JP2581225B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体及びその製造方法

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JP2581225B2 JP1206095A JP20609589A JP2581225B2 JP 2581225 B2 JP2581225 B2 JP 2581225B2 JP 1206095 A JP1206095 A JP 1206095A JP 20609589 A JP20609589 A JP 20609589A JP 2581225 B2 JP2581225 B2 JP 2581225B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定磁気ディスク装置のような磁気的記憶
装置の記録媒体として用いられる磁気記録媒体及びその
製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
例えばコンピュータ等の記憶媒体としての磁気記録媒
体には、ランダムアクセスが可能な円板状の磁気ディス
クが広く用いられており、なかでも、応答性に優れるこ
と,記憶容量が大きいことおよび保存性が良好で信頼性
が高いことから、基板にAl合金板,ガラス板あるいはプ
ラスチック板等の硬質材料を用いた磁気ディスク、いわ
ゆるハードディスクが重要な位置を占めている。
このようなハードディスクに対して記録再生を行う場
合には、操作開始時に磁気ヘッドと磁性層面とを接触状
態で装着した後、ハードディスクに所定の回転を与える
ことによってヘッドとディスク表面との間に微小な空気
層を形成し、この状態で記録再生を行うコンタクト・ス
タート・ストップ(CSS)方式によるのが一般的であ
る。
このようなCSS方式では、磁気ヘッドは操作開始時や
操作終了時にはディスク表面と接触摩擦状態にあり、両
者の間に生じる摩擦力はこれら磁気ヘッドや磁気ディス
クを摩耗させる原因となる。また操作中、ヘッドが微小
な間隔をもってディスク上を浮上走行している時でも、
ディスク表面の凹凸形状に依存して、例えばディスク表
面の微小突起に接触したり、表面粗さの違いにより安定
したヘッドの浮上が損なわれる場合には、磁気ヘッドの
落下、すなわちヘッドクラッシュの発生を引き起こすこ
とになる。
一方で、記録再生上の特性改善としてより高密度記録
が指向され、このため、磁気ディスクに要求される特性
の第一は保磁力の増大であり、第二はヘッドの低浮上化
を可能にさせるディスク表面の平滑化である。このう
ち、保磁力の増大に関しては、旧来のγ−Fe2O3粒子を
バインダとともにコートした、いわゆる塗布形ディスク
が500〜700Oeの保磁力を実現したことに続いて、真空蒸
着法やめっき法等による金属磁性薄膜を採用することに
より、800〜900Oeの保磁力が実用化されてきている。そ
して、現在の開発の中心は、1000Oe以上の保磁力を目指
して実用化が推進されていることにある。ただし、金属
磁性薄膜の中でも、1000Oe以上を実現する手法は限定さ
れており、現在は、真空蒸着法、その中でもスパッタリ
ングによる手法が注目され、また磁性合金の組成につい
ても、現在実用化開発が行われているのは、Co−Pt,Co
−Pt−Ni,Co−Cr−TaおよびCo−Ni−Cr等に限られてい
る。このうち、Co−Cr−TaやCo−Ni−Crは、その保磁力
の制御(増大)をこれら磁性層に先立って形成するクロ
ム下地層により行うことができる点に一つの特徴があ
る。
また、高密度記録化の第二の重要点である磁気ヘッド
の低浮上化については、現在の実用化レベルが0.2〜0.3
μmの浮上であるが、今後、0.1〜0.2μmでの安定なヘ
ッド浮上を実現していかなければならないので、開発が
進められている。このために、磁気ディスクはさらに平
滑化が要求されることになる。ただし、表面があまりに
平滑になりすぎると、かえってヘッド走行性が悪くな
り、ディスク・ヘッド間で吸着等が発生して、磁気ディ
スクの回転駆動モータの負荷を高めると同時にヘッドお
よび磁気ディスクが破壊される恐れがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
下地クロム層とCo−Ni−Cr合金磁性層を備えた磁気デ
ィスクで高密度記録の実現のため1000Oe以上の高Hc化を
達成するためには、下地クロム層をより厚くすることが
効果的である。しかしながら、クロム層を厚くすること
は、一般的に膜形成後のディスク表面を粗くすることを
意味する。ディスク表面が粗くなるに従い、磁気ヘッド
が浮上の際にディスク表面の突起と接触するとともに、
浮上安定性が損なわれ、また磁気ヘッドのディスク表面
摺動時には、摩耗量が増大するという問題点があった。
このような状況から、本発明は、下地クロム層とCo合
金磁性層からなる磁気記録層およびさらにその上に保護
膜を積層した構成をとる磁気記録媒体に対し、磁性層の
保磁力Hcを1000Oe以上に高くするとともに、低浮上化の
ためにディスク表面の突起を抑え、かつ摩擦摩耗特性を
