JP2013199681A

JP2013199681A - アクチュエータアーム及びその製造方法並びに表面処理方法

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Publication number: JP2013199681A
Application number: JP2012068690A
Authority: JP
Inventors: Keiji Tazawa; 敬二田澤; Akihiro Sakaguchi; 明博坂口
Original assignee: Totoku Electric Co Ltd
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Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03
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Abstract

【課題】アルミニウム合金製のアクチュエータアームの表面から脱落する酸化物粒子が極めて少ないアクチュエータアーム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金製のアクチュエータアーム１の表面Ｓには酸化物粒子３０による突起が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０の平均径Ｄが１μｍ以上５μｍ以下であるアクチュエータアーム。このとき、窪み４０のうち平均径の１／２倍〜２倍の窪み４０が、縦横２０μｍの測定領域に１０個以上１００個以下の範囲で存在し、アクチュエータアーム１の表面Ｓの反射率が波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で１０％以上４０％以下であることが好ましい。こうしたアクチュエータアーム１は、化学研磨した後にフッ化物イオンを含む溶液に接触させて製造できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハードディスクドライブの磁気ヘッドを駆動させるアクチュエータアーム及びその製造方法並びに表面処理方法に関する。

ハードディスクドライブはコンピューターの情報記録装置の１つであり、例えば図６に示すように、磁気ディスク１０１と磁気ヘッド１０２とを備えている。磁気ヘッド１０２は、アクチュエータ１０３の先端に設けられており、アクチュエータ１０３の回動動作によって磁気ディスク１０１上の所定の位置に移動し、磁気ディスク１０３に対して情報の書き込みや読み出しを行う。

磁気ヘッド１０２を備えるアクチュエータ１０３は、通常、アーム部２とコイル部３と支持部４とで構成され、そのアーム部２は、磁気ヘッド１０２を先端に設けたスライダー９と、そのスライダー９を連結部８を介して接続したアクチュエータアーム１とで構成されている。コイル部３は、駆動コイル６と、駆動コイル６を保持する駆動コイル保持枠５とで構成されており、その駆動コイル６は、永久磁石７，７と共にコイルモータを構成している。支持部４は、アーム部２とコイル部３とを支持する回動軸として作用する。こうしたアクチュエータ１０３は、コイル部３が回動することにより、アーム部２が高速で駆動し、スライダー９の先端に設けられた磁気ヘッド１０２を磁気ディスク１０１上の所定の位置まで移動させるように動作する。

アクチュエータアーム１は、高速駆動に耐え得る強度及び弾性係数が要求され、さらに軽量化も要求されている。そのため、構成材料としてアルミニウム合金が好ましく用いられている。アルミニウム合金製のアクチュエータアーム１は、例えば図１に示すように、スライダー９が取り付けられる側のスイング部１０と、駆動コイル６が保持される側の駆動コイル保持枠５とで構成されている。こうしたアクチュエータアーム１は、通常、プレスや切削等によって加工されるが、加工後のアクチュエータアーム１の表面には、加工によるバリやキズが存在する。バリは、アクチュエータアーム１がアクチュエータ１０３の一部としてハードディスクドライブに組み込まれた後、微細な金属片等となって磁気ディスク１０１の上に剥がれ落ちるおそれがあり、剥がれ落ちた金属片等は、磁気ディスク１０１に記録された情報の読み出し又は書き込みを阻害するおそれがある。キズは、アクチュエータアーム１の寸法精度に影響を及ぼすことがある。そのため、アクチュエータアーム１の表面のバリやキズは、通常、電解研磨や化学研磨等によって除去されている。

アクチュエータアーム１の構成材料であるアルミニウム合金は、通常、ケイ素酸化物粒子等の酸化物粒子を含んでいる。こうした酸化物粒子は、電解研磨や化学研磨によっても溶解され難いという性質がある。そのため、アルミニウム合金製のアクチュエータアーム１を電解研磨や化学研磨した場合、アルミニウム合金自体は溶解するものの、酸化物粒子は溶解せずにアクチュエータアーム１の表面に残留しやすい。アクチュエータアーム１の表面に残留した酸化物粒子は、ハードディスクドライブ内でのアクチュエータアーム１の駆動時にその表面から脱落することがあり、脱落した酸化物粒子は、磁気ディスク１０１上に落下し、磁気ディスク１０１に記録された情報の読み出し又は書き込みを阻害するおそれがある。

特許文献１には、アクチュエータアーム及びその表面処理方法が提案されている。この技術は、アルミニウム合金製のアクチュエータアームの表面を、８０℃〜１１０℃に温度調整したリン酸及び硝酸を含む混合水溶液で化学研磨した後、フッ化物イオンを含む酸性水溶液中に５秒〜３００秒間浸漬処理してアクチュエータアームの表面処理を行うものである。この技術によれば、アルミニウム合金製のアクチュエータアームの表面の成形加工時に生じたバリ、キズ及び凹凸をなくし、かつ酸化物粒子の脱落がなく、表面の清浄度が高められたアクチュエータアームを得ることができるとしている。

