JP5872322B2 - 磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク基板用洗浄剤 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク用基板が得られる製造方法、磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク基板用洗浄剤に関する。

ハードディスク等の記憶装置の記録媒体として、アルミニウム合金製の基板（アルミニウム合金サブストレート）を使用した磁気ディスクが広く用いられている。磁気ディスクは、アルミニウム合金サブストレートにＮｉ−Ｐめっきをした後、その表面に磁性膜を形成することにより製造される。

近年、ハードディスクの高容量化が著しく進展し、磁気ディスクに記録できる情報の高密度化の要請が高まっている。磁気ディスク上にピットなどの表面欠陥があると記録できないため、磁気ディスクに対してはμｍオーダーでも微小サイズ欠陥がないことが求められている。

磁気ディスク用基板表面に現れる微小サイズ欠陥の種類およびその発生原因と対策については様々な提案がなされており、その一例として特許文献１にはＮｉ−Ｐめっきの水洗水の付着に起因する欠陥の発生機構と対処法が、特許文献２には、研磨により発生したＮｉ−Ｐめっきサブストレート表面の微小突起が除去することが可能なリンス用組成物がそれぞれ提案されている。

特開２００３−４１３７７号公報 特開平１０−１５２６７４号公報

磁気ディスク用基板の処理は、図1に示されるように、表面研削後のアルミニウム合金サブストレートを、その都度水洗をしながら、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理、Ｎｉ−Ｐめっきを行い、更に乾燥、焼鈍、研磨される。

しかしながらＮｉ−Ｐめっき後にμｍオーダーの微小サイズ欠陥であるマイクロピットが発生すると、マイクロピットに記録することは困難なため、磁気ディスクの高密度記録化に大きな障害となる。通常、マイクロピットはめっき後に行われる研磨で除去できるが、その形状はＮｉ−Ｐめっきの厚さ方向に深く伸びるという特徴があり、研磨で完全に除去しきれない場合が多い。このため、磁気ディスクの高密度記録化に大きな課題となっている。

本発明者は上記事情に鑑み鋭意検討を行った結果、マイクロピットの発生メカニズムを突き止め、これを踏まえ製造条件を規定することでマイクロピットの発生を可及的に抑止できることを見出した。具体的には、Ｎｉ−Ｐめっき工程の前処理時の洗浄において、特定の硫酸イオン濃度の洗浄剤を使用することにより、マイクロピットの発生原因になっているカソードピットの発生を抑制でき、マイクロピットの発生を抑止することに成功し、この洗浄剤とこの洗浄剤を使用する磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスクは高密度記録化に非常に適した優れた磁気ディスクになることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

したがって、本発明の請求項１は、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理、Ｎｉ−Ｐめっき、乾燥・焼鈍・研磨工程を含む磁気ディスク用基板の製造方法であって、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理のうち少なくとも一工程の前に硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を含み、硫酸イオン濃度が１〜１００ｐｐｍである洗浄剤で磁気ディスク用基板を洗浄することを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法である。請求項２は、上記請求項１に記載の方法によって製造したことを特徴とする磁気ディスク用基板である。請求項３は、磁気ディスク用基板と、磁性膜とを具備してなる磁気ディスクにおいて、磁気ディスク用基板が請求項２に記載の磁気ディスク基板であることを特徴とする磁気ディスクである。請求項４は脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理、のうち少なくとも一工程の前に用いる洗浄剤であって、硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を含み、硫酸イオン濃度が１〜１００ｐｐｍであることを特徴とする磁気ディスク基板用洗浄剤である。

本発明によれば、マイクロピットの発生原因であるカソードピットの発生を抑制できるので、マイクロピット発生を抑止でき、高密度記録化に非常に適した磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク基板用洗浄剤を得ることができる。

表面研削後のアルミニウム合金サブストレートに行う一般的なＮｉ−Ｐめっきの工程を示した図である。 カソードピットの発生機構を説明した模式図である。 本発明の比較例１３(左)および実施例２(右)を適用したアルミニウム合金サブストレートの表面のＳＥＭ写真である。

