JP6803228B2 - 磁気記録媒体用基板およびハードディスクドライブ - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体用基板およびハードディスクドライブに関する。
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憶容量を高める必要性が生じている。例えば、規格化されたハードディスクドライブ一台当たりの記憶容量を高めるため、磁気記録媒体一枚当たりの記憶容量を高める試みや、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試みが行われている。
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、ガラス基板に比べ靱性が高く、製造が容易である特徴を有し、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インチの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。
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に、磁気記録媒体用基板を薄板化した場合、アルミニウム合金基板は、ガラス基板に比べ、フラッタリングが生じやすい。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における安定した読み取りが困難になる。
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インチの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することで、磁気記録媒体のフラッタリングを抑制し、これにより、アルミニウム合金基板を薄板化し、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行われている。
一方、磁気記録媒体一枚当たりの記憶容量を高めることができる、具体的には、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２クラスの面記録密度を実現することができる次世代記録媒体として、アシスト記録媒体が注目されている。アシスト記録媒体は、近接場光、マイクロ波等を磁気記録媒体に照射して表面を局所的にアシストし、磁気記録媒体の保磁力を低下させて書き込みが行われる。
アシスト記録媒体は、磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金や、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられるが、磁性層を形成するためには、基板温度を４００℃以上まで高める必要がある。
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る。先ず、厚さ２ｍｍ以下程度のアルミニウム合金板をドーナツ状に打ち抜いて所望の寸法にする。次に、打ち抜かれたアルミニウム合金板に対して、内外径の面取り加工、データ面の旋削加工を施した後、旋盤加工後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。その後、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めっき被膜を形成する。次に、ＮｉＰ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）に対して、研磨加工を施して磁気記録媒体用基板とする。
また、特許文献２には、Ｗを重量比で１〜２０％含む無電解Ｎｉめっき膜が形成されている磁気記録媒体用基板が記載されている。
本発明は、このような従来の事情に鑑み、規格化されたハードディスクドライブケースに納める磁気記録媒体の枚数を増やす、すなわち、薄板化してもフラッタリングを抑制することを可能とし、機械加工性に優れた磁気記録媒体用基板を提供することを目的とする。
また、本発明は、アシスト記録媒体に適用することが可能とする、すなわち、耐熱性が高い磁気記録媒体用基板を提供することを目的とする。
（１）アルミニウム合金基板の表面にＮｉＷＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、前記ＮｉＷＰ系めっき被膜は、実質的にＮｉ、Ｗ、ＰおよびＰｂのみからなり、Ｗを１５〜２２質量％の範囲内、Ｐを３〜１０質量％の範囲内、Ｐｂを０．０３〜０．０８質量％の範囲内で含み、厚さが５μｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
（２）前記アルミニウム合金基板は、Ｍｇを２〜７質量％の範囲内、Ｃｒを０．０２〜０．３質量％の範囲内で含むことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体用基板。
（３）磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられている磁気記録媒体用の基板であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体用基板。
