JPH0935234A

JPH0935234A - 磁気ディスク用基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0935234A
Application number: JP17489595A
Authority: JP
Inventors: Tomio Suzuki; 富雄鈴木; Fuminori Takeya; 文則竹矢
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスセラミックス製の磁気ディスク用基板に
おいて、精密研磨加工によって加工面の中心線平均表面
粗さを２０オングストローム以下のレベルにまで短時間
で減少させ、その強度を向上させ、その信頼性を向上さ
せ、その薄型化を可能とすること。【構成】ガラスセラミックス製の磁気ディスク用基板で
あって、ガラスセラミックスを構成する結晶粒子の平均
粒子径が、１．０μｍ以下であり、かつ主結晶層が、ニ
ケイ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）相と、β−ス
ポジュウメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）相
またはβ−スポジュウメン固溶体相によって占められて
おり、かつＳｉＯ₂組成の結晶相の占める割合が２重量
％以下である。磁気ディスク用基板の表面の中心線平均
粗さが２０オングストローム以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク用基板お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピューター等の磁気記憶装置の主要
構成要素は、磁気記録媒体と磁気記録再生用の磁気ヘッ
ドである。磁気記録媒体としてはフレキシブルディスク
とハードディスクとが知られているが、このうちハード
ディスク用の基板の材料としては、主としてアルミニウ
ム合金が使用されてきている。しかし、最近、ハードデ
ィスクドライブの小型化に伴って、磁気ヘッドの浮上量
が顕著に減少してきている。これに伴い、磁気ディスク
の表面の平滑性について、きわめて高い精度が要求され
てきている。

【０００３】一般に、磁気ディスクの表面の凹凸の最大
高さは、磁気ヘッドの浮上量の半分以下とする必要があ
る。例えば、浮上量が７５ｎｍのハードディスクドライ
ブでは、ディスクの表面の凹凸の最大高さは３８ｎｍ以
下でなければならない。特に、最近では、磁気ディスク
用基板のリードライトゾーンにおける中心線平均表面粗
さＲａを、２０オングストローム以下とすることが求め
られている。しかし、アルミニウム合金基板の場合に
は、硬度が低いことから、高精度の砥粒および工作機械
を使用して研磨加工を行っても、この研磨面が塑性変形
するので、ある程度以上高精度の平坦面を製造すること
は困難である。たとえ、アルミニウム合金基板の表面に
ニッケル─リンめっきを施しても、上記のようなレベル
の平滑面を形成することはできない。

【０００４】更に、ハードディスクドライブの小型化、
薄型化が進展するのにつれて、磁気ディスク用基板の厚
さを小さくすることも、要求が強くなっている。しか
し、アルミニウム合金は、強度、剛性が低いので、ハー
ドディスクドライブの仕様から要求される所定の強度を
保持しつつ、ディスクを薄くすることは困難である。特
に、磁気ディスク用基板の厚さを０．５ｍｍ以下に加工
すると、基板の強度の不足から、基板が反ったり、高速
回転時や装置の起動時に、基板の面のぶれが発生するの
で、問題がある。

【０００５】更に、最近、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲ
ヘッド）が使用され始めてから、磁気ディスクのノイズ
の低減に対する要求が強くなっている。このノイズを低
減する方法としては、磁性膜をスパッタリングするとき
に、またはスパッタリング後に、磁性膜を熱処理するこ
とが有効であることが知られている。ここで、熱処理に
よって磁気ディスクのノイズを有効に低減させるために
は、この熱処理を２８０℃以上の温度で実施する必要が
ある。しかし、アルミニウム合金基板では、この熱処理
温度を２８０℃以上に上昇させることができない。

【０００６】上記の問題を解決するために、磁気ディス
ク用基板の材料として、ガラス、カーボン、セラミック
スといった非金属材料が注目されてきており、ガラス製
の磁気ディスク用基板が、一部では実用化されている。
しかし、ガラスは、強度がやはり低いことから、ＨＤＤ
用の磁気ディスク用基板として使用するには、信頼性が
十分ではない。化学強化ガラスも知られているが、これ
を磁気ディスク用基板として使用すると、基板中に含有
されるアルカリ金属イオンが溶出し、磁性膜を腐食する
ことがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このため、本発明者
は、磁気ディスク用基板の材質として、ガラスセラミッ
クスを使用することを検討した。ガラスセラミックスに
おいては、含有されるアルカリ金属イオンのほとんどが
結晶相中に存在しており、ガラスマトリックス中には微
量しか存在しないために、アルカリ金属成分が溶出して
磁性膜を腐食するという問題は生じない。また、ガラス
セラミックスの方が、化学強化ガラスよりも、硬度や曲
げ強度のバラツキがないので、この信頼性が一層優れて
いるし、特に磁気ディスク用基板の厚さを０．５ｍｍ以
下と薄くするにはきわめて好ましい。

