非金属盘

申请号 CN96107934.7 申请日 1996-06-04 公开(公告)号 CN1140208A 公开(公告)日 1997-01-15
申请人 国际商业机器公司; 发明人 斯蒂芬·F·斯塔克; 约汉·D·阿蒙德森; 道格拉斯·H·皮尔廷斯鲁德; 詹姆斯·A·哈甘;
摘要 本 发明 是一种涂敷非金属基底的方法,包括下列步骤:在基底上沉积一个附着加强膜;处理该附着加强膜,使该膜具有催化性;和在该附着加强膜上形成一个外涂层和 钝化 涂层。所得涂层的非金属基底可以包含任何一些用作内基底的材料,例如 氧 化物、氮化物、磷化物、 碳 化物,玻璃,陶瓷,及其混合物。所得基底可应用于任何类型的数据存储与检索。
权利要求

1.一种涂敷非金属基底的方法,所述方法包括下列步骤:
(a)在所述基底上沉积一个附着加强膜;
(b)通过把一种催化材料沉积到所述附着加强膜上处理所 述膜,使所述膜具有催化性;和
(c)在所述催化附着加强膜上形成一个外涂层。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述附着加强膜是由涂敷 一种或多种活性前驱体化合物而得出的,所述前驱体化合物选自 由下列化合物组成的组:锆化合物,化合物,铌化合物,化 合物,化合物,化合物,化合物,及其混合物。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述附着加强膜是由涂敷 一种或多种活性前驱体化合物而得出的,所述前驱体化合物选自 锆醇盐及其部分醇盐,钛醇盐及其部分醇盐,硅醇盐及其部分醇 盐,以及它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述附着加强膜所具有厚 度范围为从约0.01μm至10μm。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述附着加强膜的涂敷方 法是:
(a)把所述基底加热到一个从约200℃至600℃的温度范 围;和
(b)把一种丙醇锆成份沉积到该基底上。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底是通过涂敷一层 导电性膜而具有催化性的,所述膜包含一种选自由下列化合物组 成的组的导电性化合物:钯化合物,铂化合物,金化合物,化 合物,镍化合物,化合物,锌化合物,钴化合物,及其混合物。
7.根据权利要求6所述的方法,其中附着加强膜和催化材料是 同时涂敷到基底上的,所述催化材料是由一种含有乙酸钯的活性 导电前驱体生成的,所述附着加强膜是由一种含有丙醇锆的活性 附着性加强前驱体生成的。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底是在所述附着加 强膜于所述基底上形成之前,用一种酸性或性的浸蚀剂来处理 的。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底包含一种选自由 下列材料组成的组的材料:陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、化物、氮 化物、化物、磷化物、及其混合物。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述基底构成一种用于 数据存储与检索设备的非金属盘。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述非金属盘包含一种 选自由下列材料组成的组的材料:玻璃、陶瓷、及其混合物。
12.一种涂层的非金属基底,所述基底包含:
(a)一个内非金属基底;
(b)一个附着加强膜;
(c)一个催化材料层,沉积于所述附着加强膜上;
(d)一个外涂层,沉积于所述附着加强膜上。
13.根据权利要求12所述的基底,其中所述内基底包含一种选 自下列材料组成的组的材料:陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、碳化物、 氮化物、氧化物、磷化物、及其混合物。
14.根据权利要求12所述的基底,其中所述涂层的基底构成一 个用于数据存储与检索设备的硬盘
15.根据权利要求14所述的基底,其中所述硬盘包含一种选自 由下列材料组成的组的材料:玻璃、陶瓷、及其混合物。
16.根据权利要求12所述的基底,其中所述附着加强膜是由涂 敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的,所述前驱体化合物选 自由下列化合物组成的组:锆化合物、钛化合物、铊化合物、钒 化合物、硅化合物、铝化合物、锡化合物、及其混合物。
17.根据权利要求12所述的基底,其中所述附着加强膜是由涂 敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的,所述前驱体化合物选 自锆醇盐或部分醇盐、钛醇盐或其部分醇盐、硅醇盐或其部分醇 盐、以及它们的混合物。
18.根据权利要求12所述的基底,其中所述附着加强膜具有的 厚度范围是从约0.01μm至10μm。
19.根据权利要求12所述的基底,其中所述基底是通过涂敷一 种催化材料而具有催化性的,所述催化材料选自由下列材料组成 的组:钯化合物、铂化合物、金化合物、银化合物。镍化合物、 铁化合物、锌化合物、钴化合物、及其混合物。
20.根据权利要求12所述的基底,其中附着加强膜和催化材料 构成一个单个的共同涂层。
21.一种数据存储和检索设备,所述存储设备包括一个用于数 据存储与检索的涂层的非金属硬盘,所述硬盘包括:
(a)一个内非金属基底;
(b)一个附着加强膜;
(c)一个催化材料层,沉积在所述附着加强膜上;
(d)一个外涂层,沉积在所述附着加强膜上。
22.根据权利要求21所述的设备,其中所述内基底包含一种选 自由下列材料组成的组的材料:陶瓷、玻璃、玻璃/陶瓷、碳化物、 氮化物、氧化物、磷化物、及其混合物。
23.根据权利要求21所述的设备,其中所述附着加强膜是由涂 敷一种或多种活性前驱体化合物而得出的,所述前驱体化合物选 自由下列化合物组成的组:锆化合物:钛化合物、铌化合物、钒 化合物、硅化合物、铝化合物、锡化合物,及其混合物。
24.根据权利要求21所述的设备,其中所述附着加强膜具有的 厚度范围为从约0.01μm至10μm。
25.根据权利要求21所述的设备,其中所述催化剂材料包含一 种选自由下列化合物组成的组的催化物:钯化合物、铂化合物、 金化合物、银化合物、镍化合物、铁化合物、锌化合物、钴化合 物、及其混合物。
26.根据权利要求21所述的设备,其中附着加强膜和催化材料 构成一个单个的共同涂层。

