JPH10217076A - Work method of disk substrate, work device and outer peripheral blade grinding wheel used in this work method - Google Patents

Work method of disk substrate, work device and outer peripheral blade grinding wheel used in this work method

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JPH10217076A
JPH10217076A JP2513197A JP2513197A JPH10217076A JP H10217076 A JPH10217076 A JP H10217076A JP 2513197 A JP2513197 A JP 2513197A JP 2513197 A JP2513197 A JP 2513197A JP H10217076 A JPH10217076 A JP H10217076A
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JP
Japan
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disk substrate
outer peripheral
processing
grinding
grinding wheel
Prior art date
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Application number
JP2513197A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Naito
努 内藤
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of microscopic waviness by performing grinding work by moving either one of a disk substrate or a peripheral cutting edge grinding wheel so that side cut work and spark out work are successively and continuously performed on the disk substrate while rotating the peripheral cutting edge grinding wheel and the disk substrate. SOLUTION: In work, first of all, a side cut work part A performs depth directional grinding of a disk substrate 12 for the purpose of rough grinding, and about 80% of the whole work quantity is removed here. Next, a dimension producing work part B is the so-called plane grinding part, but dispersion of a thickness is controlled to about 1μm by grinding in this part B, and lastly, the work is finished by performing spark out work (leveling work) to remove a locus (microscopic waviness) of a grinding wheel caused by the work by a spark out work part C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、コンピュータ等
の記録媒体として使用されるハードディスクに用いられ
るガラスディスク等の厳しい加工精度が要求されるディ
スク基板の厚み研削方法に関するものであり、さらに詳
しくは、ディスク基板の肉厚ばらつきや研削面のピット
(掘り起こし)および研削面の微小うねりを防止するデ
ィスク基板の加工方法と加工装置、および該加工方法に
使用する外周刃砥石に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thickness grinding method for a disk substrate which requires strict processing accuracy such as a glass disk used for a hard disk used as a recording medium of a computer or the like. The present invention relates to a disk substrate processing method and processing apparatus for preventing variations in the thickness of a disk substrate, pits (digging) on a ground surface, and minute undulations on the ground surface, and an outer peripheral grindstone used in the processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】 近年、コンピュータ等の記録媒体とし
て使用されるハードディスクの小型高容量化が進んでい
る。ハードディスクは、非磁性金属であるアルミニウム
のディスクを基板として、これに磁性材料をコーティン
グしたものが一般に用いられており、ハードディスクへ
の情報の記録等を行うヘッドおよび駆動装置等と共に密
閉された筐体に納められる。ヘッドは、ディスクの高速
回転による空気の流れを利用して、直接にはディスクに
接触しないが、ヘッドとディスクとの間隔は非常に狭
い。したがって、記録精度および装置の信頼性を維持す
るために、ハードディスクの基板となるアルミニウムデ
ィスク基板には、肉厚の均一さと表面の平滑さが厳しく
要求される。例えば、現在では微小うねりが、基準値±
0.05μm、表面粗さ(Ra)が0.0025μm以
下という基板が用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, hard disks used as recording media for computers and the like have been reduced in size and capacity. The hard disk is generally made of a non-magnetic metal aluminum disk as a substrate and coated with a magnetic material, and is sealed with a head and a drive device for recording information on the hard disk and the like. Put in. The head does not directly contact the disk by utilizing the air flow caused by the high-speed rotation of the disk, but the distance between the head and the disk is very small. Therefore, in order to maintain the recording accuracy and the reliability of the apparatus, the aluminum disk substrate as the substrate of the hard disk is required to have strict thickness uniformity and smooth surface. For example, at present, small undulations
A substrate having a thickness of 0.05 μm and a surface roughness (Ra) of 0.0025 μm or less is used.

【0003】 しかしながら、現在では、ハードディス
ク装置開発側は表面粗さ(Ra)が0.001μm以下
であるアルミニウム基板を要望しているが、製造側の立
場からはアルミニウムの延性、展性、強度、硬度などの
特性から、この要望に応えることは非常に困難となって
いる。もちろん、特殊な装置を使用したり、加工に時間
をかければ、要望特性を実現することは可能であるが、
コスト的に対処できなくなる。
However, at present, the hard disk drive development side has requested an aluminum substrate having a surface roughness (Ra) of 0.001 μm or less, but from the viewpoint of the manufacturing side, the ductility, ductility, strength, It is very difficult to meet this demand due to properties such as hardness. Of course, if you use special equipment or take time to process, it is possible to achieve the desired characteristics,
It becomes impossible to cope in terms of cost.

【0004】 そこで、従来のアルミニウム基板に代え
て、結晶化ガラス、化学強化ガラス、グラッシーカーボ
ンといったガラス質基板を使用することが提案されてい
る。これらの基板を作製する場合には、一般的に、種々
の方法によって作製された原板を平面研削し、さらに研
磨を行うという工程が採用されるが、設備コストおよび
ランニングコストのかかる研磨処理を軽減できるよう
に、平面研削工程においてできるだけ平滑な加工を行う
ことが好ましい。
Therefore, it has been proposed to use a vitreous substrate such as crystallized glass, chemically strengthened glass, or glassy carbon instead of the conventional aluminum substrate. When these substrates are manufactured, a process of generally performing surface grinding of an original plate manufactured by various methods and further performing polishing is adopted, but a polishing process that requires equipment cost and running cost is reduced. As much as possible, it is preferable to perform as smooth a processing as possible in the surface grinding step.

