JP2000119042A

JP2000119042A - 磁気情報記憶媒体用ガラスセラミック基板

Info

Publication number: JP2000119042A
Application number: JP11219627A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口; Naoyuki Goto; 直雪後藤
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2000-04-25
Also published as: DE69926352T2; DE69926352D1; EP1074523B1; EP1074523A3; EP1074523A2

Abstract

(57)【要約】【課題】高記憶密度化に対応した表面平滑性を兼ね備
えた情報磁気憶媒体用ガラスセラミック基板を提供す
る。【解決手段】主結晶相は、二珪酸リチウム、クォー
ツ，クォーツ固溶体，クリストバライト，クリストバラ
イト固溶体の中から選ばれる少なくとも１種以上であ
り、−５０〜＋７０℃における熱膨張係数が＋６２〜＋
１３０×１０^-7／℃であり、ヤング率が８０〜１５０Ｇ
Ｐａであり、ビッカース硬度が４．５〜１５．０ＧＰａ
であり、比重が２．２〜２．８であり、研磨加工後の表
面粗さ（Ｒａ）が３〜９Åであり、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が２
〜＜１０％であることを特徴とする、情報記憶媒体用ガ
ラスセラミック基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記憶装置に用
いられる磁気情報記憶媒体用基板であり、特にコンタク
トレコーディング方式に好適な超平滑な基板表面を有し
た、磁気ディスク等の磁気情報記憶媒体用ガラスセラミ
ックス基板およびこの磁気情報記憶媒体用基板に成膜プ
ロセスを施し形成される磁気情報記憶媒体に関するもの
である。尚、本明細書において「磁気情報記憶媒体」と
は、パーソナルコンピュータのハードディスクとして使
用される、固定型ハードディスク，リムーバル型ハード
ディスク，カード型ハードディスク，デジタルビデオカ
メラ・デジタルカメラにおいて使用可能な磁気情報記憶
媒体等のディスク状磁気情報記憶媒体を意味する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのマルチ
メディア化やデジタルビデオカメラ，デジタルカメラ等
の普及によって、動画や音声等の大きなデータが扱われ
るようになり、大容量の磁気情報記憶装置の需要が大き
く伸びてきている。そのため磁気情報記憶媒体は、記録
密度を大きくするために、ビットおよびトラック密度を
増加させ、ビットセルのサイズを縮小化する必要があ
る。そして磁気ヘッドは、ビットセルの縮小化に伴っ
て、磁気情報記憶媒体表面により近接した状態で作動す
るようになる。このように磁気ヘッドが磁気情報記憶媒
体基板に対し、低浮上状態（ニアコンタクト）または接
触状態（コンタクト）にて作動するようになる。

【０００３】以上のように、磁気情報記憶媒体は、記憶
容量の増大に伴い、磁気ヘッドの低浮上化あるいは接触
状態になり、基板の表面特性は従来以上に平滑性が高も
のでなくてはならない。更にこれらの記憶媒体について
は、現在の固定型磁気情報記憶装置に対して、リムーバ
ル方式やカード方式等の磁気情報記憶装置が検討・実用
段階にありデジタルビデオカメラ・デジタルカメラ等の
用途展開も始まりつつあり、その強度等への条件も含め
て、基板に求められる特性はより高度になっている。

【０００４】従来、磁気ディスク基板材には、アルミニ
ウム合金が使用されているが、アルミニウム合金基板で
は、種々の材料欠陥の影響により、研磨工程における基
板表面の突起またはスポット状の凹凸を生じ平滑性の点
で十分でない。またアルミニウム合金は軟かい材料であ
るため、変形が生じやすく薄形化に対応することがむず
かしく、更にヘッドの接触による変形傷を生じメディア
を損傷させてしまう等、今日の高密度記録化の要求に十
分対応できない。

【０００５】また、アルミニウム合金基板の問題点を解
消する材料として化学強化ガラスのソーダライムガラス
（ＳｉＯ₂−ＣａＯ−Ｎａ₂Ｏ）とアルミノシリケートガ
ラス（ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｎａ₂Ｏ）が知られている
が、この場合、（１）研磨は化学強化後に行なわれ、ディスクの薄板化
における強化層の不安定要素が高い。（２）基板には始動／停止（ＣＳＳ）特性向上のための
基板表面に凹凸を作るテクスチャを行うが、機械的又は
熱的（レーザ加工）等の処理は、化学強化層の歪により
クラック等を発生してしまうため、ケミカルエッチング
法や成膜粒界成長法を行う必要があり製品の低コスト安
定生産性が難しい欠点がある。（３）ガラス中にＮａ₂Ｏ成分を必須成分として含有す
るため、成膜特性が悪化し、Ｎａ₂Ｏ溶出防止のための
全面バリアコート処理が必要となり、製品の低コスト安
定生産性が難しい欠点がある。

