TW579370B - High rigidity glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium - Google Patents

Description

579370 A7 五、 發明説明 本發明係關於用於磁性資訊儲存媒體之玻璃-陶覺遂 其是使用於資訊儲存設備，而更確地説，係關用於^ 性貧訊儲存媒體之玻璃-陶瓷基板，例如_且有高度平明 基板表面之磁碟基板，適用於幾近接觸式記^(ne7 contact recording)或主要地用於斜坡载入系統之接觸式今己 綠的使用’並且也具有高楊氏係數（YQung，s _duius)和低 L重，足可克服儲存媒體的高速轉_。本發明也是有關於 -種方法’其是用來製造此甩於磁性資訊儲存媒體之玻璃 二匈资基板，本發明進一步地有關於—磁性資訊儲存媒 姐，其是藉由在這樣的用作磁性資訊儲存 資基板上形成薄膜製造而成。在本專利説明書中，：： 「磁性資訊儲存媒體」係包括固定式之硬式磁碟，可抽移 式硬式磁碟、以及卡式硬切碟，它們分別是用於像是所 謂個人電腦的硬式磁碟中，另外其他磁碟形式，可用來儲 存貝料的磁性貧訊儲存媒體也能被用於數位攝影機和 照相機之中。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 相較於習知的固定式磁性資訊儲存設備，一種可抽移式 或卡式磁性資訊儲存設備最近被推出且實現，它們在數栌 攝影機和數位.照相機上的應用和發展已經展開。爲了要^ 付這個需求，磁性資訊儲存媒體要藉由減低其位元單元^ 大小來增加它的位元和磁軌密度和增加其表面的記綠密 度。另-方面，對於一磁頭而言，採用幾近接觸記綠的系 統有逐漸增加的趨勢，而i根據此系統，隨著位元單元尺 寸的縮小，此接觸記錄系統磁頭可在更接近磁碟表面處操 4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x 297公釐） 579370 A7 五、發明説明（2 ) 作。 傳統上是用鋁合金來作爲磁性資訊儲存媒體基板的材 料。然而，由於材料本身的缺陷，鋁合金基板在拋光過程 中，谷易在基板表面產生拋物線（pr〇jecti〇n)或是點狀拋物 線及和凹陷（depression)。因此，這樣的銘合金基板在作爲 上述高記錄密度的磁性資訊儲存媒體基板來説是不夠平坦 及光滑的。此外，因爲鋁合金屬於軟質的材料，它的楊氏 係數和表面硬度不高，這會導致在磁碟機高速轉動期間產 生相當程度的振動，並進而導致磁碟的變形，且因此要將 磁碟愈做愈薄的需求是件難以克服的事。再者，因著與磁 頭的接觸，磁碟容易發生變形並導致磁碟内容的損傷。因 此，鋁合金無法達成以高記綠密度來作記綠的需求。 作爲克服上述鋁合金基板問題的材料，屬於習知的是以 化學回火處理的玻璃，例如鋁矽酸鹽玻璃（alumin〇_siiicate glasses’ Si02-Al203-Na20)，揭示在日本專利申請公開案號 平8_48537和日本專利申請公開案號平5-3243 1中。然而， 這材料有下列的缺點： 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 (1) 因爲拋光程序是在化學回火之後，所以此化學回火層 在欲使磁碟更薄的製造上會相當地不穩定。再者，此 化學回火層在一段長時間的使用之後會隨時間產生變 化，並導致磁碟磁性的劣化。 (2) 因爲經化學回火處理的玻璃包含有Na2〇和Κ2〇作爲其 必要的成分，此玻璃之薄膜形成性質會受到不利地影 響，而在整個玻璃的表面上做一障壁塗層對避免Ν4〇 和ho成分的淘洗（eiution)變成是必需的，但這也同時 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公梦） 519370 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（3 ) 避免掉了以具競爭性之價格製造穩定的產品。 (3)化學回火處理是爲改良玻璃的機械強度，但這是基本 上用來在玻璃的表層及裡層強化應力，並因此其楊氏 係數大約是83 GPa或更低，這就與平常非晶形的破璃 相當。因此，在使用玻璃作爲以高速旋轉的磁碟是有 限制的，也因此並不足以作爲磁性資訊儲存媒體的基 板。 除了鋁合金基板和用化學回火的玻璃基板，習知技藝尚 有一些玻璃-陶瓷的基板。舉例來説，日本專利申請公開 案號平9-35234及歐洲專利申請案ep〇78 173 1A1揭示以玻璃 -陶瓷的基板作爲以U2〇-Si02之系統組合物製成的磁碟， 中包含有J里一碎酸鹽（lithium disilicate)和冷-鐘輝石 (sp〇dUmene)的結晶相，或二矽酸鋰鹽的結晶相和々—白矽 石（cdstobalite)的結晶相。然而在這些足獻中，以高速旋 轉時其楊氏係數和比重之間的關係卻完全沒有被考慮或建 議。這些玻璃-陶瓷的楊氏係數的最高不會超過1〇〇 Gpa。 爲了要改良楊氏係數，·日本專利申請公開案號平9_7753工 揭不的一個SiO2-Al20rMg〇-Zn〇-Ti〇2的玻璃·陶瓷系統， 其中包含大量的尖晶石（Spinel)晶體爲其主要結晶相，以 及MgTi^5和幾個其他晶體當作次要的結晶相，並具93 4 GPa到160.11 GPa的楊氏係數値，且一基板是以此玻璃-陶 ，製成之高剛性磁碟。作爲其主要之結晶相，此玻璃-陶 瓷具有以（Mg/Zn)Al2〇3及[或](Mn/Zn)2Ti〇4代表之尖晶石 曰曰m、/其中包含大量的Al2〇3，而且有幾個其▲選擇性的 晶體當做其次要結晶相。這種玻璃_陶瓷和本發明的玻璃_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —r - 士r"— —. - n n HI T i

