WO2022085472A1 - 薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材 - Google Patents

薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材 Download PDF

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WO2022085472A1
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base plate
mass
phase particles
less
aluminum alloy
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French (fr)
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高太郎 北脇
英之 畠山
航 熊谷
遼 坂本
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Furukawa Electric Co Ltd
UACJ Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
UACJ Corp
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    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a hard disk drive with a built-in thin substrate and a base plate member for a hard disk drive with a built-in thin substrate.
  • HDD hard disk drives
  • the HDD is equipped with a magnetic disk drive device that supports and rotates a disk for a recording medium, and the magnetic disk drive device generally rotates one or a plurality of magnetic disks or magnetic disks for recording data. It has a spindle motor and a clamp member for fixing the inner diameter side portion of the magnetic disk.
  • the HDD includes a magnetic head that processes data for each magnetic disk, an actuator that movably supports the magnetic head with respect to the magnetic disk, and a rotation and rotation of the actuator. It is equipped with a swing arm for positioning.
  • HDDs are required to have a large capacity and a high density due to the needs of multimedia and the like.
  • the number of magnetic disks mounted on the storage device is increasing, and the thickness of the magnetic disks is also required to be reduced accordingly.
  • the rigidity is lowered when the magnetic disk is thinned.
  • the impact resistance which indicates the degree to which the magnetic disk is hardly deformed, is lowered, so that the impact resistance is required to be improved.
  • Patent Document 1 proposes a method of improving impact resistance by containing a large amount of Si, which contributes to improving rigidity, in an aluminum alloy substrate for a magnetic disk.
  • Patent Document 1 for increasing the Si content and improving the rigidity is effective for improving the impact resistance
  • the amount of Si that can be added is limited in consideration of manufacturability. At present, the target good impact resistance has not been obtained.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a base plate member for a hard disk drive with a built-in thin substrate and a hard disk drive with a built-in thin substrate, which has excellent impact resistance.
  • the present inventors have been able to improve the impact resistance of the magnetic disk by clarifying the correlation between the magnetic disk and the base plate in the hard disk drive with a built-in thin substrate.
  • One aspect of the present invention is a disk-shaped magnetic disk having a through hole in a central portion, a spindle motor inserted into the through hole of the magnetic disk and supporting the magnetic disk so as to be co-rotatable, and supporting the spindle motor.
  • the base plate is provided with a base plate made of an aluminum alloy, and the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more, and 0 second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more are provided.
  • It is a hard disk drive with a built-in thin substrate having a metal structure of mm 2 .
  • Another aspect of the present invention is a metal structure in which the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more, and the number of second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more is 0 / mm 2 . It is a base plate member for a hard disk drive with a built-in thin substrate made of aluminum alloy.
  • a disk-shaped magnetic disk having a through hole in a central portion, a spindle motor inserted into the through hole of the magnetic disk and supporting the magnetic disk in a co-rotatable manner, and the spindle motor are supported.
  • the second phase in which the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more and the maximum diameter is 500 ⁇ m or more.
  • the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more, and there are no second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a hard disk drive with a built-in thin substrate in this embodiment.
  • FIG. 2 shows the time when an impact test was performed using a base plate having a peripheral length of 3 mm / mm 2 or more and a base plate having a peripheral length of less than 3 mm / mm 2 in the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more. The relationship with the displacement of the substrate (disk) is shown.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the peripheral length and the longest diameter of the second phase particles.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a region for measuring the thickness of the base plate (base plate member).
  • FIG. 5 is an example of an image of the metal structure of the base plate taken with an optical microscope.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a hard disk drive with a built-in thin substrate in this embodiment.
  • the hard disk drive 1 with a built-in thin substrate in the present embodiment is inserted into a disk-shaped magnetic disk 30 having a through hole in the center and a through hole of the magnetic disk 30, and rotates the magnetic disk 30 together.
  • a spindle motor 20 that can support the spindle motor 20 and a base plate 10 made of an aluminum alloy that supports the spindle motor 20 are provided.
  • the HDD 1 with a built-in thin substrate rotates and rotates a magnetic head 50 that processes data on the magnetic disk 30, a swing arm 70 that movably supports the magnetic head 50 with respect to the magnetic disk 30, and a swing arm 70. It includes an actuator 40 for positioning.
  • the number of magnetic disks 30 may be one or a plurality. Further, by connecting the base plate 10 to the cover plate 60, various parts such as the magnetic disk 30 are protected.
  • Aluminum alloy base plate (base plate member) The metal structure of the aluminum alloy base plate (base plate member) will be described. In the following description, the configuration, characteristics, etc. of the base plate shall be similarly applied to the base plate member.
  • the base plate has a metal structure having a peripheral length of 3 mm / mm 2 or more for the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more.
  • the impact resistance of the base plate is improved when the peripheral length of the existing second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more. It is considered that this is because the vibration energy at the time of impact is absorbed at the interface between the second phase particles and the aluminum alloy matrix.
  • the impact resistance of the base plate is high, so that the impact is mitigated by the base plate and the impact transmitted to the magnetic disk is reduced.
  • the impact resistance of the magnetic disk is improved, and the deformation of the magnetic disk can be suppressed.
  • the peripheral length of the existing second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is less than 3 mm / mm 2 , the vibration energy absorbed at the interface between the second phase particles and the aluminum alloy matrix is absorbed. Due to its small size, impact resistance does not improve. Therefore, the peripheral length of the second phase particles existing in the metal structure of the base plate is in the range of 3 mm / mm 2 or more, and preferably in the range of 5 mm / mm 2 or more.
  • the upper limit of the peripheral length is not particularly limited, but it is preferably 1000 mm / mm 2 or less in consideration of the alloy component of the base plate and the like. Further, since the second phase particles having the longest diameter of less than 10 ⁇ m have almost no effect on the impact resistance, the lower limit of the longest diameter of the second phase particles is less than 10 ⁇ m.
  • FIG. 2 shows the time when an impact test was performed using a base plate having a peripheral length of 3 mm / mm 2 or more and a base plate having a peripheral length of less than 3 mm / mm 2 in the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more.
  • the relationship with the displacement of the substrate (disk) is shown.
  • the base plate containing the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more having a peripheral length of 3 mm / mm 2 or more in the metal structure has a longest diameter having a peripheral length of less than 3 mm / mm 2 .
  • the maximum displacement that is, the deformation of the substrate (disk) is smaller than that of the base plate containing the second phase particles of 10 ⁇ m or more in the metal structure.
  • the impact resistance transmitted to the magnetic disk can be reduced by using a base plate containing the second phase particles with a maximum diameter of 10 ⁇ m or more having a peripheral length of 3 mm / mm 2 or more in the metal structure, so that the impact resistance of the magnetic disk can be reduced. Can be improved.
  • the second phase particles mainly mean precipitates and crystallization of intermetallic compounds.
  • Al- such as Al 3 Fe, Al 6 Fe, Al 6 (Fe, Mn), Al-Fe-Si, Al-Fe-Mn-Si, Al-Fe-Ni, Al-Cu-Fe, etc.
  • Fe-based intermetallic compounds include Fe-based intermetallic compounds.
  • Mg-Si-based metal-to-metal compounds Mg 2 Si, etc.
  • Al-Mn-based metal-to-metal compounds Al 6 Mn, Al-Mn-Si, etc.
  • Al-Ni-based metals Inter-compounds Al 3 Ni, etc.
  • Al-Cu-based intermetallic compounds Al 2 Cu, etc.
  • Al-Cr-based intermetallic compounds Al 7 Cr, etc.
  • Al-Zr-based intermetallic compounds Al 3 Zr, etc.
