JP2972830B1 - 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法Info
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Abstract
優れたガラス基板を、ガラス基板の割れを最少にし、稼
働率の低下を防止して効率良く生産できる製造方法を提
供する。 【解決手段】磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、ラッピング加工した後、ガラス基板を化学強化処
理して20μm以上の厚さの強化層を形成し、次いでポ
リッシング加工において主表面の強化層をそれぞれ10
μm以上研摩除去するが、強化層を10μm以上残す。
Description
ス基板の製造方法に関し、より詳しくは平面度に優れた
ガラス基板を効率良く生産できる製造方法に関する。
なって、記録密度向上のために磁気ヘッド浮上量の低減
が図られており、このためには平滑性に優れ、反りが少
ない即ち平面度に優れた磁気記録媒体用基板が必要とな
る。
の基板材料として、アルミニウム合金又はガラスが使用
されてきている。ガラスはアルミニウム合金に比べて容
易に平滑性よく研摩することが可能であるので、低浮上
性基板の製作に好適な材料であるが、ガラスは一般に脆
いのでそのままでは実用性に乏しく、そのため表面化学
強化処理を施して用いている。
の加工順で製造されている。 所定の円盤形状に加工 内外周の面取り加工 所定の板厚にラッピング加工 表面を研摩して平滑化するポリッシング加工 表面化学強化処理
円盤形状化加工、ラッピング加工でガラス基板に生じた
クラック等の加工変質層を除去するための第一段階のポ
リッシング加工と、ガラス基板の表面平滑化を所定のレ
ベルにするための第二段階のポリッシング加工から構成
されている。
するイオンを所定のイオンと交換することにより行われ
るが、このイオン交換処理によりガラス基板表面の凹凸
が処理前よりも大きくなることが知られている。また、
化学強化処理後のガラス基板を更に研磨することは、よ
り平滑な表面を得ることができるが、ガラス基板の反り
を生じ易くするものであるといわれている。
グ加工の後に化学強化処理を実施する磁気記録媒体用ガ
ラス基板の製造方法(特公平3ー52130号公報)
や、第一段階のポリッシング加工の後に化学強化処理を
実施し、化学強化処理により発生したガラス基板表面の
凹凸を無くすために、最低限ガラス基板を研磨する(1
μm以下)意味で、化学強化処理後に第二段階のポリッ
シング加工を実施する磁気記録媒体用ガラス基板の製造
方法(特開平7−134823号公報、特開平8−12
4153号公報)が提案されている。
階のポリッシング加工若しくは第二段階のポリッシング
加工の後に化学強化処理を実施する場合には、ガラス基
板はまだ化学強化処理が施されていない状態で研磨抵抗
の強いポリッシングを受けるので、ガラス本来の脆さゆ
えに、ポリッシング時にガラス基板の割れが発生する確
率が高くなり、単に歩留りが悪くなるだけでなく、その
割れたガラスを除去するための研摩装置の清掃等により
稼働率が非常に悪くなる。
面度が化学強化処理前に比べて悪くなるので、最終製品
がガラス基板の大きさによって決められた平面度の許容
値を超えないようにするためには、化学強化処理により
悪くなる平面度の分を見越したポリッシング加工が必要
となる。第二段階のポリッシング加工後に化学強化処理
を実施する場合には、ガラス基板表面に数十nmの凹凸
ができるため、ガラス基板の平滑性が低くなる。
造方法において、従来と同等の研摩装置を用いながら、
平面度に優れたガラス基板を、ガラス基板の割れを最少
にし、従って研摩装置の清掃等により稼働率の低下を防
止して効率良く生産できる製造方法を提供することを課
題としている。
題について鋭意検討した結果、磁気記録媒体用ガラス基
板の製造方法において、ラッピング加工した後、ガラス
基板を化学強化処理し、その際に強化層を厚く形成し、
次いでポリッシング加工において主表面の強化層をそれ
ぞれ厚く研摩除去することにより、上記の課題が達成さ
