JP2020107382A - 磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体、ハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】３．５インチ型ＨＤＤ用サイズで、物理的な衝撃によって表面に隆起部が形成されにくく、かつフラッタリングによる変位の幅が小さい磁気記録媒体用基板を提供する。【解決手段】Ａｌ合金基板と、Ａｌ合金基板の表面に備えられたＮｉ合金めっき被膜とを有し、直径が９５〜９８ｍｍであって、中央に内径が１９〜２６ｍｍである孔を有する円盤状であり、厚さが０．４８〜０．６４ｍｍであって、質量が９．０〜１５．０ｇであり、Ａｌ合金基板はヤング率Ｅが７４ＧＰａ以上で、密度ρが２．７５ｇ／ｃｍ３以下であって、ヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが２７以上であり、Ｎｉ合金めっき被膜は厚さが４〜７μｍにあって、先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子を、Ｎｉ合金めっき被膜の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎの試験力で１０秒間押し込んで圧痕を形成したときに、圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さが１０〜５０ｎｍにある磁気記録媒体用基板。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に関する。

近年、ハードディスクドライブに用いられる磁気記録媒体は、記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲ（magneto resistive）ヘッドやＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）技術が導入されて以来、磁気記録媒体の面記録密度の上昇は、更に激しさを増している。

また、近年のインタ−ネット網の発展やビッグデータの活用の拡大から、データセンターにおけるデータの蓄積量も増大を続けている。そして、データセンターのスペース上の問題から、データセンターの単位体積当たりの記録容量を高める必要性が生じている。すなわち、規格化されたハードディスクドライブの一台当たりの記録容量を高めるため、磁気記録媒体の一枚当たりの記録容量を高めることに加え、ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすことが試みられている。

磁気記録媒体用基板としては、主に、アルミニウム合金基板とガラス基板が用いられている。このうち、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べて、靱性が高く、製造が容易であることから、外径が比較的大きい磁気記録媒体に用いられている。３．５インチ型ハードディスクドライブの磁気記録媒体に用いられるアルミニウム合金基板の厚さは、通常、１．２７ｍｍであるため、ドライブケースの内部には、最大で５枚の磁気記録媒体を納めることができる。

ドライブケースの内部に納める磁気記録媒体の枚数を増やすため、磁気記録媒体に用いられる基板を薄くすることが試みられている。
しかしながら、基板を薄くした場合、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べ、フラッタリングを生じやすい問題がある。
フラッタリングとは、磁気記録媒体を高速回転させた場合に生じる磁気記録媒体のばたつきであり、フラッタリングが大きくなると、ハードディスクドライブの磁気情報を安定して読み取ることが困難になる。

例えば、ガラス基板においては、フラッタリングを抑制するために、磁気記録媒体用基板の材料として、比弾性（比ヤング率）の高い材料を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、３．５インチ型ハードディスクドライブのドライブケースの内部にヘリウムガスを充填してフラッタリングを低減する技術が知られている。これにより、アルミニウム合金基板を薄くすることができ、ドライブケースの内部に６枚以上の磁気記録媒体を収納することが試みられている。

磁気記録媒体用基板は、一般的には、以下の工程によって製造されている。
まず、アルミニウム合金鋳塊を圧延して、厚さ２ｍｍ以下程度のアルミニウム合金板材を得、このアルミニウム合金板材を円盤状に打ち抜いて所望の寸法とする。
次に、打ち抜かれたアルミニウム合金板材の円盤に対し、内外径の面取り加工およびデータ面の旋削加工を施す。その後、アルミニウム合金板材の表面粗さやうねりを下げるために、砥石による研削加工を施し、アルミニウム合金基板とする。次いで、表面硬さの付与と表面欠陥の抑制を目的として、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰなどのニッケル合金めっきを施す。次に、ニッケル合金めっき被膜が形成されたアルミニウム合金基板の両面（データ面）に対し、研磨加工を施す。

磁気記録媒体用基板は、大量生産品であり、高いコストパフォーマンスが求められるため、アルミニウム合金には、高い機械加工性と廉価性が求められる。

特許文献２には、Ｍｇ：０．３〜６質量％、Ｓｉ：０．３〜１０質量％、Ｚｎ：０．０５〜１質量％およびＳｒ：０．００１〜０．３質量％を含み、残部がＡｌおよび不純物からなるアルミニウム合金が開示されている。
特許文献３には、０．５質量％以上２４．０質量％以下のＳｉと、０．０１質量％以上３．００質量％以下のＦｅとを含有し、残部Ａｌと不可避的不純物からなる磁気ディスク用アルミニウム合金基板が開示されている。

