JP2000344549A - ガラス基板強化処理方法 - Google Patents
ガラス基板強化処理方法Info
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- JP2000344549A JP2000344549A JP11157209A JP15720999A JP2000344549A JP 2000344549 A JP2000344549 A JP 2000344549A JP 11157209 A JP11157209 A JP 11157209A JP 15720999 A JP15720999 A JP 15720999A JP 2000344549 A JP2000344549 A JP 2000344549A
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- substrate
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強化処理後のガラス基板の反りを可及的に小
さくする。 【解決手段】 ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液
中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、
ガラス基板の歪み点温度よりも低い所定の温度範囲でガ
ラス基板を再加熱する。この場合、上記温度範囲は、ガ
ラス基板の歪み点温度以下１５０℃〜２００℃の温度範
囲とする。
さくする。 【解決手段】 ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液
中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、
ガラス基板の歪み点温度よりも低い所定の温度範囲でガ
ラス基板を再加熱する。この場合、上記温度範囲は、ガ
ラス基板の歪み点温度以下１５０℃〜２００℃の温度範
囲とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス基板を化学強
化処理する方法の改良に関する。
化処理する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の情
報記録媒体用基板として、従来のアルミ基板に代えて、
平滑性と耐久性に優れたガラス基板が注目されている。
このうち、化学強化ガラス基板では、ガラス基板を３８
０℃〜５００℃程度の硝酸塩等の溶融塩溶液中に浸し
て、イオン交換法によって基板表面の強度向上を図って
いる。この場合の基板温度の経時変化の一例を図３に示
す。
報記録媒体用基板として、従来のアルミ基板に代えて、
平滑性と耐久性に優れたガラス基板が注目されている。
このうち、化学強化ガラス基板では、ガラス基板を３８
０℃〜５００℃程度の硝酸塩等の溶融塩溶液中に浸し
て、イオン交換法によって基板表面の強度向上を図って
いる。この場合の基板温度の経時変化の一例を図３に示
す。
【０００３】図３において、ガラス基板は溶融塩溶液に
浸漬するのに先だって、温度の急上昇による破壊を防止
するために予め加熱炉中で溶融塩溶液の温度Ｔ1（Ｔ1＝
基板の歪み点温度以下５０℃〜１００℃の温度範囲）近
くまで時間（ｔ1＝１０分〜６０分）をかけて徐々に温
度上昇させられ、加熱炉から取り出された後（ｔ2＝１
分〜２分）、溶液槽内へ所定時間（ｔ3＝１５分〜５時
間）浸漬されてイオン交換による基板強化がなされる
(低温イオン交換法）。強化後のガラス基板は溶液槽か
ら取り出されて大気中で放冷される（ｔ4＝１０分）。
なお、歪み点温度とは、ガラスでは粘度が４×１０14ポ
アズのときの温度を言い、この温度では粘性流動が事実
上起こり得ないので、これ以上の温度ではガラス中の歪
みを除去できないとされる温度である。
浸漬するのに先だって、温度の急上昇による破壊を防止
するために予め加熱炉中で溶融塩溶液の温度Ｔ1（Ｔ1＝
基板の歪み点温度以下５０℃〜１００℃の温度範囲）近
くまで時間（ｔ1＝１０分〜６０分）をかけて徐々に温
度上昇させられ、加熱炉から取り出された後（ｔ2＝１
分〜２分）、溶液槽内へ所定時間（ｔ3＝１５分〜５時
間）浸漬されてイオン交換による基板強化がなされる
(低温イオン交換法）。強化後のガラス基板は溶液槽か
ら取り出されて大気中で放冷される（ｔ4＝１０分）。
なお、歪み点温度とは、ガラスでは粘度が４×１０14ポ
アズのときの温度を言い、この温度では粘性流動が事実
上起こり得ないので、これ以上の温度ではガラス中の歪
みを除去できないとされる温度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の処
理方法では、強化処理後のガラス基板に反りを生じるこ
とが問題となっていた。すなわち、図４にはガラス基板
Ｓの表面の等高線図を示し、図４（Ａ）は強化処理前の
もの、図４（Ｂ）は強化処理後のものである。これから
明らかなように、強化処理を行うとその後の冷却時に、
ガラス基板Ｓの内周部は外周部に比して放熱が悪いため
両部で温度差を生じ、その熱収縮差によってガラス基板
Ｓに同心円状の反りを生じる。これは、生産効率向上の
ために多数のガラス基板を垂直姿勢で近接して並べた保
持具を使用して上記強化処理を行う場合に甚だしく、例
えば３．５インチ用ガラス基板で、強化処理前の２μｍ
程度の反りに比して、強化処理後は６〜１０μｍ程度の
反りを生じることがあり、ＨＤＤにおける記録再生ヘッ
