JP5344839B2 - Method for manufacturing glass substrate for magnetic disk and method for manufacturing magnetic disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk and a method for manufacturing a magnetic disk.
近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。このような磁気記録媒体のひとつであるHDD(ハードディスクドライブ)等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板の需要が高まっている。 In recent years, with the advancement of information technology, information recording technology, particularly magnetic recording technology, has made remarkable progress. As a substrate for a magnetic recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive) which is one of such magnetic recording media, an aluminum substrate has been widely used. However, with the miniaturization, thinning, and high-density recording of magnetic disks, there is an increasing demand for glass substrates that have superior substrate surface flatness and substrate strength compared to aluminum substrates.
また、磁気記録媒体の高密度化に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)、大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)へと推移してきていて、磁気ヘッドの基板からの浮上量が小さくなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。サーマルアスペリティ障害は、磁気ディスク面上の微小な凸或いは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱され、読み出しエラーが生じる障害である。 In addition, with the increase in the density of magnetic recording media, the magnetic head has been changed from a thin film head to a magnetoresistive head (MR head) and a large magnetoresistive head (GMR head). The flying height is getting smaller. A magnetic head equipped with such a magnetoresistive element may cause a thermal asperity failure as an inherent failure. In thermal asperity failure, when the magnetic head passes over a minute convex or concave shape on the magnetic disk surface while flying, the magnetoresistive element is heated by adiabatic compression or contact of air, and a read error occurs. It is an obstacle.
したがって、磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、塵埃や異物を完全に除去する高度な洗浄も求められている。 Therefore, for a magnetic head equipped with a magnetoresistive element, the surface of the magnetic disk is required to have extremely high smoothness and flatness. Further, if the magnetic layer is formed with dust and foreign matters attached, convex portions are formed. Therefore, the glass substrate is also required to be highly cleaned to completely remove dust and foreign matters.
また、磁気ディスク表面の平滑度および平坦度と共に、磁気ディスク中央に設けられた円孔における内径寸法誤差も厳しい精度管理が求められている。これは磁気ディスクの内周端面の寸法誤差が、磁気ディスクをHDDのスピンドルモータに嵌設する際の設置精度に直接影響するからである。また、内径寸法誤差が大きいと、HDD等の磁気ディスク装置に磁気ディスクが組み付けられる前に実施されるスタッキングサーボ(サーボ情報の磁気ディスクへの書き込み)における機械的な誤差を誘発する可能性や、ディスクスタッキング時のスピンドルとの嵌め合い不具合を誘発する可能性が生じる。磁気ディスクの内周端面は主表面に対して表面積が小さく、内径寸法誤差により磁気ディスクの回転中心がずれた場合には、HDDのヘッドをHDD上の正しい位置に配置することが困難となり、データの記録/再生ができなくなってしまう。 In addition to the smoothness and flatness of the magnetic disk surface, strict accuracy control is required for the inner diameter dimensional error in the circular hole provided in the center of the magnetic disk. This is because the dimensional error of the inner peripheral end surface of the magnetic disk directly affects the installation accuracy when the magnetic disk is fitted to the HDD spindle motor. In addition, if the inner diameter dimensional error is large, there is a possibility of inducing a mechanical error in stacking servo (writing servo information to the magnetic disk) performed before the magnetic disk is assembled in a magnetic disk device such as an HDD, There is a possibility of causing a mating failure with the spindle during disk stacking. The inner peripheral end surface of the magnetic disk has a smaller surface area than the main surface, and if the rotation center of the magnetic disk is displaced due to an inner diameter dimensional error, it becomes difficult to position the HDD head at the correct position on the HDD. Will not be able to record / play.
また、磁気ディスクは高速に回転しながらデータの読み書きが行われるため、その高速回転においても磁気ディスク上のデータがぶれないようにする必要がある。したがって、磁気ディスク用基板の内径寸法誤差の精度管理が特に重要となる。 Further, since data is read and written while the magnetic disk rotates at a high speed, it is necessary to prevent data on the magnetic disk from being blurred even at the high speed rotation. Therefore, it is particularly important to manage the accuracy of the inner diameter error of the magnetic disk substrate.
さらに、HDDのデータのアクセスに着目すると、HDDに組み込まれた磁気ディスクのデータを正確に記憶/再生するために、当該磁気ディスクには位置決めの指標となるサーボパターンが予め書き込まれる。このサーボパターンの書き込みは、サーボライタと呼ばれる装置に磁気ディスクを嵌設して実行される。そして、サーボパターンが書き込まれた磁気ディスクは、一旦サーボライタから離脱され、製品としてHDDのスピンドルモータに嵌設される。 Further, paying attention to the data access of the HDD, in order to accurately store / reproduce the data of the magnetic disk incorporated in the HDD, a servo pattern serving as a positioning index is written in advance on the magnetic disk. This servo pattern writing is executed by inserting a magnetic disk in a device called a servo writer. Then, the magnetic disk on which the servo pattern is written is once detached from the servo writer and is inserted into a spindle motor of the HDD as a product.
磁気ディスクの内径寸法誤差が大きい場合には、磁気ディスクをHDDに組み込む際にサーボパターンと、製品としてのHDDの記録/再生ヘッドとの位置がずれてしまうため、やはりデータの記録/再生が正常に行われないことになる。かかる位置関係を補正するためアライメントを調整する技術は開示されているが(例えば、特許文献1)、内径寸法誤差を抑制する抜本的な解決がなされるわけではない。 If the inner diameter error of the magnetic disk is large, the position of the servo pattern and the recording / reproducing head of the HDD as a product will be shifted when the magnetic disk is installed in the HDD. Will not be done. Although a technique for adjusting alignment to correct such a positional relationship has been disclosed (for example, Patent Document 1), a fundamental solution for suppressing an inner diameter dimensional error has not been made.
