JP2001056930A - 磁気メモリーディスク用ポリッシュ基板の製造方法 - Google Patents

磁気メモリーディスク用ポリッシュ基板の製造方法

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JP2001056930A
JP2001056930A JP22708299A JP22708299A JP2001056930A JP 2001056930 A JP2001056930 A JP 2001056930A JP 22708299 A JP22708299 A JP 22708299A JP 22708299 A JP22708299 A JP 22708299A JP 2001056930 A JP2001056930 A JP 2001056930A
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JP
Japan
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substrate
magnetic memory
memory disk
polishing
polished
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JP22708299A
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English (en)
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Kendou So
建堂 蘇
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板表面の最大突起粗さRp、うねりWaが
小さく、向上した平坦度FTをそなえ、機械的ポリッシ
ュ加工により表面に残留した研磨スラリー、洗剤シミな
どの汚れが除去されて、欠陥のない高密度化の磁気メモ
リーディスクを得ることを可能とする磁気メモリーディ
スク用ポリッシュ基板の製造方法を提供する。 【解決手段】 下地膜を形成した基板に機械的鏡面加工
を施した後、テキスチャ加工を行う前に、基板の表面を
電解研磨処理する。好ましくは、電解研磨処理を、電解
液に界面活性剤などを添加することにより、処理すべき
基板に対する電解液の接触角が45°以下となるよう調
製した酸性電解液を使用して行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気メモリーディ
スク用ポリッシュ基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置に用いられ
る磁気メモリーディスクは、アルミニウムなど非磁性素
材基板に、Ni−Pメッキなどの非磁性下地膜を形成
し、機械的ポリッシュ加工による鏡面加工を施してポリ
ッシュ基板(メモリーディスクポリッシュ基板)とし、
ポリッシュ基板の表面にテキスチャ加工を施した後、磁
性膜(磁気記録媒体)を形成することにより製造され
る。
【0003】近年、磁気記録媒体(磁気メモリーディス
ク)の高密度化に伴い、磁気ヘッドと磁気メモリーディ
スクの間隔をますます小さくした条件下で磁気メモリー
ディスク上で磁気ヘッドが安定して飛行できることが要
求されている。磁気ヘッドと磁気メモリーディスクの間
隔が小さくなると、磁気メモリーディスクが磁気ヘッド
に接触してヘッドクラッシュを生じないように、磁気メ
モリーディスク表面の最大突起粗さ(以下、Rp)、う
ねり(以下、Wa)を減少させ、平坦度(以下、FT)
を向上させることが重要な課題となっている。
【0004】磁気メモリーディスクの表面性状を向上さ
せるために、ポリッシュ基板に施されるテキスチャ加工
後に基板の表面に生じるカエリ、バリなどの異常突起を
除去する手法として、テキスチャ加工を施した基板の表
面に対して、化学研磨、電解研磨などの化学的処理を施
す方法が提案されている。(特開平5−128506号
公報、特開平6−243464号公報、特開平7−22
5945号公報)
【0005】しかしながら、テキスチャ加工後の化学的
処理においては、処理条件によっては、異常突起のみで
なく磁気特性を均一化させるために形成されるテキスチ
ャ痕も除去されることがあるため、化学処理条件がかな
り制約され、従って、Rp、Waの低減効果、FTの向
上効果も制限されるという難点がある。
【0006】発明者は、磁気ヘッドと磁気メモリーディ
スクの間隔を小さくしてもヘッドクラッシュやエラーを
生じない磁気メモリーディスクを得るために、磁気メモ
リーディスク装置駆動時における磁気ヘッドの飛行安定
