JP2014216044A - Manufacturing method of magnetic disk glass substrate, and manufacturing method of magnetic disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハードディスクドライブ(以下、「HDD」と略称する。)等の磁気記録装置に搭載される磁気ディスクに用いられる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk used for a magnetic disk mounted on a magnetic recording apparatus such as a hard disk drive (hereinafter abbreviated as “HDD”).
HDD等の磁気記録装置に搭載される情報記録媒体の一つとして磁気ディスクがある。磁気ディスクは、基板上に磁性層等の薄膜を形成して構成されたものであり、その基板として従来はアルミ基板が用いられてきた。しかし、最近では、高記録密度化の追求に呼応して、アルミ基板と比べて磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔をより狭くすることが可能なガラス基板の占める比率が次第に高くなってきている。また、ガラス基板表面は磁気ヘッドの浮上高さを極力下げることができるように、高精度に研磨して高記録密度化を実現している。近年、HDDの更なる大記録容量化の要求は増すばかりであり、これを実現するためには、磁気ディスク用ガラス基板においても更なる高品質化が必要になってきている。 One of information recording media mounted on a magnetic recording device such as an HDD is a magnetic disk. A magnetic disk is configured by forming a thin film such as a magnetic layer on a substrate, and an aluminum substrate has been conventionally used as the substrate. However, recently, in response to the pursuit of higher recording density, the ratio of the glass substrate capable of narrowing the distance between the magnetic head and the magnetic disk as compared with the aluminum substrate is gradually increasing. Further, the surface of the glass substrate is polished with high accuracy so as to increase the recording density so that the flying height of the magnetic head can be reduced as much as possible. In recent years, demands for further increase in recording capacity of HDDs are increasing, and in order to realize this, it is necessary to further improve the quality of glass substrates for magnetic disks.
このようなガラス基板の材質としては、たとえば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルミノポロシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。
特許文献1には、熔融ガラスから、円盤状のガラス素材を成形することを含む情報記録媒体用ガラス基板の製造方法が開示されており、上記ガラス素材は、さらに熱処理して結晶化ガラスとすることができることが記載されている。
Examples of the material of such a glass substrate include aluminosilicate glass, soda lime glass, aluminoporosilicate glass, or glass ceramic such as crystallized glass.
Patent Document 1 discloses a method for producing a glass substrate for an information recording medium including forming a disk-shaped glass material from molten glass, and the glass material is further heat-treated to obtain crystallized glass. It is described that it can be.
たとえば、熔融ガラスをプレス成形することにより円盤状のガラス素材を得て、この円盤状のガラス素材の中心に孔をあけ、次いで内外周端面加工、主表面の研磨加工等を行うことで磁気ディスク用ガラス基板は製造されるが、上記特許文献1には、ガラス素材の結晶化は、ディスクを得るための孔あけの前または後のいずれかで行うことができることが記載されている。 For example, a disk-shaped glass material is obtained by press-molding molten glass, a hole is made in the center of the disk-shaped glass material, and then inner and outer peripheral end faces, main surface polishing, etc. are performed to obtain a magnetic disk Although the glass substrate for manufacture is manufactured, the said patent document 1 describes that crystallization of a glass raw material can be performed either before or after perforating for obtaining a disk.
ところが、本発明者の検討によると、上記特許文献1に記載されているように、孔あけの前または後のいずれかでガラス素材の結晶化を行い、次いで面取り加工などの内外周の端面加工、主表面の研磨加工等を行って、磁気ディスク用ガラス基板を製造したところ、得られた磁気ディスク用ガラス基板の基板間における強度のばらつきが大きいという問題が生じた。 However, according to the study of the present inventor, as described in Patent Document 1, the glass material is crystallized either before or after drilling, and then the inner and outer peripheral end faces such as chamfering are processed. When the glass substrate for a magnetic disk was manufactured by polishing the main surface or the like, there was a problem that the variation in strength between the substrates of the obtained glass substrate for a magnetic disk was large.
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決すべくなされたものであって、その目的は、基板の強度のばらつきを小さくできる結晶化ガラスからな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である。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk made of crystallized glass, which can reduce variations in substrate strength. That is.
そこで、本発明者は、上記特許文献1に開示の製造方法に従って製造されたガラス基板の強度のばらつきが大きい理由を分析した。その結果、ガラス素材を結晶化した後に、端面の面取り加工などの機械加工を行った場合、面取り加工時に形成された潜在(内部)クラックが残存し、最終的にクラックを十分に除去しきれない可能性があることを見出した。 Then, this inventor analyzed the reason for the dispersion | variation in the intensity | strength of the glass substrate manufactured according to the manufacturing method disclosed by the said patent document 1 being large. As a result, if the glass material is crystallized and then machined such as chamfering of the end face, latent (internal) cracks formed during the chamfering process remain, and finally the cracks cannot be removed sufficiently. I found that there is a possibility.
また、本発明者は、強度ばらつきの小さい結晶化ガラスからなるガラス基板を得るために、結晶化を行うタイミングに着目して、さらに検討を進めた結果、一連のガラス基板製造プロセスの中でガラスの結晶化をどの段階で行うかによって、最終的に得られるガラス基板の強度ばらつきに差異が生じることを見出した。
そこで、本発明者は、得られた知見に基づき、以下の構成による発明によれば上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
In addition, the present inventor has conducted further investigation focusing on the timing of crystallization in order to obtain a glass substrate made of crystallized glass with small strength variation. It has been found that there is a difference in the intensity variation of the finally obtained glass substrate depending on which stage of crystallization is performed.
Therefore, the present inventor has found that the above problems can be solved according to the invention having the following configuration based on the obtained knowledge, and has completed the present invention.
すなわち、本発明は上記課題を達成するために、以下の構成を有する。
(構成1)
中央に円孔を有する円盤状の非晶質のガラス基板の端面を機械加工することで、側壁面と主表面および側壁面の間を介在する面取面とを形成する端面形状加工と、端面形状加工の後に行われ前記側壁面および面取面にエッチング液を接触させるエッチング処理とを含み、エッチング処理の後に前記ガラス基板を構成している非晶質ガラスを結晶化する結晶化処理を行う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。
That is, this invention has the following structures in order to achieve the said subject.
(Configuration 1)
Machining the end face of a disk-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center to form a side face and a chamfered surface interposed between the main surface and the side face; and an end face And an etching process in which an etching solution is brought into contact with the sidewall surface and the chamfered surface after the shape processing, and after the etching process, a crystallization process for crystallizing the amorphous glass constituting the glass substrate is performed. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
(構成2)
前記エッチング処理の後および結晶化処理の前に、側壁面および面取面の少なくとも一方を鏡面研磨する端面研磨処理を行うことを特徴とする構成1に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Configuration 2)
2. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to Configuration 1, wherein an end surface polishing process is performed to mirror-polish at least one of a side wall surface and a chamfered surface after the etching process and before the crystallization process.
