JP6209615B2 - Glass substrate for magnetic disk, method for manufacturing glass substrate for magnetic disk, and magnetic disk - Google Patents

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Description

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び磁気ディスクに関する。   The present invention relates to a glass substrate for a magnetic disk, a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, and a magnetic disk.

情報記録媒体の1つとして用いられる磁気ディスクには、従来から、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。近年、磁気ディスクの磁気記録の高密度化のためにガラス基板に鉄−白金の磁性層を形成した熱アシスト磁気記録方式等のエネルギーアシスト磁気記録方式向けの記録媒体が提案されている。このエネルギーアシスト方式の記録媒体に用いるガラス基板には、鉄−白金の磁性層の形成時にガラス基板は700℃程度の高温にさらされるため、ガラス基板としての機械的強度を維持しつつ、ガラス転移点温度が高いことが求められる。   Conventionally, a glass substrate is suitably used for a magnetic disk used as one of information recording media. Today, in response to a request for an increase in storage capacity in a hard disk drive device, the density of magnetic recording has been increased. In recent years, a recording medium for an energy-assisted magnetic recording method such as a heat-assisted magnetic recording method in which an iron-platinum magnetic layer is formed on a glass substrate has been proposed in order to increase the magnetic recording density of a magnetic disk. The glass substrate used for this energy-assisted recording medium is exposed to a high temperature of about 700 ° C. during the formation of the iron-platinum magnetic layer, so that the glass transition is maintained while maintaining the mechanical strength of the glass substrate. A high point temperature is required.

一方において、機械的強度を高めるためにガラス基板に化学強化処理を施してガラス基板に圧縮応力層を形成することも知られている。圧縮応力層の圧縮応力値や圧縮応力層の深さはバビネ補正器法で求められる。バビネ補正器法で求められた圧縮応力値及び圧縮応力層の深さから、磁気ディスク用ガラス基板に適した圧縮応力や引張応力のプロファイルを持つガラス基板を提供する方法も知られている。例えば、高い耐衝撃性を備えるために、ガラス基板の主表面の最表部応力層押し込み長が49.1μm以下であり、バビネ補正器法による応力プロファイルにおいて前記主表面と圧縮応力との間のなす角をθとしたときに、このθによって定まる値yが前記最表部応力層押し込み長以下である、化学強化処理が施されたガラス基板が知られている(特許文献1)。
また、耐衝撃性に優れ、かつディスク形状の安定化を両立するデータ記憶媒体用ガラス基板及びその製造方法も知られている。具体的には、当該ガラス基板の製造方法は、基板用ガラスを混合溶融塩に浸漬し、該基板用ガラスの表面及び裏面に圧縮層を形成する化学強化処理工程を含む。このとき、基板用ガラスがアルカリ成分としてリチウムイオンを含有し、混合溶融塩が硝酸ナトリウム、硝酸カリウムおよび質量百分率表示で硝酸リチウムを1〜6%含有し、基板用ガラスを混合溶融塩に、325℃以上475℃以下の処理温度にて30分間以下の処理時間で浸漬し、かつ以下の式を満足する。尚、Tは処理温度(単位:K)、tは処理時間(単位:秒)である。1900≦T×log(t)≦2900。そのガラス基板では、JISR1607に準拠した圧子圧入法によって測定された破壊靱性値を1.2以上として、機械的強度を高めることができることも知られている(特許文献2)。
On the other hand, it is also known to form a compressive stress layer on a glass substrate by subjecting the glass substrate to a chemical strengthening treatment in order to increase mechanical strength. The compressive stress value of the compressive stress layer and the depth of the compressive stress layer are obtained by the Babinet corrector method. A method of providing a glass substrate having a compressive stress or tensile stress profile suitable for a glass substrate for a magnetic disk from the compressive stress value obtained by the Babinet corrector method and the depth of the compressive stress layer is also known. For example, in order to have high impact resistance, the outermost stress layer indentation length of the main surface of the glass substrate is 49.1 μm or less, and the stress profile by the Babinet corrector method is between the main surface and the compressive stress. A glass substrate subjected to a chemical strengthening treatment is known in which a value y determined by θ is equal to or shorter than the outermost stress layer indentation length when θ is an angle formed (Patent Document 1).
In addition, a glass substrate for a data storage medium that is excellent in impact resistance and has a stable disk shape and a manufacturing method thereof are also known. Specifically, the manufacturing method of the said glass substrate includes the chemical strengthening process process which immerses the glass for substrates in mixed molten salt, and forms a compression layer on the surface and back surface of this glass for substrates. At this time, the glass for a substrate contains lithium ions as an alkali component, the mixed molten salt contains 1 to 6% of sodium nitrate, potassium nitrate and lithium nitrate in terms of mass percentage, and the glass for a substrate is mixed into a molten salt at 325 ° C. It is immersed in a treatment time of 30 minutes or less at a treatment temperature of 475 ° C. or less and satisfies the following formula. T is a processing temperature (unit: K), and t is a processing time (unit: second). 1900 ≦ T × log (t 2 ) ≦ 2900. In the glass substrate, it is also known that the mechanical strength can be increased by setting the fracture toughness value measured by an indenter press-fitting method based on JIS R1607 to 1.2 or more (Patent Document 2).

特開2009−099251号公報JP 2009-099251 A 特開2011−134367号公報JP 2011-134367 A

しかし、上記公知の技術で得られる磁気ディスク用ガラス基板に用いられるガラス材料において、一般にガラス転移点温度は600℃以下であるため、従来の磁気ディスク用ガラス基板を上記エネルギーアシスト方式の記録媒体に用いた場合、上記高温にさらされて基板の反りや割れ等が発生しやすくなる。このため、エネルギーアシスト方式の記録媒体用のガラス基板には、室温における機械的強度が高くても従来のガラス基板は適用できない。
ガラス転移点温度を高くするには、LiOの含有量を低くすることが知られているが、このようなガラスを用いたガラス基板では、Liの含有量が少ないため、NaやK等を含んだ公知の化学強化溶融塩の液を用いて化学処理を行っても、磁気ディスク用ガラス基板に求められる程度に機械的強度を高めた圧縮応力層を形成することができないものもあった。
However, in the glass material used for the magnetic disk glass substrate obtained by the above-mentioned known technique, the glass transition temperature is generally 600 ° C. or lower, so that the conventional magnetic disk glass substrate is used as the energy assist type recording medium. When used, the substrate is exposed to the high temperature, and the substrate is likely to warp or crack. For this reason, the conventional glass substrate cannot be applied to the glass substrate for the energy-assisted recording medium even if the mechanical strength at room temperature is high.
In order to increase the glass transition temperature, it is known to reduce the Li 2 O content. However, in a glass substrate using such a glass, the Li content is small, so Na, K, etc. Even when a chemical treatment is performed using a known chemically strengthened molten salt solution containing bismuth, there is a case where a compressive stress layer having a mechanical strength increased to the extent required for a glass substrate for a magnetic disk cannot be formed. .

そこで、本発明は、磁気ディスクに適した機械的強度を確実に備えた磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及びこの磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a magnetic disk glass substrate having a mechanical strength suitable for a magnetic disk, a method for manufacturing the magnetic disk glass substrate, and a magnetic disk using the magnetic disk glass substrate. With the goal.

(形態1)
本発明の一態様は、以下の構成の磁気ディスク用ガラス基板である。
前記ガラス基板の材料は、アモルファスのアルミノシリケートガラスであり、当該磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス組成として、モル%表示でLi2Oを0.1〜1%含有し、
破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、
ガラス基板表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、前記圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC -1.6、かつD≧20[μm]を満足する。
なお、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]は、2.5[MPa・m1/2]以下であることが好ましい。また、深さDは150μm以下であることが好ましい。
(Form 1)
One aspect of the present invention is a glass substrate for a magnetic disk having the following configuration.
The material of the glass substrate is amorphous aluminosilicate glass, and the glass substrate for magnetic disk contains 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of mol% as a glass composition,
Fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1/2 ] or more,
A compressive stress layer by chemical strengthening is provided on the glass substrate surface, and the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm].
The fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is preferably 2.5 [MPa · m 1/2 ] or less. The depth D is preferably 150 μm or less.

(形態2)
また、前記磁気ディスク用ガラス基板の転移点温度Tgが650℃以上である、形態1の磁気ディスク用ガラス基板。
(Form 2)
The glass substrate for magnetic disk according to mode 1, wherein the glass substrate for magnetic disk has a transition temperature Tg of 650 ° C. or higher.

(形態3)
また、
ガラス組成として、モル%表示で、
SiOを、55〜78%、
LiOを、0.1〜1%、
NaOを、2〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下である、形態1または2に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
(Form 3)
Also,
As a glass composition, in mol% display,
The SiO 2, 55~78%,
Li 2 O, 0.1-1%,
Na 2 O, 2-15%,
MgO, CaO, SrO and BaO in a total of 10 to 25%,
Including
The glass substrate for a magnetic disk according to mode 1 or 2, wherein the molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO, and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less.

(形態4)
前記磁気ディスク用ガラス基板の板厚は、0.3〜1.5mmである、形態1〜3のいずれか1つに記載の磁気ディスク用ガラス基板。
その際、前記磁気ディスク用ガラス基板を、公称2.5インチサイズ以上の大きさとする場合は0.5mm以上である。
(Form 4)
The glass substrate for magnetic disks according to any one of Embodiments 1 to 3, wherein the thickness of the glass substrate for magnetic disks is 0.3 to 1.5 mm.
At this time, when the glass substrate for magnetic disk has a nominal size of 2.5 inches or more, it is 0.5 mm or more.

(形態5)
前記磁気ディスク用ガラス基板のガラス組成として、Caを含まないアルミノシリケートガラスで構成される、形態1〜4のいずれか1つに記載の磁気ディスク用ガラス基板。
(Form 5)
The glass substrate for magnetic disks according to any one of Embodiments 1 to 4, which is composed of aluminosilicate glass not containing Ca as a glass composition of the glass substrate for magnetic disks.