  • Examples thereof include intermetal compounds such as Si particles and the like as the second phase particles.
  • the base plate has a metal structure in which the number of second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more is 0 / mm 2 .
  • the base plate The thickness also tends to be thin.
  • the impact resistance of the base plate is lowered, and as a result, the impact resistance of the magnetic disk is also lowered. Further, if a crack or a hole is generated in the base plate, helium or the like enclosed in the HDD may leak to the outside. Therefore, a base plate in which one or more coarse second -phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more are present in the metal structure is unsuitable as a base plate applied to an HDD. From this point of view, it is considered that the impact resistance of the magnetic disk is improved by having 0 particles / mm 2 of the second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more in the metal structure of the base plate.
  • the upper limit of the longest diameter of 500 ⁇ m or more is not particularly limited, but is naturally determined by the alloy components and the like, and is about 3000 ⁇ m.
  • the unit piece / mm 2 of the second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more means the number of second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more existing in 1 mm 2 .
  • the longest diameter of the second phase particles present in the metallographic structure of the base plate is measured from a planar image of the second phase particles A observed with an optical microscope, as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3, in the second phase particle A, first, the linear distance between one point on the contour line of the observed second phase particle A and another point on the contour line is measured. Next, this linear distance is measured for all points on the contour line, and finally, the largest diameter selected from these all linear distances is selected as the longest diameter. The largest diameter thus selected is defined as the longest diameter D max of the second phase particles. Further, the peripheral length of the second phase particle is, as shown in FIG. 3, the length L on the contour line of the intermetallic compound A observed in the plan image of the second phase particle A observed with an optical microscope.
  • the unit mm / mm 2 of the perimeter means the total perimeter of all the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more existing in 1 mm 2 .
  • the image is taken without using a polarizing filter.
  • the distinction between the second phase particles and the matrix is performed by the contrast density in the image taken by the optical microscope, and as shown in FIG. 5, those having a higher or lighter contrast than the matrix are defined as the second phase particles.
  • the peripheral length and the longest diameter of the second phase particles can be calculated by SEM (scanning electron microscope).
  • SEM scanning electron microscope
  • the distinction between the second phase particles and the matrix is possible by the shade of contrast in the COMP image (composition image). Particles with higher or lighter contrast than the matrix are identified as Phase 2 particles.
  • Hitachi Flex SEM100 scanning electron microscope, operation Ver. 1.9
  • acceleration voltage 15 kv
  • magnification 1000 times
  • scan resolution 1024 pixels
  • scan duel time 35 ⁇ s
  • field of view area 0. .07 mm Perform under the condition of 2 or more.
  • the peripheral length (mm / mm 2 ) and the longest diameter of the second phase particles are calculated using particle analysis software (trade name: particle analysis software A image-kun, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.).
  • particle analysis software trade name: particle analysis software A image-kun, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
  • the perimeter and longest diameter of the second phase particles can be calculated in combination with particle analysis software.
  • particle analysis software AZtec (Ver. 3.3 SPI) manufactured by Oxford is used, and the second phase particles having a higher or lighter contrast than the matrix are analyzed one by one by EDS (energy dispersive X-ray analysis). Calculate the peripheral length (mm / mm 2 ) and the longest diameter of the second phase particles.
  • the analysis time by EDS for each detected second phase particle is 2 seconds.
  • the base plate is made of aluminum alloy, preferably made of aluminum alloy.
  • the aluminum alloy has a total content of Fe (iron), Mn (manganese) and Ni (nickel) of 0.05% by mass or more and 7.0% by mass or less, and the balance is composed of aluminum and unavoidable impurities.
  • the aluminum alloy is optionally Si (silicon): 0% by mass or more and 24.0% by mass or less, Zn (zinc): 0% by mass or more and 7.0% by mass or less, Cu (copper): 0% by mass or more.
  • Mg magnesium: 0% by mass or more and 3.5% by mass or less
  • Be berylium: 0% by mass or more and 0.0015% by mass or less
  • Cr chromium: 0% by mass or more and 0.30% by mass % Or less
  • Zr zirconia: 0% by mass or more and 0.15% by mass or less
  • Sr sinrontium: 0% by mass or more and 0.1% by mass or less
  • Na sodium
  • P phosphorus
  • Fe mainly exists as second phase particles (Al-Fe-based intermetallic compound, etc.), and a part thereof is dissolved in a matrix and exists. Fe exerts the effect of improving the impact resistance of the base plate by the formation of the second phase particles and the solid solution into the matrix.
  • Mn and Ni also exist mainly as second phase particles (Al—Mn-based intermetallic compound, Al—Ni-based intermetallic compound, etc.), and some of them are dissolved in the matrix and exist.
  • Mn and Ni also exert the effect of improving the impact resistance of the base plate due to the formation of the second phase particles and the solid solution into the matrix.
  • the total content of Fe, Mn, and Ni is less than 0.05% by mass, the formation of the second phase particles is insufficient, and the impact resistance may be lowered.
  • the total content of Fe, Mn, and Ni exceeds 7.0% by mass, coarse second-phase particles may be generated and the impact resistance may be lowered. Therefore, the total content of Fe, Mn, and Ni is preferably 0.05% by mass or more and 7.0% by mass or less.
  • Si mainly exists as second phase particles (Si particles or the like) and has an effect of improving the impact resistance of the base plate. Therefore, 24.0% by mass or less of Si may be arbitrarily added to the aluminum alloy. When the content of Si in the aluminum alloy is 24.0% by mass or less, the formation of coarse Si particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • the Si content is preferably 5.0% by mass or more in order to promote the formation of the second phase particles and sufficiently exert the effect of improving the impact resistance.
  • Zn When the aluminum alloy contains Zn, Zn forms second phase particles with other additive elements and has the effect of improving the impact resistance of the base plate. Therefore, Zn of 7.0% by mass or less may be arbitrarily added to the aluminum alloy. When the Zn content in the aluminum alloy is 7.0% by mass or less, the formation of coarse second phase particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • Cu copper
  • Al-Cu-based intermetallic compound or the like second phase particles
  • 5.0% by mass or less of Cu may be optionally added to the aluminum alloy.
  • the Cu content in the aluminum alloy is 5.0% by mass or less, the formation of coarse second phase particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • Mg manganesium
  • Mg When the aluminum alloy contains Mg, Mg forms second phase particles with other additive elements and has the effect of improving the impact resistance of the base plate. Therefore, 3.5% by mass or less of Mg may be arbitrarily added to the aluminum alloy. When the Mg content in the aluminum alloy is 3.5% by mass or less, the formation of coarse second phase particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • the aluminum alloy contains Be
  • Be preferentially oxidizes at the time of molten metal, so that it is possible to suppress the oxidation of other additive elements, that is, the other additive elements are likely to form second phase particles. Therefore, it has the effect of further improving the impact resistance of the base plate. Therefore, Be of 0.0015% by mass or less may be optionally added to the aluminum alloy. However, even if Be is contained in an amount of more than 0.0015% by mass, the effect is saturated and no further remarkable improvement effect can be obtained.
  • Cr chromium
  • Al—Cr-based intermetallic compound or the like a second phase particle
  • Cr mainly exists as a second phase particle (Al—Cr-based intermetallic compound or the like)
  • Al—Cr-based intermetallic compound or the like a second phase particle
  • Cr of 0.30% by mass or less may be arbitrarily added to the aluminum alloy.
