JPH01155515A

JPH01155515A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH01155515A
Application number: JP31209887A
Authority: JP
Inventors: Seiji Takeuchi; 瀞士武内; Kenichi Gomi; 五味　憲一; Shoichi Sawahata; 沢畠　昇一; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Akio Honchi; 章夫本地; Hiroshi Miyadera; 博宮寺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1989-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気ディスクに関し、さらに詳しくは、無電
解めっきによるＮｉ−Ｐ膜等の下地層を有する連続媒体
磁気ディスクに関する。

〔従来の技術〕

連続媒体磁気ディスクに用いられるアルミニウム合金基
板は、強度向上のため連続媒体の下地層としてＮｉ−Ｐ
膜下地層を形成するが基板自体の化学的活性が強く酸化
され易いため通常の前処理やめっき法では密着性の良い
めっきが難しい。そのためアルミニウム合金基板の活性
化前処理が重要であり、そのための方法がアルドピア（
１）、’８７に記載されている。しかしながら、活性化
前処理は、めっきの密着性を改善するためになされるも
ので、この活性化前処理と欠陥の対応については論じら
れていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来行われてきた、磁気ディスクの製造における無電解
Ｎｉ−Ｐめっきの概要と問題点について以下に記す。

Ｎｉ−Ｐ膜下地層に要求される特性は、（１）耐熱非磁
性があること、（２）信号エラーとなる膜面の欠陥発生
率が少ないこと、（３）基板と下地層および上層部との
密着力が強いことである。

（１）については、Ｎｉ−Ｐの共晶点組成比以上のＰ含
量になる条件にてアモルファス状にめっき膜を形成させ
ることによって実用的レベルに達する。（３）の基板と
下地層の密着力については、第１図に示したようにアル
ミニウム合金基板の活性化前処理等の工夫により改善が
なされている。しがしながら、下地層と上層部の密着力
については、正確な評価がなされていないのが現状であ
る。一方膜面の欠陥については、本発明の主眼となる点
なので以下に欠陥発生の現状について述べる。めっき膜
の欠陥の形状は、大別して凹部と凸部が観察され、欠陥
部の分析等の総合的判断から欠陥発生要因として以下の
事が一般的にいわれている。

（１）めっきに用いる基板のキズによるもの。

（２）塵埃やめっき液からの微粒子によるもの。

（３）　　（２）の脱落によるもの。

（４）　　Ｎ　ｉ　−Ｐ膜析出時の副反応で生成する水
素ガスの付着によるもの。

（５）　　めっき反応の異常によるもの。

（１）〜（４）については、めっきプロセスの管理を厳
しくすることにより、相当の効果が期待できる。

−・方（５）については、アルミニウム基板の活性化前
処理やめっき浴組成によって欠陥との係わりがどのよう
になっているか明確でな（対応がついていない。

本発明者らは凸状欠陥すなわちノジュールの発生がめつ
き反応の異常にあると推定し、基板の活性化前処理と、
めっき条件について詳細な検討を行った。ＡＩ基板の活
性化前処理として、これまで種々検討されているが、代
表例としてさきに延べたような、第１図に示すダブルジ
ンケート法がある。

第２図ビ）には、Ａ１基板をダブルジンケート法で前処
理を行った後、標準のＮｉ−Ｐめっき法で得られためっ
き膜断面のＸ線マイクロアナライザー（ＸＭＡ）による
線分析の結果を示した。図中横軸は、Ａ１基板の表面を
０とし正の値は膜の厚さ方向を示し、縦軸は各元素のＸ
線強度を示す。第２図１．２゜３．４はＰ＋　Ｎｉ、　
Ｚｎおよびｐｂであることを示す。

