TW201407607A - 硬碟用基板之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題,係在於得到一種能夠藉由無電解NiP電鍍來得到平滑之電鍍被膜表面,並且也不會使耐酸蝕性惡化之硬碟用基板。本發明之硬碟用基板之製造方法,係包含有:第1電鍍工程,係將基板浸漬在含有具備平滑化作用之添加劑的第1無電解NiP電鍍浴中,而在該基板之表面上,形成平均表面粗度為較該表面更小之前述無電解NiP電鍍被膜之下層;和第2電鍍工程,係將藉由第1電鍍工程而被形成有前述無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在第2無電解NiP電鍍浴中,而形成具備有耐酸蝕性之無電解NiP電鍍被膜之上層,在從第1電鍍工程而移行至第2電鍍工程處的期間中,抑制下層之與大氣的接觸。
Description
本發明,係有關於硬碟用基板之製造方法。
作為硬碟用基板之製造方法,係進行有:在被作了機械加工之鋁或者是鋁合金的基板上,施加無電解NiP電鍍,而在基板表面上形成電鍍被膜,以作為磁性被膜之基底(參考專利文獻1)。
於此,為了達成硬碟記錄裝置之高記錄密度化,係有必要盡可能地將記錄/再生頭之浮起高度降低。故而,在形成了由無電解NiP電鍍所致之電鍍被膜之後,係進行藉由使用有游離砥粒之研磨來將該電鍍被膜之表面平滑化的研磨工程。
〔專利文獻1〕日本特開平03-236476號公報
然而,由無電解NiP電鍍所致之電鍍被膜的表面,係為非常粗糙,而會對於研磨工程造成極大的負擔,又,由於研磨損失量亦為高,因此係不得不將電鍍被膜之厚度增厚,而會導致生產性之惡化以及環境負擔之增大。
從此種觀點來看,係期望能夠盡可能地將藉由無電解NiP電鍍所形成之電鍍被膜的表面設為平滑者,以減輕由於研磨工程所導致的負擔。例如,在對於印刷基板等而形成電鍍被膜的方法中,係進行有:藉由在無電解電鍍浴中添加有機硫磺系化合物等之光澤劑,來得到具有平滑之表面的電鍍被膜。
然而,一般而言,含有硫磺之電鍍被膜,其耐酸蝕性係為低,特別是,對於在研磨工程中而使用有強酸之研磨劑的硬碟用基板之製造方法而言,係會有在電鍍被膜之表面上產生腐蝕凹坑等的缺陷之虞,而無法將印刷基板等之技術直接作適用。又,更進而,若是電鍍被膜之耐酸蝕性為差,則在強酸之洗淨時,亦同樣的,會有電鍍被膜中之Ni優先性地過度溶出而導致在硬碟用基板之後續工程中產生問題之虞。
本發明,係為有鑑於上述之事態而進行者,其目的,係在於供給一種:能夠藉由無電解NiP電鍍來得到平滑之電鍍被膜表面,並且也不會使耐酸蝕性惡化之硬碟用基板。
對於上述課題作解決之本發明之硬碟用基板之製造方法,係為具備有無電解NiP電鍍被膜之硬碟用基板之製造方法,其特徵為,包含有:第1電鍍工程,係將基板浸漬在含有具備平滑化作用之添加劑的第1無電解NiP電鍍浴中,而在該基板之表面上,形成平均表面粗度為較該表面更小之前述無電解NiP電鍍被膜之下層;和第2電鍍工程,係將藉由第1電鍍工程而被形成有無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在第2無電解NiP電鍍浴中,而形成具備有耐酸蝕性之無電解NiP電鍍被膜之上層,在從第1電鍍工程而移行至第2電鍍工程處的期間中,抑制下層電鍍被膜之與大氣的接觸。
若依據上述之硬碟用基板之製造方法,則由於係將基板浸漬在包含有機硫磺系化合物等之具有平滑化作用的添加劑之第1無電解NiP電鍍浴中,而在基板之表面上形成無電解NiP電鍍被膜之下層,因此,係能夠將下層之表面粗度縮小,而能夠將下層之表面平滑化。