(形態6)
形態1〜5のいずれか1つの前記磁気ディスク用ガラス基板と、前記ガラス基板の表面に形成された磁性層と、を含むことを特徴とする磁気ディスク。
(Form 6)
A magnetic disk comprising: the glass substrate for a magnetic disk according to any one of forms 1 to 5; and a magnetic layer formed on a surface of the glass substrate.

(形態7)
磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ディスク状のガラス基板であって、アモルファスのアルミノシリケートガラスを材料とする、モル%表示でLi2Oを0.1〜1%含有したガラス基板を作製する処理と、
前記ガラス基板に化学強化を施すことにより、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、かつ、前記化学強化によりガラス基板表面に設けられる圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC -1.6、かつD≧20[μm]を満足するように、前記化学強化を行う処理と、を含む、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。
(Form 7)
A method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk,
A process for producing a glass substrate, which is a disk-shaped glass substrate and made of amorphous aluminosilicate glass, containing 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of mol%,
When the glass substrate is chemically strengthened, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1/2 ] or more and is provided on the glass substrate surface by the chemical strengthening. And a process of performing the chemical strengthening so that the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. A method for producing a glass substrate for a disk.

(形態8)
前記化学強化の処理では、KNOとNaNOを含む混合溶融塩の液中に前記ガラス基板を浸す処理であり、前記混合溶融塩は、KNOを55〜85質量%含む、形態7に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Form 8)
In the chemical strengthening treatment, the glass substrate is immersed in a mixed molten salt liquid containing KNO 3 and NaNO 3 , and the mixed molten salt contains 55 to 85 mass% of KNO 3. Of manufacturing a glass substrate for magnetic disk.

(形態9)
前記化学強化の処理後の前記ガラス基板は、
ガラス組成として、モル%表示で、
SiO2を、55〜78%、
Li2Oを、0.1〜1%、
Na2Oを、2〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下である、形態7または8に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Form 9)
The glass substrate after the chemical strengthening treatment is
As a glass composition, in mol% display,
The SiO 2, 55~78%,
Li 2 O, 0.1 to 1%,
Na 2 O, 2-15%,
MgO, CaO, SrO and BaO in a total of 10 to 25%,
Including
The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of the form 7 or 8 whose molar ratio (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) of CaO content with respect to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is 0.20 or less.

(形態10)
前記ガラス基板の板厚は、0.3〜1.5mmである、形態7〜9のいずれか1つに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
その際、前記板厚は、0.5mm以上が好ましい。
(Form 10)
The plate | board thickness of the said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs as described in any one of form 7-9 which is 0.3-1.5 mm.
In that case, the plate thickness is preferably 0.5 mm or more.

(形態11)
前記ガラス基板は、Caを含まないアルミノシリケートガラスで構成される、形態7〜10のいずれか1つに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Form 11)
The said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs as described in any one of the forms 7-10 comprised with the aluminosilicate glass which does not contain Ca.

上述の態様により、磁気ディスクに適した機械的強度を確実に備える磁気ディスク用ガラス基板を提供することができる。   According to the above-described aspect, it is possible to provide a glass substrate for a magnetic disk that surely has mechanical strength suitable for the magnetic disk.

本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の斜視図である。It is a perspective view of the glass substrate for magnetic discs of this embodiment. ガラス基板の傷付加処理前の破壊靱性値と機械的強度(抗折強度)との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the fracture toughness value before the flaw addition process of a glass substrate, and mechanical strength (bending strength). 本実施形態のガラス基板の圧縮応力層及び引張応力層を説明する図である。It is a figure explaining the compression stress layer and tensile stress layer of the glass substrate of this embodiment. 機械的強度(抗折強度)の試験方法を説明する図である。It is a figure explaining the test method of mechanical strength (bending strength). 本実施形態のガラス基板の範囲を示す図である。It is a figure which shows the range of the glass substrate of this embodiment.

以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明する。   Hereinafter, the glass substrate for magnetic disks of this embodiment will be described in detail.

[磁気ディスク用ガラス基板]
図1は、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板10(以降、ガラス基板10という)の斜視図である。ガラス基板10は、図1に示されるように、円板形状であって、中心部分が同心円形状にくり抜かれたリング状を成している。ガラス基板10は、少なくともガラス基板の表面が化学強化され、ガラス板10の表面に圧縮応力層が形成されている。
ガラス基板10は、ガラス組成として、モル%表示でLiOを0.1〜1%含有する。ガラス基板10の機械的特性として、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上である。ガラス基板10の表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、この圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足する。より好ましくは破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1.2[MPa・m1/2]以上であり、圧縮応力層の深さD[μm]がD≧70・KIC −1.6かつD≧35[μm]を満足する。
このようなガラス基板10のガラスのガラス転移点温度Tgが650℃以上であることが好ましい。この場合、ガラス基板10は、種々の磁気ディスク用ガラス基板に用いることができるが、好適に、エネルギーアシスト方式の磁気ディスク用ガラス基板に用いることができる。
なお、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]は、2.5[MPa・m1/2]以下であることが好ましい。また、深さDは150μm以下であることが好ましい。
[Magnetic disk glass substrate]
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic disk glass substrate 10 (hereinafter referred to as a glass substrate 10) of this embodiment. As shown in FIG. 1, the glass substrate 10 has a disc shape and a ring shape in which a central portion is cut into a concentric shape. In the glass substrate 10, at least the surface of the glass substrate is chemically strengthened, and a compressive stress layer is formed on the surface of the glass plate 10.
The glass substrate 10 contains 0.1 to 1% of Li 2 O as a glass composition in terms of mol%. As mechanical properties of the glass substrate 10, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1/2 ] or more. A compressive stress layer by chemical strengthening is provided on the surface of the glass substrate 10, and the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. More preferably, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1.2 [MPa · m 1/2 ] or more, and the compressive stress layer depth D [μm] is D ≧ 70 · K IC −. 1.6 and D ≧ 35 [μm] are satisfied.
It is preferable that the glass transition point temperature Tg of the glass of such a glass substrate 10 is 650 degreeC or more. In this case, the glass substrate 10 can be used for various glass substrates for magnetic disks, but can be preferably used for an energy assist type magnetic disk glass substrate.
The fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is preferably 2.5 [MPa · m 1/2 ] or less. The depth D is preferably 150 μm or less.

ガラス基板10を用いて磁気ディスクが作製されるとき、ガラス基板10の主表面に、少なくとも磁性層を成膜することにより、磁気ディスクが作製される。
磁性層は、例えば、Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を含む。この磁性層を有する磁気ディスクは、エネルギーアシスト方式の磁気ディスクに好適に用いられる。Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料としては、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料を挙げることができる。
When a magnetic disk is manufactured using the glass substrate 10, the magnetic disk is manufactured by forming at least a magnetic layer on the main surface of the glass substrate 10.
The magnetic layer includes, for example, a magnetic material whose main component is an alloy of Fe and / or Co and Pt. The magnetic disk having this magnetic layer is suitably used for an energy assist type magnetic disk. Examples of the magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt include an Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, and an Fe—Co—Pt magnetic material.

上記磁性層を形成するとき、ガラス基板の主表面に、Feおよび/またはCoと、Ptとの合金を主成分とする磁性材料を成膜した後、アニール処理を行う。ここで、上記磁性材料の成膜温度は通常500℃超の高温である。更にこれら磁性材料は、成膜後に結晶配向性を揃えるため、上記アニール処理は成膜温度を超える温度で行われる。したがって、Fe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料を用いて磁性層を形成する場合、ガラス基板が上記高温に晒されることとなる。本実施形態のガラス基板10は、優れた耐熱性を有する点から、ガラス転移点温度として650℃以上であることが好ましい。ガラス転移点温度Tgの好ましい下限は660℃であり、さらに好ましい下限は665℃であり、一層好ましい下限は670℃であり、より一層好ましい下限は675℃である。ただし、ガラス転移点温度Tgを過度に高めると後述する化学強化処理温度が高くなり、化学強化時に熔融塩の熱分解が起こり、ガラス基板の表面を侵蝕するため、ガラス転移点温度Tgの上限を740℃とすることが好ましい。なお、ガラス転移点温度Tgは化学強化の前後でほぼ一定である。このようなガラス転移点温度Tgのガラスで構成されたガラス基板10は、ガラス基板10上にFe−Pt系磁性材料、Co−Pt系磁性材料、またはFe−Co−Pt系磁性材料の磁性層を形成しアニール処理した後でも、高い平坦性を有する。   When the magnetic layer is formed, a magnetic material mainly composed of an alloy of Fe and / or Co and Pt is formed on the main surface of the glass substrate, and then an annealing process is performed. Here, the film formation temperature of the magnetic material is usually a high temperature exceeding 500 ° C. Furthermore, since these magnetic materials have the same crystal orientation after film formation, the annealing treatment is performed at a temperature exceeding the film formation temperature. Therefore, when a magnetic layer is formed using an Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, or an Fe—Co—Pt magnetic material, the glass substrate is exposed to the high temperature. It is preferable that the glass substrate 10 of this embodiment is 650 degreeC or more as a glass transition point temperature from the point which has the outstanding heat resistance. The preferable lower limit of the glass transition temperature Tg is 660 ° C., the more preferable lower limit is 665 ° C., the still more preferable lower limit is 670 ° C., and the still more preferable lower limit is 675 ° C. However, if the glass transition temperature Tg is excessively increased, the chemical strengthening treatment temperature described later increases, and the molten salt undergoes thermal decomposition during chemical strengthening and corrodes the surface of the glass substrate. It is preferable to set it as 740 degreeC. The glass transition temperature Tg is almost constant before and after chemical strengthening. A glass substrate 10 made of glass having such a glass transition temperature Tg is formed of a Fe—Pt magnetic material, a Co—Pt magnetic material, or a magnetic layer of Fe—Co—Pt magnetic material on the glass substrate 10. Even after annealing and annealing, it has high flatness.

