從玻璃表面溶解鑭系氧化物的方法
2023-05-15 20:36:36
專利名稱：從玻璃表面溶解鑭系氧化物的方法
技術領域：
本發明涉及磁碟驅動器數據存儲裝置，更具體地說，涉及磁碟驅動器數據存儲裝置中所用玻璃基片的製造。
在清洗之後，在該基片上濺射一系列塗層，例如鉻底層、磁性層和碳保護層。如果基片上殘留有礬土顆粒，那麼濺射的各層便複製這種不規則的表面形態，從而在拋光的盤上造成崎嶇不平的表面。當磁頭在該表面上滑動時，它會撞擊比滑動餘隙要高的殘留顆粒造成的凸起。這稱作滑動缺陷，它能最終導致文件破壞。這些凸起還進一步引起磁缺陷、腐蝕和縮短磁碟壽命。這樣，需要從拋光基片表面去除殘留的漿液顆粒，以使基片儘可能平滑。
近年來，玻璃基片已用於膝上計算機的盤驅動器中。與鋁基基片相比，玻璃基片具有更高的衝擊強度或耐衝擊性，這在可攜式計算機中是重要的，在那裡裝置受到碰撞、跌落和衝擊，致使磁頭撞擊磁碟基片表面。玻璃的另一個好處是它可以被拋光成比鋁基基片更光滑的表面。更光滑的基片使磁頭可以飛得更靠近磁碟，從而產生更高密度的記錄。對於某些計算機磁碟驅動器存儲器，其滑動高度為20納米的數量級(約200CE)或更小，這是一段極小的間距。這樣，玻璃基片能被拋光成更光滑的表面這一事實使得產業界從鋁基基片轉向玻璃基片，這不僅是對於膝上計算機，而且對於臺式計算機也是如此。
正像鋁基基片那樣，在濺射之前，玻璃基片表面需要用漿液拋光到原子級光滑表面。應該這樣理解基片是比較薄的碟片，有上表面和下表面，或者說A面和B面，每面都被拋光成光滑表面。對於這一拋光過程，將鑭系氧化物的水溶漿液施用於基片。鑭系氧化物應理解為包括根據元素周期表鑭系中的一種或多種稀土元素(這包括57-71號元素)的氧化物。鑭系氧化物漿液通常包含的主要成份是鑭和鈰的顆粒。這些漿液顆粒隨後必須清除掉，這通常由一系列步驟來完成包括超聲清洗以及用肥皂和襯墊進行機械擦拭(通常稱作Oliver擦試清洗)以除去最鬆動的漿液。
在這些清洗過程之後，在＜0.1lm(100納米)至大約1lm(1,000納米)量級的顆粒仍殘留在玻璃基片表面。這些顆粒不容易從基片上去掉，因為它們被範德華力(對於這些顆粒大小，這種力很重要)和氫鍵以及顆粒與表面的分子鍵保持在表面上。正像用礬土顆粒那樣，如果這些鑭系氧化物顆粒留在盤基片上，便會損失掉大量滑動容量並在含有玻璃基片的硬碟存儲器中發生盤腐蝕，結果造成製造成本增加和用戶硬碟驅動器故障。
一種顯然的解決辦法是使用酸溶液或鹼溶液浸蝕盤或潛挖顆粒(與從鍍有NiP的鋁基基片上除去礬土顆粒相似)。然而，這種方法會損害玻璃基片的表面，這是由於玻璃材料對酸浸蝕或過於腐蝕性的酸溶液的耐受性低，如高pH值和高溫下的氫氟酸和苛性浸蝕。對拋光玻璃表面的損害和成分改變會對隨後濺射過程中沉積的各層表面形態造成不利影響，並能引起磁性、滑動和腐蝕缺陷。然而，溶解掉漿液顆粒不會像使用彌散清除那樣受小顆粒大小或分子鍵的負面影響，也不一定造成表面損害。但要溶解掉玻璃表面的鑭系氧化物是不容易完成的，因為鑭系氧化物耐受許多酸的溶解。當前能得到的玻璃基片，如膝上計算機盤驅動器中使用的那些，它們對於從拋光漿液中留下來的Ce和La有很高的顆粒值。例如，一些當前能得到的95mm的矽鋁酸鹽玻璃基片其每個基片含有7-58毫微克(ng)氧化鈰和15-102ng氧化鑭的量級。已經發現，低Ce和La顆粒值對於低滑動高度(當前量≤20nm)和近接觸記錄是至關重要的，所以當前的高顆粒值是不可接受的。還發現，這些顆粒是造成滑動故障(來自顆粒的凸起造成保護碳層脫落並隨後造成點腐蝕)的主要因素。這樣，在玻璃基片上的鑭系氧化物顆粒水平必須保持低值，以達到計算機盤驅動器中使用玻璃基片所必須的耐腐蝕性和光滑表面。
