TW541288B

TW541288B - Glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium

Info

Publication number: TW541288B
Application number: TW088113381A
Authority: TW
Inventors: Katsuhiko Yamaguchi; Naoyuki Goto
Original assignee: Ohara Kk
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2003-07-11
Also published as: CN1278974C; CN1251355A; MY133135A; SG79274A1; US6395368B1

Description

541288 A7 B7 五、發明說明（1 董it景本發明關於磁性資訊記錄媒體之玻璃陶资基板，特別關於磁性資訊記錄媒體，如磁碟用玻璃陶资基板，該磁碟由破稱陶資所製，具有基板之超平坦表面，適於在接近接觸記錄系統及接觸記綠系統之用。本發明亦關於利用此_破璃陶瓷疋磁性資訊記錄媒介。在此規格中，"磁性資訊記錄媒介-，¾ (意義爲以磁碟形式之磁性資訊記錄媒體，及包括硬碟，可移動式硬碟及卡片式硬碟，用於個人電腦及存儲資訊於網路中，及其他磁碟形式之資訊記錄媒體以存儲資料，如數位視頻相機及數位相機等。取後供多媒體目的及數位視頻相機及數位相機之個人電腦發生，需要處理大批如電影及聲音之資料，因而增加了較高記錄容量之磁性資訊記錄裝置之需求。結果，^ 了增加記錄密度’必需在磁性資訊記錄媒體中增加其位元及執道密度，及降低位元單元之大小。爲配合位元單元大小之降低，-磁頭在磁碟之表面接近處作業。因此，磁頭係以接近接觸或接觸磁碟表面狀態作業，故超平坦表面已非常重要。如上所述，磁頭在接近接觸或接觸狀態下作業，磁性資訊記錄媒體之表面特性需要有較傳統媒體增加之平妲性T 此外，除了傳統之固定式磁碟外，曾提議如可移動式硬碟及卡式硬碟之資訊記錄媒體並付諸實施，並已開始^用數位視頻相機及數位相機供不同用途之用。 ^ 在此技藝中知名之磁性碟基板材料爲鋁合金。在打光 -4- 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公复） 541288 A7 B7 、發明說明（2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製時，材料缺失鋁合金基板有突出物，或點狀突出物及基板表面上之凹陷，因此，不足以供給有平坦性及平滑性之高。己錄货度媒體之基板之用。此外，鋁合金爲軟性材料，容易發生媒體之變形。使磁性資訊記錄媒體變薄亦有困難。此外，磁頭與媒體.之接觸亦可使媒體損失。因此，鋁合金基板無法對付目前之高速記錄之需求。在此技藝中知名之克服鋁合金問題之材料爲化學淬硬之玻塥如鹼石灰玻璃（SiQrCa〇_Na2〇 )及鋁矽酸鹽坡璃 Al203-Na2〇)。此等材料有以下之缺點：⑴由於打光係在淬硬處理之後實施，化學淬硬層在使磁碟變薄上極不 L足。（2 )爲改進接觸一開始一停止（css )特性，基板之結構在表面上形成突出物及凹陷。由於機械式熱（即雷射輕照）處理會因爲化學淬硬層之變形而裂紋，必須使用學蚀刻或薄膜形成微粒邊界生長方法，結果在以移定方之低成本產生所欲產品更爲困難。（3)因爲玻璃含爲主要成分，玻璃之問題爲媒體之薄膜形成特性變壞，防止NaW之擴散，必須在基板之整個表面使用阻擋層。因爲不可能以有競爭性成本生產穩定之成品。田除了鋁合金基板及化學淬硬玻璃基板，此技藝中尚有種爲玻璃一陶瓷基板。例如，揭示於日本專利申請公開件號碼Hei 6-329440之Si〇2_U2〇_MgC)_P2C)5之玻璃二= 有鋰二矽酸鹽（Li2〇 · 2Si〇2)及心石英（心Si〇2)爲主結晶爲優良材料以作爲整個表面上之材料結構，其中以控制石英之玻狀晶粒之晶粒直徑，傳統機械結構或化學ς二化式 2〇爲塗文含相 a - 可 --------------裝--- (請先聞讀背面ϋ意事項寫本頁) 訂- '線 -5- 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公f ) 541288 Λ7 B7 五、發明說明（3 ) 以省略，而打光（R a)後之表面粗糙度可控制於丨5a至5〇八範圍之内。此一習知玻璃陶瓷技藝亦無法應付迅速增加之記錄密度所必需之低滑翔高度，該密度需要極小之表面粗糙度（Ra) 3A-9A。此外，在此專利中未討論或建議有關降落區問題’該問題將於本規格中稍後予以説明。日本專利申請公開文件N〇. Hei 7_169〇48揭示圖相敏感玻璃·陶瓷Si〇2_Li〇2系統，其中包含Au及Ag，其爲相片敏感材料，其特性爲磁碟用之基板表面上形成一資料區及一降落區。玻璃陶瓷之主要結晶相由鋰矽酸鹽（Li2〇.si〇2) 及鋰二矽酸鹽（LhO · 2Si〇2)組成。鋰矽酸鹽之化學持久性不佳，因而造成無法將此玻璃陶瓷實際應用。此外，爲了形成降落區，基板之一部分（即降落區）晶體化，並會受到 HF 6%溶液之化學蝕刻。如用一未晶體化部分及晶體化部分於一磁碟基板上會造成熱及機械不穩定性之增加。此外，以HF溶液實施化學蝕刻時，HF蝕刻之濃度控制由於 HF溶液之蒸發而十分困難，結果，玻璃陶瓷不適於大規模生產。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製曰本專利申請公開文件1^〇 Hei 9_35234號揭示—磁碟基板，其係由SiOyAhC^-Lip系統之玻璃陶瓷製成，具有鋰二矽酸鹽（Li2〇 . 2Si02)及心趣輝石（Li2〇 . Al2〇3 .他〇2)之主要結晶相。此種玻璃陶瓷含有其主要結晶相之万-鋰輝石，其有-負熱膨脹特性，會造成基板之負熱膨脹特性，在此玻璃陶€中，Sl〇2之晶體生長，如^石英抓）及 π·万石英U-Sl〇2)晶體有一正熱膨脹特性，因而造 -6 - 541288

