JPH0330209B2 - - Google Patents
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- JPH0330209B2 JPH0330209B2 JP59169409A JP16940984A JPH0330209B2 JP H0330209 B2 JPH0330209 B2 JP H0330209B2 JP 59169409 A JP59169409 A JP 59169409A JP 16940984 A JP16940984 A JP 16940984A JP H0330209 B2 JPH0330209 B2 JP H0330209B2
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- polishing
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/73—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
- G11B5/739—Magnetic recording media substrates
- G11B5/73911—Inorganic substrates
- G11B5/73921—Glass or ceramic substrates
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/73911—Inorganic substrates
- G11B5/73913—Composites or coated substrates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31—Surface property or characteristic of web, sheet or block
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、無孔化、無歪表面層を有し、良好な
る表面粗度を有する記録デイスク用、特に磁気デ
イスク用基板の製造法に関する。
る表面粗度を有する記録デイスク用、特に磁気デ
イスク用基板の製造法に関する。
［従来の技術及び解決すべき問題点］
一般に磁気記録デイスク用基板としては、次の
様な特性が要求される。
様な特性が要求される。
(1) 0.3μm以下の低ヘツド浮上高さに伴い磁気ヘ
ツドの安定な浮上と記録特性の安定性を得るた
め研摩後の表面粗度が良好なこと。
ツドの安定な浮上と記録特性の安定性を得るた
め研摩後の表面粗度が良好なこと。
(2) 基板表面に形成される磁性薄膜の欠陥の要因
となる突起や孔状へこみがないこと。
となる突起や孔状へこみがないこと。
(3) 機械加工、研摩、或いは使用時の高速・回転
に十分耐える機械的強度を有すること。
に十分耐える機械的強度を有すること。
(4) 耐食性、耐候性、且つ耐熱性を有すること。
従来磁気デイスク用基板にはAl合金が使用さ
れているが、Al合金基板では材料の結晶異方性、
材料欠陥及び材料中に存在する非金属介在物等の
ため機械加工や研摩工程において、これらが基板
表面に突起として残存したり或いは、脱落して凹
みを生じ十分な研摩を行なつても表面粗度は、せ
いぜい200Å程度であり、突起や凹み、うねりの
ある表面状態で高密度磁気記録用デイスク用基板
材としては十分でない。
れているが、Al合金基板では材料の結晶異方性、
材料欠陥及び材料中に存在する非金属介在物等の
ため機械加工や研摩工程において、これらが基板
表面に突起として残存したり或いは、脱落して凹
みを生じ十分な研摩を行なつても表面粗度は、せ
いぜい200Å程度であり、突起や凹み、うねりの
ある表面状態で高密度磁気記録用デイスク用基板
材としては十分でない。
磁気デイスク基板の加工の良否が、そのまま、
磁気デイスクのランアウト、加速度成分、媒体の
信号エラー等に影響する。
磁気デイスクのランアウト、加速度成分、媒体の
信号エラー等に影響する。
ところで、Al合金の場合はメタル材の為、ビ
ツカース硬度も100程度（セラミツクの場合600以
上）であり、曲げ強度も1000Kg／cm2（セラミツク
の場合4000Kg／cm2以上）であつて、高密度記録に
なるに従つてスクラツチ、キス、平坦度、うねり
などの形状精度もきびしくなつてきており、加工
は一層困難となつてきている。砥粒加工の際も砥
粒がうめ込まれやすく、欠陥となる。また、Al
合金基板の場合、表面の耐食性、耐候性、汚染を
防ぐ上で旋削工程、ポリツシング工程、保管の
際、清浄度、防錆、汚れ等で製造工程上充分な配
慮が必要となつている。
ツカース硬度も100程度（セラミツクの場合600以
上）であり、曲げ強度も1000Kg／cm2（セラミツク
の場合4000Kg／cm2以上）であつて、高密度記録に
なるに従つてスクラツチ、キス、平坦度、うねり
などの形状精度もきびしくなつてきており、加工
は一層困難となつてきている。砥粒加工の際も砥