如果要使計算機盤驅動器中的基片向玻璃基片發展的市場趨勢取得成功，就需要一種不同於已知的酸浸蝕或鹼浸蝕技術的清洗方法，以從漿液拋光中去掉粘在玻璃基片表面上的殘留鑭系氧化物顆粒，同時不改變拋光表面的穩定抗腐蝕性。
在一個實施例中，將已由鑭系氧化物漿液拋光的玻璃基片在拋光之後通過浸入由硝酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸組成的酸浴中來清洗。玻璃基片還可以進一步在pH值介於約9-約12之間的鹼溶液中進行PVA擦試然後浸入pH值介於約11.5-約13之間的氫氧化鉀溶液中。在一個實施例中，玻璃基片被拋光後的表面上每種鑭系元素氧化物顆粒少於約1.52×10-4ng/mm2。玻璃基片可以用上述方法製備，而不會顯著改變Al對Si離子表面組成。還提供一種盤驅動器產品，其所包含的玻璃基片有被拋光的表面，表面上每種鑭系元素氧化物顆粒少於約1.52×10-4ng/mm2。
在這裡所附的權利要求(在這裡構成又一部分)中提出了表徵本發明的這些和其他優點和特點。然而，為了更好地理解本發明以及通過使用本發明所獲得的好處及目標，還應參考所附詳細描述，其中描述了本發明的詳細描述計算機盤驅動器的玻璃基片必須拋光成原子級光滑表面。為此，用鑭系氧化物漿液將玻璃基片的表面拋光。通常，基片在離開拋光機之後要用肥皂進行超聲清洗，以去掉多數鑭系氧化物拋光材料，然後用肥皂和襯墊對基片進行機械擦拭(Oliver擦拭清洗)，以去掉大量鑭系氧化物拋光顆粒。在這時留下來的殘餘拋光漿液強力地抵制由機械的或彌散機理進行的去除，因為與表面分子鍵結，或具有高範德華力和氫鍵力把它保持在表面上，這是由於拋光造成的顆粒與表面的適應性而且由於它的尺寸小以致受到的力太小，不能使它脫離表面。溶解這些漿液顆粒將破壞分子鍵、表面適應性和顆粒大小因素(這與潛挖類似)，但不會改變表面的浸蝕。根據本發明的原理，通過將基片浸入硝酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸組成的酸浴中，使殘餘的鑭系氧化物顆粒被除去。然後，如工業中通常做的那樣，再用鹼性皂液對基片進行PVA(聚乙烯醇)襯墊擦拭。有利的是將基片再浸入氫氧化鉀鹼性浴中。
在這些清洗步驟之後，對基片進行化學強化。通過化學強化處理玻璃在本領域是公知的，它本身不構成本發明的一部分。在化學強化中，將基片浸入熔融的硝酸鉀和/或銷酸鈉中1-8小時以增強玻璃抗破碎性。
在化學強化以後進行補充的清洗過程。化學強化之後的這一最後清洗過程通常包括(a)pH值小於約3的弱浸蝕浴，包含硫酸或有機酸(如酒石酸、檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸或乙底酸)加上表面活性劑，或者包含硝酸、硼酸、過氧化氫和有機酸；(b)在pH為約9-約12的鹼浴中進行PVA擦拭；(c)以及浸入pH介於約11.5-約13之間的氫氧化鉀鹼性浴中。化學強化和最後的清洗可以進一步除掉一些鑭系氧化物顆粒。在化學強化前後進行的酸浴清洗、PVA擦拭和鹼浴清洗的結果是得到具有拋光表面的玻璃基片，其表面上每種鑭系元素氧化物顆粒少於約1.52×10-4ng/mm2，而且Al和Si離子的表面組成相對而言沒有改變。基於矽鋁酸鹽的玻璃當前優選用於計算機盤驅動器，但本發明的方法可通用於玻璃。