A7 A7 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、發明説明（4 陶資有著相當地不同，如同將於稍後描述的，其包含有一 相對少量的A〖2〇3並且具有—高楊氏係數和低比重値。加 入如此大量之Al2〇3，從製造的立場是不良的因爲它引起 基接玻璃的熔化性質的惡化而且也引起抗去玻化的惡化。 更進#的，在此又獻中，高速轉動時必要之揚氏係數 ⑽av比重的關係和比重的數値本身完全沒有被考慮或建 :。特別地是’此文獻中的比重是2·87的高數値甚或更 同。因此這又獻只是提出以一種剛性材料製成之玻璃-陶 瓷基板。而且，這個玻璃·'陶瓷系統有著嚴重地缺點，其 可製造性不良，因此不適於大量生產製造，因爲太硬，並 因此這玻璃-陶瓷在作爲一高記綠密度之磁性資訊儲存媒 體基板的進步仍然不夠。 '因此，本發明的一個目的是消除上述先前技藝的缺點， 並且提供一用於磁性資訊儲存媒體之玻璃-陶瓷基板，是 能夠頂部與向高記綠的密度記錄的趨向，即㈣良的溶化 =質，抗除去玻璃光澤和可製造性（processabuity)，對一 南的圮綠密度的接觸記錄是充份的基板的表面優良的柔滑 而且有楊氏係、㈣高數値而且有對磁石莱的―個高速轉動是 充份的比重的低數値。 本發明的另-目的是提供製造那些坡璃-陶堯基板方 法。 本發明另外的一個目標是要藉由在這坡璃_陶資基板上 形成一層薄膜’來提供一個由此薄膜構成之磁性資訊儲存 媒體磁性媒體。 發明摘要

(請先閱讀背面之注意事項再填$本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^9370 kl 五、發明説明（5 ) ' — ~ " 爲了達成本發明上述的目標，由本發明的發明人所累積 的研究與實驗已經發現到（並致使本發明的產生），爲克^ =回速轉動驅動之磁碟，磁性資訊儲存媒體基板必須具有 高剛性和低比重，以避免因撓曲所引起的磁碟振動，及 基板的楊氏係數和比重最佳比率的是： 揚氏係數（GPa)/比重=37到63。 本發明的發明人也發現可製造出一種用於磁性資訊儲存 媒體之玻璃·陶瓷基板，其具有一主要的結晶相，此結晶 相種類是限制在一種或多種結晶體，其是選擇自由々-石 英（quartz)、/? _石英固溶體、頑輝石、頑輝石固 办體、鎂橄欖石（f〇rsterite)、以及鎂橄欖石固溶體，其長 成之日曰相疋被小的球狀晶粒，具有極佳之溶化性質及抗反 珠化性、以及拋光可製造性，並且於拋光後其表面具有優 越之平坦性和平滑性，且具有南楊氏係數値和低比重，可 克服以高速旋轉驅動之磁碟。 馬了達到本發明之上述目標，係提供一以高剛性玻璃_ 陶器爲基板之磁性資訊儲存媒體，其揚氏係數與比重的比 在37 土 63的一個範圍内，而所包含之ai2〇3則是在丨〇0/〇到 小於20%的範圍之中，其主要之結晶相是選自於由0 —石 英’/?-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄欖石 和鎂橄欖石固溶體等所組成的組。 一方面’在本發明的中，高硬玻璃·陶瓷的基板實質上 不含Na20、K20和pbO。 另一方面，在本發明中，此基板是經熱處理過之底材玻 璃’其組成以氧化物組成物爲基準表示，而其重量百分比 -8- 本紙張尺度適用中規格（—297公 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

