JP2010231845A - Method for manufacturing glass substrate for magnetic disk - Google Patents

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正夫 高野
Hironori Yoshikawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To grind a surface in a state in which fluctuation of flatness is reduced, when glass substrates for magnetic disks worked under differing conditions are assembled and surfaces ground together. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the glass substrate for the magnetic disk includes a surface-grinding step of adjusting the flatness of a principal surface of the glass substrate for the magnetic disk, by using fixed abrasive grains; and in the surface grinding step, when the glass substrates for the magnetic disks worked under various conditions are assembled and worked as one batch, the glass substrates for the magnetic disks are assembled to form the one batch, in such a way that the fluctuations in the plate thickness are reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハードディスクドライブ(以下、「HDD」という)等の磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスク用のガラス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk used in a magnetic disk device such as a hard disk drive (hereinafter referred to as “HDD”).

近年、高記録密度化に適した磁気ディスク用基板の一つとして、ガラス基板が用いられている。ガラス基板は、金属の基板に比べて剛性が高いので、磁気ディスク装置の高速回転化に適している。また、ガラス基板は、平滑で平坦な表面が得られるので、磁気ヘッドの浮上量を低下させてS/N比の向上と高記録密度化に適している。   In recent years, a glass substrate has been used as one of magnetic disk substrates suitable for increasing the recording density. Since the glass substrate has higher rigidity than the metal substrate, it is suitable for high-speed rotation of the magnetic disk device. Further, since a smooth and flat surface is obtained, the glass substrate is suitable for improving the S / N ratio and increasing the recording density by reducing the flying height of the magnetic head.

一般に磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを準備する工程と、この溶融ガラスを板状のガラスディスクに成形する工程と、板状に成形されたガラスディスクを加工し研磨してガラス基板を作製する工程が順次実行されることにより作製される。   In general, glass substrates for magnetic disks are prepared by heating and melting glass raw materials to prepare molten glass, forming the molten glass into a plate-shaped glass disk, and processing and polishing the glass disk formed into a plate shape. Then, the glass substrate is manufactured by sequentially executing the process of manufacturing the glass substrate.

溶融ガラスを板状のガラスディスクに成形するにあたっては、プレス法、フロート法等の成形方法が採用されている。プレス法では、円柱状のガラス母材から磁気ディスク用基板よりも少し厚い厚さのガラスディスクに切断し、ガラスディスクの形状を整えると共に所望の平坦度及び板厚に加工する。ガラスディスクを所望の平坦度及び板厚に加工する研削工程では、ラッピング装置を用い、ガラスディスクを目標の板厚に研削すると共に目標の平坦度に加工する。ガラスディスクをラッピング装置の上定盤と下定盤とで挟み、これを逆方向に回転させながら遊離砥粒(スラリー)を用いて加工する。遊離砥粒はガラスディスクの所定の寸法精度及び形状精度に応じた粒度の砥粒を用いており、最初の研削加工(ラップ1)では大きな粒径(例えば、平均粒径30μm程度)の遊離砥粒を用いて板厚が0.92mmになるまで研削し、2回目の研削加工(ラップ2:精ラッピング工程)では小さな粒径(例えば、平均粒径10μm程度)の遊離砥粒を用いて板厚が0.67mmになるまで研削している。   In forming molten glass into a plate-like glass disk, a forming method such as a press method or a float method is employed. In the pressing method, a cylindrical glass base material is cut into a glass disk having a thickness slightly thicker than the magnetic disk substrate, and the shape of the glass disk is adjusted and processed to a desired flatness and thickness. In a grinding process for processing a glass disk to a desired flatness and plate thickness, a lapping device is used to grind the glass disk to a target plate thickness and to process to a target flatness. A glass disk is sandwiched between an upper surface plate and a lower surface plate of a wrapping apparatus, and processed using loose abrasive grains (slurry) while rotating the glass disk in the opposite direction. As the loose abrasive grains, abrasive grains having a particle size according to the predetermined dimensional accuracy and shape accuracy of the glass disk are used. In the first grinding process (lap 1), loose abrasive grains having a large particle size (for example, an average particle size of about 30 μm) are used. The plate is ground using a grain until the plate thickness becomes 0.92 mm, and the second grinding process (lap 2: fine lapping process) uses a free abrasive grain having a small grain size (for example, an average grain size of about 10 μm). Grinding until the thickness is 0.67 mm.