膜厚方向へのＮｉとＰの元素の均一な濃度分布は当然の
ことながら、ｐｂ及びＺｎも微量ながらほぼ均一に取り
込まれている。ｐｂの存在は、めっき浴の安定化剤とし
て１　ｐｐｍ程度のｐｂ”が意図的に添加されているこ
とからこれが膜中に取り込まれたと考えられる。またＺ
ｎの存在は、ＡＩ基板のジンケート前処理によって基板
へ置換したＺｎがめつき液中にて溶解・析出するためと
考えられる。上述の条件で得られためっき膜表面の光学
顕微鏡写真を第２図（ロ）に示すが、ノジュールとみら
れる突起が多数観察される。以上のように、めっき膜を
形成するにおいて、めっき浴中に添加した成分以外例え
ば、基板活性化前処理等で基板から持ち込まれた金属が
膜中に取り込まれることは、このことによるめっき反応
の異常或いはめっき膜の物理・化学的性質に何らかの影
響を及ぼしていると考えられるのでその状況を十分把握
しておかねばならない。

本発明者らは、ＡＩ基板のジンケート処理で析出したＺ
ｎがめっきの反応中にどのような挙動を示すかについて
検討するため、めっき液に意図的にＺｎ”を添加して調
べた。

第３図には、Ｎｉ−Ｐ標準めっき液にＺｎ”を２０．５
０及び１１００ｐｐ添加したものを用いて９０°Ｃでめ
っきしたときのＮｉ−Ｐの析出速度５を示す。図より明
らかなごとく、Ｚｎ”＋添加量の増大とともにＮｉ−Ｐ
の析出速度は遅くなる。しかしながら、Ｚｎ”無添加の
めっき膜表面に比し、１００１００ｐｐ”添加において
も、めっき膜表面のノジュール数及びノジュール径とも
大きな違いはなく、液中のＺｎ”はノジュール発生に対
し大きな影響を与えていないことがわかった。なお、図
３の実験において、めっき膜の表面の電位は、めっき初
期から終了まで一〇、６６ＶｖｓＳＣＥとほぼ一定の値
を示した。

そこで、本発明者らは、めっき液中に添加したＺｎ”と
ジンタート処理によって析出したＺｎとでは、めっき反
応に対する挙動が異なると考え、両者の差違を明確にす
るため以下の実験を行った。

第４図には、第１図に示したＡＩ基板のジンケート処理
において、めっき直前の表面調整すなわちＮａＨＣＯ＋
溶液による処理時間を変化させたものについてのＮｉ−
Ｐの析出速度を測定した結果を示した。

なお、Ｎａ１ｌＣＯ３溶液濃度は、３ｗｔ％であり、図
中７は標準浸漬時間を示している。標準浸漬時間に対し
、浸漬時間が長くなるとＮｉ−Ｐの析出速度は低下し、
３分浸漬では均質な膜面が得られず、部分的なめっきし
かできなくなる。しかしめっきされた部分の表面観察を
行ってみるとノジュール数は少なく、発生するノジュー
ル径も小さいことが判明した。

ＡＩ基板の前処理工程のＮａＨＣＯ，浸漬時間によって
Ｎｉ−Ｐ析出速度が異なり且つめっきされた部分の膜面
がなぜ均質になるかを知るため、以下の実験を行った。

ＡＩ基板の前処理工程において、ＮａＨＣＯ，溶液浸漬
時間を変化させたものについて、ＡＩ基板上に析出した
Ｚｎの残存量を分析した。その結果を第５図９に示した
。浸漬時間が長（なるにつれ、＾ｌ基板に残存するＺｎ
量も少なくなる。このことは、＾ｌ基板を活性化処理し
て析出させたＺｎが、ＮａＨＣＯｉ溶液中に溶解したか
脱落したためと考えられ、めっきされた部分は、薄いＺ
ｎの活性化層が残り、めっきされない部分は、活性化Ｚ
ｎが脱落により消失したためと考えられる。

このようにジンケートによるＺｎは、めっき反応に対し
大きな影響を与えていることがわかる。

そこで、前処理工程におけるジンケート処理を行わない
で、第１図に示した酸エッチから直接めっき工程に入っ
た場合、めっき膜がどのように形成されるかについて調
べてみた。なおこの実験においては、第３図で行ったよ
うにめっき液中には、Ｚｎ５Ｏｎの形態でＺｎ”が５，
５０及び１１００ｐｐになるように添加しめっき反応を
行わしめた。そのときのＮｉ−Ｐ析出速度の測定結果を
第６図１０に示す。第６図にみられるごとく、Ｚｎ”が
５　ｐｐｍ以下の場合にはＮｉ−Ｐ析出速度が遅く、２
ｈ程度のめっき時間では均質な膜面が得られない、これ
に対し、めっき液中のＺｎ”濃度が５０ｐｐｍ以上にな
るとＮｉ−Ｐ析出速度も速く、めっき膜面が形成される
ようになる。