上記ガラス転移点温度Tgを、従来より高くするには、ガラス組成を調整することによって実現される。具体的には、Li,Na等のアルカリ金属の含有成分を抑えることにより、ガラス転移点温度Tgを高めることができる。
この点で、本実施形態のガラス基板10に用いるガラスは、モル%表示でLiOを0.1〜1%含有する。LiOの含有率は、好ましくは0.1〜0.6%であり、より好ましくは0.1〜0.3%である。
In order to make the glass transition temperature Tg higher than before, it is realized by adjusting the glass composition. Specifically, the glass transition temperature Tg can be increased by suppressing the content of alkali metals such as Li and Na.
In this respect, the glass used for the glass substrate 10 of the present embodiment contains 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of mol%. The content of Li 2 O is, preferably 0.1 to 0.6%, more preferably from 0.1 to 0.3%.

上述のガラス組成のガラス基板に関して、その製造方法で用いる化学強化処理に注目し、磁気ディスクとして求められる機械的強度を満足するような圧縮応力層の形成を、本願発明者は種々検討した。
一般に、磁気ディスク用ガラス基板の機械的強度として、公知の抗折強度が用いられる。磁気ディスク用ガラス基板における抗折強度は、ガラス基板の中心に開いた円孔よりも大きい鋼球を上記円孔上に載せて鋼球に負荷を徐々に加えたとき、ガラス基板が破断する負荷荷重によって定まる値である。この抗折強度の試験方法は、ハードディスクドライブ装置内の回転スピンドルに固定されている磁気ディスク用ガラス基板の機械的強度を模擬したものといえる。一方、従来よりJISR1607に準拠した圧子圧入法によって測定された破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]をガラス基板の機械的強度の指標として用いられている。
With regard to the glass substrate having the above-described glass composition, the inventor of the present application variously studied the formation of a compressive stress layer that satisfies the mechanical strength required for a magnetic disk, paying attention to the chemical strengthening treatment used in the manufacturing method.
Generally, a known bending strength is used as the mechanical strength of the glass substrate for magnetic disks. The bending strength of the glass substrate for magnetic disks is the load at which the glass substrate breaks when a steel ball larger than the circular hole opened at the center of the glass substrate is placed on the circular hole and a load is gradually applied to the steel ball. The value is determined by the load. It can be said that this bending strength test method simulates the mechanical strength of a glass substrate for a magnetic disk fixed to a rotating spindle in a hard disk drive device. On the other hand, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] measured by an indenter press-fitting method based on JIS R 1607 has been conventionally used as an index of the mechanical strength of the glass substrate.

図2は、磁気ディスク用ガラス基板として作製した新品時のガラス基板、すなわち、後述するような、ガラス基板の円孔周りの内側端面およびその円孔の周辺部分に傷がついていない状態のガラス基板における、上記破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]と抗折強度の値との対応関係を調べたものである。図2からわかるように、破壊靱性値KICが高くなるほど抗折強度も概略高くなることがわかる。しかし、上記対応関係は、新品時のガラス基板であって、ガラス基板の円孔周りの内側端面およびガラス基板の主表面の円孔の周辺部分には傷がないガラス基板を用いた結果である。実際の磁気ディスク用ガラス基板の中心に設けられた円孔周りの内側端面およびガラス基板の主表面の円孔の周辺部分は、ハードディスクドライブ装置の回転スピンドルに固定されるまでに、種々の部材と接触して微小な傷がつく場合がある。たとえば、回転スピンドルに固定するために回転スピンドル自身と接触しながらガラス基板を位置調整するとき、あるいは、接触式センサによりガラス基板を抜き取り検査するときガラス基板の円孔周りの内側端面および主表面の円孔の周辺部分に傷がつく場合がある。特に、エネルギーアシスト磁気記録方式による次世代の磁気記録ではトラック密度が極めて高いため、トラッキングミスを抑制するためにスピンドルに対する磁気ディスクの位置決めを特に厳密に行う必要がある。そして、この調整作業のときにガラス基板の円孔周辺に傷が付き易い。本件発明者は、上述のように、ガラス基板が実際にハードディスクドライブ装置に組み込まれるまでに生じる傷によって、図2に示すような対応関係が必ずしも成立しない場合もあることを見出した。このような場合、抗折強度が低下する発生率(不良率)が許容範囲内にないため、磁気ディスク用ガラス基板の歩留まりが低下する。そして、特にLiOの含有量が低いガラス基板において、上記現象が顕著に見られることを見出した。FIG. 2 shows a new glass substrate manufactured as a glass substrate for a magnetic disk, that is, a glass substrate in a state where the inner end surface around the circular hole of the glass substrate and the peripheral portion of the circular hole are not damaged as described later. The relationship between the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] and the bending strength value was investigated. As can be seen from FIG. 2, it can be seen that the bending strength increases roughly as the fracture toughness value K IC increases. However, the above correspondence is a result of using a glass substrate that is a new article and that has no scratches on the inner end surface around the circular hole of the glass substrate and the peripheral part of the circular hole on the main surface of the glass substrate. . The inner end surface around the circular hole provided at the center of the actual magnetic disk glass substrate and the peripheral portion of the circular hole on the main surface of the glass substrate are fixed to various members before being fixed to the rotating spindle of the hard disk drive device. May come into contact with minor scratches. For example, when the glass substrate is positioned while being in contact with the rotating spindle itself for fixing to the rotating spindle, or when the glass substrate is sampled and inspected by a contact sensor, the inner end surface and the main surface around the circular hole of the glass substrate are checked. The peripheral part of the circular hole may be damaged. In particular, the next-generation magnetic recording by the energy-assisted magnetic recording system has a very high track density, and therefore it is necessary to position the magnetic disk with respect to the spindle particularly strictly in order to suppress tracking errors. And it is easy to be damaged around the circular hole of a glass substrate at the time of this adjustment operation. As described above, the present inventor has found that the correspondence shown in FIG. 2 may not always be established due to scratches that occur before the glass substrate is actually incorporated into the hard disk drive device. In such a case, since the occurrence rate (defective rate) at which the bending strength is reduced is not within the allowable range, the yield of the magnetic disk glass substrate is reduced. Then, in particular Li 2 O glass substrate a low content of, it found that the phenomenon is observed remarkably.

このような上記対応関係の不成立に対して、破壊靱性値KICの他に別の指標が必要であると、本願発明者は判断した。そこで、ガラス基板のガラス組成およびガラス基板に施す化学処理の条件を種々変更しながら、ガラス基板の内側端面の傷の形成により抗折強度が低下して製品として提供できない不合格品となるガラス基板の不良率を調べ、この不良率に影響を与える指標を鋭意検討した。
その結果、ガラス基板が700℃程度の高温にさらされても反ったりせず、様々な調整の後HDDに組み込んでも割れたりしないガラス基板を得るには、LiOの含有量が0.1〜1モル%であるガラス基板において、化学強化の処理条件を調整することにより、ガラス基板の不良率を低下することができることを知見した。そして、ガラス基板の合格率(=1−不良率)を用いたスクリーニングにおいて合格品とされるガラス基板では、破壊靱性値KICが1[MPa・m1/2]以上であり、かつ、化学強化によってガラス表面に形成された圧縮応力層の深さが、ある一定値以上であり、かつ破壊靱性値KICに基づいて定まる値よりも大きいことが必要であることを知見した。
The inventor of the present application has determined that another index is required in addition to the fracture toughness value K IC for such failure of the correspondence. Therefore, while variously changing the glass composition of the glass substrate and the conditions of chemical treatment applied to the glass substrate, the glass substrate becomes a rejected product that cannot be provided as a product because the bending strength is reduced due to the formation of scratches on the inner end face of the glass substrate. The defect rate was investigated, and an indicator that affects the defect rate was studied earnestly.
As a result, in order to obtain a glass substrate that does not warp even when the glass substrate is exposed to a high temperature of about 700 ° C., and that does not break even after being incorporated into the HDD after various adjustments, the content of Li 2 O is 0.1. It was found that the defect rate of the glass substrate can be reduced by adjusting the chemical strengthening treatment conditions in the glass substrate of ˜1 mol%. And in the glass substrate made into the acceptance product in the screening using the acceptance rate (= 1-defective rate) of the glass substrate, the fracture toughness value K IC is 1 [MPa · m 1/2 ] or more, and chemical It has been found that the depth of the compressive stress layer formed on the glass surface by strengthening needs to be greater than a certain value and larger than a value determined based on the fracture toughness value K IC .

すなわち、LiOの含有量が0.1〜1モル%と、極めて少ないガラスで構成されたガラス基板10において、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、ガラス基板表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足する。このように、ガラス基板の破壊靱性値KICと圧縮応力層の深さDを規定することにより、磁気ディスクに適した機械的強度をガラス基板は確実に備える。また、破壊靱性値KIC及び圧縮応力層の深さDが上記範囲を満足し、かつLiOの含有量が0.1〜1モル%であるとき、磁気ディスクに適した機械的強度をガラス基板は確実に備えることがわかった。以下、破壊靱性値KIC及び圧縮応力層の深さDについて説明する。That is, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1 ] in the glass substrate 10 composed of extremely small glass with a Li 2 O content of 0.1 to 1 mol%. / 2 ] or more, a compressive stress layer formed by chemical strengthening is provided on the glass substrate surface, and the depth D [μm] of the compressive stress layer is D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. Satisfied. Thus, by defining the fracture toughness value K IC of the glass substrate and the depth D of the compressive stress layer, the glass substrate surely has the mechanical strength suitable for the magnetic disk. Further, when the fracture toughness value K IC and the depth D of the compressive stress layer satisfy the above ranges, and the content of Li 2 O is 0.1 to 1 mol%, the mechanical strength suitable for the magnetic disk is obtained. It was found that the glass substrate was provided with certainty. Hereinafter, the fracture toughness value K IC and the depth D of the compressive stress layer will be described.