579370 A7 五、發明説明（6 組成爲 Si02 MgO A120: 經濟部中央標舉局貝工消f合作社印製 40-60% 10-20% 10-小於20% 0.5-2.5% 1-4% 0.5-4% 0.5: 4% 0,5- 5% 2.5- 8% 0.01- 0.5% 0-0.5% 0- 5% 0-3% 0-5% 、 0-5% 另一方面，在本發明中，分別之主要晶相之晶粒直徑是 在的範圍内。 · 另一方面’在本發明中，其於_5〇〇c到+7〇ί)(：溫度範圍内 的熱膨脹係數是在3〇 X ι〇-7/〇(^5〇 X 1〇-7/〇c的範圍之中。 另一方面’在本發明中，在拋光程序後其基板表面的表 面粗糙度（Ra)是自3到9埃（又），並且其最大粗糙度（Rmax) 是低於100埃。 另一方面，在本發明中，係提供了 一種用於製造高硬玻 璃-陶瓷基板的方法，此方法包含的步驟有熔化底材玻

P205 B2〇3 Li20 CaO Zr02 Ti02 Sb20: As20 Sn02 Mo03 CeO

Fe20 3 -9- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請.先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T i_i.· 五、發明説明（7 A7 137 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 璃、將溶融玻璃模製成一預定形狀，退火處理、已成形之玻 璃、然後在750〇C至1050。(：範圍内之孕核（nucleati〇n)溫度 下、以及650〇C到750〇C範圍内的結晶溫度下對該玻璃進行 熱處理。 再一方面，在本發明中，係提供一具磁性媒體薄膜之磁 性資訊儲存磁碟，此薄膜係形成於該高剛性之玻璃·陶瓷 基板上。 在本説明書中，户斤用術語「固溶體」一詞代表的是每一 個上述晶體其部份都是被其他成分置換，或在其中是於其 ，的成分相混合。術語「β石英固溶體」則表示石英 晶體其部份是被—種㈣外的元素所取代，或於其中與秒 疋外的元素相混合，卢_石英固溶體包含点_鋰霞 (―eUCrypm⑽-Li2〇 · Al2〇3 . 2Si〇2)其中 _αι 的比率 ::-地來部分置換Si，万_鐘霞石固溶體是厂麵霞石 :的邵份被其他元素所取代，或於其中與其他元素相混 合’·而是其的混合物。 的詳細描述 日本發明之玻.璃-陶资中那些限制物理性寶因素 :相與晶粒直徑，表面特性和成份現在將加以描述。玻璃 破::。成是以氧化物的組成基準來表示，如同其底材重將首先被描述。正如早先所描述的， 料傳輪请至^ , 私來改艮自己綠密度和 傳：速：，已有逐漸增加的趨勢。本卜種’使.用於磁性訊息儲存媒體的材料， 石 結 資 找 的 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

A7 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 579370 —一____ 五、發明説明（8 因磁ίί 一致，此材料必須具有高剛性和低比重，以避免 言石亲^!!挽曲而引起的振動。高剛但也高比重之磁碟，在 性t = d間會產生撓曲而引起磁碟振動。-在材料物理 '上明顯矛盾的平衡已被了解到必須 的比重，而且這平衡現已發現是存在於楊氏係數 (GP、二t重在37到63的一 _比率範圍内。楊氏係數 Y重的一個較佳的範圍是從40到63，一個更佳的範 &疋4 7到6 3，而最佳的範圍則是在從5 0到6 3之中。一 :佳的剛性範圍也已被發現，即，從避免振動的角度而 &，此材科妁剛性較佳應該至少有12〇 GPa， 低的比重俨，名老曰不^ uh 丨1文/、具哥 ^仁在考I到比重的可製造性時，其剛性的上限 二…茨150 GPa。比重也同樣適用。也就是説，從避免 1的角度來看’材料較佳應該有3.50或更小的比重値， 有高剛性不然由於它的重量在高速旋轉期間就容 易發振動，但此材料應該較佳有2.3或更高的比重値， 不然就很難得到一具合適剛性的基板。從這些 更佳比重範園是2.5到3.3。 一又看— =果一基板用的材料包含^2〇或1〇，當基板的溫度 至咼溫時，這些成分中的心離子或K離子在薄膜形成製 :間會擴散進入磁性薄膜之中，（這種現象會在鋇鐵： 月豆’.bamim ferrite，垂直磁性薄膜處特別地顯著），也 導致磁性薄膜晶粒不正常成長，以及此磁性薄膜位向的少 化。所以重要的是在此基板的材料中基本上要不含這樣 成分。由於環境的問題，基板材料也應該基本上不含不受 11 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格 (210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

