JP4019561B2

JP4019561B2 - Evaluation method and design method of magnetic recording medium

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Publication number: JP4019561B2
Application number: JP20988599A
Authority: JP
Inventors: 芳昭伊藤; 壮太松尾
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001034933A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピューター等の情報処理装置の外部記録装置として用いられるハードディスク装置に用いて好適な磁気記録媒体の評価手法および設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ハードディスク装置には、薄い円板状の磁気記録媒体（ディスク）が用いられている。この装置においては、使用時にはディスクが回転し、その風圧により磁気記録ヘッドが浮上し、停止時にはディスクの回転も停止し、それに伴って磁気記録ヘッドは記録媒体と接触状態となるという、いわゆるＣＳＳ（Contact start and stop方式）が、採用されている。
【０００３】
この制御方式では、停止時には磁気記録ヘッドと記録媒体との吸着を防止する必要がある。また、回転の立ち上がり時には、磁気記録ヘッドが記録媒体上を摺動しながら浮上するが、この際の摩擦係数の低減を図り信頼性を確保する必要がある。そのために、記録媒体表面には意図的にあるコントロールされた粗さを機械的に付与したり、レーザーによる加工やリソグラフィにより微細な凹凸を付与している。前記磁気記録ヘッドと記録媒体との吸着力が記録媒体を回転させるモーターのトルク以上である場合は、当然ドライブは動作しない。また、磁気記録ヘッドと記録媒体とが摺動する時の摩擦係数が高すぎる場合、ＣＳＳサイクルを繰り返していくと、磁気記録ヘッドがクラッシュする危険性がある。
【０００４】
近年、高記録密度媒体においては、磁気記録および読み取り精度を向上させるために、磁気記録ヘッドの記録媒体からの浮上寸法を低減化する努力が続けられている。このような磁気記録ヘッドの低浮上化を可能とするために、極めて粗さの小さな平滑な表面と上記のＣＳＳを行う領域にのみレーザーで凹凸を形成している。このような記録媒体は、レーザーゾーンテクスチャー（ＬＺＴ）記録媒体と呼称され、磁気記録媒体における最近の主流となっている。なお、前記凹凸の凸部はバンプと呼称されている。
【０００５】
前述のＬＺＴ記録媒体において、吸着性やＣＳＳ耐久性と関係する制御因子としては、バンプ高さ、バンプのピッチ、バンプ密度が議論されている。その中でも磁気記録ヘッドと記録媒体との間の摩擦係数やＣＳＳ耐久性との関係は、主にバンプ高さ、バンプピッチで規定されていることが多い。しかし、バンプ高さやバンプピッチ以外に前記制御因子として考えられるものに、バンプ先端の形状や曲率半径の寸法を上げることができる。ところが、従来、これらの制御因子と、前述の摩擦係数、吸着性、ＣＳＳ耐久性との関係については、定量的な議論は皆無に等しかった。
【０００６】
従来のバンプ高さやバンプ密度という制御因子を用いてＬＺＴ記録媒体を設計しようとした場合、個々の設計仕様が異なる磁気記録ヘッドに対しては、前記制御因子と吸着性やＣＳＳ耐久性との関係を上手く捉えられないという問題がある。そのため、経験的、試行錯誤的にレーザーゾーンテクスチャーにおけるバンプ設計を行わざるを得ず、その結果、記録媒体の良好な設計を行うための吸着性やＣＳＳ耐久性の検討に多大な時間を要するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記従来の問題点を解決し、磁気記録ヘッドとの間に生じる吸着性やＣＳＳ耐久性を効果的に改善した磁気記録媒体の評価手法および設計方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前述の課題を達成するために鋭意実験、検討を重ねたところ、以下の知見を得るに至った。
【０００９】
記録媒体と磁気記録ヘッドのスライダー面との接触面積は、磁気記録媒体表面にレーザー等により形成された円形メサ形バンプの先端の円形平坦な部分（以下、バンプ先端と記す）の半径から、近似的に算出される。そして、記録媒体における単位面積当たりの前記近似接触面積を所定の値以下とすれば、停止時に磁気記録ヘッドと記録媒体との間に生じる吸着を駆動開始を阻害しない好適な範囲に設定することができる。そして、このような記録媒体における単位面積当たりの近似接触面積の制御は、レーザーバンプの先端曲率半径の値とバンプ密度の値とを適宜組み合わせることにより達成される。
【００１０】
一方、ＣＳＳ耐久性については、例え、バンプ密度が同じ場合であっても、磁気記録ヘッドのスライダーの最小幅に対応するバンプの個数により著しい差が認められる。そして、高いＣＳＳ耐久性は、磁気記録ヘッドのスライダーの最小幅に対応するバンプの個数を所定の値以上にすることにより達成される。
【００１１】
本発明は、前記知見に基づいて成されたものである。すなわち、本発明にかかる磁気記録媒体の評価手法は、非磁性基板上に順次Ｎｉ−Ｐ層，中間層，磁性層，保護膜が形成され、前記保護膜上に潤滑剤層が形成されてなる円板状の磁気記録媒体の評価手法であり、該磁気記録媒体の該媒体と組み合わせて使用される磁気記録ヘッドによるコンタクト・スタート・ストップが行われる領域における前記Ｎｉ−Ｐ層上に複数の微細な円形クレーター状のバンプが形成されており、該バンプの直径をｒ、該バンプ先端の曲率半径をＲｃ、該バンプの単位面積１ｍｍ²あたりの密度をＤとし、該バンプ上の媒体表面と前記磁気記録ヘッドのスライダー面とのバンプ１個あたりの近似接触面積を（π×ｒ×Ｒｃ）として定義した場合、前記コンタクト・スタート・ストップが行われる領域における単位面積１ｍｍ²あたりの近似接触面積（π×ｒ×Ｒｃ×Ｄ）を求めることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の磁気記録媒体の設計方法は、非磁性基板上にＮｉ−Ｐ層，中間層，磁性層，保護膜を成膜し、潤滑剤をコートして、円板状の磁気記録媒体を得る磁気記録媒体の設計方法であり、該磁気記録媒体の該媒体と組み合わせて使用される磁気記録ヘッドによるコンタクト・スタート・ストップが行われる領域に対応した領域の前記Ｎｉ−Ｐ層上に、レーザー加工により円形クレーター状の微細な複数のバンプを形成する際に、該バンプの直径をｒ、該バンプ先端の曲率半径をＲｃ、該バンプの単位面積１ｍｍ²あたりの密度をＤとし、該バンプ上の媒体表面と前記磁気記録ヘッドのスライダー面とのバンプ１個あたりの近似接触面積を（π×ｒ×Ｒｃ）として定義した場合、前記コンタクト・スタート・ストップが行われる領域における単位面積１ｍｍ²あたりの近似接触面積（π×ｒ×Ｒｃ×Ｄ）がある一定値以下となるように、前記バンプを形成することを特徴とする。
