JPH09320036A - 記録媒体用基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーボン基板において、基板本体の加工の生
産性を向上すること。 【解決手段】 カーボン基板本体１Ａを焼成した後、表
面加工及びチャンファ加工して製造される外径1.8 イン
チのＧＣ基板１において、焼成工程後、表面加工工程前
の基板本体１Ａの同芯度が300 μm 以下、真円度が300
μm 以下であるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種記録方式（磁
気、光磁気、光）による記録媒体用基板及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置に搭載されるハードデ
ィスク（ＨＤ）用基板に代表される記録媒体用基板は、
基板本体の表面を粗研磨するラッピング工程、内外周端
面を研削して面取りするチャンファ加工工程、表面を鏡
面研磨するポリッシング工程を経て製造されている。そ
して、この基板は、更に、基板本体の表面にテクスチャ
ー層を形成してその表面を適度に粗面化するテクスチャ
ー工程、表面に下地層を形成する下地層形成工程、表面
に磁性層を成膜する磁性層形成工程、磁性層上に保護層
を形成する保護層形成工程、保護層の上に潤滑層を形成
する潤滑層形成工程等にて基板本体の表面に成膜し、更
にその膜表面の異常突起を除去するバーニッシュ工程を
施されて製品となる。

【０００３】他方、近年、ハードディスク用基板として
カーボン基板が注目されている。カーボン基板は樹脂基
板を焼成した後、前述の表面研磨、チャンファ加工を施
されて製造されるが、従来使用されてきたアルミニウム
等に比べて高硬度であることから薄板化が可能であり、
ノートブック型コンピュータ等可搬性コンピュータに要
求される小型化に対応できる有望なものである。また、
カーボン基板は耐熱性にも優れることから記録層等を形
成する際高温加工しても基板がたわむことなく、生産性
にも優れたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、本発明者
の研究結果によれば、焼成後のカーボン基板の同芯度、
真円度、平坦度、もしくは１枚の基板本体内での板厚む
らの寸法不良は、その後の研磨工程（ラッピング工
程）、チャンファ加工工程での生産性を大きく損なう。
即ち、同芯度、真円度の不良に関して言えば、基板本体
のチャンファ加工工程で加工に要する時間が長くなり、
生産性を阻害する。また、平坦度、１枚の基板本体内で
の板厚むらの不良は、ラッピング工程で平坦度を良くす
るために余分な研磨代を付加する必要を生じ、加工時間
が長くなり、生産性を阻害する。

【０００５】本発明の課題は、カーボン基板において、
基板本体の加工の生産性を向上することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、カーボン基板本体を焼成した後、表面加工及びチャ
ンファ加工して製造される外径1.8 インチの記録媒体用
基板において、前記焼成工程後、表面加工工程前の基板
本体の同芯度が300 μm 以下、真円度が300 μm 以下で
あるものである。

【０００７】ここで、表面加工とは、遊離砥粒を用いる
研磨、固定砥粒を用いる研削、単石砥石／バイトを用い
る研削等を含むものとする。遊離砥粒としては、例え
ば、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＣ、ＺｒＯ₂ 、ダイヤモンド等が
挙げられる。固定砥粒としては、例えば、砥粒としてＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 、ダイヤモンド、ＣＢＮ等、それら砥粒のバイ
ンダーとしてレジン系、ガラス系、金属系等のものが挙
げられる。切削工具としては、ダイヤモンド、ＣＢＮ、
超硬金属等が挙げられる。

【０００８】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記焼成工程後、表面加工工
程前の基板本体の平坦度が50μm 以下、１枚の基板本体
内での板厚むらが50μm 以下であるものである。

【０００９】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２記載の記録媒体用基板の製造方法において、前記焼成
工程が樹脂基板とスペーサとを交互に積層したものを焼
成炉に入れ、該樹脂基板を焼成するに際し、板厚むらが
10μm 以下で反りが10μm 以下のスペーサを用いるもの
である。

【００１０】請求項１に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 焼成工程後、表面加工工程前の基板本体の同芯度が30
0 μm 以下、真円度が300 μm 以下であるものとするこ
とにより、基板本体のチャンファ加工工程で加工に要す
る時間が短くなり、生産性を向上できる。

