JP2006302358A - 磁気記録媒体用Ａｌ合金基板および磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の磁気記録媒体用Al合金基板（ジンケート処理したもの）の場合よりも、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる磁気記録媒体用Al合金基板およびこのAl合金基板を用いた磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 (1) 磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着により形成された金属皮膜を有することを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板、(2) 磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着によりAl合金薄膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板、(3) 前記(2) のAl合金基板においてAl合金薄膜が周期律表の３Ａ族、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族、７Ａ族、８族の元素の１種以上を合計で0.5 at％以上含有するもの、(4) 前記Al合金基板を用いたことを特徴とする磁気記録媒体等。
【選択図】 図なし

Description

本発明は、磁気記録媒体用Al合金基板および磁気記録媒体に関する技術分野に属し、特には、ハードディスク媒体用のAl合金基板およびこの基板を用いた磁気記録媒体に関する技術分野に属するものである。

ハードディスクドライブ（以下、HDD ともいう）用磁気記録媒体の基板には、特開2004-296059 号公報に記載されているようなAl-Mg 等のAl合金よりなる基板（Al合金基板）、ガラスなどが用いられており、3.5 インチ以上はAl合金基板、2.5 インチ以下のモバイル用にはガラス基板と棲み分けがなされている。

HDD 用基板には、平均表面粗さRaで１nm以下程度の非常に平滑な表面が必要とされており、かつ、基板表面にボイドなどの欠陥が極めて少ないことが必須とされている。

Al合金基板は、φ3.5 インチ、厚さ0.6 〜1.1mm の円盤状であり、この表面に膜厚10〜15μm の非磁性アモルファスNiP めっきを形成する。NiP めっきの役割は研磨による表面平滑性の確保とAl合金基板表面の欠陥部の塗りつぶし効果である。Al合金基板そのものの表面は、結晶粒界の段差、金属間化合物や介在物の研磨時の脱落による欠陥が多く、そのままでは磁気記録媒体用基板としては使用できない。

従来の磁気記録媒体用Al合金基板から磁気記録媒体の製造に至るプロセスの例として、一般的なものを以下に示す。

Al合金基板形成・焼鈍→表面研磨→ジンケート処理（めっきの密着性確保）→ NiPめっき→焼鈍・研磨→スパッタリング成膜（磁性材料など）。

なお、このプロセスにおいて、通常、基板形成・焼鈍→表面研磨は基板メーカーで行われ、ジンケート処理→ NiPめっき→焼鈍・研磨はめっきメーカーで行われ、スパッタリング成膜はメディアメーカーで行われる。

NiP めっき後の表面欠陥（凹凸やピット）を低減するために、従来は、Al合金基板の介在物を低減する、添加元素量を下げる、プロセス条件の工夫により金属間化合物を分散させる等の方法で対処してきた。しかしながら、一方でAl合金の強度向上の観点からは、一定レベルの添加元素の添加や金属間化合物の析出は必須であり、これらはトレードオフの関係にある。さらに磁気記録媒体の高密度化に伴い、許容される基板の欠陥はますます厳しくなっている。特に最近ではNiP めっき上のノジュールと呼ばれる微少突起が問題とされており、その原因は明らかになっていないが、基板上の微少な欠陥やジンケート処理の均一性、Al合金の結晶方位による初期めっき層のバラツキなどが影響すると考えられている。
特開2004-296059 号公報

本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、従来の磁気記録媒体用Al合金基板（ジンケート処理したもの）の場合よりも、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる磁気記録媒体用Al合金基板およびこのAl合金基板を用いた磁気記録媒体を提供しようとするものである。

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。

このようにして完成され上記目的を達成することができた本発明は、磁気記録媒体用Al合金基板および磁気記録媒体に係わり、特許請求の範囲の請求項１〜６記載の磁気記録媒体用Al合金基板（第１〜６発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板）、請求項７記載の磁気記録媒体（第７発明に係る磁気記録媒体）であり、それは次のような構成としたものである。

即ち、請求項１記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着により形成された金属皮膜を有することを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板である〔第１発明〕。

請求項２記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着によりAl合金薄膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板である〔第２発明〕。

請求項３記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、前記Al合金薄膜が周期律表の３Ａ族、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族、７Ａ族、８族の元素の１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有する請求項２記載の磁気記録媒体用Al合金基板である〔第３発明〕。

請求項４記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、前記Al合金薄膜がTi，Ta，Fe，Cr，Ｙ，Ｗ，Nd，Dv，Hf，Mo，Co，Ni，Zr，Ｖの１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有する請求項２記載の磁気記録媒体用Al合金基板である〔第４発明〕。

請求項５記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、前記Al合金薄膜の上にCu薄膜またはCu合金薄膜が形成されている請求項２〜４のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板である〔第５発明〕。

請求項６記載の磁気記録媒体用Al合金基板は、前記Al合金薄膜の膜厚が50〜1000ｎｍである請求項２〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板である〔第６発明〕。