粒がうめ込まれやすく、欠陥となる。また、Al
合金基板の場合、表面の耐食性、耐候性、汚染を
防ぐ上で旋削工程、ポリツシング工程、保管の
際、清浄度、防錆、汚れ等で製造工程上充分な配
慮が必要となつている。
Al合金基板の改善のためその表面に硬度の高
い膜を形成することも知られている。一例とし
て、Al合金表面にアルマイト層を形成し硬度を
増加して研摩加工性を向上するための方法がとら
れるが、アルマイト形成中にAl合金中の微量不
純物（Fe、Mn、Si）が金属間加工物として析出
するため、アルマイト処理後その部分が凹みの欠
陥の発生要因となつている。母材合金の高純度化
を図ることは製造プロセス上至難に近く、さらに
Al合金の場合耐食性、清浄度の面でも取りあつ
かいが問題となつている。またAl合金表面への
スパツタリングやメツキによる薄膜媒体形成の場
合、Al合金と磁性膜の化学反応や拡散の問題が
生じ、さらに工程により磁性膜に熱処理を加える
必要があるが、Al合金基板は変形し易く、形状
精度が悪くなると共に面振れ、加速度が上昇する
ため、熱処理を行うことは困難である。
い膜を形成することも知られている。一例とし
て、Al合金表面にアルマイト層を形成し硬度を
増加して研摩加工性を向上するための方法がとら
れるが、アルマイト形成中にAl合金中の微量不
純物（Fe、Mn、Si）が金属間加工物として析出
するため、アルマイト処理後その部分が凹みの欠
陥の発生要因となつている。母材合金の高純度化
を図ることは製造プロセス上至難に近く、さらに
Al合金の場合耐食性、清浄度の面でも取りあつ
かいが問題となつている。またAl合金表面への
スパツタリングやメツキによる薄膜媒体形成の場
合、Al合金と磁性膜の化学反応や拡散の問題が
生じ、さらに工程により磁性膜に熱処理を加える
必要があるが、Al合金基板は変形し易く、形状
精度が悪くなると共に面振れ、加速度が上昇する
ため、熱処理を行うことは困難である。
なお、Al基板上にSiO2、Al2O3等の酸化物をス
パツタリングにより形成する方法もあるが、Al
基板とスパツタ形成後の密着力が弱いという欠点
がある。
パツタリングにより形成する方法もあるが、Al
基板とスパツタ形成後の密着力が弱いという欠点
がある。
これらのAl合金系デイスク基板に対し、今日
アルミナ系セラミツク材料が、Al合金材料に比
べ、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、絶縁性、及び機
械的強度のすぐれていることにより各種分野に広
範囲の用途に使用されるようになつたが、基板表
面に媒体処理の施される磁気デイスク用基板では
媒体の薄膜化、高密度化に伴つて、基板表面の無
孔化、無歪基板の必要性に迫られている。
アルミナ系セラミツク材料が、Al合金材料に比
べ、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、絶縁性、及び機
械的強度のすぐれていることにより各種分野に広
範囲の用途に使用されるようになつたが、基板表
面に媒体処理の施される磁気デイスク用基板では
媒体の薄膜化、高密度化に伴つて、基板表面の無
孔化、無歪基板の必要性に迫られている。
一般にセラミツク基板の製造方法としては単結
晶法や、金型成形、ラバープレス、ドクターブレ
ード法等により成形の後焼結する方法、さらに高
密度化の為、ホツトプレス法（HP）、熱間静水
圧プレス法（HIP法）があるが、前者の単結晶化
法では製造コストが高い上に大口径基板の製造は
困難であり、又、HIP法やHP法により、高密度
化された基板にあつても5μm以下の微細孔が基板
に存在するため磁気デイスク用基板に使用する場
合は表面微細欠陥によるドロツプアウトの発生
や、ヘツドクラツシユ等信頼性を損う問題があつ
た。
晶法や、金型成形、ラバープレス、ドクターブレ
ード法等により成形の後焼結する方法、さらに高
密度化の為、ホツトプレス法（HP）、熱間静水
圧プレス法（HIP法）があるが、前者の単結晶化
法では製造コストが高い上に大口径基板の製造は
困難であり、又、HIP法やHP法により、高密度
化された基板にあつても5μm以下の微細孔が基板
に存在するため磁気デイスク用基板に使用する場
合は表面微細欠陥によるドロツプアウトの発生
や、ヘツドクラツシユ等信頼性を損う問題があつ
た。
また一般にデイスク基板等に適用しうる表面研
摩法としては、メカノケミカル研摩法は、Si基
板、GGG結晶、フエライト等の表面物性を劣化
させずに仕上げる方法として公知であるが、メカ
ノケミカル研摩法を微細孔の存在するセラミツク
ス材に適用する場合は、微細孔がセラミツク表面
に露出した状態となり、薄膜媒体を有するデイス
ク用基板としては不十分であり、又アルミナ系セ
ラミツク材にメカノケミカル研摩法を適用すると
各材質或いは結晶面での化学侵食の速度が異なる
ため、微細孔の露出と同時に結晶段差を生ずる虞
れがあつた。
摩法としては、メカノケミカル研摩法は、Si基
板、GGG結晶、フエライト等の表面物性を劣化