特開２００６−３４２４１３号公報

特許文献１で提案された技術は、アクチュエータアームの表面に生じたバリ、キズや凹凸等を無くすことを解決課題とし、具体的には、平均表面粗さが０．５μｍ以下の平滑表面を持つアクチュエータアームを得ることを目的としている。そして、そのための手段として、化学研磨したアクチュエータアームを、フッ化物イオンを含む酸性水溶液中に浸漬処理してアルミニウム合金の母相と酸化物粒子とを同時に溶解することによって、酸化物粒子を除去している。

しかしながら、この技術では、酸化物粒子を溶解除去するのと同時に、アルミニウム合金の母相も溶解するので、全体の寸法が変化してしまうとともに、アルミニウム合金の母相中に埋まっている酸化物粒子が表面に現れてきてしまう。そのため、この技術では、アクチュエータアームの表面に存在する酸化物粒子をさらに少なくすることに難点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アルミニウム合金製のアクチュエータアームの表面から脱落する酸化物粒子が極めて少ないアクチュエータアーム及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、アルミニウム合金製部材の表面処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係るアクチュエータアームは、アルミニウム合金製のアクチュエータアームであって、該アクチュエータアームの表面には酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みの平均径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。

この発明によれば、アクチュエータアームの表面には酸化物粒子による突起が存在せず、その酸化物粒子が除去された痕跡からなる上記平均径の窪みを有するので、アクチュエータアームの表面に存在又は露出する酸化物粒子が極めて少ないものとなっている。そのため、このアクチュエータアームを使用したハードディスクドライブは、アクチュエータアームの駆動時にその表面から脱落する酸化物粒子が極めて少なく、磁気ディスク上に酸化物粒子が落下するのを極力防止できる。その結果、ハードディスクドライブの情報の読み出し又は書き込み性能をより向上させることができる。

本発明に係るアクチュエータアームにおいて、前記窪みのうち前記平均径の１／２倍〜２倍の窪みが、縦横２０μｍの測定領域に１０個以上１００個以下の範囲で存在する。

この発明によれば、窪みのうち平均径の１／２倍〜２倍の窪みが上記測定領域に上記範囲で存在するので、微細な凹部を持つ表面になっている。その結果、アクチュエータアームの表面は、光沢面ではなく半光沢面又は曇り面になっているという構造上の特徴がある。

本発明に係るアクチュエータアームにおいて、前記アクチュエータアームの表面の反射率が、波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で１０％以上４０％以下である。

この発明によれば、アクチュエータアームの表面の反射率が上記範囲内であるので、アクチュエータアームの表面は、光沢面ではなく半光沢面又は曇り面になっているという構造上の特徴がある。

上記課題を解決するための本発明に係るアクチュエータアームの製造方法は、アルミニウム合金製のアクチュエータアームを化学研磨して該アクチュエータアームの形状を決定する形状決定工程と、前記形状決定工程後に前記アクチュエータアームとフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて該アクチュエータアームの表面に露出する酸化物粒子を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有し、前記酸化物粒子溶解工程が、前記アクチュエータアームの表面を、前記酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成することを特徴とする。

この発明によれば、アルミニウム合金製のアクチュエータアームを化学研磨してアクチュエータアームの形状を決定した後に酸化物粒子を選択的に溶解して、アクチュエータアームの表面を酸化物粒子による突起が存在せず、その酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成するように処理するので、酸化物粒子溶解工程では、アクチュエータアームの寸法を変動させることなくその表面に存在又は露出する酸化物粒子を極めて少なくすることができる。その結果、製造されたアクチュエータアームを使用したハードディスクドライブは、寸法精度に優れると共に、アクチュエータアームの駆動時にその表面から脱落する酸化物粒子が極めて少なく、磁気ディスク上に酸化物粒子が落下するのを極力防止できる。その結果、ハードディスクドライブの情報の読み出し又は書き込み性能をより向上させることができる。

本発明に係るアクチュエータアームの製造方法において、前記酸化物粒子溶解工程を、前記フッ化物イオンの濃度が０．８ｍｏｌ／Ｌ以上１．６ｍｏｌ／Ｌ以下で液温が１５℃〜２５℃の溶液で行う。

この発明によれば、酸化物粒子溶解工程を上記した条件の溶液を用いて行うので、アルミニウム合金の母相の溶解を抑えつつ、アクチュエータアームの表面に存在又は露出する酸化物粒子を選択的に溶解することができる。そのため、処理後のアクチュエータアームは、その表面に酸化物粒子による突起が存在せず、その酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成することができる。

上記課題を解決するための本発明に係るアルミニウム合金製部材の表面処理方法は、アルミニウム合金製部材を化学研磨して該部材の形状を決定する形状決定工程と、前記形状決定工程後に前記部材とフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて該部材の表面に露出する酸化物粒子を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有し、前記酸化物粒子溶解工程が、前記部材の表面を、酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成することを特徴とする。

この発明によれば、アルミニウム合金製部材を化学研磨した後に酸化物粒子の選択的な溶解を行って、該部材の表面を、酸化物粒子による突起が存在せず、その酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成するように処理するので、部材の寸法を変動させることなくその表面に存在又は露出する酸化物粒子を極めて少なくすることができる。その結果、処理後の部材を使用した製品は、その表面から脱落する酸化物粒子が極めて少なく、その酸化物粒子に基づいた悪影響を極力防止できる。