【００１１】請求項２に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 焼成工程後、表面加工工程前の基板本体の平坦度が50
μm 以下、１枚の基板本体内での板厚むらが50μm 以下
であるものとすることにより、ラッピング工程で平坦度
を良くするための余分な研磨代を付加する必要がなくな
ったり、研磨圧力を小として研磨する必要がなく、加工
時間を短くし、生産性を向上できる。

【００１２】請求項３に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 焼成工程で用いるスペーサの10μm を超える板厚む
ら、及び10μm を超える反りが基板本体に転写される
と、ラッピング工程で基板本体に転写した板厚むらおよ
び反りをなくして平坦度を良くするため、研磨圧力を小
として研磨する必要を生じたり、余分な研磨代を付加す
る必要が生じ、加工時間が長くなる。これに対しスペー
サの板厚むらを10μm 以下、反りを10μm 以下にすれ
ば、加工時間を短く、生産性を向上できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は基板を示す模式図、図２は
樹脂合成工程からコア抜き工程までのＧＣ基板製造プロ
セスを示す模式図、図３は焼成前ラッピング工程から焼
成炭素化工程までのＧＣ基板製造プロセスを示す模式
図、図４は焼成後ラッピング工程から基板本体完成まで
のＧＣ基板製造プロセスを示す模式図、図５は焼成用支
持装置を示す模式図、図６は焼成用スペーサを示す模式
図、図７は焼成工程における樹脂基板積層状態を示す模
式図、図８は研磨装置を示す模式図、図９はチャンファ
加工装置を示す模式図、図１０は基板本体の加工手順を
示す模式図である。

【００１４】磁気ディスク用ガラス状カーボン基板（Ｇ
Ｃ基板）１は、下記工程により基板本体１Ａを製造さ
れ、その後、基板本体１Ａへの成膜１０を施されて製品
となる。

【００１５】基板本体１Ａの製造工程 図２〜図４はＧＣ基板製造プロセスを示し、(1) 樹脂合
成工程、(2) 樹脂硬化工程、(3) コア抜き工程、(4) 焼
成前ラッピング工程、(5) 焼成炭素化工程、(6) 焼成後
ラッピング工程、(7) チャンファ加工工程、(8) ポリッ
シング工程の順で行なわれる。但し、(4) の焼成前ラッ
ピング工程でのラッピングの程度により、(6) の焼成後
ラッピング工程は省略可能である。或いは、(4) の焼成
前ラッピング工程を省略し、(6) の焼成後ラッピング工
程を必須としてもよい。また、(6) の焼成後ラッピング
工程と(7) のチャンファ加工工程の順序は入れ替わって
も特に問題はない。

【００１６】(1) 樹脂合成工程 樹脂合成工程では、反応槽１１にて、フェノール変性フ
ラン樹脂を合成する。樹脂合成後の液状の樹脂は濾過器
１２により濾過する。

【００１７】(2) 樹脂硬化工程 樹脂硬化工程では、一対の板１３、１３間に、硬化剤を
添加・混合した液状の樹脂を注入し、高温状態で放置し
て反応させることにより、硬化させ、この後、板１３、
１３から取出して、板状の硬化樹脂を得る。

【００１８】(3) コア抜き工程 コア抜き工程では、例えばレーザーカッター（或いはル
ーター、旋盤、プレス等）を用いて、板状の硬化樹脂１
４から、外径約70mm、内径約15mmのディスク状の硬化樹
脂（硬化樹脂基板）１５を多数切り抜く。

【００１９】(4) 焼成前ラッピング工程 焼成前ラッピング工程では、両面研磨機１６を用いて、
コア抜きされた硬化樹脂基板１５の表面を遊離砥粒によ
り研磨する。

【００２０】ここで使用する砥粒は、焼成後ラッピング
工程を省略することを前提とすれば、平均粒径 1.0〜
6.0μm の範囲の砥粒とする。そして、ラッピング後の
表面粗さをＲａ＝ 0.4μm 以下にする。尚、ラッピング
後の厚さは、この後の焼成時の収縮率が70％程度で、焼
成後に得る厚さを0.65mm〜 0.7mm程度とすると、0.9mm
〜0.95mm程度にする。

【００２１】また、焼成後ラッピング工程を実施するこ
とを前提として、焼成前ラッピング工程にて厚みを揃え
ることのみを目的とすれば、平均砥粒 1.0〜30.0μm の
範囲の砥粒を使用する。そして、ラッピング後の表面粗
さをＲａ＝ 2.0μm 以下（0.02〜 2.0μm の範囲）にす
る。

