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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022090912
(43)【公開日】2022-06-20
(54)【発明の名称】磁気ディスク基板および磁気ディスク
(51)【国際特許分類】
G11B 5/73 20060101AFI20220613BHJP
G11B 5/82 20060101ALI20220613BHJP
G11B 5/84 20060101ALI20220613BHJP
【ＦＩ】
G11B5/73
G11B5/82
G11B5/84 A
G11B5/84 C
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020203496
(22)【出願日】2020-12-08
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000107538
【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ
(71)【出願人】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(74)【代理人】
【識別番号】100143959
【弁理士】
【氏名又は名称】住吉 秀一
(72)【発明者】
【氏名】村田 拓哉
(72)【発明者】
【氏名】畠山 英之
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 航
(72)【発明者】
【氏名】坂本 遼
【テーマコード（参考）】
5D006
5D112
【Ｆターム（参考）】
5D006CB01
5D006CB04
5D006DA03
5D112AA02
5D112AA24
5D112BA03
5D112BA06
5D112JJ03
5D112JJ06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】耐衝撃性に優れ、且つ表面の欠陥が少ない磁気ディスク基板及び磁気ディスクを提供する。
【解決手段】磁気ディスク基板は、非磁性層を有するアルミニウム合金製磁気ディスク基板またはガラス製磁気ディスク基板で、表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、且つヤング率が７５ＧＰａ以上である磁気ディスク基板。酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下である。
【選択図】なし
【解決手段】磁気ディスク基板は、非磁性層を有するアルミニウム合金製磁気ディスク基板またはガラス製磁気ディスク基板で、表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、且つヤング率が７５ＧＰａ以上である磁気ディスク基板。酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、且つヤング率が７５ＧＰａ以上であることを特徴とする磁気ディスク基板。
【請求項2】
酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下である請求項１に記載の磁気ディスク基板。
【請求項3】
表面に非磁性層を有するアルミニウム合金製磁気ディスク基板である、請求項１または２に記載の磁気ディスク基板。
【請求項4】
前記非磁性層がＮｉ－Ｐめっき皮膜であり、且つ前記Ｎｉ－Ｐめっき皮膜の厚さが８μｍ以上である、請求項３に記載の磁気ディスク基板。
【請求項5】
前記アルミニウム合金製磁気ディスク基板が、Ａｌ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｆｅ系合金またはＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ系合金からなる、請求項３または４に記載の磁気ディスク基板。
【請求項6】
ガラス製磁気ディスク基板である、請求項１または２に記載の磁気ディスク基板。
【請求項7】
前記ガラス製磁気ディスク基板がアルミノシリケートガラスからなる、請求項６に記載の磁気ディスク基板。
【請求項8】
請求項１～７までのいずれか１項に記載の磁気ディスク基板と、前記磁気ディスク基板上に設けられた磁性体層とを備える磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気ディスク基板および磁気ディスクに関し、詳細には、耐衝撃性に優れ、且つ表面の欠陥が少ない薄型磁気ディスク基板および薄型磁気ディスクに関する。
【背景技術】
【0002】
コンピュータやデータセンターの記憶装置に用いられるハードディスクドライブ（以下「ＨＤＤ」ともいう）には、アルミニウム合金製の基材にＮｉ－Ｐめっきを施した磁気ディスク基板、またはガラス製の磁気ディスク基板が用いられている。アルミニウム合金製の基材にＮｉ－Ｐめっきを施した磁気ディスク基板が用いられているＨＤＤは３．５インチが主流であり、ガラス製の磁気ディスク基板が用いられているＨＤＤは２．５インチが主流であり、現在も多くのＨＤＤが製造されている。
