[发明专利]金属镀敷添加剂，镀敷基材的方法以及由其获得的产品

说明书

技术领域

本发明通常涉及磁盘存储器的生产以及采用改良的无电镍(EN)化学品镀敷金属基材的改良程序。本发明通过抑制可原位产生或由外源引入至无电或电解镀敷溶液中的非金属粒子的共沉积而降低沉积金属涂层中的缺陷。

背景技术

对自催化化学还原工艺，特别是无电镍(EN)镀敷溶液进行改进以及化学改良是常见的。这些改进工艺中许多关注于浴本身及其稳定性、镀敷速度和对镀敷环境有效的pH值操作范围的固有性质。例如，美国专利2,658,841教导了使用可溶性有机酸盐作为EN浴的缓冲剂。美国专利2,658,842教导了使用短链二羧酸作为EN浴的改进剂。美国专利2,762,723教导了将硫化物和含硫添加剂用于EN浴以改进浴稳定性。美国专利2,847,327教导了使用脂肪酸化合物作为EN浴的稳定剂和温和改进剂。该后一专利描述了采用许多表面活性剂，所述表面活性剂包括选自如下种类的有机化合物：脂肪酸类及其水溶性盐、氨基化合物以及脂肪酸和脂肪醇的硫酸盐和磺酸盐。所有这些专利的共同之处在于使用了一种化合物或一类化合物以改进镀浴本身的固有性质(即其镀敷速率，稳定性或可用的pH值操作范围)。

自从美国专利2,847,327的教导以来，自催化镀敷的其他进展是引入了稳定EN镀浴的其他方法。这些方法包括使用纯度更高的原料；使用选自重金属类如Pb、Sb、Bi、Cu和Se的更有效的稳定剂，无机化合物如碘酸盐和硫代化合物，有机化合物如不饱和烯烃、炔烃等。此外，对镀浴设备的改进进一步降低了对浴稳定性的关注，所述改进例如改进泵送以及过滤方法和设计(例如空气喷射)、改进将补充化学品添加至镀槽的方法及使用阳极保护电路。本发明与美国专利2,847,327的区别之处在于在镀浴中引入添加剂从而通过防止或者至少基本上抑制非金属粒子在沉积物中的共沉积而改善金属沉积物的质量。美国专利2,847,327中的有机化合物的功能是作用于浴溶液上的。本发明有机添加剂的功能是作用于镀敷沉积物而不是作用于浴上。此外，并非美国专利2,847,327中所教导的每种有机化合物都能用于实施本发明，而是只有具有足够高的ζ电位以至于能在非金属粒子和镀敷表面之间产生排斥作用力的那些有机化合物才可用于本发明。

本发明在相当普遍地用于目前的笔记本电脑和台式电脑的硬质存储盘的生产中特别有用。美国专利5,405,646教导了薄膜磁性介质的构造细节。介质以层形式累积，各层起着特定的作用。该硬盘的基材可为玻璃、塑料、金属或任何其他硬质材料。玻璃和铝都已在商业上广泛使用。本发明优选实施于铝基材。如图1所示，铝合金通常经历至少六个湿化学工艺步骤以累积硬质耐腐蚀NiP涂层。这作为磁性介质随后涂覆的底层。正是该磁性介质在目前的硬盘驱动器中能最终通过由读写头产生并检测的电磁流储存和删除数据。

在硬质存储盘的生产过程中，在涂覆磁性介质前需要对NiP涂层进行更多一些的处理。将镀敷的盘烘干和抛光。抛光步骤为随后的溅射步骤提供极其平坦且光滑的表面，并且能使成品硬盘驱动器中的读写头飞行高度极低(通常为30纳米)。在沉积的涂层中任何微小的偏差或不平度(平整度偏差)(高于平坦表面的突出物或低于平坦表面的凹陷)都容易使读写头与硬盘表面间发生磁头碰撞。这最终降低了这些驱动器组件的预期使用寿命。

正是在无电镀敷步骤中，本发明通过显著降低镀敷缺陷产生的可能性而提供了益处。在湿化学工艺步骤中，将研磨的铝盘架于镀敷夹具上。镀敷夹具在金属镀敷工艺中很常见。该夹具可由金属、塑料、玻璃或陶瓷制成。所选材料取决于很多因素。在存储盘的生产中，夹具通常由塑料制成。工程塑料选自能耐热且能经受无电镍镀敷工艺中所用化学品的那些。这些可包括：其中，氟化塑料如聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜(PSU)、聚醚醚酮和聚双咪唑(PBI)。

在每张盘表面处持续进行溶液交换对更新表面处的镀敷化学品以及制备具有均一且恒定组成(这在存储器工业中相当重要)的镀敷品而言是必需的。这通过浴中的镀敷夹具以及剧烈的溶液混合这两种物理运动提供。镀敷夹具(其上安装有盘)的连续机械运动可为平动(例如上下平动或左右平动)、装配主轴和心轴的旋转和轨道运动或由其他方式提供的运动，例如超声运动。溶液运动或混合可由任何种类的流体运动提供，例如由于再循环泵、阶式流动、喷嘴、感应器、空气喷射或金属镀敷领域和实践中的技术人员所已知的其他方式。镀槽设计可为所需的任何物理形状、尺寸或设计，从而零件可以以使得所需金属在待镀敷品上累积并沉积的方式与镀敷化学品接触。