性と磁気メモリーディスクの表面の平滑度、平坦度との
関連、さらに磁気メモリーディスクの製造段階における
各加工工程後の表面性状、加工条件と最終基板の平滑
度、平坦度の関係について実験を行い再検討を加えた結
果、以下のことを知見した。
【0007】すなわち、磁気ヘッドの飛行安定性は、磁
気ヘッドの浮上高さ(磁気ヘッドと磁気メモリーディス
クの間隔)はとくに最大突起粗さRpおよびうねりWa
に影響され、RpおよびWaが小さいほど、磁気ヘッド
は浮上高さが小さくても安定して飛行できること(磁気
ヘッドの浮上高さ=1.8Rp+2Wa(B.Marchon、
D.Kuo 、S.Lee 、J.Gui 、G.C.Rauch:ASME Journal of
Tribology 118 (1996)、664))、テキスチャ加工前の機
械的ポリッシュ加工がRpとWaの値に最も影響を与え
ること、高速回転時の磁気メモリーディスクの安定性を
向上させ、磁気ヘッドとの衝突を避けるためには、テキ
スチャ加工前のポリッシュ基板の平坦度FTを小さくす
る必要があること、エキスチャ加工前の機械的ポリッシ
ュ加工により、ポリッシュ基板の表面に残留したスラリ
ー、洗浄シミなどの微小汚れが、磁気メモリーディスク
として用いた場合のエラーの原因となること、従って、
テキスチャ加工前のポリッシュ基板において、Rp、W
aを低減し、FTを向上させ、且つ表面を清浄化するこ
とが、磁気メモリーディスクの高密度化に対応するため
の重要な要件となること。
【0008】また、発明者は、従来の機械ポリッシュ加
工は、一種の接触加工であり、加工条件や研摩スラリー
を選定することによりRpを低減させることができる
が、機械ポリッシュ加工を過剰に行うと、かえってW
a、FTを劣化させ不安定にする原因となることを見出
し、種々実験、検討を行った結果、機械ポリッシュ加工
の補助手段として非接触加工の電解研磨処理を行うと、
表面の突起部に電流を集中してRp、Waを低減させ、
機械ポリッシュ加工により基板の極表面層に生じた加工
変質層を溶解除去することが可能となり、高密度化磁気
メモリーディスクのおける前記の課題解決に有効である
ことを知見した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいてなされたものであり、その目的は、基板表面
の最大突起粗さRp、うねりWaが低減されるととも
に、良好な平坦度FTを有し、且つ研摩スラリー、洗浄
シミなどの汚れが除去され、欠陥のきわめて少ない高密
度化磁気メモリーディスクを得ることを可能とする磁気
メモリーディスク用ポリッシュ基板の製造方法を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の請求項1による磁気メモリーディスク用ポ
リッシュ基板の製造方法は、下地膜を形成した基板に機
械的鏡面加工を施した後、テキスチャ加工を行う前に、
基板の表面を電解研磨処理することを特徴とする。
【0011】請求項2による磁気メモリーディスク用ポ
リッシュ基板の製造方法は、請求項1において、電解研
磨処理が、処理すべき基板に対する電解液の接触角が4
5°以下の濡れ性を有する酸性電解液を用いて行われる
ことを特徴とする。
【0012】また、請求項3による磁気メモリーディス
ク用ポリッシュ基板の製造方法は、請求項1〜2におい
て、電解研磨処理が、5〜30重量%硫酸水溶液、1〜
20重量%リン酸水溶液またはこれらの混合水溶液を主
要成分とする酸性電解液に界面活性剤を添加してなる電
解液を用い、電流密度0.005〜0.5A/cm2
条件で行われることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】磁気メモリーディスクの非磁性基
板としては、Mgを含有するアルミニウム合金板が適用
され、ディスク基板を、例えば1mm厚さに加工し、そ
の表面に、下地膜として、Ni−Pの無電解メッキ膜な
ど非磁性金属膜が、例えば12μ/片面の厚さで形成さ
れる。
【0014】つぎに、下地膜の表面に機械的ポリッシュ
加工を施し、鏡面加工を行う。加工量は例えば2μm/
片面である。機械的ポリッシュ加工は、例えば、表面に
遊離砥粒を付着させしみ込ませたポリッシュパッドに基
板を挟み込み、界面活性剤などの研磨液を補給しながら
研磨加工を行い、基板の下地膜の表面を鏡面に仕上げポ
リッシュ基板を得るものである。
【0015】通常の磁気メモリディスクの製造において
は、機械的ポリッシュ加工後、テキスチャ加工が行われ
る。テキスチャ加工は、砥粒を担持した研磨テープを用
いるテープ研削、または遊離砥粒を用いるスラリー研削
により、ポリッシュ基板の表面に円周方向に沿って微細
な溝もしくは凹凸(以下、テキスチャ痕)を形成するも
