JP2012195021A

JP2012195021A - 磁気記録媒体用基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2012195021A
Application number: JP2011056369A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Nakayama; 茂幸中山; Takashi Watanabe; 孝志渡辺
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】高い表面硬度を有し、高温で長時間熱処理しても非磁性を保つことができる磁気記録媒体用基板を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金層と、このアルミニウム合金層の上に形成されたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層とを含む磁気記録媒体用基板である。前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなり、前記磁気記録媒体用基板が、７００Ｈｖ以上の硬度を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体用基板およびその製造方法に関し、好適にはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に搭載される磁気記録媒体用基板およびその製造方法に関する。

現在、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の記録装置として、ＨＤＤが広く用いられている。このＨＤＤに用いられる磁気記録媒体用基板として、アルミニウム合金基板を使用したアルミニウム合金磁気記録媒体、またはガラス基板を使用したガラス磁気記録媒体が用いられている。

また最近では、ＨＤＤを搭載した携帯用ＰＣが広く用いられるようになってきている。携帯用ＰＣは、運搬時または使用時の落下に対する良好な耐衝撃性を必要とする。

前記アルミニウム合金磁気記録媒体は、アルミニウム合金層の表面に通常Ｎｉ−Ｐめっき層を形成することにより製造され、安価であり、かつ、良好な加工性を有している。しかしながら、前記Ｎｉ−Ｐめっき層を形成したアルミニウム合金磁気記録媒体では、上述の耐衝撃性の要求に十分に応えることができない。また、前記Ｎｉ−Ｐめっき層を形成したアルミニウム合金磁気記録媒体には、３００℃以上の温度で熱処理されると容易に磁性を帯びるという問題がある。

ところで、磁気記録媒体の高密度化を達成するために、ＨＤＤメーカーは、次世代の記録法として熱アシスト法の実用化を進めている。この熱アシスト法は、レーザー等の加熱装置を備えた磁気ヘッドを利用することにより記録箇所を局所的に加熱し、これにより高い保磁力を有する材料への磁気記録を容易にするものである。

上述のＮｉ−Ｐめっき層に関連して、アルミニウム合金層上に、１〜２０ｗｔ％のＷおよび１３ｗｔ％以下のＰを有するＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層を形成し、磁化開始温度を上昇させることが提案されている（特許文献１を参照）。この提案において、熱処理温度および残留磁化の関係も検討されている。また、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層について、熱処理温度および硬度の関係も検討されている（特許文献２を参照）。

特開昭６１−２２４１１８号公報特開昭６１−１６８１２２号公報

現在、磁気記録媒体用基板には高い非磁性および平滑性が必要とされており、通常はアルミニウム合金層上にＮｉ−Ｐめっき層を形成して鏡面研磨した磁気記録媒体用基板が使用されている。しかしながら、上記熱アシスト法において、磁気記録媒体の表面温度は、局所的および瞬間的に最低でも３００℃以上となる。このような高温では、Ｎｉ−Ｐめっき層は、結晶化して磁性を帯びると共に体積変化により平滑性をも失ってしまう。

そこで本発明は、上述の点に鑑み、高い表面硬度を有し、高温で長時間熱処理しても非磁性を保つことができる磁気記録媒体用基板を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様である磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金層と、このアルミニウム合金層の上に形成されたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層とを含み、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなり、前記磁気記録媒体用基板が、７００Ｈｖ以上の硬度を有することを特徴とする。ここで、前記磁気記録媒体用基板が、０．２ｍＴ以下の飽和磁束密度を有することが好ましい。また、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、５〜２０μｍの厚さを有することが好ましい。

本発明の第２の態様である磁気記録媒体用基板の製造方法は、めっき法によって、アルミニウム合金層の上にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層を形成する工程と、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層を不活性雰囲気で加熱処理する工程とを含み、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなることを特徴とする。ここで、前記加熱処理を、３００℃以上３２０℃以下で行うことが好ましい。

本発明によれば、高い表面硬度を有し、高温で長時間熱処理しても非磁性を保つことができる磁気記録媒体用基板を提供できる。

本発明の磁気記録媒体用基板を用いた磁気記録媒体の一例を示す概略断面図である。３００℃熱処理時におけるＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層中のＷ含有量（ｗｔ％）および硬度（Ｈｖ）の関係を示す図である。熱処理温度（℃）および硬度（Ｈｖ）の関係を示す図である。実施例２における熱処理温度（℃）および飽和磁束密度（ｍＴ）の関係を示す図である。

本発明の第１の形態における磁気記録媒体用基板１０は、図１に例として示すように、アルミニウムを主体とするアルミニウム合金層１２と、このアルミニウム合金層１２の上に形成されたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４とを含む。通常は、このＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４上に磁性層１６などが形成されて磁気記録媒体２０を構成している。磁気記録媒体２０は、ＨＤＤ等に通常使用されるものである。

アルミニウム合金層１２は、たとえば、加熱溶融したアルミニウム合金材料を圧延、加熱焼鈍した後、規定の寸法に加工が行われたアルミニウム合金のブランク材から形成することができる。アルミニウム合金は、たとえばＡｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金である。アルミニウムを主体とするアルミニウム合金層１２のアルミニウム含有量は、９０．０〜９９．８ｗｔ％が好ましい。

アルミニウム合金層１２の上に形成されたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４は、０．５〜５．０ｗｔ％のＷ、７〜１５ｗｔ％のＰ、および残部Ｎｉを含む。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４が０．５ｗｔ％以上のＷを含むため、熱処理による十分な硬度が得られる。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４が、５．０ｗｔ％以下のＷを含むため、熱処理後のクラック発生を防止できる。Ｗ含有量が５．０ｗｔ％を越えると、熱処理後にクラックが発生するため、不適当である。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４が、７ｗｔ％以上のＰを含むため、非晶質な皮膜が得られる。なお、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４は、５〜２０μｍの厚さを有することが好ましい。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層１４が５μｍ以上の厚さを有すると、析出初期からのめっき欠陥（ピット）および、ポリッシュ後の欠陥も少ないため好ましい。