【０００８】しかし、化学強化ガラスは、その全体が非
晶質であるのに対して、ガラスセラミックスは結晶相と
非晶質相とが混在している。そして、磁気ディスク用基
板として使用するために、その表面をポリッシング加工
する際に、化学強化ガラスの場合には、加工後の中心線
平均表面粗さを６オングストローム程度にまで減少させ
ることができる。しかし、ガラスセラミックスの場合に
は、結晶相と非晶質相との硬度が相違するために、両者
の間で不可避的に微小な凹凸が発生してしまう。この結
果、加工面の中心線平均表面粗さを２０オングストロー
ム以下に抑えることは困難であった。

【０００９】本発明の課題は、ガラスセラミックス製の
磁気ディスク用基板であって、精密研磨加工によって加
工面の中心線平均表面粗さを２０オングストローム以下
のレベルにまで減少させうるようにすると共に、精密研
磨加工が行い易く、短時間で精密研磨加工を行うことが
できる、量産に適した磁気ディスク用基板を提供するこ
とである。

【００１０】また、本発明の課題は、ガラスセラミック
スの磁気ディスク用基板の強度を向上させ、その信頼性
を向上させ、その薄型化を可能とすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガラスセラ
ミックス製の磁気ディスク用基板は、ガラスセラミック
スを構成する結晶粒子の平均粒径が１．０μｍ以下であ
り、かつ主結晶層が、ニケイ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２
ＳｉＯ₂）相と、β−スポジュウメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ
₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）相またはβ−スポジュウメン固溶
体相によって占められており、さらにＳｉＯ₂組成を有
する結晶相の占める割合が２重量％以下であり、磁気デ
ィスク用基板の表面の中心線平均粗さが２０オングスト
ローム以下であることを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る製造方法は、ガラスセ
ラミックス製の磁気ディスク用基板を製造するのに際し
て、ＳｉＯ₂：６５〜８５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８〜１５
重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜８重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１〜５
重量％を含有する組成の原ガラスを８２０〜９５０℃の
熱処理温度まで加熱してガラスセラミックスを製造し、
かつこのガラスセラミックスからなる磁気ディスク用基
板の少なくとも磁気記録側の表面を精密研磨加工するこ
とによってその中心線平均表面粗さを２０オングストロ
ーム以下とすることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明者は、ガラスセラミックス製の磁気ディ
スク用基板の磁気記録面側の平滑度を向上させる方法に
ついて種々検討を重ねており、このうち特にＬｉ ₂Ｏ−
ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系ガラスセラミックスに着目し
た。これは、ナトリウム等のアルカリ成分のディスク表
面に対する溶出がない点で優れているからである。

【００１４】しかし、このガラスセラミックス製の磁気
ディスクにおいても、前述した問題点は解決できなかっ
た。即ち、Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系のガラス
セラミックスにおいては、その結晶相中に石英やクリス
トバライト等のＳｉＯ₂組成の結晶が析出しており、特
に石英相の硬度が他の結晶相の硬度よりも高いことか
ら、加工面の平均表面粗さが不可避的に増大した。更
に、石英相が析出した場合には、この原料の組成におけ
る添加剤の種類や、結晶化するときの熱処理温度によっ
ては、結晶同士が凝集して二次粒子を形成することがあ
り、この二次粒子によって一層中心線平均表面粗さが増
大することが判明してきた。なお、「ＳｉＯ₂組成の結
晶」には石英、クリストバライトおよびその他の構造の
結晶が含まれるが、本明細書では、「ＳｉＯ₂組成の結
晶」のうち、結晶構造が石英とクリストバライト以外の
ものを、「ＳｉＯ₂結晶相」と略称することにする。

