JP2874298B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
磁気記録媒体およびその製造方法Info
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Description
る磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
記録媒体としては、メッキ法、スパッタ法、蒸着法など
の被覆方法により形成した金属磁性薄膜媒体が使用され
ている。
を再生するときは、デイスクに所定の回転を与えること
によって磁気ヘッドと磁気デイスクとの間に微少な空気
層を形成しておこなわれる。そして、磁気デイスクの回
転開始時や回転終了時においては、磁気ヘッドと磁気デ
イスクが接触摩擦状態で相対運動する、CSS(コンタク
ト・スタート・ストップ)方式が用いれている。CSS方
式では、接触摺動の摩擦力により磁気ヘッドおよび磁気
ディスクの両者の接触面の摩耗が進行する。また、記録
再生中に微小な塵などが存在すると、磁気ヘッドが高速
で磁気デイスクの表面と接触し磁気ヘッドと磁気デイス
クの表面に大きな摩擦力が働いて磁気ヘッドや磁性薄膜
が破壊されることがある。とりわけ金属磁性薄膜媒体に
おいては金属磁性薄膜の摩擦係数が大きく、膜の厚みが
薄いために上記の問題が顕著である。
媒体の耐腐食性を向上させ、かつその表面の潤滑性を良
くするために、金属磁性薄膜の上に炭素保護膜を形成
し、その上に液体潤滑剤を塗布した磁気記録媒体が特開
昭61−208620号に開示されている。また、金属磁性薄膜
の上に直接または第1の保護膜を介してSiO2などの無機
酸化物の膜を形成し、さらにパーフロロアルキルポリエ
ーテルなどのフッ素含有オイルの液体潤滑剤を塗布した
磁気記録媒体が特開昭61−160834号に開示されている。
さらに潤滑性の有機膜と無機酸化物保護膜との結合力を
上げ密着性を向上させる試みが、特開昭61−208618号や
特開昭61−220120号に開示されている。
した従来技術では、潤滑剤と保護膜との結合力が弱いた
め、CSSを繰り返しおこなうと次第に潤滑剤の効果が低
減し、磁気ヘッドと磁気デイスク媒体との摩擦力が増加
するとともに、炭素保護膜が摩耗するので、十分な耐摩
耗性と耐損傷性を有していないという問題点があった。
物の膜とし、この膜の表面に磁性基あるいは官能基を有
する潤滑剤を塗布した従来技術では、保護膜と潤滑剤の
結合力は増加するものの、親油性の潤滑剤を親水性の保
護膜全面に微少なピンホールを生じることなく塗布する
のは困難であるという問題があり、潤滑剤の被覆が保護
膜全面におこなわれず、固体潤滑作用がそれ自身では有
しない保護膜が表面に露出することがある。このような
場合、潤滑剤が被覆されていない部分で、CSS動作が繰
り返されるにしたがい、膜破壊が生じるという重大な問
題点があった。
のであって、基板上に直接または下地膜を介して磁性薄
膜が設けられ、前記磁性薄膜上に保護膜が設けられ、前
記保護膜上に潤滑性の有機膜が設けられた磁気記録媒体
であって、前記保護膜が炭素とシリコンの膜であり、か
つ、前記潤滑性の有機膜と接する界面および界面近傍の
シリコンについては、一部または全部がシリコン酸化物
である磁気記録媒体である。
被覆される保護膜が、炭素とシリコンの膜からなり、前
記保護膜と前記潤滑性の有機膜との界面および界面近傍
のシリコンについては、その一部または全部がシリコン
酸化物であることを特徴とする。すなわち、本発明の磁
気記録媒体においては、潤滑性の有機膜と接する保護膜
の成分としては、炭素とシリコンとシリコン酸化物とを
含んでいる。
性を確保すると同時にオーバーコートされる潤滑性の有
機膜との密着性を大きくする上からは、保護膜の厚み方
向に均一に存在していてもよく、厚み方向に濃度分布を
有していてもよい。とりわけ潤滑性の有機膜との界面お
よび界面近傍でシリコン酸化物を多く含み、磁性薄膜側
で少なく含むかまたは含まないことは、上記の固体潤滑
性と密着性を確保しつつ、さらに保護膜を磁性薄膜上に
設けるに際して酸化により磁性薄膜の磁化特性を劣化さ
せないので好ましい。
の含有量に対して原子%で1〜30%とすることが好まし
い。1%より少ないと潤滑性の有機膜との密着性が低下
し、30%より多いと保護膜自身の炭素による固体潤滑性
が低下して、耐摩耗性や耐損傷性が低下するので好まし
くない。シリコンの含有量としては5〜15%が最も好ま