特許文献４には、Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金を板厚が４〜１０ｍｍの薄板に連続鋳造を行い、この鋳造板を均熱処理を行わずに５０％以上の強加工率で冷間圧延を行った後、３００〜４００℃の温度において焼鈍を行い、表層部の平均結晶粒径が１５μｍ以下の圧延板を製造する磁気ディスク用Ａｌ−Ｍｇ系合金圧延板の製造法が開示されている。ここで、Ａｌ−Ｍｇ系合金は、Ｍｇ２．０〜６．０ｗｔ％、Ｔｉ、Ｂの１種または２種０．０１〜０．１ｗｔ％含有し、さらに、Ｃｒ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｍｎ０．０３〜０．３ｗｔ％の１種または２種を含有する。

特許文献５には、ヤング率が高く機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板を提供するため、Ｍｇを０．２〜６質量％の範囲内、Ｓｉを３〜１７質量％の範囲内、Ｚｎを０．０５〜２質量％の範囲内、Ｓｒを０．００１〜１質量％の範囲内で含み、アルミニウム合金基板の合金組織においてＳｉ粒子の平均粒径を２μｍ以下とする技術が開示されている。

特開２０１５−２６４１４号公報 特開２００９−２４２６５号公報 再公表ＷＯ２０１６／０６８２９３号公報 特開平６−１４５９２７号公報 特開２０１７−１２０６８０号公報

ハードディスクドライブの磁気記録媒体の基板として用いる磁気記録媒体用基板は、ハードディスクドライブを落下したときやハードディスクドライブの磁気ヘッドと磁気記録媒体とが接触したときなどの物理的な衝撃によって変形しにくいことが好ましい。しかしながら、特許文献２〜５に記載されている従来の磁気記録媒体用のアルミニウム合金基板は、物理的な衝撃を受けると、衝撃を受けた部分が潰れて、その周囲が隆起するように変形しやすい傾向があった。磁気記録媒体の表面に隆起部が形成されると、ハードディスクドライブの使用中に、磁気ヘッドと隆起部とが接触して、磁気ヘッドが破損してしまうことがある。このため、磁気記録媒体は表面に隆起部が形成されにくいことが望ましい。特に、３．５インチ型ハードディスクドライブでは高記憶容量化のために、磁気記録媒体の厚さを薄くしたり、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔を狭くしたりすることによって、ドライブケースに収容できる磁気記録媒体の枚数を増加することが検討されている。このため、衝撃によって表面に隆起部が形成されにくい、すなわち硬度や剛性が高い磁気記録媒体用基板が望まれている。

磁気記録媒体用基板の硬度や剛性を向上させる方法として、ニッケル合金めっき被膜の膜厚を厚くする方法が考えられる。しかしながら、この場合には磁気記録媒体用基板の質量が大きくなって、フラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ：Ｎｏｎｅ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）が大きくなるおそれがある。ＮＲＲＯが大きくなると、ハードディスクドライブの使用時に磁気ヘッドと磁気記録媒体とが接触しやすくなるという問題がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、３．５インチ型ハードディスクドライブ用サイズで、物理的な衝撃によって表面に隆起部が形成されにくく、かつフラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ）が小さい磁気記録媒体用基板を提供することを目的とする。本発明はまた、上記の磁気記録媒体用基板を有する磁気記録媒体およびこれを具備したハードディスクドライブを提供することも、その目的とする。

本発明の発明者らは鋭意研究を行った結果、磁気記録媒体用基板のサイズと質量を所定の範囲内とすること、アルミニウム合金基板として、ヤング率Ｅ、密度ρ、そしてヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが所定の範囲内にあるものを用いること、ニッケル合金めっき被膜の厚さを所定の範囲内とし、かつ先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子を、ニッケル合金めっき被膜の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎの試験力で１０秒間押し込んで圧痕を形成したときに、圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さが所定の範囲内となるように高剛性のアルミニウム合金基板を用いることによって、３．５インチ型ハードディスク用サイズであっても、物理的な衝撃によって表面に隆起部が形成されにくくかつフラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ）が小さい磁気記録媒体用基板を得ることが可能となることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、前記の課題を解決するため、以下の手段を提供する。