（４）外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上であることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板。
（５）３．５インチのハードディスクドライブであって、（３）または（４）に記載の磁気記録媒体用基板が６枚以上用いられていることを特徴とするハードディスクドライブ。
（２）前記アルミニウム合金基板は、Ｍｇを２〜７質量％の範囲内、Ｃｒを０．０２〜０．３質量％の範囲内で含むことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体用基板。
（３）磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられている磁気記録媒体用の基板であることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体用基板。
（４）外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下であり、ヤング率が７９ＧＰａ以上であることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板。
（５）３．５インチのハードディスクドライブであって、（３）または（４）に記載の磁気記録媒体用基板が６枚以上用いられていることを特徴とするハードディスクドライブ。
本発明によれば、薄板化してもフラッタリングを抑制することを可能とし、機械加工性に優れた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、耐熱性が高い磁気記録媒体用基板を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体用基板およびハードディスクドライブについて詳細に説明する。
本実施形態における磁気記録媒体用基板は、中心に開口部を有する円盤状のアルミニウム合金基板の表面にＮｉＷＰ系めっき被膜が形成されている。そして、本実施形態における磁気記録媒体用基板のＮｉＷＰ系めっき被膜上に、磁性層、保護層、潤滑膜等を順次積層することにより、本実施形態における磁気記録媒体を製造することができる。また、本実施形態におけるハードディスクドライブは、本実施形態における磁気記録媒体の中心部をスピンドルモータの回転軸に取り付けて、スピンドルモータにより回転駆動される磁気記録媒体の面上を磁気ヘッドが浮上走行しながら、磁気記録媒体に対して情報の書き込み又は読み出しを行う。
本実施形態におけるＮｉＷＰ系めっき被膜は、Ｗを１５〜２２質量％の範囲内、Ｐを３〜１０質量％の範囲内、Ｐｂを０．０３〜０．０８質量％の範囲内、で含む。ＮｉＷＰ系めっき被膜のＷの含有量が１５質量％未満であると、磁気記録媒体用基板の耐熱性が低下すると共に、ヤング率が低下し、薄板化すると、フラッタリングが大きくなる。一方、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＷの含有量が２２質量％を超えると、ＮｉＷＰ系めっき被膜のアモルファス化が阻害され、機械加工性が低下する。また、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＰの含有量が３質量％未満であると、ＮｉＷＰ系めっき被膜のアモルファス化が阻害され、機械加工性が低下し、１０質量％を超えると、ＮｉＷＰ系めっき被膜の耐熱性が低下する。さらに、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＰｂの含有量が０．０３質量％未満である場合、または、０．０８質量％を超える場合は、ＮｉＷＰ系めっき被膜のアモルファス化が阻害され、機械加工性が低下する。
磁気記録媒体用基板のめっき被膜には、通常、ＮｉＰ系めっき被膜が用いられる。しかしながら、ＮｉＰ系めっき被膜は、耐熱性が低いため、アシスト記録媒体用基板に適用するのは困難であった。すなわち、アシスト記録媒体の磁性層には、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金や、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられるが、これらの磁性層を形成するためには、基板温度を４００℃以上まで高める必要がある。このような温度では、ＮｉＰ系めっき被膜の結晶化が進行し、結晶化に伴う体積の減少により、ＮｉＰ系めっき被膜にくぼみが生じ、また、ＮｉＰ系めっき被膜が磁性化する場合があった。
本実施形態におけるＮｉＷＰ系めっき被膜は、Ｗの含有量が１５質量％以上であるため、耐熱性が高まり、基板温度を４００℃以上まで高めても結晶化が進行しない。このため、ＮｉＷＰ系めっき被膜にくぼみが生じにくくなり、また、ＮｉＷＰ系めっき被膜が磁性化しにくくなる。
一方で、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＷの含有量が１５質量％以上であると、Ｐの含有量が低下し、ＮｉＷＰ系めっき被膜のアモルファス化が阻害される場合がある。そのため、本実施形態におけるＮｉＷＰ系めっき被膜では、Ｐｂの含有量を０．０３〜０．０８質量％の範囲内とすることで、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＷの含有量が１５質量％以上である場合でも、ＮｉＷＰ系めっき被膜のアモルファス化を促進することができる。そのため、ＮｉＷＰ系めっき被膜中の欠陥が低下し、高品位の磁気記録媒体用基板を提供することが可能となる。
