JPH11191212A

JPH11191212A - 高強度スムーズガラス基板

Info

Publication number: JPH11191212A
Application number: JP9367341A
Authority: JP
Inventors: Toshitomo Morisane; 敏倫森実
Original assignee: Fine Glass Technology Kk
Current assignee: Fine Glass Technology Kk
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【目的】化学強化ガラスであって、自然破壊を起こすこ
とがなく安全性の高い、かつＲaが５オングストローム
以下（at ＡＦＭ）の高精度研磨仕上げ面を有するディ
スク用高強度スムーズガラス基板を提供する。【構成】アルミノシリケート系およびジンクシリケート
系ガラスのＢ₂Ｏ₃の含有量を0〜1.1％とし、アルカリイ
オン交換で化学強化させて、Ｒa≦５オングストローム
の研磨仕上げ面を有し、平均線膨張係数≧70×10^-7/
℃、圧縮強度：60Kgf/m²、抗折強度≧6,000Kgf/cm²とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はメモリーディスクに使用
する高密度記録用ディスクの基板に用いる酸化ホウ素含
有量の少ない高強度スムーズガラス基板に関する。さら
に詳しくは、磁気記録、光記録、光磁気記録の装置、お
よびそれらの再生装置、特に上記諸装置の貯蔵素子とな
るメモリーディスク、すなわち磁気ディスク、光ディス
ク、光磁気ディスク等の高密度記録用ディスクの基板に
用いる酸化ホウ素含有量の少ない高強度スムーズガラス
基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来高密度記録用ディスク基板として
は、アルミニウム基板、ガラス（結晶化ガラスを含む）
基板が使用されている。しかしながら、アルミニウム基
板では、膜質による極性酸化が最大の欠点であり、また
いずれの材質においても面精度の改良が検討課題である
が、経時変化に見られるように長期の信頼性を得るには
不安定要素が多い。

【０００３】従来のソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸
塩ガラス、ホウケイ酸ガラス等を化学強化したものに見
られるような、それ自身単体使用の場合は自然破壊の確
率は低いが、記録膜との接合によるマイグレーション即
ちイオン拡散によって生ずる引張応力因子による爆発的
破壊につながる確率が高い。したがって施膜するときの
合わせ条件で使用する場合は、通常は結晶化構造をもつ
ガラスが最適と考えられる。化学強化ガラスの場合、基
板ガラスー化学強化層ー記録膜（無機質、有機質）の組
合せは、基板ガラスに対して、化学強化層は圧縮応力層
に対して記録膜とがコンプレッションを示す関係が必要
条件となる。

【０００４】正合結合的には、合わせ材料としてはガラ
ス基板よりも融点の低いことが理想の組合せであるが、
合わせ条件の技術は上記のみに限られるものではなく、
僅かではあるが非正合結合が有効なこともある。すなわ
ち例外もある。

【０００５】化学強化されたガラスの場合、組成系によ
っては特に化学強化層が深く入り過ぎた場合、剥離現象
あるいは収縮方向に細かい割れが生ずる。また、合わせ
る材料との複合体の場合には、ベースとなる基板ガラス
と合わせ材料との熱膨張係数を一致させることが必要で
ある。しかしながら、合わせ材料が無機質であるか有機
質であるかを問わずイオンマイグレーション等の現象が
起こり、合わせ面を通して何らかの形で引張応力が生じ
た場合、環境条件により多少の差異はあるが、爆発的な
破壊現象を起こすことがある。このように化学強化ガラ
スは、場合によっては非常に危険を伴うものであり、ガ
ラス単体で使用する以外は不可能な場合が多い。表面圧
縮応力に対して未処理のガラス部分は急冷強化法であっ
ても３mm以上の板厚を必要とするのが常法である。