ちなみに、１００１００ｐｐ”添加めっき液でのＮｉ−
Ｐ析出速度は、第３図に示したようにジンケート処理を
行ったＡＩ基板を用い、標準Ｎｉ−Ｐめっき液に１１０
０ｐｐのＺｎ”を添加して行った析出速度とほとんど同
じ値を示した。第６図の１００１００ｐｐ”のめっき液
を用い２ｈめっきした膜面の光学顕微鏡写真を第７図に
示す。第７図の写真にみられるように、直径が約５μ偏
の粒子状物が膜面を形成しているのがうかがわれ、反応
異常にともなうノジュールらしい突起は特に見当らない
。なお第６図の反応において、めっき初期の表面電位は
、　０．７４ＶｖｓＳＣＥの値を示し、めっき時間の経
過とともに貴の方向ヘシフトし、第３図の条件で得られ
た−０．６６ＶｖｓＳＣＥへ近づく。この時、−０，６
６Ｖになるまでの時間は、Ｚｎの添加によって異なる。

実際に測定した値を第８図１１に示す。第８図の測定結
果から、１００１００ｐｐ”添加めっき液では、−０，
６６Ｖに達するのに約１０程度度の時間を要するのがわ
かる。

以上、第３図から第８図までの実験結果をまとめてみる
と以下のようになる。

すなわち、ＡＩ基板にジンケート処理を施したものを用
い、標準めっき液にて形成させためっき膜に対し、（１）　　めっき液中にＺｎ”を添加するとＮｉ−Ｐの
析出速度は遅くなるが、１００１００ｐｐ”まで膜の表
面状態に大きな変化はみられない。

（２）ジンケート処理工程中、最終工程である表面調整
すなわちＮａＨＣＯ，溶液への浸漬時間を長くすると、
Ｎｉ−Ｐの析出速度は遅くなり３分間浸漬では、めっき
膜面がまだらになる。しかしながら、部分的に形成され
た膜面には、ノジュール数が少なく、ノジュール径も小
さい。

（３）　　（２）の現象が起こるのは、ＮａＨＣＯ，、
溶液への浸漬時間によりジンケート処理によってＡ１基
板上へ析出したＺｎが、溶解・脱落等によりその量が変
化するためである。

（４）　　ジンケート処理を行わない酸エッチまでのＡ
１基板を用いて、標準めっき液へｚ　ｎ　Ｚ　＋を添加
してめっき反応を行わせると、Ｚ　ｎ　２　＋が５０ｐ
ｐｍ以上で膜面を形成する。ちなみに１００１００ｐｐ
　２’でのＮｉ−Ｐ析出速度及び表面電位の値を（１）
の結果と対比すると、Ｎｉ−Ｐ析出速度はほとんど同じ
値を示す。

一方、表面電位の値は、ジンケート処理を行わない場合
には、初期−〇、７４ＶｖｓＳＣＥから１０分後には、
（１）の値と同じ一〇、　６６ＶｖｓＳＣＥで安定化す
る。

このとき形成されためっき膜面は、直径夕５μｍの粒子
状物の層状で観察されるが、ノジュールとみられる突起
は認められない。

以上得られた結果からノジュール発生要因について次の
考察を行った。すなわち、（１）　　標準ジンケートと標準Ｎｉ−Ｐめっきにおい
ては第２図（ロ）のようなノジュールが観察されるのに
対し、上述の（１）と（４）すなわちめっき液中のＺｎ
２′″は、その表面状態は変わらないか又は、膜面ば粗
くなるがノジュールは発生しない結果を示した。、一方ジンケートにより析出したＺｎがＮａＨＣＯａ溶液
によって溶解させられた時には、上述の（２）、　（３
）の結果からノジュール数及びノジュール径が減少する
ことからジンケート処理によってＡｌ基板上へ析出した
Ｚｎは、非常に高活性であり、めっき初期過程のＮｉ−
Ｐの核形成に何らかの作用をしており二析出Ｚｎの粒径
及び量の不均一さがめっきの膜の形成特にノジュール発
生に大きな影響を与えていると考えられる。

