JPH087272A - 磁気デイスク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高品質な磁気ディスク用基板を棒状体を研削研
磨して製造する方法を提供する。 【構成】円筒の形状を有する脆性材料からなる母材を、
その軸に垂直に切断して板を作製する工程と、この板の
両主面を研削研磨する工程とを有する磁気ディスク用基
板の製造方法で、複数個の多溝ローラーを所定間隔で配
置しローラーの溝にワイヤーを多数回巻き付けて走行さ
せつつ被切断材を押し当てて切断するマルチワイヤーソ
ーにより、前記母材を切断し、同じ厚さの板を作成する
ことにより磁気ディスク用基板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、高品質な磁気ディスク用基板の
製造方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】現在、磁気ディスク基板としてはアルミ合
金製が主流であるが、記録密度の向上を目指し、より平
坦度の高い基板の要請を受けて、数年前からカーボン、
ガラス、結晶化ガラスなどの脆性材料を用いた新規の基
板が登場している。このような脆性材料の磁気ディスク
用基板への加工方法として、母材を板状に切断し、その
両主面を研削研磨する方法がある。例えば、母材として
ガラスを用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に
ついては特開平４−１６８６２９公報に記載されてい
る。前記公報の切断方法については第３頁右上９〜１３
行目に「ガラス母材を切断する手段は特に限定されず、
均一な厚さに切断することが可能な手段であればどのよ
うなものであってもよいが、特に外周スライシングマシ
ーンを用いることが好ましい。」との記載がある。ま
た、第２頁右下１〜５行目には「ガラス母材を切断する
際には、外周スライシングマシン等を用いるので断面が
ほぼ平行となるように切断できる。このため、厚さ調整
のための研磨が殆ど必要なくなり、高い生産性が得られ
る。」との記載がある。

【０００３】しかしながら、切断それ自体の生産性は必
ずしも良くなく、前記公報に特に好ましいと記載されて
いる外周スライシングマシンは数ｍｍ以下の板厚の切断
には単刃で行う必要があり、生産性が悪く、大量生産に
は向かない。また、上記外周スライシングマシーンによ
り切断された板の表面粗さ、板厚分布は大きく、さら
に、反りも大きいため、要求される高平坦度の磁気ディ
スク用基板を製造するためには厚く切断し、研削研磨工
程で修正する必要があり、生産性が悪くなる。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】本発明は、上記要求及び従来技術の問題点
を基になされたものであり、高平坦度の磁気ディスク用
基板を低コストで大量に供給する方法を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

【０００５】本発明者は上記課題を解決すべく、研究を
重ねた結果、以下の製造方法を用いることにより、高平
坦度の磁気ディスク用基板を低コストで大量に供給する
ことが可能であることを見いだした。

【０００６】（１）角柱、円柱もしくは円筒の形状を有
する脆性材料からなる母材を、その軸に垂直に切断して
板を作製する工程と、この板の両主面を研削研磨する工
程とを有する磁気ディスク用基板の製造方法において、
複数個の多溝ローラーを所定間隔で配置し、前記ローラ
ーの溝にワイヤーを多数回巻き付けて走行させつつ被切
断材を押し当てて切断するマルチワイヤーソーにて前記
母材を切断し、同じ厚さの板を作製すること。

【０００７】（２）複数の前記母材を、それぞれの軸が
平行になるように水平方向及び垂直方向にそれぞれ複数
列配置し、固定した後、前記複数の母材を一度に切断
し、同じ厚さの板を作製することが好ましいこと。

【０００８】（３）前記の母材を切断し、同じ厚さの板
を作製する工程において得られた同一ロットの板を所定
枚数のグループに分け、各グループを同一ロットとして
バッチ式で両面研削研磨することが好ましいこと。

