JP2010225240A - 円盤状基板の製造方法および円盤状基板の収納用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークをワークケースに収納する際に、ワーク同士の接触を生じにくくし、ワークの損傷を抑制すると共に、ワークをワークケースに収納しやすい円盤状基板の製造方法等を提供する。
【解決手段】製造工程にてワーク１０を間隔をあけて複数枚、収納配置できるようにワーク１０の保持ガイド１０６が複数形成されたワークケース１００の開口部１０８に、ワーク１０の挿入ガイド１０６が複数形成された収納用治具２００を取り付け、収納用治具２００を頼りに手作業にてワーク１０をワークケース１００に収納し、収納後に収納用治具２００を取り外し、ワークケース１００を用いてワーク１０を移動させてワーク１０を製造する円盤状基板の製造方法であって、収納用治具２００の挿入ガイドは、両端部から中央部に向けて開口幅が大きくなる孔部２０２であり、ワーク１０のエッジ部が挿入ガイドによりガイドされ、保持ガイド１０６に配置されるようになしたことを特徴とする円盤状基板の製造方法。
【選択図】図５

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等に関する。

近年、記録メディアとしての需要の高まりを受け、磁気ディスク等の情報記録媒体の製造が活発化している。ここで磁気ディスク用の基板として用いられる円盤状基板としては、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。

特許文献１には、ディスクを収納保持する複数の溝部とを有するケース本体部と、ケース本体部に着脱可能であって複数のガイド板を有しガイド板同士間がケース本体部の溝部に対応されるガイド部材とを備え、各ガイド板は、ディスクに対する研磨性がこのディスクに対してこのディスクケースに収納されたとき以降に実施される研磨処理と同等、または、それ以下である保護材を備えているディスクケースが開示されている。

また特許文献２には、側壁に設けられた複数のリブの隙間に上方からガラスディスク１を挿入し、多数枚のガラスディスクを立てた状態で配列収納するディスクケースに用いる治具であって、ディスクケースの上に載置される本体と、本体に設けられた複数の案内部とを備え、案内部はガラスディスクを挿入する際の位置および傾きを案内可能であって、案内部の間隔はリブの間隔の整数倍であり、かつ本体はディスクケースに対してガラスディスクの配列方向に相対的に移動可能であることを特徴とする磁気ディスク用ガラスディスクの収納用治具が開示されている。

特開２００７−９５２００号公報 特開２００７−２６１５９４号公報

しかしながら、ガイド板に保護材を備えているディスクケースでは、ガイド板同士間に形成されたスリット状の間隙にディスク挿入していく必要がある。この間隙は、ディスク同士が接触しないようにし、ディスクの損傷を防止するためには、全体に狭く作成される。そのためディスクを挿入しにくいという問題がある。
また、ディスクケースの上に載置される本体と、本体に設けられた複数の案内部とを備えた磁気ディスク用ガラスディスクの収納用治具は、案内部が枠体の対向する２辺の内側に設けられた一対の切欠部により構成されている。磁気ディスク用ガラスディスクをディスクケースに収納する際には、この切欠部を通し磁気ディスクを挿入する必要があるが、どの切欠部に挿入すれば、正しく収納できるか否かの判別がしにくいという問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、円盤状基板を円盤状基板ケースに収納する際に、円盤状基板同士の接触を生じにくくし、円盤状基板の損傷を抑制すると共に、円盤状基板を円盤状基板ケースに収納しやすい円盤状基板の収納用治具を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明の円盤状基板の製造方法は、製造工程にて円盤状基板を間隔をあけて複数枚、収納配置できるように円盤状基板の保持ガイドが複数形成された円盤状基板ケースの開口部に、円盤状基板の挿入ガイドが複数形成された挿入補助部材を取り付け、挿入補助部材を頼りに手作業にて円盤状基板を円盤状基板ケースに収納し、収納後に挿入補助部材を取り外し、円盤状基板ケースを用いて円盤状基板を移動させて円盤状基板を製造する円盤状基板の製造方法であって、挿入補助部材の挿入ガイドは、両端部から中央部に向けて開口幅が大きくなるようにすることで、円盤状基板のエッジ部が挿入ガイドによりガイドされ、挿入が容易となり、円盤状基板の表面（両面）にキズを付けずに、保持ガイドに配置されるようになしたことを特徴とする。

ここで、円盤状基板は、円盤状基板ケースの保持ガイドに収納配置されたときに円盤状基板のエッジ部の一部が挿入ガイドを通して視認可能であることが好ましく、水中にて円盤状基板ケースに収納することが好ましい場合がある。

