JP3502683B2 - 記録媒体ディスク用基板 - Google Patents

記録媒体ディスク用基板

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JP3502683B2
JP3502683B2 JP01481295A JP1481295A JP3502683B2 JP 3502683 B2 JP3502683 B2 JP 3502683B2 JP 01481295 A JP01481295 A JP 01481295A JP 1481295 A JP1481295 A JP 1481295A JP 3502683 B2 JP3502683 B2 JP 3502683B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置や
磁気ディスク装置において、情報を記録する記録媒体デ
ィスクである光ディスクまたは磁気ディスクを構成する
基板に関し、特にイットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット(Y3Al512、以下YAGと称す)焼結体を支持
とした記録媒体ディスク用基板に関するものである。 【0002】 【従来の技術】磁気ディスク装置はコンピュータの情報
処理システムの中で情報記憶の中心的な役割を果たして
いるが、近時、この磁気記録は高密度化及び大容量化の
傾向にあるため、スパッタリングなどの薄膜技術を利用
して磁気記録媒体の薄層化及び高面精度化を行い、その
要求に答えようとしている。 【0003】かかる磁気記録媒体が形成される基板には
アルミニウム合金が使用され、その表面を酸化して得ら
れたアルマイト層が2μm位の厚みで被覆されており、
このアルマイト層によって基板表面の硬度を大きくして
ある。しかし、この硬質アルマイト層の厚みが小さく、
且つアルミニウム合金とアルマイト層の熱膨張係数が異
なっているため、基板温度が上昇するに伴い、基板に歪
が発生し易かった。 【0004】例えば、スパッタリングによって基板上に
磁気記録媒体を形成する際には、スパッタ粒子や電子が
基板上に衝突するため、その衝突エネルギーによって基
板温度が上昇し、更にγ−Fe23 から成る磁気記録
媒体の場合では、通常300℃以上に加熱処理すること
が行われている。これらの温度上昇に伴ってアルミニウ
ム基板に歪みが発生し易くなり、そのためアルミニウム
基板に磁気記録媒体を形成して高密度磁気記録に用いた
場合、正確な書き込みや読み取りが出来にくいという問
題があった。 【0005】更に、磁気ディスク装置は、同一の回転軸
に複数の磁気ディスクを配置して1000〜3000r
pm程度の高速回転をさせて、読み取り及び書き込みの
データ処理を行っているが、この磁気ディスク用基板が
アルミニウム合金から形成されていると、基板自体が遠
心力によって伸び易くなり、これによっても、高密度磁
気記録に適した正確な書き込み及び読み取りが出来なか
った。 【0006】しかも、アルミニウム合金製磁気ディスク
用基板には、表面がアルマイト処理されていても、通常
その基板表面の片面全面に亘って2〜3μmのボイドが
100個以上もあるため、高密度記録用磁気ディスク装
置にとっては、このボイド欠陥に起因して正確な書き込
み及び読み取りが出来ないという問題もあり、ボイド欠
陥の少ない磁気ディスク用基板材料が望まれていた。 【0007】そこで、他の磁気ディスク用基板材料とし
てプラスチックやガラスが検討されているが、プラスチ
ックは透湿性が高いこと、ガラスは割れ易いことと割れ
た場合の危険性が高いという問題点がある。しかも、こ
れらの材料はヤング率が小さいため、基板を高速回転さ
せると遠心力によって基板が伸び易くなるという問題点
もあった。 【0008】また、近年、セラミック基板の提案も成さ
れているが、通常の構造材料として使われているセラミ
ックスではボイドが多く、前述のアルミニウム合金製と
同様の問題がある。そこで、特公平6−22055号公
報に示すようにセラミックスをHIP(熱間静水圧加
圧)処理することによってボイドを小さくすることが提
案されている。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミックス
にHIP処理を施すことは工程が煩雑になり、製造コス
トが高くなるものであった。また、HIP処理を施すこ
とによって硬度が高くなるため、焼成後の研磨等の後加
工が困難になるという問題点もあった。 【0010】一方、HIP処理を施さないセラミックス
では、ボイドが多いため磁気ディスク用基板として使用
した場合に、高密度記録への対応が困難であった。 【0011】一方、CDや光磁気ディスク等の光ディス
ク装置においては、ディスク用基板としてポリカーボネ
ート等の樹脂が用いられているが、この場合も回転数が
大きくなると反りや撓み等が生じるという問題があっ