之後,由於係將被形成有該無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在具備有耐酸蝕性之第2無電解NiP電鍍浴中,而在下層之被作了平滑化的表面上,形成無電解NiP電鍍被膜之上層,因此係能夠將上層之表面粗度縮小,而能夠將上層之表面平滑化。並且,係能夠藉由具有耐酸蝕性之上層來披覆下層之表面,而不會有使在研磨工
程或洗淨工程中之耐酸蝕性惡化的情形。
故而,係能夠減輕研磨工程之負擔,並使硬碟用基板之生產性提昇。又,係能夠減少從研磨工程所排出之研磨廢液,並且亦能夠減少研磨消耗量,而能夠將電鍍被膜之膜厚減薄,因此係成為亦能夠減輕環境負擔。
又,若依據上述之本發明之硬碟用基板之製造方法,則在從形成下層之第1電鍍工程起直到移行至形成上層之第2電鍍工程為止的期間中,由於係抑制下層之與大氣的接觸,因此,係能夠防止在下層之電鍍被膜表面上形成有氧化膜的情形。故而,係能夠對於在藉由第2電鍍工程來形成上層時或者是在第2電鍍工程之後所進行之研磨工程時而於上層之電鍍被膜表面上產生起因於下層電鍍被膜上之氧化膜所導致的身為凹陷缺陷之凹坑的情況作抑制。
故而,係能夠得到平滑之硬碟用基板,並且能夠對以被形成在無電解NiP電鍍被膜之上層處的凹坑作為起點而導致發生下層電鍍被膜之腐蝕並使耐酸蝕性惡化的情況作防範。又,若依據本發明,則由於係能夠減少被形成在無電解NiP電鍍被膜之上層處的凹坑之數量,因此,當將其作成硬碟記錄裝置時,係能夠防止記錄容量之降低。
〔圖1〕對於實施例1-1和比較例1-1、2的測定結果作展示之圖。
〔圖2〕對於實施例1-2的測定結果作展示之圖。
〔圖3〕對於實施例1-3的表面粗度之測定結果作展示之圖。
〔圖4〕對於實施例1-3的小瘤塊(nodule)之直徑和高度的測定結果作展示之圖。
〔圖5〕對於實施例1-3的起伏之測定結果作展示之圖。
〔圖6〕對於針對實施例2中之上層的電鍍被膜表面而作了攝像的畫像作展示之圖。
〔圖7〕對於氧之檢測強度和距離氧化膜之表面的深度間之關係作展示的圖表。
以下,針對本實施形態作詳細說明。
硬碟用基板之製造方法,係包含有:對於鋁塊材進行研削而形成基板之基板形成工程、和對於基板施加無電解NiP電鍍而在基板表面上形成無電解NiP電鍍被膜之電鍍工程、和對於被形成有無電解NiP電鍍被膜之基板表面進行研磨而加工成鏡面之研磨工程、以及將被作了研磨之電鍍被膜洗淨之洗淨工程。
在上述各工程中,電鍍工程,係可進行(1)脫脂工程、(2)水洗、(3)蝕刻處理、(4)水洗、(5)去粉垢(smut)處理、(6)水洗、(7)1次鋅酸鹽處理、(8)水洗、(9)去鋅酸鹽處理、(10)水洗、(11)2次鋅酸鹽處理、(12)水洗、(13)無電解NiP電鍍、
(14)水洗、(15)乾燥、(16)燒鈍,又,上述之(13)無電解NiP電鍍,係可分成第1電鍍工程和第2電鍍工程之2階段來進行。
在第1電鍍工程中,係將基板浸漬在含有具備平滑化作用之添加劑的第1無電解NiP電鍍浴中,而在基板表面上形成無電解NiP電鍍被膜之下層。藉由此處理,係能夠形成具有較鋁塊材之平均表面粗度更小之平均表面粗度的無電解NiP電鍍被膜。另外,在具備平滑化作用之添加劑中,係可使用有機硫磺系化合物。
可以推測到,此具備平滑化作用之添加劑,係藉由堆積在具有凹凸之鋁塊材的凸部分處來使無電解NiP電鍍之成長成為較其他部分更慢,來降低鋁塊材之凹凸的影響,並藉由此而能夠得到平滑之電鍍被膜。
在第2電鍍工程中,係將藉由第1電鍍工程而被形成有無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在具有耐酸蝕性之第2無電解NiP電鍍浴中,而形成具備有耐酸蝕性之無電解NiP電鍍被膜之上層。為了形成具有耐酸蝕性之無電解NiP電鍍被膜,係可使用並未添加有機硫磺系化合物之電鍍浴。
另外,所謂具備耐酸蝕性,係只要具備有如同在先前技術中所使用之無電解NiP電鍍被膜之程度的耐酸蝕性即可。因此,較理想,係並不將有機硫磺系化合物積極地添加至電鍍浴中,但是,如果僅是受到污染的程度之並不會對於耐酸蝕性造成影響的程度之混入,則仍可以容許。