(構成3)
前記結晶化処理を行うガラス基板の側壁面および面取面の少なくとも一方の最大谷深さRvが0.3μm以下であることを特徴とする構成1乃至2のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Configuration 3)
3. The magnetic disk glass according to claim 1, wherein a maximum valley depth Rv of at least one of a side wall surface and a chamfered surface of the glass substrate to be crystallized is 0.3 μm or less. A method for manufacturing a substrate.
(構成4)
結晶化処理を行う前の主表面と面取面との成す角(A)の角度と、結晶化処理を行った後の主表面と面取面との成す角(B)の角度との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて上記角(B)の角度が所望の値になるように端面形状加工を行うことを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(構成5)
結晶化処理を行う前の円孔の直径と、結晶化処理を行った後の円孔の直径との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて結晶化後の円孔の直径が所望の値となるように、端面形状加工を行うことを特徴とする構成1乃至4のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(構成6)
構成1乃至5のいずれかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
(Configuration 4)
Correspondence between angle (A) formed by main surface and chamfered surface before crystallization treatment and angle (B) formed by main surface and chamfered surface after crystallization treatment 4. The magnetic disk according to claim 1, wherein a relationship is obtained in advance, and end face shape processing is performed so that the angle (B) has a desired value based on the correspondence relationship. Method for manufacturing glass substrate.
(Configuration 5)
The correspondence between the diameter of the circular hole before the crystallization treatment and the diameter of the circular hole after the crystallization treatment is obtained in advance, and the diameter of the circular hole after crystallization is determined based on the correspondence. 5. The method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of configurations 1 to 4, wherein the end surface shape processing is performed so as to obtain a desired value.
(Configuration 6)
A magnetic disk manufacturing method comprising forming at least a magnetic layer on a glass substrate for a magnetic disk obtained by the manufacturing method according to any one of Structures 1 to 5.
本発明の上記構成とすることで、基板の強度(例えば抗折強度)の基板間のばらつきが小さい結晶化ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板を製造することが可能である。 With the above-described configuration of the present invention, it is possible to manufacture a glass substrate for a magnetic disk made of crystallized glass with less variation in substrate strength (for example, bending strength) between substrates.
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、磁気ディスク用結晶化ガラスの製造方法であって、たとえば、研削工程、端面形状加工、エッチング処理、端面研磨処理、主表面研磨工程、化学強化工程、等を経て製造され、少なくともエッチング処理の後で、ガラスを結晶化する結晶化処理を行うものである。なお、端面形状加工、エッチング処理、結晶化処理以外の工程は、あくまで一例であって、ここで記載した工程とその順序に限定されるものではなく、また、工程自体を行わなくてもよい。
これらの工程のうち、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理は、基板の端面(側壁面および面取面)に対して施される工程であり、研削工程および主表面研磨工程は、基板の主表面に対して施される工程である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention is a method for producing a crystallized glass for a magnetic disk, and is produced through, for example, a grinding process, an end face shape process, an etching process, an end face polishing process, a main surface polishing process, a chemical strengthening process, etc. After the treatment, a crystallization treatment for crystallizing the glass is performed. The processes other than the end face shape processing, the etching process, and the crystallization process are merely examples, and are not limited to the processes described here and the order thereof, and the processes themselves may not be performed.
Among these processes, the end face shape processing, etching process and end face polishing process are processes performed on the end face (side wall face and chamfering face) of the substrate. The grinding process and the main surface polishing process are performed on the substrate. It is a process applied to the main surface.
ここで、結晶化ガラスとは、ガラスセラミックスとも呼ばれ、ガラスを加熱することでガラス内部に結晶を析出させてなる材料である。つまり、ガラスの中に結晶化した部分と非晶質の部分の両方を有するものである。
なお、本発明において、磁気ディスク用ガラス基板とは、後述する結晶化処理が施されたものを意味する。具体的には、例えば、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板とは、結晶化処理が施された直後のものであってもよく、また、結晶化処理の後に行われる、主表面研磨加工、化学強化加工等の後加工が施され、磁性膜等が成膜される前の状態のものであってもよい。
Here, crystallized glass is also called glass ceramics, and is a material formed by precipitating crystals in the glass by heating the glass. That is, the glass has both a crystallized part and an amorphous part.
In the present invention, the magnetic disk glass substrate means one that has been subjected to a crystallization treatment described later. Specifically, for example, the glass substrate for a magnetic disk according to the present invention may be one immediately after the crystallization treatment is performed, or a main surface polishing process performed after the crystallization treatment, It may be in a state before post-processing such as chemical strengthening processing and before the magnetic film or the like is formed.
ここで、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の概略について説明する。
中央に円孔を有する円盤状の非晶質のガラス基板を作製する方法としては、たとえば、熔融ガラスからダイレクトプレスにより円盤状のガラスブランクを成型した後で円孔を形成する方法がある。具体的には、成型された円盤状のガラスブランクの中心に所定の大きさの円孔を例えばコアドリル等による機械加工によりあけて、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製する。また、このようなダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で製造された板ガラスから所定の大きさに切り出して、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製することもできる。
Here, the outline of the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks is demonstrated.
As a method for producing a disk-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center, there is, for example, a method of forming a circular hole after molding a disk-shaped glass blank from molten glass by direct pressing. Specifically, a disk-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center is created by opening a circular hole of a predetermined size in the center of a molded disk-shaped glass blank by, for example, machining with a core drill or the like. To do. In addition to such a direct press, a disc-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center can be produced by cutting out to a predetermined size from a plate glass produced by a downdraw method or a float method. .
次に、上記のようにして作製したガラス基板の主表面に対して寸法精度及び形状精度を向上させるための研削工程を行う。この研削工程は、通常両面ラッピング装置を用い、ダイヤモンドやアルミナ等の砥粒を用いてガラス基板の主表面の研削を行う。こうしてガラス基板の主表面を研削することにより、所定の板厚、平坦度に加工することができる。なお、用いるガラス基板の板厚、平坦度によっては、前記研削工程は省略してもよい。 Next, a grinding process for improving dimensional accuracy and shape accuracy is performed on the main surface of the glass substrate manufactured as described above. In this grinding process, a main surface of the glass substrate is usually ground using a double-sided lapping machine and using abrasive grains such as diamond and alumina. By grinding the main surface of the glass substrate in this way, it can be processed to a predetermined plate thickness and flatness. The grinding step may be omitted depending on the thickness and flatness of the glass substrate used.
