JP3937384B2

JP3937384B2 - 潤滑剤塗布処理装置及び磁気ディスク媒体への潤滑剤塗布方法

Info

Publication number: JP3937384B2
Application number: JP2000157836A
Authority: JP
Inventors: 光生竹内; 孝信藤澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001334192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は潤滑剤塗布処理装置及び磁気ディスク媒体への潤滑剤塗布方法に関するものであり、特に、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置を構成するハードディスク等の磁気ディスク媒体表面に設けたＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）等の保護膜上に潤滑剤層を塗布する際に、パーティクルの再付着を防止するための潤滑剤塗布処理槽の構造及び潤滑剤塗布溶液の循環方式に特徴のある潤滑剤塗布処理装置及び磁気ディスク媒体への潤滑剤塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、外部記憶装置等に用いるハードディスク装置は、ＣＳＳ（ＣｏｎｔａｃｔＳｔａｒｔＳｔｏｐ）方式に代表されるように起動時には磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとが接触しており、起動後も外部からの振動等により磁気ヘッドと磁気ディスク媒体との間欠的な接触がある。
【０００３】
この様な磁気記録装置に用いる磁気ディスク媒体を構成する磁性層自体は潤滑性を有さず、或いは、潤滑性が極めて低いため長時間の接触が起こると、磁気ヘッド或いは磁気ディスク媒体の磁性膜が摩耗して、所謂ヘッド目詰まり或いはヘッドクラッシュが生ずるという問題がある。
【０００４】
そこで、一般には、磁気ディスク媒体等の磁気記録媒体を構成する磁性層を保護するために、磁性層上に保護潤滑層として、ＰＶＤ法或いはＣＶＤ法を用いて厚さが５〜５０ｎｍ程度のアモルファス状態のＤＬＣ膜等を成膜して保護層とし、次いで、保護層上に１０〜９０Å程度の極めて薄い潤滑剤層を形成している。
【０００５】
この保護層は磁性層からなる記録層に記録された情報を保護するとともに、磁気ヘッドの摺動性を高める効果を発揮しているが、保護層を設けただけでは磁気記録媒体の耐久性が劣るために、上述のように、保護層の表面に厚さが１０〜９０Å程度の潤滑剤を塗布して保護層の耐久性を改善する方法が広く採用されている。
【０００６】
この様な潤滑剤としては、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤や脂肪族炭化水素系潤滑剤が知られており、この様な潤滑剤の主な役割は、保護層の表面に吸着して磁気ヘッドスライダが保護層と直接接触するのを防止するとともに、磁気記録媒体上を摺動する磁気ヘッドスライダの摩擦力を著しく低減させることにある。
【０００７】
ここで、図５及び図６を参照して、従来の潤滑剤塗布処理装置を説明する。
図５参照
図５は、従来の潤滑剤塗布処理装置の概念的斜視図であり、磁気ディスク基板２３に潤滑剤塗布溶液２２を薄く塗布して潤滑剤層を形成する場合、複数枚の磁気ディスク基板２３をディスク保持アーム２４で保持し、ディスク保持アーム２４を下降させて磁気ディスク基板２３を潤滑剤塗布処理槽２１に収容された潤滑剤塗布溶液２２中に浸漬したのち、ゆっくり引き上げることによって行われている。
【０００８】
この場合、引上げ機構（図示を省略）を用いてディスク保持アーム２４を、例えば、１．０ｍｍ／秒の一定の引上げ速度でゆっくりと引き上げることによって、磁気ディスク基板２３の表面に残った溶媒を蒸発させて、厚さが、１０〜９０Å程度の潤滑剤層を形成していた。
【０００９】
この様な潤滑剤塗布工程は、複数枚の磁気ディスク基板２３を一括処理するとともに、この様な処理を同じ潤滑剤塗布溶液２２を用いて複数回処理するのが通常である。
【００１０】