良好に、すなわちCSS信頼特性を良好にすることのでき
る磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを目的
としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明の製造方法は、
ディスク状の非磁性基体上にクロム下地層,コバルト合
金磁性層及び保護層をスパッタリングで順次成膜,積層
してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記基体の
表面を研磨して円周方向にスクラッチ状の溝を形成し、
さらに250℃以上に予備加熱した後、前記スクラッチ状
の溝が形成された基体の表面上の前記各層をスパッタリ
ング成膜することにより前記スクラッチ状の溝を前記保
護層の表面に反映させるものとする。さらに本発明の媒
体は、基体の表面には円周方向にスクラッチ状の溝が形
成され、その溝が反映されて前記媒体の表面の中心線平
均粗さが30〜70Å、かつ相対負荷曲線上10%と1%での
カッティング深さレベルの差が40〜120Åであることを
特徴とするものとする。
〔作用〕
基体の表面に円周方向にスクラッチ状の溝を形成した
ことにより磁気特性が向上し、またその溝が媒体表面に
反映されて、表面の中心線平均粗さが30〜70Å、かつ相
対負荷曲線上10%と1%でのカッティング深さレベルの
差が40〜120Åに制御されることにより、ヘッドの低浮
上化が可能で、かつヘッド吸着の発生しない媒体が得ら
れる。さらに、スパッタリングによる膜形成前の基体温
度を250℃以上にすることにより、基体上に到達したス
パッタ粒子がその後も十分な表面移動エネルギーをも
ち、微小突起の成長が抑えられ、ヘッドの低浮上化を可
能にする表面粗さが得られる。また、基体温度が高いこ
とにより、成膜されたクロム下地層の結晶性を高めるこ
とができ、比較的薄いクロム下地層をもつ磁性層で1000
Oe以上の保磁力Hcが達成される。
〔実施例〕
本発明が適用される磁気ディスクは、基体上に強磁性
金属の磁性層を設けるわけだが、基体として用いられる
非磁性円板の素材としてはアルミニウム合金が一般的
で、ほかにチタン合金,ガラスあるいはセラミックス等
も適用可能である。ただしアルミニウム合金のような比
較的軟らかい材質のものを使用する場合には、Ni−P合
金あるいはNi−Cu−P合金の無電解めっき層や陽極酸化
法によるアルマイト層などを5〜15μm程度の厚さに形
成し、基板表面を硬くすることが望ましい。第1図は本
発明の一実施例の磁気ディスクの断面構造を示し、厚さ
1.27mm,外径95mm,内径25mmのAl基板1に厚さ11μmのNi
−Pめっき層2を形成した。基板1の表面は、研磨等に
より平滑化したのち、さらに円周方向に沿って緻密な凹
凸をもつスクラッチ状の溝を形成した。この溝の形成に
は約4μmの大きさのアルミナ砥粒付きの研磨テープを
用い、基板を自転させながらこのテープを押しあてる。
研磨用のテープの品種,押しあてる圧力および時間によ
り溝の深さ等表面状態を調整することができる。表面の
粗さRaは20〜60Åの範囲で制御することが必要である
が、実施例では40〜60Åの範囲に制御した。粗すぎれ
ば、その後スパッタ成膜ののち行われるバニシング工程
での表面突起の除去が効果的に行われず、ヘッドの低浮
上化が実現できない。また平滑すぎれば、磁気ヘッドの
接触下で吸着が発生してしまい、実用的ではない。この
ようにして形成した円周方向のスクラッチ状溝は、磁気
特性上にも効果的であり、磁気異方性を円周方向にそろ
える様にし、結果としてヘッドによる記録再生特性上、
良好な出力エンブェロープを実現できる。
次にクロム下地膜3、コバルト磁性合金膜4および保
護膜5をスパッタリングにより成膜積層した。その場
合、基板加熱温度およびクロム膜3の厚さを変えて各種
磁気ディスクを作成した。スパッタリングの固定条件
は、Ar圧力が1×10-2Torr,コバルト合金組成がNi30原
子%およびCr7.5原子%,コバルト合金膜厚が450Å,保
護膜の材料が炭素および保護膜膜厚が350Åである。基
板の加熱は、基板の脱ガスおよび前述の磁気異方性を円
周方向にそろえることを目的として行う。スパッタ時の
Ar圧力は3×10-3Torrから3×10-2Torrの範囲で選定す
ることができる。クロム下地膜3,コバルト磁性合金膜4
の形成は、真空槽内で連続成膜することが必要である。
これは、クロムと磁性合金の界面を汚染させずにエピタ
キシアル状に成膜することではじめて所期の高い保磁力
が実現できるからである。また保護膜5も真空を破らず
にスパッタリングにより形成することが必要である。保
護膜材料は特に限定する必要はないが、炭素のほか二酸
化シリコンを使用するのが好ましく、膜厚は100〜500Å
の範囲で選定できる。スパッタリング終了後、約4μm
の大きさのアルミナ砥粒の付いた研磨テープを用い、加
圧された空気等により回転するディスク表面にテープを
軽く圧接させて表面のバニシングを行い、不規則な突起
の除去を行った。そして最後に、フロロ・カーボン潤滑
剤としてモンデフルオス社商品名フォムブリンZをフロ