【0005】 具体的な平面研削方法としては、例え
ば、基板を上下から鋳鉄定盤で挟み込み、GC(緑色炭
化珪素研磨材)、WA(白色アルミナ質研磨材)、複合
砥粒(アランダムおよび炭化珪素混合粉末)等の遊離砥
粒を用いるラップ法や、高速回転するカップ砥石を固定
した基板に上から圧し当てるロータリー平面研削法、あ
るいは被研削物と砥石とを常にからみ合わせた横型平面
研削法が用いられる。続いて、このような方法により研
削された基板を、酸化セリウムの砥粒を用いてパッド上
で鏡面研磨することで、最終的な表面粗さ(Ra)は
0.0008μm程度にまで低減される。
As a specific surface grinding method, for example, a substrate is sandwiched between cast iron platens from above and below, GC (green silicon carbide abrasive), WA (white alumina abrasive), composite abrasive (alundum and carbonized abrasive). Lapping method using loose abrasive grains such as silicon mixed powder), rotary surface grinding method in which a high-speed rotating cup grinding wheel is pressed from above onto a fixed substrate, or horizontal surface grinding method in which the workpiece and grinding wheel are always entangled Is used. Subsequently, the substrate ground by such a method is mirror-polished on a pad using cerium oxide abrasive grains, so that the final surface roughness (Ra) is reduced to about 0.0008 μm. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、遊離
砥粒を用いたラップ法では、被研削品の厚みばらつきの
品質面では問題はないが、研削面の一部にピット(掘り
起こし)が発生する欠点がある。また、ラップ定盤が使
用により摩耗し、反りが発生する欠点もある。このラッ
プ定盤の偏摩耗を抑制する方法として、ダイヤモンドペ
レット定盤が開発されているが、ピットの発生の問題は
解決されていない。
However, in the lapping method using loose abrasives, there is no problem in terms of the quality variation in the thickness variation of a workpiece, but a pit (excavation) is generated on a part of the ground surface. There is. In addition, there is a disadvantage that the lap surface plate is worn by use and warps. As a method for suppressing the uneven wear of the lap plate, a diamond pellet plate has been developed, but the problem of pit formation has not been solved.

【0007】 また、カップ砥石を用いたロータリー平
面研削では、部分的にはサイドカット加工とスパークア
ウト加工の連続した組み合わせであるが、砥石軸の傾き
制御の許容範囲が狭く、また、砥石幅が狭いことから、
十分なサイドカット加工とスパークアウト加工の組み合
わせ条件を設定できない。また、被加工体が砥石と連続
してかみ合っていないことから、砥石にかかる負荷抵抗
にばらつきが生じ、結果として砥石の軌跡による微小う
ねりが発生するという問題がある。
[0007] Also, in rotary surface grinding using a cup grindstone, although a partial combination of side cut processing and spark-out processing is partially performed, the allowable range of inclination control of the grindstone axis is narrow, and the grindstone width is small. Because it is narrow,
It is not possible to set sufficient conditions for combining side cut processing and spark out processing. Further, since the workpiece is not continuously meshed with the grindstone, the load resistance applied to the grindstone varies, and as a result, there is a problem that minute undulation due to the locus of the grindstone occurs.

【0008】 上記いずれの場合であっても、平面研削
後の研磨工程では、平面研削で基板面に発生したピッ
ト、または厚みのばらつきを修正して表面粗さ(Ra)
を0.001μm程度にまで低減するためには、約30
〜40μmを研磨しなければならない。従って、研磨量
の増大と加工時間の長時間化により、コスト高となる欠
点がある。
In any of the above cases, in the polishing step after the surface grinding, the pits generated on the substrate surface by the surface grinding or the variation in the thickness are corrected to obtain the surface roughness (Ra).
About 30 μm to reduce to about 0.001 μm.
4040 μm must be polished. Therefore, there is a disadvantage that the cost increases due to an increase in the polishing amount and a prolonged processing time.