【００１３】
本発明の設計方法では、前記ある一定値が、０．５５ｍｍ ^２であることが好ましい。さらに、前記ある一定値が、０．４５ｍｍ ^２であることがより好ましい。また、前記ある一定値が、０．２８ｍｍ ^２であることがさらに好ましく、前記ある一定値が、０．２５ｍｍ ^２であることが特に好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、磁気記録媒体の評価手法および設計方法に関する。具体的には、以下の通りである。
【００１５】
本発明にかかる磁気記録媒体の評価手法は、非磁性基板上に順次Ｎｉ−Ｐ層，中間層，磁性層，保護膜が形成され、前記保護膜上に潤滑剤層が形成されてなる円板状の磁気記録媒体の評価手法である。この評価手法では、該磁気記録媒体の該媒体と組み合わせて使用される磁気記録ヘッドによるコンタクト・スタート・ストップが行われる領域における前記Ｎｉ−Ｐ層上に複数の微細な円形クレーター状のバンプが形成されており、該バンプの直径をｒ、該バンプ先端の曲率半径をＲｃ、該バンプの単位面積１ｍｍ ² あたりの密度をＤとし、該バンプ上の媒体表面と前記磁気記録ヘッドのスライダー面とのバンプ１個あたりの近似接触面積を（π×ｒ×Ｒｃ）として定義した場合、前記コンタクト・スタート・ストップが行われる領域における単位面積１ｍｍ ² あたりの近似接触面積（π×ｒ×Ｒｃ×Ｄ）を求めることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明は、磁気記録媒体の設計方法に関する。この設計方法は、非磁性基板上にＮｉ−Ｐ層，中間層，磁性層，保護膜を成膜し、潤滑剤をコートして、円板状の磁気記録媒体を得る磁気記録媒体の設計方法である。この方法では、該磁気記録媒体の該媒体と組み合わせて使用される磁気記録ヘッドによるコンタクト・スタート・ストップが行われる領域に対応した領域の前記Ｎｉ−Ｐ層上に、レーザー加工により円形クレーター状の微細な複数のバンプを形成する際に、該バンプの直径をｒ、該バンプ先端の曲率半径をＲｃ、該バンプの単位面積１ｍｍ ² あたりの密度をＤとし、該バンプ上の媒体表面と前記磁気記録ヘッドのスライダー面とのバンプ１個あたりの近似接触面積を（π×ｒ×Ｒｃ）として定義した場合、前記コンタクト・スタート・ストップが行われる領域における単位面積１ｍｍ ² あたりの近似接触面積（π×ｒ×Ｒｃ×Ｄ）がある一定値以下となるように、前記バンプを形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の設計方法では、前記ある一定値が、０．５５ｍｍ ^２であることが好ましい。さらに、前記ある一定値が、０．４５ｍｍ ^２であることがより好ましい。また、前記ある一定値が、０．２８ｍｍ ^２であることがさらに好ましく、前記ある一定値が、０．２５ｍｍ ^２であることが特に好ましい。
【００２２】
（作用）
本発明によれば、レーザーバンプの先端曲率半径から算出されるレーザーバンプとヘッドスライダー面との近似接触面積を所定の値以下とすることにより低い摩擦係数を得ることが出来ることが実験の結果見出され、耐吸着特性に優れた磁気記録媒体を提供できる。
【００２３】
また、通常ヘッドは一つの機種に対し複数のヘッドメーカーのデザインが異なるヘッドが使用されることが多く、それぞれのヘッドに対するレーザーバンプのバンプ高さや密度などの最適値を見出すため、膨大な数のＣＳＳ試験をする必要があり、多大な時間を要していた。しばしばヘッドのデザインは媒体開発の当初明らかになっていない場合が多い。このようなヘッドのデザインが既知でない場合においても、本発明は先端曲率半径から算出されるＣＳＳゾーンの単位面積１ｍｍ²当たりの近似接触面積を０．５５ｍｍ²以下、好ましくは０．４５ｍｍ²以下とすることにより、レーザーバンプや密度を設計するための指針を示し、低い摩擦係数を有する耐吸着特性に優れた磁気記録媒体を提供できる。
【００２４】
本発明によれば、ヘッドのスライダーデザインが既知の場合スライダー面に対する近似接触面積を規定することにより、より精度高く好ましいレーザーバンプとバンプ密度を選択することが出来、耐吸着特性に優れた磁気記録媒体を提供できる。
【００２５】
一方、スライダーの幅の最小部分の幅に対するバンプの個数が２個以上、好ましくは３個以上配置することにより、媒体にとってもう一方の重要な特性であるＣＳＳ耐久性を向上させることが出来ることが実験の結果判明した。スライダーの幅の最小部分の幅に対するバンプの個数を規定した本発明によれば、ＣＳＳ耐久性に優れた磁気記録媒体を提供することが出来る。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例および比較的について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例と比較例を説明するために示した磁気記録媒体の断面図である。図中、符号１はアルミニウム合金基板（非磁性基板）、２はＮｉ−Ｐメッキ層，３はＣｒまたはＣｒ合金からなる中間層（下地層）、４はＣｏ合金磁性層、５はカーボン系保護膜、６は潤滑層から構成されている。
【００２８】
アルミニウム合金基板１の上に約１０μｍのＮｉ−Ｐメッキ層２を施し、このメッキ層２の表面をポリッシュ加工してＲａ１０Åの表面粗さとした。その後、１μｍサイズのダイヤスラリーで円周方向にテクスチャー加工を行い、表面粗さＲａ１３Åの仕上げ面とした。
【００２９】
続いて、このメッキ層２上に、図２（ａ）に示すように、半径位置ｒ１６〜ｒ２０のリング状のＣＳＳ領域内に、ＩＢＭ製のレーザー加工装置を用いて、レーザーバンプを形成した。その際、半径方向のレーザービームの送りを調整することにより、図２（ｂ）に示すように、半径方向のバンプピッチ（以下、Ｐｒと記す）を可変させた。同様に、レーザーの発振周波数と基板の回転数を調整することにより、各種の円周方向のバンプピッチ（以下、Ｐθと記す）を可変させた。さらに、レーザービーム径、レーザーパワーとレーザー発振周波数の組み合わせを調整することにより、バンプ径およびバンプ高さを可変させた。このようにして、下記の実施例および比較例に示すような、各種の試料を作製した。図３（ａ）（ｂ）に形成されたバンプ形状の断面の代表例の測定結果を示した。レーザーパワーとレーザー発振周波数の組み合わせにより、図３（ａ）に示すようなＶ型や図３（ｂ）に示すようなＷ型と呼ばれるバンプ形状を作製することができる。