對於本發明的方法中使用的硝酸浴，該浴包含硝酸、過氧化氫和有機酸。本發明的一個酸浴溶液實施例含有至少1N硝酸，有利的是約3N-4N硝酸。已發現硝酸對溶解所有鑭系氧化物顆粒是普遍有用的，對溶解氧化鈰和氧化鑭顆粒特別有用。在本發明的方法中可以使用濃度低於約1N的硝酸，其缺點是殘留顆粒的除去速率較慢而且總除去量較少。升高浴溫度將100％或低於100％地補償這一缺點，這取決於酸的濃度。在本發明的範圍內也可以使用高於約4N的硝酸濃度和更高的溫度，然而，在生產環境中的安全和成本問題使其不得使用。
在本發明的一個硝酸浴溶液實施例中，酸浴中存在過氧化氫的濃度為至少約0.15N。過氧化氫的作用是加速劑或活化劑。過氧化物作為還原劑並幫助破壞鑭系氧化物的晶格，它還和硝酸一起實現以更快的速率把殘餘顆粒從玻璃基片表面溶解掉。這允許用較低的浴溫度，從而緩解安全問題性和設備成本問題。本發明考慮了含有約0.15N-約1N過氧化氫的酸浴。在本發明範圍內可以使用更高濃度的過氧化氫，但採用更高的濃度最終沒有改善對殘餘顆粒的去除。
本發明的硝酸浴溶液實施例還包括含有活性羧酸基團的有機酸。有機酸實例包括酒石酸、檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸和乙底酸(EDTA)。硝酸浴溶液包括濃度至少為約0.0067M，有利地為約0.02M至約0.04M的有機酸。有利的是，酸浴中包括至少約0.0067M酒石酸(HOOC(CH2O)2COOH)。酒石酸的作用是作為表面活性劑幫助表面潤溼和顆粒彌散，以提高殘餘顆粒的除去速率。酒石酸的作用還有溶解鐵，鐵可能是作為由於設備或環境造成的汙染物而存在的。酒石酸還與廢棄物處理過程兼容。有利的是酒石酸存在的濃度約0.02-約0.04M。在本發明的範圍內可以使用更高的濃度，但提高酒石酸濃度最終不會進一步改善鑭系氧化物的去除結果。
本發明的一個硝酸浴包含至少約1N硝酸，並有利地約3N-約4N硝酸；至少約0.15N過氧化氫，並有利地約0.5N-約1N過氧化氫；以及至少約0.0067M有機酸，並有利地約0.02-約0.04M有機酸。這一示例濃度的酸浴pH值小於0，因為該溶液多於完全離解酸中的1當量溶液。該酸浴有利地保持在至少約40℃溫度。在較低溫度下，酸浴可能浸蝕性不夠，不足以使高百分比的鑭系氧化物顆粒脫離基片表面，至少是達不到切實可行的去除速率。對於這種酸浴的優選的溫度範圍是約55℃-約70℃。儘管在本發明範圍內更高的酸液溫度也能起作用，但在更高溫度下可能發生製造設備安全性問題。對於上述酸液實施例，適當的操作溫度是約70℃。
除了上述硝酸浴的三種成分外，在本發明的範圍內還可添加其他成份。例如，該酸浴還可以包括表面活性劑，其量約0.03體積％-約0.15體積％，並有利地為約0.1體積％。在酸性介質中的某些表面活性劑鍵結在玻璃基片表面，有助於保護拋光的表面和減小可能發生的浸蝕量。再有，表面活性劑有助於溼潤和顆粒彌散，以使顆粒從表面上溶解掉。可以加到本發明的酸浴的一類表面活性劑是Coral化學公司(Paramount，加利福尼亞)的CorAddTM。CorAddTM是Coral化學公司的獨有的化合物，但相信它是一種乙氧基化醇。有大量的其他可得到的商品表面活性劑，相信它們當中有許多種可作為本發明的酸浴中的可選添加劑。
硝酸浴還可以包括可選的鋁離子組分，例如可達到約0.02N的Al(NO3)3·9H2O，並有利的是約0.005N Al(NO3)3·9H2O。因為酸趨向於除掉矽鋁酸鹽玻璃中的鋁離子，所以在浴中添加硝酸鋁有助於保持表面玻璃組分。此外，硝酸鋁有助於小量降低所達到的最終鑭系氧化物水平。
