JP3457910B2 - Glass ceramic substrate for information storage media - Google Patents

Glass ceramic substrate for information storage media

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JP3457910B2
JP3457910B2 JP06171499A JP6171499A JP3457910B2 JP 3457910 B2 JP3457910 B2 JP 3457910B2 JP 06171499 A JP06171499 A JP 06171499A JP 6171499 A JP6171499 A JP 6171499A JP 3457910 B2 JP3457910 B2 JP 3457910B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記憶装置に用
いられる情報記憶媒体用基板、特に基板表面の改善され
た超平滑性と、高速回転対応の高ヤング率、低比重特性
およびドライブ構成部品に合致する熱膨張特性を有する
ガラスセラミックスからなる磁気ディスク基板等の情報
記憶媒体用基板およびその製造方法ならびにこれを用い
た情報記憶媒体に関する。本明細書において「情報記憶
媒体」とは、パーソナルコンピューターのハードディス
クやネットワーク用情報記録として使用される、固定型
ハードディスク・リムーバル型ハードディスク・カード
型ハードディスクやデジタルビデオカメラ・デジタルカ
メラにおいて使用可能な情報磁気記憶媒体等のディスク
状情報記憶媒体を意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate for an information storage medium used in an information storage device, particularly improved super-smoothness of the substrate surface, high Young's modulus compatible with high speed rotation, low specific gravity characteristics and drive components. The present invention relates to a substrate for information storage medium such as a magnetic disk substrate made of glass ceramics having a thermal expansion characteristic that conforms to the above, a method for manufacturing the same, and an information storage medium using the same. In the present specification, the "information storage medium" is used as a hard disk of a personal computer or information recording for a network, and an information magnetic medium that can be used in a fixed hard disk, a removable hard disk, a card hard disk, a digital video camera, a digital camera. It means a disc-shaped information storage medium such as a storage medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピュータのマルチメディ
ア化や、デジタルビデオカメラ・デジタルカメラ等のよ
うに動画や音声等の大きなデータが扱われるようにな
り、大容量の情報磁気記憶装置が必要となっている。そ
の結果、情報磁気記憶媒体は面記録密度を大きくするた
めに、ビットおよびトラック密度を増加させ、ビットセ
ルのサイズを縮小化する傾向にある。これに対応すべ
く、磁気ヘッドはビットセルの縮小化に伴って、ディス
ク表面に、より近接して作動するようになる。このよう
に、磁気ヘッドが情報磁気記憶媒体基板に対し、低浮上
状態または接触状態(コンタクト)にて作動する場合、
磁気ヘッドの起動・停止技術として、情報磁気記憶媒体
基板の特定部分(ディスク内径側もしくは外径側の未記
憶部)において吸着防止処理(テクスチャ加工等)を行
い、そこで磁気ヘッドの起動・停止を行うランディング
ゾーン方式等の技術開発が重要となってくる。
2. Description of the Related Art As personal computers become multimedia and large data such as moving images and voices are handled like digital video cameras and digital cameras, a large capacity magnetic information storage device is required. . As a result, the information magnetic storage medium tends to increase the bit and track densities and reduce the bit cell size in order to increase the areal recording density. To cope with this, as the size of the bit cell becomes smaller, the magnetic head comes to operate closer to the disk surface. In this way, when the magnetic head operates with respect to the information magnetic storage medium substrate in a low flying state or a contact state (contact),
As a technology for starting and stopping the magnetic head, adsorption prevention processing (texturing, etc.) is performed on a specific part of the information magnetic storage medium substrate (the unrecorded part on the disk inner diameter side or outer diameter side), and then the magnetic head is started and stopped. Technical development such as the landing zone method is important.

【0003】現在の情報磁気記憶装置において、磁気ヘ
ッドは、装置始動前は情報磁気記憶媒体基板に接触して
おり、装置始動時には情報磁気記憶媒体基板より浮上す
るといった動作を繰り返すCSS(コンタクト・スター
ト・ストップ)方式を行っている。この時両者の接触面
が必要以上に鏡面であると吸着が発生し摩擦係数の増大
に伴う回転始動の不円滑、情報磁気記憶媒体表面の損傷
等の問題が発生する。この様に情報磁気記憶媒体基板
は、記憶容量の増大に伴う磁気ヘッドの低浮上化と、情
報磁気記憶媒体基板上での磁気ヘッド吸着防止という、
相反する要求が要望される。これらの相反する要望に対
しては、情報磁気記憶媒体基板の特定領域に磁気ヘッド
の始動・停止部を制作するランディングゾーン技術の開
発が進められている。更にこれらランディングゾーン技
術に対抗して、磁気ヘッドを完全に接触させ、ヘッドの
始動停止を情報磁気記憶媒体基板上から外す、ランプロ
ード技術も開発されており、情報磁気記憶媒体基板表面
への要求は、よりスムーズへという方向となっている。
In the current information magnetic storage device, the magnetic head is in contact with the information magnetic storage medium substrate before the device is started, and when the device is started, the CSS (contact start) is repeated to levitate from the information magnetic storage medium substrate.・ Stop) system is used. At this time, if the contact surfaces of the two are mirror surfaces more than necessary, adsorption occurs and problems such as smooth rotation start and damage to the surface of the information magnetic storage medium occur due to an increase in the friction coefficient. As described above, the information magnetic storage medium substrate has a function of lowering the flying height of the magnetic head as the storage capacity increases and preventing the magnetic head from adsorbing on the information magnetic storage medium substrate.
Conflicting requirements are required. In response to these conflicting demands, development of a landing zone technology for producing a start / stop portion of a magnetic head in a specific area of an information magnetic storage medium substrate is under way. Furthermore, in opposition to these landing zone technologies, a ramp load technology has also been developed in which the magnetic head is brought into complete contact and the start / stop of the head is removed from the information magnetic storage medium substrate. Is becoming smoother.

【0004】また、今日磁気記憶装置の情報磁気記憶媒
体基板を高速回転化する事で情報の高速化を計る技術開
発が進んでいるが、基板の回転数が高速化する事で、た
わみや変形が発生するために、基板材には高ヤング率化
が要求されている。加えて、現在の固定型情報磁気記憶
装置に対し、リムーバブル方式やカード方式等の情報磁
気記憶装置が検討・実用化段階にあり、デジタルビデオ
カメラ,デジタルカメラ等への用途展開も始まりつつあ
る。
Further, today, technological development is being made to speed up the information by rotating the information magnetic storage medium substrate of the magnetic storage device at high speed. However, due to the increase in the rotation speed of the substrate, bending and deformation Therefore, the substrate material is required to have a high Young's modulus. In addition to the current fixed type information magnetic storage device, information magnetic storage devices such as removable type and card type are under consideration and put into practical use, and their application to digital video cameras and digital cameras is being started.

【0005】ところで、従来磁気ディスク基板材とし
て、アルミニウム合金が広く用いられているが、アルミ
ニウム合金基板では、種々の材料欠陥の影響により、研
磨工程における基板表面の突起またはスポット状の凹凸
を生じ平坦性、平滑性の点で前記の高密度記憶媒体用基
板として十分でなく、またアルミニウム合金は軟かい材
料で、ヤング率,表面硬度が低いため、ドライブの高速
回転において振動が激しく変形が生じやすいということ
や、薄形化に対応することが難しいという欠点を有して
いる。更にヘッドの接触による変形傷を生じ易く、メデ
ィアの損傷等という問題点も有しており、今日の高密度
記録化に十分対応できない。
Conventionally, aluminum alloys have been widely used as magnetic disk substrate materials. However, aluminum alloy substrates produce projections or spot-like irregularities on the surface of the substrate during the polishing process due to the effects of various material defects and become flat. Is not sufficient as a substrate for the high-density storage medium in terms of performance and smoothness, and the aluminum alloy is a soft material and has a low Young's modulus and surface hardness, so vibration is likely to be severely deformed when the drive rotates at high speed. That is, it has a drawback that it is difficult to cope with thinning. Further, the head is liable to be deformed and scratched, and the medium is damaged.