【０００９】（４）前記の母材がガラスであることが好
ましいこと。 以下に、本発明について詳細に説明する。本発明を用い
て製造する磁気ディスク用基板としては、小さく、薄い
ほど生産性が良くなるため、外径は３．５インチ以下が
好ましく、２．５インチ以下が望ましく、特に１．８イ
ンチ以下が望ましい。また、厚みは１ｍｍ以下が好まし
く、０．７ｍｍ以下が望ましく、特に０．５ｍｍ以下が
望ましい。母材の材質としてはカーボン、ガラス、結晶
化ガラス等の脆性材料が好ましく、この内ガラスは、均
質な母材が安価にかつ容易に製造でき、高平坦化が可能
であり、磁気ディスクの高容量化に適しているのみなら
ず、薄型化に対応できる上に優れた耐衝撃性を有する等
の特徴を備えているため、特に望ましい。

【００１０】これらの母材の成形方法についてはそれぞ
れの材質に適した方法を用いればよいが、母材全体が均
質であること、後工程で反りが発生し、問題とならない
ように熱歪を十分に除いておくことが必要である。形状
は成形工程の生産性を上げるため、また後工程での作業
性、生産性を良くするため、断面形状が等しい柱状、す
なわち角柱、円柱及び円筒状に成形することが必要であ
る。断面形状としては後工程で要求される形状にするこ
とが好ましく、例えば現状の板ガラスを用いたラインで
は正方形に切断した板が使用されているが、このライン
を流用する場合は断面形状として正方形が好ましい。ま
た、母材成形の生産性及び切断の生産性をより向上させ
るためには、断面形状としては円形が好ましく、ディス
ク状が望ましい。これらの場合の外径は製造する磁気デ
ィスク用基板の外径＋０．５±０．２（ｍｍ）が好まし
く、＋０．５±０．１（ｍｍ）が望ましい。ディスク状
の場合の内径は製造する磁気ディスク用基板の内径−
０．５±０．２（ｍｍ）が好ましく、−０．５±０．１
（ｍｍ）が望ましい。また、ディスク状では外径と内径
との中心軸を０．２（ｍｍ）以内に合わせることが好ま
しく、０．１（ｍｍ）以内に合わせることが望ましい。

【００１１】切断する方法としては内周刃切断機、外周
刃切断機、ブレードソー、ワイヤーソー等がある。この
内、内周刃切断機は精度良く切断できるが、単刃のため
生産性が悪い。外周刃切断機も数ｍｍ以下に薄く切断す
る場合には単刃による切断となるため生産性が悪い。数
ｍｍ以下の切断においても多刃が使用できるブレードソ
ー（マルチブレードソー）による切断では、切断開始か
ら徐々にブレードが摩耗し、板が厚くなると共に、反り
も大きくなるため、厚く切断し、研削研磨工程で修正す
る必要がある。また、切断速度も小さいため、生産性が
悪い。一方、複数個の多溝ローラーを所定間隔で配置
し、前記ローラーの溝にワイヤーを多数回巻き付けて走
行させつつ被切断材を押し当てて切断するマルチワイヤ
ーソーは、前記マルチブレードソーに比べ、切断速度が
大きく、また切断された板の厚みも一定しており、反り
も小さいため、必要最低限の厚さに切断する事ができ、
生産性が高い。このため、高平坦度の磁気ディスク用基
板を低コストで大量に供給するための切断方法として
は、マルチワイヤーソーを用いることが必要である。

【００１２】このようなマルチワイヤーソーには、固定
砥粒方式と遊離砥粒方式とがある。固定砥粒方式は、ダ
イヤモンド砥粒を電着したワイヤーを用いて切断する
が、電着した小量の砥粒のみを使用するため、砥粒の微
細化が起こり、表面粗さが大きくなるとともに、厚みが
増してくるという問題点がある。

【００１３】他方、遊離砥粒方式は、ワイヤーに細いピ
アノ線を用い、１回の切断工程において砥粒の微細化が
問題とならない多量の研削液を用いるため、前記固定砥
粒方式と同様の問題は発生しないので好ましい。前記研
削液は、カーボランダム等の研削剤を油または水に懸濁
させ、スラリー状にしものであり、この液を十分攪拌し
ながら被切断材である母材に連続的に供給しながら切断
する。