【0009】 これに対し、横型平面研削法では、厚み
加工精度とピット等の発生の両方の問題について、上述
のラップ研削法、ロータリー平面研削法より優れてお
り、研磨工程での研磨深さは約10〜15μmに抑えら
れるが、砥石の目詰まりが発生する、あるいはインフィ
ールド研削のために作業性、生産性が悪いといった問題
点がある。総じて、ラップ法やダイヤモンドペレットラ
ップ法といった脆性破壊を利用する加工方法において
は、ピットの発生は避けられず、また、ロータリー平面
研削法や横型平面研削法等の塑性変形を利用する加工で
は、ピットは発生しないが砥石の目詰まりと砥石の軌跡
による微小うねりが発生する問題がある。
On the other hand, the horizontal surface grinding method is superior to the above-described lap grinding method and rotary surface grinding method in terms of both the thickness processing accuracy and the occurrence of pits and the like, and the polishing depth in the polishing step is small. Although it can be suppressed to about 10 to 15 μm, there is a problem that clogging of the grindstone occurs or workability and productivity are poor due to in-field grinding. In general, pits are unavoidable in processing methods that use brittle fracture, such as the lap method and diamond pellet lap method, and in processing that uses plastic deformation such as the rotary surface grinding method and the horizontal surface grinding method, pits are generated. However, there is a problem that clogging of the grindstone and minute waviness due to the locus of the grindstone occur.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】 本発明は上述のような
問題点に鑑みてなされたものであり、外周刃砥石に対し
て脆性破壊加工を、被研削品に対しては塑性変形加工を
実現するため、被研削品の高速回転と、幅広外周刃砥石
を組み合わせたサイドカット加工と、スパークアウト加
工とを同時に行う平面研削方法を開発した。すなわち、
本発明によれば、外周刃砥石および被加工体であるディ
スク基板を、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3軸方
向の移動機構によって立体的に位置決めした後、該外周
刃砥石および該ディスク基板を回転させつつ、該ディス
ク基板に、サイドカット加工とスパークアウト加工とが
順次連続的に行われるように、該ディスク基板または該
外周刃砥石のどちらか一方を少なくとも一軸方向に移動
させて研削加工することを特徴とするディスク基板の加
工方法、が提供される。
Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems, and realizes brittle fracture processing on an outer peripheral grinding wheel and plastic deformation processing on an object to be ground. In order to achieve this, a surface grinding method has been developed that simultaneously performs high-speed rotation of the workpiece, side-cut processing using a wide outer peripheral grinding wheel, and spark-out processing. That is,
According to the present invention, after the outer peripheral grindstone and the disk substrate as a workpiece are three-dimensionally positioned by a three-axis moving mechanism of X axis, Y axis, and Z axis orthogonal to each other, the outer peripheral grindstone and While rotating the disk substrate, either one of the disk substrate or the outer peripheral grindstone is moved in at least one axial direction so that side cut processing and spark-out processing are sequentially and continuously performed on the disk substrate. And a disk substrate processing method, characterized in that the disk substrate is processed by grinding.

【0011】 ここで、本発明のディスク基板加工方法
においては、外周刃砥石としてダイヤモンド砥石が好適
に用いられ、該外周刃砥石の砥石幅は、5mm以上70
mm以下であることが好ましい。また、本発明の加工方
法に適する基板としては、青板ガラスディスク、結晶化
ガラスディスクがあげられる。
Here, in the disk substrate processing method of the present invention, a diamond grindstone is suitably used as an outer peripheral grindstone, and the outer peripheral grindstone has a grindstone width of 5 mm or more and 70 mm or more.
mm or less. Examples of the substrate suitable for the processing method of the present invention include a blue glass disk and a crystallized glass disk.

【0012】 上述した加工方法を実施するために、本
発明によれば、外周刃砥石および被加工体であるディス
ク基板をそれぞれ立体的に位置決めすることができる互
いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3軸方向の移動機構
と、該外周刃砥石を回転させる機構および該ディスク基
板を回転させる機構とを有するディスク基板の加工装置
であって、該外周刃砥石が、該ディスク基板を深さ方向
に研削するサイドカット加工部、該サイドカット加工部
によって形成された該ディスク基板の表面の平面研削を
行う寸法出し加工部、および該寸法出し加工部により生
じた軌跡を除去するスパークアウト加工部とから構成さ
れ、回転する前記ディスク基板または回転する前記外周
刃砥石のいずれか一方を少なくとも一軸方向に移動する
ことにより、該ディスク基板は、前記サイドカット加工
部から前記寸法出し加工部、続いて前記スパークアウト
加工部の順に連続して加工されることを特徴とするディ
スク基板の加工装置、が提供される。
According to the present invention, in order to carry out the above-described processing method, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, which are orthogonal to each other, can three-dimensionally position the outer peripheral grindstone and the disk substrate as the workpiece. An apparatus for processing a disk substrate, comprising: a mechanism for moving a shaft in three axial directions; a mechanism for rotating the outer peripheral grindstone; and a mechanism for rotating the disk substrate. Side cutting section for grinding in the direction, a dimensioning section for performing surface grinding of the surface of the disk substrate formed by the side cutting section, and a spark-out section for removing a locus generated by the dimensioning section By moving one of the rotating disk substrate and the rotating outer peripheral grindstone in at least one axial direction, the disk The disk substrate is provided with a disk substrate processing apparatus, wherein the disk substrate is continuously processed in the order of the side cut processing section, the dimensioning processing section, and then the spark-out processing section.