57932Q A7 B7 五、發明説明（9 歡迎的PbO 〇 本Ιλ明中基板之主要_晶相現在將體加以描述。 此基板的一個主要晶相，是由一個或多個由石英、 i -石英固落體、頑輝石、頑輝石固溶體，鎂橄欖石和筹 姓2石固落體所構成的組所組成。它們有優點是因爲這些 日曰相/、有極佳的可製造性，有助於在提升剛性的同時時 低比重〜，並且其長成的晶體能具有非常微小的晶粒直後。 々-石英、頑輝石以及鎂橄欖石的生長、及含量比率是 =和的含量比率來決定。這三種晶相和三晶相的固 二二 =量比率則是由Mg0、siw 产現物於成長晶體其晶粒直徑及其表面㈣ ΐ錄系:：描述的，爲克服幾近接觸記綠系統和接觸 ;~必2h讀的密度，磁性資訊儲存媒體的表面 千π度必肩要比習知之磁性媒介改進。如人 ==水平之磁性媒介上來執行高密度的資二 •力作的# ’磁頭和磁性媒介表面之間的距離將會大到磁 .性汛號芡輸入輸出動作無法達成。如果要二 部 中 央 標 準 局 | 消 費 合 作 社 印 製 距離，磁頭將會與磁性媒介的拋射軌跡：:== 頭的損害。爲了要克服此幾近接觸記錄系統和 埃。較佳的是二=::(=，則是小於 /、表面粗糙（Ra)應在3到7埃，而並 面粗糙度（Rma_該是小於等於95埃 粗糙度（Ra)應該爲3到6埃， j疋，其表面 而八取大表面粗糙度（Rmax)則 五、發明説明（1〇 應該是小於等於90埃。 仔到具有如同本發明之高剛 區中，3-9埃）> 诂技a 门丁 t性（在貧料 會是重要因素二=基板，其晶粒直徑及晶粒形狀 定義之直徑範圍有比在申請專利範園中所 強度及表面粗糙度。的晶粒直徑均無法達到想要的 =:加kπ數目和磁軌密度以 :=::板:間熱膨脹係數的差異將會大二 一 ）達成。由於這個原因，已經發現到力"Λ c ；7；；^ " ^ ^ ^ ^ ^ 3 X ,；；： ：；： xi〇->c的範圍之中。 / c到50 曰依據本發明中之玻璃_陶资基板，上述之 里範圍已因下面的理由加以選擇。 77 常重要！成分：藉由加熱-底材玻璃，形成 俨石和叾英固洛體’頑輝石、頑輝石固溶體、鎂橄 覽Γ溶體晶體作爲主要結晶相。如果這種成 ^數^少於40%，於玻璃-陶究中生長之結晶相就會不 t ，且其織構（texture)會有變得太粗糙的傾向，然而 =匕成份的量超過60%，在炫化及形成底材玻璃時就會 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 :二：了要使此結晶相成長’熱處理的條件也同樣是 理 =的因素。此成份的-個較佳的範圍，其可加寬熱處 條件，馬 48,5-58.5%。 成