【0003】
ところで、近年ではソリッドステートドライブ（以下「ＳＳＤ」ともいう）の普及に伴い、ＨＤＤを取り巻く環境は劇的に変化している。ＳＳＤは、ノート型ＰＣの２．５インチのＨＤＤに需要があり、更にタブレットやスマートフォン等のポータブル端末の普及にも貢献している。そのため、デスクトップＰＣの需要は年々減少し、同時に３．５インチのＨＤＤの需要も減少しつつある。
【0004】
一方、ポータブル端末が普及するとともにクラウドサービスが発展し、それに伴いデータセンターの新設および拡張が盛んに行われている。データセンターでは、記憶装置としてＨＤＤが主流であり、ＨＤＤの需要はクラウドサービスの発展に追従している。しかしながら、新設されるデータセンターでは、高コストであるにもかかわらずＳＳＤを採用する場合も散見されるのが現状である。ＨＤＤがＳＳＤに対抗するためには、ＳＳＤよりも低コストを維持したまま、大容量化と高密度化、更には高速化を満足することが不可欠となってきている。ＨＤＤを大容量化するには，記憶装置に搭載する磁気ディスクの枚数を増加させることが最も効果的であるものの、ＨＤＤのサイズが規格化されているため、これまでと同じスペースにより多くの磁気ディスクを搭載しなければならない。そのためには磁気ディスク基板の薄肉化の達成が必要不可欠である。
【0005】
しかしながら、磁気ディスクを単純に薄肉化すると、磁気ディスクの振動（フラッタリング）の発生や、衝撃が加わった際の磁気ディスクの変形が大きくなることが懸念される。また、磁気ディスクの搭載枚数が増えると磁気ディスク間の距離が狭くなるため、ＨＤＤに衝撃が加わった際に磁気ディスク同士が衝突しやすくなる。そのため，磁気ディスクを薄肉化し、搭載枚数の増加に対応するには、磁気ディスク基板の物性を詳細に検討する必要がある。
【0006】
このような実情から、近年では薄肉化した、とりわけ厚さ０．５ｍｍ以下の薄型磁気ディスク基板の開発が求められている。特に、衝撃が加わった際に磁気ディスク同士が衝突し、データの読み書きが不能にならないよう、衝撃が加わった際の磁気ディスクの変形を抑制することが注視されている。
【0007】
例えば、特許文献１には、磁気ディスク基板表面に付与される金属膜に関する技術が開示されている。また、特許文献２には、アルミニウム合金製の基材にＮｉ－Ｐめっきを施した磁気ディスク基板に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１９－５３８１３号公報
【特許文献2】国際公開第２０１８／１２４２６２号
【0009】
しかしながら、特許文献１には、磁気ディスク基板表面の皮膜の硬さについて開示されているものの、磁気ディスク同士の衝突に鑑みると、皮膜の硬さだけでは不十分であり、磁気ディスク基板と皮膜を合わせた硬さを十分に検討する必要がある。また、特許文献１および２には、磁気ディスク基板における物性の向上について言及されているものの、磁気ディスク基板表面に発生する微小な欠陥については言及されていない。そのため、耐衝撃性が向上し、信頼性が担保された磁気ディスク基板の開発が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、耐衝撃性に優れ、且つ表面の欠陥が少ない磁気ディスク基板および磁気ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、厚さ０．５ｍｍ以下の薄型磁気ディスク基板における耐衝撃性に関して鋭意研究を重ねた。その結果、磁気ディスク基板の硬度およびヤング率を高めることにより、表面の欠陥が少なく、高い耐衝撃性を確保できることを見出した。
【0012】
本発明の実施態様は、表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、且つヤング率が７５ＧＰａ以上である磁気ディスク基板である。
【0013】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下である。
【0014】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、前記磁気ディスク基板が、表面に非磁性層を有するアルミニウム合金製磁気ディスク基板である。
【0015】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、前記非磁性層がＮｉ－Ｐめっき皮膜であり、且つ前記Ｎｉ－Ｐめっき皮膜の厚さが８μｍ以上である。
【0016】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、前記アルミニウム合金製磁気ディスク基板が、Ａｌ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｆｅ系合金またはＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ系合金からなる。