【０００６】アルミニウム合金基板や化学強化ガラス基
板に対して、いくつかの結晶化ガラスが知られている。
例えば、特開平６−３２９４４０号公報記載のＳｉＯ₂
−Ｌｉ₂Ｏ−ＭｇＯ−Ｐ₂Ｏ₅系結晶化ガラスは、主結晶
相として二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）および
α−クォーツ（α−ＳｉＯ₂）を有し、α−クォーツ
（α−ＳｉＯ₂）の球状粒子サイズをコントロールする
事で、従来のメカニカルテクスチャ，ケミカルテクスチ
ャを不用とし、研磨して成る表面粗度（Ｒａ）を１５〜
５０Åの範囲で制御を可能とした、基板表面全面テクス
チャ材として非常に優れた材料であるが、目標とする表
面粗度（Ｒａ）が３〜９Åと、急速に進む記録容量向上
に合せた低浮上化に十分対応することができない。ま
た、後述のランディング領域に対する議論がまったくな
されていない。

【０００７】特開平７−１６９０４８号公報には、磁気
ディスク用基板表面に記録領域とランディング区域を形
成したことを特徴とした、ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスに
感光性金属のＡｕ，Ａｇを含有する感光性結晶化ガラス
が開示されているが、この結晶化ガラスの主結晶相は、
珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂）および／または二珪
酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）から成り、特に珪酸
リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・ＳｉＯ₂）は一般的に化学的耐久性
が悪く実用上の問題が大きい。更にランディング領域の
形成に当たっては、基板の一部分（ランディング領域）
を結晶化し、ＨＦ６％溶液によるケミカルエッチングを
行っているが、ディスク基板に対し未結晶化部と結晶化
部を与える事は、熱的，機械的にも不安定要素が高くな
る。またＨＦによるケミカルエッチングに関してもＨＦ
溶液の揮発等の問題により、濃度コントロールが難かし
く量産性が悪い。

【０００８】特開平９−３５２３４号公報には、ＳｉＯ
₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスにおいて、主結晶相が二
珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）とβ−スポジュウ
メン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）からなる磁気デ
ィスク用基板が開示されているが、この結晶化ガラスの
主結晶相は、負の熱膨張特性（結果として基板は低膨張
特性となる）を有するβ−スポジューメン（Ｌｉ₂Ｏ・
Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）であり、α−石英（α−Ｓｉ
Ｏ₂）やα−クリストバライト（α−ＳｉＯ₂）結晶等Ｓ
ｉＯ₂系の正の熱膨張特性（結果として基板は高膨張特
性となる）を有する結晶の析出を規制したものである。
この結晶化ガラスは、磁気ディスクとしての研磨して成
る中心線平均表面粗さは、２０Å以下であるが、実施例
で開示される中心線平均表面粗さは１２〜１７Åと、上
記要求に対してはまだ粗く、記憶容量向上に伴う磁気ヘ
ッドの低浮上化に十分対応することができない。また負
の熱膨張特性を有するβ−スポジュウメン結晶を析出さ
せた材料は、情報記憶媒体装置の構成部品との熱膨張率
差に関して悪影響を与える事は明白である。加えて結晶
化熱処理温度に関しても８２０〜９２０℃と高温を必要
とし、低コスト，量産性を妨げるものである。

【０００９】国際公開番号ＷＯ９７／０１１６４には、
上記特開平９−３５２３４号公報を含み、新たに上記組
成系のＡｌ₂Ｏ₃成分の下限を下げ、結晶化熱処理を低温
化（６８０〜７７０℃）した、磁気ディスク用結晶化ガ
ラスが開示されているが、その改善効果は不十分であ
り、実施例中で開示されるすべての結晶化ガラスの結晶
相は、やはり負の熱膨張特性を有する、β−ユークリプ
タイト（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）を析出させる
ものであり、情報記憶媒体装置の構成部品との熱膨張率
差に関して悪影響を与えてしまう。尚、これらの公報で
はＭｇＯ成分を実質的に含有しないことを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、高記録密度化
に対応した良好な表面特性を兼ね備えた、磁気情報記憶
媒体用ガラスセラミック基板、ならびにこのガラスセラ
ミック基板上に磁気媒体の被膜を形成してなる磁気情報
記憶媒体を提供することにある。

