JPH0319130A

JPH0319130A - チタン製磁気ディスク基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0319130A
Application number: JP1153861A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kibe; 洋木部; Hideaki Fukai; 英明深井; Hiroyoshi Suenaga; 末永　博義
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-28
Also published as: EP0402568B1; EP0402568A3; US4990362A; EP0402568A2; DE69012217D1; CA2010355A1

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］この発明は、表面性状が良好なチタン製磁気ディスク基
板の製造方法に関する。

［従来の技術］コンピュータ用記録媒体として使用されている磁気ディ
スクは、ディスク基板と、その上に形成された磁性薄膜
とを具備している。このうち、磁気ディスク基板には以
下のような特性が要求される。

（ａ）磁気ヘッドが安定してディスク上を走行すること
ができるように、あるいは磁気的エラが少なく安定した
磁気特性が得られるように、精密研磨又は精密研削後の
表面性状が良好であること。

（ｂ）基板表面に形成される磁性膜の欠陥となるような
基板表面の突起又は穴がないこと。

（ｃ）基板製造の際の高速回転に耐え得る強度及び剛性
を有すること。

（ｄ）磁性膜を形成する際の加熱に耐え得ること。

（ｅ）軽量かつ非磁性であること。

（ｆ）ある程度の耐蝕性を有すること。

このような特性を満たす基板材料として、従来、ＡＩ−
Ｍｇ系合金等のアルミニウム合金が用いられている。

一方、近時、磁気ディスクは、高記録密度化、及び小型
化の傾向にあり、このため次のようなことが要求される
ようになっている。

（Ａ）高記録密度化のために磁性薄膜の形威をスバタリ
ングで行なわれつつあるが、その際の基板の温度上昇に
対する耐熱性があること。

（Ｂ）スペーシングロスを最小限に抑え高密度化を達成
するために磁気ヘッドの浮上量を減少させるが、この際
に磁気ヘッドが安定してディスク上を走行することがで
きるように表面の平滑性が優れていること。

しかしながら、従来基板材料として用いられているＡ　
Ｉ　−Ｍｇ系合金等のアルミニウム合金では、耐熱性が
不十分であり、また、今以上の高性能化を期待すること
ができない。

これに伴って、従来のアルミニウム合金に代え、チタン
を用いた磁気ディスク基板が種々提案されている。

例えば特開昭５２−１０５８０４号公報には、表面に酸
化又は窒化により酸化被膜又は窒化被膜が形成されたチ
タン又はチタン合金性の磁気ディスク基板が、特開昭６
３−１４２５２１号公報には、チタン又はチタン合金か
らなる芯板と、インサート層と、ニッケル，チタン，ニ
ッケル合金，又はチタン合金からなる層と、ガラス又は
セラミックスからなる層とをこの順に積層してなる磁気
ディスク基板が、特開昭５９−１７８６２５号公報には
、記録媒体用基板の表面を硬い弁金属、又はその窒化物
で覆い、更に、その表面にその弁金属の酸化物からなる
層を形威したディスク基板が夫々開示されている。また
、特開昭６１−１９９２３２ｉ号公報には、非磁性基板
と、その上に被覆された非磁性硬化層と、この非磁性硬
化層に被覆されＳ　ｔ，Ｔ　ｉ，Ｍｏ，Ｗ及びＺｒのう
ちいずれか一種よりなる非磁性下地層と、この非磁性下
地層に被覆された磁性媒体層とを備えた磁気媒体が、特
開昭６１−　１９９２２４号公報には、非磁性基板と、
その上に被覆された非磁性硬化層と、この非磁性硬化層
に被覆されＴｉｅ，，ＴｉＣ，及びＴｉＮのうちいずれ
か一種よりなる非磁性下地層と、この非磁性下地層に被
覆された磁性媒体層とを備えた磁気媒体が夫々開示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、チタンの平均結晶粒径は通常５０μｍ程度と
比較的大きいため、磁気ディスク基板としてチタンを用
いた場合には、精密研磨又は精密研削の際に結晶による
段差が生じ、良好な表面性状を得ることが困難である。

