JP2698086B2 - 磁気ディスク用基板及びその製造方法 - Google Patents

磁気ディスク用基板及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク用基板、特に磁気ヘッド浮上型
磁気ディスク装置に用いる薄膜磁気ディスクに好適な基
板に関する。
〔従来の技術〕 従来、この種の磁気ヘッド浮上型磁気ディスク装置に
適用される薄膜磁気ディスク用基板のテクスチャ加工に
ついては、インターナショナル・マグネティック・コン
ファランス(1987)ジ−A−02、ジ−A−03(Internat
ional Magnitics Conference(1987)GA02,GA03)にお
いて論じられている。すなわち、Ni−Pめっき基板上に
形成した基板円周状のテクスチャは、電気特性を向上
し、摩擦摩耗特性を改善し、CSS(ontact−tart−
top)特性を向上する効果があると述べられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
この種の磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドが
CSSを繰り返し、ディスク上を通常0.2μmの隙間で、回
転数3000rpm以上で回転するディスク上を浮上する。し
たがって、磁気ディスクの表面性状は、CSS特性、特に
ディスクが停止時のヘッド粘着およびディスクが回転始
動時の摺動特性を満足し、かつ磁気ヘッドが安定してデ
ィスク上を低浮上する浮上特性を満足することが必須で
ある。
上記従来技術は、電気特性、摩擦摩耗特性、CSS特性
を向上させるためにNi−Pめっき基板上に円周上の微細
溝を形成したテクスチャ面を作成していた。しかしなが
ら、従来技術では基板面上と円周状と溝と共に微細な突
起を生じている。このため、ヘッド浮上特性を劣化させ
ている点について配慮がされておらず、ヘッドクラッシ
ュ等のディスク装置の信頼性に大きな問題があった。ま
た、CSSによるディスク最表面が、ヘッドの摺動により
変化すること、この変化によってディスク表面が平滑化
され、空気中の水分やディスク上の潤滑剤などによりヘ
ッド粘着が生じやすく、CSS特性やディスク基板の信頼
性を劣化させる問題について配慮がされておらず、特
に、記録媒体が磁性金属薄膜から成る高密度薄膜磁気デ
ィスクにおいては、ヘッドがディスク表面に粘着する
と、CSSにおけるスタート時にヘッドが破損するという
課題が生じる恐れがある。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、CSS特性やヘッド粘着等の摺動特性が
良好で、かつヘッド浮上特性を満足する表面形状のテク
スチャを施した磁気ヘッド浮上型磁気ディスク装置に適
用される磁気ディスク用基板及びその製造方法を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、磁気ディスク用基板の近似的の円周状に
形成したテクスチャ加工面を基板の半径方向に断面曲線
を測定し、アボット負荷曲線を求め、磁気ディスクの諸
特性が良好な断面形状となるようにテクスチャ条件を選
定することによって達成される。
すなわち、本発明の第1の発明である磁気ディスク用
基板は、非磁性材から構成される円形磁気ディスク基板
表面の平均面粗さが20〜50nmで100nmを超える突起がな
く、かつ円周方向に局部的に50nmを越え200nm以下の深
溝を有することを特徴とする。
つまり、上記のような磁気ディスク用基板の表面形状
としての条件は、ヘッド浮上特性、CSS特性、ヘッド粘
着、電気特性等を考慮して実験的に得られた知見に基づ
いて求められたものであり、これら良好な条件を満す本
発明の代表的な基板の表面条件を第1図に示す。この図
の横軸はディスク基板の半径方向の距離の一部分を示し
ており、縦軸は基板表層部の断面形状を示している。図
からわかるように基板表面の平均的な凹凸は20〜50nm、
そして局部的な深溝(d1〜d5で表示)は50nmを越え200n
m以下となっている。この深溝は磁気ディスクを駆動す
るヘッドスライダーの幅に相当する基板面内に少なくと
も10本、実用的には幅400μmのスライダーを用いる場
合、この幅の中に10〜100本存在することが望ましい。
また、この深溝は、好ましくは数μm〜数十μmのピッ
チで周期的に存在することであるが、必ずしも規則的な
周期を形成しなくとも上記のごとくヘッドスライダー幅
内に少なくとも10本存在させればよい。また、表面粗さ
として重要なことは、高さ100nm、より好ましくは50nm
を越える突起が無いことである。
このテクスチャ加工した本発明の基板表面の断面曲線
を周知のアボットの負荷曲線で示すと、第3図のように