【０００６】高密度記録用ガラス基板の場合、板厚は１
mm以下の規格が多く、今後さらに高密度化されるに伴っ
て剛性率の高い軽量化に向かうものと考えられる。従っ
て、ガラス表面に一様に圧縮応力が加えられる場合に
は、外部からの張力は圧縮応力を打ち消すために使われ
るので、その分（差）だけガラスは強化される。これが
化学強化現象である。マイグレーションにより化学強化
層（圧縮応力強化層）がなくなり、引張応力が直接加わ
った場合について考慮しなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近のエレクトロニク
ス技術、特にコンピュータに代表される情報関連技術の
進展に伴って本格的な情報化社会が展開されている。す
なわち、磁気ディスク媒体の面記録密度は、1985年に10
Ｍbit/in²であったものが、1992年には磁気ディスク媒
体層としてＣo ＮI Ｃrを用い、薄膜ヘッドにより100Ｍ
bit/in²となり、さらに1995年には、Ｃo Ｃr Ｔa 、Ｃo
Ｃr Ｐt Ｔa 等を磁気ディスク媒体層としてＭＲ（Mag
neto Resistive ＝磁気抵抗）ヘッドにより１Ｇbit/in²
となって、過去１０年で100倍の高記録密度化が達成さ
れた。近い将来、ＭＲヘッド（１Ｇbit/in²）およびＧ
ＭＲ（Giant Magneto Resistive ＝ジャイアントＭＲ）
ヘッド（10〜100Ｇbit/in²）の対応として新素材の必要
性は当然のことである。

【０００８】また、高記録密度化に伴って、磁気ディス
ク用媒体の薄膜化の過程を図１に示すが、この図１に示
すように、100Ｍbit/in²〜1.2Ｇbit/in²においては、メ
カニカルテクスチャー（機械的粗面化処理）を施したＡ
l基板表面にＣr下地層、ＣoＣr Ｔa 媒体層、保護層が
積層されていたが、1.2〜4.8Ｇbit/in²では次第に薄膜
化して、Ａlまたはガラス基板表面に初期成長制御層を
造り、その上にＣr 下地層、Ｃo Ｃr Ｐt 媒体層（中間
に分断層が介在）、保護層（表面をマイクロテクスチャ
ー処理・・・微細な機械的粗面化処理）の構成となり、
2.4〜10Ｇbit/in²となるとさらに薄膜化が進み、ガラス
またはＳi基板表面にＣo微粒子をグラニュラ材料に分散
させた媒体層を形成し、その上に保護層を積層した構成
へと変化すると考えられる。

【０００９】ハードディスクを支えるナノテクノロジー
について、５〜10Ｇbit/in²を例として説明すれば、
媒体（積層膜）〔スパッタ記録層：17nm（Ｃo Ｃr Ｐt
ＴaまたはＣo Ｃr Ｐt Ｔa Ｎb ）、結晶制御層：25nm
（Ｃr Ｍo ）、Ｎi Ｐ／Ａl基板Ｒa ＝ 1nm〕、記
録ビットサイズ：1000×80nm、スピンバルブヘッド：
Ｃo Ｆe/Ｃu/Ｃo Ｆe/Ｆe Ｍn 多層膜（厚さ〜数nm）、
ヘッド浮上量：25nm、極平滑基板上での吸着回避：Ｒ
a＝1nm、接触耐久性の確保：ＤＬＣ膜厚：head+ media
＝20nm、電磁式微動アクチュエータートラックの位置
決め精度：77nm、のレベルである。

【００１０】以上のように、ヘッド浮上量に伴い、従来
よりスムーズ性のよい極平滑性のよいディスク基板（Ａ
ＦＭ解析による表面研磨精度Ｒa≦5オングストローム）
を必要とする。ここにＡＦＭは、Ａtomic Ｆorce Ｍic
roscope （原子力間顕微鏡）である。また、化学強化ガ
ラスは、強化されてはいるものの前記のように組成によ
っては割れることがある。しかし本発明による高強度ス
ムーズガラスは、記録膜との接合によっても強度劣化を
生ずることなく記録密度を向上させることができる。さ
らに剛性が高いため、回転中の変形要素がない。特に上
記Ｒa≦5オングストロームにおいても問題はない。

【００１１】ハードディスクの装置においては、大容量
化、処理速度の高速化、信頼性の向上などが主要な課題
である。また、ディスク面精度の向上により、線記録密
度とトラック密度の双方を高めて大容量化を図るため、
ガラスディスク基板としては面精度をできる限り向上さ
せることが問題となっている。

【００１２】線記録密度を高める主な方策の１つは、（１）ハードディスクの磁性層を改善することである。
具体的には、成膜時の真空度を上げて高い保持力を確保
し、かつ低ノイズ化するなどして、狭い領域でも信号を
保持できるようにする。磁性層の改善などにより、線記
録密度が上がると、記録領域が狭くなり、信号の読み取
りが難しくなる。このため、ハードディスク装置の大容
量化を図る際には、信号の再生効率（Ｓ／Ｎ比）も高め
なければならない。信号の再生効率は、次に説明する
再生能力の高い磁気ヘッド・信号処理法の採用と、磁
気ヘッドとハードディスク間の狭小化、によって向上す
る。以下それを詳説する。

