JPH0395727A - 磁気ディスク用基盤の製造法 - Google Patents

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用基盤の製造法に係り、より詳し
くは、コンピュータの記憶媒体として使用される磁気デ
ィスク用のアルミニウム合金基盤表面にメッキ層を形或
して使用される磁気デイスク用基盤の製造法に関するも
のである。 （従来の技術） 一般に磁気ディスク用基盤としては、軽量、非磁性であ
り，且つ高速回転に耐える剛性を有すること、精密切削
或いは研磨によって良好な表面精度が得られること、更
に或る程度の耐食性を有すること等の点から、アルミニ
ウム合金が用いられている。 従来、アルミニウム合金基盤上の磁性膜の形或方法とし
ては塗布法が主体であったが，近年，磁気ディスクの高
密度化のためにメッキ法やスパッタ法が開発され、適用
が進められている。これらメッキ法やスパッタ法による
磁気ディスクの場合には、Ｎｉ−Ｐ等のメッキが下地処
理として施されている。 このような下地メッキを施す磁気ディスク用括盤は、従
来、アルミニウム合金を切削や研削或いは研磨加工等に
より所定の寸法や表面精度に仕上げた後、１５〜２０μ
ｍのＮｉ−Ｐメッキを施し、更に２〜３μｍ表面を研磨
してメッキ而の欠陥を除去してから、電磁変換特性の改
善ヘッドの吸着防止のためにテープや遊離砥粒によるテ
キスチャ加工を施して用いられていた。 （発明が解決しようとする課題） しかし、この方法では、メッキや研磨に多大の費用を要
したり、メッキ→研磨→洗浄→テキスチャ→洗浄という
ように工程が煩雑であり、各工程とそ．れらの間の自動
化が困難であるため、多大の人手を要するばかりでなく
、ハンドリングによるダメッジが発生し易く、歩留りが
低下するという問題があった。 したがって、如何にして基盤を安く製造し、各工程及び
その間を如何に自動化するかが大きな問題となっている
。 そのため、例えば，研磨を省略したりしてコストの低減
や工程の簡素化を図ることが試みられているが、アルミ
ニウム合金基盤中の晶出物に起因するメッキのマイクロ
ピットが残存したり、メッキ後の表面に生じる半球状の
突起、所謂ノジュールが残存したりして，充分な表面精
度を有する基盤は得られていない。 また、特に、テキスチャリングはヘッドの吸二〇防止や
電磁変換特性の改善のために施されるもので、同心円状
が一般的であるが、従来はテープボリッシュ法により施
されていた。しかしながら、テープポリッシュによる方
法では凸欠陥は容易に除去できるが、金属間化合物を微
細化したアルミニウム合金を加工した場合に生じ易い結
晶粒段差や深い条痕（スクラッチ）等の凹欠陥の除去は
困難であるため、研磨によりＮｉ−Ｐメッキの表面層を
２〜３μｍ除去して表面のマイクロピットやノジュール
等の欠陥を除去した後、テキスチャリングを施す必要が
ある。したがって、その前工程として、研磨工程は不可
欠であった。 本発明は，上記従来技術の欠点を解消し，メッキ後に研
磨を施す必要がなく、工程を簡略化できると共に自動化
を可能にし、しかも優れたテキスチャ面を有する磁気デ
ィスク用基盤が安価に得られる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） メッキのマイクロピットに関しては、使用するアルミニ
ウム合金中の晶出物を微細化したり、メッキの前処理工
程でのエッチング量を低減して晶出物の脱落を低減する
ことにより、一定程度解決は可能であるが、ノジュール
は、０．５μｍ以下の研磨代では除去が困難であり、研
磨工程の省略には到っていない。 本発明者らは、このような実情を鑑みて、種々研究を重
ねた結果、 （１）マイクロピットの低減のためには、晶出物の微細
なアルミニウム合金を使用す４ることか効果的であるこ