該硝酸浴還可以包括可選的硫酸組分，其濃度可達約1N。硫酸很象酒石酸那樣防止鐵汙染，並幫助溶解鑭系氧化物。能使用1N以上的濃度，但相信不會提供增強的性能。再有，即使是1N的硫酸也可能會損壞設備，而且會危害安全，這樣，如果要包括硫酸，有利的是硫酸以較低濃度存在。
本發明的硝酸浴也可以進一步包括可選的硼酸組分(H3BO3)，其含量可達約40g/l，並有利地約10g/l-約40g/l。硼酸的作用是在化學強化之後作為表面保護劑以減小表面浸蝕，另上還作氟化物清除劑。硼酸優選以飽和硼酸溶液存在。
在本發明的方法中，將玻璃基片浸入硝酸浴足夠長時間，使鑭系氧化物殘餘顆粒溶解和/或鬆動，從而使在最後清洗過的產品表面上得到每種鑭系氧化物顆粒含量少於約1.52×10-4ng/mm2。僅作為舉例，根據本發明的方法清洗過的直徑為95mm的玻璃基片在其兩側面表面上測量到的每種鑭系氧化物顆粒總量少於約2ng，或者對盤的單個側面少於約1ng。用於拋光玻璃基片的漿液可能含有一種或多種鑭系元素的氧化物，通常氧化物漿液的主要部分包含氧化鑭和氧化鈰。這樣，硝酸浴與隨後的清洗過程結合使最後產品的表面上的鑭含量減小到小於約1.52×10-4ng/mm2，使鈰含量減小到小於約1.52×10-4ng/mm2，使任何其他鑭系氧化物含量減小到小於1.52×10-4ng/mm2。為降低殘餘氧化物顆粒含量所必須的時間量取決於硝酸浴的溫度、組分和濃度。對於具有上文討論的示例組分的70℃酸浴，即含有至少約3N硝酸、至少約0.15N過氧化氫和至少約0.0067M酒石酸，在酸浴中的最佳浸泡時間至少約4分鐘，優選約4-5分鐘，最優選約4.5分鐘。較低溫度則需較長浸泡時間。同樣，酸浴較低的組分濃度可能會增加去掉和鬆動殘餘顆粒所必須的時間量。本發明的優點在於不論是更高的溫度還是更長的浸泡時間，玻璃基片都不會受到化學強化之前的硝酸浴的浸蝕。酸浴除去和/或鬆動殘餘顆粒而不損害拋光的表面，允許玻璃基片用於可攜式和臺式計算機中的盤驅動器。
在使用本發明的硝酸浴使殘餘漿液顆粒溶解或鬆動之後，可以用氫氧化鉀進一步對基片進行PVA襯墊擦拭。氫氧化鉀的pH值可為約9-約12，並有利地為約10-約10.5。這一清洗過程相信也會去掉一些殘餘鑭系氧化物，包括用本發明的酸浴使其從表面松馳下來的顆粒。通常在酸浴浸泡和PVA擦拭之間基片要用水漂洗。應該理解，對PVA和氫氧化鉀的適當的替代物可用於擦拭清洗而不背離本發明的範圍。又一種作法是，PVA襯墊擦拭可以在硝酸浴浸泡之前進行。
在酸浴浸泡和PVA擦拭之後，玻璃基片可以進一步浸入鹼性浴中。例如，氫氧化鉀浴恢復表面玻璃基片組分。一種鹼性浴實例的pH值約11.5-約13，並有利地是約12.5，溫度約40℃-約70℃，並有利地是約70℃。儘管更高的溫度可能引起安全問題，但可以使用更長的時間和更高的溫度。如本領域技術人員可理解的那樣，溫度和pH值的選擇還依賴於玻璃的組成。這種苛性浴對於去掉尚未被先前清洗去掉的鑭系氧化物顆粒也會有效。在又一種替代作法中，可以在PVA擦拭之前進行鹼浴浸泡。
