JPH01304174A - 研磨液及びハードディスク用基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、磁気ディスク等のハードディスク用基板表面
を研磨する際に使用する研磨液に関するものであり、さ
らにはその研磨液を用いたハードディスク用基板の研磨
方法に関するものである。

〔発明の概要］ 本発明は、焼結砥粒を主体とする研磨材が溶媒中に分散
されてなる研磨液において、上記焼結砥粒に破砕砥粒を
所定量添加することにより、大きな表面粗度が得られる
研磨液を提供しようとするものである。

また本発明は、前述の焼結砥粒と破砕砥粒とからなる研
磨材が溶媒中に分散された研磨液を使用してハードディ
スク用のセラミックス基板表面を研磨することにより、
ハードディスク用基板に必要な表面粗度を得ようとする
ものである。

〔従来の技術］ 例えば、コンピュータ等の記憶媒体としては、ランダム
アクセスが可能な円盤状の磁気ディスクが広く用いられ
ており、なかでも応答性に優れること、記憶容量が多い
こと等から、ハードディスク用基板にセラミックス板や
ガラス板あるいは表面がアルマイト処理されたＡ１合金
等の硬質材料を用いた磁気ディスクが使用されるように
なっている。

上記磁気ディスクは、例えばハードディスク用基板等の
上に記録再生に関与する磁性層と該磁性層を保護する保
護膜層及び走行性の向上を図る潤滑剤層等が順次積層形
成されたもので、円周方向に高速で回転して同心円状の
多数のトラックに情報の記録再生を行うものである。

ところで、このような磁気ディスクにあっては、磁性層
形成前のハードディスク用基板の表面が微細な凹凸を有
していることが必要とされる。すなわち上記微細な凹凸
は、磁気ディスクの走行性や耐久性又は出力に大きく関
与し、さらには基板上に被膜される磁性層の付着力の向
上にも関与するものであるからである。

この微細な凹凸を形成する手法としては、例えば研磨加
工の一種であるポリシング加工が挙げられる。上記ボリ
シング加工は、研磨用の研磨材を水又はオイル等で混合
して液化させたスラリー状砥粒、すなわち研磨液を平坦
な面を有する定盤と被加工物の間に供給し、加工圧力を
加えながら定盤の回転運動を利用して研磨材の切刃で被
加工物から必要量の取り代を取り除き、定盤の持つ平面
度を転写する加工方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記ハードディスク用ｙ＆阪表面のボリシン
グ加工において使用される研＋９１は、例えば直径０．
２〜０．３ミクロン程度の細かい酸化アルミナの粒を焼
結した焼結砥粒を研磨材に用い、これに水又はオイル、
分散剤、界面活性剤等を混合してスラリー状としたもの
を使用している。

ところが、上記ハードディスク用基板においては、耐久
性や出力の観点からある一定の値（例えば、中心線平均
粗さＲａ＝３５人程度）の表面粗度が要求されるが、市
販される焼結砥粒（ポリシング液）ではその値を満足さ
せるには非常に難しい。すなわち、上記焼結砥粒は細か
い酸化アルミナの粒の固まりであるためにその強度は余
り強くなく、ポリシング加工時にその砥粒が砕け、実際
に加工に関与する粒径は小となってしまう。このため上
記焼結砥粒のみでは、ハードディスク用基板に必要な表
面粗度を得ることができない。

そこで、上記焼結砥粒の粒径を大きくしてその表面粗度
を大とすることも考えられるが、表面粗度は、第３図に
示すようにある程度砥粒径に比例して大きくなるが、前
述のように実際に加工に関与する粒径は小さくなるため
にその表面粗度には限界がある。特に、表面が硬い酸化
物からなるセラミックス基板やガラス板あるいはアルマ
イト処理が施されたＡ２合金基板等にあっては顕著であ
る。このため従来は、上記ハードディスク用基板に必要
な表面粗度を得るために、さらにその基板表面に対して
テクスチャリング加工等が施されている。したがって、
ハードディスク用基板表面の研磨加工は二工程かかるた
めにコストアップとなっている。

他方、焼結砥粒の粒径が大きくなるとポリシング加工中
に砥粒が沈降し易くなる。このため、ハードディスク用
基板表面を両面研磨する場合には、その基板両面に供給
される焼結砥粒の粒径にばらつきを生じ、これによりそ
の表面粗度にばらつきを生ずることになる０例えばその
ハードディスク用基板の下面側の中心線平均粗さは、上
面側の中心線平均粗さの約１．５〜２倍の表面粗度にも
なる。このため、得られる磁気ディスクはスペーシング
ロス等を生じその性能に差が生じ、信頼性の高い磁気デ
ィスクを提供することができない。