【００１１】

【課題を解消するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ₂−
Ｌｉ₂Ｏ−Ｋ₂Ｏ−ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｐ₂Ｏ₅−Ａｌ₂Ｏ₃−
ＺｒＯ₂系のガラスにおいて、限られた熱処理温度範囲
で得られた結晶化ガラスは、その主結晶相が二珪酸リチ
ウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂），クォーツ（ＳｉＯ₂），
クォーツ固溶体（ＳｉＯ₂固溶体），クリストバライト
（ＳｉＯ₂），クリストバライト固溶体（ＳｉＯ₂固溶
体）の中から選ばれる少なくとも一種以上であり、且つ
結晶粒子は、いずれも微細な球状粒子形体から成り、研
磨して成る表面特性がより平滑性に優れた、磁気情報記
憶媒体用ガラスセラミックが得られることを見い出し、
本発明に至った。

【００１２】すなわち、請求項１に記載の発明は、主結
晶相は、二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂，Ｘ線回
折法における最大ピーク強度の面間隔ｄ＝３．５７〜
３．６２Å）、クォーツ（ＳｉＯ₂，Ｘ線回折法におけ
る最大ピーク強度の面間隔ｄ＝３．３３〜３．４１
Å），クォーツ固溶体（ＳｉＯ₂固溶体，Ｘ線回折法に
おける最大ピーク強度の面間隔ｄ＝３．３３〜３．４１
Å），クリストバライト（ＳｉＯ₂，Ｘ線回折法におけ
る最大ピーク強度の面間隔ｄ＝４．０４〜４．１４
Å），クリストバライト固溶体（ＳｉＯ₂固溶体，Ｘ線
回折法における最大ピーク強度の面間隔ｄ＝４．０４〜
４．１４Å）の中から選ばれる少なくとも１種以上であ
り、−５０〜＋７０℃における熱膨張係数が＋６２〜＋
１３０×１０^-7／℃であり、ヤング率が８０〜１５０Ｇ
Ｐａであり、ビッカース硬度が４．５〜１５．０ＧＰａ
であり、比重が２．２〜２．８であり、研磨加工後の表
面粗さ（Ｒａ）が３〜９Åであり、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が
２〜＜１０％であることを特徴とする、磁気情報記憶媒
体用ガラスセラミック基板であり、請求項２に記載の発
明は、Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯを実質的に含まないことを特徴
とする、請求項１に記載の磁気情報記憶媒体用ガラスセ
ラミック基板であり、請求項３に記載の発明は、二珪酸
リチウムの結晶粒子径は０．０５〜０．３０μｍの範囲
内であり、クォーツおよびクォーツ固溶体の結晶粒子径
は０．１０〜１．００μｍの範囲内であり、クリストバ
ライトおよびクリストバライト固溶体の結晶粒子径は
０．１０〜０．５０μｍの範囲内であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の磁気情報記憶媒体用ガラス
セラミック基板であり、請求項４に記載の発明は、ガラ
スセラミックは重量百分率で、ＳｉＯ₂ ７０〜８０％Ｌｉ₂Ｏ９〜１２％Ｋ₂Ｏ２〜５％ＭｇＯ０〜５％ＺｎＯ０〜３％但し、ＭｇＯ＋ＺｎＯ０〜５％Ｐ₂Ｏ₅ １．５〜３％ＺｒＯ₂ ０．５〜５％Ａｌ₂Ｏ₃ ２〜＜１０％Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜２％の範囲の各成分を含有することを特徴とする、請求項１
〜３のいずれかに記載の磁気情報記憶媒体用ガラスセラ
ミック基板であり、請求項５に記載の発明は、前記範囲
の各成分を含有する原ガラスを、核形成のために４５０
〜５５０℃で１〜１２時間熱処理し、更に、結晶成長の
ために６８０〜８００℃で１〜１２時間熱処理した後、
表面を３〜９Åの表面粗さ（Ｒａ）に研磨して得られる
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の磁
気情報記憶媒体用ガラスセラミック基板であり、請求項
６に記載の発明は、基板上に磁性膜および必要に応じて
下地層，保護層，潤滑膜を形成してなる磁気ディスクで
ある。

【００１３】本発明のガラスセラミック基板の主結晶相
とその粒径・粒子形態，熱膨張率，表面特性，組成，熱
処理条件，を限定した理由を以下に述べる。尚、組成は
原ガラスと同様酸化物基準で表示する。