有正熱膨脹特性之基板受到極度限制。此玻璃陶瓷之算術平均值表面粗糙度在打光後爲2GA，或以下，但在例中揭 π之算術平均値表面粗糙度約爲12八_17八，其未達到上述之理想表面粗糙度，因此，此玻璃陶無法達到磁頭之低= 翔高度。此外’生.長具有負熱膨脹特性爲主要結晶相心體（材料明顯地負面影響與—驅動裝置相關之熱膨服係數中U異。此外’由於此玻璃陶完需要高溫度82(TC至920 C才能晶體化，因而無法以有競爭力之成本大批生產。國際刊物W〇 97/01164，包括上述之曰本專利申請公門文件N〇.Hei9·35234揭示—磁碟用玻璃陶I其中之_ 化溫度已降低爲（68(TC_77()X:)。在此基板中仍無法達到足夠（改進。纟所有例中晶體生長爲々-鐘輝石㈤2〇 . 仏〇3 ·说〇2)，具有一負熱膨脹特性，因此負面影響並驅動裝置之組件相關之熱膨耗數中之差異。此外，此件之一特性，其實質上不含Mg0。因此，本發明之目的在消除習知技藝中之缺點，提供— 破璃㈣基板供磁性資訊記綠媒體之用，該媒體有—良，平坦特性，足可應付磁頭以低降落高度或接觸記錄需木，此—需求乃磁性資訊記綠媒體之記錄容量之增加所必需。本發明另-目的爲提供一磁性資訊記綠媒體，其具有在破璃基板上形成之磁性媒體之—薄膜。本發明概述本發明發明人曾作過廣泛研究及實驗以完成本發明之上 --------------裝—— (請先間讀背面之注意事項iH：寫本頁) 訂-· -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製

未紙張&度適与中國國家標準 (CNS)A4 規格（21〇χ29 541288 A7 B7 五、發明說明（5 ) 述目的’並已發現，該發現乃導致本發明，一種玻璃陶 k ’其係經由有限範圍熱處理Si〇2-Li2〇-K^〇-Mg〇-ZnC)_ Ρ2〇5_Α12〇3_Ζγ〇2系統玻璃而獲得，玻璃陶瓷包含，作為其主要結晶相，或至少一結晶相，選自由鋰二矽酸鹽 (Li20 · 2Si〇2)，石英（Si02)，石英固溶體（si〇2固溶體），方石英（Si〇2)及方石英固溶體（Si〇2固溶體），組成之一組，具有主要結晶相，並為球形及有良好之打光後超平坦表面特性。為達成本發明上述之目的，備有一種破璃陶瓷基板供磁性資訊記錄媒體之用，其含，作為主要相，至少一結晶相選自含鋰二矽酸鹽（LhO · 2Si〇2，具有一 X光繞射分析在 3.5 7A及3.62A範圍之最大峯值強度之層間距），石英 (Si〇2，具有由X光繞射分析在3.33A至3.41A範圍之最大拳值強度之層間距），石英固溶體（Si〇2固溶體，具有由X光繞射分析測量之3.33A至3.41A範圍之層間距），方石英 (Si〇2，具有由X光繞射分析測量之4·〇4Α至4.14Α範圍之最大秦值強度之層間距及方石英固溶體（Si〇2固溶體，具有由X光繞射分析測量之4·04A至4.14A範圍之最大条值強度之層間距）之一組，具有在溫度範圍自_50°C至+70°C範圍中自+62 X ίο·7广c至+πο X urVc範圍之溫度膨脹係數，具有輪氏彳旲數在80GPa至150GPa之範圍，具有自威克氏硬度自4.5GPa至15.0GPa之範圍，具有比重在2.2至2.8之範圍，具有在打光後自3 A至9 A範圍内之表面粗糙度（Ra)及含量2%至少於10%之Al2〇3。 -8- w舀舀家標盔（CNSM.1規恪m〇x ） " --—------------- ·(請¾閱讀背面之注意事項寫本頁) · -線- 541288 Λ7 6 五、發明說明（

