结晶玻璃及其制法、磁盘用基片和磁盘制造技术

本发明专利技术提供一种Ｌｉ↓［２］Ｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＳｉＯ↓［２］系结晶玻璃，它含有ＳｉＯ↓［２］：６５－８５ｗｔ％、Ｌｉ↓［２］Ｏ：８－１５ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：２－８ｗｔ％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］：１－５ｗｔ％、ＺｒＯ↓［２］：１－１０ｗｔ％，主结晶相焦硅酸锂（ＬｉＯ↓［２］.２ＳｉＯ↓［２］），基本上不含ＭｇＯ。其制法是对含上述组成的原料玻璃在最高温度为６８０℃－７７０℃进行加热处理，使其结晶化。本发明专利技术还提供磁盘用基片和磁盘。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是分案申请。原申请的申请日为1996年12月21日，其申请号为96123896.8，专利技术名称为“磁盘用基片、磁盘及磁盘用基片的制造方法”。本专利技术涉及磁盘用基片及其适用于基片的结晶玻璃、磁盘和磁盘用基片的制造方法。计算机等磁记录装置的主要构成要素有磁记录载体和磁记录重放用的磁头。作为磁记录载体，公知的有软磁盘和硬磁盘。其中，作为硬磁盘用的基片材料目前可使用的主要是铝合金。但是，最近随着硬磁盘驱动器的小型化，使磁头的上浮量明显减少。伴随而来的是对磁盘表面的平滑性有极高的精度要求。一般，磁盘表面凹凸的最大高度必须在磁头的上浮量的一半以下。例如，上浮量为75nm的硬磁盘驱动，盘表面凹凸的最大高度必须在38nm以下。特别是近来，要求磁盘用基片的读写区的表面粗糙度算术平均偏差值Ra在20埃以下。但是，对于铝合金基片，由于其硬度低。采用高精度磨料及加工机械进行研磨加工，由于研磨面塑性变形，难以制造一定程度以上的高精度平坦表面。即使铝合金基片表面镀镍-磷，也无法形成上述水平的平滑面。而且，随着硬磁盘驱动器的小型化、薄型化的进展，对磁盘用基片的厚度减小的要求日益强烈。但是，由于铝合金的强度、刚性较低，所以既要保持由硬磁盘驱动器的规格所要求的强度，又要使磁盘薄型化是困难的。特别是，如果把磁盘用基片加工至0.5mm厚以下，则由于基片强度不足，存在产生基片高速旋转时和装置起动时基片反弹，基片面出现偏差的问题。而且，近来开始使用磁阻效应型磁头(MR磁头)，对磁盘噪声的降低要求日益强烈。作为降低此噪声的方法，已知在溅射磁性膜时，或者在溅射后，对磁性膜热处理是有效的。这样，由于热处理能有效地降低磁盘噪声，必须在280℃或以上的温度下进行此热处理。但是，铝合金基片不能加热到280℃以上的此热处理温度。为了解决上述问题，作为磁盘用基片材料，玻璃制的磁盘用基片已有一部分实用化了。但是，作为HDD用的磁盘用基片，由于要求极高的强度，必须使用化学强化玻璃和微晶玻璃等强化玻璃，而使用这些材料，则可形成具有20埃以下的极小Ra的磁记录面。由于玻璃的强度还是较低，所以作为HDD用磁盘用基片使用时，可靠性也不够。而且，已知的还有钠钙玻璃等化学强化玻璃，如果使用这些玻璃作为磁盘用基片，则基片中含有的碱金属离子会溶出，往往腐蚀磁性膜。另一方面，停止磁盘驱动器时，为了防止磁盘表面与磁头滑块吸附在一起，而使磁头滑块升起，必须在磁盘表面形成由高200埃的突起构成的纹理。另一方面，必须实现前述的高度平滑的表面。因此，在磁盘表面形成读写区和起落区，为了提高读写区的磁记录密度而进行精密研磨加工，在起落区形成纹理。作为形成这种纹理的方法，对于钠钙玻璃(化学强化玻璃)，是采用光刻及腐蚀法。但是，此种方法成本高，特别是由于构成纹理的突起顶部的面积较小，需要更大的成本。而且，对于铝制磁盘用基片等，采用如下方法，即在基片表面溅射低熔点金属，通过加热形成细微的半球状突起。但是，仅在起落区形成这些突起是困难的，需要较高的成本。对于结晶玻璃制的磁盘用基片，是采用如下方法，即利用构成结晶玻璃的结晶粒与晶界相之间的硬度差，通过研磨加工形成纹理。但是，由此方法在起落区和读写区均形成纹理，不能仅在着靶区一方形成纹理。因此，本专利技术人对作为磁盘用基片的材料所使用的结晶玻璃做了研究。在结晶玻璃中，所含的碱金属离子大部分是存在于结晶相中，由于玻璃母体中连微量都不存在，所以不会发生碱金属成分溶出，腐蚀磁性膜的问题。而且，对于结晶玻璃，与化学强化玻璃相比，由于不存在硬度和抗弯强度的偏差，所以可靠性更为优异，尤其是磁盘用基片厚度薄至0.5mm以下时更好。但是，由于化学强化玻璃整体是非晶的，为了作为磁盘用基片使用，要对化学强化的玻璃表面抛光加工，这样可使加工后的表面粗糙度算术平均偏差值(Ra)降至6埃的程度。但是，对于结晶玻璃，由于结晶相与非晶相的硬度不同，即使抛光加工后，结晶相与非晶相之间也会产生不可避免的微小凹凸。结果，难以使加工面的表面粗糙度算术平均偏差值抑制在20埃以下。基于这些理由，本专利技术人发现，如果使用特定的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃，则可使精密研磨加工后的加工面的表面粗糙度算术平均偏差值减小到20埃以下的水平，特愿平7-174895号说明书中详细公开了使用此结晶玻璃的磁盘用基片。但是，此后，随着多媒体化的进展，日渐希望把图象信息等大容量信息记录在更小型的磁盘内，需要进一步提高磁盘的记录密度。