从玻璃表面溶解镧系氧化物的方法技术

用于计算机盘驱动器的一种方法和产品。提供了玻璃基片，在其表面上有低含量的残余抛光颗粒。一个方法实施例包括：通过将玻璃基片浸入含有硝酸、过氧化氢以及含有羧酸基团的有机酸的酸浴中来减少残留抛光颗粒含量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Method for dissolving Lanthanide Oxides from glass surface

A method and product for a computer disk drive. A glass substrate is provided with a low amount of residual polishing particles on its surface. A method embodiment includes reducing residual polishing particle content by immersion a glass substrate in an acid bath containing nitric acid, hydrogen peroxide, and organic acids containing carboxylic acid groups.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁盘驱动器数据存储装置，更具体地说，涉及磁盘驱动器数据存储装置中所用玻璃基片的制造。在清洗之后，在该基片上溅射一系列涂层，例如铬底层、磁性层和碳保护层。如果基片上残留有矾土颗粒，那么溅射的各层便复制这种不规则的表面形态，从而在抛光的盘上造成崎岖不平的表面。当磁头在该表面上滑动时，它会撞击比滑动余隙要高的残留颗粒造成的凸起。这称作滑动缺陷，它能最终导致文件破坏。这些凸起还进一步引起磁缺陷、腐蚀和缩短磁盘寿命。这样，需要从抛光基片表面去除残留的浆液颗粒，以使基片尽可能平滑。近年来，玻璃基片已用于膝上计算机的盘驱动器中。与铝基基片相比，玻璃基片具有更高的冲击强度或耐冲击性，这在便携式计算机中是重要的，在那里装置受到碰撞、跌落和冲击，致使磁头撞击磁盘基片表面。玻璃的另一个好处是它可以被抛光成比铝基基片更光滑的表面。更光滑的基片使磁头可以飞得更靠近磁盘，从而产生更高密度的记录。对于某些计算机磁盘驱动器存储器，其滑动高度为20纳米的数量级(约200CE)或更小，这是一段极小的间距。这样，玻璃基片能被抛光成更光滑的表面这一事实使得产业界从铝基基片转向玻璃基片，这不仅是对于膝上计算机，而且对于台式计算机也是如此。正像铝基基片那样，在溅射之前，玻璃基片表面需要用浆液抛光到原子级光滑表面。应该这样理解基片是比较薄的盘片，有上表面和下表面，或者说A面和B面，每面都被抛光成光滑表面。对于这一抛光过程，将镧系氧化物的水溶浆液施用于基片。镧系氧化物应理解为包括根据元素周期表镧系中的一种或多种稀土元素(这包括57-71号元素)的氧化物。镧系氧化物浆液通常包含的主要成份是镧和铈的颗粒。这些浆液颗粒随后必须清除掉，这通常由一系列步骤来完成包括超声清洗以及用肥皂和衬垫进行机械擦拭(通常称作Oliver擦试清洗)以除去最松动的浆液。在这些清洗过程之后，在＜0.1lm(100纳米)至大约1lm(1,000纳米)量级的颗粒仍残留在玻璃基片表面。这些颗粒不容易从基片上去掉，因为它们被范德华力(对于这些颗粒大小，这种力很重要)和氢键以及颗粒与表面的分子键保持在表面上。正像用矾土颗粒那样，如果这些镧系氧化物颗粒留在盘基片上，便会损失掉大量滑动容量并在含有玻璃基片的硬盘存储器中发生盘腐蚀，结果造成制造成本增加和用户硬盘驱动器故障。一种显然的解决办法是使用酸溶液或碱溶液浸蚀盘或潜挖颗粒(与从镀有NiP的铝基基片上除去矾土颗粒相似)。然而，这种方法会损害玻璃基片的表面，这是由于玻璃材料对酸浸蚀或过于腐蚀性的酸溶液的耐受性低，如高pH值和高温下的氢氟酸和苛性浸蚀。对抛光玻璃表面的损害和成分改变会对随后溅射过程中沉积的各层表面形态造成不利影响，并能引起磁性、滑动和腐蚀缺陷。然而，溶解掉浆液颗粒不会像使用弥散清除那样受小颗粒大小或分子键的负面影响，也不一定造成表面损害。但要溶解掉玻璃表面的镧系氧化物是不容易完成的，因为镧系氧化物耐受许多酸的溶解。当前能得到的玻璃基片，如膝上计算机盘驱动器中使用的那些，它们对于从抛光浆液中留下来的Ce和La有很高的颗粒值。例如，一些当前能得到的95mm的硅铝酸盐玻璃基片其每个基片含有7-58毫微克(ng)氧化铈和15-102ng氧化镧的量级。