一方、潤滑剤塗布工程の前工程は磁性膜や保護膜のスパッタ工程等の成膜工程や、成膜工程に伴う基板表面の異常突起等を除去するためのポリッシング工程、或いは、砥粒を付着したテープによるポリッシング工程等であり、この工程において、磁気ディスク基板２３の表面上に異物が付着しやすくなるが、近年の磁気記録媒体の高記録密度化に伴って、サブミクロンオーダーのパーティクルの付着が問題となってきている。
【００１１】
この様に磁気ディスク基板２３の表面に付着したパーティクルは、潤滑剤塗布工程にそのまま持ち込まれて、潤滑剤塗布溶液２２に磁気ディスク基板２３が浸漬されるとパーティクルは潤滑剤塗布溶液２２内に分散するとともに、その一部は液面へ行き、磁気ディスク基板２３が液面から引き上げられる際に、再付着する可能性があり、パーティクルが付着すると製造歩留りが低下するという問題がある。
【００１２】
この様な潤滑剤塗布溶液２２内に持ち込まれたパーティクルは、塗布処理回数を増す毎に槽内に蓄積していき、徐々に磁気ディスク基板２３に再付着するパーティクル数は増加する傾向となる。
この様な潤滑剤塗布処理槽２１内のパーティクルの再付着の問題に関しては、潤滑剤塗布処理槽２１内の潤滑剤塗布溶液２２を循環濾過することで対処してるのが現状であるので、ここで、図６を参照して従来の循環濾過方法を説明する。
【００１３】
図６参照
図６は、従来の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図であり、潤滑剤塗布処理槽２１は、主塗布処理槽２５と循環用槽２６とによって構成されており、主塗布処理槽２５からオーバーフローした潤滑剤塗布溶液２２は循環用槽２６に流れ込み、循環用槽２６の底部に設けた槽内排出口２７から排出し、フィルタ２８で濾過したのち循環ポンプ２９によって主塗布処理槽２５の底部に設けた供給口３０から主塗布処理槽２５に供給することによって、潤滑剤塗布溶液２２を循環させている。
【００１４】
この場合、磁気ディスク基板２３によって持ち込まれたパーティクル３１は底部に設けられた供給口３０供給された潤滑剤塗布溶液２２の液流によって液面付近に移動し、主塗布処理槽２５からオーバーフローする潤滑剤塗布溶液２２とともに循環用槽２６に流れ込み、フィルタ２８で濾過されることになる。
【００１５】
この場合、主塗布処理槽２５の槽容量に対して適度な循環濾過流量を取れば、連続処理を行っても槽内のパーティクル数はほぼ一定で安定することになる。
例えば、この様な循環濾過型の潤滑剤塗布処理装置における１μｍ以上のパーティクルのパーティクル数の増減は±１０個以内であった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、潤滑剤層の膜厚を一定値にするためには、磁気ディスク基板２３を液面から一定の速度で引き上げる必要があるが、噴流型の潤滑剤塗布処理装置においては、潤滑剤塗布溶液をオーバーフローさせる必要から液面が波立ってしまい、この液面の波立ちが潤滑剤層の膜厚に影響を与えるという問題がある。
特に、磁気記録媒体の高記録密度化に伴って潤滑剤層の膜厚が１０Å程度に薄層化した場合には、許容される膜厚の分布は±２Å程度となり、液面の波立ちが問題となる。
【００１７】
この様な液面の波立ちの問題を解決するためには、循環濾過流量を少なくすれば良く、例えば、槽容量が１０リットルの場合、循環濾過流量を１リットル／分以下に設定した場合には、液面状態は潤滑剤層の膜厚にほとんど影響を与えることがない。
【００１８】
しかし、この様な循環濾過流量は、量産時に適用した場合には、適正値よりも低くなり、この程度の循環濾過流量でパーティクルの増加を抑えるのは不十分であり、槽内のパーティクル数は連続処理回数に比例して増加するという問題がある。
【００１９】
なお、塗布工程前の磁気ディスク基板２３の表面に付着したパーティクルを除去するためには、塗布工程前に磁気ディスク基板２３の表面を洗浄処理すれば良いが、そうすると、製造工程が増加するという問題があり、さらに、洗浄液を用いた場合には、磁気ディスク基板２３の表面に所謂ウォータマークができ製造歩留りに影響を与えるという問題がある。
【００２０】
