CN1025254C - 磁记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明的磁记录介质，是在磁盘基片的磁性层的表面，用离子束镀膜法来形成一个表面保护层，其材质可以是铝、硅、钛的氧化物、氮化物或炭化物，以及金刚石或炭。
该表面保护层的附着强度很高，表面平滑、硬度很高，不仅具有很优良的耐磨性、耐磁头的冲击性，而且也有很好的耐湿性，由于在低温过程中形成，从而可廉价制造，品质也很稳定。
Description
本发明涉及一种磁记录介质，特别是改良保护层的介质。
先有的以γ-Fe2O3为代表的有机粘合法（例如特公昭44-14090号公报、特公昭45-18372号公报等）在磁盘基片上涂布的介质，已无法适应近年来高密度记录的需要，因而，作为磁性材料，已对使用强磁性金属或其合金的电镀法（例如特公昭57-6177号公报，特公昭57-51173号公报等）或真空镀膜法（例如特公昭57-17292号公报）等进行过研讨。但是，由于这些强磁性材料的耐湿性一般都很低，因此为了保护该磁性层，就必须在它的上面敷设一保护层。
图4是先有的如特公昭56-43532号公报等所发表的磁记录介质的构成模式图，图中，（1）是由铝合金等构成的磁盘基片，（2）是在此磁盘基片（1）上，用真空镀膜法形成的由强磁性材料构成的磁性层，（3）是用了电镀法敷盖在此磁性层（2）表面的表面保护层。
按上述结构构成的磁记录介质，使用于例如作为电子计算机的外部存储设备的硬盘装置中，以图中未标出的驱动器装置的主轴电机使盘转动，由磁头来进行信息的录、放或抹除。
按上述结构构成的先有的磁性记录介质，表面保护层（3）的表面平坦度不够好，此外，由于其摩擦系数很大，在录/放的启动和停止时，由于盘与磁头接触产生的机械摩擦，将使磁头损坏，或者使表面保护层剥离而使磁性层受到损伤。
本发明就是为了解除上述问题而研究的、其目的在于得到一种能
耐受与磁头接触而反复进行录/放操作的磁记录介质。
本发明的磁记录介质，用离子束镀膜法形成保护磁性层的表面保护层。
本发明的磁记录介质，由于其表面保护层的硬度很高且非常平整，因此可以耐受长期的反复录/放操作。
以下，就本发明的一个实施例，参照附图加以说明。图1中，（4）是在磁盘基片（1）的表面用电镀形成的镍、磷（Ni-P）基底保护层，（2）是采用电镀法镀上钴-磷（CO-P）等材料，或者采用溅射法镀上钴、镍等而形成的由强磁性材料构成的磁性层，（30）是在该磁性层（2）的表面，采用离子束镀膜装置而形成的表面保护层。该表面保护层（30）的材质，并无特别限制，作为理想的可使用的材质，例如有铝、硅、钛的氧化物、氮化物和炭化物，以及金刚石、炭精等，可以单独采用这些材质中的任意一种，也可以采用任意两种以上的材料构成混合薄膜层。
对上述基底保护层（4）和磁性层（2）的种类、形成方法等并无特别限制，众所周知的材料、形成方法，都可不受特别限制而加以使用。
下面，就上述表面保护层（30）的形成方法，用附图加以详细说明。图2是为形成上述表面保护层（30）而采用的离子束镀膜装置的概要构成图。图中，（5）是离子束发生源，它包括蒸气发生源（51），离子化装置（52）和离子束加速电极（53）等。上述蒸气发生源（51）包括坩埚（51a），盛入该坩埚（51a）中的镀膜物质（51b）等。（6）是气体离子束发生源，它包括下述部分：气体喷射喷咀（61），它喷射例如氮气或含有氮元素的气体
等反应气体;离子化装置（62），它将喷射喷咀（61）所喷出的反应气体激励、解离和离子化;离子束加速电极（63），它把由上述离子化装置所生成的气体离子，向磁盘基片（1）的方向进行加速;内部层（64），它使气体离子源（6）的内部比它的周围空间保持更高的气体压力。此外，上述离子化装置（62），还包括有电子束引出电极（62a）和电子束发射灯丝（62b）。
并且，上述离子束发生源（5），气体离子束发生源（6）以及磁盘基片（1），均被装在在图中未示出的真空室内，以保持所必须的真空度。此外，箭头A指出了离子束的流向，箭头B指出了气体离子束的流向。
下面，以上述那样构成的离子束镀膜装置说明形成氮化钛薄膜表面保护层的过程。
利用图中未示出的真空排气系统抽出真空室内的气体，使其压力达到1.0×10-3（TOrr）以下的真空度后，把作为反应气体的氮气，从气体喷射喷咀（61）导入，再由电子束发射灯丝（62b），向设置在气体喷射喷咀（61）的下面的电子束引出电极（62a）发射电子，从而使氮气被激励、离解和离子化，成为非常活性化的状态。在离子化装置（62）和离子束加速电极（63）之间加上偏压，使离子被引出和加速，与被激励和解离后的反应气体一起被投射到磁盘基片（1）上，另一方面，装在坩埚（51a）中的镀膜物质钛（51b）被设置在蒸气发生源（51）中的灯丝所加热，使之作为蒸气或气体束而被喷出。此蒸气或气体束的一部分在离子化装置（52）中离子化后，被离子束加速电极（53）加速，与未被离子化的中性蒸气或气体束一起被输送到磁盘基片（1）上，和磁盘基
片（1）附近的已被激励、解离和离子化的氮气产生化学反应，从而在磁盘基片（1）上形成氮化钛薄膜构成的保护膜（30）。