させずに仕上げる方法として公知であるが、メカ
ノケミカル研摩法を微細孔の存在するセラミツク
ス材に適用する場合は、微細孔がセラミツク表面
に露出した状態となり、薄膜媒体を有するデイス
ク用基板としては不十分であり、又アルミナ系セ
ラミツク材にメカノケミカル研摩法を適用すると
各材質或いは結晶面での化学侵食の速度が異なる
ため、微細孔の露出と同時に結晶段差を生ずる虞
れがあつた。
［解決すべき課題］
本発明は、上述の如き従来法の欠点を改良した
セラミツク材料を基材とする磁気デイスク用基板
の製造方法を提供することを目的とする。
セラミツク材料を基材とする磁気デイスク用基板
の製造方法を提供することを目的とする。
［本発明の解決手段及び作用効果］
本発明はアルミナ系セラミツク基板表面上に形
成する被着磁性膜の特性向上、信頼性を保障する
ために表面粗度を80Å以下、好ましくは50Å以
下、更には20Å以下までの無孔化、且つ、無歪層
に仕上げた基板の製造方法を基本的特徴とする。
成する被着磁性膜の特性向上、信頼性を保障する
ために表面粗度を80Å以下、好ましくは50Å以
下、更には20Å以下までの無孔化、且つ、無歪層
に仕上げた基板の製造方法を基本的特徴とする。
即ち本発明の磁気デイスク用基板はの製造方法
は、5μm以下の微細孔を有する相対理論密度96％
以上のアルミナ系セラミツク材料表面上に、膜厚
0.5μm〜220μmで前記基板との熱膨張係数（20℃
〜ガラス歪点）の相対差が10-6／deg.以下のガラ
スコーテイング膜を形成後、前記膜表面を粒径
0.1μm以下の純度99％以上のSiO2、MgO、CeO2
又はAl2O3微粉の少なくとも１種を、0.1〜20wt
％純水中に懸濁した懸濁液で0.05〜２Kg／cm2の荷
重にて研摩加工して膜厚0.3μm〜200μm、表面粗
度80Å以下、且つ無孔化、無歪の表面層にするこ
とを特徴とする。
は、5μm以下の微細孔を有する相対理論密度96％
以上のアルミナ系セラミツク材料表面上に、膜厚
0.5μm〜220μmで前記基板との熱膨張係数（20℃
〜ガラス歪点）の相対差が10-6／deg.以下のガラ
スコーテイング膜を形成後、前記膜表面を粒径
0.1μm以下の純度99％以上のSiO2、MgO、CeO2
又はAl2O3微粉の少なくとも１種を、0.1〜20wt
％純水中に懸濁した懸濁液で0.05〜２Kg／cm2の荷
重にて研摩加工して膜厚0.3μm〜200μm、表面粗
度80Å以下、且つ無孔化、無歪の表面層にするこ
とを特徴とする。
歪点とはガラスの粘度約1014.5ポイズに相当す
る温度を言う。
る温度を言う。
本発明で無歪表面とは表面加工流動層
（Beilby layer）厚さ50Å以下（エリプソメータ
で測定）をいい、好ましくは20Å以下を言う。ま
た、無孔化とは表面に0.2μmをこえる孔が存在し
ないことをいい、好ましくは0.1μmをこえる孔が
存在しないことをいう。
（Beilby layer）厚さ50Å以下（エリプソメータ
で測定）をいい、好ましくは20Å以下を言う。ま
た、無孔化とは表面に0.2μmをこえる孔が存在し
ないことをいい、好ましくは0.1μmをこえる孔が
存在しないことをいう。
本発明のコーテイング膜に用いるガラスにはソ
ーダ石灰ガラス（Na2O−CaO−SiO2系）、鉛ガ
ラス（K2O−PbO−SiO2系）、ホウケイ酸ガラス
（Na2O−B2O3−SiO2系）、アルミナケイ酸ガラス
（CaO−MgO−Al2O3−SiO2系）等のケイ酸塩系
ガラスが用いられるが、その軟化点は組成により
様々であり、薄膜媒体形成の時、被着磁性膜に
200℃以上の熱処理を行なう必要がある場合には
軟化点の高いガラスを適宜使用すればよく、また
熱処理温度が低い場合にはどのようなガラスを使
用してもよい。さらにガラスと基材との熱膨張係
数の差が大きいとそれらの相互間応力が増し、反
りや破壊等の問題が生じるため、ガラスとセラミ
ツク基材の熱膨張係数の相対差が１×10-6／deg.
以下であることを必要とする。又ガラスコーテイ
ング膜表面に圧縮応力がかかる方が良いため、ガ
ラスの熱膨張係数が基材の熱膨張係数よりも小で
あるのが好ましい。なお熱膨張係数の相対差はで
きるだけ小さく、かつ基材およびガラスの20℃〜
歪点における熱膨張係数の温度変化は同一傾向を
有するのが最も好ましい。
ーダ石灰ガラス（Na2O−CaO−SiO2系）、鉛ガ
ラス（K2O−PbO−SiO2系）、ホウケイ酸ガラス
（Na2O−B2O3−SiO2系）、アルミナケイ酸ガラス
（CaO−MgO−Al2O3−SiO2系）等のケイ酸塩系
ガラスが用いられるが、その軟化点は組成により
様々であり、薄膜媒体形成の時、被着磁性膜に
200℃以上の熱処理を行なう必要がある場合には
軟化点の高いガラスを適宜使用すればよく、また
熱処理温度が低い場合にはどのようなガラスを使
用してもよい。さらにガラスと基材との熱膨張係
数の差が大きいとそれらの相互間応力が増し、反
りや破壊等の問題が生じるため、ガラスとセラミ
ツク基材の熱膨張係数の相対差が１×10-6／deg.