【0006】一方、アルミニウム合金基板の問題点を解
消する材料として、化学強化ガラスであるソーダライム
ガラス(SiO2−CaO−Na2O)やアルミノシリケ
ートガラス(SiO2−Al23−Na2O)が知られて
いるが、この場合、(1)研磨は化学強化後に行なわれ
るため、ディスクの薄板化における強化層の不安定要素
が高い。(2)ガラス中にNa2O成分を必須成分とし
て含有するため、成膜特性が悪化し、Na2O溶出防止
のための全面バリアコート処理が必要となり、製品の低
コスト安定生産性が難しい欠点がある。
On the other hand, as materials for solving the problems of the aluminum alloy substrate, soda lime glass (SiO 2 —CaO—Na 2 O) and aluminosilicate glass (SiO 2 —Al 2 O 3 —Na 2 ) which are chemically strengthened glass are used. O) is known, but in this case, (1) polishing is performed after chemical strengthening, so that the instability factor of the reinforcing layer in thinning the disk is high. (2) Since the glass contains the Na 2 O component as an essential component, the film forming characteristics are deteriorated, and it is necessary to perform a barrier coat treatment on the entire surface to prevent elution of Na 2 O. There are drawbacks.

【0007】更に、アルミニウム合金基板や化学強化ガ
ラス基板に対して、いくつかの結晶化ガラスが知られて
いる。例えば、USP5,626,935号公報記載の
SiO2−Li2O−MgO−P25系結晶化ガラスは、
主結晶相として二珪酸リチウム(Li2O・2SiO2
およびα−クォーツ(α−SiO2)を有し、α−クォ
ーツ(α−SiO2)の球状粒子サイズをコントロール
する事で、従来のメカニカルテクスチャー、ケミカルテ
クスチャーを不用とし、研磨して成る表面粗度(Ra)
を15〜50Åの範囲で制御を可能とした、基板表面全
面テクスチャー材として非常に優れた材料であるが、本
願が目標とする表面粗度(Ra)が9Å以下、さらに好
ましくは6Å未満という様に、急速に進む記録容量向上
に合せたヘッドの低浮上化に対応するための表面粗度を
得ることができない。また、熱膨張係数に対する議論や
示唆がまったくなされていない。
Further, some crystallized glasses are known for aluminum alloy substrates and chemically strengthened glass substrates. For example, the SiO 2 —Li 2 O—MgO—P 2 O 5 based crystallized glass described in USP 5,626,935 is:
Lithium disilicate (Li 2 O · 2SiO 2 ) as main crystal phase
And α-quartz (α-SiO 2 ) and by controlling the spherical particle size of α-quartz (α-SiO 2 ), the conventional mechanical texture and chemical texture are not used, and the surface roughness is obtained by polishing. Degree (Ra)
It is a very excellent material for the entire surface texture material of the substrate that can control the temperature in the range of 15 to 50Å, but the target surface roughness (Ra) of the present application is 9Å or less, more preferably less than 6Å. In addition, it is not possible to obtain a surface roughness to cope with the low flying height of the head in accordance with the rapid increase in recording capacity. Also, no discussion or suggestion has been made regarding the coefficient of thermal expansion.

【0008】特開平9−35234号公報には、SiO
2−Al23−Li2O系ガラスにおいて、主結晶相が二
珪酸リチウム(Li2O・2SiO2)とβ−スポジュウ
メン(Li2O・Al23・4SiO2)からなる磁気デ
ィスク用基板が開示されているが、この結晶化ガラス
は、比較的Al23成分の含有量が多い組成系であるの
と同時に、α−石英(α−SiO2)やα−クリストバ
ライト(α−SiO2)結晶等のSiO2系結晶の析出を
著しく規制したものである。この結晶化ガラスは、磁気
ディスクとしての研磨して成る中心線平均表面粗さは、
20Å以下であるが、実施例で開示される中心線平均表
面粗さは、12〜17Åと粗く、前記目標に至るもので
はないため、記憶容量向上に伴う、磁気ヘッドの低浮上
化に十分対応することができない。また、結晶化熱処理
温度についても820℃〜920℃と高温を必要とする
ため、低コスト化および量産性を妨げるものである。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-35234, SiO is disclosed.
2 -Al 2 O 3 -Li 2 in O-based glass, a magnetic disk main crystalline phase consists lithium disilicate (Li 2 O · 2SiO 2) and β- Supojuumen (Li 2 O · Al 2 O 3 · 4SiO 2) Although a substrate for use is disclosed, this crystallized glass is a composition system having a relatively large content of Al 2 O 3 component, and at the same time, α-quartz (α-SiO 2 ) and α-cristobalite (α -SiO 2 ) crystals and other SiO 2 -based crystals are significantly restricted from being precipitated. This crystallized glass has a center line average surface roughness obtained by polishing as a magnetic disk,
Although it is 20 Å or less, the center line average surface roughness disclosed in the embodiment is as rough as 12 to 17 Å and does not reach the above target. Therefore, it is possible to sufficiently reduce the flying height of the magnetic head as the storage capacity is improved. Can not do it. Further, the crystallization heat treatment temperature needs to be as high as 820 ° C. to 920 ° C., which hinders cost reduction and mass productivity.

【0009】国際公開番号WO97/01164は、上
記特開平9−35234号公報を含んだもので、Al2
3成分の範囲の下限を下げて、結晶化熱処理を低温化
(680℃〜770℃)した磁気ディスク用結晶化ガラ
スであるが、下限値を下げただけでは、その改善効果は
十分と言えず、更に実施例中で開示されるすべての結晶
化ガラスの結晶相は、β−ユークリプタイト(Li2
・Al23・2SiO2)を析出させるものである。
International Publication No. WO97 / 01164 includes the above-mentioned JP-A-9-35234, and Al 2
Although it is a crystallized glass for a magnetic disk in which the lower limit of the range of the O 3 component is lowered and the crystallization heat treatment is performed at a low temperature (680 ° C. to 770 ° C.), the improvement effect can be said to be sufficient only by lowering the lower limit. In addition, the crystal phase of all the crystallized glasses disclosed in the examples is β-eucryptite (Li 2 O).
・ Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) is deposited.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、高密度記録の
ためのランプロード方式(磁気ヘッドのコンタクトレコ
ーディング)にも十分対応し得る良好な表面特性を兼ね
備え、高速回転化に耐え得る高ヤング率と比重の関係を
改善し、各ドライブ部材に合致する熱膨張特性をも兼ね
備えた、情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板および
その製造方法ならびにこの基板を用いた情報記憶媒体を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to sufficiently deal with the ramp load method (contact recording of a magnetic head) for high density recording. A glass-ceramic substrate for an information storage medium, which has good surface characteristics, has an improved relationship between high Young's modulus that can withstand high-speed rotation and specific gravity, and has thermal expansion characteristics that match each drive member, and a method for manufacturing the same, and An object is to provide an information storage medium using this substrate.