【００１４】まず、主結晶相についてであるが、二珪酸
リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂），クォーツ（Ｓｉ
Ｏ₂），クォーツ固溶体（ＳｉＯ₂固溶体），クリストバ
ライト（ＳｉＯ₂），クリストバライト固溶体（ＳｉＯ₂
固溶体）の中から選ばれる少なくとも一種以上とすべき
である。これは、主結晶相が熱膨張率，機械的強度，結
晶の形状とこれに起因する表面特性を左右する重要なフ
ァクターであり、前述の高密度記録用基板として求めら
れる各種特性を実現するためには、これらが主結晶相で
なければならない。結晶相のα、β型について規定しな
かった理由としては、これら析出する結晶系についても
適宜コントールすることにより、トータルでの結晶化ガ
ラス物性を満足させることが出来るからである。

【００１５】また、析出結晶相の面間隔を規定した理由
としては、結晶化ガラス中において、析出結晶は母ガラ
ス中に析出する形となり、周囲のガラス、他結晶の影響
を受ける形となる。このため、Ｘ線回折ピークは若干シ
フトすることがあり、主結晶相を確実に特定するため、
面間隔を規定することとした。

【００１６】次に熱膨張率についてであるが、記録密度
の向上に伴って、磁気ヘッドと媒体のポジショニングに
高精度を要するため、媒体基板やディスクの各構成部品
には高い寸法精度が要求される。このためこれら構成部
品との熱膨張係数の差の影響も無視できなくなるので、
これらの熱膨張係数差を極力少なくしなければならな
い。しかし、情報磁気記憶装置を製造するメーカーにお
いては、各社がそれぞれ独自で異なる選定を行うため、
用いる構成部品の材質に広く対応しうるよう、熱膨張係
数は−５０〜＋７０℃の範囲において、＋６２〜＋１３
０×１０^-7／℃であるべきである。

【００１７】次に比重についてであるが、現在、前記磁
気情報記憶媒体の記録密度およびデータ転送速度は著し
く向上しており、これに伴って、磁気情報記憶媒体の高
速回転化傾向が進行している。これに対応するには、高
速回転時の基板のたわみによるディスクの振動を極力防
止しうる基板材料でなければならない。比重はこの振動
に密接に関係する要因の一つであり、比重が２．８を越
えると、回転数にも関係するが、高速回転時に基板自体
の質量によって振動が発止しやすくなる傾向が顕著とな
る。一方比重が２．２未満では、高速回転時のディスク
基板の質量としては有利だが、これを実現するための組
成はおのずと限定され、この限定された組成では、その
他の物理的特性を満足することができない。したがっ
て、各物理的特性とのバランスを考慮すると、比重は
２．２〜２．８とすべきである。更に高速回転に対応す
るためには、好ましくは２．２〜２．６の範囲であり、
更に好ましい範囲は２．３〜２．５の範囲である。

【００１８】高速回転時の振動を防止するための、望ま
しい特性として、ヤング率も挙げられる。すなわちヤン
グ率が高ければ高速回転時のディスクの振動を防止する
ことができるため、少なくともヤング率は８０ＧＰａが
必要である。一方、上限は振動防止の点からすると高け
れば高いほど良好だが、あまり高くなりすぎると、それ
を実現する組成によって比重が高くなり、前述の比重の
範囲から外れたり、更に基板自体の加工性も著しく低下
するため、上限は１５０ＧＰａとすべきである。振動防
止と加工性等とのバランスを考慮すると、好ましくは９
０〜１３０ＧＰａであり、更に好ましい範囲は９５〜１
２０ＧＰａである。

【００１９】以上のように、ヤング率と比重に関して
は、高速回転時の振動防止において、非常に重要な因子
となっている。このバランスについて更に詳細に調査し
てみると、その比について、好ましい範囲があることが
判った。すなわちヤング率（ＧＰａ）／比重の値が３７
〜５０であると、前述の課題を容易にクリアすることが
でき、更に４０〜５０とすると、より高次元でのマッチ
ングを図ることができることが判った。

【００２０】次にビッカース硬度についてであるが、最
近はモバイルコンピュータ等、携帯できる情報機器が著
しく増加しており、これに用いる記憶装置や、リムーバ
ブルタイプの記憶媒体等においては、前述のディスクの
振動に対する媒体基板の機械的強度の他に、持ち運びの
際の衝撃にも耐えうるように、所定の表面硬度も必要に
なってくる。したがって、これらの課題をクリアするた
めに、表面硬度は４．５ＧＰａ以上必要である。一方あ
まり高すぎると基板の加工性が低下するので、上限は１
５ＧＰａとしなければならない。好ましくは４．７〜１
２ＧＰａであり、更に好ましくは４．９〜１０ＧＰａで
ある。

【００２１】次に基板にＮａ₂Ｏ，ＰｂＯを実質的に含
まない理由についてであるが、磁性膜の高精度化，微細
化において、材料中のＮａ₂Ｏは問題となる成分であ
る。これはＮａイオンが磁性膜粒子の異常成長や配向性
の低下を著しくもたらすものであるため、この成分が基
板中に存在すると、成膜中に磁性膜内に拡散して磁気特
性の低下をもたらすからである。また、ＰｂＯについて
は、環境上好ましくない成分であるので、使用は極力避
けるべきである。

