CN110326042A - 磁盘用非磁性基板和磁盘 - Google Patents

Abstract

磁盘用非磁性基板具备：具有相向的两个主表面的基板主体；和设置于上述主表面的损耗系数的值为0.01以上的材料的金属膜。作为上述基板主体的厚度T与上述金属膜的厚度D的合计的上述非磁性基板的厚度(T+D)为0.700mm以下，上述金属膜的厚度D相对于上述基板主体的厚度T的比D/T为0.025以上。

Description

磁盘用非磁性基板和磁盘

技术领域

本发明涉及磁盘用非磁性基板和磁盘。

背景技术

一直以来，使用玻璃基板或铝合金基板作为磁盘用基板。在这些基板中，磁性膜形成于基板主表面，从而形成磁盘基板。对于磁盘而言，希望表面缺陷少、信息的读取写入没有障碍、能够进行大量信息的读取写入。

例如，在使用铝合金基板作为磁盘用非磁性基板的情况下，已知下述的磁记录介质用铝合金基板(下文中有时简称为“Al合金基板”或“Al-Mg合金基板”)：在铝合金基板的表面进行NiP镀覆，此时，为了抑制镀覆后的表面缺陷，通过物理蒸镀在基板表面形成了金属覆膜(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-302358号公报

发明内容

发明所要解决的课题

对于上述磁记录介质用Al合金基板而言，认为能够减少形成于该基板的NiP镀覆后的表面缺陷。由此，信息的读取写入没有障碍，可以提供能够进行大量信息的读取写入的磁盘基板。

另外，近年来，在硬盘驱动器行业，磁盘中的磁性颗粒的微细化接近极限，以往的记录密度的提高速度出现衰退迹象。另一方面，由于大数据分析等原因，对于硬盘驱动装置(下文中有时简称为HDD)的存储容量增大的要求愈发强烈。因此，正在研究增加搭载于1台硬盘驱动装置的磁盘的片数。

通过增大组装到硬盘驱动装置中的磁盘的片数而实现存储容量增大的情况下，需要在磁盘驱动装置内的有限空间内减薄磁盘的厚度中占大部分的磁盘用基板的厚度。

此处，可知：若减薄磁盘用基板的厚度，则基板的刚性降低，容易产生大的振动，同时该振动有时难以平息。例如，在用于云的数据中心使用了极大量的硬盘驱动装置，因此频繁地进行与故障相伴的硬盘驱动装置的更换。此时可知：由于新的硬盘驱动装置安装到机架时的冲击而会产生故障，或者至产生故障的时间缩短。进一步详细调查的结果可知：在硬盘驱动装置由外部受到冲击时，由于电源尚未供给到硬盘驱动装置，因此磁盘尽管未旋转也会受到损害。

这样由来自外部的冲击所产生的振动不同于由旋转的磁盘和其周围的空气流动所产生的稳定旋转状态下产生的稳定状态的颤振，其随时间而衰减。但是，若该振动的振幅大，则由于磁头从磁盘上躲避，接触以在磁盘的主表面上突出的方式设置的灯，灯构件被削去等而产生颗粒，进而根据情况，磁盘的表面会产生划痕或缺陷。此外，在振动不停息的情况下，上述接触次数增多，更容易产生磁盘表面的划痕或缺陷、颗粒。目前状况下，由于磁盘用基板的厚度较厚，因此难以具有由来自外部的冲击所产生的振动成为问题的振幅。另外，由于硬盘驱动装置的磁盘的搭载片数少，因此磁盘与灯的距离(间隙)比较大。因此，磁盘与灯接触的情况少。但是，今后若为了增大硬盘驱动装置的存储容量等而将磁盘用基板的厚度减薄至0.700mm以下，则以往未产生问题的来自外部的冲击所致的振动和与之相伴产生的与其他部件的接触、进而与接触相伴产生的颗粒或磁盘的划痕及凹陷等变得无法忽视。

因此，本发明的目的在于提供一种磁盘用非磁性基板和磁盘，其中，即便基板的厚度变薄，也能有效地降低因来自外部的冲击而产生的与颤振不同的磁盘的振动。

用于解决课题的手段

本发明的一个方案为一种磁盘用非磁性基板。该非磁性基板具备：

具有相向的两个主表面的基板主体；和

设置于上述主表面的损耗系数的值为0.01以上的材料的金属膜。

作为上述基板主体的厚度T与上述金属膜的厚度D的合计的上述非磁性基板的厚度(T+D)为0.700mm以下，

上述金属膜的厚度D相对于上述基板主体的厚度T的比D/T为0.025以上。

优选：上述金属膜设置于各个上述主表面，进而还设置于上述基板主体的端面，

各个上述主表面的上述金属膜的厚度为上述端面的上述金属膜的厚度的80％以上。

优选：上述非磁性基板的厚度为0.640mm以下。

优选：上述磁盘用非磁性基板为圆盘形状，

上述圆盘形状的外径为90mm以上。

优选：上述金属膜的维氏硬度Hv为100[kgf/mm²]以上。

优选：上述金属膜形成于上述基板主体的主表面和外周端面，

上述基板主体的形成与上述金属膜的界面的外周端面的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz为0.5μm以上。

优选：上述金属膜形成于上述基板主体的主表面和外周端面，

上述磁盘用非磁性基板的外周端面的上述膜的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz小于上述基板主体的外周端面的上述基板主体的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz。