そこで本発明は、上述のような従来の問題に鑑みて提案
されたものであって、大きな表面粗度が得られる研磨液
を提供することを目的とするものである。また、本発明
は砥粒の沈降を防止する研ｍン夜を提イ共することを目
的とするものである。

さらに本発明は、ハードディスク用基板に必要な表面粗
度が得られるハードディスク用基板の研磨方法を提供す
ることを目的とするものである。

また、本発明は基板両面の表面粗度を均一にするハード
ディスク用基板の研磨方法を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の目的を達成せんものと長期間に亘
り研究を重ねた結果、大きな表面粗度を得るのに焼結砥
粒の粒径より大径の破砕砥粒が有効であり、沈降防止に
ポリビニルアルコールが有効であるとの知見を得て本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明の研磨液は、焼結砥粒を主体とする研
磨材が溶媒中に分散されてなる研磨液において、前記焼
結砥粒１００重景重量対して１〜３０重量部の破砕砥粒
が添加されていることを特徴とするものである。

さらに本発明の研磨液は、上記破砕砥粒の粒径が焼結砥
粒の粒径よりも大であることを特徴とするものである。

さらに本発明の研磨液は、前記研磨液に沈降防止剤であ
るポリビニルアルコールが添加されたことを特徴とする
ものである。

また本発明のハードディスク用基板の研磨方法は、ハー
ドディスク用のセラミックス基板表面を研磨するに際し
、焼結砥粒１００重量部と破砕砥粒１〜３０重量部とか
らなる研磨材が溶媒中に分散された研Ｉｇ液を使用する
ことを特徴とするものである。

また本発明のハードディスク用基板の研磨方法は、ハー
ドディスク用のセラミックス基板表面を両面研磨するに
際し、焼結砥粒１００重量部と破砕砥粒１〜３０重量部
とからなる研磨材及び沈降防止剤であるポリビニルアル
コールが溶媒中に分散された研磨液を使用することを特
徴とするものである。

上記破砕砥粒は、例えばアルミナ質研削材又は炭化珪素
質研削材を粉砕機等により粉砕した後整粒したもので、
細かい粒の固まりである焼結砥粒とは異なり、いわゆる
粒子単体のものである。このため、上記破砕砥粒は強度
的に強く、研磨加工を施してもその粒子が砕ける虞れが
ない。

またその破砕砥粒の割合は、前記焼結砥粒１００重量部
に対して１〜３０重量部とすることが好ましい。すなわ
ち、上記破砕砥粒が１重量部以下であると、大きな表面
粗度を必要とするハードディスク用基板の研磨に対して
はその破砕砥粒の添加量が不足し、所望の表面粗度を得
ることができない。他方、その破砕砥粒を３０重量部以
上添加しても、基板の表面粗度はその添加量に比して大
きくならないためこれ以上添加しても無意味である。

また上記破砕砥粒の粒径は、前記焼結砥粒の粒径よりも
大であることが好ましく、さらにはその粒度（番手）を
小さくすることが好ましい。すなわち、上記破砕砥粒の
粒径が焼結砥粒の粒径と同じ或いは小さいと、やはり大
きな表面粗度が得られない。なお研磨加工を施す際は、
被加工物に必要な表面粗度に応じて、その粒径及び粒度
を適宜選択すればよい。

かかる破砕砥粒としては、アルミナ質系の破砕砥粒１例
えば高裁工業社製のハイランプ、ホワイト・ハイランプ
、タカミジン等が挙げられ、また炭化珪素質系の破砕砥
粒、同じく高裁工業社製のブラック・ハイラップ、グリ
ーン・ハイラップ等が挙げられる。上記ハイラップは、
熔融アルミナ質研削材でチタン、シリカ等を少量含有し
た暗褐色結晶で最も靭性が高く最も広く利用されている
研磨材である。ホワイト・ハイラップは、純度の極めて
高い熔融アルミナ質研削材で白色結晶であり、Ａ研磨材
（ＪＩＳ　　Ｒ６２１０−１９５８）に比して硬度が高
いが若干脆さを持った研磨材である、また、タカミジン
は、酸化アルミナを１３００°Ｃ以上の高温で焼成後粉
砕微粒子となし整粒した乳白色の粒形の良い研磨材であ
り、硬度は熔融アルミナ質研削材より軟らかく粒子径が
平均２゜５ミクロンで最も小さい粒子である。上記ブラ
ンク・ハイラップは、黒色の結晶をした研削材で熔融ア
ルミナ質研削材より硬度が高いが脆さがあり、例えば石
材、硝子、陶磁器等の非金属の研磨に好適な研磨材であ
る。またグリーン・ハイラップは、純度が極めて高い炭
化珪素質研削材で緑色結晶であり、Ｃ研磨材（ＪＩＳ　
　Ｒ６２１０−１９５８）に比して硬度が貰＜脆＜且つ
熱伝導度のよい研磨材である。