上述硝酸浴浸泡、PVA擦拭和鹼浴浸泡都是在化學強化之前進行。在化學強化之後，對基片進行最後的清洗(這與化學強化之前的酸浴/PVA擦拭/鹼浴清洗過程類似)，所不同的是酸浴是弱浸蝕浴，它包含除了硝酸浴中相同組分外還包含硼酸，或者包含有機酸或硫酸以及表面活性劑。更具體地說，這種弱浸蝕浴可以包含有機酸，並有利地是酒石酸，或pH值小於約3的硫酸，以及濃度約0.03體積％-約0.15體積％並有利地是約0.1體積％的CorAddTM或其他有效的表面活性劑。另一種作法是，這種弱浸蝕浴可以包含至少約1N硝酸，並有利地是約3N-約4N硝酸；至多約40g/l硼酸，並有利地是約10g/l-約40g/l硼酸；至少約0.15N過氧化氫，並有利地是約0.5N-約1N過氧化氫；以及至少約0.0067M有機酸，並有利地是約0.02-約0.04M有機酸。其他不同點在於氫氧化鉀鹼浴的溫度可以更低，例如在40-60℃範圍，如所希望的Al對Si表面組分所限定的那樣。對本領域技術人員顯而易見的是玻璃組分可能影響為得到所希望的最終表面組分所需要的溫度、pH值和時間的選擇。至於化學強化之前的清洗過程，PVA襯墊擦拭和鹼浴浸泡的順序可以改變。在又一種作法中，弱浸蝕浴浸泡可以略去，將玻璃基片以任意順序進行鹼浴浸泡和PVA擦拭，特別是在化學強化之前的硝酸浴浸泡包括硫酸時更可以這樣做。
實施例實施例1將一個95mm的矽鋁酸鹽碟片用鑭系氧化物漿液拋光。在拋光之後，對碟片進行超聲清洗，然後進行Oliver擦拭清洗。然後，對該碟片進行化學強化前的清洗，包含(a)在由3N硝酸、1N過氧化氫、0.02M酒石酸、0.005N硝酸鋁以及0.1體積％CorAddTM表面活性劑組成的溶液中在65℃-70℃下加超聲進行硝酸浴浸泡達4.5min；(b)加超聲用去離子水漂洗；(c)用pH值10.0-10.5的鹼浴進行PVA襯墊擦拭達0.1-0.4min；(d)在65℃-70℃下用pH值12.3-12.7的鹼浴加超聲浸泡達4.5min；(e)加超聲用去離子水漂洗；以及(f)旋轉乾燥。這裡所說超聲是指向浴或水漂洗中引入約40-72KHz的頻率進行混合，以產生洞穴(即內爆氣泡)。在化學強化之後，對碟片進行最後清洗，包含(a)在由0.01M酒石酸和0.1體積％CorAddTM表面活性劑組成的溶液中在50℃-55℃下加超聲進行弱浸蝕浴浸泡達2.25min；(b)加超聲用去離子水漂洗；(c)用pH值10.0-10.5的鹼性溶液進行PVA襯墊擦拭0.1-0.4min；(d)在55℃-60℃下用pH值12.3至12.7的鹼浴加超聲浸泡達4.5min；(e)加超聲用去離子水漂洗；以及(f)旋轉乾燥。在此過程的若干階段用ICP(感應耦合等離子體)測量Ce和La的濃度，結果如表1所示。由SIMS(次級離子質譜法)測量的基片玻璃表面Al對Si組成，對於原始玻璃是1∶1對1.2-1.6∶1，對於與酸性溶液接觸後的玻璃是0.01-0.4∶1。
表1
1測量值和標準偏差是基於20個樣本的平均值。
實施例2將一個95mm矽鋁酸鹽碟片用鑭系氧化物漿液拋光。在拋光之後，對碟片進行超聲清洗，然後進行Oliver擦拭清洗。然後，對該碟片進行化學強化前的清洗，包含(a)在由3N硝酸、1N硫酸、1N過氧化氫、0.02M酒石酸、0.005N硝酸鋁以及0.1體積％CorAddTM表面活性劑組成的溶液中在65℃-70℃下加超聲進行硝酸浴浸泡達4.5min；(b)加超聲用去離子水漂洗；(c)在65℃-70℃下用pH值12.3-12.7的鹼浴加超聲浸泡達4.5min；(d)加超聲用去離子水漂洗；(e)用pH值10.0-10.5的鹼溶液進行PVA襯墊擦拭達0.1min；(f)加超聲用去離子水漂洗；以及(g)旋轉乾燥。在化學強化之後，對碟片進行最後清洗，包含(a)去離子水漂洗；(b)在55℃-60℃下用pH值12.3-12.7的鹼浴加超聲浸泡達4.5min；(c)加超聲用去離子水漂洗；(d)用pH值10.0-10.5的鹼性溶液進行PVA襯墊擦拭0.1min；(e)去離子水漂洗；以及(f)旋轉乾燥。由ICP測量的最後Ce和La的濃度根據19個樣本的平均值分別為1.1+/-0.3和1.4+/-0.4。由SIMS測量的基片玻璃表面Al對Si組成，對於原始玻璃是1∶1對1.2-1.5∶1，對於與酸性溶液接觸後的玻璃是0.01-0.4∶1。