在本發明之-特性中，^ ZfcL ^ 所備有之玻璃陶瓷基板，其中之坡璃陶瓷基板實際上無NhO及pb〇。在本發明之另一特性中，備有之玻璃陶资基板中之趣 dlslh'ate之晶體粒直徑在0 05 _至〇3〇_之範園，石英及石英固溶體之晶體粒直徑為〇〇〇 _範圍，及方石英及方石英固溶體之晶體粒直徑為_及 fim 〇在本發明另一特性，玻璃陶瓷基板含下列重量百分比： Si〇2 70-80%

L12O 9-12% K2〇 2-5%

MgO+ZnO 0-5% 其中Mg〇 0-5 %

Zn〇 0-3% P2O5 1.5-3%

Zr〇2 0.5-5% AI2 O3 ' 2-小於10% sb2〇3+AS2〇3 〇_2% 經濟部智慧財產局員工消費合作^印，^ 在本發明另一特性中，玻璃陶瓷基板之獲得係將基本玻璃在4飢至550T：之下加以熱處理以—至十二個小時以使核化及進一步將玻璃在溫度自680°C至800°C作熱處理一至十二小時以使之晶體化，之後，將玻璃陶瓷打光至3 A 至9A之表面粗糙度（Ra)。係在本發明之另—特性中，備有一磁性資訊記錄媒體 -9 541288 Α7 Β7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制代五、發明說明（7 ) 由形成一磁薄膜而提供，必要時，在上述之玻璃陶瓷基板上加上包括下塗層，保護層及潤滑層之其他層。圖式簡明在下列圖中圖1爲在本發明供磁性資訊記錄媒體之玻璃陶瓷基板之中央開口之外側形成之降落區及降落區之外圍附乃形成之資料區之頂部平面圖；圖2爲在降落區形成之突出物及凹陷之剖面圖；圖3爲在降落區形成之突出物之剖面圖；圖4爲在降落區形成之凹陷或突出物之高度之剖面圖；圖5爲一剖面圖顯示在降落區形成之突出物及凹陷之高度之剖面圖；圖6爲本發明之例2之玻璃陶瓷之晶體結構在η f蝕刻後 SEM (掃描電子顯微鏡）影像圖；圖7爲習知技藝玻璃陶瓷（比較例丨）在hf蚀刻後之晶體結構之SEM影像；圖8爲本發明之例3中玻璃陶瓷之突出物及凹陷在c〇2雷射輻照後一SEM影像；圖9爲傳统鋁矽化物淬硬後在c〇2輻照後之突出物及凹陷之SEM影像； :圖1 〇爲利用降落系統之磁性資訊記錄裝置之圖像，磁員即在戎降落系統之降落區中實施開始及停止；及參圖1 1爲—圖像顯示利用斜坡降落系統之一磁性資訊記 '彔裝置，磁頭在基板之外一區域中實施開始及停止。 —____ _ 10_ 本紙 ^iiTiiii^(CNS)A4 規格⑵ ---------------裝--- (請^?閱讀背面之1意事項冩本頁) 訂. 丨線 541288