た。 【0012】本発明は上述の問題点を解消するために成
されたもので、HIP処理をすることなく基板表面にボ
イド欠陥を少なくし、またスパッタリングや熱処理に対
して基板に何等歪が発生せず、且つ基板に加えられる遠
心力に対して基板自体の伸びが生じることもなく、高密
度記録に適した書き込みや読み取りが出来る記録媒体デ
ィスク用基板を提供することを目的とする。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明の記録媒体ディス
ク用基板は、X線回折の強度において、Y3Al5
12(YAG)の面指数(420)の強度に対する、YA
lO3(以下YAPと称す)の面指数(121)+Y4
29(以下YAMと称す)の面指数(−122)の強
度比が10%以下であって平均ボイド径1.5μm以下
で、理論密度の98%以上の密度を持つイットリウム−
アルミニウム−ガーネット焼結体から成ることを特徴と
する。【0014】 即ち、上述のYAG焼結体作製された記
録媒体ディスク用基板は、アルミニウム等の金属やプラ
スチック等に比べて弾性率が小さく、かかる基板を高速
に回転しても基板自体が被る遠心力によって基板に伸び
が生じにくいものである。【0015】また、 上記構成によりHIP処理を施すこ
となく平均ボイド径を1.5μm以下とすることがで
き、表面を研磨することによって平滑な鏡面を得られ、
その結果スパッタリングなどによって形成された磁気記
録媒体が著しく薄くなっても記録媒体の表面が粗れるこ
となく高密度磁気記録に向くディスク基板を得ることが
できる。【0016】 また、YAG焼結体の機械的物性はビッカ
ース硬度1300kg/mm2、曲げ強度30kg/m
2 程度であり、HIP処理したアルミナ(ビッカース
硬度2100kg/mm2)等の高硬度セラミックに比
べれば、硬度が低いために焼成後の加工が容易であり、
加工コストを低く抑えられる。一方、ガラス(曲げ強度
10kg/mm2、ビッカース硬度1000kg/mm2
以下)に比べて硬度及び強度が高いため、表面に傷がつ
きにくく割れにくい記録媒体用ディスク基板を得ること
ができる。【0017】 また、本発明のYAG焼結体においてX線
回折の強度比を限定したのは以下の理由による。【0018】 即ち、Al23−Y23系の結晶構造は、
3Y23・5Al23組成のざくろ石構造、Y23・A
23組成のペロブスカイト構造、及び2Y23・Al
23組成の単斜型構造の3種の化合物の存在が知られて
おり、これらの結晶構造はそれぞれ立方晶、斜方晶及び
単斜晶系に属したものである。そして、立方晶及び単斜
型は安定相であるが、斜方晶のペロブスカイト型化合物
は準安定相である。【0019】 ここで、YAGは安定な立方晶であり、そ
れ故にボイドを小さく、少なくして透光性を有すること
ができるのである。このYAG焼結体中に、結晶系の違
う斜方晶や単斜晶の結晶が存在すればボイドが多くなっ
透光性も低下してしまうことになる。従って、YAG
焼結体中に存在するYAPやYAM等の結晶系の違う化
合物を極力減少させることが重要となる。【0020】 そこで、X線回折による分析において、Y
AGの面指数(420)の強度に対して、YAPの面指
数(121)+YAMの面指数(−122)の強度の比
を10%以下と少なくすれば、ボイドを少なくできるの
である。【0021】 【実施例】次に本発明実施例として記録媒体ディスク用
基板の一例である磁気ディスク用基板をYAG焼結体で
形成した例を説明する。【0022】 純度が99%以上、BET比表面積5m2
/g以上のAl23粉末とY23粉末を水で混合し、バ
インダーとしてPVAを加えスラリーを作製した。これ
をスプレードライヤーで造粒し、電気炉で1350℃で
仮焼した。これに溶媒として水と高純度アルミナボール
を加え回転ミルにて粉砕を行い、平均粒径(D50)を2
μm以下にした後、バインダーとしてPEG、アクリル
樹脂、PVAを添加し混合攪拌した。【0023】なお、混合前の上記Y 2 3 粉末、Al 2 3
粉末の量を適宜変えた異なるスラリーを作製し、上記の
ように造粒、仮焼し、これらを2μm以下に粉砕して、
これらの異なる粒径の粉体をそれぞれ 再度スプレードラ
イヤーで噴霧し造粒を行った。更に、これらの造粒体を
金型プレス及び冷間静水圧プレスを用い、2.5g/c
3以上の生密度の成形体を作製した。この成形体を真
空中1700〜1880℃で、好ましくは1800〜1
860℃で焼成し表1に示す複数のYAG焼結体を得
た。【0024】 このYAG焼結体をX線回折で分析したと
ころ、表1に示すように、前述のYAGの面指数(42
0)の強度に対する、YAPの面指数(121)+YA
Mの面指数(−122)の強度比が0〜15%であるY
AG焼結体を得ることができた。なお、X線回折による
YAGの面指数(420)のピークは2θ=33.3°
に、YAMの面指数(−121)のピークは2θ=2