先前技術之無電解NiP電鍍,由於係藉由1次的電鍍工程來形成單層之無電解NiP電鍍被膜,因此,電鍍膜厚係為例如10~15μm程度,相較於本實施形態中之無電解NiP電鍍被膜的上層,膜厚係為厚。故而,就算是在電鍍析出之初期而產生針孔,亦會藉由後續之電鍍膜厚的成長而被堵塞,其之作為凹坑而出現在電鍍被膜表面上的可能性係為低。又,就算其作為空孔而殘留在電鍍膜中,亦由於其係存在於膜與鋁塊材之間的界面之附近,因此其之由於研磨而導致作為凹坑來出現在電鍍被膜表面上的可能性係為低。
另一方面,本實施形態中之無電解NiP電鍍,係藉由第1電鍍工程而形成下層,並藉由第2電鍍工程而形成上層,而將無電解NiP電鍍被膜設為下層和上層之2層構造。
但是,在上述之設為2層構造的製造方法中,在從形成下層之第1電鍍工程而移行至形成上層之第2電鍍工程的期間中,下層之電鍍被膜表面會與大氣接觸,並形成氧化被膜。當氧化被膜為極薄的情況時,下層之電鍍被膜表面係為活性,在進行上層之無電解NiP電鍍時,係進行有NiP電鍍之緻密的核生成,NiP電鍍係立即成長為膜狀。
然而,當下層之電鍍被膜表面的氧化膜變厚的情況時,可以推測到,下層之電鍍被膜係成為非活性,在進行上層之無電解NiP電鍍時,非活性之場所的析出係變慢,並進行NiP電鍍之空疏的核生成,NiP電鍍,係會成長為
孤立之島狀,之後再成長為膜狀。故而,島與島之間之邊界部係並不會被完全地填埋,在上層電鍍被膜表面上,係會發生具有針孔或空孔之網眼狀的凹陷缺陷,並有著在研磨後之基板表面上而產生多數之凹坑的可能性。
特別是,因應於被形成在無電解NiP電鍍被膜之下層表面的氧化膜之膜厚變厚,在無電解NiP電鍍被膜之上層所產生的網眼狀之凹陷缺陷之數量係會增加,而有著在研磨後之上層的電鍍被膜表面上出現多數之凹坑之虞。故而,會有以該凹坑作為起點而發生下層電鍍被膜之腐蝕並導致耐酸蝕性惡化之虞,並且會有在形成了磁性記錄層時而無法記錄資料之場所增加,並導致作為硬碟記錄裝置之記錄容量降低之虞。
因此,在本實施形態中,係在從第1電鍍工程而移行至第2電鍍工程處的期間中,抑制下層之與大氣的接觸,以防止在下層之電鍍被膜表面上形成厚的氧化膜,並對於在上層之電鍍被膜表面上產生起因於氧化膜之網眼狀的凹陷缺陷之情況作抑制,來防止由於研磨而導致凹坑之出現。故而,係能夠得到平滑之硬碟用基板,並且能夠對以無電解NiP電鍍被膜之上層處的凹坑作為起點而導致發生下層電鍍被膜之腐蝕並使耐酸蝕性惡化的情況作防範。
又,在作成硬碟記錄裝置時,係能夠防止記錄容量之降低。
作為抑制下層之與大氣的接觸之方法的其中一例,例如係有著:在第1電鍍工程後,以短時間而移行至第2電
鍍工程處,來盡可能地將下層之電鍍被膜表面的曝露在大氣中之時間縮短的方法、或者是當在第1電鍍工程之後而藉由純水來將基板作水洗時,在維持於使該水洗中所使用之純水附著在下層之電鍍被膜表面上的濕潤狀態的情況下,移行至第2電鍍工程並浸漬在第2電鍍浴中之方法。
進而,亦有著在氮、氬等之惰性氣體氛圍下而進行移行之方法。
在第1以及第2無電解NiP電鍍浴中,作為鎳離子之供給源,係使用水溶性之鎳鹽。作為此水溶性之鎳鹽,係可使用硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、醋酸鎳、磺胺酸鎳等。
作為在電鍍浴中之濃度,作為金屬鎳,係以1~30g/L為理想。
作為錯化劑,較理想,係將二羧酸或者是其之鹼性鹽,例如酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、丙二酸、乙醇酸、葡萄糖酸、草酸、鄰苯二甲酸、富馬酸、馬來酸、乳酸、或者是此些之鈉鹽、鉀鹽、銨鹽,作2種類以上之使用,並且其中之至少一種係為羥基二羧酸。作為錯化劑之濃度,係以0.01~2.0mol/L為理想。