經濟部智髮财產局員工消費合作社印製本發明之詳細説明限制主要結晶相’晶體粒直徑，晶體粒之形狀，熱膨脹係數’表面特性，成分及熱處理條件之理由解釋如下。玻璃陶瓷之成分以在基本玻璃中之氧化物之成分爲準。首-先説明主要結晶.相本發明之玻璃陶资基板最好含有，作爲主要結晶相之，至/選擇自一組由鋰二矽酸鹽（叫〇 · ，石英 (SK)2) ’石英固溶體（Si〇2固溶體），方石英（81〇2)及方石英固落體（S102固溶體）等組成之一組之結晶相。已發現主要結晶相爲決定熱膨脹係、數，機械強度及表面特性之重要因素丄其會受到晶體粒之形狀之影響，4了實現能對付高記錄ώ度〈基板所需之特性，上述之結晶相必須包含主要社晶相d在此等晶體之形式上無限制，即π式或; 式因爲玻璃陶資之所需特性可由適當控制生長之滿足。在玻璃陶瓷中’晶體係生長在基本玻璃中，並受到四周 j璃及其他晶體之影響。由於X光繞射I値有時移位至某 -程度，目此，層間距已限定於中請專利範圍内以確切指出主要結晶相。現在也明熱膨脹係數。當記錄密度增加時，磁頭與資訊口己錄U〈疋位需要高度準確，因此，基板與媒體之相對組件邵分〈所需尺寸大小之高度精確性。因此，基板與媒I且件間之熱係數之差異不能忽視，熱膨脹係數之差異必眉降低至取大可能程度。但磁性資訊記錄裝置之每—製 --------------裂----- -(請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· -線·

本纸m ' 4二$爿中國國家標!n ! 10 X 29 541288 A7

541288 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1〇 ) 佳則爲95GPa至120GPa。如上所述，揚氏模數與比重在防止磁碟在高速旋轉時振動之重要因素。此平衡性之進一步研究之結果，發現在楊氏模數與比重之間有一較佳之比値範圍。即上述之需求如楊氏模數（GPa)/比重値在3 7-50之間，及如比値在4 〇至5 〇之間則可達成，高位準之匹配亦可實現。現在説明威克氏硬度。輕便式資訊裝置如機動電腦有大增之現象。此型裝置之使用之存儲媒體及可移除型存儲媒體中，除了機械強度外，尚需某程度之表面硬度以防止振動，俾存儲媒體可在使用人攜帶時承受振動。爲滿足此需求，威克氏硬度爲4.5GPa或更大。由於超高之硬度降低基板之可處理性’上限宜爲15GPa。較佳之威克氏硬度宜爲 4.7GPa至12GPa，更佳之範圍應在4.9(}〜至1〇〇]^之間。基板中不能包含Na2〇及PbO之理由説明如下。Ν“〇在材料中可能在生產高精確度及精細粒子磁薄膜時造成困難。如基板中含此成分。Na離子在薄膜形成過程中會擴散進入磁薄膜中，此點可使磁薄膜粒子變爲粗糙，並二方向性變差，結果，導致磁特性之變壞。此外，Na離子擴散進入磁薄膜可負面影響磁特性之長遠特定性。基板亦應不含PbO，因在環境保護觀點言其爲不理想之物質。由於磁頭之滑翔高度，在磁性資訊記綠媒體之記錄密度改進下，已可降低至0.025心或更小，磁碟表面之資料區需要有表面粗糙度（RaM3A_9A，以便有此滑翔高度。如表面粗糙度大於此，低滑翔高度之磁頭會與存儲媒 -13· ---丨 — — — — — — — — I -裝· I I (請先間讀背面之注音？事項寫本頁) 訂· •線 541288

、發明說明（11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製肢碰撞，因而導致磁頭及存儲存體之頂讓，故將無法作輸入及輸出資料。〜關於生長I晶顆粒（顆粒直徑，結晶相之晶粒直徑爲獲 /寻迟超平坦（只料區中3A-9A)之玻璃陶瓷之重要因素。如各別、结晶相之晶粒直徑在上述限定範圍之外，則無法獲仔理想又表面粗糙度。至於結晶相之形狀，結晶相最好生長成球形雌以獲得上述表面粗難以内之相當大之表面粗Μ度 '结晶相之球形顆粒係在打光後暴露在基板上’因而可實現一精良表面，其平坦而無有溢料。如欲獲得上述表面粗糙度範圍内較小之表面粗糙度，則宜有精細之晶粒分布之均勻度爲佳。限制基本玻璃之成分範圍之理由如申請專利範圍所述者，説明如下。 Si〇2成刀爲熱處理基本玻璃以生長麵二石夕酸鹽（^20 · 2Si2〇）’石英（SiOj，石英固溶體（义〇2固溶體），方石英 (siCb)及方石英固溶體（Sl〇2固溶體）爲主要結晶相之非常重要成分。如此成分之量低於7〇%，玻璃陶瓷之生長晶體變爲不穩定，及此等顆粒有變粗糙之趨勢。如此成分超過 80%，玻璃之熔化及形成均有困難。 LhO成分在以熱處理基本玻璃生長鋰二矽酸鹽· 2Si〇2)作爲主要結晶相上爲極重要之成分。如此成分之量小於9% ’結晶相之生長基本玻璃之熔化均有困難。如此成刀起過12 /ί)，生長之晶不穩定，及此等顆粒有變粗錄之趨勢，及其化學持久性變壞。 (請先閱讀背面之注意事項冩本頁) 裝訂. -丨線' -14-