上記ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、研磨液に完全
に溶解し分散するもので、研磨液としての性能を害せず
又研磨装置等にも悪影響を及ぼすことなく研磨材の沈降
を防止するものである。このため、特に大きな表面粗度
を必要とするハードディスク用基板の表面を研磨するに
は好適である。

すなわち、大きな表面粗度を得るためには、破砕砥粒の
粒径を焼結砥粒の粒径よりも大としているため、特にそ
の破砕砥粒は下定盤側に沈降し易くなっている。したが
って、その研磨液に沈降防止材であるポリビニルアルコ
ールを添加すれば、砥粒の沈降が防止されこれにより基
板両面の表面粗度に差が生ずることがなくなる。また、
上記ポリビニルアルコールは安価であるので、コスト的
にも満足でき安価な研磨液を掃供できる。

なお、沈降防止剤として前述のポリビニルアルコールの
他に、例えば水溶性の高分子剤等も使用可能である。

他方、溶媒としては水又はオイル、分ｌｉｔ剤、界面活
性剤等が挙げられる。なお、分散剤及び界面活性剤は必
要に応じて適宜使用すればよい。

また、前記焼結砥粒を主体とする研磨材を溶媒中に分散
した研磨液は、市販されているものを使用する。これは
、研磨液として必要特性を生かすためと、添加する破砕
砥粒の懸濁性を良くするためである。

前記ハードディスク用基板としては、セラミックス基板
が使用される。なお、セラミックス基板には、表面研磨
が施される面が酸化物であるセラミックス単体からなる
セラミックス板、ガラス板。

アルマイト処理が施されたＡ４２合金板等が使用される
。

［作用］ 本発明の研磨液によれば、焼結砥粒を主体とする研磨材
に所定量の破砕砥粒を添加しているので、研磨加工時に
砥粒が砕けることがない。これにより、砥粒径が確保さ
れるため大きな表面粗度が得られる。また、上記破砕砥
粒の粒径を焼結砥粒の粒径より大とすることで、やはり
大きな表面粗度が得られる。さらに、これら研磨材にポ
リビニルアルコールを添加することで、砥粒の沈降が防
止される。

かかる研磨液を使用してハードディスク用のセラミック
ス基板表面を研磨すると、ハードディスク用基板に必要
な大きな表面粗度が得られるとともにその基板両面の表
面粗度は均一となる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。

先ず、本発明にかかる研磨液を使用してハードディスク
用基板を研磨する研磨装置について説明する。

上記研磨装置は、第１図に示すように、ハードディスク
用基板（１）を上下方向から挟み込むように配設される
下定盤（２）及び上定盤（３）を主たる構成とするもの
である。これら下定盤（２）及び上定盤（３）は、ハー
ドディスク用基板（１）と接する面が平坦な面を有した
円盤状のもので、互いに反対方向に回転するようになっ
ている。その定盤のうち上定盤（３）は、上下動可能と
なっており前記ハードディスク用基板（１）に所定の加
工圧力を与えるようになっている。また、その下定盤（
２）と上定盤（３）との間には、上記ハードディスク用
基板（１）を保持するためのキャリア（４）が配設され
、ここに上記ハードディスク用基板（１）が保持される
。上記キャリア（４）は、装置本体に設けられた太陽ギ
アとインターナルギア（いずれも図示は省略する。）に
よって前記下定盤（２）と同一方向に公転しながら自転
するようになっている。また、前記下定盤（２）と上定
盤（３）には、それぞれポリシングバッド、すなわち不
織布（５）　、　（６）が貼り付けられており、この不
織布（５）、（６）が研磨液を保持し前記ハードディス
ク用基板（１）に接触する。