  • the Cr content in the aluminum alloy is 0.30% by mass or less, the formation of coarse second phase particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • Zr mainly exists as a second phase particle (Al—Zr-based intermetallic compound or the like) and has an effect of improving the impact resistance of the base plate. Therefore, Zr of 0.15% by mass or less may be optionally added to the aluminum alloy. When the Zr content in the aluminum alloy is 0.15% by mass or less, the formation of coarse second phase particles is suppressed. Thereby, the effect of further improving the impact resistance of the base plate can be obtained.
  • the aluminum alloy contains at least one of Na, Sr and P, Na, Sr and P reduce the size non-uniformity of the second phase particles (mainly Si particles) in the base plate and the impact resistance of the base plate. It has the effect of reducing the variation in aluminum. Therefore, in the aluminum alloy, one or more elements selected from the group consisting of 0.1% by mass or less of Na, 0.1% by mass or less of Sr, and 0.1% by mass or less of P are optionally contained. It may be added. However, even if each of Na, Sr and P is contained in an amount of more than 0.1% by mass, the effect is saturated and no further remarkable improvement effect can be obtained.
  • Ti, B and V have the effect of reducing the size non-uniformity of the second phase particles in the base plate and reducing the variation in impact resistance of the base plate. There is. Therefore, when at least one of Ti, B and V is added, the total content of Ti, B and V is preferably in the range of 0.500% by mass or less. However, even if the total content of Ti, B and V exceeds 0.500% by mass, the effect is saturated and no further remarkable improvement effect can be obtained.
  • the base plate made of an aluminum alloy may contain elements that are unavoidable impurities other than the above-mentioned components.
  • these elements include Ga, Ca and the like, and if the content thereof is 0.10% by mass or less for each element and 0.30% by mass or less in total, the action and effect of the present invention are not impaired.
  • the thickness of the base plate is preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less. If the thickness of the base plate is less than 0.5 mm, the base plate may be deformed when dropped when the HDD is attached. Further, if the thickness of the base plate is larger than 2.0 mm, the number of magnetic disks that can be mounted in the HDD is reduced, which is not suitable. Therefore, the thickness of the base plate is preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the thickness of the base plate is arbitrary in the region on one side of the disc, that is, the region indicated by the fill, in the region surrounded by the radius r25 mm to the radius r30 mm from the center C of the disc.
  • the thickness of the base plate 10 is measured at, and the measured value is defined as the thickness of the base plate 10. Since the base plate 10 in this region is thin and affects the deformation of the base plate, the above-mentioned effect can be exerted by controlling the thickness of the base plate 10 in this region.
  • the thickness of the base plate 10 is measured, for example, using a micrometer.
  • the base plate can be generally manufactured by a general method such as die casting or casting.
  • the aluminum alloy base material as a raw material is melted, the molten metal is prepared, and then the molten metal is die-cast or cast into the shape of the base plate.
  • the molten metal temperature is in the range of 550 to 700 ° C. for 0.1 to 1 hour when the molten metal is held and cast.
  • the time in the range of 550 to 700 ° C. is 0.1 to 1 hour, the formation of coarse second phase particles is suppressed, and a large number of fine second phase particles are generated. Therefore, the peripheral length of the second phase particles becomes long, which has the effect of improving the impact resistance of the base plate.
  • the base material of the magnetic disk is not particularly limited, but is preferably a base material made of, for example, an aluminum alloy or glass.
  • the thickness of the magnetic disk is preferably 0.20 mm or more and 0.58 mm or less, and more preferably 0.48 mm or less. If the thickness of the magnetic disk is less than 0.20 mm, the magnetic disk may be deformed or cracked if the magnetic disk is dropped when the HDD is attached. On the other hand, if the thickness of the magnetic disk is larger than 0.58 mm, the impact resistance is improved, but the number of magnetic disks that can be mounted in the HDD is reduced, which is not suitable for promoting the thinning of the magnetic disk.
  • the magnetic disk can be manufactured by using a magnetic disk substrate such as an aluminum alloy substrate or a glass substrate.
  • an aluminum alloy substrate composed of an aluminum alloy can be used as the substrate for the magnetic disk.
  • the alloy composition of the aluminum alloy substrate for a magnetic disk and the manufacturing method thereof will be described in detail.
  • the aluminum alloy used for the aluminum alloy substrate for magnetic disks preferably contains elements such as Mg, Cu, Zn, and Cr. It can also contain elements such as Fe, Mn, and Ni that can improve the rigidity.
  • the aluminum alloy used for the aluminum alloy substrate contains Mg, which is an essential element, in an amount of 1.0% by mass or more and 6.5% by mass or less, and optionally, Cu: 0% by mass. 0.070% by mass or less, Zn: 0% by mass or more and 0.60% by mass or less, Fe: 0% by mass or more and 0.50% by mass or less, Si: 0% by mass or more and 0.50% by mass or less, Cr: 0 Contains mass% or more and 0.20% by mass or less, Mn: 0% by mass or more and 0.50% by mass or less, Zr: 0% by mass or more and 0.20% by mass or less, Be: 0% by mass or more and 0.0020% by mass or less.
  • the balance consists of aluminum and unavoidable impurities.
  • the aluminum alloy used for the aluminum alloy substrate contains Fe, which is an essential element, and one or two of Mn and Ni, which are arbitrary elements, and contains Fe, Mn, and Ni.
  • the total amount is 1.0% by mass or more and 7.0% by mass or less, and optionally, Si: 0% by mass or more and 14.0% by mass or less, Zn: 0% by mass or more and 0.7% by mass or less, Cu: 0% by mass or more and 1.0% by mass or less, Mg: 0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Cr: 0% by mass or more and 0.30% by mass or less, Zr: 0% by mass or more and 0.20% by mass Below, Be: 0% by mass or more and 0.0015% by mass or less, Sr: 0% by mass or more and 0.1% by mass or less, Na: 0% by mass or more and 0.1% by mass or less, P: 0% by mass or more and 0.1. It contains less than% by mass, and the balance consists of aluminum and unavoidable
  • the aluminum alloy used for the aluminum alloy substrate may contain elements that are unavoidable impurities other than the above-mentioned essential components and optional components. Examples of these elements include Ti, V, Ga and the like, and the content thereof may be 0.10% by mass or less for each element, and 0.30% by mass or less in total. Further, Si can be positively added as an optional component, but it may not be added. Si is contained as an unavoidable impurity not only in a general-purity bullion but also in a high-purity bullion having an Al purity of 99.9% or more. As described above, when Si is contained as an unavoidable impurity, the content of Si is preferably 0.10% by mass or less.
  • a molten aluminum alloy material having the above-mentioned composition is prepared by heating and melting according to a conventional method.
  • the prepared molten metal of the aluminum alloy material is cast by a semi-continuous casting (DC casting) method, a continuous casting (CC casting) method, or the like to cast the aluminum alloy material.
  • the DC-cast aluminum alloy ingot is homogenized as necessary.
  • the aluminum alloy ingot (DC casting) that has been homogenized or has not been homogenized is hot-rolled to obtain a plate material.
  • the hot-rolled rolled plate or the cast plate cast by the CC casting method is cold-rolled to obtain an aluminum alloy plate. Annealing may be performed to ensure cold rolling workability before or during cold rolling.
  • the aluminum alloy plate obtained by cold rolling is punched into an annular shape to obtain an annular aluminum alloy plate.
  • the annular aluminum alloy plate becomes a disc blank by the pressure flattening treatment.
  • the disc blank is subjected to cutting / grinding and, if necessary, heat treatment before ginkating.
  • the surface of the disc blank is degreased and etched, and a zincate treatment (Zn replacement treatment) is performed.
  • Zn replacement treatment zincate treatment
  • a zincate film is formed on the surface of the disk blank.