已经发现，低Ce和La颗粒值对于低滑动高度(当前量≤20nm)和近接触记录是至关重要的，所以当前的高颗粒值是不可接受的。还发现，这些颗粒是造成滑动故障(来自颗粒的凸起造成保护碳层脱落并随后造成点腐蚀)的主要因素。这样，在玻璃基片上的镧系氧化物颗粒水平必须保持低值，以达到计算机盘驱动器中使用玻璃基片所必须的耐腐蚀性和光滑表面。如果要使计算机盘驱动器中的基片向玻璃基片发展的市场趋势取得成功，就需要一种不同于已知的酸浸蚀或碱浸蚀技术的清洗方法，以从浆液抛光中去掉粘在玻璃基片表面上的残留镧系氧化物颗粒，同时不改变抛光表面的稳定抗腐蚀性。在一个实施例中，将已由镧系氧化物浆液抛光的玻璃基片在抛光之后通过浸入由硝酸、过氧化氢和含有羧酸基团的有机酸组成的酸浴中来清洗。玻璃基片还可以进一步在pH值介于约9-约12之间的碱溶液中进行PVA擦试然后浸入pH值介于约11.5-约13之间的氢氧化钾溶液中。在一个实施例中，玻璃基片被抛光后的表面上每种镧系元素氧化物颗粒少于约1.52×10-4ng/mm2。玻璃基片可以用上述方法制备，而不会显著改变Al对Si离子表面组成。还提供一种盘驱动器产品，其所包含的玻璃基片有被抛光的表面，表面上每种镧系元素氧化物颗粒少于约1.52×10-4ng/mm2。在这里所附的权利要求(在这里构成又一部分)中提出了表征本专利技术的这些和其他优点和特点。然而，为了更好地理解本专利技术以及通过使用本专利技术所获得的好处及目标，还应参考所附详细描述，其中描述了本专利技术的详细描述计算机盘驱动器的玻璃基片必须抛光成原子级光滑表面。为此，用镧系氧化物浆液将玻璃基片的表面抛光。通常，基片在离开抛光机之后要用肥皂进行超声清洗，以去掉多数镧系氧化物抛光材料，然后用肥皂和衬垫对基片进行机械擦拭(Oliver擦拭清洗)，以去掉大量镧系氧化物抛光颗粒。在这时留下来的残余抛光浆液强力地抵制由机械的或弥散机理进行的去除，因为与表面分子键结，或具有高范德华力和氢键力把它保持在表面上，这是由于抛光造成的颗粒与表面的适应性而且由于它的尺寸小以致受到的力太小，不能使它脱离表面。溶解这些浆液颗粒将破坏分子键、表面适应性和颗粒大小因素(这与潜挖类似)，但不会改变表面的浸蚀。根据本专利技术的原理，通过将基片浸入硝酸、过氧化氢和含有羧酸基团的有机酸组成的酸浴中，使残余的镧系氧化物颗粒被除去。然后，如工业中通常做的那样，再用碱性皂液对基片进行PVA(聚乙烯醇)衬垫擦拭。有利的是将基片再浸入氢氧化钾碱性浴中。在这些清洗步骤之后，对基片进行化学强化。通过化学强化处理玻璃在本领域是公知的，它本身不构成本专利技术的一部分。在化学强化中，将基片浸入熔融的硝酸钾和/或销酸钠中1-8小时以增强玻璃抗破碎性。在化学强化以后进行补充的清洗过程。化学强化之后的这一最后清洗过程通常包括(a)pH值小于约3的弱浸蚀浴，包含硫酸或有机酸(如酒石酸、柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸或乙底酸)加上表面活性剂，或者包含硝酸、硼酸、过氧化氢和有机酸；(b)在pH为约9-约12的碱浴中进行PVA擦拭；(c)以及浸入pH介于约11.5-约13之间的氢氧化钾碱性浴中。化学强化和最后的清洗可以进一步除掉一些镧系氧化物颗粒。在化学强化前后进行的酸浴清洗、PVA擦拭和碱浴清洗的结果是得到具有抛光表面的玻璃基片，其表面上每种镧系元素氧化物颗粒少于约1.52×10-4ng/mm2，而且Al和Si离子的表面组成相对而言没有改变。基于硅铝酸盐的玻璃当前优选用于计算机盘驱动器，但本专利技术的方法可通用于玻璃。对于本专利技术的方法中使用的硝酸浴，该浴包含硝酸、过氧化氢和有机酸。本专利技术的一个酸浴溶液实施例含有至少1N硝酸，有利的是约3N-4N硝酸。已发现硝酸对溶解所有镧系氧化物颗粒是普遍有用的，对溶解氧化铈和氧化镧颗粒特别有用。在本专利技术的方法中可以使用浓度低于约1N的硝酸，其缺点是残留颗粒的除去速率较慢而且总除去量较少。升高浴温度将100％或低于100％地补偿这一缺点，这取决于酸的浓度。在本专利技术的范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洗玻璃基片的方法，包含将其上面有镧系氧化物颗粒的玻璃基片浸入包含硝酸、过氧化氢和含有羧酸基团的有机酸的酸浴中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DH皮尔廷斯鲁达，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]