JP2594532B2 - 磁気デイスク及びその製造方法 - Google Patents

磁気デイスク及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は磁気ディスク装置に使われる磁気ディスク
及びその製造方法に関するものである。
(従来技術) 磁気ディスクに課せられた条件は磁性膜が所定の膜厚
と優れた磁気特性を持つことといった条件の他に信頼性
と低価格が必須条件である。特に信頼性と低価格は磁性
膜の下地となる基板に負うところが多く、記録密度と共
に磁気ヘッドの浮上量を小さくした場合ヘッドクラッシ
ュ等のトラブルが発生しやすくなるためその信頼性は基
板の硬度と平坦に左右される。
従来は磁気ディスクの基板としてアルミニウム合金
や、ニッケル・燐合金をアルミニウム合金にメッキした
NiP基板が用いられてきた。また試験的にではあるが一
部セラミックスを基板とした例もあるが、ほとんど用い
られていない。これらの基板上に磁気膜としてγ−Fe2
3の微小針状粒子を接着剤と共に塗布した塗布型ディ
スクや、Co-Ni−P合金をメッキしたメッキディスク、
さらには、γ−Fe23のスパッタ膜を用いたスパッタデ
ィスクが使われてきた。
(従来技術の問題) しかしながら、アルミニウム合金基板は硬度が不足
で、そのため表面の仕上げ精度が十分ではなく、NiP基
板はアルミニウム合金基板より硬いとは言え未だ十分で
なく、さらに研磨加工を2度行う必要があって高価であ
ること、さらにセラミックス基板は硬さが十分であるも
のの多硬質であるため表面性が悪いという欠点があっ
た。
このような欠点は磁気ディスクとしての信頼性の保証
を限りあるものにしており、さらに長期の信頼性や低価
格を達成するのに困難にしている。
(発明の目的) 本発明は、従来の磁気ディスクの欠点を一掃した低価
格かつ高信頼度の新しい磁気ディスク及びその製造方法
を提案するものである。
(発明の構成) 本発明は加圧セラミックス焼結体からなる母材と、そ
の表面に形成されたSi,Al,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのいずれかの
窒化物もしくは酸化物よりなる第1の連続薄膜と、この
第1の連続薄膜の上に形成された記録媒体となる磁性膜
とからなることを特徴とする磁気ディスクである。さら
にこれに対し、この磁性膜の上に形成された保護膜であ
る第2の連続薄膜または潤滑膜とからなることを特徴と
する磁気ディスクである。この保護膜表面には円周方向
に微細な凹凸の部が設けられていることが望ましい。
この磁気ディスクの製造方法は、微粉末の加圧セラミ
ックス焼結体を加圧しながら焼結して作る工程と、この
加圧セラミックス焼結体の表面上に塗布されたSi,Al,T
i,Zr,Fe,Ta,Crのいずれかを有する有機金属を空気中、
酸素中または窒素中で加熱することによって前記金属の
酸化物又は前記金属の窒化物からなる第1の連続薄膜を
形成する工程と、この第1の連続薄膜上に記録媒体とな
る磁性膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
また、この磁気ディスクの製造方法の第1の連続薄膜
上に記録媒体となる磁性膜を形成する工程の後に、この
磁性膜上に保護膜として第2の連続薄膜または潤滑膜を
形成する工程とを含むことを特徴とする。
ここで、連続薄膜とは塗布型ディスクに見られるよう
な部分的に組成が複数のものの混在する状態ではなく、
全体が均一な組成の薄膜のことを言う。
(構成の詳細な説明) 以下この発明について図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明の磁気ディスクの前半の製造工程である
ディスク基板の製造工程を示したもので、同図(イ)は
Al23、SiO2、MgO、TiO2、TiC、SiC、Si、その他の微
粉末と水、アルコール等の粘結剤とを磁気ディスク基板
の形状になるような型に流し込む工程を示したもので、
型はうねりが規格値以内の精度に仕上げられた平坦度の
ものを使用する。次いで第1図(ロ)は加圧しながら焼
結して得られた焼結体である。焼結温度及び時間は使用
する微粉末の組成及び粒度によって適時選択される。焼
結されたディスク板を母剤1とし、この上にSi(OH)4
まは以下に述べる有機金属2をスピン塗布する。(第1
図(ハ)。)ここで使用する有機金属の一例を挙げると M(OR)n,MはAl、Ti、Zr、Fe、Ta、CR等の金属 Rはアルキル基 をアルコール等の有機溶剤で分散させたものが適する。
これを空気中、酸素中、又は窒素中で加熱処理すること
によって(同図(ニ))、金属酸化物又は金属窒化物の
形で、第1の連続薄膜3が形成され、前記母材1の表面
に極めて滑らかで緻密なしかも硬度の高い膜が得られ