本发明的另一方案为一种磁盘，其在上述磁盘用非磁性基板的表面至少具有磁性膜。

发明的效果

通过上述磁盘用非磁性基板和磁盘，即便磁盘用基板的厚度变薄，也能有效地降低与颤振不同的由来自外部的冲击所产生的磁盘的振动。

附图说明

图1是示出本实施方式的磁盘用非磁性基板的外观形状的一例的图。

图2是说明本实施方式的磁盘用非磁性基板的端部和膜的一例的图。

图3是示出本实施方式的磁盘用非磁性基板的振动的一例的图。

具体实施方式

以下，对本发明的磁盘用非磁性基板进行详细说明。需要说明的是，在下述说明中，使用磁盘用玻璃基板进行说明，但除了玻璃基板以外，磁盘用非磁性基板的基板主体也可以为非磁性的金属制基板。

作为玻璃基板的材料，可以使用铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃等。尤其是从能够根据需要实施化学强化并且能够制作主表面的平坦度和基板的强度优异的磁盘用玻璃基板的方面考虑，可以适宜使用无定形的铝硅酸盐玻璃。

作为金属制基板的材料，可以使用例如铝合金、钛合金以及Si单晶等。在铝合金的情况下，可以使用包含镁作为成分的Al-Mg(铝镁系)合金。这些之中，尤其可以适宜使用铝合金。

图1是示出本实施方式的磁盘用非磁性基板的外观形状的图。如图1所示，本实施方式中的磁盘用非磁性基板1(下文中简称为非磁性基板1)是形成有内孔2的圆盘状的薄板的基板。非磁性基板1的尺寸不限，非磁性基板1例如可以适宜用于标称直径2.5英寸或3.5英寸的磁盘用基板。在标称直径3.5英寸的磁盘用基板的情况下，圆盘形状的外径(直径)优选为90mm以上。具体而言，圆盘形状的外径的标称值能够为95mm或97mm。即便是这种大的圆盘形状，通过在主表面形成后述的膜，也能减少由磁盘的振动引起的颗粒、划痕或凹陷的产生。需要说明的是，非磁性基板1的外径越大，则与颤振不同的由来自外部的冲击所产生的磁盘的振动越大，与之相伴，越难以衰减。因此，本实施方式的非磁性基板1对用于标称3.5英寸标准以上的磁盘的情况特别优选。

图2是说明非磁性基板1的端部和膜的一例的图。如图2所示，非磁性基板1具有基板主体3和膜4。

基板主体3具有：一对主表面3a；沿着与一对主表面3a正交的方向配置的侧壁面3b；和配置于一对主表面3a与侧壁面3b之间的一对倒角面3c。侧壁面3b和倒角面3c形成于非磁性基板1的外周侧的端部和内周侧的端部。

基板主体3使用玻璃的情况下，基板主体3的玻璃组成例如以摩尔％表示计包含55％～78％的SiO₂、0.1％～1％的Li₂O、2％～15％的Na₂O、合计为10％～25％的MgO、CaO、SrO和BaO，CaO的含量相对于MgO、CaO、SrO和BaO的总含量的摩尔比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))可以为0.20以下(下文中记为玻璃1)。

另外，基板主体3的玻璃例如也可以为下述无定形的氧化物玻璃，以摩尔％表示计，SiO₂的含量为45％～68％，Al₂O₃的含量为5％～20％，SiO₂与Al₂O₃的总含量(SiO₂+Al₂O₃)为60％～80％，B₂O₃的含量为0～5％，MgO的含量为3％～28％，CaO的含量为0～18％，BaO和SrO的总含量(BaO+SrO)为0～2％，碱土金属氧化物的总含量(MgO+CaO+SrO+BaO)为12％～30％，碱金属氧化物的总含量(Li₂O+Na₂O+K₂O)为3.5％～15％，包含选自由Sn氧化物和Ce氧化物组成的组中的至少一种，Sn氧化物和Ce氧化物的总含量为0.05％～2.00％(下文中将该玻璃记为玻璃2)。

如图2所示，在基板主体3的主表面3a、侧壁面3b以及倒角面3c设有膜4。膜4可提高非磁性基板1的防振特性。

膜4是损耗系数的值为0.01以上的金属材料的金属膜。膜4的金属材料是损耗系数高于基板主体3的材料的材料。损耗系数的值是室温、例如25℃的值。下文中，损耗系数为室温下的值。

此处，膜4的损耗系数如下求出：将基板主体3以及在基板主体3形成有膜4的非磁性基板1分别作为试验试样，通过振动试验求出试验试样的共振频率和共振频率下的半峰宽。在振动试验中，例如可以使用Nihon Techno-Plus公司制造的“自由共振式杨氏模量、刚性率和内部摩擦测定装置(JE系列)”。由振动试验中得到的试验试样的共振频率和半峰宽求出试验试样的损耗系数。此外，例如根据下述所示的已知公式，可以由非磁性基板1的共振频率和损耗系数、基板主体3的共振频率、基板主体3的厚度与膜4的厚度之比、基板主体3的材料的密度与膜4的金属材料的密度之比计算出膜4的损耗系数。

将非磁性基板1的共振频率和损耗系数分别设为f₁、η₁，将基板主体3的共振频率设为f₃，将膜4的总厚度相对于基板主体3的厚度之比设为a，将膜4的金属材料的密度相对于基板主体3的材料的密度之比设为b时，设α＝(f₁/f₃)²·(1+a·b)，膜4的损耗系数η₄可以表示为η₄＝α/(α-1)·η₁。