しい。ここでいう耐損傷性とは、保護膜の上に塗布され
た潤滑性の有機膜に微少なピンホールや密着力が局所的
に弱い部分があって磁気ヘッドが摺動するときに有機膜
が保護膜から離脱し、保護膜が直接磁気ヘッドと接触し
ても、情報の記録再生を不能にするような膜損傷が起こ
りにくいことをいう。
い。5nmより小さいと耐摩耗性と耐損傷性が著しく低下
するので好ましくなく、40nmを越えると磁気ヘッドと磁
性薄膜との距離が大きくなりすぎ、磁気デスクの特性が
悪くなるので好ましくない。シリコン酸化物を含む層を
潤滑性の有機膜との界面近傍に形成する場合、前記層の
厚みは、少なくとも3nmとすることが好ましい。3nmより
小さいと潤滑性の有機膜との密着力が大きくならないの
で好ましくない。そして保護膜中のシリコン酸化物は、
磁性薄膜が酸化して磁気特性が劣化しないように形成さ
れる。
金属薄膜を介在させるように設けることができる。非磁
性金属薄膜としてはとくに限定されないが、Cr、Ti、Z
r、Nb、Ta、W、Moおよびこれらの2種以上からなる合
金膜が、保護膜中の酸素が磁性薄膜中へ拡散するのを防
止するバリヤー膜として好んで用いられる。とりわけT
i、Crの金属膜は、その膜中に酸素を取り込んで不動態
膜が形成され、その不動態膜により酸素が磁性薄膜内へ
拡散するのを防止するので好ましい。非磁性金属薄膜の
厚みは、1〜10nmとするのが好ましい。1nmより小さい
と酸素の拡散に対するバリヤー膜として十分でなく、ま
た10nmを越えると磁気ヘッドと磁性薄膜との距離が大き
くなり磁気特性が劣化するので好ましくない。厚みが1
〜5nmであることは、磁性薄膜の酸化を実質的に防ぐと
ともに、かつ磁気デイスクの特性を劣化させないので最
も好ましい。
ロロポリエーテルを塗布した膜が好ましく、とりわけ有
機分子主鎖の端末に−OH、−COOH、−NCO、芳香族環な
どの原子団を有するパーフロロポリエーテルが、保護膜
の表面のシリコン酸化物と強く結合するので好ましく、
さらには芳香族環が末端にあり分子中に極性基や反応基
を有しないパーフロロアルキルポリエーテルは、保護膜
の表面のシリコン酸化物と強い結合をするとともに摩擦
係数が小さいので、良好な磁気ヘッド走行性が得られる
のでとくに好ましい。
薄膜の上に耐摩耗性の保護膜を設け、その後前記保護膜
の上に潤滑性の有機膜を設ける磁気記録媒体の製造方法
であって、前記保護膜を、減圧された雰囲気が調整でき
る真空槽内で炭素とシリコンからなるターゲットを陰極
とするスパッタリングにより炭素とシリコンを主とする
膜を被覆する第1工程と、前記第1工程により設けられ
た膜の少なくとも表面についてシリコンの一部または全
部を、前記有機膜を設けるに先立ち、酸素を含む雰囲気
中で加熱することにより酸化する第2工程とにより設け
ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
た雰囲気内でおこなうスパッタリング法においては、微
粉末の炭素と微粉末のシリコンを混合した焼結体からな
り少なくとも電荷のチャージアップが起こらない程度の
電気伝導性を有するターゲットを、直流電源を用いてス
パッタリングする方法が好んで用いられる。減圧された
雰囲気としては、アルゴンなどの不活性ガスが用いら
れ、ターゲット表面に酸化物が生成して、スパッタリン
グが不安定とならない程度に酸素などの酸化性ガスを添
加させてもよい。第1工程で被覆する膜は、炭素とシリ
コンとからなる実質上酸素を含まない膜であってもよ
く、シリコ酸化物を含んでいてもよい。また、上記スパ
ッタリングをおこなうとき、基板は加熱しなくてもよ
く、磁性薄膜の酸化が生じて磁気特性が劣化しない範囲
内で加熱してもよい。
圧された酸素を含む雰囲気中で加熱することによりおこ
なうことができる。雰囲気中の酸素濃度、加熱温度、加
熱時間を適当に選ぶことにより第1工程で被覆された、
炭素とシリコンを含む膜の少なくとも表面近傍のみ、ま
たは膜の厚み方向全体について、膜中のシリコンの一部
または実質的に全部をシリコン酸化物にすることができ
る。磁性薄膜の磁気特性を劣化させずに、かつ、短時間
に酸化させるためには、加熱温度は200〜400℃が好まし
い。200℃により低い温度では、シリコン酸化物の形成
に長時間を要し、400℃を越える温度では磁性薄膜の酸
化が生じ易くなるので好ましくない。本発明に用いるこ
とのできる磁性薄膜としては、金属磁性薄膜たとえばコ