【0013】 なお、上記ディスク基板の加工装置に使
用される外周刃砥石としては、ダイヤモンド砥石が好適
に用いられ、外周刃砥石の砥石幅は、5mm以上70m
m以下が好ましい。また、青板ガラスディスク、結晶化
ガラスディスクが本発明の加工に適するディスク基板と
してあげられる。
[0013] A diamond grindstone is preferably used as the outer peripheral grindstone used in the disk substrate processing apparatus, and the outer peripheral grindstone has a grindstone width of 5 mm or more and 70 m or more.
m or less is preferable. Further, a blue glass disk and a crystallized glass disk are mentioned as disk substrates suitable for the processing of the present invention.

【0014】 さらに、本発明においては、上述したデ
ィスク基板の加工に主に使用される外周刃砥石として、
被加工体を深さ方向に研削するサイドカット加工部、該
サイドカット加工部によって形成された被加工体の表面
の平面研削を行う寸法出し加工部、および該寸法出し加
工部により生じた軌跡を除去するスパークアウト加工部
とから構成されることを特徴とする外周刃砥石、が提供
される。
Further, in the present invention, as the outer peripheral grindstone mainly used for processing the disk substrate described above,
A side cut processing section for grinding the workpiece in the depth direction, a dimensioning processing section for performing surface grinding of the surface of the workpiece formed by the side cut processing section, and a locus generated by the dimensioning processing section. And a spark-out processing part to be removed.

【0015】 この外周刃砥石は、ダイヤモンド砥石で
あることが好ましく、外周刃砥石の砥石幅が、5mm以
上70mm以下であることが好ましい。
[0015] The outer peripheral grindstone is preferably a diamond grindstone, and the width of the outer peripheral grindstone is preferably 5 mm or more and 70 mm or less.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】 上記の通り、本発明の加工方法
によれば、平面研削後のディスク基板の肉厚ばらつきが
約1μm程度以下に抑えられるので、研磨工程が軽減さ
れ、使用する砥粒の使用量を少なくすることができ、短
時間での研磨が可能となる。したがって、従来よりも低
コストで同等品質のディスク基板を提供できる利点を有
する。以下、本発明の実施の形態について詳述するが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
い。
As described above, according to the processing method of the present invention, the thickness variation of the disk substrate after surface grinding can be suppressed to about 1 μm or less, so that the polishing step is reduced and the abrasive grains used Can be reduced and polishing can be performed in a short time. Therefore, there is an advantage that a disk substrate of the same quality can be provided at a lower cost than before. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail,
The present invention is not limited to these embodiments.

【0017】 図1は本発明の加工方法に用いる加工装
置の構造を示したものである。外周刃砥石1が支柱2に
取り付けられたスピンドル3の端部に取り付けられ、外
周刃砥石1は回転しながら、スピンドル3の軸方向であ
るY軸方向に移動することができるので、これによって
送り加工を行うことが可能である。
FIG. 1 shows the structure of a processing apparatus used in the processing method of the present invention. The outer peripheral grindstone 1 is attached to the end of the spindle 3 attached to the column 2, and the outer peripheral grindstone 1 can move in the Y-axis direction, which is the axial direction of the spindle 3, while rotating. Processing is possible.

【0018】 被加工体4は、本発明においては多くの
場合、ディスク状の基板であり、試料テーブル6の上に
取り付けられた回転プレート5の上面にワックス固着あ
るいは、真空吸引などの方法によって取り付けられる。
その試料テーブル6は、支柱2の高さ方向であるZ軸方
向に移動することができ、これにより研削厚みを制御す
ることが可能である。また、試料テーブル6は、水平方
向であるX軸方向に移動することが可能であり、これに
より、外周刃砥石1を固定した状態で、X軸方向に送り
加工することも可能である。
The workpiece 4 is often a disk-shaped substrate in the present invention, and is attached to the upper surface of the rotating plate 5 attached on the sample table 6 by a method such as wax fixation or vacuum suction. Can be
The sample table 6 can be moved in the Z-axis direction, which is the height direction of the column 2, so that the grinding thickness can be controlled. Further, the sample table 6 can be moved in the X-axis direction which is a horizontal direction, and thereby, it is possible to perform feed processing in the X-axis direction with the outer peripheral grindstone 1 fixed.

【0019】 なお、X軸、Y軸、Z軸の各軸方向の移
動機構の設置は、上述の設定に限定されず、外周刃砥石
1を常に固定位置とし、試料テーブル6にX軸、Y軸、
Z軸の3方向移動機構を設置しても構わない。また、図
1では、外周刃砥石1を片端保持としているが、砥石幅
が広い場合に片端保持とすると、外周刃砥石1のぶれが
大きくなることもあるので、両端保持としてもよい。さ
らに、図1には示してはいないが、通常は、研削加工は
湿式により行われるために、研削部へ水を供給するパイ
プおよび循環ポンプ等の設備が取り付けられる。
The setting of the moving mechanism in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is not limited to the above-described setting. axis,
A three-axis Z-axis moving mechanism may be provided. In FIG. 1, the outer peripheral grindstone 1 is held at one end. However, when the one end is held when the width of the grindstone is wide, the deviation of the outer peripheral grindstone 1 may increase. Further, although not shown in FIG. 1, usually, since the grinding process is performed by a wet process, equipment such as a pipe for supplying water to the grinding portion and a circulation pump is attached.