このように、磁気ディスクの高記録密度化の要求は近年さらに高まりつつあり、磁気ディスク用のガラス基板に対する従来より一層厳しい内径寸法誤差の管理が求められている。
このような磁気ディスク用のガラス基板は、複数の工程を経由して形成される。まず、1枚のウェハを円盤状に切削し、さらに内孔を開けてガラス基板の形を形成する。その後、切削したガラス基板の外周端面および内周端面の面取りを行い、両端面を研磨する。続いて、ガラス基板の主表面も研磨され、最後に研磨が完了したガラス基板に化学強化処理を施す。かかる化学強化処理は、ガラス基板の耐衝撃性や耐振動性を向上させることができ、衝撃や振動によってガラス基板が破損するのを防止できる。 Such a glass substrate for a magnetic disk is formed through a plurality of processes. First, a single wafer is cut into a disk shape, and an inner hole is formed to form a glass substrate. Thereafter, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the cut glass substrate are chamfered, and both end surfaces are polished. Subsequently, the main surface of the glass substrate is also polished, and finally the glass substrate that has been polished is subjected to a chemical strengthening treatment. Such chemical strengthening treatment can improve the impact resistance and vibration resistance of the glass substrate, and can prevent the glass substrate from being damaged by the impact and vibration.
この化学強化処理を施す化学強化工程は、例えば、アルカリ塩の溶融塩を加熱溶融し、処理対象のガラス基板をガラス基板ホルダに収納した状態で上記溶融塩(化学強化処理液)中に浸漬し、ガラス基板と溶融塩とをイオン交換させることによって行われる。 The chemical strengthening step for performing this chemical strengthening treatment is performed by, for example, heating and melting a molten salt of an alkali salt and immersing it in the molten salt (chemical strengthening treatment liquid) in a state where the glass substrate to be treated is stored in a glass substrate holder. The ion exchange is performed between the glass substrate and the molten salt.
このとき、化学強化工程の前後においてガラス基板の内径が変化する、即ち、ガラス基板が内径中心方向に膨張することで内径が変化する現象が生じる。これは、ガラス基板に化学強化処理を施すと、ガラス基板の表面に圧縮応力が生じ、この圧縮応力によって、ガラス基板の寸法が変化するからである。 At this time, a phenomenon occurs in which the inner diameter of the glass substrate changes before and after the chemical strengthening step, that is, the inner diameter changes as the glass substrate expands toward the center of the inner diameter. This is because when the glass substrate is subjected to a chemical strengthening treatment, a compressive stress is generated on the surface of the glass substrate, and the dimensions of the glass substrate change due to the compressive stress.
また、化学強化処理液は、経時変化によってその組成が変わってしまう。具体的には、化学強化処理において、化学強化処理液に含まれているイオンと、ガラス基板に含まれているイオンとがイオン交換されるため、化学強化処理が進行するに連れて、当該化学強化処理液には、イオン交換されたガラス基板に含まれていたイオンが増大することになる。この組成の変化は、化学強化においてガラス基板の内径寸法を変化させる一因となる。この内径寸法の変化量は、一段と厳しい要求がされているガラス基板の内径寸法誤差に対して無視できるものではないので、ガラス基板には、この化学強化処理における内径の変化量も含めた高い内径寸法精度が求められている。 Further, the composition of the chemical strengthening treatment liquid changes with time. Specifically, in the chemical strengthening treatment, the ions contained in the chemical strengthening treatment liquid and the ions contained in the glass substrate are ion-exchanged, so that the chemical strengthening treatment proceeds as the chemical strengthening treatment proceeds. In the strengthening treatment liquid, ions contained in the ion-exchanged glass substrate increase. This change in composition contributes to changing the inner diameter of the glass substrate during chemical strengthening. The amount of change in the inner diameter is not negligible with respect to the inner diameter error of the glass substrate, which is more strictly demanded. Therefore, the glass substrate has a high inner diameter including the amount of change in the inner diameter in the chemical strengthening process. Dimensional accuracy is required.
さらに、内周加工工程後のガラス基板の内径もある程度の寸法誤差を有し、化学強化処理前のガラス基板のガラス基板の内径が予め決められている設計値より小さい場合や大きい場合には、一定の化学強化処理条件による化学強化処理を通じ、その寸法誤差と合わさって内径寸法精度はさらに悪化し、不良品が大量に生産されてしまう。 Furthermore, when the inner diameter of the glass substrate after the inner peripheral processing step also has a certain dimensional error, and the inner diameter of the glass substrate of the glass substrate before the chemical strengthening treatment is smaller or larger than a predetermined design value, Through chemical strengthening treatment under certain chemical strengthening treatment conditions, the dimensional accuracy is further deteriorated together with the dimensional error, and a large number of defective products are produced.
本願発明者らは、化学強化処理条件とその化学強化処理条件で化学強化処理した場合のガラス基板の内径の変化量(伸び量)との関係を把握しておき、化学強化処理前のガラス基板の内径寸法と最終的な内径の所望値との差分に基づいて、適切な化学強化処理条件で化学強化処理を行うとともに、適切な取代による内周端面研磨を、化学強化処理の後に行うことで、たとえ化学強化処理前のガラス基板の内径が予め決められている設計値からずれていたとしても、ガラス基板の最終的な内径寸法精度を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present application have grasped the relationship between the chemical strengthening treatment condition and the amount of change (elongation) in the inner diameter of the glass substrate when the chemical strengthening treatment is performed under the chemical strengthening treatment condition, and the glass substrate before the chemical strengthening treatment. By performing chemical strengthening treatment under appropriate chemical strengthening treatment conditions based on the difference between the desired inner diameter dimension and the final inner diameter, and performing inner peripheral end face polishing with an appropriate machining allowance after the chemical strengthening treatment. In order to complete the present invention, it has been found that even if the inner diameter of the glass substrate before chemical strengthening treatment deviates from a predetermined design value, the final inner diameter dimensional accuracy of the glass substrate can be improved. It came.
本発明はこのような課題に鑑み、化学強化によって得られる圧縮応力層を保持しつつ、磁気ディスク用ガラス基板の内径寸法誤差を小さくすることが可能な、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention provides a method for producing a glass substrate for magnetic disk and a magnetic device capable of reducing an inner diameter dimensional error of the glass substrate for magnetic disk while retaining a compressive stress layer obtained by chemical strengthening. An object is to provide a method for manufacturing a disk.