バルト−ニッケル−クロムの合金薄膜がある。
の上に設ける方法としては、公知のパーフロロアルキル
ポリエーテル(たとえば商品名Fomblin Am 2001)など
の潤滑剤を有機溶媒に適当な濃度に溶解して塗布し、必
要により加熱する方法を用いることができる。とりわけ
上記のパーフロロポリアルキルポリエーテルは、分子鎖
の末端に反応性の基あるいは芳香族基を有するものが、
保護膜との密着性が良いので好ましい。
薄膜の上に耐摩耗性の保護膜を設け、その後、前記保護
膜の上に潤滑性の有機膜を設ける磁気記録媒体の製造方
法であって、前記保護膜を、減圧された雰囲気が調整で
きる真空槽内で炭素とシリコンからなるターゲットを陰
極とするスパッタリングにより炭素とシリコンを主とす
る膜を被覆する第1工程と、前記第1工程により設けら
れた膜の少なくとも表面について、シリコンの一部また
は全部を、前記有機膜を設けるに先立ち、酸素イオンプ
ラズマにより酸化する第2工程とにより設けることを特
徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
た雰囲気内でおこなうスパッタリング法においては、微
粉末の炭素と微粉末のシリコンを混合した焼結体からな
り少なくとも電荷のチャージアップが起こらない程度の
電気伝導性を有するターゲットを、直流電源を用いてス
パッタリングする方法が好んで用いられる。減圧された
雰囲気としては、アルゴンなどの不活性ガスが用いら
れ、ターゲット表面に酸化物が生成して、スパッタリン
グが不安定とならない程度に酸素などの酸化性ガスを添
加させてもよい。第1工程で被覆する膜は、炭素とシリ
コンとからなる実質上酸素を含まない膜であってもよ
く、シリコン酸化物を含んでいてもよい。また、上記ス
パッタリングをおこなうとき、基板は加熱しなくてもよ
く、磁性薄膜の酸化が生じて磁気特性が劣化しない範囲
内で加熱してもよい。
された炭素とシリコンを主とする膜の表面を、酸素プラ
ズマにさらすことによりおこなわれる。ここで酸素プラ
ズマは、公知の高周波電圧を印加するプラズマ発生装置
を用いることができる。
クス、アルミニウムなどの基板が用いられる。
り、潤滑性の有機膜と接する界面については、シリコン
の一部または全部が酸化されたシリコン酸化物となって
いる。そして、保護膜自身は固体潤滑性を有している。
保護膜の上に塗布された潤滑性の有機膜は、保護膜の炭
素成分と界面を有していると同時に、保護膜のシリコン
酸化物成分と強く結合している。すなわち、本発明の保
護膜中のシリコン酸化物成分は、潤滑性の有機膜との密
着性を大きくし、炭素成分は固体潤滑性を保護膜自身に
付与する。したがって保護膜上に塗布された潤滑性の有
機膜が局部的に剥離しても、炭素成分が外表面に露出し
た状態になり固体潤滑性が維持される。このとき磁気ヘ
ッドとの摩擦係数が大きくならないのでヘッドクラッシ
ュによる磁性薄膜の損傷が防止される。
は、本発明の磁気記録媒体1の1実施例の一部断面図
で、ガラス基板2の上に下地クロム膜3が被覆され、下
地クロム膜3の上に磁性薄膜4が被覆され、磁性薄膜4
は炭素とシリコンからなる固体潤滑性の保護膜5により
保護されている。さらに保護膜5の上に磁気記録媒体1
の表面の摩擦係数を小さくするために潤滑性の有機膜7
が塗布されている。第2図は、本発明の保護膜中にシリ
コン酸化物を形成するために用いた酸化装置で、減圧さ
れた雰囲気が調整できる真空槽21は、それぞれ排気装置
(図示されない)に接続されているロード室22、処理室
30、アンロード室23の3室に開閉可能なゲートバルブ2
4、24により分離されている。そしてホルダー31にセッ
トされたサンプル32は、ロード室22に入れられ、適当な
圧力に維持され、その後処理室30にコンベアー(図示さ
れない)で搬送されて酸化処理がおこなわれ、さらにア
ンロード室23に搬送され、真空槽21の外へ取り出され
る。処理室30内には外部より流量が制御されたガスを導
入するためのガス導入管26、ガス排出管33、サンプル32
を加熱するためのヒーター25、高周波プラズマ発生用の
平行平板型電極27が設けられ、平行平板型電極27は真空
槽21とは電気絶縁材28により電気的に絶縁され、外部の
電源29に接続されている。第3図は、本発明の磁気記録
媒体のCSS特性を示す図である。
フロートガラス円盤を洗浄し、インラインスパッタ装置
により下地のクロム膜、コバルト−ニッケル−クロム合
金からなる磁性薄膜を順次被覆した。下地膜として、0.