MgO是-非常重要的成分，藉由加熱―底材破璃，形 =-石英、石英固溶體，頑輝石、頭輝石固溶體、鎂梯 才見石和鎂橄欖石固溶體以作爲主要結晶相。如果此成分的 -13- 本纸張尺度賴t關家轉（CNS ) A4^m ( 210^297¾^ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 579370 A7 137 ____________ 五、發明説明（11 ) 含量少於10%，所獲得之玻璃-陶瓷的長成晶體將是不穩定 •的，而且它們的織構會太粗糙且其熔化性質也會劣化。如 果這種成分的含量超過20%，熔化性質和抗除去玻化 (devitrification)性則會降低。如Si〇2成分相同的理由，此 成分的較佳範圍是12-18%。 A 12〇3是一非常重要的成分，藉由加熱一底材破璃，形成 A -石英固溶體當做一主要的結晶相。如果其含量低於 10%，所得之玻璃-陶瓷中長成的晶體將不穩定並且其織構 將會太粗糖’然而倘若其含量超過2 0 %，溶化性質和抗去 玻化（devitrification)性則會降低。基於相同的理由，此成 分的較佳範圍是12-1 8%。 ?2〇5成份的功能有如一玻璃之孕核劑（nucleating agent)， 並且同樣地有著於模製時改進此底材玻璃之溶化性質以及 抗去玻化性等的效應。如果此成分的含量.低於〇·5%，此效 應將無法得到，然而如果這成分含量超過2·5%，抗去玻化 性就會降低。此成份一較佳的範圍是1 _2%。 B2〇3成份可有效地於熔化及形成底材玻璃時控制其黏 度。如果此成分的含量少於1 %，此效應將無法得到，然 而如果其含量超過4 %，其熔化.性質將會劣化，而所獲得 之玻璃-陶瓷的長成晶體也將是不穩定的，並且其織構也 會變成太粗糙。此成分的較佳範圍是1 -3 %。

Lip疋一非常重要的成分，藉由加熱一底材玻璃，形固 A -石英溶體作爲主要的結晶相並改良·此底材玻璃的熔化 性質。如果其含量低於〇·5% Γ將無獲得這些效果，然而如 果其含量超過4 %，此玻璃_陶瓷中長成之結晶相將不穩 -14 - 本纸張尺度適用巾賴家轉（CNS ) Α4規格（21Qx 297"^~y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁

、1Τ Μ ——____ D7 五、發明綱（12 ) ^ ~ ~ 足，而且他們的織構會變得太粗糙。其較佳的範圍 3 % 〇 成分Ca〇改良玻璃的熔化性質並防止長成的晶體變得太 粗糙。如果其含量低於0.5%，將無法得到這些效果，然而 如果其含量超過4%，也將無法獲得合適的晶體，而且此 玻璃-陶瓷中的長成晶體會變得太粗糙，而且化學·上的耐 久性也會劣化。這種成分較佳的範圍是1_3%。

Zr〇2和Ti〇2是非常重要的成分，其功能是作爲玻璃的孕 核W]，此外使成長之晶粒較細微，並改進其材料之機械強 度與化學上之耐久性也是有功效的。如果Zr02成分的含量 低於0·5%，而且η%成分的含量是2·5%的話，就不能得到 這些效應。如果Zr〇2成分含量超過5%，而且Ti〇2成分的 含量超過8 %，在熔化底材玻璃將發生因難，並且將產生 諸如ZrSi〇4的雜質且無法熔融，再者，抗去玻化性也將減 降。結果是，在結晶過程中產生不正常的晶粒成長。Ζγ〇2 成分較佳的範圍是丨—4%而Ti〇2較佳的範圍是弘75%。Zr〇2 和Ti〇2成分的總含里取好應不超過9 %。ζΓ〇2和Ti〇2成分的 總含數量一更佳的範圍是3-8%。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製

Sb2〇3及[或]AS2〇3成分可在溶化玻璃時當做精煉劑 (refining agent)加入使用。如果加入一或兩種這些成分至 2 %的總含量就足夠了。

Sn02、Mo03、CeO和Fe2〇3成分其總含量可加至5 %，用 作著色劑（coloring agent)，或是藉由對基板上色以改良基 板表面上偵測出缺陷的靈敏度’此外也改良了 L d激發雷 射其雷射的吸收特性。對於Mo03而言，如其量加至3 %就 -15- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 579370 A7 B7 五、發明説明-(13 ) 夠了。Sn〇2和M0O3成份很重要，在於它們於熱處·理之前 的破璃態對光具有穿透性（transmissivity)，且在結晶化處 理之後具有著色的性質。 爲根據本發明製造磁性資訊儲存媒體用之坡璃-陶堯基 板’具上述組成物之底材玻璃被熔化、受熱成形及[或]冷 卻成形、在650。〇至750〇C的溫度範’圍之下熱處理約一至十 二個小時來產生一晶核，以及更進一步地的是在75〇。^至 1050QC的溫度範圍之下作結晶化處理大約一到十二個小 時。 實例 現在將描述本發明的實例。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表1到6顯示的是根據本發明所製的磁性資訊儲存媒體用 I玻璃-陶瓷基.板組成物的實例（丨號至i 4號）以及三個比較 的例子，也就是比較例i號，先前技藝之化學回火鋁矽酸 鹽玻璃（曰本專利申請公開案號平8-48537)、比較例2號， Li2〇-Si〇2玻璃-陶瓷（日本專利申請公開案號平9_35234)、 和比較例3號，Si(VAl2〇rMgO-ZiiO-Ti〇2玻璃-陶瓷（日本 專利申請公開案號平9-7753 1}，一併顯示的是孕核溫度、 結晶溫度、結晶相，晶粒直徑、楊氏係數、比重、楊氏係 數（GPa)/比重、拋光後之表面粗糙度（Ra)、拋光後之表面 最大粗糙度（Rmax)，以及於_5〇〇c到+7〇。〇範圍内之敎膨脹 係數。石英固溶體是以石英ss」表示。各別成分 的含量是以重量百分率表示。 -16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格 210'乂297公缝） 579370 A7 137 五、發明説明（15 ) 表 例 實 2