前記研削工程の終了後、端面形状加工を行う。この端面形状加工は、ガラス基板の端面を機械加工することにより、側壁面とガラス基板の主表面および側壁面の間に介在する面取面を形成するものである。この端面形状加工は、溝形状を有する回転砥石を用いた機械加工により行うことができる。この回転砥石は、ガラス基板の内外周端面に、側壁面(基板主表面と略直交する面)と、面取面(側壁面と表裏の主表面との間にそれぞれ形成される面取りした面)の両方の面を形状転写できる溝形状を有している。つまり、端面形状加工では、回転砥石の溝形状を形状転写することにより、主表面と面取面との成す角、および、面取面と側壁面との成す角が所望の形状になるように加工することができる。 After the grinding step, end face shape processing is performed. In this end face shape processing, a chamfered surface interposed between the side wall surface, the main surface of the glass substrate and the side wall surface is formed by machining the end surface of the glass substrate. This end face shape processing can be performed by machining using a rotating grindstone having a groove shape. This rotating grindstone has a side wall surface (a surface substantially orthogonal to the substrate main surface) and a chamfered surface (a chamfered surface formed between the side wall surface and the main surface on the front and back surfaces) on the inner and outer peripheral end surfaces of the glass substrate It has a groove shape capable of transferring the shape of both surfaces. In other words, in the end face shape processing, the groove shape of the rotating grindstone is transferred so that the angle formed by the main surface and the chamfered surface and the angle formed by the chamfered surface and the side wall surface become a desired shape. Can be processed.
以上の端面形状加工は機械加工により行われるため、ガラス基板の端面には、加工に伴うクラックが発生する。そこで、機械加工後の端面(面取面および側壁面)にエッチング液を接触させることで、この機械加工による生じた残留クラックを除去できる。このエッチング処理を行うことにより、機械加工による端面表層の残留クラック層がエッチングで除去されるので、残留クラックによる強度の低下を抑えることができる。このエッチング処理に使用するエッチング液としては、ガラス素材を溶解し得る薬液であれば問題なく、例えば、フッ酸水溶液、HF−H2SO4 溶液、NH4F水溶液、H2 SiF6 水溶液やその他の各種のガラスエッチング溶液などを適用することが好適である。
このエッチング処理における取り代は、機械加工によって形成されたガラス基板の端部形状(例えば、主表面と側壁面との成す角)を変化させない観点では、具体的には、10μm以下、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは1μm以下が好適である。一方で、端面形状加工において形成されるクラックの除去を十分に行う観点からは、エッチング処理における取り代は、0.5μm以上であることが好ましい。
Since the end face shape processing described above is performed by machining, a crack accompanying the processing occurs on the end face of the glass substrate. Then, the residual crack which arose by this machining can be removed by making etching liquid contact the end surface (a chamfering surface and a side wall surface) after a machining. By performing this etching process, the residual crack layer on the surface of the end face by machining is removed by etching, so that a decrease in strength due to the residual crack can be suppressed. As an etchant used in the etching process, no problem if the chemical solution can dissolve the glass material, for example, hydrofluoric acid solution, HF-H 2 SO 4 solution, NH 4 F solution, H 2 It is preferable to apply an SiF 6 aqueous solution or other various glass etching solutions.
The machining allowance in this etching process is specifically 10 μm or less, more preferably from the viewpoint of not changing the end shape of the glass substrate formed by machining (for example, the angle formed by the main surface and the side wall surface). It is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less. On the other hand, from the viewpoint of sufficiently removing cracks formed in the end face shape processing, the allowance in the etching process is preferably 0.5 μm or more.
以上のエッチング処理の後は、所望の鏡面を得るための端面研磨処理を行うことが好適である。この端面研磨処理は、たとえば、ブラシ研磨によって行われるが、ブラシ研磨以外に、砥粒の粒度の小さな砥石または、研磨パッドを用いて端面研磨を行うこともできる。この端面研磨処理によって、基板端面を所望の鏡面状態に仕上げる。このとき、端面研磨処理によって形成される。 After the above etching process, it is preferable to perform an end surface polishing process to obtain a desired mirror surface. This end surface polishing treatment is performed, for example, by brush polishing. In addition to brush polishing, the end surface polishing can also be performed using a grindstone having a small abrasive grain size or a polishing pad. By this end surface polishing treatment, the substrate end surface is finished to a desired mirror surface state. At this time, it is formed by end face polishing treatment.
エッチング処理後、または、端面研磨処理後、換言すると、後述する結晶化処理を行うガラス基板の前記面取面および側壁面の少なくとも一方の最大谷深さ(Rv)は、0.3μm以下、より好ましくは0.2μm以下であることが好ましい。また、前記面取面および側壁面の少なくとも一方の算術平均粗さ(Ra)は、0.02μm以下、より好ましくは0.015μm以下であることが好ましい。また、面取面および側壁面の両方が、上記最大谷深さおよび算術平均粗さ(Ra)の範囲内であることがより好ましい。 After the etching process or after the end face polishing process, in other words, the maximum valley depth (Rv) of at least one of the chamfered surface and the side wall surface of the glass substrate for performing the crystallization process described later is 0.3 μm or less, The thickness is preferably 0.2 μm or less. The arithmetic average roughness (Ra) of at least one of the chamfered surface and the side wall surface is preferably 0.02 μm or less, more preferably 0.015 μm or less. Moreover, it is more preferable that both the chamfered surface and the side wall surface are within the range of the maximum valley depth and the arithmetic average roughness (Ra).
ところで、本発明においては、非晶質のガラスを結晶化して結晶化ガラスとしたものを磁気ディスク用ガラス基板として用いるため、非晶質のガラスを結晶化する結晶化処理を行う。 By the way, in the present invention, since a crystallized glass obtained by crystallizing amorphous glass is used as a glass substrate for a magnetic disk, a crystallization process for crystallizing amorphous glass is performed.
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、エッチング処理後に非晶質ガラス基板を構成しているガラスを結晶化する結晶化処理を行う構成である。 The method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention is configured to perform a crystallization process for crystallizing the glass constituting the amorphous glass substrate after the etching process.
本発明者の検討によると、従来技術(上記特許文献1)に記載されているように、熔融ガラスからダイレクトプレスにより成型された円盤状のガラスブランクの中心に所定の大きさの円孔をあける工程の前または後のいずれかでガラス素材の結晶化を行い、次いで面取り加工などの内外周の端面形状加工、主表面の研磨加工等を経て得られたガラス基板の中には、上記端面形状加工の条件によっては、強度(例えば抗折強度)のばらつきが大きいことが判明した。 According to the study of the present inventor, as described in the prior art (Patent Document 1), a circular hole having a predetermined size is formed in the center of a disk-shaped glass blank formed by direct press from molten glass. In the glass substrate obtained by crystallization of the glass material either before or after the process, and then through inner and outer end face shape processing such as chamfering, main surface polishing, etc. It was found that the variation in strength (for example, bending strength) was large depending on the processing conditions.
そこで、本発明者は、強度ばらつきが大きい点について分析した結果、ガラス素材を結晶化した後に、端面の面取り加工などの機械加工を行った場合、加工条件によっては、面取り加工時に形成された潜在(内部)クラックが残存し、最終的にクラックを十分に除去しきれず、それが原因で強度ばらつきが大きくなる可能性があることを見出した。 Therefore, as a result of analyzing the point where the strength variation is large, the present inventor has found that the latent material formed during the chamfering process depends on the processing conditions when the glass material is crystallized and then machined such as chamfering of the end face. It was found that (internal) cracks remained, and finally the cracks could not be sufficiently removed, and that the strength variation might increase due to the cracks.