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ング膜表面に圧縮応力がかかる方が良いため、ガ
ラスの熱膨張係数が基材の熱膨張係数よりも小で
あるのが好ましい。なお熱膨張係数の相対差はで
きるだけ小さく、かつ基材およびガラスの20℃〜
歪点における熱膨張係数の温度変化は同一傾向を
有するのが最も好ましい。
又本発明のガラスによるアルミナ系基板のコー
テイング膜はグレージング法、スパツタ法、蒸着
法、イオンプレーテイング法、金属のアルコキシ
ド溶液等による化学合成法等によつて形成するこ
とができる。コーテイング膜の形成に当つては、
基板とガラスとの接着密度及びヌレ性を改善する
ためにSiO2膜を形成してから行なうとより効果
的である。
テイング膜はグレージング法、スパツタ法、蒸着
法、イオンプレーテイング法、金属のアルコキシ
ド溶液等による化学合成法等によつて形成するこ
とができる。コーテイング膜の形成に当つては、
基板とガラスとの接着密度及びヌレ性を改善する
ためにSiO2膜を形成してから行なうとより効果
的である。
［好適な実施の態様］
発明者は種々検討の結果、5μm以下（好ましく
は3μm）の微細孔を表面に有する相対理論密度96
％以上のアルミナ系セラミツク材表面に上部被膜
との絶縁性を保持する上で、0.5μm〜220μm厚の
上記基板との熱膨張係数（20℃〜歪点）の相対差
が10-6／deg.以下であるガラスのコーテイング膜
を形成後、前記薄膜表面を粒径0.1μm以下、純度
99％以上のSiO2、MgO、CeO2、又はAl2O3微粉
の少なくとも１種を0.〜20wt％純水中に懸濁した
懸濁液で0.05〜２Kg／cm2の荷重にて研摩加工する
ことにより膜厚0.3μm〜200μm、表面粗度80Å以
下（好ましくは50Å以下、さらに20Å以下まで）
且つ無孔化、無歪の表面層が得られ前記基板表面
上に形成される被着磁性膜の特性向上・信頼性の
保障が得られることを知見した。
は3μm）の微細孔を表面に有する相対理論密度96
％以上のアルミナ系セラミツク材表面に上部被膜
との絶縁性を保持する上で、0.5μm〜220μm厚の
上記基板との熱膨張係数（20℃〜歪点）の相対差
が10-6／deg.以下であるガラスのコーテイング膜
を形成後、前記薄膜表面を粒径0.1μm以下、純度
99％以上のSiO2、MgO、CeO2、又はAl2O3微粉
の少なくとも１種を0.〜20wt％純水中に懸濁した
懸濁液で0.05〜２Kg／cm2の荷重にて研摩加工する
ことにより膜厚0.3μm〜200μm、表面粗度80Å以
下（好ましくは50Å以下、さらに20Å以下まで）
且つ無孔化、無歪の表面層が得られ前記基板表面
上に形成される被着磁性膜の特性向上・信頼性の
保障が得られることを知見した。
本発明におけるアルミナ系セラミツク材として
はAl2O3、Al2O3−TiC−TiO2系、Al2O3−TiO2
系、Al2O3−Fe2O3−TiC系等、Al2O3を主成分と
するアルミナ系セラミツク材であつて、金型成
形、ラバープレス、ドクターブレード法等により
形成され、さらに熱間成形法（HP法）、熱間静
水圧プレス法（HIP法）にて焼結処理して得られ
るものが好ましい。なおこれらのアルミナ系セラ
ミツク材は、MgO、NiO、Cr2O3等の公知の粒成
長抑制剤、その他の焼結助剤を含むことができ、
アルミナ平均結晶粒径は5μm以下のものが好まし
い。なおこのようなアルミナ系セラミツク基材は
市販の密度96％以上の一般品規格のものとして入
手できる。
はAl2O3、Al2O3−TiC−TiO2系、Al2O3−TiO2
系、Al2O3−Fe2O3−TiC系等、Al2O3を主成分と
するアルミナ系セラミツク材であつて、金型成
形、ラバープレス、ドクターブレード法等により
形成され、さらに熱間成形法（HP法）、熱間静
水圧プレス法（HIP法）にて焼結処理して得られ
るものが好ましい。なおこれらのアルミナ系セラ
ミツク材は、MgO、NiO、Cr2O3等の公知の粒成
長抑制剤、その他の焼結助剤を含むことができ、
アルミナ平均結晶粒径は5μm以下のものが好まし
い。なおこのようなアルミナ系セラミツク基材は
市販の密度96％以上の一般品規格のものとして入
手できる。
本発明のアルミナ系セラミツク基板において表
面の微細孔が5μm以上であると前記微細孔部にコ
ーテイング膜を形成する時に気泡が発生又は残留
し、膜形成時の精度を悪くするため微細孔は5μm
以下、好ましくは3μm以下にする必要がある。又
本発明におけるアルミナ系セラミツク基板上のガ
ラスコーテイング被膜の厚さは夫々の用途により
選択されるが、コーテイング法としてグレージン
グ法を用いた場合は被膜厚さ10μm未満ではコー
テイングの厚みを一定に保つことが困難であり、
且つ被膜表面のメカノケミカル研摩法（MCP法）
により所要の表面粗度及び無孔化、無歪化ができ
ず、又220μmをこえると基材との膨張係数の差よ
り生じる応力により基材内に大きな歪みを発生す
る虞れがあるので膜形成時の膜厚は10μm〜
220μmにする必要がある。又コーテイング法とし
てスパツタ法を用いた場合は被膜厚さ0.5μm未満
ではコーテイングの厚みを一定に保つことが困難
であり、且つ被膜表面のメカノケミカル研摩法
（MCP法）により所要の表面粗度及び無孔化、無
