JPS5922232A - 磁気デイスク用アルミニウム基板の製造法 - 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】 本発明は磁気ティスフ用アルミニウム基板（サブストレ
ート）の製造法に係り、特に基板材質中に存在する非金
属介在物や金属間化合物による表面欠陥の発生を阻止し
、表面の平滑性や清浄度を向上せしめた、高密度磁気デ
ィスク用として有用なアルミニウム基板を経済的に有利
に得る方法に関するものである。

従来より、電子用算機における記録媒体の一つとして磁
気ディスクが汎用されているが、この磁気ディスクはア
ルミニウム（Ａ６）基合金からなる所定厚さの基板の表
面を磁性体塗膜にて被覆した構成からなるものであって
、この磁性体塗膜を磁化させることにより信号を記憶す
るようになっている。

ところで、このような磁気ディス、り用として用いられ
るＡ召基板は、通常圧延して得られるＡ召基合金板（素
板）の表面を機械加工して所定の厚さにした後、表面を
研磨したものであるが、一般に次の如き特性を具備すべ
きものとされている。

（ａ）　　磁化操作において、磁気ヘッドと磁気ディス
ク基板との間隙を一定に保ち、記憶特性を安定化さぜる
ため、研磨後の表面精度（粗さやうねり等）が良好なこ
と、 （ｂ）　　磁性体塗膜の欠陥原因となる凸起や穴状の凹
みが基板表面に”存在しないこと、 （０）　　使用時の高速回転に対して充分な機械的強度
を有すること、 （（１）耐食様、且つある程度の耐熱性を有すること、 （（＋）　　非磁性、軽量、且つ安価であること。

一方、磁気ディスク用基板として現在最も多用されてい
るのは、ＡＡ規格５０８６のＡｇ基合金からなる板であ
るが、近年における磁気ディスクの大容量化、高密度化
の要請には充分に応えられなくなってきている。即ち、
かかる大容量化、高密度化のためには、１ビット当りの
磁化領域をより一層微小化せしめ、また磁気ヘッドと磁
気ディスクとの間の間隙の狭小化が、望まれているので
あるが、前述したＡ、Ａ３０８６基板ではその表面精度
などが充分に満たされないからである。

このため、かかるＡｅ基板の表面状態の改良を図るべく
種々なる検討が加えられてきており、例えば特公昭５６
−３９６９９号公報、特開昭５６−１０’５８４６号公
報などには、前記（ｂ）の欠陥原因となる非金属介在物
や金属間化合物（例えばＡ５−Ｆｃ−ＭｎＪ％やＭｇ−
８ｉ系の晶出物など）を、合金成分の調整などによって
、可及的に少なくし且つ微細化せしめて、均一分散させ
、以て凸起や穴状の凹みを低減させるようにした手法が
明らかにされているが、これらの手法を採用したとして
も、非金属介在物や金属間化合物の微細化には限度があ
るのであり、またそれらを基金表面から完全に排除する
ことも困難であって、結果的には該非金属介在物や金属
間化合物を１〜１０μ＋ｎ程度までの大きさとするのが
限界であったのである。しかも、その製造工程において
は、介在物混入阻止の観点から、高純度のＡＩ地金の使
用が要請され、また厳格な合金成分調整も要求される他
、溶湯を鋳込むに際しては、該溶湯を高密度なフィルタ
ーにて濾過しなければならないところから、かかるフィ
ルターの効果を確認するための検査が必要となる等、各
種の条件や操作が要求され、これが最終的な基板の製造
コストの」二昇を招いていたのである。

而して、先述した如く、磁気ディスクの大容量化、高密
度化の要請を考えると、究極的には非金属介在物や金属
間化合物を完全に無くし、それらの基板表面への影響を
完全に排除する必要に迫られているのである。

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、そのｌ」的とするところは、表面特
性に優れた磁気ディスク用Ａｄ基板を経済的に得る方法
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、磁気ディスク用基板に仕上
げる前の素板として、特別の非金属介在物・金属間化合
物の除去対策の講じられていない、各種用途に用いられ
ている通常のＡｄ基基合金板金そのまま用いて、表面の
平滑性や清浄度を向上させた基板を製造することの出来
る方法を提供することにある。