そして、本発明者は、かかる知見をもとに、結晶化処理を行う前に、端面に生じるクラックを予め除去することにより、強度のばらつきを低減できることを見出した。 And based on this knowledge, this inventor discovered that the dispersion | variation in intensity | strength could be reduced by removing the crack which arises in an end surface before performing a crystallization process.
そして本発明のように、前記エッチング処理の後に結晶化処理を行った場合には、非晶質のガラス基板に対して機械加工である端面形状加工を行った後にガラスの結晶化を行うことになるので、端面形状加工時は結晶化の影響を受けることが無い。そして、端面形状加工時に端面に形成されたクラックは、その後のエッチング処理や端面研磨処理により十分に除去することが可能であり、最終的に内部に残存するクラックの深さを従来技術と比べて低減することができる。そのため、強度のばらつきを抑えることが可能となる。 And, when the crystallization process is performed after the etching process as in the present invention, the glass is crystallized after performing the end face shape process which is a mechanical process on the amorphous glass substrate. Therefore, it is not affected by crystallization during the end face shape processing. And the crack formed in the end face at the time of end face shape processing can be sufficiently removed by the subsequent etching process or end face polishing process, and finally the depth of the crack remaining inside is compared with the prior art. Can be reduced. For this reason, it is possible to suppress variations in strength.
また、上述のエッチング処理を行うことにより、機械加工による端面表層の残留クラック層がエッチングで除去されるが、結晶化されたガラス素材に対してケミカル処理を行うと、表面があれてしまい、表面粗さが大きくなり、端面の表面が所望の鏡面状態に仕上がらないという問題が発生する。
また、本発明者は、結晶化後に端面研磨や端面のエッチングを行うと、結晶化された部分と非結晶の部分で、加工速度(研磨速度、エッチング速度)が異なるため、表面粗さが荒れることを見出した。そこで、結晶化処理を行う前に、端面研磨処理により端面の粗さを所望の値、換言すると、磁気ディスク用ガラス基板として要求粗さにしておき、その後で結晶化することで、結晶化処理後に端面研磨、エッチング工程を行うことがないので、端面の粗さを好適にできることを見出した。そして、本発明は、側壁面および面取面の少なくとも一方の最大谷深さ(Rv)が0.3μm以下の磁気ディスク用結晶化ガラス基板を製造する場合には特に有効であることを見出した。
In addition, by performing the above-mentioned etching treatment, the residual crack layer on the surface of the end surface by machining is removed by etching, but when the chemical treatment is performed on the crystallized glass material, the surface is damaged, the surface There is a problem that the roughness becomes large and the surface of the end face is not finished in a desired mirror state.
In addition, when the inventor performs end surface polishing or end surface etching after crystallization, the processing speed (polishing rate, etching rate) differs between the crystallized portion and the non-crystalline portion, resulting in rough surface roughness. I found out. Therefore, before performing the crystallization process, the end surface roughness is set to a desired value by the end surface polishing process, in other words, the required roughness as a glass substrate for a magnetic disk, and then the crystallization process is performed. It was found that the roughness of the end face can be suitably achieved because the end face polishing and etching steps are not performed later. The present invention has been found to be particularly effective when producing a crystallized glass substrate for a magnetic disk having a maximum valley depth (Rv) of at least one of the side wall surface and the chamfered surface of 0.3 μm or less. .
上記従来技術のように、前記端面形状加工の前に結晶化処理を行うと、端面形状加工で発生したクラックを除去し難い。また、例えば、クラックを除去するためにエッチング処理した場合には、表面あれが大きく、表面粗さの劣化が大きい。この表面粗さの劣化をこの後の端面研磨によって改善しようとすると、研磨取代が大きくなり、端面研磨の負荷が増大するという新たな問題を生じる。また、表面あれをできるだけ小さくするため、エッチング処理の条件を弱くすると、残留クラック層を十分に除去することができない。 When the crystallization process is performed before the end face shape processing as in the above-described conventional technique, it is difficult to remove cracks generated in the end face shape processing. For example, when etching is performed to remove cracks, the surface roughness is large and the surface roughness is greatly deteriorated. If an attempt is made to improve the deterioration of the surface roughness by the subsequent end face polishing, a new problem arises that the polishing allowance increases and the load of the end face polishing increases. Further, if the etching process conditions are weakened to make the surface roughness as small as possible, the residual crack layer cannot be sufficiently removed.
これに対し、本発明によれば、非晶質のガラス基板に対して前記エッチング処理を行い、その後に結晶化処理を行うので、端面形状加工によって生じたクラックを容易に除去でき、また、結晶化による影響を受けないため、クラックを除去でき、かつ、表面粗さを小さくすることがきる。 On the other hand, according to the present invention, the etching treatment is performed on the amorphous glass substrate, and then the crystallization treatment is performed, so that the cracks generated by the end face shape processing can be easily removed, and the crystal Therefore, cracks can be removed and the surface roughness can be reduced.
なお、結晶化処理を行うことによりガラス基板の体積は縮小するため、結晶化処理前後で、ガラス基板の形状が異なることになる。また、特に本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、板厚に比べて直径が非常に大きい(アスペクト比が高い)ため、結晶化処理による形状変化は、板厚方向と主表面の方向とで異なることになる。したがって、結晶化処理前の端面形状加工、エッチング処理、端面研磨処理については、結晶化により形状変化の影響を考慮して、加工条件を設定することが好ましい。
具体的には、端面の形状については、結晶化処理を行う前の主表面と面取面との成す角(A)の角度と、結晶化処理を行った後の主表面と面取面との成す角(B)の角度との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて上記角(B)の角度が所望の値になるように端面形状加工、エッチング処理、必要に応じて端面研磨処理を行うことがより好ましい。これにより、結晶化工程を経た後のガラス基板の端面形状を磁気ディスク用ガラス基板として要求される端面形状とすることができる。
Since the volume of the glass substrate is reduced by performing the crystallization treatment, the shape of the glass substrate is different before and after the crystallization treatment. In particular, the glass substrate for a magnetic disk according to the present invention has a very large diameter (high aspect ratio) compared to the plate thickness, so that the shape change due to the crystallization treatment is different between the plate thickness direction and the main surface direction. Will be different. Therefore, for the end face shape processing, etching process, and end face polishing process before the crystallization process, it is preferable to set the processing conditions in consideration of the influence of the shape change due to crystallization.
