JPH04366420A - アルミニウム基板の焼鈍方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】コンピュータシステムにおける外
部記憶装置として使用される磁気ディスク装置において
、情報の記録媒体となる磁気ディスクは、アルミニウム
製の基板の両面に磁性膜を有している。したがって、ア
ルミニウム基板の両面は、極めて高い平面度が要求され
る。本発明は、このような高い平面度が要求されるアル
ミニウム基板の焼鈍方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、磁気ディ
スクが高速回転し、磁気ヘッドが１μｍ以下の微小隙間
だけ浮上した状態で、情報の記録／再生が行われる。し
たがって、磁気ディスクの基板であるアルミニウム基板
は、磁気ディスク装置が長期間稼動している間に、変形
したりしないことが必要であり、そのためにアルミニウ
ム基板の加工途中で焼鈍処理が行われる。

【０００３】図３はアルミニウム基板の加工方法を工程
順に示す図である。１はアルミニウム基板のブランク材
であり、ドーナツ状をしている。工程（１）　において
は、このアルミニウム基板ブランク材１をＮＣ加工する
ことで、両面の粗加工と、内外径の仕上げや面取りが行
われる。

【０００４】このＮＣ加工によってアルミニウム基板に
加工歪みが発生するため、そのまま使用すると、長期間
稼動している間に、内部応力によって変形を起こし、磁
気ディスク表面の平坦度が次第に低下してくる恐れがあ
る。これを未然に防止するために、ＮＣ加工の後に、熱
処理することで焼鈍し内部応力を除去するアニール（Ａ
Ｎ）工程（２）　が必要となる。この焼鈍処理は、通常
アルミニウムの変位点である　２２０℃以上の温度で行
われる。

【０００５】その後、工程（３）　において、両面を研
削するグラインディング（ＧＲ）加工を行ない、工程（
４）　において、ダイヤターン（ＤＴ）加工によって、
仕上げが行われる。

【０００６】ところで、このような方法で加工した場合
、直径が小さな磁気ディスクの場合はさほど問題ないが
、直径が大きくなってくると、アルミニウム基板表面の
真直度（平坦度）が悪化するという問題がある。

【０００７】図４は図３に示した各工程の後におけるア
ルミニウム基板表面の真直度を示すものであり、〇印が
従来の方法で加工した場合の真直度である。この図から
明らかなように、従来の加工方法では、アルミニウム基
板の焼鈍後から真直度が極端に悪化している。したがっ
て、アルミニウム基板の真直度を悪化させているのは、
焼鈍処理に原因があるものと考えられる。

【０００８】図５は従来のアルミニウム基板の焼鈍方法
を示す側面図である。２は鉄定盤であり、その上に積層
アルミニウム基板１ｂと高精度鉄板３とを交互に重ね、
最上部に鉄荷重４が載置される。この鉄荷重４は、高精
度鉄板３を数枚重ねたものである。高精度鉄板３は、１
枚で２０ｋｇ程度の重さのものが使用される。積層アル
ミニウム基板１ｂは、ＮＣ加工後のアルミニウム基板１
ａを例えば１０枚ずつ重ねたものである。なお、５は位
置決め用の芯棒であり、鉄荷重４、各アルミニウム基板
１ａおよび高精度鉄板３のドーナツ状孔に挿通され、鉄
定盤２に固定されている。

【０００９】このような積層状態で、　３００℃以上の
温度で数時間加熱処理される。鉄定盤２の上面および各
高精度鉄板３の両面は、ラップ加工などによって、中心
平均線粗さＲａが　１００分の５μｍ程度となるような
極めて高い面精度となっており、焼鈍時にアルミニウム
基板１ａの面精度が低下するのを防止している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の焼鈍
方法において、前記のように焼鈍処理の後に真直度が悪
化するのは、アルミニウム基板１ａの積層１ｂを鉄定盤
２や高精度鉄板３、鉄荷重４などによって挟んだ状態で
焼鈍することに原因のあることが究明された。

【００１１】すなわち、製品となるアルミニウム基板１
ａと鉄製の定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４などとは線
膨張係数が異なるため、図６に破線で示すように、加熱
による線膨張量が、鉄製の定盤２や高精度鉄板３、鉄荷
重４などよりアルミニウム基板１ａの方が大きい。その
結果、アルミニウム基板１ａと鉄製の定盤２や高精度鉄
板３、鉄荷重４などとの間に摩擦が発生し、アルミニウ
ム基板１ａは、鉄製の定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４
によって拘束され、自由かつ均一な熱膨張ができない。 そのため、アルミニウム基板１ａの反りやうねりが発生
し、真直度が低下する。この影響は、鉄製の定盤２や高
精度鉄板３、鉄荷重４に近いアルミニウム基板ほど、ま
たアルミニウム基板１ａが大径になるほど大きく、歩留
り向上に支障を来している。すなわち、鉄製の定盤２や
高精度鉄板３、鉄荷重４に近い数枚のアルミニウム基板
が使用不能となる。

