JP4123631B2 - ガラス基板の作成方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にコンピュータの情報記録媒体として使用される磁気ハードディスク用の基板として用いられるガラス基板の作成方法に関し、特に、ガラス基板の加工精度を向上させることにより、製造工程の短縮を可能としたガラス基板の作成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のコンピュータの普及に伴い、作成されるデータの高容量化、高速化が進展している。このような大量の情報を高速に記録/読出すことのできる情報記録媒体としての磁気ハードディスクの開発においては、従来のアルミニウム金属を用いた基板の代りに、硬度や平滑性に優れるガラス基板を用いる動きが活発になっている。特に、フロート法により成形されたガラス板は、平坦性や平滑性に優れ、また、大規模生産に適しておりコスト面でも優位となる。
【0003】
従来より、ガラス板を加工して、ドーナツ状ガラス基板を作成する方法は各種の態様が採用されているが、大別すると、コアドリルを用いる研削加工と、ホイールチップ等のカッタを使用する割断法が代表的である。コアドリルを用いる研削加工は、加工精度が良い反面、装置コストが高いという問題がある。一方、ホイールチップ等のカッタを使用する割断法は、装置コストが比較的安価である利点があるが、内周孔を抜くのに工夫を要するという問題がある。
【0004】
また、上記の2種類の方法を組合わせた加工法も一部実用化されている。すなわち、ドーナツ状ガラス基板の外周部の加工は、ホイールチップ等のカッタを使用する割断法を使用し、内周孔の加工は、コアドリルを用いる研削加工を使用する組合わせである。この方法では、内周孔の加工は、コアドリルを用いるので、該内周孔を抜くのに工夫を要せず、外周部の加工は、ホイールチップ等のカッタを使用する安価な割断法を使用できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
現在一部実用化されている上記方法は、まずドーナツ状ガラス基板の外周部の加工をホイールチップ等のカッタを使用する割断法で行い、その後に割断された外周形状よりガラス基板の中心を計算し、該中心を基準にコアドリルで内周孔の加工を行う方法である。
【0006】
しかし、この方法では割断された外周部の断面がガラス基板の面に対して垂直な形状にならないことが多く、このような外周形状よりガラス基板の中心を計算した場合、誤差を生じる。このように計算された中心基準でコアドリルの内周孔加工を行った結果、ドーナツ状ガラス基板の外周と内周孔の同心度に劣り、後加工であるチャンファーリング(エッジ部面取り加工)での取り代(加工量)を大きくしなければならない。
【0007】
本発明は、上記従来の工程の不具合を解決すべくなされたものであり、加工タクトが短く、かつドーナツ状ガラス基板の外周と内周孔の同心度に優れた磁気ハードディスク用ガラス基板の作成方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス板を加工して、ドーナツ状ガラス基板を作成する方法において、ガラス板から、前記ドーナツ状ガラス基板の内周孔となる部分をコアドリルによる研削加工で抜く工程と、前記内周孔が抜かれたガラス板の、該内周孔の孔中心を、ガラススクライバのスクライブ軸の回転中心に一致させるアラインメント工程と、前記スクライブ軸に設置され、スクライブ軸の回転中心から所定距離離れた位置に配されたカッタをガラス板に押圧しながらスクライブ軸を回転させ、ガラス板に外周切り線を入れる工程と、前記外周切り線の回りに曲げモーメントを加え、外周切り線の外側のガラス板を割断する工程、の順でガラス板を加工することを特徴とするガラス基板の作成方法を提供する。
上記方法を採ることで、ガラス基板の加工精度が向上でき、また製造工程の短縮が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を使用して説明する。
図1(a)〜(d)は、ガラス板から磁気ハードディスク用ガラス基板を加工する工程を示す。(a)は、所定寸法に切断された素板であるガラス板1である。(b)は、ガラス板1の内周孔2を、図2、3のようにコアドリル8を使用して研削加工で抜き、内周孔2が形成された状態である。(c)は、図4、5のようにガラススクライバ14によりガラス板1に外周切り線3が入れられた状態である。(d)は、外周切り線3の外側のガラス板が割断され、磁気ハードディスク用ガラス基板5が形成された状態である。それぞれの工程を以下に詳説する。
【0010】
図2は、図1のガラス板の内周孔2をコアドリル8を使用して研削加工で抜く工程を示す。ワークステージ11上にガラス板1が固定され、コアドリル8を回転させるとともに、コアドリル8の軸中心より研削液12を吐出させながらガラス板1に切り込み、内周孔2が抜かれる。
【0011】
コアドリル8の先端部には、メタルボンドダイヤモンド層9が形成されている。また、メタルボンドダイヤモンド層9には数箇所のスリット状の切込み10が形成されており、研削液の逃げがスムーズになるように図っている。
【0012】
ワークステージ11の上面は、フッ素樹脂のコーティング、または軟質な合成樹脂のフィルム、たとえばポリ塩化ビニル製保護フィルム等の緩衝層が設けられていることが好ましい。これにより、ガラスの微粉(カレット)によるガラス板への押しキズが防げる。
【0013】
ガラス板1をワークステージ11に固定する方法は、真空吸着、治具による固定等各種考えられるが、確実に固定がなされればよく、特に限定されない。また、ワークステージ11の上面には、コアドリル8がガラス板1を貫通したときに、コアドリル8がワークステージ11を削らないよう、逃げの溝または貫通孔を形成しておくのが好ましい。