本発明の更なる他の目的は、前記磁気ディスク用として
要請される（ａ）〜（ｅ）の特性を悉く満足し、且つ非
金属介在物や金属間化合物による表面門凸発生の問題を
実質的に解消した磁気ディスク用ＡＩ基板の製造法を提
供することにある。

そして、これらの目的を達成するため、本発明は、所定
厚さのＡｄｄ合金素板を用いて、表面が平滑な磁気ディ
スク用Ａβ基板を製造するにあたり、該素板に対する機
械的若しくは化学的な表面平滑化処理に先立って或はか
かる表面平滑化処理の後に、該素板の表面に９９．０％
以上の高純度のＡＩを所定厚さて付着せしめたことを特
徴とするものである。

かくの如き本発明に従えば、Ａ４基合金素板上に、新た
に、非金属介在物や金属間化合物を含まない高純度なＡ
ｄ層が形成せしめられ、該素板を覆うこととなるため、
該素板の品質、換言すれば非金属介在物、金属間化合物
の存在がそれ程重要な問題ではなくなり、たとえそれら
非金属介在物、金属間化合物に基因する表面凹凸が該素
板に存在していても、そのような表面凹凸は付着せしめ
られる高純度ＡＩにて効果的に埋められるようになり、
また更に必要に応じて表面平滑化処理を施すことによっ
て、極めて平滑な表面が容易に得られるのであって、そ
れ故かかる素板表面の凹凸による影響を殆んど無視し得
ることとなったのである。

そして、その結果、本発明にあっては、磁気ディスク用
基板に仕上げる前の素板として、従来の如き特別の非金
属介在物・金属間化合物の除去対策が講じられていない
、各種用途に用いられている通常のＡｇ基基合金月利そ
のまま使用し得ることとなり、以て素板のコストを著し
く低減せしめ得ることとなったのである。けだし、素板
の製造に際して、従来のような高純度のＡｌ地金の使用
、厳格な合金成分管理、鋳込時における高密度フィルタ
の使用、更にはフィルタ効果の確認検査なとが悉く不要
となるからであり、また特別の材質（合金組成）のもの
を使用する必要もなくなったからである。

更に、本発明手法によれば、暴利となるＡ５素板の表面
粗度に合わせて、均一な高純度Ａ４層を必要最小限の厚
さで付着せしめ得るところから、信頼性のある磁気ディ
スク用基板が製造出来ることとなる他、付着せしめられ
る高純度Ａ、　１層は非金属介在物や金属間化合物を含
んでいないので、表面の平滑性や清浄度を著しく向上せ
しめ得て、ディスク製造工程における塗装前の表面凹凸
の発生を効果的に防止し得るのである。

ところで、かくの如き本発明において用いられるＡ５基
合金素板とは、一般に、従来から磁気ディスク用基板材
質として公知のＡ４基合金からなる板材を意図するもの
であるが、本発明はまた非金属介在物や金属間化合物の
故にその使用が不適とされていた他のＡｄ基合金からな
る板材をも使用可能と為すものである。特に、本発明は
、それらＡｌ基合金から鋳造、圧延によって所定厚さの
素板を製造するに際して、高純度な地金の使用、厳格な
合金成分管理、鋳込時における高密度フィルタの使用な
どを行なわずに得られた素板であっても使用可能である
、大きな利点を有するものである。

そして、このようなＡ４基合金素板には、所望の旋削が
施され、更に歪取り、、等の目的をもって熱矯正が施さ
れた後、機械的若しくは化学的な表面平滑化処理が施さ
れて、表面が調整され、目的とする磁気ディスク用基板
に仕上げられることとなるが、本発明ｆあっては、かか
る表面平滑化処理に先立って或はかかる表面平滑化処理
の後に、該素板の表面に９９．０％以上の高純度Ａ４を
付着せしめ、以て該素板表面上に所定厚さの高純度Ａｇ
層を形成するものである。

