KR100245281B1

KR100245281B1 - 자기디스크용 유리세라믹기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100245281B1
Application number: KR1019960046129A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 고토
Original assignee: 가지카와 히로시; 가부시키가이샤 오하라
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2000-02-15
Also published as: KR970023003A; CN1104005C; CN1167315A; MY116574A; TW445243B; SG50768A1

Abstract

렌딩영역에 있어서 자기헤드의 안정부상(安定浮上)을 가능하게 하는 동시에, 고기록밀도화에 대응한 데이터영역에서의 자기헤드의 저부상화(底浮上化)를 가능하게 하는 데이터영역 및 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판을 제공한다. 이 랜딩영역은 레이저조사(照射)에 의하여 형성된 무수한 요철(凹凸) 또는 돌기를 가진다. 이를 위하여, CO₂레이저 또는 LD(laser diode)여기(勵起) 고체레이저가 사용될 수 있다. 랜딩영역의 연마가공한 후의 표면조도(粗度) Ra가 3Å~9Å이고, 요철 또는 돌기의 높이가 50Å~300Å이고, 요철 또는 돌기의 표면조도 Ra가 10Å~50Å이고, 요철 또는 돌기의 간격이 10μm~200μm이다. 유리세라믹은 SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃계, 또는 SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃-ZrO₂계인 것이 바람직하다. LD여기 고체레이저에 의하여 랜딩영역에 요철 또는 돌기의 안정적인 형성을 위하여, 유리세라믹은 착색성분으로서 NiO, CoO, MnO₂, V₂O₅, CuO, Cr₂O₃의 최소한 함유하는 것이 바람직하다.

Description

자기디스크용 유리세라믹기판 및 그 제조방법

본 발명은, 고정자기디스크기록장치에 사용되는 자기디스크기판, 특히 콘택트 CSS(contact start and stop)형의 자기디스크와 자기헤드의 흡착을 방지하고, 개선된 표면 특성을 가지는 유리세라믹으로 이루어지는 자기디스크기판 및 이 자기디스크기판에 성막(成膜)프로세스를 실시하여 형성되는 자기디스크 및 자기디스크기판의 제조방법에 관한 것이다.

퍼스널컴퓨터의 멀티미디어화에 따라 동화(動畵)나 음성 등의 데이터를 취급하게 되고, 대기록용량의 고정자기디스크장치가 필요하게 되어 있다. 그 결과, 자기디스크는, 면(面) 기록밀도를 크게 하기 위하여, 비트 및 트랙밀도를 증가시키고, 비트셀의 사이즈를 축소화할 필요가 있다. 그것에 대응하는 자기헤드는, 비트 셀의 축소화에 맞추어 디스크표면에 의하여 근접하여 작동하도록 되고, 자기헤드의 흡착, 그것에 따른 헤드크래시 및 자성막(磁性膜)의 손상을 방지하는 기술개발이 중요하게 되어 있다. CSS(시동/정지) 방식의 자기디스크장치에 있어서, 자기헤드는, 장치시동전은 자기디스크에 접촉하고 있으며, 장치시동시에는 자기디스크로부터 부상(浮上)한다고 하는 동작을 반복하여 행하고 있다. 이 때의 양자의 접촉면이 경면(鏡面)이면 흡착이 발생하여 마찰계수의 증대에 따른 회전시동의 비원활, 디스크표면의 손상 등의 문제가 발생한다. 이와 같이, 자기디스크는, 기록용량의 증대에 따른 자기헤드의 저부상화(低浮上化)와 자기헤드와 자기디스크의 흡착방지화의 2가지 상반되는 요구가 요망된다. 일반적으로, 이 자기디스크용 기재(基材)에는, 다음과 같은 특성이 요망된다. 즉,

(1) 자기디스크의 CSS 특성에 있어서, 랜딩영역, 즉 자기헤드의 시동·정지부의 표면상태의 조도(粗度)(Ra)가 50Å 이하의 원활한 표면에서는, 고속회전으로 일어나는 접촉저항의 증대에 따른 헤드와 자기디스크의 흡착이 발생하는 한편, 표면상태의 조도(Ra)가 300Å 이상의 거친 표면에서는, 자기헤드크래시 등이 발생하므로 랜딩영역의 표면상태의 요철 또는 돌기가 50Å~300Å의 높이일 필요가 있고, 그 요철 또는 돌기의 간격이 10μm~200μm로 억제되어야 할 것.

(2) 자기디스크의 면기록밀도 향상에 따라서, 헤드의 부상량이 0.025μm 이하로 저감되는 방향에 있으므로, 자기디스크표면의 데이터영역은, 이 헤드부상량을 가능하게 하는 표면조도(Ra)가 3Å~9Å일 것.

(3) 자기디스크기판재는, 재료에 결정이방성(結晶異方性), 이물(異物), 결함이 없고 조직이 치밀하고 균질, 미세할 것.

(4) 자기디스크재료는, 고속회전이나 헤드의 접촉에 충분히 견딜 수 있는 기계적 강도, 경도를 가질 것.

(5) 자기디스크재료는, Na₂O, F 성분을 함유하면, 이들의 이온이 성막공정중에 확산하여, 막의 특성이 악화되므로 이들의 성분을 기본적으로 함유하지 않을 것.

(6) 자기디스크재료는, 각종 약품에 의한 세정이나 에칭에 견딜수 있는 화학적 내구성(耐久性)을 가질 것.

종래 자기디스크기판재에는, 알루미늄합금이 사용되고 있으나, 알루미늄합금기판에서는, 각종의 재료결함의 영향에 의하여, 연마공정에 있어서의 기판표면의 돌기 또는 스폿형의 요철이 생겨 평탄성, 평활성의 점에서 충분하지 않고, 또 알루미늄합금은 연한 재료이므로, 변형이 생기기 쉽고 박형화에 대응하는 것이 곤란하고, 또한 헤드의 접촉에 의한 변형상흔이 생겨 미디어를 손상시켜 버리는 등 최근의 고밀도 기록화에 충분히 대응할 수 없다.