【0011】[0011]

【課題を解消するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、主結晶相は
二珪酸リチウム(Li2O・2SiO2)およびα−クォ
ーツ(α−SiO2)結晶であり、結晶粒子はいずれも
微細な球状粒子形状であるために加工性に優れ、研磨し
て成る表面はより平滑性に優れ、ドライブ構成部品に合
致する熱膨張特性を有し、更に情報記憶装置の高速回転
にも対応し得る高ヤング率と低比重を兼ね備えている点
で、従来の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板に比
べて、一段と有利な情報記憶媒体用ガラスセラミックス
が得られることを見い出し、本発明に至った。特に、本
発明の目的を達成する情報記憶媒体用ガラスセラミック
ス基板は、その表面平滑性からランプロード方式に用い
るのに好適である。
Means for Solving the Problems As a result of extensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the main crystal phases are lithium disilicate (Li 2 O.2SiO 2 ) and α-quartz (α). -SiO 2 ) crystal, and all the crystal grains are in the form of fine spherical particles, so they have excellent workability, and the surface obtained by polishing is more smooth, and has thermal expansion characteristics that match drive components. In addition, in comparison with the conventional glass ceramic substrate for the information storage medium, the glass ceramic for the information storage medium is more advantageous than the conventional glass ceramic substrate for the information storage medium in that it has both a high Young's modulus and a low specific gravity capable of supporting high-speed rotation of the information storage device. The inventors have found that they can be obtained and have reached the present invention. In particular, the glass-ceramic substrate for an information storage medium which achieves the object of the present invention is suitable for use in a ramp load system because of its surface smoothness.

【0012】すなわち、請求項1に記載の発明は、情報
記憶媒体用ガラスセラミックス基板において、ヤング率
(GPa)/比重が37〜50の範囲であり、Al23
含有量(酸化物基準の重量百分率)が5.3%〜8%、
ZrO2含有量が0.5〜5%であること(ただし、
F、Clの各成分を含有しない)を特徴とする、情報記
憶媒体用ガラスセラミックス基板であり、請求項2に記
載の発明は、前記ガラスセラミックスにおいて、ヤング
率=95〜120GPa,比重=2.4〜2.6の範囲
にあることを特徴とする、請求項1に記載の情報記憶媒
体用ガラスセラミックス基板であり、請求項3に記載の
発明は、前記ガラスセラミックス基板において、熱膨張
係数が−50〜+70℃の範囲において65〜130×
10-7/℃の範囲であることを特徴とする、請求項1,
2のいずれか一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミ
ックス基板であり、請求項4に記載の発明は、前記ガラ
スセラミックス基板において、研磨後の表面粗度Ra
(算術平均粗さ)が3〜9Å以下であることを特徴とす
る、請求項1,2,3のいずれか一つに記載の情報記憶
媒体用ガラスセラミックス基板であり、請求項5に記載
の発明は、前記ガラスセラミックス基板において、その
主結晶相は、二珪酸リチウム(Li2O・2SiO2)お
よびα−クォーツ(α−SiO2)結晶であることを特
徴とする、請求項1,2,3,4のいずれか一つに記載
の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板であり、請求
項6に記載の発明は、Na2O,PbOを実質上含有し
ないことを特徴とする、請求項1,2,3,4,5のい
ずれか一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックス
基板であり、請求項7に記載の発明は、結晶相の結晶粒
子径(平均)が0.05μm〜0.30μmであることを
特徴とする、請求項1,2,3,4,5,6のいずれか
一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板で
あり、請求項8に記載の発明は、酸化物基準の重量百分
率で、 SiO2 71 〜81% Li2O 8 〜11% K2O 0 〜 3% MgO 0.3〜 2% ZnO 0 〜 1% P25 1 〜 3% ZrO2 0.5〜 5% TiO2 0 〜 3% Al23 5.3〜 8% Sb23 0.1〜 0.5% SnO2 0 〜 5% MoO3 0 〜 3% NiO 0 〜 2% CoO 0 〜 3% Cr23 0 〜 3% の範囲の各成分を含有し、主結晶相は、二珪酸リチウム
(Li2O・2SiO2)およびα−クォーツ(α−Si
2)結晶であることを特徴とする、請求項1,2,
3,4,5,6,7のいずれか一つに記載の情報記憶媒
体用ガラスセラミックス基板であり、請求項9に記載の
発明は、ガラス原料を溶融・成型および徐冷後、結晶化
熱処理条件として、核形成温度=550℃〜650℃,
核形成処理時間=1〜12時間、結晶成長温度=680
℃〜800℃,核成長処理時間=1〜12時間の範囲で
熱処理を行い、その研磨後の表面粗度(Ra)=9Å以
下であることを特徴とする、請求項1,2,3,4,
5,6,7,8のいずれか一つに記載の情報記憶媒体用
ガラスセラミックス基板の製造方法であり、請求項10
に記載の発明は、請求項1から8のいずれか一つに記載
の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板に、磁性膜お
よび必要に応じて下地層・保護膜・潤滑層等を形成して
なる情報磁気記憶媒体である。
That is, according to the first aspect of the invention, in the glass ceramic substrate for information storage medium, Young's modulus (GPa) / specific gravity is in the range of 37 to 50, and Al 2 O 3 is used.
The content (weight percentage based on oxide) is 5.3% to 8%,
ZrO 2 content is 0.5 to 5% (however,
A glass ceramic substrate for an information storage medium, characterized in that each component of F and Cl is not contained). The invention according to claim 2, wherein the glass ceramic has a Young's modulus of 95 to 120 GPa and a specific gravity of 2. The glass ceramic substrate for an information storage medium according to claim 1, wherein the glass ceramic substrate has a coefficient of thermal expansion of 4 to 2.6. 65 to 130x in the range of -50 to + 70 ° C
A range of 10 -7 / ° C.
2. The glass ceramics substrate for information storage medium according to any one of 2, wherein the invention according to claim 4 is the glass ceramics substrate, wherein the surface roughness Ra after polishing is
The (arithmetic average roughness) is 3 to 9Å or less, which is the glass ceramic substrate for an information storage medium according to any one of claims 1, 2 and 3, and The invention is characterized in that, in the glass-ceramic substrate, the main crystal phases thereof are lithium disilicate (Li 2 O.2SiO 2 ) and α-quartz (α-SiO 2 ) crystals. The glass ceramic substrate for an information storage medium according to any one of claims 1, 3 and 4, and the invention according to claim 6 is substantially free of Na 2 O and PbO. , 2, 3, 4, 5 is a glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of claims 1, 2 and 3, wherein the crystal grain size (average) of the crystal phase is 0.05 μm to 0. 3. 30 μm, characterized in that The glass ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 1, 2, 3, 4, 5, 6, and the invention according to claim 8, wherein the weight percentage of oxide reference is SiO 2 71 to. 81% Li 2 O 8 to 11% K 2 O 0 to 3% MgO 0.3 to 2% ZnO 0 to 1% P 2 O 5 1 to 3% ZrO 2 0.5 to 5% TiO 2 0 to 3% Al 2 O 3 5.3 to 8% Sb 2 O 3 0.1 to 0.5% SnO 2 0 to 5% MoO 3 0 to 3% NiO 0 to 2% CoO 0 to 3% Cr 2 O 3 0 to It contains each component in the range of 3%, and the main crystal phase is lithium disilicate (Li 2 O · 2SiO 2 ) and α-quartz (α-Si).
O 2 ) crystal, claim 1, 2,
The glass ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 3, 4, 5, 6 and 7, wherein the invention according to claim 9 is a crystallization heat treatment after melting / molding and gradually cooling a glass raw material. As conditions, nucleation temperature = 550 ° C. to 650 ° C.,
Nucleation treatment time = 1 to 12 hours, crystal growth temperature = 680
C. to 800.degree. C., heat treatment is carried out in the range of nuclear growth treatment time = 1 to 12 hours, and the surface roughness (Ra) after polishing is 9.ltoreq.9.ltoreq. 4,
The method for producing a glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 5, 6, 7, and 8,
The invention described in (1) is an information formed by forming a magnetic film and, if necessary, a base layer, a protective film, a lubricating layer, etc. on the glass ceramic substrate for an information storage medium according to any one of claims 1 to 8. It is a magnetic storage medium.