ところで、上記ラップ2の研削加工において、遊離砥粒に比べて粒径の小さい固定砥粒を研削パッドとして使用して、ガラス基板に発生するクラックを浅くし、ラップ2の研削加工終了時点での表面粗さを小さくすることが行われている(特許文献1)。例えば、シートにダイヤモンド粒子を貼り付けたダイヤモンドシートを研削パッドとして使用する。使用するダイヤモンド粒子は、遊離砥粒として使用されるアルミナ系粒子の粒径と比べて小さいので、クラックを浅くでき、表面粗さも小さくすることが可能である。   By the way, in the grinding process of the lap 2, the fixed abrasive grains having a smaller particle diameter than the loose abrasive grains are used as a grinding pad, the cracks generated in the glass substrate are made shallow, and the lap 2 is finished at the end of the grinding process. The surface roughness is reduced (Patent Document 1). For example, a diamond sheet having diamond particles attached to the sheet is used as a grinding pad. Since the diamond particles to be used are smaller than the particle size of the alumina-based particles used as the free abrasive grains, the cracks can be shallowed and the surface roughness can be reduced.

特開2008−254166号公報JP 2008-254166 A

磁気ディスク用ガラス基板の製造工程においては、ラップ2までには、ラップ1、コアリング、チャンファリングなどの種々の工程がある。これらのラップ2までの工程で不良品が発生することがある。また、各工程で加工可能な1バッチの加工数はそれぞれ異なる場合もある。このため、ラップ2においては、ラップ2で用いる装置に装着できる所定数がすべて同じ条件(同じバッチ)で加工されたものではないことが考えられる。このように、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、そのまま表面研削加工してしまうと平坦度がばらついてしまうという問題がある。特に、固定砥粒を用いてラップ2を行う場合には、この傾向が顕著となる。   In the manufacturing process of the magnetic disk glass substrate, there are various processes up to wrap 2 such as wrap 1, coring, chamfering and the like. Inferior goods may occur in the process up to these laps 2. In addition, the number of batches that can be processed in each process may be different. For this reason, in the lap 2, it is considered that the predetermined number that can be mounted on the apparatus used in the lap 2 is not all processed under the same conditions (same batch). As described above, when surface grinding is performed by combining magnetic disk glass substrates processed under different conditions, there is a problem that flatness varies if surface grinding is performed as it is. In particular, when lapping 2 is performed using fixed abrasive grains, this tendency becomes remarkable.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and when surface grinding is performed by combining magnetic glass glass substrates processed under different conditions, the surface grinding can be performed in a state where flatness is reduced in variation. An object of the present invention is to provide a method for producing a glass substrate for a magnetic disk.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとすることを特徴とする。   A method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention is a method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a surface grinding step for adjusting the flatness of the main surface of the glass substrate for a magnetic disk using fixed abrasive grains. In the surface grinding step, when the magnetic disk glass substrates processed under different processing conditions are combined and processed in one batch, one batch of the magnetic disk glass substrates is combined so as to reduce the thickness variation. It is characterized by.

この方法によれば、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとしているので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。   According to this method, since the variation in plate thickness is reduced and the glass substrates for magnetic disks are combined into one batch, when the surface grinding is performed by combining the glass substrates for magnetic disks processed under different conditions. In addition, surface grinding can be performed in a state where the flatness is reduced in variation.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記板厚ばらつきは、前記表面研削工程における加工量の1/10の範囲内とすることが好ましい。この場合においては、前記加工量が全体の板厚の5%〜20%であることが好ましい。   In the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention, it is preferable that the plate thickness variation is within a range of 1/10 of a processing amount in the surface grinding step. In this case, the processing amount is preferably 5% to 20% of the entire plate thickness.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記板厚ばらつきは±10μm以内とすることが好ましい。   In the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention, the plate thickness variation is preferably within ± 10 μm.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えており、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとするので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。   The method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk of the present invention includes a surface grinding step for adjusting the flatness of the main surface of the glass substrate for a magnetic disk using fixed abrasive grains, and in the surface grinding step, different processing conditions are provided. When the magnetic disk glass substrates processed in step 1 are combined and processed in one batch, the thickness variation is reduced and the magnetic disk glass substrate is combined into one batch, so that the processing was performed under different conditions. When surface grinding is performed in combination with a magnetic disk glass substrate, surface grinding can be performed in a state in which the flatness is reduced in variation.