かかる高純度Ａ５の素板表面に対するイー、１着は、一
般に物理的蒸着法、化学的蒸着法などの各種の手法を用
いて実施され得るものであるが、本発明では、真空蒸着
法、イオンブレーティング法、スパッタリング法等の物
理的蒸着法が好適に採用され、なかでも素板温度の上昇
による寸法変化の問題がなく、また自浄効果も発揮する
イオンブレーティング法の採用が最も推奨されるのであ
る。また、この（＝Ｊ着せしめられるＡ４は、純度が９
９０％以上、好ましくは９９．９％以上で、場合により
９９．９９９９％或はそれ以上にも達する高純度のもの
であって、これによって非金属介在物や金属間化合物を
含まない所定厚さの均一なＡ４層が素板表面上に形成さ
れることとなる。

なお、Ａ４素板表面上に形成される高純度Ａｇ層の厚さ
は、該Ａ４素板の表面粗度に応じて適宜に決定されるも
のであるが、その厚さを余りにも厚くすると、基板のコ
ストアップを惹起するところから、その上限は約５０μ
ｍ程度に止めるのが望ましい。また、その下限は、表面
粗度とも関連するが、一般に約１μｒｎ、好ましくは約
５μｍ程度である。

また、本発明に従って、かかる高純度１１層の形成の前
または後に実施される表面平滑化処理は、従来からＡ５
基板の製造に際して採用されているものと同様なもので
あって、磁気ディスク用基板に要請される平滑性を付与
するものであり、一般に機械的若しくは化学的な手法に
て行なわれ、例えば切削、研削、研磨、更には表面鏡面
仕」−げ、ポリッシング操作などが含まれる。より具体
的には、砥石によって所定厚さまで研削せしめ、更にポ
リッシングする方法や、ダイヤモンドバイ１４−用いた
超精密旋盤による表面鏡面仕上げ手法などが、好適に採
用されることとなる。

ところで、かくの如き本発明に従う高純度１１層の形成
工程と表面平滑化処理工程とは、相互にその実施順序を
入れ換えることが可能である。即ち、素板に所定の高純
度Ａ／層を形成せしめた後、該高純度Ａｅ層表面に対し
て表面平滑化処理を施すプロセス（Ａ）と、素板に対し
て表面平滑化処理を施し、素板表面を充分に平滑化なら
しめた後、高純度Ａ５層を形成せしめるプロセス（Ｂ）
を採用することが可能であり、これらプロセスは素板の
表面状態や（＝Ｊ着せしめられるＡＩの純度などに応じ
て選択されることとなるが、一般に素板の表面粗度が小
さく或はＡｄ線純度低い場合には、前者のＡプロセスが
、また素板の表面粗度が大きく或はＡＩの純度−が高い
場合には、後者のＢプロセスが好適に採用される。更に
、かかるＢプロセスの後に、必要に応じて素板上に形成
された高純度Ａ４層の表面に対して前記と同様の表面平
滑化処理を施すようにすることも出来、これによって製
造される基板の表面特性のより一層の向上を図ることが
可能である。

かくして得られたＡ４基板は、一般に、平均表面粗さく
　Ｒａ）が０．０２μｍ程度以下、最大表面粗さく　Ｒ
＋ｎａｘ　、μ）が０．２μ！ｎ程度以下の表面精度を
具備するものであって、特にその表面が非金属介在物や
金属間化合物の実質的に存在しない高純度Ａ／層にて形
成されているところから、該Ａｇ基板からの磁気ディス
クの製造に際して採用される磁性体コーティング工程に
先立つ前処理（化成皮膜形成）工程を経ても、その表面
特性が劣化せしめられるようなことは殆んどないのであ
る。

以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにす
るが、本発明はそれらの実施例の記載によって何等の制
約をも受けるものでない。なお、実施例中の百分率は重
量基準にて示されている。

実施例　Ｉ ＡＡ５０８６規格゛の合金組成、即ちＭｇ：４．２％、
Ｆｅ：０．１８％、Ｓｉ：０．０６％、Ｍｎ：０３７％
、Ｃｒ：０．０８％、Ｃｕ：０．０４％、Ｔｉ：０．０
８％、Ｚｎ：０．０１％以下、Ａ４：残部からなるＡ４
合金溶湯を、厳密な濾過操作や合金成分調整を行なうこ
となく、通常の手法に従って半連続鋳造し、板厚ニー５
００ｍｍのスラブを得た。

次いで、このスラブの両面を面側した後、常法に従って
熱間圧延、冷間圧延を施して、板厚：２．２印の圧延板
を得た。更に、この圧延板の両面を旋削し、続いて３２
０°Ｃの温度下に５時間保持することによって熱矯正を
施した。