【００１５】このように、ＳｉＯ₂組成からなる粒子の
硬度が高いことから、磁気ディスクの表面を精密研磨加
工しても、なかなか２０Å以下という精度にまで加工を
行うことができず、またこのような加工に長時間を要し
ていた。

【００１６】本発明者は、磁気ディスクを構成するＬｉ
₂Ｏ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系のガラスセラミックスに
ついて検討を重ねた結果、この原料割合を限定し、かつ
後述するような温度条件下で結晶化を実施することによ
って、Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂相と、ＳｉＯ₂組成の結晶相
とをほとんど消失させて、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂相とβ
−スポジュウメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４Ｓｉ
Ｏ₂）相またはβ−スポジュウメン固溶体相に変換させ
ることに成功した。このガラスセラミックスは、主結晶
相がニケイ酸リチウム相と、β−スポジュウメン相また
はβ−スポジュウメン固溶体相によって占められてお
り、かつＳｉＯ₂組成の結晶相の占める割合が２重量％
以下である。

【００１７】そして、このガラスセラミックスからなる
磁気ディスク用基板の磁気記録面側を精密研磨加工する
ことによって、その中心線平均表面粗さを２０オングス
トローム以下とすることに成功した。しかも、こうした
研磨加工に必要な時間を、従来のガラスセラミックス製
磁気ディスク用基板に比べて顕著に減少させることがで
きた。

【００１８】このような作用効果が得られた理由は、お
そらくＬｉ₂Ｏ−２ＳｉＯ₂相とβ−スポジュウメン相
またはβ−スポジュウメン固溶体相が、ほぼ同等の硬度
と１μｍ以下の微細な結晶粒径を有しており、これらを
主結晶相としていてかつＳｉＯ₂組成の結晶相をほとん
ど含まないセラミックス組織が、微視的に見て砥粒に対
してほぼ均質な物理的特性を有するからと思われる。

【００１９】更にガラスセラミックスの組成および製造
方法について説明する。磁気ディスク用基板を構成する
ガラスセラミックスについて、ＳｉＯ₂組成の結晶相の
重量比率を２重量％以下とする必要があり、かつニケイ
酸リチウム相と、β−スポジュウメン相またはβ−スポ
ジュウメン固溶体相との割合を上記の一定割合とする必
要がある。

【００２０】具体的には、前記磁気ディスク用基板を製
造するのに際して、ＳｉＯ₂：６５〜８５重量％、Ｌｉ
₂Ｏ：８〜１５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜８重量％、Ｐ
₂Ｏ₅：１〜５重量％をより好ましくは、ＳｉＯ₂：７
４〜７９ｗｔ％，Ｌｉ₂Ｏ：９〜１４ｗｔ％，Ａｌ₂Ｏ
₃：５〜８ｗｔ％，Ｐ₂Ｏ₅：１〜３ｗｔ％を含有する
組成の原ガラスを８２０〜９５０℃の熱処理温度まで加
熱して、ガラスセラミックスを製造し、このガラスセラ
ミックスからなる磁気ディスク用基板の少なくとも磁気
記録側の表面を精密研磨加工することによってその中心
線平均表面粗さを２０オングストローム以下とする。

【００２１】ここでＡｌ₂Ｏ₃は、β−スポジュウメン
およびβ−スポジュウメン固溶体を形成するために必要
な成分であり、またガラスセラミックスの結晶相の安定
性を向上させるために必要である。これが５重量％未満
であると、結晶相にβ−スポジュウメンが生成しなくな
ると共に、ＳｉＯ₂組成の結晶相の量が２％を越えるよ
うになり、この結果、研磨加工に長い時間を必要とする
様になってくる。

【００２２】ＳｉＯ₂は、ニケイ酸リチウム相等の結晶
相を得るために必要不可欠な基本的成分であるが、この
量が６５重量％未満であると、所望の結晶相の析出が困
難となり、８５％を越えると、ガラスの溶融が困難にな
る。