ダイヤモンドシートの模式図である。It is a schematic diagram of a diamond sheet.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
磁気ディスク用ガラス基板の製造工程においては、通常、形状加工工程、ラッピング工程、切り出し工程(コアリング、フォーミング、チャンファリング)がある。これらの工程の後には、それぞれ検査が行われ、不良品が除去される。このように不良品が除去されると、必ずしもラップ2で用いる装置に装着できる所定数がすべて同じ条件(同じバッチ)で加工されたものではないことが考えられる。例えば、ラップ2で用いる装置に装着できる所定数が100枚であるとする場合、ラップ2前まで248枚が同じバッチで加工されたものであるとき、そのバッチのうち、200枚は同じ条件で加工されたものでラップ2を行うことができるが(100枚×2バッチ)、残りの48枚については別の条件で加工された基板とを合わせて1バッチとしてラップ2を行うことになる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the manufacturing process of a magnetic disk glass substrate, there are usually a shape processing process, a lapping process, and a cutting process (coring, forming, chamfering). After these steps, inspection is performed, and defective products are removed. When defective products are removed in this way, it is considered that not all the predetermined numbers that can be mounted on the apparatus used in the lap 2 are processed under the same conditions (same batch). For example, if the predetermined number that can be attached to the apparatus used in the lap 2 is 100 sheets, and 248 sheets before the lap 2 are processed in the same batch, 200 of the batches are under the same conditions. Wrapping 2 can be performed with the processed one (100 sheets × 2 batches), but the remaining 48 sheets are combined with substrates processed under different conditions to perform lapping 2 as one batch.

通常、1バッチ内の基板の板厚のばらつきはそれほど大きくないが、このように異なる条件で加工された基板との間では板厚のばらつきが生じる可能性がある。これは、バッチ毎に板厚分布があり、その板厚のピークがバッチ毎に異なることに起因している。したがって、異なる条件(バッチ)で加工された基板を合わせて1バッチとすると、必然的に板厚のばらつきが大きくなってしまうことになる。このように、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、そのまま表面研削加工してしまうと平坦度がばらついてしまう。これは、ラップ2に固定砥粒を用いる場合に顕著となる。   Normally, the variation in the plate thickness of the substrates in one batch is not so large, but there is a possibility that the variation in the plate thickness occurs between the substrates processed under such different conditions. This is due to the fact that there is a plate thickness distribution for each batch, and the peak of the plate thickness is different for each batch. Therefore, if the substrates processed under different conditions (batch) are combined into one batch, the variation in the plate thickness will inevitably increase. As described above, when surface grinding is performed by combining magnetic disk glass substrates processed under different conditions, the flatness will vary if the surface grinding is performed as it is. This becomes prominent when fixed abrasive grains are used for the wrap 2.

固定砥粒を用いて表面研削加工を行う場合には、固定砥粒パッドを上下定盤に装着する。この固定砥粒パッドは、基材に研削砥粒を散在させてなるものである。例えば、固定砥粒パッドとしては、図1に示すようなダイヤモンドシート10が挙げられる。このダイヤモンドシート10は、基材であるシート11にダイヤモンド砥粒12を研削砥粒として備えたものである。基材としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)などを用いることができる。   When surface grinding is performed using fixed abrasive grains, a fixed abrasive pad is mounted on the upper and lower surface plates. This fixed abrasive pad is formed by dispersing abrasive grains on a base material. For example, as the fixed abrasive pad, a diamond sheet 10 as shown in FIG. The diamond sheet 10 includes a base material sheet 11 and diamond abrasive grains 12 as abrasive grains. As the substrate, PET (polyethylene terephthalate) or the like can be used.