또, 알루미늄합금기판의 문제점을 해소하는 재료로서 화학강화유리의 소다라임유리(SiO₂-CaO-Na₂O)와 알루미노실리케이트유리(SiO₂-Al₂O₃-Na₂O)가 알려져 있으나, 이 경우

(1) 연마는 화학강화 후에 행해져서, 디스크의 박판화에 있어서의 강화층의 불안정 요소가 높다.

(2) 기판에는 CSS 특성의 향상을 위한 기판표면에 요철을 만드는 텍스처라고 하는 기계적 또는 화학적 처리를 행하지만, 기계적 또는 열적(레이저가공) 등의 처리는, 화학강화층의 왜곡에 의하여 크랙 등이 발생하여 버리므로, 케미칼 에칭법이나 성막입계(粒界)성장법을 행할 필요가 있고, 제품의 저코스트 안정생산성이 곤란한 결점이 있다.

(3) 유리중에 Na₂O 성분을 필수성분으로서 함유하고 있으므로, 성막특성이 악화되고, Na₂O 용출방지를 위한 전체면 베리어코트처리가 필요하게되어, 제품의 저코스트 안정생산성이 곤란한 결점이 있다.

또한, 알루미늄합금기판이나 화학강화 유리기판에 대하여 몇가지의 결정화(結晶化)유리가 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 특개평 6(1994)-329440호 공보에 기재된 SiO₂-Li₂O-MgO-P₂O₅계 결정화유리는, 주결정상(主結晶相)으로서 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂) 및 α-쿼츠(quartz)(α-SiO₂)를 가지고, α-쿼츠(α-SiO₂)의 구상(球狀)입자 사이즈를 콘트롤함으로써, 종래의 메커니칼 텍스처, 케미칼 텍스처를 필요로 하지 않고, 연마하여 이루어지는 표면조도(Ra)를 15Å~30Å의 범위에서 제어를 가능하게한 기판표면 전체면 텍스처재로서 매우 우수한 재료이지만, 목표로 하는 표면조도(Ra)가 3Å~9Å으로 급속히 진전되는 기록용량 향상에 맞춘 저부상화에 충분히 대응할 수 없다. 또, 후술하는 랜딩영역에 대한 논의가 전혀 되어 있지 않다.

또, 일본국 특개평 7(1995)-169048호 공보에는, 자기디스크용 기체(基體)표면에 데이터영역과 랜딩영역을 형성한 것을 특징으로 한, SiO₂-Li₂O계 유리에 감광성 금속의 Au, Ag을 함유하는 감광성 결정화유리가 개시되어 있으나, 이 결정화유리의 주결정상은, 규산리튬(Li₂O·SiO₂) 및/또는 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂)으로 이루어지고, 특히 규산리튬(Li₂O·SiO₂)은 일반적으로 화학적 내구성이 나빠서 실용상의 문제가 크다. 또한 랜딩영역의 형성에 있어서는, 기체의 일부분(랜딩영역)을 결정화하여 HF 6% 용액에 의한 케미칼에칭을 행하고 있으나, 디스크기체에 대하여 미결정화부와 결정화부를 부여하는 것은, 화학적, 기계적으로도 불안정 요소가 높다. 또, HF 용액에 의한 케미칼에칭에 관해서도 HF용액의 휘발 등의 문제에 의하여 농도콘트롤이 곤란하고 양산성이 나쁘다.

또, 자기디스크기판 표면에의 랜딩영역 및 데이터영역의 형성에 관하여, 몇가지의 기술이 알려져 있다. 예를들면 일본국 특개평 6(1994)-290452호 공보에 기재된 카본기판에 대하여 523nm 파장의 펄스레이저에 의한 랜딩영역형성방법이 개시되어 있으나, 이 경우

(1) 카본기판은, 고압프레스 및 고온소성(燒成) 2600℃에 의하여 성형체를 얻기 때문에 저코스트 양산성을 저해하고 있다.

(2) 카본기판은, 표면경도가 높고 끝면가공이나 표면정밀연마가 곤란하여 저코스트 양산성을 저해하고 있다.

(3) 랜딩영역의 형성방법은, 펄스레이저에 의한 카본의 산화 및 기화를 이용하는 것이지만, 열산화반응이 심한 재료이므로 가공형상이 불안정하여 재현성에 문제가 있다.

또한, 일본국 특개평 7(1995)-65359호 공보 및 USP 5062021호 공보에 기재된 펄스레이저에 의하여 알루미늄합금기판의 랜딩영역 형성방법이 개시되어 있으나, 어느 것이나 상기 기재의 알루미늄합금기판의 문제점은 물론, 알루미늄합금기판의 레이저에 의한 가공에 관하여 레이저 조사 후의 가공면은, 금속 특유의 용융부의 산화 및 비말(飛沫)이 남아 결함으로 되어 버리므로, 실용상 문제이다.

본 발명의 목적은, 상기 종래기술에서 볼 수 있는 제결점을 해소하면서, 자기헤드의 CSS부가 존재하는 랜딩영역에 있어서 자기헤드의 안정부상을 가능하게하는 동시에 고기록밀도화와 대응한 데이터영역에서의 저부상화를 가능하게 하는 2가지의 표면특성을 겸비한 자기디스크용 유리세라믹기판을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 자기디스크기판상에 피막을 형성하여 이루어지는 자기디스크를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

제1도는 본 발명에 관한 자기(磁氣) 디스크용 유리세라믹기판의 중심에 있는 원형공을 둘러싸는 랜딩영역과 데이터영역을 나타낸 상면도.

제2도는 본 발명의 랜딩영역에 형성된 요철(凹凸)의 형상을 나타낸 단면도.

제3도는 본 발명의 랜딩영역에 형성되는 돌기의 형상을 나타낸 단면도.

제4도는 본 발명의 랜딩영역에 형성되는 요철 또는 돌기의 간격을 나타낸 단면도.

제5도는 본 발명의 랜딩영역에 형성되는 요철 또는 돌기의 높이를 나타낸 단면도.

제6도는 본 발명의 유리세라믹(실시예 8)의 HF 에칭 후의 입자구조를 나타낸 주사형(走査型) 전자현미경사진.