【００２２】また、磁気情報記憶媒体の面記録密度向上
に伴い、ヘッドの浮上高さが０．０２５μm以下と低減
の方向にあるため、ディスク表面のデータ領域は、この
浮上高さを可能にする表面粗度（Ｒａ）＝３〜９Åであ
る事が要求される。これよりもＲａが大きいと、低浮上
のヘッドが媒体と衝突し、ヘッド破損や媒体破損を引き
起こし、データの入出力ができないという深刻な問題を
生じる。

【００２３】次にこれら析出結晶の粒径についてである
が、上記のような平滑性（データ領域で３〜９Å）を有
するガラスセラミックス基板を得るためには、その結晶
相の結晶粒子径が重要な因子となる。すなわち前記各結
晶相の結晶粒径が所定の範囲外となると、所望の表面粗
度は得られない。また、各結晶相の形態については、前
記表面粗度の範囲において、比較的表面粗度が大きいも
のを得ようとする場合には球状粒子形態として成長させ
ることが好ましい。これは、これら結晶相の球状粒子が
研磨後の表面に露出し、滑らかでバリ等の発生がない、
良好な表面を実現できるという理由によるものである。
逆に前記表面粗度の範囲において表面粗度が小さいもの
を得ようとする場合には、微細な結晶を均一に分散させ
るほうが好ましい。

【００２４】次に原ガラスの組成範囲を上記の様に限定
した理由について以下に述べる。すなわち、ＳｉＯ₂成
分は、原ガラスの熱処理により、主結晶相として析出す
る二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂），クォーツ
（ＳｉＯ₂），クォーツ固溶体（ＳｉＯ₂固溶体），クリ
ストバライト（ＳｉＯ₂），クリストバライト固溶体
（ＳｉＯ₂固溶体）結晶を生成するきわめて重要な成分
であるが、その量が７０％未満では、得られたガラスセ
ラミックの析出結晶が不安定で組織が粗大化しやすく、
また、８０％を超えると原ガラスの溶融・成形性が困難
になる。

【００２５】Ｌｉ₂Ｏ成分は、原ガラスの熱処理によ
り、主結晶相として析出する二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ
・２ＳｉＯ₂）結晶を生成するきわめて重要な成分であ
るが、その量が９％未満では、上記結晶の析出が困難と
なると同時に、原ガラスの溶融が困難となり、また、１
２％を超えると得られる結晶が不安定で組織が粗大化し
やすいうえ化学的耐久性が悪化する。

【００２６】Ｋ₂Ｏ成分は、ガラスの溶融性を向上させ
ると同時に析出結晶の粗大化を防止する成分であるが、
その量が２％未満では上記効果が得られず、また、５％
を超えると析出結晶の粗大化，結晶相変化および化学的
耐久性が悪化する。これらのバランスにおいて、特に好
ましい範囲は３〜５％以下である。

【００２７】ＭｇＯ、ＺｎＯ成分は、本発明の主結晶相
としての二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂）を球状
粒子として、クォーツ（ＳｉＯ₂），クォーツ固溶体
（ＳｉＯ₂固溶体）を複数の粒子が凝集した球状凝集粒
子として、クリストバライト（ＳｉＯ₂），クリストバ
ライト固溶体（ＳｉＯ₂固溶体）を球状粒子としての析
出を促進させる効果を有する成分であり、ＭｇＯが５％
まで、ＺｎＯが３％まで、但しＭｇＯ＋ＺｎＯが５％ま
で添加しうる。尚、ＭｇＯが５％、ＺｎＯが３％を超
え、合計量が５％を超えると所望の結晶が析出し難くな
る。また、前記各結晶相を球状粒子形態として得るため
の好ましい範囲はＭｇＯが０．５〜５％、ＺｎＯが０．
２〜３％、ＭｇＯ＋ＺｎＯが１．２〜５％の範囲であ
り、特に好ましい範囲がＭｇＯが０．５〜５％、ＺｎＯ
が１〜２．５％、ＭｇＯ＋ＺｎＯが１．２〜５％の範囲
である。

【００２８】Ｐ₂Ｏ₅成分は本発明において、ガラスの結
晶核形成剤として不可欠であるが、その量が１．５％未
満では結晶核形成が不十分で析出結晶相を粗大化させて
しまい、また３％を超えると原ガラスの乳白失透による
量産性が悪化する。

