[发明专利]记录装置基板用结晶化玻璃及制造方法

说明书

本发明属于记录装置基板用结晶化玻璃及制造方法。

近年来作为计算机的外部记录媒体的磁硬盘，光磁盘的使用大大增加。特别是为了迎接情报时代的到来，对可高密度记录的磁硬盘，光磁盘的要求更加强烈。要使磁硬盘，光磁盘具有高密度记录，首先其基板必须满足下列要求：

1.为了提高记忆密度，需要磁头更接近磁盘，也就是要求磁盘表面要更平坦光滑。

  现阶段要求表面粗糙度R_a≤10A°。

2.基板材料需均质、緻密、微细，无异方性及缺陷。

3.为了提高数据的传送速度，磁盘的转速将会更快，将需要有非常耐高速回转及

  磁头接触的机械强度及硬度。

4.需有能耐各种药品及清洁剂侵蚀的优良化学稳定性。

5.从节省资源的角度，越轻越好。

6.因为现在的记忆膜都是玻璃态的金属膜，玻璃态的基板将会更适宜。然而，从

  玻璃态基板的生产的角度来看，则需要玻璃本身有良好的融解性，能大量生产，

  即使制造条件有一定范围内的变动，其诸特性，构造，微晶的大小，不会变化。

7.由于新的磁头技术的引进，要求用于新磁头的基板的内沿及外沿的特定部分要

  有特定的网纹，也就是要求这些基板材料能吸收特定的激光，能用激光在其上

  面刻网纹。

到目前为止，磁盘基板主要是铝合金材料，然而铝合金材料的机械强度已达到极限，已不能对应更高速的回转。另外，经过工程后的铝合金材料基板表面会出现一些点状的凹凸不平，影响表面粗糙度，使之不能达到高密度记忆化的要求。为了克服铝合金材料基板的不足，日本的HOYA公司及日本板玻璃公司推出了化学钢化基板玻璃(见1993年日本专利32431号，专利名称《化学强化玻璃》和1996年日本专利321034号，专利名称《情报记录用基板及情报记录媒体》)，但是，化学钢化玻璃基板在薄板化时强化层的不安定因素很多，同时要进行化学钢化，其玻璃含有大量的Na，K元素，而Na，K元素是磁膜成膜的大敌，所以，在成膜前一定要经过表面处理。早在60年代，人们就已发现微晶玻璃有非常好的机械强度，如1961年，日本专利19380号，报道了SiO₂-Li₂O-(Al₂O₃)-P₂O₅系玻璃；1963年，日本专利924号报道了SiO₂-Li₂O-(Al₂O₃)-RO-R₂O₃-P₂O₅系玻璃，其中：R为2价阳离子，R为三价阳离子；1974年，日本专利125419号报道了SiO₂-Li₂O-Al₂O₃-(TiO₂/ZrO₂/P₂O₅/F)系玻璃。但上面的玻璃都有一个问题在于融制较难，晶粒大小，膨胀系数等重要参数受热处理温度的影响很大，很难控制；特别是熔制温度高，气泡条纹难消除。如果用于基板玻璃，气泡将影响表面粗糙度，条纹则造成局部的组成不一样，使微晶的均一性，緻密性及大小都受影响。最早尝试将微晶玻璃用于磁盘基板的是日本小原公司，他们于1995年在SiO₂-Li₂O-(Al₂O₃)-RO-R₂O₃-P₂O₅系玻璃的基础上开发出了TS-10基板玻璃，见1995年日本专利247138，专利名称《结晶化玻璃及其制造方法》，并投入市场。当初的TS-10的微晶粒径大于0.3μ，表面粗糙度难以满足≤10A°的要求，不适用于作高密度记忆装置。现在，通过各种努力，如用再抛光技术，热处理技术等，基本上达到表面粗糙度满足于≤10A°的要求，但是为了能降低熔制温度，使之能工业化生产，同时有效的消除气泡条纹，以及满足微晶的结构，玻璃中加入了K，Na，B等轻元素，而这些轻元素在记忆膜成膜时非常容易被等离子击出，污染记忆膜，同时影响表面粗糙度。