このような固定砥粒を用いて表面研削加工を行う場合においては、遊離砥粒を用いる場合と異なり、固定砥粒パッドの当接の仕方により基板の平坦度に影響が及ぶ。すなわち、遊離砥粒を用いる場合には、砥粒が動くことができるので、板厚の大きい基板にも板厚の小さい基板にもある程度砥粒が行き渡る。このため、板厚のばらつきが平坦度に影響する程度は小さいと考えられる。一方、固定砥粒を用いる場合には、砥粒自体は動かないので、固定砥粒パッドが板厚の大きい基板及び板厚の小さい基板に当接して加工される。このため、基板の板厚のばらつきが大きいと、固定砥粒パッドがそのばらつきを吸収するように当接することになるので、個々の基板に対する固定砥粒パッドの当接が面内均一とならず、平坦度が低下することとなる。   When surface grinding is performed using such fixed abrasive grains, the flatness of the substrate is affected by the manner of contact of the fixed abrasive pad, unlike the case of using loose abrasive grains. In other words, when loose abrasive grains are used, the abrasive grains can move, so that the abrasive grains are spread to some extent on the substrate having a large thickness and the substrate having a small thickness. For this reason, it is thought that the extent to which the variation in plate thickness affects the flatness is small. On the other hand, when using fixed abrasive grains, the abrasive grains themselves do not move, so that the fixed abrasive pad is processed in contact with a substrate having a large plate thickness and a substrate having a small plate thickness. For this reason, if the variation in the thickness of the substrate is large, the fixed abrasive pad comes into contact so as to absorb the variation, so the contact of the fixed abrasive pad on each substrate does not become uniform in the surface. As a result, the flatness is lowered.

本発明者らは、上記の点に着目し、固定砥粒を用いた表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとすることにより、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができることを見出し本発明をするに至った。   The present inventors pay attention to the above points, and in the surface grinding process using fixed abrasive grains, when the glass substrates for magnetic disks processed under different processing conditions are processed in one batch, the plate thickness variation By making the glass disk substrates for magnetic disks into one batch so that the surface roughness is reduced, the flatness of the magnetic disk glass substrates processed under different conditions is reduced. The present inventors have found that surface grinding can be performed in a state, and have reached the present invention.

固定砥粒を用いた表面研削工程の後に研磨工程がある場合には、この表面研削工程までで基板の平坦度を調整するので、すなわち、この表面研削工程後の工程では基板の平坦度を調整することが難しいので、この表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとすることが非常に有効である。   If there is a polishing process after the surface grinding process using fixed abrasive grains, the flatness of the substrate is adjusted up to this surface grinding process, that is, the flatness of the substrate is adjusted in the process after the surface grinding process. In this surface grinding process, it is very effective to combine the glass substrates for magnetic disks into one batch so that the plate thickness variation is reduced.

本発明において、固定砥粒を用いた表面研削工程より前の工程での異なる条件としては、バッチが異なること、使用された装置が異なること、ガラス基板の製品品質が異なること、などが挙げられる。   In the present invention, different conditions in the process prior to the surface grinding process using fixed abrasive grains include different batches, different apparatuses used, and different product quality of the glass substrate. .

また、本発明においては、固定砥粒を用いた表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとする際に、板厚ばらつきは、基板の平坦度などを考慮すると、表面研削工程における加工量(いわゆる取りしろ)の1/10の範囲内とすることが好ましい。この場合において、板厚ばらつきなどを考慮すると、加工量が全体の板厚の5%〜20%であることが好ましい。また、固定砥粒を用いた表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとする際に、基板の平行度(板厚偏差)などを考慮すると、板厚ばらつきは±10μm以内とすることが好ましい。   Further, in the present invention, in the surface grinding process using the fixed abrasive grains, when the magnetic disk glass substrate is combined into one batch so as to reduce the plate thickness variation, In consideration of flatness and the like, it is preferable that the processing amount in the surface grinding step (so-called margin) is within a range of 1/10. In this case, in consideration of variations in the plate thickness, the processing amount is preferably 5% to 20% of the total plate thickness. In addition, in the surface grinding process using fixed abrasive grains, the plate thickness variation is reduced, and when the magnetic disk glass substrates are combined into one batch, the parallelism (plate thickness deviation) of the substrate is taken into consideration. Then, it is preferable that the thickness variation is within ± 10 μm.

このように、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えており、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとするので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。これにより、磁気ディスク用ガラス基板を、所望の平坦度の状態で後工程である主表面研磨工程に供することができる。   As described above, the method for manufacturing a magnetic disk glass substrate according to the present invention includes a surface grinding step of adjusting the flatness of the main surface of the magnetic disk glass substrate using fixed abrasive grains. When the magnetic disk glass substrates processed under different processing conditions are combined and processed in one batch, the thickness variation is reduced so that the magnetic disk glass substrates are combined into one batch. When the surface grinding process is performed by combining the glass substrates for magnetic disks processed in step 1, the surface grinding process can be performed with the flatness being reduced in variation. Thereby, the glass substrate for magnetic disks can be used for the main surface polishing process which is a post process in the state of desired flatness.