作為還原劑,較理想,係使用次亞磷酸、或者是次亞磷酸鈉或次亞磷酸鉀等的次亞磷酸鹽。作為還原劑之濃度,係以5~80g/L為理想。
在第1電鍍工程中,較理想,係為了使成為下層之無電解NiP電鍍被膜的表面變得平滑,而使用作為具備平滑化作用之添加劑而添加了有機硫磺系化合物等之光澤劑的
第1無電解NiP電鍍浴,來進行無電解NiP電鍍。藉由此處理,係能夠形成具有較鋁塊材之平均表面粗度更小之平均表面粗度的無電解NiP電鍍被膜。
作為有機硫磺化合物,係只要在構造式中包含有硫原子即可,例如,係可使用硫脲、硫代硫酸鈉、磺酸鹽、異噻唑酮化合物、月桂基硫酸鈉、2,2'-二吡啶基二硫、2,2'-二硫代二苯甲酸、雙二硫化物等,而可將此些作1種之單獨使用或者是2種以上之併用使用。更理想,在有機硫磺系化合物中,係一包含有氮者為理想,而可列舉出硫脲、異噻唑酮化合物、2,2'-二吡啶基二硫、雙二硫化物。有機硫磺系化合物之添加量,係為0.01~20ppm,特別以0.1~5ppm為理想,若是過少,則係並沒有電鍍被膜之平滑效果,若是過多,則係無法獲得更進一步的效果。
此種有機硫磺系化合物之光澤劑,相較於包含Cd、As、Tl等之光澤劑,其毒性係為低,而有更多之適於實際使用的情況。
在第1無電解NiP電鍍浴中,較理想,係使其更進而含有酸、鹼、鹽等之pH調整劑、用以防止電鍍浴在儲存中而發霉之防腐劑、對於pH之變動作抑制的緩衝劑、用以抑制針孔之發生的界面活性劑、用以抑制電鍍浴之分解的安定劑。
在第2電鍍工程中,較理想,係使用並未包含有機硫磺系化合物之第2無電解NiP電鍍浴,而進行無電解NiP電鍍。第2無電解NiP電鍍浴,係為在硬碟用基板之製造
中所通常被使用者,並具備有在電鍍工程後之研磨工程中的耐酸蝕性。進而,係亦具備有在強酸之洗淨工程中的耐酸蝕性。
在第1電鍍工程和第2電鍍工程之間,係為了防止在第1電鍍浴中所含有之有機硫磺系化合物被帶到第2電鍍浴中,而在第1電鍍工程之後,進行藉由純水等之洗淨液來將基板洗淨之洗淨工程。此時,係在將基板表面維持於被洗淨液所浸濕的濕潤狀態下,來移行至第2電鍍工程中。例如,藉由在經由洗淨工程而附著於基板表面上的洗淨液乾燥之前便迅速地使基板移行至第2電鍍工程中,係能夠將基板表面維持於濕潤狀態。故而,係能夠抑制下層之與大氣的接觸,而能夠抑制在下層之電鍍被膜表面上形成氧化膜的情形。
若依據上述之硬碟用基板之製造方法,則由於係將基板浸漬在包含有機硫磺系化合物等之具有平滑化作用的添加劑之第1無電解NiP電鍍浴中,而在基板之表面上形成無電解NiP電鍍被膜之下層,因此,係能夠將下層之表面粗度縮小,而能夠將下層之表面平滑化。
之後,由於係將被形成有該無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在具備有耐酸蝕性之第2無電解NiP電鍍浴中,而在下層之被作了平滑化的表面上,形成無電解NiP電鍍被膜之上層,因此係能夠將上層之表面粗度縮小,而能夠將上層之表面平滑化。並且,係能夠藉由具有耐酸蝕性之上層來被覆下層之表面,而不會有使在研磨工
程或洗淨工程中之耐酸蝕性惡化的情形。
故而,係能夠得到平滑之硬碟用基板,而能夠減輕研磨工程之負擔,並使硬碟用基板之生產性提昇。又,係能夠減少從研磨工程所排出之研磨廢液,並且亦能夠減少研磨消耗量,而能夠將電鍍被膜之膜厚減薄,因此係成為亦能夠減輕環境負擔。
又,若依據上述之硬碟用基板之製造方法,則在從形成下層之第1電鍍工程起直到移行至形成上層之第2電鍍工程為止的期間中,由於係抑制下層之與大氣的接觸,因此,係能夠防止在下層之電鍍被膜表面上形成有氧化膜的情形。故而,係能夠對於在藉由第2電鍍工程來形成上層時而於上層之電鍍被膜表面上產生起因於氧化膜所導致的網眼狀之凹陷缺陷的情況作抑制,並能夠抑制起因於在第2電鍍工程後所進行之研磨工程而導致凹坑產生的情形。