【００１４】使用するワイヤーは通常、断面が円形であ
るのが好ましいが、精密工学会誌、Ｖｏｌ．５８，９，
１９９２，ＰＰ８７〜９２にスパイラル状溝付きワイヤ
ーについての記載がある。ワイヤーの製造コスト、耐久
性、切断速度等総合的に考慮して、安価な方を使用すれ
ば良い。ワイヤーの走行方式としては、往復走行型と一
方向走行型とがあり、特に、ワイヤーを一方向に高速走
行させる、一方向走行型のマルチワイヤーソーは切断速
度が速く、生産性が良いので好ましい。（精密工学会
誌，Ｖｏｌ．６０，Ｎｏ．２，１９９４，Ｐ１８５，右
側９〜２２行目）

【００１５】また、ワークまたはワイヤーに振動を付加
する方式の振動マルチワイヤーも切断速度が速く、生産
性が良いので好ましい。（精密工学会誌，Ｖｏｌ．６
０，Ｎｏ．２，１９９４，Ｐ１８５，右側２３〜２９行
目）さらに、マルチワイヤーソーの多溝ローラーの温度
を制御する切断装置については特開実５８−５９５５８
公報に、マルチワイヤーソーの多溝ローラーの温度を制
御しながら切断する方法については特公平６−１６９８
５公報に記載されている。このうように多溝ローラーの
温度を制御しながら切断する方法は、反りが大幅に減少
することができるため好ましい。また、主としてシリコ
ンのインゴットよりシリコンウエハーを切り出す目的で
大型のマルチワイヤーソーが開発されており、８インチ
以上の切断が可能なマルチワイヤーソーも開発されてい
る。本発明においても８インチ以上の切断が可能なマル
チワイヤーソーを用いることが好ましい。

【００１６】切断に付帯する作業に要する時間を短縮
し、生産性を高めるためには、複数の母材を一度に切断
することが好ましい。この場合の母材の配置方法として
は、各母材の軸が平行になるように、水平方向に並べ、
それぞれの母材の上に次の列の母材を並べることが好ま
しい。水平方向の母材の数と、垂直方向の母材の数は、
切断機の許容する範囲であれば良く、許容できる最大数
が望ましい。母材の固定方法については特に限定はな
く、従来の方法、例えば石膏、ワックス、エポキシ系接
着剤等を用いれば良い。最低限垂直方向の隣合う母材は
固定する必要がある。

【００１７】一般に、マルチワイヤーソーを用いて切断
した板は、ロット毎に僅かに厚みが異なる。この原因と
してはワイヤーの摩耗、研削液の微粒化等マルチワイヤ
ーソーに特有な現象が考えられる。この様な厚みの異な
る板を後工程のバッチ式の研削研磨工程で一緒に加工す
ると、十分な平坦度が得られず不良品が発生する。この
ため、ワイヤー及び研削液を頻繁に交換する必要があっ
た。

【００１８】そこで、前記の母材を切断し、同じ厚さの
板を作製する工程において得られた同一ロットの板を所
定枚数のグループに分け、各グループを同一ロットとし
てバッチ式で両面研削研磨することにより、板厚むらに
よる研削研磨不良は無くなり、高平坦度の磁気ディスク
用基板を、より低コストで生産性良く供給することが可
能となった。ここでのバッチ式両面研削研磨方法として
は特に限定されず、磁気ディスク用基板に対する要求を
満たすことのできる方法であればどのような方法でも良
い。現在使用されているバッチ式両面研削研磨工程では
数十〜数百枚を同時に加工している。より生産性を向上
させるためには、１ロットの切断枚数は研削研磨工程の
１ロットの枚数の１０倍以上が好ましく、２０倍以上が
望ましい。

【００１９】なお、研削研磨方法として枚葉式を用いる
場合に対しても、上記母材の切断工程の生産性は高く、
高平坦度の磁気ディスク用基板を低コストで大量に供給
することが可能である。

