JP4267743B2 - 情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板の研磨加工方法 - Google Patents

Description

【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ガラスセラミックス基板の加工方法に関する。尚、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のハードディスクとして使用される、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ディスク状情報記憶媒体を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の固定型情報記憶装置に対して、リムーバル方式やカード方式等の情報記憶装置が検討、実用段階にありデジタルビデオカメラ，デジタルカメラ等の用途展開も始まりつつある。この様な動向により、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普及が近年急速に進みつつあり、動画や音声等の大きなサイズのデータを扱うべく、大容量の情報磁気記憶装置が求められている。これに対応するため、情報記憶媒体はビットセルのサイズを縮小化して面記録密度を大きくなければならず、一方、磁気ヘッドはビットセルの縮小化に伴い、ディスク表面により近接して作動するニアコンタクトレコーディングや、更にコンタクトレコーディング方式を採用する方向へ進みつつある。
【０００３】
ところで、従来情報記憶媒体用基板材は、アルミニウム合金の代替基板としてガラスセラミックス基板や化学強化ガラス基板が広く用いられている。これらの材料の加工方法は、一般的に１次加工→２次加工→研磨加工の３段階により構成されており、更に研磨加工においては、一次研磨、二次研磨の工程が一般的であり、用いられる研磨液中の研磨材もＣｅＯまたはＳｉＯ₂が使用されている。しかし近年情報磁気記憶媒体用基板材へ要求される高硬度・高ヤング率材に対しては、いずれの研磨材も研磨能率が低く、更に得られる表面平滑性にも限界が出ており、今後更に進んでいく高密度化に対応し得る、超平滑性が得られなくなりつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術に見られる諸欠点を解消すべく、情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板材に好適な研磨加工方法を提供することにある。
【０００５】
【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、情報記憶媒体用ガラスセラミック基板の研磨加工において、研磨液中の研磨材，研磨液中の研磨材含有量、研磨液ｐＨを限定することにより、高硬度・高ヤング率であるガラスセラミックス基板材の研磨加工レートを低減させることなく、基板表面の平滑性が非常に良好な研磨加工が可能となることを見い出し、本発明に至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の発明は、主結晶相が２珪酸リチウムのＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスセラミックスである情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板において、研磨加工における研磨液中の研磨材が、ＺｒＯ₂および／またはＡl₂Ｏ₃であり、前記研磨液のｐＨが８〜１１の範囲であることを特徴とする情報記憶媒体用ガラスセラミックスの研磨加工方法であり、請求項２に記載の発明は、前記研磨方法において、研磨液中のＺｒＯ₂および／またはＡl₂Ｏ₃の粒子径が０．２μｍ〜２．０μｍの範囲で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の研磨加工方法であり、請求項３に記載の発明は、前記研磨方法において、研磨液中のＺｒＯ₂および／またはＡｌ₂Ｏ₃の研磨材は研磨液中含有量が３〜２５ｗｔ％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックスの研磨加工方法である。
【０００７】
本発明の情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板の研磨加工方法を上記のように限定した理由を以下に示す。
【０００８】
まずは、研磨材であるが、ＺｒＯ₂および／またはＡl₂Ｏ₃の研磨材は、本発明において最も重要な要素であるが、従来のＣｅＯ，ＳｉＯ₂研磨材では、高剛性を有するガラスセラミックス基板材に対しては加工レートが著しく低く、研磨加工に要する時間が長時間となってしまい、最終製品のコストが高価になってしまう。しかしＺｒＯ₂および／またはＡl₂Ｏ₃の研磨材は、これら従来の研磨材に比較して加工レートが２〜５倍と優れるものである。またこれらＺｒＯ₂および／またはＡl₂Ｏ₃の研磨材は限定された粒子径でなければならない。すなわちその粒子径が０．２μｍ未満では加工レートが低くなってしまい、２．０μｍを超えると平滑性の優れた基板表面を得るのが困難となる。
【０００９】
またこれらの研磨材の研磨液中含有量が３ｗｔ％未満では加工レートが低くなってしまい、２５ｗｔ％を超えるとスクラッチ等の基板表面への影響が出てしまう。さらにこれらの研磨材を用いた研磨液は研磨加工におけるメカノケミカル的な化学的加工を促進させるためには、研磨液のｐＨは、８〜１１の範囲であることが好ましい。
【００１０】
さらにこれらの加工方法で研磨加工されるのに好適なガラスセラミックスは、ＳｉＯ₂―Ａｌ₂Ｏ₃―Ｌｉ₂Ｏ系ガラスセラミックスまたはＳｉＯ₂―Ａｌ₂Ｏ₃―ＲＯ―ＴｉＯ₂系ガラスセラミックス（但し、Ｒはアルカリ土類金属元素から選ばれる少なくとも１種以上）材であり、更に含有している主結晶相でいえば、２珪酸リチウム，ＳｉＯ₂系結晶（石英，クリストバライト，トリジマイト等），コージェライト，エンスタタイト，チタン酸アルミニウムマグネシウム，スピネル系結晶（［Ｍｇおよび／またはＺｎ］Ａｌ₂Ｏ₄，［Ｍｇおよび／またはＺｎ］Ｔｉ₂Ｏ₃およびこれら２結晶間の固溶体を指す），フォルステライト，スポジューメンおよびこれら結晶の固溶体を結晶相として含有するガラスセラミックスが非常に適したものである。
【００１１】
【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２には本発明の加工方法により加工した情報記憶媒体用ガラスセラミックスの組成と、各材料のヤング率，比重，ビッカース硬度（Ｈｖ）を示した。また表３，表４には表１，表２に記載のガラスセラミックス材料の実施研磨加工例１１種と、比較研磨加工例として現在一般的に採用されている研磨加工方法２種を示した。またこれらの実施研磨加工例として、研磨材の種類と粒径・含有量、加工後の表面粗度Ｒａ（算術平均粗さ），Ｒｐ（最大山頂高さ），Ｒｖ（最大谷底深さ）をそれぞれ示した。尚、Ｒｐ（最大山頂深さ）とは、基板表面の基準長さにおける、粗さ曲線の平均線と最大凸部の山頂との距離を示し、Ｒｖ（最大谷底深さ）とは、基板表面の基準長さにおける、粗さ曲線の平均線と最大凹部の谷底との距離を示すものである。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
【表３】