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 — 士 K------\—, 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 結晶溫度（C ) 1000 800 900 * /?-石英ss /?-石英ss 石英ss 主要結晶相及晶粒直徑 0.1 U τη 0.1 U m 0 Λ μ m 頑輝石 頑輝石 頑輝石 0.05// m 0.05 β m 0.05 μ m 楊氏係數（GPa) 120 128 135 比重（g/cc) 2.65 2.65 2.67 .楊氏係數（GPa)/比重 45.3 48.3 50.6 轰面粗縫麿（又） 7 5 8 最大表面粗綠廣Γ A ) 76 61 84 熱膨脹係數 . (X 1(T7/°C) (-50°C to + 70°C) 43 48 45 -斗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公f ) 1· 康 579370 A7 B7 五、發明説明（16 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 表2 實例 4 5 6 Si02 52.2 56.0 41.0 MgO 12.0 13.0 16.0 ai2o3 16.0 15.0 20.0 P205 1.5 1.5 2.0 B2〇3 3.5 3.5 4.0 Li20 2.0 2.5 2.0 CaO 2.5 3.5 3.9 Zr02 1.5 1.0 2.5 Ti〇2 5.5 3.5 3.5 Sb203 0.3 0.5 0.2 As2〇3 - - - Sn02 1.5 - 4.9 Mo03 1:5 - - CeO - - - Fe〇03 一 舞 孕#蕰度rc) 700 650 670 結晶溫度（c) 1000 750 800 石英SS y?-石英SS 石英ss 主要結晶相及晶粒直徑 0Λ μ m 0.1 ju m 0.1 u m 頑輝石 頑輝石 頑輝石 0.05 ju m 0.05 ju m 0 .05// m 楊氏係數（GPa) 157 120 122 比重（g/cc) 2.71 2.50 2.53 楊氏係數（GPa)/比重 57.9 48.0 48.2 表面粗經麿) . 7 4 6 最大表面粗Μ彦（A) 68 48 59 熱膨脹係數 (X l〇-7/°C) (-50°C to + 70°C) 41 50 48 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • ，- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 579370

A B 五、發明説明（17 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表3 實例 7 8 9 Si02 51.4 46.1 49.0 MgO 11.0 18.0 19.0 Al2〇3 18.0 15.0 1 1.0 P2〇5 2.0 0.5 2.5 B 2 〇3 1.4 1.5 3.5 Li20 0.5 3.5 3.9 CaO 2.5 3.5 • 0.5 Zr02 0.5 1.0 4.7 Ti02 7.7 7.5 2.5 Sb203 0.01 0.01 0.1 As203 0.09 0.39 0.3 Sn02 - 1.5 1.5 Mo03 - 1.5 1.5 CeO 4.9 - - Fe〇03 細 一 細 孕忌蕰度（°C ) 690 710 730 結晶溫度（c ) 850 900 1000 卢-石英SS π-石英ss /?-石英ss 主要結晶相及晶粒直徑 0 Λ μ m 0Λ μ m 0.1 // m * ' 頑輝石 頑輝石 頑輝石 0.05 μ m 0.05 μ m 0 .05 μ m 楊氏係數（GPa) 128 130 140 比重（g/cc) 2.62 2.70 2.80 楊氏係數（GPa)/比重 48.9 48.1 50.0 轰面.袓經麿（ 7 7 9 ^ ， 最大表面粗経詹（A) 73 68 92 熱膨脹係數 (X l〇-7/°C) (-50°C to + 70°C) 47 45 37 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) -幻- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297'公釐） 五、發明説明（18 ) A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 表4 實例 10 11 12 Si02 59.7 56.8 60.0 MgO 13.0 14.0 10.5 αι203 12.0 14.0 16.0 P205 1.0 1.0 1.0 B2〇3 2.5 2.0 1.0 Li20 1.0 1.0 0.7 CaO 0.5 1.0 1.0 Zr〇2 3.0 0.5 3.5 Ti〇2 4.0 4.5 6.0 Sb2〇3 0.3 0.3 0.3 As203 .- - - Sn02 - - - M0O3 3.0 - - CeO - - - Fe〇03 • 4.9 嫌 孕忌蕰度（°C ) 7 50 650 680 · 結晶溫度（c) 950 980 1050 石英SS 石英SS 石英ss 主要結晶相及晶粒直徑 0 Λ μ m 0Λ μ m 0 · 1 # m 頑輝石 頑輝石 頑輝石 0.05 μ m 0.05 μ m 0.05 u m 楊氏係數（GPa) 141 135 148 比重（g/cc) 2.81 2.78 2.90 楊氏係數（GPa)/比重 50.2 48.6 48.6 表面粗糙唐r h 7 8 9 最大表面粗縫麿ί A ) 68 84 98 熱膨脹係數 (X l〇-7/°C) (-50°C to + 70°C) 41 39 38 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