なり、最表面からの深さ変化に対応した負荷比率が急激
に増大する表面が好ましい。すなわち、ヘッド摺動に対
して安定な表面状態となる。一般に表面加工した表面の
断面形状をアボット負荷曲線で示すと第4図の比較例の
ようになり、第3図と比較して最表面からの深さ変化に
対応して負荷比率が徐々に増大し、ヘッド摺動が安定状
態になるまで時間を要する。例えば、最表面からの深さ
変化が10nmの場合に、第3図では負荷比率が約15%であ
るが第4図では約4%である。
次に、上記第1の発明の磁気ディスク用基板を製造す
る方法に関する本発明の第2の発明につきその特徴点を
述べれば、表面粗さ0.01μmRa以下に平滑研磨された円
形磁気ディスク基板を回転させながら粒度#1,000〜#
6,000の砥粒を保持した研磨テープで前記基板表面を半
径方向に研磨することにより、50nmを超え200nm以下の
深溝を形成する第1の研磨工程と、次いで粒度#4,000
〜#10,000で、かつ前記第1の研磨工程よりも粒度の細
かい砥粒を保持した研磨テープで同様に研磨することに
より、前記基板表面の平均面粗さを20〜50nmに調整し、
しかも100nmを超える突起を除去する第2の研磨工程と
を有することを特徴とする。
つまり、本発明の磁気ディスク用基板の製造方法の特
徴点は上述のとおり、第1の研磨、第2の研磨という2
段階の研磨工程から成るものであるが、これについて総
括的に説明すると、予め鏡面研磨した基板に対して疑似
的に円周状の微細溝を形成する加工法を適用し、固定砥
粒の粒度分布に対応した断面形状の深溝を含む多数の溝
を形成する(第1の研磨工程)。次いで第1の研磨工程
による微細深溝形成時に生じた微小突起を、より小さい
固定砥粒の研磨テープを用いて低減させる(第2の研磨
工程)というものである。そして、好ましい、上記研磨
テープによる第1及び第2の研磨工程は、上記磁気ディ
スク用基板の両面を、その背面から回転ローラで押当て
られた前記研磨テープを対向させて挟みつけ、前記回転
ローラの中心軸を前記基板の半径方向に往復摺動させな
がら行うことであり、これにより基板の両面を同時に加
工することができる。この研磨加工は例えば特開54−23
294号記載の方法で容易に対応できる。
なお、第2の研磨工程においては、クロステープにダ
イヤモンド砥粒液を供給して加工してもよい。
〔作用〕
第1の研磨工程では、溝の深さが20〜50nmの平均的な
凹凸と局部的に50nmを越え200nm以下の深溝が形成され
る。この深溝は、ヘッドスライダのCSSに効果的で、ヘ
ッドが基板に接触しても、この深溝により形成される微
小な空間が、ヘッドの粘着を防止するという作用をす
る。そして、この深溝の形成により溝の周囲に盛上った
突起は、第2の研磨工程で除去される。つまり、この第
2の研磨工程では、第1の工程で形成された深溝の断面
形状にはほとんど変化を与えることなく、微小突起を削
り取る作用をする。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図〜第3図にしたがい具体的
に説明する。
先ず基板の基材としてアルミニウム円板を用い、この
両面に厚さ10μmのNi−Pめっきを施し、ポリッシング
により表面粗さ0.01μmRmax以下に平滑研磨した。この
基板の両面を粒度#2,000のアルミナ砥粒の研磨テープ
で表面加工(第1の研磨工程)し、第5図に示すような
表面性状を有する加工面を得る。図からわかるように、
平均的な凹凸は50nmを越え200nm以下、局部的に深さ50
〜200nmの深溝が形成されているが、高さ100nmを越える
異常な小突起Pが発生し、特に深さの大きい溝の周囲に
生じやすい。
そこで、前述の溝形成後に、粒度の小さい、例えば粒
度#6,000の研磨テープを用いて再度表面加工する(第
2の研磨工程)。あるいは、前記の研磨テープの替わり
にクロステープを用い、ダイヤモンド砥粒液を供給して
表面加工する。この表面加工によって、前述の断面形状
はほとんど変化させずに、異常な微小突起Pを除去す
る。
なお、このような研磨工程は、特開54−23294号記載
の方法により行った。つまり、第2図に示す基板1(1
部切欠き)の両面に研磨テープ2をコンタクトローラ3
で押圧し、基板1を回転させながら研磨テープ2の巻取
りモータ4及び巻取りリール5により巻取り、かつ研磨
テープ2が基板全面に摺動するように、基板上を半径方
向に往復摺動させ、基板両面を同時に研磨する。
以上の表面加工法によって、第1図に示すように平均
的な凹凸が20〜50nm、深さ50nmを越え200nm以下の溝形
状で、異常な微小突起のないテクスチャを形成したNi−
Pめっき基板が得られる。
この基板上に、厚さ約60nmのCo−Ni系磁性金属薄膜媒
体をスパッタリングで形成し、さらに厚さ約50nmのカー