故而,係能夠得到平滑之硬碟用基板,並且能夠對以被形成在無電解NiP電鍍被膜之上層處的凹坑作為起點而導致發生下層電鍍被膜之腐蝕並使耐酸蝕性惡化的情況作防範。又,若依據本發明,則由於係能夠減少被形成在無電解NiP電鍍被膜之上層處的凹坑之數量,因此,當將其作成硬碟記錄裝置時,係能夠防止記錄容量之降低。
以下,係對於實施例和比較例作展示,而對本發明作具體性說明,但是,本發明係並不被下述之實施例所限
定。
實施例1,係為了對於由第1電鍍工程和第2電鍍工程所致之上層的表面粗度之狀態作觀察而實施者。
將身為基板之平均表面粗度Ra=15nm的市面販售之3.5吋鋁基材(95mm-內徑25mm ),使用周知之由磷酸蘇打和界面活性劑所成的脫脂液來進行50℃、2分鐘之脫脂處理,之後,使用含有硫酸和磷酸之周知之蝕刻液來進行70℃、2分鐘之蝕刻處理。
進而,藉由硝酸來進行20℃、30秒之去粉垢處理,並使用周知之鋅酸鹽處理液,來以20℃而進行30秒之1次鋅酸鹽處理。接著,使用硝酸來進行20℃、30秒之去鋅酸鹽處理,之後,以20℃而進行30秒之2次鋅酸鹽處理。
在對於上述基板之表面而形成下層之第1電鍍工程中,係使用作為有機硫磺系化合物而添加了1ppm之2,2'-二吡啶基二硫之周知的蘋果酸-琥珀酸系無電解NiP電鍍浴,而進行了85℃、90分鐘、電鍍膜厚10μm之電鍍處
理。將無電解NiP電鍍被膜之表面粗度,藉由Veeco公司製之原子力顯微鏡(AFM)來作了測定(粗度,係作為由10μm平方所致之平均粗度Ra來作展示)。其結果,表面粗度之值,係為2.3nm。
之後,在將無電解NiP電鍍被膜之下層之表面作了洗淨後,在形成上層之第2電鍍工程中,係使用並未添加有機硫磺系化合物之周知的蘋果酸-琥珀酸系無電解NiP電鍍浴,而進行了85℃、20分鐘、電鍍膜厚2μm之電鍍處理,並將基板表面之總電鍍膜厚設為了12μm。
使用未添加上述之有機硫磺系化合物之周知的蘋果酸-琥珀酸系無電解NiP電鍍浴,而進行了85℃、120分鐘、電鍍膜厚12μm之電鍍處理。亦即是,係使用未含有有機硫磺系化合物之具有耐酸蝕性的無電解NiP電鍍浴,來進行了電鍍處理。
使用添加有1ppm之上述之有機硫磺系化合物之周知的蘋果酸-琥珀酸系無電解NiP電鍍浴,而進行了85℃、120分鐘、電鍍膜厚12μm之電鍍處理。亦即是,係使用含有有機硫磺系化合物之無電解NiP電鍍浴,來進行了電鍍處理。
針對實施例1-1、比較例1-1、比較例1-2中的無電解NiP電鍍被膜之表面粗度,藉由Veeco公司製之原子力顯微鏡(AFM)來作了測定(粗度,係作為由10μm平方所致之平均粗度Ra來作展示)。
進而,為了作視覺性的確認,係藉由光學顯微鏡而對於電鍍被膜之表面作了攝影。又,耐酸蝕性,係藉由將實施例1-1、比較例1-1、比較例1-2中之無電解NiP電鍍被膜在硝酸(濃度30%、溫度40℃)中作5分鐘的浸漬,再對於浸漬後之表面藉由光學顯微鏡來作攝影,並對於視野內之腐蝕凹坑個數作計數,而進行了計測。
圖1,係為對於實施例1-1和比較例1-1、2的測定結果作展示之圖。
在實施例1-1中,電鍍後之表面粗度Ra係為2.6nm,腐蝕凹坑個數係為1250(個/mm2)。在比較例1-1中,電鍍後之表面粗度Ra係為14.8nm,腐蝕凹坑個數係為1125(個/mm2)。又,在比較例1-2中,電鍍後之表面粗度Ra係為2.1nm,腐蝕凹坑個數係為72875(個/mm2)。
在比較例1-1的情況中,於電鍍工程中,由於係使用具備有耐酸蝕性之無電解NiP電鍍浴來進行了電鍍處理,因此,腐蝕凹坑之個數,係較實施例1更少,但是,由於係並未含有有機硫磺系化合物,因此,表面粗度Ra係變得較實施例1-1而更粗,在圖1中,係能夠在電鍍被膜之