れることを見いだし、本発明を完成した。
の製造方法は、磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に
おいて、ラッピング加工した後、ガラス基板を化学強化
処理して20μm以上の厚さの強化層を形成し、次いで
ポリッシング加工において主表面の強化層をそれぞれ1
0μm以上研摩除去するが、強化層を10μm以上残す
ことを特徴とする。
は、ガラス基板を所定の板厚に加工する工程をいい、所
定の板厚にガラス基板を削る第一ラッピング加工と、ポ
リッシング加工への準備として位置づけられる第二ラッ
ピング加工との2工程で実施することが好ましい。ラッ
ピング加工において、研磨材として炭化ケイ素砥粒、ア
ルミナ砥粒、コロイダルシリカ砥粒、ダイヤモンド砥粒
等の周知の研摩材を用いることができ、第一ラッピング
加工では研磨材の平均粒径が約10〜30μm、第二ラ
ッピング加工では約5〜15μmであることが望まし
い。
するガラスのガラス転移点以下の温度領域において、ガ
ラス表面近傍のイオンを、よりイオン半径の大きいイオ
ンで置換してガラス表面に圧縮応力を発生させることを
いう。例えば、ガラスを硝酸カリウムと硝酸ナトリウム
との混合溶融塩中に浸漬させ、ガラス中のリチウムイオ
ンを前記溶融塩中のカリウムイオン及びナトリウムイオ
ンと置換させることにより行われる。
強化処理で強化層を形成することのできるものであれば
特に制限なく用いることができ、例えばアルミノシリケ
ート系ガラス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、
アルミノホウ珪酸ガラス等を用いることができる。特
に、強化層を容易に厚く形成することのできるガラス、
例えば55〜77重量%のSiO2 、3〜25重量%の
Al2 O3 、3〜10重量%のLi2 O、3〜13重量
%のNa2 Oを含有し、必要に応じてZrO2 、Mg
O、ZnO、B2 O3 等を含有するアルミノシリケート
系ガラスは好ましい材料である。
強化層の厚さが20μm以上、好ましくは30μm以
上、より好ましくは50μm以上になるように実施す
る。強化層の厚さが20μm未満の場合には、後のポリ
ッシング加工において平面度が高くなるように研摩する
と強化層が薄くなり過ぎるか又は無くなるので好ましく
ない。
ラス基板を研磨して基板表面を平滑にし、しかも反りを
発生させない加工工程をいい、研摩材として例えば酸化
セリウムを用いる。本発明の磁気記録媒体用ガラス基板
の製造方法においては、ポリッシング加工の前に既にガ
ラス基板平面に厚く強化層を入れているので、ポリッシ
ング加工でガラス基板が破損する危険性は極めて少な
い。更に、化学強化処理によりガラス基板の表面に生じ
た凹凸(数十nm)は、その後のポリッシング加工によ
り完全に除去され、ガラス基板表面の平滑性を著しく良
好に保つことができる。更に、強化層を厚く研摩除去し
ても、主表面の両面を従来と同等の研摩装置で可能な程
度の均等さで研摩除去すれば、残存する強化層の厚さが
厚いために反りは発生しない。このような状況にするた
めには、本発明においてはポリッシング加工において主
表面の強化層をそれぞれ10μm以上、好ましくは15
μm以上研摩除去することが必要であるが、しかし強度
保持のためには強化層を10μm以上、好ましくは15
μm以上残すことが必要である。
さは偏光顕微鏡で測定し、平面度はHe−Neレーザー
を用いた光波干渉方式によって、具体的にはラッピング
後の平面度はニディック製FT−11で、ポリッシング
後の平面度はオリンパス製KIF−401で測定した。
3 、4.5重量%のLi2 O、10.0重量%のNa2
O、3.5重量%のZrO2 、2.0重量%のMgO、
2.0重量%のZnO、3.0重量%のB2 O3 を含有
するアルミノシリケート系ガラス板から、通常のハード
ディスク用基板の作製手順に従って内外径加工し、ラッ
ピング加工して、外形65mm、内径20mm、板厚
0.68mmの多数のドーナツ状基板を作製した。その
後、それらの基板を380℃の硝酸カリウム(70重量
%)と硝酸ナトリウム(30重量%)との混合溶融塩に