【００１３】再生能力の高い磁気ヘッド（ＧＭＲヘ
ッド）・信号処理法（ＰＲＭＬ）の採用の必要性──再
生効率の向上に大きく寄与する次世代の磁気ヘッドとし
て期待されているのがＧＭＲヘッドである。これは、巨
大磁気抵抗効果を示す素子を用いた再生専用ヘッドであ
り、ＭＲヘッドを数倍上回る再生感度を有する。ＧＭＲ
ヘッドは、ＭＲヘッドとほぼ同じ生産ラインで製造する
ことができる。そこで本格的に安定したＧＭＲ膜の開発
が始まった。

【００１４】また、ＰＲＭＬ（ Partial Responce Maxi
mum Likelihood）は、信号処理段階で高い精度の再生を
確保するために開発された信号処理法であり、２つの技
術からなる。すなわち、ＰＲＭＬとは、再生時に発生す
る信号波形の歪みを修正する波形等化技術（ＰＲ技術）
と、最も確実性の高い信号系列を選択する最尤複合技術
（ＭＬ技術）とを組み合わせた信号処理法を指す。ＰＲ
ＭＬは専用チップが開発済みであることから、既に一部
のハードディスク装置で採用されている。ＧＭＲヘッド
とＰＲＭＬの登場により、面記録密度は、2000年には10
Ｇbite／in²に達するといわれている。

【００１５】磁気ヘッドとハードディスク間の狭小
化磁気ヘッドとハードディスクの間隔が狭いほど信号の再
生は容易となる。両者の間隔を狭めるためには、ハード
ディスク表面の粗さを抑える必要がある。具体的な方法
として、先ずはアルミ基盤のスーパーポリッシュ化があ
り、次いで平滑度に優れたガラス基板の活用や、ゾーン
テクスチャリング、エッチングテクスチャリングの導入
などが挙げられる。ゾーンテクスチャリング（Ｚone Ｔ
exturing)とは、ハードディスク表面の磁気ヘッドの吸
着を防ぐ部分のみを凹凸を施して粗くする加工をいい、
レーザー等を当てて内周領域のみをテクスチャ加工する
ことである。図２の（ａ）はゾーンテクスチャリングし
たガラス基板の一例を示す平面図、（ｂ）はその断面図
で、網目の部分＝ガラス基板の表面の記録領域２１の内
側の領域２０がゾーンテクスチャリング加工部分であ
る。

【００１６】またエッチングテクスチャリング（Ｅtchi
ng Ｔexturing )とは、ハードディスク表面（潤滑膜を
含むカーボン保護膜）を所定のパターンにエッチングし
て凹凸を施す加工をいう。図３の（ａ）は、従来のメカ
ニカルテクスチャを施したハードディスクの断面図、
（ｂ）は、エッチングテクスチャを施したハードディス
クの一例を示す断面図（いずれも拡大図）である。図３
（ａ）に示すように、従来のメカニカルテクスチャリン
グは表面にランダムな突起が生じている。これに対して
エッチングテクスチャリングは、図３（ｂ）のように一
定の丘高さ、丘サイズおよび丘ピッチの規則的な凹凸が
形成されており、磁気ヘッドとハードディスク間の狭小
化に極めて有効な加工法である。

【００１７】更に薄くて強固な保護膜や吸着力に優れた
潤滑膜の開発、スライダの小型化など、磁気ヘッドとハ
ードディスクが接触した際の摩擦量を軽減する手法も重
要である。

【００１８】（２）トラック密度を高める方策トラック密度を高める方策には、垂直磁気記録やＰＥＲ
Ｍ（Pre-Embossed Re-gid Magnetic＝予めエンボスをつ
けたＲＭ）ディスクの採用などがある。前者は、磁性層
を垂直に磁化して信号を記録する方式である。垂直磁気
記録用ヘッドは、トラック方向への磁界の漏れが少ない
ことから、トラック間隔を詰めることができる。また、
垂直磁気記録は、狭い領域への記録が容易なため、線記
録密度の向上にも有効である。