4Pa(パスカル)の圧力のアルゴン雰囲気下でクロムタ
ーゲットを直流スパッタリングすることにより150nmの
厚みのクロム膜を被覆した。その後コバルト−ニッケル
−クロム合金をタッゲートとして、0.4Paのアルゴン雰
囲気下での直流スパッタリングにより50nmの厚みの磁性
薄膜を被覆した。引続きこの磁性薄膜の上に、炭素90%
シリコン10%焼結体をターゲットとして0.4Paのアルゴ
ン雰囲気下での直流スパッタリングにより、20nmの厚み
の炭素とシリコンからなる保護膜を被覆した。保護膜ま
でを被覆して得られたガラスサンプルをスパッタリング
装置から取り出し、第2図に示されるすべての室を大気
圧にした酸化装置のロード室にセットし、処理室に搬送
した。処理室での保護膜の酸化は、酸素30%アルゴン70
%の混合ガスを500ml/min導入しつつ、赤外線ヒーター
により300℃に10分間加熱しておこなった。これによ
り、保護膜の表面から約10nmまでがシリコンの酸化物に
なっていることがESCA(エレクトロン・スペクトロメト
リー・フォア・ケミカル・アナリシス)分析により判明
した。酸化処理装置より取り出したサンプルは、パーフ
ロロアルキルポリエーテル(商品名Fomblin AM 2001)
をフッソ系の溶媒(ダイキン工業製商品名ダイフロンS
3)に0.05%の濃度に希釈したデイッピング液に漬けて
潤滑性の有機膜を塗布し、その後110℃で5分間加熱し
て磁気記録媒体のサンプル1を得た。このサンプル1に
ついて、3600rpmで高速回転させながら磁気ヘッドの離
発着を繰り返しおこなうCSS試験で摩耗特性を調べたと
ころ、第3図の実線に示すように3万回のCSSでもデイ
スク表面はなんら変化が認められず、動摩擦係数の増加
はほとんど認められなかった。
ートガラス製の円盤状の板に磁性薄膜および保護膜を被
覆し、その後第2図に示す装置のロードロック室22にこ
のガラス板をセットした。ガラス板を処理室に移動させ
た後、処理室内を20Pa(パスカル)の酸素分圧にして処
理室内の平行平板電極27に13.56MHzの高周波電圧を印加
して、酸素プラズマを10分発生させ、炭素とシリコンの
膜の酸化をおこなった。これにより、保護膜の表面から
約5nmの厚みがシリコン酸化物になっていることが,ESCA
による膜深さ方向の分析から認められた。実施例1と同
様にして潤滑性の有機膜を保護膜表面に塗布し、110℃
で5分間加熱した。かくして得た磁気記録媒体のサンプ
ル2のCSS試験をおこなったところ、実施例1と同様に
第3図の実線で示されるように、3万回の試験後も表面
にはなんらの異常が認められず、動摩擦係数の増加はほ
とんど認められなかった。
フロートガラス円盤を洗浄し、実施例1と同じインライ
ンスパッタ装置により下地のクロム膜、コバルト−ニッ
ケル−クロム合金からなる磁性薄膜を順次被覆した。0.