る。このため従来のディスク基板では不可欠であった研
磨工程が不要となった。
第2図は本発明の磁気ディスクの後半の製造工程を示
したもので、第1図で示した磁気ディスク基板(第2図
(イ))上に記録媒体となる磁性膜4を形成する(第2
図((ロ))。この磁性膜形成は周知の技術のいずれで
もよい。即ち、針状酸化鉄微粒子、針状磁性金属微粒
子、六角板状バリウムフェライト系微粒子等を研磨剤
(Al23やSiO2の微粒子)と共に樹脂バインダー分散剤
を加えてスピン塗布後乾燥硬化させる方法、金属磁性膜
を蒸着法、スパッタ法、メッキ法で形成する方法、蒸着
もしくはスパッタ法で酸化鉄膜を形成する方法等がその
一例である。磁気ディスク基板は平坦で表面粗さが小さ
く孔の無い状態になっているため磁性膜4の磁気特性の
再現性は良く(特に蒸着法、スパッタ法、メッキ法を用
いる場合孔の有無は特性を劣化させる)、膜厚の均一性
もアルミニウム合金に非晶質NiPメッキを設けたものと
同等かそれ以上となった。磁気ディスクの浮上量がやや
大きめ(0.4μm以上)の時はこのままで磁気ディスク
として使用可能である。
浮上量が小さい場合にはさらに第2図(ハ)によって
潤滑膜5を塗布し磁気ディスクとして使用可能であ
る。あるいは第2図(ニ)によって、前記磁気ディスク
上にさらに保護膜6を形成し磁気ディスクとして使
用する。保護膜6の形成法の一つは、第1図(ハ)、
(ニ)の工程と同様の手法であり、有機金属をスピン塗
布し空気中、酸素中又は窒素中で加熱し分解反応物の連
続薄膜(第2図の連続薄膜)6を形成する方法である。
ここで第2の連続薄膜6は第1の連続薄膜と必ずしも同
一組成である必要はない。さらに保護膜としてSiO2やAl
23、Cといった材料を蒸着、スパッタ法、プラズマCV
D法によって形成してもよい。又この保護膜6は平坦で
あり過ぎるので、パフ研磨によって円周方向に、10〜10
00Åの微細な凹凸の縞模様をつける(縞模様付保護膜7
の形成)と、磁気ヘッドとの磨耗特性が向上(決定的破
損に至るまでの時間が倍以上伸延する)した磁気ディス
クが完成する。(第2図(ホ)。)さらに低浮上量の
要求される場合には、磁気ディスクの上に工程(ヘ)
によって潤滑膜5を形成し磁気ディスクとする。潤滑
膜5としては、VYDAXやKRYTOX(いずれもデュポン社商
品名)が使用可能である(第2図(ヘ))。
なお、サーボ情報を正確に検知するには一つの磁気ヘ
ッドのスライダーにデータ用トランスデューサとサーボ
用トランスデューサが半径方向に分離してあることが望
ましく、この時前記スライダー材と前記母材1の熱膨張
の差が出なくなることが必要である。前記母材1と前記
スライダーの熱膨張係数をそれぞれα、β、前記データ
用トランスデューサと前記サーボ用トランスデューサと
の距離を1、データ用トランスデューサの許容位置決め
誤差をΔWとするとき 1|(α−β)1|≦α・ΔW (1) であれば、磁気ディスク板の熱膨張と前記データ用トラ
ンスデューサの熱による伸縮位置ずれが許容範囲に入る
ことになる。
(実施例) 半径0.5〜1.0μm程度のAl23、TiC、及びTiO2微粉
末を粘結剤としてのポリビニールアルコール水溶液と共
に混練し、ディスク基板用の型に流し込み、2000〜3000
kg/cm2の圧力で加圧しながら1600℃で高温焼結を行いデ
ィスク形状の微粉末焼結体から成る母材を作った。予め
型の表面は最大表面粗さ1000Å以下となるように研磨さ
れていたためこの母材の最大表面粗さは1000Åとなっ
た。この母材表面にSi(OH)4のエチルアルコール溶液
を塗布し、前記母材は100〜1000rPmで回転しながら乾燥
し全面にほぼ均一な有機金属膜を形成した。次いで、こ
の有機金属膜のついている母材を空気中200〜400℃で加
熱処理し、前記有機金属の酸化物であるSiO2の連続薄膜
(第1の連続薄膜)を形成した。このようにして作られ
たSiO2膜は緻密で硬くしかも表面粗さは50Å以内の極め
て滑らかな膜となった。この第1の連続薄膜の上に記録
媒体となる磁性膜として、Cr膜を4000Åスパッタ後Co-N
i-Cr合金膜を500Åスパッタ法により形成した。磁気デ
ィスクとしては、これで十分であるが信頼性を上げるた
めさらにこの上に第2の連続薄膜として、前記第1の連
続薄膜と同様の方法で、高さ1000ÅのSiO2膜を形成し
た。次いでこの第2の連続薄膜の表面を1分間バフ研磨
を行って約50Åの微細凹凸の縞模様を形成した。このよ
うにして作られた磁気ディスク表面には、周知の潤滑剤
を塗布し、耐久性試験を行った。耐久性試験としてCSS
テストを5年間分以上に匹敵する回行って問題が生じな
かったことから、5年以上の信頼性を保証することが出
来た。なお、第2の連続薄膜としてSiO2に代わりC(炭
素)をスパッタ法で形成(膜厚約500Å)したものも適
する。1分間のバフ研磨を行うことは同様であるが潤滑