在由超聲和Oliver擦拭清洗去掉大量易於去除的漿液之後，主要清洗步驟是複合硝酸浴浸泡，它去掉69％殘餘氧化鈰和52％殘餘氧化鑭。其餘步驟的貢獻是任何一個步驟去除少於27％的殘餘漿液。
本發明的硝酸浴的貢獻是顯著減少了鑭系氧化物顆粒，再與各種其他清洗過程結合，使能生產出具有拋光表面的玻璃基片，在其表面上每種鑭系氧化物顆粒含量低於平均值1.52×10-4ng/mm2。本發明的弱浸蝕浴也對顯著減少殘餘鑭系氧化物含量有貢獻。
現在參考附圖，
圖1給出本發明範圍內不同清洗方法的流程圖。通常，玻璃基片先用漿液拋光(步驟30)，然後超聲清洗(步驟32)，接著Oliver擦拭清洗(步驟34)。然後對玻璃基片進行化學強化前的清洗過程。這一過程可以包括硝酸浴浸泡(步驟40)，然後是PVA襯墊擦拭(步驟42)，接著鹼浴浸泡(步驟44)。另一種作法是可在酸液浸泡(步驟40)之後接著鹼浴浸泡(步驟44)，然後是PVA襯墊擦拭(步驟42)。在化學強化前的清洗過程的再一種作法中，該過程可以包括PVA襯墊擦拭(步驟42)，然後酸浴浸泡(步驟40)，接著鹼浴浸泡(步驟44)。接下來對玻璃基片進行化學強化(步驟50)，在此之後進行最後的清洗。最後的清洗過程可以包括弱浸蝕浴浸泡(步驟60)，然後是PVA襯墊擦拭(步驟62)，接著是鹼浴浸泡(步驟64)。另一種作法是弱浸蝕浴浸泡(步驟60)後可以接著鹼浴浸泡(步驟64)，然後是PVA襯墊擦拭(步驟62)。最後的化學強化後的清洗過程的再一種作法中，該過程可以包括PVA襯墊擦拭(步驟62)，接著鹼浴浸泡(步驟64)，或者鹼浴浸泡(步驟64)後跟PVA襯墊擦拭。應該理解，還可以存在其他作法，例如可以在酸浴和/或鹼浴浸泡之前或之後進行PVA襯墊擦拭。
圖2顯示一個盤驅動器示例110，包括多個剛性數據存儲碟片112以有間距的串聯關係同軸重疊並由驅動器馬達116驅動圍繞軸體114轉動。盤驅動器110可以包括任何數量的碟片112，以其一個或多個碟片採用本發明的玻璃基片。
致動器118包括一個或多個向外延伸的致動器臂120，每個臂有一個或多個換能器/頭112安裝在上面用於向剛性數據存儲盤112寫入信息或從中讀出信息。致動器118和驅動器馬達114由驅動器控制器124驅動，它協調碟片的轉動、致動器的運動以及向碟片傳送和從碟片傳送數據。附加電子電路也可與控制器124耦合，例如輸入/輸出電路126用於在碟片和計算機之間或者與盤驅動器所連接的其他電子裝置之間進行數據通信。
盤驅動器110可以包含任何種已知的盤驅動器技術，並可用於廣泛的多種應用中，例如用於直接存取存儲裝置(DASD)系統、RAID系統、臺式硬碟驅動器、可攜式硬碟驅動器、可拆卸硬碟驅動器等。所以，本發明不限於這裡描述的特定實現。