说明书全文

一般来说,本发明涉及金属层的方法。更准确地说,本发 明涉及把金属膜加到非金属基底,包括硬磁盘驱动器的零部件上 的方法。

在计算机工业中,一般由或铝合金制成硬盘数据存储元件 或存储器。用各种工艺使铝受到处理或别的涂敷和钝化,以使它 可以充当一个在盘上电写的信息库。一般说来,从事一个硬盘数 据存储元件的涂敷和钝化,旨在提供一个在化学上与学上均适 用于数据存储环境的表面。盘的力学涂敷与钝化可覆盖缺陷,和 提供一个能够进行抛光和超精加工的表面。盘的化学钝化包括覆 盖或密封任何缺陷,以改进盘表面上的成分。一种涂敷和钝化铝 的方法是把镍磷(nickel phosphorus)镀层用于铝盘驱动器。

硬盘存储器组件具有某些使它们成为商业实用产品的性质或 特征。例如,硬盘组件应当光滑,或具有一种被超精加工成接近 原子级光洁度的能力。硬盘还应当没有例如孔洞、坑、刺、擦痕 和堆团等缺陷。盘还应当薄,以便能够在盘驱动器中包装或安置 尽可能多的盘。制作一个薄而且轻的盘也有利于驱动达。盘还 应当硬,且刚性很好。用弹性模量度量的刚性高,就使盘能避免 谐振。盘最好具有另一属性:成本较低。

传统上用于这类制作的常规材料是铝或铝镁合金。涂敷一层 镍的这类合金可提供一个硬的外表面,使盘能抛光和超精加工。

虽然盘外表面上的镍层可提供一定大小的硬度,但用作盘的 内基底的铝合金并不理想,因为它只提供比较软的、刚性还差的 内部基底。结果,对存储器的任何强度足以使读写转换器离开盘 的冲击,都可能在镍镀层中产生缺陷,该缺陷会继续达到铝基底。 在本质上,盘的铝基底没有提供附加的硬度与刚性用来减少缺陷 的产生。

可用非金属材料,例如玻璃、玻璃陶瓷、和陶瓷,替代硬盘 的铝基底。人们已开发出各种可用于涂敷这种材料的涂敷方法。

例如,日本专利4280817披露了一种用于在玻璃基底上制备 一层化锆薄膜的方法。正丙醇锆(zirconium n-propoxide)、 醋酸进行反应以生成一种氧化锆沉淀前驱体凝胶,与醋酸和 正丁醇混合,加热到60℃,在玻璃上涂敷和烧结。经涂层的玻璃 在500℃热处理,以生成立方氧化锆。Vong在专利4,397,671中 揭示了一种用于在热玻璃基底上制备一层金属氧化物膜的方法, 该方法从一种可热分解的有机基金属盐,例如金属的乙酰丙 盐,生成一种粉末。没有揭示在热玻璃上制备氧化锆膜。