これを回避するためには、■加工、熱処理を制御するこ
とによって結晶粒径を微細化すること、■チタン基体表
面上に微細な結晶を有する物質の膜を形成した構造にす
ることの２つが考えられる。しかし、■の場合には、１
０μｍ程度が結晶粒径の微細化の限度であり、この程度
の粒径でも結晶方位による段差のため、十分に満足する
ような表面性状を得ることができない。また、■の場合
にも以下に示すように種々の問題点がある。

すなわち、前述した特開昭５２−１０５８０４がこの■
の例であるが、この場合には、チタン基体表面では種々
の方位の結晶が存在し、その結晶方位によって酸化又は
窒化の速度が異なるため均一な酸化又は窒化が困難であ
り、歩留り低下及び製造コストの上昇を招いてしまう。

ポリッシング後に高度のレベルの表面性状が得られるよ
うな厚さまで、チタン基体上に酸化によって酸化膜を形
成する場合には、厚さ１５００λ以上の白色の酸化被膜
を形成する必要があることが報告されている（日本接着
協会誌ｖｏｌ．２１　Ｎｏ．１．　１９８５年，３２頁
）。しかし、チタン上に白色の酸化被膜を形成した場合
には、その被膜は剥離しやすく　（チタニウム・ジルコ
ニウムｖｏｌ．３２　Ｎｏ．ｌ，昭和５９年１月，　１
９頁）、歩留りの低下及び製造コストの上昇につながる
。

また、ポリッシング後に高度のレベルの表面性状が得ら
れるような厚さまで、チタン基体上に窒化によって窒化
膜を形成する場合には、表面の窒化膜に割れが生じやす
く　（日本金属学会誌，　１９６６年，第３０巻　２８
頁の写真参照）、やはり歩留りの低下及び製遣コストの
上昇を招いてしまう。

前述した特開昭６３−１４２５２１号公報に開示された
技術の場合には、工程数が多いため、製造コストが高く
、製造時間も長くなってしまう。また、最外層にセラミ
ックスを用いた場合には、セラミ・ノクスに気孔が多く
存在するため、十分な表面性状を得ることができない。

また、ガラスの場合にはＲ　ａ　−　０．０５μｍ程度
という極めて高いレベルの表面性状を得ることができる
が、この場合にはヘッドがディスク表面とスティッキン
グを起こすため好ましくない。更に、ガラス表面の場合
には、磁性薄膜形成の際の基板温度の上昇に伴い、ガラ
ス中の不純物であるＮａ，Ｃａ等が磁性薄膜中に拡散し
、磁気記録媒体の磁気特性に悪影響を及ぼす。

また、前述した特開昭５９−１７８６２５号公報、特開
昭６１−１９９２３２号公報、及び特開昭６１−１９９
２２４号公報に開示された技術のように、基体上に金属
層、又はその酸化物、窒化物、若しくは炭化物の層をオ
ーバーコートしただけでは、ポリツシングを行った後の
表面性状が十分とはいえない。

このように、チタンを主体とする磁気ディスク基板でも
、未だ良好な特性を有するものが得られていないのが現
状である。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
高度のレベルの表面性状を有するチタン製磁気ディスク
基板を簡便に低コストで製造することができるチタン製
磁気ディスク基板の製造方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段及び作用］本願発明者等は
、チタン製ディスク基板の性能向上について種々検討を
重ねた結果、チタン製冷延板の表面層を一定量除去した
基体上に一定の非磁性遷移金属元素の薄膜を所定の厚み
で形成することにより、高度の表面性状を有するチタン
製磁気ディスク基板を製造し得ることを見出した。

すなわち、チタン製冷延板の表面層を５μｍ以上除去し
て基体を作製し、この基体の表面上に、周期表第■Ａ族
、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩＩＡ族、及び第ＶＩＩ
ＩＡ族元索のいずれかに属する非磁性遷移金属元素のう
ち１種以上の元素の薄膜を５μｍ以上の膜厚で形或する
ことによって上記目的を達成することができる。