本発明に係るアクチュエータアーム及びその製造方法によれば、アクチュエータアームの表面に存在又は露出する酸化物粒子が極めて少ないものとなっているので、アクチュエータアームを使用したハードディスクドライブは、アクチュエータアームの駆動時にその表面から脱落する酸化物粒子が極めて少なく、磁気ディスク上に酸化物粒子が落下するのを極力防止できる。その結果、ハードディスクドライブの情報の読み出し又は書き込み性能をより向上させることができる。

本発明に係るアクチュエータアームの一例を示す斜視図である。アクチュエータアームの表面付近を示す断面図である。実施例に係るアクチュエータアームの表面のＳＥＭ写真の例である。比較例に係るアクチュエータアームの表面のＳＥＭ写真の他の例である。（Ａ）は化学研磨前のアクチュエータアームの断面図であり、（Ｂ）は化学研磨後のアクチュエータアームの断面図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は酸化物粒子溶解後のアクチュエータアームの断面図である。ハードディスクドライブの一例を示す平面図である。

以下、本発明に係るアクチュエータアーム及びその製造方法並びに表面処理方法を図面を参照しつつ説明する。本発明の技術的範囲は、下記の記載や図面のみに限定されるものではない。

［アクチュエータアーム］
本発明に係るアクチュエータアーム１は、図１〜図３に示すように、アルミニウム合金製であり、そのアクチュエータアーム１の表面Ｓには、アクチュエータアーム１の母相Ｂに含まれる酸化物粒子３０による突起５０が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０の平均径Ｄが１μｍ以上５μｍ以下であることに特徴がある。

アクチュエータアーム１は、図１及び図６に示すように、駆動コイル６及びスライダー９が取り付けられるアルミニウム合金製の成形部材である。アクチュエータアーム１は、スライダー９が取り付けられる側のスイング部１０と、駆動コイル６が取り付けられる側の駆動コイル保持枠５とで構成されている。スイング部１０は、積層形態で配置される複数の磁気ディスクそれぞれの上にスライダー９を個々に配置できるように、複数の多段構造となっている。こうしたアクチュエータアーム１は、例えば、アルミニウム合金を押出成形した後、その成型品を所定厚さのブロックに切断し、そのブロックを切削加工して得ることができる。なお、加工後のアーム表面Ｓには、図５（Ａ）に示すように、バリ２０や微細なキズ２１が存在する。

（アルミニウム合金）
アクチュエータアーム１には、高速での駆動に耐える強度、弾性、及び軽量化が要求され、その成形材料としてアルミニウム合金が用いられている。アクチュエータアーム用のアルミニウム合金としては、通常、ＪＩＳＡ６０６３やＪＩＳＡ６０６１等のアルミニウム合金が好ましく用いられている。これらのアルミニウム合金は、少量のケイ素を少なくとも含有し、そのケイ素等が酸化物粒子３０（図２及び図５を参照）としてアルミニウム合金の表面Ｓ及び母相Ｂに存在している。本発明に係るアクチュエータアーム１では、母相Ｂに存在する酸化物粒子３０の粒径は特に限定されないが、前記したアルミニウム合金を用いた場合、そのアルミニウム合金は、通常、１μｍ〜５μｍ程度の平均粒径の酸化物粒子３０を含むものが多い。本発明に係るアクチュエータアーム１は、こうした平均粒径の酸化物粒子３０を母相Ｂに含むものが好ましく適用される。

アルミニウム合金は、上記した要求に応えることができる合金であればよく、例えば、０．１質量％以上１．４質量％以下のケイ素を少なくとも含む組成のものであればよい。特に、ＪＩＳＡ６０６３のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金やＪＩＳＡ６０６１のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が好ましく適用される。ＪＩＳＡ６０６３のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、０．２質量％以上０．６質量％以下のケイ素と、０．４５質量％以上０．９質量％以下のマグネシウムとを含有し、さらに、所定量のマンガン、銅、鉄、クロム、亜鉛及びチタンを含有するものとして規格化されている。また、ＪＩＳＡ６０６１のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金は、０．４質量％以上０．８質量％以下のケイ素と、０．８質量％以上１．２質量％以下のマグネシウムとを含有し、さらに、所定量のマンガン、銅、鉄、クロム、亜鉛及びチタンを含有するものとして規格化されている。なお、化学組成の分析方法は特に限定はされないが、例えば、原子吸光分析法、発光分光分析法、ＩＣＰ発光分光法等が挙げられる。

アルミニウム合金は、後述する形状決定工程と酸化物粒子溶解工程で処理される。各工程で処理された後のアクチュエータアーム１は、寸法精度がよく且つ表面Ｓに酸化物粒子３０が存在しない。そして、最終的には図６に示すように、後端側にある駆動コイル保持枠５に駆動コイル６が取り付けられ、先端側の連結部８にスライダー９が取り付けられて、アクチュエータ１０３を構成する。アクチュエータ１０３は、磁気ディスク１０１の近傍に設けられた軸（図示しない）に支持部４が回動自在に支持されるように取り付けられて、ハードディスクドライブ１００を構成し、スライダー９を磁気ディスク１０１上の所定の位置に移動させるように、高速で回動駆動することになる。