此外,Seebacher在专利4,131,692中揭示了一种用于制备一 种陶瓷电阻器的方法,该法把一种氯化钯溶液涂敷到陶瓷体的表 面上,并把涂敷物烘干,此后通过镍浴中电镀而形成第二层。

Plumat等人在专利3,850,665中揭示了一种在玻璃的或非玻 璃的基底上制备一层金属氧化物涂层的方法,该法把一种含有两 种或多种金属的乙酰丙酮盐共沉淀物的混合剂涂敷到基底上。基 底与混合剂被同时或顺序地加热,以便把混合剂转换成金属氧化 物涂层。能够沉淀的金属有、镍、钴、锌、、锆、铬、 锰、钇、钨、和铟中的两种或多种的混合物。Klinedinst在美国 专利No.5,118,529中揭示了一种用于把二氧化涂敷到一些表 面,例如组成含有硫化锌、黄磷的表面上的方法,以便提供任何 一些改良性质,包括吸光度方面的耐化学性,以及电磁辐射方面 的过滤性或反射性。

此外,Schultze等人在美国专利No 5,043,182中揭示了一种 用于制作陶瓷金属复合材料的方法,该法把一些陶瓷体涂敷于基 底上。接着,使一些熔化的金属渗入到陶瓷材料的气孔中。 Bradstreet等人在美国专利No 2,763,569中揭示了一种用于把耐 火金属氧化物膜涂敷到金属部件上的方法,这些部件在例如喷气 发动机操作期间是经受高温的。

甚至非金属基底涂层也有问题。虽然非金属基底,例如玻璃、 玻璃/陶瓷、和陶瓷基底,全部都具有硬盘驱动应用所不可少的硬 度与刚性;然而每一种这类材料都有它自己特有的问题。

玻璃可提供优于铝的硬度,刚性略有增加。然而,大多数玻 璃都在其成分中有金属离子,可引起一种叫作盐霜的腐蚀效 应。这一化学现象还可引起盘故障。甚至在喷镀一个磁性层和一 个磨损层以后,也不能完全密封玻璃,还可能发生腐蚀问题。

玻璃/陶瓷可提供优越的硬度和刚性。然而,玻璃陶瓷一般不 能进行超精加工。尤其是,玻璃陶瓷虽然在抛光期间可防止其他 物理现象,但难以抛光。因为玻璃/陶瓷硬,故精加工周期很长, 并且盘开始具有某些不合乎需要的特征,例如边缘被磨掉。

陶瓷材料也可提供优于铝基底的刚性和硬度。然而,由于陶 瓷的结晶性,该材料固有地具有一些像坑和孔之类缺陷。此外, 由于陶瓷的绝对硬度,该材料难以进行超精加工。一种从陶瓷合 成物制作硬盘的替代方法是,通过一种热等静压工艺来制作陶 瓷。然而,即使采用这种极端措施,陶瓷体还是维持全部陶瓷所 固有的多孔性,但缺陷可明显减少。

然而,非金属合成物,例如玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷本身缺 乏存储器存储应用,例如计算机磁盘驱动器,所需的性质。为了 改善全部这类非金属材料的存储器存储性质,就必须进行表面涂 敷和钝化。通过把一层镍磷镀到非金属基底上,能够实现表面的 涂覆和钝化。然而,镍磷镀敷非金属基底一般由于附着力差而失 败。所镀材料要能够在化学上或力学上附着基底。所镀材料不倾 向于与非金属基底结合良好。因此,力学附着自然是一种替代方 法。偏巧,象玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷之类的非金属倾向于光滑, 从而不能得到力学上的结合。

因此,需要这样的工艺与其所得的产品:它们抗缺陷,提供 光滑的基底表面(到原子级光洁度),较薄,质量小,刚性好, 和硬度高。

根据本发明的第一方面内容,提供了一种对非金属基底镀层 的方法。该法包括:把一个附着加强膜沉淀在基底上,并且把附 着加强膜处理,使该膜变成催化剂。在处理以后,在催化性附着 加强膜上形成一个外涂层和一个钝化镀层。

根据本发明第二方面的内容,提供一个内部非金属基底的镀 层非金属基底。一个附着加强膜,一个沉积在附着加强膜上或同 该膜一起沉积的催化材料层,和一个沉积在附着加强膜上的外钝 化层。