【００１２】一方、焼鈍時にアルミニウム基板１ａが軟
化するため、アルミニウム基板１ａの面精度は、鉄定盤
２や高精度鉄板３、鉄荷重４などの面精度の影響を受け
るが、鉄定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４などの面精度
を上げるには限界があり、また加工コストが高くなる。 そのため、近年のような高記録密度の磁気ディスクを製
造する上で障害となっている。

【００１３】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、アルミニウム基板の真直度や面精度が低下せず
、しかも安価な焼鈍方法を実現することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明によるアル
ミニウム基板の焼鈍方法の基本原理を説明する側面図で
ある。６はワークと同材質のアルミニウム部材であり、
このアルミニウム部材６の上に、ワークとなるアルミニ
ウム基板１ａを多数枚重ねて載置する。アルミニウム基
板１ａの上には、従来方法と違って荷重をかけない。し
たがって、最上部のアルミニウム基板１ａの上には荷重
用部材を載せない。

【００１５】この状態で、所定の時間、所定の温度で加
熱し、アルミニウム基板１ａの焼鈍を行なう。

【００１６】なお、アルミニウム基板１ａを載置するア
ルミニウム部材６としては、例えば製品用として用意さ
れたアルミニウム基板１ａを複数枚重ねて用いることも
でき、または肉厚が十分厚いアルミニウム定盤を用いて
もよい。

【００１７】請求項２は、図２のように鉄定盤２を使用
し、その上に前記のアルミニウム部材を載置するもので
ある。そして、該アルミニウム部材として、鉄定盤２と
アルミニウム基板１ａとの線膨張量の差を吸収できる程
度の肉厚を有するアルミニウム定盤６ａを用いる。

【００１８】

【作用】図５に示す従来の方法では、図６に示すように
、鉄製の定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４などに近い数
枚のアルミニウム基板が、鉄とアルミニウムとの線膨張
係数の差に起因して真直度が低下したが、請求項１の本
発明方法では、鉄定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４など
を使用していないため、製品となるアルミニウム基板１
ａが線膨張係数の異なる鉄製の部材と接することはない
。その結果、破線で示すように、製品となるアルミニウ
ム基板１ａの線膨張量とアルミニウム部材６の線膨張量
が等しく、線膨張係数の差に起因するアルミニウム基板
１ａの真直度低下を防止でき、不良品が発生しないため
歩留りが大幅に向上する。

【００１９】また、従来の方法では、アルミニウム基板
１ａが鉄製の定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４などの間
に挟まれるため、定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４など
の面精度が悪いと、定盤２や高精度鉄板３、鉄荷重４な
どと接するアルミニウム基板１ａは、熱処理時に定盤２
や高精度鉄板３、鉄荷重４などの面に倣って変形し、ア
ルミニウム基板１ａの面精度が定盤２や高精度鉄板３、
鉄荷重４などの面精度に左右される。

【００２０】これに対し、本発明の場合は、鉄製の部材
と接するアルミニウム基板が存在しないため、面精度が
低下することはなく、また高精度の加工を要する鉄定盤
２や高精度鉄板３、鉄荷重４などが不必要となり、製造
コストを低減できる。

【００２１】しかも、従来の方法では、板厚の厚い高精
度鉄板３を多数枚重ね、かつ鉄荷重４を載置したのに対
し、本発明の方法では、アルミニウム基板１ａのみを積
層できるため、一度に従来より大量のアルミニウム基板
を焼鈍でき、処理能率の向上によっても製造コストが低
減される。

【００２２】請求項２のように、鉄定盤２の上に、該鉄
定盤２とアルミニウム基板１ａとの線膨張量の差を吸収
できる程度の肉厚を有するアルミニウム定盤６ａを載置
し、このアルミニウム定盤６ａの上に、ワークとなるア
ルミニウム基板１ａを多数枚重ねて載置すると、製品用
のアルミニウム基板１ａを無駄にしないですみ、製造コ
ストの低減に寄与できる。また、鉄定盤２の上にアルミ
ニウム定盤６ａを載置することにより、アルミニウム定
盤６ａを薄くできる。

【００２３】

【実施例】次に本発明によるアルミニウム基板の焼鈍方
法が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明す
る。請求項２においては、図２に示すように、鉄定盤２
の上にアルミニウム定盤６ａを載置し、このアルミニウ
ム定盤６ａの上に、ワークとなるアルミニウム基板１ａ
を多数枚重ねて載置している。