と、 （２）テープによるバニッシング（テキスチャリング）
は、ノジュールの除去に効果的であるが、結晶粒段差や
粒界等の影響による微少な凹部の除去が困難であること
， （３）結晶粒段差や粒界等の影響による微少な凹部の形
或は、アルミニウム合金基盤の仕上げ方法の影響が大き
く、電解複合研磨法で処理すれば殆ど発生しないこと、 等を見い出し，ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る磁気ディスク用基盤の製造法は
、必須元素として３〈Ｍｇ≦５．５％を含有すると共に
、Ａｌ−Ｆｅ系又はＭｇ−Ｓｉ系の金属間化合物の最大
サイズが１０μｍ以下であるアルミニウム合金基盤につ
き、少なくとも最終仕」二げ研磨を電解複合研磨法で行
って、その表面粗さをＲｍａｘ≦０．２μｍとし、次い
で該基盤に常法によりＮｉ−Ｐメッキ等の非磁性メッキ
を施した後、遊離砥粒による研磨を施すことなく、テキ
スチャリングを施すことを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳述する。 （作用） まず、本発明における化学或分等の限定理由について説
明する。 Ｍｇ： Ｍｇはディスク基盤として必要な機械的強度を付与する
のに必要な元素である。しかし、含有量が３％以下では
この効果が不十分であり、また、５．５％を超えると圧
延時に耳割れが生じ易くなり、生産性が低下すると共に
、溶解、Ｕ造時の高温酸化によって、Ｍｇ○等の非金属
介在物が生威し易くなり、好ましくない。よって．Ｍｇ
含有量は３　＜　Ｍ　ｇ≦５．５％とする。 金属間化合物とそのサイズ： アルミニウム合金中のＦｅによるＡ　Ｑ　−　Ｆｅ系の
金属間化合物（不純物としてＳｉ．Ｍｎを含む場合には
、Ａｆｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系等も存在
する）及びＳｉによるＭｇ−Ｓｉ系の金属間化合物は、
ディスク用基盤としての加工、所謂サブストレート加工
時の切削や研磨、研削等の加工工程において突起や脱落
による窪みどなったり、メッキ前処理工程において脱落
又は溶解し、メッキ面のピットの原因となるため好まし
くないが、同時に、前処理やメッキ処理において皮膜形
戊の核となるので、これを均一微細に分散させることに
より，皮膜の均一性向上に効果がある。 この金属間化合物がメッキの欠陥とならないためには、
メッキの前処理条件にもよるが、その最大サイズが１０
μｍ以下の大きさが好ましい。 なお、これらの金属間化合物の大きさと量は、素材中の
Ｆｅ．Ｓｉの含有量に大きく影響されるものであるが、
そのＵ造条件の影響も大きく、例えば、鋳造時の鋳込み
温度を高くしたりして凝固時の冷却速度を速くすること
によっても低減される。 また、Ｍｇ−Ｓｉ系の金属間化合物の場合には、均質化
処理やその後の熱延時の温度等の制御によっても一定程
度低減できる。しかし、金属間化合物の大きさを１０μ
ｍ以下にするためには，鋳塊厚３００〜４００ｍｍ厚以
上に鋳造する通常の半連続鋳造法の場合にはＦｅ≦０．
０６％、Ｓ１≦０．０　５％にすることが望ましい。冷
却速度を大きくするために鋳造板厚を薄くする薄板連鋳
法の場合も、晶出物の偏析を考慮するとＦｅ≦０．０６
％、Ｓｉ≦０．０５とすることが望ましい。したがって
、これらを総合すると、Ｆｅ≦０．０６％、Ｓｉ≦０．
０５％が望ましい。 また、本発明においては、これらの不純物以外のＭｎ．
Ｃｒ．Ｚｒ．Ｃｕ．Ｔｉ等については、再結晶粒の微細
化や高温熱処理時のグレングロス防止或いは鋳造組織の
微細化等の効果を有し、更に，Ｃｕ．Ｚｎ等はメッキ性
を改善する効果を有するため、ＪＩＳ５０８６合金に許
容されている範囲内で或いはそれ以上含まれてもよいが