（１）本発明の一態様に係る磁気記録媒体用基板は、アルミニウム合金基板と、前記アルミニウム合金基板の少なくとも一方の表面に備えられたニッケル合金めっき被膜とを有する磁気記録媒体用基板であって、直径が９５ｍｍ以上９８ｍｍ以下の範囲内にあって、中央に内径が１９ｍｍ以上２６ｍｍ以下の範囲内にある孔を有する円盤状であり、厚さが０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内にあって、質量が９．０ｇ以上１５．０ｇ以下の範囲内にあり、前記アルミニウム合金基板は、ヤング率Ｅが７４ＧＰａ以上で、密度ρが２．７５ｇ／ｃｍ^３以下であって、単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ^３で表される密度ρとの比Ｅ／ρが２７以上であり、前記ニッケル合金めっき被膜は、厚さが４μｍ以上７μｍ以下の範囲内にあって、先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子を、前記ニッケル合金めっき被膜の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎの試験力で１０秒間押し込んで圧痕を形成したときに、前記圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内にあることを特徴とする。

（２）本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、磁気記録媒体用基板と、前記磁気記録媒体用基板の表面に備えられている磁性層とを有する磁気記録媒体であって、前記磁気記録媒体用基板が、前記（１）に記載の磁気記録媒体用基板であって、前記磁性層が、前記磁気記録媒体用基板の前記ニッケル合金めっき被膜が形成されている側の表面に備えられていることを特徴とする。

（３）本発明の一態様に係るハードディスクドライブは、磁気記録媒体を具備したハードディスクドライブであって、前記磁気記録媒体が前記（２）に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする。

本発明によれば、３．５インチ型ハードディスクドライブ用サイズで、物理的な衝撃によって表面に隆起部が形成されにくく、かつフラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ）が小さい磁気記録媒体用基板を提供することができる。また、本発明によれば、上記の磁気記録媒体用基板を有する磁気記録媒体およびこれを具備したハードディスクドライブを提供することができる。

本実施形態に係る磁気記録媒体用基板の一例を示す断面模式図である。 ニッケル合金めっき被膜の表面に形成した圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さを測定する方法を説明する図である。 本実施形態に係る磁気記録媒体用基板の製造において用いることができる研磨盤の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。 本実施形態に係るハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体、ハードディスクドライブについて、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。

［磁気記録媒体用基板］
図１は、本実施形態に係る磁気記録媒体用基板の一例を示す断面模式図である。
図１に示すように、磁気記録媒体用基板１０は、アルミニウム合金基板１１と、アルミニウム合金基板１１の少なくとも一方の表面に形成されているニッケル合金めっき被膜１２とを有する。磁気記録媒体用基板１０は、直径が９５ｍｍ以上９８ｍｍ以下の範囲内にあって、中央に内径が１９ｍｍ以上２６ｍｍ以下の範囲内にある孔を有し、厚さが０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内にある円盤状とされている。磁気記録媒体用基板１０の直径は、３．５インチ型ハードディスク用として用いられる通常の磁気記録媒体用基板と同じである。磁気記録媒体用基板１０の孔は、３．５インチ型ハードディスクドライブの駆動シャフトが挿入される部分である。磁気記録媒体用基板１０の孔の内径は、３．５インチ型ハードディスク用として用いられる通常の磁気記録媒体用基板と同じである。

本実施形態の磁気記録媒体用基板１０は、質量が９．０ｇ以上１５.０ｇ以下の範囲内とされている。質量が上記の範囲内にあることによって、ＮＲＲＯ（フラッタリングによる変位の幅）を小さくすることができる。磁気記録媒体用基板１０の質量は、９．０ｇ以上１４.０ｇ以下の範囲内にあることが好ましく、９．０ｇ以上１３．０ｇ以下の範囲内にあることが特に好ましい。

＜アルミニウム合金基板＞
アルミニウム合金基板１１は、ヤング率Ｅが７４ＧＰａ以上で、密度ρが２．７５ｇ／ｃｍ^３以下であって、単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ^３で表される密度ρとの比Ｅ／ρが２７以上とされている。
以下、アルミニウム合金基板１１の各物性を上記のように規定した理由について説明する。

（ヤング率Ｅ：７４ＧＰａ以上）
ヤング率は、変形のしやすさを表す指標となる。アルミニウム合金基板１１のヤング率Ｅが大きくなると、ＮＲＲＯが小さくなる傾向ある。このため、本実施形態では、アルミニウム合金基板１１のヤング率Ｅを７４ＧＰａ以上と設定している。アルミニウム合金基板１１のヤング率は、７４ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下の範囲内にあることが好ましい。
なお、ヤング率は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２８０−１９９３（金属材料の高温ヤング率試験方法）に規定された方法に基づいて、常温で測定した値である。

（密度ρ：２．７５ｇ／ｃｍ^３以下）
アルミニウム合金基板１１の密度ρが小さくなると、ＮＲＲＯが小さくなる傾向がある。このため、本実施形態では、アルミニウム合金基板１１の密度ρを２．７５ｇ／ｃｍ^３以下と設定している。アルミニウム合金基板１１の密度ρは、アルミニウム合金基板の組成によって変動するが、２．６０ｇ／ｃｍ^３以上２．７５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内にあることが好ましい。
なお、アルミニウム合金基板１１の密度は、アルキメデス法により測定した値である。

