[发明专利]提高玻璃衬底强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息存储技术，更具体地，尤其涉及提高用于存储设备的玻璃衬底强度的方法。

背景技术

盘形状的玻璃衬底的机械强度主要取决于存在于内直径边缘的细微裂纹。这些裂纹的深度一般大约在1μm到100μm数量级。这些裂纹是在加工过程中产生的，例如取芯或磨削，从而使衬底的倒角边缘成形。提高玻璃衬底强度的传统处理，包括通过刷子或氧化铈浆料磨光来移除这些裂纹，或通过利用被称为化学加固的工艺，用诸如K离子的更大离子取代熔融盐浴中的诸如Na离子或Li离子的原生碱性离子。对于化学加固工艺，一般只可以使用具有合适的碱性原子组分的玻璃。诸如KNO₃、NaNO₃、或其组合的材料一般用于化学加固。以上参考的离子注入技术一般不依赖于离子交换。同样地，可以处理具有较少碱性离子的玻璃，以及通过将玻璃制品浸入熔融KOH或LiOH浴中或通过使制品暴露于由KOH或LiOH构成的蒸汽中，这些技术也可以用于生成抗压应力而不会进行离子交换。然而，这些传统的工艺通常是昂贵的且效率有些低。正因如此，需要一种加固玻璃衬底的改进工艺。

发明内容

本发明的方面涉及提高用于存储设备的玻璃衬底强度的方法。在一个实施例中，本发明涉及加固用于存储设备的玻璃盘衬底的方法，该方法包括将至少一部分玻璃衬底浸入溶液中，溶液包括溶剂和从由NaOH、KOH和KNO₃构成的组中选择的涂层材料，从溶液中移出玻璃衬底，让溶剂从玻璃衬底蒸发，以及在预先选择的温度将玻璃衬底加热预先选择的持续时间，其中预先选择的温度足够充分熔化涂层材料，且该温度低于玻璃衬底的转变温度。

附图说明

图1a-1d是根据本发明的一个实施例的加固玻璃衬底过程的阶段的透视图。

图2是根据本发明的一个实施例的加固玻璃衬底过程的流程图。

图3是根据本发明的一个实施例的高斯分布曲线，其示出了加固之前和利用本文中所描述的过程之一已经加固玻璃衬底之后硼硅酸盐玻璃衬底的强度。

图4是根据本发明的一个实施例的高斯分布曲线，其示出了加固之前和利用本文中所描述的过程之一已经加固玻璃衬底之后铝硅酸盐玻璃衬底的强度。

图5是根据本发明的一个实施例的示出了利用本文中所描述的不同过程处理铝硅酸盐玻璃衬底使其强度增加的条形图。

图6是根据本发明的一个实施例的玻璃衬底的堆叠结构的透视图，其中玻璃衬底的堆叠结构可以代替间隔开的结构用于图1a-1d和图2的过程的加热阶段。

具体实施方式

现在参考附图，其中示出了加固玻璃衬底的过程。加固过程将玻璃衬底浸入溶液中，该溶液含有诸如水的溶剂和诸如NaOH、KOH、和/或KNO₃的涂层材料。从溶液中移出玻璃衬底，让其放置直到溶剂从衬底蒸发。然后将玻璃衬底在预先选择的温度加热预先选择的持续时间，其中预先选择的温度足够充分熔化涂层材料，但是该温度低于玻璃衬底的转变温度（transition temperature）。

在一些实施例中，然后利用气体冷却或液体冷却技术迅速地冷却玻璃衬底。在一些实施例中，玻璃衬底是铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃。在多个实施例中，玻璃衬底被构造为用于诸如硬盘驱动器的数字存储设备。

图1a-1d是根据本发明的一个实施例的加固玻璃衬底的过程的四个阶段的透视图。

图1a是根据本发明的一个实施例的第一过程输送盒100的透视图，第一过程输送盒100含有以间隔开结构定位的多个玻璃衬底102。第一过程输送盒100包括彼此间隔开的多个槽104，其中每个槽104构造为接收并保留一个玻璃衬底102。第一过程输送盒100可以由陶瓷材料制造，或由构造为能承受反复暴露于涂层材料的另一种材料制造。玻璃衬底可以由铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或适用于磁存储设备的另一种玻璃衬底材料制造。玻璃衬底是中心有孔的薄圆盘形衬底（例如，具有与垫圈相似的形状）。