【0017】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、前記磁気ディスク基板がガラス製磁気ディスク基板である。
【0018】
本発明の一実施態様に係る磁気ディスク基板によると、前記ガラス製磁気ディスク基板がアルミノシリケートガラスからなる。
【0019】
本発明の他の実施態様は、前記磁気ディスク基板と、前記磁気ディスク基板上に設けられた磁性体層とを備える磁気ディスクである。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係る磁気ディスク基板は、硬度が高く且つヤング率も高い。これにより、耐衝撃性が向上し、磁気ディスクの薄肉化により磁気ディスクの搭載枚数が増加しても、ＨＤＤの落下衝撃時に磁気ディスクが別の磁気ディスク等に衝突して磁気ディスクの表面に疵がつくことを抑制できる。また、磁気ディスクの変形を抑制し、磁気ディスク同士の衝突自体を回避することができる。更に、磁気ディスク基板表面の欠陥が少ないため、信頼性が向上し、記憶容量の増加にも寄与することができる。また、次世代の技術である、熱アシスト磁気記録方式やマイクロ波アシスト記録方式等のエネルギーアシスト方式用の磁気ディスクとしての適用にも有用である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本実施形態に係る磁気ディスク基板および磁気ディスクについて詳細に説明する。
【0022】
１．磁気ディスク基板
本実施形態に係る磁気ディスク基板は、特に、板厚が０．５ｍｍ以下である場合、すなわち、薄型磁気ディスク基板である場合において、高い耐衝撃性および信頼性を発揮する。板厚が０．５ｍｍを超える場合においても高い耐衝撃性および信頼性を発揮し得るが、板厚が厚い場合には衝撃が加わった際の変形は小さく、必ずしも本実施形態に係る磁気ディスク基板の物性を全て満足する必要はない。また、磁気ディスク基板の薄肉化の観点からも、磁気ディスク基板は、板厚が０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
本実施形態に係る磁気ディスク基板は、特に、板厚が０．５ｍｍ以下である場合、すなわち、薄型磁気ディスク基板である場合において、高い耐衝撃性および信頼性を発揮する。板厚が０．５ｍｍを超える場合においても高い耐衝撃性および信頼性を発揮し得るが、板厚が厚い場合には衝撃が加わった際の変形は小さく、必ずしも本実施形態に係る磁気ディスク基板の物性を全て満足する必要はない。また、磁気ディスク基板の薄肉化の観点からも、磁気ディスク基板は、板厚が０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【0023】
磁気ディスク基板は、アルミニウム合金材に無電解Ｎｉ－Ｐめっきを施したアルミニウム合金製磁気ディスク基板、ガラス製磁気ディスク基板、またはその他の金属製の磁気ディスク基板あってもよい。これらのうち、アルミニウム合金製磁気ディスク基板またはガラス製磁気ディスク基板が好ましい。以下、アルミニウム合金製磁気ディスク基板およびガラス製磁気ディスク基板について説明する。
【0024】
（アルミニウム合金製磁気ディスク基板）
アルミニウム合金製磁気ディスク基板はアルミニウム合金材を用いて製造される。アルミニウム合金材の材料として使用されるアルミニウム合金は、強度が高いＪＩＳ５０８６系合金等のＡｌ－Ｍｇ系合金、剛性が高いＪＩＳ８０００系合金等のＡｌ－Ｆｅ系合金が好ましい。
アルミニウム合金製磁気ディスク基板はアルミニウム合金材を用いて製造される。アルミニウム合金材の材料として使用されるアルミニウム合金は、強度が高いＪＩＳ５０８６系合金等のＡｌ－Ｍｇ系合金、剛性が高いＪＩＳ８０００系合金等のＡｌ－Ｆｅ系合金が好ましい。
【0025】
Ａｌ－Ｍｇ系合金は、必須元素であるＭｇを３．０質量％以上８．０質量％以下含有し、更に、任意に、Ｃｕを０．００３質量％以上０．２００質量％以下、Ｚｎを０．０５質量％以上０．６０質量％以下、Ｂｅを０．００００１質量％以上０．００２００質量％以下含有し、Ｃｒを０．３００質量％以下、Ｓｉを０．３０質量％以下、Ｆｅを０．３０質量％以下、Ｍｎを０．３質量％以下に規制し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。
【0026】
Ａｌ－Ｆｅ系合金は、必須元素であるＦｅを０．４質量％以上３．０質量％以下含有し、更に、任意に、Ｃｕを０．００５質量％以上１．０００質量％以下、Ｚｎを０．００５質量％以上１．０００質量％以下、Ｍｎを０．１質量％以上３．０質量％以下、Ｓｉを０．４質量％以下、Ｎｉを３．０質量％以下、Ｍｇを６．０質量％以下、Ｃｒを１．００質量％以下、Ｚｒを１．００質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなる。Ａｌ－Ｆｅ系合金としては、更にＮｉを必須成分とするＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ系合金を使用してもよい。
【0027】
