JP2020107384A - 磁気記録媒体用アルミニウム合金基板、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】剛性が高く、かつめっき性に優れた磁気記録媒体用アルミニウム合金基板を提供する。【解決手段】平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある粗大結晶粒子が分散されていて、面積０．０４２ｍｍ２当たりの前記粗大結晶粒子の平均個数が１００個以上であり、かつ表面粗さＲａが０．２μｍ以下である磁気記録媒体用アルミニウム合金基板。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板、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（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 国際公開第２０１６／０６８２９３号 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で用いられる磁気記録媒体は、フラッタリングが抑制されていること、即ちフラッタリングによる変位の幅：ＮＲＲＯ（Ｎｏｎｅ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ−Ｏｕｔ）が小さいことが望まれる。また、磁気記録媒体は、磁性層などの各層が均一な厚さでかつ高い平坦性で形成されていることが望まれる。従って、磁気記録媒体の基板となるアルミニウム合金基板は、剛性が高く、かつ、平坦性が高いニッケル合金めっき被膜を形成できること、即ちめっき性に優れていることが望まれる。

しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献２〜５に記載されているいずれのアルミニウム合金を用いたとしても、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に６枚以上収容可能な薄型の基板とすると、剛性とめっき性の両者を向上させることは難しい場合がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、剛性が高く、かつめっき性に優れた磁気記録媒体用アルミニウム合金基板を提供することを目的とする。本発明はまた、この磁気記録媒体用アルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体およびこの磁気記録媒体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、アルミニウム合金に、平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある粗大結晶粒子を、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子の平均個数として１００個以上となるように分散させ、かつ表面粗さＲａを０．２μｍ以下とすることによって、剛性とめっき特性の両者を向上させ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アルミニウム合金基板は、平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある粗大結晶粒子が分散されていて、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの前記粗大結晶粒子の平均個数が１００個以上であり、かつ表面粗さＲａが０．２μｍ以下で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形成されている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、前記アルミニウム合金基板が、前記（１）に記載の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板であり、前記ニッケル合金めっき被膜は、厚さが４μｍ以上１５μｍ以下の範囲内にあることを特徴とする。

（３）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（２）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。

（４）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（３）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、剛性が高く、かつめっき性に優れた磁気記録媒体用アルミニウム合金基板を提供することが可能となる。また、本発明によれば、この磁気記録媒体用アルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体およびこの磁気記録媒体を具備したハードディスクドライブを提供することが可能となる。

本実施形態に係る磁気記録媒体用アルミニウム合金基板の一例を示す断面模式図である。 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。 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アルミニウム合金基板、磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体および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。

［磁気記録媒体用アルミニウム合金基板］
図１は、本実施形態に係る磁気記録媒体用アルミニウム合金基板の一例を示す断面模式図である。
図１に示すように、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、粗大結晶粒子２が分散されている。粗大結晶粒子２は、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の剛性を向上させる作用がある。

粗大結晶粒子２は、平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある。粗大結晶粒子２の平均粒子径が小さくなりすぎると、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の剛性を向上させる効果が低下するおそれがある。一方、粗大結晶粒子２の平均粒子径が大きくなりすぎると、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の硬度が高くなりすぎて、却って脆くなりすぎるおそれがある。粗大結晶粒子２の平均粒子径は、５μｍ以上１５μｍ以下の範囲内にあることが特に好ましい。粗大結晶粒子２の形状は、特に制限はなく、例えば、球、板状、針状、回転楕円体状であってもよい。

粗大結晶粒子２の含有量は、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子の平均個数として１００個以上である。粗大結晶粒子２の含有量が少なくなりすぎると、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の剛性を向上させる効果が低下するおそれがある。ただし、粗大結晶粒子２の含有量が多くなりすぎると、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の硬度が高くなりすぎて、却って脆くなりすぎるおそれがある。このため、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子２の平均個数は２０００個以下であることが好ましい。面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子２の平均個数は、３００個以上１０００個以下の範囲内にあることが特に好ましい。

磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、表面粗さＲａが０．２μｍ以下とされている。表面粗さＲａが０．２μｍ以下と低いことによって、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１のめっき性が向上する。

磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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以上とされていることが好ましい。

ヤング率は、変形のしやすさを表す指標となる。磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１のヤング率Ｅは７４ＧＰａ以上であることが好ましく、７４ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下の範囲内にあることが特に好ましい。

磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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、２．７５ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、２．６０ｇ／ｃｍ^３以上２．７５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲内にあることが特に好ましい。