なお、上記上定盤（３）及び該上定盤（３）に貼り付け
られた不織布（６）には、研ＵＷＸをハードディスク用
基板（１）に供給するための研磨液供給孔（３ａ）　。

（６ａ）が穿設され、この供給孔（３ａ）　、　（６ａ
）を通してボリシンダ液が供給されるようになっている
。

上記研磨装置を用いてハードディスク用基板を研磨する
には、先ず、ハードディスク用基板（１）をキャリア（
４）に複数枚保持させ、前記上定盤（３）を下降させて
該上定盤（３）と下定盤（２）とでハードディスク用基
板（１）を挟み込む、そして、上記上定盤（３）により
前記ハードディスク用基板（１）に所定の加工圧力を加
える。次に、下定盤（２）及び上定盤（３）並びにキャ
リア（４）をそれぞれ各自回転させると同時に、前記研
磨液供給孔（３ａ）　、　（６ａ）を通して研磨液を供
給しながら研磨加工を施す。

これによれば、前記上下定盤（３）　、　（２）及びキ
ャリア（４）の三者間の相対的回転運動により、ハード
ディスク用基板（１）両面が同時に研磨材の持つ切刃に
より削り取られる。

次に、本発明にかかる研０？＆を以下の条件で作製し、
前述の研磨装置を使用してハードディスク用のセラミッ
クス基板表面を研磨したヶすなわち、粒径６μの焼結砥
粒を主体とする研磨材に、粒径６μ１粒度２５００番の
アルミナ質破砕砥粒及び粒径１０μ２粒度１５００番の
アルミナ質破砕砥粒をそれぞれ前記焼結砥粒に対して１
．３，５，１０．１５重量％となるように添加し、水を
溶媒として１：２（研磨材と水）の割合で混合して研磨
液をそれぞれ作製した。なお、本実施例での研磨液は市
販されているものを使用した。

一方、セラミックス基板にはアルマイト処理が施された
Ａ１合金基板を使用し、９インチのキャリア５枚にそれ
ぞれ保持させ合計１０枚のアルマイト処理基板を研磨し
た。その研磨加工条件は、スェードタイプの不織布を使
用し、上定盤の回転数を６０ｒｐｍとし、加工圧力を５
０ｇ／ｃＪとして上記組成の研磨液を１００ｍｆ／分で
供給して７分間の研磨加工を施した。

その結果を第２図に示す。なお、第２図中横軸は破砕砥
粒の添加量（重量％）を示し、縦軸は基板表面の中心線
表面粗さ（人）を示す。また、図中実線は粒径１０μの
破砕砥粒を、破線は粒径６μの破砕砥粒をそれぞれ添加
した研磨液による基板表面の中心線平均粗さを示す。

第２図から分かるように、破砕砥粒の粒径が焼結砥粒の
粒径と同じである場合（すなわち、第２図中破線で示す
。）は、破砕砥粒の添加■の割合に関係なくその表面粗
度は一定となり、ハードディスク用基板に必要な表面粗
度（３５人程度）は得られなかった。他方、破砕砥粒の
粒径が焼結砥粒の粒径よりも大きい場合（すなわち、第
２図中実線で示す。）は、破砕砥粒を１重量％添加した
のみであっても大きな表面粗度が得られ、３〜５重量％
の破砕砥粒の添加で上記ハードディスク用基板に必要な
表面粗度が得られた。また、第２図から分かるように、
その破砕砥粒の添加量をさらに増加してもその添加量に
比して表面粗度の向上が図れないため、その破砕砥粒の
添加量は前記したように焼結砥粒１００重量部に対して
１〜３０重量部とすることが好ましい。

したがって、本発明の研［？［によれば、市販されてい
る研磨液に安価な破砕砥粒を所定量添加することのみで
、容易にハードディスク用基板に必要な表面粗度が得ら
れる。したがって、研に加工は一工程でその目的が達成
されるので、従来からのテクスチャリング工程が省略で
き製造工程の筒略化が図れる。

また本実施例では、沈陣防止剤であるポリビニルアルコ
ールを添加した研磨液を以下の条件で作製し、その研磨
液を使用してやはり前述の研磨装置を用いてハードディ
スク用のセラミックス基板表面を研磨した。

すなわち、粒径６μの焼結砥粒を主体とする研磨材に、
粒径１０μ１粒度１５００番のアルミナ質破砕砥粒を前
記焼結砥粒に対して５重量％となるように添加し、さら
にポリビニルアルコールを全体の研磨液に対して０．３
，０．５，１．０゜３．０重量％となるようにそれぞれ
添加し、水を溶媒として１：２（研磨材と水）の割合で
混合して研磨液をそれぞれ作製した。