以下、本発明について更に説明すると、本発明の磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク基板用洗浄剤は、いずれもマイクロピットの発生原因であるカソードピットの発生を抑制し、マイクロピットの発生を抑止する。本発明者の知見に基づけば、マイクロピットはＮｉ−Ｐめっきの前処理の各水洗時に生ずる金属間化合物の周囲の凹み「カソードピット」を起点に発生する。即ち、カソードピットのような局所的な凹みの底の部分には、ダブルジンケート処理においてＺｎが析出しづらく、ジンケート皮膜に欠陥が生じ、この欠陥部には、Ｎｉ−Ｐめっき処理においてはＮｉが析出しづらく、Ａｌの溶解が優勢になるという現象が起こる。この結果、Ａｌの溶解で生ずる水素がＮｉ−Ｐめっき皮膜の成長を阻害し、結果的にめっきの厚さ方向に深いマイクロピットが形成されることになる。

即ち、図２に示されるように、Ｎｉ−Ｐめっき処理工程で洗浄に使用する純水中においてアルミニウムの急速な溶解に伴い発生した電子が表面上の金属間化合物に集中し、金属間化合物上で水の還元反応（カソード反応）が優先的に進み、金属間化合物の周囲が強アルカリ化する。両性金属であるアルミニウムはアルカリに溶解し、カソードピットが形成される。

本発明者は、金属間化合物周囲の強アルカリ化に着目し、このアルカリ化を防ぐために、洗浄工程において極微量の硫酸イオンを配合した洗浄剤が有効であることを知見した。即ち、本発明は、硫酸イオンを含む化合物として硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を使用し、かつ硫酸イオン濃度を１〜１００ｐｐｍに規定することにより構成される洗浄剤を使用し、ダブルジンケート処理前の洗浄工程に使用することでアルミニウムのアルカリ化を防ぎ、簡単かつ確実にカソードピットの発生を抑制し、マイクロピットの発生を抑制し、高密度記録化に最適な磁気ディスク用基板の製造方法、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク基板用洗浄剤を提供する。

本発明の磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法は、洗浄剤として硫酸イオンの濃度が最適化されたものを使用するものである。ここで硫酸イオンを含む化合物としては、硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を使用し、かつ硫酸イオン濃度を１〜１００ｐｐｍに規定することにより構成される。以下に、本発明を構成する化合物の限定理由と、濃度の限定理由とを説明する。

硫酸：硫酸は水に溶解して、水素イオンと硫酸イオンとに解離する。硫酸イオンはアルミニウムサブストレートの表面に吸着し、アルミニウムの溶解および水和酸化物皮膜の形成を阻害する。その結果、アルミニウム合金サブストレート内に放出される電子が減少し、金属間化合物に集中する電子が減少するため、金属間化合物上のカソード反応の速度が小さくなるものと思われる。この結果、金属間化合物周囲の強アルカリ化が抑えられ、アルミニウムの溶解を避けることができるため、カソードピットの発生を抑えることができる。硫酸イオン濃度が１ｐｐｍ未満ではアルミニウムの溶解を十分抑えられないため、カソードピット発生の抑制効果が不十分である。一方、１００ｐｐｍを超えるとカソードピット発生の抑制効果が飽和するとともに、アルミニウム合金サブストレートの表面状態が劣化する。従って硫酸イオン濃度を１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍと規定した。更に好ましくは３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである。

硫酸銅：硫酸銅は水に溶解して、銅イオンと硫酸イオンとに解離する。硫酸イオンはアルミニウムサブストレートの表面に吸着し、アルミニウムの溶解および水和酸化物皮膜の形成を阻害する。その結果、アルミニウムサブストレート内に放出される電子が減少し、金属間化合物に集中する電子が減少するため、金属間化合物上のカソード反応の速度が小さくなる。その結果、金属間化合物の周囲の強アルカリ化が抑えられ、アルミニウムの溶解を避けることができるため、カソードピットの発生が抑えられる。硫酸イオン濃度が１ｐｐｍ未満ではアルミニウムの溶解を十分抑えられないため、カソードピット発生の抑制効果が不十分である。一方、１００ｐｐｍを超えるとカソードピット発生の抑制効果が飽和するとともに、アルミニウムサブストレートの表面状態が劣化する。従って硫酸イオン濃度を１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍと規定した。更に好ましくは３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである。