アルミニウム合金製磁気ディスク基板の表面には非磁性層が設けられており、好ましくは、非磁性層はＮｉ－Ｐめっき皮膜である。このようなめっき皮膜は、アルミニウム合金材に無電解Ｎｉ－Ｐめっきを施すことにより形成される。めっき皮膜の厚さは、８μｍ以上であることが好ましい。また、めっき皮膜の厚さの上限は、磁気ディスク基板の薄肉化に影響を及ぼさない範囲で３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることが好ましい。
【0028】
（アルミニウム合金製磁気ディスク基板の製造方法）
以下、アルミニウム合金材に無電解Ｎｉ－Ｐめっきを施したアルミニウム合金製磁気ディスク基板の製造方法について説明する。
以下、アルミニウム合金材に無電解Ｎｉ－Ｐめっきを施したアルミニウム合金製磁気ディスク基板の製造方法について説明する。
【0029】
まず、所定の合金組成となるように調整した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、任意に均質化処理を施したアルミニウム合金鋳塊（ＤＣ鋳造）を熱間圧延し板材とする。更に、熱間圧延した圧延板または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。
【0030】
作製したアルミニウム合金板をプレス機で円環状に打抜き加工し、所望の内径寸法および外径寸法のディスク（以下「ブランク」ともいう）を作製する。その後、ブランクの平坦度を小さくするために，ブランク同士を積層し荷重をかけ、加熱処理を行う。
【0031】
加熱処理したブランクの内径部と外径部を旋盤加工機で切削加工し、所望の内径寸法および外径寸法とし、所望の長さの面取り部を有するディスク（以下「Ｔサブ」ともいう）を作製する。必要に応じて、ブランク両面の表面を更に切削加工し、所望の厚さの板厚を有するＴサブを作製してもよい。更に、必要に応じて、切削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除くために、Ｔサブに加熱処理を施してもよい。
【0032】
次いで、Ｔサブ両面の表面を研削加工機で研削し、所望の厚さのディスク（以下「Ｇサブ」ともいう）を作製する。必要に応じて、研削加工により材料内部に発生した加工歪を取り除くために、Ｇサブに加熱処理を施してもよい。
【0033】
更に、作製したＧサブの表面、側面、面取り面を含む全ての面に所望の厚さのめっきを成膜したディスク（以下「Ｍサブ」ともいう）を作製する。まず、Ｇサブにアルカリ脱脂処理工程、酸エッチング処理工程、デスマット処理工程およびジンケート処理工程を含むめっき前処理を施す。次いで、めっき前処理を施したアルミニウム合金基材の表面に、下地めっき処理として無電解でのＮｉ（ニッケル）－Ｐ（リン）めっき処理を施してＭサブを作製する。必要に応じて、無電解Ｎｉ－Ｐめっきの内部応力を取り除くために、Ｍサブに加熱処理を施してもよい。最後に、下地めっき処理した磁気ディスク基板の表面を研磨により平滑化し、アルミニウム合金製磁気ディスク基板を製造する。
【0034】
ここで、無電解Ｎｉ－ＰめっきにおけるＰ濃度について説明する。無電解Ｎｉ－ＰめっきはＰ濃度により特性が変化する。Ｐ濃度が１２質量％以下のＮｉ－Ｐめっき皮膜は結晶性のめっき皮膜であり、硬度は高いものの、磁性を有するため、磁気ディスク基板として使用することは不可能である。一方、Ｐ濃度が１２質量％を超えると、Ｎｉ－Ｐめっき皮膜はアモルファスの皮膜となり磁性を有さないものの、硬度も低くなってしまう。そのため、硬度を補うためにＮｉ－Ｐめっき皮膜に熱処理を施すことも可能である。一方、熱処理における加熱温度が３００℃を超えると結晶化が進行し、磁性が付与されてしまう。そのため、加熱温度は３００℃未満としなければならない。これらの観点から、非磁性のまま硬度を高くするためには、Ｐ濃度を１２質量％超且つ１４質量％未満に調整し、且つ２８０～２９５℃で１５～６０分の熱処理を施すことが好ましい。
【0035】
（ガラス製磁気ディスク基板）
ガラス製磁気ディスク基板は、ガラス基板を用いて製造される。磁気ディスク基板に用いられるガラス基板として、硬度が強いアルミノシリケートガラスが好ましい。このようなアルミノシリケートガラスは、例えば、主成分として５５質量％以上７５質量％以下のＳｉＯ２を含み、更に、Ａｌ２Ｏ３を０．７質量％以上２５質量％以下、Ｌｉ２Ｏを０．０１質量％以上６質量％以下、Ｎａ２Ｏを０．７質量％以上１２質量％以下、Ｋ２Ｏを０質量％以上８質量％以下、ＭｇＯを０質量％以上７質量％以下、ＣａＯを０質量％以上１０質量％以下、ＺｒＯ２を０質量％以上１０質量％以下及びＴｉＯ２を０質量％以上１質量％以下含んでいる。
ガラス製磁気ディスク基板は、ガラス基板を用いて製造される。磁気ディスク基板に用いられるガラス基板として、硬度が強いアルミノシリケートガラスが好ましい。このようなアルミノシリケートガラスは、例えば、主成分として５５質量％以上７５質量％以下のＳｉＯ２を含み、更に、Ａｌ２Ｏ３を０．７質量％以上２５質量％以下、Ｌｉ２Ｏを０．０１質量％以上６質量％以下、Ｎａ２Ｏを０．７質量％以上１２質量％以下、Ｋ２Ｏを０質量％以上８質量％以下、ＭｇＯを０質量％以上７質量％以下、ＣａＯを０質量％以上１０質量％以下、ＺｒＯ２を０質量％以上１０質量％以下及びＴｉＯ２を０質量％以上１質量％以下含んでいる。