【実施例】

【００２０】実施例１ 本実施例の切断方法を模式的に示した概略図を図１に示
し、これを用いて本実施例について説明する。母材
（）の材質はアルミノシリケートガラスであり、一辺
７０ｍｍの正方形の断面形状を有する長さ１２０ｍｍの
角柱である。この母材（）を１０ｍｍの厚さのフロー
トガラス（）上にワックスにて固定した後、さらに押
し上げ装置（）と接続された作業台（）上に固定し
た。溝ピッチ１．０ｍｍの３個の多溝ローラー（−
１，−２，−３）を所定間隔で配置し、前記ローラー
（−１，−２，−３）の溝に直径１６０μｍのワイヤ
ー（）を１００回巻き付けた。前記ワイヤー（）を
４００ｍ／ｍｉｎの速度で一方向に走行させつつ、前記
母材（）を押し上げ装置（）で、０．４ｍｍ／ｍｉ
ｎの速度で押し上げ、ワイヤー（）に押し当てながら
切断した。切断中は、研削剤ＧＣ＃６００を６０重量
％、軽油２０重量％、白色ワセリン２０重量％を混合し
た研削液を３ｌ／ｍｉｎの割合で母材の上部から供給し
た。切断枚数は１００枚であり、１枚当たりの切断時間
は１．８ｍｉｎであった。この板の厚さは０．７５４ｍ
ｍ、その標準偏差は０．００３ｍｍ、反りは０．８μｍ
であった。母材からスライスして得た１枚の板から１枚
の磁気デイスク用基板を次のようにして作成した。板を
外径４８．０ｍｍ、内径１２．０ｍｍのディスク状に切
断、面取りした後、研削研磨し、板厚０．６３５ｍｍに
鏡面加工した。得られた板の表面粗さＲａは０．６ｎ
ｍ、反りは０．７μｍであった。さらにこれらの板を硝
酸カリウムの溶融塩に漬け、３５０℃で３時間イオン交
換し、磁気ディスク用基板を作製した。この磁気ディス
ク用基板の反りは０．７μｍであった。

【００２１】なお、切断後の板の厚みと反り、研削研磨
工程後の表面粗さと反り及びイオン交換後の反りは任意
に２５枚取りだし、測定した平均値である。厚みについ
ては、板の中心を通り、直交する任意の２直線上の中心
より１２ｍｍ離れた４点をマイクロメーターにて測定
し、その平均値を各板の厚みとした。表面粗さ（ＪＩＳ
Ｂ０６０１−１９８２改正）は、板の中心を通る任意の
直線上の中心より１２ｍｍ離れた点を中心に前後４ｍ
ｍ、計８ｍｍ間について、カットオフ０．８ｍｍにて触
針式表面粗さ計にて測定した。反りは、板の中心を通
り、直交する２直線上の中心より１２ｍｍ離れた４点を
中心に前後８ｍｍ、計１６ｍｍ間についてカットオフ８
ｍｍにて触針式表面粗さ計にて最大高低差を測定し、こ
の内の最大値を各板の反りとした。以下同じである。

【００２２】実施例２ 材質がガラス状カーボンであり、長さ１２０ｍｍ、外径
４８．５±０．１ｍｍの円柱状の母材を用いた。実施例
１と同様の方法にて前記母材を切断した。切断枚数は１
００枚であり、１枚当たりの切断時間は１．２ｍｉｎで
あった。板の厚さは０．７５３ｍｍ、その標準偏差は
０．００３ｍｍ、反りは０．５μｍであった。得られた
板の中心部にコアドリルで内円を開け、内径が１２．
０、外径が４８．０となるように内周部及び外周部の面
取り加工を行った。実施例１と同様の方法で研削研磨を
行い、磁気ディスク用基板を得た。この磁気ディスク用
基板の表面粗さＲｍａｘは１．１ｎｍ、反りは０．６μ
ｍであった。

