[发明专利]抛光浆料

说明书

本发明涉及抛光浆料。具体来说，本发明涉及以增强磨削率和降低表面粗糙度抛光镀镍硬盘的浆料。

记忆硬盘介质的一般生产工艺包括把镍磷合金层镀到铝盘基片上。用细的抛光浆料把这种镍合金表面抛光得到平滑的表面。然后这种抛光的镀镍基片适用于磁储藏介质层，如用于硬盘。在硬盘驱动器生产中更大储存能力的增长要求使得硬盘介质上的面密度的实质增加成为必要，即每单位面积区域的数据储存能力。这要求在刚性硬盘的生产中作显著的改进，包括提高镀覆的均匀性、抛光后降低表面粗糙度以及改善质地特征。抛光工艺是要求完成这些新要求的关键因素之一。

表面检查计量学的重大发展已经使得硬盘生产能够检查以前不能检测到的微小表面缺陷。这种技术的发展已经使得减少缺陷的抛光参数最优化，包括：抛光循环次数；抛光压力和抛光机上下表面的磨削率。优化的抛光参数需要较高程度的鉴定和次数的消耗。在可消耗区域，如抛光垫、磨蚀浆料和清理物质中也已经进行了其他改进。不幸的是，常用的氧化铝浆料(5到50m²/g表面积和1到10μm平均直径，大小分布)给基片表面带来了细小的划痕和细小的凹点。因为这些浆料带来了这些缺陷，对硬盘生产来说使用常用的氧化铝浆料很难得到光滑表面即小于3的粗糙度，该粗糙度对磁性层的优良沉积是优选的。

常用的抛光浆料在抛光基片后会造成磁性层的不均匀的镀覆。因为磁头和磁性层之间间隙小于0.2μm，磁性层上的微小表面缺陷，如球结节会撞击和损坏磁头。其他缺陷，如划痕和凹点在硬盘上读取或写信息时会引起错误。对这些缺陷来说，有好几种可能的原因，包括：1)氧化铝磨料的表面形态是不规则的或包括锋利的边缘，在这些磨料对基片表面的研磨作用导致抛光划痕；2)在磨料大小降低工艺中产生的不希望的细小氧化铝颗粒的存在引起细小凹点；和3)在抛光浆料中和在抛光垫缝隙中氧化铝颗粒的凝集引起基片表面上的划痕或凹点。由于上述原因，硬盘生产很难达到无缺点和低粗糙度的表面，即用常规的以氧化铝为基础的浆料，Ra(由峰到谷的高度)低于3。

计算机硬盘工业对无缺陷和低粗糙度表面的增长需求已经强迫浆料生产者开发另外一种抛光剂，如来源于胶体状的金属氧化物的溶液。这些胶体颗粒的平均直径一般在0.01到1μm的范围；而这些小而柔软的颗粒潜在地提供了基片的改良表面特性。但是，浆料生产者目前遇到关于胶体浆料的两个问题。首先是这些浆料的抛光速率实际上低于常规的以氧化铝为基础的浆料，从而为了保持所要求的生产量，硬盘生产者使用胶体为基础的浆料必须增加抛光的循环次数、浆料的消耗以及甚至到抛光机的数量。其次，由于这些胶体颗粒的尺寸较小、离子强度较高和pH范围较低的缘故，它们也有很强的聚集、凝结和胶凝趋向。所以，胶体浆料通常有较短的或不够长的储存期。

生产者已经试图使用较小的和/或较软的氧化铝基的磨料颗粒和不同化学添加剂，如络合剂和氧化剂来降低或消除表面的不规则性。而且，浆料生产者已经试图使用各种不稳定的氧化剂，如过氧化氢、硝酸铝和硝酸铁来提高抛光磨削率。这些氧化剂不能提前与浆料混合；硬盘生产者必须在使用时才加入这些氧化剂，如硝酸铁。由于硝酸铁会污染抛光设备，所以使用它也是不理想的。其他生产者已经使用各种不常用的磨料，如勃姆石和火成金属氧化物来实现基片表面的光滑。Kodama等在US 5,575,837公开了使用过硫酸盐增强剂与二氧化硅溶胶或凝胶。另外，Streinz等在PCT公开号98/23697中公开了使用2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄三聚盐(约50％单过硫酸盐)或过氧化氢氧化剂与硝酸铁催化剂结合火成二氧化硅和氧化铝分散体用于抛光硬盘基片。

Dromard等在US 5,418,273中公开了使用阴离子分散剂，如聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸钠。这些分散剂稳定了无水氧化铝和二氧化硅的含水悬浮液用于造纸工业涂覆。一些浆料生产者已经试图稳定碱性的胶体二氧化硅浆料，它在延长的时期是稳定的。尽管该悬浮液是稳定的，但是抛光率实际上低于常用的酸性氧化铝浆料。向这些浆料中加入各种化学氧化剂，如过氧化氢、硝酸铝和硝酸铁能够增加它们的抛光率。这些氧化剂或降低浆料的储存期或它们在到达最终使用者前已经变得不稳定。另外一种方法是在使用时向该浆料中加入氧化剂溶液；但是，因为在最终使用者处需要危险物质的特殊操作和存放设施，对硬盘生产者来说是不理想的。

本发明的一个目的是提供一种降低金属基片表面粗糙度的浆料。

本发明的另一个目的是提供一种加快抛光过程的浆料。

本发明的又一个目的是提供一种具有增强抛光特性和使表面缺陷降低到最小的稳定的胶体抛光浆料。