根据本发明又一个方面的内容,提供一种数据存储与检索设 备,它利用本发明的镀层非金属盘进行数据存储与检索。

我们业已发现,非金属基底的预处理是有助于镀层操作的。 为了使镍附着到玻璃上,必须使用一个既附着镍又附着玻璃的界 面层。象氧化钛、氧化锆、氧化铝和氧化铌等陶瓷都可与玻璃结 合得很好。此外,能够制成多孔的和显微地粗糙的陶瓷。显微粗 糙性和多孔性可在陶瓷与镀层材料之间产生良好的力学附着性。 除了成本优势外,玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷还在磁头快速移动阻 力方面和刚性对重量比值方面优于铝。

这一概念通过把一种正丙醇锆溶液喷到一个热玻璃盘上而得 到更清楚的论证。当溶液接触盘时,化合物分解成氧化锆。还可 在溶液中混合醋酸钯。醋酸钯在加热时分解成金属钯。钯在非电 解镍镀液中是催化剂,从而在这种处理以后,盘易于电镀。

尤其在考虑采用某些非金属基底,例如玻璃、玻璃/陶瓷、和 陶瓷时,镍磷镀层可减轻许多这类材料所固有的问题,以提供优 于目前本专业领域已知的和使用的盘的硬度和/或刚性好的盘。玻 璃基底的镍磷镀层可消除腐蚀问题。因为它可密封全部可能浸出 的碱金属离子。在使用玻璃/陶瓷基底的情况下,镍磷提供的表面 在显著缩短的周期时间里要容易研磨得多,从而保存所得盘的物 理完好性。镍磷涂层还可解决在导致缺陷的结晶陶瓷材料情况下 的多孔性问题。

图1是一个上透视图,说明一个数据存储系统,其上壳盖已 取掉;和

图2是一个侧视平面图,说明一个数据存储系统,包括多个 数据存储盘。

本发明是一种电镀非金属基底的方法,包括:把一个附着加 强膜淀积到一个内基底上;处理该附着加强膜使该膜成为催化 剂;在该附着加强膜上制备一个外涂层/钝化镀层。本发明还涉及 从该法得出的镀层非金属基底,和使用镀层基底的数据存储与检 索设备。

A:工艺

本发明的工艺允许从非金属基底生产用于盘存储设备和计算 机系统的硬和/或刚性盘。

作为本发明工艺中的第一步,可用本专业技术人员熟知的任 何一些方法得到非金属基底或坯件。可按本发明工艺使用的基底 或坯件的实例有:浮法或模法玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷,它们是 用本专业技术人员熟知的工艺制作的,或从商业市场上买到的。 一般说来,这些基底或坯件是具有一个中央成形孔和一些成形边 缘的盘。

为了提供接收附着的基底表面,可处理该基底。可以使用任 何工艺加强力学附着性和/或化学附着性。一般说来,可通过蚀刻 基底或坯件的表面,以产生能够力学结合的表面,从而提供力学 附着性。

按照本发明可以使用任何一种含在基底表面产生这种效应的 蚀刻剂。为此目的而使用的蚀刻剂包括任何酸性的制品或熔化苛 性碱制品。举例来说,制品包括氟化氢,氢氧化钠,和氢氧化。 对非金属基底使用化学蚀刻剂,可在基底表面上提供缺陷,这些 缺陷与基底平面成垂直关系和水平关系。在这样作时,蚀刻剂在 允许其后的各层用力学方法附着到基底上方面起关键的作用。

最好是,用于基底表面的蚀刻剂会依非金属基底或坯件的组 成而定。在玻璃、玻璃/陶瓷、和陶瓷情况下,优选的蚀刻剂包括 氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾的共熔混合物。在混合物中,通 常氢氧化钠的浓度为60wt%,氢氧化钾浓度为40wt%。一般说 来,在苛性碱混合物中把基底上要蚀刻的表面浸泡一段从约10秒 至20分钟的时期,就完成蚀刻。在此期间,环境温度保持在从约 210℃至300℃的范围内。