ＮｉＷＰ系めっき被膜は、従来から使用されているＮｉＷＰ系めっきと同様の方法を用いて形成することができる。例えば、ＮｉＰめっき液にＷ塩、Ｐｂ塩を添加させためっき液を用いることができる。
Ｗ塩としては、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。
Ｐｂ塩としては、酢酸鉛、塩化鉛、酸化鉛等を用いることができる。
めっきは、無電解めっきにより行うのが好ましい。
めっき層の厚さは、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、めっき浴のｐＨを５．０〜８．６とし、めっき浴の温度を７０〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃とし、浸漬時間を９０〜１５０分間とするのが好ましい。
本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｍｇを好ましくは２〜７質量％の範囲内、さらに好ましくは３．５〜３．５質量％の範囲内、Ｃｒを好ましくは０．０２〜０．３質量％の範囲内、さらに好ましくは０．０５〜０．２５質量％の範囲内で含む。
そして、本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、Ｍｇ、Ｃｒの添加元素の他に、適宜加える添加元素、不可避不純物、残部Ａｌによって構成される。
本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、高剛性であり、また、アルミニウム合金を構成する結晶粒は、平均粒径が２μｍ以下であり、微細である。また、本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、本実施形態におけるＮｉＷＰ系めっき被膜を均一に形成することができる。さらに、本実施形態におけるアルミニウム合金は、機械加工性が高いため、磁気記録媒体用基板を廉価で提供することを可能とする。
以下、各添加元素について詳細に説明する。
Ｍｇは、アルミニウム合金マトリックスに固溶されるとともに、他の添加元素であるＣｒと結合し、析出物としてマトリックス中に分散し、ヤング率等の機械的特性を向上させ、他の固溶型元素との相乗効果により合金の切削性を一層向上させる。アルミニウム合金基板のＭｇの含有量が２質量％以上であることにより、上記の効果が向上し、７質量％以下であることにより、アルミニウム合金溶湯の酸化が抑制され、また、塑性加工性も向上する。また、アルミニウム合金基板のＣｒの含有量が０．０２質量％以上であることにより、上記の効果が向上し、０．３質量％以下であることにより、結晶粒の粗大化が抑制される。
適宜加える添加元素としては、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｖ、Ｎａ、Ｃａ、Ｓｒ等が挙げられる。
このとき、適宜加える各添加元素の添加量は、好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下、さらに好ましくは０．１質量％以下とする。また、適宜加える添加元素の添加量の総量は、好ましくは４質量％以下とする。適宜加える各添加元素の添加量が１質量％以下であると共に、適宜加える添加元素の添加量の総量が４質量％以下であることにより、必須の添加元素であるＭｇ、Ｃｒの添加効果が向上する。
適宜加える添加元素の添加効果としては、５０００系のアルミニウム−マグネシウム合金で一般的に知られているように、鋳造性（流動性、引け特性、耐熱間割れ性）の改善、機械的性質の向上、機械加工性（切削性）の向上、結晶粒の微細化がある。
本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、公知の方法で製造することができる。例えば、成分の分量を調整したアルミニウム合金材料を加熱溶融し、鋳造した後、圧延し、加熱焼鈍し、さらに、規定の寸法の中心に開口部を有する円盤状の基板に加工する。
前述のように、本実施形態におけるアルミニウム合金基板は、規格化されたハードディスクドライブケースに納める磁気記録媒体の枚数を増やす目的で使用されるものであるから、規格化されたハードディスクドライブケース、すなわち、２．５インチのハードディスクドライブケース、３．５インチのハードディスクドライブケース等に収納できることが好ましい。そして、２．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径が６７ｍｍ程度の基板が用いられ、３．５インチのハードディスクドライブでは、最大直径が９７ｍｍ程度の基板が用いられるため、本実施形態におけるアルミニウム合金基板の外径は、好ましくは５３ｍｍ以上とする。
本実施形態におけるＮｉＷＰ系めっき被膜の厚さは、５μｍ以上とし、好ましく１０μｍ以上とする。ＮｉＷＰ系めっき被膜の厚さが５μｍ以上であることにより、ＮｉＷＰ系めっき被膜の硬度が高くなり、磁気記録媒体用基板のヤング率を７９ＧＰａ以上にすることができ、その結果、磁気記録媒体用基板を薄板化しても、フラッタリングを抑制することが可能となる。
