JPH044656B2 - - Google Patents

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JPH044656B2
JPH044656B2 JP59085656A JP8565684A JPH044656B2 JP H044656 B2 JPH044656 B2 JP H044656B2 JP 59085656 A JP59085656 A JP 59085656A JP 8565684 A JP8565684 A JP 8565684A JP H044656 B2 JPH044656 B2 JP H044656B2
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Description

【発明の詳細な説明】
[技術分野] 本発明は磁気デイスク用・結晶化ガラス基板表
面を精密研摩仕上げして成る磁気デイスク用基板
の製造方法に関する。 [技術的背景] 一般に磁気デイスク用基板としては、次の様な
特性が要求される。 (1) 0.3μm以下の低ヘツド浮上高さに伴い磁気ヘ
ツドの安定な浮上と記録特性の安定性を得るた
め研摩後の表面粗度が良好なこと。 (2) 基板表面に形成される磁性薄膜の欠陥の要因
となる突起や孔状へこみがないこと。 (3) 機械加工、研摩、或いは使用時の高速回転に
十分耐える機械的強度を有すること。 (4) 耐食性、耐候性、且つ耐熱性を有すること。 従来磁気デイスク用基板にはAl合金が使用さ
れているが、Al合金基板では材料の結晶異方性、
材料欠陥及び材料中に存在する非金属介在物等の
ため機械加工や研摩工程において、これらが基板
表面に突起として残存したり或いは、結晶化され
た部分がスポツト状に脱落して凹みを生じ充分な
研摩を行なつても表面粗度は、せいぜい200Å程
度であり、突起や凹み、うねりのある表面状態で
高密度磁気記録用デイスク用基板材としては十分
でない。 現在スパツタデイスク用基板材の表面状態を改
善する目的として、Al合金表面にアルマイト層
を形成し硬度を増加して研摩加工性を向上するた
めの方法がとられているが、アルマイト形成中に
Al合金中の微量不純物(Fe、Mn、Si)が金属間
化合物として析出するため、アルマイト処理後そ
の部分が凹みの欠陥の発生要因となる。母材合金
の高純度化を図ることは製造プロセス上至難に近
く、さらにAl合金の場合耐食性、清浄度の面で
も取りあつかいが問題となつている。またスパツ
タリングやメツキによる薄膜磁気記録媒体形成の
場合、Al合金と磁性膜の化学反応や拡散の問題
が生じ、さらに工程により磁性膜に熱処理を加え
る必要があるが、Al合金基板は基板が変形し易
く、形状精度が悪くなると共に面振れ加速度は上
昇するため、熱処理することは困難である。 なお、Al基板上にSiO2、Al2O3等の酸化物をス
パツタリングにより形成する方法もあるが、Al
基板とスパツタ形成後の密着力が弱いという欠点
がある。 一般に磁気デイスク基板の加工の良否は、その
まま、磁気デイスクのランアウト、加速度成分、
磁気記録媒体の信号エラー等に依存する。ところ
でAl合金の場合はメタル材の為ビツカース硬度
も100程度(セラミツクの場合600以上)であり、
曲げ強度も1000Kg/cm2(セラミツクの場合4000
Kg/cm2以上)であつて、高密度記録になるに従つ
てスラツチ、キズ、平坦度、うねりなどの形状精
度もきびしくなつてきており加工は一層困難とな
つてきている。砥粒加工の際も砥粒がつめ込まれ
やすく欠陥となる。 またAl合金基板の場合、表面の耐食性、耐候
性、汚染を防ぐこと、旋削工程、ポリツシング工
程、保管の際、清浄度、防錆、汚れ等、製造工程