【００３０】
前述のようにしてレーザーバンプをＮｉＰメッキ層２上に形成した後、このＮｉＰメッキ層２上に、順次、Ｃｒ合金中間層３、Ｃｏ合金磁性層４、カーボン系保護膜４をスパッタ法にて成膜し、保護膜４上に、さらにパーフルオロアルキルエーテル潤滑剤Ｚ−Ｄｏｌをディップ法で１７Å塗布し、潤滑剤とカーボン膜の密着性を高めるための１２０℃、１時間の加熱処理を行って、潤滑層６を形成した。このようにして、下記のような実施例および比較例の磁気記録媒体を作製した。
【００３１】
なお、レーザー加工を行うＣＳＳ領域は、ドライブの機種により変わりうる。また、上記作製工程において、メッキ後のポリッシュ加工した表面に直接レーザー加工し、その後のテクスチャー加工しても良い。または、テクスチャー加工を省き、直接レーザー加工を行い、その後、そのままスパッタ成膜を行ってもかまわない。
【００３２】
前述の手順により作製した試料は、ＡＦＭにてバンプ高さの測定を行い、図３に示すＡＦＭ断面形状のバンプ先端部分に対し２次曲線でフィッティングを行って、先端曲率半径を求めた。
【００３３】
それぞれスライダー部分の設計仕様が異なる３社の磁気記録ヘッドを使用して、単板ＣＳＳテスターによるＣＳＳ（Contact start and stop）テストを行った。初期Break awayトルクと、ＣＳＳ２０ｋ回後に２４時間放置した後のBreak awayトルクとを測定した。単板ＣＳＳテスターは、Lotus社のModel７２００を用い、ＣＳＳテストは、図４に示すようなドライブでのＣＳＳ動作に近づけるための定常回転に入ったところでseek動作が入るというシーケンスで行った。一方、実際のドライブ（以下、ＨＤＤと記す）でのＣＳＳも実施し、耐久性の評価を行った。
【００３４】
Ｐｒ／Ｐθを３０／３０μｍに固定し、バンプ径およびバンプ高さを変化させ、バンプの先端曲率半径を変化させた実施例および比較例と、Ｐｒ／Ｐθが３０／３０μｍ以外のバンプピッチの比較例とを、表１にまとめた。
【００３５】
（実施例１−１）
上記の構成において、表１に示すように、バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍとし、バンプ径は４μｍ、バンプ高さを１６０Åとした。バンプの先端半径は、バンプ径とバンプ高さに依存する関係が認められ、この場合のバンプの先端半径は１８μｍであった。
【００３６】
（実施例１−２）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍとし、バンプ径は６μｍ、バンプ高さを２２０Åとした。この場合のバンプの先端半径は２０μｍであった。
【００３７】
（実施例１−３）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍとし、バンプ径は６μｍ、バンプ高さを１９０Åとした。この場合のバンプの先端半径は２５μｍであった。
【００３８】
（比較例１−１）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍとし、バンプ径は６μｍ、バンプ高さを１６０Åとした。この場合のバンプの先端半径は３５μｍであった。
【００３９】
（比較例１−２）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍとし、バンプ径は６μｍ、バンプ高さを１３０Åとした。この場合のバンプの先端半径は５３μｍであった。
【００４０】
（比較例１−３）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝６４／６４μｍとし、バンプ径は１０μｍ、バンプ高さを２５０Åとした。この場合のバンプの先端半径は７５μｍであった。
【００４１】
（比較例１−４）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝４０／７０μｍとし、バンプ径は１０μｍ、バンプ高さを２２０Åとした。この場合のバンプの先端半径は８０μｍであった。
【００４２】
次に、バンプ高さを概ね１９０Åと固定し、Ｐｒ，Ｐθを変化させ、バンプ密度を変化させて、試料を作製した実施例，比較例を表２に示す。
【００４３】
（実施例２−１）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝６０／６０μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００４４】
（実施例２−２）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝４０／４０μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００４５】
（実施例２−３）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３５／３５μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００４６】
（実施例２−４）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝３０／４０μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００４７】
（実施例２−５）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。この場合のみバンプ形状はＷ型とし、Ｐｒ／Ｐθ＝３２／１３５μｍとし、バンプ径は１５μｍ、バンプ高さは２３０Åとした。この場合のバンプの先端半径は１８．５μｍであった。
【００４８】
（比較例２−１）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝２０／４０μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００４９】
（比較例２−２）
実施例１−１と同様の工程で試料作製を行った。バンプ形状はＶ型でＰｒ／Ｐθ＝２０／２０μｍとした。バンプ径、バンプ高さは、実施例１−３と同様にそれぞれ６μｍと１９０Åにした。