苛性碱蚀刻也可在非金属坯件或基底上用下述方法完成:涂 敷一层水溶液形式的苛性碱,然后在约210℃至300℃范围内加 热,把该溶液烘干。

在蚀刻以后,可以涂敷膜的一个内层,以加强基底表面的化 学与力学附着性。一般说来,任何一些膜都可用来加强力学与化 学附着性,从而提供一种与非金属基底良好地结合的硬、多孔和 海绵状的表面。最好是,膜的内层通过确定一个孔洞空间系统提 高附着性。这些特征会使镍磷牢固地结合于内膜上。此外,附着 性加强的内层最好还可在化学上和/或力学上,既附着于基底上又 附着于涂层/钝化镀层上,以提供在结构上高度完整的盘。

任何一些化合物或制品都可用作根据本发明的内膜。最好 是,从可热分解的前驱体材料产生内膜的成分。为了附着于非金 属基底或盘,内层最好包含一种对非金属基底材料有一定亲合力 的材料。当非金属材料,例如玻璃、陶瓷、及其混合物,用作基 底时,内层可从一些金属一有机物制成,其中例如有锆、钛、铌、 钒、、铝、,及其混合物的醇盐和部分醇盐。醇盐可以是任 何种类的C1-16醇盐,其中例如有:甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐、 丁醇盐、戊醇盐、或己醇盐。优选的化合物包括锆、钛、硅及其 混合物的醇盐和部分醇盐,例如异丙醇锆。

在使用中,这些化合物可以用纯净的方式涂到基底上,也可 在一种溶剂中来涂敷。溶剂的作用是使化合物均匀和稀释,以及 在随后的基底加热期间抑制可燃烧性。溶剂可以是任何一些能够 载带内层反应性前驱体的成份。当醇盐或部分醇盐是内层前驱体 时,象酒精、脂肪族物质、二氯甲烷、及其混合物之类的溶剂都 可履行这种功能。优选地醇盐的浓度为约0.1wt%至100wt%,更 优选地约2wt%至30wt%。

在处理中,盘被加热。然后把前驱体以雾化溶液的方式喷涂 到热盘上,制成内层。其后,前驱体分解,生成有耐火属性的氧 化物。所得薄膜与非金属基底相结合,并形成一种网状结构。

一般说来,这一过程也可以用任何一些其他方法,例如浸渍 法和闪蒸法来完成。构造喷涂法可用于坯件或基底表面,用于加 热的环境温度取决于非金属基底的成分,可以在从约200到500 ℃之间。另一方面,如果基底被浸渍,然后受到热能的强烈闪蒸, 则闪蒸操作的环境温度在同一时期范围内可以变到高达约600 ℃。所用前驱体材料的量应能有效地形成厚度约为0.01μm至10 μm的膜。

基体的表面然后被处理,使它具有催化性或导电性,以便接 受金属镀层。基体表面的催化处理可以在形成内层以后完成,或 者也可能在形成内层的同时完成。根据本发明可以使用任何一种 会使基底表面变成催化性的表面处理。盘的表面可以通过沉积任 何一种试剂而获得催化性,该试剂可使沉积外涂层和钝化层反应 的反应速度较快,而其本身在反应中并不消耗。更准确地说,催 化活性是一种从非电解镀液,更准确地说,从非电解镀镍液浴引 发淀积的能力。

用于使盘表面获得催化性的已知元素包括钯、铂、金、、 镍、铁、锌、钴、及其混合物。最好用钯使这些基底表面获得催 化性。为此,可把盘浸入一个装有钯源,例如酸性氯化钯的槽中。 在取出来后,可把基底盘浸入另一氯化亚锡的溶液中,此后,洗 净它。一般说来,催化液的成分中所含有的像钯之类催化剂的浓 度为约0.01至0.2wt%,最好为约0.05至0.08wt%。该液的PH值 范围一般为从约1.0至4.5。一般说来,第二液含有5%的氯化亚 锡,其PH值为3至5。在各个液中浸入时间范围为约1至5分钟。

如果基底盘的表面要通过施加内层进行催化处理,则催化物 可以同醇盐化合物一起在浸渍槽中共同施加。在这样一种情况 中,浸渍槽通常含有0.05wt%至5wt%的化物,例如醋酸钯、氯 铂酸、硫化树脂(Sulforesinate)钯、或氯化钯,它们都可溶解 于一种载带有用于形成内层的前驱体的溶剂中。一般说来,内层 前驱体所具有的浓度范围为从约2至30wt%。