【0020】 図2は、本発明の研削機構を説明する図
であり、図2において、外周刃砥石11は、矢印Eの方
向に回転しながら、被加工体であるディスク基板12の
外周部から中心部へ向かう矢印Gの方向へ送られる。一
方、ディスク基板12は矢印Fの方向に回転している
が、その位置は固定されている。ここで、ディスク基板
12の外周部Pは外周刃砥石11によって研削加工中あ
るいは加工が終了した領域であり、外周刃砥石11が中
央部へ移動するにつれて、未加工領域Qが研削され、外
周刃砥石11がディスク基板12の中央部へ達したとき
に消滅して、加工が終了する。
FIG. 2 is a view for explaining the grinding mechanism of the present invention. In FIG. 2, the outer peripheral grinding wheel 11 rotates from the outer peripheral portion of the disk substrate 12 as a workpiece while rotating in the direction of arrow E. It is sent in the direction of arrow G toward the center. On the other hand, the disk substrate 12 is rotating in the direction of arrow F, but its position is fixed. Here, the outer peripheral portion P of the disk substrate 12 is an area during or after the grinding by the outer peripheral grindstone 11, and as the outer peripheral grindstone 11 moves to the center, the unprocessed area Q is ground and the outer peripheral grindstone 11 is ground. When the grindstone 11 reaches the center of the disk substrate 12, it disappears, and the processing ends.

【0021】 図3は、図2に示した加工のメカニズム
を説明するための図であり、外周刃砥石11とディスク
基板12との接触部の拡大図である。外周刃砥石11の
研削面は平坦ではなく、ディスク基板12を深さ方向に
研削するサイドカット加工部A、そのサイドカット加工
部Aによって形成されたディスク基板12の表面の平面
研削を行う寸法出し加工部B、および寸法出し加工部B
によって形成された外周刃砥石11による軌跡を除去す
るスパークアウト加工部Cの3つ領域から構成されてい
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining the mechanism of the processing shown in FIG. 2, and is an enlarged view of a contact portion between the outer peripheral grindstone 11 and the disk substrate 12. The grinding surface of the outer peripheral grindstone 11 is not flat, and a side cut portion A for grinding the disk substrate 12 in the depth direction, and dimensioning for performing surface grinding of the surface of the disk substrate 12 formed by the side cut portion A. Processing part B and dimensioning processing part B
Is formed from three regions of the spark-out processing portion C for removing the locus of the outer peripheral grindstone 11 formed by the process.

【0022】 加工は、まず、サイドカット加工部Aが
粗研削を目的としてディスク基板12の深さ方向の研削
を行ない、ここで全体の加工量の約80%が除去され
る。次に、寸法出し加工部Bはいわゆる平面研削部であ
るが、この部分での研削により肉厚ばらつきを1μm程
度に制御し、最後に、スパークアウト加工部Cによっ
て、加工によって生じた砥石の軌跡(微小うねり)を除
去するスパークアウト加工(ならし加工)を行うこと
で、加工が終了する。
In the processing, first, the side cut processing part A performs grinding in the depth direction of the disk substrate 12 for the purpose of rough grinding, and about 80% of the entire processing amount is removed. Next, the dimensioning processing part B is a so-called surface grinding part, and the thickness variation is controlled to about 1 μm by grinding in this part, and finally, the trajectory of the grinding wheel generated by the processing by the spark-out processing part C. By performing spark-out processing (leveling processing) for removing (small undulations), the processing ends.

【0023】 上述のような加工方法により、従来のロ
ータリー平面研削法を用いた場合に現れる砥石の軌跡に
よる微小うねりが発生せず、肉厚ばらつきも1μm以下
に抑えられ、しかも遊離砥粒を使用しないので、ピット
が発生しない。
[0023] By the above-mentioned processing method, fine undulation due to the trajectory of the grinding wheel which occurs when using the conventional rotary surface grinding method is not generated, the thickness variation is suppressed to 1 μm or less, and free abrasive grains are used. No pits occur.

【0024】 ここで、本発明の加工方法に使用される
外周刃砥石としては、ダイヤモンド砥石が最も好適に用
いられるが、被研削体の材質によっては、砥石材料とし
て、炭化珪素、窒化珪素、炭化ほう素等の高硬度セラミ
ックスも使用することができる。
Here, a diamond grindstone is most preferably used as the outer peripheral grindstone used in the processing method of the present invention. However, depending on the material of the object to be ground, silicon carbide, silicon nitride, silicon carbide, High hardness ceramics such as boron can also be used.