【0036】
アルミノシリケートガラスには、粘性を下げ、溶解性と清澄性を高めるＢ２Ｏ３、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。
【0037】
（ガラス製磁気ディスク基板の製造方法）
以下、ガラス製磁気ディスク基板の製造方法について説明する。
以下、ガラス製磁気ディスク基板の製造方法について説明する。
【0038】
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、リドロー法等であってもよい。次いで、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、外径寸法および面取り長さを有する円環状ガラス板を作製する。作製した円環状ガラス板両面の表面を研削加工機で研削し、所望の板厚、平坦度を有する円環状ガラス基板を作製する。更に、この円環状ガラス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や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、ガラス製磁気ディスク基板が製造される。
【0039】
２．磁気ディスク基板の物性
（ビッカース硬さ）
本実施形態に係る磁気ディスク基板において、表面の硬度は荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、１００Ｈｖ以上であることが好ましい。ビッカース硬さが高いほど磁気ディスク基板が硬いことを示す。すなわち、ビッカース硬さが高いことは、外力が加わった際の磁気ディスク基板への疵がつきにくいことを意味する。ビッカース硬さは圧痕を押し込んで測定するため、複数の層を有する材料では、荷重が小さいと最表面の層のみの硬度しか測定できず、材料全体の硬度として適切な測定値を得られない場合がある。ＨＤＤに衝撃が加わり、磁気ディスクが変動し、磁気ディスク同士または磁気ディスクと他部材とが衝突する際、その衝突は短時間の撃力であるため、疵が付与されるか否かは材料全体の硬度から考える必要がある。つまり、小さい荷重での硬度では、ＨＤＤに衝撃が加わった際の磁気ディスクへの疵の付与を正しく評価することができない。よって、荷重は１０００ｇｆとし、その際のビッカース硬さが８０Ｈｖ以上であれば、磁気ディスク基板同士の衝突時においても表面の疵を回避することができる。尚、ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠して測定することができる。
（ビッカース硬さ）
本実施形態に係る磁気ディスク基板において、表面の硬度は荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、１００Ｈｖ以上であることが好ましい。ビッカース硬さが高いほど磁気ディスク基板が硬いことを示す。すなわち、ビッカース硬さが高いことは、外力が加わった際の磁気ディスク基板への疵がつきにくいことを意味する。ビッカース硬さは圧痕を押し込んで測定するため、複数の層を有する材料では、荷重が小さいと最表面の層のみの硬度しか測定できず、材料全体の硬度として適切な測定値を得られない場合がある。ＨＤＤに衝撃が加わり、磁気ディスクが変動し、磁気ディスク同士または磁気ディスクと他部材とが衝突する際、その衝突は短時間の撃力であるため、疵が付与されるか否かは材料全体の硬度から考える必要がある。つまり、小さい荷重での硬度では、ＨＤＤに衝撃が加わった際の磁気ディスクへの疵の付与を正しく評価することができない。よって、荷重は１０００ｇｆとし、その際のビッカース硬さが８０Ｈｖ以上であれば、磁気ディスク基板同士の衝突時においても表面の疵を回避することができる。尚、ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠して測定することができる。
【0040】
（ヤング率）
本実施形態に係る磁気ディスク基板において、ヤング率は７５ＧＰａ以上であり、８０ＧＰａ以上であることが好ましい。磁気ディスク基板のヤング率が高いほど剛性が高く、外力が加わった際の磁気ディスク基板の変形が抑制される。つまり、ヤング率が高ければＨＤＤに衝撃が加わった際の磁気ディスクの変形量が小さくなる。ヤング率は高ければ高いほどよいが、磁気ディスク基板として７５ＧＰａ以上であれば十分である。
本実施形態に係る磁気ディスク基板において、ヤング率は７５ＧＰａ以上であり、８０ＧＰａ以上であることが好ましい。磁気ディスク基板のヤング率が高いほど剛性が高く、外力が加わった際の磁気ディスク基板の変形が抑制される。つまり、ヤング率が高ければＨＤＤに衝撃が加わった際の磁気ディスクの変形量が小さくなる。ヤング率は高ければ高いほどよいが、磁気ディスク基板として７５ＧＰａ以上であれば十分である。
【0041】