（アクチュエータアームの表面形態）
アクチュエータアーム１の表面Ｓは、図２及び図５に示すように、アクチュエータアーム１の母相Ｂに含まれる酸化物粒子３０による突起５０が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０の平均径が１μｍ以上５μｍ以下であるという形態上の特徴がある。そのため、アクチュエータアーム１の表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０が極めて少ないものとなっている。

窪み４０の平均径の測定は、図３及び図４に示すように、例えば２０００倍に拡大した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から測定できる。平均径の算出は、縦横２０μｍの測定領域中に存在する２０個の窪み４０を大きい窪みから順に選んで穴径Ｄを測定し、その平均値で算出した。なお、穴径Ｄは、長径とその長径に直交する短径との平均値とした。

さらに、窪み４０のうち平均径の１／２倍〜２倍の窪み４０が、縦横２０μｍの測定領域に１０個以上１００個以下の範囲で存在するという形態上の特徴がある。窪み４０が上記測定領域に上記範囲で存在するので、微細な凹部を持つ表面Ｓになっている。そのため、アクチュエータアーム１の表面Ｓは、光沢面ではなく半光沢面又は曇り面になっている。

上記した平均径範囲の窪み４０の存在により、アクチュエータアーム１の表面Ｓは、反射率が波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で１０％以上４０％以下になっている。なお、ここでの反射率は、波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲での平均で表しているが、通常この波長範囲の全域で１０％以上４０％以下の範囲に含まれている。アクチュエータアーム１の表面Ｓの反射率の平均が上記範囲内であると、アクチュエータアーム１の表面Ｓは光沢面ではなく半光沢面又は曇り面になっている。反射率は、各種の反射率計で測定できる。後述の実施例では、反射分光光度計（日本分光株式会社製、型番：Ｖ−５７０）等で測定した結果である。

本発明に係るアクチュエータアーム１は、表面Ｓが光沢面ではなく半光沢面又は曇り面になっているという形態上の特徴によっても、アクチュエータアーム１の表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０が極めて少ないものになっているということができる。一方、表面Ｓの反射率４０％を超える場合は、表面Ｓが十分に化学研磨等されて光沢面又は略光沢面になっているので、アクチュエータアーム１の表面Ｓには窪み４０があまり存在しない。そのため、表面Ｓに酸化物粒子３０の一部が露出している可能性が高く、その露出した酸化物粒子３０が脱落するおそれがあり、酸化物粒子３０に基づいた悪影響が起こることがある。

なお、アクチュエータアームの表面Ｓの窪み４０は、図５（Ｃ）に示すように、窪み４０のエッジ４１が比較的尖っている（なだらかでない）場合であってもよいし、図５（Ｄ）に示すように、窪み４０のエッジ４１が比較的滑らかになっている（なだらかである）場合であってもよい。図５（Ｃ）の場合は、後述する酸化物粒子溶解工程が必要十分な時間だけ施されて酸化物粒子３０が選択的に溶解した場合である。また、図５（Ｄ）の場合は、後述する酸化物粒子溶解工程が必要十分な時間よりも長く施されて、酸化物粒子３０が選択的に溶解するとともに、窪み４０のエッジ４１の溶解も進んだ場合である。したがって、窪み４０の穴径Ｄの測定では、図５（Ｃ）の穴径Ｄ１〜Ｄ４よりも、図５（Ｄ）の穴径Ｄ１〜Ｄ４の方が若干大きく測定される。本発明に係るアクチュエータアーム１では、これらのいずれの形態を有するものであってもよい。

本発明に係るアクチュエータアーム１は、その表面Ｓに酸化物粒子３０が露出せず、バリやキズも存在していない。また、窪み４０の内部又は底にも、酸化物粒子３０を極力存在していない。

以上、本発明に係るアクチュエータアーム１は、その表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０が極めて少ないものとなっている。そのため、このアクチュエータアーム１を使用したハードディスクドライブは、アクチュエータアーム１の駆動時にその表面から脱落する酸化物粒子３０が極めて少なく、磁気ディスク上に酸化物粒子３０が落下するのを極力防止できる。その結果、ハードディスクドライブの情報の読み出し又は書き込み性能をより向上させることができる。

［製造方法］
本発明に係るアクチュエータアーム１の製造方法は、上記した本発明に係るアクチュエータアーム１を製造する方法である。その特徴は、図５に示すように、アルミニウム合金製のアクチュエータアーム１’を化学研磨してそのアクチュエータアーム１の形状を決定する形状決定工程と、その形状決定工程後に前記アクチュエータアーム１とフッ化物イオンを含む溶液とを接触させてそのアクチュエータアーム１の表面に露出する酸化物粒子３０を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有している。そして、その酸化物粒子溶解工程が、アクチュエータアーム１の表面Ｓを、酸化物粒子３０による突起が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０を形成する工程である。以下、各工程について説明する。