【００５０】
また、図５および図６は、前記実施例１−１，１−２，１−３、および比較例１−１，１−２についてHeadＡ，Ｂ，Ｃに対するＣＳＳテストを行った結果を示したグラフである。図５はＣＳＳテストを行う初期のBreak awayトルクをプロットしたグラフであり、図６はＣＳＳを２０ｋ回行った後に２４時間放置した後のBreak awayトルクをプロットしたものである。これらの結果からわかるように、バンプピッチすなわちバンプ密度が同じ試料に対して、バンプの先端曲率半径が３５μｍを超えるあたりからBreak awayトルクが上昇し始め、吸着力が高まることがわかる。
【００５１】
なお、バンプ先端の曲率半径は、バンプ径とバンプ高さの両方に依存する関係を持ち、同じバンプ径であればバンプ高さが高い方が先端曲率半径が小さい値を示す。したがって、実施例１−１と比較例１−１と比べてわかるように、バンプ高さが同じであれば、バンプ径が小さい方がバンプ先端の曲率半径が小さい値を示すことが分かる。
【００５２】
図７、図８は、実施例１−３、実施例２−１，２−２，２−３，２−４、および比較例２−１，２−２におけるバンプ径とバンプ高さを同じにするとともに、バンプピッチを変動させることによりバンプ密度を変化させた記録媒体試料に対して、Ａ社製の磁気記録ヘッドでＣＳＳテストを行った結果を示すグラフである。図７は初期Break awayトルク測定結果を示し、図８はＣＳＳを２０ｋ回行った後に２４時間放置した後のBreak awayトルク測定結果を示している。この場合、バンプ密度がバンプピッチＰｒ／Ｐθ＝２０／４０に対応する１２５０ドット／ｍｍ²あたりからBreak awayトルクが上昇し始め、吸着力が高まることがわかる。
【００５３】
図９および図１０は、上記図５、図６に示した実施例１−１，１−２，１−３、および比較例１−１，１−２、並びに上記図７、図８に示した実施例２−１，２−２，２−３，２−４、および比較例２−１，２−２の結果に、さらに実施例２−５、比較例１−３，１−４の結果を加え、これらの全てのＣＳＳ結果を、バンプ密度（Ｄ：ドット／ｍｍ²)およびバンプ径（ｒ）とバンプ先端の曲率半径（Ｒｃ）から算出した単位面積当たりの近似接触面積（＝Ｒｃ×πｒ×Ｄ）に対して、グラフにまとめたものである。比較例１−１（バンプピッチＰｒ／Ｐθ＝３０／３０μｍ、バンプ径６μｍ、Ｂ．Ｈ１６０Å、この時バンプ先端曲率半径は３５μｍで、単位面積当りの近似接触面積は０．７３３ｍｍ²/ｍｍ²）と、比較例２−２（バンプピッチＰｒ／Ｐθ＝２０／４０μｍ、バンプ径６μｍ、Ｂ．Ｈ１９０Å、この場合バンプ先端曲率半径は２５μｍで、単位面積当たりの近似接触面積は０．５８９ｍｍ²/ｍｍ²）のあたりからBreak awayトルクが上昇し始め、吸着力が高まることがわかる。
【００５４】
従って、レーザーゾーン単位面積当たりの近似接触面積は、０．５５ｍｍ²/ｍｍ²以下、好ましくは０．４５ｍｍ²/ｍｍ²以下が望ましいことがわかる。
【００５５】
表３に、磁気記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃのスライダーの最小部の幅とスライダー面積（Ｓ）を示す。使用される磁気記録ヘッドが既知の場合には、バンプ密度とバンプ先端の曲率半径およびスライダー面積とから、スライダーとレーザーバンプが接触する面積（＝Ｒｃ×πｒ×Ｄ×Ｓ）を見積もることができる。実施例と比較例に対して磁気記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対する接触面積を計算し、その接触面積に対して、図９および図１０をプロットし直したものが、図１１および図１２である。
【００５６】
スライダーの形状や面積が異なる磁気記録ヘッドＡ，Ｂ，ＣについてBreak awayトルクは概ね一つのラインにのり、接触面積が０．３ｍｍ²以上になる辺りからＣＳＳ２０ｋ回＋２４時間放置後のBreak awayトルクが高まることがわかる。ＣＳＳ＋放置後のBreak awayトルクを良好なレベルを確保するためには、接触面積は０．２８ｍｍ²以下、好ましくは０．２５ｍｍ²以下が望ましい。
【００５７】
表４は、表１と表２に示した実施例および比較例についての測定項目と、半径方向のピッチ（Ｐｒ）とＣＳＳ耐久性との関係を明らかにするため、各ヘッドのＡＢＳの最小幅に対応するバンプ個数に着目して、表１と表２とを統合再整理したものである。
【００５８】
ＨＤＤＣＳＳの結果を表５に示す。ＨＤＤＣＳＳは、常温，常湿下で４０ｋ回行い、終了後の起動電流と記録媒体の損傷の有無の確認を行った。その結果、磁気記録ヘッドのＡＢＳ最小幅に対応するバンプの個数が２個未満の場合、明らかにクラッシュする確率が高まる。クラッシュを起こさないためには、磁気記録ヘッドのＡＢＳの最小幅に対して少なくとも２個以上のバンプが必要であり、好ましくは２．５個以上が望ましい。
【００５９】
その理由は、以下のように考察される。ＣＳＳ動作では、記録媒体（ディスク）がある回転数以上になると、その風圧により磁気記録ヘッドは完全に浮上する。しかし、その回転数以下のところでは、磁気記録ヘッドは、記録媒体上を摺動または断続的に衝突する状態となっている。すなわち、この場合、記録媒体上のレーザーバンプは、磁気記録ヘッドによる摩擦・摩耗や衝突によるストレスを受けている。ストレスに対する耐久性が不十分な場合、摩耗したり、膜破壊を起こしたりといったクラッシュ状態に至る。このストレスは、バンプの個数が多ければ、それら複数のバンプに分散することができ、耐久性を上げることができることになる。一方、磁気記録ヘッドのスライダーには、通常、クラウン形状が付与されていて、バンプに接触するのは磁気記録ヘッドの進行方向の一部であり、実質的に接触して磁気記録ヘッドの荷重が集中する部分は、スライダー（ＡＢＳ）の最も幅の狭い部分と考えられる。したがって、スライダーの最小幅に対応する記録媒体の半径方向に存在する個数のバンプで衝突エネルギーが分散されると考えられ、そのようなバンプ数としては、前述のように、少なくとも２個以上必要であり、好ましくは２．５個以上が望ましいことになる。
【００６０】
以上を総合すると、吸着性の観点から、レーザーゾーンの単位面積当たりの近似接触面積は、０．５５ｍｍ²/ｍｍ²以下が要求される。また、実際に磁気記録ヘッドのＡＢＳの面積が既知の場合、記録媒体上のレーザーバンプと磁気記録ヘッドのＡＢＳとの接触面積は、０．２８ｍｍ²以下とする必要がある。一方、ＣＳＳ耐久性の面からは、磁気記録ヘッドのＡＢＳの最小幅に対して少なくとも２個以上のバンプが必要と結論される。
【００６１】
【表１】