제7도는 종래의 유리세라믹(비교예 2)의 HF 에칭 후의 입자구조를 나타낸 주사형 전자현미경사진.

제8도는 본 발명의 유리세라믹(실시예 10)의 LD(laser diode) 여기(勵起) 고체레이저(Nd-YAG 레이저파장 1.064μm) 조사(照射) 후의 요철을 나타낸 주사형 전자현미경사진.

제9도는 본 발명의 실시예 3의 CO₂레이저 조사 후의 주사형 전자현미경사진.

제10도는 종래의 알루미노실리케이트계 강화유리의 CO₂레이저 조사 후의 주사형 전자현미경 사진.

제11도는 종래의 알루미노실리케이트계 강화유리의 LD 여기 고체레이저(Nd-YAG 레이저파장 0.266μm) 조사 후의 요철을 나타낸 주사형 전자현미경사진 .

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리세라믹기판 2 : 데이터영역

3 : 랜딩영역 4 : 링

5 : 원형공

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 시험연구를 거듭한 결과, SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃계 또는 SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃-ZrOB₂계, 또는 이들의 계에 착색성분으로서 NiO, CoO, MnO₂, V₂O₅, CuO, Cr₂O₃의 최소한 2종을 함유시킨 유리에 있어서 엄밀히 한정된 열처리온도범위에서 얻어진 결정화 유리는, 그 결정상이 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂) 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정(混晶), 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂) 및 α-크리스토발라이트(cristobalite)(α-SiO₂)의 혼정의 3종중 어느 하나에 한정되고, 또한 결정입자는 어느 것이나 미세한 구상 입자형체로 이루어지고, 연마하여 이루어지는 표면특성이 보다 평활성이 우수하고, 또한 레이저(CO₂, LD 여기 고체) 가공에 의한 가공특성이 우수한 점에서 자기디스크기판 표면의 랜딩영역 및 데이터영역의 형성에 한층 유리한 자기디스크용 유리세라믹이 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.

상기 본 발명의 목적을 달성하는 자기디스크용 유리세라믹기판은 데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판에 있어서, 이 랜딩영역은 레이저조사에 의하여 형성된 무수한 요철 또는 돌기를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 레이저의 종류로서는 특히 CO₂레이저 또는 LD 여기 고체레이저가 적합하다.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 LD 여기 고체레이저는 Nd-YAG 또는 Nd-YVO₄또는 Nd-YLF인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 LD 여기 고체레이저의 파장이 0.2μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 일측면에 있어서는, 랜딩영역의 연마가공한 후 표면조도(Ra)가 3Å~9Å이고, 랜딩영역에 레이저조사에 의한 무수한 요철 또는 돌기를 형상하고, 그 요철 또는 돌기의 높이가 50Å~300Å이고, 표면조도(Ra)가 10Å~50Å인 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 일측면에 있어서는, 요철 또는 돌기의 간격이 10μm~200μm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유리세라믹기판의 유리세라믹은, SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃계, 또는 SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃-ZrO₂계인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 유리세라믹기판의 유리세라믹은 중량%로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원(原)유리를 열처리함으로써 얻어지고, 이 유리세라믹의 주결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정, 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 혼정의 최소한 1종이고, 상기 레이저의 종류가 CO₂레이저인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서는, 유리세라믹은 상기 성분에 더하여 ZrO₂0.5~5%를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서는, 자기디스크용 유리세라믹기판은 착색성분으로서, NiO, CoO, MnO₂, V₂O₅, CuO 및 Cr₂O₃의 최소한 2종을 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유리세라믹기판의 유리세라믹은 중량%로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 열처리함으로써 얻어지고, 이 유리세라믹의 주결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정, 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 혼정의 최소한 1종이고, 상기 레이저의 종류가 상기 LD 여기 고체레이저인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서는, 상기 유리세라믹기판에 있어서, LD 여기 고체레이저파장 1.06μm에 있어서의 투과율이 두께 0.635mm에서 80%~40%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서는 상기 유리세라믹의 결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정이고, 2규산리튬의 결정입자는 구상 입자형체를 가지고, 그 크기는 0.1μm~0.5μm의 범위내의 직경을 가지고, 또 α-쿼츠의 결정입자는 복수의 입자가 응집한 구상 입자구조를 가지고, 그 크기는 0.3μm~1.0μm의 범위내의 직경을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서는, 상기 유리세라믹의 결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라트(α-SiO₂)의 혼정이고, 2규산리튬의 결정입자는 구상 입자형체를 가지고, 그 크기는 0.1μm~0.5μm의 범위내의 직경을 가지고, 또 α-크리스토발라이트의 결정입자는 복수의 입자가 응집한 구상 입자형체를 가지고, 그 크기는 0.2μm~1.0μm의 범위내의 직경을 가지는 것을 특징으로 한다.

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

NiO 0.5 ~ 1%

CoO 0.5 ~ 3%

MnO₂0 ~ 0.5%

V₂O₅0 ~ 0.5%

CuO 0 ~ 1%

Cr₂O₃0 ~ 1.5%

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유리세라믹에 있어서, LD 여기 고체레이저 파장 0.2μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm에 있어서의 투과율이 두께 0.635mm에 있어서 0%~40%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유리세라믹의 결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 또는 2규산리튬 및 α-쿼츠(α- SiO₂)의 혼정, 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 혼정으로서, 2규산리튬의 결정입자는 구상 입자형체를 가지고, 그 입자경은 0.05μm~0.30μm의 범위내이고, 또 α-크리스토발라이트의 결정입자는 구상 입자형체를 가지고, 그 입자경은 0.10μm~0.50μm의 범위내이고, 또 α-쿼츠의 결정입자는 복수의 입자가 응집한 구상 입자형체를 가지고, 그 입자경은 0.10μm~1.00μm의 범위내인 것을 특징으로한다.

