專利名稱：玻璃基片的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種作為計算機(jī)的信息記錄介質(zhì)使用的硬盤用玻璃基片的研磨方法。
近年，計算機(jī)迅速普及，左右計算機(jī)操作性能的操作系統(tǒng)等的操作系統(tǒng)軟件及在操作系統(tǒng)上進(jìn)行動作的各種程序軟件等的軟件有大容量化的傾向，并且利用這些程序編成的數(shù)據(jù)也有大容量化的傾向。
隨之，在作為可以高速地記錄/讀出大量信息的信息記錄介質(zhì)的硬盤開發(fā)中，使用硬度和光滑性優(yōu)良的玻璃基片、特別是使用結(jié)晶玻璃的玻璃基片取代以往的使用鋁金屬的基片的動向很明顯。
制造上述這樣的玻璃基片時，一般，為了獲得玻璃基片的厚度高精度、高平坦度，要進(jìn)行粗研磨、精研磨、一次拋光(粗拋光)3道工序的厚度加工。
但是，若要修正玻璃基片的翹曲或扭曲，玻璃基片(坯料)必須具有足夠的厚度，以防止因加工負(fù)荷的作用而產(chǎn)生變形，并且為了完全去除因研磨而產(chǎn)生的局部劃傷(坑)，拋光的加工余量至少應(yīng)為50-60μm。
因此，為了制成成品玻璃基片[坯料]的厚度，玻璃基片的加工余量大，需要的加工時間長。
于是，本申請人開發(fā)、提出這樣一種方法，即預(yù)先使用無翹曲的玻璃基片(坯料)進(jìn)行磨削加工，取代研磨工序。
這樣，不需要通過厚度加工來獲得玻璃基片的平坦度，故可將玻璃基片的厚度減薄到極限厚度，并且也可以高效率地進(jìn)行玻璃基片的厚度加工。
但，由于玻璃基片的厚度加工的工序數(shù)(粗磨削、精磨削、粗拋光)不變，故不能說大大地縮短了加工工序和提高了效率。
為了解決這個問題，最好用1道工序進(jìn)行厚度加工，但在使用翹曲的玻璃基片(坯料)的情況下，為了制成符合二次拋光(精拋光)前的玻璃基片要求的質(zhì)量，至少需要加工3小時以上，這是不現(xiàn)實的。
另外，在使用無翹曲的玻璃基片(坯料)的情況下，雖然用聚氨酯試樣和氧化鈰進(jìn)行的拋光，可獲得二次拋光前的玻璃基片所必需的平坦度和表面粗糙度(Ra)，但不能達(dá)到微小的波紋度及滾邊(玻璃基板內(nèi)外徑部的形狀)的質(zhì)量。
而且，一面一面地磨削玻璃基片的旋轉(zhuǎn)平面磨削加工不僅不能達(dá)到二次拋光前的玻璃基片所必需的微小波紋度、滾邊的要求，而且也不能達(dá)到表面粗糙度(Ra)的要求。
另外，對玻璃基片的兩面同時進(jìn)行磨削的金剛石顆粒磨削加工，雖然可以達(dá)到二次拋光前的玻璃基片所必需的平坦度、微小波紋度、滾邊的要求，但為了保持金剛石磨料的分級精度和不修整加工，將表面粗糙度(Ra)的極限值設(shè)定為0.2μm，未能達(dá)到二次拋光前的玻璃基片的表面粗糙度(Ra)標(biāo)準(zhǔn)、即0.05μm以下。
鑒于以往技術(shù)存在這些問題，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃基片的研磨方法，該研磨方法可以將玻璃基片的厚度加工縮短為1道工序，故可以大幅度減少原材料費、加工設(shè)備費、加工消耗材料費和加工時間等，其結(jié)果，可以大幅度降低玻璃基片的產(chǎn)品價格。
即，按照本發(fā)明，提供一種玻璃基片的研磨方法，將用托板保持的玻璃基片夾入用固定磨料制成的上平臺與下平臺之間，通過上下平臺施加壓力和旋轉(zhuǎn)運動，對上述玻璃基片的兩面進(jìn)行研磨，其特征在于；可使所研磨的玻璃基片的平坦度達(dá)到10μm以下，并且可使表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.0005～0.05μm。
另外，在本發(fā)明中，固定磨料最好為彈性磨料，該彈性磨料含有由氧化鈰、氧化錳、氧化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋯構(gòu)成的磨料群中選擇的1種或2種以上的磨料，固定磨料所用的磨料的平均顆粒直徑最好為1.0～8.0μm。
另外，在本發(fā)明中，玻璃基片最好在研磨中進(jìn)行自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)。


圖1是表示在本發(fā)明中所用的磨削加工裝置一例的概略說明圖。
圖2是表示圖1所示的上平臺、下平臺及托板等的概略立體圖。
本發(fā)明玻璃基片研磨方法是將用托板保持的玻璃基片夾入用固定磨料制成的上平臺與下平臺之間，通過上下平臺施加壓力和旋轉(zhuǎn)運動，對上述玻璃基片的兩面進(jìn)行研磨，使所研磨的玻璃基片的平坦度達(dá)到10μm以下，并且使表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.0005～0.05μm以下。