また、本発明の円盤状基板の収納用治具は、製造工程にて円盤状基板を間隔をあけて複数枚、収納配置できるように円盤状基板の保持ガイドが複数形成された円盤状基板ケースの開口部に取り付けられ、手作業にて円盤状基板を円盤状基板ケースに収納するために用いられる治具であって、両端部から中央部に向けて開口幅が大きくなる複数の孔部を有し、孔部は、円盤状基板のエッジ部が孔部の両端部によりガイドされ、保持ガイドに配置されるように形成されていることを特徴とする。

ここで、円盤状基板の収納用治具は、円盤状基板ケースの開口部に取り付けられた後に、更に取り外し可能であることが好ましく、孔部は、略楕円形状を有することが更に好ましい。

以上のように構成された本発明によれば、これらの構成を採用しない場合に比べて、歩留まりが高い円盤状基板の製造方法等を提供することができる。

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、円盤状基板としてのワーク１０の表面１１を平滑に研削する。
ここで図２は、ラッピングマシン４０の構造を説明した図である。
図２に示したラッピングマシン４０は、ワーク１０を載置する下定盤２１ａと、ワーク１０を上部から押えつけラッピングを行うために必要な圧力を加えるための上定盤２１ｂとを備えている。
ここで、下定盤２１ａの外周部には歯部４２が設けられ、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が設置されている。
キャリア３０は、図２に示すラッピングマシン４０では、５個設置されている。キャリア３０の外周部には歯部３２が備えられ、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には、これらを回転させるための回転軸４６ａ，４６ｂがそれぞれ中心部に設置されている。

この１次ラップ工程においては、まずラッピングマシン４０の下定盤２１ａにキャリア３０を利用してワーク１０の載置を行う。
図３は、キャリア３０を更に詳しく説明した図である。図３に示したキャリア３０には、上述の通り、外周部に歯部３２が備えられている。また、ラッピングを行う際にワーク１０が内部に載置される円形形状の孔部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開けられる。このようにすることで、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ため、ワーク１０の外周端が損傷しにくくなる。本実施の形態において、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、孔部３４は、例えば、３５個開けられている。

キャリア３０の材料としては、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。またキャリア３０の厚さは、本工程において、ラッピングを行う際に、上定盤２１ｂに接触し、ラッピングを阻害しないために、本工程におけるワーク１０の仕上げ厚さより薄く作成されている。例えば、ワーク１０の仕上げ厚さが１ｍｍであるとすると、キャリア３０の厚さは、それより０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ薄くなっている。

キャリア３０の孔部３４にワーク１０を載置した後は、上定盤２１ｂをワーク１０に接触するまで移動させ、ラッピングマシン４０を稼働させる。
この際のラッピングマシン４０の動作を図２を用いて説明する。ラッピングマシン４０を稼働する際には、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にはめ込まれたワーク１０も遊星運動を行う。このようにすることによりワーク１０のラッピングをより精度よく、また迅速に行うことができる。

本実施の形態において、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。または、上定盤２１ｂや下定盤２１ａにこれらの研削剤が分散して含んだ砥石を使用してもよい。

（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でワーク１０の内周面と外周面を挟み込んで同時加工する。これにより内径と外径の同心度を確保し易くすることができる。
本実施の形態において、内周砥石２２および外周砥石２３は、波状の表面を有している。そのため、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おいて、荒削りである研削を行ったワーク１０の開孔１２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の中心にブラシ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とで、ワーク１０の内周面を研磨する。本実施の形態では、研磨に際してブラシ２４を使用しているので、ワーク１０の内周面を研磨すると共に、上述した内外周研削工程において行った開孔１２の縁部の面取りした部分も同様に研磨することができる。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。

図４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して形成されるブラシ部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。ワーク１０の開孔１２として例えば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。その場合、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、加工性、剛性などから適宜選定できる）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。この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毛先を螺旋状とすることができ、挿入されているワーク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。そのため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を再度ラッピングを行うことにより更に平滑に研削する。
２次ラップ工程において、ラッピングを行う装置としては、図１−１（ａ）に示したラッピングマシン４０を使用することができる。またラッピングの方法、条件等は、図１−１（ａ）で説明した場合と同様に行うことができる。