또 본 발명의 일측면에 있어서, 데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹의 제조방법에 있어서, 중량 %로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K2O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

의 범위의 각 성분을 함유하는원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 형성하고, 결정핵형성을 위하여 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~750℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 CO₂레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일측면에 있어서, 유리세라믹기판의 제조방법은 상기 제조방법에 있어서 상기 원유리의 각 성분에 더하여 ZrO₂0.5~5%를 함유하고, 또 결정화 온도를 680℃~780℃로 하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 일측면에 있어서, 데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법에 있어서, 중량%로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 형성하고, 결정핵형성을 위한 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~750℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 LD 여기 고체레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써, 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 일측면에 있어서, 자기디스크기판의 제조방법은 상기 제조방법에 있어서 상기 원유리의 각 성분에 더하여 ZrO₂0.5~5%를 함유하고, 또 결정화온도를 680℃~780℃로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일측면에 있어서, 데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법에 있어서, 중량%로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

NiO 0.5 ~ 3%

CoO 0.5 ~ 3%

MnO₂0 ~ 0.5%

V₂O₅0 ~ 0.5%

CuO 0 ~ 1%

Cr₂O₃0 ~ 1.5%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 형성하고, 결정핵형성을 위하여 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~750℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 LD 여기 고체레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 각 실시양태의 자기디스크용 유리세라믹기판상에 자기매체의 피막을 형성하여 이루어지는 자기디스크가 제공된다.

본 발명의 유리세라믹의 조성은, 원유리와 동일한 산화물기준으로 표시할 수 있으나, 원유리의 조성범위를 상기와 같이 한정한 이유에 대하여 다음에 설명한다. 즉 SiO₂성분은, 원유리의 열처리에 의하여, 주결정상으로서 석출(析出)하는 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), α-쿼츠(α-SiO₂), α-크리스토발라이트(α-SiO₂) 결정을 생성하는 매우 중요한 성분이지만, 그 양이 70% 미만에서는, 얻어진 유리세라믹의 석출결정이 불안정하고 조직이 조대화(粗大化)되기 쉽고, 또 80%를 초과하면 원유리의 용융·성형성이 곤란하게 된다.

Li₂O 성분은, 원유리의 열처리에 의하여, 주결정상으로서 석출하는 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂) 결정을 생성하는 매우 중요한 성분이지만, 그 양이 9% 미만에서는, 상기 결정의 석출이 곤란하게 되는 동시에, 원유리의 용융이 곤란하게 되고, 또 12%를 초과하면 얻어지는 결정이 불안정하고 조직이 조대화되기 쉬운데다 화학적 내구성 및 경도가 악화된다.

K₂O 성분은, 유리의 용융성을 향상시키는 동시에 석출결정의 조대화를 방지하는 성분이지만, 그 양이 2% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 5%를 초과하면 석출결정의 조대화, 상(相)변화 및 화학적 내구성이 악화된다.

MgO, ZnO 성분은, 본 발명의 주결정상으로서의 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), α-쿼츠(α-SiO₂), α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 결정입자를 구상입자형체로 석출시키는 것을 발견한 중요한 성분이지만, 각각 MgO 성분은, 그 양이 0.5%미만, ZnO 성분은, 그 양이 0.2% 미만, 합계량이 1.2% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 MgO 성분, ZnO성분이 각각 5%, 3%를 초과하여 합계량이 5%를 초과하면 원하는 결정이 석출되기 어렵게 된다.

P₂O₅성분은 본 발명에 있어서, 유리의 결정핵 형성제로서 불가결하지만, 그 양이 1.5% 미만에서는 결정핵 형성이 불충분하여 석출결정상을 조대화시켜 버리고, 또 3%를 초과하면 원유리의 유백실투(乳白失透)에 의하여 양산성이 악화된다.

Al₂O₃성분은, 유리세라믹의 화학적 내구성 및 경도를 향상시키는 성분이지만, 그 양이 2% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 5%를 초과하면 용융성, 실투성이 악화되어, 석출결정이 β-스포듀멘(spodumene) (Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)으로 상변화하여 버린다.

본 발명의 유리세라믹기판의 유리세라믹을 SiO₂-Li₂O-K₂O-MgO-ZnO-P₂O₅-Al₂O₃-ZrO₂계로 구성할 경우는, ZrO₂성분은 P₂O₅성분과 동일하게 유리의 결정핵 형성제로서 기능하는데다, 석출결정의 미세화와 재료의 기계적 강도의 향상 및 화학적 내구성의 향상에 현저한 효과를 가지는 것이 발견된 매우 중요한 성분이지만, 그 양이 0.5% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 5%를 초과하면 원유리의 용융이 곤란해지는 동시에 ZrSiO₄등의 용융잔량이 발생하여 버린다.

As₂O₃, Sb₂O₃성분은 유리용융시의 청징제(淸澄劑)로서 첨가할 수 있지만, 그 양은 각각 1% 이하로 충분하다.

본 발명에 있어서, 랜딩영역에 있어서의 요철 또는 돌기를 LD 여기 고체레이저에 의하여 행할 경우, 레이저흡수효과를 향상시키기 위하여 착색성분의 첨가가 불가결하다는 것을 알았다. 또 CO₂레이저에 의한 요철형성의 경우는 착생성분의 첨가는 불필요하지만, 착색성분을 첨가한 계에 CO₂레이저조사를 적용하는 것도 가능하다.

본 발명에 있어서는, 착생성분으로서, NiO, CoO, MnO₂, V₂O₂, CuO, Cr₂O₃중 최소한 2종을 사용하고, 필수성분으로서 사용하는 착색성분에 의하여 V₂O₅-CuO-MnO₂계와 NiO-CoO계로 나누어진다.

V₂O₅-CuO-MnO₂계의 착색성분계에 있어서, V₂O₅, CuO, MnO₂성분은, 랜딩영역 요철형성시의 LD 여기 고체레이저 가공에 대하여 원유리의 결정미세구조를 악화시키지 않고 레이저흡수효과를 향상시키기 위한 착생성분으로서 필수의 것이지만, 각 성분이 각각 0.02% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 각 성분이 각각 0.8%를 초과하면 석출결정이 조대화되어 버린다. 또한, V₂O₅+CuO+MnO₂의 합계량은, 0.08%~2.5%가 바람직하다. LD 여기 고체레이저가공에 대하여 V₂O₅-CuO-MnO₂계의 착색 유리세라믹의 레이저파장(1.06μm)에 있어서 얻어지는 광선투과율은 판두께 0.635mm에서 80~40%이다. 또, Cr₂O₃, CoO, NiO 성분도 V₂O₅, CuO, MnO₂와 동일한 효과가 있으므로 첨가할 수 있으나, 그 양이 0.8%를 초과하면 석출결정이 조대화되어 버린다.