【００１９】後者のＰＥＲＭディスクでは、ディスク上
に設けた溝でトラック間の余分な記録（トラックとトラ
ックの間の領域への余分な記録は雑音源となり、Ｓ／Ｎ
比の低下を招く）を抑制して、トラック間隔の狭小化を
図っている。垂直磁気記録とＰＥＲＭディスクの両者と
も磁性層や基板などの量産技術が現状確立されておら
ず、実用化にはまだ時間を要するものと見込まれる。

【００２０】本発明は上記の趨勢に鑑みてなされたもの
であって、本発明者等の先の発明（特許第1780073号）
の、今後予想される大容量化に対応するための改良発明
であり、化学強化ガラスであるにもかかわらず自然破壊
を起こすことがなく安全性の高い、かつＡＦＭで測定し
たＲaが５オングストローム以下の高精度の研磨仕上げ
面を有する高強度スムーズガラス基板を提供することを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の高強度
スムーズガラス基板は、重量に基づき、ＳiＯ₂：58.0〜
71.0％、Ａl₂Ｏ₃：0〜19.0％、Ｒ₂Ｏ（ただしＲはアル
カリ金属）:10.0〜32.0％、ＺｎＯ：0〜15.0％、Ｂ
₂Ｏ₃：0〜1.1％、からなり、表面をアルカリ溶融塩中に
浸漬してガラス表面層のアルカリイオンをより大きいイ
オン半径を有するアルカリイオンとイオン交換させた応
力層を有し、かつ表面研磨精度Ｒaが５オングストロー
ム以下の研磨仕上げ面を有し、平均線膨張係数が70×10
^-7／℃以上、圧縮強度：60Kgf／ｍ²、抗折強度：6,000K
gf／cm²以上であることを特徴とする。

【００２２】上記本発明の高強度スムーズガラス基板に
使用するガラスは、アルミノシリケート系およびジンク
シリケート系ガラスであって、特にＢ₂Ｏ₃が１．１％以
下と極めて少ないので、アルカリイオンマイグレーショ
ンが少なく、大容量化のための条件を満たしており、さ
らにＲaが５オングストローム以下というスムーズ性を
有するものである。

【００２３】本発明はまた、（イ）重量に基づき、Ｓi
Ｏ₂：５８．０〜７１．０％、Ａl₂Ｏ₃：0 〜19.0％、Ｒ
₂Ｏ（ただしＲはアルカリ金属）：10.0〜32.0％、Ｚn
Ｏ：0〜15.0％、Ｂ₂Ｏ₃：0〜1.1％、からなる基本組成8
8％以上と、（ロ）重量に基づき、ＰbＯ、ＢaＯ、ＴiＯ
₂、ＣaＯ、ＺrＯ₂、ＭgＯ、ＳrＯ、Ａs₂Ｏ₃、Ｓb₂Ｏ₃の
任意成分の少なくとも一種の添加成分12％以下とを含む
成分からなり、表面をアルカリ溶融塩中に浸漬してガラ
ス表面層のアルカリイオンをより大きいイオン半径を有
するアルカリイオンとイオン交換させた応力層を有し、
かつ表面研磨精度Ｒaが５オングストローム以下の研磨
仕上げ面を有し、平均線膨張係数が 70×10^-7／℃以
上、圧縮強度:60Kgf／ｍ²、抗折強度：6,000Kgf／cm²以
上であるディスク用高強度スムーズガラス基板である。

【００２４】本発明に係るディスク用高強度スムーズガ
ラス基板はさらに、上記（イ）および（ロ）を含む組成
１００（重量比）に対し、レーザー加工感能成分とし
て、ＳeＯ₂（ＳeＯ₃を含む）:0〜0.1％、ＣuＯ：0〜1.0
％、ＮiＯ：0〜0.4％、Ｃr₂Ｏ₃:0〜0.4％、ＣaＯ：0〜
0.2％、Ｆe₂Ｏ₃:0.1〜4.0％、ＣeＯ₂:0〜1.0％、ＭnＯ:
0〜4.0％の少なくとも一種以上を添加することができ
る。