(破壊靱性値KIC
破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]は、周知のビッカース硬度計の鋭いダイヤモンド圧子(ビッカース圧子)をガラス基板に荷重P[N]で押し込み、ガラス基板に圧痕およびクラックを形成させることで得られる。ガラス基板のヤング率をE[Pa]、圧痕対角線長さをd[m]、表面クラックの半長をa[m]とすると、破壊靭性値KIc[MPa・m1/2]は下式で表される。
IC= 0.026・E1/2・P1/2・(d/2)/a3/2
なお、特記しない限り、破壊靭性値KICは、荷重Pを9.81N(1000gf)として測定される破壊靭性値を意味する。上記破壊靱性値は、ガラス組成によっても変化し、また化学強化条件によっても変化するため、化学強化された磁気ディスク用ガラス基板を得るためには、組成調整および化学強化処理条件によって、上記破壊靱性値を所望の範囲とすることができる。
(Fracture toughness value K IC )
The fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is obtained by pressing a sharp diamond indenter (Vickers indenter) of a well-known Vickers hardness meter into a glass substrate with a load P [N] to form indentations and cracks on the glass substrate. It is obtained by. When the Young's modulus of the glass substrate is E [Pa], the indent diagonal length is d [m], and the half length of the surface crack is a [m], the fracture toughness value K Ic [MPa · m 1/2 ] is expressed by the following formula: It is represented by
K IC = 0.026 · E 1/2 · P 1/2 · (d / 2) / a 3/2
Unless otherwise specified, the fracture toughness value K IC means a fracture toughness value measured with a load P of 9.81 N (1000 gf). The fracture toughness value changes depending on the glass composition and also on the chemical strengthening conditions. Therefore, in order to obtain a chemically strengthened glass substrate for a magnetic disk, the fracture toughness depends on the composition adjustment and the chemical strengthening treatment conditions. The value can be in the desired range.

(圧縮応力層)
図3は、ガラス基板10の圧縮応力層及び引張応力層を説明する図である。
本実施形態のガラス基板10は化学強化されているので、ガラス基板10の両側の主表面の表面12には圧縮応力層14が、ガラス基板10の内部に両側の圧縮応力層14に挟まれるように引張応力層16が、形成されている。この圧縮応力層14及び引張応力層16は、ガラス基板10を化学強化することにより形成される。
(Compressive stress layer)
FIG. 3 is a diagram for explaining the compressive stress layer and the tensile stress layer of the glass substrate 10.
Since the glass substrate 10 of the present embodiment is chemically strengthened, the compressive stress layer 14 is sandwiched between the compressive stress layers 14 on both sides of the main surface 12 on the main surface on both sides of the glass substrate 10. A tensile stress layer 16 is formed on the surface. The compressive stress layer 14 and the tensile stress layer 16 are formed by chemically strengthening the glass substrate 10.

一般的に、ガラス基板を構成するガラスをナトリウム塩とカリウム塩の混合熔融塩に浸漬して化学強化を行うと、ガラス中のLiイオンと熔融塩中のNaイオンとがイオン交換し、またガラス中のNaイオンと熔融塩中のKイオンがイオン交換して、表面近傍に圧縮応力層が、ガラス内部に引張応力層が形成される。しかし、本実施形態のガラス基板10は、ガラス組成としてLiOを1モル%以下しか含有しないガラスを用いるので圧縮応力層14の深さDは小さく、圧縮応力の最大値はきわめて高い。一般にLiOを1モル%超含有するガラスを用いたガラス基板では、ガラス中のLiイオンと熔融塩中のNaイオンとがイオン交換し、またガラス中のNaイオンと熔融塩中のKイオンとがイオン交換することによって、なだらかな応力分布を形成する。しかし、本実施形態のガラス基板10のように、LiOの含有率が低いガラスでは、熔融塩中のNaイオンとイオン交換するLiイオンを少ししか含まない。一方、ガラス中のNaイオンと熔融塩中のKイオンとはイオン交換する。ガラス中におけるアルカリ金属イオンの拡散速度はイオン半径が大きいイオンほど小さいため、イオン交換によりガラス中に入るKイオンはガラス内へ拡散せず、ガラスの表面12に留まる。このため、LiOを1モル%以下しか含有しないガラス基板10の圧縮応力層14の深さDは浅い。このような圧縮応力層は、一般にバビネ法により測定され得る。しかし、本実施形態のガラス基板10では、圧縮応力層14の深さDは浅い一方、圧縮応力の最大値はきわめて大きくなるので、その値を計測することは難しい。
LiOの含有率が極端に低い場合、化学強化の効果が得られにくいことから、LiOの含有率の下限はモル%表示で0.1%である。LiOの含有率の好ましい範囲は、モル%表示で0.1〜0.6%である。
本実施形態のガラス基板10では、上記圧縮応力層14の深さDが、D≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足する。
In general, when the glass constituting the glass substrate is immersed in a mixed molten salt of sodium salt and potassium salt and chemically strengthened, Li ions in the glass and Na ions in the molten salt undergo ion exchange, and the glass The Na ions therein and K ions in the molten salt are ion-exchanged to form a compressive stress layer near the surface and a tensile stress layer inside the glass. However, since the glass substrate 10 of the present embodiment uses a glass containing Li 2 O of 1 mol% or less as the glass composition, the depth D of the compressive stress layer 14 is small and the maximum value of the compressive stress is extremely high. In general, in a glass substrate using glass containing more than 1 mol% of Li 2 O, Li ions in the glass and Na ions in the molten salt are ion-exchanged, and Na ions in the glass and K ions in the molten salt are exchanged. As a result of ion exchange, a gentle stress distribution is formed. However, like the glass substrate 10 of this embodiment, the glass with a low Li 2 O content contains little Li ions that are ion-exchanged with Na + ions in the molten salt. On the other hand, Na ions in the glass and K ions in the molten salt undergo ion exchange. Since the diffusion rate of alkali metal ions in the glass is smaller as the ion radius is larger, K ions that enter the glass by ion exchange do not diffuse into the glass and remain on the surface 12 of the glass. For this reason, the depth D of the compressive stress layer 14 of the glass substrate 10 containing only 1 mol% or less of Li 2 O is shallow. Such a compressive stress layer can generally be measured by the Babinet method. However, in the glass substrate 10 of the present embodiment, the depth D of the compressive stress layer 14 is shallow, but the maximum value of the compressive stress becomes extremely large, and it is difficult to measure the value.
When the content of Li 2 O is extremely low, it is difficult to obtain the effect of chemical strengthening. Therefore, the lower limit of the content of Li 2 O is 0.1% in terms of mol%. A preferable range of the content of Li 2 O is 0.1 to 0.6% in terms of mol%.
In the glass substrate 10 of the present embodiment, the depth D of the compressive stress layer 14 satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm].

このように破壊靱性値KICと圧縮応力層14の深さDを規定したガラス基板10は、後述する磁気ディスク用ガラスブランクの製造方法によって作製することができる。
本実施形態のガラス基板10の板厚は、0.3〜1.5mmであることが、ガラス基板10の強度を確保する点から好ましい。板厚は、0.5mm以上であることがより好ましい。
As described above, the glass substrate 10 that defines the fracture toughness value K IC and the depth D of the compressive stress layer 14 can be produced by a method for manufacturing a glass blank for a magnetic disk described later.
The plate thickness of the glass substrate 10 of the present embodiment is preferably 0.3 to 1.5 mm from the viewpoint of securing the strength of the glass substrate 10. The plate thickness is more preferably 0.5 mm or more.

(ガラス基板の機械的強度の試験及び評価)
ガラス基板10は、ハードディスクドライブ装置に組み込むとき、回転スピンドルと接触しながら固定されるので、ガラス基板10の内側端面は傷がつき易い。また、回転スピンドルに固定されるまでにガラス基板の位置の微調整をする。また、ハードディスクドライブ装置に組み込む前にサーボトラックを記録するために、ガラス基板10の内側端面を治具に固定する。このとき、ガラス基板10の内側端面は傷がつき易い。このような傷は、機械的強度(抗折強度)を低下させる。
図4は、機械的強度(抗折強度)の試験方法を説明する図である。機械的強度(抗折強度)の試験では、ガラス基板10の中心に空いた円孔に、この円孔よりも径の大きな剛球18を載せ、下方に剛球18に負荷をかけたときガラス基板10が破断する最小負荷荷重を求める。この最小負荷荷重によりガラス基板は評価される。このような機械的強度(抗折強度)の試験は、ガラス基板10の内側端面に予め回転スピンドルを通して所定の位置にガラス基板を配置した後、回転スピンドルから抜き取る処理、すなわち、傷付加処理を行った後行われる。この傷付加処理により、ガラス基板10は、上述したようにハードディスクドライブ装置に組み込むときのガラス基板の状態を再現したものとなっている。
ガラス基板に上記傷付加処理前の破壊靱性値KICと機械的強度(抗折強度)との対応関係を示す図2からわかるように、内側端面に傷がまったくないガラス基板10の場合、破壊靱性値KICと機械的強度(抗折強度)とは比較的対応している。しかし、内側端面に傷がついたガラス基板10では、破壊靱性値KICと機械的強度(抗折強度)との対応関係は低下する。
このために、本実施形態では、上記傷付加処理を行った後ガラス基板の機械的強度の評価を行う。
(Test and evaluation of mechanical strength of glass substrate)
When the glass substrate 10 is incorporated in the hard disk drive device, the glass substrate 10 is fixed while being in contact with the rotary spindle, so that the inner end surface of the glass substrate 10 is easily damaged. Further, the position of the glass substrate is finely adjusted before being fixed to the rotating spindle. Further, the inner end face of the glass substrate 10 is fixed to a jig in order to record servo tracks before being incorporated into the hard disk drive device. At this time, the inner end surface of the glass substrate 10 is easily scratched. Such scratches reduce the mechanical strength (bending strength).
FIG. 4 is a diagram for explaining a test method of mechanical strength (bending strength). In the test of mechanical strength (bending strength), when a hard sphere 18 having a diameter larger than the circular hole is placed in a circular hole in the center of the glass substrate 10 and a load is applied to the hard sphere 18 below, the glass substrate 10 Find the minimum load that will break. The glass substrate is evaluated by this minimum load. Such a test of mechanical strength (bending strength) is performed by placing a glass substrate in a predetermined position on the inner end surface of the glass substrate 10 in advance through a rotating spindle and then removing it from the rotating spindle, that is, applying a scratch. Done after. By this scratching process, the glass substrate 10 reproduces the state of the glass substrate when incorporated in the hard disk drive device as described above.
As can be seen from FIG. 2 which shows the correspondence between the fracture toughness value K IC and the mechanical strength (bending strength) of the glass substrate before the above-described scratching treatment, in the case of the glass substrate 10 having no scratches on the inner end face, The toughness value K IC and the mechanical strength (bending strength) correspond relatively. However, in the glass substrate 10 in which the inner end face is scratched, the correspondence between the fracture toughness value K IC and the mechanical strength (bending strength) is lowered.
For this purpose, in this embodiment, the mechanical strength of the glass substrate is evaluated after performing the above-described scratching treatment.