（比Ｅ／ρ：２７以上）
ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と、密度ρ（単位：ｇ／ｃｍ^３）との比Ｅ／ρが高くなると、フラッタリングが起こりにくく、またＮＲＲＯが小さくなる傾向がある。このため、本実施形態では、比Ｅ／ρを２７以上と設定している。アルミニウム合金基板１１の比Ｅ／ρは、２８以上３８以下の範囲内にあることが好ましい。

アルミニウム合金基板１１は、例えば、アルミニウム合金鋳塊を作製する鋳造工程と、アルミニウム合金鋳塊を板状に圧延してアルミニウム合金板材を得る圧延工程と、アルミニウム合金板材をアルミニウム合金基板１１に成形する加工工程とを含む方法によって製造することができる。

鋳造工程では、アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳塊を作製する。
アルミニウム合金を鋳造する方法としては、例えば、ダイレクトチル鋳造法（ＤＣ鋳造法）あるいは連続鋳造法（ＣＣ）などのアルミニウム合金の鋳塊方法として用いられている公知の方法を用いることができる。ダイレクトチル鋳造法とは、アルミニウム合金の溶湯を、鋳型に注湯し、その後鋳型を直接冷却水に接触させて、アルミニウム合金鋳塊を鋳造する方法である。連続鋳造法とは、アルミニウム合金の溶湯を連続的に鋳型に注湯して、鋳型内で急速冷却する方法である。

圧延工程では、上記の鋳造工程で得られたアルミニウム合金鋳塊を板状に圧延してアルミニウム合金板材を得る。圧延方法としては、特に制限はなく、熱間圧延法および冷間圧延法を用いることができる。圧延の条件には、特に制限はなく、アルミニウム合金鋳塊の圧延で行われている通常の条件とすることができる。

加工工程では、まず、上記圧延工程で得られたアルミニウム合金板材を円盤状に打ち抜いて、アルミニウム合金円盤を得る。次いで、アルミニウム合金円盤を３００℃以上５００℃以下の温度で、０．５時間以上５時間以下の範囲内で加熱して、焼鈍する。焼鈍を行うことによって、アルミニウム合金円盤に内在する歪を緩和し、得られるアルミニウム合金基板の剛性を適正な範囲内に調整することができる。次に、焼鈍したアルミニウム合金円盤の表面、端面を、切削工具を用いて切削加工する。切削工具としては、例えば、ダイヤモンドバイトを用いることができる。なお、焼鈍は切削加工後に行ってもよい。

＜ニッケル合金めっき被膜＞
ニッケル合金めっき被膜１２は、磁気記録媒体用基板１０の表面の硬さを高めて、磁気記録媒体用基板１０の強度を向上させる作用と、磁気記録媒体用基板１０の表面を平坦化して、表面欠陥を抑制する作用を有する。ニッケル合金めっき被膜１２の厚さが薄くなりすぎると、上記の作用が得られにくくなるおそれがある。一方、ニッケル合金めっき被膜１２の厚さが厚くなりすぎると、磁気記録媒体用基板１０の質量が大きくなって、フラッタリングが起こりやすくなり、またＮＲＲＯが大きくなるおそれある。
このため、本実施形態では、ニッケル合金めっき被膜１２の厚さを４μｍ以上７μｍ以下の範囲内と設定している。

また、ニッケル合金めっき被膜１２は、ニッケル合金めっき被膜１２の表面に形成した圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さが、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内とされている。この隆起部の平均高さの測定方法を、図２を参照しながら説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、先端が正四角錐状（対面角１３６度）のダイヤモンド圧子１３を、ニッケル合金めっき被膜１２の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎ（５０ｇｆ）の試験力で１０秒間押し込んで圧痕１４を形成する。
次に、図２（ｂ）に示すように、圧痕１４の周囲に生成する隆起部１５の高さＨを計測する。隆起部１５の高さＨは、隆起部１５の最頂部の高さである。隆起部１５の高さＨは、例えば、３Ｄ光学プロファイラ（ＺＹＧＯ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）を用いて測定することができる。
隆起部の高さの測定は、１つの試料に対して５回行い、得られた隆起部の高さの平均を隆起部の平均高さとする。

