[发明专利]非金属盘镀层

说明书

一般来说，本发明涉及金属镀层的方法。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，一般由铝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力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马达。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氧化锆薄膜的方法。正丙醇锆(zirconium n-propoxide)、醋酸和水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，例如金属的乙酰丙酮盐，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。能够沉淀的金属有铁、镍、钴、锌、钒、铜、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钛涂敷到一些表面，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碱金属离子，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。