したがって、本発明は、循環濾過流量を低減することなく、パーティクル数の増加を防止するとともに、液面の波立ちを防止することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上述の課題を解決するために、本発明においては、磁気ディスク媒体３の表面に潤滑剤を塗布する場合、潤滑剤を塗布するための処理液２を液面に影響を与えない液面下部で且つ浸漬する磁気ディスク媒体３の上端より上から供給してダウンフロー方式で循環濾過させることを特徴とする。
【００２２】
この様に、処理液２を循環用ポンプ９を用いてダウンフロー方式で循環濾過させることによって、磁気ディスク媒体３から遊離したパーティクル５は処理液２の流れに巻き込まれて底部に設けた槽内排出口６側に向かい、上方の液面に到達する可能性が高くなり、磁気ディスク媒体３の引上げ時にパーティクル５が磁気ディスク媒体３に再付着することが低減される。また、処理液２の供給口７を液面に影響を与えない液面下部、例えば、液面から１０〜２０ｍｍ程度下方に設けているので、液面が波立つことがなく、したがって、潤滑剤層の膜厚を均一にすることができる。
【００２３】
また、本発明においては、潤滑剤塗布処理槽１内に、超音波発信機構を設けることを特徴とし、特に、併せて、磁気ディスク媒体３の揺動機構を設けたことを特徴とする。
【００２４】
この様に、潤滑剤塗布処理槽１内に超音波発信機構を設けることによって、パーティクル５の磁気ディスク媒体３からの遊離が促進されるので、フィルタ８によるパーティクル除去効果をより大きくすることができる。
【００２５】
また、超音波が定在波となった場合には、部分的にパーティクル５が遊離しずらくなるので、媒体保持具４を上下動させて磁気ディスク媒体３を揺動することによって、超音波によるパーティクル５の遊離効果が顕著に発揮されることになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
ここで、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図２参照
図２は、本発明の第１の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図であり、潤滑剤塗布処理装置は、潤滑剤塗布溶液１２を収容するとともに槽内排出口１５及び供給口１８を備えた潤滑剤塗布処理槽１１、槽内排出口１５から排出された潤滑剤塗布溶液１２を濾過するフィルタ１６、潤滑剤塗布溶液１２を供給口１８から供給して循環させる循環用ポンプ１７、磁気ディスク基板１３を保持するとともに、上下動して磁気ディスク基板１３の潤滑剤塗布溶液１２への浸漬、引上げを行うディスク保持アーム１４を備えている。
なお、供給口１８の位置が、液面より１０〜２０ｍｍ下方になるように、潤滑剤塗布溶液１２を潤滑剤塗布処理槽１１に収容すれば良く、また、この場合の循環濾過流量は、例えば、１リットル／分とする。
【００２７】
この場合の磁気ディスク基板１３は、例えば、スパッタリング方法を用いて、２．５インチ（≒６．３５ｃｍ）のガラス基板上にＮｉＰ下地層を介して厚さが、例えば、２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁気記録層を設け、次いで、プラズマＣＶＤ法を用いて、ＣｏＣｒＰｔ磁気記録層上に厚さが、例えば、６ｎｍのＤＬＣ保護層を堆積させたものである。
【００２８】
また、潤滑剤塗布溶液１２としては、例えば、フッ素系の潤滑剤であるピペロニル基を末端に持つパーフルオロポリエーテル、具体的は、Ｆｏｍｂｌｉｎ（商標名）ＡＭ３００１（アウジモント社製商品名）を、溶媒であるフロリナート（商標名）ＦＣ７７（住友３Ｍ社製商品名）に溶解させたものを用いた。
【００２９】
この様な潤滑剤塗布処理装置において、潤滑剤塗布溶液１２をダウンフロー方式で循環濾過させながら、ディスク保持アーム１４を下降させて磁気ディスク基板１３を潤滑剤塗布処理槽１１内に収容した潤滑剤塗布溶液１２中に、例えば、３０秒間浸漬して、次いで、例えば、１．０ｍｍ／秒の引上げ速度で引き上げることによって、磁気ディスク基板１３の表面を膜厚が、例えば、５〜５０Å、例えば１０Åの潤滑剤層でコートする。
【００３０】
この場合、磁気ディスク基板１３によって潤滑剤塗布溶液１２中に持ち込まれたパーティクル１９は潤滑剤塗布溶液１２の下向きの流れに巻き込まれて槽内排出口１５側に移動し、フィルタ１６で濾過されることになる。
因に、この潤滑剤塗布処理装置で循環濾過処理を行った場合に、１μｍ以上のパーティクルの数の増減は−２０〜−４０個であった。