【0025】 また、本発明の加工に使用する砥石幅
は、5mm以上70mm以下が好ましい。これは、砥石
幅が5mm未満の場合には、砥石に設定されるサイドカ
ット加工部A、寸法出し加工部B、スパークアウト加工
部Cの各加工部の幅が狭くなり、各加工部での十分な加
工が行えないことによる。一方、砥石幅を70mmより
広くすると、寸法出し加工部Bの被加工体との接触面に
おける砥石幅方向の直線性の確保が困難となるといった
砥石作製上の問題や、被加工体の研削すべき面に対する
砥石刃の寸法出し加工部Bの精密な平行出しが必要とな
るといった問題が生ずるので、好ましくない。
Further, the width of the grindstone used in the processing of the present invention is preferably 5 mm or more and 70 mm or less. This is because, when the grindstone width is less than 5 mm, the width of each of the side cut processing portions A, the dimensioning processing portions B, and the spark-out processing portions C, which are set on the grindstone, is reduced, and the width of each processing portion is reduced. Due to insufficient processing. On the other hand, if the grindstone width is larger than 70 mm, it is difficult to secure linearity in the width direction of the grindstone on the contact surface of the dimensioning processing section B with the work piece, and there is a problem in grinding the work piece. This is not preferable because a problem arises in that it is necessary to precisely align the dimensioned portion B of the grindstone blade with the surface to be formed.

【0026】 なお、本発明の加工装置および加工方法
は、研磨工程を軽減できる基板の研削を目的としてお
り、その利用は本明細書の最初に述べたハードディスク
用のガラス質基板の加工に限定されないことが理解され
るべきである。たとえば、本発明のその他の利用分野と
しては、コンパクトディスク等の光ディスクを製造する
ために作製されるスタンパーの製造工程に使用されるレ
ジストを塗布するガラス基板の作製、液晶ディスプレイ
の作製に使用されるガラス基板、光導波素子、表面弾性
波素子といった種々の平滑性を有する基板や素子の作製
に適用できる。
The processing apparatus and the processing method of the present invention are intended to grind a substrate that can reduce a polishing step, and its use is not limited to the processing of a glassy substrate for a hard disk described at the beginning of this specification. It should be understood that. For example, as another application field of the present invention, it is used for manufacturing a glass substrate for applying a resist used in a manufacturing process of a stamper manufactured for manufacturing an optical disk such as a compact disk, and for manufacturing a liquid crystal display. The present invention can be applied to the production of substrates and devices having various smoothness such as a glass substrate, an optical waveguide device, and a surface acoustic wave device.

【0027】[0027]

【実施例】 上述した本発明の実施の形態について、実
施例により説明する。本発明法による研削方法と、従来
技術であるロータリー平面研削法と比較するため、表1
に示す加工条件にて加工を行い、表面外観の検査、肉厚
ばらつき(表面粗さ(Ra))の測定を行った。なお、
被研削体である結晶化ガラス基板は、本研削時には結晶
化処理をされておらず、研削後に結晶化処理が行われ
る。
EXAMPLES The above embodiment of the present invention will be described with reference to examples. Table 1 shows a comparison between the grinding method according to the present invention and the conventional rotary surface grinding method.
The processing was performed under the processing conditions shown in (1), the surface appearance was inspected, and the thickness variation (surface roughness (Ra)) was measured. In addition,
The crystallized glass substrate, which is the object to be ground, is not crystallized at the time of the main grinding, and is subjected to the crystallization after the grinding.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】 加工結果は表1に併記した通りであり、
本発明による加工を行った場合には、外観において砥石
の軌跡を確認できなかったのに対し、ロータリー平面研
削法では、縞状の砥石の軌跡を多数観察した。また、図
4は本発明による研削方法を用いた場合の被研削体であ
るガラスディスクの研削表面の状態を表面と裏面とで測
定した結果を示す等高線図である。図4において、表面
は高低差が約2.46μmのガラスディスクの中心を底
部とするほぼ同心円状の凹状であり、一方、裏面は高低
差が約3.51μmのガラスディスクの中心を頂点とす
るほぼ同心円状の凸状となっており、ガラスディスクは
全体としては弓型に加工され、その差である1.05μ
mがほぼ肉厚ばらつきとなる。なお、この弓形の反りに
ついては、研削加工後の結晶化処理によって修正される
ために製品の品質上の問題とはならない。
The processing results are as shown in Table 1,
When the processing according to the present invention was performed, the trajectory of the grindstone could not be confirmed in the external appearance, whereas in the rotary surface grinding method, many trajectories of the striped grindstone were observed. FIG. 4 is a contour diagram showing the results of measuring the state of the ground surface of the glass disk as the object to be ground when the grinding method according to the present invention is used, on the front surface and the back surface. In FIG. 4, the front surface has a substantially concentric concave shape with the bottom at the center of the glass disk having a height difference of about 2.46 μm, while the back surface has the apex at the center of the glass disk having a height difference of about 3.51 μm. It has a substantially concentric convex shape, and the glass disk is processed into a bow shape as a whole, and the difference is 1.05 μm.
m is almost a thickness variation. It should be noted that this bow-shaped warpage does not pose a problem in product quality because it is corrected by crystallization processing after grinding.