本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、中心に円孔が形成された円板状のガラス基板を製造する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、所望値とは内径が異なるLiイオンを含むアルミノシリケートガラスのガラス基板に化学強化処理液を接触させてガラス基板中に含まれる一部のイオンを化学強化処理液中のイオンに置換することで圧縮応力層を形成して内径を変化させ、所望値よりも内径が小さいガラス基板を得る化学強化工程と、化学強化処理したガラス基板の内周端面を圧縮応力層が残存するように研磨して鏡面状にし、ガラス基板の内径を所望値に調整する内周端面研磨工程とを含み、化学強化工程における化学強化処理条件を、予め把握した化学強化処理条件とガラス基板の内径の変化量との関係に基き設定すると共に、化学強化工程において使用される化学強化処理液の組成がその処理数に応じて変化するのに応じて、内周端面研磨工程における端面研磨の取代を5μm未満の範囲で調整しガラス基板の内径を所望値に調整することを特徴とする。 Method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention is a process for producing a glass substrate for a magnetic disk to produce a disk-shaped glass substrate having a circular hole is formed in the center, Li inner diameter from the desired value is different The chemical strengthening treatment liquid is brought into contact with the glass substrate of the aluminosilicate glass containing ions, and a part of the ions contained in the glass substrate is replaced with ions in the chemical strengthening treatment solution, thereby forming a compressive stress layer and reducing the inner diameter. A chemical strengthening process for obtaining a glass substrate having an inner diameter smaller than a desired value, and polishing the inner peripheral end surface of the chemically strengthened glass substrate so as to leave a compressive stress layer, so that the inner diameter of the glass substrate is reduced. and a inner peripheral end face polishing process of adjusting to a desired value, the chemical strengthening treatment conditions in the chemical strengthening process, based on the relationship between the previously grasped chemical strengthening treatment conditions and the inner diameter of the variation of the glass substrate As the composition of the chemical strengthening treatment liquid used in the chemical strengthening step changes according to the number of treatments, the allowance for end face polishing in the inner peripheral end face polishing step is adjusted within a range of less than 5 μm. The inner diameter of the substrate is adjusted to a desired value .
本発明によれば、所定の化学強化処理条件による化学強化処理を行うだけでなく、その後に、適切な取代による内周端面を研磨するため、化学強化処理前のガラス基板の内径が、予め決められている設計値からずれていたとしても、より誤差の小さい内径寸法を実現することができる。なお、内周端面研磨工程における取代は、5μm未満とするとよい。取代をなるべく少なくして、化学強化によって形成される圧縮応力層を最大限、保持することができるようにするためである。 According to the present invention, in addition to performing chemical strengthening treatment under predetermined chemical strengthening treatment conditions, the inner diameter of the glass substrate before chemical strengthening treatment is determined in advance in order to polish the inner peripheral end surface by appropriate machining allowance thereafter. Even if it deviates from the designed value, it is possible to realize an inner diameter dimension with a smaller error. In addition, it is good for the machining allowance in an inner peripheral end surface grinding | polishing process to be less than 5 micrometers. This is to reduce the machining allowance as much as possible so that the compressive stress layer formed by chemical strengthening can be retained to the maximum extent.
化学強化処理によって生じる膨張は、化学強化処理条件を設定することによって、予め把握できるものではあるが、内周端面の研磨処理ほどの精度を望むことはできない。しかし、本発明のように、化学強化後の最後の工程において、高精度に制御可能な取代を決定して端面研磨を行えば、所望の形状に、より小さい誤差で近付けることが可能となる。 The expansion caused by the chemical strengthening treatment can be grasped in advance by setting the chemical strengthening treatment conditions, but it cannot be as accurate as the polishing treatment of the inner peripheral end face. However, as in the present invention, in the last step after chemical strengthening, if a machining allowance that can be controlled with high accuracy is determined and end face polishing is performed, the desired shape can be approached with smaller errors.
ただし、最終段階で行う研磨は、化学強化工程でガラス基板の内周端面に形成された圧縮応力層が残存する範囲で行う必要がある。化学強化処理の効果が失われるのを防ぐためである。 However, the polishing performed in the final stage needs to be performed within a range in which the compressive stress layer formed on the inner peripheral end face of the glass substrate remains in the chemical strengthening process. This is to prevent the effect of the chemical strengthening treatment from being lost.
上述の化学強化工程で形成される圧縮応力層の厚みは、150μm未満とするとよい。 The thickness of the compressive stress layer formed in the above-described chemical strengthening step is preferably less than 150 μm.
また、上述の内周端面研磨工程では、形状転写加工によって内周端面を研磨するとよい。形状転写加工によれば、例えばブラシによる研磨に比較して、格段に、内径寸法の誤差を少なくすることが可能だからである。 In the inner peripheral end face polishing step described above, the inner peripheral end face may be polished by shape transfer processing. This is because, according to the shape transfer processing, it is possible to significantly reduce the error of the inner diameter dimension as compared with, for example, polishing with a brush.
また、本発明による磁気ディスク製造方法では、上述のいずれかに記載の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を製造し、磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。 Further, in the magnetic disk producing method according to the present invention is to produce a glass substrate for a magnetic disk by a method according to any of the above, the surface of the magnetic disk glass substrate, and wherein the Turkey to form at least a magnetic layer To do.
以上説明したように、本発明によれば、化学強化によって得られる圧縮応力層を保持しつつ、磁気ディスク用ガラス基板の内径寸法誤差を小さくすることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the inner diameter dimensional error of the magnetic disk glass substrate while retaining the compressive stress layer obtained by chemical strengthening.
次に添付図面を参照して本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク製造方法の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明の実施形態に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。 Next, embodiments of a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk and a method for manufacturing a magnetic disk according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figure, elements not directly related to the embodiment of the present invention are not shown. Similar elements are denoted by the same reference numerals.