【００２２】両面研磨機１６は、図８に示す如く、上研
磨盤１６Ａ、下研磨盤１６Ｂ、キャリア１６Ｃを有して
構成される。

【００２３】両面研磨機１６において、下研磨盤１６Ｂ
は矢印Ａ方向に回転する。また、下研磨盤１６Ｂの上方
には、矢印Ｂ方向に回転する太陽歯車１６Ｄと矢印Ｃ方
向に回転する内歯歯車１６Ｅとに噛み合って、公転しつ
つ自転する遊星歯車状のキャリア１６Ｃが設けられてい
て、各キャリア１６Ｃの複数のワーク保持孔１６Ｆに基
板本体１Ａがセットされる。また、下研磨盤１６Ｂ及び
キャリア１６Ｃの上方には上研磨盤１６Ａが設けられ、
この上研磨盤１６Ａは不図示のエアシリンダにより昇降
されるとともに、下降時には矢印Ｄ方向に回転するロー
タ１６Ｇに係合して同方向に回転する。そして、上研磨
盤１６Ａと下研磨盤１６Ｂの間には、不図示のスラリー
供給パイプにより、砥粒を含んだスラリーが供給され
る。

【００２４】これにより、両面研磨機１６では、上研磨
盤１６Ａを下降させることにより、キャリア１６Ｃに保
持された基板本体１Ａが上研磨盤１６Ａと下研磨盤１６
Ｂとに挟まれて、砥粒の介在下で上下両面を研磨され
る。

【００２５】(5) 焼成炭素化工程 焼成炭素化工程では、焼成用支持装置として、図５に示
すように焼成前の硬化樹脂基板１５の中央孔に挿入可能
で一端部に鍔状にディスク状の底板１７を固着した例え
ばカーボン（黒鉛）製の支持シャフト１８と、図６に示
すように支持シャフト１８に挿入可能な中央孔１９Ａを
有するディスク状の例えばカーボン（黒鉛）製のスペー
サ１９とを用いる。ここで、スペーサ１９は、１本の支
持シャフト１８につき、多数用意しておく。

【００２６】そして、図７に示すように、底板１７を下
にして起立させた支持シャフト１８に、硬化樹脂基板１
５とスペーサ１９とを交互に挿入して積層し、最上部に
荷重（重り）を載せる。このようにして積層したものを
多数、図３に示すように、１枚のカーボン（黒鉛）製の
平板２０上に置いて、焼成炉内に入れ、不活性ガス（例
えば窒素、アルゴン等）雰囲気下、例えばカーボン（黒
鉛）製のヒータにより、1000〜1500℃で焼成することに
より、硬化樹脂基板１５を炭素化して、ＧＣ基板を得
る。このときの収縮率は70〜80％程度である。

【００２７】(6) 焼成後ラッピング工程 焼成後ラッピング工程では、両面研磨機２１を用いて、
焼成されたＧＣ基板本体１Ａの表面を遊離砥粒により研
磨する。

【００２８】ここで使用する両面研磨機２１は焼成前ラ
ッピング工程で用いたものと同じものでよい。

【００２９】また、使用する砥粒は、平均粒径 1.0〜
6.0μm の範囲の砥粒とする。但し、焼成前ラッピング
工程において平均粒径 1.0〜 6.0μm の範囲の砥粒を用
いて、焼成後に所望の厚さと平坦度／面粗さとを得てい
る場合は、焼成後ラッピング工程を省略可能である。

【００３０】(7) チャンファ加工工程 チャンファ加工工程では、チャンファ加工装置３０を用
いて、基板本体１Ａの内外周端面を研削して面取りす
る。図１の２は外周面取り部分、３は内周面取り部分で
ある。

【００３１】チャンファ加工装置３０は、図９に示す如
く、チャックステージ３１、クランプ３２、ダイヤモン
ド砥石３３、３４を有して構成される。

【００３２】チャックステージ３１は、基板本体１Ａを
支持する同心状の凸部３１Ａと、凸部３１Ａまわりで基
板本体１Ａを真空吸引する真空吸引溝３１Ｂと、真空吸
引溝３１Ｂに真空圧を付与する真空供給路３１Ｃとを備
える。これにより、チャックステージ３１は基板本体１
Ａを真空吸着可能とする。

