JP3182758U

JP3182758U - チャック治具

Info

Publication number: JP3182758U
Application number: JP2013000388U
Authority: JP
Inventors: ダジャイアラン
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2023-01-28

Abstract

【課題】研磨後のガラス基板をより確実に移送させることができるチャック治具を提供する。
【解決手段】チャック治具５は、一対の主表面、側壁面、及び、側壁面と主表面の間に介在する面取面とを備え、内孔を有するガラス基板を保持する。このチャック治具には、円筒状の一対の係合部５０が設けられ、把持部４８の操作に応じて、前記一対の係合部間が拡がる開状態、又は前記一対の係合部間が狭まる閉状態となる。ガラス基板が基準面に配置されている状態で、上方からガラス基板の内孔に対して閉状態の前記一対の係合部を挿入し、内孔の中で前記一対の係合部を開状態としたときに、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面と、前記一対の係合部５０とが接触するように構成されている。
【選択図】図５

Description

本考案は、ガラス基板を移送させるための技術に関する。

今日、パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。

また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。このようなディスク基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、基板表面を出来る限り平らにして磁性粒の成長方向を垂直方向に揃えることが好ましい。
さらに、記憶容量の一層の増大化のために、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height)機構を搭載した磁気ヘッドを用いて磁気記録面からの浮上距離を極めて短くすることにより、磁気ヘッドの記録再生素子と磁気ディスクの磁気記録層との間の磁気的スペーシングを低減して情報の記録再生の精度をより高める（Ｓ／Ｎ比を向上させる）ことも行われている。この場合においても、磁気ヘッドによる磁気記録情報の読み書きを長期に亘って安定して行うために、磁気ディスクの基板の表面凹凸は可能な限り小さくすることが求められる。

磁気ディスクの基となる磁気ディスク用ガラス基板の主表面を表面凹凸は可能な限り小さくする目的で、磁気ディスク用ガラス基板に対して主表面研磨工程が行われる。この主表面研磨工程では、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置が用いられる。両面研磨装置を用いて研磨を行うとき、磁気ディスク用ガラス基板をキャリアに収容させ、このキャリアを遊星歯車機構によって自転及び公転させつつ、研磨液をキャリアに供給しながら研磨を行う。ここで、研磨が終了した磁気ディスク用ガラス基板は、キャリアから取り出されて次工程へ移送されるが、ガラス基板を落下させて損傷させることなくキャリアから取り出すことを目的として、磁気ディスク用ガラス基板の内周端部をチャックするためのチャック治具が知られている（特許文献１）。

特開２０１０−２３８２９１号公報

上記特許文献１に記載されているチャック治具では、図７及び図８に示されるように、ガラス基板（ガラス基材１ａ）の内周端部をチャックするために、スリーブを回転させることで図７から図８の状態となるようにし（つまり、端部６１を縮径させ）、それによって端部６１をガラス基板に接触させてガラス基板をチャックするように構成されている。しかし、研磨直後のガラス基板の表面は、研磨液（スラリー）によって濡れた状態であるため、滑りやすくなっている。そのため、チャック治具の端部６１とガラス基板の内周端部の側壁面のみが接触する構成では、ガラス基板の保持が適切に行われない場合や、接触後の接触面の面圧次第ではガラス基板が移送中に落下してしまう場合があった。なお、このような問題は、ガラス基板の主表面と側壁面に介在する面取面が短いもの（ショートチャンファータイプ）や薄板基板の場合により生じやすい。
そこで、本考案は、研磨後のガラス基板をより確実に移送させることができるチャック治具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案は、一対の主表面、側壁面、及び、側壁面と主表面の間に介在する面取面とを備え、内孔を有するガラス基板を保持するためのチャック治具である。このチャック治具は、円筒状の一対の係合部が設けられ、把持部の操作に応じて、前記一対の係合部間が拡がる開状態、又は前記一対の係合部間が狭まる閉状態となり、ガラス基板が基準面に配置されている状態で、上方からガラス基板の内孔に対して閉状態の前記一対の係合部を挿入し、内孔の中で前記一対の係合部を開状態としたときに、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面と、前記一対の係合部とが接触するように構成されている。

好ましくは、前記一対の係合部は、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面に対して、面接触する形状である。

さらに好ましくは、前記一対の係合部は、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面、及び内孔の側壁面の両面に対して、面接触する形状である。