硫酸鉄：硫酸鉄は水に溶解して、鉄イオンと硫酸イオンとに解離する。硫酸イオンはアルミニウム合金サブストレートの表面に吸着し、アルミニウムの溶解および水和酸化物皮膜の形成を阻害する。その結果、アルミニウムサブストレート内に放出される電子が減少し、金属間化合物に集中する電子が減少するため、金属間化合物上のカソード反応の速度が小さくなる。その結果、金属間化合物周囲の強アルカリ化が抑えられ、アルミニウムの溶解を避けることができるため、カソードピットの発生が抑えられる。硫酸イオン濃度が１ｐｐｍ未満ではアルミニウムの溶解を十分抑えられないため、カソードピット発生の抑制効果が不十分である。一方、１００ｐｐｍを超えるとカソードピット発生の抑制効果が飽和するとともに、アルミニウムサブストレートの表面状態が劣化する。従って硫酸イオン濃度を１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍと規定した。更に好ましくは３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである。

その他の化合物：水に溶解して硫酸イオンを発生する化合物として、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等を使用することはできない。原因は明らかでないが、ナトリウムイオンやアンモニウムイオンなどの共存により、金属間化合物周囲の強アルカリ化が抑えられなくなることが一因と推定される。従って、本発明の洗浄剤を構成する化合物は、硫酸、硫酸銅、硫酸鉄に限られる。

本発明の洗浄剤は、純水に上述した硫酸イオンを含む化合物を所定の濃度で配合することが必要であり、公知の方法を採用して製造することができる。ここで、硫酸イオン濃度が少なすぎると、アルミニウムの溶解を十分抑えられないため、カソードピット発生の抑制効果が不十分である。一方、多すぎるとカソードピット発生の抑制効果が飽和するとともに、アルミニウム合金サブストレートの表面状態が劣化する。

本発明の製造方法は、磁気ディスク用アルミニウム基板の製造工程において、純水で行っていた水洗工程に上述した洗浄剤を使用してカソードピットの発生を抑制して行うものである。即ち、磁気ディスク用アルミニウム基板の製造工程に当たる脱脂前、エッチング前、ダブルジンケート処理前の洗浄の少なくとも一工程に上述した本発明の洗浄剤を用いて洗浄することが必要である。ここで洗浄方法は本発明の洗浄剤を使用する以外は公知の洗浄方法と同様で、特に制限されるものではない。製造工程は、例えば、図1に示されるように表面研削後のアルミニウム合金サブストレートに対し、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理、Ｎｉ−Ｐめっき、乾燥・焼鈍・研磨が行われ、各工程の間に洗浄を行うものであるが、本発明においては、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理の前に行う水洗浄工程のうち少なくとも一工程に硫酸イオンを含む洗浄剤を用いることが必要になる。

本発明の洗浄剤は硫酸イオンを含むため、図1に示される工程中、Ｎｉ−Ｐめっきを行った後の洗浄には向かない。この場合は常法に従い、純水等を使用して洗浄を行うことができる。

本発明の洗浄工程は脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理の前に行う水洗浄工程の少なくとも一工程に硫酸イオンを含む洗浄剤を用いれば特に制限されるものではないが、特に洗浄時間が通常最も長い脱脂前の洗浄に適用することがより確実にカソードピット発生を抑制し、マイクロピットの発生を抑止できることから推奨される。また、脱脂前の洗浄とエッチング、ダブルジンケート処理前の洗浄とを組み合わせて行うことで、より確実にカソードピット、マイクロピットの発生が抑止できる。