這樣，由于可將玻璃基片的厚度加工縮短為1道工序，故可大幅度減少原材料費、加工設(shè)備費、加工消耗材料費、加工時間等，其結(jié)果，可大幅度降低玻璃基片的產(chǎn)品價格。
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示在本發(fā)明中所用的磨削加工裝置一例的概略說明圖。
首先，圖1和圖2所示的磨削加工裝置具有用固定磨料制成的上平臺11；用固定磨料制成的下平臺12，該下平臺與上述上平臺11相向配置，通過電動機(jī)(未圖示)等進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；夾在上下平臺11、12之間的圓盤形托板13；供給用于排除切屑和磨料以及抑制磨削熱產(chǎn)生的磨削液的磨削液供給機(jī)構(gòu)14，該磨削加工裝置主要通過上平臺11的自重施加壓力F。
另外，如圖2所示，托板13上形成有數(shù)個(圖2中為4個)保持孔13a，被磨削材料、即玻璃基片15以保持在上述保持孔13a內(nèi)的狀態(tài)夾入上下平臺11、12之間。
與下平臺12分別獨立地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的中心齒輪16設(shè)在上下平臺11、12的中央部位上，與托板上周的齒輪13c相嚙合。
托板外周的齒輪13c也與單獨配置在下平臺12周邊的內(nèi)齒輪17相嚙合。
通過由中心齒輪16、內(nèi)齒輪17等構(gòu)成的齒輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使托板13旋轉(zhuǎn)時，隨著上下平臺11、12及托板13的旋轉(zhuǎn)運動，被磨削材料、即玻璃基片15與上下平臺11、12之間產(chǎn)生相對的行星旋轉(zhuǎn)運動，沿著覆蓋上下平臺11、12整個面的行星軌道移動。
保持在托板的保持孔13a內(nèi)的玻璃基片15相對于托板13的旋轉(zhuǎn)方向平穩(wěn)地一起旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn))，這樣可以大幅度抑制玻璃基片15外周部的損傷，因此是一種理想的加工方法。
在此，本發(fā)明研磨方法的主要特征在于，形成上下平臺11，12的固定磨料，是使用含有由氧化鈰、氧化錳、氧化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋯構(gòu)成的磨料群中選擇的1種或2種以上磨料的彈性磨石。
這樣，在使用無翹曲的玻璃基片(坯料)的情況下，只通過上述所示的1道磨削加工工序便可以達(dá)到二次拋光(精拋光)前的玻璃基片的平坦度、表面粗糙度、微小波紋度、滾邊等質(zhì)量要求。
另外，在本發(fā)明中，上述固定磨料所用的磨料的平均粒子直徑最好為1.0～8.0μm。
這是由于玻璃基片表面粗糙度(Ra)可在0.0005～0.05μm范圍內(nèi)自由選擇的緣故。
還有，在本發(fā)明中，由于使用彈性磨石作為固定磨料，磨料切入均勻，在研磨面上不產(chǎn)生深的劃傷，對玻璃基片的凹凸面也很好地進(jìn)行磨合，故可以獲得優(yōu)良的加工面(鏡面加工)和加工精度，并可以抑制磨削熱的產(chǎn)生和磨具孔堵塞，可以進(jìn)行穩(wěn)定的、長時間的連續(xù)研磨。
實施例以下，展示本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不局限于實施例的情況。
在此，二次拋光(精拋光)前玻璃基片的標(biāo)準(zhǔn)如下。
①平坦度10μm以下②表面粗糙度(Ra)0.05μm以下③微小波紋度0.05μm以下[在4mm距離中]④滾邊+0.05～0.1μm實施例1在平均粒子直徑為1.0μm的氧化鈰用聚脂作為結(jié)合劑在規(guī)定溫度下熱壓成形為彈性磨石，將該彈性磨石粘貼在鑄鐵平臺上而制成上下平臺。
用圖1所示的磨削加工裝置，按表1所示的條件，將無翹曲(平坦度小于5μm)的、經(jīng)過內(nèi)外徑加工的玻璃基片(厚度0.700mm、內(nèi)徑φ20.0mm、外徑φ65.0mm)的厚度磨削加工至0.640mm。其結(jié)果示于表6。
表1
實施例2在70％的平均粒子直徑為8.0μm的碳化硅和30％的平均粒子直徑為3.0μm的氧化鈰相混合的磨料用聚脂作為結(jié)合劑在規(guī)定的溫度下熱壓成形為彈性磨石，將該彈性磨石粘貼在鑄鐵平臺上面制成上下平臺。
用圖1所示的磨削加工裝置，按表2所示的條件，將無翹曲(平面度小于5μm)的、經(jīng)過內(nèi)外徑加工的玻璃基片(厚度0.700mm、內(nèi)徑φ20.0mm、外徑φ65.0mm)的厚度磨削加工至0.640mm。其結(jié)果示于表6。
表2
比較例1將浸漬聚氨基甲酸乙酯后的氧化鈰試樣粘貼在鑄鐵平臺上而制成上下平臺。