のであり、基板に同心円状のテキスチャ痕を形成するこ
とにより磁気ヘッドと磁気メモリーディスクとの吸着が
防止される。高密度化に対応するために、磁気ヘッドが
磁気メモリディスクに吸着しない限度において、より微
細なテキスチャ痕を形成することが要望されている。
【0016】磁気メモリーディスクの表面粗さは、最終
的なテキスチャ加工により概ね決定され、テキスチャ加
工後のポリッシュ基板の中心線平均粗さ(以下、Ra)
およびRpは、砥粒またはスラリーの分散濃度、加工時
間、加工圧力などにより調整することができるが、テキ
スチャ加工前のポリッシュ基板の表面粗さ、とくにRp
が大きい場合には、テキスチャ加工を施しても、機械的
ポリッシュ加工による凹凸が円周方向のテキスチャ痕と
異なる方向に残留して欠陥の原因となる。従って、より
微細なテキスチャ痕を形成する必要のある高密度化の磁
気メモリディスクにおいては、機械的ポリッシュ加工後
のポリッシュ基板のRpはできるだけ小さい方が望まし
い。
【0017】本発明においては、下地膜を形成した基板
に機械的ポリッシュ加工による鏡面加工を施した後、テ
キスチャ加工を行う前に、基板の表面を電解研磨処理す
ることを特徴とするもので、機械的ポリッシュ加工後に
電解研磨処理を行うことにより、表面の突起部に電流を
集中してRp、Waを低減させるとともに、ポリッシュ
基板の表面に残留したスラリー、洗浄シミなどの微小汚
れや、機械ポリッシュ加工により基板の極表面層に生じ
た加工変質層など、磁気メモリーディスクとして用いた
場合のエラーの原因となるものが除去される。
【0018】電解研磨処理は、電解液中で、処理すべき
ポリッシュ基板を陽極とし、黒鉛またはステンレス鋼か
らなる陰極を対峙させ、定電流または定電圧を印加する
ことにより、陽極のポリッシュ基板の表面の凸部に電流
が集中して凸部が優先的に溶解し平坦化されるものであ
る。電解反応により、陰極では水素ガスが発生し、陽極
においては、ポリッシュ基板表面の下地膜のNiが溶解
するとともに酸素ガスが発生する。発生した酸素ガス
は、基板表面に吸着→成長→脱着の反応を繰り返し、結
果として基板表面にガスピットのような微小欠陥を生ぜ
しめる。電解条件によっては、脱着過程の酸素ガスが基
板表面に沿って電流の流れを妨げ大きなガス条痕が生じ
ることがあり、溶解量の不均一に起因して基板表面に柚
肌を発生することもある。
【0019】上記のガスピット、ガス条痕の発生を避け
るため、本発明においては、電解研磨処理を、処理すべ
き基板に対する電解液の接触角が45°以下の濡れ性を
有する酸性電解液を用いて行う。より好ましくは接触角
30°以下、さらに好ましくは接触角20°以下、最も
好ましくは接触角15°以下の酸性電解液を用いる。接
触角の測定は、エルマー製接触角測定器(G−II型)を
用いて、Raが1〜20Åのポリッシュ基板の表面に酸
性電解液を約2μl(マイクロリットル)(測定可能な
液滴を形成する滴下量)を滴下することにより行われ
る。
【0020】上記の接触角を有する濡れ性に優れ、表面
張力の小さい電解液は、電解液中に界面活性剤やアルコ
ール系の分散剤を添加することにより得られ、この電解
液中において、電解研磨処理を行った場合には、電解液
の陽極(ポリッシュ基板)表面への濡れ性が向上し、吸
着ガスの離脱も促進されてガスピットの発生が防止され
る。
【0021】好ましい電解液としては、5〜30重量%
硫酸水溶液、1〜20重量%リン酸水溶液またはこれら
の混合水溶液を主要成分とする酸性電解液に、例えば、
ハイテノールN093(第一工業製薬(株)製)のよう
な非イオン界面活性剤、またはエチレングリコールを少
量添加してなる電解液を使用し、電流密度0.005〜
0.5A/cm2 の条件で電解研磨処理を行う。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。なお、本
実施例は、本発明の好ましい一実施態様を説明するため
のものであって、これにより本発明が制限されるもので
はない。なお、本実施例において、表面粗さ(Ra、R
p)は、Tayler Hobson 製Talystep表面粗さ計、うねり
(Wa)は、Phase Shift Technology製Optiflat表面解
析装置、平坦度(FT)は、水平式FT100MD 平面度計に
より測定し、電解研磨処理後の基板の表面欠陥(ガスピ
ット、ガス条痕、柚肌)は、偏光顕微鏡により観察し
た。
【0023】実施例1 市販の機械的ポリッシュ加工後の表面粗さの異なるポリ
ッシュ基板について、上記の測定方法によりそれぞれR
aおよびRpを測定した後、150g/lの硫酸を含
み、非イオン界面活性剤、ハイテノールN093を1.
