[发明专利]穹形或碗形玻璃及制造穹形或碗形玻璃的方法

说明书

一种玻璃片，其包括第一主表面，与第一主表面相对的第二主表面，以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的边缘表面。所述玻璃片包括0.3mm至2mm的厚度。所述玻璃片包括穹形或碗形形状。

背景

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2018年2月12日提交的系列号为62/629338的美国临时申请和2017年2月24日提交的系列号为62/463198的美国临时申请的优先权权益，它们各自的内容作为本文的基础并通过引用全文纳入本文中。

技术领域

本公开一般涉及玻璃片和玻璃基材以及制造玻璃片和玻璃基材的方法。更具体地，本公开涉及用于硬盘驱动器的玻璃基材以及使用玻璃制造工艺或系统(例如利用玻璃拉制设备的玻璃制造工艺和系统)来制造玻璃基材的方法。

背景技术

自从IBM于1956年设计并制造的第一个磁记录硬盘驱动器(HDD)问世以来，已经超过60年了。驱动容量为约4.4MB，这与20世纪80年代早期出现的首个个人计算机硬盘驱动器的相同。目前，可获得储存容量为约10TB的HDD，并且它们用于现代计算机系统。随着新技术的出现，每个驱动器的成本及驱动器的物理尺寸得到了显著的下降。这些突出发展的结合使得市场对HDD的需求不断增加。

HDD将信息储存在由厚的非磁性基板和薄的铁磁性膜涂层组成的盘片上。有两种主要的硬盘驱动外形规格：2.5”(65mm)——其通常使用玻璃基材；以及3.5”(95mm)——其通常使用铝基材。来自固态驱动器对HDD造成的价格压力迫使HDD制造商想方设法降低驱动器的每TB的成本。降低成本的两种最有希望的方法是增加每个驱动器的盘片数目和增加盘片的面密度(TB/in²)。增加盘片的数目需要使用较薄的盘片来维持恒定的驱动外形规格。在这种情况中，期望增加基材材料的刚度以抵消由于厚度减小导致的刚度降低。这是促使HDD制造商在95mmHDD中考虑玻璃的一个因素。增加面密度要求使用被称为热辅助磁记录(HAMR)的新型磁薄膜技术。该技术需要在沉积期间对磁薄膜进行高温(例如高于600℃)退火。因为高的工艺温度，因此铝基材无法用于HAMR。这也促使将玻璃基材用于95mm HDD应用。

许多属性与HDD中的磁盘性能相关。例如，扁平度具有关联性，因为HDD组件中的磁盘数目增加，盘片厚度和间距变得更小。较薄的盘片具有显著更小的抗挠刚度，并且在搬运期间及操作状态时更有可能失效。基材的任何翘曲(即平面外变形)都会放大操作期间盘片的动态响应，并且使由于读/写磁头相对于其中正在写入/读取信息的磁道的错误配准而导致读/写错误的风险增加。在最坏的情况中，磁头可能“撞”到磁盘中，导致HDD毁灭性失效。增加面密度的主要因素之一是减小磁道宽度，以便在相同的磁盘半径中写入更多磁道。随着磁道宽度减小，驱动器对盘片的平面外变形的敏感度增加。因此，若不严格限制磁盘扁平度，预计读写错误将随着面密度的增加和较薄的盘片的增多而增加。

常规的玻璃硬盘基材通过多步方法来制造，其涉及以下基本步骤：(1)压制模塑玻璃盘，(2)使用核心钻孔和边缘划线/研磨将该盘成形成磁盘“生坯”，(3)打磨生坯的表面以将其厚度降低到接近最终的所需厚度，(4)对生坯进行斜切和边缘抛光，(5)在一个或多个步骤中打磨生坯以进一步降低生坯的厚度并消除由之前的步骤导致的表面损伤，以及(6)对生坯进行抛光以获得足够低的表面粗糙度，从而能够沉积光滑的磁膜。经过压制模塑的盘厚度通常大于1mm，这需要多个打磨步骤来将厚度降低到小于0.7mm的目标厚度，因此通过该方法难以经济地生产基材。压制模塑还难以实现生坯形状的精确控制或者难以在这样的大量材料移除期间保持生坯形状。

因此，本领域中需要提供用于HDD的高性能玻璃磁盘，以提供改进的工艺来实现所述高性能玻璃磁盘。

发明内容