、上記の金属間化合物の粗大化を引き起したり、インク
ルージョンの原因となる場合もあるので、Ｍｎ≦０．４
％、Ｃｒ≦０．１％、Ｚｒ≦０．１％、Ｃｕ＜０．３％
、Ｚｎ≦１％、Ｔｉ≦０．１％が望ましい。より望まし
くは．Ｍｎ≦０．３５％、Ｃｒ≦０．０８％、Ｚｒ≦０
．０　５％、Ｃｕ≦０．１％、Ｚｎ≦０．７％、Ｔｉ≦
０．０　１％である。 また、ＢやＢｅ等の元素は溶解、鋳造時に添加されるこ
とも多いが、何れも１００ｐｐｌＩ１以下が望ましい。 次に、本発明の製造条件について説明する。 なお、表面仕上げ法（研磨→メツキ→テキスチャ工程）
に供される前のアルミニウム合金基盤の製造についても
以下に説明するが、これらは望ましい態様を示すのみで
あって、本発明を制限するものではないことは云うまで
もない。 上記化学或分を有するアルミニウム合金の鋳造方法は、
鋳塊厚を３００〜６００ｍｍとする通常の半連続鋳造法
、或いは鋳塊厚を３０ｍｍ以下とする薄板連続法のどち
らでもよいが、より低純度のアルミ地金を用いても、上
記の金属間化合物の侃減と微細化が可能な薄板連続法の
方が望ましい。但し、薄板連続法の場合の鋳造時の板厚
は、急冷することにより充分な金属間化合物の微細化効
果を得るために１２ｍｍ以下とするが、しかし、ディス
ク基盤としての打抜き加工や切削、研磨加工等の精度上
から３０％以上の冷間圧延を施すことが９ましいことか
ら、３ｍｍ以上とするべきである。 上記のアルミニウム合金鋳塊（或いは薄板連鋳コイル）
は、常法により均熱処理及び圧延を行うが、この均熱処
理は４　５　０　’Ｃ以上，Ｍｇ−Ｓｉを主或分とする
金属間化合物低減のためには、より好ましくは５　０　
０　’Ｃ以上の温度に１時間以上保持を行うのが望まし
い。圧延としては、大型鋳塊の場合は生産性の点から熱
間圧延及び冷間圧延を行うが、Ｍｇ−Ｓｉを主或分とす
る金属間化合物の低減のためには、熱間圧延開始温度も
５　０　０　’Ｃ以」二にすることが望ましい。また、
薄板連鋳コイルは、冷間圧延のみでもよいが、板厚が比
較的厚い場合には熱間圧延を鋳造に引き続いて行っても
よい。 冷間圧延工程においては、必要に応じて焼鈍を行うのが
よい。薄板連鋳コイルの場合には，圧延の前、途中にお
いて焼鈍を行うことにより、偏析の除去や圧延性の向上
等の効果がある。 この圧延板を打抜きや切削等によりディスクの形状とし
た後，歪み除去のため必要に応じて焼鈍を行う。この時
ディスク面に荷重をかけると歪み矯正効果が大きい。 次に、通常の圧延板は、粗度が例えばＲａ＝０．１〜０
．５μｍとディスク基盤としては大きく，また、歪みも
更に低下させる必要があるので切削或いは研磨によりデ
ィスク表面を削除するが、この場合、１０μｍ未満の表
面削除では歪除去が十分でなく、また５００μｍを超え
る表面削除ではディスクの性能は満足するけれども，生
産性、コスト等の経済的な点から無駄であるので、アル
ミニウム合金板のディスク基盤としては表面を削除する
厚さは１０〜５００μｍとするのが望ましい。 そして、この加工工程において、加工歪を除去するため
に必要により焼鈍を行う。 電Ｍ複合研磨法： 得られたアルミニウム合金基盤について表面仕上げを行
なうが、この表面仕上げ方法としては、従来、遊離砥粒
を使った研磨法や、ＰＶＡ砥石を用いた研削法，或いは
ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削法（所謂、ダイ
ヤモンドターニング）が適用されていたが、金属間化合
物を微細化したアルミニウム合金の場合には加工面に結
晶粒段差が発生し易く、また研磨法や研削法の場合には
深い条痕（スクラッチ）が発生し易い。それらがメッキ
後のＮｉ−Ｐ表面に残存するためメッキの表面層を少な
くとも０．５〜ｌμｍ研磨により除去する必要があった
。本発明者は、これらの問題が発生しない磁気ディスク