【0013】本発明のガラスセラミックス基板の物理的
特性,表面特性,主結晶相と結晶粒径,組成を上記の範
囲に限定した理由を以下に述べる。尚、組成は原ガラス
と同様酸化物基準で表示する。
The reasons for limiting the physical characteristics, surface characteristics, main crystal phase and crystal grain size, and composition of the glass-ceramic substrate of the present invention to the above ranges will be described below. In addition, the composition is expressed on the basis of oxides as in the original glass.

【0014】まずは、ヤング率および比重について述べ
る。前記のように、記録密度およびデータ転送速度を向
上するために、情報記憶媒体基板の高速回転化傾向が進
行しているが、この傾向に対応するには、基板材は高速
回転時のたわみによるディスク振動を防止すべく、高剛
性,低比重でなければならない。また、ヘッドの接触や
リムーバブル記憶装置のような携帯型の記憶装置に用い
た場合においては、それ十分耐え得る機械的強度,高ヤ
ング率,表面硬度を有する事が必要になる。
First, Young's modulus and specific gravity will be described. As described above, in order to improve the recording density and the data transfer rate, the tendency of the information storage medium substrate to rotate at a high speed is progressing. To cope with this tendency, the substrate material is caused by the flexure at the time of the high speed rotation. It must have high rigidity and low specific gravity to prevent disk vibration. Further, when it is used for a head contact or a portable storage device such as a removable storage device, it is necessary to have sufficient mechanical strength, high Young's modulus and surface hardness.

【0015】ところが、単に高剛性であっても比重が大
きければ、高速回転時にその重量が大きいことによって
たわみが生じ、振動を発生する。逆に低比重でも剛性が
小さければ、同様に振動が発生する。したがって、高剛
性でありながら低比重という一見相反する特性のバラン
スを取らなければならず、その好ましい範囲はヤング率
(GPa)/比重で37以上である。より好ましい範囲
は39以上であり、更に好ましい範囲は41以上であ
り、最も好ましい範囲は43以上である。尚、剛性につ
いても好ましい範囲があり、例え低比重で上記範囲を満
足しても、前記振動発生問題の点からすると、少なくと
も95GPa以上は必要であるが、基板の加工性や比重
の増加から勘案して上限は120GPa以下である必要
がある。比重についても同様で、前記振動発生問題の点
からすると、例え高剛性であっても2.6以下である必
要があるが、2.4を下回ると、この系のガラスセラミ
ックスでは所望の剛性を有する基板は実質上得難い。す
なわち、ヤング率(GPa)/比重は50以下が好まし
い。
However, if the specific gravity is large even if the rigidity is high, the weight is large at the time of high-speed rotation, so that the bending is generated and the vibration is generated. Conversely, if the rigidity is low even with low specific gravity, vibration similarly occurs. Therefore, it is necessary to balance the seemingly contradictory characteristics of high rigidity and low specific gravity, and the preferable range is Young's modulus (GPa) / specific gravity of 37 or more. A more preferable range is 39 or more, a still more preferable range is 41 or more, and a most preferable range is 43 or more. There is also a preferable range for rigidity, and even if the above specific range is satisfied even with a low specific gravity, at least 95 GPa or more is required from the viewpoint of the above-mentioned vibration generation problem, but it is considered from the viewpoint of workability and specific gravity of the substrate. Therefore, the upper limit needs to be 120 GPa or less. The same applies to the specific gravity. From the point of view of the vibration generation problem, even if the rigidity is high, it must be 2.6 or less, but if it is less than 2.4, the desired rigidity is not achieved in this type of glass ceramics. It is practically difficult to obtain the substrate. That is, the Young's modulus (GPa) / specific gravity is preferably 50 or less.

【0016】次に熱膨張係数についてであるが、記録密
度の向上に伴って、磁気ヘッドと媒体のポジショニング
に高精度を要するため、媒体基板やディスクの各構成部
品には高い寸法精度が要求される。このためこれら構成
部品との熱膨脹係数の差の影響も無視できなくなるの
で、これらの熱膨張係数差を極力少なくしなければなら
ない。特に小型の磁気情報記憶媒体に使用される構成部
品の熱膨脹係数は、+90〜+100×10-7/℃程度
のものが良く用いられており、基板もこの程度の熱膨脹
係数が必要とされるが、ドライブメーカーによってはこ
の範囲からはずれた熱膨脹係数(+70前後〜+125
前後×10-7/℃)を有する材料を構成部品に用いる場
合がある。以上のような理由により、本発明の結晶系で
強度との兼ね合いを図りながら、用いる構成部品の材質
に広く対応しうるよう、熱膨張係数範囲を決めなければ
ならず、その範囲は−50〜+70℃の範囲において、
+65〜+130×10-7/℃であることが好ましい。
さらには、熱膨張係数は+95×10-7/℃以上がより
好ましく、+110×10-7/℃以下がより好ましい。
Next, regarding the coefficient of thermal expansion, as the recording density is improved, the positioning of the magnetic head and the medium is required to be highly accurate, so that high dimensional accuracy is required for each component of the medium substrate and the disk. It Therefore, the influence of the difference in the coefficient of thermal expansion from these components cannot be ignored, and the difference in the coefficient of thermal expansion must be minimized. Particularly, the thermal expansion coefficient of the components used for a small-sized magnetic information storage medium is about +90 to + 100 × 10 −7 / ° C., and the substrate is required to have such a thermal expansion coefficient. Depending on the drive manufacturer, the coefficient of thermal expansion outside this range (around +70 to +125
A material having a front-back direction of 10 −7 / ° C.) may be used for the component. For the above-mentioned reasons, the thermal expansion coefficient range must be determined so that the crystal system of the present invention can be widely compatible with the materials of the components to be used while striking the balance with the strength, and the range is from -50 to In the range of + 70 ° C,
It is preferably +65 to + 130 × 10 −7 / ° C.
Further, the coefficient of thermal expansion is more preferably + 95 × 10 −7 / ° C. or higher, and further preferably + 110 × 10 −7 / ° C. or lower.