このようなガラス基板の機械的強度(抗折強度)の評価を、ガラス組成及び化学強化処理の条件を種々変更して作製した複数の条件のガラス基板10について行った。上記機械的強度(抗折強度)の評価を行ったときにガラス基板の抗折強度が60N以上の条件を満たして合格品と判定されるガラス基板の合格率が95%以上である条件を、磁気ディスクに適した機械的強度を確実に備える条件とし、上記合格率が95%未満である場合、磁気ディスクに不適な機械的強度を備える条件であるとして、複数の条件について区分けした。図5は、上記区分けの結果を示す図であり、機械的強度(抗折強度)に関する合格率が95%以上であるガラス基板10の範囲を示す図である。図5では、LiOの含有が1モル%以下のガラス組成のガラス基板の中で、斜線領域が、合格率が95%以上となっているガラス基板の範囲、すなわち磁気ディスクに適した機械的強度(抗折強度)を確実に備えるガラス基板の範囲である。この斜線領域は、破壊靱性値KICが1[MPa・m1/2]以上であり、圧縮応力層14の深さDがD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足する領域である。すなわち、ガラス基板の破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、ガラス基板表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足するガラス基板が、磁気ディスクに適した機械的強度を有するガラス基板となる。破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1.2[MPa・m1/2]以上であり、圧縮応力層の深さDは、D≧70・KIC −1.6かつD≧35[μm]を満足することがより好ましい。Evaluation of the mechanical strength (bending strength) of such a glass substrate was performed about the glass substrate 10 of several conditions produced by changing various conditions of a glass composition and a chemical strengthening process. When the mechanical strength (bending strength) is evaluated, the glass substrate has a bending strength of 95% or more, which satisfies the condition that the bending strength of the glass substrate satisfies 60 N or more. A plurality of conditions were classified as conditions that ensure that the mechanical strength suitable for the magnetic disk was reliably provided, and when the pass rate was less than 95%, the conditions were that the mechanical strength was inappropriate for the magnetic disk. FIG. 5 is a diagram showing the results of the above classification, and is a diagram showing a range of the glass substrate 10 in which the pass rate regarding the mechanical strength (bending strength) is 95% or more. In FIG. 5, among the glass substrates having a glass composition with a Li 2 O content of 1 mol% or less, the hatched area is a range of glass substrates having a pass rate of 95% or more, that is, a machine suitable for a magnetic disk. It is the range of the glass substrate which is surely provided with a mechanical strength (bending strength). In the shaded region, the fracture toughness value K IC is 1 [MPa · m 1/2 ] or more, the depth D of the compressive stress layer 14 is D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. It is a satisfactory area. That is, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] of the glass substrate is 1 [MPa · m 1/2 ] or more, and a compressive stress layer formed by chemical strengthening is provided on the glass substrate surface. The glass substrate having a depth D [μm] satisfying D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm] is a glass substrate having mechanical strength suitable for a magnetic disk. The fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1.2 [MPa · m 1/2 ] or more, and the depth D of the compressive stress layer is D ≧ 70 · K IC −1.6 and D It is more preferable to satisfy ≧ 35 [μm].

このようなガラス基板10のガラス組成が、LiO 0.1〜1モル%であるとき、化学強化処理の熔融塩に、KNOとNaNOを含む混合塩を用いることが化学強化による圧縮応力層を適切に形成することができる点で好ましい。Glass composition of such glass substrate 10, when a Li 2 O 0.1 to 1 mol%, the molten salt of the chemical strengthening treatment, the compression caused by the chemical strengthening a mixed salt containing KNO 3 and NaNO 3 This is preferable in that the stress layer can be appropriately formed.

(化学強化処理)
化学強化処理は、ガラス基板を高温熔融塩中に浸して、熔融塩中のイオンとガラス中のイオンを交換させる処理である。熔融塩は、KNOを55〜85質量%含むことが、上記機械的強度を確保する点で好ましい。この場合、NaNOの含有率は15〜45質量%であることが好ましい。熔融塩におけるKNOの含有率は、60〜80質量%であり、NaNOの含有率は20〜40質量%であることがより好ましい。KNOの含有率を75質量%以上とすることにより、破壊靱性値KICが高くなる。熔融塩におけるKNOの含有率は、75〜85質量%であり、NaNOの含有率は15〜25質量%であることが特に好ましい。
(Chemical strengthening treatment)
The chemical strengthening treatment is a treatment in which a glass substrate is immersed in a high-temperature molten salt to exchange ions in the molten salt with ions in the glass. The molten salt preferably contains 55 to 85% by mass of KNO 3 from the viewpoint of ensuring the mechanical strength. In this case, the content of NaNO 3 is preferably 15 to 45% by mass. The content of KNO 3 in the molten salt is 60 to 80% by mass, and the content of NaNO 3 is more preferably 20 to 40% by mass. By setting the content of KNO 3 to 75% by mass or more, the fracture toughness value K IC is increased. The content of KNO 3 in the molten salt is particularly preferably 75 to 85% by mass, and the content of NaNO 3 is particularly preferably 15 to 25% by mass.

化学強化における熔融塩に浸す処理時間は、熔融塩の温度によって適宜調整が必要となるが、400〜600℃の範囲において2時間以上、より深い圧縮応力層14を形成するために4時間以上であることが好ましい。しかし、長時間熔融塩に浸すと、応力緩和が生じることにより破壊靱性値KICが低下する他、化学強化の処理時間が長時間になることから、ガラス基板10を熔融塩に浸す処理時間は20時間以下であることがより好ましい。上記観点から、さらに好ましくは4〜16時間である。ガラス基板中のLiO含有量が0.1〜1モル%であると化学強化の効果が得られにくいが、このように比較的高温かつ長い時間をかけて化学強化処理をすることによって、KICと圧縮応力層深さDが上記範囲を満たして傷つき時の耐久性の高いガラス基板を形成することができる。ガラス基板中のLiO含有量が多くなると、化学強化処理において熔融塩中のKと交換されるガラス基板中のLiの含有量が多くなる。しかも、本実施形態では、上述したように長時間の化学強化処理を行なうので、Liイオンに代わってKイオンはガラス基板の内部に深く入リ込み易い。このため、化学強化処理によってできる圧縮応力層の厚さは厚くなるが、圧縮応力層の表面における応力値は緩和し易くなり、KICを向上させることができない場合がある。このため、ガラス基板中のLiO含有量は1モル%以下である。
また、化学強化における熔融塩の処理温度は、400℃以上であることが好ましく、短時間でKICと圧縮応力層14の深さDを得るために、450℃以上とするのがより好ましい。他方、処理温度が高すぎると、化学強化処理に用いる硝酸塩が分解してしまうため、570℃以下とすることが好ましい。熔融塩の処理温度は、例えば、400〜570℃、より好ましくは450〜550℃の範囲で行うとよい。
なお、化学強化処理の処理時間が必要以上に長時間になるのを抑制する点から、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]は、2.5[MPa・m1/2]以下であることが好ましい。同様の理由から、深さDは150μm以下であることが好ましい。
また、熔融塩に所定時間浸漬した後、室温までガラス基板の温度を戻す際には、ガラス基板の温度が少なくとも200℃になるまでの間、毎分30℃以下のゆっくりした冷却速度で冷却することが、破壊靱性値KIC及び深さDを上記範囲にする点から好ましい。また、上記冷却速度が速すぎると、ガラス基板の端部において微小なチッピングやクラックが発生しやすくなり、機械的強度が低下する場合があるので、上記冷却速度は、ガラス基板の温度が少なくとも200℃になるまでの間、毎分30℃以下にすることが好ましい。
本実施形態のガラス基板10が、上述した破壊靱性値KICの値の範囲を満足し、圧縮応力層14の深さDが上記範囲を満足するためには、ガラス組成及び化学強化処理条件(熔融塩の組成、処理時間、処理温度、冷却速度)を適宜調整すればよい。
The treatment time for immersing in the molten salt in chemical strengthening needs to be adjusted appropriately depending on the temperature of the molten salt, but it is 2 hours or more in the range of 400 to 600 ° C., and 4 hours or more in order to form the deeper compressive stress layer 14. Preferably there is. However, when immersed in the molten salt for a long time, the fracture toughness value K IC is lowered due to stress relaxation, and the processing time for chemical strengthening becomes long, so the processing time for immersing the glass substrate 10 in the molten salt is More preferably, it is 20 hours or less. From the above viewpoint, it is more preferably 4 to 16 hours. If the Li 2 O content in the glass substrate is 0.1 to 1 mol%, it is difficult to obtain the effect of chemical strengthening, but by performing chemical strengthening treatment over a relatively high temperature and a long time, K IC and compressive stress layer depth D satisfy the above range, and a glass substrate having high durability when scratched can be formed. When the Li 2 O content in the glass substrate increases, the Li content in the glass substrate exchanged with K in the molten salt in the chemical strengthening treatment increases. In addition, in the present embodiment, since the chemical strengthening process is performed for a long time as described above, K ions can easily penetrate deeply into the glass substrate instead of Li ions. Therefore, although thicker the thickness of the compressive stress layer can be by chemical strengthening treatment, the stress value at the surface of the compressive stress layer tends to relax, it may not be possible to improve the K IC. Therefore, Li 2 O content in the glass substrate is less than 1 mol%.
Further, the processing temperature of the molten salt in chemical strengthening is preferably 400 ° C. or higher, and more preferably 450 ° C. or higher in order to obtain the K IC and the depth D of the compressive stress layer 14 in a short time. On the other hand, if the treatment temperature is too high, the nitrate used for the chemical strengthening treatment will be decomposed, so that the temperature is preferably 570 ° C. or lower. The treatment temperature of the molten salt is, for example, 400 to 570 ° C, more preferably 450 to 550 ° C.
Note that the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 2.5 [MPa · m 1/2 ] or less from the viewpoint of suppressing the treatment time of the chemical strengthening treatment from being longer than necessary. It is preferable that For the same reason, the depth D is preferably 150 μm or less.
In addition, when the temperature of the glass substrate is returned to room temperature after being immersed in the molten salt for a predetermined time, the glass substrate is cooled at a slow cooling rate of 30 ° C. or less per minute until the temperature of the glass substrate reaches at least 200 ° C. It is preferable from the point which makes fracture toughness value K IC and depth D into the said range. In addition, if the cooling rate is too high, minute chipping and cracks are likely to occur at the edge of the glass substrate, and the mechanical strength may be lowered. Therefore, the cooling rate is such that the temperature of the glass substrate is at least 200. The temperature is preferably 30 ° C. or less per minute until the temperature reaches 0 ° C.
In order for the glass substrate 10 of the present embodiment to satisfy the above-described range of the fracture toughness value K IC and the depth D of the compressive stress layer 14 to satisfy the above range, the glass composition and chemical strengthening treatment conditions ( The composition of the molten salt, processing time, processing temperature, cooling rate) may be adjusted as appropriate.