隆起部１５の平均高さが１０ｎｍ未満である磁気記録媒体用基板１０は硬く、これを用いた磁気記録媒体とハードディスクドライブの磁気ヘッドとが接触すると、磁気ヘッドが破損するおそれがある。一方、隆起部１５の平均高さが５０ｎｍを超える磁気記録媒体用基板１０は、物理的な衝撃を受けたときの変形量が大きくなりすぎる。

ニッケル合金めっき被膜１２は、ニッケル−リン（ＮｉＰ）合金めっき被膜あるいは、ニッケル−タングステン−リン（ＮｉＷＰ）合金めっき被膜であることが好ましい。ＮｉＰ合金は、Ｐを１０質量％以上１５質量％以下の範囲内で含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であることが好ましい。ＮｉＷＰ合金は、Ｗを１５質量％以上２２質量％以下の範囲内で、Ｐを３質量％以上１０質量％以下の範囲内で含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であることが好ましい。ニッケル合金めっき被膜１２を、ＮｉＰ合金もしくはＮｉＷＰ合金で形成することによって、磁気記録媒体用基板１０の表面の硬さと平坦性とを確実に向上させることができる。

＜磁気記録媒体用基板の製造方法＞
本実施形態の磁気記録媒体用基板１０は、例えば、アルミニウム合金基板１１にめっき法によってニッケル合金めっき被膜１２を形成するめっき工程と、ニッケル合金めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面に対して研磨加工を施す研磨加工工程とを含む方法によって製造することができる。

（めっき工程）
めっき工程において、アルミニウム合金基板１１にニッケル合金めっき被膜１２を形成する方法としては、無電解めっき法を用いることが好ましい。ニッケル合金からなるめっき被膜は、従来から使用されている方法を用いて形成することができる。ＮｉＰ合金めっき被膜形成用のめっき液としては、例えば、ニッケル源として硫酸ニッケルを含み、リン源として次亜リン酸塩を含むめっき液を用いることができる。ＮｉＷＰ合金めっき被膜形成用のめっき液としては、上記のＮｉＰ合金めっき被膜形成用のめっき液に、タングステン塩を添加しためっき液を用いることができる。タングステン塩としては、例えば、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。

ニッケル合金めっき被膜の厚さは、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。めっき条件は、特に限定されるものではないが、めっき液のｐＨを５．０〜８．６とし、めっき液の温度を７０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃とし、めっき液への浸漬時間を９０〜１５０分間とするのが好ましい。

得られたニッケル合金めっき被膜付アルミニウム合金基板は、加熱処理を施すことが好ましい。これによりニッケル合金めっき被膜の硬度をより高め、磁気記録媒体用基板のヤング率をさらに高めることができる。加熱処理の温度は、２００℃以上とすることが好ましい。

（研磨加工工程）
研磨加工工程では、めっき工程で得られたニッケル合金めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面を研磨する。研磨加工工程は、平滑で、傷が少ないといった表面品質の向上と生産性の向上との両立の観点から、複数の独立した研磨盤を用いた２段階以上の研磨工程を有する多段階研磨方式を採用するのが好ましい。例えば、第１の研磨盤を用いて、アルミナ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する粗研磨工程と、研磨されたアルミニウム合金基板を洗浄した後に、第２の研磨盤を用いて、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する仕上げ研磨工程を行う。

図３は、研磨加工工程で用いることができる研磨盤の一例を示す斜視図である。
図３に示すように、第１及び第２の研磨盤２０は、上下一対の定盤２１、２２を備え、互いに逆向きに回転する定盤２１、２２の間で複数枚の基板Ｗを挟み込みながら、これら基板Ｗの両面を定盤２１、２２に設けられた研磨パッド２３により研磨する。

［磁気記録媒体］
図４は、本実施形態に係る磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
図４に示すように、磁気記録媒体３０は、上述の磁気記録媒体用基板１０と、磁気記録媒体用基板１０のニッケル合金めっき被膜１２の表面に備えられている磁性層３１とを含む。磁性層３１の表面には、さらに、保護層３２と潤滑剤層３３とがこの順序で積層されている。

磁性層３１は、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた磁性膜からなる。磁性層３１は、ＣｏとＰｔを含むものであり、更にＳＮＲ特性を改善するために、酸化物や、Ｃｒ、Ｂ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｚｒなどを含むものであってもよい。磁性層３１に含有される酸化物としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｔａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などが挙げられる。磁性層３１は、１層からなるものであってもよいし、組成の異なる材料からなる複数層からなるものであってもよい。
磁性層３１の厚みは、５〜２５ｎｍとすることが好ましい。

保護層３２は、磁性層３１を保護するものである。保護層３２の材料としては、例えば窒化炭素を用いることができる。保護層３２は、一層からなるものであってもよいし、複数層からなるものであってもよい。
保護層３２の膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。

