專(zhuān)利名稱(chēng)：記錄裝置用玻璃基板的制造方法及其玻璃基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種記錄裝置用玻璃基板的制造方法及其玻璃基板，是對(duì)已申請(qǐng)專(zhuān)利“記錄裝置用玻璃基板的制造方法及其玻璃基板”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0114591.6)的補(bǔ)充。
近年來(lái)，由于磁頭和磁記憶膜技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的記錄密度和讀寫(xiě)速度得到了很大的提高，對(duì)盤(pán)基的性能也提出了更高的要求為了增大單位面積的記錄密度，磁盤(pán)必須增大環(huán)節(jié)和磁道的密度，因而必然使磁頭更接近于盤(pán)面，目前磁頭從盤(pán)面向上的浮動(dòng)量已達(dá)到0.015μm，做到這一點(diǎn)要求盤(pán)片的表面粗糙度在5埃以下；讀寫(xiě)速度高正是使硬盤(pán)沒(méi)有面臨淘汰的重要原因之一，隨著記錄密度的快速增長(zhǎng)及計(jì)算機(jī)的CPU等其他部件的信息處理速度越來(lái)越快，必然要求硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度也得到相應(yīng)的提高，其結(jié)果是要求硬盤(pán)具有高記憶密度，或轉(zhuǎn)速提高，使單位時(shí)間內(nèi)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)增加。
傳統(tǒng)的硬盤(pán)盤(pán)基為鋁合金，但由于鋁合金難以研磨到5埃以下的表面粗糙度，現(xiàn)在的記憶膜都是玻璃態(tài)的金屬膜，玻璃的基板將會(huì)更適宜，特別是新發(fā)展的記憶膜都希望有較高的成膜溫度(高于650度)以此提高記憶特性，但鋁合金的極限溫度只能到360度左右。同時(shí)高強(qiáng)度的玻璃其機(jī)械強(qiáng)度也優(yōu)于鋁合金，基于以上原因，傳統(tǒng)的鋁合金基板近年來(lái)已出現(xiàn)了被化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板和微晶玻璃基板逐步取代的趨勢(shì)。
但化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板和微晶玻璃基板的加工成本太貴，這一矛盾仍沒(méi)有得到很好的解決。同時(shí)化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板和微晶玻璃基板的高溫特性雖然比鋁合金好，化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板極限溫度可以達(dá)到500度左右，微晶玻璃基板極限溫度可以達(dá)到600度左右，但相對(duì)成膜的理想溫度而言還是偏低。另外化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板和微晶玻璃基板都含有大量的堿金屬，記憶膜成膜時(shí)這些輕元素非常容易被等離子擊出，污染記憶膜，同時(shí)影響表面粗糙度的問(wèn)題。
雖然已申請(qǐng)專(zhuān)利“記錄裝置用玻璃基板的制造方法及其玻璃基板”(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0114591.6)成功的解決了上述矛盾和問(wèn)題，但為了能達(dá)到專(zhuān)利所述的效果，必須新建或改建原有的生產(chǎn)線，從成本核算上看直接影響到產(chǎn)品的成本，價(jià)格和競(jìng)爭(zhēng)力。
本發(fā)明的目的在于提供一種記錄裝置用玻璃基板的制造方法及其玻璃基板，它能夠克服上述已有技術(shù)的不足，利用現(xiàn)有的薄板玻璃生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)線生產(chǎn)具有機(jī)械強(qiáng)度高，能高溫成膜的記錄裝置用玻璃基板，減少巨大的設(shè)備投資和改造費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明對(duì)上述問(wèn)題提供了一種解決方案。本發(fā)明首先選擇用揚(yáng)氏模量大于60GPa/cm2，比重小于2.8g/cm3，玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高于800度的無(wú)堿金屬玻璃。既有機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，又能滿(mǎn)足高溫成膜的要求。其二，也是本發(fā)明的核心，我們采用現(xiàn)有生產(chǎn)普通窗玻璃，建筑用平板玻璃的浮法和下降法生產(chǎn)線拉制厚度為0.7-1.4mm的平滑表面(Ra小于150埃)和高精度尺寸(厚度公差+0.1/-0)的玻璃薄板。此玻璃薄板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到小于5埃后，可直接用于記憶膜成膜，不再需要傳統(tǒng)的粗磨，精磨等工序，同時(shí)可利用現(xiàn)有的浮法或下降法生產(chǎn)線，大大降低成本。其三，可根據(jù)用戶(hù)需要，對(duì)應(yīng)于不同的激光波長(zhǎng)，在熔制玻璃時(shí)，事先加入過(guò)渡金屬元素，以重量百分比為Fe2O31-3％，或CuO 1-3％，或Cr2O31-3％，或V2O51-3％，或稀土金屬元素CeO21-3％，使其能直接進(jìn)行激光網(wǎng)紋加工。其四，玻璃中不含堿金屬，P等在等離子鍍磁膜時(shí)容易被擊出，造成污染記憶膜，同時(shí)影響表面粗糙度的元素。