、1T -1D - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 579370 A7 137 五、發明説明（19 ) 5 表 例 實

----Γ.--Γ.——--r, 一了 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁

、1T 經濟部中央標隼局貝工消f合作社印製 結晶溫度（C ) 900 850 石英ss 冷-石英ss 主要結晶相及晶粒直徑 0Λ β m 0· 1 # m 頑輝石 鎂橄欖石 0.05 a m 0.05// m 楊氏係數（GPa) 128 125 比重（g/cc) 2.75 2.58 楊氏係數（GPa)/比重 46.5 48.4 表面粗綠慶（A ) 5 6 最大表面袓Μ廣（A) 61 59 熱膨脹係數 (X l〇-7/°C) (-50°C to+70°C) 40 48 -2：| - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 泉 579370 A7 137 五、發明説明（2〇 ) 表6 比較例 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 1 2 3 Si02 62.0 78.5 43.0 MgO - - - Al2〇3 16.0 4.4 26.8 P2〇5 - 2.0 - ZnO - - 23.0 Li20 7.0 12.5 - 其他鹼性成份 Na20 9.0 K20 丨 2·8 Κ20 2.4 Zr02 4.0 - - Ti02 - - - Sb203 0.5 0.2 - As203 - - - Sn02 - - - Mo03 - - - CeO - - - 其他成份 Ga，C^ 4.8 孕核溫度（°C ) - 450 800 結晶溫度（c) 一 850 950 - 鋰二 -碎酸鹽尖晶石晶體 主要結晶相及晶粒直徑 0.10/^ m 0.10// m - a ^白石夕石 - - 0.30 # m - 楊氏係數（GPa) 82 92 110.5 比重（g/cc) 2.54 2.51 3.24 楊氏係數（GPa)/比重 32.3 36.0 34.1 轰面妞糙唐（h 8 11 65 最大表面粗Μ膚（A) 86 140 679 熱膨脹係數 (X l〇-7/°C) (-50°C to+7〇°C) 70 61 53 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29<7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

579370 經漭部中央標準局員工消費合作社印製 kl B7 五、發明説明（14 ) 爲製造上述實例中之玻璃-陶瓷基板，包括氧化物，碳 酸鹽和氮酸鹽類的材料被混合，並於一傳統的溶化裝置在 大约1350°C至1450CC的溫皮範内熔化。熔化的玻璃被擾掉 均勻，然後成形爲碟狀並且退火以提供成形之破璃。然 後，此成形之玻璃在650°C至750°C的溫度之下受熱處理大 约一到十二個小時，以產生晶核，然後受到75〇c>c至 l〇50°C溫度範圍内的進一步的結晶化熱處理約一到十二個 小時，以產生合適的玻璃-陶瓷。然後，此玻璃-陶竞與平 均粒徑5至3 0 // m之研磨晶粒一起研磨約Γ〇到6 〇分鐘，接 著以平均粒徑0.5 # m到2 " m鈽氧化物做最後拋光處理約3 〇 到ό 0分鐘。 如表1至6中所示，本發明的玻璃-陶瓷與先前技藝之化 學回火鋁矽酸鹽、LLO-SiO2玻璃-陶瓷和Si(VAl2CVMg〇-ZnO-Ti〇2玻璃-陶瓷;等巾較例之不同是在於其主要的結晶 相。當考慮.杨氏係數和比重時，本發明的玻璃-陶资比用 铭石夕酸鹽之化學回火玻璃及Li2〇-Si02玻璃-陶瓷具較高的 剛性或較低的比重。比較例3號的Si02-Al2〇3-Mg0-Zn0_ Τι〇2破璃-陶瓷’其具有相對較高之剛性及低比重，因爲 太硬式以致於無法獲得合適的表面粗糙度。相反地，本發 明的玻璃-陶瓷具極佳之可製造性及合適平滑度。再者， 本發明的玻璃-陶瓷不含像是非等方性晶體等的缺陷，外 來物質和雜質，並且具有一細腻且均質之織構以及足夠之 化车耐久性以抵抗含化學物質或水份之水洗或侵蚀過程。 * _3細 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