このように、上述のビッカース硬さとヤング率との両方が高い、すなわち、荷重１０００ｇｆにおける８０Ｈｖ以上のビッカース硬さと７５ＧＰａ以上のヤング率の両方を満たすことにより、磁気ディスク基板に所望の高い耐衝撃性を付与することができる。また、このような磁気ディスク基板は、高硬度および高剛性を示すため、磁気ディスク基板表面に微小な欠陥がつきにくくなり、信頼性を向上させることができる。
【0042】
（磁気ディスク基板表面の欠陥）
本実施形態に係る磁気ディスク基板では、酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下であることが好ましく、５個／ｃｍ２以下であることがより好ましい。磁気ディスク基板の表面に微小な欠陥が存在すると、その周辺を回避して磁気ディスクとして使用しなければならないため、欠陥数と磁気ディスクの記憶容量とには相関性がある。そのため、磁気ディスク基板の表面の微小な欠陥は可能な限り少ないことが好ましい。尚、直径２μｍ以下の凹み部が少ないほど、磁気ディスク基板の表面に微小な欠陥が少ないことを示し、信頼性が高いことを意味する。
本実施形態に係る磁気ディスク基板では、酸性溶液に浸漬した後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下であることが好ましく、５個／ｃｍ２以下であることがより好ましい。磁気ディスク基板の表面に微小な欠陥が存在すると、その周辺を回避して磁気ディスクとして使用しなければならないため、欠陥数と磁気ディスクの記憶容量とには相関性がある。そのため、磁気ディスク基板の表面の微小な欠陥は可能な限り少ないことが好ましい。尚、直径２μｍ以下の凹み部が少ないほど、磁気ディスク基板の表面に微小な欠陥が少ないことを示し、信頼性が高いことを意味する。
【0043】
例えば、アルミニウム合金製磁気ディスク基板では、無電解Ｎｉ－Ｐ時にコンタミネーションや、めっき溶液組成の異常により欠陥が発生する可能性がある。この場合、１バッチ全てで欠陥が多発する可能性が高いものの、１バッチから抜き取りで欠陥の発生を評価することでバッチ全体の異常を察知することができる。評価の対象となる欠陥は、磁気ディスク基板の表面を観察するだけでは発見が困難な微小な欠陥である。よって、酸性溶液により磁気ディスク基板の表面とともに欠陥を溶解させ大きくすることで微小な欠陥を観察可能とする手法が有効である。具体的には、４０～５０℃の２０～５０ｖｏｌ％硝酸に磁気ディスク基板を５～１０分間浸漬し、純水で洗浄および完全に乾燥させた後の磁気ディスク基板の表面を観察することで微小な欠陥を検出することが可能となる。この観察により、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下であれば微小な欠陥が少なく、正常な無電解Ｎｉ－Ｐめっきが施されたと考えてよい。一方、それ以上の数の凹み部が検出された場合には、磁気ディスク基板が不良品となる可能性が極めて高い。
【0044】
また、ガラス製磁気ディスク基板においては、無電解Ｎｉ－Ｐめっき等の皮膜を付与する工程がないものの、磁気ディスク基板製造時に金属粉などの混入が発生する可能性がある。これにより、後工程に悪影響を及ぼす可能性があるため検査を実施することが望ましい。アルミニウム合金製磁気ディスク基板の場合と同様の条件の硝酸にガラス製磁気ディスク基板を浸漬すると、ガラス製磁気ディスク基板は溶解せず、混入した金属のみ溶解させることができる。このとき、混入した金属の溶解痕として形成する直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ２以下であれば、微小な欠陥が少なく、正常であると考えることできる。
【0045】
３．磁気ディスク
磁気ディスクは、上述の磁気ディスク基板と、磁気ディスク基板上に設けられた磁性体層を備えている。磁性体層は、磁気ディスク基板の表面に磁性媒体をスパッタリングにより付着させることで形成することができる。また、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系材料からなる保護層が、ＣＶＤにより磁性体層上に更に形成されていてもよい。更に、潤滑油である潤滑層が保護層上に塗布されていてもよい。このような磁気ディスクは、例えば、熱アシスト磁気記録方式、マイクロ波アシスト記録方式などのエネルギーアシスト方式のＨＤＤに用いる磁気ディスクとして使用することができる。
磁気ディスクは、上述の磁気ディスク基板と、磁気ディスク基板上に設けられた磁性体層を備えている。磁性体層は、磁気ディスク基板の表面に磁性媒体をスパッタリングにより付着させることで形成することができる。また、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系材料からなる保護層が、ＣＶＤにより磁性体層上に更に形成されていてもよい。更に、潤滑油である潤滑層が保護層上に塗布されていてもよい。このような磁気ディスクは、例えば、熱アシスト磁気記録方式、マイクロ波アシスト記録方式などのエネルギーアシスト方式のＨＤＤに用いる磁気ディスクとして使用することができる。
【0046】