ドの浮上量を２５ｎｍ程度で安定的に保証するために
は、ガラス基板の反りを５μｍ以下に抑える必要があ
る。なお、従来、ガラスにおいては、歪み点温度以下で
の歪みは殆ど無視できると考えられていたが、薄く比較
的大きな面積のガラス基板では化学強化処理の有無にか
かわらず、わずかな面内温度差があっても反りを生じる
のである。
理方法では、強化処理後のガラス基板に反りを生じるこ
とが問題となっていた。すなわち、図４にはガラス基板
Ｓの表面の等高線図を示し、図４（Ａ）は強化処理前の
もの、図４（Ｂ）は強化処理後のものである。これから
明らかなように、強化処理を行うとその後の冷却時に、
ガラス基板Ｓの内周部は外周部に比して放熱が悪いため
両部で温度差を生じ、その熱収縮差によってガラス基板
Ｓに同心円状の反りを生じる。これは、生産効率向上の
ために多数のガラス基板を垂直姿勢で近接して並べた保
持具を使用して上記強化処理を行う場合に甚だしく、例
えば３．５インチ用ガラス基板で、強化処理前の２μｍ
程度の反りに比して、強化処理後は６〜１０μｍ程度の
反りを生じることがあり、ＨＤＤにおける記録再生ヘッ
ドの浮上量を２５ｎｍ程度で安定的に保証するために
は、ガラス基板の反りを５μｍ以下に抑える必要があ
る。なお、従来、ガラスにおいては、歪み点温度以下で
の歪みは殆ど無視できると考えられていたが、薄く比較
的大きな面積のガラス基板では化学強化処理の有無にか
かわらず、わずかな面内温度差があっても反りを生じる
のである。
【０００５】そこで、本発明はこのような要請に鑑みた
もので、強化処理後のガラス基板の反りを可及的に小さ
くできるガラス基板強化処理方法を提供することを目的
とする。
もので、強化処理後のガラス基板の反りを可及的に小さ
くできるガラス基板強化処理方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の方法では、ガラス基板を所定温度以上の溶
融塩溶液中に浸漬してイオン交換による基板強化を行な
った後、ガラス基板の歪み点温度よりも低い所定の温度
範囲でガラス基板を再加熱することを特徴としている。
この場合、上記所定の温度範囲は、ガラス基板の歪み点
温度以下１５０℃〜２００℃の温度範囲とすることが望
ましい。
に、本発明の方法では、ガラス基板を所定温度以上の溶
融塩溶液中に浸漬してイオン交換による基板強化を行な
った後、ガラス基板の歪み点温度よりも低い所定の温度
範囲でガラス基板を再加熱することを特徴としている。
この場合、上記所定の温度範囲は、ガラス基板の歪み点
温度以下１５０℃〜２００℃の温度範囲とすることが望
ましい。
【０００７】本発明の方法において、ガラス基板を上記
温度範囲内で再加熱すると、強化処理後の放冷時に生じ
た反りが解消されるとともに、再加熱後の放冷時に新た
な反りが生じることもなく、この結果、強化処理後のガ
ラス基板の反りを最も小さくすることができる。
温度範囲内で再加熱すると、強化処理後の放冷時に生じ
た反りが解消されるとともに、再加熱後の放冷時に新た
な反りが生じることもなく、この結果、強化処理後のガ
ラス基板の反りを最も小さくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１には本発明の処理方法におけ
る基板温度の経時変化を示す。ガラス基板は溶融塩溶液
に浸漬するのに先だって、温度の急上昇による破壊を防
止するために、従来と同様に、予め加熱炉中で溶融塩溶
液の温度Ｔ1（Ｔ1＝基板の歪み点温度以下５０℃〜１０
０℃の温度範囲）近くまで時間（ｔ1＝１０分〜６０
分）をかけて徐々に温度上昇させられ、加熱炉から取り
出された後（ｔ2＝１分〜２分）、溶液槽内へ所定時間
（ｔ3＝１５分〜５時間）浸漬されて温度Ｔ1にてイオン
交換による基板強化がなされる(低温イオン交換法）。
る基板温度の経時変化を示す。ガラス基板は溶融塩溶液
に浸漬するのに先だって、温度の急上昇による破壊を防
止するために、従来と同様に、予め加熱炉中で溶融塩溶
液の温度Ｔ1（Ｔ1＝基板の歪み点温度以下５０℃〜１０
０℃の温度範囲）近くまで時間（ｔ1＝１０分〜６０
分）をかけて徐々に温度上昇させられ、加熱炉から取り
出された後（ｔ2＝１分〜２分）、溶液槽内へ所定時間
（ｔ3＝１５分〜５時間）浸漬されて温度Ｔ1にてイオン
交換による基板強化がなされる(低温イオン交換法）。
【０００９】溶液槽から取り出された後、時間ｔ5（ｔ5
＝５分）をかけてほぼ２００℃まで大気中で放冷した後
に、ガラス基板は再び加熱炉に入れられて温度Ｔ2（Ｔ2
＝基板の歪み点温度以下１５０℃〜２００℃の温度範
囲）で所定時間（ｔ6＝１０分）だけ再加熱される。そ
の後、ガラス基板は加熱炉から取り出されて大気中で放
冷される（ｔ4＝１０分）。
＝５分）をかけてほぼ２００℃まで大気中で放冷した後
に、ガラス基板は再び加熱炉に入れられて温度Ｔ2（Ｔ2
＝基板の歪み点温度以下１５０℃〜２００℃の温度範
囲）で所定時間（ｔ6＝１０分）だけ再加熱される。そ
の後、ガラス基板は加熱炉から取り出されて大気中で放
冷される（ｔ4＝１０分）。
【００１０】このように、強化処理後のガラス基板を加
熱炉で上記温度Ｔ2で再加熱することにより、図２に示
すように、ガラス基板の反りは強化処理前の２μｍ程度
にまで小さくなる。この場合、図２から明らかなよう
に、上記温度Ｔ2を基板の歪み点温度以下２００℃より
も低くすると、温度Ｔ2が低くなるほど強化処理後の放
冷時（ｔ5）に生じる反りが解消されないことにより、
基板の反りは大きくなる。また、上記温度Ｔ2を基板の
歪み点温度以下１５０℃よりも高くすると、再加熱後の