按上述过程得到的本发明实施例的磁记录介质，因为它是由含有被加速控制离子的薄膜形成法所形成，故表面保护层（30）的附着强度很高，并且由于其表面平滑且硬度很高，不仅具有很优良的耐磨性和耐磁头的冲击性，而且也有很好的耐湿性，此外，由于可以在低温过程中形成，因此能兼价地进行制造，质量也很稳定。对先有的磁性记录介质和上述实施例的介质，以7秒的周期进行接触/起动/停止测试的结果，先有的介质在经过2万次的测试时，已基本上呈现剥离现象或呈现摩擦系数增加的倾向，然而，由上述实施例所形成的介质，一点儿剥离现象也未出现，摩擦系数稳定地保持在0.2以下，显示了其质量非常稳定。
此外，在上述实施例中，已就镀膜的氮化钛薄膜作为保护膜的情形作了说明，但毫无疑问，绝不仅限于上述实施例。例如，作为镀膜物质（51b），铝、钛、硅等以及铝、钛、硅等的化合物均可使用，作为气体离子源（6）中所用的反应气体，可利用氧气、氮气、炭化氢系的气体，或者含有氧元素、氮元素、炭元素的气体，由它们相配合，就可以形成例如氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、炭化硅等薄膜所构成的表面保护膜。这些薄膜也可以如上述实施例那样获得同样的效果。
进而，气体离子源（6）中为采用炭化氢系的反应气体，就可以形成由炭或金刚石薄膜构成的表面保护层（30）。并且，在此情形，不再需要离子束发生源（5）。
此外，也可不设置上述基底保护膜（4）。设置这个基底保护膜
（4）时，也可以采用和上述表面保护层（30）同样的方法形成离子束薄膜。这时，由于能提高与磁盘基片（1）的附着强度，因而可以得到品质更佳的磁记录介质。
图3是由本发明另外的实施例形成表面保护层（30）或基底保护层（4）时，所用的离子束镀膜装置的概要构成示例图。图中，（5A），（5B）为离子束发生源，（6A），（6B）为气体离子发生源。
此外，一方面，由离子束发生源（5A），例如使硅蒸发，另一方面，向气体离子束发生源（6A）和（6B）中分别导入氮气和炭化氢系的甲烷气体，使它们产生化学反应，就可以在磁盘基片（1）上形成由炭化硅和氮化硅构成的混晶系薄膜，从而可镀膜成图1的基底保护层（4）或表面保护层（30）。另外，若在离子束发生源（5A）和（5B）中，分别使钛和硅蒸发，另一方面，向气体离子束发生源（6B）中导入氮气，使它们产生化学反应，就可以形成由氮化硅和氮化钛的混晶体构成的，作为基底保护层（4）的薄膜。此外，对于表面保护层（30），它可以在该基底保护层（4）的表面上，例如用周知的真空镀膜法形成磁性层（2）之后，用产生上述基底保护层（4）的同样方法来形成。
同样地，利用各种各样的组合，可以形成所希望的表面保护层（30）。
另外，上述实施例的气体离子束发生源虽然是采用电子束激励型发生源，但也可以采用利用微波的气体离子源或者利用ECR（电子回旋加速器共振）的气体离子源，而基底保护层和磁性膜也可以用现有的电镀法或溅射法来形成。
以上说明了只在磁盘基片（1）的一面形成磁性层（2）和表面保护层（3），但是，也可以在两面形成。
如上所述，根据本发明，由于保护磁性层的表面保护层是用离子束镀膜法形成的薄膜构成的，因此表面保护层的硬度很高，而且平整性、耐湿性也很好，因此，可以耐受磁头的接触移动而反复进行的录/放操作。
图1是根据本发明的一个实施例作成的磁记录介质的构成模式图，图2和图3分别是上述实施例中为形成磁性记录介质的保护层而采用的离子束镀膜装置的一例以及其它例的概要图，图4是先有的磁记录介质的构成图。
图中，（1）是磁盘基片，（2）是磁性层，（30）是表面保护层，（5）是离子束发生源，（6）是气体离子束发生源。
此外，图中相同的符号，表示同一部分或相当部分。
Claims (5)
1、一种利用离子束在磁记录介质上形成保护层的方法，所述保护层包括磁盘基片上的基底保护层和磁性层上的表面保护层，所述的各保护层是用离子化的金属和离子化的非金属形成在所述基片和/或所述磁性层上的，其特征在于，产生所述离子化金属的离子束发生源、产生所述离子化非金属离子束的气体离子束发生源和所述磁记录介质都被装于一真空室中；
将所述离子束发生源产生的金属离子束和由所述气体离子束发生源产生的非金属离子束射向所述磁性层或所述基片，形成化合物保护层，其中，对气体离子和金属离子分别授与最合适的能量，从而形成高性能的保护层。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述气体离子源选自电子束激励型发生源、微波气体离子源和电子回旋共振气体离子源组。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述离子源至少是一个。
4、一种磁记录介质，包括一磁盘基片、一磁盘上的基底保护层，一设置在磁盘基底保护层上的磁性层和一复盖在磁性层上的表面保护层，其特征在于，所述的各保护层中，至少所述表面保护层是用权利要求1或2或3的方法形成的保护层。
5、根据权利要求4的磁记录介质，其特征在于，所说的各保护层可从氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛、炭化钛、炭精和金刚石中选择至少一种物质或两种物质以上的混合物质来构成。
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