9.6°に、YAPの面指数(121)のピークは2θ
=34.3°にそれぞれ現れる。したがって、2θ=3
0°近傍を拡大して分析し、上記各ピークの強度を測定
すれば容易に前述した強度比を求めることができる。【0025】 このYAG焼結体をラップし、ポリッシュ
して磁気ディスク用基板を得た後平均ボイド径と対理
論密度比を測定する。なお、平均ボイド径は、基板の表
面を画像回折装置(ルーゼックス製、ルーゼックス50
0型)で測定して求めた。【0026】 次に、各磁気ディスク用基板上に、それぞ
れCoを含んだFeをターゲットとした反応スパッタリ
ングによってα−Fe23膜(厚さ0.2μm)を被着
し、次いで、Fe34膜に変換し、空気中にて320℃
で酸化してγ−Fe23膜に変換し、高密度磁気ディス
クを作成した。このようにして得られた磁気ディスクに
ついて、浮上量0.2μmで磁気ヘッドを浮上させて使
用テストを行い、信号エラー発生のあったものを×、無
かったものを○として評価した。【0027】 結果は表1に示す通りである。この結果よ
り、比較例であるNo.6ではX線回折の強度比が15
%と大きく、平均ボイド径が3μmを超え、対理論密度
比が98%未満と低いことから、磁気ディスク用基板表
面のボイドが多く なり磁気ディスクとしての使用試験で
信号エラーが発生しやすかった。【0028】 これに対し、本発明実施例であるNo.1
〜5では、X線回折の強度比を10%以下とし、平均ボ
イド径1.5μm以下で、かつ対理論密度比98%以上
すると、磁気ディスク用基板表面のボイドが少なくな
るため磁気ディスクとしての使用試験で信号エラーが発
生しなかった。また、X線回折の強度比が小さく、平均
ボイド径を小さく、対理論密度比を大きいほど、より好
ましい磁気ディスク用基板が得られることがわかった。【0029】 【表1】 【0030】次に、表1のYAG焼結体からなる磁気デ
ィスク用基板と、比較例として他材料からなる磁気ディ
スク用基板について、平均ボイド径とビッカース硬度を
比較した結果を表2に示す。【0031】 この結果より、平均ボイド径について見て
みると、本発明のYAG焼結体からなる基板は、アルミ
ナセラミックスやアルミニウム等に比べて格段にボイド
径を小さく、HIP処理を施したアルミナセラミックス
と同程度のボイドレベルであることがわかる。つまり、
本発明のYAG焼結体からなる磁気ディスク用基板は、
従来のHIP処理を施したアルミナセラミックス製基板
と同程度のボイドレベルをHIP処理なしで達成できる
のである。【0032】 また、ビッカース硬度について見てみる
と、本発明のYAG焼結体はガラスやアルミニウムより
も硬度が高いことから傷がつきにくく、一方HIPした
アルミナセラミックスよりも硬度が低いため、焼成後の
加工が容易であり、磁気ディスク用基板として最適な硬
度を有している。なお、このような効果を奏するために
はYAG焼結体のビッカース硬度を1200〜1400
kg/mm2の範囲とすることが好ましい。【0033】 さらに、本発明のYAG焼結体からなる磁
気ディスク用基板は透光性を有するため、表面の傷等を
容易に視認しやすい等の効果もある。【0034】 【表2】 【0035】なお、以上の実施例では磁気ディスク用基
板についてのみ述べたが、光ディスク用基板にも同様に
本発明を適用することができる。【0036】 【発明の効果】このように本発明によれば、X線回折の
強度において、YAGの面指数(420)の強度に対す
る、YAPの面指数(121)+YAMの面指数(−1
22)の強度比が10%以下であり、平均ボイド径1.
5μm以下で、理論密度の98%以上の密度を持つYA
G焼結体で記録媒体ディスク用基板を構成したことによ
って、従来のHIP処理を施したアルミナセラミックス
製基板と同程度のボイドレベルをHIP処理を施すこと
なく容易に得ることができる。【0037】また、 本発明の記録媒体ディスク用基板
は、適度な硬度を有することから加工が容易であり、磁
気記録媒体の形成時に基板自体に歪が発生せず、かつ基
板に加わる遠心力に対して基板自体が伸びることもな
い。【0038】 したがって、本発明によれば、正確に高密
度記録の書き込みや読み取りができる高信頼性の記録媒
体ディスク用基板を提供することができる。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】X線回折の強度において、Y3Al512
    面指数(420)の強度に対する、YAlO3の面指数
    (121)とY4Al29の面指数(−122)の合計
    の強度比が10%以下であって平均ボイド径1.5μm
    以下で、理論密度の98%以上の密度を持つイットリウ
    ム−アルミニウム−ガーネット焼結体から成ることを特
    徴とする記録媒体ディスク用基板。
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