磁気ディスク用ガラス基板の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、例えば、化学強化を行うことによって、破壊強度を高めることができる。   As a preferred glass material for the magnetic disk glass substrate, aluminosilicate glass can be mentioned. The aluminosilicate glass can realize an excellent smooth mirror surface and can increase the breaking strength by, for example, chemical strengthening.

アルミノシリケートガラスとしては、SiO:62重量%〜75重量%、Al:5重量%〜15重量%、LiO:4重量%〜10重量%、NaO:4重量%〜12重量%、ZrO:5.5重量%〜15重量%を主成分として含有するとともに、NaOとZrOとの重量比が0.5〜2.0、AlとZrOとの重量比が0.4〜2.5である化学強化用ガラスが好ましい。 As the aluminosilicate glass, SiO 2 : 62 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 : 5 wt% to 15 wt%, Li 2 O: 4 wt% to 10 wt%, Na 2 O: 4 wt% to 12% by weight, ZrO 2 : 5.5% by weight to 15% by weight as a main component, and a weight ratio of Na 2 O to ZrO 2 is 0.5 to 2.0, Al 2 O 3 and ZrO 2 The glass for chemical strengthening whose weight ratio is 0.4 to 2.5 is preferable.

また、本発明において製造する磁気ディスク用ガラス基板をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。すなわち、ガラス基板の材質としては、前述したアルミノシリケートガラスの他に、例えば、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、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどを挙げることができる。   Further, the material forming the glass substrate for a magnetic disk manufactured in the present invention is not limited to the above-described materials. That is, as the material of the glass substrate, in addition to the aluminosilicate glass described above, for example, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, or crystallized glass Examples thereof include glass ceramics.

磁気ディスク用ガラス基板の製造工程は、素材加工工程及び第1ラッピング工程(ラップ1);端部形状工程(穴部を形成するコアリング工程、端部(外周端部及び/又は内周端部)に面取り面を形成するチャンファリング工程(面取り面形成工程));第2ラッピング工程(ラップ2);端面研磨工程(外周端部及び内周端部);主表面研磨工程(第1及び第2研磨工程);化学強化工程:洗浄工程などの工程を含む。なお、主表面研磨工程(第2研磨工程)と化学強化工程とは順序が逆であっても良い。   The manufacturing process of the glass substrate for a magnetic disk includes a material processing step and a first lapping step (lapping 1); an end shape step (a coring step for forming a hole, an end portion (an outer peripheral end portion and / or an inner peripheral end portion) Chamfering step (chamfered surface forming step)); second lapping step (lap 2); end surface polishing step (outer peripheral end and inner peripheral end); main surface polishing step (first and first) 2 polishing step); chemical strengthening step: including steps such as a cleaning step. The main surface polishing step (second polishing step) and the chemical strengthening step may be in reverse order.

以下に、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程の各工程について説明する。
(1)素材加工工程及び第1ラッピング工程
まず、素材加工工程においては、板状ガラスの表面をラッピング(研削)加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの方法のうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。
Below, each process of the manufacturing process of the glass substrate for magnetic discs is demonstrated.
(1) Material processing step and first lapping step First, in the material processing step, the surface of the sheet glass is lapped (ground) to form a glass base material, and the glass base material is cut to cut out a glass disk. Various plate glasses can be used as the plate glass. This plate-like glass can be manufactured by using a known manufacturing method such as a press method, a float method, a downdraw method, a redraw method, or a fusion method using a molten glass as a material. Of these methods, if a pressing method is used, a sheet glass can be produced at a low cost.

第1ラッピング工程においては、板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス基材とする。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行う。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス基板を得ることができる。   In the first lapping step, both main surfaces of the sheet glass are lapped to form a disk-shaped glass substrate. This lapping process can be performed using alumina free abrasive grains with a double-sided lapping apparatus using a planetary gear mechanism. Specifically, the lapping platen is pressed on both sides of the plate glass from above and below, the grinding liquid containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relative to each other for lapping. Do. By this lapping process, a glass substrate having a flat main surface can be obtained.