【0014】
図3は、ガラス板1の内周孔2をコアドリル8を使用して研削加工で抜く工程の他の例を示す。(a)に示されるように、コアドリル8がガラス板1の板厚分の大半の加工を行った時点で一旦加工を停止し、ワークステージ11を180度反転させた後、(b)に示されるように、コアドリル8がガラス板1の板厚分の残りの部分の加工を行い、ガラス板1の反対側より貫通させる。このような工程を採ることで、貫通時にガラス板1に生じるチッピング(カケ)の発生を軽減または防止できる。なお、ガラス板1は吸引溝13により真空吸着されワークステージ11に固定される。
【0015】
図4は、内周孔2が抜かれたガラス板1の、内周孔2の孔中心を、ガラススクライバ14のスクライブ軸28の回転中心に一致させるアラインメント工程を示す。ガラススクライバ14は、図示しない架台、ワーク吸着ステージ16、躯体26、スクライブ軸28、位置決めシャフト24等より構成される。
【0016】
ガラス板1をワーク吸着ステージ16にセットし、概略位置決めをした後、真空ポンプ22からの真空吸引によりガラス板1を固定する。このときの真空圧は低く設定し、後述するアラインメント時にガラス板1がワーク吸着ステージ16上を動けるようにしておく。真空圧の調整は減圧バルブ20で行う。なお、ワーク吸着ステージ16には多数の吸引孔18、18…が設けられている。
【0017】
次に、ワーク吸着ステージ16の内周孔に下より円錐台形状の位置決めシャフト24を上昇させ、ガラス板1の内周孔2の中心がシャフト24の軸中心(スクライブ軸28の軸中心とも一致させてある)と一致するべく位置合せする。ついで、ワーク吸着ステージ16の真空吸引圧を減圧バルブ20で切り替え、吸引を強くすることでガラス板1の固定を確実にする。なお、本実施例では、位置決め手段として円錐台形状の位置決めシャフト24を使用したが、これに限定されず、たとえば、旋盤やボール盤のチャックに使用されている三つ爪チャックのような治具を使用して芯出しする方法でもよい。
【0018】
ガラス板1に切り線を入れる方法は、通常用いられている円形ガラス用スクライバと同様であり、スクライブ軸28に設置され、スクライブ軸28の回転中心から所定距離離れた位置に配されたカッタ30をガラス板1に押圧させながらスクライブ軸28を略360度回転させ、ガラス板1に外周切り線3(図1(c)参照)を入れる方法であり、図5に示される。なお、図5では、吸引孔18、18…の図示が省略してある。
【0019】
カッタ30には、ガラス板の割断時に通常用いられている、ホイールカッタ、単石のダイヤモンドからなるダイヤモンドカッタ等が使用できる。ホイールカッタには、略算盤玉形状の超鋼製のホイールチップ32が使用される。ホイールチップ32の先端角度は各種のものがあるが、ガラス板の組成、板厚等に応じて最適のものが選択される。
【0020】
外周切り線3が形成された後に外周切り線3の回りに曲げモーメントを加え、外周切り線3の外側のガラス板を割断する方法は、ガラス板1をワーク吸着ステージ16から取り外し、手折りする方法であっても、ガラス板1をワーク吸着ステージ16に固定したままで、外周切り線3の外側の数箇所に押し下げバー等を当て、曲げモーメントを加えて折る方法であってもよく、特に限定されない。
【0021】
【発明の効果】
本発明により、同心度の優れたガラス基板が得られ、ガラス基板の加工精度が向上できる。また、これにより後加工であるチャンファーリング(エッジ部面取り加工)での取り代(加工量)を少なくでき、その結果、製造工程を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明のガラス板から磁気ハードディスク用ガラス基板を加工する工程を示す図である。
【図2】本発明の、ガラス板の内周孔をコアドリルを使用して研削加工で抜く工程を示す説明図である。
【図3】本発明の、ガラス板の内周孔をコアドリルを使用して研削加工で抜く工程の他の例を示す説明図であり、(a)は、ガラス板の片面からコアドリルを切り込む状態の断面図を示し、(b)は、ガラス板の反対面からコアドリルを切り込む状態の断面図を示す。
【図4】本発明の、内周部が抜かれたガラス板の、内周孔の孔中心を、ガラススクライバのスクライブ軸の回転中心に一致させるアラインメント工程を示す説明図(断面図)である。
【図5】本発明の、カッタをガラス板に押圧させながらスクライブ軸を回転させ、ガラス板に切り線を入れる工程を示す説明図(断面図)である。
【符号の説明】
1:ガラス板
2:内周孔
3:外周切り線
5:磁気ハードディスク用ガラス基板
7:内周孔加工機
8:コアドリル
9:メタルボンドダイヤモンド層
10:切込み
11:ワークステージ
12:研削液の流れ
13:吸引溝
14:ガラススクライバ
16:ワーク吸着ステージ
18:吸引孔
20:減圧バルブ
22:真空ポンプ
26:躯体
28:スクライブ軸
30:カッタ
32:ホイールチップ

Claims (1)

  1. ガラス板を加工して、ドーナツ状ガラス基板を作成するガラス基板の作成方法において、
    ガラス板から、前記ドーナツ状ガラス基板の内周孔となる部分をコアドリルによる研削加工で抜く工程と、
    前記内周孔が抜かれたガラス板の、該内周孔の孔中心を、ガラススクライバのスクライブ軸の回転中心に一致させるアラインメント工程と、
    前記スクライブ軸に設置され、スクライブ軸の回転中心から所定距離離れた位置に配されたカッタをガラス板に押圧しながらスクライブ軸を回転させ、ガラス板に外周切り線を入れる工程と、
    前記外周切り線の回りに曲げモーメントを加え、外周切り線の外側のガラス板を割断する工程、
    の順でガラス板を加工することを特徴とするガラス基板の作成方法。
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