【0030】 これに対し、図5はロータリー平面研削
法を用いた場合の被研削体であるガラスディスクの研削
表面の状態を表面と裏面で測定した結果を示す等高線図
である。図5によれば、表面は高低差が約5.61μm
のガラスディスクの中心を底部とするが外周部の研削深
さが異なる不均一な凹状であり、一方、裏面は高低差が
約8.89μmのガラスディスクの中心を頂点とする
が、外周部の研削深さが異なる不均一な凸状となってお
り、全体として、略弓形に加工された。したがって、そ
の差である3.28μmが肉厚ばらつきとなり、本発明
による研削方法の約3倍以上となることから、ロータリ
ー平面研削法においては、研磨工程にかかる肉厚ばらつ
きの除去に対する負荷が本発明による研削方法に比べて
大きくなり、生産性が低下する。
On the other hand, FIG. 5 is a contour diagram showing the results of measuring the state of the ground surface of the glass disk as the object to be ground when the rotary surface grinding method is used, on the front surface and the back surface. According to FIG. 5, the surface has a height difference of about 5.61 μm.
The center of the glass disk is a bottom, but the grinding depth of the outer periphery is uneven and concave. On the other hand, the center of the glass disk whose height difference is about 8.89 μm is the top, but the back is the top. It had a non-uniform convex shape with different grinding depths, and was processed into a substantially bow shape as a whole. Therefore, the difference of 3.28 μm is a thickness variation, which is about three times or more that of the grinding method according to the present invention. As compared with the grinding method according to the invention, the size is increased, and the productivity is reduced.

【0031】[0031]

【発明の効果】 以上、説明した通り、本発明の加工方
法および加工装置によれば、ディスク基板を平面研削す
る場合に、研削後の表面に砥石の軌跡による微小うねり
が発生せず、また、肉厚ばらつきが約1μm以下に抑え
られるので、本工程の次工程である研磨工程での研磨深
さを浅くすることが可能であり、研磨時間の短縮、研磨
粒子の使用量の低減を図ることができる。さらに、本発
明の加工方法においては、研削速度が従来のロータリー
平面研削法と比較して約10倍以上も速いという利点を
有することから、従来よりも低コストで同等品質のディ
スク基板を提供できるという顕著な効果を有する。
As described above, according to the processing method and the processing apparatus of the present invention, when the disk substrate is subjected to surface grinding, fine waviness due to the locus of the grindstone does not occur on the ground surface, and Since the thickness variation is suppressed to about 1 μm or less, it is possible to reduce the polishing depth in the polishing step which is the next step of the present step, thereby shortening the polishing time and reducing the amount of abrasive particles used. Can be. Furthermore, the processing method of the present invention has an advantage that the grinding speed is about 10 times or more faster than the conventional rotary surface grinding method, so that it is possible to provide a disk substrate of the same quality at a lower cost than before. It has a remarkable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のディスク基板の加工装置の構造を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a disk substrate processing apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明のディスク基板の研削加工状態を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a grinding state of the disk substrate of the present invention.

【図3】 本発明のディスク基板の研削加工機構を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a disk substrate grinding mechanism of the present invention.

【図4】 本発明による結晶化前ガラス基板の表面と裏
面の加工状態を示す等高線図である。
FIG. 4 is a contour diagram showing a processed state of a front surface and a back surface of a glass substrate before crystallization according to the present invention.