儘管已經通過描述實施例闡述了本發明，儘管已經相當詳細地描述了實施例，但並不意味著限定或以任何方式把所附權利要求的範圍局限於這些細節。例如，儘管這裡描述了用於計算機盤驅動器的玻璃基片，但本發明的酸浴可應用於用鑭系氧化物漿液拋光的任何玻璃基片以供任何最終目的使用，例如雷射或顯微光學。本發明不局限於計算機盤驅動器使用的玻璃基片。其他附加優點和修改對於本領域技術人員而言，將是顯而易見的。所以，本發明以其更廣的方面不限於所示和所述的特定細節、代表性設備和方法以及說明性實施例。因此，在不偏離申請者的一般性發明構想的範圍或精神下可以做出與這些細節的偏離。
權利要求
1.一種清洗玻璃基片的方法，包含將其上面有鑭系氧化物顆粒的玻璃基片浸入包含硝酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸的酸浴中。
2.權利要求1的方法，其中玻璃基片是矽鋁酸鹽玻璃。
3.權利要求1或權利要求2的方法，其中鑭系氧化物顆粒包括從下列元素中選出的至少一種鑭系元素的氧化物鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿和鑥。
4.權利要求3的方法，其中鑭系氧化物顆粒包括氧化鑭和氧化鈰中的至少一種。
5.權利要求1的方法，其中玻璃基片在至少約40℃的溫度下浸入酸浴中。
6.權利要求5的方法，其中玻璃基片在約55℃-約70℃的溫度下浸入酸浴中。
7.權利要求1的方法，其中酸浴中的硝酸為至少約1N硝酸。
8.權利要求7的方法，其中酸浴中的硝酸為約3N-約4N的硝酸。
9.權利要求1的方法，其中酸浴中的過氧化氫為至少約0.15N的過氧化氫。
10.權利要求9的方法，其中酸浴中的過氧化氫為約0.15N-約1N的過氧化氫。
11.權利要求1的方法，其中有機酸是酒石酸、檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸或乙底酸。
12.權利要求1的方法，其中酸浴包括至少約0.0067M有機酸。
13.權利要求12的方法，其中酸浴包括約0.02-約0.04M有機酸。
14.權利要求12或權利要求13的方法，其中酸浴包括至少約0.0067M酒石酸。
15.權利要求13的方法，其中酸浴包括約0.02-約0.04M酒石酸。
16.權利要求1的方法，其中酸浴還包括約0.03-約0.15體積％的表面活性劑。
17.權利要求16的方法，其中酸浴包括約0.1體積％表面活性劑。
18.權利要求1的方法，其中酸浴還包括至多約1N的硫酸。
19.權利要求1的方法，其中酸浴還包括至多約40g/l的硼酸。
20.權利要求1的方法，其中酸浴還包括鋁離子。
21.權利要求20的方法，其中酸浴包括至多約0.005N的Al(NO3)3·9H2O。
22.權利要求1的方法，其中玻璃基片浸入酸浴至少約4分鐘。
23.權利要求22的方法，其中玻璃基片浸入酸浴約4分鐘-約5分鐘。
24.權利要求1的方法，還包含使用聚乙烯醇襯墊和pH值介於約9-約12之間的氫氧化鉀擦拭玻璃基片。
25.權利要求24的方法，還包含在玻璃基片浸入酸浴的步驟之後將玻璃基片浸入pH值介於約11.5-約13之間的氫氧化鉀鹼浴中。
26.權利要求1的方法，還包含隨後對玻璃基片進行化學強化，並把玻璃基片浸入包含表面活性劑以及選自有機酸和硫酸中的酸的弱浸蝕浴中。
27.權利要求1的方法，還包含隨後對玻璃基片進行化學強化，並把玻璃基片浸入包含硝酸、硼酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸的弱浸蝕浴中。
28.一種清洗玻璃基片的方法，包含將其上面有鑭系氧化物顆粒的玻璃基片浸入包含至少約1N硝酸、至少約0.15N過氧化氫以及至少約0.0067M酒石酸的酸浴中；然後將玻璃基片浸pH值介於約11.5-約13之間的氫氧化鉀鹼浴中。