表面上觀察到複數之細微的凹凸。故而,在比較例1-1中,可以預想到,係會對於研磨工程帶來極大的負擔。
而,在比較例1-2的情況時,於電鍍工程中,由於係使用含有有機硫磺系化合物之無電解NiP電鍍浴來進行了電鍍處理,因此表面粗度Ra係較實施例1-1更小,在圖1中,係無法在表面上觀察到凹凸。然而,相較於實施例1-1,腐蝕凹坑數係為極多,而可以得知耐酸蝕性係為低。故而,可以預測到,在研磨工程中係會發生腐蝕凹坑等之缺陷,又,也可以預測到,在洗淨工程中,NiP被膜中之Ni會過度的溶出並對於硬碟用基板之後續的工程造成影響。
相對於此些之比較例1-1、2,實施例1之電鍍後的表面粗度Ra係為小而為平滑,又,腐蝕凹坑數亦為少,而可以得知係具備有高的耐酸蝕性。
準備複數種類之有機硫磺系化合物,並藉由與實施例1-1相同之電鍍條件來進行電鍍處理,而製作了試料編號1~6之試料。下述之表1,係為對於所添加的有機硫磺系化合物之名稱、構造式、添加量作了展示之表。
之後,與實施例1-1相同的,將無電解NiP電鍍被膜之表面粗度,藉由Veeco公司製之原子力顯微鏡(AFM)來作了測定(粗度,係作為由10μm平方所致之平均粗度Ra來作展示)。
圖2,係為對於各試料以及比較例的表面粗度之測定結果作展示之圖。
圖2之比較例,係為上述之比較例1-1。比較例,由於係並未添加有機硫磺系化合物,因此,表面粗度(Ra)係為大(14.8nm),可以得知,相較於試料編號1~6之各試料,表面係為粗。另一方面,添加了有機硫磺系化合物之本實施例、亦即是試料編號1~6之各試料,其表面粗度(Ra)係為小,可以得知,相較於比較例,其表面係為平滑。又,於此些之中,特別是試料編號2、4、5之試料,其表面粗度(Ra)係為小,平滑化之效果係為顯著。
可以預測到,此係為在有機硫磺系化合物中所包含之氮所帶來的影響。
針對在上述之實施例1-2中而平滑化效果為特別高之有機硫磺系化合物、二吡啶基二硫、硫脲、異噻唑酮化合物,分別作為添加劑來使用並製作了試料。之後,針對成為平滑性之指標的(1)表面粗度、(2)小瘤塊高度、(3)起伏作測定,並對於其效果作了確認。
將各添加劑之添加量在0ppm~1.5ppm之範圍內而一次改變0.25ppm地作變化,而製作了試料。之後,與實施例1-1相同的,將各試料之無電解NiP電鍍被膜之表面粗度,藉由Veeco公司製之原子力顯微鏡(AFM)來作了測定(粗度,係作為由10μm平方所致之平均粗度Ra來作展示)。下述之表2,係為對於各試料之表面粗度的測定結果作展示之表,圖3,係為將表2之結果作了圖表化之圖。
如同表2以及圖3中所示一般,相較於並未添加有機硫磺系化合物者(添加量=0.00ppm),作了添加者
(0.25ppm~1.50ppm),例如在硫脲的情況時,可以得知,表面粗度最大係一直降低至1/3程度。
作為實施例,製作了將二吡啶基二硫之添加量設為1.0ppm之試料、和將硫脲之添加量設為0.75ppm之試料、以及將異噻唑酮之添加量設為0.5ppm之試料。之後,藉由超深度形狀測定顯微鏡(Keyence公司製,VK-851),來對於小瘤塊高度和小瘤塊直徑作了測定。作為比較例,係對於上述之比較例1-1的小瘤塊高度和小瘤塊直徑作了測定。
下述之表3,係為對於各實施例以及比較例之小瘤塊高度和小瘤塊直徑的測定結果作展示之表,圖4,係為對於測定結果之相關作了展示之圖。
如同圖4中所示一般,可以得知,添加了有機硫磺系
化合物之各實施例,相較於並未添加有機硫磺系化合物之比較例,其之相對於小瘤塊直徑的小瘤塊高度係有所降低。
將各添加劑之添加量在0ppm~1.5ppm之範圍內而一次改變0.25ppm地作變化,而製作了試料。之後,使用平坦度測定裝置(KLA-Tencor公司製之Opti flat),來對於各試料之表面上的波長5mm之起伏(Wa)作了測定。
