位置決めすれば、キャリア30の孔部34とキャリアアダプタ50の孔部54とが重なるようになっている。このように第2孔部58およびマーク38を設けることで、キャリア30の孔部34とキャリアアダプタ50の孔部54との一致が速やかに図られる。
なお、本実施形態では、第2孔部58は、キャリアアダプタ50の外周部側に設けられ、また、マーク38もキャリア30の外周部側に設けられている。このように第2孔部58およびマーク38を外周部側に設けた場合、中心部側に設ける場合に比べ、キャリア30とキャリアアダプタ50との位置決めをより簡易に行うことができる。なお、第2孔部58およびマーク38は、キャリア30とキャリアアダプタ50との位置決めを行う際の指標となる指標部として捉えることができる。
また、キャリアアダプタ50は、貫通孔59aを有するとともに、紐が両端で結ばれることにより形成され且つ貫通孔59aに通されたリング部59b(リング状部材の一例)を有している。このリング部59bは、キャリアアダプタ50の取り外しを行う操作者(ユーザ)の指が通過可能な径を有している。付言すれば、操作者の指が挿入可能な径を有している。そして、キャリア30からキャリアアダプタ50が取り外される際には(後述)、操作者の指がこのリング部59bに掛けられる。このようにリング部59bを設けた場合、リング部59bを設けない場合に比べ、キャリアアダプタ50の取り外しがより簡易になる。
ここで、図7は、キャリア30にキャリアアダプタ50を装着した後の状態を示している。上記および図7(A)に示すとおり、第2孔部58を通じマーク38が見えるように、キャリア30とキャリアアダプタ50とを位置決めすれば、キャリア30の孔部34とキャリアアダプタ50の孔部54とが一致する。
ここで図7(B)は、同図(A)のA−A線における断面を示している。同図に示すように、キャリア30に対してキャリアアダプタ50を装着することにより、キャリア30の表面がキャリアアダプタ50により覆われていることが分かる。そして本実施形態においては、本図に示す状態にて、キャリアアダプタ50の孔部54を介して(通じて)キャリア30の孔部34にワーク10をセットする。そしてワーク10のセットが完了後、リング部59bを引っ張り上げることでキャリアアダプタ50を取り外す。その後は上記のとおり、上定盤21bをワーク10に接触するまで移動させ、ポリッシングマシン60を稼働させる。
なお、上記1次ラップ工程、2次ラップ工程では、ポリッシングマシン60と同様の構成を有したラッピングマシン40が用いられる。また、1次ポリッシュ工程では、ポリッシングマシン60が用いられる。そして、このラッピングマシン40、ポリッシングマシン60を用いるに際し、キャリア30に対して上記と同様にキャリアアダプタ50を装着することができる。即ち、キャリアアダプタ50は、2次ポリッシュ工程のみならず、1次ラップ工程、2次ラップ工程、1次ポリッシュ工程においても用いることができる。
また、本実施形態では、キャリア30の被覆を複数の孔部54が設けられた1枚のキャリアアダプタ50により行ったが、例えば複数枚のシート状部材を、孔部34に重ならないように置くことでキャリア30の被覆を行ってもよい。
円盤状基板(ディスク基板)の製造工程を示した図である。 円盤状基板(ディスク基板)の製造工程を示した図である。 内周研磨工程において使用するブラシの一例を示した図である。 ポリッシングマシンの構造を示した図である。 キャリアを拡大して示した図である。 ワークをセットする際の状態図である。 キャリアアダプタを説明する図である。 キャリアにキャリアアダプタを装着した後の状態を示した図である。
10…ワーク、21a…下定盤、21b…上定盤、30…キャリア、34…孔部、38…マーク、50…キャリアアダプタ、54…孔部、58…第2孔部、59b…リング部


Claims (6)

  1. 上下一対の研削定盤の下研磨定盤にキャリアを載置し当該キャリアの開口に円盤状基板をセットして当該円盤状基板の表裏面を当該一対の研削定盤にて研削するようになした円盤状基板の製造方法であって、
    前記キャリア上に、当該キャリアの前記開口に対応して開口が形成され当該キャリアに比べて柔軟性の高いキャリアアダプタを置き、当該キャリアアダプタの開口を介して前記円盤状基板を当該キャリアの開口にセットするようにしたことを特徴とする円盤状基板の製造方法。
  2. 前記キャリアアダプタは、当該キャリアアダプタの前記開口と前記キャリアの前記開口とが重なるように位置決めされ当該キャリア上に置かれることを特徴とする請求項1記載の円盤状基板の製造方法。
  3. 前記キャリアアダプタおよび前記キャリアは、前記位置決めの際の指標となる指標部を有していることを特徴とする請求項2記載の円盤状基板の製造方法。
  4. 前記キャリアの前記指標部は、円盤状に形成された当該キャリアの外周部側に設けられ、
    前記キャリアアダプタの前記指標部は、円盤状に形成された当該キャリアアダプタの外周部側に設けられていることを特徴とする請求項3記載の円盤状基板の製造方法。
  5. 上下一対の研削定盤の下研磨定盤にキャリアを載置し当該キャリアの開口に円盤状基板をセットして当該円盤状基板の表裏面を当該一対の研削定盤にて研削するようになした円盤状基板の製造方法であって、
    前記キャリアの表面を当該キャリアに対して着脱可能な被覆部材で被覆した後、当該キャリアの前記開口に前記円盤状基板をセットするようにしたことを特徴とする円盤状基板の製造方法。
  6. 前記被覆部材には、ユーザによって当該被覆部材が前記キャリアから取り外される際に当該ユーザの指が挿入可能なリング状部材が取り付けられていることを特徴とする請求項5記載の円盤状基板の製造方法。
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