前記把持部の操作がないときには前記一対の係合部は開状態となっており、前記把持部の操作がなされたときには前記一対の係合部は閉状態となっていてもよい。

本考案のチャック治具によれば、研磨後のガラス基板をより確実に移送させることができる。

磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す図。磁気ディスク用ガラス基板の主表面研磨工程で使用される研磨装置の分解斜視図。磁気ディスク用ガラス基板の主表面研磨工程で使用される研磨装置の断面図。実施形態のチャック治具を用いて研磨装置から磁気ディスク用ガラス基板を移送のためにチャックする作業状態を示す図。実施形態のチャック治具の一対の係合部の閉状態と開状態を示す図。実施形態のチャック治具の一対の係合部が内孔の中で開状態となった場合の係合状態を示す断面図。実施形態の変形例に係るチャック治具の一対の係合部が内孔の中で開状態となった場合の係合状態を示す断面図。

以下、本考案のチャック治具の一実施形態について説明する。
先ず、実施形態のチャック治具のチャック対象である磁気ディスク用ガラス基板について説明し、次いで、実施形態のチャック治具の使用例を示すために、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。

［磁気ディスク用ガラス基板］
実施形態のチャック治具のチャック対象である磁気ディスク用ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。

図１に、実施形態のチャック治具のチャック対象である磁気ディスク用ガラス基板１の外観形状を示す。図１（ａ）に示すように、磁気ディスク用ガラス基板１は、内孔２が形成された、ドーナツ型の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板１のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板として好適である。公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合、ガラス基板の厚さは０．６３５〜０．８ｍｍである。
図１（ｂ）は、磁気ディスク用ガラス基板１の内周側の端部の断面を拡大して示す図である。図１（ｂ）に示すように、磁気ディスク用ガラス基板１は、一対の主表面１ｐと、一対の主表面１ｐに対して直交する方向に沿って配置された側壁面１ｔと、一対の主表面１ｐと側壁面１ｔとの間に配置された一対の面取面１ｃとを有する。図示しないが、磁気ディスク用ガラス基板１の外周側の端部についても同様に、側壁面と面取面が形成されている。面取面１ｃの主表面１ｐに対する傾斜角度は、特に制限されないが、例えば４５°である。面取面は、断面視において円弧状に形成されていてもよい。以下の説明では、側壁面と面取面を総称して端面ともいう。
なお、磁気ディスク用ガラス基板１の基となる、製造途中のガラス基板Ｇについても、外観及び内周側の端部について図１と同様の形態となっている。そこで、以下では便宜的に、ガラス基板Ｇの各部についても同一の符号（１ｐ，１ｔ，１ｃ等）を付して説明する。

［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
磁気ディスク用ガラス基板は、例えば以下のようにして製造される。
例えばフロート法によって板状ガラスを形成した後、この板状ガラスから、磁気ディスク用ガラス基板の元となる所定形状のガラス基板が切り出される。フロート法の代わりに、例えば上型と下型を用いたプレス成形によってガラス基板を成形してもよい。なお、ガラス基板は、これらの方法に限らず、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することもできる。なお、ガラス基板の両主表面に対して、必要に応じて、アルミナ系遊離砥粒を用いたラッピング加工を行ってもよい。次いで、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、円盤状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。なお、ダイヤモンドカッター等によるスクライビングによって、円環状のガラス基板を作製することもできる。

次いで、ガラス基板の端部（外周端部及び内周端部）に面取面を形成する。円環状のガラス基板の外周端部及び内周端部に対して、例えば総形砥石を用いて、面取面が形成される。さらに、ガラス基板の内周側の側壁面及び外周側の側壁面を鏡面仕上げを行う。
そして両面研削装置を用いてガラス基板の主表面に対して研削加工を行う。

次に、研削されたガラス基板に対して主表面研磨が施される。主表面研磨による取り代は、例えば数μｍ〜５０μｍ程度である。主表面研磨は、固定砥粒による研削により主表面に残留したキズ、歪みの除去、うねり、微小うねりの調整を目的とする。主表面研磨の後、例えば化学強化、及び最終研磨（鏡面研磨）の各工程を経て磁気ディスク用ガラス基板１が得られる。

［研磨装置］
次に、上記主表面研磨で使用される研磨装置について図２及び図３を参照して説明する。図２は、主表面研磨工程で使用される研磨装置（両面研磨装置）の分解斜視図である。図３は、主表面研磨工程で使用される研磨装置（両面研磨装置）の断面図である。

図２に示すように、研磨装置は、上下一対の定盤、すなわち上定盤４０および下定盤６０を有している。上定盤４０および下定盤６０の間に円環状のガラス基板Ｇが狭持され、上定盤４０または下定盤６０のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板Ｇと各定盤とを相対的に移動させることで、このガラス基板Ｇの両主表面を研磨することができる。