起伏(Wa),係為對於5mm以上之波長處的高度(Z)之絕對值平均作了算出者,並依據JISB0601中所展示之算數平均起伏(Wa)而作了算出。下述之表4,係為對於與各試料之添加量相對應的表面之起伏的測定結果作展示之表,圖5,係為將表4之結果作了圖表化之圖。
如同表4以及圖5中所示一般,相較於並未添加有機硫磺系化合物者(添加量=0.00ppm),作了添加者(0.25ppm~1.50ppm),其起伏係降低,可以得知,係能夠得到更加平滑之表面。
根據上述結果,可以得知,在(1)表面粗度、(2)小瘤塊高度、(3)起伏之所有的指標中,相較於並未添加有機硫磺系化合物者,係以添加了含有氮之有機硫磺系化合物者,其平滑化效果係為更高。根據此,可以推測到,係能夠減輕研磨工程中之負擔,並使硬碟用基板之生產性提昇。
實施例2,係為了對於推測為是由於在藉由第1電鍍工程和第2電鍍工程來進行電鍍時起因於氧化膜所產生的凹坑之發生狀態作觀察而實施者。
將平均表面粗度Ra=15nm的市面販售之3.5吋鋁基材,使用周知之由磷酸蘇打和界面活性劑所成的脫脂液來進行50℃、2分鐘之脫脂處理,之後,使用含有硫酸和磷酸之周知之蝕刻液來進行70℃、2分鐘之蝕刻處理。
進而,藉由硝酸來進行20℃、30秒之去粉垢處理,並使用周知之鹼性鋅酸鹽處理液,來以20℃而進行30秒之1次鋅酸鹽處理。進而,使用硝酸來進行20℃、30秒之去鋅酸鹽處理,之後,使用與1次鋅酸鹽處理相同之鋅酸鹽處理液,來以20℃而進行30秒之2次鋅酸鹽處理。
在第1電鍍工程中,係使用將次亞磷酸鹽作為還原劑之周知的無電解NiP浴(第1電鍍浴),並進行85℃、120分鐘之電鍍處理,而形成電鍍膜厚為12μm之平滑的無電解NiP電鍍被膜之下層(第1電鍍工程)。之後,藉由純水而將無電解NiP電鍍被膜之下層的表面作10分鐘的洗淨。
對於無電解NiP電鍍膜之下層的電鍍被膜表面,使用氨酯製發泡研磨墊和使游離砥粒作了分散的研磨液,來以2個階段而進行精密研磨加工,藉由此而最後加工為鏡面。此時,在第1階段之研磨中,係使用使加工速度為快之氧化鋁砥粒作了分散的研磨液,在第2階段之研磨中,係使用使粒徑為更小之矽溶膠砥粒作了分散的研磨液。使用此些之研磨方法,而對從下層之電鍍被膜表面作了2.0μm之研磨。
對於藉由上述研磨條件而最後加工成鏡面之無電解NiP電鍍被膜的下層,使用周知之由磷酸蘇打和界面活性劑所成的脫脂液(奧野製藥工業股份有限公司製,Al Clean160)來作50℃、1分鐘之浸漬,藉由此來除去下層表面之氧化膜,並使電鍍後之活性的表面再度出現。
以純水來將藉由上述製造方法所製作之基板洗淨(洗淨工程),並在維持於使純水附著於下層之電鍍被膜表面上的濕潤狀態下,以10秒程度的搬送時間來進行搬送,並立即在第2電鍍工程中而浸漬在第2電鍍浴中,而形成了無電解NiP電鍍被膜之上層。
以純水來將藉由上述製造方法所製作之基板洗淨,並作30分鐘之空中保持,而使下層之電鍍被膜表面乾燥,之後,在第2電鍍工程中而浸漬在第2電鍍浴中,而形成了無電解NiP電鍍被膜之上層。
以純水來將藉由上述製造方法所製作之基板洗淨,並在大氣中作1個星期的保管,而使下層之表面完全乾燥,之後,在第2電鍍工程中而浸漬在第2電鍍浴中,而形成了無電解NiP電鍍被膜之上層。
在第2電鍍工程中,係使用並未添加上述有機硫磺化合物之將次亞磷酸鹽作為還原劑之周知的無電解NiP電鍍浴(第2電鍍浴),並進行85℃、30分鐘之電鍍處理,
而在無電解NiP電鍍被膜之下層上,形成電鍍膜厚為3μm之無電解NiP電鍍被膜之上層。亦即是,係將無電解NiP電鍍被膜之下層的電鍍膜厚設為10μm,並將上層之電鍍膜厚設為3μm。