【００２５】上記成分を含むガラスはマイグレーション
によりガラス表面に圧縮応力を生じ、それが冷却中のガ
ラス表面に残留することによりガラスが強化されて強化
特性を得ることができる。化学強化は、ガラスの転移点
（マイナス100℃付近）以下の温度でガラス中に含まれ
るアルカリイオンと、これより大きいイオン半径をもつ
アルカリイオンを含むアルカリ溶融塩中にガラスを浸漬
することによりイオン交換を行なう。上記イオン交換の
結果、アルカリイオンの占有容積の差によってガラス表
面に圧縮応力が発生し、その応力が冷却後ガラスの表面
に残留するため強化されるのである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の課題は、前述のように記
録膜との接合によって生じるマイグレーションなどの反
応現象で圧縮応力が起き、自然破壊、あるいは複合時点
で破壊を起こさないガラス組成を得ることにある。

【００２７】本発明による高強度ガラス（屈折率1.510
〜1.535、アッベ数63.0〜50.0の範囲として)の基本成分
中のＳiＯ₂は、全重量に基づき58.0〜71.0％が必要であ
る。このガラスに含まれるＳiＯ₂の量が58.0％未満では
ガラスの化学的耐久性が低下するし、71.0％より多いと
溶融困難となって作業性が悪くなる。因みに上記アッベ
数とは、ガラスなどの透明媒質の光の分散に関する性質
を規定する量であって、分散能の逆数で、逆分散能とも
いわれ、下式で表される数である。

【００２８】ν_d＝(ｎ_dー１)／（ｎ_Fーｎ_C）上式中、ｎ_d、ｎ_F、ｎ_Cはそれぞれフラウンホーファー
線のｄ線（波長587nm）、Ｆ線（波長486nm）およびＣ線
（波長656nm）に対する屈折率である。

【００２９】本発明の最大の特徴は、Ｂ₂Ｏ₃が1.1％以
下（０〜1.1％）であって、これにより研磨加工におけ
る面粗さＲaを５オングストローム以下にすることが可
能となり、ディスクの大容量化に最適なガラス組成を提
供することにある。即ちディスク基板の仕上げの重要な
ファクターは、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が1.1％以下の組成を選
択することにより達成されるものである。それはＡＦＭ
解析により明瞭である。従って、Ｒa精度はＢ₂Ｏ₃の含
有量が重要な課題となるのである。

【００３０】次にＡl₂Ｏ₃は、化学的耐久性向上および
溶融ガラスの粘性調節などのために使用されるが、この
含有量が１９％より多くなると、必要以上にガラスの粘
性が増して取り扱いが困難になるので好ましくない。

【００３１】さらに、Ｒ₂Ｏ（アルカリ金属酸化物例え
ば、Ｎa₂Ｏ：6.0〜19.0％、Ｌi₂Ｏ：0〜5.0％、Ｋ₂Ｏ：
4.0〜13.0％）はガラスの粘性、イオン交換成分、熱膨
張係数の調節、溶融温度の低下を目的として、重量に基
づきＲ₂Ｏとして10.0〜32.0％の範囲で用いられる。こ
の量が10.0％未満ではガラスが難溶性となり、また化学
強化は不可能となる。また32.0％より多くなると、ガラ
スの粘性低下、屈折率の低下、化学的耐久性の劣化、ガ
ラスの化学強化による強度に悪影響を来すため好ましく
ない。

【００３２】本発明による高強度ガラスは、上記の成分
に加えてＺnＯ:15.0％以下の基本成分が必要である。こ
の成分は化学的耐久性、屈折率の維持に必要である。ま
た化学強化ガラスに発生する破壊につながる現象を防止
する。即ちイオン交換がソーダアルミノケイ酸ガラス、
ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸塩ガラス等に見られるよ
うな顕著な強化層を示さず、イオンの拡散が緩徐に行な
われるため、化学強化層は層状に明確に現れない。その
ため記録膜その他の合わせ材料との反応拡散によるマイ
グレーションがなく、破壊につながることはない。

【００３３】本発明の高強度ガラスは、上記の基本成分
に加えてさらにＰbＯ、ＢaＯ、ＺrＯ₂、ＴiＯ₂、Ｌi
₂Ｏ、ＭgＯ、ＣaＯ、Ａs₂Ｏ₃、Ｓb₂Ｏ₃の中から選ばれ
た少なくとも１種の任意成分を含有させることができ
る。これらはガラスの溶融性、泡切れ性、即ち清澄など
を改善するために加えられるが、重量に基づきＺrＯ₂に
ついては4.0％以下、ＰbＯについては12.0％以下、Ｂa
Ｏについては12.0％以下、ＴiＯ₂については1.0％以
下、ＭgＯについては4.0％以下、ＣaＯについては7.0％
以下、Ａs₂Ｏ₃およびＳb₂Ｏ₃については各々1.0％以下
の範囲で含有させても本発明の高強度ガラスには何らの
悪影響もない。