在施加化层以后,可用本专业技术人员熟知的方法电镀盘 基底。任何一些涂层都可用于涂覆和钝化基底,并且如果需要的 话,可把它制备成数据存储用的存库。一般说来,金属镍磷在工业 上是标准的涂层。

一般说来,非电解镍涂层是通过把镍离子可控地化学还原到 催化表面上来产生的。沉积本身是自动催化还原的,并且只要表 面仍然同非电解镍溶液接触,反应就继续进行下去,因为不用电 流施加沉积,故在与新鲜溶液接触的制品的全部区域上具有均匀 的厚度。

非电解镍溶液是不同化学物的混合物,其中每种物质都执行 一种重要的功能。非电解镍溶液典型地包含一个镍源;一个用于 提供镍还原用的电子的还原剂,能量(热形式);一些络合剂(螯 合物),用于控制反应所需的自由镍;一些缓冲剂,用于抵消沉 积期间所释放氢引起的PH值变化;一些加速剂(加浓剂),和于 帮助提高反应速度;一些抵制剂(稳定剂),用帮助控制还原; 和一些反应副产品。

非电解镍液及其沉积的特征是由这些因素的组合来确定的。

现在大多数次磷酸盐还原的非电解镍溶液含有作为其镍源的 硫酸镍。电镀液可以是碱性的(在大于8的PH值下操作),用氯 化镍或醋酸镍配成的。酸液常常提供改进的性质,由硫酸镍组成。 这种盐可从市场上买到,其状态比氯化镍还纯,据认为硫酸盐液 所产生沉积的质量要好于氯化物或醋酸盐液的相应质量。

还原剂是一种供应把离子镍还原成金属镍所需电子的材料。 当一种像硫酸镍之类的盐溶于水中时,阳离子(镍)与阴离子(硫 酸根)分离,以形成镍离子。

化学还原是减少离子的电荷。由于金属没有电荷,故非电解 镍溶液中的还原剂必须使金属还原成零价。

已用一些不同的还原剂来形成非电解镍液。其中有次磷酸 钠,基甲烷(amino-boranes),硼氢化钠,和联氨。在下面 几段描述这些液。

大多数商用的非电解镍都是从用次磷酸钠还原的溶液中沉积 的。和用硼化合物或酰肼还原的溶液相比,这些溶液的主要优点 是成本低,容易控制,和沉积物耐腐蚀性好。

认为作用的理论是,由于存在一种催化的表面和充足的能 量,故次磷酸盐离子被氧化成亚磷酸盐。放出的一部分氢被吸 附到催化表面上。催化剂表面的镍然后被吸附的活性氢所还原。 同时,一些吸附的氢还把催化表面上的少量的次磷酸盐还原成 水、氢氧根离子、和磷。呈现的大多数次磷酸盐都被催化地氧化 成原亚磷酸盐和气态氢,而与镍和磷的沉积无关。其原因是非电 解镍溶液的效率低。典型地,需要还原5倍于当量镍所需的次磷 酸钠重量。

一般说来,在本发明中使用的次磷酸盐还原的非电解镍镀层 溶液是,那些含有硫酸镍、连二磷酸钠、铅、和thiroyurea的 溶液。

B.盘或基体

按照会提供预期功能的本发明,可以使用任何一些非金属基 底。在创立硬盘或数据存储器或存储时,一般说来,可以使用非 聚合的非金属材料,例如化物,硝酸盐、氧化物、和磷化物或 其混合物。尤其是,可以使用的非金属材料包括例如下列成份: 碳化硅、蓝宝石、氮化钛,碳化硼,硝酸硼、碳、氮化硅,及类 似物。此外,和按照本发明的更优选方面的内容,非金属基底可 以是玻璃、陶瓷,及其混合物。

玻璃通常是一种具有硅和氧结构的硅酸盐材料,在此结构 中,每个硅原子与周围的氧原子配位形成四面体。可以使用任何 一些其他材料形成玻璃,例如:硼氧化物,硅氧化物,锗氧化物, 铝氧化物,硼氧化物、磷氧化物,钒氧化物,砷氧化物,锑氧化 物,锆氧化物,钛氧化物,氧化锌,铅氧化物,铝氧化物,钍氧 化物,铍氧化物,锆氧化物,镉氧化物,钪氧化物,镧氧化物, 钇氧化物,锡氧化物,镓氧化物,铟氧化物,钍氧化物,铅氧化 物,镁氧化物,氧化物锂,铅氧化物,锌氧化物,钡氧化物, 氧化物,锶氧化物,镉氧化物,钠氧化物,镉氧化物,钾氧化物, 铷氧化物,汞氧化物,和铯氧化物。