LD 여기 고체레이저가공에 대하여 사용하는 레이저파장(0.2μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm)에 있어서, 레이저출력을 과도하게 높이지 않고 충분한 레이저에 의한 가열을 행하기 위하여 특히 바람직한 광선투과율은 판두께 0.635mm에서 0%~40%인 것을 알았다. 광선투과율을 이 범위내에 정함으로써, 레이저조사시간을 최소한도로 머물게 할수 있고, 기판표면에 과잉의 응력이 생길 우려가 없고, 양산성을 확보하면서 요철 또는 돌기의 형성을 안정적으로 행하는 것이 가능하게 된다.

상기 바람직한 광선투과율인 0%~40%의 광투과율은, 착색성분으로서 NiO-CoO계 착색성분을 사용함으로써 달성할 수 있다.

NiO-CoO계에 있어서도, NiO, CoO, V₂O₅, MnO₂, CuO, Cr₂O₃성분이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 형성시의 LD 여기 고체레이저가공에 대하여 원유리의 결정미세구조를 악화시키지 않고 레이저의 흡수효과를 향상시키기 위한 착생성분으로서 사용된다. NiO, CoO의 각 성분은, 각각 LD 여기 고체레이저파장에 있어서, 특히 CoO성분은, 0.2μm~0.6μm 및 1.05μm~1.40μm 역(域)에서 흡수하여, 광선투과율을 저하시키는 중요한 성분이지만, CoO성분 단독으로의 흡수에는 어떤 파장역에 있어서도 흡수에는 한계가 있어 광투과율은 충분히 저하시킬 수 없다. 그러나, CoO 성분에 NiO 성분을 첨가하여 공존시키면 어떤 파장역에 있어서도 광선투과율을 현저하게 저하시켜서 0%~40%의 광선투과율이 얻어지는 것을 알았다. 따라서, 이 NiO, CoO의 양 성분은 모두 0%~40%의 광선투과율을 얻기 위하여 필수의 성분이다. 양 성분 모두 각각 0.5% 미만에서는 상기 효과가 얻어지지 않고, 또 양 성분 모두 각각 3%를 초과하면 석출결정이 조대화되어 버린다.

또, MnO₂, V₂O₅, CuO, Cr₂O₃성분도 NiO, CoO 성분의 광선투과율의 보정 성분으로서 효과가 있으므로 첨가할 수 있지만, MnO₂성분이 0.5%, CuO 성분이 1%, Cr₂O₃성분이 1.5%를 각각 초과하면 석출결과가 조대화되어 버리는 것과 마찬가지로 광선투과율에 악영향을 주어 버린다. 특히, V₂O₅성분은 1.5%를 초과하면 석출결정상의 조대화되어 버리는 동시에, 결정화열처리시에 V₂O₅성분 특유의 환원효과에 의한 착색에의 색체변화를 주어 버린다.

다음에, 본 발명에 관한 자기디스크용 유리세라믹기판을 제조하는데는, 상기 조성을 가지는 유리를 용해하고, 열간(熱間) 성형 및/또는 냉간(冷間)가공을 행한 후 450℃~550℃의 범위의 온도에서 약 1~12시간 열처리하여 결정핵을 형성하고, 이어서 680℃~780℃의 범위의 온도에서 약 1~12시간 열처리하여 결정화를 행한다.

이렇게 하여, 열처리에 의하여 결정화된 유리세라믹의 결정상의 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 혼정이다. 2규산리튬의 결정입자는 구상입자구조를 가지고, 그 크기는 착색성분을 함유하지 않은 계 또는 필수성분으로서 V₂O₅-CuO-MnO₂계의 착색성분을 함유하는 계에 있어서는 0.1μm~0.5μm, 필수의 착색성분으로서 NiO-CoO계의 착색성분을 함유하는 계에 있어서는 0.05μm~0.30μm의 범위내의 직경을 가지고, 또 α-쿼츠의 결정입자는 복수의 입자가 응집한 구상 입자구조를 가지고, 그 크기는 0.30μm~1.0μm의 범위내의 직경을 가지고 있다. 또, α-크리스토발라이트의 결정입자는 구상 입자구조를 가지고, 그 크기는 착색성분을 함유하지 않은 필수성분으로서 V₂O₅-CuO-MnO₂계의 착생성분을 함유하는 계에 있어서는 0.20μm~1.0μm, 필수의 착색성분으로서 NiO-CoO계의 착색성분을 함유하는 계에 있어서는 0.10μm~0.50μm의 범위내의 직경을 가지고 있다.

본 발명의 유리세라믹기판은 상기 특정의 조성과 상기 특정의 결정상, 입자경을 가짐으로써, 용융점이 950℃~1150℃이고, 후술하는 바와 같이 레이저조사에 의한 요철형성을 안정되게 행하기 위하여 최적의 조건을 구비하고 있다.

다음에, 이 열처리결정화한 유리를 통상법에 의하여 래핑한 후 폴리싱함으로써, 표면조도(Ra)가 3Å~9Å의 범위의 자기디스크기판이 얻어진다.

또한, 이들의 기판은 랜딩영역요철 또는 돌기형성을 위하여 CO₂레이저, 또는 LD 여기 고체레이저에 의하여 랜딩영역에의 요철형성가공을 행한다.