另外,本發明,係為用以解決起因於將無電解NiP電鍍被膜設為2層構造一事所發生的上述之凹坑之製造方法。此凹坑之發生原因,由於係如同上述一般,在於被形成在下層之電鍍被膜表面上的氧化膜,因此,係無關於下層之無電解NiP電鍍被膜的添加劑之有無。故而,在本實施例中,作為模擬性之試驗,在下層之平滑的無電解NiP電鍍被膜之形成中,係將對於使用了具有平滑化作用之未含有添加劑的無電解NiP電鍍浴所得到的無電解NiP被膜進行研磨而使其平滑化的基板作代用。
針對在無電解NiP電鍍被膜之上層的電鍍被膜表面觸之凹陷缺陷的個數之計測,係使用雷射顯微鏡(OLYMPUS股份有限公司製,NANO SEARCH顯微鏡,OLS3500,100倍對物透鏡(視野128μm×96μm),微分干涉雷射)。又,係在每90°(0°、90°、180°、370°)度而從內周起直到外周為止地對於基板表面進行了掃描時所確認到的網眼狀之凹陷缺陷的個數作了測定。
又,在對於無電解NiP電鍍被膜之上層的電鍍被膜表面之氧化膜厚度的計測中,係使用FE-歐傑電子分光分析
裝置(日本電子股份有限公司、JAMP-9500F)。實施在氬蝕刻之每一秒中而對於1000倍畫像全體之氧元素頻譜作收集的深度剖面分析,此時之蝕刻深度,係藉由氧化矽基板之蝕刻速度而算出。於表5以及圖7中,展示該測定結果。圖6,係為對於實施例2中之上層的電鍍被膜表面而作了攝像的畫像。
在實施例2-1的情況時,從氧化膜之除去後起直到開始上層電鍍為止的空中搬送時間,係為10秒,在正要進行上層電鍍之前的基板表面(下層表面),係成為濕潤狀態。而,在正要進行上層電鍍之前的基板表面之氧化膜厚度,係為1.2nm,在上層電鍍後之電鍍被膜表面上的網眼狀之凹陷缺陷場所,係為0.2個/mm2。在實施例2-1中,如同圖6中所示一般,係幾乎沒有見到網眼狀之凹陷缺陷。
另一方面,在比較例2-1的情況時,從氧化膜之除去後起直到開始上層電鍍為止的空中搬送時間,係為30分鐘,在正要進行上層電鍍之前的基板表面,係成為乾燥狀
態。而,在正要進行上層電鍍之前的基板表面之氧化膜厚度,係為1.4nm,在上層電鍍後之電鍍被膜表面上的網眼狀之凹陷缺陷場所,係為1.7個/mm2。在比較例2-1中,如同圖6中所示一般,係在一部分處發生有網眼狀之凹陷缺陷。
又,在比較例2-2的情況時,從氧化膜之除去後起直到開始上層電鍍為止的空中搬送時間,係為1個星期,在正要進行上層電鍍之前的基板表面,係成為乾燥狀態。而,在正要進行上層電鍍之前的基板表面之氧化膜厚度,係為1.7nm,在上層電鍍後之電鍍被膜表面上的網眼狀之凹陷缺陷場所,係由於發生有多數,而成為無法測定。在比較例2-2中,如同圖6中所示一般,係在廣範圍處發生有網眼狀之凹陷缺陷。
根據上述結果,可以得知,藉由使從氧化膜除去後起直到開始上層電鍍為止的空間搬送時間縮短並將正要進行上層電鍍前肢基板表面的狀態保持為濕潤狀態,係能夠將被形成在下層之電鍍被膜表面上的氧化膜之厚度減薄,而能夠將在上層電鍍後之網眼狀的凹陷缺陷之個數減少。
Claims (2)
- 一種硬碟用基板之製造方法,係為具備有無電解NiP電鍍被膜之硬碟用基板之製造方法,其特徵為,包含有:第1電鍍工程,係將基板浸漬在含有具備平滑化作用之添加劑的第1無電解NiP電鍍浴中,而在該基板之表面上,形成平均表面粗度為較該表面更小之前述無電解NiP電鍍被膜之下層;和第2電鍍工程,係將藉由該第1電鍍工程而被形成有前述無電解NiP電鍍被膜之下層的基板,浸漬在第2無電解NiP電鍍浴中,而形成具備有耐酸蝕性之前述無電解NiP電鍍被膜之上層,在從前述第1電鍍工程而移行至前述第2電鍍工程處的期間中,抑制前述下層之與大氣的接觸。
- 如申請專利範圍第1項所記載之硬碟用基板之製造方法,其中,係包含有在前述第1電鍍工程後而藉由洗淨液來洗淨前述基板之洗淨工程,藉由在該洗淨工程後而維持於使前述洗淨液附著於前述下層之表面上的濕潤狀態,來抑制前述下層之與大氣的接觸。
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