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、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の比Ｅ／ρは、２７以上であることが好ましく、２８以上３９以下の範囲内にあることが特に好ましい。

本実施形態の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、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に６枚以上収容可能な薄型の基板としても、フラッタリングが起こりにくく、またＮＲＲＯが小さい。磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１の厚さは、０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内とあることが好ましい。

［磁気記録媒体用アルミニウム合金基板の製造方法］
磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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）
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。

アルミニウム合金の溶湯は、母相中に析出して硬化する析出硬化型元素を含むことが好ましい。析出硬化型元素の例としては、ケイ素、鉄を挙げることができる。アルミニウム合金の溶湯中の析出硬化型元素の含有量は、析出硬化型元素の種類によって異なるが、例えば、ケイ素の場合は８質量％以上３４質量％以下の範囲内であり、鉄の場合は０．５質量％以上８質量％以下の範囲内である。

鋳造工程では、アルミニウム合金鋳塊内に粗大結晶粒子が生成するように、アルミニウム合金の溶融を冷却する。冷却条件は、鋳造方法や析出硬化型元素の種類などの条件によって異なるため一律に定めることはできないが、通常は、冷却時間を長くすると、粗大結晶粒子が生成しやすい。

（圧延工程）
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。圧延の条件によって、アルミニウム合金板材の粗大結晶粒子の粒子径を調整することができる。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）
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。なお、焼鈍は切削加工後に行ってもよい。

本実施形態においては、アルミニウム合金円盤は粗大結晶粒子が分散している。このため切削加工工程では、アルミニウム合金円盤の表面の粗さが大きくならないように注意する必要がある。

切削加工で用いる切削工具は、刃先にナノ多結晶ダイヤモンドを使用したものであることが好ましい。切削加工は、水溶性切削油の存在下で行うことが好ましい。水溶性切削油は、粒子径が０．１μｍ〜１０μｍの範囲内にある油粒子が分散されているエマルジョンタイプであることが好ましい。刃先にナノ多結晶ダイヤモンドを使用した切削工具を用いて、微細な油粒子が分散された水溶性切削油の存在下で研削を行うことによって、表面粗さＲａの小さい磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１を得ることが可能となる。

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アルミニウム合金基板１によれば、平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある粗大結晶粒子が、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子の平均個数として１００個以上となるように分散されているので、剛性が高くなる。このため、本実施形態の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、例えば、厚さを０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内として、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に６枚以上収容可能な薄型の基板としても、フラッタリングが起こりにくく、またＮＲＲＯが小さい。さらに、本実施形態の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、表面粗さＲａが０．２μｍ以下とされているので、めっき性にも優れたものとなる。

［磁気記録媒体用基板］
図２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２に示すように、磁気記録媒体用基板１０は、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１と、磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１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３とを有する。磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１は、上述の本実施形態の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板である。

ニッケル合金めっき被膜３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３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３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３の厚さを４μｍ以上１５μｍ以下の範囲内と設定している。

ニッケル合金めっき被膜３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３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３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３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て、磁気記録媒体用基板の剛性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。

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、アルミニウム基板として上述の本実施形態の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板１を用いるので、剛性が高い。このため、本実施形態の磁気記録媒体用基板１０は、厚さを、０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内としても、フラッタリングが起こりにくく、またＮＲＲＯが小さい。また、本実施形態の磁気記録媒体用基板１０によれば、ニッケル合金めっき被膜３は欠損が少なく、平坦性が高い。このため、ニッケル合金めっき被膜３の表面に、磁気記録媒体を構成する磁性層などの各層を、均一な厚さでかつ高い平坦性で形成することが可能となる。

［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３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の厚さと同じとなる。

以上のような構成とされた本実施形態の磁気記録媒体３０によれば、上述の磁気記録媒体用基板１０を用いているので、剛性が高く、厚さを０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下の範囲内としても、フラッタリングが起こりにくく、またＮＲＲＯが小さい。また、本実施形態の磁気記録媒体３０によれば、磁性層３１や保護層３２などの各層を、均一な厚さでかつ高い平坦性で形成することが可能となる。

［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によれば、磁気記録媒体３０の厚さが０．４８ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下と薄くすることができるので、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、フラッタリングが起こりにくく、また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。