（形状決定工程）
形状決定工程は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、表面処理対象として準備されたアクチュエータアーム１’を化学研磨液に接触させて、アクチュエータアーム１の母相Ｂを積極的に溶解して、アクチュエータアーム１の形成時に発生したアーム表面Ｓのバリ２０や微細なキズ２１を溶解除去するための工程である。この工程では、化学研磨により、アクチュエータアーム１の母相Ｂが積極的に溶解されるので、アクチュエータアーム１の全体寸法が決まる。言い換えれば、アクチュエータアーム１の全体寸法は、化学研磨を行う形状決定工程で決まり、その後の酸化物粒子溶解工程では、アクチュエータアーム１の全体寸法が変動しないことを意味している。

この化学研磨は、通常、金属表面Ｓの微細な凹凸の凸部を凹部よりも先に溶解させるので、アクチュエータアーム１を化学研磨することにより、アーム表面Ｓのバリ２０を容易に除去できる。さらに、その化学研磨時間を調整することにより、アクチュエータアーム１の母相Ｂが溶解して、微細なキズ２１をも溶解除去することができる。そして、アーム表面Ｓは、図５（Ｂ）に示すように、バリ２０やキズ２１をなくすことができ、さらに、母相Ｂも溶解して、アーム表面Ｓを平滑にすることができる。

化学研磨液は、一般的な化学研磨液が用いられる。例えばリン酸、硝酸、硫酸、酢酸、ほう酸及びクロム酸等をそれぞれ単独で又は２種以上含む化学研磨液が用いられる。なかでも、リン酸と硝酸の混合水溶液が好ましく用いられる。リン酸と硝酸の混合水溶液は、アルミニウム合金を効率良く溶解できるので、アーム表面Ｓのバリ２０や微細なキズ２１を溶解除去することができ、さらにアーム表面Ｓの母相Ｂも溶解して平滑表面を形成できる。なお、リン酸及び硝酸の混合水溶液は、リン酸の濃度が５ｍｏｌ／Ｌ以上１４ｍｏｌ／Ｌ以下で、硝酸の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以上０．８ｍｏｌ／Ｌ以下である。化学研磨液は、その作用効果を損なわない限り、さらに他の添加物を含んでいてもよい。

化学研磨は、アクチュエータアーム１に化学研磨液を接触させて行う。接触手段としては、浸漬処理やシャワー処理を例示できる。処理温度は、通常、８０℃以上１１０℃以下である。この温度範囲で化学研磨をすることにより、アーム表面Ｓのバリ２０や微細なキズ２１を効果的に溶解除去でき、さらにアーム表面Ｓの母相Ｂも溶解して平滑表面を形成できる。また、処理時間は特に特定されないが、通常、５秒以上５００秒以下である。なお、化学研磨の前に任意の前処理を行ってもよい。前処理としては、例えば、脱脂処理等が挙げられる。

（酸化物粒子溶解工程）
酸化物粒子溶解工程は、図５（Ｃ）に示すように、形状決定工程後にアクチュエータアーム１とフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて、アクチュエータアーム１の表面Ｓに露出する酸化物粒子３０を選択的に溶解する工程である。この工程では、前記した形状決定工程とは異なり、アクチュエータアーム１の寸法に影響を与える工程ではなく、アクチュエータアーム１の表面Ｓの存在又は露出している酸化物粒子３０を選択的に溶解する工程である。

溶液としては、フッ化物イオンと酸とを含む酸性水溶液が用いられる。この酸性水溶液は、アクチュエータアーム１の母相Ｂを溶解せずに、表面酸化物粒子３０を選択的に溶解することができる。また、その溶解時間を長くすることにより、図５（Ｄ）に示すように、窪み４０のエッジ４１が比較的滑らかになる程度に溶解することもできる。本発明では、処理条件を所定の範囲とすることによって、酸化物粒子３０を選択的に溶解できることを見出し、所期の課題を解決している。

フッ化物イオンは、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素酸、フッ化鉄及びフッ化マグネシウム等から選ばれる１又は２以上のフッ化物塩により供給されるフッ化物イオンが挙げられる。また、酸は、特に限定されないが、例えば硝酸、リン酸、硫酸、酢酸、ほう酸、クロム酸等が挙げられ、これらの酸も単独であってもよいし２種以上を混合したものであってもよい。

酸性水溶液中のフッ化物イオンの濃度は、０．８ｍｏｌ／Ｌ以上１．６ｍｏｌ／Ｌ以下である。フッ化物イオンをこの範囲内とすることにより、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解を抑えてアクチュエータアーム１をその寸法変化が生じる程度に溶解することなく、アーム表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０を選択的に溶解することができる。フッ化物イオンの濃度が０．８ｍｏｌ／Ｌ未満の場合は、酸化物粒子３０の溶解量が相対的に小さくなり、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができないことがある。一方、フッ化物イオンの濃度が１．６ｍｏｌ／Ｌを超えると、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解量が相対的に増してくるので、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができなくなる。