(化学強化工程における化学強化処理条件の調整)
磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、ガラス基板内周端面の高度な平滑度および平坦度が求められる。本実施形態では、ガラス基板の内周端面、特に、化学強化工程における変化量に着目し、ガラス基板の最終的な内径(ID)寸法誤差を小さくすることを目的としている。以下、化学強化工程を含む一連の工程を実行可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造システム200を説明する。
(Adjustment of chemical strengthening treatment conditions in chemical strengthening process)
With the miniaturization, thinning, and high-density recording of magnetic disks, high smoothness and flatness of the inner peripheral surface of the glass substrate are required. The present embodiment focuses on the inner peripheral end surface of the glass substrate, particularly the amount of change in the chemical strengthening process, and aims to reduce the final inner diameter (ID) dimensional error of the glass substrate. Hereinafter, a glass disk
図1は、本実施形態による磁気ディスク用ガラス基板の製造システム200を示した機能ブロック図である。図1の磁気ディスク用ガラス基板102の製造システム200は、内周端面研削装置110と、化学強化処理槽130と、内周端面研磨装置120とを含んで構成されている。ここでは、理解を容易にするため、特にガラス基板102の内周端面に関する製造工程を挙げて磁気ディスク用ガラス基板の製造システム200を説明しているが、実際の工程でガラス基板102の表面や外周端面の製造工程をも含んでいるのは言うまでもない。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a glass disk
上記内周端面研削装置110は、内周加工装置として機能し、例えば多成分系ガラスからなる円盤状のガラス基板102の中心に形成された円孔における内周端面を、研削量分だけ研削加工する。かかる内周端面研削装置110は、ガラス基板102の内周端面を研削できれば、様々な形態で構成することができ、例えば、内周端面の面取りと同時に内周端面を研削する面取り(チャンファ:chamfer)装置によっても構成することが可能である。
The inner peripheral end
図2は、内周端面研削装置110の研削工程を説明するための説明図である。ここでは、図2の(a)に示すように円盤状のガラス基板102の円孔112により形成される内周端面114の研削および面取り加工がなされる。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a grinding process of the inner peripheral end
内周端面研削装置110では、図2(b)に示すように、円孔112に研削用の内径研削砥石116が挿通される。また、円筒状に積層した複数のガラス基板102は、挟持部材によって上下2つの底面が狭持されている。内径研削砥石116は、プーリ状の回転砥石であって外周が研削面となっている。
In the inner peripheral end
ガラス基板102と内径研削砥石116とはそれぞれが固定された駆動手段(図示せず)によって回転駆動され、この円筒状のガラス基板102の内周端面114に内径研削砥石116を当接して各ガラス基板102に均一な内径加工を施している。その回転方向はそれぞれの接触点で相対する方向となるように設定される。このような内周端面の研削工程により図2(c)に示すような内周端面114および面取り114aが形成される。また、内周端面114の研削と同時に、外周端面も研削することも可能である。
The
上記内周端面研磨装置120は、内周端面研削装置110同様内周加工装置として機能し、内周端面研削装置110によって研削されたガラス基板102の内周端面114をさらに研磨量分だけ研磨加工する。
The inner peripheral end
図3は、ガラス基板102の化学強化処理液への浸漬を説明するための説明図である。ここでは、金属材料からなるガラス基板ホルダ132と、化学強化処理液が収容された処理槽134とが示されている。ガラス基板ホルダ132には、板状の薄板を湾曲させ、膨出側の表面には突部が長手方向に波状に複数形成された保持部136が設けられ、その保持部136の膨出側の突部間に形成されたV字溝部にはそれぞれ1枚ずつガラス基板102が保持される。そして、1回の化学強化で処理すべきすべてのガラス基板102が配置された後、そのガラス基板ホルダ132と共にガラス基板102が処理槽134に所定時間浸漬される。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining immersion of the
かかる化学強化処理液の温度は、ガラス基板102の材質のガラス転移点より好ましくは100〜150°C程度低く設定し、より好ましくは化学強化処理液自体の温度が350〜400°C程度に設定される。これは、ガラス基板102の材質のガラス転移点より150°Cより低く設定すると、化学強化処理が十分に行われず、100°C低い温度より高く設定すると、化学強化処理においてガラス基板に反りが生じやすくなるからである。
The temperature of the chemical strengthening treatment liquid is preferably set to about 100 to 150 ° C. lower than the glass transition point of the material of the
このような化学強化処理によってガラス基板102の表面および端面には圧縮応力層が形成される。端面、特に内周端面に形成される圧縮応力層が本実施形態における内周端面の変形を招き、その膨張(伸び)量が変化量として把握される。この圧縮応力層の厚みは、その化学強化の化学強化処理条件を調整して150μm未満とするのが好ましい。これは、圧縮応力層を150μm以上とすると、製造効率が不必要に悪くなるからである。
By such chemical strengthening treatment, a compressive stress layer is formed on the surface and the end face of the
図4は、内周端面研磨装置120の構成を説明するための縦断面図である。内周端面研磨装置120は、形状転写加工によって、ガラス基板102の内周端面を研磨する装置である。円筒状に積層された複数のガラス基板102は、当該内周端面研磨装置120の固定部122に固定される。かかるガラス基板102は、ガラス基板102の円盤中心軸を回転中心として、ガラス基板102とガラス基板102の円孔に挿入された研磨体124とが相対的に摩擦するように、いずれか一方もしくは両方を回動することで、ガラス基板102の内周端面を研磨する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view for explaining the configuration of the inner peripheral end
内周端面研磨装置120は、被研磨体12と、固定部122と、研磨体124と、研磨駆動部18とを含んで構成され、複数枚積層して円筒状に形成された被研磨体12の内周端面を研磨する。
The inner peripheral end
上記被研磨体12は、ガラス基板102を複数枚積層して円筒状に形成されたものである。各ガラス基板102は、研削工程において外周端面および内周端面が面取り加工され、図4の拡大図に示すように、例えば、内周端面(T面)114と面取り(C面)114aとが形成されている。またガラス基板102同士は、スペーサ26を介して積層されている。スペーサ26は、ガラス基板102の内周端面の面取り114aの研磨ブラシによる研磨残りを確実に防止するため、ならびに、研磨時におけるガラス基板等の破損を確実に防止するために設けられている。
The object to be polished 12 is formed in a cylindrical shape by laminating a plurality of