一方、セラミックス基板には先のものと同様アルマイト
処理が施されたへ！合金基板を使用し、９インチのキャ
リア５枚にそれぞれ保持させ合計５枚の５．２５インチ
のアルマイト処理基板を研磨した。その研磨加工条件は
、やはりスェードタイプの不織布を使用し、上定盤の回
転数を５Ｏｒｐｍとし、加工圧力を５０ｇ／ｃＪとして
上記組成の研磨液を１００ｄ／分で供給して５分間の研
磨加工を施した。

その結果を第１表に示す。なお、第１表中Ｒａは上定盤
側の基板表面の中心線平均粗さ、Ｒｂは下定盤側の基板
表面の中心線平均粗さを示す。

第１表 上記第１表から分かるように、ポリビニルアルコールが
０．３重量％又は０．５重量％添加された研磨液を使用
して研磨加工を施した場合は、その基板両面の表面粗度
にばらつきが見られた。すなわち、０．３重量％、０．
５重量％のポリビニルアルコールの添加量では、砥粒の
沈降を完全に防止しきれないためであると考えられる。

他方、そのポリビニルアルコールの添加量が１．０重量
％の研磨液を使用して研磨加工を施した場合は、基板両
面の表面粗度にばらつきがなく両面ともに略同じ表面粗
度が得られた。また、ポリビニルアルコールの添加量が
３．０重量％の場合にも、やはりその基板両面の表面粗
度は同し値が得られた。

したがって、上記ポリビニルアルコールは砥粒の沈降防
止に有効であると言える。よって、このポリビニルアル
コールを研磨液に添加することで、基板両面の表面粗度
を均一化することができ、信頼性の高いハードディスク
用基板が提供できる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の研磨液によ
れば、焼結砥粒を主体とする研磨材に所定量の破砕砥粒
を添加しているので、研磨加工時に該破砕砥粒は砕ける
ことなくその粒径が確保され、これにより大きな表面粗
度が得られる。また、上記破砕低粒の粒径を焼結砥粒の
粒径より大としているので、やはり大きな表面粗度が達
成される。

さらに、本発明の研Ｔ２液によれば、ポリビニルアルコ
ールを研磨液に添加しているので、砥粒の沈降を防止す
ることができる。

一方、本発明のハードディスク用基板の研磨方法によれ
ば、破砕砥粒が添加された研磨液を使用して研磨加工を
施しているので、そのハードディスク用基板に必要な表
面粗度を容易に得ることができる また、さらに本発明のハードディスク用基板の研磨方法
によれば、破砕砥粒が添加された研磨液に沈降防止剤で
あるポリビニルアルコールを添加しているので、砥粒の
沈降が防止されその基板両面の表面粗度は均一となる。

これにより、磁気ディスクとしての出力にもばらつきが
生ずることがなく、信鯨性の高いハードディスク用基板
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用した研磨装置の一例を示す概略断
面図であり、第２図は本発明を適用した研磨液を使用し
て研磨加工を施した際の破砕砥粒の添加量と表面粗度の
関係を示す特性図であり、第３図は砥粒径と表面粗度の
関係を示す特性図である。 １・・・ハードディスク用基板 ２・・・下定盤 ３・・・上定盤 ４・・・キャリア ５．６・・・不織布 特許出願人　　　　ソニー株式会社 代理人　弁理士　　小　池　　　晃（他二名）−○ つ ヤノ ｍ￥６ａ＠ｃ評！ｈ−’；：＠ヤノ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼結砥粒を主体とする研磨材が溶媒中に分散され
   てなる研磨液において、 前記焼結砥粒１００重量部に対して１〜３０重量部の破
   砕砥粒が添加されていることを特徴とする研磨液。
2. （２）破砕砥粒の粒径が焼結砥粒の粒径よりも大である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の研磨液。
3. （３）沈降防止剤であるポリビニルアルコールが添加さ
   れたことを特徴とする請求項（１）又は（２）記載の研
   磨液。
4. （４）ハードディスク用のセラミックス基板表面を研磨
   するに際し、焼結砥粒１００重量部と破砕砥粒１〜３０
   重量部とからなる研磨材が溶媒中に分散された研磨液を
   使用することを特徴とするハードディスク用基板の研磨
   方法。
5. （５）ハードディスク用のセラミックス基板表面を両面
   研磨するに際し、焼結砥粒１００重量部と破砕砥粒１〜
   ３０重量部とからなる研磨材及び沈降防止剤であるポリ
   ビニルアルコールが溶媒中に分散された研磨液を使用す
   ることを特徴とするハードディスク用基板の研磨方法。