なお、酸性水溶液中のフッ化物イオンの濃度は各種の手段で測定できるが、例えば、ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法、イオン電極法、イオンクロマトグラフ法等が挙げられる。

酸性水溶液中の酸の濃度は、酸の種類によって任意に設定されるので特に限定されないが、例えば硝酸を用いた場合は、酸性水溶液中の硝酸濃度は２ｍｏｌ／Ｌ以上８ｍｏｌ／Ｌ以下である。また、例えば硝酸とリン酸の混酸を用いた場合は、酸性水溶液中の硝酸濃度は１ｍｏｌ／Ｌ以上８ｍｏｌ／Ｌ以下で、リン酸濃度は６ｍｏｌ／Ｌ以上９ｍｏｌ／Ｌ以下である。いずれの場合も、酸性水溶液中の硝酸濃度を８ｍｏｌ／Ｌ以下にすることで、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解量を抑えることができる。その結果、この酸化物粒子溶解工程では、アクチュエータアーム１の母相Ｂは積極的に溶解せずに、アーム表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０を選択的に溶解することができる。

酸性水溶液中の硝酸濃度が１ｍｏｌ／Ｌ未満では、酸化物粒子３０の溶解量が相対的に小さくなり、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができないことがある。酸性水溶液中の硝酸濃度が８ｍｏｌ／Ｌを超えると、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解量が相対的に増してくるので、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができなくなる。酸性水溶液は、その作用効果を損なわない限り、さらに他の添加物を含んでいてもよい。

処理温度は、１５℃以上２５℃以下である。処理温度をこの範囲内とすることにより、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解を抑えつつ、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができる。また、処理温度を１８℃以上２２℃以下にすることが好ましく、酸化物粒子３０をより選択的に溶解することができる。処理温度が１５℃未満の場合は、酸化物粒子３０を溶解する作用が小さくなるので、酸化物粒子３０の溶解量が相対的に小さくなり、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができない。一方、処理温度が２５℃を超えると、アルミニウム合金の母相Ｂの溶解量が相対的に増してくるので、酸化物粒子３０を選択的に溶解することができなくなる。

処理時間は、アルミニウム合金の種類やそのアルミニウム合金の母相Ｂに含まれる酸化物粒子３０の大きさによって任意に設定される。すなわち、処理時間は、溶解する酸化物粒子３０の容量（体積）に影響を与え、処理時間が長い方がより多くの酸化物粒子３０を溶解できる。そのため、処理時間は、アーム表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０の大きさと量によって任意に設定されるが、上記したＪＩＳＡ６０６３のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金やＪＩＳＡ６０６１のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金の場合では、通常、１０秒以上１００秒以下であり、好ましくは２０秒以上８０秒以下である。処理時間をこの範囲内とすることで、アーム表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０を十分に溶解することができる。

酸化物粒子３０の溶解工程は、アクチュエータアーム１に酸性水溶液を接触させて行う。接触手段としては、アクチュエータアーム１を酸性水溶液中に浸漬する浸漬処理や、酸性水溶液をシャワーノズルから噴出させた酸性水溶液をアクチュエータアーム１に当てるシャワー処理等が挙げられる。浸漬処理は、例えば、先ず、酸性水溶液を耐食性の樹脂製容器に入れ、マグネチックスターラーやエアーポンプを用いて酸性水溶液を攪拌しながら、市販の冷却水循環装置等で一定の温度に保つ。次いで、酸性水溶液中に化学研磨後のアクチュエータアーム１を入れ、所定の時間浸漬させる。なお、浸漬の際、耐食性のワイヤー等でアクチュエータアーム１を吊るして、このワイヤー等を市販のカソードロッカーを用いて揺動させてもよく、浸漬と同時に超音波を照射してもよい。浸漬と同時に超音波を照射することで、アーム表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０をより効率良く溶解することができる。

酸化物粒子３の溶解工程は、１回行なっても２回以上行なってもよい。酸化物粒子３０の溶解工程を２回以上行う場合、各回の処理方法は同じでもよいし異なっていてもよい。例えば、各回で、酸化物粒子の溶解条件を変更したり、酸性水溶液の液組成を変更したりしてもよい。このように、酸化物粒子溶解工程後のアクチュエータアーム１は、その表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０が極めて少ないものとなるので、アクチュエータアーム１の駆動時にその表面Ｓから脱落する酸化物粒子３０が極めて少なくなる。こうして処理されたアクチュエータアーム１は、その表面Ｓが、酸化物粒子３０による突起が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０を形成できる。

なお、既述したように、アクチュエータアーム１の表面Ｓの窪み４０は、酸性水溶液への接触時間等の処理条件により、図５（Ｃ）に示すように、窪み４０のエッジ４１が比較的尖っている（なだらかでない）ようにすることもできるし、図５（Ｄ）に示すように、窪み４０のエッジ４１が比較的滑らかになっている（なだらかである）ようにすることもできる。図５（Ｃ）の場合は、例えば処理時間等の処理条件を必要十分なだけ施して酸化物粒子３０を選択的に溶解した場合である。また、図５（Ｄ）の場合は、例えば処理時間等の処理条件を必要十分な条件よりも長く施して、酸化物粒子３０が選択的に溶解するとともに、窪み４０のエッジ４１の溶解も進めた場合である。