＜実施例１〜４、比較例１〜５＞
［アルミニウム合金板材］
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℃で溶解して、合金１〜３を調製した。得られた合金１〜３を、ダイレクトチル鋳造法（ＤＣ鋳造法）を用い、アルミニウム合金鋳塊を作製した。次いで、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。なお、実施例１〜４、比較例１〜５では、アルミニウム合金板材の粗大結晶粒子の平均個数と平均粒子径を変えるために、鋳造時の冷却速度、圧延時の温度を適宜変更した。

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、下記の表２に示すようにアルミニウム合金円盤の表面と端面を、下記のＡ法もしくはＢ法により切削加工して、直径９５ｍｍ、厚さ０．４９ｍｍのアルミニウム合金基板を得た。

Ａ法では、切削工具として、刃先にナノ多結晶ダイヤモンドを使用したものを用い、切削油として、粒子径が０．１μｍ〜１０μｍの範囲内にある油粒子が分散されているエマルジョンタイプのものを用いた。
Ｂ法では、切削工具として、焼結性ダイヤモンド製のものを用い、切削油として、不水切削油を用いた。

［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。

（粗大結晶粒子の平均個数（個／０．０４２ｍｍ^２）と平均粒子径）
粗大結晶粒子の平均粒子径及び面積０．０４２ｍｍ^２当たりの粗大結晶粒子の個数は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定した。アルミニウム合金基板の表面に、１辺が０．２０５ｍｍ（０．０４２ｍｍ^２）の正方形の測定範囲を決め、この測定範囲を、ＳＥＭを用いて５００倍に拡大して、粗大結晶粒子の個数と粒子径とを、画像解析ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ６．５））を用いて計測した。この粗大結晶粒子の個数と粒子径を４カ所で測定し、その平均を、粗大結晶粒子の平均個数と平均粒子径とした。

（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。

（表面粗さＲａ）
表面粗さＲａは、触針式の表面粗さ測定器（サーフテストＳｕｒｆｔｅｓｔ ミツトヨ製）を用いて測定した。

［磁気記録媒体用基板］
実施例１〜４、比較例１〜５で作製したアルミニウム合金基板を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。

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。なお、実施例１〜４、比較例１〜５では、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さを変えるために、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適宜変更した。
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。

（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。

（めっき欠陥）
レーザーを用いた自動表面欠陥検査装置（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ）によって、めっき欠陥の有無を評価した。表面上に１個以上のめっき欠陥が検出された場合を×、全く検出されない場合を○とした。

粗大結晶粒子の平均粒子径と平均個数及び表面粗さＲａが本発明の範囲にある実施例１〜４のアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体は、フラッタリング特性が良好で、フラッタリングによる変位の幅が狭く、かつめっき欠損が少なくなった。

一方、粗大結晶粒子が検出されなかった比較例１のアルミニウム合金基板はヤング率が低く、これを用いた磁気記録媒体は、フラッタリング特性が低下した。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の磁気記録媒体は、フラッタリング特性が低下した。これは、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが厚いことによって、磁気記録媒体用基板全体の質量が大きくなったためであると考えられる。さらに、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３の磁気記録媒体は、フラッタリング特性が低下し、めっき欠陥が多くなった。これは、ＮｉＰ合金めっき被膜の厚さが薄いことによって、磁気記録媒体用基板全体の剛性が低下すると共に、ＮｉＰ合金めっき被膜の強度が低下して欠陥が生じやすくなったためであると考えられる。

さらに、表面粗さＲａが本発明の範囲よりも粗い比較例４のアルミニウム合金基板を用いた磁気記録媒体は、めっき欠陥が多くなった。そして、粗大結晶粒子の平均粒子径が本発明の範囲よりも大きい比較例５のアルミニウム合金基板は、ヤング率は高いが、表面粗さが大きくなり、これを用いた磁気記録媒体は、めっき欠陥が多くなった。

１…磁気記録媒体用アルミニウム合金基板、２…粗大結晶粒子、３…ニッケル合金めっき被膜、１０…磁気記録媒体用基板、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 (4)

1. 平均粒子径が２μｍを超え２０μｍ以下の範囲内にある粗大結晶粒子が分散されていて、面積０．０４２ｍｍ^２当たりの前記粗大結晶粒子の平均個数が１００個以上であり、かつ表面粗さＲａが０．２μｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体用アルミニウム合金基板。
2. 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形成されている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、
   前記アルミニウム合金基板が、請求項１に記載の磁気記録媒体用アルミニウム合金基板であり、前記ニッケル合金めっき被膜は、厚さが４μｍ以上１５μｍ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。
3. 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２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。
4. 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３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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