【００２３】そして、本発明者は、上記したような原ガ
ラスを熱処理してみた結果、その結晶化温度として８２
０℃〜９５０℃を採用する必要があることを発見した。
即ち、従来は、Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系のガ
ラスを７００℃〜９５０℃の広範囲で結晶化させること
は知られていた。しかし、本発明では、上記組成の原ガ
ラスを結晶化させることによって、好ましくは３０〜６
０重量％のニケイ酸リチウム相と、１〜２５重量％のβ
−スポジュウメンおよびβ−スポジュウメン固溶体相と
を生成させ、かつその比率を１．０以上とする必要があ
る。こうした特定組成のガラスセラミックスからなる基
板を生成させるためには、原ガラスの結晶化温度として
８２０℃〜９５０℃を採用する必要があった。

【００２４】更に、ガラスセラミックスの強度を最も高
い状態とし、かつ、中心線平均表面粗さを２０Å以下と
するためには、結晶化温度を８２０℃〜９２０℃の範囲
とすることが特に好ましく、８２０℃〜９００℃とする
ことが一層好ましいことを発見した。

【００２５】更に説明すると、原ガラスを熱処理する際
に、この熱処理温度、即ち、結晶化温度が７００℃〜７
５０℃程度であると、Ｌｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂相、Ｌｉ₂Ｏ
・２ＳｉＯ₂相が３０〜５０％生じ、ＳｉＯ₂組成の結
晶相も若干生ずる。このとき、温度が高くなるほど、Ｌ
ｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂相と、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂相が共に
増加していく。この段階では中心線平均表面粗さを小さ
くすることはできるが、基板の強度が低く、使用できな
い。

【００２６】これが８００℃程度にまで上昇すると、Ｌ
ｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂相は急激に消滅し、Ｌｉ₂Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ₂相やＳｉＯ₂組成の結晶相が急激に増加していく。
この結果、中心線平均表面粗さが増大し、または研磨加
工に必要な時間が顕著に増加した。

【００２７】ところが、８２０℃になると、ＳｉＯ₂組
成の結晶相が消滅した。これと共に、Ｌｉ₂Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ₂相が増大していた。さらにこれと同時にβ−スポジ
ュウメン相が急激に生成することが分かった。即ち、こ
の温度領域で、初めてＡｌ₂Ｏ₃成分の結晶化が進行
し、β−スポジュウメン相（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ ₂Ｏ₃・４
ＳｉＯ₂）またはβ−スポジュウメン固溶体が生成した
ことを意味している。なお、前記の（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂
Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）の組成に至る前の段階では、結晶構
造は類似しているが、結晶相内のＬｉ₂Ｏ，Ａｌ
₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂の比率が正確にはこの割合に至っては
いないので、これをβ−スポジュウメン固溶体と称して
いる。

【００２８】そして、８２０℃〜９２０℃の範囲内にお
いては、二ケイ酸リチウム相、β−スポジュウメン相ま
たはβ−スポジュウメン固溶体共に徐々に増加してい
く。また、この範囲内においては平均結晶粒径が１．０
μｍ以下であり、基板の強度を極めて高く保持すること
ができた。これが９５０℃を越えると、結晶相には大き
な変化はないが、ガラスセラミックス中の平均結晶粒径
が１．０μｍを越えて増加してくるために、基板の強度
に低下傾向が見られはじめるようになり、かつ中心線平
均粗さが増加する傾向があった。

【００２９】また、本発明の基板においては、β−スポ
ジュウメン相が、もとのニケイ酸リチウム相と比較して
増加しすぎると、問題があることが判明した。即ち、ニ
ケイ酸リチウム相／（β−スポジュウメン相およびβ−
スポジュウメン固溶体：合計値）の重量比が１．０未満
となるまで、β−スポジュウメン粒子の生成が進行する
と、磁気ディスク用基板としての機械的強度が減少しか
つ、中心線平均粗さが増加した。

【００３０】この意味から、上記の重量比率を１．０以
上とすることが好ましいことも分かった。さらに上記の
重量比率を１．３以上とすることが、機械的強度と中心
線平均粗さの点でより好ましいことがわかった。

【００３１】また、原ガラスにおけるＡｌ₂Ｏ₃成分が
８重量％を越えると、このようにβ−スポジュウメン粒
子の生成量が過多になり、磁気ディスク用基板の強度が
低下し、かつ中心線平均粗さが増加した。従って、Ａｌ
₂Ｏ₃の量は８重量％以下とすることが必要である。