上記固定部122は、主に基板ケース30と、締め付けカバー32と、回転保持台34とを含んで構成される。上記基板ケース30は、被研磨体12を収納する役割を担う。詳細には、基板ケース30と、基板ケース30に嵌合する締め付けカバー32とでカラー36を介して被研磨体12を締め込んでいる。かかる基板ケース30と締め付けカバー32との締め込みにより、当該固定部122の回転や後述する研磨体124の回転に影響されず、被研磨体12としての各ガラス基板102の配置を保持することができる。
The fixing
また、回転保持台34は、基板ケース30を固定保持し、基板ケース30を正逆の双方向に回動することができる。かかる回転保持台34の回転速度は調整可能であり、研磨目的に応じた適切な回転速度を選定することができる。
In addition, the rotation holding table 34 can fix and hold the
上記研磨体124は、被研磨体12のガラス基板102に直交し、かつ被研磨体12内孔の中心軸に一致し、当該研磨体124の回転中心となる回転軸を有し、研磨本体140と、研磨本体140側壁に設けられた複数の研磨布126とを含んで構成される。かかる複数の研磨布126は、スウェード、ベロアを素材とする軟質ポリシャや、硬質ベロア、発泡樹脂、ピッチ含浸スウェード等の硬質ポリシャ等で形成されてもよく、回転軸を中心にして円筒形状の一部をなすように配される。この研磨布126は、任意の円周上でその中心が互いにほぼ等間隔になるように配されるとしてもよい。つまり、研磨体124は、複数の研磨布126が、中心軸周りに略等間隔となるように配置している構成であってもよい。
The polishing
(形状転写加工)
研磨体124の外径は、ガラス基板102の内径形状に沿って曲面に形成され、ガラス基板102の内径の円周面150に適合する。すなわち、形状転写加工によって内周端面は研磨される。研磨体124を被研磨体12の内周端面に同圧力で接触させ、被研磨体12の内周端面と研磨体124との間に研磨液を供給し、研磨体124を、回転軸を中心に図4の研磨体124上に示される矢印の方向に回動して、被研磨体12を研磨する。ここでは、研磨体124の回転軸周りの回転を回動としているが、かかる動作に限られず、そのように回転しながら、回転軸方向に移動することも含まれる。
(Shape transfer processing)
The outer diameter of the polishing
このときガラス基板102は固定部122に固定されて回転させなくてもよい。これは、ガラス基板102の内周と研磨体124の外周が適合しているので、研磨体124の回動だけで、十分な研磨速度を得ることができるからである。しかし、ガラス基板102を研磨体124の回転方向と逆方向に回転して研磨することを妨げるものではない。具体的には、例えば、研磨体124を固定しておき、ガラス基板102のみを回転させてもよく、その逆に、ガラス基板102を固定した状態で研磨体124のみを回転させてもよく、両方を相対的に回転させてもよい。
At this time, the
また、研磨体124は、ガラス基板102に対して、内孔内で回転軸方向に低速揺動(ストローク運動)して被研磨体12の内周端面全体を研磨してもよい。
Further, the polishing
研磨体124の研磨布126は、ガラス基板102の内径と対応しているため、即ち、ガラス基板102の内周曲面と同じ半径を有する曲面に形成されているため、研磨体124の研磨布126をガラス基板102の内周端面に面接触させることができ、かつ、内周端面に対して、均等な所定の押圧力で押し当てることが可能となる。こうして、内周端面を平滑に研磨でき、小さくかつ安定した内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成できる。また、研磨体124とガラス基板102とは面接触しているので、各研磨布126にかかる単位押圧力は低く、研磨熱を抑制でき、ガラス基板102の内周端面の劣化を防止できる。
Since the polishing
ここで、研磨布126とガラス基板102の内周端面とは、50%以上面接触していることが望ましく、さらに60%以上面接触していることが望ましい。50%以上または60%以上面接触させることにより、上記研磨体124を回動させる際に、安定して動作させることができるとともに、面接触の割合を多くすることで、研磨速度を向上させることができる。そして、このように研磨布126と被研磨体の内周端面との接触面積を大きくとることで、研磨速度を上げることができるとともに、より内径真円度や同芯度が良好なガラス基板を得ることができる。
Here, the
ただし、研磨体124の研磨布126の個数を奇数にすると、内周端面への押圧力が偏る場合があるので、かかる研磨布126を偶数として、各研磨布126の対向位置に対となる研磨布126を配置するのが望ましい。図4においては、研磨布126が6つ配され、各2対の研磨布126が研磨体124の円心を挟んで背向形成されている。従って、内周端面に対する押圧力が均一になり、より内径真円度や同芯度を小さくすることが可能となる。
However, if the number of the polishing
また、本実施形態において、研磨体124の外径は、ガラス基板102の内径に対応することを述べたが、研磨体124の外径とガラス基板102の内径とが合致しない場合、研磨体124の外径を調整する必要が生じる。本実施形態における研磨体124は、上述した複数の研磨布126を回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動させて、即ち、研磨体124を拡縮させて、ガラス基板102の内周端面に圧接させてもよい。
Further, in the present embodiment, it has been described that the outer diameter of the polishing
また、研磨体124をガラス基板102内に挿入したり、もしくは、抜出したりする際には、ガラス基板102の内周を損傷させないために、研磨体124の外径を一旦縮めている。
Further, when the polishing
かかる研磨体124は、スウェード、ベロアを素材とする軟質ポリシャや、硬質ベロア、発泡樹脂、ピッチ含浸スウェード等の硬質ポリシャ等で形成される研磨布126を円筒形状の一部をなすように配してもよい。また、研磨体124は、ガラス基板102に対して、円孔内で回転軸方向に低速揺動(ストローク運動)してガラス基板102の内周端面114全体を研磨してもよい。
In the polishing
また、内周端面研磨装置120のノズル128は、研磨体124とガラス基板102との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給する。この研磨砥粒としては、目標とする端面の形状にもよるが、例えば、アルミナや酸化セリウム、コロイダルシリカ等の通常の研磨砥粒を用いることができる。また、研磨砥粒を分散させている分散媒としては、特に限定されるものではなく、コストの面からは水が好ましいが、通常の研磨に使用されている分散媒であれば好適に使用することができる。
Further, the
上記化学強化処理槽130は、化学強化処理液を収容する処理槽と、その制御部とを含んで構成される。化学強化処理槽130は、化学強化工程において、化学強化塩を加熱溶解した化学強化処理液にガラス基板102を浸漬し、ガラス基板(Liイオンを含むアルミノシリケートガラス)の一部のイオン、例えば、LiイオンおよびNaイオン等の一価の金属イオンを化学強化処理液中の上記イオンより大きなイオン径を有する一価のイオン、例えば、Naイオン、Kイオンに置換する。かかるイオン交換法によりガラス基板表面には圧縮応力層が形成され、割れやクラックが生じにくい大きな機械的強度を得ることができる。
The chemical
このようなNaイオン、Kイオンを含む上記化学強化処理液(処理溶融塩)としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸リチウムおよびその混合溶融塩を用いるのが好ましいが、硝酸塩に限定されるものではなく、硫酸塩、重硫酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物などを用いてもよい。 As the chemical strengthening treatment liquid (treated molten salt) containing Na ions and K ions, sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate and mixed molten salts thereof are preferably used, but are not limited to nitrates. , Sulfate, bisulfate, carbonate, halide and the like may be used.