この場合に、非磁性遷移金属元素の薄膜は、イオンプレ
ーティング、スパッタリング、真空蒸着、及びＣＶＤに
より好適に形成することができる。

なお、ここでいうチタンは純チタン及びチタン合金を両
方とも含む概念である。

以下、この発明について詳細に説明する。

チタンは融点が１６５０℃程度と高いので、磁気ディス
ク基板としてチタンを用いた場合には、スパッタリング
により磁性薄膜を形成する際の基板温度上昇に対する耐
熱性は十分である。また、チタン基体に、イオンプレー
テイング、スパッタリング、真空蒸着、又はＣＶＤ等に
より周期表第ＩＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩ
ＩＡ族、及び第ＶＩＩＩＡ族元素のうちの非磁性遷移金
属元素の薄膜を形成することによって、表面を極めて微
細な組織にすることができる。結晶粒径が大きい場合に
は、表面の結晶方位の違いにより加工速度が変化し、結
晶間に段差ができるが、このように表面の組織が微細で
あれば隣接する結晶間の方位の差が小さくなり、結晶間
の段差を小さくすることができるので、高度のレベルの
表面性状を得ることができる。

更に、イオンプレーテイング、スパッタリング、真空蒸
着、又はＣＶＤ等で前述の非磁性遷移金属元素の薄膜を
形成するので密着性に優れている。

更にまた、周期表第ＩＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、
第ＶＩＩＡ族、及び第ＶＩＩＩＡ族元素のうちの非磁性
遷移金属元素は、その融点が１２００℃以上であるから
、磁性薄膜形成のためのスパッタリングの際に、チタン
基体のみならず、これらの元素で形成された薄膜も十分
な耐熱性を維持する。

ところで、本願発明者等は、先に、特願平１９４３９１
号において、表面性状Ｒａが０．０５μｍ以下のチタン
製基体の表面上に前述したような非磁性元素の薄膜を０
．５μｍ以上の膜厚で形成することにより、極めて表面
性状が優れたチタン製磁気ディスク基板が得られること
を示した。

しかし、ここで示されている方法は、表面性状が良好な
基体を得るために、基体表面を鏡面加工（粗砥石研磨一
仕上げ砥粒研磨）しなければならず、更に薄膜形成後に
仕上げ砥粒研磨施すため、２回の仕上げ研磨を行うこと
になるので効率が悪い。また、最終研磨工程が研磨能率
の低い砥粒研磨であるため、前述したように、基体の表
面性状等を厳密に管理しなければならない。従って、コ
スト上昇を招いてしまう。

本発明は、このようなコスト上昇を招くことなく、表面
性状に優れた磁気ディスク基板を得るために、新たな非
磁性遷移金属膜形成方法を提供するものであり、本発明
によれば１回の研磨工程のみにより、良好な表面性状を
有するチタン製磁気ディスク基板の製造が可能となる。

このことを一層明確にするために第１図及び第２図を参
照しながら詳細に説明する。第２図は特願平１−９４３
９１号に記載された方法の工程図である。ここに示すよ
うに、仕上げ研磨が２回含まれており、また、バッチ処
理の工程が多いことがわかる。これに対し、第１図に示
す本発明の工程は、仕上げ研磨が１回のみであり、また
、高効率の連続処理の工程が多いことがわかる。この図
から、特願平１−９４３９１号よりも本発明のほうが効
率が良く、低コストであることを明確に理解することが
できる。

この発明においては、前述したようにチタン製冷延板の
表面層を５μｍ以上除去して基体を作製する。冷延板の
表面には空隙を含む塑性流動層が形成されるので、冷延
のままで非磁性遷移金属膜を形威した場合には剥離を生
じる。従って、冷延板の表面部を除去する必要があるが
、表面の剥離を防止する観点から５μｍ以上除去しなけ
ればならない。表面部を除去するためにどのような方法
を用いてもよく、例えば、酸洗、切削、研削で行うこと
ができる。

チタン基体上に薄膜を形成する方法としては通常行われ
ている薄膜形或技術であればどのようなものであっても
よく、イオンプレーテイング、スパッタリング、真空蒸
着、及びＣＶＤが好適である。この薄膜は、前述したよ
うに周期表第ｒＶＡ族、第ＶＡ族、第ＶＩＡ族、第ＶＩ
ＩＡ族、及び第ＶＩＩＩＡ族元素のうちの非磁性遷移金
属元素で形成されている。