【００２９】ＺｒＯ₂成分はＰ₂Ｏ₅成分と同様にガラス
の結晶核形成剤として機能する上に、析出結晶の微細化
と材料の機械的強度向上および化学的耐久性の向上に顕
著な効果を有することが見出された極めて重要な成分で
あるが、その量が０．５％未満では、上記効果が得られ
ず、また、５％を超えると原ガラスの溶融が困難となる
と同時にＺｒＳｉＯ₄等の溶け残りが発生してしまう。

【００３０】Ａｌ₂Ｏ₃成分は、ガラスセラミックの化学
的耐久性および硬度を向上させる成分であるが、その量
が２％未満では上記効果が得られず、また１０％以上で
は溶融性，失透性が悪化し、析出結晶相が低膨張結晶の
β−スポジュメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）に
相変化してしまう。β−スポジュメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂
Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）の析出は材料の熱膨張係数を著しく低
下させるため、この結晶の析出は避ける必要がある。
尚、熱処理条件によっても左右されるが、Ａｌ ₂Ｏ₃はあ
まり多くない方が、β−スポジュメンを生成しない熱処
理条件の自由度が広がるため、好ましい範囲は２〜８％
であり、更にどの熱処理条件においてもβ−スポジュウ
メンを生成させないようにする、もっとも好ましい範囲
は２〜６％である。

【００３１】Ｓｂ₂Ｏ₃およびＡｓ₂Ｏ₃成分はガラス溶融
の際の清澄剤として添加しうるが、その量は２％以下で
充分である。

【００３２】他にも、基板材料は結晶異方性，異物，不
純物等の欠陥がなく組織が緻密で均質、微細である事
や、高速回転やヘッドの接触およびリムーバル記憶装置
のような携帯型使用に十分耐え得る機械的強度，高ヤン
グ率，表面硬度を有する事が求められ、本願のガラスセ
ラミックス基板はこれらの条件を全て満足しているもの
である。

【００３３】つぎに本発明にかかる磁気情報記憶媒体用
ガラスセラミック基板を製造するには、上記の組成を有
するガラスを溶解し、熱間成形および/または冷間加工
を行った後４５０〜５５０℃の範囲の温度で１〜１２時
間熱処理して結晶核を形成し、続いて６８０〜８００℃
の範囲の温度で約１〜１２時間熱処理して結晶化を行
う。

【００３４】こうして熱処理により結晶化されたガラス
セラミックの主結晶相は、二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・
２ＳｉＯ₂）および、クォーツ（ＳｉＯ₂），クォーツ固
溶体（ＳｉＯ₂固溶体），クリストバライト（Ｓｉ
Ｏ₂），クリストバライト固溶体（ＳｉＯ₂固溶体）の中
から選ばれる少なくとも１種以上であって、二珪酸リチ
ウムの結晶粒子は球状粒子構造を有し、その大きさは
０．０５〜０．３０μｍの範囲内の径を有しており、ま
た、クリストバライト，クリストバライト固溶体の結晶
粒子は球状粒子構造を有し、その大きさは０．１０〜
０．５０μｍの範囲内の径を有している。また、クォー
ツ，クォーツ固溶体の結晶粒子は複数の粒子が凝集した
球状粒子構造を有し、その大きさは０．１０〜１．００
μｍの範囲内の径を有している。

【００３５】次にこの熱処理結晶化したガラスセラミッ
クを常法によりラッピングした後ポリシングすることに
より、表面粗度（Ｒａ）が３〜９Åの範囲内の磁気ディ
スク基板材が得られる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例につい
て説明する。表１は各ガラスまたはガラスセラミックス
を製造する際の、原料を溶融する温度の一覧である。表
２〜５は本発明の磁気ディスク用ガラスセラミック基板
の実施組成例（No.１〜１０）および比較組成例として
従来のＬｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂系ガラスセラミック２種（比較
例１：特開昭６２−７２５４７号公報記載のもの，比較
例２：特開平９−３５２３４号公報記載のもの）をこれ
らのガラスセラミックの核形成温度，結晶化温度，結晶
相，結晶粒子径，結晶粒子形体，データ領域の研磨して
成る表面粗度（Ｒａ）の値を共に示す

