JP2012014782A - 磁気ディスク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１μｍより小さい精度で磁気ディスク用基板を研磨加工することができる生産性が向上した磁気ディスク用基板の製造方法を提供する。
【解決手段】磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスクの磁性膜が設けられる前の磁気ディスク用基板の製造方法であって、圧電材料である水晶部材を切断する切断工程と、前記水晶部材が切断され形成された水晶板の側面を研削する側面研削工程と、前記水晶板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記水晶板の両主面を研磨する第一の研磨工程と、前記水晶板の両主面を研磨する第二の研磨工程と、を備えており、前記第一の研磨工前後の前記水晶板の周波数を測定し前記第二の研磨工程での研磨量を決定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置などの情報記録媒体に用いられている磁気ディスク用基板の製造方法に関する。

情報記録媒体の一例である磁気ディスク装置は、磁気ディスク用基板上に磁気記録層として磁性膜が形成された磁気ディスクと、この磁気ディスク上で微少に浮上して情報の記録再生を行うための磁気ヘッドと、を主に備えている。
また、このような磁気ディスク装置は、例えば、ハードディスク装置であって、この磁気ディスクとスペーサーとが回転軸に固定されたハブに交互に取り付けられ固定された状態で、回転軸を回転させることで磁気ディスクを回転させる機能を備えている。また、磁気ディスク装置は、この回転させられている磁気ディスクの表面上を磁気ヘッドが非接触状態で移動させられて、磁気ディスクの所定の位置に情報の書き込みや読み取りといった情報の記録再生を行う機能を備えている。

ここで、磁気ディスクは、非磁性材料からなる磁気ディスク用基板の両主面に磁性膜が形成され構成されている。

磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスク用基板は、非磁性材料からなる。
ここで、磁気ディスク用基板は、例えば、セラミックスやガラスが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

磁気ディスク用基板にセラミックスが用いられている場合の磁気ディスク用基板の製造方法は、成形工程、焼成工程、熱間静水圧工程、研削・研磨工程、を備えている。

成形工程は、磁気ディスク用基板の所定の形状となる様にグリーンシートから形状を打ち抜き形成する工程である。
ここで、磁気ディスク用基板は、例えば、板状かつ円環形状となっている。

グリーンシートは、例えば、アルミナ等からなる主成分となる粉末、マグネシア等からなる焼結助剤、アクリル樹脂等からなる可塑剤、トルエンやキシレンやアルコール類からなる溶剤から主に構成されている。また、グリーンシートは、例えば、構成している材料が十分に混練された状態で脱泡し、ドクターブレード法によって所定の大きさとなるように矩形形状の平板状に設けられる。

成形工程では、例えば、プレス機を用いて、板状かつ円環形状となるように、グリーンシートを打ち抜いている。

焼成工程は、この板状かつ円環形状に打ち抜かれたグリーンシートを焼成する工程である。また、焼成工程では、例えば、温度が約１６００℃の雰囲気中に約３時間設け焼成を行っている。

熱間静水圧工程は、アルゴンガスなどの気体を圧力媒体として所定の温度及び所定の圧力下であらゆる方向から均等に加圧して成形する熱間静水圧成形する工程である。
熱間静水圧工程では、例えば、アルゴンガス雰囲気中であって気圧が約２０００ａｔｍ、温度が約５００℃の状態で約１時間設け熱間静水圧成形が行われる。

研削・研磨工程は、例えば、ダイヤモンド砥石で研削し、ラッピング及びポリッシングによって研磨する工程である。

このような磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板は、例えば、表面粗さが１０ｎｍとなっている（例えば、特許文献２参照）。
磁気ディスク用基板にセラミックが用いられている場合、板厚の測定は、例えば、マイクロメーターによって接触させて測定を行っている。

また、磁気ディスク用基板にガラスが用いられている場合の磁気ディスク用基板の製造方法は、溶融ガラス板形成工程、成形工程、研磨工程、から構成されている。

溶融ガラス板形成工程は、酸化物のガラス原料粉末を所定量配合し攪拌混合を行った後攪拌しながら融解し、この融解されたガラス原料粉末を板状に固化させることで、板状の溶融ガラス板を形成する工程である。

成形工程は、磁気ディスク用基板の形状に成形する工程である。また、成形工程では、例えば、金型によって、板状の溶融ガラス板が板状かつ円環形状に打ち抜かれる。このとき、板状の溶融ガラス板は、完全に固化しておらず、半溶融状態となっている。

研磨工程は、板状かつ円環形状に形成された磁気ディスク用基板の表面をラッピング及びポリッシングによって研磨する工程である。

このような磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板は、例えば、表面粗さが２ｎｍとなっている（例えば、特許文献３参照）。
磁気ディスク用基板にガラスが用いられている場合、板厚の測定は、例えば、磁気ディスク用基板を水中に保持し非接触な状態で、光の透過及び光の反射を利用して測定を行っている（例えば、特許文献４参照）。