ン113により0.4重量%希釈させ、これを表面に浸漬塗布
して厚さ15〜20Åの範囲で潤滑剤層6を形成させた。そ
の膜厚は、ディスク表面の粗さに応じ、一般的には10〜
20Åの範囲であることが望ましい。なお、バニシング工
程と潤滑剤塗布工程の順序は逆であってもよい。
こうして作成した各々の磁気ディスクについて、浮上
量0.125μmのヘッドグライトハイトテストによる低浮
上下での突起検出およびCSSテストを行った。第1表は
これらの結果を磁気特性,表面粗さを形状とともに示
す。表においてΔCv(10−1)はアボットの相対負荷曲
線上10%と1%でのカッティング深さレベルの差で、表
面の、特に凸状の粗さ状態を特徴付ける値、GHTは0.125
μmで浮上ヘッドがディスクと接触して突起を検出した
回数そしてCSSはスタートからディスク表面に傷等の損
傷を受けるまでのCSS回数を示している。
第2図は、実施例の一部を基板加熱温度による表面粗
さ形状の変化という見地からグラフ化したものである。
上記の結果からわかるように、基体上に積層形成され
た磁気ディスクは低浮上化の達成のためには、その表面
粗さ形状が、中心線平均粗さRaで30〜70Åの範囲にあ
り、またアボットの相対負荷曲線上10%と1%でのカッ
ティング深さレベルの差が40〜120Åの間にあることが
必要である。基板加熱温度を250℃以上にした実施例の
各ディスクは、保磁力が1000Oe以上であってかつこれら
の条件を満足している。なお実施例では、300℃を超え
た加熱温度では行っていないが、これは、基板1にNi−
Pめっき層2を被着しているので、300℃以上にすると
磁化してしまい、実用に供し得なくなるためである。す
なわちNi−Pめっき基板では、この点において基板加熱
温度の高さに制約を受ける。しかし、他の基板を用いた
場合は上限はおのずから異なってくる。
基板加熱温度が70〜200℃程度の比較例の場合は、ま
だ基板上に到達したスパッタ粒子の表面移動エネルギー
が十分でなく、また本発明の目的とした1000Oe以上の高
密度,高保磁力媒体を作成するには比較的厚いクロム下
地層が必要であるので、これらの影響が組み合わさり、
成膜されたディスクの表面は、著しく凸形状の強い粗面
が生じてしまう。成膜後のバニシング工程で表面突起の
一部は除去できるもののその結果は十分でない。また、
さらに強制的に厳しいバニシングを行えば、膜自体の部
分的な剥離が発生し、エラービット,耐腐食性などにつ
いても信頼性品質の非常に劣った非実用的な磁気ディス
クになってしまう。
以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、
本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言う
までもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高
密度記録化に要求される高保磁力および低浮上化を実現
するための表面粗さ形状をもつ磁気記録媒体をスパッタ
リング前に基体表面にスクラッチ状の溝を形成し、その
後250℃以上に基板を加熱することにより得ることがで
きた。さらに表面の中心線平均粗さを30〜70Å、かつ相
対負荷曲線上10%と1%でのカッティング深さレベルの
差を40〜120Åに制御することにより、ヘッドの低浮上
化が可能で、かつヘッドの吸着が発生せず、CSS耐久性
に優れる媒体が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の磁気ディスクの構造を示す
断面図、第2図は基板加熱温度による表面形状の変化を
示す線図である。 1:アルミニウム合金基板、2:Ni−Pめっき層、3:クロム
下地膜、4:磁性合金膜、5:保護膜、6:潤滑剤層。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディスク状の非磁性基体上にクロム下地
    層,コバルト合金磁性層及び保護層をスパッタリングで
    順次成膜,積層してなる磁気記録媒体の製造方法におい
    て、前記基体の表面を研磨して円周方向にスクラッチ状
    の溝を形成し、さらに250℃以上に予備加熱した後、前
    記スクラッチ状の溝が形成された基体の表面上に前記各
    層をスパッタリング成膜することにより、前記スクラッ
    チ状の溝を前記保護層の表面に反映させることを特徴と
    する磁気記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】ディスク状の非磁性基体上にクロム下地
    層,コバルト合金磁性層,保護層及び潤滑剤層を順次積
    層してなる磁気記録媒体において、前記基体の表面には
    円周方向にスクラッチ状の溝が形成され、その溝が反映
    されて前記媒体の表面の中心線平均粗さが30〜70Å、か
    つ相対負荷曲線上10%と1%でのカッティング深さレベ
    ルの差が40〜120Åであることを特徴とする磁気記録媒
    体。
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