図２及び図３を参照して研磨装置の構成をさらに具体的に説明する。
研磨装置において、下定盤６０の上面および上定盤４０の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッド１０が取り付けられている。キャリア３０は、外周部に設けられて太陽歯車６１及び内歯車６２に噛合する歯部３１と、ガラス基板Ｇを収容し保持するための１または複数の孔部３２とを有する。太陽歯車６１、外縁に設けられた内歯車６２および円板状のキャリア３０は全体として、中心軸ＣＴＲを中心とする遊星歯車機構を構成する。円板状のキャリア３０は、内周側で太陽歯車６１に噛合し、かつ外周側で内歯車６２に噛合するともに、ガラス基板Ｇ（ワーク）を１または複数を収容し保持する。下定盤６０上では、キャリア３０が遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板Ｇと下定盤６０とが相対的に移動させられる。例えば、太陽歯車６１がＣＣＷ（反時計回り）の方向に回転すれば、キャリア３０はＣＷ（時計回り）の方向に回転し、内歯車６２はＣＣＷの方向に回転する。その結果、研磨パッド１０とガラス基板Ｇの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス基板Ｇと上定盤４０とを相対的に移動させてよい。

上記相対運動の動作中には、上定盤４０がガラス基板Ｇに対して（つまり、鉛直方向に）所定の荷重で押圧され、ガラス基板Ｇに対して研磨パッド１０が押圧される。また、図示しないポンプによって研磨液（スラリー）が、研磨液供給タンク７１から１または複数の配管７２を経由してガラス基板Ｇと研磨パッド１０の間に供給される。この研磨液に含まれる研磨剤によってガラス基板Ｇの主表面が研磨される。

［チャック治具］
図４は、実施形態のチャック治具５を用いて研磨装置から磁気ディスク用ガラス基板を移送のためにチャックする作業状態を示す図である。図５は、実施形態のチャック治具５の閉状態と開状態の斜視図である。
図４（ａ）に示すように、ガラス基板Ｇの主表面研磨が終了すると、ガラス基板Ｇを次工程（例えば、化学強化工程）へ移送するために、作業者がチャック治具５を使用して、キャリア３０の孔部３２に収容されているガラス基板Ｇをチャックして取り出す。
図５に示すように、チャック治具５は、全体としてペンチのような形態をしており、作業者がチャック治具５を保持するための把持部４８と、前端に設けられる一対の係合部５０とを備えている。チャック治具５は、作業者による把持部４８の操作に応じて、一対の係合部５０間が拡がる開状態（図５の（ｂ））、又は前記一対の係合部間が狭まる閉状態（図５の（ａ））となる。つまり、把持部４８の操作がないときには一対の係合部５０は開状態となっており、把持部４８の操作がなされたときには一対の係合部５０は閉状態となる。

ガラス基板Ｇがキャリア３０の孔部３２に収容され、研磨パッド１０の表面（基準面）に配置されている状態で、作業者は、上方からガラス基板Ｇの内孔２に対して閉状態の一対の係合部５０を挿入し、内孔の中で一対の係合部５０を開状態とする。これによって、図４（ａ）に示すように、チャック治具５の一対の係合部５０がガラス基板Ｇの内周端部と係合して（つまり、ガラス基板Ｇがチャックされ）、ガラス基板Ｇを上方へ持ち上げることができる。ガラス基板Ｇを上方へ持ち上げた後、ガラス基板Ｇを開状態から閉状態とすることで、ガラス基板Ｇがチャック治具５によってチャックされなくなり、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｇがチャック治具５に係合されている状態を解除することができる。この後、ガラス基板Ｇは次工程へ移送される。

次に、チャック治具５の一対の係合部５０の先端５０ａの形状と、その先端５０ａがガラス基板Ｇの内周端部と係合しているときの状態とを、図６を参照して説明する。図６は、実施形態のチャック治具５の一対の係合部５０が内孔２の中で開状態となった場合の係合状態を示す断面図である。
図５及び図６に示すように、チャック治具５の一対の係合部５０は、全体として円筒形状であるが、その先端５０ａは先にいくにつれて拡がるテーパー形態となっている。その拡がり度合いを示す図中の角度θ１は、先端５０ａが、研磨パッド１０の表面に接するガラス基板Ｇの主表面１ｐと内孔の側壁面１ｔとの間に介在する面取面１ｃと接触する限り、任意の値に設定することができる。例えば、ガラス基板Ｇの面取面１ｃの主表面１ｐに対する傾斜角度が４５°である場合には、角度θ１は、０＜θ１＜９０°の範囲の任意の値とすることができ、より好ましくは、０＜θ１＜４５°の範囲の値であり、θ１＝４５°であるのが最も好ましい。角度θ１が０＜θ１＜９０°の範囲であれば、先端５０ａが面取面１ｃと研磨パッド１０の間に入り込むため、先端５０ａによりガラス基板Ｇを下から引っ掛けることが可能となり、開状態のチャック治具５によってガラス基板Ｇをチャックして持ち上げたときにガラス基板Ｇの落下を防止することができる。