【図5】 ロータリー平面研削法による結晶化前ガラス
基板の表面と裏面の加工状態を示す等高線図である。
FIG. 5 is a contour diagram showing a processing state of a front surface and a back surface of a glass substrate before crystallization by a rotary surface grinding method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外周刃砥石、2…支柱、3…スピンドル、4…被加
工体、5…回転プレート、6…試料テーブル、11…外
周刃砥石、12…ディスク基板、A…サイドカット加工
部、B…寸法出し加工部、C…スパークアウト加工部、
E…外周刃の回転方向、F…ディスク基板12の回転方
向、G…外周刃砥石の移動方向、P…加工領域、Q…未
加工領域、X…試料テーブル6の移動方向、Y…外周刃
砥石の移動方向、Z…試料テーブル6の移動方向。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Peripheral blade grindstone, 2 ... Column, 3 ... Spindle, 4 ... Workpiece, 5 ... Rotating plate, 6 ... Sample table, 11 ... Peripheral blade grindstone, 12 ... Disk substrate, A ... Side cut processing part, B ... Dimensioning part, C ... Spark out part,
E: rotating direction of outer peripheral blade, F: rotating direction of disk substrate 12, G: moving direction of outer peripheral grinding wheel, P: processed area, Q: unprocessed area, X: moving direction of sample table 6, Y: outer peripheral blade The moving direction of the grindstone, Z: the moving direction of the sample table 6.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周刃砥石および被加工体であるディス
ク基板を、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3軸方向
の移動機構によって立体的に位置決めした後、該外周刃
砥石および該ディスク基板を回転させつつ、該ディスク
基板に、サイドカット加工とスパークアウト加工とが順
次連続的に行われるように、該ディスク基板または該外
周刃砥石のどちらか一方を一軸方向に移動させて研削加
工することを特徴とするディスク基板の加工方法。
After the outer peripheral grindstone and the disk substrate as a workpiece are three-dimensionally positioned by a three-axis moving mechanism of X axis, Y axis, and Z axis orthogonal to each other, the outer peripheral grindstone and the disk substrate are processed. While rotating the disk substrate, grinding is performed by moving either the disk substrate or the outer peripheral grindstone in one axis direction so that the side cut processing and the spark-out processing are sequentially and continuously performed on the disk substrate. A method of processing a disk substrate, characterized by processing.
【請求項2】 該外周刃砥石がダイヤモンド砥石である
ことを特徴とする請求項1記載のディスク基板の加工方
法。
2. The method for processing a disk substrate according to claim 1, wherein said outer peripheral grindstone is a diamond grindstone.
【請求項3】 該外周刃砥石の砥石幅が5mm以上70
mm以下であることを特徴とする請求項1または2記載
のディスク基板の加工方法。
3. The grinding wheel width of the outer peripheral grinding wheel is 5 mm or more and 70 mm or more.
3. The method for processing a disk substrate according to claim 1, wherein the diameter is not more than mm.
【請求項4】 該ディスク基板が青板ガラス、結晶化ガ
ラスから成ることを特徴とする請求項1〜3記載のディ
スク基板の加工方法。
4. The method for processing a disk substrate according to claim 1, wherein said disk substrate is made of blue glass or crystallized glass.
【請求項5】 外周刃砥石および被加工体であるディス
ク基板をそれぞれ立体的に位置決めすることができる互
いに直交するX軸、Y軸、Z軸の3軸方向の移動機構
と、該外周刃砥石を回転させる機構および該ディスク基
板を回転させる機構とを有するディスク基板の加工装置
であって、 該外周刃砥石が、該ディスク基板を深さ方向に研削する
サイドカット加工部、該サイドカット加工部によって形
成された該ディスク基板の表面の平面研削を行う寸法出
し加工部、および該寸法出し加工部により生じた軌跡を
除去するスパークアウト加工部とから構成され、 回転する前記ディスク基板または回転する前記外周刃砥
石のいずれか一方を少なくとも一軸方向に移動すること
により、該ディスク基板は、前記サイドカット加工部か
ら前記寸法出し加工部、続いて前記スパークアウト加工
部の順に連続して加工されることを特徴とするディスク
基板の加工装置。
5. An X-axis, Y-axis, and Z-axis orthogonal moving mechanism that can three-dimensionally position an outer peripheral grindstone and a disk substrate as a workpiece, and the outer peripheral grindstone. A disk substrate processing apparatus having a mechanism for rotating the disk substrate and a mechanism for rotating the disk substrate, wherein the outer peripheral grinding wheel grinds the disk substrate in a depth direction, and the side cut processing section A dimensionalizing section for performing surface grinding of the surface of the disk substrate formed by the above, and a spark-out processing section for removing a trajectory generated by the dimensionalizing section, wherein the rotating disk substrate or the rotating By moving at least one of the outer peripheral grindstones in at least one axial direction, the disk substrate is dimensioned from the side cut portion. Coated portion, followed by the processing device of the disc substrate, characterized in that it is processed in succession in the order of the spark-out processing unit.
【請求項6】 該外周刃砥石がダイヤモンド砥石である
ことを特徴とする請求項5記載のディスク基板の加工装
置。
6. The disk substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the outer peripheral grindstone is a diamond grindstone.
【請求項7】 該外周刃砥石の砥石幅が5mm以上70
mm以下であることを特徴とする請求項5または6記載
のディスク基板の加工装置。
7. The grinding wheel width of the outer peripheral grinding wheel is 5 mm or more and 70 mm or more.
7. The disk substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the diameter is equal to or less than mm.
【請求項8】 該ディスク基板が青板ガラス、結晶化ガ
ラスから成ることを特徴とする請求項5〜7記載のディ
スク基板の加工装置。
8. The disk substrate processing apparatus according to claim 5, wherein said disk substrate is made of blue glass or crystallized glass.
【請求項9】 被加工体を深さ方向に研削するサイドカ
ット加工部、該サイドカット加工部によって形成された
被加工体の表面の平面研削を行う寸法出し加工部、およ
び該寸法出し加工部により生じた軌跡を除去するスパー
クアウト加工部とから構成されることを特徴とする外周
刃砥石。
9. A side cut processing part for grinding a workpiece in a depth direction, a dimension processing part for performing surface grinding of a surface of the workpiece formed by the side cut processing part, and the dimension processing part And a spark-out processing part for removing a trajectory generated by the step.
【請求項10】 該外周刃砥石がダイヤモンド砥石であ
ることを特徴とする請求項9記載の外周刃砥石。
10. The outer peripheral grinding wheel according to claim 9, wherein the outer peripheral grinding wheel is a diamond grinding wheel.
【請求項11】 該外周刃砥石の砥石幅が5mm以上7
0mm以下であることを特徴とする請求項9または10
記載の外周刃砥石。
11. The grinding wheel width of the outer peripheral grinding wheel is 5 mm or more.
11. The structure according to claim 9, wherein the distance is 0 mm or less.
The outer peripheral grinding wheel described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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