0vol%添加してなる電解液中で、液温25℃、電流
密度0.03A/cm2 、電解時間15秒の定流電解に
よる電解研磨処理を行い、電解研磨処理後の基板表面の
RaおよびRp測定した。これらの結果を図1、図2に
示す。図1、図2にみられるように、ポリッシュ基板の
表面粗さは、電解研磨前に比べ、電解研磨後においては
一定の割合で減少している。
【0024】実施例2 市販の機械的ポリッシュ加工後の表面粗さの異なるポリ
ッシュ基板について、上記の測定方法によりそれぞれR
aおよびRpを測定した後、実施例1と同じ電解液中
で、実施例1と同じ電解条件で電解研磨処理を行い、電
解研磨処理後の基板表面のRaおよびRp測定した。こ
れらの結果を表1に示す。表1に示すように、ポリッシ
ュ基板の表面粗さが電解研磨により減少しているのが認
められる。
【0025】
【表1】 《表注》Ra、Rp、Waの単位はÅ
【0026】実施例3 市販の機械的ポリッシュ加工後のポリッシュ基板を用い
て、150g/lの硫酸を含み、実施例1と同じ非界面
活性剤を添加してなる電解液および非界面活性剤を添加
しない電解液中において、実施例1と同じ電解条件で電
解研磨処理を行ったところ、非界面活性剤を添加しない
電解液を用いたものでは、電解研磨された基板表面に平
均1個/cm2 のガスピットが発生した。一方、非界面
活性剤を添加した電解液を用いたものでは、電解研磨さ
れた基板表面にガスピットの発生は全く認められなかっ
た。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、基板表面の最大突起粗
さRp、うねりWaが小さく、向上した平坦度FTをそ
なえ、機械的ポリッシュ加工により表面に残留した研磨
スラリー、洗剤シミなどの汚れが除去されて、欠陥のな
い高密度化の磁気メモリーディスクを得ることを可能と
する磁気メモリーディスク用ポリッシュ基板を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解研磨前と電解研磨後のポリッシュ基板表面
のRaの値を示す図である。
【図2】電解研磨前と電解研磨後のポリッシュ基板表面
のRpの値を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下地膜を形成した基板に機械的鏡面加工
    を施した後、テキスチャ加工を行う前に、基板の表面を
    電解研磨処理することを特徴とする磁気メモリーディス
    ク用ポリッシュ基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 電解研磨処理が、処理すべき基板に対す
    る電解液の接触角が45°以下の濡れ性を有する酸性電
    解液を用いて行われることを特徴とする請求項1記載の
    磁気メモリーディスク用ポリッシュ基板の製造方法。
  3. 【請求項3】 電解研磨処理が、5〜30重量%硫酸水
    溶液、1〜20重量%リン酸水溶液またはこれらの混合
    水溶液を主要成分とする酸性電解液に界面活性剤を添加
    してなる電解液を用い、電流密度0.005〜0.5A
    /cm2 の条件で行われることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の磁気メモリーディスク用ポリッシュ基板の
    製造方法。
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