大気放冷時（ｔ4）に新たな反りを生じることにより、
温度Ｔ2が高くなるにつれて基板の反りはやはり大きく
なる。結局、温度Ｔ2を基板の歪み点温度以下１５０℃
〜２００℃の温度範囲で選ぶことにより、ガラス基板の
反りを最も小さくすることができる。
熱炉で上記温度Ｔ2で再加熱することにより、図２に示
すように、ガラス基板の反りは強化処理前の２μｍ程度
にまで小さくなる。この場合、図２から明らかなよう
に、上記温度Ｔ2を基板の歪み点温度以下２００℃より
も低くすると、温度Ｔ2が低くなるほど強化処理後の放
冷時（ｔ5）に生じる反りが解消されないことにより、
基板の反りは大きくなる。また、上記温度Ｔ2を基板の
歪み点温度以下１５０℃よりも高くすると、再加熱後の
大気放冷時（ｔ4）に新たな反りを生じることにより、
温度Ｔ2が高くなるにつれて基板の反りはやはり大きく
なる。結局、温度Ｔ2を基板の歪み点温度以下１５０℃
〜２００℃の温度範囲で選ぶことにより、ガラス基板の
反りを最も小さくすることができる。
【００１１】なお、ガラス基板の反りを最も小さくでき
る温度Ｔ2の範囲は５０℃程度もあるから(図２参照）、
加熱炉内における、ある程度の温度分布のムラは許さ
れ、加熱炉の温度制御を簡易なものとすることができ
る。また、再加熱時間（ｔ6）は１０分程度であるか
ら、全体の処理時間も従来と比してそれほど長くなるこ
とはない。
る温度Ｔ2の範囲は５０℃程度もあるから(図２参照）、
加熱炉内における、ある程度の温度分布のムラは許さ
れ、加熱炉の温度制御を簡易なものとすることができ
る。また、再加熱時間（ｔ6）は１０分程度であるか
ら、全体の処理時間も従来と比してそれほど長くなるこ
とはない。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、本発明のガラス基板強化
処理方法によれば、強化処理後のガラス基板の反りを可
及的に小さくすることができるから、ＨＤＤ（ハードデ
ィスクドライブ）の情報記録媒体用基板として使用した
場合に記録再生ヘッドの浮上量を安定的に保証すること
ができる。
処理方法によれば、強化処理後のガラス基板の反りを可
及的に小さくすることができるから、ＨＤＤ（ハードデ
ィスクドライブ）の情報記録媒体用基板として使用した
場合に記録再生ヘッドの浮上量を安定的に保証すること
ができる。
【図１】本発明の処理方法における、ガラス基板温度の
経時変化を示す図である。
経時変化を示す図である。
【図２】再加熱温度とガラス基板の反りの関係を示す図
である。
である。
【図３】従来の処理方法における、ガラス基板温度の経
時変化を示す図である。
時変化を示す図である。
【図４】ガラス基板の反りを示す等高線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス基板を所定温度以上の溶融塩溶液
中に浸漬してイオン交換による基板強化を行なった後、
前記ガラス基板の歪み点温度よりも低い所定の温度範囲
で前記ガラス基板を再加熱することを特徴とするガラス
基板強化方法。 - 【請求項２】 前記温度範囲は、前記歪み点温度以下１
５０℃〜２００℃の温度範囲である請求項１に記載のガ
ラス基板強化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157209A JP2000344549A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157209A JP2000344549A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000344549A true JP2000344549A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15644606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157209A Pending JP2000344549A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | ガラス基板強化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000344549A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8413464B2 (en) | 2006-09-29 | 2013-04-09 | Hoya Corporation | Method for producing glass substrate for magnetic disk and method for producing magnetic disk |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157209A patent/JP2000344549A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8413464B2 (en) | 2006-09-29 | 2013-04-09 | Hoya Corporation | Method for producing glass substrate for magnetic disk and method for producing magnetic disk |
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