  • an electroless Ni-P plating treatment is applied to the surface of the zincated disc blank as a base treatment for adhering a magnetic substance.
  • the plated surface after the electroless Ni-P plating treatment is polished for smoothing. In this way, the aluminum substrate for a magnetic disk is manufactured by surface polishing after the plating treatment.
  • Glass substrate for magnetic disk As the magnetic disk substrate, for example, a glass substrate made of a glass material can also be used. Hereinafter, the applied glass material and the method for manufacturing the glass substrate will be described in detail with respect to the glass substrate for a magnetic disk.
  • the glass used for the substrate for a magnetic disk contains SiO 2 of 55% by mass or more and 75% by mass or less as a main component, and further, Al 2O 3 : 0.7% by mass or more and 25% by mass or less, Li 2O : 0.
  • Such glasses include B 2 O 3 (aluminoborosilicate glass, contained as an essential ingredient in borosilicate glass), which lowers viscosity and enhances solubility and clarity, reduces high temperature viscosity, and dissolves and clarifies.
  • SrO, BaO which improves the properties and moldability and shows the effect of improving the young rate
  • ZnO which improves the ion exchange performance and lowers the high temperature viscosity without lowering the low temperature viscosity, improves the clarity and ion exchange performance.
  • a colorant Fe 2 O 3 and the like, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 may be further contained as a clarifying agent.
  • oxides such as La, P, Ce, Sb, Hf, Rb and Y may be contained.
  • the glass material prepared in a predetermined chemical composition is melted, and the molten mass is press-molded from both sides by a direct press method to prepare a glass base plate having a desired thickness.
  • the production of the glass base plate is not limited to the direct press method, and may be a float method, a fusion method, a redraw method, or the like.
  • this glass base plate is cored in an annular shape, and the inner diameter portion and the outer diameter portion are further polished to obtain an annular glass plate having a desired inner diameter dimension, outer diameter dimension, and chamfer length.
  • the surfaces of both surfaces of the annular glass plate are ground by a grinding machine (hereinafter referred to as lapping process) to obtain an annular glass substrate having a desired plate thickness and flatness. Further, the surfaces of both surfaces of the annular glass substrate are polished with a polishing machine to produce a disk having a desired thickness, that is, a glass substrate. During the polishing process, a chemical strengthening treatment with a sodium nitrate solution, a potassium nitrate solution, or the like may be performed. In this way, the glass substrate for a magnetic disk is manufactured by surface polishing.
  • the magnetic disk may further have a magnetic material layer laminated on these substrates. Further, it may have a protective layer made of a carbon-based material such as diamond-like carbon and laminated on a magnetic material layer, and a lubricating layer made of a lubricating oil and coated on the protective layer.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various types are based on the technical idea of the present invention. Can be modified and changed.
  • molten metal having the chemical components shown in Table 1 was prepared in the melting furnace / holding furnace. Next, the molten metal in the melting furnace / holding furnace was supplied to the mold to prepare a base plate member (test material) having a thickness of 1.5 mm. Table 1 shows the time when the molten metal temperature is in the range of 550 to 700 ° C.
  • the surface was polished at the site and measurement was performed.
  • the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more exposed on the surface of the test material is 3 mm / mm 2 or more, and the maximum diameter is 500 ⁇ m or more.
  • the number of second phase particles was 0 / mm 2 .
  • FIG. 2 in the metal structure of the base plate, if the peripheral length of the second phase particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more is 3 mm / mm 2 or more, it can be evaluated that the impact transmitted to the magnetic disk can be reduced. Therefore, by quoting FIG. 2, it can be evaluated that these test materials can enhance the impact resistance of the magnetic disk.