以上、本実施形態に係る磁気ディスク基板および磁気ディスク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。
【実施例0047】
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0048】
＜アルミニウム合金製磁気ディスク基板の作製＞
（実施例１～５および比較例）
ＪＩＳ５０８６合金（Ａｌ－Ｍｇ合金）、Ａｌ－１．５Ｆｅ合金およびＡｌ－０．７Ｆｅ－１．９Ｎｉ合金となるように成分組成を調整したアルミニウム合金溶湯をＤＣ鋳造法により鋳造し、鋳塊を作製した。得られた鋳塊の両面１５ｍｍを面削し、５２０℃で１時間の均質化処理を施した。次いで、熱間圧延開始温度４６０℃、熱間圧延終了温度２８０℃で熱間圧延を行ない、板厚３．０ｍｍの熱間圧延板を作製した。更に、中間焼鈍を行なわずに熱間圧延板を冷間圧延により板厚０．５２ｍｍまで圧延して最終圧延板を作製した。このようにして得られたアルミニウム合金板を外径６６ｍｍ、内径１９ｍｍの円環状に打抜き、円環状アルミニウム合金板を作製した。
（実施例１～５および比較例）
ＪＩＳ５０８６合金（Ａｌ－Ｍｇ合金）、Ａｌ－１．５Ｆｅ合金およびＡｌ－０．７Ｆｅ－１．９Ｎｉ合金となるように成分組成を調整したアルミニウム合金溶湯をＤＣ鋳造法により鋳造し、鋳塊を作製した。得られた鋳塊の両面１５ｍｍを面削し、５２０℃で１時間の均質化処理を施した。次いで、熱間圧延開始温度４６０℃、熱間圧延終了温度２８０℃で熱間圧延を行ない、板厚３．０ｍｍの熱間圧延板を作製した。更に、中間焼鈍を行なわずに熱間圧延板を冷間圧延により板厚０．５２ｍｍまで圧延して最終圧延板を作製した。このようにして得られたアルミニウム合金板を外径６６ｍｍ、内径１９ｍｍの円環状に打抜き、円環状アルミニウム合金板を作製した。
【0049】
上記のようにして得られた円環状アルミニウム合金板に、１．５ＭＰａの圧力下において３００℃で３時間の加圧平坦化焼鈍を施し、ブランクを作製した。このブランクの端面に切削加工を施して、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍのＴサブを作製した。次いで、Ｔサブの表面を片面２０μｍ研削する研削加工を行い、更に３５０℃で１０分間の歪取り加熱処理を行ない、Ｇサブを作製した。その後、無電解Ｎｉ－Ｐめっき処理（Ｐ濃度１３質量％）を施し、Ｎｉ－Ｐめっき皮膜が所望の厚さになるようにＭサブを作製した。最後に、Ｍサブを羽布により仕上げ研磨（片面研磨量１μｍ）を行い、Ｎｉ－Ｐめっき層を含めた厚さが０．５ｍｍのアルミニウム合金製磁気ディスク基板の評価用サンプルを作製した。
【0050】
＜ガラス製磁気ディスク基板の作製＞
（実施例６）
リドロー法により、幅９０ｍｍ、長さ１０ｍ以上のアルミノシリケートガラスからなるガラス板を製造した。次いで、所望の厚さに近い厚さのガラス板を選別し、これをコアリングおよび内外周の端面研磨を行い、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの円環状のガラス基板を成形した。次いで、成形したガラス基板を両面同時研磨機にセットし、粗研磨工程および精密研磨工程を行った。尚、粗研磨工程においては、硬度が８７のウレタン研磨パッドと、酸化セリウム研磨砥粒（粒径：０．１～０．４μｍ、平均粒径：０．１９μｍ）に純水を加えて遊離砥粒とした研磨液とを用いた。精密研磨工程においては、硬度が７６の発泡ウレタン研磨パッドと、コロイダルシリカ（粒径：１０～１００ｎｍ、平均粒径：８０ｎｍ）に純水を加えて遊離砥粒とした研磨液とを用いた。これらの工程を経て、厚さ０．５ｍｍのガラス製磁気ディスク基板の評価用サンプルを作製した。
（実施例６）
リドロー法により、幅９０ｍｍ、長さ１０ｍ以上のアルミノシリケートガラスからなるガラス板を製造した。次いで、所望の厚さに近い厚さのガラス板を選別し、これをコアリングおよび内外周の端面研磨を行い、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの円環状のガラス基板を成形した。次いで、成形したガラス基板を両面同時研磨機にセットし、粗研磨工程および精密研磨工程を行った。尚、粗研磨工程においては、硬度が８７のウレタン研磨パッドと、酸化セリウム研磨砥粒（粒径：０．１～０．４μｍ、平均粒径：０．１９μｍ）に純水を加えて遊離砥粒とした研磨液とを用いた。精密研磨工程においては、硬度が７６の発泡ウレタン研磨パッドと、コロイダルシリカ（粒径：１０～１００ｎｍ、平均粒径：８０ｎｍ）に純水を加えて遊離砥粒とした研磨液とを用いた。これらの工程を経て、厚さ０．５ｍｍのガラス製磁気ディスク基板の評価用サンプルを作製した。
【0051】
＜評価方法＞
評価１：ビッカース硬さ
作製した各評価用サンプルについて、明石製作所社製のマイクロビッカース硬度計（ＭＶＫ－Ｇ２）を用いて、１０００ｇｆで任意の磁気ディスク基板表面に圧子を１０ｓ押込み、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠してビッカース硬さを測定した。ビッカース硬さの測定は１０回実施し、その最大値と最小値を除いた平均値をビッカース硬さとした。