本發(fā)明的記錄裝置用玻璃基板的制造方法是，選用任何揚(yáng)氏模量大于60GPa/cm2，比重小于2.8g/cm3，玻璃軟化溫度高于800度的無(wú)堿金屬玻璃，經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的浮法或下降法生產(chǎn)線拉制成型和退火后，制成厚度為0.7-1.4mm的平滑表面(Ra小于150埃)和高精度尺寸(厚度公差+0.1/-0)的玻璃薄板，經(jīng)切割，內(nèi)外徑滾邊倒角，短時(shí)間精密拋光到小于5埃后，即可得到記錄裝置用玻璃基板。
如上所述方法制造的玻璃基板，其特征在于玻璃組成為SiO245-65％，Al2O36-25％，B2O31-15％，RO 15-28％，R為堿土金屬和二價(jià)金屬。其中SiO2是玻璃的生成體，少于45％，玻璃不穩(wěn)定，多于65％再此系統(tǒng)中難以熔制。Al2O3既是玻璃的生成體，也是玻璃的修飾體，能使玻璃更穩(wěn)定，并能提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，少于6％效果不明顯，高于25％，玻璃難以熔制。B2O3與Al2O3具有相似的用途，同時(shí)能使玻璃較容易熔制。但是B2O3屬于輕元素，為避免將來(lái)成磁性膜時(shí)被擊出，在實(shí)際使用時(shí)盡量少用。RO是玻璃的修飾體，加入適量，能使玻璃容易熔制，并使玻璃穩(wěn)定。加入少于15％，效果不理想，高于28％玻璃不穩(wěn)定。
如上所述方法制造的玻璃基板，其特征在于可另外摻入As2O3+Sb2O30.1-1％。用于幫助澄清，消除玻璃中氣泡。但因As2O3，Sb2O3屬于有毒，同時(shí)與B2O3一樣成磁膜時(shí)容易被擊出，實(shí)際生產(chǎn)中謹(jǐn)慎使用。
如上所述方法制造的玻璃基板，其特征在于在玻璃熔制時(shí)，還可摻入有下列任意一種或多種過(guò)渡金屬元素Fe2O31-3％，CuO 1-3％，Cr2O31-3％，V2O51-3％，稀土金屬元素CeO21-3％。使玻璃基板具有可激光網(wǎng)紋加工的特性。上述過(guò)渡金屬元素和稀土金屬元素少于1％，效果不好，假如太多，影響玻璃其他特性。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下效果既有現(xiàn)有玻璃基板的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于不需要傳統(tǒng)的粗磨，精磨等工序，又可利用現(xiàn)有的浮法或下降法生產(chǎn)線，對(duì)于已經(jīng)存在的生產(chǎn)廠而言可以大大降低成本，克服了現(xiàn)有玻璃基板成本高的缺點(diǎn)。制造更加容易。
本發(fā)明與現(xiàn)有基板工藝比較現(xiàn)有的基板工藝鋁合金基板，成型，滾邊，拋光，再拋光至小于5埃，表面處理，即鍍過(guò)渡金屬膜，激光網(wǎng)紋加工，去過(guò)渡金屬膜，基板完成，可在此基板上鍍磁膜。
化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板(HOYA，保谷)1450C熔化后，成型，滾邊，拋光，化學(xué)強(qiáng)化，再拋光至小于10埃，表面處理，即鍍過(guò)渡金屬膜，激光網(wǎng)紋加工，去過(guò)渡金屬膜，表面處理，即鍍防K，N等溢出，基板完成，可在此基板上鍍磁膜。
微晶玻璃基板(OHARA，小原)1480C熔化后，成型，熱處理，打孔滾邊，拋光(大于10埃)，特殊再拗光(小于10埃)，基板完成，可在此基析上鍍磁膜。該工藝不能激光網(wǎng)紋加工，同時(shí)存在鍍磁膜時(shí)，輕元素溢出污染磁膜。
本發(fā)明的工藝用現(xiàn)有的浮法或下降法生產(chǎn)線將玻璃熔化，浮發(fā)成型或下降成型，滾邊，短時(shí)間精密拋光到小于5埃，激光網(wǎng)紋加工，基板完成，可在此基板上鍍磁膜。
由上面的比較可見(jiàn)，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，過(guò)程少，成本低。在大型試制時(shí)可降低成本超過(guò)50％。
為了更好地闡述該發(fā)明的成效，我們列舉實(shí)施例如下實(shí)施例1玻璃的組成以重量百分比表示為SiO259.5 Al2O315.5 B2O35.5 BaO 18.5MgO 0.5。經(jīng)高溫熔制后，下降成型，拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×0.7毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.08mm，表面粗糙度85埃。揚(yáng)氏模量68GPa/cm2，比重2.58g/cm3，玻璃軟化溫度920度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到4埃，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例2玻璃的組成以重量百分比表示為SiO252.3 Al2O321.8 B2O32.2 BaO 1.9MgO 7.2 CaO 7.2。經(jīng)高溫熔制后，下降成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)X1.0毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.07mm，表面粗糙度65埃。