【００２４】実施例では、製品となるアルミニウム基板
１ａの板厚が例えば２ｍｍ程度の場合、アルミニウム定
盤６ａとしては、肉厚が４０ｍｍ程度のものを用いた。 また、鉄定盤２には、肉厚が５０〜７０ｍｍのものを用
いた。そして、アルミニウム定盤６ａの上にアルミニウ
ム基板１ａを　２５０枚積み重ね、　３６０℃に徐熱／
徐冷し約４時間焼鈍処理を行なった。その結果、各アル
ミニウム基板１ａの真直度が、３〜４．５　μｍ／７４
．５ｍｍとなった。図５に示す従来の方法における鉄製
部材側のアルミニウム基板１ａの真直度が、１０〜１２
μｍ／７４．５ｍｍであったのに比べると、真直度が約
３倍も改善されている。

【００２５】図４には、従来の加工方法における各工程
後のアルミニウム基板表面の真直度と比較するために、
本発明実施例方法における各工程後の真直度も表示され
ている。●印が前記実施例の方法で加工した場合の真直
度の平均値であり、アルミニウム基板の焼鈍後でも真直
度は悪化しておらず、本発明方法の効果が認められる。 〇印および●印は５０枚の試料の平均値であるが、５０
枚中における真直度のばらつき（＋３σ〜−３σ）も、
従来方法に比べて格段と少なくなっている。

【００２６】鉄定盤２と製品となるアルミニウム基板１
ａとの間に挟むアルミニウム部材は、厚肉のアルミニウ
ム定盤６ａに代えて、製品用のアルミニウム基板１ａを
用いることもできる。すなわち、特別にアルミニウム定
盤６ａを用意することなく、鉄定盤２の上に直接、アル
ミニウム基板１ａを多数枚積み重ねる。ただし、鉄定盤
２側の数枚は、図６で説明した場合と同様に、鉄定盤２
の影響で真直度が低下する。

【００２７】また、数百枚のアルミニウム基板１ａの重
量に耐えられるアルミニウム定盤を用いれば、鉄定盤２
は必ずしも必要ない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、製品とな
るアルミニウム基板１ａは、アルミニウム部材の上に載
置され、また最上部に荷重部材を載せないため、製品と
なるアルミニウム基板１ａが、線膨張係数の異なる他の
部材と接することはない。その結果、アルミニウム基板
１ａの真直度が低下することはなく、また従来の高精度
鉄板３や鉄荷重４の厚さだけ、アルミニウム基板１ａを
載置できるため、一度の焼鈍処理枚数が増加し、処理効
率が向上する。高精度鉄板３と所定数のアルミニウム基
板を交互に重ねる方法と違って、アルミニウム基板１ａ
のみを積層すれば足りるので、作業時間も大幅に短縮さ
れる。

【００２９】高い面精度を要する多数の高精度鉄板３が
不要なため、製造コストを低減でき、アルミニウム基板
１ａの面精度が低下することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアルミニウム基板の焼鈍方法の基
本原理を説明する側面図である。

【図２】本発明方法の実施例を示す側面図である。

【図３】アルミニウム基板の加工方法を工程順に示す図
である。

【図４】従来方法と本発明の実施例の方法につき、各加
工工程における真直度の変化を測定した結果を示す図で
ある。

【図５】従来のアルミニウム基板の焼鈍方法を示す側面
図である。

【図６】従来のアルミニウム基板焼鈍方法における真直
度低下の作用を説明する側面図である。

【符号の説明】

１　　アルミニウム基板（ブランク材）１ａ　　ＮＣ加
工後のアルミニウム基板１ｂ　　ＮＣ加工後のアルミニ
ウム基板の積層２　　鉄定盤 ３　　高精度鉄板 ４　　鉄荷重 ５　　芯棒 ６　　アルミニウム部材 ６ａ　　アルミニウム定盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気ディスク用アルミニウム基板を焼
   鈍する際に、ワークと同材質のアルミニウム部材（６）
   　の上に、ワークとなるアルミニウム基板（１ａ）を多
   数枚重ねて載置し、最上部のアルミニウム基板（１ａ）
   の上に荷重用部材を載せない状態で、焼鈍を行なうこと
   を特徴とするアルミニウム基板の焼鈍方法。
2. 【請求項２】　　鉄定盤（２）　の上に、該鉄定盤（２
   ）　とアルミニウム基板（１ａ）との線膨張量の差を吸
   収できる程度の肉厚を有するアルミニウム定盤（６ａ）
   を載置し、このアルミニウム定盤（６ａ）の上に、ワー
   クとなるアルミニウム基板（１ａ）を多数枚重ねて載置
   することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム基板
   の焼鈍方法。