使用拋光裝置，按表5所示的條件使氧化鈰料漿流動，將無翹曲(平坦度小于5μm)的、經(jīng)過內(nèi)外徑加工的玻璃基片(厚度0.700mm、內(nèi)徑φ20.0mm、外徑φ65.0mm)的厚度拋光至0.640mm。其結(jié)果示于表6。
比較例2將金剛石顆粒(#1500)隔開規(guī)定間隙粘貼在鑄鐵平臺上而制成上下平臺。
使用圖1所示的磨削加工裝置，按表4所示的條件，將無翹曲(平坦度小于5μm)的、對內(nèi)外徑進(jìn)行過加工的玻璃基片(厚度0.700mm、內(nèi)徑φ20.0mm、外徑φ65.0mm)的厚度磨削加工至0.640mm。其結(jié)果示于表6。
比較例3將金剛石顆粒隔開規(guī)定間隙粘貼在鑄鐵平臺上而制成上下平臺。
使用圖1所示的磨削加工裝置，按表3所示的條件將翹曲的玻璃基片(厚度1.30mm、內(nèi)徑φ19.0mm、外徑φ66.0mm)的厚度粗磨削至0.860mm，然后進(jìn)行內(nèi)外徑的倒棱加工及邊緣拋光加工。
接著，按表4所示的條件將上述玻璃基片(厚度0.860mm、內(nèi)徑φ20.0mm、外徑φ65.0mm)的厚度精磨削至0.690mm。
最后，按表5所示的條件，對上述玻璃基片進(jìn)行一次拋光(粗拋光)，將其厚度拋光至0.640mm。
將以上結(jié)果示于表6。
表3<
表4
表5<
表6
1)同時加工100塊2.5英寸規(guī)格的玻璃基片時，平均1塊的加工時間。
*2)除了倒棱加工及邊緣拋光所需要的時間。
分析實施例1～2、比較例1～3根據(jù)表6的結(jié)果，實施例1和實施例2不僅可以充分滿足二次拋光(精拋光)后的產(chǎn)品玻璃基片的標(biāo)準(zhǔn)，而且可以大幅度減少玻璃基片厚度加工時的加工余量和加工時間。
另外，比較例1雖然可以獲得二次拋光前的玻璃基片所必需的平坦度和表面粗糙度(Ra)，但由于粘貼在上下平臺上的試樣過軟，故沿著加工前的玻璃基片形狀進(jìn)行拋光，不能達(dá)到微小波紋度及滾邊的質(zhì)量要求。
而且，比較例2的玻璃基片雖然在平坦度、微小波紋度、滾邊方面可以達(dá)到質(zhì)量要求，但為了維持金剛石磨料的分級精度和不修整加工，將表面粗糙度(Ra)的極限值設(shè)定為0.2μm，不能達(dá)到二次拋光前玻璃基片表面粗糙度(Ra)的標(biāo)準(zhǔn)、即0.05μm以下。
還有，比較例3雖然可以充分滿足二次拋光前玻璃基片的標(biāo)準(zhǔn)，但由于進(jìn)行玻璃基片的厚度加工需要3道工序，故不能說縮短加工工序和提高效率是很充分的。
如上所述，按照本發(fā)明玻璃基片研磨方法，可以將玻璃基片的厚度加工縮短到1道工序，故可以大幅度減少原材料費、加工設(shè)備費、加工消耗材料費和加工時間等，其結(jié)果，可以大幅度降低玻璃基片的產(chǎn)品價格。
權(quán)利要求
1.一種玻璃基片的研磨方法，將通過托板保持的玻璃基片夾入用固定磨料制成的上平臺和下平臺之間，通過上下平臺施加壓力和旋轉(zhuǎn)運動，對上述玻璃基片的兩面進(jìn)行研磨，其特征在于可使所研磨的玻璃基片的平坦度達(dá)到10μm以下，并且使表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.0005～0.05μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃基片的研磨方法，固定磨料是彈性磨石，含有從由氧化鈰、氧化錳、氧化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鋯構(gòu)成的磨料群中選擇的1種或2種以上的磨料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃基片的研磨方法，固定磨料所用的磨料的平均粒子直徑為1.0～8.0μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的玻璃基片的研磨方法，玻璃基片在研磨中進(jìn)行自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種玻璃基片的研磨方法,通過將玻璃基片的厚度加工縮短到1道工序,可大幅度減少原材料費、加工設(shè)備費、加工消耗材料費和加工時間等。將通過托板13保持的玻璃基片15夾入用固定磨料制成的上平臺11及下平臺12之間,通過上下平臺11、12施加壓力和旋轉(zhuǎn)運動,對玻璃基片15的兩面進(jìn)行研磨?？墒顾心サ牟ＡЩ?5的平坦度達(dá)到10μm以下,并且使表面粗糙度(R
文檔編號B24B37/07GK1254633SQ9912446
公開日2000年5月31日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月19日
發(fā)明者內(nèi)藤努 申請人:日本礙子株式會社