歪化ができず、又220μmをこえると基板との膨張
係数の差より生じる応力により基材内に大きな歪
みを発生する虞れがあるので膜形成時の膜厚は
0.5μm〜220μmにする必要があり、膜形成速度の
点より好ましくは15μm〜25μmである。研摩後の
コーテイング膜の厚さは、同様な理由及び研摩精
度を考慮してグレージング法を用いた場合は３〜
200μm、スパツタ法を用いた場合は0.3〜200μm、
好ましくは10〜20μmとされる。
面の微細孔が5μm以上であると前記微細孔部にコ
ーテイング膜を形成する時に気泡が発生又は残留
し、膜形成時の精度を悪くするため微細孔は5μm
以下、好ましくは3μm以下にする必要がある。又
本発明におけるアルミナ系セラミツク基板上のガ
ラスコーテイング被膜の厚さは夫々の用途により
選択されるが、コーテイング法としてグレージン
グ法を用いた場合は被膜厚さ10μm未満ではコー
テイングの厚みを一定に保つことが困難であり、
且つ被膜表面のメカノケミカル研摩法（MCP法）
により所要の表面粗度及び無孔化、無歪化ができ
ず、又220μmをこえると基材との膨張係数の差よ
り生じる応力により基材内に大きな歪みを発生す
る虞れがあるので膜形成時の膜厚は10μm〜
220μmにする必要がある。又コーテイング法とし
てスパツタ法を用いた場合は被膜厚さ0.5μm未満
ではコーテイングの厚みを一定に保つことが困難
であり、且つ被膜表面のメカノケミカル研摩法
（MCP法）により所要の表面粗度及び無孔化、無
歪化ができず、又220μmをこえると基板との膨張
係数の差より生じる応力により基材内に大きな歪
みを発生する虞れがあるので膜形成時の膜厚は
0.5μm〜220μmにする必要があり、膜形成速度の
点より好ましくは15μm〜25μmである。研摩後の
コーテイング膜の厚さは、同様な理由及び研摩精
度を考慮してグレージング法を用いた場合は３〜
200μm、スパツタ法を用いた場合は0.3〜200μm、
好ましくは10〜20μmとされる。
又、本発明におけるMCP法の条件として純水
中に懸濁するSiO2、MgO、CeO2又はAl2O3微粉
の粒径は0.1μmをこえると被研摩コーテイング膜
表面に庇が発生し、表面粗度を劣化するので好ま
しくない。又、純水中への前記微粉の含有量は
0.1wt％未満では研摩効果が少なく、又20wt％を
こえると各微粉による水和熱が発生し易く、或い
はゲル化し易く、かつ、活性が大となつて表面状
態が劣化するので0.1〜20wt％とする。この純水
とは、金属イオン、無機物、汚濁物、特に有機汚
濁物や浮遊物を含まない水でイオン交換水、蒸溜
水等でよい。
中に懸濁するSiO2、MgO、CeO2又はAl2O3微粉
の粒径は0.1μmをこえると被研摩コーテイング膜
表面に庇が発生し、表面粗度を劣化するので好ま
しくない。又、純水中への前記微粉の含有量は
0.1wt％未満では研摩効果が少なく、又20wt％を
こえると各微粉による水和熱が発生し易く、或い
はゲル化し易く、かつ、活性が大となつて表面状
態が劣化するので0.1〜20wt％とする。この純水
とは、金属イオン、無機物、汚濁物、特に有機汚
濁物や浮遊物を含まない水でイオン交換水、蒸溜
水等でよい。
ラツプ盤としては、Snハンダ合金、Pb等の軟
質金属、或いは硬質クロス等が最適である。ラツ
プ荷重は、0.05Kg／cm2未満では所要の表面粗度が
得られず、且つ加工能率が低く又、２Kg／cm2をこ
えると、加工能率の点では好ましい研摩精度が劣
化するので好ましくない。
質金属、或いは硬質クロス等が最適である。ラツ
プ荷重は、0.05Kg／cm2未満では所要の表面粗度が
得られず、且つ加工能率が低く又、２Kg／cm2をこ
えると、加工能率の点では好ましい研摩精度が劣
化するので好ましくない。
なお、本発明の基板を両面記録用磁気デイスク
に用いる場合は、アルミナ系セラミツク基板両面
に、ガラスコーテイング膜を形成し、両面同時に
MCPすることにより両面の薄膜中の内部応力は、
相殺され、平坦度のすぐれ、且つ表面粗度及び無
孔化、無歪のすぐれた基板が得られる。
に用いる場合は、アルミナ系セラミツク基板両面
に、ガラスコーテイング膜を形成し、両面同時に
MCPすることにより両面の薄膜中の内部応力は、
相殺され、平坦度のすぐれ、且つ表面粗度及び無
孔化、無歪のすぐれた基板が得られる。
本発明のガラスコーテイング膜形成アルミナ系
セラミツク基板の場合は、Al合金に比べ機械的
強度も強く、砥粒加工での形状精度の管理も比較
的容易となる。さらに、耐食性、耐候性に、特別
配慮する必要もなく、表面の汚染も、絶縁薄膜を
さらにスパツタリングにより形成する際、スパツ
タクリーニングにより表面の清浄化が可能であ
る。
セラミツク基板の場合は、Al合金に比べ機械的
強度も強く、砥粒加工での形状精度の管理も比較
的容易となる。さらに、耐食性、耐候性に、特別
配慮する必要もなく、表面の汚染も、絶縁薄膜を
さらにスパツタリングにより形成する際、スパツ
タクリーニングにより表面の清浄化が可能であ
る。
また、Al合金を旋削加工した際、表面には加
工変質層が残留しているのに対して本発明のアル
ミナ系セラミツク基板の場合は、メカノケミカル
ポリツシユ仕上げにより表面とバルクとの応力歪
の差異は生じず、基板にコーテイングされる媒体
への歪の転写は生じない。
工変質層が残留しているのに対して本発明のアル