(ガラス組成)
本実施形態のガラス基板10のガラス組成は、例えば、以下のアルミノシリケートガラスを挙げることができる。すなわち、モル%表示で、ガラス基板10は、
SiOを、55〜78%、
LiOを、0.1〜1%、
NaOを、2〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、
含む。
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)は0.20以下である。モル比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)を0.20以下とすることにより、上記機械的強度の低下を抑制することができる。モル比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)を、好ましくは0.18以下、より好ましくは0.16以下、特に好ましくは0.15以下とすることにより、イオン交換の効率の維持(熔融塩の劣化が生じ難い)と機械的強度の維持を実現できる。特に、イオン交換の効率の維持(熔融塩の劣化が生じ難い)の点で、ガラス基板は、Caを含まないアルミノシリケートガラスで構成されることが好ましい。なお、表面粗さの低減や化学強化のし易さの観点から、上記のガラスはアモルファスのアルミノシリケートガラスであるとより好ましい。
(Glass composition)
Examples of the glass composition of the glass substrate 10 of the present embodiment include the following aluminosilicate glasses. That is, in terms of mol%, the glass substrate 10 is
The SiO 2, 55~78%,
Li 2 O, 0.1-1%,
Na 2 O, 2-15%,
MgO, CaO, SrO and BaO in a total of 10 to 25%,
Including.
The molar ratio CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO) of the CaO content to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is 0.20 or less. By setting the molar ratio CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO) to 0.20 or less, it is possible to suppress the decrease in the mechanical strength. By maintaining the molar ratio CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO) preferably at 0.18 or less, more preferably at 0.16 or less, and particularly preferably at 0.15 or less, the efficiency of ion exchange is maintained (degradation of the molten salt hardly occurs). ) And mechanical strength can be maintained. In particular, the glass substrate is preferably made of aluminosilicate glass that does not contain Ca in terms of maintaining the efficiency of ion exchange (deteriorating the molten salt is difficult to occur). The glass is more preferably an amorphous aluminosilicate glass from the viewpoint of reducing surface roughness and ease of chemical strengthening.

(ガラス基板のサイズ)
ガラス基板10のサイズは、特に制限されないが、板厚は例えば0.3〜1.5mmである。ガラス基板10は、例えば、公称直径2.5インチ、1インチ、1.8インチ、3インチ、3.5インチ等の磁気ディスクに用いられる直径を有する。
(Glass substrate size)
The size of the glass substrate 10 is not particularly limited, but the plate thickness is, for example, 0.3 to 1.5 mm. The glass substrate 10 has a diameter used for a magnetic disk having a nominal diameter of 2.5 inches, 1 inch, 1.8 inches, 3 inches, 3.5 inches, and the like.

(磁気ディスク用ガラス基板の製造方法)
このようなガラス基板10の製造方法について以下説明する。
まず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる。次に、このガラスブランクの粗研削処理が行われる。この後、ガラスブランクに形状加工処理及び端面研磨処理が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に固定砥粒を用いた精研削処理が行われる。この後、第1研磨処理、化学強化処理、及び、第2研磨処理がガラス基板に施される。なお、本実施形態では、上記流れで行うが、上記処理全てが行われる必要はなく、これらの処理は適宜行われなくてもよい。以下、各処理について、説明する。
(Method for producing glass substrate for magnetic disk)
A method for manufacturing such a glass substrate 10 will be described below.
First, a glass blank that is a material for a plate-shaped magnetic disk glass substrate having a pair of main surfaces is molded. Next, the rough grinding process of this glass blank is performed. Thereafter, the glass blank is subjected to a shape processing treatment and an end surface polishing treatment. Then, the precise grinding process which uses a fixed abrasive for the glass substrate obtained from the glass blank is performed. Thereafter, a first polishing process, a chemical strengthening process, and a second polishing process are performed on the glass substrate. In the present embodiment, the above process is performed. However, it is not necessary to perform all the above processes, and these processes may not be performed as appropriate. Hereinafter, each process will be described.

(a)ガラスブランクの成形処理
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いてガラスブランクを製造することができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラスブランクが得られる。
(A) Glass blank molding process In the molding of a glass blank, for example, a press molding method can be used. A circular glass blank can be obtained by the press molding method. Furthermore, a glass blank can be manufactured using well-known manufacturing methods, such as a downdraw method, a redraw method, and a fusion method. A disk-shaped glass blank serving as a base of the magnetic disk glass substrate can be obtained by appropriately shaping the plate-shaped glass blank made by these known production methods.

(b)粗研削処理
粗研削処理では、具体的には、ガラスブランクを、周知の両面研削装置に装着される保持部材(キャリア)に設けられた保持穴内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。研磨材として、例えば遊離砥粒が用いられる。粗研削処理では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削処理は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。
(B) Coarse grinding process In the coarse grinding process, specifically, the glass blank is mainly held on both sides of the glass blank while being held in a holding hole provided in a holding member (carrier) mounted on a well-known double-side grinding apparatus. Surface grinding is performed. For example, loose abrasive grains are used as the abrasive. In the rough grinding process, the glass blank is ground so as to approximate the target plate thickness dimension and the flatness of the main surface. The rough grinding process is performed according to the dimensional accuracy or surface roughness of the molded glass blank, and may not be performed depending on the case.

(c)形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランクの成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ傾斜面(介在面)が形成される。
(C) Shape processing processing Next, shape processing processing is performed. In the shape processing, after forming the glass blank, a circular hole is formed using a known processing method to obtain a disk-shaped glass substrate having a circular hole. Thereafter, the end surface of the glass substrate is chamfered. Thereby, a side wall surface orthogonal to the main surface and an inclined surface (intervening surface) connecting the side wall surface and the main surface are formed on the end surface of the glass substrate.

(d)端面研磨処理
次にガラス基板の端面研磨処理が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板の端面とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内側端面及び外側端面を研磨対象とし、内側端面及び外側端面を鏡面状態にする。
(D) End surface polishing treatment Next, an end surface polishing treatment of the glass substrate is performed. The end surface polishing process is a process for performing polishing by supplying a polishing liquid containing loose abrasive grains between the polishing brush and the end surface of the glass substrate and relatively moving the polishing brush and the end surface of the glass substrate. In the end surface polishing, the inner end surface and the outer end surface of the glass substrate are to be polished, and the inner end surface and the outer end surface are in a mirror state.

(e)精研削処理
次に、ガラス基板の両側の主表面に精研削処理が施される。具体的には、周知の両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。例えば、固定砥粒を定盤に設けてガラス基板を研削する。具体的には、ガラス基板を、両面研削装置の保持部材であるキャリアに設けられた保持穴内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を行う。
本実施形態の研削処理では、固定砥粒を含んだ研削面とガラス基板の主表面とを接触させてガラス基板の主表面を研削するが、遊離砥粒を用いた研削を行ってもよい。
(E) Fine grinding treatment Next, fine grinding treatment is performed on the main surfaces on both sides of the glass substrate. Specifically, the main surface of the glass substrate is ground using a well-known double-side grinding apparatus. For example, a fixed abrasive is provided on a surface plate to grind the glass substrate. Specifically, the main surfaces on both sides of the glass substrate are ground while holding the glass substrate in a holding hole provided in a carrier which is a holding member of a double-side grinding apparatus.
In the grinding process of the present embodiment, the grinding surface containing the fixed abrasive and the main surface of the glass substrate are brought into contact with each other to grind the main surface of the glass substrate. However, grinding using loose abrasive grains may be performed.