在制作由玻璃基底组成的硬盘时,玻璃通常必须经净化或热 苛性碱蚀刻处理,接着涂敷一个内层膜。其后,必须处理玻璃以 保证它在镀镍之前是催化性的。

至于玻璃/陶瓷非金属材料,也可进行类似的处理,可以从 Corning公司买到商标名称为Flint、Memcor和Memcor II的玻 璃/陶瓷盘或基底。这些材料往往会是二氧化硅基的玻璃,并含有 一些氧化物,例如二氧化钛、二氧化锆、和类似氧化物。可以使 用任何一种氧化物,只要它不溶于玻璃,并且在在烧制玻璃时会 形成结晶。

在这些情况下,可用下述方法得到硬数据存储器或存储盘: 对坯料切片,嵌入,然后研磨到所需的平度与厚度。一般说来, 盘或坯料的厚度约为0.615mil。

至于玻璃/陶瓷,通常是用常规玻璃制作技术从玻璃和陶瓷材 料的熔化形式制得的。其后,热处理这些材料,使它们变成细晶 粒的结晶材料。典型的玻璃/陶瓷,如有:β石英固溶体,SiO2; β石英;硅酸锂,Li2O-SiO2;焦硅酸锂,Li2O-2SiO2;β锂辉 石固溶体;锐钛矿,TiO2;β锂辉石固溶体;金红石,TiO2; β锂辉石固溶体;莫来石,3Al2O3-2SiO2;β锂辉石堇青石, 2MgO-2Al2O3-5SO2;尖晶石,MgO-Ai2O3;MgO-被填充的,β 石英;石英,SiO2,α石英固溶体,SiO2;尖晶石,MgO-Al2O3; 顽辉石,MgO-SiO2;氟金母固溶体,KMg3AlSi3O10F2;莫来 石,3Al2O3-2SiO2;和(Ba,Sr,Pb)Nb2O6。当给定玻璃/陶瓷材 料中的晶体结构时,苛性碱蚀刻是任选的。可以用下列方法开始 处理:涂覆内层,继之以盘或基底的催化处理,和镍磷镀层。

如果数据存储或存储器盘是由非金属陶瓷材料制作的,则可 研究一些附加的处理变量。陶瓷的组成一般是铝氧化物,例如矾 土;硅氧化物;锆氧化物,例如氧化锆;或其混和物。典型的陶 瓷材料包括硅酸铝;铋钙锶铜氧化物;堇青石;长石;铁氧体; 乙酸铅三水合物;铣钛酸铅镧;铌酸铅镁(PMN);铌酸铅锌 (PZN);锆钛酸铅;锰铣氧体;莫来石;镍铣氧体;锶六铣氧 体;铊钙钡铜氧化物;三轴瓷;钇钡铜氧化物;氧化钇铁;钇石 榴石;和锌铁氧体。关于商品陶瓷,可从Coors公司买到电子级 材料和Kryocera,和从Norton公司买到氧化锆。

陶瓷的结晶性质可在材料表面产生一些固有的坑(三相点)。 最好是,在按照本发明使用的大多数材料中,坑的尺寸不大于5 至20μm,最好范围是从约1至5μm。可以对盘或基底进行 切片,嵌入,研磨,和清洗。用苛性碱蚀刻剂的处理是任选的, 取决于陶瓷材料内气孔率的大小。此外,内层的形成也可以是任 选的,取决于如同氧化铝这样的材料的气孔率和特性。

为了按照本发明制作数据存储或存储器盘,应当按照本发明 把一种催化金属涂到盘上,然后把一个镍磷层镀到非金属盘上。

现在参照附图,尤其参照图1和图2;图中示出一个数据存 储系统20,其盖23已从底座22的机架21拆除。数据存储系统 通常包括一个或多个数据存储硬盘24,它们按串列间隔关系同轴 地堆叠,并且围绕一个心轴马达26以比较高的转速转动。各盘24 通常被格式化以便包括多个间隔开的同心轨道50,每个轨道都被 分成一系列的扇形52,各扇形又进一步分成各个信息段。一个或 多个盘24可以选择地格式化以便包括一个螺旋轨道布置。