ミナ系セラミツク基板の場合は、メカノケミカル
ポリツシユ仕上げにより表面とバルクとの応力歪
の差異は生じず、基板にコーテイングされる媒体
への歪の転写は生じない。
即ち、本発明による基板のコーテイング膜はガ
ラスであるため、結晶状態はアモルフアスの均一
構造となつている。さらに本発明の研摩加工方法
により表面加工歪も生じないようにすることも可
能となつた。
ラスであるため、結晶状態はアモルフアスの均一
構造となつている。さらに本発明の研摩加工方法
により表面加工歪も生じないようにすることも可
能となつた。
このような磁気デイスク基板を用いることによ
り信頼性の高い高密度磁気デイスク記録媒体を製
作することができる。また、出発アルミナ系セラ
ミツク基材としては、相対理論密度96％以上の規
格のものを用いることができ量産上有利である。
り信頼性の高い高密度磁気デイスク記録媒体を製
作することができる。また、出発アルミナ系セラ
ミツク基材としては、相対理論密度96％以上の規
格のものを用いることができ量産上有利である。
［実施例］
以下本発明を実施例により説明する。
実施例 １
基板としてHIP処理された表面に5μm以下の微
細孔を有する寸法直径200mm×厚さ２mmの純度
99.95％且つ相対理論密度97％、熱膨張係数（20
℃〜ガラス歪点）77×10-7／deg.、平均結晶粒径
4μmのAl2O3セラミツク材を用い、前記基板の表
面粗度を200Å以下に精密ラツプ法にて精密研摩
した後、前記基板上に熱膨張係数（20％〜歪点）
74×10-7／deg.、軟化点720℃、歪点510℃、粉末
粒径200メツシユスルーでSiO272wt％、
Na2O13wt％、K2O6wt％、ZnO4wt％、
Al2O33wt％、TiO22wt％を組成とするガラスを
ペースト状にして約100μmの膜厚で塗布した後、
1000℃で５分間保持し、空気中にてコーテイング
膜を形成した。この時の昇温速度は500℃／Hr、
冷却温度はガラス歪点までは500℃／Hrであり、
ガラス歪点にて１時間保持し、歪取りを行なつて
から徐冷した。この時表面の精度は5μm、気泡は
ほとんどみられなかつた。
細孔を有する寸法直径200mm×厚さ２mmの純度
99.95％且つ相対理論密度97％、熱膨張係数（20
℃〜ガラス歪点）77×10-7／deg.、平均結晶粒径
4μmのAl2O3セラミツク材を用い、前記基板の表
面粗度を200Å以下に精密ラツプ法にて精密研摩
した後、前記基板上に熱膨張係数（20％〜歪点）
74×10-7／deg.、軟化点720℃、歪点510℃、粉末
粒径200メツシユスルーでSiO272wt％、
Na2O13wt％、K2O6wt％、ZnO4wt％、
Al2O33wt％、TiO22wt％を組成とするガラスを
ペースト状にして約100μmの膜厚で塗布した後、
1000℃で５分間保持し、空気中にてコーテイング
膜を形成した。この時の昇温速度は500℃／Hr、
冷却温度はガラス歪点までは500℃／Hrであり、
ガラス歪点にて１時間保持し、歪取りを行なつて
から徐冷した。この時表面の精度は5μm、気泡は
ほとんどみられなかつた。
次に形成されたコーテイング膜面を粒径2000メ
ツシユスルーのGC砥粒、粒径6000メツシユスル
ーのCeO2砥粒を用いて前加工を行ないその後、
粒径0.01μmのSiO2微粉末を5wt％純水中に懸濁し
た懸濁液中でラツプ盤としてSn盤を用いラツプ
荷重0.5Kg／cm2にてMCPして表面粗度40Åに仕上
げたその時の取代は3μmで平坦度は1μmであつ
た。
ツシユスルーのGC砥粒、粒径6000メツシユスル
ーのCeO2砥粒を用いて前加工を行ないその後、
粒径0.01μmのSiO2微粉末を5wt％純水中に懸濁し
た懸濁液中でラツプ盤としてSn盤を用いラツプ
荷重0.5Kg／cm2にてMCPして表面粗度40Åに仕上
げたその時の取代は3μmで平坦度は1μmであつ
た。
第１図Ａに本発明のMCP後のガラスコーテイ
ング膜の表面状況を同図Ｂにコーテイングの基板
の表面状況を示す。
ング膜の表面状況を同図Ｂにコーテイングの基板
の表面状況を示す。
第１図における表面状況は触針径0.1μmRの薄
膜段差測定器（Talystep）にて測定した結果で
ある。
膜段差測定器（Talystep）にて測定した結果で
ある。
第１図よりセラミツク基板表面の微細孔は本発
明によるガラスコーテイング膜のMCPにより表
面層の無孔化が得られ、表面粗度40Åに仕上げら
れたことは明らかである。
明によるガラスコーテイング膜のMCPにより表
面層の無孔化が得られ、表面粗度40Åに仕上げら
れたことは明らかである。
膜と、基板の付着力を判定する方法として硬度
計を用いて打重を50ｇより順次1000ｇまで増大し
ガラスコーテイング膜が剥離するかを判定基準と
したところ、1000ｇまで剥離はなく、強固な付着
力を示した。表面加工流動層厚さはエリプソメー
タで測定したところで、20Å以下であつた。
計を用いて打重を50ｇより順次1000ｇまで増大し
ガラスコーテイング膜が剥離するかを判定基準と
したところ、1000ｇまで剥離はなく、強固な付着
力を示した。表面加工流動層厚さはエリプソメー
タで測定したところで、20Å以下であつた。
実施例 ２
基板としてHIP処理された表面に3μm以下の微
細孔を有する寸法直径100mm×厚さ２mm、純度