上充分な配慮が必要となつている。 [目的] 本発明は、上述の諸欠点、問題を解消する新規
な磁気デイスク用基板の製造方法を提供すること
を基本目的とし、特に、従来高精度加工の困難さ
のために用いることが出来なかつた結晶化ガラス
を磁気デイスク用基板材料として有効に用いるこ
とを課題とする。 [発明の構成概要] 本発明は結晶化ガラス基板表面上に形成する被
着磁性膜の特性向上、信頼性を保障するために表
面粗度を80Å以下に精密研摩仕上げをした磁気デ
イスク用基板の製造方法を特徴とする。 すなわち、本発明の磁気デイスク用基板の製造
方法は、単位体積当りの表面積が130m2/g以下
で、形状が実質的に球状の粒径320Å以下の無水
アルミナ微粉末を純水中に懸濁させた液を研摩液
とし、該研摩液中で被研摩結晶化ガラスとラツプ
盤を対向させて、ラツプ荷重0.1〜2Kg/cm2を加
えながら精密研摩することを特徴とする。 [発明の開示] 結晶化ガラス基板の場合は、Al合金に比べ機
械的強度も強く砥粒加工での形状精度の管理も比
較的容易となる。さらに耐食性、耐候性に特別配
慮する必要もなく、表面の汚染も絶縁薄膜をスパ
ツタリングにより形成する際スパツタクリーニン
グにより表面の清浄化を行うことができる。 またAl合金を旋削加工した際、表面には加工
変質層が残留しているのに対して結晶化ガラスの
場合はメカノケミカルポリツシユ仕上げにより表
面がバルクでの応力歪との差異はなく、基板にコ
ーテイングされる媒体への歪の転写はない。 今日結晶化ガラスが、Al合金基板に比べ耐熱
性、耐摩耗性、耐候性、絶縁性及び機械的強度の
すぐれていることより各種分野に広範囲の用途に
使用されるようになつたが、基板表面に薄膜媒体
処理の施される磁気デイスク用基板では、媒体の
高密度化に伴つて基板表面の平滑性、無歪基板の
必要性に迫まられている。磁気デイスク用基板に
使用する場合は表面微細欠陥によるドロツプアウ
トの発生や、ヘツドクラツシユ等、信頼性を損う
という問題があり、結晶化ガラスを磁気デイスク
用基板として用いることには従来なお多くの克服
すべき困難があつた。 従来、結晶化ガラスの精密研摩方法として、フ
オトマスク、レンズ等に適用されていた溶融型非
晶質ガラス研摩法が採用されていた。この研摩方
法は、酸化セリウムやベンガラを砥粒とし、レン
ズ等の表面を50Å以下の粗度に仕上げることがで
きる。ところが、結晶化ガラスに適用しても、材
質が実質的に結晶化されているため、研摩面に微
細突起や凹部が生成し、250Å程度の表面粗度し
か得られない問題があつた。 そのために、本発明者等は、結晶化ガラスの高
精度表面研摩の方法を開発し先に特許出願した
(特願昭58−155176〜155178)。即ち、これらは薄
膜磁気ヘツド用の結晶化ガラス基板表面を表面粗
度50Å以下に精密研摩仕上する研摩方法に関す
る。本発明はさらにその方法を磁気デイスク用基
板の製造へ応用せんとするものである。 研摩対象の結晶化ガラスは、材質が実質的に
(例えば20%以上)結晶化されたガラスで高強度、
高硬度を有し熱的、電気的に安定なものがよい。 このような条件を満たす結晶化ガラスは多数存
在する。析出結晶としては、β−ユークリプタイ
ト(Li2O・Al2O3・2SiO2)、β−スポジウメン
(Li2O・Al2O3・4SiO2)、石英(SiO2)、メタ硅酸
リチウム(Li2O・SiO2)、二硅酸リチウム
(Li2O・2SiO2)、或いはこれらの混合物を用いた
ものが最も一般的である。その他コージエライト
(2MgO・2Al2O3・5SiO2)、ガーナイト(ZnO・
Al2O3)、フツ素金雲母、アルカリケイ酸塩
(Na2O・Al2O3・2SiO2等)がある。 結晶化のために核生成剤を用いるのが一般的で
あるが核形成剤を用いないものもある。 核生成剤としては、感光性金属(Au、Ag、Cu