潤滑剤層３３は、磁気記録媒体３０の汚染を防止すると共に、磁気記録媒体３０上を摺動する磁気記録再生装置の磁気ヘッドの摩擦力を低減させて、磁気記録媒体３０の耐久性を向上させるものである。潤滑剤層３３の材料としては、例えば、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤や脂肪族炭化水素系潤滑剤を用いることができる。
潤滑剤層３３の膜厚は０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。

本実施形態に係る磁気記録媒体３０の層構成には、特に制限はなく、公知の積層構造を適用することができる。例えば、磁気記録媒体３０は、磁気記録媒体用基板１０と磁性層３１との間に、密着層（不図示）と軟磁性下地層（不図示）とシード層（不図示）と配向制御層（不図示）とがこの順序で積層されていてもよい。

本実施形態に係る磁気記録媒体３０を構成する磁性層３１、保護層３２及び潤滑剤層３３は、膜厚がｎｍオーダーであり、磁気記録媒体用基板１０の厚さ（０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下）と比較すると極めて薄い。よって、磁気記録媒体３０の厚さは、実質的に磁気記録媒体用基板１０の厚さと同じく、０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内となる。磁気記録媒体３０は、上述の磁気記録媒体用基板１０を用いているので、物理的な衝撃による変形量が小さく、かつＮＲＲＯが小さくなる。

［ハードディスクドライブ］
図５は、本実施形態に係るハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。
図５に示すように、ハードディスクドライブ４０は、上述の磁気記録媒体３０と、磁気記録媒体３０を記録方向に駆動する媒体駆動部４１と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド４２と、磁気ヘッド４２を磁気記録媒体３０に対して相対移動させるヘッド移動部４３と、磁気ヘッド４２からの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部４４とを具備する。ハードディスクドライブ４０は、３．５インチ型のハードディスクドライブである。

本実施形態に係るハードディスクドライブ４０では、磁気記録媒体３０の厚さが０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下と薄いので、ドライブケースの内部に納められる磁気記録媒体３０の枚数を増やすことができ、これより記録容量を大きくすることができる。また、磁気記録媒体３０は、物理的な衝撃による変形量が小さく、かつＮＲＲＯが小さくなる。このため、磁気記録媒体３０のフラッタリングを低減させるために、ハードディスクドライブケースの内部にヘリウム等の低分子量のガスを封入する必要が特にはない。

以上のような構成とされた本実施形態の磁気記録媒体用基板１０によれば、磁気記録媒体用基板１０のサイズと質量が所定の範囲内にあり、アルミニウム合金基板１１として、ヤング率Ｅ、密度ρ、そしてヤング率Ｅと密度ρとの比Ｅ／ρが所定の範囲内にあるものを用い、ニッケル合金めっき被膜１２は、厚さが所定の範囲内にあり、かつ先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子１３を、ニッケル合金めっき被膜１２の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎの試験力で１０秒間押し込んで圧痕１４を形成したときに、圧痕１４の周囲に生成する隆起部１５の平均高さが所定の範囲内となるようにされているので、３．５インチ型ハードディスク用サイズであっても、物理的な衝撃によって表面に隆起部が形成されにくく、かつフラッタリングによる変位の幅（ＮＲＲＯ）が小さくなる。

また、本実施形態の磁気記録媒体３０は、上述の磁気記録媒体用基板１０を用いるので、物理的な衝撃による変形量が小さく、かつＮＲＲＯが小さくなる。

そして、本実施形態のハードディスクドライブ４０は、上述の磁気記録媒体３０を用いるので、ハードディスクドライブ４０を落下したときやハードディスクドライブ４０の磁気ヘッドと磁気記録媒体とが接触したときなどの物理的な衝撃によって、磁気記録媒体３０が変形しにくい。このため、本実施形態のハードディスクドライブ４０は、磁気記録媒体３０（特に、磁気記録媒体用基板１０）の厚さを薄くしたり、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔を狭くしたりすることによって記録容量を高くすることができる。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

［アルミニウム合金基板（基板１〜３）の製造］
Ａｌ原料として純Ａｌ塊、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒを用意した。なお、純Ａｌ塊、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ 、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒの各原料については、純度が９９．９質量％以上のものを用意した。