【００６２】
【表２】

【００６３】
【表３】

【００６４】
【表４】

【００６５】
【表５】

【００６６】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明によれば、従来、試行錯誤的に多くの時間を要していたレーザーゾーンテクスチャーによる記録媒体上のバンプ高さやバンプ密度、バンプピッチの決定について系統的な指針を与えることができ、耐吸着性ならびに耐摩耗性に優れた高い信頼性を有する磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気記録媒体の部分断面図である。
【図２】本発明の実施例を説明するためのもので、（ａ）は円板状の記録媒体上のレーザーバンプ形成領域を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のレーザーバンプを形成した部分の拡大図である。
【図３】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上に形成したレーザーバンプの断面形状を測定したグラフであり、（ａ）はＶ型のレーザーバンプの断面形状を示し、（ｂ）はＷ型のレーザーバンプの断面形状を示している。
【図４】本発明の実施例の記録媒体に対するＣＳＳテストのシーケンスパターン図である。
【図５】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上のレーザーバンプ先端の曲率半径とＣＳＳ初期Break awayトルクの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上のレーザーバンプ先端の曲率半径と経時後のＣＳＳBreak awayトルクの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上のレーザーバンプ密度とＣＳＳ初期Break awayトルクの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上のレーザーバンプ密度とＣＳＳ経時後Break awayトルクの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上の単位面積あたりのレーザーバンプとヘッドスライダーの接触面積とＣＳＳ初期Break awayトルクの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例を説明するためのもので、記録媒体上の単位面積あたりのレーザーバンプとヘッドスライダーの接触面積とＣＳＳ経時後Break awayトルクの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例を説明するためのもので、本発明の実施例と比較例に対して磁気記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対する接触面積を計算し、その接触面積に対して、図９のグラフをプロットし直したグラフである。
【図１２】本発明の実施例を説明するためのもので、本発明の実施例と比較例に対して磁気記録ヘッドＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対する接触面積を計算し、その接触面積に対して、図１０のグラフをプロットし直したグラフである。
【符号の説明】
１非磁性基板
２Ｎｉ−Ｐメッキ層
３Ｃｒ下地層
４Ｃｏ合金磁性層
５カーボン系保護膜
６液体潤滑層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a magnetic recording medium suitable for use in a hard disk device used as an external recording device of an information processing apparatus such as a computer.Evaluation methodanddesignIt is about the method.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a thin disk-shaped magnetic recording medium (disk) is used in a hard disk device. In this apparatus, the disk rotates during use, the magnetic recording head floats by the wind pressure, and the disk also stops rotating when stopped, and the magnetic recording head is brought into contact with the recording medium. Contact start and stop method) is adopted.
[0003]
In this control method, it is necessary to prevent the magnetic recording head and the recording medium from being attracted when stopped. Further, at the start of rotation, the magnetic recording head floats while sliding on the recording medium. However, it is necessary to reduce the friction coefficient at this time to ensure reliability. For this purpose, the recording medium surface is intentionally mechanically imparted with a controlled roughness, or fine irregularities are imparted by laser processing or lithography. Naturally, the drive does not operate when the attractive force between the magnetic recording head and the recording medium is equal to or greater than the torque of the motor that rotates the recording medium. Also, if the friction coefficient when the magnetic recording head and the recording medium slide is too high, there is a risk that the magnetic recording head will crash if the CSS cycle is repeated.
[0004]
In recent years, in high recording density media, efforts have been made to reduce the flying height of the magnetic recording head from the recording medium in order to improve the magnetic recording and reading accuracy. In order to make the magnetic recording head as low as possible, irregularities are formed with a laser only on a smooth surface having a very small roughness and the region where the CSS is performed. Such a recording medium is referred to as a laser zone texture (LZT) recording medium and has become the mainstream in recent years for magnetic recording media. Note that the uneven projections are called bumps.
[0005]
In the above-described LZT recording medium, bump height, bump pitch, and bump density are discussed as control factors related to adsorptivity and CSS durability. Among them, the relationship between the friction coefficient between the magnetic recording head and the recording medium and the CSS durability is often defined mainly by the bump height and bump pitch. However, in addition to the bump height and bump pitch, the shape of the bump tip and the radius of curvature can be increased to those considered as the control factors. Conventionally, however, there has been no quantitative discussion regarding the relationship between these control factors and the aforementioned friction coefficient, adsorptivity, and CSS durability.
[0006]
When an LZT recording medium is designed using conventional control factors such as bump height and bump density, the relationship between the control factor and the adsorptivity and CSS durability for magnetic recording heads with different design specifications. There is a problem that cannot be captured well. Therefore, it is necessary to empirically and trial and error to design the bump in the laser zone texture, and as a result, it takes a lot of time to study the adsorptivity and CSS durability for the good design of the recording medium. There was a problem.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to effectively improve the adsorptivity generated between the magnetic recording head and the CSS durability.Evaluation methodanddesignIt is to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive experiments and studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained the following knowledge.
[0009]
The contact area between the recording medium and the slider surface of the magnetic recording head is approximated from the radius of the circular flat portion (hereinafter referred to as the bump tip) of the circular mesa bump formed on the surface of the magnetic recording medium by a laser or the like. Is calculated automatically. If the approximate contact area per unit area in the recording medium is set to a predetermined value or less, the adsorption generated between the magnetic recording head and the recording medium when stopped can be set within a suitable range that does not impede the start of driving. it can. Control of the approximate contact area per unit area in such a recording medium is achieved by appropriately combining the value of the radius of curvature of the tip of the laser bump and the value of the bump density.
[0010]
On the other hand, regarding the CSS durability, even if the bump density is the same, a significant difference is recognized depending on the number of bumps corresponding to the minimum width of the slider of the magnetic recording head. High CSS durability is achieved by setting the number of bumps corresponding to the minimum width of the slider of the magnetic recording head to a predetermined value or more.
[0011]
  The present invention has been made based on the above findings. That is, the magnetic recording medium according to the present inventionEvaluation methodIs a disk-shaped magnetic recording medium in which a Ni-P layer, an intermediate layer, a magnetic layer, and a protective film are sequentially formed on a nonmagnetic substrate, and a lubricant layer is formed on the protective film.Evaluation methodA plurality of fine circular crater-like bumps are formed on the Ni-P layer in a region where contact start / stop is performed by a magnetic recording head used in combination with the medium of the magnetic recording medium, The diameter of the bump is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, and the unit area of the bump is 1 mm.²When the per-bump density is defined as D and the approximate contact area per bump between the medium surface on the bump and the slider surface of the magnetic recording head is defined as (π × r × Rc), the contact start start stop Unit area in the region where²Approximate contact area per area (π × r × Rc × D)To seekFeatures.
[0012]
  The magnetic recording medium designing method of the present invention is a disk-shaped magnetic recording medium in which a Ni-P layer, an intermediate layer, a magnetic layer, and a protective film are formed on a nonmagnetic substrate, and a lubricant is coated. Of magnetic recording mediaDesign methodOn the Ni-P layer in a region corresponding to a region where contact, start and stop are performed by a magnetic recording head used in combination with the medium of the magnetic recording medium, a plurality of minute crater-like circular craters are formed by laser processing. The bump diameter is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, and the unit area of the bump is 1 mm.²When the per-bump density is defined as D and the approximate contact area per bump between the medium surface on the bump and the slider surface of the magnetic recording head is defined as (π × r × Rc), the contact start start stop Unit area in the region where²The approximate contact area (π × r × Rc × D)A certain valueThe bumps are formed as follows.
[0013]
  In the designing method of the present invention, the certain constant value is 0.55 mm. ² It is preferable that Further, the certain fixed value is 0.45 mm. ² It is more preferable that The certain value is 0.28 mm. ² More preferably, the certain value is 0.25 mm. ² It is particularly preferable that.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention relates to a magnetic recording medium evaluation method and design method. Specifically, it is as follows.
