JP5781845B2 - Hdd用ガラス基板、hdd用ガラス基板の製造方法、及びhdd用磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
(式(1)中、MAXはAの周方向の最大値、MINはAの周方向の最小値を表す。)
図1に示した工程図を参照して、HDD用ガラス基板の製造方法を説明する。
まず、ガラス溶融工程として、ガラス素材を溶融する。ガラス基板の材料としては、例えば、SiO2、Na2O、CaOを主成分としたソーダライムガラス;SiO2、Al2O3、R2O(R=K、Na、Li)を主成分としたアルミノシリケートガラス;ボロシリケートガラス;Li2O−SiO2系ガラス;Li2O−Al2O3−SiO2系ガラス;R’O−Al2O3−SiO2系ガラス(R’=Mg、Ca、Sr、Ba)等を使用することができる。これらのなかでも、アルミノシリケートガラスやボロシリケートガラスは、耐衝撃性や耐振動性に優れるため特に好ましい。
次に、成型工程として、溶融したガラス素材を下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板(ブランクス)を得る。なお、ブランクスは、プレス成形によられず、例えばダウンドロー法やフロート法等で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。
次に、熱処理工程として、プレス成型や切り出しによって作製されたガラス基板を耐熱部材のセッターと交互に積層し、高温の電気炉を通過させることにより、ガラス基板の反りの低減やガラスの結晶化を促進させる。
次に、第1ラッピング工程として、ガラス基板の両表面を研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度及び厚みを予備調整する。
次に、コアリング加工工程として、第1ラッピング工程後のガラス基板の中心部に円形の穴を開ける。穴開けは、例えば、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で研削することにより行う。
次に、内・外径加工工程として、ガラス基板の外周端面及び内周端面を、例えばダイヤモンド等を用いた鼓状の研削砥石により研削することで内・外径加工する。
次に、第2ラッピング工程として、ガラス基板の両表面を再び研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度及び厚みを微調整する。
次に、端面研磨加工工程として、第2ラッピング工程を終えたガラス基板の外周端面及び内周端面を、端面研磨機を用いて研磨加工する。
次に、第1ポリッシング工程として、ガラス基板の両表面を研磨加工する。第1ポリッシング工程では、図4から図6に示すようなオスカー研磨機20を用い、最終的に本実施形態に係るHDD用ガラス基板の形状を効率よく得ることができるようにガラス基板50を研磨する。オスカー研磨機20は、回転する下研磨皿21と、下研磨皿21の上方空間を水平方向(X←→X)に揺動する上研磨皿22とを備えている。そして、上下の研磨皿21,22の間に、ガラス基板50の外径よりも大きい内径を有するリング状冶具23に収容されたガラス基板50を配置して、ガラス基板50を自転させながら、ガラス基板50の両面を上下の研磨皿21,22で研磨する。
次に、化学強化工程として、ガラス基板を化学強化処理液に浸漬することにより、ガラス基板の主表面、外周端面及び内周端面に化学強化層(応力層)を形成する。ガラス基板の主表面に化学強化層を形成することにより、ガラス基板の反りや主表面の粗面化を防止することができる。ガラス基板の外周端面及び内周端面に化学強化層を形成することにより、ガラス基板の耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。
次に、外周端部研磨工程として、ガラス基板の外周端部の両面を研磨加工する。外周端部研磨工程では、図8(a)に示すような外周端部研磨機30を用い、最終的に本実施形態に係るHDD用ガラス基板の形状を得ることができるようにガラス基板50の外周端部を研磨する。外周端部研磨機30は、回転軸31と、上下一対の研磨パッド32,33とを備えている。そして、回転軸31に装着されて回転するガラス基板50の外周端部をガラス基板50の両面側から研磨パッド32,33で挟み込み、研磨パッド32,33が受ける反力からガラス基板50の外周端部の形状を検知し、検知結果に基いて研磨パッド32,33による挟み込み圧力を制御しながら、ガラス基板50の外周端部の反りや垂れが解消されて平坦になるように、ガラス基板50の外周端部の両面を上下一対の研磨パッド32,33で研磨する。
次に、第2ポリッシング工程として、化学強化工程後のガラス基板の両表面をさらに精密に研磨加工する。第2ポリッシング工程では、図2及び図3に示した、第1及び第2ラッピング工程で使用する両面研削機10と類似の構成の両面研磨機を使用する。
次に、洗浄工程として、第2ポリッシング工程後のガラス基板をスクラブ洗浄する。ただし、スクラブ洗浄に限られず、ポリッシング工程後のガラス基板の表面を清浄にできる洗浄方法であればいずれの洗浄方法でも構わない。
次に、検査工程として、ガラス基板のキズ、割れ、異物の付着等の有無を目視にて検査する。目視では判別できない場合は、光学表面アナライザ(例えば、KLA−TENCOL社製の「OSA6100」)を用いて検査を行う。