이때, LD 여기 고체레이저의 파장은 0.3μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm의 범위에 한정된다. 이 파장의 레이저조사 후에 랜딩영역에는, 50Å~300Å의 요철 또는 돌기가 10μm~200μm의 간격으로 표면조도(Ra)가 10Å~50Å의 범위에서 형성된다. 이렇게 하여 50Å~300Å의 요철 또는 돌기가 형성된 랜딩영역과 평활성이 우수한 데이터영역을 겸비한 제1도에 나타낸 바와 같은 자기디스크용 유리세라믹기판이 얻어진다. 제1도에 있어서, 유리세라믹기판(1)은 중심에 있는 원형공(5)을 둘러싸는 랜딩영역(3)과 그 외측의 데이터영역(2)을 가진다. 부호(4)는 랜딩영역(3)의 내측의 링이라고 불리우는 부분을 나타낸다. 제2도에 있어서, 랜딩영역에 형성된 요철의 형성을 나타낸다. 제3도에 있어서, 랜딩영역에 형성된 돌기의 형상을 나타낸다. 제4도에 있어서, 랜딩영역에 형성되는 요철 또는 돌기의 간격을 나타낸다. 제5도에 있어서, 랜딩영역에 형성되는 요철 또는 돌기의 높이를 나타낸다.

일반적으로 알려진 재료의 표면개질(改質)(절단, 용접 및 미세가공)에 사용되는 레이저는, Ar레이저, CO₂레이저, 엑시머레이저, LD 여기 고체레이저로 크게 분류할 수 있으나, 특히 본 발명에 있어서의 유리세라믹의 레이저가공에 대하여, Ar레이저, 엑시머레이저는, 가공표면의 형성 및 비말에 의한 표면결함을 발생시켜 버리므로, LD 여기 고체레이저 및 CO₂레이저에 한정되는 것을 알았다.

LD 여기 고체레이저 또는 CO₂레이저에 의하여 랜딩영역을 형성하는데는, 연마된 유리세라믹기판을 스핀들에 의하여 클램프한 상태로 회전시키면서 펄스레이저를 기판표면에 수직으로 일정 간격으로 조사하여 랜딩영역의 요철 또는 돌기를 형성한다.

이 펄스레이저의 조사에 대해서는, LD여기 고체레이저의 경우, 스폿경 약 2μm~50μm, CO₂레이저의 경우, 스폿경 15μm~50μm으로 각각 유리세라믹 조성에 맞추어 레이저출력, 레이저펄스폭 등의 제조건을 제어하여 행한다.

레이저조사에 의한 기판표면의 요철형성에 관하여 요철형성에 영향을 주는 제조건은, (1) 레이저출력, (2) 레이저펄스길이, (3) 레이저스폿경 즉 기판표면의 조사면적 등이 주된 것이나, 레이저조사를 받는 측의 기판재질에 있어서는, 특히 유리의 용융점(melting point)이나, 석출결정의 용융점이 영향을 준다. 또 LD 여기 고체레이저의 기판재질에 있어서는, 특히 레이저의 사용파장(0.2μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm)에 있어서의 흡수특성 즉 사용파장에서 투과율이 낮고 적합한 재질인 것이 가장 중요하고, 다음에 레이저조사(heat-up)에 의한 유리의 용융점이나, 석출결정의 용융점이 영향을 주는 것이다. 예를 들면, 결정을 석출하고 있지 않은 일반적인 유리기판에 있어서는, LD 여기 고체레이저의 사용파장을 선택적으로 흡수하고 있지 않아 기판표면을 히트업할 수 없으므로 요철 또는 돌기의 형성이 불가능하지만, 가령 LD 여기 고체레이저의 사용파장을 흡수하는 재질로 개선한 경우 다음 표 1에 나타낸 바와 같이, 유리세라믹에 비하여 그 용융점이 낮고, 레이저조사를 받았을 경우 용융부가 매우 불안정하여, 요철 또는 돌기형상을 컨트롤하는 것이 어렵다. 또, 레이저조사부와 미조사부에서 열적으로 발생하는 왜곡의 영향에 의한 마이크로크랙이 기판의 강도를 현저하게 저하시켜 버린다. 또, 유리세라믹기판에 있어서는 석출결정의 종류에 의한 용융점에의 영향이 매우 크다. 본 발명의 유리세라믹은 유리기판에 비하여 용융점이 고온이고, 레이저조사 후의 요철 또는 돌기형상이 안정되는 것이다. 이에 대하여, 일반적으로 알려진 MgO-Al₂O₃-SiO₂계, ZnO-Al₂O₃-SiO₂계, Li₂O₃-Al₂O₃-SiO₂계 등의 유리세라믹은, 유리기판과 동일하게 LD 여기 고체레이저의 사용파장을 선택적으로 흡수하고 있지 않아 기판표면을 히트업할 수 없으므로 요철 또는 돌기의 형성이 불가능하지만, 가령 LD 여기 고체레이저의 사용파장을 흡수하는 재료로 개선한 경우, 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 유리세라믹에 비하여 용융점이 고온이므로, 레이저출력을 고출력으로 가공할 필요가 있고, 왜곡에 의한 마이크로크랙이 발생하는 동시에, 목표로 하는 요철 또는 돌기의 형성이 곤란하게 된다.

[표1]

레이저가공에 의하여 랜딩영역에 요철을 형성한 유리세라믹기판은, 자기디스크로서의 성막프로세스를 거쳐서, 고기록밀도용 자기디스크로 된다. 즉, 이 유리세라믹기판을, 진공상태에서 가열하고, 그 후, 스퍼터링에 의하여 Cr의 중간층, Co합금의 자성층, C의 보호층을 성막하고, 그 위에 윤활재층의 도포를 행함으로써 자기디스크가 얻어진다.

다음에, 본 발명의 유리세라믹기판의 적합한 실시예에 대하여 설명한다.

표 2~표 4는 본 발명의 자기디스크용 유리세라믹기판의 실시조성예중 착색성분을 함유하지 않은 계 및 필수착색성분으로서 V₂O₅-CuO-MnO₂계의 착색성분을 함유하는 계에 관한 실시조성예(No. 1~No. 7)를 이들의 유리세라믹의 핵형성온도, 결정화온도, 결정상, 결정입자경, 결정입자형체, 유리세라믹 외관색, 판두께 0.635mm의 Nd-YAG 레이저파장 1.06μm의 광선투과율 및 CO₂레이저파장 10.5μm의 광선투과율, 레이저종류, 표면종류, 표면조도(Ra), 랜딩영역의 레이저가공 후의 Ra, 데이터영역의 레이저가공 후의 Ra, 연마하여 이루어지는 데이터영역의 Ra, 요철 또는 돌기의 높이와 함께 나타낸다. 이어지는 표에는, 각 성분량을 중량%로 나타낸다.