【００３３】クランプ３２は、チャックステージ３１上
の基板本体１Ａに高圧水を印加する高圧水噴射口３２Ａ
を備え、基板本体１Ａをチャックステージ３１に押圧保
持可能とする。

【００３４】ダイヤモンド砥石３３は基板本体１Ａの外
周端面を面取り研削可能とし、ダイヤモンド砥石３４は
基板本体１Ａの内周端面を面取り研削可能とする。

【００３５】(8) ポリッシング工程 最後のポリッシング工程では、最終研磨のため、両面研
磨機４１を用いて、研磨する。両面研削機４１は、図８
に示す上研磨盤１６Ａ、下研磨盤１６Ｂ、キャリア１６
Ｃを有して構成される研磨機において、上研磨盤１６
Ａ、下研磨盤１６Ｂの表面（基板本体と接する面）にパ
ッドを貼り付けたものを使用する。以上の工程を経て、
ＧＣ基板本体１Ａが得られる。

【００３６】然るに、本発明者は、ＧＣ基板１におい
て、基板本体１Ａの加工の生産性を向上するため、下記
(a) 〜(c) の知見を得た。 (a) 焼成炭素化工程後、表面加工工程前の基板本体１Ａ
の同芯度が300 μm 以下、真円度が300 μm 以下である
こと。

【００３７】(b) 焼成炭素化工程後、表面加工工程前の
基板本体１Ａの平坦度が50μm 以下、１枚の基板本体１
Ａ内での板厚むらが50μm 以下であること。

【００３８】(c) 焼成炭素化工程で用いる前述のスペー
サ１９として、板厚むらが10μm 以下で反りが10μm 以
下のものを用いること。

【００３９】上記(a）〜(c) によれば、下記〜の作
用がある。 焼成炭素化工程後、表面加工工程前の基板本体１Ａの
同芯度が300 μm 以下、真円度が300 μm 以下であるも
のとすることにより、基板本体１Ａのチャンファ加工工
程で加工に要する時間が短くなり、生産性を向上でき
る。

【００４０】焼成炭素化工程後、表面加工工程前の基
板本体１Ａの平坦度が50μm 以下、１枚の基板本体１Ａ
内での板厚むらが50μm 以下であるものとすることによ
り、ラッピング工程で平坦度を良くするための余分な研
磨代を付加する必要がなくなったり、研磨圧力を小とし
て研磨する必要がなく、加工時間を短くし、生産性を向
上できる。

【００４１】焼成炭素化工程で用いるスペーサ１９の
10μm を超える板厚むら、及び10μm を超える反りが基
板本体１Ａに転写されると、表面加工工程で、基板本体
１Ａに転写した板厚むらおよび反りをなくして平坦度を
良くするため、研磨圧力を小として研磨する必要を生じ
たり、余分な研磨代を付加する必要が生じ、加工時間が
長くなる。これに対しスペーサ１９の板厚むらを10μm
以下、反りを10μm 以下にすれば、加工時間を短く、生
産性を向上できる。

【００４２】

【実施例】

（実施例１、２）25mil(635 μm 厚板）のＧＣ基板を作
成するため、図１０に示す如く、(A) 焼成前コア抜き基
板、(B) 焼成基板、(C) ラッピング基板（加工条件は表
１）、(D) チャンファ加工基板（加工条件は表２）、
(E) ポリッシング基板（加工条件は表３）の順に硬化樹
脂基板を加工し、基板本体１Ａを得た。

【００４３】焼成炭素化工程で用いたスペーサの板厚む
ら及び反り、並びに焼成炭素化工程後、ラッピング工程
前の基板本体１Ａの同芯度、真円度、平坦度、板厚むら
を測定した。測定結果を表４に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】尚、上述の板厚むら、真円度、同芯度、平
坦度は下記〜により測定した。 板厚むら 測定器：ミツトヨ マイクロメータ １枚の基板本体１Ａにつき全１２点（基板本体１Ａ上で
十文字をなす４本の各半径上のそれぞれにおける最外周
点、中間点、最内周点の全１２点）の板厚を測定し、そ
れら各点の板厚の（最大値−最小値）をその基板本体１
Ａの板厚むらとした。