用意した各元素の原料を、鋳造後の組成が下記の表１に示す組成となるように秤量し、これらを大気中、８２０℃で溶解し、ダイレクトチル鋳造法（ＤＣ鋳造法）を用いて、アルミニウム合金鋳塊を作製した。なお、鋳造の温度は７００℃、鋳造速度は４０〜６０ｍｍ／分とした。次に、得られたアルミニウム合金鋳塊を４６０℃で２時間保持して均質化処理した。その後、圧延して厚さ０．５０ｍｍの板材とした。得られたアルミニウム合金板材を、中央に内径２４ｍｍの孔を有する直径９６ｍｍの円盤状に打ち抜き、３８０℃で１時間焼鈍した。その後、アルミニウム合金円盤の表面と端面をダイヤモンドバイトにより切削加工し、直径９５ｍｍ、厚さ０．４９ｍｍのアルミニウム合金基板を得た。

［アルミニウム合金基板の評価］
得られたアルミニウム合金基板について、以下の項目を評価した。その結果を表１に示す。

（ヤング率Ｅ）
ヤング率Ｅは、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ２２８０−１９９３（金属材料の高温ヤング率試験方法）に規定された方法に基づいて、常温で測定した。なお、ヤング率は、アルミニウム合金基板を、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．４９ｍｍの短冊状に切り出し、これを試験片として測定した。

（密度ρ）
密度ρは、アルキメデス法により測定した。

（比Ｅ／ρ）
上記のようにして測定したヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と密度ρ（ｇ／ｃｍ^３）との比を算出した。

［実施例１〜３、比較例１〜５］
［磁気記録媒体用基板の製造］
アルミニウム合金基板（基板１〜３）をＮｉＰ合金めっき液に浸漬し、無電解めっき法を用いてアルミニウム合金基板の表面に、ＮｉＰ合金めっき被膜としてＮｉ_８８Ｐ_１２（Ｐの含有量１２質量％、残部Ｎｉ）膜を形成した。各実施例及び比較例で使用したアルミニウム合金基板の種類を、下記の表２に示す。

ＮｉＰ合金めっき液には、硫酸ニッケル（ニッケル源）と、次亜リン酸ナトリウム（リン源）とを含み、酢酸鉛、クエン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムを適宜加えて、前記組成のＮｉＰ合金めっき被膜が得られるように、成分の分量を調整したものを用いた。ＮｉＰ合金めっき被膜の形成時のＮｉＰ合金めっき液はｐＨを６、液温を９０℃に調整した。アルミニウム合金基板のＮｉＰ合金めっき液への浸漬時間を、下記の表２に示す。
次いで、ＮｉＰ合金めっき被膜を形成したアルミニウム合金基板を２５０℃で１５分間加熱して、ＮｉＰ合金めっき被膜付アルミニウム合金基板を得た。

次に、研磨盤として、上下一対の定盤を備える３段のラッピングマシーンを用いて、ＮｉＰ合金めっき被膜付アルミニウム合金基板の表面に対して、研磨加工を施し、磁気記録媒体用基板を作製した。このとき、研磨パッドには、スエードタイプ（Ｆｉｌｗｅｌ社製）を用いた。そして、第１段目の研磨には、Ｄ５０が０．５μｍのアルミナ砥粒を、第２段目の研磨には、Ｄ５０が３０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を、第３段目の研磨には、Ｄ５０が１０ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を用いた。また、研磨時間を各段５分間とした。得られた磁気記録媒体用基板のサイズは、直径が９５ｍｍ、中央の孔の内径が２５ｍｍ、厚さが０．４９ｍｍであった。

［磁気記録媒体用基板の評価］
得られた磁気記録媒体用基板について、以下の項目を評価した。その結果を、下記の表２に示す。

（ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さ）
ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さは、ＸＲＦ（Ｘ−ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて測定した。

（磁気記録媒体用基板の質量）
磁気記録媒体用基板の質量は、電子天秤を用いて測定した。

（ＮｉＰ合金めっき被膜の圧痕周囲の隆起部の平均高さ）
先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子を、ＮｉＰ合金めっき被膜の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎ（５０ｇｆ）の試験力で１０秒間押し込んで圧痕を形成した。次いで、形成した圧痕周囲の隆起部の高さを、３Ｄ光学プロファイラ（ＺＹＧＯ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）を用いて測定した。測定した５個の隆起部の高さの平均を隆起部の平均高さとした。

（ドライブ駆動時の衝撃試験結果）
得られた磁気記録媒体用基板を、３．５インチ型ハードディスクドライブケースに組み込んで、模擬ハードディスクドライブを作製した。模擬ハードディスクドライブの上部にアルミニウム製の土台（２０ｋｇ）をボルトで締結した。そして、アルミニウム製の土台を締結した模擬ハードディスクドライブを５０ｍｍの高さから落下させ、衝撃を与えた。
その後、模擬ハードディスクドライブを分解し、磁気記録媒体用基板を取り出して、磁気記録媒体用基板の表面を、オプティカルサーフェスアナライザを用いて観察した。そして、表面に傷がなかった場合を「〇」とし、表面に傷があった場合を「×」とした。