【0017】次に主結晶相の結晶粒径と基板の表面特性
についてであるが、先に述べたように、情報記憶媒体の
面記録密度向上に伴い、ヘッドの浮上高さが0.025
μm以下と著しく低下しており、ニアコンタクトレコー
ディング方式あるいは完全に接触するコンタクトレコー
ディング方式の方向に進みつつあり、これに対応するに
は、ディスク表面の平滑性は従来品よりも良好でなけれ
ばならない。従来レベルの平滑性で磁気記録媒体への高
密度な入出力を行おうとしても、ヘッドと媒体間の距離
が大きいため、磁気信号の入出力を行うことができな
い。またこの距離を小さくしようとすると、媒体の突起
とヘッドが衝突し、ヘッド破損や媒体破損を引き起こし
てしまう。この著しく低い浮上高さもしくは接触状態で
もヘッド破損や媒体破損を引き起こさない様にするため
は、表面粗度(Ra)は9Å以下であることが好まし
く、6Å未満であることがより好ましい。同じ理由で最
大表面粗さ(Rmax)は100Å以下であることが好
ましく、72Å未満あることがより好ましい。
Next, regarding the crystal grain size of the main crystal phase and the surface characteristics of the substrate, as described above, as the areal recording density of the information storage medium increases, the flying height of the head becomes 0.025.
It is markedly lower than μm, and it is advancing toward the near-contact recording method or the contact recording method in which the contact is perfect. To meet this, the smoothness of the disk surface must be better than that of conventional products. . Even if an attempt is made to perform high-density input / output to / from a magnetic recording medium with the smoothness of the conventional level, input / output of magnetic signals cannot be performed due to the large distance between the head and the medium. Further, if the distance is reduced, the projection of the medium collides with the head, and the head or the medium is damaged. The surface roughness (Ra) is preferably 9 Å or less, and more preferably less than 6 Å, in order not to cause head damage or medium damage even at this extremely low flying height or in a contact state. For the same reason, the maximum surface roughness (Rmax) is preferably 100 Å or less, more preferably less than 72 Å.

【0018】上記のような平滑性を有するガラスセラミ
ックス基板を得るためには、その析出結晶粒子の形状と
粒径が重要な因子となる。すなわち、析出結晶粒子は加
工性・表面粗度の面から微細な球状粒子であることが好
ましい。具体的には、所望の表面粗度を得る為に結晶粒
子径(平均)は0.30μm以下であることが好まし
く、0.2μm以下であることがより好ましい。また、
所望のヤング率を得る為には結晶粒子径(平均)は0.
05μm以上であることが好ましい。
In order to obtain the glass-ceramic substrate having the above-mentioned smoothness, the shape and grain size of the precipitated crystal grains are important factors. That is, the precipitated crystal particles are preferably fine spherical particles from the viewpoint of workability and surface roughness. Specifically, in order to obtain a desired surface roughness, the crystal grain size (average) is preferably 0.30 μm or less, and more preferably 0.2 μm or less. Also,
In order to obtain a desired Young's modulus, the crystal grain size (average) is 0.
It is preferably at least 05 μm.

【0019】次に主結晶相についてであるが、上記の物
理的特性,熱膨張係数,表面粗度を実現するために各種
検討したところ、二珪酸リチウム(Li2O・2Si
2)およびα−クォーツ(α−SiO2)結晶相の組み
合わせが最適であった。
Next, regarding the main crystal phase, various studies were conducted to realize the above-mentioned physical properties, thermal expansion coefficient, and surface roughness. As a result, lithium disilicate (Li 2 O.2Si) was obtained.
The combination of O 2 ) and α-quartz (α-SiO 2 ) crystal phases was optimal.

【0020】次にNa2O,PbO成分についてである
が、磁性膜の高精度化,微細化において、材料中のNa
2O成分を含有していると、これらのイオンが成膜工程
中に磁性膜中に拡散し、磁性膜粒子の粗大化や配向性の
低下を招くため、これらの成分を実質的に含有しないこ
とが重要である。また環境上好ましくないPbO成分も
含有すべきではない。
Next, regarding the Na 2 O and PbO components, when the precision and miniaturization of the magnetic film are improved, Na in the material is
When the 2 O component is contained, these ions are diffused in the magnetic film during the film forming process, which causes coarsening of the magnetic film particles and deterioration of the orientation. Therefore, these components are not substantially contained. This is very important. Further, it should not contain any PbO component which is environmentally unfavorable.

【0021】他にも、情報記憶媒体基板には、結晶異方
性、異物、不純物等の欠陥がなく組織が緻密で均質、微
細である事が要求されるが、上記のような結晶粒径,結
晶形状を有する主結晶相(二珪酸リチウムおよびα−ク
ォーツ)とすることによって、これらの要件を十分に満
足することができる。
In addition, the information storage medium substrate is required to have a dense, homogeneous, and fine structure without defects such as crystal anisotropy, foreign matter, and impurities. By using the main crystal phase having a crystal shape (lithium disilicate and α-quartz), these requirements can be sufficiently satisfied.

【0022】次に原ガラスの組成範囲を上記の様に限定
した理由について以下に述べる。SiO2成分は、原ガ
ラスの熱処理により、主結晶相として析出する二珪酸リ
チウム(Li2O・2SiO2)およびα−クォーツ(α
−SiO2)結晶を生成するきわめて重要な成分である
が、その量が71%未満では、得られたガラスセラミッ
クスの析出結晶が不安定で組織が粗大化しやすく、また
81%を超えると原ガラスの溶融・成形性が困難にな
る。
Next, the reason why the composition range of the raw glass is limited as described above will be described below. The SiO 2 component is composed of lithium disilicate (Li 2 O · 2SiO 2 ) and α-quartz (α) which are precipitated as a main crystal phase by heat treatment of the raw glass.
-SiO 2 ) is an extremely important component for forming crystals, but if the amount is less than 71%, the precipitated crystals of the glass ceramics are unstable and the structure tends to coarsen, and if it exceeds 81%, the raw glass It becomes difficult to melt and mold.

【0023】Li2O成分は、原ガラスの熱処理により
主結晶相として析出する二珪酸リチウム(Li2O・2
SiO2)を生成するきわめて重要な成分であるが、そ
の量が8%未満では、上記結晶の析出が困難となると共
に、原ガラスの溶融が困難となり、また11%を超える
と得られる結晶が不安定で組織が粗大化しやすい上、化
学的耐久性も低下する。
The Li 2 O component is a lithium disilicate (Li 2 O.2) which is precipitated as a main crystal phase by heat treatment of the raw glass.
SiO 2 ) is a very important component, but if the amount is less than 8%, it becomes difficult to precipitate the above-mentioned crystals and it becomes difficult to melt the raw glass, and if it exceeds 11%, the obtained crystals become The structure is unstable and the structure tends to be coarse, and the chemical durability is reduced.

【0024】K2O成分は、ガラスの溶融性を向上させ
ると共に、析出結晶の粗大化を防止する成分であるが、
その量は3%以内で十分である。
The K 2 O component is a component that improves the meltability of glass and prevents coarsening of precipitated crystals.
The amount of 3% or less is sufficient.