揚(yáng)氏模量70GPa/cm2，比重2.56g/cm3，玻璃軟化溫度950度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到3.5埃后，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例3玻璃的組成以重量百分比表示為SiO249.1 Al2O39.9 B2O315.1 BaO 25.1As2O30.8。經(jīng)高溫熔制后，下降成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×1.0毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.05mm，表面粗糙度35埃。揚(yáng)氏模量67GPa/cm2，比重2.76g/cm3，玻璃軟化溫度850度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到3埃后，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例4玻璃的組成以重量百分比表示為SiO256.1 Al2O315.1 B2O31.7 BaO 27.1。經(jīng)高溫熔制后，下降成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×1.3毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.05mm，表面粗糙度48埃。揚(yáng)氏模量68GPa/cm2，比重2.78g/cm3，玻璃軟化溫度910度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到3埃后，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例5玻璃的組成以重量百分比表示為SiO254.4 Al2O314.6 B2O31.7 BaO 26.3CeO23。經(jīng)高溫熔制后，下降成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×1.3毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.05mm，表面粗糙度55埃。揚(yáng)氏模量68GPa/cm2，比重2.79g/cm3，玻璃軟化溫度910度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到4埃后，激光網(wǎng)紋加工，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例6玻璃的組成以重量百分比表示為SiO254.4 Al2O314.6 B2O31.7 BaO 26.3Fe2O32 V2O51。經(jīng)高溫熔制后，下降成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×1.0毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.06mm，表面粗糙度46埃。揚(yáng)氏模量68GPa/cm2，比重2.79g/cm3，玻璃軟化溫度910度。該板經(jīng)切割滾邊，短時(shí)間精密拋光到4埃后，激光網(wǎng)紋加工，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
實(shí)施例7玻璃的組成以重量百分比表示為SiO254.4 Al2O314.6 B2O31.7 BaO 26.3Cr2O33。經(jīng)高溫熔制后，浮法成型拉成500毫米(長(zhǎng))×100毫米(寬)×1.0毫米(厚)的平滑表面和高精度尺寸的玻璃薄板。該板的厚度公差+0.04mm，表面粗糙度18埃。揚(yáng)氏模量68GPa/cm2，比重2.79g/cm3，玻璃軟化溫度910度。該板經(jīng)切割滾邊短時(shí)間精密拋光到3埃后，激光網(wǎng)紋加工，既成為記憶裝置的基板，可在此基板上鍍磁膜等各種記憶膜。
權(quán)利要求
1.記錄裝置用玻璃基板的制造方法，其特征在于選用任何揚(yáng)氏模量大于60GPa/cm2，比重小于2.8g/cm3，玻璃軟化溫度高于800度的無(wú)堿金屬玻璃，經(jīng)過(guò)浮法或下降法拉制成型和退火后，制成厚度為0.7-1.4mm的平滑表面(Ra小于150埃)和高精度尺寸(厚度公差+0.1/-0)的玻璃薄板，經(jīng)切割，內(nèi)外徑滾邊倒角后，直接進(jìn)行精密拋光，即可得到記錄裝置用玻璃基板。
2.如權(quán)利要求1所述制造方法制造的玻璃基板，其特征在于其玻璃組成為SiO245-65％，Al2O36-25％， B2O31-15％，RO 15-28％，R為堿土金屬和二價(jià)金屬。
3.如權(quán)利要求2所述制造方法制造的玻璃基板，其特征在于可另外摻入As2O3+Sb2O30.1-1％。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃基板，其特征在于還可摻入有下列任意一種或多種過(guò)渡金屬元素Fe2O31-3％，CuO 1-3％，Cr2O31-3％，V2O51-3％，稀土金屬元素CeO21-3％。
全文摘要
記錄裝置用玻璃基板的制造方法是,選用任何揚(yáng)氏模量大于60GPa/cm
文檔編號(hào)C03C3/091GK1348928SQ00116080
公開(kāi)日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者彭波 申請(qǐng)人:彭波