特許第３２２０２８８号公報 特公平６−２２０５５号公報 国際公開第０２／００４３７１号パンフレット 特開２００９−５９４２７号公報

しかしながら、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、磁気ディスク用基板の板厚をマイクロメーターによって測定を行っている。このため、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、磁気ディスク用基板の板厚を１μｍの精度までしか測定することができない。
従って、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、１μｍより小さい精度で板厚を測定することができないので、１μｍより小さい精度でのばらつきが大きくなり、生産性が悪くなる恐れがある。

また、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、光の透過及び光の反射を利用し水中に設けた状態で板厚を測定している。このため、研磨工程で研磨量を確認するために研磨を一時中断し装置から取り出し測定する場合、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、磁気ディスク用基板の表面が研磨工程の前後で異なるため、磁気ディスク用基板の表面で光の反射の仕方が異なり、研磨工程での研磨量を確認することができない恐れがある。
従って、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、研磨工程で研磨量を確認することができないため、研磨工程後の磁気ディスク用基板の板厚を測定し所定の板厚になっているかをなければならない恐れがある。
つまり、従来の磁気ディスク用基板の製造方法は、ロット間の板厚のばらつきが大きくなり、生産性が悪くなる恐れがある。

そこで、本発明では、１μｍより小さい精度で磁気ディスク用基板を研磨加工することができる生産性が向上した磁気ディスク用基板の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスクの磁性膜が設けられる前の磁気ディスク用基板の製造方法であって、圧電材料である水晶部材を切断する切断工程と、前記水晶部材が切断され形成された水晶板の側面を研削する側面研削工程と、前記水晶板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記水晶板の両主面を研磨する第一の研磨工程と、前記水晶板の両主面を研磨する第二の研磨工程とを備えており、前記第一の研磨工前後の前記水晶板の周波数を測定し前記第二の研磨工程での研磨量を決定する
ことを特徴とする。

このような磁気ディスク用基板の製造方法は、磁気ディスク用基板に圧電材料である水晶板が用いられている。このような磁気ディスク用基板の製造方法は、水晶板の周波数と板厚が比例関係を有しているので、周波数から板厚を算出することができる。つまり、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、板厚が薄いほど周波数が高くなるので、従来の磁気ディスク用基板の製造方法の精度より板厚を測定することが可能となる。
従って、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して、磁気ディスク用基板の板厚を精度よく測定することができるため、従来の磁気ディスク用基板の製造方法よりばらつきを抑えることができる。このため、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して生産性を向上させることができる。

また、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、磁気ディスク用基板に圧電材料である水晶部材が用いられているので、振動させたときの周波数を測定して厚みの状態の判断ができる。
従って、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、光の反射と光の入射を利用する従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して磁気ディスク用基板の表面の状態を考慮する必要がなくなる。このため、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して生産性を向上させることができる。

また、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、前記第一の研磨工程前後の前記水晶板の周波数を測定し前記第二の研磨工程での研磨量を決定している。また、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、前述したように周波数を測定することによって板厚を算出することができる。
つまり、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、第一の研磨工程前後の周波数を測定することで第一の研磨工程での研磨量を算出することができ、第二の研磨工程での研磨量を決定することが可能となる。このため、このような磁気ディスク用基板の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較してロット間のばらつきを抑えることができるので、従来の磁気ディスク用基板の製造方法より生産性を向上させることができる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法の側面研磨工程の状態の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法の側面研磨工程後の状態の一例を示す模式図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板の別の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板の別の一例を示す断面図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、各図面において、各構成要素の状態をわかりやすくするために誇張して図示している。

まず、本発明の実施形態に係わる磁気ディスク用基板の製造方法で製造された磁気ディスク用基板について説明する。

磁気ディスク用基板は、両主面に磁性膜が設けられた状態で磁気ディスク装置に用いられている。
ここで、両主面に磁性膜が設けられた磁気ディスク用基板を磁気ディスクとする。
磁気ディスク装置は、例えば、ハードディスク装置であって、磁気ディスクとスペーサーとが回転軸に固定されたハブに交互に取り付けられ固定された状態で、回転軸を回転させることで磁気ディスクを回転させる機能を備えている。また、磁気ディスク装置は、この回転させられている磁気ディスクの表面上を磁気ヘッドが非接触状態で移動させられて、磁気ディスクの所定の位置に情報の書き込みや読み取りといった情報の記録再生を行う機能を備えている。

磁気ディスク用基板は、水晶部材が用いられている。
また、磁気ディスク用基板１１０は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、直径が２．５インチの円形状の平板状に形成されており、その厚みが０．６３５ｍｍとなっている。