用アルミニウム合金基盤の表面仕上げ方法について種々
検討した結果、電解複合研磨広を見出したのである。 すなわち、本発明でいう電解複合研磨法とは、例えば、
第上図に示す装置を使用し、アルミニウム合金基盤（Ａ
）を陽極とし，研磨パッド側を陰極とし、それぞれ移動
又は回転させながら、砥粒を含む電解液中で通電しなが
ら研磨する方法である。 電解電圧は、使用する電解液により異なるが、バリャー
型の皮膜が形成できる電圧であれば何ボルトでもよい。 電解液もバリャー型の皮膜が形或できる電解液であれば
何でもよいが、一般に硝酸ナトリウム、硼砂、硼酸、燐
酸ナトリウムなど、種々の有機酸のアルカリ金属塩等が
用いられる。したがって、電解電圧も１〜２０Ｖが適当
である。 使用する砥粒は、アルミニウム合金基盤表面のバリャー
皮膜を擦過により破壊する能力を有していれば何でもよ
く、アルミナ，酸化珪素，シリコンカーバイド、ダイヤ
モンド等、一般に研磨に用いられる砥粒は何れも使用可
能であるが、本発明では、表面粗さをＲｍａｘ≦０．２
μｍとする必要があるため、その平均砥粒は２μｍ以下
が望ましい。 表面粗さＲｍａｘが０．２μｍを超えるとメッキ後の研
磨が必要となるため、好ましくない。 このようにして仕上げたアルミニウム合金基盤に対し，
次いで脱脂、酸洗，亜鉛置換等の前処理を行い，その表
面にＮｉ−Ｐ等の非磁性のメッキ皮膜を形成する。 このメッキ皮膜厚さは、３μｍ未満では前処理の影響で
ディスク表面の粗さが大きく、粗さの小さい均一なメッ
キ皮膜が得られ難いので、メッキ皮膜形或厚さは３μｍ
以上とするのがよく，更に、ディスク基盤の表面強度の
点からは５μｍ以上とするのが望ましい。また，メッキ
皮膜の厚さは厚くなっても特に性能が低下することはな
いけれども、あまり厚くするのも経済的にみて不利であ
るのみでなく、ノジュールがメッキ厚とともに成長し大
きくなるので、２０μｍ以上とするめは好ましくない。 このようにして製造されたメッキを施したディスク基盤
にテキスチャを施した後、更にメッキ或いはスパソタ等
により磁性体皮膜を形成して磁気ディスクとして使用す
るのである。 テキスチャの方法は．Ｔｉ離砥粒によるテキスチャでも
、テープポリッシュによるテキスチャでも何れでもよい
が、メッキの表面にノジュールが存在する場合には、ノ
ジュール除去能力が大きいテープによる方法がより望ま
しい。その具体的方法は、従来テキスチャ加工に適用さ
れているテープポリッシュによる方法と同一であるが、
その除去量は重量で０　．　０　３　ｍｇ／　ｃｍ２が
望ましく、より望ましくは０　．　０　５　ｍｇ／　ｃ
ｍ”以上である。使用するテープの砥粒はアルミナ、シ
リコンカーバイド等、特に限定されるものではなく、ま
た，砥粒の大きさも通常＃８０００より大きな砥粒であ
れば充分なノジュールの除去性を有しており，使用可能
である。しかし、砥粒が大き過ぎる場合には、擦過疵が
深すぎたり、切削粉が大きくなったりして、次工程でそ
れらを除去できなくなるので、Ｉｌｆ３０００より大き
いサイズの砥粒を用いることは好ましくない。より好ま
しくは＃８０００〜＃４０００である。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金Ａ．Ｂ
及びＣをそれぞれ常法により溶解し、フィルター処理後
，鋳造し（通常の半連続鋳造材の場合は造塊、面削後）
、４００ｍｍ厚Ｘ１０００ｍｍ幅Ｘ３５００ｍ＋ｏ長さ
のスラブとし、第１表に示す条件で均熱処理を施した後
、熱間圧延、冷間圧延を行って板厚を２■とした。 次いで、この板材を打ち抜いた後、歪み取り焼鈍を施し
、外径１３０ｍｍ、内径４００１１０の中空円盤を得た
。 更に、円盤の表面を研磨加工して、表面粗さがそれぞれ
■ＲｍａｘＯ　．　３　５　μｍ、■Ｒｍａｘ０．２５