ボン保護膜、潤滑膜を形成した磁気ディスクに対して、
ヘッド浮上特性、CSS特性、ヘッド粘着等の諸特性を大
幅に改善する効果がある。
なお、基板として、この実施例ではアルミニウム円板
を用いたが、その他周知のガラス、プラスチックス、セ
ラミックスなどのごとく非磁性で剛性のある基材ならい
ずれのものでもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ディスク基板のNi−Pめっき表面
に、平均的な凹凸が20〜50nm、局部的に深さ50nmを越え
200nm以下の深溝を形成し、かつ異常に高い微細突起の
除去された断面形状の溝が形成されているので、ヘッド
とディスク表面との隙間(ヘッド浮上隙間)が0.2μm
にてヘッド浮上特性が良好であり、またCSSによるディ
スク表面の変化が少なく、すなわちヘッド荷重をうける
ディスク表面の負荷比率が第3図に示すように従来のデ
ィスク表面に較べ大きいので、ヘッド摺動によるディス
ク表面の突部の変化が少ない。したがって、例えば保護
膜としてのカーボン膜の変化が少なくディスクの摺動特
性の高度化が得られる。さらに、深さ50nmを越え200nm
以下の深溝が存在するので、潤滑剤を介したヘッド粘着
が生じにくく、ヘッド摺動特性の高信頼性が得られる。
比較例として、(1)研磨テープ(アルミナ砥粒、粒
度#2,000)のみによる基板を用いた場合、第5図に示
すように、高さ100nm以上の異常な微小突起Pが生じ、
ヘッド浮上隙間0.2μmにて、浮上試験を行った結果、
ヘッドとディスク面(微小突起部)と接触し、ヘッドク
ラッシュを生じ、信頼性が得られなかった。また(2)
ダイヤモンド砥粒液をクロステープに供給する表面加工
法のみの場合には、第6図に示す断面形状、第4図に示
すアボット負荷曲線の溝が形成され、ヘッド荷重をうけ
る負荷比率になるディスク表面の突部変化が大きくな
る。このため、カーボン膜の変化(局部的な膜厚減少が
大きく)が大きく、ディスク信頼性を低下させる。また
溝の深さが均一で、かつ小さいので、潤滑剤によるヘッ
ド粘着が生じやすくヘッド摺動信頼性が小さい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のディスク基板表面を半径方
向に測定した断面形状、第2図は本発明の基板表面を形
成する一手段の断面図、第3図は、第1図のアボット負
荷曲線、第4図は従来のディスク表面の断面曲線のアボ
ット負荷曲線、第5図は、研磨テープによるディスク基
板表面に生じた微小突起の一例、第6図はクロステープ
とダイヤモンド砥粒液による表面加工面の断面曲線を示
す。 図において、 1……Ni−Pめっき基板 2……研磨テープ(あるいはクロステープ) 3……コンタクトローラ、4……テープ巻取りモータ 5……テープ巻取りリール

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性材であるNi−Pめっき層が形成され
    ている円形磁気ディスク基板表面の平均面粗さが20〜50
    nmで100nmを超える突起がなく、かつ円周方向に局部的
    に50nmを越え200nm以下の深溝が磁気ディスクを駆動す
    るスライダの幅に相当する基板面内に少なくとも10本設
    けられていることを特徴とする磁気ディスク用基板。
  2. 【請求項2】表面にNi−Pめっき層が形成され、予め表
    面粗さ0.01μmRa以下に平滑研磨された円形磁気ディス
    ク基板を回転させながら粒度#1,000〜#6,000の砥粒を
    保持した研磨テープで前記基板表面を半径方向に研磨す
    ることにより、50nmを超え200nm以下の深溝を形成する
    第1の研磨工程と、次いで粒度#4,000〜#10,000で、
    かつ前記第1の研磨工程よりも粒度の細かい砥粒を保持
    した研磨テープで同様に研磨することにより、前記基板
    表面の平均面粗さを20〜50nmに調整し、しかも100nmを
    超える突起を除去する第2の研磨工程とを有することを
    特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
  3. 【請求項3】上記研磨テープによる第1及び第2の研磨
    工程は、上記磁気ディスク用基板の両面を、その背面か
    ら回転ローラで押当てられた前記研磨テープを対向させ
    挟みつけ、前記回転ローラの中心軸を前記基板の半径方
    向に往復摺動させながら行うことを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
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