  • the molten metal temperature was in the range of 550 to 700 ° C. for 1.5 hours, and many second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more were generated. Therefore, the number of second phase particles having a maximum diameter of 500 ⁇ m or more is 1 / mm 2 , and the test material is not suitable as a base plate member.
  • the test material of Comparative Example 2 the peripheral length of the second phase particles was 1.6 mm / mm 2 , which was too short. Therefore, referring to FIG. 2, the test material is each of Examples 1 to 4. It can be evaluated that the impact resistance characteristics are inferior to those of the base plate member made from the test material.
  • Base plate 20 Spindle motor 30

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Abstract

本発明に係る薄型基板内蔵ハードディスクドライブ（１）は、中央部に貫通孔を有する円盤形状の磁気ディスク（３０）と、磁気ディスク（３０）の貫通孔に挿入され、磁気ディスク（３０）を共回転可能に支持するスピンドルモータ（２０）と、スピンドルモータ（２０）を支持するアルミニウム合金製のベースプレート（１０）と、を備える。ベースプレート（１０）が、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有する。

Description

薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材
　本発明は、薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材に関する。
　近年、コンピュータの記録装置としてハードディスクドライブ（以下「ＨＤＤ」ともいう）が広く用いられている。ＨＤＤには、記録媒体用のディスクを支持及び回転させる磁気ディスク駆動装置が搭載されており、磁気ディスク駆動装置は、一般に、データを記録する１枚又は複数枚の磁気ディスク、磁気ディスクを回転させるスピンドルモータ、及び磁気ディスクの内径側部分を固定するクランプ部材を有している。ＨＤＤには、このような磁気ディスク駆動装置の他に、各磁気ディスクに対してデータ処理を行う磁気ヘッド、当該磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したアクチュエータ、当該アクチュエータを回動及び位置決めするスイングアーム等が備えられている。
　ところで、近年になって、ＨＤＤには、マルチメディア等のニーズから大容量化及び密度化が求められている。また、更なる大容量化のため、記憶装置に搭載される磁気ディスクの枚数が増加しており、それに伴い磁気ディスクの薄肉化も求められている。しかしながら、磁気ディスクを薄肉化すると剛性が低下してしまう問題がある。剛性が低下すると、磁気ディスクが変形し難い程度を示す耐衝撃性が低下してしまうため、耐衝撃性の向上が求められている。
　このような実情から、近年では高い剛性を有する磁気ディスクが強く望まれ、検討されている。例えば、特許文献１では、磁気ディスク用アルミニウム合金基板に剛性向上に寄与するＳｉを多く含有させて、耐衝撃性を向上させる方法が提案されている。
　しかしながら、Ｓｉの含有量を増やして剛性を向上させる特許文献１に開示の方法は、耐衝撃性の向上には有効であるものの、製造性との兼ね合いから添加できるＳｉ量には限りがあり、目標とする良好な耐衝撃性は得られていないのが現状であった。
国際公開第２０１６／０６８２９３号
　本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性に優れる、薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材を提供するものである。
　本発明者らは、上記問題に対して鋭意検討を行った結果、薄型基板内蔵ハードディスクドライブにおける磁気ディスクとベースプレートとの相関性を明らかにすることにより、磁気ディスクの耐衝撃性を向上することができる薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材を提供できることを見出した。
　本発明の一態様は、中央部に貫通孔を有する円盤形状の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの貫通孔に挿入され、前記磁気ディスクを共回転可能に支持するスピンドルモータと、当該スピンドルモータを支持するアルミニウム合金製のベースプレートと、を備え、前記ベースプレートが、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有する薄型基板内蔵ハードディスクドライブである。
　本発明の他の態様は、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有するアルミニウム合金製の薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材である。
　本発明によれば、中央部に貫通孔を有する円盤形状の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの貫通孔に挿入され、前記磁気ディスクを共回転可能に支持するスピンドルモータと、当該スピンドルモータを支持するアルミニウム合金製のベースプレートと、を備える薄型基板内蔵ハードディスクドライブにおいて、前記ベースプレートが、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有することにより、磁気ディスクの耐衝撃性を向上することができる薄型基板内蔵ハードディスクドライブを提供することができる。
　また、アルミニウム合金製の薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材が、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有することにより、磁気ディスクの耐衝撃性を向上することができる薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材を提供することができる。
図１は、本実施形態における薄型基板内蔵ハードディスクドライブの一例を示す概略図である。 図２は、最長径１０μｍ以上の第２相粒子において、周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であるベースプレートと周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２未満のベースプレートとを用いて衝撃試験を行った際の時間と基板（ディスク）変位との関係を示す。 図３は、第２相粒子の周囲長と最長径を示す概略図である。 図４は、ベースプレート（ベースプレート部材）の厚さを測定する領域を示す概略図である。 図５は、光学顕微鏡によりベースプレートの金属組織を撮影した画像の一例である。
　以下、本実施形態における薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施形態における薄型基板内蔵ハードディスクドライブの一例を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態における薄型基板内蔵ハードディスクドライブ１は、中央部に貫通孔を有する円盤形状の磁気ディスク３０と、磁気ディスク３０の貫通孔に挿入され、磁気ディスク３０を共回転可能に支持するスピンドルモータ２０と、スピンドルモータ２０を支持するアルミニウム合金製のベースプレート１０と、を備える。更に、薄型基板内蔵ＨＤＤ１は、磁気ディスク３０に対してデータ処理を行う磁気ヘッド５０と、磁気ヘッド５０を磁気ディスク３０に対して移動自在に支持するスイングアーム７０と、スイングアーム７０を回動及び位置決めするアクチュエータ４０と、を備えている。磁気ディスク３０は１枚であってもよく、複数枚であってもよい。また、ベースプレート１０がカバープレート６０と結合されることにより、磁気ディスク３０等の各種部品が保護される。
Ａ．アルミニウム合金製のベースプレート（ベースプレート部材）
　アルミニウム合金製のベースプレート（ベースプレート部材）が有する金属組織について説明する。尚、以下の説明において、ベースプレートの構成、特性等はベースプレート部材にも同様に適用されるものとする。
（最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長）
　アルミニウム合金製のベースプレートの金属組織中には、第２相粒子として、金属間化合物や粒子等が存在する。具体的には、ベースプレートは、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上である金属組織を有する。ベースプレートの金属組織において、存在する最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であることにより、ベースプレートの耐衝撃性が向上する。これは、第２相粒子とアルミニウム合金マトリックスの界面で衝撃時の振動エネルギー等が吸収されること等が考えられる。これにより、ＨＤＤ落下時等のＨＤＤに衝撃が加わったときに、ベースプレートの耐衝撃性が高いため、ベースプレートで衝撃が緩和され、磁気ディスクに伝わる衝撃が小さくなる。その結果、磁気ディスクの耐衝撃性が向上し、磁気ディスクの変形を抑制できる。