請求項７記載の磁気記録媒体は、請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板を用いたことを特徴とする磁気記録媒体である〔第７発明〕。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板によれば、従来の磁気記録媒体用Al合金基板（ジンケート処理したもの）の場合よりも、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる。本発明に係る磁気記録媒体は、その基板として、このような磁気記録媒体用Al合金基板を用いているので、NiP めっき後の表面欠陥による性能低下の抑制がはかれる。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板は、前述のように、基板表面に物理蒸着により形成された金属皮膜を有することを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板である。これは換言すれば、NiP めっき後の表面欠陥を低減するためのNiP めっき前の処理として、従来のジンケート処理に代えて物理蒸着というドライプロセスを用い、金属よりなる物理蒸着皮膜（例えば、Al合金薄膜）を形成させたものである。

このように物理蒸着により形成された金属皮膜（物理蒸着皮膜）は、従来のジンケート処理により形成された皮膜（ジンケート処理皮膜）よりも、皮膜の均一性に優れ、Al合金基板の結晶配向の影響、欠陥や介在物等の影響を高水準で除去することができるため、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる。この詳細を以下説明する。

ジンケート処理はZnO₂を含む溶液を塗布して表面にZnO₂層を形成するため、膜厚や付き方が不均一である。これに対し、物理蒸着皮膜（物理蒸着膜）では、Al合金基板のAl合金の状態（金属間化合物や介在物の露出部分など）に関係なく、均一な皮膜の形成が可能である。このため、物理蒸着膜はジンケート処理皮膜よりも皮膜の均一性に優れている。

Al合金基板は、磁気記録媒体製造時の熱履歴（〜350 ℃）の際に変形しないように、事前に焼鈍を行っている。このため、Al合金基板のAl合金中に金属間化合物が生成したり、結晶粒径が大きくなったりする。通常のジンケート処理を行った場合には、この金属間化合物や結晶粒径の増大がジンケート処理の均一性に影響を与えている。これに対し、物理蒸着では、基板の状態とは無関係に数10μm 程度の非常に微細な結晶粒径の皮膜が形成され、この皮膜が介在物や金属間化合物を覆う結果、この介在物や金属間化合物の影響を除去することができる。このため、物理蒸着は、ジンケート処理の場合と異なり、Al合金基板中に金属間化合物や介在物が多く生成している場合でも好適に用いることができる。

従って、物理蒸着による場合（物理蒸着皮膜）は、ジンケート処理による場合（ジンケート処理皮膜）よりも、皮膜の均一性に優れ、Al合金基板の結晶配向の影響、欠陥や介在物等の影響を高水準で除去することができるため、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板は、前述の如く、NiP めっき前の処理として、従来のジンケート処理に代えて物理蒸着というドライプロセスを用い、金属よりなる物理蒸着皮膜（例えば、Al合金薄膜）を形成させたものである。よって、本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板によれば、従来の磁気記録媒体用Al合金基板（ジンケート処理したもの）の場合よりも、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができる。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板において、基板表面に物理蒸着により形成された金属皮膜（物理蒸着皮膜）としては、その種類は特には限定されず、種々のものとすることができ、例えば、Al，Ti，Mo，Cu等の純金属よりなる物理蒸着皮膜や、Al，Ti，Mo，Cu等の合金よりなる物理蒸着皮膜とすることができる。

これらの物理蒸着皮膜の中でも、Al合金薄膜はAl合金基板との密着性が高く、熱膨張係数差も小さいので、加熱時の熱応力差による変形も生じにくい。また、純Alではなく、Al合金にすることで、350 ℃程度の熱履歴に対するAl合金膜の耐熱性向上の効果がある。かかる点から、物理蒸着皮膜としては、Al合金薄膜を用いることが望ましい。即ち、基板表面に物理蒸着によりAl合金薄膜が形成されていることが望ましい〔第２発明〕。

このような耐熱性向上の効果は、Al合金薄膜が周期律表の３Ａ族、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族、７Ａ族、８族の元素の１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有する場合に、効率的に発揮される。従って、Al合金薄膜の中でも、３Ａ族、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族、７Ａ族、８族の元素の１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有するものが望ましい〔第３発明〕。特に、Ti，Ta，Fe，Cr，Ｙ，Ｗ，Nd，Dv，Hf，Mo，Co，Ni，Zr，Ｖの１種以上を合計で 0.5at％以上含有するものが好ましく、耐熱性がより優れたものとなる〔第４発明〕。これらの合金元素の添加（含有）量の上限値は特には限定されないが、Al合金薄膜組成のベースのAlの効果（Al合金基板との熱膨張係数差が小さいこと、Al合金基板との密着性が高いこと）を阻害しないようにすることが望ましい。かかる点から、これらの合金元素の添加（含有）量は、40at％以下とすることが好ましく、更に30at％以下とすることが好ましく、20at％以下とすることは更に好ましい。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板を磁気記録媒体に使用する際には、 NiPめっきを施し、この後、記録膜（磁性材料）等の必要な構成を順次設けていくことになる。このAl合金基板が物理蒸着皮膜としてAl合金薄膜を有する場合、 NiPめっきはAl合金薄膜との密着性が充分に保てないことがある。このような場合、 NiPめっきとの密着性を向上させることが望ましい。かかる密着性の向上のために、Al合金薄膜の上にCu薄膜またはCu合金薄膜を形成しておくことが望ましい〔第５発明〕。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板が物理蒸着皮膜としてAl合金薄膜を有する場合において、このAl合金薄膜の膜厚が薄すぎると、Al合金基板の介在物や金属間化合物の影響を除去しにくくなり、ひいては、NiP めっき後の表面欠陥を低減することが段々と難しくなり、一方、このAl合金薄膜の膜厚が厚すぎると、生産性が低下して望ましくなくなってくる。かかる点から、このAl合金薄膜の膜厚は50〜1000ｎｍであることが望ましい〔第６発明〕。

