JP2008234823A - 磁気ディスク用基板および磁気ディスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる磁気ディスク用基板の代表的な構成は、円板状のガラス基板10であって、略平坦な主表面11と、端面12と、主表面11と端面12との間に形成した面取面13と、主表面11内の周縁に該周縁以外の平坦面に対して隆起または沈降した乖離部とを備え、乖離部の大きさがガラス基板10の全周に亘って略均一に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
発明者らは、スキージャンプまたはロールオフに起因する磁気ディスク主表面の凹凸を削減し、高速回転させてもクラッシュ障害の発生を抑止しうる磁気ディスクを提供するために鋭意検討した結果、同じ基板であっても円周方向に異なる位置にあってはスキージャンプまたはロールオフの様子が異なることを見出し、本発明を完成するに到った。
そして、上記磁気ディスク用基板上に磁性膜を形成することで、本実施形態にかかる磁気ディスクを製造することができる。この磁気ディスクの主表面の形状は、上記磁気ディスク用基板の上に磁性膜を形成するため、当該ガラス基板の影響を多大に受けることとなる。つまり、磁気ディスクにおける主表面の形状を向上させるためには、上記ガラス基板の主表面の形状を向上させる必要がある。従って、磁気ディスク用基板として、本実施形態に開示したものを使用することで、主表面の特に周縁部の形状を向上させた磁気ディスクを製造することができる。なお、磁気ディスクの製造方法については公知のため、ここでの説明は省略する。
そして、上記磁気ディスクを搭載することで磁気ディスク装置(ハードディスクドライブ)を構成することができる。そして、上記磁気ディスク用基板を搭載した磁気ディスク装置は、特に高速回転により、情報の記録再生を行う場合に特に好適である。
上記説明においては、ガラス基板上の複数の異なる位置においてダブオフやスキージャンプなどを測定することにより、ガラス基板の全体的な乖離の状態について評価を行う構成として説明した。しかし、ダブオフやスキージャンプなどの測定は所要時間が長く、1つの位置について5分程度を要するのが現状である。従って上記実施例のように12点について測定するとすれば、1枚の基板について1時間を要することとなる。ガラス基板は安価に大量生産しなくてはならないため、可能な限り無駄な測定は省略することが好ましい。
本実施例に係る磁気ディスク用基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング(研削)加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス(結晶化ガラス)を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした(コアリング)。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した(フォーミング、チャンファリング)。
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行った。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
次に、ガラス基板の外周端面および内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いた。
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
次に、前述のラッピング工程および研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を400℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を300℃に予熱し、化学強化溶液中に約3時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行った。
得られた磁気ディスク用基板の外縁部分の形状について、検査を行った。検査工程は、ガラス基板の円周方向の複数箇所について乖離値および極部を測定する測定工程と、測定された複数の乖離値および極部に基づいてガラス基板が良品であるか否かを判断する判断工程とから構成される。
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にCr合金からなる付着層、CoTaZr基合金からなる軟磁性層、Ruからなる下地層、CoCrPt基合金からなる垂直磁気記録層、炭化水素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。より具体的には、インライン型スパッタリング装置を用いて、ガラス基板の上に、CrTiの付着層、CoTaZr/Ru/CoTaZrの軟磁性層、Ruの中間層、CoCrPt-SiO2のグラニュラー磁性層、水素化カーボン保護膜を順次成膜し、さらに、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を成膜して磁気ディスクを得た。
また、上記磁気ディスクを装置に組み込むことにより磁気ディスク装置を製造した。なお、磁気ディスク装置の構成については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
上記(5)主表面研磨工程の第2研磨工程を、以下に示す研磨条件を適用して、磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク装置を製造した。なお、本実施例1では2.5インチ型ディスク(φ65mm)を製造した。具体的な研磨条件は、研磨パッドの硬度を85(アスカーC硬度)、研磨材の粒径を1.0(μm)、加工レートを0.30(μm/分)、加工圧を9(Pa)とした。より具体的には、最終研磨工程における加工圧を2段階で変更し、9(Pa)の本加工圧で所定時間のあいだ研磨加工した後、1(Pa)の加工圧で所定時間の半分のあいだ研磨加工を施した。また、このときの本加工圧と加工レートとの積(本加工圧×加工レート)は、2.7であった。
上記第2研磨工程における研磨条件を以下の条件にした以外は、上記の製造方法にて比較例1にかかる磁気ディスク用基板、磁気ディスク、磁気ディスク装置を製造した。具体的な研磨条件は、比較例1の研磨条件は、研磨パッドの硬度を85(アスカーC硬度)、研磨材の粒径を1.0(μm)、加工レートを0.60(μm/分)、加工圧を12.0(Pa)とした。このときの研磨工程は、本加工圧12.0(Pa)のまま研磨加工を行い、その後加工圧を落とすことなく研磨加工を行った。また、このときの本加工圧と加工レートとの積(本加工圧×加工レート)は、7.2であった。
実施例1および比較例1に示すように製造した磁気ディスク用基板の主表面周縁に存在する極部の形状について、以下に示す方法によって検査した。