上述の考察に基づいて、ジンケート処理によるＺｎの挙
動について検討した結果を以下に述べる。

第９図には、第１図に示したジンケート処理を行ったＡ
ｌ基板を用い、標準Ｎｉ−Ｐめっき液を用いて９０°Ｃ
で９ｈめっきした膜断面のＸＭＡ線分析の結果を示す。

このときのＡｌ基板とめっき浴の浴比は０．０９ｄｍ”
／　ｉ！である。なおジンケート処理でめっき浴に持ち
込んだＺｎの絶対量は約４８μｇである。図中１２はＺ
ｎ０Ｘ線強度、１３は分析用めっき膜サンプルの埋め込
み樹脂、１４はめっき膜及び１５はＡｌ基板を示す。め
っき膜中のＺ’ｎの分布をみるとめっき初期すなわちＡ
１基板界面から約６０μｍ程度までＺｎ濃度は、はぼ均
一に分布しているが、それ以降ではＺｎ濃度が低下する
傾向にある。このことは前述したごとく、ジンケートで
持ち込まれたＺｎがめつき反応とともに溶解析出をくり
返して膜中に取り込まれるとすると絶対量が決っている
ので膜の成長とともに液中のＺｎが不足してくるためで
ある。しかしめっきの極（初期を考えてみるとジンケー
トにより活性化されたＺｎとＮｉ−Ｐの置換析出は激し
い反応が予想され界面での分布は一様でないとみること
ができ、更にミクロな分析手法で解析する必要がある。

そこで、ジンケート処理後のめっき時間を１０ｓｅｃ、
　６０ｓｅｃ及び６００ｓｅｃと規定しためっき面につ
いて、ＳＥＭ観察を行った。そのＳＥＭ像を第１０図に
示す。

図中（イ）は１０秒めっき、（ロ）は６０秒めっき、（
ハ）は６００ｓｅｃめっきの表面状態を示している。

図中（イ）及び（ロ）にみられるごと（、Ｎｉ−Ｐ膜面
上に微粒子が点在しているのがみられるが、これはジン
ケートによって析出したＺｎがめつき膜表面に溶解再析
出してＮｉ−Ｐに取り込まれている様子を示す。

これに対しくハ）の６００秒めっきでは、めっき膜上に
Ｚｎを含む微粒子はみられなくなる。このことは、ジン
ケートによって析出したＺｎが、めっき６０秒から６０
０ｓｅｃ間において、めっき膜中に取り込まれるか、め
っき液中にＺｎ”として溶解したことを意味している。

以上のように、ジンケート前処理を行った基板に対する
めっき初期においてはめっき膜中にＺｎ’Ｊッチゾーン
が形成され、これがその後のＮｉ−Ｐめっき膜の成長過
程に影響を与えると考えられることから、このＺｎの影
響を何らかの手段で除去或いは抑制することにより、均
質な膜面の成長が期待できる。

そして、上記ジンケート処理の場合に限らず、基板上に
金属、例えばＣｕ、Ｆｅ、Ｓｎ及び周期律第８族元素の
うちの少なくとも一種、による活性化前処理を行った後
、無電解めっきによって下地層を形成する場合にも、同
様に前記金属の影響を何らかの手段で除去或いは抑制す
ることにより、均質な膜面の成長が期待できるものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

前述したごとく、本発明者らは、磁気ディスクの下地層
を構成するめっき膜表面でのノジュール発生の原因の一
つは、基板の活性化前処理によって析出するＺｎ等の金
属が、めっき膜中に取り込まれることによるとの知見を
得、この新知見に基づいて、鋭意研究を重ねた結果、本
願発明を完成するに到ったものである。