【００３４】さらに本発明においては、前記基本成分ま
たは任意成分に加えて、レーザー加工感応イオンとし
て、ＳeＯ₂（ＳeＯ₃を含む）：0〜0.1％、ＣuＯ：0〜1.
0％、ＮiＯ：0〜0.4％、Ｃr₂Ｏ₃：0〜0.4％、ＣaＯ：0
〜0.2％、Ｆe₂Ｏ₃（ＦeＯ）：0.1〜4.0％、ＣeＯ₂：0〜
1.0％、ＭnＯ（ＭnＯ₂）：0〜4.0％などの金属酸化物を
添加することができる。これらは単独で用いてもよい
し、２種以上を併用してもよい。これらの着色成分は、
その合計量が本発明の高強度ガラスの全重量当たり４％
以下であれば問題は生じない。

【００３５】

【作用】本発明による高強度スムーズガラス基板に使用
するガラスは上述のように、アルミノシリケート系およ
びジンクシリケート系ガラスであって、特にＢ₂Ｏ₃が1.
1％以下と極めて少ないので、イオンの拡散が緩徐に行
なわれるため、アルカリイオンマイグレーションが少な
く、化学強化層は層状に明確に現れない。そのため記録
膜その他の合わせ材料との反応拡散によるマイグレーシ
ョンがなく、破壊につながることがない。さらにＢ₂Ｏ₃
を1.1％以下にしたことにより、ＡＦＭ解析でＲaが５オ
ングストローム以下という研磨精度が可能となり、優れ
たスムーズ性が得られるもので、機械的な安定性を有
し、かつ大容量化のための条件を満たすことが可能とな
る。

【００３６】

【実施例】本発明の高強度スムーズガラス基板の化学強
化に使用する処理液としては次の３種類が適している。１、ＫＮＯ₃100％（重量）２、ＫＮＯ₃60％＋ＮaＮＯ₃40％（重量）（特にＬi₂Ｏ
を含有する場合に有効である）３、ＫＮＯ₃99.5％＋ＳiＯ₂0.5％（重量）

【００３７】下記の組成１および２（何れも重量％）の
スムーズガラス基板を、上記３の処理液に浸漬して得ら
れた化学強化ガラスについて、強化処理温度および時間
と強度および応力との関係ならびに研磨加工後のＲa値
（ＡＦＭ解析）を表１に示す。組成１ＳiＯ₂ 62.3 Ａl₂Ｏ₃ 2.9 Ｎa₂Ｏ 8.9 Ｋ₂Ｏ 9.6 ＭgＯ 3.0 ＺnＯ 11.2 Ｂ₂Ｏ₃ 0.8 ＴiＯ₂ 0.7 Ａs₂Ｏ₃ 0.2 Ｓb₂Ｏ₃ 0.4 組成２ＳiＯ₂ 62.7 Ａl₂Ｏ₃ 14.2 Ｌi₂Ｏ 5.0 Ｎa₂Ｏ 11.5 Ｋ₂Ｏ 0.1 ＺrＯ₂ 5.7 Ａs₂Ｏ₃ 0.3 Ｓb₂Ｏ₃ 0.5

【００３８】

【表１】

【００３９】上記２例のガラスは粉末状混合物を開口る
つぼに入れ、1450〜1500℃に加熱溶融し、４〜12時間こ
の温度に保ち、清澄後４時間かけて徐冷したものであ
る。なお、構造上の均質性から、完全に徐歪した後、化
学強化処理を施すことが安定した化学強化法である。従
って構造上の不均質（歪みその他）、成形上の配向性が
ある場合、曲がり・ねじれ等が発生する。表面応力計に
よる検査結果においては、通常のソーダ石灰ガラス、ソ
ーダアルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸塩ガラスよりも
化学強化層が緩徐に拡散しており自然破壊につながるこ
とはない。また、前記組成例１および２のガラス表面の
ＡＦＭ解析における写真および断面解析図（いずれも省
略）は極めて平滑な表面であることを示している。