【００３１】
したがって、パーティクル１９が液面へ拡散移動する確率が小さくなるので、液面近傍におけるパーティクル１９の数は減少し、磁気ディスク基板１３を引き上げる際に、磁気ディスク基板１３の表面にパーティクル１９が再付着することを抑制することができる。
【００３２】
また、潤滑剤塗布溶液１２の供給口１８を液面より１０〜２０ｍｍ下方にしているので、供給口１８から流入した潤滑剤塗布溶液１２によって液面が波立つことがなく、したがって、磁気ディスク基板１３に塗布される潤滑剤層の膜厚を均一にすることができる。
【００３３】
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図３参照
図３は、本発明の第２の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図であり、上記の第１の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の潤滑剤塗布処理槽１１内に超音波発振器２０を設けたもので、その他の構成は上記の第１の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置と全く同様の構成であるので構成の説明は省略する。
【００３４】
この第２の実施の形態においては、磁気ディスク基板１３を潤滑剤塗布溶液１２に浸漬した状態で超音波発振器２０から超音波を磁気ディスク基板１３に向けて照射することによって、磁気ディスク基板１３の表面に付着したパーティクル１９が遊離しやすくなり、遊離したパーティクル１９は下方向に向かう水流により槽外に排出されてフィルタ１６によてフィルタリング処理されるので、パーティクル１９の除去効果が高まる。
【００３５】
この場合の超音波の出力及び周波数は、パーティクル１９のサイズによって変化させることが望ましく、例えば、パーティクル１９のサイズが小さくなるにつれて、周波数は高くする方向に変化させれば良い。
なお、超音波によって液面が多少波立つ場合には、磁気ディスク基板１３の引上げ時に超音波発振器２０を停止すれば良い。
【００３６】
次に、図４を参照して、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図４参照
図４は、本発明の第３の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図であり、上記の第２の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置のディスク保持アーム１４の上下動機構を用いて磁気ディスク基板１３を上下に揺動するようにしたものであり、その他の構成は上記の第２の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置と全く同様の構成であるので構成の説明は省略する。
【００３７】
この第３の実施の形態においては、磁気ディスク基板１３を潤滑剤塗布溶液１２に浸漬した状態で超音波発振器２０から超音波を磁気ディスク基板１３に向けて照射しながら、ディスク保持アーム１４の上下動機構を用いて磁気ディスク基板１３を上下に、１〜２ｃｍ／秒の速度で揺動するものである。
【００３８】
即ち、超音波を磁気ディスク基板１３に向けて照射した場合、定在波が立つ場合があり、定在波が立つと磁気ディスク基板１３の一部の表面においてパーティクル１９が遊離しにくくなるので、磁気ディスク基板１３を上下に揺動することによって定在波の発生を防止し、それによって、磁気ディスク基板１３の表面に付着したパーティクル１９がより遊離しやすくなる。
【００３９】
以上、本発明の各実施の形態を説明してきたが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、槽内排出口１５を潤滑剤塗布処理槽１１の底部に設けているが、かならずしも底部に限られるものではなく、潤滑剤塗布処理槽１１の下部の側面に設けても良いものである。
【００４０】
また、上記の各実施の形態においては、槽内排出口１５から排出された潤滑剤塗布溶液１２を直接循環させてフィルタ１６によってフィルタリング処理させているが、一旦、温度制御機構を備えた潤滑剤塗布溶液タンクに排出し、潤滑剤塗布溶液タンクにおいて温度制御したのち、循環させてフィルタ１６によってフィルタリング処理させても良いものである。