Specifically, regarding the shape of the end face, the angle (A) formed by the main surface and the chamfered surface before the crystallization treatment, and the main surface and the chamfered surface after the crystallization treatment are performed. The correspondence relationship with the angle (B) formed is determined in advance, and based on the correspondence relationship, the end face shape processing, etching process, and the like are performed so that the angle (B) has a desired value. It is more preferable to perform end face polishing treatment. Thereby, the end surface shape of the glass substrate after passing through a crystallization process can be made into the end surface shape requested | required as a glass substrate for magnetic discs.
これについて、詳細に説明する。面取面および側壁面の形状が決定される製造プロセスとしては、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理が特に影響する。そして、これらの加工条件を変更して、主表面と面取面との成す角の角度を予め異ならせた複数のガラス基板を作成しておき、これらのガラス基板を結晶化処理した後、結晶化前と同様にして主表面と面取面との成す角を求めて、結晶化処理前後における前記角の対応関係を求めておく。そして、得られた対応関係に基づいて、結晶化処理後に得られる主表面と面取面との成す角が、磁気ディスク用ガラス基板として要求される角度となる加工条件を選択して、上記端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行えばよい。また、上記の説明では、主表面と面取面との成す角についての対応関係を求めることについて説明したが、上記に限定されるものではなく、例えば、面取面の長さ、側壁面の長さ、および/または、面取面と側壁面との成す角についてもそれぞれ結晶化処理前後で対応関係を求めておき、結晶化処理後の端面形状(面取面および側壁面の形状)が磁気ディスク用ガラス基板として要求される形状となるように、結晶化処理前に行われる端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行えばよい。 This will be described in detail. As a manufacturing process in which the shape of the chamfered surface and the side wall surface is determined, end face shape processing, etching treatment, and end face polishing treatment are particularly affected. And by changing these processing conditions, creating a plurality of glass substrates in which the angle of the angle between the main surface and the chamfered surface is different in advance, and after crystallizing these glass substrates, The angle formed by the main surface and the chamfered surface is obtained in the same manner as before crystallization, and the correspondence between the angles before and after the crystallization treatment is obtained. Then, based on the obtained correspondence relationship, the end surface is selected by selecting a processing condition in which an angle formed between the main surface and the chamfered surface obtained after the crystallization process is an angle required for a glass substrate for a magnetic disk. Shape processing, etching processing, and end surface polishing processing may be performed. Further, in the above description, the description has been given of obtaining the correspondence relationship between the angle formed by the main surface and the chamfered surface, but the present invention is not limited to the above. For example, the length of the chamfered surface, the side wall surface The correspondence between the length and / or the angle between the chamfered surface and the side wall surface is obtained before and after the crystallization process, and the end face shape after the crystallization process (the shape of the chamfered surface and the side wall surface) is End surface shape processing, etching processing, and end surface polishing processing performed before crystallization processing may be performed so as to obtain a shape required as a glass substrate for a magnetic disk.
また、円孔の大きさについても上記と同様であり、例えば、結晶化処理を行う前の円孔の直径と、結晶化処理を行った後の円孔の直径との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて結晶化後の円孔の直径が所望の値となるように、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行うことがより好ましい。これにより、結晶化工程後の円孔の直径を、磁気ディスク用ガラス基板として要求される直径とすることができる。 Further, the size of the circular hole is the same as described above. For example, the correspondence between the diameter of the circular hole before the crystallization treatment and the diameter of the circular hole after the crystallization treatment is obtained in advance. In addition, it is more preferable to perform the end face shape processing, the etching process, and the end face polishing process so that the diameter of the crystallized hole becomes a desired value based on the above correspondence. Thereby, the diameter of the circular hole after a crystallization process can be made into the diameter requested | required as a glass substrate for magnetic discs.
本発明においては、前記結晶化処理後のガラス基板の抗折強度は、耐衝撃性を向上させる観点から7kgf以上であることが好ましく、特に8kgf以上であることが好ましい。 In the present invention, the bending strength of the glass substrate after the crystallization treatment is preferably 7 kgf or more, and particularly preferably 8 kgf or more from the viewpoint of improving impact resistance.
次に、結晶化処理について説明する。結晶化処理は、例えばガラスを熱処理することでガラス内部に結晶核を生成させる。なお、結晶核を成長させて大きな結晶粒を得てもよい。結晶化処理における熱処理の条件は、得られる結晶化ガラスの結晶化度によって適宜設定すればよい。
上記結晶化処理によって生成する結晶粒の大きさとしては、10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましい。結晶粒を上記範囲とすることにより、後述する最終製品である磁気ディスク用ガラス基板に求められる表面粗さを形成しやすいため好ましい。
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板のヤング率としては、100GPa以上、より好ましくは120GPa以上であることが好ましい。ヤング率を100GPa以上とするには、結晶化度を上げることが考えられるが、このような場合には、エッチングよる表面あれの度合いが、結晶化度が低い結晶化ガラスと比べて大きくなる。したがって、上記ヤング率が100GPa以上であり、側壁面および面取面の最大谷深さ(Rv)が0.3μm以下のような磁気ディスク用ガラス基板を製造するためには本発明を適用することがより好ましい。
Next, the crystallization process will be described. In the crystallization treatment, for example, crystal nuclei are generated inside the glass by heat-treating the glass. Note that large crystal grains may be obtained by growing crystal nuclei. What is necessary is just to set suitably the conditions of the heat processing in a crystallization process according to the crystallinity of the crystallized glass obtained.
The size of the crystal grains generated by the crystallization treatment is preferably 10 nm or less, and more preferably 5 nm or less. By making the crystal grains in the above range, it is preferable because the surface roughness required for a glass substrate for a magnetic disk, which is the final product described later, is easily formed.
The Young's modulus of the magnetic disk glass substrate according to the present invention is preferably 100 GPa or more, more preferably 120 GPa or more. In order to increase the Young's modulus to 100 GPa or more, it is conceivable to increase the degree of crystallinity. In such a case, however, the degree of surface roughness due to etching becomes larger than that of crystallized glass having a low degree of crystallinity. Therefore, the present invention is applied to manufacture a glass substrate for a magnetic disk having a Young's modulus of 100 GPa or more and a maximum valley depth (Rv) of a side wall surface and a chamfered surface of 0.3 μm or less. Is more preferable.
また、結晶化されたガラスは結晶化前のガラスと比べてヤング率が高いため加工レートが低くなるが、本発明のように、端面研磨を行った後にガラスの結晶化を行うことにより、加工レートの高い非晶質のガラスに対して加工を行えるので、加工に要する時間を短縮化することが可能である。 The crystallized glass has a lower Young's modulus than the glass before crystallization, so the processing rate is low, but as in the present invention, the glass is crystallized after end-face polishing, thereby processing the glass. Since processing can be performed on amorphous glass having a high rate, the time required for processing can be shortened.