　一方、ベースプレートの金属組織において、存在する最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２未満である場合、第２相粒子とアルミニウム合金マトリックスとの界面で吸収される振動エネルギーが小さいため、耐衝撃性が向上しない。そのため、ベースプレートの金属組織中に存在する第２相粒子の周囲長は３ｍｍ／ｍｍ２以上の範囲であり、５ｍｍ／ｍｍ２以上の範囲であることが好ましい。尚、周囲長の上限は特に限定されるものではないが、ベースプレートの合金成分等を勘案して、１０００ｍｍ／ｍｍ２以下であることが好ましい。また、最長径１０μｍ未満の第２相粒子は耐衝撃性にほとんど影響を及ぼさないため、第２相粒子の最長径の下限は１０μｍ未満である。
　図２は、最長径１０μｍ以上の第２相粒子において、周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であるベースプレートと周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２未満のベースプレートとを用いて衝撃試験を行った際の時間と基板（ディスク）変位との関係を示す。図２に示されるように、周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上である最長径１０μｍ以上の第２相粒子を金属組織中に含むベースプレートの方が、周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２未満である最長径１０μｍ以上の第２相粒子を金属組織中に含むベースプレートよりも、基板（ディスク）の最大変位、即ち、変形が小さいことがわかる。このことから、周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上である最長径１０μｍ以上の第２相粒子を金属組織中に含むベースプレートの使用により、磁気ディスクに伝わる衝撃を小さくできるため、磁気ディスクの耐衝撃性を向上させることができる。
　第２相粒子とは、主に金属間化合物の析出物や晶出物等を意味する。具体的には、Ａｌ３Ｆｅ、Ａｌ６Ｆｅ、Ａｌ６（Ｆｅ、Ｍｎ）、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ、Ａｌ－Ｃｕ－Ｆｅ等のＡｌ－Ｆｅ系金属間化合物が挙げられる。Ａｌ－Ｆｅ系金属間化合物の他に、Ｍｇ－Ｓｉ系金属間化合物（Ｍｇ２Ｓｉ等）、Ａｌ－Ｍｎ系金属間化合物（Ａｌ６Ｍｎ、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ等）、Ａｌ－Ｎｉ系金属間化合物（Ａｌ３Ｎｉ等）、Ａｌ－Ｃｕ系金属間化合物（Ａｌ２Ｃｕ等）、Ａｌ－Ｃｒ系金属間化合物（Ａｌ７Ｃｒ等）、Ａｌ－Ｚｒ系金属間化合物（Ａｌ３Ｚｒ等）等の金属間化合物が挙げられ、第２相粒子にはＳｉ粒子等も含まれる。
（最長径５００μｍ以上の第２相粒子）
　ベースプレートは、最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有する。上述の通り、ＨＤＤの大容量化のため、磁気ディスクの厚さを薄くし、ディスクの搭載枚数を増加させていることが検討されているが、磁気ディスクの搭載枚数を増加させるため、ベースプレートの厚さも薄くなる傾向にある。ベースプレートの厚さが薄い場合、ベースプレートの金属組織中に粗大な第２相粒子（５００μｍ以上）が存在すると、そこを起点に亀裂や穴が発生する恐れがある。その場合、ベースプレートの耐衝撃性が低下し、その結果、磁気ディスクの耐衝撃性の低下にも繋がると考えられる。また、ベースプレートに亀裂や穴が発生した場合、ＨＤＤの中に封入されるヘリウム等が外に漏れだす可能性もある。そのため、金属組織中に最長径５００μｍ以上の粗大な第２相粒子が１個／ｍｍ２以上存在するベースプレートは、ＨＤＤに適用するベースプレートとしては不適格である。このような観点から、ベースプレートの金属組織において、最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２であることで、磁気ディスクの耐衝撃性が向上すると考えられる。尚、５００μｍ以上の最長径の上限は特に限定されるものではないが、合金成分等により自ずと決まり、３０００μｍ程度である。尚、最長径５００μｍ以上の第２相粒子の単位個／ｍｍ２は、１ｍｍ２に存在する最長径５００μｍ以上の第２相粒子の個数を意味する。
　ベースプレートの金属組織中に存在する第２相粒子の最長径は、図３に示されるように、光学顕微鏡で観察される第２相粒子Ａの平面画像から計測される。具体的には、図３に示されるように、第２相粒子Ａにおいて、まず、観察された第２相粒子Ａの輪郭線上における一点と輪郭線上の他の点との直線距離を計測する。次に、この直線距離を輪郭線上における全ての点について計測し、最後に、これら全直線距離のうちから選択される最も大きな径を最長径として選択する。こうして選択された最も大きな径を第２相粒子の最長径Ｄｍａｘとして定義する。また、第２相粒子の周囲長とは、図３に示されるように、光学顕微鏡で観察される第２相粒子Ａの平面画像において、観察された金属間化合物Ａの輪郭線上の長さＬｓを意味する。尚、周囲長の単位ｍｍ／ｍｍ２は、１ｍｍ２に存在する最長径１０μｍ以上の第２相粒子全ての周囲長の合計を意味する。尚、光学顕微鏡による観察では、偏光フィルターを用いず撮影を行う。第２相粒子とマトリックスの区別は、光学顕微鏡で撮影した画像におけるコントラストの濃淡により行い、図５に示す通り、マトリックスよりもコントラストが濃い又は淡いものを第２相粒子とする。
　光学顕微鏡による観察以外に、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）でも第２相粒子の周囲長や最長径を算出することができる。ＳＥＭの場合、第２相粒子とマトリックスの区別は、ＣＯＭＰ像(組成像)におけるコントラストの濃淡により可能である。マトリックスよりもコントラストが濃い又は淡いものを第２相粒子として識別している。ＳＥＭ観察は、日立製ＦｌｅｘＳＥＭ１００(走査電子顕微鏡、オペレーションＶｅｒ．１．９)を用い、加速電圧：１５ｋｖ、倍率：１０００倍、スキャンの解像度：１０２４ピクセル、スキャンのデュエルタイム：３５μｓ、視野面積：０．０７ｍｍ２以上の条件にて行う。その後、粒子解析ソフト（商品名：粒子解析ソフトＡ像くん、旭化成エンジニアリング社製）を用いて第２相粒子の周囲長（ｍｍ／ｍｍ２）及び最長径を算出する。ＳＥＭを使用する場合、粒子解析ソフトと組み合わせて第２相粒子の周囲長や最長径を算出することができる。粒子解析ソフトはＯｘｆｏｒｄ社製ＡＺｔｅｃ（Ｖｅｒ．３．３　ＳＰＩ）を用い、マトリックスよりもコントラストが濃い又は淡い第２相粒子を１つずつＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）にて分析を行い、第２相粒子の周囲長（ｍｍ／ｍｍ２）及び最長径を算出する。検出した第２相粒子１つあたりのＥＤＳによる分析時間は２秒とする。
　ベースプレートはアルミニウム合金で形成され、好ましくはアルミニウム合金からなる。アルミニウム合金は、Ｆｅ（鉄）とＭｎ（マンガン）とＮｉ（ニッケル）の含有量の合計が、０．０５質量％以上７．０質量％以下であり、残部がアルミニウムと不可避不純物からなる。アルミニウム合金は、任意に、Ｓｉ（ケイ素）：０質量％以上２４．０質量％以下、Ｚｎ（亜鉛）：０質量％以上７．０質量％以下、Ｃｕ（銅）：０質量％以上５．０質量％以下、Ｍｇ（マグネシウム）：０質量％以上３．５質量％以下、Ｂｅ（ベリリウム）：０質量％以上０．００１５質量％以下、Ｃｒ（クロム）：０質量％以上０．３０質量％以下、Ｚｒ（ジルコニア）：０質量％以上０．１５質量％以下、Ｓｒ（ストロンチウム）：０質量％以上０．１質量％以下、Ｎａ（ナトリウム）：０質量％以上０．１質量％以下、及びＰ（リン）：０質量％以上０．１質量％以下を更に含有していてもよく、好ましくは、Ｔｉ（チタン）、Ｂ（ホウ素）及びＶ（バナジウム）の含有量の合計が、０質量％以上０．５００質量％以下である。
（鉄、マンガン、ニッケル）
　Ｆｅは、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｆｅ系金属間化合物等）として存在すると共に、一部はマトリックスに固溶して存在する。第２相粒子の生成とマトリックスへの固溶により、Ｆｅはベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果を発揮する。Ｍｎ及びＮｉも、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｍｎ系金属間化合物、Ａｌ－Ｎｉ系金属間化合物等）として存在すると共に、一部はマトリックスに固溶して存在する。第２相粒子の生成とマトリックスへの固溶により、Ｍｎ及びＮｉもベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果を発揮する。しかしながら、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計が０．０５質量％未満である場合、第２相粒子の形成が不十分であり、耐衝撃性が低下してしまうおそれがある。一方、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計が７．０質量％を超えると、粗大な第２相粒子が生成して、耐衝撃性が低下するおそれがある。従って、ＦｅとＭｎとＮｉの含有量の合計は０．０５質量％以上７．０質量％以下であることが好ましい。
（ケイ素）
　アルミニウム合金がＳｉを含む場合、Ｓｉは、主として第２相粒子（Ｓｉ粒子等）として存在し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、２４．０質量％以下のＳｉが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＳｉの含有量が２４．０質量％以下であることによって、粗大なＳｉ粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。アルミニウム合金がＳｉを含む場合、第２相粒子の形成を促進させ、耐衝撃性の向上作用を十分に発揮させるため、Ｓｉの含有量は５．０質量％以上であることが好ましい。
（亜鉛）
　アルミニウム合金がＺｎを含む場合、Ｚｎは、他の添加元素と第２相粒子を形成し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、７．０質量％以下のＺｎが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＺｎの含有量が７．０質量％以下であることによって、粗大な第２相粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。