(2)端部形状工程(穴部を形成するコアリング工程、端部(外周端部及び内周端部)に面取り面を形成するチャンファリング工程(面取り面形成工程))
コアリング工程においては、例えば、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。チャンファリング工程においては、内周端面及び外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施す。
(2) End shape process (coring process for forming a hole, chamfering process for forming a chamfer on the end (outer peripheral end and inner peripheral end) (chamfered surface forming process))
In the coring step, for example, an inner hole is formed at the center of the glass substrate using a cylindrical diamond drill to obtain an annular glass substrate. In the chamfering step, the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface are ground with a diamond grindstone, and a predetermined chamfering process is performed.

(3)第2ラッピング工程
第2ラッピング工程においては、得られたガラス基板の両主表面について、第2ラッピング加工を行う。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。本発明においては、図1に示すような固定砥粒パッドを用いて行う。
(3) 2nd lapping process In a 2nd lapping process, the 2nd lapping process is performed about both the main surfaces of the obtained glass substrate. By performing this second lapping process, it is possible to remove in advance the fine irregularities formed on the main surface in the previous cutting process and end face polishing process, and shorten the subsequent polishing process on the main surface. Will be able to be completed in time. In the present invention, a fixed abrasive pad as shown in FIG. 1 is used.

(4)端面研磨工程
端面研磨工程においては、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う。このとき、研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いることができる。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態になる。
(4) End surface polishing step In the end surface polishing step, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the glass substrate are mirror-polished by a brush polishing method. At this time, as the abrasive grains, for example, a slurry containing cerium oxide abrasive grains (free abrasive grains) can be used. By this end face polishing step, the end face of the glass substrate is in a mirror state that can prevent the precipitation of sodium and potassium.

(5)主表面研磨工程(第1研磨工程)
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施す。第1研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする工程である。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行う。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることができる。
(5) Main surface polishing step (first polishing step)
As the main surface polishing step, first, a first polishing step is performed. The first polishing process is a process whose main purpose is to remove scratches and distortions remaining on the main surface in the lapping process described above. In the first polishing step, the main surface is polished using a hard resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the abrasive, cerium oxide abrasive grains can be used.

(6)主表面研磨工程(最終研磨工程)
次に、最終研磨工程として、第2研磨工程を施す。第2研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする工程である。第2研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行う。スラリーとしては、第1研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒(平均粒子径0.5μm以下)を用いることがきる。
(6) Main surface polishing step (final polishing step)
Next, a second polishing process is performed as a final polishing process. The second polishing step is a step aimed at finishing the main surface into a mirror surface. In the second polishing step, mirror polishing of the main surface is performed using a soft foam resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the slurry, colloidal silica abrasive grains (average particle diameter of 0.5 μm or less) finer than the cerium oxide abrasive grains used in the first polishing step can be used.

(7)化学強化工程
化学強化工程においては、前述のラッピング工程及び研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施す。化学強化に用いる化学強化液としては、例えば、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)の混合溶液などを用いることができる。化学強化においては、化学強化液を300℃〜400℃に加熱し、洗浄済みのガラス基板を200℃〜300℃に予熱し、化学強化溶液中に3時間〜4時間浸漬することによって行う。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
(7) Chemical strengthening step In the chemical strengthening step, the glass substrate that has been subjected to the lapping step and polishing step described above is chemically strengthened. As a chemical strengthening solution used for chemical strengthening, for example, a mixed solution of potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) can be used. In the chemical strengthening, the chemical strengthening solution is heated to 300 ° C. to 400 ° C., the cleaned glass substrate is preheated to 200 ° C. to 300 ° C., and immersed in the chemical strengthening solution for 3 hours to 4 hours. In soaking, in order to chemically strengthen the entire surface of the glass substrate, the immersion is preferably performed in a state of being accommodated in a holder so that the plurality of glass substrates are held at the end surfaces.

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きなナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。   Thus, by immersing in the chemical strengthening solution, the lithium ions and sodium ions in the surface layer of the glass substrate are respectively replaced with sodium ions and potassium ions having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution. Will be strengthened.