図5は、化学強化処理による内径寸法誤差の変化例を示した説明図である。内周端面研磨装置120による内周端面研磨工程を終えたガラス基板102は、図5(a)に示すように円孔112の内径、即ち円孔112の中心を挟んで対向する内周端面114の距離d1は、研磨体124の直径および研磨液の濃度、研磨時間によって所定範囲内の内径寸法誤差に仕上がっている。しかし、当該化学強化工程においては、図5(b)に示すように、圧縮応力層118が形成され、ガラス基板102の内周端面114が内径を小さくする方向に膨張変化し、内径寸法誤差に影響を及ぼす。したがって、内径はd1からd2に小さくなる。
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a change in the inner diameter dimensional error due to the chemical strengthening process. The
このように、化学強化工程においては、その化学強化処理液の状態や化学強化処理条件によって内径の変化量が異なる。また、内周端面研削装置110や内周端面研磨装置120等の内周加工装置による内周加工工程後のガラス基板102の内径もある程度の寸法誤差を有している。したがって、内周加工工程後のガラス基板102の内径が、例えば、予め決められている設計値より小さい場合や大きい場合には、一定の化学強化処理条件による化学強化処理を通じ、その寸法誤差と合わさって内径寸法精度はさらに悪くなり、不良品が大量に生産されてしまう。
Thus, in the chemical strengthening step, the amount of change in the inner diameter varies depending on the state of the chemical strengthening treatment liquid and the chemical strengthening treatment conditions. Further, the inner diameter of the
そこで、本願発明者らは、化学強化処理条件と、その化学強化処理条件で化学強化処理した場合のガラス基板102の内径の変化量(伸び量)との関係を把握しておき、化学強化処理前のガラス基板102の内径寸法と最終的な内径の所望値との差分に基づいて所定の化学強化処理条件で化学強化処理を行い、所定の取代で内周端面研磨を行うことで、たとえ、化学強化処理前のガラス基板102の内径が予め決められている設計値からずれていたとしても、ガラス基板102の内径寸法精度を向上させることが可能となることを見出した。
Accordingly, the inventors of the present application have grasped the relationship between the chemical strengthening treatment condition and the amount of change (elongation) in the inner diameter of the
より具体的には、図5(c)に示すように、化学強化処理を行って内径が寸法d2になったガラス基板102に対して、さらに適切な取代によって内周端面研磨を行うことにより、内径を、最終的な所望の寸法d3となるまで研磨する。このような化学強化処理条件および内周端面研磨の取代の変化による内径寸法誤差の調整は、特にガラス基板102の少量生産時に有効である。
More specifically, as shown in FIG. 5 (c), the
(磁気ディスク用ガラス基板の製造方法)
上述した磁気ディスク用ガラス基板の製造システムを用いれば、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供できる。かかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、中心に円孔が形成された円板状のガラス基板102に化学強化処理液を接触させることにより、ガラス基板102中に含まれる一部のイオンを化学強化処理液中のイオンに置換してガラス基板を化学強化する化学強化工程と、化学強化されたガラス基板の内周端面を研磨する内周端面研磨工程とを含む。
(Method for producing glass substrate for magnetic disk)
If the manufacturing system of the glass substrate for magnetic disks mentioned above is used, the manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks can be provided. Such a method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk involves chemically contacting a part of ions contained in the
そして、上記の内周端面研磨工程では、化学強化工程でガラス基板102の内周端面に形成された圧縮応力層が残存するように、ガラス基板の内周端面を研磨する。
In the inner peripheral end face polishing step, the inner peripheral end face of the glass substrate is polished so that the compressive stress layer formed on the inner peripheral end face of the
本実施形態によれば、所定の化学強化処理条件による化学強化処理を行うだけでなく、その後に、適切な取代による内周端面を研磨するため、化学強化処理前のガラス基板102の内径が、予め決められている設計値からずれていたとしても、より誤差の小さい内径寸法を実現することができる。
According to this embodiment, in addition to performing chemical strengthening treatment under predetermined chemical strengthening treatment conditions, the inner diameter of the
上記方法をより具体的に説明すれば、化学強化工程前のガラス基板の内径は、最終的な所望の形状より大きいことが前提である。その後の化学強化工程によってガラス基板の内周端面は、中心に向かって膨張し、内径は一時的に、最終的な所望の形状より小さくなる。そしてさらに、内周端面研磨工程にて内周端面が研磨されることによって、再び内径は増大し、小さい誤差にて、所望の寸法に到達できる。 If the said method is demonstrated more concretely, it is a premise that the internal diameter of the glass substrate before a chemical strengthening process is larger than a final desired shape. By the subsequent chemical strengthening step, the inner peripheral end surface of the glass substrate expands toward the center, and the inner diameter is temporarily smaller than the final desired shape. Further, by polishing the inner peripheral end face in the inner peripheral end face polishing step, the inner diameter increases again, and a desired dimension can be reached with a small error.
なお、化学強化処理によって生じる膨張を事前に予測して化学強化条件を決定し、かかる膨張のみによって、最終的な所望の形状を実現しようとする方法も考えられる。しかし、化学強化処理による内径の変化量は、化学強化条件によって制御できるものの、端面研磨における取代の調節ほどの精度は望めない。したがって、化学強化処理による変化量の予測だけでは誤差が大きくなる可能性がある。しかし、本発明の実施形態のように、化学強化の後に、さらに、高精度に制御可能な取代を決定して端面研磨を行えば、所望の形状に、より小さい誤差で近付けることが可能となる。 In addition, it is conceivable to predict the expansion caused by the chemical strengthening process in advance and determine the chemical strengthening conditions, and to achieve the final desired shape only by such expansion. However, although the amount of change in the inner diameter due to the chemical strengthening treatment can be controlled by the chemical strengthening conditions, it cannot be as accurate as adjusting the machining allowance in the end surface polishing. Therefore, there is a possibility that the error becomes large only by predicting the amount of change by the chemical strengthening process. However, as in the embodiment of the present invention, after chemical strengthening, by further determining a machining allowance that can be controlled with high accuracy and performing end face polishing, it becomes possible to approach the desired shape with smaller errors. .