【００１５】
【表４】

【００１６】
本発明の実施加工例は、それぞれ３．５"ディスク基板を用い、一次ラップ加工は１２Ｂ式両面加工機により８００〜１５００＃番手のダイヤモンドペレットを用い、加工荷重が１００〜２５０ｇ／ｃｍ²，加工回転数が２０〜５０ｒｐｍの範囲で加工を行った。ついで二次加工は、８００〜１５００＃番手のダイヤモンドペレットまたはダイヤモンド含浸パット（樹脂系素材へ平均粒径が１．５〜１５μｍの範囲にあるダイヤモンド粒子を含有させた物）を用いた。ダイヤモンドパットは約１〜１０ｍｍの間隔で溝加工を施した物を１２Ｂ式両面加工機の上下定盤へ貼り付け、加工荷重が１００〜２５０ｇ／ｃｍ²、加工回転数が２０〜５０ｒｐｍの範囲で約５〜２５分で加工を行った。研磨加工については、研磨パット（セリウムパットまたはジルコニアパットを用いた）を１２Ｂ式両面加工機の上下定盤へ貼り付け、研磨液については各研磨材，研磨材粒径，研磨材含有量，研磨液ｐＨにて、加工荷重が１００〜２５０ｇ／ｃｍ²、加工回転数が２０〜５０ｒｐｍの範囲で約１５〜６０分で加工を行った。
【００１７】
表３，４に示されるとおり、本発明の研磨加工方法と一般的な研磨加工方法では、本発明の研磨加工方法の方が加工後の表面粗度が著しく改善され、かつ従来問題とされた基板表面のピットが発生していないものであり、情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板の研磨加工方法として優れる方法である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の研磨加工方法によれば、上記従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、平滑性に優れた情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板の研磨加工方法を提供することができる。

Claims (3)

1. 主結晶相が２珪酸リチウムのＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスセラミックスである情報記憶媒体用ガラスセラミックス基板において、研磨加工における研磨液中の研磨材が、ＺｒＯ₂および／またはＡｌ₂Ｏ₃であり、前記研磨液のｐＨが８〜１１の範囲であることを特徴とする情報記憶媒体用ガラスセラミックスの研磨加工方法。
2. 前記研磨方法において、研磨液中のＺｒＯ₂および／またはＡｌ₂Ｏ₃の粒子径が０．２μｍ〜２．０μｍの範囲で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の研磨加工方法。
3. 前記研磨方法において、研磨液中のＺｒＯ₂および／またはＡｌ₂Ｏ₃の研磨材は研磨液中含有量が３〜２５ｗｔ％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記憶媒体用ガラスセラミックスの研磨加工方法。