したつがって、本願発明の要旨は、［基板を金属による活性化前処理を行った後、無電解め
っきによって下地層を形成してなる磁気ディスクにおい
て、下地層中の前記金属の含量が前記基板表面の近傍に
おいて臨界的に減少せしめられていることを特徴とする
磁気ディスク、］にある。

そして、下地層中の前記金属の含量を前記基板表面の近
傍において臨界的に減少せしめる具体的手段としては、
例えば、基板を金属による活性化前処理を行った後、ご
く短時間の予備めっきを行って、ご（薄いめっき層を形
成した後、酸処理等によってめっき膜上の前記金属を除
去し、ついで本めっきを行う手段を挙げることができる
。

例えば、ジンケート後のＡ１基板をめっき浴中に浸漬し
、９０°Ｃで数十秒〜数分Ｎｉ−Ｐの予備めっきを行っ
た後、めっき膜表面に置換析出したＺｎを溶解させて除
去し、ついでＮｉ−Ｐの本めっきを行うものである。

〔作　用〕

上記のように本願発明の磁気ディスクにおいては、下地
層中のＺｎ等の金属の含量が基板表面の近傍において臨
界的に減少せしめられているから、シュノールの発生の
少ない均質なめっき層が形成されるものである。

〔実施例〕

本発明における実施例を以下に記すが、本発明は、以下
の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１本実施例では、Ａｌ−Ｍｇ合金基板へ第１図で示したジ
ンケート処理を行った後、標準Ｎｉ−Ｐめっきによって
下地層を形成する工程において、９０″Ｃ−６０秒の予
備めっきにつづいて、酸処理によりＺｎを除去する工程
を導入して、所期の下地層を形成するものである。

まず、Ａｌ−Ｍｇ合金基板を６０°Ｃにて、表面処理：
３０秒、酸ニッチ：３分、室温にて（１：１）ＨＮＯ３
処理：１分、第１ジンケート：１分、　　（１：１）Ｈ
ＮＯ，処理＝３０秒、第２ジンケート：３０秒及び３％
ＮａＨＣＯ＝溶液による表面調整：３０秒、を順次行っ
た後、９０°Ｃの標準Ｎｉ−Ｐめっき槽に１分浸漬・し
て予備めっきを行う。その後、室温中（１：１）ＨＮＯ
３溶液に３０秒浸漬してＺｎ溶解後、標準Ｎｉ−Ｐめっ
き液中で９０°Ｃ−２時間めっきして、Ｎｉ−Ｐめっき
膜を得た。なお上述の各工程間では、蒸留水による十分
な洗浄を行った。

この操作におけるめっきの成膜速度は、約１０μｍ／ｈ
である。

この一連の操作で得られためっき膜表面の光学顕微鏡の
観察写真を第１１図に示す。第１１図の写真と従来法に
よる第２図（０）の写真の単位面積にみられるノジュー
ルの数を比較すると、本発明法によれば１７１０以下に
低減できることがわかる。

ちなみに第１０図の予備めっき面ヒ）、（ロ）に対し、
（１：　１）　ＨＮＯ，にて３０秒の処理したもののＳ
ＥＭ写真を第１２図に示す。図にみられるように、　（
１：１）ＨＮＯ３処理によってＮｉ−Ｐめっき膜上のＺ
ｎリッチの微粒子は、溶解・消失しているのがうかがわ
れる。したつがって、本実施例において、Ｎｉ−Ｐめっ
きによって形成された下地層は、前記Ａｌ−Ｍｇ合金基
板の近傍においてＺｎの含量が臨界的に減少しているも
のであるということができる。

実施例２本実施例では、第１図で示した活性化前処理法における
ジンケートにおいて、亜鉛合金置換法を採用し、実施例
１と同様予備めっき、　（１：１）ＨＮＯ３処理及び本
めっきを９０°Ｃ−２時間行ったものである。

亜鉛合金置換法は、Ｚｎのみの置換法の改良型で、組成
はＺｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅであり、ＡＩ基板上に置換析
出する合金も上述の組成となる。このような前処理液を
用いても本発明によれば、第１２図と同様ノジュールが
少なく均質な膜面が得られる。