【0025】MgO、ZnO成分は、ガラスの溶融性を
向上させると同時に析出結晶の粗大化を防止する成分で
あるのと同時に、主結晶相として二珪酸リチウム(Li
2O・2SiO2)、α−クォーツ(α−SiO2)、α
−クォーツ固溶体(α−SiO2固溶体)の各結晶粒子
を球状に析出させることに効果的である。そのためにM
gO成分は0.3%以上であることが好ましい。同じく
ZnO成分は0.1%以上であることがより好ましい。
また、MgO、ZnO成分が過剰に含まれると、得られ
る結晶が不安定で組織が粗大化しやすく、そのためにM
gO成分は2%以下であることが好ましく、1%以下で
あることがより好ましい。同じくZnO成分は2%以下
であることが好ましく、1%以下であることがより好ま
しい。MgOとZnOの成分の和は、2%以下であるこ
とが好ましく、1%以下であることがより好ましい。
The MgO and ZnO components improve the meltability of the glass and at the same time prevent coarsening of the precipitated crystals. At the same time, the main crystal phase is lithium disilicate (Li).
2 O ・ 2SiO 2 ), α-quartz (α-SiO 2 ), α
-Effective for precipitating each crystal particle of the quartz solid solution (α-SiO 2 solid solution) into a spherical shape. Therefore M
The gO component is preferably 0.3% or more. Similarly, the ZnO component is more preferably 0.1% or more.
In addition, when the MgO and ZnO components are excessively contained, the obtained crystals are unstable and the structure is apt to coarsen.
The gO component is preferably 2% or less, more preferably 1% or less. Similarly, the ZnO component is preferably 2% or less, more preferably 1% or less. The sum of the components of MgO and ZnO is preferably 2% or less, more preferably 1% or less.

【0026】P25成分は本発明において、ガラスの結
晶核形成剤として不可欠であるが、その量が1%未満で
は結晶核形成が不十分で析出結晶相を異常成長させてし
まい、3%を超えると原ガラスの乳白失透を生じる。
In the present invention, the P 2 O 5 component is indispensable as a crystal nucleating agent for glass, but if the amount is less than 1%, the crystal nucleation is insufficient and the precipitated crystal phase grows abnormally. If it exceeds%, devitrification of the raw glass is caused.

【0027】ZrO2,TiO2成分はP25成分と同様
にガラスの結晶核形成剤として機能する上に、析出結晶
の微細化と材料の機械的強度の向上および化学的耐久性
の向上に顕著な効果を有する極めて重要な成分である
が、ZrO2成分が0.5%未満では上記効果が得られ
ず、またZrO2成分が5%あるいはTiO2成分が3%
を超えると原ガラスの溶融が困難となり、更にZrSi
4等の溶け残りが発生してしまう。
Like the P 2 O 5 component, the ZrO 2 and TiO 2 components function as crystal nucleating agents for glass, and at the same time, refine the precipitated crystals and improve the mechanical strength and chemical durability of the material. However, if the ZrO 2 component is less than 0.5%, the above effect cannot be obtained, and the ZrO 2 component is 5% or the TiO 2 component is 3%.
If it exceeds, it becomes difficult to melt the raw glass, and ZrSi
Undissolved residue such as O 4 will occur.

【0028】Al23成分は、ガラスセラミックスの化
学的耐久性および機械的硬度を向上させるのに好適であ
る。熱処理条件によって析出結晶の種類は異なってくる
が、各種熱処理条件を考慮にいれても、Li2O・2S
iO2+α−クォーツを析出させるためには、Al23
が10%未満でなければならない。好ましくは4〜8%
の範囲である。
The Al 2 O 3 component is suitable for improving the chemical durability and mechanical hardness of glass ceramics. The types of precipitated crystals differ depending on the heat treatment conditions, but even if various heat treatment conditions are taken into consideration, Li 2 O ・ 2S
In order to precipitate iO 2 + α-quartz, Al 2 O 3
Should be less than 10%. Preferably 4-8%
Is the range.

【0029】Sb23成分はガラス溶融の際の清澄剤と
して添加するが、その量は0.1%未満では上記効果が
得られないが、0.5%以下で充分である。
The Sb 2 O 3 component is added as a fining agent during glass melting. If the amount is less than 0.1%, the above effect cannot be obtained, but 0.5% or less is sufficient.

【0030】SnO2,MoO3成分はガラスセラミック
スの着色剤として有効であり、特に、製品の表面欠陥の
検出に大きな効果があるのと同時に、ランディングゾー
ンテクスチャ等で用いられるLD励起レーザー(Nd:
YAG他)を吸収し易くするために添加する事が可能で
ある。またガラス状態での透光性に優れ、結晶化前の材
料検査が容易となる他、結晶化において着色化をもたら
す事を見いだした重要な成分であるが、それぞれSnO
2成分は5%以内、MoO3成分は3%以内で十分であ
る。
The SnO 2 and MoO 3 components are effective as a coloring agent for glass ceramics, and in particular, they have a great effect on the detection of surface defects of products, and at the same time, LD excitation laser (Nd:
YAG, etc.) can be added to facilitate absorption. In addition, it has an excellent light-transmitting property in the glass state, which makes it easy to inspect the material before crystallization and is an important component found to cause coloring in crystallization.
It is sufficient that the content of 2 components is within 5% and the content of MoO 3 is within 3%.

【0031】NiO,CoO,Cr23成分は、SnO
2,MoO3成分と同様にランディングゾーンテクスチャ
等で用いられるLD励起レーザー(Nd:YAG他)の
吸収を高めるのに効果的であるが、SnO2,MoO3
分のようにガラス状態での透光性はなく、それぞれNi
O成分は2%以内,CoO成分は3%以内,Cr23
分は3%以内で十分である。
The NiO, CoO and Cr 2 O 3 components are SnO.
2, MoO 3 ingredients as well as LD excitation laser used in the landing zone texture like: Although effective in increasing the absorption of (Nd YAG other), Toru in glassy state as SnO 2, MoO 3 ingredients There is no light, each Ni
It is sufficient that the O component is within 2%, the CoO component is within 3%, and the Cr 2 O 3 component is within 3%.

【0032】次に本発明にかかる情報記憶媒体用ガラス
セラミックス基板を製造するには、上記の組成を有する
ガラスを溶解し、熱間成形および/または冷間加工を行
った後、550℃〜650℃の範囲の温度で1〜12時
間熱処理して結晶核を形成し、続いて680℃〜800
℃の範囲の温度で約1〜12時間熱処理して結晶化を行
う。
Next, in order to manufacture the glass-ceramic substrate for an information storage medium according to the present invention, the glass having the above composition is melted, hot-formed and / or cold-worked, and then 550 ° C. to 650 ° C. Heat treatment at a temperature in the range of ℃ for 1 to 12 hours to form crystal nuclei, followed by 680 to 800
Crystallization is performed by heat treatment at a temperature in the range of ° C for about 1 to 12 hours.

【0033】こうして熱処理により結晶化されたガラス
セラミックスの主結晶相は、二珪酸リチウム(α−Li
2O・2SiO2)およびα−クォーツ(α−SiO2
結晶であって、いずれの結晶相もその結晶粒子径(平
均)が0.05μm以上、0.30μm以下であり、そ
の結晶形状はほぼ球状粒子であった
The main crystal phase of the glass ceramic crystallized by the heat treatment is lithium disilicate (α-Li).
2 O ・ 2SiO 2 ) and α-quartz (α-SiO 2 ).
It was a crystal, and the crystal grain size (average) of all the crystal phases was 0.05 μm or more and 0.30 μm or less, and the crystal shape was almost spherical particles.