上記結晶化処理を経た後、高精度な主表面を得るための主表面鏡面研磨加工を行う。ガラス基板主表面の鏡面研磨方法としては、酸化セリウムやコロイダルシリカ等の金属酸化物の研磨材を含有するスラリー(研磨液)を供給しながら、発研磨パッドを用いて行うのが好適である。研磨方法は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス基板と研磨パッドとを接触させ、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら、研磨パッドとガラス基板とを相対的に移動させて、ガラス基板の表面を鏡面状に研磨すればよい。 After passing through the crystallization treatment, a main surface mirror polishing process for obtaining a highly accurate main surface is performed. As a mirror polishing method for the main surface of the glass substrate, it is preferable to use a polishing pad while supplying a slurry (polishing liquid) containing a metal oxide abrasive such as cerium oxide or colloidal silica. Although the polishing method is not particularly limited, for example, the glass substrate and the polishing pad are brought into contact with each other, and the polishing pad and the glass substrate are relatively moved while supplying the polishing liquid containing the abrasive grains. The surface of the glass substrate may be polished in a mirror shape.
本発明においては、ガラス基板を構成するガラス(の硝種)は、SiO2を主成分とし、さらにアルミナを含むアルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。このようなガラスを用いたガラス基板は表面を鏡面研磨することにより平滑な鏡面に仕上げることができ、また加工後の強度が良好である。また、化学強化によってさらに強度を上げることもできる。 In the present invention, it is preferable to use an aluminosilicate glass containing SiO 2 as a main component and further containing alumina as the glass (glass type) constituting the glass substrate. A glass substrate using such glass can be finished to a smooth mirror surface by mirror polishing the surface, and the strength after processing is good. Further, the strength can be further increased by chemical strengthening.
本発明においては、上記鏡面研磨処理後のガラス基板の主表面は、算術平均表面粗さRaが0.20nm以下、特に0.15nm以下である鏡面とされることが好ましい。更に、最大粗さRmaxが2.0nm以下である鏡面とされることが好ましい。なお、本発明においてRa、Rmaxというときは、日本工業規格(JIS)B0601に準拠して算出される粗さのことである。 In the present invention, the main surface of the glass substrate after the mirror polishing is preferably a mirror surface having an arithmetic average surface roughness Ra of 0.20 nm or less, particularly 0.15 nm or less. Furthermore, it is preferable that the mirror surface has a maximum roughness Rmax of 2.0 nm or less. In the present invention, Ra and Rmax are roughnesses calculated in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS) B0601.
また、本発明において表面粗さ(例えば、Rz、Rmax、Ra)は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて1μm×1μmの範囲を256×256ピクセルの解像度で測定したときに得られる値である。
また、本発明においては、最終的に得られる磁気ディスク用ガラス基板の端面(面取面および側壁面の少なくとも一方)の最大谷深さ(Rz)が0.3μm以下、より好ましくは0.2μm以下であることが好ましい。また、算術平均粗さ(Ra)は、0.02μm以下、より好ましくは0.015μm以下であることが好ましい。なお、端面の表面粗さの測定は、例えば、レーザー顕微鏡を用いて測定すればよい。
In the present invention, the surface roughness (for example, Rz, Rmax, Ra) is a value obtained when an area of 1 μm × 1 μm is measured with a resolution of 256 × 256 pixels using an atomic force microscope (AFM). is there.
In the present invention, the maximum valley depth (Rz) of the end surface (at least one of the chamfered surface and the side wall surface) of the finally obtained magnetic disk glass substrate is 0.3 μm or less, more preferably 0.2 μm. The following is preferable. The arithmetic average roughness (Ra) is preferably 0.02 μm or less, more preferably 0.015 μm or less. In addition, what is necessary is just to measure the surface roughness of an end surface, for example using a laser microscope.
なお、本発明においては、結晶化処理の後であって、主表面の鏡面研磨加工工程の前または後に、化学強化処理を施してもよい。化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化処理されたガラス基板は耐衝撃性に優れているので、例えばモバイル用途のHDDに搭載するのに特に好ましい。 In the present invention, the chemical strengthening treatment may be performed after the crystallization treatment and before or after the mirror polishing process of the main surface. As a method of the chemical strengthening treatment, for example, a low-temperature ion exchange method in which ion exchange is performed in a temperature range not exceeding the glass transition temperature is preferable. The chemical strengthening treatment is a process in which a molten chemical strengthening salt is brought into contact with a glass substrate, whereby an alkali metal element having a relatively large atomic radius in the chemical strengthening salt and a relatively small atomic radius in the glass substrate. This is a treatment in which an alkali metal element is ion-exchanged, an alkali metal element having a large ion radius is permeated into the surface layer of the glass substrate, and compressive stress is generated on the surface of the glass substrate. Since the chemically strengthened glass substrate is excellent in impact resistance, it is particularly preferable for mounting on a HDD for mobile use, for example.
また、本発明は、以上の磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法についても提供するものである。磁気ディスクは、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の上に少なくとも磁性層を形成して製造される。磁性層の材料としては、異方性磁界の大きな六方晶系であるCoCrPt系やCoPt系強磁性合金を用いることができる。磁性層の形成方法としてはスパッタリング法、例えばDCマグネトロンスパッタリング法によりガラス基板の上に磁性層を成膜する方法を用いることが好適である。またガラス基板と磁性層との間に、下地層を介挿することにより磁性層の磁性グレインの配向方向や磁性グレインの大きさを制御することができる。例えば、RuやTiを含む六方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面の法線に沿って配向させることができる。この場合、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。下地層は磁性層同様にスパッタリング法により形成することができる。 The present invention also provides a method for producing a magnetic disk using the above glass substrate for a magnetic disk. The magnetic disk is manufactured by forming at least a magnetic layer on the magnetic disk glass substrate according to the present invention. As a material for the magnetic layer, a hexagonal CoCrPt-based or CoPt-based ferromagnetic alloy having a large anisotropic magnetic field can be used. As a method of forming the magnetic layer, it is preferable to use a method of forming a magnetic layer on a glass substrate by a sputtering method, for example, a DC magnetron sputtering method. Further, by interposing an underlayer between the glass substrate and the magnetic layer, the orientation direction of the magnetic grains of the magnetic layer and the size of the magnetic grains can be controlled. For example, by using a hexagonal underlayer containing Ru or Ti, for example, the easy magnetization direction of the magnetic layer can be oriented along the normal of the magnetic disk surface. In this case, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk is manufactured. The underlayer can be formed by sputtering as with the magnetic layer.
また、磁性層の上に、保護層、潤滑層をこの順に形成するとよい。保護層としては水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマCVD法により保護層を形成することができる。また、潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル化合物の主鎖の末端に官能基を有する潤滑剤を用いることができる。取り分け、極性官能基として水酸基を末端に備えるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とすることが好ましい。潤滑層はディップ法により塗布形成することができる。
本発明によって得られるガラス基板を利用することにより、信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。
さらに、本発明によって得られる結晶化ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板は、エネルギーアシスト磁気記録方式の磁気ディスクに用いられることが好ましい。ガラス中に結晶粒を有することにより、エネルギーアシスト磁気記録方式の磁気ディスクを製造する際に必要な高温環境下でも変形し難いために好適である。
In addition, a protective layer and a lubricating layer may be formed in this order on the magnetic layer. A hydrogenated carbon-based protective layer is suitable as the protective layer. For example, the protective layer can be formed by a plasma CVD method. Further, as the lubricating layer, a lubricant having a functional group at the end of the main chain of the perfluoropolyether compound can be used. In particular, it is preferable that the main component is a perfluoropolyether compound having a terminal hydroxyl group as a polar functional group. The lubricating layer can be applied and formed by a dip method.