まず、円周方向における極部の高さの影響について調べた。具体的には、上記2つのガラス基板の、円周方向の高さの変動を調べるために、両2つの基板の任意の2点間の最大乖離値を測定した。最大乖離値の測定範囲(図2のR1、R2)は、ガラス基板の主表面周縁に形成されており、かつ、円周方向で高さの異なる極部の変動を見ることができる、測定範囲を決定した。ここでは、基板の中心からの距離をそれぞれ29.9mm(R1)、31.5mmの点(R2)とし、測定機器としては、光干渉式表面形状測定装置(MicroXam(Phase Shift Technology社製)対物レンズ倍率;2.5倍、中間レンズ倍率;0.62倍使用、測定波長553.2nm、測定領域3.58×3.88mm、解像度752×480ピクセル)を用いた。そして、ガラス基板を円周方向に30°づつ回転させて、上記頂点の位置を合計12点測定した。
上記したように、実施例1と比較例1にかかる磁気ディスク用基板上に磁性層を形成した磁気ディスクをそれぞれ製造した後、磁気ディスク装置を製造し、ロードアンロード試験を行った。具体的には、記録ヘッドの浮上量を9〜10nmに設定し、ディスクの回転数を5400rpmと7200rpmとの2つの場合において試験を行った。
次に、磁気ディスク用基板の主表面周縁の形状(端部形状)について調べた。ガラス基板の主表面周縁に存在する乖離部の乖離の大きさが、当該ガラス基板の全周に亘って略均一に形成されている磁気ディスク用基板であって、極部(隆起部の頂点)の位置の異なる2つの磁気ディスク用基板を用いて、極部の同芯度および真円度による影響を調べた。これら2つの磁気ディスク用基板は、最終研磨工程における加工圧と加工レートとを互いに異ならせている以外は同じ製造方法で製造した。具体的には、一方のガラス基板に対しては上記実施例1と同じ研磨条件とし、他方のガラス基板に対しては実施例2として加工圧を8.0(Pa)、加工レートを0.45(μm/分)として製造した。また、このときの本加工圧と加工レートとの積(本加工圧×加工レート)は、3.6であった。
実施例1および比較例1で得られた磁気ディスクに対してモジュレーション試験を行った。具体的には、2.5インチ(外径65mmφ)におけるガラス基板の中心からの距離が29.9mm(R1)から31.5mmの点(R2)までの間の領域におけるモジュレーションを測定した。
(1)電磁変換特性測定機(グーシック テクニカル エンタープライズ社)に磁気ディスクをセットし、磁気ヘッド(DFH(dynamic flying height)ヘッド)を磁気ディスク上にロード後、MFパターン(ハードディスクで使用する高周波数の半分の周波数)を書き込む。
(2)読出し信号をオシロスコープに入力する。
(3)そして、上記範囲内の任意の半径位置におけるセクタごとの、モジュレーションを求める。
11 …主表面
12 …端面
13 …面取面
Claims (17)
- 円板状の基板であって、略平坦な主表面と、端面と、前記主表面と端面との間に形成した面取面と、前記主表面内の周縁に該周縁以外の平坦面に対して隆起または沈降した乖離部とを備え、
前記乖離部の乖離の大きさが、当該基板の全周に亘って略均一に形成されていることを特徴とする磁気ディスク用基板。 - 前記乖離の大きさは、任意の半径位置の円周方向において略均一であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 当該基板について前記乖離部を円周方向に30°ごとに12点を測定した場合に、乖離の大きさの変動が5nm以下であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 前記乖離部における隆起または沈降が最大となる極部は、当該基板の中心から略同じ距離にあることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 前記主表面において、前記乖離部における隆起または沈降が最大となる極部によって形成される円の真円度は600μm以内であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 当該基板は中心に円孔を備え、
前記主表面において、前記乖離部における隆起または沈降が最大となる極部によって形成される円と、前記円孔の同芯度は1200μm以内であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。 - 当該基板は、磁気ディスクの外縁を経由して磁気ヘッドが磁気ディスクの主表面に対してロード及びアンロードされるロードアンロード方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクに用いる基板であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 当該基板は、少なくとも5400rpm以上の回転数で磁気ディスクを回転させる磁気ディスク装置に搭載するための磁気ディスクに用いる基板であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用基板。
- 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の基板上に少なくとも磁性層を形成したことを特徴とする磁気ディスク。
- タッチダウンハイトが4nm以下であることを特徴とする請求項9記載の磁気ディスク。
- 記録密度が、200GBit/inch2以上であることを特徴とする請求項9記載のである磁気ディスク。
- 請求項9乃至請求項11のいずれか1項に記載の磁気ディスクを搭載してなる磁気ディスク装置。
- 円板状の基板であって、主表面と、端面と、前記主表面と端面との間に形成した面取面と、前記主表面内の周縁に該周縁以外の平坦面に対して隆起または沈降した乖離が形成された乖離部とを備え、
前記乖離部の形状は、当該基板の全周に亘って均一であることを特徴とする磁気ディスク用基板。 - 円板状基板であって、前記円板状基板は略平坦な主表面と、側面と、前記主表面と側面との間に介在する面取面とを備え、
前記主表面と面取面との間には、前記主表面に対して隆起した隆起部を有し、
前記円板状基板の主表面を平面視した場合に、前記隆起部は、前記主表面を略均一な高さで包囲していることを特徴とする磁気ディスク用基板。 - 円板状基板であって、前記円板状基板は略平坦な主表面と、側面と、前記主表面と側面との間に介在する面取面とを備え、
前記円板状基板の主表面を平面視した場合に、前記主表面と面取面との間には、前記主表面に対して沈降した沈降部が円形に形成されており、前記円板状基板の中心から所定距離離間した位置における前記沈降部の主表面からの深さは略均一とされていることを特徴とする磁気ディスク用基板。 - DFH(dynamic flying height)ヘッド対応の磁気ディスクの基板として用いられる基板であることを特徴とする請求項1、13、14、15のいずれか1項に記載の磁気ディスク用基板。
- 当該基板は化学強化処理が可能なガラス基板であり、かつ、基板表面の少なくとも一部の表面にイオン交換層を有するガラス基板であって、
イオン交換層の層厚が端面のほうが主表面よりも厚くなっていることを特徴とする請求項1、13、14、15のいずれか1項に記載の磁気ディスク用基板。
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