等)、貴金属(Pt、Pd等)、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、フツ化物(CaF2等)、遷移金属化合
物(Cr、V、Fe、Co、Ni、Th、Mo等の酸化物
等)、燐酸化合物、ヒ素化合物(P2O5、As2O3
等)、Sb酸化物、Sn酸化物等を用いたものがあ
る。 結晶化ガラスの熱膨張係数は凡そ0〜130×
10-7/℃のものが得られるが、使用する磁性媒体
とのマツチングを考慮して選択することがかなり
広汎な範囲で可能であるという利点がある。例え
ばセンダストやパーマロイ等の軟磁性薄膜には熱
膨張係数の高いもの、セラミツク質の磁性媒体に
は対応して小さなもの、或いは温度変化に伴なう
デイスクのトラツク位置ズレを抑えるために低膨
張係数のものを選ぶ等の如く選択することが可能
である。 結晶化ガラスの好ましい例としては、SiO2
Li2O(又はさらに−Al2O3)系のもの(さらにCe、
Ag等を含むもの)、Na2O系のもの等がある。結
晶粒度は微細なものがよく超精密研摩により無孔
化できる範囲に結晶化されたものを用いる。結晶
粒度80Å以下(さらに50Å以下)は好ましい。デ
イスクとしての使用のためには、強度は高い程よ
く、曲げ強度約1000Kg/cm2以上が好ましい。 純水中に懸濁させる無水アルミナ微粉末は、粒
径が320Å以下の略球状のものであり、乾式製法
により得られるが、その単位体積当りの表面積が
130m2/gを越える場合、粒形状が不規則形状と
なり、ラツプ時に研摩面に対する切削・引掻作用
が強く、得られる表面粗度が劣化し、研摩面に微
細突起、凹部が発生し易くなるので、単位体積当
りの表面積は130m2/g以下とする。 この発明に用いる無水アルミナ微粉末は乾式製
法により得られるため、湿式製法による含水アル
ミナに比べ、活性面積が100%と大きいため、反
応性に富み、加工効率を向上させるケミカル効果
が得られ、また、純度は99.9%以上となり微粉末
による表面への汚染が少なく研摩加工が安定す
る。水溶液はPH4〜5でシラノール基を呈し、ケ
ミカル効果が得られる。また、粉末形状が実質的
に球状であるため、研摩表面に対する切削、引掻
作用が少なく、研摩表面品位向上に有効である。
結晶化ガラスの主成分であるSiO2は負に帯電し
ており、微粉末自体は正に帯電するため、SiO2
と無水アルミナ粉末の懸濁液は電界効果により、
加工作用砥粒数が増加することになり、加工能率
の増大と共に凝集効果により、加工単位は数10Å
となり、結晶化ガラス表面を80Å好ましくは50Å
以下(さらには20Å以下のオーダーにまで)に精
密研摩することができると考えられる。 また、無水アルミナ微粉末の粒径が320Åを越
えると、被研摩表面に疵を形成し、表面粗度を劣
化させるので好ましくない。 研摩条件として、ラツプ荷重は、0.1Kg/cm2
満では所要の表面粗度が得られず、かつ加工能率
が低く、また、2.0Kg/cm2を越えると加工効率の
点では好ましいが、ラツプ装置の大規模化に伴な
うコスト高と、研摩精度が悪化するので好ましく
ない。 また、ラツプ盤としては、Sn、Pb、はんだ合
金等の軟質金属あるいはクロス等が最適である。
ラツプ盤と被研摩材とは好ましくは相対回転して
研摩する。ここに用いる「純水」とは、有機物の
汚れを含有しないものでゴミ等(通例3000Å以上
のサイズを有する)を含まない水を称し、イオン
交換水、蒸留水等でよい。 [好適な実施の態様] 以下に、実施例を説明する。 被研摩結晶化ガラスには、ガラス質基地中に約
30%の結晶が晶出したフオトセラム(商品名、コ
ーニング社製造)を使用し、その試料は直径90mm