評価１：ビッカース硬さ
作製した各評価用サンプルについて、明石製作所社製のマイクロビッカース硬度計（ＭＶＫ－Ｇ２）を用いて、１０００ｇｆで任意の磁気ディスク基板表面に圧子を１０ｓ押込み、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に準拠してビッカース硬さを測定した。ビッカース硬さの測定は１０回実施し、その最大値と最小値を除いた平均値をビッカース硬さとした。
【0052】
評価２：ヤング率測定
作製した評価用サンプルから、６０ｍｍ×８ｍｍのサンプルを採取し、ヤング率を測定した。ヤング率の測定は、日本テクノプラス社製のＪＥ－ＲＴ型の装置を用いて室温で行った。
作製した評価用サンプルから、６０ｍｍ×８ｍｍのサンプルを採取し、ヤング率を測定した。ヤング率の測定は、日本テクノプラス社製のＪＥ－ＲＴ型の装置を用いて室温で行った。
【0053】
評価３：表面観察
作製した評価用サンプルを、５０℃の３０ｖｏｌ％硝酸に３分浸漬した。浸漬後にサンプルを水洗乾燥し、その後、キーエンス社製マイクロスコープ（ＶＨＸ－６０００）を用いて磁気ディスク基板の任意の表面を観察した。その際、微小な欠陥として１ｃｍ２の観察視野における直径２μｍ以下の凹み部の数を算出した。
作製した評価用サンプルを、５０℃の３０ｖｏｌ％硝酸に３分浸漬した。浸漬後にサンプルを水洗乾燥し、その後、キーエンス社製マイクロスコープ（ＶＨＸ－６０００）を用いて磁気ディスク基板の任意の表面を観察した。その際、微小な欠陥として１ｃｍ２の観察視野における直径２μｍ以下の凹み部の数を算出した。
【0054】
実施例１～６および比較例で作製した各評価用サンプルの評価結果を表１に示す。
【0055】
【表1】
【0056】
表１に示すように、実施例１～６のサンプルでは、磁気ディスク基板の表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、また、ヤング率が７５ＧＰａ以上であった。更に、磁気ディスク基板の表面に観察される微小な欠陥の数も１０個／ｃｍ２以下であった。そのため、実施例１～６で作製した磁気ディスク基板は、耐衝撃性に優れており、また、表面の欠陥が少なく信頼性が担保されていると評価できる。
【0057】
一方、比較例１のサンプルでは、磁気ディスク基板の表面に観察される微小な欠陥の数は１０個／ｃｍ２以下であり、信頼性は担保されていたものの、Ｎｉ－Ｐめっき皮膜の厚さが十分ではなく、磁気ディスク基板の表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ未満であり、また、ヤング率も７５ＧＰａ未満であった。そのため、比較例で作製した磁気ディスク基板では、耐衝撃性が不十分であった。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明の磁気ディスク基板は、高硬度および高剛性を示すため、耐衝撃性に優れており、また、磁気ディスク基板表面における微小な欠陥が少ないため、信頼性が担保され、記憶容量の増加にも寄与できる。このような磁気ディスク基板の提供により、磁気ディスクの薄肉化による搭載枚数の増加を可能とし、ＨＤＤの高容量化に寄与する薄型磁気ディスクを提供できる。
【手続補正書】
【提出日】2021-07-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面の硬度が荷重１０００ｇｆのビッカース硬さで８０Ｈｖ以上であり、且つヤング率が７５ＧＰａ以上であることを特徴とする磁気ディスク基板であって、
４０～５０℃の２０～５０ｖｏｌ％硝酸に磁気ディスク基板を５～１０分間浸漬し、純水で洗浄および完全に乾燥させた後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ ２ 以下である前記磁気ディスク基板。
４０～５０℃の２０～５０ｖｏｌ％硝酸に磁気ディスク基板を５～１０分間浸漬し、純水で洗浄および完全に乾燥させた後の磁気ディスク基板の表面において、直径２μｍ以下の凹み部が１０個／ｃｍ ２ 以下である前記磁気ディスク基板。
【請求項2】
表面に非磁性層を有するアルミニウム合金製磁気ディスク基板である、請求項１に記載の磁気ディスク基板。
【請求項3】
前記非磁性層がＮｉ－Ｐめっき皮膜であり、かつ前記Ｎｉ－Ｐめっき皮膜の厚さが８μｍ以上である、請求項２に記載の磁気ディスク基板。
【請求項4】
前記アルミニウム合金製磁気ディスク基板が、Ａｌ－Ｍｇ系合金、Ａｌ－Ｆｅ系合金またはＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ系合金からなる、請求項２または３に記載の磁気ディスク基板。
【請求項5】
ガラス製磁気ディスク基板である、請求項１に記載の磁気ディスク基板。
【請求項6】
前記ガラス製磁気ディスク基板がアルミノシリケートガラスからなる、請求項５に記載の磁気ディスク基板。
【請求項7】
請求項１～６までのいずれか１項に記載の磁気ディスク基板と、前記磁気ディスク基板上に設けられた磁性体層とを備える磁気ディスク。