JP2884598B2 - 磁気ディスク用基板の表面処理方法 - Google Patents

磁気ディスク用基板の表面処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金か
らなる磁気ディスク用基板の表面処理方法に関し、特に
磁気ディスクの非磁性下地膜を形成する前の前処理方法
に関するものである。
〔発明の概要〕 本発明は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金か
らなる磁気ディスク用基板の表面処理において、上記磁
気ディスク用基板に対して電解処理を行い当該基板表面
の不純物を選択的に溶解することにより、後に上記基板
表面上に形成される非磁性下地膜に欠陥をなくそうとす
るものである。
〔従来の技術〕
磁気記録の分野においては、高密度化、大容量化、高
速化等の要求が益々増大しており、磁性層を磁性塗料に
より形成したいわゆる塗布型の磁気記録媒体に代わっ
て、磁性層をスパッタリングやめっき等の薄膜形成技術
により形成した薄膜型の磁気記録媒体が実用化され、さ
らなる発展が期待されている。
薄膜型の磁気記録媒体においては、通常、磁気ディス
ク用基板(以下、単に基板という。)と磁性層との間に
非磁性下地膜が形成されている。この非磁性下地膜は、
基板の硬度を増大させ、また基板と磁性層との間に介在
することにより両者の密着性を高めて磁性層の脱落等の
障害を防止するために設けられるものである。一般的な
薄膜型の磁気記録媒体では、アルミニウムもしくはアル
ミニウム合金からなる基板の上に非磁性下地膜として例
えば陽極酸化被膜あるいはニッケル−リンめっき被膜が
形成され、さらにその上に磁性層,保護膜層,潤滑剤層
等の十数μm〜数十Å厚の一様な機能性膜が積層された
構成を有している。かかる構成において、下層側の性状
は上層側の性状に大きく影響するため、非磁性下地膜を
含めた各機能性膜には物理的,化学的,機械的に厳しい
条件が課せられている。特に近年では高密度化を目的と
して磁気ヘッドの浮上量が減少される傾向にあるので、
信号エラーやドロップアウト、さらにはヘッドクラッシ
ュ等の重大な障害を回避するためには、これらの機能性
膜の均一性,密着性,平滑性の向上が極めて重要であ
る。したがって、これらを形成するアルミニウム等の基
板表面を極めて平滑とする必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、通常、アルミニウムの精練工程において
は、不純物,例えばFe,Siその他の元素の混入は避けら
れない。含有量としては、例えば0.1重量%以下である
が、しかしこれらが金属間化合物等を作り、粒径数μm
の大きなものとなることがある。不純物が基板の表面よ
り奥深い所等に存在する場合にはそれほど影響はない
が、基板表面に存在する場合には、非磁性下地膜に欠陥
を生ずることになる。すなわち、例えば基板を陽極酸化
処理して陽極酸化被膜を形成した場合には、不純物の存
在する部分では酸化の進行が妨げられ、その部分に欠陥
が出来てしまう。また、基板にジンケート処理を行った
後、ニッケル−リンめっき被膜を形成する場合にも、不
純物の存在する部分にはめっきが施されず、やはりその
部分が欠陥となってしまう。
これを防止するには、不純物等の極めて少ない高純度
のアルミニウムを使用する方法、あるいはめっき厚を厚
くして欠陥部の上部を塞ぐ方法等が考えられるが、いず
れもこれらの方法では非磁性下地膜の高機能化,薄膜
化,コスト低下等に対処することができない。
そこで本発明は、かかる問題を解決するために提案さ
れたものであって、後に基板表面に形成される非磁性下
地膜の欠陥をなくし、非磁性下地膜の高機能化,薄膜
化,コスト低下が実現される基板の表面処理方法を提供
することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記の目的を達成するために提案されたも
のであって、アルミニウムもしくはアルミニウム合金か
らなる磁気ディスク用基板を、クロム酸、リン酸及び硫
酸を含む酸性溶液中において、浴温20〜30℃、電流密度
0.1〜2.5A/dm2、電圧5〜20V、処理時間1〜10分なる条
件で電解処理して前期基板表面の不純物を選択的に溶解
することを特徴とするものである。
酸性溶液には、主として粗面化に使用されるクロム酸
−リン酸混合液が使用されるが、さらにこれらに加えて
Siの溶解除去を可能とするために硫酸を加えることが望
ましい。これらクロム酸,リン酸,硫酸の割合は、それ