1時間浸漬し、強化層が60μmとなるように基板に化
学強化処理を施した。
を研摩装置にセットし、酸化セリウムスラリー研摩材と
ポリッシングパッドを用いて、削減厚さが片面20μm
となるようにポリッシング加工を実施した。この研摩操
作を7回繰り返して(合計で700枚)、基板の割れ、
欠け、クラック不良の発生状況を調べたところ、各回に
ついて第1表に示す通りであった。また、比較例とし
て、化学強化処理する前のドーナツ状基板についても上
記と同様に研摩操作を7回繰り返して、基板の割れ、欠
け、クラック不良の発生状況を調べたところ、各回につ
いて第1表に示す通りであった。
通常のハードディスク用基板の作製手順に従って内外径
加工し、ラッピング加工して、外形65mm、内径20
mm、板厚0.68mmのドーナツ状基板を作製した。
その後、それらの基板から規格内に入る平面度5μm以
下の基板を集め、380℃の硝酸カリウム(70重量
%)と硝酸ナトリウム(30重量%)との混合溶融塩に
1時間浸漬し、強化層が60μmとなるようにガラス基
板に化学強化処理を施した。
を研摩装置にセットし、酸化セリウムスラリー研摩材と
ポリッシングパッドを用いて、削減厚さが片面20μm
となるようにポリッシング加工を実施した。これらの研
摩した基板から任意に5枚を取り出し、平面度を測定し
た。その結果は第2表に示す通りであった。
ッシング加工とを逆の順序で実施した基板、即ち、ポリ
ッシング加工を実施した後化学強化処理を実施した基板
から任意の5枚を取り出し、平面度を測定した。その結
果は第2表に示す通りであった。
a の平均値は0.25nm、表面粗さの最大Rmax の平
均値は1.8nmであり、一方、比較例2の5枚の基板
の表面粗さRa の平均値は0.40nm、表面粗さの最
大Rmax の平均値は2.5nmであった。以上より、ラ
ッピング加工まで全く同じであっても、ポリッシング加
工よりも化学強化処理工程を先に実施したほうが、平面
度が良好で、且つ、ガラス基板の表面の平滑性が良く、
且つ、歩留りが高いことが分かった。
板を集めて用いた以外は実施例2と同様に実施して得た
基板について平面度を測定し(実施例3)、また比較例
2と同様に実施して得た基板について平面度を測定した
(比較例3)。それらの結果は第3表に示す通りであっ
た。
ッピング加工後の段階で平面度が規格外の5μmを超え
る基板を用いる場合であっても、本発明の製造方法を採
用することにより規格内の平面度を有する磁気記録媒体
用ガラス基板を得ることができる。
板を集めて用い、化学強化処理による強化層を60μm
の他に、40、80、120μm入れたガラス基板を製
造した以外は実施例3と同様と同様に実施して得た基板
について平面度を測定した。それらの結果は第4表に示
す通りであった。
厚くするほど平面度が向上する。
録媒体用ガラス基板の製造方法に従ってガラス基板を製
造することにより、ガラス基板の平面度、平滑度を容易
に良好にでき、また、稼働率及び生産能率を飛躍的に向
上させることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、ラッピング加工した後、ガラス基板を化学強化処
理して20μm以上の厚さの強化層を形成し、次いでポ
リッシング加工において主表面の強化層をそれぞれ10
μm以上研摩除去するが、強化層を10μm以上残すこ
とを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 【請求項2】磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法にお
いて、ラッピング加工した後、ガラス基板を化学強化処
理して30μm以上の厚さの強化層を形成し、次いでポ
リッシング加工において主表面の強化層をそれぞれ15
μm以上研摩除去するが、強化層を15μm以上残すこ
とを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
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