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【表５】

【００４２】本発明の上記実施例のガラスは、いずれも
酸化物，炭酸塩，硝酸塩等の原料を混合し、これを通常
の溶解装置を用いて約１３５０〜１４５０℃の温度で溶
解し攪拌均質化した後ディスク状に成形して、冷却しガ
ラス成形体を得た。その後これを４５０〜５５０℃で約
１〜１２時間熱処理して結晶核形成後、６８０〜８００
℃で約１〜１２時間熱処理結晶化して、所望のガラスセ
ラミックを得た。ついで上記ガラスセラミックを平均粒
径５〜３０μｍの砥粒にて約１０〜６０分ラッピング
し、その後平均粒径０．５〜２μｍの酸化セリュームに
て約３０〜６０分間研磨し仕上げた。さらに研磨された
ガラスセラミックは、ＣＯ₂レーザの照射系を固定し、
ガラスセラミックディスク基板を回転させ、パルスレー
ザを照射しランディング領域への凹凸または突起を形成
した。

【００４３】本発明の実施例および比較例の結晶形体を
図６，図７に示す。図６は本発明の実施例（No.２）の
ガラスセラミックにおけるＨＦエッチング後の粒子構造
を示す走査型電子顕微鏡写真、図７は従来のガラスセラ
ミック（比較例１）のＨＦエッチング後の粒子構造を示
す走査型電子顕微鏡写真である。図８は本発明のガラス
セラミックス（実施例３）のＣＯ_２レーザ照射後の凹凸
を示す走査電子顕微鏡写真である。図９は従来のアルミ
ノシリケート系強化ガラスのＣＯ_２レーザ照射後の凹凸
を示す走査電子顕微鏡写真である。

【００４４】表２〜５および図６，図７に示されるとお
り、本発明と従来のＬｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂系ガラスセラミッ
クの比較例とでは、結晶相の二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｓ
ｉ₂Ｏ₅）の結晶粒子径および結晶形体が全く異なり、本
発明のガラスセラミックは、二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｓ
ｉ₂Ｏ₅）、クォーツ，クォーツ固溶体，クリストバライ
ト，クリストバライト固溶体の中から選ばれる少なくと
も１種以上が球状形体でかつ結晶粒子径が微細であるの
に対し、比較例１のガラスセラミックは二珪酸リチウム
（Ｌｉ₂Ｓｉ₂Ｏ₅）が針状形体でかつ結晶粒子径が１．
０μｍ以上で大きなものである。これは、より平滑性を
求められる状況において、研磨して成る表面粗度や結晶
粒子の脱落から発生する欠陥に影響するものであり、比
較例１，２のガラスセラミックは１１Å以下のより平滑
性の優れた表面特性を得ることが困難であることを示す
ものである。また、比較例２のガラスセラミックスは、
その主結晶相中にβ−クリストバライトが含まれている
ものの、結晶粒径が大きいため表面粗度（Ｒａ）が大き
く、熱膨張係数も６１と所望の範囲に入っていないた
め、磁気情報記憶媒体用基板材として磁気情報記憶媒体
用装置に不適合であった。

【００４５】また上記の実施例により得られたガラスセ
ラミックス基板に、ＤＣスパッタ法により、Ｃｒ中間層
（８０ｎｍ），Ｃｏ−Ｃｒ磁性層（５０ｎｍ），ＳｉＣ
保護膜（１０ｎｍ）を成膜した。次いでパーフルオロポ
リエーテル系潤滑剤（５ｎｍ）を塗布して、磁気情報記
憶媒体を得た。これによって得られた磁気情報記憶媒体
は、その良好な表面粗度により、従来よりもヘッド浮上
高を低減することができ、またランプローディング方式
によって、ヘッドと媒体が接触状態での入出力を行って
も、ヘッド破損・媒体破損を生じることなく磁気信号の
入出力を行うことができた。本発明の磁気情報記憶媒体
用ガラスセラミックス基板の一例を図１に示す。基板１
は中心にある円形穴５を囲むランディング領域３とその
外周に隣り合うデータ領域２を有する。４はリングと呼
ばれる領域を示す。ランディング領域に形成される凹凸
の形状の一例および突起の形状の一例を図２および図３
にそれぞれ示す。またランディング領域に形成される凹
凸または突起の間隔および高さの一例を図４および図５
にそれぞれ示す。図１０は磁気ヘッドの起動および停止
をランディング領域で行うランディングゾーン方式を用
いた磁気情報記憶装置を示す。また図１１は、磁気ヘッ
ドの起動および停止を磁気情報記憶媒体基板より外して
行うランプローディング方式を用いた磁気情報記憶装置
を示す。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、上
記従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、磁気ヘッド
の安定浮上を可能とするとともに高記録密度化に対応し
た磁気情報記憶媒体用ガラスセラミック基板およびその
製造方法ならびにこのガラスセラミック基板上に磁気媒
体の被膜を形成してなる磁気情報記憶媒体を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気情報記憶媒体用ガラスセラ
ミックス基板の中心にある円形穴を囲むランディング領
域とその外周に隣り合うデータ領域とを示す上面図であ
る。