541288 五、發明說明（12 ) 反2〇成分可改進玻璃之熔化性質及可防止生長之晶體變得太粗糙。如此成分小於2%，此等效應無法達成，如此成分超過5%，將使生長之晶體粗糙，改變結晶相及在化學持久性上變壞。關於此等因數之平衡上，較佳之成分範圍爲3 %至5 %。

MgO及ZnO成分爲使鋰二矽酸鹽（Li2〇 · 2Si〇2)生長爲球形上非常有效，便石英（Si0)及石英固溶體（Si〇2固溶體）之晶粒生長成球形含集結顆粒上及使方石英（Si〇2)及方石英固；i體（S i〇2固溶體）生長成球形非常有效。爲此等目的’ MgO成分可加至5 %，ZnO之成分可加至3 %，MgO及 ZnO之總量可加至5 %。如MgO之量超過5 %，ZnO之成分超過3 %，及MgO與ZnO之組合量超過5 %，則理想結晶相之生長上有困難。爲獲得各晶體爲球形，Mg〇成分宜爲 0.5%至5 〇/〇。同理，ZnO之成分含量宜爲0.2%至3 %，最好爲1 %至2.5%。MgO與ZnO成分之總含量最好爲1.2%至 5% 〇 P2〇5成分爲核化劑之石可少之成分。爲改進核形成及防止生長之晶粒變爲太粗糙，此成分之量最好在1.5%或以上。爲防止基本玻璃之透明消失及保持穩定之大量生產，成分之量應在3 %或以下。

Zr〇2成分爲一重要成分，其除了與p2〇5成分相似之核化劑功能外，在使生長之晶體更細密，改進機械強度與改進機械持久上甚爲有效。如成分之量低於0.5%，此等效應無法達成。如此成分超過5 %，基本玻璃及ZrSi〇4之熔化 -15- 本紙ίΚ度適用中國國家標準（CN，S)A4規格（210x297公釐） --------------裝— (請先•閱讀背面之注音心事項寫本頁) 訂-· '線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 541288 Λ7 五、發明說明（13 ) 有困難，渣滓仍未炫化。

Ah。3成分爲改進化學持久性及破璃陶资之硬度上甚爲有效。如Al2〇2成分少於2%，此等效果無法達成，如此成分量爲10%或超過，熔化持久性及電阻率至透明消失均變壞，生長之結晶相變成低熱膨脹特性之点_鋰輝石（Li20 . Al2〇3.4Sl〇2)。因爲μ輝石之生長可降低材料之熱膨脹係數，此種晶體之生長應予避免。少量之八〗2〇3可使埶處理條件之容差擴大，其中未生長輝石，雖然並盘熱f理條件有關，因此，此成分之較佳範園爲2%至8%，而最佳之成分範圍不致產生鋰輝石，而不論熱處理條件之範圍爲2 %至6 %。可加入Sb2〇9及AS2〇3成分作爲熔解基本玻璃之改善劑。此等成分之加入之總量可至2%，最好爲1%，即已足夠。 —此外，基板材料必須無缺點，如晶體各向異性，外物及 ^等’必須有精細均勻之顆粒，及具有機械強度，高揚盥# =及表面硬度，以便能在高速旋轉及在與磁頭接觸及 =可將下存儲媒體使用時可予承受。此等需求均可由本發 <坡璃陶瓷基板予以滿足。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製基板，° 、、一磁性資訊記錄媒體使用之本發明玻璃陶瓷十程序上逑成分（玻璃材料加以熔化並受到熱或冷形成處二$ °形成之玻璃在溫度450°C-55〇°C之下熱處理一至 —2小時以便核化，於是再以680°C-800°C溫度下熱處理十二小時以便晶體化。而獲彳于之玻璃陶瓷之主要結晶相爲至少一選自一組含本、祝’、度適甲中國 -16 (CNS)A4 規格（210 X 297 公复） 541288