【００３２】また、上記の製造方法において原ガラスを
加熱する際には、少なくとも５００℃以上の温度領域で
の温度上昇速度を５０〜３００℃／時間に制御すること
によって結晶核の生成を進行させることが好ましい。ま
た、少なくとも５００℃〜５８０℃の温度領域内で１〜
４時間保持することによって結晶核の生成を進行させる
ことが好ましい。

【００３３】なお、本発明で磁気ディスク用基板材料と
して使用するガラスセラミックス中には、他の成分を含
有させることができる。まず、Ｐ₂Ｏ₅以外の核形成剤
として、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂等の金属酸化物
または白金等の金属、フッ化物を、単独で、または２種
以上混合して、含有することができる。

【００３４】また、Ｋ₂Ｏを０〜７重量％含有させるこ
とができる。これは、ガラスの溶融、成形温度を低下さ
せるのと共に、成形時のガラスの失透を抑制する効果が
ある。この作用を発揮させるには、この含有量を２重量
％以上とすることが更に好ましい。また、この含有量が
７重量％を越えると、ガラスセラミックスの強度が低下
する傾向がある。

【００３５】Ａｓ₂Ｏ₃とＳｂ₂Ｏ₃との一方または双
方を、合計で０〜２重量％含有させることもできる。こ
れらは、ガラス溶融の際の清澄剤である。

【００３６】その他、Ｂ₂Ｏ₃成分を０〜３重量％、Ｃ
ａＯ成分を０〜３重量％、ＳｒＯを０〜３重量％、Ｂａ
Ｏを０〜３重量％含有させることができる。ＭｇＯ成分
は、実質的に含有しないことが好ましい。

【００３７】原ガラスを製造する際には、上記の各金属
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、水蒸気雰囲気、加圧雰囲気等を選択することができ
る。

【００３８】本発明の磁気ディスク用基板には、リード
ライトゾーンと別に、ランディングゾーンを設けること
ができる。ランディングゾーンの中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）は、３ｎｍ〜５０ｎｍとすることが好ましい。
これを３ｎｍ以上とすることによって、ヘッドスティッ
クの防止や磁気ヘッドと磁気ディスクとの摩擦低減の作
用が顕著になる。また、これが５０ｎｍを越えると、磁
気ヘッドスライダーの浮上量が安定せず、信号のノイズ
が増大してくる。

【００３９】また、ランディングゾーンの内側にスペー
サー積み重ね部を設けると共に、このスペーサー積み重
ね部の中心線平均表面粗さを３ｎｍ以下とすることが好
ましい。

【００４０】上記のガラスセラミックスからなる素材
を、砥粒によって精密研磨加工する工程では、いわゆる
ラッピング、ポリッシング等、公知の精密研磨加工方法
を採用できる。また、本発明の磁気ディスク用基板の主
面上には、下地処理層、磁性膜、保護膜等を形成するこ
とができ、更に保護膜上に潤滑剤を塗布することができ
る。

【００４１】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。（実験１）表１に示す各酸化物重量比になる様に各金属
の炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の粉末を混合し、この混
合物を１４００℃で熱処理して溶融させ、この溶融物を
成形し、徐々に冷却して原ガラスを得た。得られた原ガ
ラスを、大気雰囲気中で５０℃／時間の速度で温度上昇
し、表１に示す結晶化温度で３時間保持し、次いで室温
にまで冷却し、ガラスセラミックスを得た。

【００４２】各実験例のガラスセラミックスについて、
結晶相を同定し、各結晶相の重量比を測定した。これら
の測定は、Ｘ線回折法によった。各ガラスセラミックス
について、磁気ディスク用基板用に、外形６５ｍｍ、内
径２０ｍｍの円盤形状の成形体を作成し、その両側の主
面を、ダイヤモンド砥石を使用して、厚さ０．７５ｍ
ｍ、平面度８μｍになるまで研削加工し、次いで、両側
の研削面を、ＧＣ砥粒を使用してラッピング加工し、厚
さ０．６４ｍｍの精密研磨体を得た。この後、酸化セリ
ウム砥粒を使用して、精密研磨体の厚さが０．６３５ｍ
ｍとなるまでポリッシュ仕上げ加工した。この表面の中
心線平均表面粗さＲａを測定した。また、各例のガラス
セラミックスの抗折強度を、ＪＩＳＲ１６０１に従っ
て測定した。また、研磨加工に必要な加工時間は、ＧＣ
砥粒を使用したラッピング工程の時間と、酸化セリウム
砥粒によるポリッシングの時間の合計とした。