本発明に係る磁気記録媒体は、その基板として上記したような本発明に係るAl合金基板を用いたことを特徴とするものである〔第７発明〕。従って、本発明に係る磁気記録媒体は、NiP めっき後の表面欠陥による性能低下の抑制がはかれる。

本発明の実施例および比較例について、以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

ディスク形状に加工したAl-Mg 合金基板（Al合金基板の一種）上に、DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、Ti薄膜、Al薄膜、Al合金薄膜を形成した。なお、Al合金薄膜の成膜に際しては、純Al上に添加元素（合金元素）のチップをチップオンし、これをスパッタリングターゲットとして用いて成膜した。

上記薄膜の組成を確認するため、上記と同様の方法により同様の薄膜をガラス基板上に形成し、これを用いて ICP発光分光分析により組成を分析した。また、上記薄膜の膜厚を確認するため、上記と同様の方法により同様の薄膜をSi基板上に形成し、この薄膜をパターン加工し、段差を膜厚計を用いて算出した。

このようにして得られたAl合金基板（上記薄膜が形成されたもの）について、欠陥の個数を測定した。この測定は、WYKO（光学式表面形状粗さ測定装置）を用いてディスク面内について測定し、短径が５μm 以上の欠陥数をカウントした。

上記Al合金基板（上記薄膜が形成されたもの）にNiP めっきを施し、このNiP めっき後のAl合金基板について欠陥の個数を測定した。この測定は、WYKOを用いてディスク面内について測定し、短径が５μm 以上の欠陥数をカウントした。

上記NiP めっき後のAl合金基板について、350 ℃×30min の条件で焼鈍し、この焼鈍後のAl合金基板について表面粗さをAFM （原子間力顕微鏡）で測定した。

一方、上記と同様のディスク形状に加工したAl-Mg 合金基板（Al合金基板の一種）についてジンケート処理をし、この後、上記と同様の方法により、欠陥個数の測定、NiP めっき、このNiP めっき後の欠陥個数の測定、焼鈍（350 ℃×30min ）、この焼鈍後の表面粗さの測定を行った。

上記測定の結果を表１に示す。この表１からわかるように、NiP めっき前のAl合金基板表面の処理（皮膜形成処理）としてジンケート処理をした場合（No.1）は、焼鈍後の表面粗さが悪く（表面粗さRa値が大きくて粗い）、また、NiP めっき後の欠陥数も多い（NiP めっき前後でほとんど変わらない）。これに対し、物理蒸着（スパッタリング）により金属皮膜（Ti薄膜、Al薄膜、Al合金薄膜）を形成した場合（No.2〜14）は、焼鈍後の表面粗さが良好であり（表面粗さRa値が小さくて円滑である）、また、NiP めっき後の欠陥数がNiP めっき前に比べて減少し、NiP めっき後の欠陥数がジンケート処理をした場合よりも極めて少ない。なお、物理蒸着膜としてAl合金薄膜を形成した場合（No.4〜14）は、Al薄膜を形成した場合（No.3）に比べて焼鈍後の表面粗さが極めて良好である（表面粗さRa値が小さくて円滑である）。

本発明に係る磁気記録媒体用Al合金基板は、従来の磁気記録媒体用Al合金基板（ジンケート処理したもの）の場合よりも、NiP めっき後の表面欠陥を低減することができ、従って、磁気記録媒体の基板として好適に用いることができて有用である。

Claims (7)

1. 磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着により形成された金属皮膜を有することを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板。
2. 磁気記録媒体用のAl合金基板であって、基板表面に物理蒸着によりAl合金薄膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体用Al合金基板。
3. 前記Al合金薄膜が周期律表の３Ａ族、４Ａ族、５Ａ族、６Ａ族、７Ａ族、８族の元素の１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有する請求項２記載の磁気記録媒体用Al合金基板。
4. 前記Al合金薄膜がTi，Ta，Fe，Cr，Ｙ，Ｗ，Nd，Dv，Hf，Mo，Co，Ni，Zr，Ｖの１種以上を合計で 0.5 at ％以上含有する請求項２記載の磁気記録媒体用Al合金基板。
5. 前記Al合金薄膜の上にCu薄膜またはCu合金薄膜が形成されている請求項２〜４のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板。
6. 前記Al合金薄膜の膜厚が50〜1000ｎｍである請求項２〜５のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の磁気記録媒体用Al合金基板を用いたことを特徴とする磁気記録媒体。