次に、前記のようにして製造されたHDD用ガラス基板について説明する。図10に示すように、本実施形態に係るHDD用ガラス基板50は、ガラス基板50の主表面51に定義された基準面からのガラス基板50の外周端部の高さのズレ量をAとしたときに、式(1)に従って算出されるAの周方向のバラツキXが3%以下である。
(式(1)中、MAXはAの周方向の最大値、MINはAの周方向の最小値を表す。)
次に、前記HDD用ガラス基板50を用いて製造されたHDD用磁気記録媒体について説明する。本実施形態に係るHDD用磁気記録媒体は、前記HDD用ガラス基板50の主表面51の上に記録層としての磁性膜が設けられたことにより製造されたものである。磁性膜は主表面51の上に直接に又は間接に形成されてよい。磁性膜はガラス基板50の片面に又は両面に形成されてよい。
図1の製造工程に従って、アルミノシリケートガラスをガラス素材とする、外径が2.5インチ(63.5mm)、内径が20mm、厚みが0.83mmのHDD用ガラス基板を製造した。その場合、第1ポリッシング工程のオスカー研磨機20の研磨動作を種々制御することにより、及び、外周端部研磨工程の外周端部研磨機30の研磨動作を種々制御することにより、表1に示すように、前記バラツキX及び前記周方向TIRが相互に異なるガラス基板(実施例1〜4及び比較例1〜3)を製造した。
作製した磁気記録媒体について、それぞれサンプル枚数を10,000枚として、リードライトエラーテストを行い、エラーの発生枚数を記録し、下記基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:エラー発生枚数が0〜5(申し分のない優良品質)
○:エラー発生枚数が6〜10(良品)
△:エラー発生枚数が11〜20(使用できないことはないが品質不良率が高い)
×:エラー発生枚数が21以上(不良品)
比較例1が結果に劣っていたのは、周方向TIRが0.4μmを超えていたためと考えられる。比較例2が結果に劣っていたのは、ズレ量のバラツキが3%を超えていたためと考えられる。比較例3がさらに結果に劣っていたのは、ズレ量のバラツキが3%を超え、かつ、周方向TIRが0.4μmを超えていたためと考えられる。これらに対し、ズレ量のバラツキが3%以下であり、かつ、周方向TIRが0.4μm以下であった実施例1〜4は、評価結果に優れていた。なかでも、ズレ量のバラツキが2%以下、及び/又は、周方向TIRが0.3μm以下であった実施例1〜3は、評価結果に特に優れていた。
20 オスカー研磨機
30 外周端部研磨機
50 ガラス基板
51 主表面
Claims (6)
- 面記録密度が630Gb/平方インチ以上のHDD用磁気記録媒体の製造に用いられるHDD用ガラス基板であって、
垂れ形状のガラス基板の主表面に定義された基準面からのガラス基板の外周端部の垂れ量をAとしたときに、式(1)に従って算出されるAの周方向のバラツキXが3%以下であり、かつ、
ガラス基板の外周端部の周方向のTIRが0.4μm以下であることを特徴とするHDD用ガラス基板。
バラツキX(%)={(MAX−MIN)/(MAX+MIN)}×100…式(1)
(式(1)中、MAXはAの周方向の最大値、MINはAの周方向の最小値を表す。) - 面記録密度が630Gb/平方インチ以上のHDD用磁気記録媒体の製造に用いられるHDD用ガラス基板であって、
反り形状のガラス基板の主表面に定義された基準面からのガラス基板の外周端部の反り量をAとしたときに、式(1)に従って算出されるAの周方向のバラツキXが3%以下であり、かつ、
ガラス基板の外周端部の周方向のTIRが0.4μm以下であることを特徴とするHDD用ガラス基板。
バラツキX(%)={(MAX−MIN)/(MAX+MIN)}×100…式(1)
(式(1)中、MAXはAの周方向の最大値、MINはAの周方向の最小値を表す。) - 前記バラツキXが2%以下及び/又は前記周方向TIRが0.3μm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のHDD用ガラス基板。
- ガラス基板の外周端部は、ガラス基板の半径をRとしたときに、ガラス基板の中心から0.985Rの位置であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のHDD用ガラス基板。
- 回転する下研磨皿と、下研磨皿の上方空間を水平方向に揺動する上研磨皿との間に、ガラス基板の外径よりも大きい内径を有するリング状冶具に収容されたガラス基板を配置して、ガラス基板を自転させながら、ガラス基板の両面を上下の研磨皿で研磨する研磨工程と、
回転するガラス基板の外周端部をガラス基板の両面側から研磨パッドで挟み込み、ガラス基板の外周端部の垂れ量及び反り量を研磨パッドに内蔵された圧力センサーで検知し、検知結果に基いて研磨パッドによる挟み込み圧力を制御しながら、ガラス基板の外周端部の両面を研磨パッドで研磨する外周端部研磨工程とを含むことを特徴とするHDD用ガラス基板の製造方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のHDD用ガラス基板の主表面の上に記録層が設けられたことにより製造されたことを特徴とするHDD用磁気記録媒体。
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