以下、上述した実施形態の具体的な実施例を説明する。本実施例においては、以下の工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクを製造した。 Hereinafter, specific examples of the above-described embodiment will be described. In this example, a glass substrate for magnetic disk and a magnetic disk were manufactured through the following steps.
(1)形状加工工程及び第1ラッピング工程
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、化学強化用のガラスを使用した。ダイレクトプレス以外に、フュージョン法、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状の磁気ディスク用ガラス基板を得てもよい。なお、アルミノシリケートガラスとしては、SiO2:58〜75重量%、Al2O3:5〜23重量%、Li2O:3〜10重量%、Na2O:4〜13重量%を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。また、上記アルミノシリケートガラス以外にもソーダライムガラス等を用いることもできる。
(1) Shape processing step and first lapping step First, the melted aluminosilicate glass was molded into a disk shape by direct pressing using an upper die, a lower die, and a barrel die to obtain an amorphous plate glass. In addition, the glass for chemical strengthening was used as aluminosilicate glass. In addition to direct pressing, a disk-shaped glass substrate for a magnetic disk may be obtained by cutting with a grinding wheel from sheet glass formed by a fusion method, a downdraw method, or a float method. As the aluminosilicate glass, SiO 2: 58 to 75 wt%, Al 2 O 3: 5~23 wt%, Li 2 O: 3 to 10 wt%, Na 2 O: 4 to 13 principal component weight% Chemically strengthened glass contained as In addition to the aluminosilicate glass, soda lime glass or the like can also be used.
次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。 Next, both main surfaces of the plate glass were lapped to form a disk-shaped glass base material. This lapping process was performed using alumina free abrasive grains with a double-sided lapping apparatus using a planetary gear mechanism. Specifically, the lapping platen is pressed on both sides of the plate glass from above and below, the grinding liquid containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relative to each other for lapping. went. By this lapping process, a glass base material having a flat main surface was obtained.
(2)切り出し工程(コアリング、フォーミング)
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から、円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に円孔を形成し、ドーナツ状のガラス基板とした(コアリング)。
(2) Cutting process (coring, forming)
Next, the glass base material was cut using a diamond cutter, and a disk-shaped glass substrate was cut out from the glass base material. Next, using a cylindrical diamond drill, a circular hole was formed in the center of the glass substrate to obtain a donut-shaped glass substrate (coring).
(3)端面研削工程
そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した(フォーミング)。
(3) End surface grinding process And the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface were ground with a diamond grindstone, and predetermined chamfering was performed (forming).
(4)第2ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行った。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や内周端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
(4) Second Lapping Step Next, a second lapping process was performed on both main surfaces of the obtained glass substrate in the same manner as in the first lapping step. By performing this second lapping step, it is possible to remove in advance the fine unevenness formed on the main surface in the cutting step and inner peripheral end surface polishing step, which are the previous steps, and the subsequent polishing step for the main surface Can be completed in a short time.
(5)主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨液としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
(5) Main surface polishing step As the main surface polishing step, first, a first polishing step was performed. This first polishing step is mainly intended to remove scratches and distortions remaining on the main surface in the lapping step described above. In the first polishing step, the main surface was polished using a hard resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the polishing liquid, cerium oxide abrasive grains were used.
この第1研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。 The glass substrate which finished this 1st grinding | polishing process was immersed in each washing tank of neutral detergent, a pure water, and IPA (isopropyl alcohol) one by one, and was wash | cleaned.
次に、主表面研磨工程として、第2研磨工程を施した。この第2研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この第2研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨液としては、第1研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒より微細な酸化セリウム砥粒を用いた。 Next, a second polishing step was performed as the main surface polishing step. The purpose of this second polishing step is to finish the main surface into a mirror surface. In the second polishing step, mirror polishing of the main surface was performed using a soft foamed resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the polishing liquid, cerium oxide abrasive grains finer than the cerium oxide abrasive grains used in the first polishing step were used.
この第2研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。 The glass substrate which finished this 2nd grinding | polishing process was immersed in each washing tank of neutral detergent, a pure water, and IPA (isopropyl alcohol) sequentially, and was wash | cleaned. Note that ultrasonic waves were applied to each cleaning tank.
(6)化学強化工程および冷却工程
次に、前述のラッピング工程及び研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化工程を行うことにより、磁気ディスク基板の表層部に高い圧縮応力を生じさせることができ、耐衝撃性を向上させることができる。
(6) Chemical strengthening process and cooling process Next, the glass substrate which finished the above-mentioned lapping process and polishing process was chemically strengthened. By performing the chemical strengthening step, a high compressive stress can be generated in the surface layer portion of the magnetic disk substrate, and the impact resistance can be improved.
化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を準備し、この化学強化溶液を400°Cに加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を300°Cに予熱し、化学強化溶液中に約3時間浸漬することによって行った。 For chemical strengthening, a chemical strengthening solution prepared by mixing potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) is prepared, and the chemically strengthened solution is heated to 400 ° C. and the cleaned glass substrate is heated to 300 ° C. The sample was preheated and immersed in a chemical strengthening solution for about 3 hours.
このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のLiイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。このときのガラス基板の内径における圧縮応力層の厚さは約150μm未満であった。 Thus, by immersing in the chemical strengthening solution, Li ions and sodium ions in the surface layer of the glass substrate are respectively replaced with sodium ions and potassium ions in the chemical strengthening solution, and the glass substrate is strengthened. At this time, the thickness of the compressive stress layer at the inner diameter of the glass substrate was less than about 150 μm.
(7)内周端面研磨工程
次に、ガラス基板の端面について、形状転写加工により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリ(遊離砥粒)を用いた。この内周端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、パーティクル等の発塵を防止できる鏡面状態に加工された。この内周研磨工程における取代は5μm以下であった。
(7) Inner peripheral end face polishing step Next, the end face of the glass substrate was subjected to mirror polishing by shape transfer processing. At this time, slurry (free abrasive grains) containing cerium oxide abrasive grains was used as the abrasive grains. By this inner peripheral end face polishing step, the end face of the glass substrate was processed into a mirror state that can prevent the generation of particles and the like. The machining allowance in this inner periphery polishing step was 5 μm or less.
[実施例]
本実施例のように、化学強化工程の後に内周端面研磨を行う場合と、逆に、内周端面研磨を先に行って化学強化工程を後に行った比較例とを比較して、以下のような結果を得ることができた。ただし、ガラス基板のサンプル数は10,000枚である。
Compared with the case where the inner peripheral end face polishing is performed after the chemical strengthening step as in this example, and the comparative example in which the inner peripheral end face polishing is performed first and the chemical strengthening step is performed later, The result was able to be obtained. However, the number of samples of the glass substrate is 10,000.