（フラッタリング特性）
フラッタリング特性はＮＲＲＯを測定して評価した。ＮＲＲＯは磁気記録媒体用基板を１００００ｒｐｍで１分間回転させ、磁気記録媒体用基板の最外周面で生ずるフラッタリングによる変位の幅を、Ｈｅ−Ｎｅレーザー変位計を用いて測定し、得られた変位の幅の最大値をＮＲＲＯとした。
ＮＲＲＯが３．４以下であったものを「○」とし、３．４を超えるものを「×」として評価した。

サイズ、質量、アルミニウム合金基板のヤング率Ｅ、密度ρ、比Ｅ／ρ、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さ、そしてＮｉＰ合金めっき被膜の圧痕周囲の隆起部の高さが本発明の範囲にある実施例１〜３の磁気記録媒体用基板は、ドライブ駆動時の衝撃試験およびフラッタリング特性の両者において「〇」であった。

これに対して、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが本発明の範囲よりも薄い比較例１の磁気記録媒体用基板は、ドライブ駆動時の衝撃試験およびフラッタリング特性の両者が「×」であった。これは、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが薄くなったことによって、磁気記録媒体用基板全体の剛性が低下したためであると考えられる。また、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが本発明の範囲よりも厚い比較例２の磁気記録媒体用基板は、ドライブ駆動時の衝撃試験は「〇」であったが、フラッタリング特性は「×」であった。これは、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが厚くなったことによって、磁気記録媒体用基板全体の質量が大きくなっためであると考えられる。

また、アルミニウム合金基板のヤング率が本発明の範囲よりも低い基板３を用いた比較例３〜５は、いずれもフラッタリング特性が「×」であった。一方、基板３を用いた場合でも、ＮｉＰ合金めっき被膜が厚くなるに伴って、ＮｉＰ合金めっき被膜の圧痕周囲の隆起部の平均高さは低くなるが、比較例４（隆起部の平均高さ：２３．６ｎｍ）でも、ドライブ駆動時の衝撃試験は「×」であった。この結果から、衝撃による磁気記録媒体用基板の変形を抑えるためには、アルミニウム合金基板の剛性を高めることが必要であることがわかる。

１０…磁気記録媒体用基板、１１…アルミニウム合金基板、１２…ニッケル合金めっき被膜、１３…ダイヤモンド圧子、１４…圧痕、１５…隆起部、２０…研磨盤、２１、２２…定盤、２３…研磨パッド、３０…磁気記録媒体、３１…磁性層、３２…保護層、３３…潤滑剤層、４０…ハードディスクドライブ、４１…媒体駆動部、４２…磁気ヘッド、４３…ヘッド移動部、４４…記録再生信号処理部

Claims (3)

1. アルミニウム合金基板と、前記アルミニウム合金基板の少なくとも一方の表面に備えられたニッケル合金めっき被膜とを有する磁気記録媒体用基板であって、
   直径が９５ｍｍ以上９８ｍｍ以下の範囲内にあって、中央に内径が１９ｍｍ以上２６ｍｍ以下の範囲内にある孔を有する円盤状であり、厚さが０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内にあって、質量が９．０ｇ以上１５．０ｇ以下の範囲内にあり、
   前記アルミニウム合金基板は、ヤング率Ｅが７４ＧＰａ以上で、密度ρが２．７５ｇ／ｃｍ^３以下であって、単位がＧＰａで表されるヤング率Ｅと、単位がｇ／ｃｍ^３で表される密度ρとの比Ｅ／ρが２７以上であり、
   前記ニッケル合金めっき被膜は、厚さが４μｍ以上７μｍ以下の範囲内にあって、先端が正四角錐状のダイヤモンド圧子を、前記ニッケル合金めっき被膜の表面に対して垂直方向に０．４９Ｎの試験力で１０秒間押し込んで圧痕を形成したときに、前記圧痕の周囲に生成する隆起部の平均高さが１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内にあることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
2. 磁気記録媒体用基板と、前記磁気記録媒体用基板の表面に備えられている磁性層とを有する磁気記録媒体であって、
   前記磁気記録媒体用基板が、請求項１に記載の磁気記録媒体用基板であって、前記磁性層が、前記磁気記録媒体用基板の前記ニッケル合金めっき被膜が形成されている側の表面に備えられていることを特徴とする磁気記録媒体。
3. 磁気記録媒体を具備したハードディスクドライブであって、
   前記磁気記録媒体が請求項２に記載の磁気記録媒体であることを特徴とするハードディスクドライブ。

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