4Pa(パスカル)の圧力のアルゴン雰囲気下でクロムタ
ーゲットを直流スパッタリングすることにより150nmの
厚みのクロム膜を被覆した。その後コバルト−ニッケル
−クローム合金をターゲットとして、0.4Paのアルゴン
雰囲気下での直流スパッタリングにより50nmの厚みの磁
性薄膜を被覆した。引続きこの磁性薄膜の上に、炭素を
ターゲットとする0.4Paのアルゴン雰囲気下での直流ス
パッタリングにより、20nmの厚みの炭素の保護膜を被覆
した。スパッタリング装置よりこのサンプルを取り出
し、その後パーフロロアルキルポリエーテル(商品名Fo
mblin AM 2001)をフッソ系の溶媒(ダイキン工業製商
品名ダイフロンS3)に0.05%の濃度に希釈したデイッピ
ング液に漬けて潤滑性の有機膜を保護膜上に塗布し、磁
気記録媒体の比較サンプル1を得た。この比較サンプル
1について、実施例1と同じようにして、3600rpmで高
速回転させながら磁気ヘッドの離発着を繰り返しおこな
うCSS試験で摩耗特性を調べたところ、第3図の一点鎖
線に示すように2000回のCSSでもデイスク表面は摩耗痕
が発生し、動摩擦係数の値が約2.0と著しく増加した。
フロートガラス円盤に、実施例1と同じようにして下地
膜と磁性薄膜を被覆した。この磁性薄膜の上に、パーフ
ロロアルキルポリエーテル(商品名Fomblin AM 2001)
をフッソ系の溶媒(ダイキン工業製商品名ダイフロンS
3)に0.05%の濃度に希釈したデイッピング液に漬けて
潤滑性の有機膜を塗布し、磁気記録媒体の比較サンプル
2を得た。この比較サンプル2について、実施例1と同
じようにして、3600rpmで高速回転させながら磁気ヘッ
ドの離発着を繰り返しおこなうCSS試験で摩耗特性を調
べたところ、第3図の点線に示すように1000回のCSSで
デイスク表面は摩耗痕が発生し、動摩擦係数の値が約2.
0と著しく増加した。
録媒体は、比較例1、2の磁気記録媒体に比べて、CSS
特性が大きく改善され、かつ、デイスク表面の動摩擦係
数を多数回使用しても小さく維持できることがわかる。
性を有する有機膜を最上層としているので、磁気記録媒
体の駆動時または停止時の磁気ヘッドと、多数回の接触
に対しても表面が劣化することがない。また、局所的に
有機膜が剥離しても本発明の磁気記録媒体においては、
潤滑性を有する保護膜が表面に露出するので、磁気ヘッ
ドと磁気記録媒体表面に大きな摩擦力が生じて、磁気ヘ
ッドが磁性薄膜を破壊することがない。
酸化物にする方法は、シリコンと炭素の膜を被覆するに
際しては高速に被覆することができ、被覆したシリコン
と炭素の膜を酸化するに際しては、短時間でおこなうこ
とができるので、低コストで磁気記録媒体を製造するこ
とができる。
図、第2図は、本発明の保護膜中にシリコン酸化物を形
成するために用いた酸化装置、第3図は、本発明の磁気
記録媒体のCSS特性を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】基板上に直接または下地膜を介して磁性薄
膜が設けられ、前記磁性薄膜上に保護膜が設けられ、前
記保護膜上に潤滑性の有機膜が設けられた磁気記録媒体
において、前記保護膜が炭素とシリコンの膜であり、か
つ、前記潤滑性の有機膜と接する界面および界面近傍の
前記シリコンについては、一部または全部がシリコン酸
化物になっていることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】前記保護膜中の前記シリコンの含有量が、
前記炭素の含有量に対して原子%で1〜30%である特許
請求範囲第1項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項3】前記保護膜と前記磁性薄膜との間に、Cr、
Ti、Zr、Nb、Ta、W、Moの少なくとも1種以上を含む非
磁性金属膜が設けられた特許請求範囲第1項または第2
項に記載の磁性記録媒体。 - 【請求項4】基板上に磁性薄膜を設け、前記磁性薄膜の
上に耐摩耗性の保護膜を設け、その後前記保護膜の上に
潤滑性の有機膜を設ける磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記保護膜を、減圧された雰囲気が調整できる真空
槽内で炭素とシリコンからなるターゲットを陰極とする
スパッタリングにより炭素とシリコンを主とする膜を被
覆する第1工程と、前記第1工程により設けられた膜の
少なくとも表面についてシリコンの一部または全部を、
前記有機膜を設けるに先立ち、酸素を含む雰囲気中で加
熱することにより酸化する第2工程とにより設けること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 【請求項5】基板上に磁性薄膜を設け、前記磁性薄膜の
上に耐摩耗性の保護膜を設け、その後前記保護膜の上に
潤滑性の有機膜を設ける磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記保護膜を、減圧された雰囲気が調整できる真空
槽内で炭素とシリコンからなるターゲットを陰極とする
スパッタリングにより炭素とシリコンを主とする膜を被
覆する第1工程と、前記第1工程により設けられた膜の
少なくとも表面についてシリコンの一部または全部を、
前記有機膜を設けるに先立ち、酸素イオンプラズマによ
り酸化する第2工程とにより設けることを特徴とする磁
気記録媒体の製造方法。
Priority Applications (3)
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