A 五、發明說明（14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製鋰一矽酸鹽（Li20 · 2Si ，石英工甘 li! 夬（心〇2)，石奂固溶體（Si02 一央口/谷肢（81〇2固溶體）中之〜日曰相。麵二矽酸鹽之晶粒爲球 ^ 巧士〜，並有一直徑爲0 05 :0.3…之範圍。方石英及方石英固落體之晶粒有一球形及有-範園爲0.10心-0.50”之直徑。石英及石英固溶體（晶粒有-球形顆粒含積聚之顆粒，及0 m至ΐ·〇〇範圍之直徑。玻璃陶以傳統方式堆疊及打光以提供—μ基板供且有表面硬度（Ra)在3Α至9Α以内之磁性資訊記錄媒體之用0 舉例現在説明本發明之例子。表1顯7F供製造每一玻璃及玻璃陶瓷中熔化原料之度。表2 - 5爲本發明供瓷性資訊記錄媒體之玻璃陶瓷之分之例子（No. 1 -No. 1〇)，及揭示於日本專利申請公開件No. Sho 62·72547 (比較例丨）及日本專利申請公開文 No· Hei 9-35234 (比較例2)中之習知技藝系玻璃陶瓷，及核化溫度，晶體化溫度，結晶相，晶粒】徑，晶粒形狀及打光後資料區之表面粗糙度（Ra)。在表至5中，鋰二矽酸鹽以” lD，·縮寫代表，石英及石英固體以” Q U ’’縮寫代表，方石英及方石英溶液以"c r，，表’及積聚之顆粒之球形狀以”gl〇b agg"代表。溫成文件統直 2 溶代 • 衣·-- (請先間讀背面之注音心事項HIV'寫本頁) -線· -17- 541288 A7 B7 五、發明說明（15 ) 以成分系統區分 Al2〇3-Si〇2玻璃 MgO-Al2〇3_Si〇2 玻璃陶乾 ZnO-Al2〇3-Si〇2玻璃陶瓷; Li2〇-Al2〇3-Si〇2玻璃陶瓷: 本發明之玻璃陶瓷表1 玻璃之熔化溫度fc) 800 - 900 1300 · 1400 1250 - 1350 1300 - 1400 950-1150 經;'&部智慧財屋局員工消費.'〈：^ 8 541288 A7 B7 五、發明說明（16 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製表2 舉例成分（重量比％) 1 2 3 Si〇2 76.5 76.5 76.5 Li20 10.5 10.5 10.5 P2O5 2.3 2.3 2.3 Zr02 1.9 1.9 1.9 AI2O3 3.5 3.5 3.5 Mg〇 0.8 0.8 0.8 ZnO 0.5 0.5 0.5 K20 3.8 3.8 3.8 Sb2〇3 0.2 0.2 0.2 核化溫度（°C) 540 540 540 晶體化溫度（°c) 730 760 780 主要結晶相 LD LD LD 顆粒直徑（平均A m) 0.1 0.1 0.1 晶粒形狀球形球形球形主要結晶相 CR CR 顆粒直徑（平均A m ) 0.3 0.3 晶粒形狀球狀球狀主要結晶相 QU 顆粒直徑（平均A m) 0.3 晶粒形狀球狀，積聚熱膨脹係數 (X 10_7/〇C)(-50°C - +70°C) 62 70 76 楊氏模數(GPa) 85 90 120 威克氏硬度（GPa) 7 9 12 比重 2.35 2.40 2.50 表面硬度(Ra)(A) 3 4 8 -19- --------------裝--- (請先.閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· -線本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 Χ297公t ) 541288 A7 B7 五、發明說明（17 ) 表3 舉例成分（重量比％) 4 5 6 Si〇2 75.9 76.5 76.8 Li20 10.5 10.5 10.5 ?2〇5 2.5 2.3 2.0 Zr02 2.5 2.0 1.9 ai2o3 3.5 3.5 3.5 MgO 0.6 1.0 0.8 ZnO 0.5 0.5 0.5 K2〇 3.8 3.8 3.8 Sb2〇3 0.2 0.2 0.2 核化溫度（°C) 540 540 540 晶體化溫度（°c) 770 760 780 主要結晶相 LD LD LD 顆粒直徑（平均A m) 0.1 0.1 0.1 晶粒形狀球形球形球形主要結晶相 CR CR CR 顆粒直徑（平均"m) 0.3 0.3 0.3 晶粒形狀球形球形球形主要結晶相 QU 顆粒直徑（平均A m ) 0.3 晶粒形狀球狀，積聚熱膨脹係數 (X 10'7/〇C)(-50°C - +70°C) 72 74 79 楊氏模數(GPa) 111 100 142 威克氏硬度(GPa) 10 8 12 比重 2.55 2.47 2.55 表面硬度(Ra)(A) 3 6 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製，(請先·閱讀背面之注意事項寫本頁) -20- 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A-丨規格（210 x 297公楚) 541288 A7 B7 五、發明說明（ 18 表4 7 舉例 8 9 76.5 10.5 2.4 _____________I 木經π二》智慧財產局員工消費:-:1 "'T^.twTrc 成分（重量比％：) Si02 u2〇 p205 ZrO〇 76.0 11.0 2.0 9 76.5 10.0 2.3 1 9 Al2〇3 3.8 3.5 3.5 Mg〇 1.0 1.3 0.8 ZnO 0.3 0.5 0.8 K2〇 3.8 3.8 3.8 Sb203 0.2 0.2 0.2 核化溫度（°c) 540 530 540 晶體化溫度（°c) 750 740 780 主要結晶相 LD LD LD 顆粒直徑（平均// m) 0.1 0.1 0.1 晶粒形狀球形球形球形主要結晶相 CR 顆粒直徑（平均/zm) 0.1 晶粒形狀球狀主要結晶相 QU QU 顆粒直徑（平均// m) 0.3 0.2 晶粒形狀球狀，積聚球狀，積聚熱膨脹係數 (X 10'7/°C)(-50°C - +70°〇 65 67 78 揚氏模數（GPa) 110 122 125 威克氏硬度（GPa) 7 7 9 比重 2.41 2.48 2.50 表面硬度（Ra)(A) 3 4 9 -21 - 家滯退（CNSM4 規格 ) 請先閱讀背 & 之注意事項再填寫本頁 541288 A7 B7 經-&部智慧財產局0工消货合^-祍印& 五、發明說明（19) 表5 舉例比較例成分（重量比°/〇) 10 1 2 Sl〇2 76.0 80.0 73.5 Li20 10.5 8.2 13.5 P2〇5 2.5 2.5 2.3 Zr〇2 2.2 Na2〇 1.0 1.9 ai2o3 3.4 3.0 3.5 MgO 0.9 0.8 Zn〇 0.4 1.0 0.5 K20 3.9 3.5 3.8 Sb203 0.2 0.3 0.2 核化溫度（°c) 560 540 540 晶體化溫度（°c) 770 800 780 主要結晶相 LD LD LD 顆粒直徑（平均//m) 0.1 1.5 0.1 晶粒形狀球形球形球形主要結晶相 CR CR CR 顆粒直徑（平均/zm) 0.3 0.3 0.3 晶粒形狀球形球狀球狀主要結晶相 QU 顆粒直徑（平均// m) 0.3 晶粒形狀形狀，積聚熱膨脹係數 (X 10-7/°C)(-50°C - +70°〇 75 60 61 揚氏模數（GPa) 120 80 80 威克氏硬度（GPa) 12 6 7 比重 2.58 2.48 2.45 表面硬度（Ra)(A) 4 12 11 -22- ^ SS (CNS)A4 (^1〇χ^7 ; •請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 541288 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（2〇爲製造上述例中之玻璃陶瓷基板，包括氧化物，碳酸鹽及硝酸鹽混合一起並以傳統熔化裝置在n5(rc至i45〇t之 /麗度下溶化溶化之玻璃攪:掉後以使均勻化，之後再形成磁菜形狀及退火以形成玻璃。形成玻璃再受熱處理以便在溫度45(rC-55(rC之下熱處理一至十二小時以產生晶核， t後再以溫度680。(：-800。(：熱處理一至十二小時以晶體化以獲传理想（玻璃陶資。之後，纟璃陶究與具有平均顆粒直從自5 a m至30 β m範圍之疊接顆粒疊接十分鐘至六十分鐘’最後用具有顆粒直徑〇·5 至2 _範圍之鈽氧化物打光約30分鐘至60分鐘。打光後之玻璃陶資在固定c〇2 雷射輻照系統中旋轉及以脈衝雷純照基板以形成基板上之降落區上之突出物及/或凹陷。例1及比杈例1 <晶體形狀顯示於圖6及7中。圖6爲一 SEM影像，顯示在HF蚀刻後例】之玻璃陶资之顆粒結構，圖7顯示SEM影像，其顯示在HF蚀刻後比較例工之玻璃陶竞之顆粒結構。圖8爲一 SEM影像，顯示在c〇2雷射卷射後例3之玻璃陶瓷之突出物及/或凹陷。圖9爲—sem 像，顯示在C02雷射輕射後，傳統之铭石夕酸鹽浮硬玻璃突出物及凹陷。 —如圖2至5及圖6及7所示，本發明之玻璃陶資與習知藝中Ll2〇 · Si02系統玻璃陶资之比較例中之晶粒直徑及粒形狀不同。在本發明之玻璃陶瓷中，主要結晶相或多爲選自-組合|2二_酸鹽（⑽⑽⑼’石英（si〇2)，英固溶體（Si〇2固溶體），方石英（Si〇2)及方石英固溶體影之技曰卩相石 (請先•閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝訂： -23- 五、發明說明（21 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作祍^;,·^