29.權利要求28的方法，其中玻璃基片是矽鋁酸鹽玻璃。
30.權利要求28的方法，其中鑭系氧化物顆粒包括氧化鑭和氧化鈰中的至少一種。
31.權利要求28的方法，其中玻璃基片在至少約40℃的溫度下浸入酸浴。
32.權利要求31的方法，其中玻璃基片在約55℃-約70℃的溫度下浸入酸浴。
33.權利要求28的方法，其中酸浴中的硝酸為約3N-約4N的硝酸。
34.權利要求28的方法，其中酸浴中的過氧化氫為約0.15N-約1N的過氧化氫。
35.權利要求28的方法，其中酸浴包括約0.02-約0.04M的酒石酸。
36.權利要求28的方法，其中酸浴還包括約0.03-約0.15體積％的表面活性劑。
37.權利要求36的方法，其中酸浴包括約0.1體積％的表面活性劑。
38.權利要求28的方法，其中酸浴還包括至多約1N的硫酸。
39.權利要求28的方法，其中酸浴還包括至多約40g/l的硼酸。
40.權利要求28的方法，其中酸浴還包括鋁離子。
41.權利要求40的方法，其中酸浴包括至多約0.02N的Al(NO3)3·9H2O。
42.權利要求28的方法，其中玻璃基片浸入酸浴中至少約4分鐘。
43.權利要求42的方法，其中玻璃基片浸入酸浴中約4分鐘-約5分鐘。
44.權利要求28的方法，還包含使用聚乙烯醇襯墊和pH值介於約9-約12之間的氫氧化鉀擦拭玻璃基片。
45.權利要求28的方法，還包含隨後對玻璃基片進行化學強化，並把玻璃基片浸入包含表面活性劑以及從酒石酸和硫酸中選出的酸的弱浸蝕浴。
46.權利要求28的方法，還包含隨後對玻璃基片進行化學強化，並把玻璃基片浸入包含硝酸、硼酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸的弱浸蝕浴。
47.一種清洗玻璃基片的方法，包含(a)用包含鑭系氧化物顆粒的漿液拋光玻璃基片；(b)超聲清洗該基片；(c)用肥皂和襯墊機械擦拭該基片；(d)將基片浸入包含硝酸、過氧化氫和含有羧酸基團的有機酸的酸浴中；(e)用聚乙烯醇襯墊和氫氧化鉀擦拭該基片；以及(f)將該基片浸入氫氧化鉀鹼浴中。
48.權利要求47的方法，還包含(g)對該基片進行化學強化；(h)把該基片浸入含有表面活性劑和從一組有機酸和硫酸中選出的一種酸的浸蝕浴中；(i)再次用聚乙烯醇襯墊和氫氧化鉀擦拭該基片；以及(j)再次將該基片浸入氫氧化鉀鹼浴中。
49.權利要求47的方法，其中步驟(a)-(j)各自進行足夠的時間以將該基片表面上的鑭系顆粒含量在步驟(j)之後減少到每種低於約1.52×10-4ng/mm2。
50.一種製造碟片的方法，包含用含有鑭系氧化物顆粒的漿液拋光玻璃基片；以及清洗拋光後的玻璃基片以去掉所述鑭系氧化物顆粒，所述清洗步驟在所述玻璃基片上留下的每種鑭系氧化物不超過約1.52×10-4ng/mm2。
51.權利要求50的方法，其中所述清洗步驟包含將該基片浸入包含硝酸、過氧化氫以及含有羧酸基團的有機酸的酸浴中。
全文摘要
用於計算機盤驅動器的一種方法和產品。提供了玻璃基片，在其表面上有低含量的殘餘拋光顆粒。一個方法實施例包括通過將玻璃基片浸入含有硝酸、過氧化氫以及含有羧酸基團的有機酸的酸浴中來減少殘留拋光顆粒含量。
文檔編號C03C23/00GK1429183SQ01809678
公開日2003年7月9日 申請日期2001年5月17日 優先權日2000年5月19日
發明者D·H·皮爾廷斯魯達 申請人:國際商業機器公司