図６は、θ１＝４５°の場合を示しており、この場合には、一対の係合部５０の先端５０ａとガラス基板Ｇの面取面１ｃとが面接触するようになるため、より確実にガラス基板Ｇを持ち上げることができる。特に、主表面研磨直後のガラス基板Ｇはスラリーによって濡れた状態となっているために滑りやすく、確実に持ち上げることが難しいが、一対の係合部５０の先端５０ａとガラス基板Ｇの面取面１ｃとが面接触することで、先端５０ａによりガラス基板Ｇを下からより確実に引っ掛けることが可能となり、面取面１ｃが濡れた状態でもガラス基板Ｇを確実に持ち上げることができる。
なお、図６では、先端５０ａが、ガラス基板Ｇの上側の主表面１ｐと内孔２の側壁面１ｔとの間に介在する面取面１ｃと接触する場合について示しているが、これは必須ではない。

図７は、実施形態のチャック治具５の変形例に係る一対の係合部５０が内孔２の中で開状態となった場合の係合状態を示す断面図である。図７に示すチャック治具５は、図６に示したものと比較して、一対の係合部５０の形状が異なる。図７に示す一対の係合部５０は、研磨パッド１０の表面（基準面）に接するガラス基板Ｇの主表面１ｐと内孔２の側壁面１ｔとの間に介在する面取面１ｃ、及び内孔２の側壁面１ｔの両面に対して、面接触する形状となっている。その具体的な寸法は、チャック対象となるガラス基板Ｇの内周端部の寸法に合わせて適宜決定することができる。
図７に示した一対の係合部５０は、ガラス基板Ｇの内周端部の側壁面１ｔとも面接触するが、開状態の一対の係合部５０の先端５０ａと側壁面１ｔの間に生ずる摩擦力によって、ガラス基板Ｇがさらに落下し難くなっており、ガラス基板Ｇをより確実に持ち上げることができる。
なお、図７においても、先端５０ａが、ガラス基板Ｇの上側の主表面１ｐと内孔２の側壁面１ｔとの間に介在する面取面１ｃと接触する場合について示しているが、これは必須ではない。

このチャック治具の考案者は、本考案の効果を確認するために、図４に示したように、研磨装置から主表面研磨後のガラス基板をチャック治具によってチャックして手に取る作業を、図６に示した先端５０ａを備えたチャック治具５を用いて１０００枚分行った。その結果、作業の成功率は１００％であった。特許文献１に開示されているチャック治具を用いて同様の作業を行ったところ、作業の成功率は９８％であった。すなわち、本考案のチャック治具が従来のものと比較して、研磨後のガラス基板をより確実に移送させることができる点が確認された。

以上、本考案のチャック治具について詳細に説明したが、本考案は上記実施形態に限定されず、本考案の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。

１…磁気ディスク用ガラス基板
１ｐ…主表面
１ｔ…側壁面
１ｃ…面取面
２…内孔
５…チャック治具
４８…把持部
５０…一対の係合部
５０ａ…先端

Claims

一対の主表面、側壁面、及び、側壁面と主表面の間に介在する面取面とを備え、内孔を有するガラス基板を保持するためのチャック治具であって、
一対の係合部が設けられ、把持部の操作に応じて、前記一対の係合部間が拡がる開状態、又は前記一対の係合部間が狭まる閉状態となり、
ガラス基板が基準面に配置されている状態で、上方からガラス基板の内孔に対して閉状態の前記一対の係合部を挿入し、内孔の中で前記一対の係合部を開状態としたときに、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面と、前記一対の係合部とが接触するように構成されている、
チャック治具。
前記一対の係合部は、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面に対して、面接触する形状である、
請求項１に記載されたチャック治具。
前記一対の係合部は、前記基準面に接するガラス基板の主表面と内孔の側壁面との間に介在する面取面、及び内孔の側壁面の両面に対して、面接触する形状である、
請求項１に記載されたチャック治具。
前記把持部の操作がないときには前記一対の係合部は開状態となっており、前記把持部の操作がなされたときには前記一対の係合部は閉状態となる、
請求項１〜３のいずれかに記載されたチャック治具。