（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、荒削りである研削を行ったワーク１０の外周１３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、ブラシ２６を積層したワーク１０に接触させ、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。本実施の形態では、研磨に際してブラシ２６を使用しているので、ワーク１０の外周面を研磨すると共に、上述した内外周研削工程において行った外周１３の縁部の面取りした部分も同様に研磨することができる。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５０を用いてポリッシングを行うことで更に研磨し、更に平滑度を上げていく。このポリッシングマシン５０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。
本実施の形態において、ポリッシングを行うに際し、例えばウレタンにより形成された硬質研磨布を用い、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、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。
本実施の形態において、このポリッシングを行うに際し、例えばスエード状の軟質研磨布を用い、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汚れの除去を行う。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、以上説明した工程において、前工程から後工程にワーク１０を移動させる際に、円盤状基板ケースとしてのワークケースを使用する場合がある。例えば、１次ラップ工程でワーク１０の表面１１を研磨した後に、内外周研削工程に移行する際には、キャリア３０（図１−１参照）からワーク１０を取り出し、いったんワークケースに収納し、内外周研削を行う研削機まで移動させる必要がある。

ここで、図５は、ワークケースとワークをワークケースに収納するのに使用する収納器具を説明した図である。
図５に示した収納器具は、ワーク１０を収納配置するワークケース１００と、ワーク１０をワークケース１００に収納するのに使用する挿入補助部材としてのワーク１０の収納用治具２００とからなる。

ここで、ワークケース１００は、図５におけるワーク１０を挿入する方向を下方向とした場合に、対向する側壁１０２内側に上下方向に凸部１０４がほぼ等間隔で複数形成されている。そして、凸部１０４により製造工程にてワーク１０を間隔をあけて複数枚、収納配置するための保持ガイド１０６が形成されている。また、ワークケース１００は、上部に開口部１０８を有し、収納用治具２００を取り外す際にハンドリングするための切欠部１１０と、切欠部１１０の縁部分に取り付けられ作業者がワークケース１００を把持するための取手部１１２とを備えている。

また、収納用治具２００は、長方形の板形状をしており、複数の孔部２０２と、収納用治具２００をワークケース１００に取り付ける際にその位置を規定する係合部２０４とを備えている。
収納用治具２００は、ワークケース１００の開口部１０８にはめ込むことで取り付けることができるように作製されている。実際に取り付ける場合は、収納用治具２００の係合部２０４が、ワークケース１００の開口部１０８の両端部の内側に入り込む。これにより収納用治具２００の位置が規定され取り付け可能となる。また収納用治具２００は容易に取り外すことができる。実際に取り外すときは、作業者がワークケース１００の切欠部１１０に手を入れ、収納用治具２００を持ち、上部に引き上げる。これにより係合部２０４がワークケース１００から外れ、収納用治具２００が取り外し可能となる。

ワークケース１００や収納用治具２００の材質は特に限られることはないが、ワーク１０をより傷つけにくいという観点から、例えば、樹脂等により製造することが好ましい。

図６は、本実施の形態が適用される収納用治具を更に詳しく説明した図である。
図６に示した収納用治具２００は、ワーク１０をワークケース１００に挿入する方向から見た図である。収納用治具２００には、上述した通り複数の孔部２０２が形成されている。そして、この孔部２０２は、両端部２０２ａから中央部２０２ｂに向けて開口幅が大きくなっている。
この孔部２０２は、収納用治具２００をワークケース１００に取り付けたときに、その上下方向の位置が保持ガイド１０６の位置に合うように作製されている。孔部２０２の形状は、両端部２０２０ａから中央部２０２ｂに向けて開口幅が大きくなる形状であれば特に限られることはなく、紡錘形形状、菱形形状等を採ることができる。ただしワーク１０の挿入の際に表面１１（図１−１参照）を傷つけにくいという観点から角部がない略楕円形状であることが好ましい。

次に、図５および図６を用いて、収納用治具２００を用いてワーク１０をワークケース１００に収納配置する手順について説明を行う。
まず上述のように収納用治具２００をワークケース１００に取り付ける。次に収納用治具２００を頼りに手作業にてワーク１０をワークケース１００に収納する。
このとき、収納用治具２００に形成された孔部２０２は挿入ガイドとしての役割を担う。即ち、ワーク１０は、孔部２０２の両端部２０２ａにより、エッジ部をガイドされつつ、孔部２０２に挿入される。そして上述の通り、孔部２０２の位置と保持ガイド１０６の位置は、上下方向に一致しているため、孔部２０２を通過したワーク１０は、そのままワークケース１００の保持ガイド１０６に収納配置される。このときワーク１０のエッジ部は孔部２０２の両端部２０２ａにより、ガイドされつつ挿入されるため、挿入が容易となる。そして、円盤状基板の表面（両面）にキズを付けにくく、また先に入れたワーク１０と接触することなく、保持ガイド１０６に収納配置することができる。また、孔部２０２は、両端部２０２ａから中央部２０２ｂに向けて開口幅が大きくなっているため、作業者はこの大きい開口幅を有する中央部２０２ｂに対し、ワーク１０を挿入していけばよく、作業者によるワーク１０の挿入作業はより容易となる。