【００２３】実施例３ 本実施例では、アルミノシリケートガラスからなる、長
さ１２０ｍｍ、外径４８．５±０．１ｍｍ、内径１１．
５±０．１ｍｍの同心円状の円筒形の母材を用いた。前
記母材の外径と内径の中心軸は０．１ｍｍ以内に合わせ
た。水平方向に３列、垂直方向に３列、計９本の前記母
材を、各母材の軸が平行となるように配置し、１０ｍｍ
の厚さのフロートガラスを前後、左右、下側の計５枚と
共にワックスにて固定した後、実施例１と同様の方法に
て前記母材を切断した。母材の配置及び固定方法の概略
図を図２に示す。切断枚数は母材１本当たり１００枚、
計９００枚であり、１枚当たりの切断時間は２４ｓｅｃ
であった。この板の厚さは０．７５４ｍｍ、その標準偏
差は０．００３ｍｍ、反りは０．８μｍであった。この
板を外径４８．０ｍｍ、内径１２．０ｍｍに面取りした
後、７５枚を１ロットとしてバッチ式で両面研削研磨を
行い、板厚０．６３５ｍｍに鏡面加工した。この研削研
磨工程を計１２回行った。得られた板の表面粗さＲａは
０．８ｎｍ、反りは０．７μｍであった。さらにこの９
００枚の板を硝酸カリウムの溶融塩に漬け、３５０℃で
３時間イオン交換し、磁気ディスク用基板を作製した。
この磁気ディスク用基板の反りは０．７μｍであった。

【００２４】比較例 次に、比較例について説明する。実施例１と同じ母材を
外周刃スライシングマシンにて、目標厚み０．８０ｍｍ
に７５枚切断した。外周刃としては、直径２５０ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍのダイヤモンドホイールを用いた。１枚
当たりの切断時間は６ｍｉｎであった。この板の厚さは
０．７９７ｍｍ、その標準偏差は０．０７８ｍｍ、反り
は７μｍであった。この板を、実施例１と同様の方法
で、外径４８．０ｍｍ、内径１２．０ｍｍのディスク状
に切断、面取りした後、研削研磨し、板厚０．６３５ｍ
ｍに鏡面加工した。得られた板の表面粗さＲａは０．８
ｎｍ、反りは７μｍであった。さらにこれらの板を硝酸
カリウムの溶融塩に漬け、３５０℃で３時間イオン交換
し、磁気ディスク用基板を作製した。この磁気ディスク
用基板の反りは８μｍであった。

【００２５】以上の実施例及び比較例から明らかなよう
に、本発明の製造方法は従来の方法に比べ、生産性が良
く、平坦度の良い磁気ディスク用基板が得られる。

【発明の効果】

【００２６】本発明によれば、（１）母材を平坦度が良
く、大量にかつ効率よく切断すること、（２）切断の付
帯作業に要する時間が大幅に短縮されこと、（３）ワイ
ヤー及び研削液の交換回数が減少すること、（４）研削
研磨工程での板厚調整に要する時間が減少すること、
（５）板厚むらに起因する不良が減少することにより、
高平坦度の磁気ディスク用基板をより生産性良く、低コ
ストで供給することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の切断方法を模式的に示す概略図

【図２】実施例３の母材の配置及び固定方法を示す概略
図

【符号の説明】 −１，−２，−３ 多溝ローラー ワイヤー 母材 フロートガラス 作業台 押し上げ装置 モーター 母材（９本） フロートガラス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角柱、円柱もしくは円筒の形状を有する脆
   性材料からなる母材を、その軸に垂直に切断して板を作
   製する工程と、この板の両主面を研削研磨する工程とを
   有する磁気ディスク用基板の製造方法において、複数個
   の多溝ローラーを所定間隔で配置し前記ローラーの溝に
   ワイヤーを多数回巻き付けて走行させつつ被切断材を押
   し当てて切断するマルチワイヤーソーにて、前記母材を
   切断し、同じ厚さの板を作成することを特徴とする磁気
   ディスク用基板の製造方法。
2. 【請求項２】複数の前記母材を、それぞれの軸が平行に
   なるように水平方向及び垂直方向にそれぞれ複数列配置
   し固定した後、前記複数の母材を前記マルチワイヤソー
   にて一度に切断し、同じ厚さを作成することを特徴とす
   る請求項１に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
3. 【請求項３】前記研削研磨工程は、前記の母材を切断
   し、同じ厚さの板を作製する工程において得られた同一
   ロットの板を所定枚数のグループに分け、各グループを
   同一ロットとしてバッチ式で両面研削研磨することを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ディスク
   用基板の製造方法。
4. 【請求項４】前記の母材がガラスからなる請求項１乃至
   ３のいずれかの項に記載の磁気ディスク用基板の製造方
   法。