本発明の製造方法で得られた磁気ディスク用アルミニウムは、公知の方法で磁気ディスクに製造することができ、通常は、めっき面に対して磁性膜を形成することにより得られる。この場合も上述したように、マイクロピットの存在が抑止されているので、高密度記録化に適した優れた磁気ディスクとして好適に採用できる。

以下、本発明の実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。

ＪＩＳ ５０８６相当のアルミニウム合金板より打ち抜き、表面研削して、直径８５ｍｍφ、厚さ１．０ｍｍのアルミニウム合金サブストレートを作製した。

前記アルミニウム合金サブストレートに対し、表１に示す各成分を含有した洗浄水に３０ｍｉｎ浸漬した。その後、水洗、乾燥した。ＳＥＭを用い倍率１０００倍にて、アルミニウム合金サブストレート表面の任意１０箇所を観察し反射電子像を得た。この全１０箇所の視野のうち、直径１μｍφ以上のＡｌ−Ｆｅ系の金属化合物の総数を測定した。そのうち周囲にカソードピットが発生したＡｌ−Ｆｅ系の金属化合物の数を測定し、カソードピットの発生割合を算出した。すなわち、カソードピットの発生割合＝（周囲にカソードピットが発生したＡｌ−Ｆｅ系の金属化合物の数）÷（直径１μｍφ以上のＡｌ−Ｆｅ系の金属化合物の総数）とした。
また、上記とあわせて表面の凹凸を観察し表面状態を「表面荒れ」の項目として評価した。純水への浸漬時の表面を基準とし、これと差がない場合を◎、わずかに劣る場合を○、やや劣る場合を△、劣る場合を×とした。これら結果を表1に示す。

本発明例１〜６は、洗浄剤に硫酸が規定量含まれているので、カソードピットの発生割合が２０％未満であり、表面状態も良好であった。

本発明例７〜９は、洗浄剤に硫酸銅が規定量含まれているので、カソードピットの発生割合が２０％未満であり、表面状態も良好であった。

本発明例１０〜１２は、洗浄剤に硫酸鉄が規定量含まれているので、カソードピットの発生割合が２０％未満であり、表面状態も良好であった。

比較例１３〜１５は、洗浄剤に含まれる硫酸が少なすぎ、カソードピット発生の抑制効果が不十分なため、カソードピットの発生割合が６０％以上と高かった。

比較例１６は、洗浄剤に含まれる硫酸が多すぎ、カソードピットの発生割合が２０％未満であるものの、表面状態が劣っていた。

比較例１７〜１９は、洗浄剤にナトリウムイオンが含まれるため、カソードピット発生の抑制効果が発揮されず、カソードピットの発生割合が６０％以上と高かった。

比較例２０〜２２は、洗浄剤にアンモニウムイオンが含まれるため、カソードピット発生の抑制効果が発揮されず、カソードピットの発生割合が６０％以上と高かった。

比較例２３〜２５は、洗浄剤に硫酸イオンが含まれず、かつナトリウムイオンが含まれるため、カソードピット発生の抑制効果が発揮されず、カソードピットの発生割合が６０％以上と高かった。

１・・・金属間化合物（Ａｌ−Ｆｅ系）
２・・・カソードピット
３・・・アルミニウム合金サブストレート表面

Claims (2)

1. 脱脂、エッチング、ジンケート処理、Ｎｉ−Ｐめっき、乾燥・焼鈍・研磨工程を含む磁気ディスク用基板の製造方法であって、脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理のうち少なくとも一工程の前に硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を含み、硫酸イオン濃度が１〜１００ｐｐｍである洗浄剤で磁気ディスク用基板を洗浄することを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
2. 脱脂、エッチング、ダブルジンケート処理のうち少なくとも一工程の前に用いる洗浄剤であって、硫酸、硫酸銅、硫酸鉄の少なくとも一種を含み、硫酸イオン濃度が１〜１００ｐｐｍであることを特徴とする磁気ディスク基板用洗浄剤。