【００４０】表２に前記組成１による本発明の高強度ガ
ラスの特性値を、表３にその他本発明による各種のガラ
ス３〜８の組成、表４にそれらの組成によって作った本
発明の高強度ガラスの特性値を示す。

【００４１】さらに前記組成１に上記レーザー加工感応
イオンの添加成分を加えたガラス９〜１１の組成を表５
に、それらのガラスの特性値を表６に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明による高強度
スムーズガラスは上記の構成であるから、今後大容量化
に対応するものであり、特にＢ₂Ｏ₃が1.1％以下（０〜
1.1％）であって、記録膜との接合によっても強度劣化
を生ずることがなく、化学強化ガラスであるにもかかわ
らず自然破壊を起こすことがなく安全性が高い、かつＲ
ａ（ＡＦＭ解析）が５オングストローム以下の高精度の
研磨仕上げ面を有するため５〜10Ｇbite／in²という高
記録密度化が前提となるナノテクノロジーを可能にする
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ディスク用媒体の薄膜化の過程を示す図

【図２】（ａ）ゾーンテクスチャリングガラス基板の一
例を示す平面図（ｂ）（ａ）の断面図

【図３】（ａ）従来のメカニカルテクスチャを施したハ
ードディスクの拡大断面図（ｂ）エッチングテクスチャを施したハードディスクの
一例を示す拡大断面図

【符号の説明】

２０ゾーンテクスチャリング加工部分２１ガラス基板の表面の記録領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０３Ｃ 3/089 Ｃ０３Ｃ 3/089 3/091 3/091 3/093 3/093 21/00 １０１ 21/00 １０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量に基づき、ＳiＯ₂：58.0〜71.0％、
Ａl₂Ｏ₃：0〜19.0％、Ｒ₂Ｏ（ただしＲはアルカリ金
属）:10.0〜32.0％、ＺnＯ：0〜15.0％、Ｂ₂Ｏ₃：0〜1.
1％、からなり、表面をアルカリ溶融塩中に浸漬してガ
ラス表面層のアルカリイオンをより大きいイオン半径を
有するアルカリイオンとイオン交換させた応力層を有
し、かつ表面研磨精度Ｒaが５オングストローム以下の
研磨仕上げ面を有し、平均線膨張係数が70×10^-7／℃以
上、圧縮強度：60Kgf／ｍ²、抗折強度：6,000Kgf／cm²
以上であるディスク用高強度スムーズガラス基板。
【請求項２】（イ）重量に基づき、ＳiＯ₂：５８．０
〜７１．０％、Ａl₂Ｏ₃：0〜19.0％、Ｒ₂Ｏ（ただしＲ
はアルカリ金属）：10.0〜32.0％、ＺnＯ：0〜15.0％、
Ｂ₂Ｏ₃：0〜1.1％、からなる基本組成88％以上と、
（ロ）重量に基づき、ＰbＯ、ＢaＯ、ＴiＯ₂、ＣaＯ、
ＺrＯ₂、ＭgＯ、ＳrＯ、Ａs₂Ｏ₃、Ｓb₂Ｏ₃の任意成分の
少なくとも一種の添加成分12％以下とを含む成分からな
り、表面をアルカリ溶融塩中に浸漬してガラス表面層の
アルカリイオンをより大きいイオン半径を有するアルカ
リイオンとイオン交換させた応力層を有し、かつ表面研
磨精度Ｒaが５オングストローム以下の研磨仕上げ面を
有し、平均線膨張係数が70×10^-7／℃以上、圧縮強度:6
0Kgf／ｍ²、抗折強度：6,000Kgf／cm²以上であるディス
ク用高強度スムーズガラス基板。
【請求項３】請求項２記載の（イ）、（ロ）の組成10
0（重量比）に対し、レーザー加工感能成分として、Ｓe
Ｏ₂（ＳeＯ₃を含む）:0〜0.1％、ＣuＯ：0〜1.0％、Ｎi
Ｏ：0〜0.4％、Ｃr₂Ｏ₃:0〜0.4％、ＣaＯ：0〜0.2％、
Ｆe₂Ｏ₃:0.1〜4.0％、ＣeＯ₂:0〜1.0％、ＭnＯ:0〜4.0
％の少なくとも一種以上を添加する請求項２記載のディ
スク用高強度スムーズガラス基板。