本実施形態においては、めっき後のアルミニウム合金基板に加熱処理を施すのが好ましい。これにより、ＮｉＷＰ系めっき被膜の硬度がさらに高くなり、磁気記録媒体用基板のヤング率をさらに高くすることができる。この場合、加熱処理温度を３００℃以上とするのが特に好ましい。
本実施形態における磁気記録媒体用基板の製造方法では、アルミニウム合金基板にめっきを施した後に、めっきが施されたアルミニウム合金基板の表面に対して研磨加工を施すのが好ましい。
また、本実施形態においては、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、めっきが施されたアルミニウム合金基板の表面を研磨する工程として、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粗研磨する粗研磨工程と、粗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１に、研磨盤の一例を示す。
研磨盤１０は、上下一対の定盤１１、１２を備え、互いに逆向きに回転する定盤１１、１２の間で複数枚の基板Ｗを挟み込みながら、定盤１１、１２に設けられた研磨パッド１３により基板Ｗの両面を研磨する。
本実施形態における磁気記録媒体用基板は、磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられている磁気記録媒体用の基板、例えば、アシスト記録媒体用基板とするのが好ましい。
このようなアシスト記録媒体は、公知の方法で製造することができる。例えば、まず、本実施形態における磁気記録媒体用基板上に、第１の下地層として、厚さ５０ｎｍのＣｏ−５０ａｔ％Ｔｉ｛Ｔｉの含有量５０ａｔ％、残部Ｃｏ｝膜を形成した後、２００℃に加熱する。次に、第２の下地層として、厚さ５ｎｍのＮｉＯ膜を形成した後、５２０℃に加熱する。次に、磁性層として、厚さ１２ｎｍの（Ｆｅ−４５ａｔ％Ｐｔ−５ａｔ％Ａｇ）−８ｍｏｌ％ＳｉＯ２−４ｍｏｌ％Ｃｒ２Ｏ３｛ＳｉＯ２の含有量８ｍｏｌ％、Ｃｒ２Ｏ３の含有量４ｍｏｌ％、残部（Ｐｔの含有量４５ａｔ％、Ａｇの含有量５ａｔ％、残部Ｆｅの合金）｝膜を形成した後、保護層として、厚さ３ｎｍのＤＬＣ膜を形成する。
また、このようなアシスト記録媒体が用いられているハードディスクドライブは、アシスト記録媒体の中心部をスピンドルモータの回転軸に取り付けて、スピンドルモータにより回転駆動されるアシスト記録媒体の面上を磁気ヘッドが浮上走行しながら、アシスト記録媒体に対して情報の書き込み又は読み出しを行う。
一般に、ハードディスクドライブでは、磁気記録媒体を５０００ｒｐｍ以上で高速回転させるため、磁気記録媒体の機械的特性が低いと、フラッタリングが大きくなり、ハードディスクドライブにおける安定した読み取りが困難になる。
本願の発明者は、磁気記録媒体のフラッタリングと磁気記録媒体用基板のヤング率には密接な関係があり、磁気記録媒体用基板のヤング率を高めることで、フラッタリングを抑制できることを見出した。そして、本願の発明者は、磁気記録媒体用基板のヤング率を７９ＧＰａ以上とすることで、外径が５３ｍｍ以上であり、厚さが０．９ｍｍ以下である磁気記録媒体用基板を製造することが可能となることを見出した。
図２に、本実施形態におけるハードディスクドライブの一例を示す。
ハードディスクドライブ１０１は、磁気記録媒体１１１と、磁気記録媒体１１１を記録方向に駆動する媒体駆動部１２３と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド１２４と、磁気ヘッド１２４を磁気記録媒体１１１に対して相対移動させるヘッド移動部１２６と、磁気ヘッド１２４からの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部１２８とを具備する。
本実施形態における磁気記録媒体用基板は、ヤング率が高く、フラッタリングが抑制されるため、薄板化が可能であり、規格化されたハードディスクドライブケースの内部に納められる磁気記録媒体１１１の枚数を増やすことにより、高記録容量のハードディスクドライブ１０１を提供することを可能とする。
また、本実施形態における磁気記録媒体用基板は、大気中でのフラッタリングが抑えられるため、ハードディスクドライブケースの内部にヘリウムガス等の低分子量のガスを封入する必要がなくなり、高記録容量のハードディスクドライブ１０１の製造コストを低減することができる。
ハードディスクドライブ１０１は、特に、高記録容量の３．５インチのハードディスクドライブに適用するのが好ましい。
３．５インチのハードディスクドライブには、通常、厚さ１．２７ｍｍのアルミニウム合金基板が用いられている磁気記録媒体が最大で５枚収納されている。
これに対し、本実施形態における磁気記録媒体用基板は、厚さを０．９ｍｍ以下とすることができるため、磁気記録媒体を６枚以上収納することが可能となる。
以下、実施例、比較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の製造）