【0034】次にこの熱処理結晶化したガラスセラミッ
クスを常法によりラッピングした後ポリシングすること
により、表面粗度(Ra)が3Å以上、9Å以下、(R
max)が100Å以内の情報記憶媒体用ディスク基板
材が得られた。
Next, the heat-treated crystallized glass ceramics are lapped by a conventional method and then polished to obtain a surface roughness (Ra) of 3 Å or more and 9 Å or less, (R
A disc substrate material for information storage media having a max) of 100Å or less was obtained.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例につい
て説明する。表1〜表は本発明の磁気ディスク用ガラ
スセラミックス基板の実施組成例(No.1〜16)で
あり、表は比較組成例として、従来のSiO2−Li2
O−MgO−P25系ガラスセラミックス(比較1:U
SP5,626,935号公報記載のもの),SiO2
−Al23−Li2O系ガラスセラミックス(比較例
2:特開平9−35234号公報記載のもの)(比較例
3:国際特許公開番号WO97/01164号公報記載
のもの)の実施例で、これらのガラスセラミックスの組
成,核形成温度,結晶化温度,主結晶相,結晶粒子径
(平均),結晶粒子形状,研磨して成る表面粗度(R
a),(Rmax),ヤング率,比重,ヤング率(GP
a)/比重,熱膨張係数を示したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, preferred embodiments of the present invention will be described. Tables 1 to 4 show practical composition examples (Nos. 1 to 16 ) of the glass ceramic substrate for a magnetic disk of the present invention, and Table 5 shows comparative SiO 2 -Li 2 as a comparative composition example.
O-MgO-P 2 O 5 based glass ceramics (Comparative 1: U
(Described in SP 5,626,935), SiO 2
-Al 2 O 3 -Li 2 O glass ceramics (Comparative Example 2: disclosed in JP-A-9-35234) (Comparative Example 3: disclosed in International Patent Publication No. WO97 / 01164) , Composition of these glass ceramics, nucleation temperature, crystallization temperature, main crystal phase, crystal grain size (average), crystal grain shape, surface roughness formed by polishing (R
a), (Rmax), Young's modulus, specific gravity, Young's modulus (GP
a) / specific gravity and thermal expansion coefficient.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】[0041]

【0042】[0042]

【0043】本発明の上記実施例のガラスは、いずれも
酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを通常
の溶解装置を用いて約1350〜1450℃の温度で溶
解し撹拌均質化した後、ディスク状に成形・冷却を経
て、ガラス成形体を得た。そしてこれを550〜650
℃で約1〜12時間熱処理して結晶核形成後、680〜
800℃で約1〜12時間熱処理して結晶化し、所望の
ガラスセラミックスを得た。ついで上記ガラスセラミッ
クスを平均粒径5〜30μmの砥粒にて約10分〜60
分ラッピングし、その後平均粒径0.5μm〜2μmの酸
化セリュームにて約30分〜60分間研磨し仕上げた。
In each of the glasses of the above-mentioned examples of the present invention, raw materials such as oxides, carbonates and nitrates are mixed, and this is melted at a temperature of about 1350 to 1450 ° C. with a normal melting apparatus and stirred and homogenized. After being made into a glass, it was molded into a disk and cooled to obtain a glass molded body. And this is 550-650
After heat treatment at ℃ for about 1 to 12 hours to form crystal nuclei,
It was heat-treated at 800 ° C. for about 1 to 12 hours to be crystallized to obtain a desired glass ceramic. Then, the above-mentioned glass-ceramics are polished with an average grain size of 5 to 30 μm for about 10 minutes to 60 minutes.
After lapping for a minute, it was polished and finished with cerium oxide having an average particle size of 0.5 μm to 2 μm for about 30 minutes to 60 minutes.

【0044】表1〜7に示される通り、本発明と従来の
Li2O−SiO2系ガラスセラミックスの比較例とで
は、主結晶相または結晶粒子径(平均)が異なってお
り、本発明のガラスセラミックスは、二珪酸リチウム
(Li2Si25)およびα−クォーツ(α−SiO2
の結晶粒子がほぼ球状で微細であるのに対し、比較例
1,2,3のガラスセラミックスは結晶粒子径(平均)
が0.5μm以上と大きなものであった。この粒子径
(平均)では、より平滑性を求められる基板の現在の動
向において、研磨後の表面粗度や結晶粒子の脱落から発
生する欠陥に影響を及ぼすものである。更にヤング率,
比重,ヤング率(GPa)/比重に対しても、本発明は
ヤング率(GPa)/比重が39以上と良好であるのに
対し、比較例1,2,3のガラスセラミックスはヤング
率(GPa)/比重が37未満と高速回転ドライブ使用
に充分対応しうるものではない。更に熱膨張係数に対し
ても本発明のガラスセラミックスは95×10-7/℃以
上であるのに対し比較例1,2,3のガラスセラミック
スは64×10-7/℃以下と低く、特に比較例2,3の
ガラスセラミックは負の熱膨張特性を示す結晶相(β−
スポジュウメン,β−クリストバライト結晶)を含んで
いるので低膨張特性となり、ドライブ構成部品との熱膨
張係数の差が大きくなってしまい、情報記憶媒体用基板
材として情報記憶媒体用装置に不適合である。
As shown in Tables 1 to 7, the present invention and the comparative example of the conventional Li 2 O--SiO 2 glass ceramics have different main crystal phases or crystal particle diameters (average). Glass-ceramics include lithium disilicate (Li 2 Si 2 O 5 ) and α-quartz (α-SiO 2 ).
Of the glass ceramics of Comparative Examples 1, 2 and 3 are crystal particles having an average diameter.
Was as large as 0.5 μm or more. This particle size (average) affects the surface roughness after polishing and defects caused by falling off of crystal particles in the current trend of substrates that require more smoothness. Young's modulus,
Regarding the specific gravity and Young's modulus (GPa) / specific gravity, the present invention has a good Young's modulus (GPa) / specific gravity of 39 or more, while the glass ceramics of Comparative Examples 1, 2, and 3 have Young's modulus (GPa). ) / Specific gravity is less than 37, which is not sufficiently compatible with high-speed rotation drive use. Further, the coefficient of thermal expansion of the glass-ceramics of the present invention is 95 × 10 −7 / ° C. or higher, whereas the glass-ceramics of Comparative Examples 1, 2 and 3 are low at 64 × 10 −7 / ° C. or less, and particularly, The glass ceramics of Comparative Examples 2 and 3 have a crystalline phase (β-
Spodium, β-cristobalite crystal), it has a low expansion characteristic, and the difference in the coefficient of thermal expansion from the drive components becomes large, making it unsuitable as an information storage medium device as a substrate material for information storage medium.