ここで、ワーク１０は、ワークケース１００の保持ガイド１０６に収納配置されたときにワーク１０のエッジ部の一部が孔部２０２を通して視認可能であることが好ましい。例えば、ワーク１０を保持ガイド１０６に収納配置された状態において、ワーク１０の上端のエッジ部が孔部２０２を完全に通過せず、孔部２０２の箇所に位置するようにワークケース１００を作製することが考えられる。
このようにワーク１０のエッジ部の一部が孔部２０２を通して視認可能にすることで、作業者はワークケース１００のどの箇所にまでワーク１０を収納したかを容易に判断できる。そのため同じ保持ガイド１０６にワーク１０を複数枚収納したり、保持ガイド１０６を１つ飛ばして、ワーク１０を挿入するようなミスを防止しやすくなる。

また、この一連の作業は、工程によっては、ワーク１０は、水中にてワークケース１００に収納することがよいときもある。この場合、水による緩衝作用によりワーク１０の損傷を更に抑制することができる。

ワーク１０を所定枚数ワークケース１００に収納した後は、作業者は、上述したように収納用治具２００を取り外し、取手部１１２を把持して持ち上げ、ワーク１０をまとめて効率的に移動することができる。このとき、ワークケース１００を、複数積載可能なように作製しておくことが好ましい。これにより更に効率的にワーク１０の移動が可能となる。

（ａ）〜（ｄ）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。 （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。 ラッピングマシンの構造を説明した図である。 キャリアを更に詳しく説明した図である。 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。 ワークケースとワークをワークケースに収納するのに使用する収納器具を説明した図である。 本実施の形態が適用される収納用治具を更に詳しく説明した図である。

１０…ワーク、１１…表面、１２…開孔、１３…外周、３０…キャリア、４０…ラッピングマシン、５０…ポリッシングマシン、１００…ワークケース、１０６…保持ガイド、１０８…開口部、２００…収納用治具、２０２…孔部、２０２ａ…両端部、２０２ｂ…中央部

Claims (6)

1. 製造工程にて円盤状基板を間隔をあけて複数枚、収納配置できるように円盤状基板の保持ガイドが複数形成された円盤状基板ケースの開口部に、当該円盤状基板の挿入ガイドが複数形成された挿入補助部材を取り付け、当該挿入補助部材を頼りに手作業にて円盤状基板を当該円盤状基板ケースに収納し、収納後に当該挿入補助部材を取り外し、当該円盤状基板ケースを用いて円盤状基板を移動させて円盤状基板を製造する円盤状基板の製造方法であって、
   前記挿入補助部材の前記挿入ガイドは、両端部から中央部に向けて開口幅が大きくなるようにすることで、前記円盤状基板のエッジ部が当該挿入ガイドによりガイドされ、前記保持ガイドに配置されるようになしたことを特徴とする円盤状基板の製造方法。
2. 前記円盤状基板は、前記円盤状基板ケースの前記保持ガイドに収納配置されたときに当該円盤状基板のエッジ部の一部が前記挿入ガイドを通して視認可能であることを特徴とする請求項１に記載の円盤状基板の製造方法。
3. 前記円盤状基板は、水中にて前記円盤状基板ケースに収納することを特徴とする請求項１または２に記載の円盤状基板の製造方法。
4. 製造工程にて円盤状基板を間隔をあけて複数枚、収納配置できるように円盤状基板の保持ガイドが複数形成された円盤状基板ケースの開口部に取り付けられ、手作業にて当該円盤状基板を当該円盤状基板ケースに収納するために用いられる治具であって、
   両端部から中央部に向けて開口幅が大きくなる複数の孔部を有し、
   前記孔部は、前記円盤状基板のエッジ部が当該孔部の両端部によりガイドされ、前記保持ガイドに配置されるように形成されていることを特徴とする円盤状基板の収納用治具。
5. 前記円盤状基板ケースの前記開口部に取り付けられた後に、更に取り外し可能であることを特徴とする請求項４に記載の円盤状基板の収納用治具。
6. 前記孔部は、略楕円形状を有することを特徴とする請求項４または５に記載の円盤状基板の収納用治具。

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