Ａｌ−Ｍｇ４−Ｍｎ０．５−Ｃｒ０．１−Ｓｉ０．２−Ｆｅ０．３−Ｚｎ０．２｛Ｍｇの含有量４質量％、Ｍｎの含有量０．５質量％、Ｃｒの含有量０．１質量％、Ｓｉの含有量０．２質量％、Ｆｅの含有量０．３質量％、Ｚｎの含有量０．２質量％、残部Ａｌ｝となるように成分の分量を調整したアルミニウム合金材料としての、鋳塊をダイレクトチル鋳造により製造した。なお、鋳造速度は８０ｍｍ／分とした。次に、鋳塊を５２０℃で１０時間保持して均質化処理した後、圧延して厚さ１．２ｍｍの板材とした。次に、板材を中央に開口部を有する外径９７ｍｍの円盤状に打ち抜いた後、表面、端面をダイヤモンドバイトにより旋削加工し、外径９６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金基板を作製した。
Ａｌ−Ｍｇ４−Ｍｎ０．５−Ｃｒ０．１−Ｓｉ０．２−Ｆｅ０．３−Ｚｎ０．２｛Ｍｇの含有量４質量％、Ｍｎの含有量０．５質量％、Ｃｒの含有量０．１質量％、Ｓｉの含有量０．２質量％、Ｆｅの含有量０．３質量％、Ｚｎの含有量０．２質量％、残部Ａｌ｝となるように成分の分量を調整したアルミニウム合金材料としての、鋳塊をダイレクトチル鋳造により製造した。なお、鋳造速度は８０ｍｍ／分とした。次に、鋳塊を５２０℃で１０時間保持して均質化処理した後、圧延して厚さ１．２ｍｍの板材とした。次に、板材を中央に開口部を有する外径９７ｍｍの円盤状に打ち抜いた後、表面、端面をダイヤモンドバイトにより旋削加工し、外径９６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム合金基板を作製した。
［実施例１］
（無電解めっき膜の形成）
アルミニウム合金基板の表面にＮｉＷＰ系めっき被膜として、厚さ１０μｍのＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０５｛Ｗの含有量１９質量％、Ｐの含有量４質量％、Ｐｂの含有量０．０５質量％、残部Ｎｉ｝膜を形成した。
（無電解めっき膜の形成）
アルミニウム合金基板の表面にＮｉＷＰ系めっき被膜として、厚さ１０μｍのＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０５｛Ｗの含有量１９質量％、Ｐの含有量４質量％、Ｐｂの含有量０．０５質量％、残部Ｎｉ｝膜を形成した。
めっき液には、硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酢酸鉛を使用し、これにクエン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウムを適宜加えて、上記組成のＮｉＷＰ系めっき被膜が得られるように、成分の分量を調整した。このとき、めっき液のｐＨを６、めっき温度を９０℃、めっき時間を２時間とした。また、めっき後の基板加熱条件を４００℃で３分間とした。
（研磨加工）
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、ＮｉＷＰ系めっき被膜が形成された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、研磨時間は、各段５分間とした。
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、ＮｉＷＰ系めっき被膜が形成された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、研磨時間は、各段５分間とした。
［実施例２］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ２２−Ｐ３−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ２２−Ｐ３−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［実施例３］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１７−Ｐ６−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１７−Ｐ６−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［実施例４］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１５−Ｐ８−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１５−Ｐ８−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［実施例５］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０３に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０３に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［実施例６］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０８に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０８に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例１］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０２に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０２に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例２］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０１に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４−Ｐｂ０．