作为具有这种膜4的特性(损耗系数)的材料，可以使用包含Ni和P的Ni-P合金。在Ni-P合金的情况下，为了成为非磁性，只要含有P即可。例如，可以使P的含量为5质量％～15质量％。另外，可以使用Mg合金、Al-Zn合金、Mg-Zr合金等。需要说明的是，作为成膜方法，可以使用例如溅射法、非电解镀覆法、电解镀覆法等。从这些方法中适宜选择即可。

将基板主体3的厚度设为厚度T、将膜4的厚度设为厚度D时，包含基板主体3和膜4的非磁性基板1的厚度(T+D)为0.700mm以下。设于主表面3a的膜4的厚度D(＝D1+D2)相对于基板主体3的厚度T的比D/T为0.05以上。需要说明的是，膜4的厚度优选不因主表面的部位而变化，在主表面是恒定的。

这种非磁性基板1具有0.700mm以下的厚度，因此非磁性基板1容易因来自外部的冲击等而产生振动，但即便产生了上述振动，由于基板主体3的主表面3a上形成有膜4，因此能够在初期使上述振动衰减。此外，膜4无缝隙地覆盖包含端面的金属主体1的整个周围时，上述振动的抑制程度变得特别高，故优选。另外，该情况下，更优选膜4比基板主体3更硬质。另外，进一步优选D1和D2同等。这种情况下，难以形成局部变形的振动模式，振动的抑制程度进一步提高。因此，能够减小例如与灯或相邻位置的磁盘的接触次数或接触可能性、接触时的冲击。

需要说明的是，本实施方式中，在两侧的主表面3a分别形成膜4，本实施方式也包括仅在一个主表面3a形成膜4的构成。这种情况下，膜4的厚度D是形成于一个主表面3a的膜4的厚度。

在非磁性基板1形成磁性膜而制作的磁盘在硬盘驱动装置内、在内孔2中与硬盘驱动装置的轴被固定。例如，为了更换而将新的硬盘驱动装置安装于机架时、或为了将机架内的硬盘驱动装置移动到其他位置而取下时等，伴随着这些操作，硬盘驱动装置有时会受到来自外部的冲击。由于这种冲击，在通过轴而固定有内孔2的非磁性基板1中，发生内孔2周围的主表面3a向主表面3a的法线方向(非磁性基板1的厚度方向)位移的振动。如图3所示，该振动不同于由旋转的磁盘和其周围的空气流动所产生的稳定旋转状态下产生的稳定状态的颤振，是随时间而衰减的振动。图3是示出非磁性基板1的振动的一例的图。

这种振动在磁盘旋转的情况下、静止的情况下均发生。因此，该振动长时间持续，由非磁性基板1形成的磁盘在硬盘驱动装置内反复接触灯而在磁盘的表面产生划痕或缺陷，进而由于该接触而使灯构件削去等，从而产生颗粒，这是不优选的。

但是，非磁性基板1是由损耗系数的值为0.01以上的材料构成的膜，膜4的厚度D(＝D1+D2)相对于基板主体3的厚度T的比D/T为0.025以上，因此能够在初期使上述振动衰减。膜4中的损耗系数的值更优选为0.02以上。另一方面，对膜4中的损耗系数的值的上限没有特别限定，但损耗系数的值过大的材料有时为材料中的晶体容易破坏的软材料。因此，从能够使用实用性的金属材料的方面考虑，例如优选为0.3以下。

比D/T小于0.025时，膜4的厚度D相对于基板主体3的厚度T不足够厚，因此难以在初期使非磁性基板1中的振动衰减，除此以外，膜4也无法减小主表面3a的振动的初期的振幅。通过使比D/T为0.025以上，覆盖主表面3a的膜4的厚度变得充分，因此能够在初期使非磁性基板1中的振动衰减，同时能够将振动的初期的振幅抑制为较小。比D/T优选为0.03以上、更优选为0.04以上。另一方面，关于比D/T的上限，从上述课题的方面出发没有限定，但比D/T过大时，除了膜4的材料成本增加以外，有时非磁性基板1的重量也增加，使磁盘旋转的硬盘驱动装置中的耗电量增大，因此，比D/T例如优选为0.15以下。

膜4即使仅设置于主表面3a而不设置于侧壁面3b和倒角面3c，也可发挥上述效果，但如图2所示，优选除了设置于主表面3a以外还设置于基板主体3的端面、即侧壁面3b和倒角面3c。这种情况下，侧壁面3b和倒角面3c的膜4的厚度优选比各个主表面3a的膜的厚度D1、D2更厚。在非磁性基板1中产生的振动是向主表面3a的法线方向位移的振动，与该振动中的向主表面3a的法线方向的位移联动，在基板主体3的端面也向主表面3a的法线方向位移。通过抑制这种位移，能够抑制向主表面3a的法线方向的位移量、即振动的振幅，因此优选除了主表面3a以外，在基板主体3的端面、即侧壁面3b和倒角面3c也形成膜4。尤其是，侧壁面3b和倒角面3c的膜4的厚度比各个主表面3a的膜的厚度D1、D2厚时，能够抑制主表面3a的振动振幅，故优选。这种情况下，各个主表面3a的膜4的厚度D1、D2优选为侧壁面3b和倒角面3c(端面)的膜4的厚度的80％以上、更优选为85％以上，从能够高效地抑制振动振幅的方面考虑，更进一步优选为90％以上。厚度D1、D2越接近侧壁面3b和倒角面3c(端面)的膜4的厚度越优选。上述比例越大、膜4的厚度在非磁性基板1的整个表面越接近均匀，则越难以形成局部变形的振动模式，越容易抑制振动。