By using the glass substrate obtained by the present invention, a highly reliable magnetic disk can be obtained.
Furthermore, the glass substrate for magnetic disk made of crystallized glass obtained by the present invention is preferably used for an energy-assisted magnetic recording type magnetic disk. By having crystal grains in glass, it is preferable because it is difficult to be deformed even in a high-temperature environment necessary for manufacturing an energy-assisted magnetic recording type magnetic disk.
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1、2、比較例1)
以下の(1)ガラスブランク作製工程、(2)研削工程、(3)下穴工程、(4)端面形状加工、(5)エッチング処理、(6)端面研磨処理、(7)主表面研磨処理(第1研磨処理)、(8)化学強化工程、(9)主表面研磨処理(第2研磨処理)を経て磁気ディスク用ガラス基板を製造した。また、これらの工程の他に、後述の結晶化処理を行った。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
(Examples 1 and 2 and Comparative Example 1)
The following (1) glass blank preparation process, (2) grinding process, (3) pilot hole process, (4) end face shape processing, (5) etching process, (6) end face polishing process, (7) main surface polishing process A glass substrate for a magnetic disk was manufactured through (first polishing treatment), (8) chemical strengthening step, and (9) main surface polishing treatment (second polishing treatment). In addition to these steps, a crystallization treatment described later was performed.
(1)ガラスブランク作製工程
まず、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより直径66mmφ、厚さ1.0mmの円盤状のアルミノシリゲートガラスからなるガラスブランクを得た。
(1) Glass Blank Production Step First, a glass blank made of a disc-shaped aluminosilicate glass having a diameter of 66 mmφ and a thickness of 1.0 mm was obtained from molten glass by direct pressing using an upper die, a lower die, and a barrel die.
(2)研削工程
次いで、このガラス基板に寸法精度及び形状精度の向上させるため研削工程を行った。この研削工程は両面研削装置を用いて行った。
(3)下穴工程
次いで、円筒状のコアドリルを用いてガラスブランクの中央部分に孔をあけて(孔あけ加工)、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製した。
(4)端面形状加工
次に、円筒状の砥石を用いて、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施し、側壁面および面取面を形成した。
(2) Grinding step Next, a grinding step was performed on the glass substrate in order to improve dimensional accuracy and shape accuracy. This grinding process was performed using a double-side grinding apparatus.
(3) Pilot hole step Next, a cylindrical core drill was used to make a hole in the central portion of the glass blank (perforating process) to produce a disk-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center.
(4) End face shape processing Next, using a cylindrical grindstone, the outer peripheral end face and the inner peripheral end face were subjected to predetermined chamfering to form a side wall face and a chamfered face.
(5)エッチング処理
上記端面形状加工を終えたガラス基板の主表面をマスキングし、このガラス基板の端面を、ケイフッ酸溶液に浸漬させることによりエッチング処理を行った。ここでの取り代は10μmとした。
(6)端面研磨処理
次いで、ブラシ研磨により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の端面(内周、外周)を研磨した。そして、上記端面研磨を終えたガラス基板の表面を洗浄した。
(5) Etching treatment The etching treatment was performed by masking the main surface of the glass substrate after the end face shape processing and immersing the end face of the glass substrate in a silicic acid solution. The machining allowance here was 10 μm.
(6) End surface polishing treatment Next, the end surface (inner periphery, outer periphery) of the glass substrate was polished by brush polishing while rotating the glass substrate. And the surface of the glass substrate which finished the said end surface grinding | polishing was wash | cleaned.
(7)主表面研磨工程(第1研磨工程)
次に、第1研磨工程を優先歯車方式の両面研磨装置を用いて行なった。両面研磨装置においては、研磨パッドが貼り付けられた上下研磨定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板を密着させ、このキャリアを太陽歯車(サンギア)と内歯歯車(インターナルギア)とに噛合させ、上記ガラス基板を上下定盤によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板の研磨面との間に研磨液を供給して回転させることによって、ガラス基板が定盤上で自転しながら公転して両面を同時に研磨加工するものである。具体的には、ポリシャとして硬質ポリシャを用い、第1研磨工程を実施した。研磨液としては酸化セリウムを研磨剤として分散したものとした。上記第1研磨工程を終えたガラス基板を、洗浄し、乾燥した。
(7) Main surface polishing step (first polishing step)
Next, the first polishing step was performed using a priority gear type double-side polishing apparatus. In a double-side polishing machine, a glass substrate held by a carrier is closely attached between an upper and lower polishing surface plate to which a polishing pad is attached, and this carrier is engaged with a sun gear (sun gear) and an internal gear (internal gear). The glass substrate is sandwiched between upper and lower surface plates. Thereafter, a polishing liquid is supplied and rotated between the polishing pad and the polishing surface of the glass substrate, whereby the glass substrate revolves while rotating on the surface plate to simultaneously polish both surfaces. Specifically, a hard polisher was used as the polisher, and the first polishing process was performed. As the polishing liquid, cerium oxide was dispersed as an abrasive. The glass substrate after the first polishing step was washed and dried.
(8)化学強化工程
次に、上記洗浄を終えたガラス基板に化学強化を施した。化学強化については公知の方法を用いて行った。
(8) Chemical strengthening step Next, chemical strengthening was performed on the glass substrate after the cleaning. The chemical strengthening was performed using a known method.
(9)主表面研磨工程(第2研磨工程)
次いで上記の第1研磨工程で使用したものと同じ両面研磨装置を用い、軟質ポリシャの研磨パッドを用いて第2研磨工程を実施した。研磨砥粒としてコロイダルシリカを用いた。上記第2研磨工程を終えたガラス基板を、洗浄し、乾燥することにより、磁気ディスク用ガラス基板を得た。後述する実施例2にかかる磁気ディスク用ガラス基板の主表面粗さ(Ra)は、0.15nmであった。
(9) Main surface polishing step (second polishing step)
Next, using the same double-side polishing apparatus as that used in the first polishing step, a second polishing step was performed using a polishing pad of a soft polisher. Colloidal silica was used as the abrasive grains. The glass substrate for the magnetic disk was obtained by washing and drying the glass substrate after the second polishing step. The main surface roughness (Ra) of the magnetic disk glass substrate according to Example 2 described later was 0.15 nm.