【００４３】

【表１】

【００４４】実験例１は、本発明の範囲内に入るもので
あるが、結晶化処理の後に、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂４８
重量％、β−スポジュウメン１９重量％、クリストバラ
イト１重量％からなるガラスセラミックスが得られ、１
３オングロトロームのＲａが得られた。また、抗折強度
も３８８ＭＰａと高い値が得られた。

【００４５】実験例２は、本発明の範囲外のものであ
り、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂３２重量％、β−スポジュウ
メン３４重量％、クリストバライト１重量％で結晶の平
均粒子径が１．５μｍとなりかつ、Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ
₂／β−スポジュウメンが０．９４と１．０未満になっ
ていた。この結果、Ｒａは２６オングストロームと悪く
なりかつ、抗折強度は２６５ＭＰａと、低下していた。

【００４６】実験例３は、本発明の範囲外のものである
が、原ガラスにおけるＡｌ₂Ｏ₃の量が４．４重量％で
あるために、８５０℃の結晶化温度を採用した場合で
も、β−スポジュウメンは生成せず、クリストバライト
相が１９重量％生成していた。このため、加工時間が１
１０分間と長くなった。

【００４７】実験例４は、本発明の範囲外のものである
が、原ガラスにおけるＡｌ₂Ｏ₃の量が２．５重量％で
あるために、β−スポジュウメンは生成せず、石英相が
２５重量％生成していた。このため、中心線平均表面粗
さが３８オングストロームであり、加工時間が１２５分
間と長くなった。

【００４８】実験例５は、本発明の範囲外のものである
が、原ガラスにおけるＡｌ₂Ｏ₃の量が３．８重量％で
あるために、８４０℃の結晶化温度を採用した場合で
も、β−スポジュウメンは生成せず、石英相が２９重量
％生成していた。このため、加工時間が１４０分間と長
くなった。

【００４９】なお、実験例４においては、ポリッシュ加
工が終了した後に、基板を５重量％のフッ酸でエッチン
グし、エッチング面を電子顕微鏡で観察したところ、大
きさ１〜２μｍに凝集したα−石英の二次粒子が生成し
ていた。これによってＲａが特に大きくなったものと考
えられる。これに対して、実験例３、５においては、Ｓ
ｉＯ₂結晶が２７〜２９重量％も生成していたが、上記
のエッチング処理を行った後でも、二次粒子は観察され
なかった。

【００５０】また、実験例Ａ，Ｂ，Ｃに、本発明の範囲
内での、その他の好ましい例を示す。これらの実験例で
は、Ａｌ₂Ｏ₃の量を５．５重量％に固定し、Ｌｉ₂ Ｏ
を９．５〜１４．０重量％、ＳｉＯ₂ を７５．５〜７
８．４重量％とすることによって、（ニケイ酸リチウム
相の重量比）／（β−スポジュウメン相の重量比とβ−
スポジュウメン固溶体相の重量比との合計）を１．０以
上とすることができ、更にクリストバライト相を１％と
し、結晶粒子の平均粒子径を０．６〜０．８μｍとする
ことができた。これによって、磁気ディスク基板として
必要な２０オングストローム以下の中心線平均表面粗さ
と，３００ＭＰａ以上の抗折強度とを得ることができ、
かつ加工時間を７０分以下とすることができた。

【００５１】（実験２）実験１と同様にして磁気ディス
ク用基板を製造し、その各結晶相および特性を測定し
た。ただし、原ガラスの組成は、表１の実験例１と同様
とした。また、結晶化処理時間は３時間とした。これら
の測定結果を表２、表３に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】実験例６、７、８は、本発明外のものであ
り特に実験例７，８では、ＳｉＯ₂結晶相を２％以上含
んでいるが、全体の結晶化率が５０％以下であり、かつ
β−スポジュウメンが生成していなかった。このため、
精密研磨加工は比較的短時間で円滑に行うことができる
が、強度が低いために基板材料としては使用できない。