０１に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例３］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４｛Ｗの含有量１９質量％、Ｐの含有量４質量％、残部Ｎｉ｝に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１９−Ｐ４｛Ｗの含有量１９質量％、Ｐの含有量４質量％、残部Ｎｉ｝に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例４］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１４−Ｐ９−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１４−Ｐ９−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例５］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１３−Ｐ１０−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｗ１３−Ｐ１０−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例６］
ＮｉＷＰ系めっき被膜の代わりに、ＮｉＰ系めっき被膜として、Ｎｉ−Ｐ２４｛Ｐの含有量２４質量％、残部Ｎｉ｝膜を形成した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。このとき、めっき後の基板加熱温度を３００℃に変更した。
ＮｉＷＰ系めっき被膜の代わりに、ＮｉＰ系めっき被膜として、Ｎｉ−Ｐ２４｛Ｐの含有量２４質量％、残部Ｎｉ｝膜を形成した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。このとき、めっき後の基板加熱温度を３００℃に変更した。
［比較例７］
ＮｉＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｐ１０−Ｐｂ０．０５｛Ｐの含有量１０質量％、Ｐｂの含有量０．０５質量％、残部Ｎｉ｝に変更した以外は、比較例６と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｐ１０−Ｐｂ０．０５｛Ｐの含有量１０質量％、Ｐｂの含有量０．０５質量％、残部Ｎｉ｝に変更した以外は、比較例６と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
［比較例８］
ＮｉＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｐ１２−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、比較例６と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
ＮｉＰ系めっき被膜の組成をＮｉ−Ｐ１２−Ｐｂ０．０５に変更した以外は、比較例６と同様にして、磁気記録媒体用基板を作製した。
次に、磁気記録媒体用基板のヤング率を測定した。
（ヤング率）
ヤング率測定装置ＡＲＣ−Ｙ２型（アグネ社製）を用いて、共振法により磁気記録媒体用基板のヤング率を測定した。
ヤング率測定装置ＡＲＣ−Ｙ２型（アグネ社製）を用いて、共振法により磁気記録媒体用基板のヤング率を測定した。
表１に、磁気記録媒体用基板の特性を示す。
次に、磁気記録媒体用基板の機械加工性（平坦性）、フラッタリング、耐熱性（基板のそり、くぼみの深さ、面積密度）を評価した。
（平坦性）
磁気記録媒体用基板の表面を１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、平坦性を評価した。なお、平坦性が優れている場合を◎、使用することが可能な範囲である場合を○、劣っている場合を×として、判定した。
磁気記録媒体用基板の表面を１０００倍の微分干渉型光学顕微鏡で観察し、平坦性を評価した。なお、平坦性が優れている場合を◎、使用することが可能な範囲である場合を○、劣っている場合を×として、判定した。
なお、平坦性の判定が×の基板であっても、研磨加工の段数を増やし、また、砥粒の粒径を細かくすることで、平坦性を高めることが可能である。ただし、その場合は、基板の生産性が低下することとなる。
（フラッタリング）
磁気記録媒体用基板を１００００ｒｐｍで回転させ、磁気記録媒体用基板の最外周面で生じるフラッタリングを、Ｈｅ−Ｎｅレーザー変位計を用いて測定した。
磁気記録媒体用基板を１００００ｒｐｍで回転させ、磁気記録媒体用基板の最外周面で生じるフラッタリングを、Ｈｅ−Ｎｅレーザー変位計を用いて測定した。