×2mm厚さで、被研摩面粗度300Åであつた。 研摩液は、単位体積当り表面積90m2/g〜120
m2/g、粒径300Åの非晶質無水アルミナ微粉末
を、純水中に1wt%分散させたPH4の懸濁液を使
用した。 加工機は両面ポリツシユ盤を用い、ポリツシヤ
ーには、600mmφのSn盤を用い、このポリツシヤ
ー表面にフオトセラムの被研削面を当接させ、回
転数60rpm、ラツプ荷重各0.5Kg/cm2、2Kg/cm2
の荷重負荷の加工条件で、両者を相対的に回転さ
せ、研摩加工中、100c.c./hの割合で研摩液を連
続滴下しながら、30分間研摩を実施した。 また、比較のため、砥粒にCeO2を使用した研
摩液の場合(比較例C)、含水アルミナ微粉末を
使用した研摩液の場合(比較例D)及び本発明と
同一の無水アルミナ微粉末を使用した研摩液を用
いて本発明条件外のラツプ荷重の場合(比較例
E)の各種加工条件で研摩した。この際の研摩条
件並びに被研摩材料の表面粗度を測定し、本発明
方法で得られた表面粗度測定結果と共に、第1表
に示す。 被研摩面の表面粗度は、表面段差測定器
(Talystep装置、スタイラス、0.5μm、針圧7mg)
を使用して測定し、表面部の突起及び凹部状態は
ノマルスキー微分干渉顕微鏡を使用して測定し
た。 第1表から明らかな如く、従来のガラス研摩方
法による比較例Cの場合は、結晶化ガラスに対し
ては300Åの表面粗度しか得られず、また、含水
アルミナ微粉末を使用した場合は、粒形状が不規
則で球状でなく、表面積が大きく、切削や引掻き
作用が大で表面粗度が劣化しており、さらに、本
発明方法の研摩液を使用しても、ラツプ荷重が条
件外であると、表面粗度は200Åしか得られず、
いずれの場合も、結晶化ガラスの精密研摩には不
適であるのに対し、本発明方法の場合は、結晶化
ガラス表面には突起や凹部の発生がなく、20Åの
すぐれた表面粗度が得られたことが分る。 ちなみに、本発明Aと比較例Cの各々の被研摩
面表面粗度を測定し、第1図、第2図の2種のス
ケールでグラフに表示する。第1図に示す本発明
による被研摩面は、第2図の従来方法による被研
摩面に対して著しく精密平坦面を得られることが
明白である。
【表】 また、本発明において、結晶化ガラスを用いた
磁気デイスク基板の表面粗度は、80Å以下である
と同時に表面欠陥もなく、半径方向の真直性は
0.5μm、平面度1.5μm、端面ダレはなくAl合金旋
削加工した基板に比べ磁気デイスクの形状精度も
優れている。 すなわち、本発明は磁気デイスク基板に結晶化
ガラスを用いたこと、及び結晶化ガラスの精密研
摩方法により、磁気デイスクの信頼性、電磁変換
特性及び歩留の向上に極めて有効なことが分る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、夫々本発明の実施例、比較
例の被研摩面表面粗度の測定結果を各a,b異つ
たスケールで示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 単位体積当りの表面積が130m2/g以下で形
    状が実質的に球状の粒径320Å以下の無水アルミ
    ナ微粉末を純水中に懸濁させた液を研摩液とし該
    研摩液を用い、被研摩結晶化ガラスとラツプ定盤
    を対向させて、ラツプ荷重0.1〜2Kg/cm2を加え
    ながら精密研摩して成る表面粗度80Å以下且つ無
    歪の表面層を形成することを特徴とする磁気デイ
    スク用基板の製造方法。
JP8565684A 1984-04-27 1984-04-27 磁気ディスク用基板の製造方法 Granted JPS60229234A (ja)

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