[0015]
  An evaluation method for a magnetic recording medium according to the present invention is a disk in which a Ni-P layer, an intermediate layer, a magnetic layer, and a protective film are sequentially formed on a nonmagnetic substrate, and a lubricant layer is formed on the protective film. Is a method for evaluating a magnetic recording medium. In this evaluation method, a plurality of fine circular crater-like bumps are formed on the Ni-P layer in a region where contact start / stop is performed by a magnetic recording head used in combination with the medium of the magnetic recording medium. The diameter of the bump is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, and the unit area of the bump is 1 mm. ² The contact start / stop is defined as (π × r × Rc) where the approximate contact area per bump between the surface of the medium on the bump and the slider surface of the magnetic recording head is defined as D Unit area in the region where ² The approximate contact area per area (π × r × Rc × D) is obtained..
[0016]
  The present invention further relates to a method for designing a magnetic recording medium. This design method is a method for designing a magnetic recording medium in which a Ni-P layer, an intermediate layer, a magnetic layer, and a protective film are formed on a nonmagnetic substrate, and a lubricant is coated to obtain a disk-shaped magnetic recording medium. It is. In this method, a circular crater-like shape is formed by laser processing on the Ni-P layer in a region corresponding to a region where contact start / stop is performed by a magnetic recording head used in combination with the medium of the magnetic recording medium. When forming a plurality of fine bumps, the diameter of the bump is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, and the unit area of the bump is 1 mm. ² The contact start / stop is defined as (π × r × Rc) where the approximate contact area per bump between the surface of the medium on the bump and the slider surface of the magnetic recording head is defined as D Unit area in the region where ² The bumps are formed so that the approximate contact area (π × r × Rc × D) per round is less than a certain value.
[0017]
  In the designing method of the present invention, the certain constant value is 0.55 mm. ² It is preferable that Further, the certain fixed value is 0.45 mm. ² It is more preferable that The certain value is 0.28 mm. ² More preferably, the certain value is 0.25 mm. ² It is particularly preferable that.
[0022]
(Function)
According to the present invention, experimental results show that a low friction coefficient can be obtained by setting the approximate contact area between the laser bump and the head slider surface calculated from the radius of curvature of the tip of the laser bump to a predetermined value or less. It is possible to provide a magnetic recording medium with excellent anti-adsorption properties.
[0023]
In addition, the heads are often used with heads with different designs from multiple head manufacturers for a single model. To find optimum values such as the bump height and density of laser bumps for each head, a huge number of heads are used. It was necessary to perform a CSS test, which required a lot of time. Often, the head design is often unclear at the beginning of media development. Even when the design of such a head is not known, the present invention provides a unit area of 1 mm for the CSS zone calculated from the tip radius of curvature.²Approximate contact area per contact is 0.55mm²Below, preferably 0.45mm²By setting the following, it is possible to provide a guide for designing the laser bump and density, and to provide a magnetic recording medium having a low friction coefficient and excellent in anti-adsorption characteristics.
[0024]
According to the present invention, when the slider design of the head is known, by specifying the approximate contact area with respect to the slider surface, it is possible to select a preferable laser bump and bump density with higher accuracy, and magnetic recording with excellent adsorption resistance characteristics Media can be provided.
[0025]
On the other hand, the CSS durability, which is another important characteristic for the medium, can be improved by arranging two or more, preferably three or more bumps with respect to the width of the minimum portion of the slider. As a result of experiment, it became clear. According to the present invention in which the number of bumps with respect to the width of the minimum portion of the slider is defined, a magnetic recording medium having excellent CSS durability can be provided.
[0026]
【Example】
Examples and comparative examples of the present invention will be described below.
[0027]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic recording medium shown for explaining one embodiment of the present invention and a comparative example. In the figure, reference numeral 1 is an aluminum alloy substrate (non-magnetic substrate), 2 is a Ni-P plating layer, 3 is an intermediate layer (underlayer) made of Cr or Cr alloy, 4 is a Co alloy magnetic layer, and 5 is a carbon-based protection. The film 6 is composed of a lubricating layer.
[0028]
An approximately 10 μm Ni—P plating layer 2 was applied on the aluminum alloy substrate 1, and the surface of the plating layer 2 was polished to a surface roughness of Ra10Å. Thereafter, texture processing was performed in the circumferential direction with a 1 μm sized diamond slurry to obtain a finished surface with a surface roughness of Ra13.
[0029]
Subsequently, as shown in FIG. 2A, laser bumps were formed on the plated layer 2 in the ring-shaped CSS region at the radial positions r16 to r20 using an IBM laser processing apparatus. At that time, by adjusting the feed of the laser beam in the radial direction, the bump pitch in the radial direction (hereinafter referred to as Pr) was varied as shown in FIG. Similarly, various bump pitches in the circumferential direction (hereinafter referred to as Pθ) were varied by adjusting the laser oscillation frequency and the number of rotations of the substrate. Furthermore, the bump diameter and bump height were varied by adjusting the combination of the laser beam diameter, laser power, and laser oscillation frequency. Thus, various samples as shown in the following Examples and Comparative Examples were produced. The measurement result of the representative example of the cross section of the bump shape formed in FIGS. Depending on the combination of the laser power and the laser oscillation frequency, a bump shape called a V type as shown in FIG. 3A or a W shape as shown in FIG. 3B can be produced.
[0030]
After the laser bump is formed on the NiP plating layer 2 as described above, the Cr alloy intermediate layer 3, the Co alloy magnetic layer 4, and the carbon-based protective film 4 are sequentially formed on the NiP plating layer 2 by sputtering. A film is formed, and a perfluoroalkyl ether lubricant Z-Dol is further applied to the protective film 4 by a dipping method for 17%, and a heat treatment is performed at 120 ° C. for 1 hour to improve the adhesion between the lubricant and the carbon film. Thus, the lubricating layer 6 was formed. In this way, magnetic recording media of the following examples and comparative examples were produced.
[0031]
In addition, the CSS area | region which laser-processes can change with the model of a drive. Further, in the above production process, the polished surface after plating may be directly laser processed and then textured. Alternatively, texture processing may be omitted, direct laser processing may be performed, and then sputter film formation may be performed as it is.
[0032]
The sample produced by the above-mentioned procedure was measured for bump height with AFM, and fitted with a quadratic curve to the bump tip portion of the AFM cross section shown in FIG. 3 to obtain the tip curvature radius.
[0033]
A CSS (Contact start and stop) test was performed by a single plate CSS tester using magnetic recording heads of three companies, each having a different design specification of the slider portion. The initial Break away torque and the Break away torque after being left for 24 hours after CSS 20k times were measured. The single-plate CSS tester uses a Lotus Model 7200, and the CSS test was performed in a sequence in which a seek operation was entered when a steady rotation was entered to approximate the CSS operation with a drive as shown in FIG. On the other hand, CSS was also performed on an actual drive (hereinafter referred to as HDD), and durability was evaluated.
[0034]
Comparison of Examples and Comparative Examples in which Pr / Pθ is fixed at 30/30 μm, bump diameter and bump height are changed, and the tip radius of curvature of the bump is changed, and bump pitches other than Pr / Pθ is 30/30 μm Examples are summarized in Table 1.
[0035]
(Example 1-1)
In the above configuration, as shown in Table 1, the bump shape was V type, Pr / Pθ = 30/30 μm, the bump diameter was 4 μm, and the bump height was 160 mm. The relationship between the bump tip radius and the bump diameter and bump height was recognized, and the bump tip radius in this case was 18 μm.
[0036]
(Example 1-2)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped, Pr / Pθ = 30/30 μm, the bump diameter was 6 μm, and the bump height was 220 mm. In this case, the tip radius of the bump was 20 μm.