（銅）
　アルミニウム合金がＣｕを含む場合、Ｃｕは、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｃｕ系金属間化合物等）として存在し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、５．０質量％以下のＣｕが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＣｕの含有量が５．０質量％以下であることによって、粗大な第２相粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。
（マグネシウム）
　アルミニウム合金がＭｇを含む場合、Ｍｇは、他の添加元素と第２相粒子を形成し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、３．５質量％以下のＭｇが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＭｇの含有量が３．５質量％以下であることによって、粗大な第２相粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。
（ベリリウム）
　アルミニウム合金がＢｅを含む場合、Ｂｅは、溶湯時において優先的に酸化するため、他の添加元素の酸化を抑制することが可能、即ち、他の添加元素が第２相粒子を形成しやすくなるため、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、０．００１５質量％以下のＢｅが任意に添加されてもよい。但し、Ｂｅが０．００１５質量％を超過して含まれていてもその効果は飽和し、それ以上の顕著な改善効果が得られない。
（クロム）
　アルミニウム合金がＣｒを含む場合、Ｃｒは、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｃｒ系金属間化合物等）として存在し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、０．３０質量％以下のＣｒが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＣｒの含有量が０．３０質量％以下であることによって、粗大な第２相粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。
（ジルコニウム）
　アルミニウム合金がＺｒを含む場合、Ｚｒは、主として第２相粒子（Ａｌ－Ｚｒ系金属間化合物等）として存在し、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、０．１５質量％以下のＺｒが任意に添加されてもよい。アルミニウム合金中のＺｒの含有量が０．１５質量％以下であることによって、粗大な第２相粒子が生成することを抑制する。これにより、ベースプレートの耐衝撃性を一層向上させる効果を得ることができる。
（ナトリウム、ストロンチウム、リン）
　アルミニウム合金がＮａ、Ｓｒ及びＰの少なくとも一種を含む場合、Ｎａ、Ｓｒ及びＰは、ベースプレート中の第２相粒子（主にＳｉ粒子）のサイズの不均一性を小さくし、ベースプレートの耐衝撃性のバラつきを低減させる効果がある。そのため、アルミニウム合金中に、０．１質量％以下のＮａ、０．１質量％以下のＳｒ、及び０．１質量％以下のＰからなる群から選択された１又は２以上の元素が任意に添加されてもよい。但し、Ｎａ、Ｓｒ及びＰのそれぞれが０．１質量％を超過して含まれていてもその効果は飽和し、それ以上の顕著な改善効果が得られない。
（チタン、ホウ素、バナジウム）
　アルミニウム合金がＴｉ、Ｂ及びＶの少なくとも一種を含む場合、Ｔｉ、Ｂ及びＶは、ベースプレート中の第２相粒子のサイズの不均一性を小さくし、ベースプレートの耐衝撃性のバラつきを低減させる効果がある。そのため、Ｔｉ、Ｂ及びＶの少なくとも一種を添加する場合、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計は、０．５００質量％以下の範囲が好ましい。但し、Ｔｉ、Ｂ及びＶの含有量の合計が、０．５００質量％を超過して含まれていてもその効果は飽和し、それ以上の顕著な改善効果が得られない。
（不可避不純物等のその他の元素）
　アルミニウム合金製のベースプレートは、前述した成分以外の不可避的不純物となる元素が含まれていてもよい。これらの元素としては、Ｇａ、Ｃａ等が挙げられ、その含有量は、各元素について０．１０質量％以下、合計で０．３０質量％以下であれば本発明の作用効果を損なわない。
（ベースプレートの厚さ）
　ベースプレートの厚さは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。ベースプレートの厚さが０．５ｍｍ未満であると、ＨＤＤの取り付け時などに落下させた際にベースプレートが変形するおそれがある。また、ベースプレートの厚さが２．０ｍｍより大きいとＨＤＤ内に搭載できる磁気ディスク枚数が減ってしまうため好適ではない。そのため、ベースプレートの厚さは好ましくは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、より好ましくは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。
　ベースプレートの厚さは、図４に示されるように、ディスクの中心Ｃから半径ｒ２５ｍｍ～半径ｒ３０ｍｍで囲まれる領域のうち、ディスクの片面側の領域、すなわち、塗りつぶしで示される領域において、任意の箇所にてベースプレート１０の厚さを測定し、その測定値をベースプレート１０の厚さとして定義する。この領域におけるベースプレート１０は、厚さが薄くベースプレートの変形に影響を与えるため、この領域におけるベースプレート１０の厚さを制御することにより上述の作用を発揮し得る。ベースプレート１０の厚さは、例えば、マイクロメータを用いて測定される。
Ｂ．アルミニウム合金製のベースプレートの製造方法
　ベースプレートは、一般的にダイキャストや鋳造等の一般的な方法により製造することができる。ベースプレートを作製する際、原料となるアルミニウム合金基材を溶解し、溶湯を作製してから溶湯をダイキャストや鋳造によってベースプレートの形状とする。溶湯を作製・鋳造する工程において、溶湯を保持・鋳造する際に溶湯温度が５５０～７００℃の範囲にある時間が０．１～１時間であることが好ましい。５５０～７００℃の範囲にある時間が０．１～１時間であることで、粗大な第２相粒子の生成を抑制し、微細な第２相粒子が多数生成する。そのため、第２相粒子の周囲長が長くなり、ベースプレートの耐衝撃性を向上させる効果がある。
Ｃ．磁気ディスク
　磁気ディスクの基材は、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム合金製又はガラス製の基材であることが好ましい。また、磁気ディスクの厚さは０．２０ｍｍ以上０．５８ｍｍ以下であることが好ましく、０．４８ｍｍ以下であることがより好ましい。磁気ディスクの厚さが０．２０ｍｍ未満であると、ＨＤＤの取り付け時に磁気ディスクを落下させた場合、磁気ディスクが変形又は割れが生じるおそれがある。一方、磁気ディスクの厚さが０．５８ｍｍより大きいと耐衝撃性は改善するものの、ＨＤＤ内に搭載できる磁気ディスク枚数が減ってしまうため、磁気ディスクの薄肉化を推進する上で好適ではない。尚、磁気ディスクは、アルミニウム合金基板、ガラス基板等の磁気ディスク用基板を用いて作製することができる。
　磁気ディスク用基板は、例えば、アルミニウム合金で構成されたアルミニウム合金基板を用いることができる。以下、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の合金組成及びその製造方法について、それぞれの詳細に説明する。
（アルミニウム合金の合金組成）
　磁気ディスク用アルミニウム合金基板に用いるアルミニウム合金は、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ等の元素を含有することが好ましい。また、剛性を向上させることができるＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ等の元素を含有することもできる。
　具体的には、一実施形態において、アルミニウム合金基板に用いるアルミニウム合金は、必須元素であるＭｇを１．０質量％以上６．５質量％以下含有し、更に、任意に、Ｃｕ：０質量％以上０．０７０質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上０．６０質量％以下、Ｆｅ：０質量％以上０．５０質量％以下、Ｓｉ：０質量％以上０．５０質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．２０質量％以下、Ｍｎ：０質量％以上０．５０質量％以下、Ｚｒ：０質量％以上０．２０質量％以下、Ｂｅ：０質量％以上０．００２０質量％以下含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物からなる。
　また、他の実施形態において、アルミニウム合金基板に用いるアルミニウム合金は、必須元素であるＦｅと、任意の元素であるＭｎ及びＮｉのうち１種又は２種を含有し、Ｆｅ、Ｍｎ及びＮｉの含有量の合計が１．０質量％以上７．０質量％以下であり、更に、任意に、Ｓｉ：０質量％以上１４．０質量％以下、Ｚｎ：０質量％以上０．７質量％以下、Ｃｕ：０質量％以上１．０質量％以下、Ｍｇ：０質量％以上４．５質量％以下、Ｃｒ：０質量％以上０．３０質量％以下、Ｚｒ：０質量％以上０．２０質量％以下、Ｂｅ：０質量％以上０．００１５質量％以下、Ｓｒ：０質量％以上０．１質量％以下、Ｎａ：０質量％以上０．１質量％以下、Ｐ：０質量％以上０．１質量％以下含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物からなる。