(f)第1研磨処理
次に、ガラス基板の両側の主表面に第1研磨処理が施される。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、研磨装置のキャリアに設けられた保持穴内に保持しながらガラス基板10の両側の主表面の研磨が行われる。第1研磨処理は、遊離砥粒を用いて、定盤に貼り付けられた研磨パッドを用いる。第1研磨は、ガラス基板10の板厚を調整しつつ、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去をする。第1研磨では、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さRaを低減することができる。
第1研磨に用いる遊離砥粒は特に制限されないが、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒などが用いられる。
研磨パッドの種類は特に制限されないが、例えば、硬質発泡ウレタン樹脂ポリッシャが用いられる。
(F) 1st grinding | polishing processing Next, 1st grinding | polishing processing is performed to the main surface of the both sides of a glass substrate. Specifically, the main surfaces on both sides of the glass substrate 10 are polished while holding the outer peripheral side end face of the glass substrate in a holding hole provided in the carrier of the polishing apparatus. The first polishing process uses a polishing pad attached to a surface plate using loose abrasive grains. The first polishing removes cracks and distortions remaining on the main surface when, for example, grinding with fixed abrasive grains is performed while adjusting the thickness of the glass substrate 10. In the first polishing, it is possible to reduce the surface roughness of the main surface, for example, the arithmetic average roughness Ra, while preventing the shape of the end portion of the main surface from excessively dropping or protruding.
The free abrasive grains used for the first polishing are not particularly limited. For example, cerium oxide abrasive grains or zirconia abrasive grains are used.
Although the kind in particular of a polishing pad is not restrict | limited, For example, a hard foaming urethane resin polisher is used.

(g)化学強化処理
次に、ガラス基板は熔融塩を用いて上述した化学強化処理が施される。熔融塩として、例えば硝酸カリウム、硝酸ナトリウムの混合物を加熱して得られる熔融塩を用いることができる。また、硝酸カリウムあるいは硝酸ナトリウムを単独で用いることもできる。そして、ガラス基板を熔融塩中に浸漬することによって、ガラス基板10の表層にあるガラス組成中のLiイオンやNaイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいNaイオンやKイオンにそれぞれ置換されることでガラス基板10の表面に圧縮応力層が形成され、ガラス基板10が強化される。
化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。
(G) Chemical strengthening process Next, the glass substrate is subjected to the above-described chemical strengthening process using a molten salt. As the molten salt, for example, a molten salt obtained by heating a mixture of potassium nitrate and sodium nitrate can be used. Further, potassium nitrate or sodium nitrate can be used alone. Then, by immersing the glass substrate in the molten salt, Li ions and Na ions in the glass composition on the surface layer of the glass substrate 10 are respectively Na ions and K ions having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution. Are replaced with each other to form a compressive stress layer on the surface of the glass substrate 10 and strengthen the glass substrate 10.
The timing of performing the chemical strengthening treatment can be determined as appropriate. However, if the polishing treatment is performed after the chemical strengthening treatment, the foreign matter fixed to the surface of the glass substrate by the chemical strengthening treatment can be removed together with the smoothing of the surface. This is particularly preferable because it can be performed.

(h)第2研磨(鏡面研磨)処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第2研磨が施される。第2研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第2研磨においても、周知の両面研磨装置が用いられる。こうすることで、ガラス基板10の主表面の端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の粗さを低減することができる。第2研磨処理は、第1研磨処理と遊離砥粒の点で異なり、また、第2研磨処理で用いる遊離砥粒の粒子サイズは、第1研磨処理の粒子サイズに比べて小さい。さらに、第2研磨処理で用いる研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度は、第1研磨処理に用いる研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度に比べて低いことが好ましい。
すなわち、第2研磨により研磨パッド10は研磨時の圧力によって沈み易い。
(H) Second polishing (mirror polishing) treatment Next, the glass substrate after the chemical strengthening treatment is subjected to second polishing. The second polishing is intended for mirror polishing of the main surface. Also in the second polishing, a well-known double-side polishing apparatus is used. By carrying out like this, the roughness of the main surface can be reduced, preventing the shape of the edge part of the main surface of the glass substrate 10 from dropping excessively or projecting. The second polishing process is different from the first polishing process in terms of free abrasive grains, and the particle size of the free abrasive grains used in the second polishing process is smaller than the particle size of the first polishing process. Further, the hardness of the resin polisher of the polishing pad used in the second polishing process is preferably lower than the hardness of the resin polisher of the polishing pad used in the first polishing process.
That is, the polishing pad 10 tends to sink due to the pressure during polishing by the second polishing.

第2研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。第2研磨処理の取代は、化学強化処理時に形成した圧縮応力層の効果をなくさないために板厚換算で2μm以下であることが好ましい。研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。このようにして、第2研磨処理の施されたガラス基板10が磁気ディスク用ガラス基板となる。   As the free abrasive grains used for the second polishing treatment, for example, fine particles such as colloidal silica are used. The allowance for the second polishing treatment is preferably 2 μm or less in terms of plate thickness in order not to lose the effect of the compressive stress layer formed during the chemical strengthening treatment. By cleaning the polished glass substrate, a glass substrate for a magnetic disk can be obtained. In this way, the glass substrate 10 that has been subjected to the second polishing process becomes a magnetic disk glass substrate.

[実験例]
本実施形態の効果を調べるために、上述のガラス組成となるようにガラス原料を調合してガラス基板を作製し、種々の条件でガラス基板の化学強化を行った。ガラス基板のガラス組成は、SiO 65.5モル%、Al 5モル%、LiO 1モル%、NaO 9モル%、MgO 16モル%、ZrO 3.5モル%、を基本組成とした。その際、LiOとNaOの含有量を一定、すなわち10モル%となるようにしてLiOの含有率を3水準振った。化学強化を行ったガラス基板に対して、上述の破壊靱性値KICを計測し、さらに周知のバビネ補正器法を用いて圧縮応力層の深さDを計測した。また、上述の傷付加処理を施したガラス基板の機械的強度(抗折強度[N])を上述した方法で調べた。機械的強度(抗折強度)の試験では、同じガラス組成、同じ化学強化の条件で処理した100枚のガラス基板を試験対象として調べ、抗折強度が60N以上の場合を合格としてガラス基板の合格率を求めた。ガラス基板の合格率が95%以上となる条件を、磁気ディスクに適した条件とした。
下記表1に、ガラス中のLiOの含有率、熔融塩組成(KNO,NaNOの含有比)、熔融塩温度、化学強化処理時間を種々変更した条件の詳細と、ガラス基板の破壊靱性値KIC、圧縮応力層の深さD、抗折強度(平均値)、及び合格率を示す。
[Experimental example]
In order to investigate the effect of this embodiment, a glass raw material was prepared so as to have the glass composition described above to produce a glass substrate, and the glass substrate was chemically strengthened under various conditions. The glass composition of the glass substrate is SiO 2 65.5 mol%, Al 2 O 3 5 mol%, Li 2 O 1 mol%, Na 2 O 9 mol%, MgO 16 mol%, ZrO 2 3.5 mol%, Was the basic composition. At that time, constant content of Li 2 O, Na 2 O, i.e. waved three levels the content of Li 2 O as a 10 mol%. The above-mentioned fracture toughness value K IC was measured for the glass substrate subjected to chemical strengthening, and the depth D of the compressive stress layer was measured using the well-known Babinet corrector method. Moreover, the mechanical strength (bending strength [N]) of the glass substrate which performed the above-mentioned damage | wound addition process was investigated by the method mentioned above. In the test of mechanical strength (bending strength), 100 glass substrates treated with the same glass composition and the same chemical strengthening conditions were examined as test objects, and the glass substrate was passed when the bending strength was 60 N or more. The rate was determined. The condition that the pass rate of the glass substrate was 95% or more was set as a condition suitable for the magnetic disk.
Table 1 below shows the details of conditions in which various contents of Li 2 O in glass, molten salt composition (content ratio of KNO 3 and NaNO 3 ), molten salt temperature and chemical strengthening treatment time were changed, and destruction of the glass substrate. The toughness value K IC , the compression stress layer depth D, the bending strength (average value), and the acceptance rate are shown.