磁盘的厚度越薄则振动的振幅越大，因此，会产生磁盘在硬盘驱动装置内与其他构件的接触次数增加、进而与接触相伴产生的颗粒、磁盘的划痕或凹陷的缺陷增多的问题，但在非磁性体基板1的情况下，即便使厚度为0.640mm以下，也难以产生上述问题。非磁性体基板1的厚度可以为0.570mm以下、进而可以为0.52mm以下、也可以为0.400mm以下。另外，作为非磁性体基板1的厚度，例如可以为0.635mm、0.550mm、0.500mm、0.380mm。从机械耐久性的方面出发，非磁性基板1的厚度的下限优选为0.2mm以上。非磁性基板1越薄，原则上颗粒产生的问题、进而根据情况产生划痕或凹陷的缺陷的问题越大，但本实施方式中，减小颗粒、划痕或凹陷的缺陷的效果显著。

根据一个实施方式，膜4的维氏硬度Hv优选为100[kgf/mm²]以上。通过提高维氏硬度Hv，与硬盘驱动装置内的灯接触时难以产生划痕或凹陷的缺陷。维氏硬度Hv小于100[kgf/mm²]的情况下，与硬盘驱动装置内的灯接触时会产生划痕或凹陷的缺陷，容易产生硬盘驱动装置的故障。

根据一个实施方式，圆盘形状的基板主体3的形成与膜4的界面的外周端面的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz(JIS B 0601：2001)优选为0.5μm以上。在基板主体3，包含外周端面在内形成有膜4，能够取得基板主体3的外周端面的截面图像，能够求出轮廓最大高度Rz。具体而言，首先，对于设有膜4的非磁性基板1的外周端面，使用离子抛光法，用通过非磁性基板1的中心并与主表面垂直的面进行切割，制成外周端面的截面露出的试样。对于该截面，使用扫描型电子显微镜(SEM)得到例如5000倍的倍率的外周端面的截面图像。进行例如截面图像的二值化处理或利用目视的跟踪处理，由该图像取得基板主体3的形成与膜4接触的界面的基板主体3的表面的凹凸曲线，提取出位于该凹凸曲线上的任意部位的宽20μm的区域，求出轮廓最大高度Rz。

在与膜4接触的基板主体3的界面存在某种程度的表面凹凸，由此，膜4产生的振动抑制提高。关于该振动的抑制，推测是因为：在基板主体3与膜4的界面处，侵入陷入相互的凹部，从而两者的密合性提高，膜4产生的振动抑制的效果对基板主体3产生影响。另外，作为通过增加膜4的厚度而引起膜剥落的主要原因的膜应力变大，但通过使上述轮廓最大高度Rz为0.5μm以上，还能够防止膜应力引起的膜剥落。外周端面与主表面相比面积小，而且形状复杂，因此容易发生膜剥落。

需要说明的是，关于基板主体3的外周端面的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz，为了进一步提高上述的振动抑制，更优选为1.0μm以上、进一步优选为1.5μm以上。另一方面，若轮廓最大高度Rz变得过大，则膜4的成膜后的表面粗糙度(非磁性基板1的外周端面的表面粗糙度)仿照基板主体3的表面粗糙度而变大，在主表面研磨等加工时异物容易附着到外周端面，进而，在磁性膜的成膜后的磁盘中外周端面也容易附着异物，因此非磁性基板1或硬盘驱动装置的制造时的成品率有可能降低。需要说明的是，使上述轮廓最大高度Rz为0.5μm以上的外周端面的部位只要至少为外周端面的一部分即可，为了提高上述振动的抑制、并提高膜剥落防止，优选为侧壁面3b和倒角面3c两者。

另一方面，若在基板主体3的主表面使轮廓最大高度Rz过大，则在膜4的形成初期可能会形成缺陷，其传播，有可能在膜4的表面产生凹部或裂纹等缺陷。这些缺陷会引起腐蚀，因此去除为宜，但由于根深、难以去除，因此在将磁性膜成膜而制成磁盘后也会残留影响。由此，在基板主体3的主表面优选使轮廓最大高度Rz例如为1μm以下。

另外，根据一个实施方式，非磁性基板1的外周端面的膜4的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz优选小于基板主体3的外周端面(与膜4接触的边界面)的基板主体3的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz。

关于非磁性基板1的外周端面的膜4的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz，例如，使用触针式的表面粗糙度·轮廓形状测定机，在下述条件下求出外周端面的多处(例如3处)的轮廓最大高度Rz，将该多处的平均值作为上述膜4的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz。需要说明的是，此时触针的移动(扫描)方向为非磁性基板1的厚度方向。