ぞれクロム酸を5〜100g/,リン酸を50〜800ml/,
硫酸を40〜500ml/,残部は水とする。
電解処理の条件は、浴温を20〜30℃,電流密度を0.1
〜2.5A/dm2,電圧を5〜20V,処理時間を1〜10分程度と
することが好ましい。
〔作用〕
本発明によれば、クロム酸及びリン酸を含む酸性溶液
中でアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる基
板を電解処理すると、基板表面に存在する不純物のみが
選択的に溶解されて該基板表面には不純物がなくなる。
すなわち、これらを模式的に図示して説明すると、先
ず、第1図(a)に示すように、基板表面あるいは基板
表面より奥深い所に不純物(1a),(1b)が存在するア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる基板
(2)をクロム酸及びリン酸を含む酸性溶液中に浸漬し
電解処理する。
すると、第1図(b)に示すように、基板(2)表面
に存在する不純物(1a)のみが選択的に溶解されて該基
板(2)の素材が露出し、その部分が空孔(3)とな
る。このとき、基板(2)の全面には不動態被膜が形成
されて極めて溶解しに難くなるため、基板深部に存在す
る不純物(1b)がこれ以上表面に露出してくることはな
い。
この後、上記基板(2)表面上に非磁性下地膜を形成
すれば、欠陥のない信頼性に優れた非磁性下地膜が得ら
れることになる。
例えば上記基板(2)を陽極酸化処理すると、第2図
(a)に示すように、先の空孔(3)を含んだ箇所を含
めて陽極酸化被膜(4)が形成される。
このとき、上記陽極酸化被膜(4)にも先の空孔
(3)に相当する部分が空孔(4a)として残るが、これ
を第2図(b)に示すように、ある程度研磨すれば平滑
な陽極酸化被膜(4)が得られる。なお、基板深部に存
在する不純物(1b)はそのまま残るが、陽極酸化被膜
(4)の表面性には何ら影響することはない。
一方、ニッケル−リンめっきを行って非磁性下地膜を
形成するには、第3図(a)に示すように、先ずジンケ
ート処理を行って亜鉛層(5)を形成する。もちろん、
先の基板表面の空孔部(3)はアルミニウム素材である
ため、この部分にも亜鉛層(5)が形成される。
次いで、上記亜鉛層(5)上にニッケル−リンめっき
被膜を形成する。
この場合も同様、先の空孔(3)に相当する部分にも
ニッケル−リンめっき被膜(6)が形成される。
なお、このとき上記空孔(3)に相当する部分に痕跡
(6a)を生ずるが、これは後に研磨を行えば第3図
(c)に示すように除去されて、平滑なニッケル−リン
めっき被膜(6)が得られる。
〔実施例〕
以下、本発明の好適な実施例について実験結果に基づ
いて説明する。
実験例1 先ず、3.5インチのアルミニウム合金磁気ディスク用
基板(以下、単に基板という。)を、クロム酸を50g/
,リン酸を400ml/,硫酸を500ml/の割合で含む酸
性溶液中に浸漬し、浴温を25℃,電流密度を1.5A/dm2,
電圧を15Vとして5分間電解処理を行った。
このときの電流密度の時間的変化を第4図に示す。な
お、縦軸は電流密度、横軸は時間を各々相対スケールで
表す。
この第4図においては、初期の急激な電流密度の増大
を示すピークは不純物の溶解が進行していることを表
し、その後の定常状態はアルミニウム合金が露出した状
態を表す。
次に、陽極酸化を行うため上記アルミニウム合金ディ
スク基板を硫酸125g/,残部水よりなる硫酸浴中に浸
漬し、浴温を15℃,電流密度を1.5A/dm2として陽極酸化
被膜を形成した。
次いで、陽極酸化被膜の表面を触針式表面粗さ計によ
り測定した。その結果を第5図(a)に示す。
さらに、上記陽極酸化被膜を1.5μm研磨した後、研
磨された陽極酸化被膜表面の表面粗さを同様に測定し
た。その結果を第5図(b)に示す。
比較例 先ず、3.5インチのアルミニウム合金ディスク基板を
本発明の電解処理を経ずに硫酸125g/,残部水よりな
る硫酸浴中に浸漬し、浴温を15℃,電流密度を1.5A/dm2
として陽極酸化処理を行った。
そして、陽極酸化被膜の表面を触針式表面粗さ計によ
り測定した。その結果を第6図(a)に示す。
次に、上記陽極酸化被膜を1.5μm研磨した後、研磨
された陽極酸化被膜表面の表面粗さを同様に測定した。
その結果を第6図(b)に示す。
なお、第5図(a),第5図(b),第6図(a),
第6図(b)において垂直方向は水平方向に対して100
倍に拡大し表面凹凸を強調してある。
以上の結果より、第5図(a)と第6図(a)を比較
した場合、酸性溶液中で電解処理した実験例の方が表面