Figure 0006209615
Figure 0006209615

上記表1の結果を、合格率95%以上となる条件を磁気ディスクに適した条件として、この磁気ディスクに適した条件の領域をまとめたものが、図5に示す斜線領域である。図5中の○印は合格率が98%以上であることを意味し、△印は合格率が95%以上98%未満であることを意味し、×印は合格率が95%未満であることを意味する。したがって、○印及び△印が磁気ディスクに適していることを意味する。これより、ガラス組成として、モル%表示でLiOを0.1〜1%含有するガラス基板が、磁気ディスクに適した機械的強度(抗折強度)を確実に備えるためには、破壊靱性値KICが1[MPa・m1/2]以上であり、圧縮応力層14の深さDがD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足することが必要であることがわかる。より好ましい範囲は、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1.2[MPa・m1/2]以上であり、圧縮応力層14の深さD[μm]がD≧70・KIC −1.6かつD≧35[μm]を満足する範囲である。
なお、LiO, NaOを除く上記基本組成を用い、LiOの含有量を0モル%、NaOの含有量を10モル%とした例、及びLiOの含有量を0.05モル%、NaOの含有量を9.95モル%とした例の場合、深さDが5μm以下となり、合格率はいずれも95%未満であった。この理由は、LiOの含有量が少なすぎて、化学強化処理においてイオン交換が良好に行なわれなかったためである、と推察される。
また、LiO, NaOを除く上記基本組成を用い、LiOの含有量を1.5モル%、NaOの含有量を8.5モル%とした場合、ガラス転移点温度Tが650℃未満となった。
The hatched area shown in FIG. 5 is a list of conditions suitable for the magnetic disk, with the results shown in Table 1 as the conditions suitable for the magnetic disk, where the pass rate is 95% or more. In FIG. 5, a circle mark means that the pass rate is 98% or more, a triangle mark means that the pass rate is 95% or more and less than 98%, and a cross mark indicates that the pass rate is less than 95%. Means that. Therefore, the circles and the triangles indicate that they are suitable for magnetic disks. From this, in order to ensure that a glass substrate containing 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of glass composition has a mechanical strength (bending strength) suitable for a magnetic disk, fracture toughness is required. The value K IC is 1 [MPa · m 1/2 ] or more, and the depth D of the compressive stress layer 14 needs to satisfy D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. I understand that. More preferably, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1.2 [MPa · m 1/2 ] or more, and the depth D [μm] of the compressive stress layer 14 is D ≧ 70 ·. This is a range satisfying K IC -1.6 and D ≧ 35 [μm].
Incidentally, Li 2 O, with the basic composition, except for Na 2 O, the Li 2 O content 0 mol%, examples of the content of Na 2 O is 10 mol%, and the content of Li 2 O In the case of an example in which the content of 0.05 mol% and Na 2 O was 9.95 mol%, the depth D was 5 μm or less, and the pass rates were all less than 95%. This is presumably because the content of Li 2 O was too small and ion exchange was not performed well in the chemical strengthening treatment.
Further, when the above basic composition excluding Li 2 O and Na 2 O is used, when the content of Li 2 O is 1.5 mol% and the content of Na 2 O is 8.5 mol%, the glass transition temperature T g is less than 650 ℃.

以上、本実施形態のガラス基板10をまとめると、
(1)モル%表示でLiOを0.1〜1%含有するガラスを用いたガラス基板であって、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、ガラス基板表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、前記圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC −1.6、かつD≧20[μm]を満足するガラス基板は、従来のガラス基板に比べて高いガラス転移点温度を有し、かつ磁気ディスクに適した機械的強度(抗折強度)を確実に備える。また、破壊靱性値KIC及び圧縮応力層の深さDが上記範囲を満足して、機械的強度(抗折強度)を確実に備えるためには、LiOを0.1〜1%含有することが必要であることもわかった。
(2)ガラス転移点温度を650℃以上にすることにより、エネルギーアシスト方式の磁気ディスク用ガラス基板として好適に用いることができる。
(3)モル%表示で、SiOを、55〜78%、LiOを、0.1〜1%、NaOを、2〜15%、MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、含むガラスであって、MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)が0.20以下であるガラスを用いたガラス基板、さらには、Caを含まないアルミノシリケートガラスを用いたガラス基板は、化学強化におけるイオン交換の効率を従来と同様に維持することができ、かつ、従来と同様の機械的強度を維持することができる。
(4)化学強化において、KNOとNaNOの混合溶融塩の液中にガラス基板を浸すとき、混合溶融塩は、KNOを55〜85質量%含むことで、上記圧縮応力層の深さDを実現することができる。
As mentioned above, when the glass substrate 10 of this embodiment is put together,
(1) a glass substrate using a glass containing 0.1% to 1% of Li 2 O in mol%, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2] is 1 [MPa · m 1 / 2 ] or more, and a compressive stress layer formed by chemical strengthening is provided on the glass substrate surface, and the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. A satisfactory glass substrate has a glass transition temperature higher than that of a conventional glass substrate and reliably has mechanical strength (bending strength) suitable for a magnetic disk. In addition, in order to satisfy the above-mentioned ranges of the fracture toughness value K IC and the compressive stress layer depth D, and to ensure the mechanical strength (bending strength), 0.1 to 1% of Li 2 O is contained. I also found it necessary to do.
(2) By setting the glass transition temperature to 650 ° C. or higher, it can be suitably used as a glass substrate for an energy-assisted magnetic disk.
(3) In mol%, SiO 2 is 55 to 78%, Li 2 O is 0.1 to 1%, Na 2 O is 2 to 15%, MgO, CaO, SrO and BaO in total. A glass substrate using 10 to 25% glass, wherein the molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO) is 0.20 or less; The glass substrate using the aluminosilicate glass not containing Ca can maintain the ion exchange efficiency in the chemical strengthening in the same manner as in the prior art and can maintain the same mechanical strength as in the prior art.
(4) In chemical strengthening, when a glass substrate is immersed in a mixed molten salt solution of KNO 3 and NaNO 3 , the mixed molten salt contains 55 to 85 mass% of KNO 3 , so that the depth of the compression stress layer is increased. D can be realized.

以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   As described above, the glass substrate for magnetic disk, the method for producing the glass substrate for magnetic disk, and the magnetic disk of the present invention have been described in detail. Of course, various improvements and changes may be made in the range.

10 磁気ディスク用ガラス基板
12 表面
14 圧縮応力層
16 引張応力層
18 鋼球
10 Glass substrate for magnetic disk 12 Surface 14 Compressive stress layer 16 Tensile stress layer 18 Steel ball

Claims (9)

磁気ディスク用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の材料は、アモルファスのアルミノシリケートガラスであり、ガラス組成として、モル%表示でLi2Oを0.1〜1%含有し、
破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、
ガラス基板表面には化学強化による圧縮応力層が設けられ、前記圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC -1.6、かつD≧20[μm]を満足する、ことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
A glass substrate for a magnetic disk,
The material of the glass substrate is amorphous aluminosilicate glass, and the glass composition contains 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of mol%,
Fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1/2 ] or more,
A compressive stress layer formed by chemical strengthening is provided on the surface of the glass substrate, and the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. A magnetic disk glass substrate.
ガラス転移点温度Tgが650℃以上である、請求項1に記載の磁気ディスク用ガラス基板。   The glass substrate for magnetic disks according to claim 1, wherein the glass transition temperature Tg is 650 ° C or higher. ガラス組成として、モル%表示で、
SiOを、55〜78%、
LiOを、0.1〜1%、
NaOを、2〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下である、請求項1または2に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
As a glass composition, in mol% display,
The SiO 2, 55~78%,
Li 2 O, 0.1-1%,
Na 2 O, 2-15%,
MgO, CaO, SrO and BaO in a total of 10 to 25%,
Including
3. The glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO, and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less.
ガラス組成として、Caを含まないアルミノシリケートガラスで構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。   The glass substrate for magnetic disks of any one of Claims 1-3 comprised with the aluminosilicate glass which does not contain Ca as a glass composition. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁気ディスク用ガラス基板と、前記ガラス基板の表面に形成された磁性層と、を含むことを特徴とする磁気ディスク。   A magnetic disk comprising the glass substrate for a magnetic disk according to claim 1 and a magnetic layer formed on a surface of the glass substrate. 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ディスク状のガラス基板であって、アモルファスのアルミノシリケートガラスを材料とする、モル%表示でLi2Oを0.1〜1%含有したガラス基板を作製する処理と、
前記ガラス基板に化学強化を施すことにより、破壊靱性値KIC[MPa・m1/2]が1[MPa・m1/2]以上であり、かつ、前記化学強化によりガラス基板表面に設けられる圧縮応力層の深さD[μm]がD≧57・KIC -1.6、かつD≧20[μm]を満足するように、前記化学強化を行う処理と、を含む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,
A process for producing a glass substrate, which is a disk-shaped glass substrate and made of amorphous aluminosilicate glass, containing 0.1 to 1% of Li 2 O in terms of mol%,
When the glass substrate is chemically strengthened, the fracture toughness value K IC [MPa · m 1/2 ] is 1 [MPa · m 1/2 ] or more and is provided on the glass substrate surface by the chemical strengthening. And a process of performing the chemical strengthening so that the depth D [μm] of the compressive stress layer satisfies D ≧ 57 · K IC −1.6 and D ≧ 20 [μm]. Method.
前記化学強化の処理では、KNOとNaNOを含む混合溶融塩の液中に前記ガラス基板を浸す処理であり、前記混合溶融塩は、KNOを55〜85質量%含む、請求項6に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。The chemical strengthening process is a process of immersing the glass substrate in a mixed molten salt solution containing KNO 3 and NaNO 3 , and the mixed molten salt contains 55 to 85 mass% of KNO 3. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of description. 前記化学強化の処理後の前記ガラス基板は、
ガラス組成として、モル%表示で、
SiO2を、55〜78%、
Li2Oを、0.1〜1%、
Na2Oを、2〜15%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOを、合計で10〜25%、
含み、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの合計含有量に対するCaOの含有量のモル比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))が0.20以下である、請求項6または7に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
The glass substrate after the chemical strengthening treatment is
As a glass composition, in mol% display,
The SiO 2, 55~78%,
Li 2 O, 0.1 to 1%,
Na 2 O, 2-15%,
MgO, CaO, SrO and BaO in a total of 10 to 25%,
Including
The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 6 or 7, wherein the molar ratio of the content of CaO to the total content of MgO, CaO, SrO and BaO (CaO / (MgO + CaO + SrO + BaO)) is 0.20 or less. .
前記ガラス基板は、Caを含まないアルミノシリケートガラスで構成される、請求項6〜8いずれか1項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。   The said glass substrate is a manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs of any one of Claims 6-8 comprised with the aluminosilicate glass which does not contain Ca.
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JP2011201711A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Hoya Corp Display cover glass and display
JP5975654B2 (en) * 2011-01-27 2016-08-23 Hoya株式会社 Manufacturing method of glass substrate for magnetic disk and manufacturing method of magnetic disk
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