579370 A7 1Π 五、發明説明（21 如上面所述，根據本發明，係楹仳 ^ 』你徒供了一磁性訊息儲存媒 組用之玻瑀-陶瓷基板，其除去先前技藝材料的缺點，並 具有極佳之熔化性質、抗去玻化性及可製造性，此外並具 足以克服具南記綠密度之接觸記綠，也具有高楊氏係數和 低比重之特性，以能夠適當地克服以高速旋轉驅動之嗞 碟。根據本發明，同時也提供了製造此坡璃_陶資，以· 具一層形於此玻璃-陶瓷上之磁性媒體薄膜的磁性資訊倚 存磁碟的方法。 = (請先閱讀背面之注意事項、再填芎本頁) -''ll _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、東-------r! 24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 579370 第87120323號專利申請案 申請專利範圍修正本(9〇年

   六、申請專利範圍 A8 '1 ό4ιχ.

   1· 一種磁性資訊儲存媒體用之高剛性玻璃_陶瓷基板，其 具有之楊氏係數對比重的比率為一自37到63的範圍: 包含之Al2〇3範圍自1〇重量％到小於20重量％，並具有一個 王要的結晶相，係由一或多種結晶體所組成，此結晶體 選自由/3 -石英、点-石英固溶體、頑輝石、頑輝石固溶 體、鎂橄欖石和鎂橄欖石固溶體所組成的群組，其中該 各別之主要結晶相的晶粒直徑是〇 〇5 # 111到〇 3〇 “㈤的範 圍内。 2·如申請專利範圍第1項之高剛性玻璃-陶瓷基板，其中不 含 Na20、K20及Pb〇。 3 ·如申請專利範圍第丨或2項之高剛性玻璃-陶瓷基板，其中 在-50°C到+70。〇的溫度範圍下之熱膨脹係數是3〇>< 1〇_7/〇c 對50X 1(T7/°C的範圍内。 4·如申請專利範圍第1或2項之高剛性玻璃-陶瓷基板，其 中於拋光程序後之基板表面其表面粗韃度（Ra)是3到9 埃’而取大表面粗糙度（Rmax)是小於或等於1 〇〇埃。 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 5·如申請專利範圍第1或2項之高剛性玻璃-陶资基板，其 是以熱處理一底材玻璃來提供，此底材玻璃具有一以氧 化物組成為基準所表示之組合物，其氧化物構成之重量 百分率為： Si02 40-60% MgO 10-20% ai2o3 10-小於20% P205 0.5-2.5% (请先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 本紙浪尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 579370 六、申請專利乾圍 B2〇3 Li20 CaO Zr02 Ti〇2 Sb203 As2〇3 Sn02 M0O3 CeO Fe203 6. 一 A8 B8 C8 D8

   1- 4% 0.5- 4% 0·5- 40/〇 0.5- 5% 2.5-8% 0-01- 0.5% 〇- 0.5% 0- 5% 0- 3% 0- 5% 0- 5% 種製造如申請專利範圍第5項之磁性資訊儲存媒體用 尚剛性玻璃-陶資:基板的方法，包含以下步驟：溶化該 底材玻璃、模製熔融玻璃成一預定之形狀，退火處理該 成形之玻璃’然後在650。(：至750。(：的孕核溫度範圍，以 及在75〇cC至1〇5〇π的結晶溫度範圍之下熱處理該玻璃。 7· —種磁性資訊儲存磁碟，其具有一層形成在如申請專利 範圍1至5項中任一項之高剛性玻璃·陶瓷基板之上的薄 膜0 iw mm···* ttasw· imh····· w···· 广请先閱讀背面之泣意事項存填寫冬覓) ir 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4说格（210X297公釐）