凹凸が少なく、平滑性がよいことがわかる。これは、実
験例においては基板表面に存在するFe,Siその他の元素
等を不純物が酸性溶液中で電解処理されることによって
選択的に溶解されるために、陽極酸化被膜が均一に成長
し、表面凹凸が少なくなっているものと考えられる。こ
れに対して、比較例では不純物のある部分での陽極酸化
が進まないために、欠陥が生じて表面凹凸が増大するも
のと考えられる。
また、第5図(b)と第6図(b)を比較すると、実
験例では表面凹凸が極めて少なくなっているのに対し、
比較例では若干表面性が改善されているものの表面凹凸
は未だかなり多くみられる。これは、実験例においては
陽極酸化された状態のときは当該陽極酸化被膜表面に先
の不純物が除去された箇所が痕跡が残っているが、研磨
を行ったためにその痕跡が除去されて表面性が改善され
たものと考えられる。一方、比較例では研磨を行っても
既に不純物のある部分では大きな欠陥となってしまって
いるので、研磨を行っても表面性の改善が図れないもの
と考えられる。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、
アルミニウムもしくはアルミニウム合金基板表面に存在
する不純物を選択的に溶解して、該基板表面を純水なア
ルミ素材とすることができる。したがって、上記基板を
陽極酸化処理またはニッケル−リンめっき処理して陽極
酸化被膜またはニッケル−リンめっき被膜を形成すれ
ば、若干の研磨加工によって欠陥の極めて少ない平滑な
非磁性下地膜を得ることができる。よって、非磁性下地
膜の高機能化,薄膜化,コスト低下に対処することがで
きる。
また、本発明を磁気ディスクの製造に適用する場合に
は、上記非磁性下地膜の上に形成される磁性層等の表面
をも高精度に平滑とすることが可能となる。このような
磁性層の表面性の向上は、高密度化にともなって磁気ヘ
ッドの浮上量が高度に微小化されても、信号エラーやド
ロップアウト、さらにはヘッドクラッシュ等の重大な障
害を起こさずに極めて信頼性の高い磁気ディスクの提供
を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び第1図(b)は本発明方法を適用した
磁気ディスク用基板処理工程の一例をそれぞれ模式的に
示すものであり、第1図(a)は電解処理前の磁気ディ
スク用基板表面近傍部を拡大して示す要部拡大断面図、
第1図(b)は処理後の磁気ディスク用基板表面近傍部
を拡大して示す要部拡大断面図である。 第2図(a)及び第2図(b)は表面処理を行った後に
陽極酸化被膜を形成する工程を模式的に示す磁気ディス
ク用基板表面近傍部の要部拡大断面図であり、第2図
(a)は陽極酸化処理工程、第2図(b)は研磨工程を
示す。 第3図(a)ないし第3図(c)は表面処理を行った後
にニッケル−リンめっき被膜を形成する工程を模式的に
示す磁気ディスク用基板表面近傍部の要部拡大断面図で
あり、第3図(a)はジンケート処理工程、第3図
(b)はめっき工程、第3図(c)は研磨工程を示す。 第4図は本発明方法の電解処理における電流密度の時間
的変化を示す特性図である。 第5図(a)は本発明方法の電解処理を行った後に陽極
酸化被膜を形成したときの磁気ディスク用基板表面粗さ
を表す特性図であり、第5図(b)は研磨した後の基板
表面粗さを示す特性図である。 第6図(a)は本発明方法の電解処理を行わずに直接磁
気ディスク用基板表面に陽極酸化被膜を形成したときの
磁気ディスク用基板表面粗さを示す特性図であり、第6
図(b)は研磨後の磁気ディスク用基板表面粗さを示す
特性図である。 1a,1b……不純物 2……磁気ディスク用基板 4……陽極酸化被膜 6……ニッケル−リンめっき被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 11/16 C25F 3/04 G11B 5/84

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウムもしくはアルミニウム合金か
    らなる磁気ディスク用基板を、クロム酸、リン酸及び硫
    酸を含む酸性溶液中において、浴温20〜30℃、電流密度
    0.1〜2.5A/dm2、電圧5〜20V、処理時間1〜10分なる条
    件で電解処理して前記磁気ディスク用基板表面の不純物
    を選択的に溶解することを特徴とする磁気ディスク用基
    板の表面処理方法。
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