また、磁気ディスク用基板１１０は、図１（ｂ）に示すように、その両主面を貫通する貫通孔１１１が形成されている。
この貫通孔１１１の開口部の大きさは、磁気ディスク装置の回転軸に固定されたハブに取り付けることができる大きさとなっている。

つまり、磁気ディスク用基板１１０は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、板状かつ円環形状に形成されている。

次に、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法について説明する。
本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、切断工程、側面研削工程、貫通孔形成工程、第一の研磨工程、第二の研磨工程、を備えている。

（切断工程）
切断工程は、圧電材料である水晶部材を切断する工程である。
水晶部材は、例えば、水熱合成法により育成され所定の形状となるように研削されたランバード人工水晶である。つまり、水晶部材は、圧電材料である水晶から構成されている。
切断工程では、水晶部材が所定の角度で所定の厚みとなるように切断され、水晶板１１２が形成される。

（側面研削工程）
側面研削工程は、図２及び図３に示すように、前記水晶部材が切断され形成された水晶板１１２の側面を研削する工程である。
側面研削工程では、例えば、図２に示すように、水晶板１１２の主面が平行となるように水晶板１１２が接着剤（図示せず）により張り合わされて水晶ブロック１２０が形成され、図３に示すように、水晶ブロック１２０が円柱状になるように研削される。
従って、側面研削工程では、水晶ブロック１２０を構成している水晶板１１２が円板状の平板状に形成される。

（貫通孔形成工程）
貫通孔形成工程は、前記水晶板１１２に貫通孔１１１を形成する工程である。
貫通孔形成工程は、例えば、下穴形成工程と貫通孔研削工程から構成されている。
下穴形成工程は、側面研磨工程で円板状の平板状に形成されている水晶板１１２の所定の位置に、超音波加工機によって下穴を設ける工程である。
貫通孔研削工程は、下穴形成工程により下穴が設けられている水晶板の下穴を形成する側面を内研機によって研削する工程である。
このとき、貫通孔形成工程では、下穴を設けた後に内研機によって研削を行っているので、内研機のみで研削を行った場合と比較して貫通孔の開口部にヒビや欠けが発生する量を少なくすることができ、生産性を向上させることができる。

（第一の研磨工程）
第一の研磨工程は、前記水晶板１１２の両主面を研磨する工程である。
また、第一の研磨工程では、第一の研磨工程前の水晶板１１２と第一の研磨工程後の水晶板１１２の周波数が測定される。
また、第一の研磨工程では、例えば、両面研磨機が用いられている。

ここで、両面研磨機は、上定盤と下定盤と中心ギアとインターナルギアと研磨キャリアとから主に構成されている。
下定盤は、一方の主面に中心ギアとインターナルギアが設けられている。
中心ギアは、所定の間隔ごとに縁部側を向く凸状部が設けられた歯車状となっており、その中心が下定盤の中心と同一中心であって、下定盤の一方の主面の中心に設けられている。
インターナルギアは、所定の間隔ごとに中心側を向く凸状部が設けられた歯車状となっており、下定盤の一方の主面の外周縁に沿って設けられている。また、インターナルギアは、中心ギアと独立して動く構造となっている。

研磨キャリアは、円形の板状となっており、その円形の中心よりも外側の位置に開口部が設けられている。この開口部の大きさは、水晶板１１２が収まる程度の大きさとなっている。また、研磨キャリアは、第二の研磨工程後の水晶板１１２の所定の板厚よりも薄い厚みとなっている。
研磨キャリアは、その外周縁に沿って外側に向く凸状部が設けられ歯車状となっており、下定盤に設けられている両ギアに設けられている凸状部の間に嵌るようになっている。
研磨キャリアは、インターナルギアに設けられている凸状部の間と中心ギアに設けられている凸状部の間とに嵌るように、定盤の一方の主面に設けられる。

従って、両面研磨機は、下定盤が回転、つまり自転すると、研磨キャリアも回転、つまり公転することになる。このとき研磨キャリアに設けられた開口部は、キャリアの公転軸廻りを回転することとなる。

第一の研磨工程及び後述する第二の研磨工程では、水晶板１１２が研磨キャリアの開口部内に設けられ、下定盤と対向する位置に設けられた上定盤で押さえつけられた状態となる。
また、研磨工程では、水晶板１１２を下定盤の一方の主面側に設けられた研磨キャリアの開口部内に設け、上定盤で押さえつけた状態で回転させながら、下定盤と上定盤との間に研磨剤を供給して水晶板１１２の両主面を研磨する。