[0037]
(Example 1-3)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V, Pr / Pθ = 30/30 μm, the bump diameter was 6 μm, and the bump height was 190 mm. In this case, the tip radius of the bump was 25 μm.
[0038]
(Comparative Example 1-1)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped, Pr / Pθ = 30/30 μm, the bump diameter was 6 μm, and the bump height was 160 mm. In this case, the tip radius of the bump was 35 μm.
[0039]
(Comparative Example 1-2)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped, Pr / Pθ = 30/30 μm, the bump diameter was 6 μm, and the bump height was 130 mm. In this case, the tip radius of the bump was 53 μm.
[0040]
(Comparative Example 1-3)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped, Pr / Pθ = 64/64 μm, the bump diameter was 10 μm, and the bump height was 250 mm. In this case, the tip radius of the bump was 75 μm.
[0041]
(Comparative Example 1-4)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped, Pr / Pθ = 40/70 μm, the bump diameter was 10 μm, and the bump height was 220 mm. In this case, the tip radius of the bump was 80 μm.
[0042]
Next, Table 2 shows examples and comparative examples in which samples were prepared by fixing the bump height to approximately 190 mm, changing Pr and Pθ, and changing the bump density.
[0043]
(Example 2-1)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped and Pr / Pθ = 60/60 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0044]
(Example 2-2)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped and Pr / Pθ = 40/40 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0045]
(Example 2-3)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V type and Pr / Pθ = 35/35 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0046]
(Example 2-4)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped and Pr / Pθ = 30/40 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0047]
(Example 2-5)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. Only in this case, the bump shape was W-shaped, Pr / Pθ = 32/135 μm, the bump diameter was 15 μm, and the bump height was 230 mm. In this case, the tip radius of the bump was 18.5 μm.
[0048]
(Comparative Example 2-1)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped and Pr / Pθ = 20/40 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0049]
(Comparative Example 2-2)
Sample preparation was performed in the same process as Example 1-1. The bump shape was V-shaped and Pr / Pθ = 20/20 μm. The bump diameter and bump height were set to 6 μm and 190 mm, respectively, as in Example 1-3.
[0050]
FIG. 5 and FIG. 6 show the results of performing CSS tests on Heads A, B, and C for Examples 1-1, 1-2, 1-3, and Comparative Examples 1-1, 1-2. It is a graph. FIG. 5 is a graph plotting an initial Break away torque for performing a CSS test, and FIG. 6 is a plot of a Break away torque after being left for 24 hours after performing CSS 20 times. As can be seen from these results, it can be seen that, for samples having the same bump pitch, that is, the bump density, the Break away torque starts to increase and the attracting force increases when the tip curvature radius of the bump exceeds 35 μm.
[0051]
The radius of curvature of the bump tip has a relationship that depends on both the bump diameter and the bump height. If the bump diameter is the same, the higher the bump height, the smaller the radius of curvature of the tip. Therefore, as can be seen in comparison with Example 1-1 and Comparative Example 1-1, it can be seen that if the bump height is the same, the smaller the bump diameter, the smaller the radius of curvature of the bump tip.
[0052]
7 and 8, the bump diameter and bump height are the same in Example 1-3, Examples 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, and Comparative Examples 2-1, 2-2. 4 is a graph showing the result of a CSS test performed on a recording medium sample with a bump density changed by changing the bump pitch using a magnetic recording head manufactured by A company. FIG. 7 shows the measurement result of the initial Break away torque, and FIG. 8 shows the measurement result of the Break away torque after being left for 24 hours after performing CSS 20 times. In this case, the bump density is 1250 dots / mm corresponding to the bump pitch Pr / Pθ = 20/40.²It can be seen that the Break away torque starts to increase and the attractive force increases.
[0053]
9 and 10 are shown in Examples 1-1, 1-2, 1-3 and Comparative Examples 1-1, 1-2 shown in FIGS. 5 and 6, and FIGS. In addition to the results of Examples 2-1 2-2, 2-3, 2-4, and Comparative Examples 2-1 and 2-2, Example 2-5 and Comparative Examples 1-3, 1-4 Results are added and all these CSS results are expressed as bump density (D: dots / mm²) And the approximate contact area per unit area (= Rc × πr × D) calculated from the bump diameter (r) and the curvature radius (Rc) of the bump tip. Comparative Example 1-1 (Bump Pitch Pr / Pθ = 30/30 μm, Bump Diameter 6 μm, B.H160 mm, Bump Tip Curvature Radius is 35 μm, Approximate Contact Area per Unit Area is 0.733 mm²/ mm²) And Comparative Example 2-2 (bump pitch Pr / Pθ = 20/40 μm, bump diameter 6 μm, B.H190 mm, in this case, the bump tip curvature radius is 25 μm, and the approximate contact area per unit area is 0.589 mm²/ mm²) Break away torque starts to increase from around the point, and it can be seen that the adsorption power increases.
[0054]
Therefore, the approximate contact area per unit area of the laser zone is 0.55 mm.²/ mm²Below, preferably 0.45mm²/ mm²It can be seen that the following is desirable.
[0055]
Table 3 shows the minimum width and slider area (S) of the sliders of the magnetic recording heads A, B, and C. If the magnetic recording head to be used is known, the area (= Rc × πr × D × S) where the slider and the laser bump contact can be estimated from the bump density, the radius of curvature of the bump tip, and the slider area. . The contact area for each of the magnetic recording heads A, B, and C is calculated for the example and the comparative example, and FIG. 9 and FIG. 10 are plotted again with respect to the contact area. It is.
[0056]
For magnetic recording heads A, B, and C with different slider shapes and areas, the Break away torque is generally on one line and the contact area is 0.3 mm.²From the above, it can be seen that the Break away torque after leaving CSS 20k times + 24 hours increases. CSS + contact area is 0.28mm to ensure a good level of break away torque after leaving²Below, preferably 0.25mm²The following is desirable.
[0057]
Table 4 shows the measurement items for the examples and comparative examples shown in Tables 1 and 2, and the minimum width of the ABS of each head in order to clarify the relationship between the radial pitch (Pr) and CSS durability. Focusing on the number of bumps corresponding to, Table 1 and Table 2 are integrated and rearranged.
[0058]
Table 5 shows the results of HDD CSS. The HDD CSS was performed 40k times at normal temperature and normal humidity, and the startup current after completion and the presence or absence of damage to the recording medium were confirmed. As a result, when the number of bumps corresponding to the ABS minimum width of the magnetic recording head is less than 2, the probability of a crash clearly increases. In order not to cause a crash, at least two bumps are necessary with respect to the minimum width of the ABS of the magnetic recording head, preferably 2.5 or more.
[0059]
The reason is considered as follows. In the CSS operation, when the recording medium (disk) exceeds a certain rotational speed, the magnetic recording head is completely lifted by the wind pressure. However, below the rotational speed, the magnetic recording head is in a state of sliding or intermittently colliding on the recording medium. That is, in this case, the laser bump on the recording medium is subjected to stress due to friction / wear and collision by the magnetic recording head. If the durability against stress is insufficient, it will lead to a crash state such as wear or film breakage. If the number of bumps is large, the stress can be distributed to the plurality of bumps, and durability can be improved. On the other hand, the slider of the magnetic recording head is usually provided with a crown shape, and the portion that contacts the bump is a part of the traveling direction of the magnetic recording head. The concentrated part is considered to be the narrowest part of the slider (ABS). Accordingly, it is considered that the collision energy is dispersed by the number of bumps existing in the radial direction of the recording medium corresponding to the minimum width of the slider. As described above, at least two bumps are necessary. Yes, preferably 2.5 or more.
[0060]
In summary, from the standpoint of adsorptivity, the approximate contact area per unit area of the laser zone is 0.55 mm.²/ mm²The following are required: When the ABS area of the magnetic recording head is actually known, the contact area between the laser bump on the recording medium and the ABS of the magnetic recording head is 0.28 mm.²It is necessary to do the following. On the other hand, from the viewpoint of CSS durability, it is concluded that at least two bumps are necessary for the minimum width of the ABS of the magnetic recording head.
[0061]
[Table 1]