·触针的形状：前端半径为2μm、圆锥的锥角为60°

·触针负荷：0.75mN

·触针移动速度：0.02mm/秒

·采样长度：0.08mm

·滤波器λc：0.08mm

·滤波器λs：0.0008mm。

若非磁性基板1的外周端面的膜4的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz过大，则容易成为在非磁性基板1上附着异物的原因，因而上述轮廓最大高度Rz优选较小。轮廓最大高度Rz更优选为1.0μm以下、更进一步优选为0.5μm以下。需要说明的是，限制上述轮廓最大高度Rz的非磁性基板1的外周端面的部位只要至少为非磁性基板1的外周端面的一部分即可，为了提高上述振动的抑制效果、以及提高膜剥落防止效果，优选为与侧壁面3b和倒角面3c对应的非磁性基板1的表面的对应部分。需要说明的是，外周端面的膜4的表面粗糙度容易仿照作为基底的基板主体3的表面粗糙度。因此，在使基板主体3的表面粗糙度过大的情况下，在膜4的形成后有时需要端面研磨处理等追加加工。

这种非磁性基板1例如如下制作。此处，作为一例，对使用玻璃基板作为非磁性基板1的情况进行说明。

首先，对具有一对主表面的板状的成为磁盘用玻璃基板的原材料的玻璃坯板进行成型处理。接着，进行该玻璃坯板的粗磨削。之后，对玻璃坯板实施形状加工和端面研磨。之后，对由玻璃坯板得到的玻璃基板进行使用固定磨粒的精磨削。之后，对玻璃基板实施第1研磨、化学强化以及第2研磨。之后，进行膜形成和膜研磨。需要说明的是，本实施方式中，以上述流程进行玻璃基板的制作，但上述处理不需要始终存在，也可以适宜不进行这些处理。例如，上述中的端面研磨、精磨削、第1研磨、化学强化、第2研磨也可以不实施。下面，对各处理进行说明。

(a)玻璃坯板的成型

在玻璃坯板的成型中，可以使用例如压制成型法。通过压制成型法，可以得到圆形的玻璃坯板。此外，可以使用下拉法、重新引下法、熔融法等公知的制造方法来制造。对于通过这些公知的制造方法制作的板状玻璃坯板适宜进行形状加工，由此得到作为磁盘用玻璃基板的基础的圆板状的玻璃基板。

(b)粗磨削

在粗磨削中，进行玻璃坯板的两侧的主表面的磨削。作为磨削材料，使用例如游离磨粒。在粗磨削中，玻璃坯板被磨削成大致接近作为目标的板厚尺寸和主表面的平坦度。需要说明的是，粗磨削根据所成型的玻璃坯板的尺寸精度或表面粗糙度而进行，根据情况也可以不进行。

(c)形状加工

接着，进行形状加工。在形状加工中，在玻璃坯板的成型后，使用公知的加工方法形成圆孔，由此得到开有圆孔的圆盘形状的玻璃基板。之后，通过磨削加工实施玻璃基板的端面的倒角以及外径和内径的尺寸匹配。由此，在玻璃基板的端面，在与主表面正交的侧壁面3b、以及侧壁面3b与两侧的主表面3a之间形成相对于主表面3a倾斜的倒角面3c。

(d)端面研磨

接着，进行玻璃基板的端面研磨。端面研磨为下述处理：例如在研磨刷与玻璃基板的端面(侧壁面3b和倒角面3c)之间供给包含游离磨粒的研磨液，使研磨刷和玻璃基板相对移动，由此进行研磨。端面研磨中，以玻璃基板的内周侧端面和外周侧端面为研磨对象，使内周侧端面和外周侧端面为镜面状态。需要说明的是，根据情况也可以不进行端面研磨。

(e)精磨削

接着，对玻璃基板的主表面实施精磨削。例如，使用行星齿轮机构的双面磨削装置，对玻璃基板的主表面3a进行磨削。这种情况下，例如将固定磨粒设于定盘而进行磨削。或者，也可以进行使用游离磨粒的磨削。需要说明的是，根据情况也可以不进行精磨削。

(f)第1研磨

接着，对玻璃基板的主表面3a实施第1研磨。第1研磨使用游离磨粒，使用贴附于定盘的研磨垫。关于第1研磨，例如进行利用固定磨粒的磨削的情况下，将残留于主表面3a的裂纹或应变除去。在第1研磨中，能够防止主表面3a的端部的形状过度下陷或突出，同时能够降低主表面3a的表面粗糙度、例如算术平均粗糙度Ra。

第1研磨中使用的游离磨粒没有特别限制，例如使用氧化铈磨粒、或氧化锆磨粒等。需要说明的是，根据情况也可以不进行第1研磨。

(g)化学强化

玻璃基板可以适宜进行化学强化。作为化学强化液，例如可以使用将硝酸钾、硝酸钠、或它们的混合物加热而得到的熔融液。另外，通过将玻璃基板浸渍到化学强化液中，位于玻璃基板的表层的玻璃组成中的锂离子、钠离子分别被化学强化液中的离子半径相对大的钠离子、钾离子所置换，从而在表层部分形成压缩应力层，玻璃基板被强化。

进行化学强化的时机可以适宜决定，若在化学强化后进行研磨，则能够在表面平滑化的同时通过化学强化将粘合于玻璃基板表面的异物去除，因而特别优选。另外，根据情况也可以不进行化学强化。

(h)第2研磨(镜面研磨)