磁気記録媒体用基板の「硬度」は、マイクロビッカース硬度を意味する。本発明の磁気記録媒体用基板は７００Ｈｖ以上の硬度を有するため、所望の耐衝撃性が達成される。

磁気記録媒体用基板は、０．２ｍＴ（２Ｇａｕｓｓ）以下の飽和磁束密度を有する。本発明の磁気記録媒体用基板が前述の範囲の飽和磁束密度を有するため、所望の非磁性が達成される。

本発明の第２の形態における磁気記録媒体用基板の製造方法は、めっき法によって、アルミニウム合金層の上にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層を形成する工程と、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層を不活性雰囲気で加熱処理する工程とを含み、前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなることを特徴とする。不活性雰囲気は、たとえば、窒素またはアルゴン等の不活性ガスとすることができる。この場合、不活性雰囲気で加熱処理を行っているため、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層の酸化が生じることがなく、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層に余分な元素（特に酸素）が混入せず、組成の変化によるＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層の構造の変化を誘引することがない。

Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層の形成には、従来から使用されている磁気記録媒体用基板のＮｉＰめっき液にＷ塩を添加させたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき液を用いる。Ｗ塩としては、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等を用いることができる。めっきは無電解めっきにより行うのが好ましい。めっき（無電解めっき）によって形成されるＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層の厚さは、めっき液への浸漬時間、めっき液の温度によって調整することが可能である。めっき時の条件は、特に限定されるものではない。しかしながら、めっき浴のｐＨを５．０〜８．６とし、浴温を７０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃とし、浸漬時間を９０〜１５０分間とするのが好ましい。

加熱処理は、３００℃以上３２０℃以下で行うことが好ましい。加熱処理が３００℃以上であるため基板の所望の硬度が得られ、加熱処理が３２０℃以下であるため基板の非磁性を維持することができる。

本発明者は、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層中のＷ、ＰおよびＮｉの適切な組成を見出し、熱処理の最適な条件を見出すことにより、高温でも磁性を発現せず、７００Ｈｖ以上の高い硬度を有する磁気記録媒体を提供することを実現した。

以下、実施例１〜３、参考例４および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。

（実施例１〜３、参考例４および比較例）
アルミニウム合金／Ｎｉ−Ｐ−Ｗ基板
被めっきサンプルとして、内径φ２０ｍｍ、外形φ６５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円環状アルミニウム合金基板のアルミニウム合金層に対して、従来の条件に従って、アルカリ脱脂、酸エッチング、ジンケート処理を順次行った。次いで、このアルミニウム合金層を下記組成からなるめっき浴に９０℃で１２０分間浸漬した。

第１表は、タングステン酸ナトリウム添加量（ｇ／Ｌ）、ｐＨ、および皮膜組成（ｗｔ％）の関係を示す。なお、第１表において、タングステン酸ナトリウムの添加量は０〜２２．２ｇ／Ｌの範囲で変化させている。

次に、蛍光Ｘ線分析装置を用いてＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層の厚さを測定した。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層の厚さは１３μｍであった。このＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層を、第２表に示す条件で、クリーンオーブンを使用して、窒素ガス雰囲気下で加熱処理し、磁気記録媒体用基板を得た。次いで、得られた磁気記録媒体用基板のマイクロビッカース硬度（Ｈｖ）および飽和磁束密度（ｍＴ）を測定した。

マイクロビッカース硬度（Ｈｖ）は、５ｇの荷重でマイクロビッカース法（四角錐圧子）により測定した。

ＶＳＭ−Ｐ７−１５型振動試料磁力計を使用して、約２×１０^−６ｅｍｕの磁化測定感度および５ｋＯｅ（３．９８×１０^６Ａ／ｍ）の最大印加磁場の条件下で、８ｍｍ角の試料の飽和磁束密度（ｍＴ）を測定した。

図２は、３００℃熱処理時におけるＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層中のＷ含有量（ｗｔ％）および硬度（Ｈｖ）の関係を示す図である。Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層中のＷ含有量が約２．０ｗｔ％以上において、ガラス並みの７００Ｈｖ以上の硬度が得られた。このとき、飽和磁束密度は０．２ｍＴ（２Ｇａｕｓｓ）以下であり、これは非磁性であることを意味している。

図３は、熱処理温度（℃）および硬度（Ｈｖ）の関係を示す図である。図４および第３表は、実施例２における熱処理温度（℃）および飽和磁束密度（ｍＴ）の関係を示す。

図３および図４から、熱処理温度が３２０℃を超えると、硬度は急激に増加するが、飽和磁束密度も急激に増加することがわかる。

Claims

アルミニウム合金層と、このアルミニウム合金層の上に形成されたＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層とを含む磁気記録媒体用基板であって、
前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなり、
前記磁気記録媒体用基板が、７００Ｈｖ以上の硬度を有することを特徴とする磁気記録媒体用基板。
前記磁気記録媒体用基板が、０．２ｍＴ以下の飽和磁束密度を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、５〜２０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体用基板。
磁気記録媒体用基板の製造方法であって、
めっき法によって、アルミニウム合金層の上にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき層を形成する工程と、
前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層を不活性雰囲気で加熱処理する工程とを含み、
前記Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき層が、７〜１５ｗｔ％のＰ、０．５〜５．０ｗｔ％のＷおよび残部Ｎｉからなることを特徴とする方法。
前記加熱処理を、３００℃以上３２０℃以下で行うことを特徴とする請求項４に記載の方法。