[표2]

[표3]

[표4]

또, 표 5~표 8은 본 발명의 자기디스크용 유리세라믹기판의 실시조성예중 필수착색성분으로서 NiO-CoO계의 착색성분을 함유하는 계에 관한 실시조성예(No. 8~No. 17) 및 비교조성예로서 종래의 Li₂O-SiO₂계 유리세라믹 2종(일본국 특개소 62(1987)-72547호 공보기재의 것-비교 1 및 일본국 특개소 63(1988)-210039호 공보기재의 것-비교 2)을 이들의 유리세라믹의 핵형성온도, 결정화온도, 결정상, 결정입자경, 결정입자형체, 유리세라믹의 외관색, 판두께 0.635mm의 LD 여기 고체레이저파장 0.2μm~0.6μm 및 1.05μm~1.40μm의 범위의 평균광선투과율, 데이터영역의 연마하여 이루어지는 표면조도(Ra), 랜딩영역의 LD 여기 고체레이저의 종류와 사용파장 및 레이저조사에 의하여 얻어진 요철 또는 돌기의 높이와 표면조도(Ra)의 값을 함께 나타낸다.

[표5]

[표6]

[표7]

[표8]

본 발명의 상기 실시예의 유리는, 어느 것이나 산화물, 탄산염, 질산염 등의 원료를 혼합하고, 이것을 통상의 용융장치를 사용하여 약 1350℃~1450℃의 온도에서 용융하여 교반균질화한 후 디스크형으로 성형하고, 냉각하여 유리성형체를 얻었다. 그후 이것을 450℃~550℃에서 약 1~12시간 열처리하여 결정핵 형성후, 680℃~780℃에서 약 1~12시간 열처리결정화하여, 원하는 유리세라믹을 얻었다. 이어서 상기 유리세라믹을 평균입경 5μm~30μm의 지립(砥粒)으로 약 10분~20분 래핑하고, 그후 평균입경 0.5μm~2μm의 산화 세륨으로 약 30분~60분간 연마하여 마무리하였다. 또한, 연마된 유리세라믹은, LD 여기 고체 또는 CO₂의 레이저조사계를 고정하고, 유리세라믹디스크기판을 회전시키면서 펄스레이저를 조사하여 랜딩영역에의 요철 또는 돌기를 형성하였다.

이 펄스레이저의 조사는, 레이저파장, 레이저출력, 레이저빔경, 집점(集点)거리, 레이저펄스폭 등의 제조건을 유리세라믹의 조성에 맞추어 적절히 제어함으로써 행하였다.

또한, 랜딩영역을 형성한 유리세라믹디스크는, 실시예 No. 1~7에 대해서는 표면조도측정장치 Tencor P2(상표)를 사용하여, 랜딩영역 및 데이터영역의 표면조도(Ra)를 구하였다.

또, 실시예 No. 8~17에 대해서는, 광학표면조도해석장치 Zygo(상표)를 사용하여, 데이터영역의 표면조도(Ra), 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이와 표면조도(Ra)를 구하였다.

표 2~표 8 및제6도, 제7도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예와 종래의 Li₂O-SiO₂계 결정화유리의 비교예에서는, 결정상의 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂)의 결정입자경 및 결정형체가 전혀 상이하고, 본 발명의 유리세라믹은, 2규산리튬 및 α-쿼츠, α-크리스토발라이트가 구상 형체이고 또한 결정입자경이 미세한 것에 대하여, 비교예 1,2의 유리세라믹은 2규산리튬이 침상(針狀) 형체이고 또한 결정입자경이 1.0μm 이상으로 큰 것이다. 이것은, 보다 평활성을 구하고자 하는 상황에 있어서, 연마하여 이루어지는 표면조도나 결정입자의 탈락으로부터 발생하는 결함에 영향을 주는 것이고, 비교예 1, 2이 유리세라믹은 12Å 이하의 보다 평활성이 우수한 표면특성을 얻는 것이 곤란하다는 것을 나타낸 것이다.

또, 제8도~제11도에 나타낸 레이저가공에 의한 표면상태에 대해서는, 상기 종래기술에서 기재한 바와 같이, 종래의 알루미늄기판이나 화학강화유리에서 생기는 결점에 대하여, 본 발명의 유리세라믹은, 제8도, 제9도에 나타낸 바와 같이 균질이고 형상이 우수한 레이저가공이 가능하다. 제10도, 제11도에 나타낸 종래의 화학강화유리(SiO₂-Al₂O₃-Na₂O, K₂O 이온교환)는, LD여기 고체레이저에 의한 가공이 불안정하고 균일하지 않은 표면상태인 것이 명백하다. 제11도에 나타낸 화학강화유리는, LD 여기 교체레이저(Nd-YAG)에 있어서, 레이저파장이 0.266μm 이외의 레이저파장 1.064μm 및 0.532μm에서는, 레이저에 의한 가열을 충분히 할 수 없는 것이며, 레이저파장 0.266μm에 의한 가공을 행한 것이지만, 결과는 제11도에 나타낸 바와 같이 가공이 불안정하고 균일하지 않은 표면상태로 된다.

이 현상에 관해서는, 본 발명의 유리세라믹은 아몰퍼스상태의 유리에 비하여 내열성이 우수하고, 또한 강화유리 특유의 표면강화층과 내부미강화층과의 사이의 응력변화가 없고, 또한 본 발명의 유리세라믹의 내부에 석출하고 있는 결정상은, 각종의 외적 작용에 의하여 생기는 마이크로크랙의 성장을 방지하는 효과가 있고, 이들의 총합적 효과에 의하여 레이저조사에 대한 내구성을 향상시키고 있는 것이라고 생각된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기 종래기술에서 볼 수 있는 제결점을 해소하면서, 랜딩영역에 있어서 자기헤드의 안정부상을 가능하게 하는 동시에, 고기록밀도화에 대응한 데이터영역에서의 저부상화를 가능하게 하는 2가지의 표면특성을 겸비한 자기디스크용 유리세라믹기판 및 그 제조방법 및 이 유리세라믹기판상에 자기매체의 피막을 형성하여 이루어지는 자기디스크를 제공할 수 있다.