[0062]
[Table 2]

[0063]
[Table 3]

[0064]
[Table 4]

[0065]
[Table 5]

[0066]
【The invention's effect】
As is clear from the above embodiments, according to the present invention, conventionally, determination of bump height, bump density, and bump pitch on a recording medium by a laser zone texture, which has required a lot of time by trial and error, is systematic. Therefore, it is possible to provide a highly reliable magnetic recording medium having excellent adhesion resistance and wear resistance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a magnetic recording medium.
FIGS. 2A and 2B are views for explaining an embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view showing a laser bump formation region on a disk-shaped recording medium, and FIG. 2B is a laser bump of FIG. It is an enlarged view of the part which formed.
FIG. 3 is a graph for measuring the cross-sectional shape of a laser bump formed on a recording medium for explaining an example of the present invention, and (a) shows the cross-sectional shape of a V-type laser bump; (B) has shown the cross-sectional shape of a W-type laser bump.
FIG. 4 is a sequence pattern diagram of a CSS test for a recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating the relationship between the radius of curvature of the tip of a laser bump on a recording medium and the CSS initial break away torque for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating the relationship between the radius of curvature of the tip of a laser bump on a recording medium and the CSS Break away torque after elapse of time for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph for explaining an example of the present invention and showing a relationship between a laser bump density on a recording medium and a CSS initial Break away torque.
FIG. 8 is a graph for explaining an example of the present invention and showing a relationship between a laser bump density on a recording medium and a Break away torque after CSS lapse.
FIG. 9 is a graph for explaining an embodiment of the present invention and showing a relationship between a contact area between a laser bump and a head slider per unit area on a recording medium and a CSS initial Break away torque.
FIG. 10 is a graph for explaining an embodiment of the present invention and showing a relationship between a contact area between a laser bump and a head slider per unit area on a recording medium and a break away torque after CSS lapse.
FIG. 11 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and calculates the contact area with respect to each of the magnetic recording heads A, B, and C with respect to the embodiment of the present invention and the comparative example; FIG. 10 is a graph obtained by re-plotting the graph of FIG. 9.
FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and calculates the contact area for each of the magnetic recording heads A, B, and C with respect to the embodiment of the present invention and the comparative example; 11 is a graph obtained by re-plotting the graph of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Non-magnetic substrate
2 Ni-P plating layer
3 Cr underlayer
4 Co alloy magnetic layer
5 Carbon protective film
6 Liquid lubrication layer

Claims

Sequentially Ni-P layer on a nonmagnetic substrate, an intermediate layer, a magnetic layer, a protective film is formed, Oite the evaluation method of the protective layer disc-shaped magnetic recording medium lubricant layer formed on, A plurality of fine circular crater-shaped bumps are formed on the Ni-P layer in a region where contact, start and stop are performed by a magnetic recording head used in combination with the medium of the magnetic recording medium, The bump diameter is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, and the density per unit area of 1 mm ^{2 of the} bump is D, and the per-bump between the medium surface on the bump and the slider surface of the magnetic recording head. If you define an approximate contact area as (π × r × Rc), the approximate contact area per unit area 1 mm ² in the region where the contact-start-stop is performed (π × r × Rc × D ) determined the Evaluation Method for magnetic recording medium characterized Rukoto.

In a magnetic recording medium design method for obtaining a disk-shaped magnetic recording medium by forming a Ni-P layer, an intermediate layer, a magnetic layer, and a protective film on a nonmagnetic substrate and coating a lubricant, the magnetic recording A plurality of minute crater-like bumps in a circular crater are formed by laser processing on the Ni-P layer in a region corresponding to a region where contact start / stop is performed by a magnetic recording head used in combination with the medium. In this case, the diameter of the bump is r, the radius of curvature of the bump tip is Rc, the density per unit area of 1 mm ^{2 of the} bump is D, and the surface of the medium on the bump and the slider surface of the magnetic recording head are When the approximate contact area per bump is defined as (π × r × Rc), the approximate contact area per unit area 1 mm ^{2 in the} region where the contact start / stop is performed ( A method of designing a magnetic recording medium, wherein the bumps are formed so that (π × r × Rc × D) is not more than a certain value .

The method of designing a magnetic recording medium according to claim ² , wherein the certain value is 0.55 mm ² .

The method of designing a magnetic recording medium according to claim ² , wherein the certain value is 0.45 mm ² .

The method of designing a magnetic recording medium according to claim ² , wherein the certain value is 0.28 mm ² .

The method of designing a magnetic recording medium according to claim ² , wherein the certain value is 0.25 mm ² .