【００４１】
また、上記の各実施の形態においては、潤滑剤の塗布対象が磁気ディスク基板であるが、必ずしも磁気ディスク基板に限られるものではなく、薄い板状基板の表面に薄い潤滑剤を塗布する場合に適用されるものである。
【００４２】
ここで、再び図１を参照して、本発明の付記を説明する。
図１参照
（付記１）磁気ディスク媒体３の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布処理装置において、処理液２を循環濾過するための槽内排出口６を潤滑剤塗布処理槽１の下部に設け槽内排出口６のみから処理液２を排出するように構成するとともに、供給口７を液面状態に影響を与えない液面下部で且つ浸漬する磁気ディスク媒体３の上端より上に設けたことを特徴とする潤滑剤塗布処理装置。
（付記２）上記供給口７を、液面から１０〜２０ｍｍ下に設けたことを特徴とする付記１記載の潤滑剤塗布処理装置。
（付記３）上記潤滑剤塗布処理槽１内に超音波発信機構を設けたことを特徴とする付記１または２に記載の潤滑剤塗布処理装置。
（付記４）上記磁気ディスク媒体３を揺動する揺動機構を設けたことを特徴とする付記３記載の潤滑剤塗布処理装置。
（付記５）磁気ディスク媒体３の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布方法において、液面状態に影響を与えない液面下部で且つ浸漬する磁気ディスク媒体３の上端より上に設けた供給口７から処理液２を供給するとともに、潤滑剤塗布処理槽１の下部に設けた槽内排出口６のみから排出して循環濾過しながら、前記潤滑剤塗布処理槽１に収容した処理液２に磁気ディスク媒体３を浸漬したのち、前記磁気ディスク媒体３を引き上げることを特徴とする磁気ディスク媒体への潤滑剤塗布方法。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、循環濾過型の潤滑剤塗布処理装置をダウンフロー方式で構成しているので、循環濾過流量を多くしても液面が波立つことがなく、それによって、磁気ディスク基板の引上げ時にパーティクルが再付着することがなく、且つ、潤滑剤層の膜厚を均一にすることができるので、磁気ディスク媒体の製造歩留りを向上することができるとともに、ハードディスク装置等の信頼性の向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図である。
【図５】従来の潤滑剤塗布処理装置の概念的斜視図である。
【図６】従来の潤滑剤塗布処理装置の概念的構成図である。
【符号の説明】
１潤滑剤塗布処理槽
２処理液
３磁気ディスク媒体
４媒体保持具
５パーティクル
６槽内排出口
７供給口
８フィルタ
９循環用ポンプ
１１潤滑剤塗布処理槽
１２潤滑剤塗布溶液
１３磁気ディスク基板
１４ディスク保持アーム
１５槽内排出口
１６フィルタ
１７循環用ポンプ
１８供給口
１９パーティクル
２０超音波発振器
２１潤滑剤塗布処理槽
２２潤滑剤塗布溶液
２３磁気ディスク基板
２４ディスク保持アーム
２５主塗布処理槽
２６循環用槽
２７槽内排出口
２８フィルタ
２９循環用ポンプ
３０供給口
３１パーティクル

Claims

磁気ディスク媒体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布処理装置において、処理液を循環濾過するための槽内排出口を潤滑剤塗布処理槽の下部に設け、前記槽内排出口のみから処理液を排出するように構成するとともに、供給口を液面状態に影響を与えない液面下部で且つ浸漬する磁気ディスク媒体の上端より上に設けたことを特徴とする潤滑剤塗布処理装置。
磁気ディスク媒体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布方法において、液面状態に影響を与えない液面下部で且つ浸漬する磁気ディスク媒体の上端より上に設けた供給口から処理液を供給するとともに、潤滑剤塗布処理槽の下部に設けた槽内排出口のみから排出して循環濾過しながら、前記潤滑剤塗布処理槽に収容した処理液に磁気ディスク媒体を浸漬したのち、前記磁気ディスク媒体を引き上げることを特徴とする磁気ディスク媒体への潤滑剤塗布方法。