JP2012208993A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板前駆体を用いて磁気ディスク用ガラス基板を製造するものであって、該製造方法は、深さ方向に2相以上に分離した複数の液相を備えた洗浄浴を用いて実行される洗浄工程を含み、該洗浄工程は、洗浄浴の液相中最上相を除くいずれかの液相にガラス基板前駆体を浸漬させた後、最上相を通過させてガラス基板前駆体を引き上げる工程であることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の一例を示す斜視図である。本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置において情報記録媒体の基板として用いられるものである。このような磁気ディスク用ガラス基板は、図1に示されるように円盤形状であり、その中心に孔1Hが形成されている。磁気ディスク用ガラス基板1の表面とは、表主表面1A、裏主表面1B、内周端面1C、および外周端面1Dを意味する。
図2は、本発明のガラス基板前駆体を洗浄しているときの状態を示す模式的な断面図である。本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板前駆体を用いて磁気ディスク用ガラス基板を製造するものであって、典型的には図2に示されるように、深さ方向に2相以上に分離した複数の液相を備えた洗浄浴2を用いて実行される洗浄工程を含むものである。すなわち、本発明の洗浄工程は、洗浄浴2の液相中最上相を除くいずれかの液相(図2中においては下相4)にガラス基板前駆体1を浸漬させた後、最上相を通過させてガラス基板前駆体1を引き上げる工程であることを特徴とする。
まず、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを準備する。この溶融ガラスを下型に流し込み、上型および胴型によってプレス成形することにより円盤状のガラス基板前駆体を得る。このようにして溶融ガラスからガラス基板前駆体を得る工程のことをダイレクトプレス工程と呼ぶ。なお、上述したように、本発明の製造方法は、ダイレクトプレス工程によってガラス基板前駆体を作製するもののみに限られるものではなく、ダウンドロー法やフロート法を用いてシートガラスを作製し、このシートガラスから円盤状のガラス基板前駆体を切り出してもよい。
次に、コアリング加工工程で、ガラス基板前駆体の中心部に穴を開ける。穴開けは、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で研削することで中心部に穴を開ける。穴の大きさは、ガラス基板前駆体の外径によって適宜変更することができ、たとえば外形が65mmのガラス基板前駆体の中心部には20mmの内径の孔(中心部の孔1Hの直径)を開ける。
上記のガラス基板前駆体の表裏の両面に対し、ラッピング加工を施す。ここで、粗ラッピング加工では、たとえば両面ラッピング装置によって行なう。これによりガラス基板前駆体の全体形状、平行度、平坦度および厚みを予備的に調整することができる。
次に、内外加工工程において、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なう。これによりガラス基板前駆体の端面の平坦度を高めることができる。
続いて、端面研磨工程では、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いたブラシ研磨法により、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する。ブラシ研磨法ではガラス基板前駆体を回転させながら外周端面および内周端面を研磨する。上記の内周側端面に対し、さらに磁気研磨法による研磨を行なうことにより、ガラス基板前駆体の内周端面を鏡面状態に加工する。そして、最後にガラス基板前駆体の表面を水で洗浄する。
次いで、精ラッピング工程では、固定砥粒研磨パッドを用いてガラス基板前駆体の表裏を研削する。かかる精ラッピング工程は、遊星歯車機構を利用した両面研削機と呼ばれる公知の研削機を使用して研削することができる。この両面研削機は、上下に配置された円盤状の上定盤と下定盤とが互いに平行に備えられており、上定盤および下定盤が対向するそれぞれの面にガラス基板前駆体の表裏を研削するための複数のダイヤモンドペレットが貼り付けてある。
主表面研磨工程は、粗研磨工程と精密研磨工程とを含むものである。粗研磨工程は、精ラッピング工程でガラス基板前駆体の表裏に残留した傷や歪みを除去するために行なうものであり、精密研磨工程は、ガラス基板前駆体の表裏を鏡面加工するために行なうものである。以下においては、粗研磨工程、精密研磨工程の順に説明する。
次に、洗浄工程では、ガラス基板前駆体をエッチング液に浸漬させることによって、その表面に付着している研磨剤等の付着物を洗浄によって除去する。本発明では、洗浄浴2の深さ方向に2相以上に分離した複数の液相を備えたものを用いてガラス基板前駆体を洗浄することを特徴とする。
上記の洗浄を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させることが好ましい。このような洗浄を行なうことにより、ガラス基板前駆体に付着した異物や残留溶媒を洗い流すことができる他、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を安定にし、長期の保存安定性に優れたものとすることができる。以上のようにして磁気ディスク用ガラス基板を作製することができる。なお、このようにして作製した磁気ディスク用ガラス基板に対し、さらに磁気薄膜形成工程を行なうことにより、磁気ディスクを得ることができる。
本実施例では、以下の各工程の順に行なうことにより磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
まず、ガラス素材を溶融させることにより溶融ガラスを準備した。この溶融ガラスを下型に流し入れて、上型および胴型を用いてダイレクトプレスすることにより、直径66mmφ、厚さ1.2mmの円盤状のガラス基板前駆体を得た。上記のガラス素材としては、アルミノシリケートガラスを用いた。
