磨削研磨石、磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法_2

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磁盘。
【附图说明】
[0046] 图1示出了端面磨削加工方法的一个实施方式,(a)为立体图,(b)为与(a)的方 向不同的前视图。
[0047] 图2示出了端面磨削加工方法的另一个实施方式,(a)为立体图,(b)为与(a)的 方向不同的前视图。
[0048] 图3是示出在上述图2的实施方式中使用的研磨石的槽形的一例的截面图。
[0049] 图4是示出玻璃基板的端面形状的一例的截面图。
[0050] 图5是磨削研磨石中的根据纳米压痕试验法测定的负荷与位移的相关图。
[0051] 图6是示出通过纳米压痕试验法测定的磨削研磨石的硬度、与利用该磨削研磨石 在某种条件下对玻璃基板端面进行磨削处理时的磨削速度的相关关系的一例的图。
[0052] 图7示出了端面磨削加工方法的其它实施方式,(a)为立体图,(b)为与(a)的方 向不同的前视图。
【具体实施方式】
[0053] 下面,对本【具体实施方式】进行详细说明。
[0054] 图4是适用本发明的磁盘用玻璃基板1的外周侧端部的截面图。虽然图4中未示 出,但该玻璃基板1在中心部具有圆孔4的整体形成为圆盘状(参照图1等),具有其表里 的主表面la,la、和形成于这些主表面la,la间的外周侧的端面与内周侧的端面。
[0055] 上述玻璃基板1的外周侧的端面形成为由与其主表面la正交的侧壁面lb、和分别 形成于该侧壁面lb与表里的主表面la,la之间的2个倒角面(进行了倒角的面)lc、lc所 构成的形状。另外,对于上述玻璃基板1的内周侧的端面虽未图示,但与上述外周侧端面同 样地形成为由与其主表面la正交的侧壁面、和分别形成于该侧壁面与表里的主表面la,la 之间的2个倒角面(进行了倒角的面)所构成的形状。
[0056] 并且,在磁盘、例如2. 5英寸磁盘的情况下,被抛光成玻璃基板1的外径为65mm、内 径为20mm。此处,内径是指玻璃基板1的中心部的圆孔的内径。
[0057] 磁盘用玻璃基板1的主表面la、外周侧端面和内周侧端面均被研磨(镜面研磨) 抛光成最终分别达到规定的表面粗糙度。玻璃基板1的外周侧端面和内周侧端面均被抛光 成上述的端面形状,并且通常要求抛光成表面粗糙度例如以Rmax计为0. 1ym以下、以Ra 计为0. 01ym以下的镜面状态。
[0058] 此处,本发明中,提及Ra、Rmax时,为依据日本工业标准(JIS)B0601 :1982的算术 平均粗糙度、最大粗糙度。另外,本发明中,端面的表面粗糙度是利用激光显微镜将观察倍 率设为3000倍在50ymX50ym的测定区域所测得的值。
[0059] 磁盘用玻璃基板1通常是通过对利用例如直接模压等成型为规定的圆盘状的玻 璃基板(玻璃盘)1依次实施端面的磨削?研磨(镜面研磨)、主表面的磨削?镜面研磨、化 学强化等工序而制造的。
[0060] 首先,对上述玻璃基板1的端面的磨削?研磨工序进行说明。
[0061] 需要说明的是,本说明书中,为了便于说明,从利用直接模压等成型为规定的圆板 状的玻璃盘至对该玻璃盘实施加工、处理等所制作的最终制品的玻璃基板为止,全部称为 玻璃基板或者磁盘用玻璃基板。
[0062] 首先,对上述端面磨削加工工序进行说明。图1示出了上述端面磨削加工方法的 一个实施方式,(a)为立体图,(b)为与(a)的方向不同的前视图。
[0063] 对中心部实施穿孔加工,对于具有圆孔4的玻璃基板1,利用研磨石7对其外周侧 端面进行加工,利用研磨石8对内周侧端面进行加工。研磨石7如图示那样形成为规定尺寸 的圆盘状,在其外周侧具有用于形成玻璃基板的端面形状的槽形,具体地说,形成了能够在 玻璃基板的外周侧端面形状转印侧壁面和倒角面这两个面的槽形。另外,研磨石8如图示 那样形成为规定尺寸的圆柱状,在其外周侧具有用于形成玻璃基板的端面形状的槽形,具 体地说,形成了能够在玻璃基板的内周侧端面形状转印侧壁面和倒角面这两个面的槽形。 SP,上述研磨石7和研磨石8均是考虑到玻璃基板1的磨削加工面的完工目标的尺寸形状 而形成为规定的尺寸形状。
[0064] 作为上述端面磨削加工中使用的上述研磨石7和研磨石8,在粗磨削加工用中所 谓电沉积结合剂研磨石是合适的,其是例如将作为高刚性研磨石的金刚石研磨粒用电沉积 结合剂粘结而成的。另外,在抛光的精密磨削加工用中,适宜为将研磨粒彼此结合的粘结剂 例如为酚醛树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、氟树脂等树脂材料的树脂结 合剂研磨石;粘结剂例如为铜系合金、铸铁系合金、钛系合金等金属质粘合剂的金属结合剂 研磨石;粘结剂为玻璃质粘合剂的玻璃化的研磨石等。其中,研磨石硬度的调整比较容易的 树脂结合剂研磨石是特别合适的。