一个启动器30通常包括多个交错的启动臂28,每个臂都有 一个或多个传感器27和滑体35组件,它们都安装在负载梁25 上,用于通过读和写使信息出入信息存储盘24。滑动体35通常 被设计成一个气动式提升体,它在心轴马达26转速增加时使传感 器27提升离开盘24的表面,并且根据由盘高速转动产生的空气 轴承或气流样式,使传感器27在盘24上方悬空。一种保形的润 滑剂可以选择性地置于盘表面24上,以便在滑块体35与盘表面 24之间减少静摩擦和动摩擦。

一个典型的数据存储系统包括一个或多个共轴地装在心轴马 达轴壳上的数据存储盘。心轴马达一般以每分钟几千转量级的速 度转动诸盘。一般说来,用一个或多个装在启动器上并且经过迅 速转动的盘表面的传感器或读/写头,把代表各种数据的数字信息 写到数据存储盘上,或从其上读出。

启动器通常包括多个向外延伸的臂,这些臂部有一个或多个 弹性地或刚性地装在臂末端的传感器。启动器臂一般借助一个装 在启动器上的线圈组件,交替地进出转盘层迭组件。线圈组件通 常与一永磁体结构相互作用;并且按照一个极性把电流加到线圈 上,使启动器臂和传感器在一个方向移动,而相反极性的电流则 在一个相反的方向移动启动臂和传感器。

在一个典型的数字数据存储系统中,以磁转换形式把数字数 据存储于由可磁化数据存储硬盘表面组成的一系列同心的密集轨 道中。诸轨道一般分成多个扇形,每个扇形都包含一些信息段。 通常指定一个信息段用于存储数据,而其他的段包含例如扇形标 识和同步信息。通常在控制器控制之下,通过传感器从轨道到轨 道地移动,把数据转到专用轨道和扇形部位上,并从其上进行检 索。传感器组件一般包括一个读元件和一个写元件。其他的传感 器组件结构包括一个单独的传感器元件,用于把数据写到盘上, 和从盘上阅读数据。

把数据写到数据存储盘上,通常涉及把一个电流通过传感器 组件的写元件,以产生把盘表面专用部位磁化的磁通线。一般用 一个传感器组件的读元件对发自盘磁化部位的磁场或磁通线进行 传感,完成把数据从专用盘部位读出。当读元件经过旋转盘表面 时,在读元件与盘表面磁化部位之间发生相互作用,从而在读元 件中产生电信号电信号相当于磁场转换。

下面的实施例进一步说明本发明,但不限制本发明。

实施例1

把玻璃盘预热到250℃,以防热冲击。然后在NaOH/KOH的 熔融低共熔液中在250℃下,把玻璃盘浸蚀0.5分钟,冷却,清洗, 装入涂层夹具,并加热到310℃。其后,用异丙醇锆(4%)/PdOAc (0.4%)/的二氯甲烷溶液来喷涂玻璃盘。然后把盘冷却到室温。 在SnCl2为5%的溶液中使盘敏化。然后在标准的非电解浴中把玻 璃盘用电弧法涂敷0.3μm厚的一层。然后在盘涂层作业线上照 常规涂敷玻璃盘。然后,照常规抛光玻璃盘,包括超精加工。

实施例2

根据本发明的方法,用实施例1的处理工艺制作使用玻璃/陶 瓷材料的盘。

实施例3

对陶瓷氧化铝盘的制作是:先把盘预热到250℃,以防热冲 击。然后在NaOH/KOH的熔融低共熔液中在250℃下把盘浸蚀5 分钟。其后,把盘冷却,清洗,装入涂层夹具,并加热到310℃。 其后,用异丙醇锆(10%)/PdOAc(0.1%)/的二氯甲烷溶液来 喷涂盘。在SnCl2为5%的溶液中使盘敏化,并且在标准的非电解 浴中用电孤法使盘涂复0.3微米厚的一层。然后在盘涂层作业线上 照惯例涂敷盘,并照惯例抛光,包括超精加工。

实施例4

根据本发明的方法,用实施例3的工艺制作氧化锆盘。

上述讨论、举例和实施例,说明我们目前对本发明的理解。 然而,因为能够对本发明作出多种变更而不脱离本发明的精神和 范围,故本发明完全归属于此后附上的权利要求书中。

QQ群二维码
意见反馈