実施例３本実施例では、ポリエステル基板表面を３，０００番テ
クスチャー加工したものをＳｎ’°を含むアルカリ溶液
に浸漬し更にＰｄ”溶液に浸漬した後、標準Ｎｉ−Ｐめ
っき液中にてめっきする工程において、実施例１と同様
、予備めっき：１ｍ１ｎ及び（１：　１）　ＨＮＯ３処
理工程を導入し本めっきを９０°Ｃ−２時間行ってみた
。形成されためっき膜面を光学顕微鏡で観察（Ｘ７５０
　”）　ｌ、たところ、第１２図とほぼ同様の膜面が観
測された。

［発明の効果］本発明によれば、下地層を構成するめっき膜面のノジュ
ール発生数を従来法の１７１０以下程度にすることがで
きるので、欠陥発生にともなう信号エラーが減少し、製
品コストの低減ならびに信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ａ１合金基板の活性化前処理（ジンケート法
）のフロー、第２図（イ）は、標準的前処理と標＄　Ｎ
　ｉ　−Ｐめっきで膜断面ＸＭＡによる線分析、（ロ）
は同上の膜表面の光学顕微鏡写真、第３回は、標ｔＪ−
Ｎ　ｉ　−Ｐめっき液中に加えるＺｎ”量とＮｉ−Ｐ析
出速度の関係、第４図は、前処理工程中表面調整（Ｎａ
ｌ（ＣＯ３溶液浸漬）時間によるＮｉ−Ｐ析出速度の関
係、第５図は、同上時間によるＡＩ基板上のＺｎｆＪ変
化、第６回は、酸エッチＡ１基板上へのめっきにおける
めっき液中のＺｎ”濃度の影響、第７図は、同上で得ら
れためっき膜表面の光顕写真、第８図は、第６図の条件
において、Ａ１基板の表面電位が−０，６６ＶｖｓＳＣ
Ｅに達するまでの時間変化、第９図は、標ｆ＄Ｎ　ｉ　
−Ｐめっきを９ｈ行った膜断面のＸＭＡ線分析、第１０
図ビ）は標準めっき１０秒後、（ロ）は、６０秒後、（
ハ）は６０Ｑｓｅｃ後の表面ＳＥＭ写真、第１１図は、
本発明により得られためっき膜表面の光学顕微鏡写真、
第１２図ピ）は、標準Ｎｉ−Ｐめっき１０秒後、（２）
）は６０秒後、（１：１）ＨＮＯ３処理を３０秒行った
後の膜面のＳ巳Ｍ写真。符号の説明１・・・Ｐ２・・・Ｎｉ３・・・Ｚｎ４・・・ｐｂＯＸ線強度５・・・膜面のノジュール６・・・ｚ　ｎ　２　＋存在下におけるＮｉ−Ｐ析出速
度７・・・ＮａＨＣＯ＝溶液標準浸漬時間８・・・Ｎａ
）ＩＣＯｚ浸漬時間に対するＮｉ−Ｐ析出速度９・・・
ＮａＨＣＯｔ浸漬時間の対する＾ｌ基板上のＺｎ量変化
１０・・・めっき液中のＺｎ”濃度とＮｉ−Ｐ析出速度
の関係ＩＩ・・・めっき膜表面電位の変化１２・・・めっき膜中のＺｎのＸ線強度１３・・・めっ
き膜埋め込み樹脂１４・・・めっき膜１５・・・Ａｌ基）反１６・・・Ｎｉ１７・・・Ｐ１８・・・Ｐｔ＋

Claims

【特許請求の範囲】１、基板に金属による活性化前処理を行った後、無電解
めっきによって下地層を形成してなる磁気ディスクにお
いて、下地層中の前記金属の含量が前記基板表面の近傍
において臨界的に減少せしめられていることを特徴とす
る磁気ディスク。２、下地層を構成するめっき膜が、Ｎｉ−Ｐを主成分と
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の磁気ディスク。３、基板が、アルミニウム合金、ガラス、セラミックス
及び有機高分子材料から成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第２項のいずれかの項記載の磁気ディ
スク。４、金属が、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎおよび周期律表第
８族元素のうち少なくとも一種である特許請求の範囲第
１項乃至第３項のいずれかの項記載の磁気ディスク。