以上、本発明に係るアクチュエータアーム１の製造方法によれば、形状決定工程でアルミニウム合金製のアクチュエータアーム１を化学研磨してアクチュエータアームの形状を決定し、その後に、酸化物粒子工程で酸化物粒子３０を選択的に溶解して、アクチュエータアームの表面Ｓを酸化物粒子３０による突起が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０を形成するように処理するので、アクチュエータアーム１の寸法を変動させることなくその表面Ｓに存在又は露出する酸化物粒子３０を極めて少なくすることができる。その結果、製造されたアクチュエータアーム１を使用したハードディスクドライブは、寸法精度に優れると共に、アクチュエータアーム１の駆動時にその表面から脱落する酸化物粒子３０が極めて少なく、磁気ディスク上に酸化物粒子３０が落下するのを極力防止できる。その結果、ハードディスクドライブの情報の読み出し又は書き込み性能をより向上させることができる。

［表面処理方法］
本発明に係るアルミニウム合金製部材の表面処理方法は、アルミニウム合金製部材を化学研磨してその部材の形状を決定する形状決定工程と、その形状決定工程後に前記部材とフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて該部材の表面に露出する酸化物粒子３０を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有する。そして、酸化物粒子溶解工程が、前記部材の表面を、酸化物粒子３０による突起が存在せず、その酸化物粒子３０が除去された痕跡からなる窪み４０を形成することに特徴がある。

この表面処理方法は、上記したアクチュエータアームの製造方法を構成する形状決定工程と、酸化物粒子溶解工程とを適用したものであり、アクチュエータアーム１に対する処理を広くアルミニウム合金製部材に適用したものである。したがって、形状決定工程と酸化物粒子溶解工程は、上記したものと同じであるので、ここでは重複する部分は省略する。

アルミニウム合金製部材としては、主に電子部品や精密部品を構成するアルミニウム合金製部材等を挙げることができ、例えば、ＪＩＳＡ６０６１Ｔ６等を挙げることができる。この表面処理方法をこれらの部品の処理に適用することにより、その製品品質を向上させて、酸化物粒子の脱落に基づいた悪影響を極力防止できる。

実施例と比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。

［実施例１］
図１に示す形状に押出成形されたアルミニウム合金（ＪＩＳＡ６０６１Ｔ６、三菱金属株式会社）製のアクチュエータアーム１を準備した。そのアクチュエータアーム１を、形状決定工程で化学研磨処理を行い、酸化物粒子溶解工程で酸性水溶液処理を行った。

形状決定工程で用いた化学研磨液は、市販のリン酸試薬及び硝酸試薬をイオン交換水中に加えて混合して調製した。化学研磨液の濃度は、リン酸６．３ｍｏｌ／Ｌ、硝酸０．５ｍｏｌ／Ｌとした。この化学研磨液を耐食性の樹脂製容器に入れ、スターラーで強撹拌させながら、ウォーターバスで外部から加熱した。化学研磨液の温度は９０℃とした。そして、アクチュエータアーム１をこの化学研磨液中に浸漬させた。アクチュエータアーム１の浸漬時間は９０秒間とした。なお、浸漬の際、アクチュエータアーム１を耐食性のワイヤーで吊るし、カソードロッカーで揺動させた。

酸性水溶液は、市販の硝酸試薬をイオン交換水中に加えて混合した後、市販のフッ化アンモニウムを添加して溶解させて調製した。酸性水溶液の濃度は、フッ化物イオン１．２ｍｏｌ／Ｌ、硝酸６ｍｏｌ／Ｌとした。この酸性水溶液を耐食性の樹脂製容器に入れ、スターラーで強攪拌させながら、冷却水循環装置で温度を調整した。酸性水溶液の温度は２０℃とした。化学研磨後のアクチュエータアーム１をこの酸性水溶液中に浸漬させた。アクチュエータアーム１の浸漬時間は５０秒間とした。なお、浸漬の際、アクチュエータアーム１を耐食性のワイヤーで吊るし、カソードロッカーで揺動させた。浸漬させたアクチュエータアーム１をイオン交換水で３回水洗いして、実施例１のアクチュエータアームを得た。

［実施例２］
酸性水溶液の温度を２５℃とし、酸性水溶液中の浸漬時間を８０秒間とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２のアクチュエータアームを得た。

［実施例３］
酸性水溶液中に含まれるフッ化物イオンの濃度を０．８ｍｏｌ／Ｌとし、酸性水溶液の温度を１５℃とした以外は、実施例１と同様にして、実施例３のアクチュエータアームを得た。

［実施例４］
酸性水溶液中に含まれるフッ化物イオンの濃度を１．６ｍｏｌ／Ｌとし、酸性水溶液の温度を２０℃とした以外は、実施例１と同様にして、実施例４のアクチュエータアームを得た。