[0065] 另外,作为研磨粒的粒径,为了能够在维持粗糙度的同时在整个研磨石寿命中维 持磨削性能,例如平均粒径为30ym以下的研磨粒是合适的,特别是在精密磨削加工用中, 平均粒径为2ym~15ym的范围内的研磨粒是合适的。作为研磨粒,例如金刚石研磨粒是 合适的。研磨粒的粒径例如可以通过电阻试验法进行测定。
[0066] 本发明中的研磨粒的粒径是通过该电阻试验法测得的平均值(中值粒径(D50))。
[0067] 需要说明的是,粗磨削加工后的端面的表面粗糙度以Ra计优选为1ym以下。另 外,精密磨削后的表面粗糙度以Ra计优选为0. 1ym以下。
[0068] 另外,本发明中,如上述构成1中那样,用于对玻璃基板的端面进行精密磨削的上 述磨削研磨石的特征在于,其包含研磨粒和将该研磨粒彼此结合的粘结剂,利用玻氏压头 以250mN的压入负荷的条件通过纳米压痕试验法对磨削研磨石表面的粘结剂部分测得的 硬度为〇. 4GPa~1. 7GPa的范围内。
[0069] 关于通过现有的利用大越式试验机的硬度试验或利用洛式硬度计的硬度评价等 方法所评价的磨削研磨石的硬度、与利用该磨削研磨石实际进行基板端面磨削时的磨削性 能(磨削速度、磨削面粗糙度、形状尺寸精度等)之间未确认到明确的相关关系的理由,本 发明人如下推测。
[0070] 关于现有的磨削研磨石的硬度试验,认为压头在测定时沉入研磨石的过程中会破 坏周围的研磨石组织,并且由于要评价压缩的组织状态而夹杂有密度性的因素,因而测定 了研磨石结构体的综合性强度,无法准确地评价用于发挥研磨石的磨削性能的硬度、换言 之与研磨石的磨削性能直接相关的保持研磨粒彼此的粘结剂的机械强度。
[0071] 本发明人推测:即使磨削研磨石的成分相同,根据其结构体的强度、特别是研磨粒 与将研磨粒彼此结合的粘结剂(粘合剂)间的强度、换言之研磨粒的保持强度的差异,磨削 性能会不同,这很可能成为端面品质偏差的原因。于是,本发明人认识到研磨石的硬度、特 别是研磨粒与粘结剂的结合强度作为研磨石的性能或加工特性极其重要,基于该认识,作 为准确评价研磨石制品状态下的研磨粒与粘结剂间的结合状态、换言之研磨粒的保持强度 的方法,对纳米压痕试验法进行了研究。并且发现,在规定条件下通过纳米压痕试验法测定 的硬度与利用该磨削研磨石实际进行基板端面磨削时的磨削性能(磨削速度、磨削面粗糙 度、形状尺寸精度等)之间确认到明确的相关关系。具体地说,发现了 :通过使用利用玻氏 压头以250mN的压入负荷的条件通过纳米压痕试验法对磨削研磨石表面的粘结剂部分测 得的硬度为〇. 4GPa~1. 7GPa的范围内的磨削研磨石,特别是在抛光的精密磨削中可发挥 出良好的磨削性能,其结果,能够高效且高品质地抛光磁盘用玻璃基板的端面,在量产加工 中也可得到稳定的品质。
[0072] 接着,对利用纳米压痕试验法的磨削研磨石的硬度的测定方法进行说明。
[0073] 对于作为测定对象的磨削研磨石表面的粘结剂部分,利用前端为四棱锥形状的玻 氏压头,以1纳米/秒施加负荷,升压至250mN,以该状态保持规定时间(例如10秒)后,按 照与升压时同等的卸载速度进行减压,将此时的负荷与位移的关系示于图5。需要说明的 是,若为该升压条件,则能够准确地评价粘结剂的机械强度。
[0074] 此处,作为示例,示出了与3个不同的磨削研磨石对应的3条特性曲线。该曲线示 出了动态硬度特性,与现有的作为静态硬度特性的硬度评价相比,其示出了更接近于实际 使用时的特性。
[0075] 根据该图5所示的动态硬度特性曲线的结果,由下式得到利用纳米压痕试验法的 磨削研磨石的硬度。
[0076] H=F/Ac
[0077] 此处,H为磨削研磨石的硬度,F为负荷,Ac为凹处面积。
[0078] 上述凹处面积Ac由下述的关系式表示。
[0079] Ac=f(he) 00 24. 5 ?he2
[0080] he=hmax-e?F/S
[0081] 此处,he:压入深度,hmax:最大负荷时的深度,hs:卸载开始时的压入深度,ho:卸 载后的压入深度,e:压头固有的形状系数(例:玻氏压头的情况下=0.75),S:负荷与位 移的比例系数,m:斜率(dF/dh)。
[0082] 对本发明的磨削研磨石来说,通过上述纳米压痕试验法测得的硬度为0. 4GPa~ 1. 7GPa的范围内,更优选为1. 2GPa~1. 6GPa的范围内。
[0083]在上述端面磨削加工中,如图1所示,按
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