μｒｎ、■　ＲｍａｘＯ．１　５　μｍ，■　Ｒｍａｘ
０．１μｍで，板厚上，８９＋ｍｍの磁気ディスク用ア
ルミニウム合金基盤を製造した後、該基盤に下記の条件
にてメッキ処理を施した。 なお、上記表面粗さのうち、■、■はＰｖＡ弾性砥石を
用いたスピードファム製ＤＳＬ１８Ｂによる研削法（以
下、（１）法と称す）により、また（の及び■について
は、アルミナ系遊離砥粒を用いたスピードファム製ＤＳ
Ｌ９Ｂによる研磨法（以下，（２）法と称す）により、
或いは下記条件による電解複合研磨法（以下、（３）法
と称す）により、それぞれ調整した。 〔メッキ条件〕 脱脂（上村工業製Ｕ−クリーナーＵＡ−６８、↓　　５
％、５０℃、５分、浸漬） 酸洗（上村工業製ＡＤ−１０１．１０％、７０℃↓　　
３分、浸漬） 亜鉛置換（上村工業製ＡＤ−３０１．Ｒ．Ｔ．、↓　　
　　１分、浸漬） 硝酸剥離　（５０％硝酸、Ｒ．Ｔ．、１分、浸漬）↓ 亜鉛置換（上村工業製ＡＤ−３０１．Ｒ．Ｔ．、↓　　
　　３０秒、浸漬） Ｎｉ−Ｐメッキ（上村工業製ニムデンＨＤＸ、９０℃、
浸漬、メノキ厚６．５ μｍ） 〔電解複合研磨条件〕 装　置：第↓図に示す構或のもの。 電解液：３％硝酸ナトリウム水溶液（アルミナＬｏｇ／
１を含む） 電解電圧＝３Ｖ（基盤：陽極） 研磨布：東レ製エクセーヌ 更に、該基盤を下記テキスチャ条件にて仕上げ、調査し
た。それらの結果を第１表及び第２表に示す。 〔テープテキスチャ条件〕 装　置ｅＹＡＣ製テープボリッシャ テープ：ミクロコーティング製ＷＡ＃４０００ＴＰＹ 基盤回転数：２００ｒｐｍ 処理時間：３０秒 なお、比較のため、常法による研磨→上記テープテキス
チャ条件による試料も作製した。 なお、金属間化合物は，該磁気ディスク用アルミニウム
合金基盤を走査型電子顕微鏡にて１０００倍の倍率で面
積１０ｍｍ２を測定して評価した。 マイクロピットは、テキスチャ面を顕微鏡にて６４０倍
の倍率で１００箇所を観察し、最大径２μ１以上のピッ
トのないものを○、１〜４個のピットがあるものをΔ、
５個以上又は８μｍ以上のピントが工個でもあるものを
Ｘとして評価した。 第２表から明らかなように，本発明例はいずれも、比較
例に比して格段に優れていることがわかる。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、化学或分を規制
して金属間化合物サイズを規制したディスク用アルミニ
ウム合金基盤を電解複合研磨法による仕上げ研磨を施す
ので、ピットやノジュール等のメッキ欠陥が少なく、磁
気ディスクとして必要な表面精度を有するメッキ面が、
メッキ後に研磨等の表面除去処理を施すことなく得られ
る。したがって、工程の簡略化及び自動化も可能となり
、優れたテキスチャ面を有するディスク用アルミニウム
合金メッキ基盤を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明に使用される電解複合研磨装置の一例を
示，す概略説明図である。 Ａ・・・アルミニウム合金基盤，Ｂ・・・研磨布，Ｃ・
・・回転テーブル，Ｄ・・・直流電源、Ｅ・・・電解液
液槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で（以下、同じ）、必須元素として３＜Ｍｇ≦５
   ．５％を含有すると共に、Ａｌ−Ｆｅ系又はＭｇ−Ｓｉ
   系の金属間化合物の最大サイズが１０μｍ以下であるア
   ルミニウム合金基盤につき、少なくとも最終仕上げ研磨
   を電解複合研磨法で行って、その表面粗さをＲｍａｘ≦
   ０．２μｍとし、次いで該基盤に常法によりＮｉ−Ｐメ
   ッキ等の非磁性メッキを施した後、遊離砥粒による研磨
   を施すことなく、テキスチャリングを施すことを特徴と
   する磁気ディスク用基盤の製造法。