(S1〇2固/谷體）’具有精細球形顆粒之晶粒之至少一，士相。在比較例1中> 士 + 〜晶中破尚陶瓷，鋰二矽酸鹽晶相有一 iUf 狀趨：有―1·。…更大之顆粒直捏。以目前對超2 之比較例中之玻璃嶋打光法會造成表面二: 度h為UA，如超過此值則在比較例到^ 好平坦表面特性。行釗所而< 比較例2之破璃陶资包含^方石英有：大顆粒直捏，因此有-大表面粗韓度二I外其熱膨脹係數為61，其在本發明限定範圍理由，磁性資訊記錄媒體與磁性資訊二此好匹配無法達成。呆把农置間又上述足例中 < 破璃陶瓷基板為c『中間層 Co-Cr磁層（5〇 nm) m)，之薄膜。之德/ 健層（nm)以潑濺方式形後在形成之薄膜上以氟乙醚潤上塗層以提供磁性資訊記錄媒體。如此獲；二二)在其體與習知技藝相較可降低其滑翔高度:貝訊媒系統中之資訊記錄媒體可用於斜坡降體之表面接“ 中之磁頭與資訊記錄體。％入及㈣§唬’而不會損害磁頭圖1顯示本發明 ^ , 區2在降降落區3在中央開口 5附近形成，及資，牛口£3〈外園附近形成。參考號碼4代表—稱為 -24- 1^10x^97 ) 硬良但等良成其之落媒或媒板之資料 541288 Λ：