99.95％、相対理論密度99％、熱膨張係数（20℃
〜ガラス歪点）78×10-7／deg.、Al2O365wt％の
Al2O3−TiC系セラミツク材（平均結晶粒径4μm）
を用い、前記基板の表面粗度を200Å以下に精密
研摩後、前記基板上に高周波スパツタ装置を用
い、ターゲツト板として寸法直径350mm×厚さ６
mmの純度99.9％のSiO2を使用し、約0.1μm程度ス
パツタ膜を形成後、熱膨張係数（20℃〜歪点）77
×10-7／deg.、軟化点470℃、歪点380℃で
PbO60wt％、ZnO19wt％、B2O312wt％、
SiO29wt％を組成とするガラスを200メツシユス
ルーまで粉砕後、ペースト状にして30μmの膜厚
を塗布し大気中にて800℃で10分間保持しコーテ
イングを行なつた。この時昇温速度は500℃／Hr
で400℃にて１時間保持後、同様の500℃／Hrの
昇温速度にて800℃まで昇温し、10分間保持した。
冷却速度は、歪点までは500℃／Hrで冷却し、歪
点にて１時間保持した後徐冷した。形成したコー
テイング膜を粒径0.05μmのCeO2微粉末を2wt％
純水中に懸濁した懸濁液中でラツプ盤として硬質
クロスを使用しラツプ荷重１Kg／cm2にてMCPに
より表面粗度を40Åに仕上げたそのときの取代は
20μmであつた。
細孔を有する寸法直径100mm×厚さ２mm、純度
99.95％、相対理論密度99％、熱膨張係数（20℃
〜ガラス歪点）78×10-7／deg.、Al2O365wt％の
Al2O3−TiC系セラミツク材（平均結晶粒径4μm）
を用い、前記基板の表面粗度を200Å以下に精密
研摩後、前記基板上に高周波スパツタ装置を用
い、ターゲツト板として寸法直径350mm×厚さ６
mmの純度99.9％のSiO2を使用し、約0.1μm程度ス
パツタ膜を形成後、熱膨張係数（20℃〜歪点）77
×10-7／deg.、軟化点470℃、歪点380℃で
PbO60wt％、ZnO19wt％、B2O312wt％、
SiO29wt％を組成とするガラスを200メツシユス
ルーまで粉砕後、ペースト状にして30μmの膜厚
を塗布し大気中にて800℃で10分間保持しコーテ
イングを行なつた。この時昇温速度は500℃／Hr
で400℃にて１時間保持後、同様の500℃／Hrの
昇温速度にて800℃まで昇温し、10分間保持した。
冷却速度は、歪点までは500℃／Hrで冷却し、歪
点にて１時間保持した後徐冷した。形成したコー
テイング膜を粒径0.05μmのCeO2微粉末を2wt％
純水中に懸濁した懸濁液中でラツプ盤として硬質
クロスを使用しラツプ荷重１Kg／cm2にてMCPに
より表面粗度を40Åに仕上げたそのときの取代は
20μmであつた。
第２図Ａに本実施例のMCP後のガラスコーテ
イング膜の表面状況を同図Ｂにコーテイングの基
材の表面状況を示す。なお表面状況は実施例１と
同一の薄膜段差測定器を使用した。
イング膜の表面状況を同図Ｂにコーテイングの基
材の表面状況を示す。なお表面状況は実施例１と
同一の薄膜段差測定器を使用した。
第２図よりセラミツク基板表面の微細孔は本発
明によるガラスコーテイング膜のMCPにより表
面層の無孔化が得られ、表面粗度40Åに仕上げら
れたことは明らかである。
明によるガラスコーテイング膜のMCPにより表
面層の無孔化が得られ、表面粗度40Åに仕上げら
れたことは明らかである。
表面加工流動層（Beilby layer）厚さは20Å以
下であつた。
下であつた。
実施例 ３
基材としてHIP処理された表面に5μm以下の微
細孔を有する寸法直径200mm×厚さ２mm、相対理
論密度97％、熱膨張係数（20〜510℃）78×
10-7／deg.、Al2O365wt％のAl2O3−TiC系セラ
ミツク材（アルミナ平均結晶粒径4μm、TiC平均
結晶粒径2μm）を用い、前記基板の表面粗度を
200Å以下に精密ラツプ法にて精密研摩した後、
前記基材上に高周波スパツタ装置を用い、ターゲ
ツト板として熱膨張係数74×10-7／deg.（20〜510
℃）、寸法直径350mm×厚さ６mmのSiO272wt％、
Na2O12wt％、K2O6wt％、ZnO4wt％、
Al2O33wt％、TiO23wt％を組成とするガラスを
使用してスパツタAr圧１×10-5mbar到達排気の
後スパツタリングを行なつた。基板面の洗浄の
為、正スパツタ前に表面層を500Å程度逆スパツ
タクリーニングで除去した。
細孔を有する寸法直径200mm×厚さ２mm、相対理
論密度97％、熱膨張係数（20〜510℃）78×
10-7／deg.、Al2O365wt％のAl2O3−TiC系セラ
ミツク材（アルミナ平均結晶粒径4μm、TiC平均
結晶粒径2μm）を用い、前記基板の表面粗度を
200Å以下に精密ラツプ法にて精密研摩した後、
前記基材上に高周波スパツタ装置を用い、ターゲ
ツト板として熱膨張係数74×10-7／deg.（20〜510
℃）、寸法直径350mm×厚さ６mmのSiO272wt％、
Na2O12wt％、K2O6wt％、ZnO4wt％、
Al2O33wt％、TiO23wt％を組成とするガラスを
使用してスパツタAr圧１×10-5mbar到達排気の
後スパツタリングを行なつた。基板面の洗浄の
為、正スパツタ前に表面層を500Å程度逆スパツ
タクリーニングで除去した。
正スパツタの投入パワーは3kWである。基板
側に負のバイアス（−100V）を印加した。バイ