そして、前記(5)エッチング処理の後(実施例1)、(6)端面研磨処理の後(実施例2)にそれぞれ結晶化処理を行ったものを作成した。
結晶化処理は、ガラス基板に対して、結晶粒の平均結晶粒子径が10nm以下となるように熱処理の条件を設定して行った。ここで、「平均結晶粒径」とはTEM(透過型電子顕微鏡)を用いて得られた画像に現われた結晶を平行な2直線で挟んだ時の最長距離の平均値とした。
また、比較例1では、ダイレクトプレスにより成型したガラスブランクを得た直後に結晶化処理を行い、その後に、孔あけ、端面形状加工、エッチング処理等を行った。
Then, (5) after the etching process (Example 1) and (6) after the end face polishing process (Example 2), crystallization treatments were performed, respectively.
The crystallization treatment was performed by setting the heat treatment conditions for the glass substrate so that the average crystal grain size of the crystal grains was 10 nm or less. Here, the “average crystal grain size” is the average value of the longest distance when crystals appearing in an image obtained using a TEM (transmission electron microscope) are sandwiched between two parallel straight lines.
In Comparative Example 1, a crystallization treatment was performed immediately after obtaining a glass blank molded by direct pressing, and thereafter, drilling, end face shape processing, etching treatment, and the like were performed.
そして、実施例1、実施例2および比較例1ともに、それぞれ100枚の磁気ディスク用ガラス基板を作成し、抗折強度試験機を用いて抗折強度を求めた。そして、比較例1の磁気ディスク用ガラス基板から測定された抗折強度の最大値と最小値との差を100%としたとき、実施例1および2における抗折強度の最大値と最小値の差がそれぞれ何%に相当するか評価したところ、実施例1は53%、実施例2は46%であった。つまり、実施例1、2共に、比較例1と比べて、抗折強度のばらつきが小さいことがわかる。つまり、端面形状加工によって形成されたクラックを除去した後で、結晶化処理を行うことで抗折強度のばらつきを小さくすることができることがわかる。なお、上記実施例1、2および比較例1について、(7)化学強化工程を行わずに作成した磁気ディスク用ガラス基板を作成し、抗折強度のばらつきについても調べたが、上記と同様の傾向を示した。 In each of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, 100 magnetic disk glass substrates were prepared, and the bending strength was determined using a bending strength tester. When the difference between the maximum value and the minimum value of the bending strength measured from the glass substrate for magnetic disk of Comparative Example 1 is 100%, the maximum value and the minimum value of the bending strength in Examples 1 and 2 are obtained. When the percentage of each difference was evaluated, Example 1 was 53% and Example 2 was 46%. That is, it can be seen that the variation in the bending strength is smaller in both Examples 1 and 2 than in Comparative Example 1. That is, it can be seen that the variation in the bending strength can be reduced by performing the crystallization process after removing the cracks formed by the end face shape processing. In addition, about the said Examples 1 and 2 and the comparative example 1, (7) The glass substrate for magnetic discs created without performing a chemical strengthening process was created, and the variation in bending strength was investigated, but it was the same as the above Showed a trend.
次に、実施例1と実施例2とで、面取面の最大谷深さ(Rv)を比較した。なお、実施例1と実施例2とで、(4)端面形状加工、(5)エッチング処理、(6)端面研磨処理における加工条件および取代を同じにしている。その結果、実施例1のRvは0.29μmである一方、実施例2のRvは、0.23μmであった。また、比較例1のRvは、0.52μmであった。つまり、実施例1,2と比較例1とを比較することで、端面形状加工後に結晶化を行うほうが、端面粗さを低くすることができることがわかる。さらに、実施例1と2とを比較することで、結晶化処理前に端面研磨処理を行ったほうが、端面粗さをより一層低減できることがわかる。 Next, the maximum valley depth (Rv) of the chamfered surface was compared between Example 1 and Example 2. In Example 1 and Example 2, the processing conditions and machining allowance in (4) end surface shape processing, (5) etching processing, and (6) end surface polishing processing are the same. As a result, Rv of Example 1 was 0.29 μm, while Rv of Example 2 was 0.23 μm. Moreover, Rv of the comparative example 1 was 0.52 micrometer. That is, by comparing Examples 1 and 2 with Comparative Example 1, it can be seen that the end surface roughness can be reduced by crystallization after the end surface shape processing. Furthermore, comparing Examples 1 and 2, it can be seen that the end surface roughness can be further reduced by performing the end surface polishing treatment before the crystallization processing.
(磁気ディスクの製造)
上記実施例1で得られた磁気ディスク用ガラス基板に以下の成膜工程を施して、垂直磁気記録用磁気ディスクを得た。
すなわち、上記ガラス基板上に、Ti系合金薄膜からなる付着層、CoTaZr合金薄膜からなる軟磁性層、Ru薄膜からなる下地層、CoCrPt合金からなる垂直磁気記録層、カーボン保護層、潤滑層を順次成膜した。保護層は、磁気記録層が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのもので、水素化カーボンからなり、耐磨耗性が得られる。また、潤滑層は、アルコール変性パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤をディップ法により形成した。
(Manufacture of magnetic disk)
The following film formation process was performed on the magnetic disk glass substrate obtained in Example 1 to obtain a magnetic disk for perpendicular magnetic recording.
That is, an adhesion layer made of a Ti-based alloy thin film, a soft magnetic layer made of a CoTaZr alloy thin film, an underlayer made of a Ru thin film, a perpendicular magnetic recording layer made of a CoCrPt alloy, a carbon protective layer, and a lubricating layer are sequentially formed on the glass substrate. A film was formed. The protective layer is for preventing the magnetic recording layer from deteriorating due to contact with the magnetic head, and is made of hydrogenated carbon, and provides wear resistance. The lubricating layer was formed by dipping a liquid lubricant of alcohol-modified perfluoropolyether.
Claims (6)
前記端面形状加工の後に行われ、前記側壁面および面取面にエッチング液を接触させるエッチング処理とを含み、
前記エッチング処理の後に前記ガラス基板を構成しているガラスを結晶化する結晶化処理を行う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。 By machining the end face of a disc-shaped amorphous glass substrate having a circular hole in the center, end face shape processing that forms a side wall surface and a chamfered surface interposed between the main surface and the side wall surface;
An etching process that is performed after the end surface shape processing, and an etching solution is brought into contact with the side wall surface and the chamfered surface,
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising performing a crystallization process for crystallizing the glass constituting the glass substrate after the etching process.
上記対応関係に基づいて上記角(B)の角度が所望の値になるように端面形状加工を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 Correspondence between angle (A) formed by main surface and chamfered surface before crystallization treatment and angle (B) formed by main surface and chamfered surface after crystallization treatment Find the relationship in advance,
4. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the end surface shape processing is performed so that the angle of the angle (B) becomes a desired value based on the correspondence relationship. .
6. A method for manufacturing a magnetic disk, comprising forming at least a magnetic layer on a glass substrate for a magnetic disk obtained by the manufacturing method according to claim 1.
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