【００４９】真円度 測定器：ミツトヨ ランウンドテストＲＡ−３００ 測定条件：カットオフ値50 計算方法：ＬＳＣ（最小２乗中心法）

【００５０】同芯度 上記の真円度の測定により得られた外径真円度、内径
真円度の中心の差を同芯度とした。

【００５１】平坦度 測定器：ニデック社 ＦＴ−１１ 測定条件：ＦＲＩＮＧＥ ＳＰＡＣＩＮＧ 2 μm

【００５２】（実施例３）コア抜き工程で基板の原版か
ら所望の基板寸法より大きい型を打抜き、該型を焼成
し、その後に所望の基板本体に打抜いたものをラッピン
グに供する以外は、実施例１と同じ。焼成炭素化工程で
用いたスペーサの板厚むら及び反り、並びに焼成炭素化
工程後、ラッピング工程前の基板本体１Ａの同芯度、真
円度、平坦度、板厚むらを測定した。測定結果を表４に
示す。

【００５３】（実施例４）図１０に示した(A) 焼成前コ
ア抜き基板に(B-1) 焼成前ラッピング（加工条件は表１
と同じ）を施した後、(B-2) 焼成炭素化したものを、
(C)のラッピングに供する以外は、実施例１と同じ。

【００５４】焼成炭素化工程で用いたスペーサの板厚む
ら及び反り、並びに焼成炭素化工程後、ラッピング工程
前の基板本体１Ａの同芯度、真円度、平坦度、板厚むら
を測定した。測定結果を表４に示す。

【００５５】（比較例）実施例１と同じ。焼成炭素化工
程で用いたスペーサの板厚むら及び反り、並びに焼成炭
素化工程後、ラッピング工程前の基板本体１Ａの同芯
度、真円度、平坦度、板厚むらを測定した。測定結果を
表４に示す。

【００５６】（生産性の評価）実施例１〜４、比較例の
基板について、チャンファ加工に要する加工時間、ラッ
ピング加工に要する加工時間を測定し表４を得た。

【００５７】表４によれば、焼成炭素化工程で用いたス
ペーサの寸法、焼成炭素化工程後、ラッピング工程前の
基板本体１Ａの寸法を本発明範囲に制限することによ
り、チャンファ加工時間とラッピング加工時間をそれぞ
れ短くし、基板本体１Ａの加工の生産性を向上できるこ
とを認めた。

【００５８】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カーボン
基板において、基板本体の加工の生産性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は基板を示す模式図である。

【図２】図２は樹脂合成工程からコア抜き工程までのＧ
Ｃ基板製造プロセスを示す模式図である。

【図３】図３は焼成前ラッピング工程から焼成炭素化工
程までのＧＣ基板製造プロセスを示す模式図である。

【図４】図４は焼成後ラッピング工程から基板本体完成
までのＧＣ基板製造プロセスを示す模式図である。

【図５】図５は焼成用支持装置を示す模式図である。

【図６】図６は焼成用スペーサを示す模式図である。

【図７】図７は焼成工程における樹脂基板積層状態を示
す模式図である。

【図８】図８は研磨装置を示す模式図である。

【図９】図９はチャンファ加工装置を示す模式図であ
る。

【図１０】図１０は基板本体の加工手順を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１ ＧＣ基板 １Ａ 基板本体 ２、３ 面取り部分 １９ スペーサ ２１ 両面研磨機 ３０ チャンファ加工装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 11/10 ５４１ Ｃ０４Ｂ 35/52 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーボン基板本体を焼成した後、表面加
   工及びチャンファ加工して製造される外径1.8 インチの
   記録媒体用基板において、 前記焼成工程後、表面加工工程前の基板本体の同芯度が
   300 μm 以下、真円度が300 μm 以下であることを特徴
   とする記録媒体用基板。
2. 【請求項２】 前記焼成工程後、表面加工工程前の基板
   本体の平坦度が50μm 以下、１枚の基板本体内での板厚
   むらが50μm 以下である請求項１記載の記録媒体用基
   板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の記録媒体用基板の
   製造方法において、 前記焼成工程が樹脂基板とスペーサとを交互に積層した
   ものを焼成炉に入れ、該樹脂基板を焼成するに際し、板
   厚むらが10μm 以下で反りが10μm 以下のスペーサを用
   いることを特徴とする記録媒体用基板の製造方法。