【0045】また上記の実施例よって得られたガラスセ
ラミックス基板に、DCスパッタ法によりCr中間層
(80nm),Co−Cr磁性層(50nm),SiC
保護膜(10nm)を成膜した。次いでパーフルオロポ
リエーテル系潤滑剤(5nm)を塗布して情報記憶媒体
を得た。これによって得られた情報記憶媒体はその良好
な平滑度により、従来よりもヘッド浮上高を低減するこ
とができ、またランプロード方式によって、ヘッドと媒
体が接触状態での入出力を行っても、ヘッド破損・媒体
破損を生じることなく、磁気信号の入出力を行うことが
できた。
On the glass ceramic substrate obtained in the above embodiment, a Cr intermediate layer (80 nm), a Co--Cr magnetic layer (50 nm), and SiC were formed by DC sputtering.
A protective film (10 nm) was formed. Then, a perfluoropolyether lubricant (5 nm) was applied to obtain an information storage medium. The information storage medium obtained by this can reduce the flying height of the head more than before because of its good smoothness, and by the ramp load method, even if the head and the medium perform input / output in a contact state, It was possible to input and output magnetic signals without causing head damage or media damage.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、上記従来
技術に見られる諸欠点を解消しつつ、高記録密度化に対
応した表面平滑特性と高速回転化に対応した高ヤング率
−比重の良好なバランス、情報記憶媒体装置に合致した
熱膨張特性を兼ね備えた、情報記憶媒体用ガラスセラミ
ックス基板として好適なガラスセラミックス基板および
その製造方法ならびにこれを用いた情報記憶媒体を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, the surface smoothness characteristics corresponding to the high recording density and the high Young's modulus-specific gravity corresponding to the high speed rotation are solved while solving the above-mentioned drawbacks. It is possible to provide a glass-ceramic substrate suitable for a glass-ceramic substrate for an information storage medium, a method for producing the same, and an information storage medium using the same, which have both a good balance of properties and a thermal expansion characteristic that matches an information storage medium device. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平11−41370 (32)優先日 平成11年2月19日(1999.2.19) (33)優先権主張国 日本(JP) 前置審査 (56)参考文献 特開 平10−158034(JP,A) 特開 平10−45426(JP,A) 特開 平11−16143(JP,A) 特開 平11−16142(JP,A) 特開 平11−16151(JP,A) 特開2000−143290(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 1/00 - 14/00 G11B 5/62 - 5/858 WPI─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 11-41370 (32) Priority date February 19, 1999 (February 19, 1999) (33) Priority claim country Japan (JP) Preliminary Examination (56) Reference JP 10-1558034 (JP, A) JP 10-45426 (JP, A) JP 11-16143 (JP, A) JP 11-16142 (JP, A) JP 11-16151 (JP, A) JP 2000-143290 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C03C 1/00-14/00 G11B 5 / 62-5/858 WPI

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヤング率(GPa)/比重が37〜50
の範囲であり、Al23含有量(酸化物基準の重量百分
率)が5.3%〜8%、ZrO2含有量が0.5〜5%
であること(ただし、F、Clの各成分を含有しない)
を特徴とする、情報記憶媒体用ガラスセラミックス基
板。
1. Young's modulus (GPa) / specific gravity of 37 to 50
And the Al 2 O 3 content (weight percentage based on oxide) is 5.3% to 8%, and the ZrO 2 content is 0.5 to 5%.
(However, each component of F and Cl is not included)
A glass-ceramic substrate for information storage media, characterized by:
【請求項2】 ヤング率=95〜120GPa,比重=
2.4〜2.6の範囲にあることを特徴とする、請求項
1に記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板。
2. Young's modulus = 95 to 120 GPa, specific gravity =
The glass-ceramic substrate for an information storage medium according to claim 1, wherein the glass-ceramic substrate is in the range of 2.4 to 2.6.
【請求項3】 熱膨張係数が−50〜+70℃の範囲に
おいて65〜130×10-7/℃の範囲であることを特
徴とする、請求項1,2のいずれか一つに記載の情報記
憶媒体用ガラスセラミックス基板。
3. The information according to claim 1, wherein the coefficient of thermal expansion is in the range of 65 to 130 × 10 −7 / ° C. in the range of −50 to + 70 ° C. Glass-ceramic substrate for storage media.
【請求項4】 研磨後の表面粗度Ra(算術平均粗さ)
が3〜9Åであることを特徴とする、請求項1,2,3
のいずれか一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミッ
クス基板。
4. Surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) after polishing
Is 3 to 9Å, Claims 1, 2, 3
A glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 1.
【請求項5】 主結晶相は、二珪酸リチウム(Li2
・2SiO2)およびα−クォーツ(α−SiO2)結晶
であることを特徴とする、請求項1,2,3,4のいず
れか一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基
板。
5. The main crystal phase is lithium disilicate (Li 2 O).
· 2SiO 2) and α- quartz (α-SiO 2) characterized in that it is a crystalline, glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of claims 1, 2, 3, 4.
【請求項6】 Na2O,PbOを実質上含有しないこ
とを特徴とする、請求項1,2,3,4,5のいずれか
一つに記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板。
6. The glass-ceramic substrate for an information storage medium according to claim 1, which is substantially free of Na 2 O and PbO.
【請求項7】 結晶相の結晶粒子径(平均)が0.05
μm〜0.30μmであることを特徴とする、請求項1,
2,3,4,5,6のいずれか一つに記載の情報記憶媒
体用ガラスセラミックス基板。
7. The crystal grain size (average) of the crystal phase is 0.05.
It is characterized by being in the range of μm to 0.30 μm.
2. A glass-ceramic substrate for information storage media according to any one of 2, 3, 4, 5, and 6.
【請求項8】 酸化物基準の重量百分率で、 SiO2 71 〜81% Li2O 8 〜11% K2O 0 〜 3% MgO 0.3〜 2% ZnO 0 〜 1% P25 1 〜 3% ZrO2 0.5〜 5% TiO2 0 〜 3% Al23 5.3〜 8% Sb23 0.1〜 0.5% SnO2 0 〜 5% MoO3 0 〜 3% NiO 0 〜 2% CoO 0 〜 3% Cr23 0 〜 3% の範囲の各成分を含有し、主結晶相は、二珪酸リチウム
(Li2O・2SiO2)およびα−クォーツ(α−Si
2)結晶であることを特徴とする、請求項1,2,
3,4,5,6,7のいずれか一つに記載の情報記憶媒
体用ガラスセラミックス基板。
8. A weight percentage of oxide, SiO 2 71 to 81% Li 2 O 8 to 11% K 2 O 0 to 3% MgO 0.3 to 2% ZnO 0 to 1% P 2 O 5 1 〜3% ZrO 2 0.5 〜 5% TiO 2 0 〜 3% Al 2 O 3 5.38% Sb 2 O 3 0.1 〜 0.5% SnO 2 〜 5% MoO 3 〜 3 % NiO 0 to 2% CoO 0 to 3% Cr 2 O 3 0 to 3% are contained in the respective components, and the main crystal phase is lithium disilicate (Li 2 O.2SiO 2 ) and α-quartz (α). -Si
O 2 ) crystal, claim 1, 2,
The glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 3, 4, 5, 6, 7.
【請求項9】 ガラス原料を溶融・成型および徐冷後、
結晶化熱処理条件として、核形成温度=550℃〜65
0℃,核形成処理時間=1〜12時間、結晶成長温度=
680℃〜800℃,核成長処理時間=1〜12時間の
範囲で熱処理を行い、その研磨後の表面粗度(Ra)=
9Å以下であることを特徴とする、請求項1,2,3,
4,5,6,7,8のいずれか一つに記載の情報記憶媒
体用ガラスセラミックス基板の製造方法。
9. The glass raw material is melted / molded and gradually cooled,
As the crystallization heat treatment condition, nucleation temperature = 550 ° C. to 65
0 ° C., nucleation treatment time = 1 to 12 hours, crystal growth temperature =
Heat treatment is performed at a temperature of 680 ° C. to 800 ° C. and a nucleus growth treatment time of 1 to 12 hours, and the surface roughness (Ra) after polishing =
Claims 1, 2, 3, characterized in that it is 9 Å or less.
4. A method for manufacturing a glass-ceramic substrate for an information storage medium according to any one of 4, 5, 6, 7, and 8.
【請求項10】 請求項1から8のいずれか一つに記載
の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板に、磁性膜お
よび必要に応じて下地層・保護膜・潤滑層等を形成して
なる情報磁気記憶媒体。
10. An information magnetic comprising a glass ceramic substrate for an information storage medium according to claim 1, on which a magnetic film and, if necessary, an underlayer, a protective film, and a lubricating layer are formed. Storage medium.
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