かくして得られた板厚：１．９ｍｍのＡ４合金板（素板
）に対して、次の条件下にイオンブレーティング法にて
純度が９９９９％のＡＩを利着せしめ、その両面に約Ｉ
　Ｑ　ｐ　ｍの厚さの高純度Ａ４層をそれぞれ形成した
。即ち、イオンブレーティング法としては、真空度：１
０’〜Ｉ　Ｑ　　’　　Ｔｏｒｒに維持され、且つＡｒ
雰囲気下に保持されたチャンバー内に前記１１合金板を
入れて、９９．９９％のアルミニウム利ヲエレクトロン
ビームにより蒸発すせ、そして高周波励起法を用いて、
該Ａ、　１合金板に蒸着させる手法を採用した。

次いで、かかる高純度Ａ４の付着せしめられたＡｇ合金
板を単結晶ダイヤモンドバイトを使用して、スピンドル
回転数：　２０００　ｒｌ）ＩＩ＋程度、切込み：１０
μ■】以下の条件下に鏡面仕上げ加工して表面平滑化処
理を施し、目的とする本発明に従うサブストレート（基
板）を得り。

一方、比較のために、前記合金組成のＡｄ溶湯に従来の
如き厳密な濾過操作を施した後、前記と同様にして得ら
れたＡ４合金板（素板）に対して、前記の如き高純度Ａ
ｄの付着を行うことなく、直ちにダイヤモンドバイトに
よる鏡面仕上げ加工を施して、表面平滑化処理を行ない
、比較サブストレートを得た。

かくして得られた２種類のサブストレートについて、鏡
面仕上げ加工後の粗さ：　Ｉｔａ及びＲｍａｘを触針式
粗さ計（東京精密株式会社：８ＵＲＦ−２０型）にて測
定したところ、本発明手法に従って得られたサブストレ
ートは、Ｒａが０．００８μＩＩＩ。

Ｒｍａｘが０．０８μＩｎであって、比較サブストレー
トの几ａ　＝　Ｑ、Ｑ　Ｉ　Ｑ　Ｉｔｒｎ、　Ｒｍａｘ
＝　Ｑ、　ｌ　Ｑ　Ｉｔｍに対して、その表面平滑性が
優れていることが認められた。

また、かかるサブストレートから磁気ディスクを製造す
るために、それらサブストレートに対して磁性体コーテ
ィングが施される前の前処理洗浄として、通常の化成処
理をそれぞれ施し、化成皮膜をその表面に形成せしめた
ところ、本発明に従うザブストレートにあっては、その
表面の粗さは、１Ｌａ＝Ｑ、Ｑ　ｌ　５　μｍＸＲｍａ
ｘ＝Ｑ、ｌ　５　ｌｚｍを示し、基板材質中に存在する
非金属介在物、金属間化合物による表面欠陥の発生が効
果的に抑制されたものとなり、また表面の平滑性や清浄
度も著しく向上せしめられたものであった。これに対し
て、比較サブストレートを化成処理したものの表面粗さ
は、几ａ　”’０．０２０７７　Ｉｌｌ、Ｒｒｎａｘ　
＝　０．２０　μｍ　テアって、基板材質中に存在する
一非金属介在物や金属間化合物の影響によって、表面欠
陥が惹起されていることが認められ、また表面の平滑性
や清浄度も充分でないことが認められた。

このように、本実施例において得られた本発明に従うザ
ブストレートは、従来からのサブストレー１に対して、
表面欠陥の発生の問題や表面の平滑性、清浄度の点にお
いて優れているばかりでなく、また他の余分な或いは面
倒な操作、例えば合金成分の調製、溶湯の濾過の強化、
またその濾過効果を確認するための検査等が全く不要と
なる等、大きな利点を有しているのである。

実施例　２ 実施例１と同様にして得られた板厚が約１．９ｍｍの１
１合金板に対して、実施例１と同様にしてビオ６ンプレ
ーテイングを行なって、その両面に純度が９９．９９％
のＡＩからなる約ＩＯμｍの厚さの高純度Ａ５層をそれ
ぞれ形成した。