（基板のそり）
磁気記録媒体用基板を、真空度１×１０−５Ｐａの雰囲気下、４５０℃で２分間加熱した後の基板のそりを測定した。具体的には、定盤の上に基板を載置した後、光干渉式の非接触型変位測定装置を用いて、定盤の表面から基板の最も高い位置までの距離を測定し、その値から基板の厚さを差し引くことで、基板のそりを測定した。
磁気記録媒体用基板を、真空度１×１０−５Ｐａの雰囲気下、４５０℃で２分間加熱した後の基板のそりを測定した。具体的には、定盤の上に基板を載置した後、光干渉式の非接触型変位測定装置を用いて、定盤の表面から基板の最も高い位置までの距離を測定し、その値から基板の厚さを差し引くことで、基板のそりを測定した。
（くぼみの深さ、面積密度）
磁気記録媒体用基板を、大気中、４００℃で２時間加熱した後に基板の表面に生じるくぼみの深さ（平均値）、面積密度を、レーザー式のウェーハ欠陥検査装置を用いて測定した。本装置は、回転している基板にレーザー光線を当て、半径方向に相対移動することによって、基板の全面をレーザービームで走査し、その反射光からくぼみの深さを測定する。このとき、深さが５ｎｍ以上のものを、くぼみとして、カウントした。
磁気記録媒体用基板を、大気中、４００℃で２時間加熱した後に基板の表面に生じるくぼみの深さ（平均値）、面積密度を、レーザー式のウェーハ欠陥検査装置を用いて測定した。本装置は、回転している基板にレーザー光線を当て、半径方向に相対移動することによって、基板の全面をレーザービームで走査し、その反射光からくぼみの深さを測定する。このとき、深さが５ｎｍ以上のものを、くぼみとして、カウントした。
なお、基板の表面に生じるくぼみは、めっき被膜の結晶化に伴う体積の減少によるものである。
図３に、加熱後の比較例７の磁気記録媒体用基板の表面の微分干渉型光学顕微鏡写真を示す。
図３から、ＮｉＰ系めっき被膜では、４００℃で２時間加熱することにより結晶化が進行し、ＮｉＰ系めっき被膜の表面に、結晶化に伴う体積の減少によるくぼみが生じることがわかる。
図４に、加熱後の実施例１の磁気記録媒体用基板の表面の微分干渉型光学顕微鏡写真を示す。
図４から、ＮｉＷＰ系めっき被膜では、４００℃で２時間加熱しても、表面の平滑性が維持されていることがわかる。
表２に、磁気記録媒体用基板の機械加工性（平坦性）、フラッタリング、耐熱性（基板のそり、くぼみの深さ、面積密度）の評価結果を示す。
表２から、実施例１〜６の磁気記録媒体用基板は、薄板化されているにも関わらず、フラッタリングが小さく、機械加工性に優れ、耐熱性が高いことがわかる。
これに対して、比較例１〜３の磁気記録媒体用基板は、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＰｂの含有量が０〜０．０２質量％であるため、機械加工性が低下する。
また、比較例４、５の磁気記録媒体用基板は、ＮｉＷＰ系めっき被膜のＷの含有量が１３〜１４質量％であるため、耐熱性が低下することに加え、ヤング率が小さくなり、フラッタリングが大きくなる。
さらに、比較例６〜８の磁気記録媒体用基板は、ＮｉＰ系めっき被膜が形成されているため、耐熱性が低下することに加え、ヤング率が小さくなり、フラッタリングが大きくなる。
１０ 研磨盤
１１ 定盤
１２ 定盤
１３ 研磨パッド
Ｗ 基板
１０１ ハードディスクドライブ
１１１ 磁気記録媒体
１２３ 媒体駆動部
１２４ 磁気ヘッド
１２６ ヘッド移動部
１２８ 記録再生信号処理部
１１ 定盤
１２ 定盤
１３ 研磨パッド
Ｗ 基板
１０１ ハードディスクドライブ
１１１ 磁気記録媒体
１２３ 媒体駆動部
１２４ 磁気ヘッド
１２６ ヘッド移動部
１２８ 記録再生信号処理部
Claims (5)
- アルミニウム合金基板の表面にＮｉＷＰ系めっき被膜が形成されている磁気記録媒体用基板であって、
前記ＮｉＷＰ系めっき被膜は、実質的にＮｉ、Ｗ、ＰおよびＰｂのみからなり、Ｗを１５〜２２質量％の範囲内、Ｐを３〜１０質量％の範囲内、Ｐｂを０．０３〜０．０８質量％の範囲内で含み、厚さが５μｍ以上であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。 - 前記アルミニウム合金基板は、Ｍｇを２〜７質量％の範囲内、Ｃｒを０．０２〜０．３質量％の範囲内で含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
- 磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金、または、Ｌ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ合金が用いられている磁気記録媒体用の基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体用基板。
- 外径が５３ｍｍ以上であり、
厚さが０．９ｍｍ以下であり、
ヤング率が７９ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板。 - ３．５インチのハードディスクドライブであって、
請求項３または４に記載の磁気記録媒体用基板が６枚以上用いられていることを特徴とするハードディスクドライブ。
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