［比較例１］
酸性水溶液中に含まれるフッ化物イオンの濃度を０．６ｍｏｌ／Ｌとした以外は、実施例１と同様にして、比較例１のアクチュエータアームを得た。

［比較例２］
酸性水溶液中に含まれるフッ化物イオンの濃度を０．６ｍｏｌ／Ｌとし、酸性水溶液の温度を３０℃とした以外は、実施例１と同様にして、比較例２のアクチュエータアームを得た。

［比較例３］
酸性水溶液中に含まれるフッ化物イオンの濃度を０．８ｍｏｌ／Ｌとし、酸性水溶液の温度を３０℃とした以外は、実施例１と同様にして、比較例３のアクチュエータアームを得た。

［比較例４］
酸性水溶液中にフッ化物イオンを含有させず、その酸性水溶液の温度を３０℃とした以外は、実施例１と同様にして、比較例４のアクチュエータアームを得た。

［評価方法］
実施例１〜４及び比較例１〜４で得たアクチュエータアームについて、（１）その表面Ｓの反射率、（２）表面Ｓに形成された窪み４０の平均径、（３）窪み４０のうちその平均径の１／２倍〜２倍の窪みの存在数、（４）脱落した粒子の個数、を測定した。

反射率は、反射分光光度計（日本分光株式会社製、型番：Ｖ−５７０）を用い、波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の反射率の平均を求めた。その結果を表１に示した。

窪み４０の平均径は、走査型電子顕微鏡で２０００倍の拡大写真を撮影し、縦横２０μｍの測定領域中に存在する２０個の窪み４０を大きい窪みから順に選んで個々の穴径Ｄを測定し、その平均値で算出した。なお、穴径Ｄは、長径とその長径に直交する短径との平均値とした。その結果を表１に示した。

窪み４０の存在数は、上記平均径を求めた写真を用い、窪み４０のうちその平均径の１／２倍〜２倍の窪みの総数を求めた。その結果を表１に示した。

アクチュエータアーム１から脱落した酸化物粒子３０の個数は、表面積３７ｃｍ^２を露出させ、他をマスキングしたアクチュエータアーム１を用い、そのアクチュエータアーム１を純水中で超音波洗浄（１３２ｋＨｚ、５００Ｗ、１分間）し、純水中に脱落した粒子数をカウントした。粒子数のカウントは、液体粒子計（ＬＰＣ：Liquid Particle Counter）（Particle Measuring Systems社製、型番：ＰＭＳ−７００）を用いて測定した。測定された粒子のうち、０．５μｍ以上の粒子の個数が１０万個以下の場合を「ランク１」とし、その個数が１０万個を超え１１０万個以下の場合を「ランク２」とし、その個数が１１０万個を超える場合を「ランク３」とした。その結果を表１に示した。

表１の結果より、実施例１〜４のアクチュエータアーム１は、脱落した粒子数が１０万個以下であり、比較例１〜４のアクチュエータアームに比べて著しく小さかった。その結果、実施例１〜４で得られたアクチュエータアーム１は、ハードディスクドライブ用のアクチュエータアーム１として好ましく用いることができる。

１アクチュエータアーム
２アーム部
３コイル部
４支持部
５駆動コイル保持枠
６駆動コイル
７永久磁石
８連結部
９スライダー
１０スイング部
２０キズ
２１バリ
３０酸化物粒子
４０窪み
５０酸化物粒子の突起
１００ハードディスクドライブ
１０１磁気ディスク
１０２磁気ヘッド
１０３アクチュエータ
Ｓ表面
Ｂ母相
Ｄ，Ｄ１〜Ｄ４窪みの径

Claims

アルミニウム合金製のアクチュエータアームであって、該アクチュエータアームの表面には酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みの平均径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とするアクチュエータアーム。
前記窪みのうち前記平均径の１／２倍〜２倍の窪みが、縦横２０μｍの測定領域に１０個以上１００個以下の範囲で存在する、請求項１に記載のアクチュエータアーム。
前記アクチュエータアームの表面の反射率が、波長５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で１０％以上４０％以下である、請求項１又は２に記載のアクチュエータアーム。
アルミニウム合金製のアクチュエータアームを化学研磨して該アクチュエータアームの形状を決定する形状決定工程と、前記形状決定工程後に前記アクチュエータアームとフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて該アクチュエータアームの表面に露出する酸化物粒子を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有し、
前記酸化物粒子溶解工程が、前記アクチュエータアームの表面を、前記酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成することを特徴とするアクチュエータアームの製造方法。
前記酸化物粒子溶解工程を、前記フッ化物イオンの濃度が０．８ｍｏｌ／Ｌ以上１．６ｍｏｌ／Ｌ以下で液温が１５℃〜２５℃の溶液で行う、請求項４に記載のアクチュエータアームの製造方法。
アルミニウム合金製部材を化学研磨して該部材の形状を決定する形状決定工程と、前記形状決定工程後に前記部材とフッ化物イオンを含む溶液とを接触させて該部材の表面に露出する酸化物粒子を選択的に溶解する酸化物粒子溶解工程とを有し、
前記酸化物粒子溶解工程が、前記部材の表面を、酸化物粒子による突起が存在せず、該酸化物粒子が除去された痕跡からなる窪みを形成することを特徴とする表面処理方法。