【図２】本発明のランディング領域に形成される凹凸の
形状を示す断面図である。

【図３】本発明のランディング領域に形成される突起の
形状を示す断面図である。

【図４】本発明のランディング領域に形成される凹凸ま
たは突起の高さを示す断面図である。

【図５】本発明のランディング領域に形成される凹凸ま
たは突起の高さを示す断面図である。

【図６】本発明のガラスセラミック（実施例２）のＨＦ
エッチング後の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図７】従来のガラスセラミック（比較例１）のＨＦエ
ッチング後の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真であ
る。

【図８】本発明のガラスセラミックス（実施例３）のＣ
Ｏ_２レーザ照射後の凹凸を示す走査電子顕微鏡写真であ
る。

【図９】従来のアルミノシリケート系強化ガラスのＣＯ
_２レーザ照射後の凹凸を示す走査電子顕微鏡写真であ
る。

【図１０】磁気ヘッドの起動・停止をランディング領域
で行うランディングゾーン方式を用いた磁気情報記憶装
置を示したものである。

【図１１】磁気ヘッドの起動・停止を磁気情報記憶媒体
基板より外して行うランプローディング方式を用いた用
いた磁気情報記憶装置を示したものである。

【符号の説明】

１．ガラスセラミックス基板２．データ領域３．ランディング領域４．リング５．円形穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主結晶相は、二珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ
・２ＳｉＯ₂，Ｘ線回折法における最大ピーク強度の面
間隔ｄ＝３．５７〜３．６２Å）、クォーツ（Ｓｉ
Ｏ₂，Ｘ線回折法における最大ピーク強度の面間隔ｄ＝
３．３３〜３．４１Å），クォーツ固溶体（ＳｉＯ₂固
溶体，Ｘ線回折法における最大ピーク強度の面間隔ｄ＝
３．３３〜３．４１Å），クリストバライト（Ｓｉ
Ｏ₂，Ｘ線回折法における最大ピーク強度の面間隔ｄ＝
４．０４〜４．１４Å），クリストバライト固溶体（Ｓ
ｉＯ₂固溶体，Ｘ線回折法における最大ピーク強度の面
間隔ｄ＝４．０４〜４．１４Å）の中から選ばれる少な
くとも１種以上であり、−５０〜＋７０℃における熱膨
張係数が＋６２〜＋１３０×１０^-7／℃であり、ヤング
率が８０〜１５０ＧＰａであり、ビッカース硬度が４．
５〜１５．０ＧＰａであり、比重が２．２〜２．８であ
り、研磨加工後の表面粗さ（Ｒａ）が３〜９Åであり、
Ａｌ_２Ｏ_３含有量が２〜＜１０％であることを特徴とす
る、磁気情報記憶媒体用ガラスセラミック基板。
【請求項２】Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯを実質的に含まないこ
とを特徴とする、請求項１に記載の磁気情報記憶媒体用
ガラスセラミック基板。
【請求項３】二珪酸リチウムの結晶粒子径は０．０５
〜０．３０μｍの範囲内であり、クォーツおよびクォー
ツ固溶体の結晶粒子径は０．１０〜１．００μｍの範囲
内であり、クリストバライトおよびクリストバライト固
溶体の結晶粒子径は０．１０〜０．５０μｍの範囲内で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気情
報記憶媒体用ガラスセラミック基板。
【請求項４】ガラスセラミックは重量百分率で、ＳｉＯ₂ ７０〜８０％Ｌｉ₂Ｏ９〜１２％Ｋ₂Ｏ２〜５％ＭｇＯ０〜５％ＺｎＯ０〜３％但し、ＭｇＯ＋ＺｎＯ０〜５％Ｐ₂Ｏ₅ １．５〜３％ＺｒＯ₂ ０．５〜５％Ａｌ₂Ｏ₃ ２〜＜１０％Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜２％の範囲の各成分を含有することを特徴とする、請求項１
〜３のいずれかに記載の磁気情報記憶媒体用ガラスセラ
ミック基板。
【請求項５】前記範囲の各成分を含有する原ガラス
を、核形成のために４５０℃〜５５０℃で１〜１２時間
熱処理し、更に、結晶成長のために６８０〜８００℃で
１〜１２時間熱処理した後、表面を３〜９Åの表面粗さ
（Ｒａ）に研磨して得られることを特徴とする、請求項
１〜４のいずれかに記載の磁気情報記憶媒体用ガラスセ
ラミック基板。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の磁気情
報記憶媒体用ガラスセラミック基板上に磁性膜および必
要に応じて下地層，保護層，潤滑膜を形成してなる磁気
ディスク。