接着，对化学强化后的玻璃基板实施第2研磨。第2研磨的目的在于主表面3a的镜面研磨。在第2研磨中，也使用与第1研磨同样构成的研磨装置来进行研磨。在第2研磨中，相对于第1研磨，改变游离磨粒的种类和颗粒尺寸，将树脂抛光材料的硬度软的物质用作研磨垫来进行镜面研磨。由此，能够防止主表面3a的端部的形状过度下陷或突出，同时能够降低主表面3a的粗糙度。关于主表面3a的粗糙度，算术平均粗糙度Ra(JIS B 0601 2001)优选为0.2nm以下。需要说明的是，第2研磨后的基板的主表面3a不成为具有膜4的非磁性基板1中的最外表面，因此根据情况也可以不进行第2研磨。

(i)膜形成

在所制作的玻璃基板的主表面3a、侧壁面3b以及倒角面3c形成膜4。膜4的形成通过电解镀覆、非电解镀覆等来进行。在膜4的形成前，可以根据需要进行用于提高膜4的密合性的预处理。膜4形成于主表面3a、侧壁面3b以及倒角面3c，在任一面均可为同等的膜厚。为了缓和所形成的膜4的内部应力，在膜4的形成后，根据需要进行膜4的退火处理(热处理)。需要说明的是，为了在最终制成磁盘时不引起噪音，膜4优选为非磁性。

(j)膜研磨

在膜4的形成后，为了减小膜4的表面粗糙度，进行基板主体3的主表面3a上的膜4的研磨。膜研磨的目的在于镜面研磨。膜研磨后的主表面的粗糙度以利用原子力显微镜(AFM)测定的算术平均粗糙度Ra计优选为0.2nm以下。在膜研磨中，也可以使用与第1研磨同样构成的研磨装置进行研磨。在膜研磨中，相对于第1研磨，改变游离磨粒的种类和颗粒尺寸，将树脂抛光材料的硬度软的物质用作研磨垫来进行研磨。在膜研磨中，根据需要也可以进行多个研磨。这种情况下，越是后续工序的研磨，越可使游离磨粒的颗粒尺寸细小而进行精密的研磨。如此对形成于主表面3a的膜4进行研磨，侧壁面3b和倒角面3c的膜4不进行研磨，从而能够使侧壁面3b和倒角面3c的膜4的厚度薄于主表面3a的膜4的厚度。

如上所述，形成于侧壁面3b和倒角面3c的膜4发挥抑制非磁性基板1的主表面3a的振动振幅的效果，因此，优选按照侧壁面3b和倒角面3c的膜4的厚度成为能够抑制主表面3a的振动振幅的程度的厚度的方式对形成的膜4的厚度进行设定。

在膜研磨后，对形成有膜4的玻璃基板进行清洗，制作磁盘用非磁性基板1。

需要说明的是，在基板主体3为Al合金基板的情况下，例如利用下述方法制作基板主体3。

首先，通过切削加工将成为基板主体3的Al合金基板机械加工成所需要的尺寸形状。之后，为了提高基板主体3的形状精度和平坦度，进行加压加热退火。此外，对基板主体3的端面(内周端面和外周端面)进行磨削和研磨。在端面的磨削中，将粘合有磨粒的旋转工具按压到与玻璃基板的情况同样地进行了切削加工的基板主体3的端面，并使两者旋转，同时从喷嘴供给磨削液而对基板主体3的端面进行磨削。此外，在降低端面的表面粗糙度的情况下，将由无纺布构成的抛光材料粘接到旋转工具的表面，一边供给分散有游离磨粒的研磨液，一边对基板主体3的端面进行研磨。另外，基板主体3的倒角面通过使用将旋转工具的端部形状预先成型为倒角形状的成型磨石进行磨削而形成。接着，使用双面磨削装置对基板主体3的主表面进行磨削加工，进而通过双面研磨装置，利用发泡聚氨酯制的树脂抛光材料、和包含氧化铝磨粒或胶态二氧化硅磨粒的研磨液进行多次研磨，最后进行清洗。

需要说明的是，作为膜4的形成的预处理，也可以对基板主体3进行锌酸盐处理。在膜4的形成后，为了缓和膜4的内部应力，适宜进行退火处理。在膜4的退火处理后，进一步进行主表面3a的研磨。根据基板的需要而进行多次研磨。之后，进行清洗，制作磁盘用非磁性基板1。

除了上述的Ni-P合金以外，膜4可以使用Mg合金、Al-Zn合金、Mg-Zr合金等。此处，关于膜4的材料，从抑制非磁性基板1的振动的方面考虑，与基板主体3相比损耗系数高，损耗系数为0.01以上，根据一个实施方式，膜4的材料的损耗系数优选为0.02以上、更优选为0.03以上。另外，基板主体3的损耗系数优选为0.002以下、更优选为0.001以下。基板主体3的损耗系数越小，则膜4产生的振动的抑制效果越高，因此基板主体3的损耗系数越小越优选。在用于磁盘用的无定形的铝硅酸盐玻璃基板的情况下，例如为0.001以下。另外，在磁盘用的Al-Mg合金基板的情况下，例如为0.002以下。这样，膜4的损耗系数的值相对于基板主体3的损耗系数足够大，因此通过将膜4成膜，可有效地获得振动的抑制效果。

另外，根据一个实施方式，从难以产生颗粒、划痕或凹陷的方面考虑，膜4的材料的维氏硬度Hv优选为100[kgf/mm²]以上、更优选为200[kgf/mm²]以上、更进一步优选为400[kgf/mm²]以上。

下述表1中示出基板主体3的材料和能够适宜用作膜4的材料的特性。下述表1所示的损耗系数使用上述的损耗系数的计算方法算出。损耗系数的值为室温下的值。关于维氏硬度Hv，使用显微维氏硬度计，膜4由于为薄膜，因此在压头负荷10gf的条件下进行测定，基板主体3在压头负荷300gf的条件下进行测定。