次いで、かくして得られた高純度Ａｆｉの付着せしめら
れたＡｄ合金板（素板）に対して、砥石による研削、遊
離砥粒によるポリッシングを含む表面研磨を施し、その
表面を平滑化処理して本発明に従うサブストレートＡを
得た。

また、前記Ａ４合金板（素板）に対して、上記順序とは
異なり、先ず前記表面研磨処理を施して合金板の表面を
平滑化せしめた後、前記高純度Ａ４を付着せしめる手法
を採用して、他の一つの本発明に従うサブストレー）Ｂ
ｔ［た。

なお、比較のために、前記へ４合金板の厳密な濾過処理
を施して得られたものに対して、前述の如き高純度Ａ４
の付着操作を施すことなく、そのまま表面研磨を施して
サブストレートＣを得た。

これら得られた３種類のサブストレートについて、それ
ぞれ触針式粗さ計を用いて表面粗さくＲａ、　　Ｒｍａ
ｘ　）を測定すると共に、それらの化成処理後の表面わ
■さについても、同様に粗さ測定を行なった。

その結果、サブストレートＡ、Ｈについては、何れもＲ
ａ＝＝Ｑ、Ｑ　１８７ｚ＋ｎ、Ｒｍａｘ　＝　Ｑ、　ｌ
　８μｍの表面平滑性を示したのに対し、高純度Ａ４が
付着せしめられなかったサブストレートＣについては、
Ｒａ、　＝　０．０２０　ｐ　ｍ、Ｒｍａｘ＝Ｑ２０／
１ｍとなり、材質中の非金属介在物や金属間化合物の影
響が表面に現われていることが少なからず認められた。

また、化成処理後においては、本発明に従うサブストレ
ートＡ、Ｂが、それぞれＲａ　＝　０．０３　ｔｉ　ｍ
。

■＋ｎａ、ｘ　＝　０．３μ田程度となり、これに対し
て比較のサブストレートＣでは、Ｒａ＝　０．０４１ｔ
　ｍ、ＩＬｍａｘ　＝　Ｑ、　４　ｐ　ｍ程度となり、
化成処理によって後者のサブストレートＣが前者よりも
化成処理の影響を受けてその表面が粗面化されているこ
とが認められた。

なお、前記イオンブレーティング手法による高純度Ａ４
層の形成に代えて、スパッタリング法やその他の蒸着法
によっても、目的とするＡＩ素板上に良好な高純度Ａ１
層が形成され、そして前記と同様な優れた効果が達成さ
れることが認められた。

このように、本発明に従えば、Ａｇ基合金素板上に新た
に非金属介在物や金属間化合物を含まない高純度なＡ４
層が形成せしめられ、該素板を覆うこととなるため、該
素板の材質が全く問題とはならなくなり、そしてその表
面平滑性が著しく向上せしめられ得ることとなったので
ある。そして、その結果、本発明に従うサブストレート
を用いることによって、高密度磁気ディスクが有利に製
造され得ることとなったのである。

出願人　　住友軽金属工業株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　所定厚さのアルミニウム基合金素板を用ＵＡ
   で、表面が平滑な磁気ディスク用アルミニウム基板を製
   造するにあたり、該素板に対する機械的若しくは化学的
   な表面平滑化処理に先立って或はかかる表面平滑化処理
   の後に、該素板の表面に９９．０％以上の高純度アルミ
   ニウムを所定厚さで伺着せしめたことを特徴とする磁気
   ディスク用アルミニウム基板の製造法。
2. （２）前記高純度アルミニウムの付着が、真空蒸着法、
   スパッタリング法若しくはイオンブレーティング法によ
   って行なわれる特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記高純度アルミニウムが、約５０μＩｎを越え
   ない厚さで付着せしめられる特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の方法。
4. （４）前記表面平滑化処理が、研削工程とホ゛す・ンシ
   ング１：程とを含む９゛ケ許請求の範囲第１項記・１＆
   の方法。
5. （５）前記表面平？Ｖｋ化処理が、ダイヤモンドハイド
   を数例けた旋盤による表面鏡面付上げ工程を含む特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）前記素板に対する所定の表面乎１Ｉｊｔ化処理に
   続いて、前記高純度アルミニウムのイ（」着を行ない、
   更にその後前記表面平滑化処理を施すことを含む特許請
   求の範囲第１項記載の方法。