ここで、水晶板１１２は、圧電材料から構成されており、その結晶性から水晶板１１２の周波数と水晶板１１２の厚さとが比例関係と備えている。従って、水晶板１１２の周波数を測定することで、水晶板１１２の厚みを算出することができる。

つまり、第一の研磨工程では、第一の研磨工程前後の水晶板１１２の周波数を測定することで、第一の研磨工程前後での研磨された研磨量を算出しつつ、第一の研磨工程後の水晶板の厚みを測定している。

（第二の研磨工程）
第二の研磨工程は、前記水晶板１１２の両主面を研磨する工程である。
このとき、第二の研磨工程で研磨する研磨量は、前記第一の研磨工前後の前記水晶板１１２の周波数から決定される。
また、第二の研磨工程では、第一の研磨工程で用いられた両面研磨機が用いられている。つまり、第二の研磨工程では、第一の研磨工程で水晶板１１２を研磨するために用いた設備と同じ設備が用いられる。

第二の研磨工程では、第一の研磨工程後の水晶板１１２の周波数から板厚を算出し、第二の工程後の目標の板厚との差から、第二の研磨工程での研磨量が決定され、研磨される。

このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法では、水晶部材が切断され水晶板１１２が形成されこの水晶板１１２が板状かつ円環形状に形成された後研磨されることで、磁気ディスク用基板１１０が形成される。

このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、磁気ディスク用基板１１０に圧電材料である水晶板が用いられている。このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、水晶板１１２の周波数と板厚が比例関係を有しているので、周波数から板厚を算出することができる。つまり、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、板厚が薄いほど周波数が高くなるので、従来の磁気ディスク用基板の製造方法の精度より板厚を測定することが可能となる。
従って、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して、磁気ディスク用基板１１０の板厚を精度よく測定することができるため、従来の磁気ディスク用基板の製造方法よりばらつきを抑えることができる。このため、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して生産性を向上させることができる。

また、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、磁気ディスク用基板１１０に圧電材料である水晶部材が用いられているので、振動させたときの周波数を測定して厚みの状態を判断することができる。
このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク基板１１０の製造方法は、光の反射と光の入射を利用する従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して磁気ディスク基板１１０の表面の状態を考慮する必要がなくなる。このため、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較して生産性を向上させることができる。

また、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、前記第一の研磨工程前後の前記水晶板の周波数を測定し前記第二の研磨工程での研磨量を決定している。また、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、前述したように周波数を測定することによって板厚を算出することができる。
つまり、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、第一の研磨工程前後の周波数を測定することで第一の研磨工程での研磨量を算出することができ、第二の研磨工程での研磨量を決定することが可能となる。このため、このような本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板１１０の製造方法は、従来の磁気ディスク用基板の製造方法と比較してロット間のばらつきを抑えることができるので、従来の磁気ディスク用基板の製造方法より生産性を向上させることができる。

このとき、貫通孔形成工程で水晶ブロックを形成している接着剤を溶融し水晶板の状態で説明しているが、例えば、円柱状の水晶ブロックで貫通孔を形成してもよい。

なお、貫通孔形成工程が超音波加工機により下穴を形成する下穴形成工程と内面研削盤で研削する貫通孔研削工程とからなる場合について説明しているが、貫通孔を形成することができれば、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術用いて形成してもよい。このとき、化学反応を用いて貫通孔を形成することとなり、貫通孔の開口部にヒビや欠けが発生しないため、生産性を向上させることができる。

なお、側面研磨工程後に、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、円板状の平板状に形成された水晶板の外周側面であって、一方の主面側の縁部及び他方の主面側の縁部に、研磨紙や研削機を用いて面取りを施してもよい。
ここで、面取りとは、主面と側面との交わる角に斜めの面を研削により設けられた状態をさす。

なお、貫通孔形成工程跡に、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、磁気ディスク基板の貫通孔に接している内周面であって、一方の主面側の縁部及び他方の主面側の縁部に、研磨紙や研削機を用いて面取りが施してもよい。

なお、貫通孔形成工程と第一の研磨工程の間でラッピングを行い、水晶板の両主面を研磨してもよい。

１１０，２１０ 磁気ディスク基板
１１１，２１１ 貫通孔
１１２ 水晶板
１２０ 水晶ブロック

Claims (1)

1. 磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスクの磁性膜が設けられる前の磁気ディスク用基板の製造方法であって、
   圧電材料である水晶部材を切断する切断工程と、
   前記水晶部材が切断され形成された水晶板の側面を研削する側面研削工程と、
   前記水晶板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記水晶板の両主面を研磨する第一の研磨工程と、
   前記水晶板の両主面を研磨する第二の研磨工程と
   を備えており、
   前記第一の研磨工前後の前記水晶板の周波数を測定し前記第二の研磨工程での研磨量を決定する
   ことを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。

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