结果，要求特别是磁盘的读写区中，表面粗糙度算术平均偏差值(Ra)在10埃以下。由一般的结晶玻璃构成的基片，尤其是由Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃构成的磁盘用基片中，极难满足这些条件。不过，如果是非结晶化的玻璃，或者是结晶化率较低的结晶化过程的玻璃，则可以使精密研磨加工后的表面粗糙度算术平均偏差值在10埃以下，但这些材料强度相对较低，所以不能获得磁盘用基片所要求的强度。本专利技术的目的是提供一种在玻璃制磁盘用基片表面，特别是起落区等所希望的位置形成纹理的方法。而且，本专利技术的目的是在短时间内以高生产率对多个磁盘用基片形成。另外，本专利技术的目的是在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃中，一边维持预定的结晶率和强度，一边使结晶玻璃表面精密研磨加工后的表面粗糙度算术平均偏差值(Ra)显著降低，特别是获得具有10埃以下的Ra的平滑面。进而，本专利技术的目的是在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃中，一边维持预定的结晶率及强度，一边获得具有10埃以下的Ra的研磨加工面，而且在此面上形成适当高度的纹理。本专利技术第一方案涉及一种磁盘用基片，包括玻璃制的磁盘用基片本体，其特征在于，此磁盘用基片本体至少在表面区域含有吸收光的金属元素，而且此磁盘用基片本体表面形成有纹理；而且还涉及一种磁盘，其特征在于包括所述的磁盘用基片，在所述磁盘用基片上形成的磁性膜。而且，本专利技术的第一方案还涉及上述磁盘用基片的制造方法，其特征在于玻璃制的磁盘用基片本体至少在表面区域含有吸收光的金属元素，通过在此磁盘用基片本体表面照射高能量光来形成纹理。本专利技术的第二方案涉及结晶玻璃，其特征在于是Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃，含有65-85wt％的SiO2、8-15wt％的Li2O、2-8wt％的Al2O3、1-5wt％的P2O5和1-10wt％的ZrO2，主结晶相是焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)。而且，本专利技术的第二方案还涉及一种磁盘用基片，其特征在于由所述结晶化玻璃构成，具有表面粗糙度算术平均偏差值(Ra)在10埃以下的平滑面；而且还涉及具有所述磁盘用基片、在磁盘用基片的平滑面上形成的底膜和在此底膜上的金属磁性层。为了制造与第二方案相关的结晶玻璃，在制造Li2O-Al2O3-SiO2系结晶玻璃时，通过在最高温度为680℃-770℃的热处理，使含有65-85wt％的SiO2、8-15wt％Li2O、2-8wt％的Al2O3、1-5wt％的P2O5和1-10wt％的ZrO2的原料玻璃结晶化。第一方案本专利技术人对为在玻璃制磁盘用基片、特别是结晶玻璃所构成的磁盘用基片表面有效地形成纹理进行了研究。在此过程中，磁盘用基片至少在表面区域预先含有吸收预定波长段的光的金属离子，向磁盘用基片表面照射高能量光，从而可发现高能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结晶玻璃，它是Ｌｉ↓［２］Ｏ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＳｉＯ↓［２］系的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃含有ＳｉＯ↓［２］∶６５－８５ｗｔ％、Ｌｉ↓［２］Ｏ∶８－１５ｗｔ％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］∶２－８ｗｔ％、Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］∶１－５ｗｔ％、ＺｒＯ↓［２］∶１－１０ｗｔ％，主结晶相焦硅酸锂（Ｌｉ↓［２］Ｏ.２ＳｉＯ↓［２］）。

【技术特征摘要】
JP 1996-2-26 61641/961．一种结晶玻璃，它是Li2O-Al2O3-SiO2系的结晶玻璃，其特征在于，所述结晶玻璃含有SiO2:65-85wt％、Li2O:8-15wt％、AlO3:2-8wt％、P2O5:1-5wt％、ZrO2:1-10wt％，主结晶相焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)。2．根据权利要求1的结晶玻璃，其特征在于，在精密加工后获得中心线的表面粗糙度算术平均值(Ra)在10埃以下的平滑面。3．根据权利要求1或2的结晶玻璃，其特征在于，构成所述结晶玻璃的结晶相之中，在焦硅酸锂(Li2O·2SiO2)的X射线衍射峰值强度为100时，锂霞石(Li2O·Al2O3·2SiO2)相的X射线衍射峰值强度和锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2)相的X射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木富雄，竹矢文则，阿部真博，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]