　アルミニウム合金基板に用いるアルミニウム合金には、上述した必須成分及び任意成分以外の不可避的不純物となる元素が含まれていてもよい。これらの元素としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｇａ等が挙げられ、それらの含有量は、各元素について０．１０質量％以下、合計で０．３０質量％以下であればよい。また、Ｓｉを任意成分として積極的に添加することもできるが、添加しない場合もある。Ｓｉは、一般的な純度の地金はもとより、Ａｌの純度が９９．９％以上である高純度の地金にも不可避的不純物として含まれる。このように、Ｓｉが不可避的不純物として含まれる場合は、Ｓｉの含有量は０．１０質量％以下であることが好ましい。
（磁気ディスク用アルミニウム基板の製造方法）
　以下に、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造工程の各工程及びプロセス条件の一例を説明する。
　まず、上述の成分組成を有するアルミニウム合金素材の溶湯を、常法に従って加熱・溶融することによって調製する。次に、調製されたアルミニウム合金素材の溶湯を、半連続鋳造（ＤＣ鋳造）法、連続鋳造（ＣＣ鋳造）法等により鋳造して、アルミニウム合金素材を鋳造する。ＤＣ鋳造されたアルミニウム合金鋳塊については、必要に応じて均質化処理を実施する。次に、均質化処理を施した又は均質化処理を施していないアルミニウム合金鋳塊（ＤＣ鋳造）を熱間圧延し板材とする。次に、熱間圧延した圧延板又はＣＣ鋳造法で鋳造した鋳造板を冷間圧延してアルミニウム合金板とする。冷間圧延の前又は冷間圧延の途中において、冷間圧延加工性を確保するために焼鈍処理を施してもよい。次いで冷間圧延により得られたアルミニウム合金板を円環状に打ち抜き、円環状アルミニウム合金板とする。円環状アルミニウム合金板は、加圧平坦化処理によってディスクブランクとなる。ディスクブランクには、ジンケート処理等の前に、切削加工・研削加工と必要に応じて加熱処理を行う。次に、ディスクブランク表面を脱脂、エッチングして、ジンケート処理（Ｚｎ置換処理）を施す。ジンケート処理では、ディスクブランク表面にジンケート皮膜が形成される。更に、ジンケート処理したディスクブランク表面に、磁性体付着の下地処理として無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理を施す。無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理後のめっき表面に、平滑化のための研磨を行う。こうして、めっき処理後の表面研磨により、磁気ディスク用アルミニウム基板が製造される。
（磁気ディスク用ガラス基板）
　磁気ディスク用基板は、例えば、ガラス材料で構成されたガラス基板を用いることもできる。以下、磁気ディスク用ガラス基板について、適用されるガラス材料とガラス基板の製造方法について、それぞれ詳細に説明する。
（ガラス材料）
　磁気ディスク用基板に用いられるガラスは、主成分として５５質量％以上７５質量％以下のＳｉＯ２を含み、更に、Ａｌ２Ｏ３：０．７質量％以上２５質量％以下、Ｌｉ２Ｏ：０．０１質量％以上６質量％以下、Ｎａ２Ｏ：０．７質量％以上１２質量％以下、Ｋ２Ｏ：０質量％以上８質量％以下、ＭｇＯ：０質量％以上７質量％以下、ＣａＯ：０質量％以上１０質量％以下、ＺｒＯ２：０質量％以上１０質量％以下、ＴｉＯ２：０質量％以上１質量％以下を含むガラスが知られている。このようなガラスには、粘性を下げ、溶解性と清澄性を高めるＢ２Ｏ３(アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラスに必須成分として含有される)、高温粘性を低下させ、溶解性及び清澄性、成形性を向上すると共に、ヤング率の向上効果を示すＳｒＯ、ＢａＯ、イオン交換性能を向上させると共に低温粘性を低下させずに高温粘性を低下させるＺｎＯ、清澄性とイオン交換性能を向上させるＳｎＯ２、着色剤であるＦｅ２Ｏ３等の他、清澄剤としてＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３が更に含まれていてもよい。また、微量元素として、Ｌａ、Ｐ、Ｃｅ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｒｂ、Ｙ等の酸化物を含んでいてもよい。
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法） 
　次に、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の一例について説明する。
　まず、所定の化学成分に調製したガラス素材を溶解し、ダイレクトプレス法で、その溶融塊を両面からプレス成形して、所望の厚さを有するガラス元板を作製する。ガラス元板の作製はダイレクトプレス法に限定されず、フロート法、フュージョン法、リドロー法などであってもよい。次に、このガラス元板を円環状にコアリングし、更に内径部と外径部を研磨加工し、所望の内径寸法、外径寸法、面取り長さを有する円環状ガラス板とする。その後、この円環状ガラス板両面の表面を研削加工機で研削し（以下、ラッピング加工）、所望の板厚、平坦度を有する円環状ガラス基板とする。更に、この円環状ガラス基板両面の表面を、研磨加工機で研磨し、所望の厚さのディスク、すなわちガラス基板を作製する。研磨加工の途中に、硝酸ナトリウム溶液、硝酸カリウム溶液等による化学強化処理を行ってもよい。こうして、表面研磨により、磁気ディスク用ガラス基板が製造される。
（その他の構成）
　磁気ディスクは、磁気ディスク用アルミニウム合金基板又は磁気ディスク用ガラス基板の他に、これらの基板上に積層された磁性体層を更に有していてもよい。更に、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系材料からなり、磁性体層上に積層された保護層と、潤滑油からなり、保護層上に塗布された潤滑層等を有していてもよい。
　以上、本実施形態に係る薄型基板内蔵ハードディスクドライブ及び薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づき、各種の変形及び変更が可能である。
　以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
＜アルミニウム合金製のベースプレート部材の作製＞
　以下の方法により、実施例及び比較例における評価に使用するアルミニウム合金製のベースプレート部材を作製した。
　各実施例及び比較例について、溶解炉・保持炉において、表１に示す化学成分を有する溶湯を調製した。次に、溶解炉・保持炉内の溶湯を、モールドに供給することで厚さ１．５ｍｍ用のベースプレート部材（試験材）を作製した。溶湯温度が５５０～７００℃の範囲にある時間を表１に示す。
　各試験材における第２相粒子の周囲長と最長径の測定方法及び耐衝撃性の評価方法について以下に説明する。
＜第２相粒子の周囲長と最長径の測定方法＞
　ベースプレート部材の表面を研磨したのち、光学顕微鏡により偏光フィルターを用いず、４００倍で０．０７ｍｍ２以上の視野で観察し、粒子解析ソフト（商品名：粒子解析ソフトＡ像くん、旭化成エンジニアリング社製）を用いて第２相粒子の周囲長（ｍｍ／ｍｍ２）及び最長径を測定した。第２相粒子とマトリックスの区別は、光学顕微鏡で撮影した画像におけるコントラストの濃淡により行い、マトリックスよりもコントラストが濃い又は淡いものを第２相粒子とした。尚、ベースプレートを用い測定を行う場合、図４に示されるディスクの中心Ｃから半径ｒ２５ｍｍ～半径ｒ３０ｍｍで囲まれる領域のうち、ディスクの片面側の領域、すなわち、塗りつぶしで示される領域において、任意の箇所にて表面を研磨し、測定を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１～４の試験材では、試験材の表面に露出した最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２であった。図２に示されるように、ベースプレートの金属組織において、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であれば、磁気ディスクに伝わる衝撃を小さくできると評価できる。そのため、図２を引用して、これらの試験材は、磁気ディスクの耐衝撃性を高めることができると評価できる。
　一方、比較例１の試験材については、溶湯温度が５５０～７００℃の範囲にある時間が１．５時間であり、最長径５００μｍ以上の第２相粒子が多く生成した。そのため、最長径５００μｍ以上の第２相粒子が１個／ｍｍ２であり、当該試験材はベースプレート部材としては不適格であった。
　また、比較例２の試験材については、第２相粒子の周囲長が１．６ｍｍ／ｍｍ２であり、短すぎたため、図２を引用して、当該試験材は実施例１～４の各試験材から作製されたベースプレート部材に比べて耐衝撃性特性が劣っていると評価できる。
　１　薄型基板内蔵ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
　１０　ベースプレート
　２０　スピンドルモータ
　３０　磁気ディスク
　４０　アクチュエータ
　５０　磁気ヘッド
　６０　カバープレート
　７０　スイングアーム

Claims (4)

  1. 　中央部に貫通孔を有する円盤形状の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの貫通孔に挿入され、前記磁気ディスクを共回転可能に支持するスピンドルモータと、当該スピンドルモータを支持するアルミニウム合金製のベースプレートと、を備え、前記ベースプレートが、最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有することを特徴とする薄型基板内蔵ハードディスクドライブ。
  2. 　前記ベースプレートの厚さが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄型基板内蔵ハードディスクドライブ。
  3. 　最長径１０μｍ以上の第２相粒子の周囲長が３ｍｍ／ｍｍ２以上であり、かつ最長径５００μｍ以上の第２相粒子が０個／ｍｍ２である金属組織を有することを特徴とするアルミニウム合金製の薄型基板内蔵ハードディスクドライブ用ベースプレート部材。
  4. 　厚さが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項３に記載のベースプレート部材。
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