[表1]

	损耗系数	维氏硬度[kgf/mm<sup>2</sup>]
			铝硅酸盐玻璃	0.0003～0.0008	650
Al-Mg合金	0.0005～0.0017	50～100
			Mg合金	0.01	55
Al-Zn合金	0.05	100
			Mg-Zr合金	0.09	100
Ni-P合金	0.03	500

上述表1中，铝硅酸盐玻璃的损耗系数由包含上述玻璃1、玻璃2的组成的若干玻璃求出。需要说明的是，玻璃2的情况下的典型的损耗系数的值为0.0006。

Al-Mg合金的组成例如以质量％计为Mg：3.5％～5％、Si：0～0.05％、Fe：0～0.1％、Cu：0～0.12％、Mn：0～0.3％、Cr：0～0.1％、Zn：0～0.5％、Ti：0～0.1％，余部为Al。

Mg合金的组成以质量％计为Mg：91.57％、Al：7.6％、Zn：0.7％、Mn：0.13％。

Al-Zn合金的组成以质量％计为Al：60％、Zn：40％。

Mg-Zr合金的组成以质量％计为Mg：99.4％、Zn：0.6％。

Ni-P合金的组成以质量％计为Ni：90％、P：10％。

由表1可知，从抑制振动的方面考虑，优选使用铝硅酸盐玻璃或Al-Mg合金作为基板主体3的材料，使用Ni-P合金、Mg合金、Al-Zn合金以及Mg-Zr合金作为膜4的材料。另外，Ni-P合金、Al-Zn合金以及Mg-Zr合金的维氏硬度Hv高，为100[kgf/mm²]以上，适宜作为膜4的材料，难以产生颗粒、划痕或凹陷。另外可知，Ni-P合金的维氏硬度Hv特别高，更适宜作为膜4的材料。

(实验例1)

为了调查非磁性基板1的效果，制作出各种基板。

非磁性基板1的基板主体的材料使用了满足上述玻璃组成的无定形的铝硅酸盐玻璃和铝合金(Al-Mg合金)。在形成膜4的情况下，膜4按照以均匀的膜厚覆盖基板主体3的整个表面的方式，通过非电解镀Ni-P合金(P：10质量％、余部Ni)而形成。之后，利用双面研磨装置对两侧的主表面进行研磨，在各个主表面将膜4的厚度的20％研磨除去。最终的膜4的厚度在两侧的主表面相同，各个膜4的厚度为端面的膜4的厚度的80％。Ni-P合金的损耗系数的值满足0.01以上。

另外，所制作的非磁性基板1的尺寸为外径95mm、内径(圆孔直径)25mm，在外周端面和内周端面，分别在与两主表面的连接部形成有倒角面。关于该倒角面的规格，相对于主表面的角度为45°，半径方向的长度为150μm，板厚方向的长度为150μm。此时，外周端面的粗糙度调整为基板主体3的表面和非磁性基板1的表面均是轮廓最大高度Rz为0.1μm。

在所制作的非磁性基板1形成磁性膜，将所得到的磁盘组装到改造了硬盘驱动装置的评价装置内。评价装置在内部具备观察磁盘振动的高速度照相机，其能够一边利用高速度照相机观察磁盘的振动，一边对磁盘施加任意大小的振动。需要说明的是，在评价装置中，磁盘不旋转而以静止状态进行评价。该评价装置中组装有由PEEK(聚醚醚酮)材料制成的仿照了灯构件的构件，在安装各磁盘时，从两主表面空出0.2mm的间隙。即，灯间的放入磁盘的间隙为磁盘的厚度+0.4mm。按照即使基板的厚度变化、间隙也一定的方式，准备了多个不同规格的评价装置。需要说明的是，在介质工序中成膜的磁性膜的厚度即使包括基底膜、软磁性层也为100nm以下左右，因此实质上可以忽视。将5片磁盘搭载于评价装置，对于全部磁盘用灯构件夹持主表面的一部分。

使用该评价装置，进行对磁盘施加一定冲击的冲击试验。冲击的大小进行最佳化，以使表2～5各自中作为缺陷·异物比例的基准(100％)的比较例的磁盘达到碰撞几次灯的值。具体而言，表2的情况下冲击设为2m秒、140G。以下，作用时间的2m秒固定，表2中为120G，表3中为90G，表4中为70G。冲击试验后，在暗室中聚光灯下目视检查所组装的磁盘的主表面上的颗粒和划痕或凹陷的缺陷数，对5片双面统计该数量。该颗粒、划痕、凹陷是由于冲击试验使磁盘在装置内与灯构件或其他磁盘接触而产生的。下述表2～5中，以比较例1、4、7、10中的颗粒、划痕、凹陷的数量为基准(100％)，将实施例和比较例中的颗粒、划痕、凹陷的数量作为相对的“缺陷·异物比例”示出。缺陷·异物比例越小，表示颗粒、划痕、凹陷的数量越少。缺陷·异物比例越小，推测实质上由于颗粒等的抑制效果而使硬盘驱动装置的寿命越长。

在下述表2～5的比较例和实施例中，使基板主体3的厚度固定，改变膜4的厚度而使比D/T发生各种变化。[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