【００５５】実験例９は、本発明の範囲内のものである
が、結晶化温度を８２０℃としたことによって、二ケイ
酸リチウム相およびβ−スポジュウメンが生成し、Ｓｉ
Ｏ₂結晶相が消滅した。この結果、Ｒａが小さくなり、
同時に抗折強度が顕著に向上した。実験例１０は、本発
明の範囲内のものであるが、結晶化温度を８５０℃とし
たことによって、実験例９と比較しても、二ケイ酸リチ
ウム相およびβ−スポジュウメンの生成量が若干上昇し
た。この結果、全体の結晶化率が高くなり、抗折強度が
顕著に向上した。

【００５６】実験例１１、１２は、本発明の範囲内のも
のであり、結晶相については８５０℃の時と比べて、Ｌ
ｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂が０〜１ｗｔ％，β−スポジュウメ
ンが１〜２％増加しただけであるが、中心線平均粗さが
１５Åから１７Åに低下し、抵抗強度が３６０ＭＰａか
ら３４５ＭＰａに低下していた。これは、結晶粒子の成
長が進行したためと考えられる。実験例１３は、本発明
の範囲外のものであるが、結晶化温度が９８０℃であ
り、結晶相についてはβ−スポジュウメンがさらに増加
して２５％になり、さらに、結晶粒子径が、１．５μｍ
に成長していた。これによって、基板表面の中心線平均
粗さが２２Åとなり、磁気ディスク基板としては、不適
切な表面粗さになっていた。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ガ
ラスセラミックス製の磁気ディスク用基板において、精
密研磨加工によって加工面の中心線平均表面粗さを２０
オングストローム以下のレベルにまで減少させることが
でき、その強度を向上させ、その信頼性を向上させ、そ
の薄型化を可能とすることができる。これと同時に、磁
気ディスク基板の精密研磨加工に必要な加工時間を、従
来のＬｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系ガラスセラミッ
クスの加工時間の半分以下とすることができ、これによ
って顕著に量産性を高めることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスセラミックス製の磁気ディスク用基
板であって、前記ガラスセラミックスを構成する結晶粒
子の平均粒径が１．０μｍ以下であり、かつ主結晶層
が、ニケイ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）相と、
β−スポジュウメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ
₂）相またはβ−スポジュウメン固溶体相によって占め
られており、さらにＳｉＯ₂組成の結晶相の占める割合
が２重量％以下であり、前記磁気ディスク用基板の表面
の中心線平均粗さが２０オングストローム以下であるこ
とを特徴とする、磁気ディスク用基板。
【請求項２】前記ガラスセラミックスのうち３０〜６０
重量％がニケイ酸リチウム相によって占められており、
１〜２５重量％がβ−スポジュウメン相またはβ−スポ
ジュウメン固溶体相によって占められており、かつ（ニ
ケイ酸リチウム相の重量比）／（β−スポジュウメン相
の重量比とβ−スポジュウメン固溶体相の重量比との合
計）が１．０以上であることを特徴とする、請求項１記
載の磁気ディスク用基板。
【請求項３】前記ガラスセラミックスが、ＳｉＯ₂：６
５〜８５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：８〜１５重量％、Ａｌ₂Ｏ
₃：５〜８重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１〜５重量％を含有して
いることを特徴とする、請求項１または２記載の磁気デ
ィスク用基板。
【請求項４】ガラスセラミックスからなる磁気ディスク
用基板を製造するのに際して、ＳｉＯ₂：６５〜８５重
量％、Ｌｉ₂Ｏ：８〜１５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜８
重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１〜５重量％を含有する組成の原ガ
ラスを８２０〜９５０℃の熱処理温度まで加熱して前記
ガラスセラミックスを製造し、かつこのガラスセラミッ
クスからなる磁気ディスク用基板の少なくとも磁気記録
側の表面を精密研磨加工することによってその中心線平
均表面粗さを２０オングストローム以下とすることを特
徴とする、磁気ディスク用基板の製造方法。
【請求項５】前記原ガラスを加熱する際、少なくとも５
００℃以上の温度領域での温度上昇速度を５０〜３００
℃／時間に制御することによって結晶核の生成を進行さ
せることを特徴とする、請求項４記載の磁気ディスク用
基板の製造方法。
【請求項６】前記原ガラスを加熱する際、少なくとも５
００℃〜５８０℃の温度領域内で１〜４時間保持するこ
とによって結晶核の生成を進行させることを特徴とす
る、請求項４記載の磁気ディスク用基板の製造方法。