次に、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリルでガラス基板前駆体の中心部を研削することにより穴を開けた。このようにして外径が65mmのガラス基板前駆体の中心部に20mmの内径の孔(中心部の孔1Hの直径)を開けた。
次に、ガラス基板前駆体を両面ラッピング装置にセットして、#400(粒径約40〜60μm)の粒度のアルミナ砥粒を用いて、アルミナ上定盤の荷重を100kg程度に設定して、ガラス基板前駆体の表裏面を研磨した。このようにしてキャリア内に収納したガラス基板前駆体は、その両面の面精度が0μm〜1μmであり、表面粗さRmaxが6μm程度であった。
次に、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なった。これによりガラス基板前駆体の端面の面粗さは、Rmaxで2μm程度となった。
続いて、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いて、ブラシ研磨方法により、ガラス基板前駆体を回転させながらガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨した。ここでは、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の表面粗さがRmaxで0.4μm、Raで0.1μm程度になるまで研磨を行なった。
次いで、精ラッピング工程では、上記のガラス基板前駆体の表裏の両面を遊星歯車機構を利用した両面研削機にセットした。そして、ダイヤモンドシートを用いて、ガラス基板前駆体に加わる定盤の加重を60g/cm2から120g/cm2として、定盤の回転数を10rpmから30rpmとし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より30%から40%程度遅くして、ガラス基板前駆体の表裏を研磨した。このようにしてガラス基板前駆体の主表面の表面粗さRaが0.1μm以下で、平坦度を7μm以下となるまでラッピングを行なった。
主表面研磨工程においては、以下のように粗研磨工程と精密研磨工程を行なった。まず、上述した両面研磨装置を用いて精ラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための粗研磨工程を行なった。この粗研磨工程においては、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを用いて、以下の条件でガラス基板前駆体の表裏を研磨した。
研磨液 :酸化セリウム(平均粒径1.3μm)+水
荷 重 :80〜100g/cm2
研磨時間:30分〜50分
除去法 :35μm〜45μm
次に、洗浄工程では、洗浄浴2の深さ方向に上相および下相の2相に分離したものを用いて、下相にガラス基板前駆体を浸漬させることによって、その表面に付着している研磨剤等の付着物を洗浄によって除去した。ここで、上相には、トルエンを用い、下相には0.2質量%のHF水溶液を用いた。そして、ガラス基板前駆体を下相に浸漬させているときには、下相の温度を30℃に調整し、さらに80kHzの超音波を照射して、100nm/minのエッチングレートでガラス基板前駆体の表面から100nmの厚みを除去した。その後、中性洗剤で120kHzの超音波を照射して超音波洗浄を行ない、最後に純水でリンスを行なってIPA乾燥した。
上記研磨処理を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させた。以上のようにして本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
上記の実施例1に対し、洗浄工程における下相および上相の溶媒が表1の「下相」および「上相」に示したように異なる他は、実施例1と同様の方法によって、実施例2〜5の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
比較例1では、実施例1の上相を準備しなかったことが異なる他は、実施例1と同様の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。すなわち、比較例1では、従来と同様に0.2質量%のHF水溶液の液相にガラス基板前駆体を浸漬してガラス基板前駆体の表面を洗浄した。
上記の各実施例および各比較例で作製した磁気ディスク用ガラス基板に磁性膜を成膜してメディアを作製した後に、GAテスターに搭載し、ヘッド浮上安定性(グライドアバラン値(GA値))を測定した。その結果を表1の「GA値」の欄に示す。GA値の測定は、ドライブに見立ててメディアを7200rpmの回転数で回転させ、その上をヘッドが徐々に低下していき、r32の地点のヘッドの浮上が不安定になった高さをGA値とした。ここで、r32とは基板の中心から32mmの地点のことである。r32のGA値を測定することにより、ガラス基板前駆体の外端部付近での平坦度の影響がわかる。なお、GA値が低いほど、ヘッド浮上安定性が優れていることを示し、磁気ディスク用ガラス基板の平坦性および平滑性が高いことを示している。
Claims (3)
- ガラス基板前駆体を用いて磁気ディスク用ガラス基板を製造する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記製造方法は、深さ方向に2相以上に分離した複数の液相を備えた洗浄浴を用いて実行される洗浄工程を含み、
前記洗浄工程は、前記洗浄浴の液相中最上相を除くいずれかの液相に前記ガラス基板前駆体を浸漬させた後、前記最上相を通過させて前記ガラス基板前駆体を引き上げる工程である、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 - 前記洗浄浴は、上相および下相として分離した2相の液相を含み、
前記上相は、比誘電率が低い溶媒で構成され、
前記下相は、比誘電率が高い溶媒で構成される、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。 - 前記下相は、水を主成分として含む、請求項2に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
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