由表2、3可知：在非磁性基板1的厚度厚于0.700mm的现有例1、2中，完全未产生颗粒、划痕、凹陷的问题，但在厚度薄于0.700mm的比较例1、3中，产生颗粒、划痕、凹陷的问题。但是，由比较例2、3与实施例1～4的比较、以及比较例5、6与实施例5～8的比较可知，通过使比D/T为0.025以上，能够有效地降低颗粒、划痕、凹陷的数量。

如表4、5所示，即使非磁性基板1的厚度为0.520mm，由比较例8、9与实施例9～13的比较、以及比较例11、12与实施例14～18的比较可知，通过使比D/T为0.025以上，也能有效地降低颗粒、划痕、凹陷的数量。此外还可知：颗粒、划痕、凹陷的数量的降低效果与0.640mm时相比较大。

另外，在表2～5中，对除基板主体3的材料以外为相同规格的实施例彼此(例如，实施例10与实施例15)进行比较时，对于基板主体3的材料而言，与玻璃相比在使用Al合金的情况下缺陷·异物比例低。由此可以说，在使用Al合金基板作为基板主体3的情况下，振动的抑制比玻璃时更大。需要说明的是，磁盘与灯接触的可能性越高，则上述振动的抑制效果越有效，因此，可以说非磁性基板1在灯间的放入磁盘的间隙为“磁盘的厚度+0.4mm以下”的规格的HDD中是特别优选的。

(实验例2)

此外，为了调查基板主体3的与膜4接触的界面处的表面粗糙度与振动抑制的效果，制作了各种基板。

对于实验例2中制作的非磁性基板1而言，通过适宜变更端面磨削和端面研磨的条件而调整基板主体3的外周端面的表面粗糙度，除此以外，基板主体3、膜4的规格与实验例1的规格相同。在该非磁性基板1形成磁性膜，将所得到的磁盘组装到与实验例1相同的评价装置内，进行与实验例1相同的冲击试验，求出缺陷·异物比例，由此对振动抑制的效果进行评价。

下述表6～8中的实施例1、5、13与表2、3、5中的实施例1、5、13相同。该实施例中的基板主体3的与膜4接触的界面处的表面粗糙度即轮廓最大高度Rz为0.1μm。

以实施例1、5、13为基准，不改变基板主体3的种类、膜4的有无、非磁性基板1的厚度以及比D/T而调整了外周端面的轮廓最大高度Rz。在基板主体3的制作时，通过变更外周端面的形状加工时的磨削磨石的号数、和外周端面的研磨时间，变更了轮廓最大高度Rz。因此，在下述表6中，将以实施例1为基准而调整了外周端面的表面粗糙度的实施例设为实施例1A、1B、1C，同样地在表7和表8中，关于以实施例5、13为基准而调整了表面粗糙度的实施例，设为实施例5A、5B、5C、实施例13A、13B、13C。

[表6]

[表7]

[表8]

在表6～8的所有情况下，可知：通过使基板主体3的与膜4接触的界面的外周端面的轮廓最大高度Rz为0.5μm以上，能够有效地降低颗粒、划痕、凹陷的数量，振动抑制的效果大。另外可知：通过使轮廓最大高度Rz为1.0μm以上、进而为1.5μm以上，可获得更大的振动抑制的效果。

根据上述评价结果，磁盘用非磁性基板1的效果是明显的。

以上，对本发明的磁盘用非磁性基板和磁盘进行了详细说明，但是本发明不限定于上述实施方式和实施例等，显然也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良、变更。

符号说明

1 磁盘用非磁性基板

2 内孔

3 基板主体

3a 主表面

3b 侧壁面

3c 倒角面

4 膜

Claims (8)

1.一种磁盘用非磁性基板，其特征在于，

所述磁盘用非磁性基板具备：

具有相向的两个主表面的基板主体；和

设置于所述主表面的损耗系数的值为0.01以上的材料的金属膜，

作为所述基板主体的厚度T与所述金属膜的厚度D的合计的所述非磁性基板的厚度、即T+D为0.700mm以下，

所述金属膜的厚度D相对于所述基板主体的厚度T的比D/T为0.025以上。

2.如权利要求1所述的磁盘用非磁性基板，其中，

所述金属膜设置于各个所述主表面，进而还设置于所述基板主体的端面，

各个所述主表面的所述金属膜的厚度为所述端面的所述金属膜的厚度的80％以上。

3.如权利要求1或2所述的磁盘用非磁性基板，其中，所述非磁性基板的厚度为0.640mm以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的磁盘用非磁性基板，其中，

所述磁盘用非磁性基板为圆盘形状，

所述圆盘形状的外径为90mm以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的磁盘用非磁性基板，其中，所述金属膜的维氏硬度Hv为100[kgf/mm²]以上。

6.如权利要求1～5中任一项所述的磁盘用非磁性基板，其中，

所述金属膜形成于所述基板主体的主表面和外周端面，

所述基板主体的形成与所述金属膜的界面的外周端面的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz为0.5μm以上。

7.如权利要求1～6中任一项所述的磁盘用非磁性基板，其中，

所述金属膜形成于所述基板主体的主表面和外周端面，

所述磁盘用非磁性基板的外周端面的所述膜的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz小于所述基板主体的外周端面的所述基板主体的表面粗糙度的轮廓最大高度Rz。

8.一种磁盘，其在权利要求1～7中任一项所述的磁盘用非磁性基板的表面至少具有磁性膜。