剤は不用となった。
また、上記実施例では第1の連続薄膜の作製にSi(O
H)4を用いたが、前述のAl,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのいずれか
を有する有機金属を用いても、上記実施例と同等の効果
を得ることができた。
(発明の効果) 磁気ディスクの信頼性を保証する基礎となる磁気ディ
スク板として、本発明の製法を用いれば、一つの型から
多数の基板が出来、研磨という工数のかかる工程なしに
平坦かつ十分な硬度を持つ緻密な基板が再現性よく得ら
れるため安価で大量生産が可能となる。
磁気ディスク基板が緻密で高硬度かつセラミックスで
あるため耐食性、耐熱性に問題が無いため信頼性が高
く、耐熱性が高いところから磁気媒体となる磁性膜の全
ての製法が可能となり、望みの磁気特性を持つ磁気媒体
が得られるという利点を生じる。
実施例で示した磁気ディスク基板は、一つのスライダ
ーに二つのトランスデューサ、即ちデータ用トランスデ
ューサとサーボ用トランスデューサが並行して配置され
た薄膜磁気ヘッドの代表的トスライダー材料と同一組成
にすることができるものであり、従って熱膨張係数も略
同一に設定することが可能となり前記(1)式の関係を
十分満足させることができるため、サーボ情報の検出が
極めて正確となる。この結果トラック密度をさらに高め
ることが可能となる。
セラミックスを磁気ディスク基板材として用いている
ため、第2の連続薄膜の製法にも制限を与えない。この
ため大多数の材料が保護膜乃至潤滑剤として採用可能と
なった。
なお、前記実施例は本発明の一例にすぎず、本願主旨
を実施すれば上記利点が全て発揮されることは論を待た
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基盤となる磁気ディスク基板を作る工
程を示す図、第2図は本発明の磁気ディスクを作る工程
を示す図で、 1……母材 2……有機金属膜 3……第1の連続膜 4……磁性膜 5……潤滑膜 6……保護膜(第2の連続薄膜) 7……縞模様付保護膜 である。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧焼結法によるセラミックスからなる母
    材と、その表面に形成されたSi,Al,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのい
    ずれかの窒化物もしくは酸化物よりなる第1の連続薄膜
    と、この第1の連続薄膜の上に形成された記録媒体とな
    る磁性膜とからなることを特徴とする磁気ディスク。
  2. 【請求項2】加圧焼結法によるセラミックスからなる母
    材と、その表面に形成されたSi,Al,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのい
    ずれかの窒化物もしくは酸化物よりなる第1の連続薄膜
    と、この第1の連続薄膜の上に形成された記録媒体とな
    る磁性膜と、この磁性膜の上に形成された保護膜である
    第2の連続薄膜または潤滑膜とからなることを特徴とす
    る磁気ディスク。
  3. 【請求項3】保護膜表面には円周方向に微細な凹凸の部
    が設けられている特許請求の範囲第2項記載の磁気ディ
    スク。
  4. 【請求項4】微粉末を平滑な型を用いて加圧しながら焼
    結してセラミックスを作る工程と、このセラミックスの
    表面上に塗布されたAl,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのいずれかを有
    する有機金属またはSi(OH)4を空気中、酸素中または
    窒素中で加熱することによって前記金属の酸化物又は前
    記金属の窒化物からなる第1の連続薄膜を形成する工程
    と、この第1の連続薄膜上に記録媒体となる磁性膜を形
    成する工程とを含むことを特徴とする磁気ディスクの製
    造方法。
  5. 【請求項5】微粉末を平滑な型を用いて加圧しながら焼
    結してセラミックスを作る工程と、このセラミックスの
    表面上に塗布されたAl,Ti,Zr,Fe,Ta,Crのいずれかを有
    する有機金属またはSi(OH)4を空気中、酸素中または
    窒素中で加熱することによって前記金属の酸化物又は前
    記金属の窒化物からなる第1の連続薄膜を形成する工程
    と、この第1の連続薄膜上に記録媒体となる磁性膜を形
    成する工程と、この磁性膜上に保護膜として第2の連続
    薄膜または潤滑膜を形成する工程とを含むことを特徴と
    する磁気ディスクの製造方法。
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