アス効果により、セラミツクボア部のステツプカ
バーレージが図られ、ボア部にも、ガラスが付着
される。なおスパツタ膜面の表面粗度は500Å程
度であつた。従来の酸化物のスパツタ法ではスパ
ツタ速度が遅く、膜付けに時間を要したが電極間
距離を40mmとして投入パワーを大きくしたことに
より、スパツタレートは500Å／minで、20μm形
成するのに400分を要した。
側に負のバイアス（−100V）を印加した。バイ
アス効果により、セラミツクボア部のステツプカ
バーレージが図られ、ボア部にも、ガラスが付着
される。なおスパツタ膜面の表面粗度は500Å程
度であつた。従来の酸化物のスパツタ法ではスパ
ツタ速度が遅く、膜付けに時間を要したが電極間
距離を40mmとして投入パワーを大きくしたことに
より、スパツタレートは500Å／minで、20μm形
成するのに400分を要した。
次に形成されたスパツタ膜面を粒径0.01μmの
SiO2微粉末を5wt％純水中に懸濁した懸濁液中で
ラツプ盤としてSn盤を用いラツプ荷重0.5Kg／cm2
にてMCPして表面粗度40Åに仕上げたその時の
取代は3μmで平坦度は1μmであつた。
SiO2微粉末を5wt％純水中に懸濁した懸濁液中で
ラツプ盤としてSn盤を用いラツプ荷重0.5Kg／cm2
にてMCPして表面粗度40Åに仕上げたその時の
取代は3μmで平坦度は1μmであつた。
本実施例により得られたMCP後のスパツタ被
膜の表面状況、スパツタ前の基板の表面状況は、
夫々第３図Ａ，Ｂに示す。なお表面状況は実施例
１と同一の薄膜段差測定器を使用した。
膜の表面状況、スパツタ前の基板の表面状況は、
夫々第３図Ａ，Ｂに示す。なお表面状況は実施例
１と同一の薄膜段差測定器を使用した。
以上の通り、本発明は基板欠陥に起因した製品
の歩留低下を防止すると共に、無孔化基板面に形
成される被着磁性膜の特性保障、信頼性向上に有
効である。
の歩留低下を防止すると共に、無孔化基板面に形
成される被着磁性膜の特性保障、信頼性向上に有
効である。
第１図、第２図及び第３図の各Ａ，Ｂは、夫々
本発明の実施例１、２及び３の表面状況の測定結
果を示すグラフである。いずれについてもＡは研
摩後のガラスコーテイング膜表面、Ｂはアルミナ
基材表面を示す。
本発明の実施例１、２及び３の表面状況の測定結
果を示すグラフである。いずれについてもＡは研
摩後のガラスコーテイング膜表面、Ｂはアルミナ
基材表面を示す。
Claims (1)
- １ 5μm以下の微細孔を有する相対理論密度96％
以上のアルミナ系セラミツク材料表面上に0.5μm
〜220μm厚、前記基板との熱膨張係数の相対差が
10-6／deg.以下のガラスのコーテイング膜を形成
後、前記膜表面を粒径0.1μm以下のSiO2、MgO、
CeO2又はAl2O3微粉の少なくとも１種を0.1〜
20wt％純水中に懸濁した懸濁液で0.05〜２Kg／cm2
の荷重にて研摩加工して膜厚0.3μm〜200μm、表
面粗度80Å以下且つ無孔化、無歪の表面層にする
ことを特徴とする記録デイスク用基板の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169409A JPS6148123A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 記録デイスク用基板の製造方法 |
| US06/759,366 US4690846A (en) | 1984-08-15 | 1985-07-26 | Recording disk substrate members and process for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169409A JPS6148123A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 記録デイスク用基板の製造方法 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP18894287A Division JPS6361412A (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 記録ディスク用基板 |
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| JPS6148123A JPS6148123A (ja) | 1986-03-08 |
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Family
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Family Applications (1)
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Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6148123A (ja) | 1986-03-08 |
| US4690846A (en) | 1987-09-01 |
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