Claims

i£充修補 A B c D 541288 第088113381號專利申請案中文申請專利範圍替換本(92年1月）六、申請專利範圍 … . 4'.丨.. 1· 一種磁性資訊^錄豫'體-资走d:璃陶瓷基板，包含，作為主要相或多相’至少^一結晶相’其係選自·一組包含麵二矽酸鹽（Li20 · 2Si02，具有由X光繞射分析測得之在 3.57A至3.62A範圍之最大条值強度之層間距），石英 (Si02，具有由X光繞射分析測得之在3.33 Α至3.41Α範圍之最大拳值強度之層間距），石英固溶體（Si02固溶體，具有由X光繞射分析測得之在3.33A至3.41A範圍之最大条值強度之層間距），方石英（Si02具有由X光繞射分析測得之4.04A至4.14A範圍之最大峯值強度之層間距）及方石英固溶體（Si02固溶體，具有由X光繞射分析測得之 4.04A至4.14A範園之最大峯值強度之層間距），具有在溫度範圍自-50°C 至+70°C 間之+62X 1(T7/°C 至+130X 10-7/ °C範圍之熱膨脹係數，具有揚氏模數為80GPa至 l5〇GPa，具有威克氏硬度為4.5GPa至liOGPa，具有比重為2.2至2.8之範圍，具有在打光後在3A至9A之表面粗糙度及包含Al2〇3之量在2%至少於10%。 2·如申請專利範圍第1項之玻璃陶瓷基板，其中實質上無 Na20 及 PbO。 3·如申請專利範圍第1或2項之玻璃陶瓷基板，其中鋰二矽酸鹽之晶粒直徑為自0.05 //m - 0.30 //m之範圍，石英及石英固溶液之晶粒直徑為0·10 //m_ 1.00 //m，方石英及方石英固溶體之晶粒直徑為0·10 //m至0.50 // 圍。 4·如申請專利範圍第丨或2項之玻璃陶瓷基板，具有包含本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 •訂線 541288

8 8 8 8 A B c D 以下重量百分比之成分： Si02 Li20 u-zy〇〇 5·如申請專利範圍第1或2項之玻璃m板，其係得自將基礎玻璃在45代至5抓下加以熱處理-至十二個小 ^以便核化’及進一步將玻璃在溫度自68(TC至800。(：作熱處理-至+二小時以使之晶體化後，再將玻璃陶资打光至表面糙度（Ra)為3A至9A之範圍。 6· —種磁性資訊記錄媒體，其係在如申請專利範圍第j或 2項之玻璃陶瓷基板上以形成磁薄膜，必要時形成含底部塗層，一保護層及潤滑層之其他層。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)