Claims

데이터영역과 레이저조사(照射)에 의하여 형성된 무수한 요철(凹凸) 또는 돌기를 가지는 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판에 있어서, 상기 데이터영역의 연마가공한 후의 표면조도(粗度)(Ra)는 3Å~9Å이고, 다음의 조성을 가지는 원유리를 열처리하여 형성되는 자기디스크용 유리세라믹기판:

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%
데이터영역과 레이저조사(照射)에 의하여 형성된 무수한 요철(凹凸) 또는 돌기를 가지는 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판에 있어서, 상기 데이터영역의 연마가공한 후의 표면조도(粗度)(Ra)는 3Å~9Å이고, 다음의 조성을 가지는 원유리를 열처리하여 형성되는 자기디스크용 유리세라믹기판:

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%
데이터영역과 레이저조사(照射)에 의하여 형성된 무수한 요철(凹凸) 또는 돌기를 가지는 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판에 있어서, 상기 데이터영역의 연마가공한 후의 표면조도(粗度)(Ra)는 3Å~9Å이고, 다음의 조성을 가지는 원유리를 열처리하여 형성되는 자기디스크용 유리세라믹기판:

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

NiO 0.5 ~ 3%

CoO 0.5 ~ 3%

MnO₂0 ~ 0.5%

V₂O₅0 ~ 0.5%

CuO 0 ~ 1%

Cr₂O₃0 ~ 1.5%
데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법에 있어서, 중량 %로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 성형하고 결정핵형성을 위하여 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~750℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 LD여기 고체레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법.
데이터 영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법에 있어서, 중량 %로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

Al₂O₃2 ~ 5%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

V₂O₅+CuO+Cr₂O₃+MnO₂+CoO+NiO 0.08 ~ 2.5%

단, V₂O₅0.02 ~ 0.8%

CuO 0.02 ~ 0.8%

Cr₂O₃0 ~ 0.8%

MnO₂0.02 ~0.8%

CoO 0 ~ 0.8%

NiO 0 ~ 0.8%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 성형하고, 결정핵형성을 위하여 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~780℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 LD여기 고체레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 자기디스크기판의 제조방법.
데이터영역과 랜딩영역을 가지는 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법에 있어서, 중량%로,

SiO₂70 ~ 80%

Li₂O 9 ~ 12%

K₂O 2 ~ 5%

MgO+ZnO 1.2 ~ 5%

단, MgO 0.5 ~ 5%

ZnO 0.2 ~ 3%

P₂O₅1.5 ~ 3%

ZrO₂0.5 ~ 5%

Al₂O₃2 ~ 5%

Sb₂O₃0 ~ 1%

As₂O₃0 ~ 1%

NiO 0.5 ~ 3%

CoO 0.5 ~ 3%

MnO₂0 ~ 0.5%

V₂O₅0 ~ 0.5%

CuO 0 ~ 1%

Cr₂O₃0 ~ 1.5%

의 범위의 각 성분을 함유하는 원유리를 용융하고, 용융유리를 원하는 형태로 성형하고, 결정핵형성을 위하여 450℃~550℃의 핵형성온도로 1~12시간의 범위에서 열처리하고, 다시 결정성장을 위하여 680℃~750℃의 결정화온도로 1~12시간의 범위에서 열처리한 후, 유리의 표면을 3Å~9Å의 표면조도(Ra)로 연마하고, 또한 랜딩영역에 LD여기 고체레이저조사에 의하여 무수한 요철 또는 돌기를 형성함으로써 이 랜딩영역의 요철 또는 돌기의 높이를 50Å~300Å, 표면조도(Ra)를 10Å~50Å로 한 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판의 제조방법.
청구항 1, 2 또는 3에 기재된 자기디스크용 유리세라믹기판 상에 자기매체의 피막을 형성하여 이루어지는 자기디스크.
청구항 1, 2 또는 3 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 레이저의 종류가 LD(laser diode) 여기(勵起) 고체레이저인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 1, 2 또는 3 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 LD 여기 고체레이저는 Nd-YAG 레이저 또는 Nd-YVO₄레이저 또는 Nd-YLF 레이저인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 1, 2 또는 3중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 LD 여기 고체레이저의 파장이 0.2μm~0.6μm 또는 1.05μm~1.40μm의 범위인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 1, 2 또는 3중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 랜딩영역에 레이저 조사에 형성된 요철 또는 돌기의 높이가 50Å~300Å이고, 표면조도(Ra)가 10Å~50Å인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 1, 2 또는 3중 어느 하나의 항에 있어서, 그 요철 또는 돌기의 간격이 10μm~200μm인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 1, 2 또는 3중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유리세라믹의 주결정상은 2규산리튬(Li₂O·2SiO₂), 2규산리튬 및 α-쿼츠(α-SiO₂)의 혼정, 또는 2규산리튬 및 α-크리스토발라이트(α-SiO₂)의 혼정의 최소한 1종인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 13에 있어서, 상기 2규산리튬의 결정입자는 구상 입자형체를 가지고, 그 크기는 0.1μm~0.5μm의 범위내의 직경을 가지고, α-쿼츠의 결정입자는 복수의 입자가 응집한 구상 입자형태를 가지고,그 크기는 0.3μm~1.0μm의 범위내의 직경을 가지며 또한 α-크리스토발라이트의 결정입자는 0.2μm~1.0μm의 범위내의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 10에 있어서, LD 여기 고체레이저파장 1.06μm에 있어서의 투과율이 두께 0.635mm에서 80%~40%인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.
청구항 10에 있어서, LD 여기 고체레이저파장 1.06μm에 있어서의 투과율이 두께 0.635mm에 있어서 0%~40%인 것을 특징으로 하는 자기디스크용 유리세라믹기판.