薄膜の厚みは５μｍ以上である。これは、仕上げ研磨後
に０．５μｍ以上の膜厚を残し、且つ下地の影響を消す
ために必要な厚みである。すなわち、膜厚が５μｍ以下
の場合、研磨により膜が除去されてしまう虞があり、ま
た、下地層の影響を消すために不十分である。なお、機
能上、膜厚には上限はなく、経済性及び成膜方法に応じ
て適宜決定される。

このようにして薄膜を形成した後、薄膜表面をポリッシ
ングして基体の影響を消すことにより所望の表面性状を
得る。この場合に、研磨液又は研磨布によるポリッシン
グを行うことにより、極めて良好な表面性状を得ること
ができる。

このように、この発明では、工程数が比較的少ない簡便
な工程により極めて表面性状が優れたチタン製磁気ディ
スク基板を製造することができる。

［実施例］以下、この発明の実施例について説明する。

この実施例においては、厚みが１．５ｍｓのＣＰ−２種
純Ｔｉ冷延板から、外径９５＋ｇｇｇ、内径２５ＩＩｍ
の円環状平板を作成してブランク材とし、このブランク
材の表面部を１２％硝酸と５％弗酸との混合水溶液で除
去して基体を作成した。この基体に所定の方法で非磁性
遷移金属の薄膜を形成し、その後薄膜表面に砥石研磨及
び砥粒研磨を施して表面性状Ｒａを測定した。サンプル
の製造に当っては、製造条件を種々変化させ、この発明
の範囲内の条件で製造した実施例１〜１４及びこの発明
の範囲から外れる条件で製造した比較例１５〜１８の合
計１８個のサンプルを製造した。なお、表面性状Ｒａは
、被測定面に垂直な平面で被測定物を切断した際に、そ
の切断面に現れる輪郭の曲線から低周波成分を除去する
ような測定方法で粗さ曲線を求め、この曲線の面方向の
長さＬの部分を抜き取り、抜き取り部の中心線をＸ軸、
縦倍率方向をｙ軸とした粗さ曲線を、ｙ−ｆ（ｘ）と表
わしたとき、以下の式（１）で与えられる値をμｍ単位
で表わしたものである。

Ｒａ　−　（１／Ｌ）　Ｊ’ｏ”’　（ｘ）　ｌ　ｄｘ
　　　．．．．．．（１）この際の各サンプルの製造条
件及び表面性状を第１表に示す。

第１表に示すように、製造条件が本発明の範囲内の実施
例１〜１４では、研磨後の表面性状が０．００２〜０．
００３μｍと極めて良好なものとなり、ピットも発生し
なかった。

これに対し、酸洗により冷延板の表面を除去しなかった
比較例１５では研磨後のＲａが０．０７μｍと劣ってお
り、ピットも発生していた。酸洗深さが小さい比較例１
６も同様であった。また、非磁性元素の薄膜を形威しな
かった比較例１７及び薄膜の厚みが本発明の範囲よりも
小さい比較例１８についても、研磨後に十分な表面性状
を得ることができなかった。

【発明の効果コこの発明によれば、簡便な工程により、優れた表面性状
を有するチタン製磁気ディスク基板を得ることができる
。このため、この発明は極めて実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のチタン製磁気ディスク基板の製造方
法の一例を示す工程図、第２図は比較例を示す工程図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　チタン製冷延板の表面層を５μｍ以上除去して
基体を作製し、この基体の表面上に、周期表第IVＡ族、
第ＶＡ族、第VIＡ族、第VIIＡ族、及び第VIIIＡ族元素
のいずれかに属する非磁性遷移金属元素のうち１種以上
の元素の薄膜を５μｍ以上の膜厚で形成することを特徴
とするチタン製ディスク基板の製造方法。
（２）　前記薄膜は、イオンプレーティング、スパッタ
リング、真空蒸着、又はＣＶＤで形成されることを特徴
とする請求項１に記載のチタン製ディスク基板の製造方
法。