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
(実施例)
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラス素材(ブランクス)を得た。この時点でブランクスの直径は66mmであった。次に、このブランクスの両主表面を第1ラッピング加工した後、円筒状のコアドリルを用いて、このガラス基板の中心部に穴部を形成して円環状のガラス基板に加工(コアリング)した。そして端部(外周端部及び内周端部)に面取り面を形成するチャンファリング加工(面取り面形成工程))を施して、直径2.5インチのガラス基板とした。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
(Example)
First, the melted aluminosilicate glass was molded into a disk shape by direct pressing using an upper mold, a lower mold, and a barrel mold to obtain an amorphous plate glass material (blanks). At this point, the diameter of the blanks was 66 mm. Next, both main surfaces of the blanks were subjected to a first lapping process, and then a cylindrical core drill was used to form a hole in the center of the glass substrate to process it into an annular glass substrate (coring). . And the chamfering process (chamfering surface formation process) which forms a chamfering surface in the edge part (an outer peripheral edge part and an inner peripheral edge part) was given, and it was set as the glass substrate of diameter 2.5 inches.

次いで、このガラス基板に固定砥粒を用いて第2ラッピング加工を行った。このときの1バッチの加工数は100枚であり、この1バッチについては、異なる加工条件(バッチが異なる)で加工されたガラス基板を組み合わせた。このとき、1バッチとして合わせるガラス基板の板厚ばらつきが小さく、具体的には、加工量(取りしろ)である約100μmの1/10である±10μm以内になるようにした。これは、全体の板厚の12%〜14%であった。第2ラッピング後の各ガラス基板の平坦度をNIDEK製FT−17により測定したところ、平坦度ばらつきが10μmであった。   Next, a second lapping process was performed on the glass substrate using fixed abrasive grains. The number of processing of one batch at this time was 100 sheets, and for this one batch, glass substrates processed under different processing conditions (different batches) were combined. At this time, the variation in the thickness of the glass substrates to be combined as one batch was small, specifically, within ± 10 μm which is 1/10 of about 100 μm which is the processing amount (allowance). This was 12% to 14% of the total thickness. When the flatness of each glass substrate after the second lapping was measured by FT-17 made by NIDEK, the flatness variation was 10 μm.

次いで、ガラス基板の外周端部について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いた。そして、鏡面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。   Next, the outer peripheral end of the glass substrate was mirror polished by a brush polishing method. At this time, as the abrasive grains, a slurry (free abrasive grains) containing cerium oxide abrasive grains was used. And the glass substrate which finished the mirror polishing process was washed with water.

次いで、主表面研磨工程として、ガラス基板の両主表面に対して第1研磨工程を施した。第1研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、ウレタンパッドを用いた。また、研磨剤としては、セリウム研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を130g/cmとし、加工回転数を22rpmとした。これにより、ガラス基板の主表面の表面粗さRaは約1.0nmとなった。 Next, as a main surface polishing step, a first polishing step was performed on both main surfaces of the glass substrate. In the first polishing step, a double-side polishing machine was used as the polishing apparatus. A urethane pad was used as a polishing pad in this polishing apparatus. A cerium abrasive was used as the abrasive. The polishing conditions were a processing surface pressure of 130 g / cm 2 and a processing rotation speed of 22 rpm. As a result, the surface roughness Ra of the main surface of the glass substrate was about 1.0 nm.

次いで、ガラス基板の両主表面について、主表面を鏡面状に仕上げる第2研磨工程を施した。第2研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、軟質スウェードパッド(アスカーC硬度:54、圧縮変形量:476μm、密度:0.53g/cm)を用いた。また、研磨剤としては、平均粒径20nmのコロイダルシリカ研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を60g/cmとし、加工回転数を20rpmとした。 Next, a second polishing step for finishing the main surface into a mirror surface was performed on both main surfaces of the glass substrate. In the second polishing step, a double-side polishing machine was used as the polishing apparatus. As a polishing pad in this polishing apparatus, a soft suede pad (Asker C hardness: 54, compression deformation amount: 476 μm, density: 0.53 g / cm 3 ) was used. Moreover, as an abrasive | polishing agent, the colloidal silica abrasive | polishing agent with an average particle diameter of 20 nm was used. The polishing conditions were a processing surface pressure of 60 g / cm 2 and a processing rotation speed of 20 rpm.

この第2研磨工程を終えたガラス基板を、アルカリ溶液に浸漬して、超音波を印加して洗浄し、アルカリ洗浄液を用いてスクラブ洗浄を行い、極微量に希釈した希硫酸及び前記アルカリ洗浄液で洗浄を行った後に、IPA(イソプロピルアルコール)の蒸気乾燥を行った。   The glass substrate after the second polishing step is immersed in an alkali solution, cleaned by applying ultrasonic waves, scrubbed using an alkali cleaning solution, diluted with a very small amount of diluted sulfuric acid and the alkali cleaning solution. After washing, IPA (isopropyl alcohol) was vapor-dried.