続いて、化学強化工程を終えたガラス基板を、20°Cの水槽に浸漬して冷却し、約10分間維持した。そして、冷却を終えたガラス基板を、約40°Cに加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を、純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。 Then, the glass substrate which finished the chemical strengthening process was immersed in a 20 degreeC water tank, cooled, and maintained for about 10 minutes. And the glass substrate which finished cooling was immersed in the concentrated sulfuric acid heated at about 40 degreeC, and was wash | cleaned. Further, the glass substrate that had been washed with sulfuric acid was washed by sequentially immersing it in each washing tank of pure water and IPA (isopropyl alcohol). In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank.
上記の如く、第1ラッピング工程、切り出し工程、第2ラッピング工程、内周端面研磨工程、主表面研磨工程、化学強化工程、冷却工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。 As described above, the first lapping step, the cutting step, the second lapping step, the inner peripheral end surface polishing step, the main surface polishing step, the chemical strengthening step, and the cooling step are performed, so that a flat and smooth, high-rigidity magnetic field is obtained. A glass substrate for disk was obtained.
(8)精密洗浄工程
次に、テクスチャーを形成した磁気ディスク用ガラス基板の精密洗浄を行った。これはヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害の原因となる研磨剤残渣や外来の鉄系コンタミなどを除去し、表面が平滑で清浄なガラス基板を得るためのものである。精密洗浄工程としては、アルカリ性水溶液による洗浄の後に、水リンス洗浄、IPA洗浄工程を行った。
(8) Precision cleaning step Next, the glass substrate for magnetic disk on which the texture was formed was precisely cleaned. This is to remove abrasive residues and foreign iron-based contaminants that cause head crush and thermal asperity failure, and to obtain a glass substrate with a smooth surface and a clean surface. As a precision cleaning process, a water rinse cleaning and an IPA cleaning process were performed after cleaning with an alkaline aqueous solution.
(9)磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にCr合金からなる付着層、CoTaZr基合金からなる軟磁性層、Ruからなる下地層、CoCrPt基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。
(9) Magnetic disk manufacturing process On both surfaces of the glass substrate obtained through the above-described processes, an adhesion layer made of a Cr alloy, a soft magnetic layer made of a CoTaZr-based alloy, an underlayer made of Ru, and a CoCrPt group on the surface of the glass substrate A perpendicular magnetic recording disk was manufactured by sequentially forming a perpendicular magnetic recording layer made of an alloy, a protective layer made of hydrogenated carbon, and a lubricating layer made of perfluoropolyether. Although this configuration is an example of a configuration of a perpendicular magnetic disk, a magnetic layer or the like may be configured as an in-plane magnetic disk.
得られた磁気ディスクについて異物により磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。また、グライドテストを実施したところ、ヒット(ヘッドが磁気ディスク表面の突起にかすること)やクラッシュ(ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること)は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティによる再生の誤動作は認められなかった。 The obtained magnetic disk was confirmed to be free from defects in the film such as the magnetic layer due to foreign matter. In addition, when the glide test was performed, no hit (the head bited against the protrusion on the surface of the magnetic disk) or crash (the head collided with the protrusion on the surface of the magnetic disk) was not recognized. Furthermore, when a reproduction test was conducted with a magnetoresistive head, no malfunction of reproduction due to thermal asperity was found.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、ガラス基板の一部をイオン交換して化学強化を行う化学強化工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、および磁気ディスクの製造方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk including a chemical strengthening process in which a part of a glass substrate is ion-exchanged for chemical strengthening and a method for manufacturing a magnetic disk.
200 磁気ディスク用ガラス基板の製造システム
102 ガラス基板
110 内周端面研削装置
112 円孔
114 内周端面
120 内周端面研磨装置
130 化学強化処理槽
200 Glass substrate manufacturing system for
Claims (4)
所望値とは内径が異なるLiイオンを含むアルミノシリケートガラスのガラス基板に化学強化処理液を接触させて該ガラス基板中に含まれる一部のイオンを該化学強化処理液中のイオンに置換することで圧縮応力層を形成して内径を変化させ、所望値よりも内径が小さいガラス基板を得る化学強化工程と、
化学強化処理した前記ガラス基板の内周端面を前記圧縮応力層が残存するように研磨して鏡面状にし、該ガラス基板の内径を所望値に調整する内周端面研磨工程とを含み、
前記化学強化工程における化学強化処理条件を、予め把握した化学強化処理条件とガラス基板の内径の変化量との関係に基き設定すると共に、
前記化学強化工程において使用される化学強化処理液の組成がその処理数に応じて変化するのに応じて、前記内周端面研磨工程における端面研磨の取代を5μm未満の範囲で調整し前記ガラス基板の内径を所望値に調整することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 A method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk for manufacturing a disk-shaped glass substrate having a circular hole formed in the center,
A chemical strengthening treatment liquid is brought into contact with a glass substrate of an aluminosilicate glass containing Li ions having an inner diameter different from a desired value, and some ions contained in the glass substrate are replaced with ions in the chemical strengthening treatment liquid. A chemical strengthening step of forming a compressive stress layer and changing the inner diameter to obtain a glass substrate having an inner diameter smaller than a desired value;
Polishing the inner peripheral end surface of the glass substrate subjected to chemical strengthening so that the compressive stress layer remains to be a mirror surface, and an inner peripheral end surface polishing step for adjusting the inner diameter of the glass substrate to a desired value,
While setting the chemical strengthening treatment conditions in the chemical strengthening step based on the relationship between the chemical strengthening treatment conditions grasped in advance and the amount of change in the inner diameter of the glass substrate,
As the composition of the chemical strengthening treatment liquid used in the chemical strengthening step changes depending on the number of treatments, the margin for end face polishing in the inner peripheral end face polishing step is adjusted within a range of less than 5 μm. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk , wherein the inner diameter of the magnetic disk is adjusted to a desired value .
前記磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスク製造方法。 A glass substrate for a magnetic disk is produced by the method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of claims 1 to 3 ,
A magnetic disk manufacturing method comprising forming at least a magnetic layer on a surface of the magnetic disk glass substrate.
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