次いで、上述した最終研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を380°Cに加熱し、その中に洗浄済みのガラス基板を約4時間浸漬することによって行った。   Next, chemical strengthening was applied to the glass substrate after the final polishing step described above. For chemical strengthening, a chemical strengthening solution in which potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) are mixed is prepared, this chemical strengthening solution is heated to 380 ° C., and the cleaned glass substrate is placed therein for about 4 hours. This was done by dipping.

上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板に対して、インライン型スパッタリング装置にて、NiAlシード層、CrV下地層、CoPtCrB磁性層、水素化カーボン保護層を成膜し、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を形成して磁気ディスクを作製した。得られた磁気ディスクに対して、長期信頼性試験を行った。長期信頼性試験としては、ロード/アンロード方式のHDD装置に搭載した際の耐久性を調べた。耐久性試験は、DFHヘッドを用いてヘッド浮上量(スライダ浮上量)を9nmでロード・アンロード試験を規定回数(100万回)実施することにより行った。その結果、ガラス基板から作製された磁気ディスクにヘッドクラッシュなどの不具合は生じなかった。   A NiAl seed layer, a CrV underlayer, a CoPtCrB magnetic layer, and a hydrogenated carbon protective layer are formed on the glass substrate for a magnetic disk obtained through the above-described processes using an in-line type sputtering apparatus, and a dip method is used to form a part. A magnetic disk was produced by forming a fluoropolyether lubricating layer. A long-term reliability test was performed on the obtained magnetic disk. As a long-term reliability test, durability when mounted on a load / unload type HDD device was examined. The durability test was performed by performing a load / unload test a specified number of times (1 million times) using a DFH head with a head flying height (slider flying height) of 9 nm. As a result, problems such as head crashes did not occur on the magnetic disk produced from the glass substrate.

(比較例)
第2ラッピング加工において、異なる加工条件(バッチが異なる)で加工されたガラス基板を組み合わせる際の、ガラス基板の板厚ばらつきを±10μm〜20μmになるようにすること以外実施例と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を作製した。なお、第2ラッピング後の各ガラス基板の平坦度を実施例と同様にして測定したところ、平坦度ばらつきが10μmを超えていた。このようにして得られた磁気ディスク用ガラス基板を用いて実施例と同様にして磁気ディスクを作製した。得られた磁気ディスクに対して、実施例と同様にして長期信頼性試験を行ったところ、30万回でヘッドクラッシュが発生した。
(Comparative example)
In the second lapping process, when the glass substrates processed under different processing conditions (different batches) are combined, the variation in the thickness of the glass substrate is set to ± 10 μm to 20 μm in the same manner as in the example. A disk glass substrate was prepared. In addition, when the flatness of each glass substrate after the second lapping was measured in the same manner as in the example, the flatness variation exceeded 10 μm. Using the magnetic disk glass substrate thus obtained, a magnetic disk was produced in the same manner as in the example. When the obtained magnetic disk was subjected to a long-term reliability test in the same manner as in the example, a head crash occurred after 300,000 times.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態における材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the material, the number, the size, the processing procedure, and the like in the above embodiment are merely examples, and various modifications can be made within the range where the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

10 ダイヤモンドシート
11 シート
12 ダイヤモンド砥粒
10 Diamond sheet 11 Sheet 12 Diamond abrasive grains

Claims (4)

固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて1バッチとす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。   A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk comprising a surface grinding step for adjusting the flatness of the main surface of the glass substrate for a magnetic disk using fixed abrasive grains, wherein the surface grinding step is performed under different processing conditions. When the magnetic disk glass substrates are processed in one batch, the magnetic disk glass substrate is made into one batch by combining the magnetic disk glass substrates so as to reduce variation in plate thickness. Production method. 前記板厚ばらつきは、前記表面研削工程における加工量の1/10の範囲内とすることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。   2. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the thickness variation is within a range of 1/10 of a processing amount in the surface grinding step. 前記加工量が全体の板厚の5%〜20%であることを特徴とする請求項2記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。   3. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 2, wherein the amount of processing is 5% to 20% of the entire plate thickness. 前記板厚ばらつきは±10μm以内とすることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。   2. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the thickness variation is within ± 10 μm.
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