JP4231007B2 - 磁気媒体の製造方法および磁気媒体製造用金型 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるディスクリートトラック媒体といった磁気媒体の製造方法に関する。

いわゆるディスクリートトラック媒体といったハードディスク（ＨＤ）は広く知られる。こうしたＨＤには、隣接する記録トラック同士を隔てる分離トラックが区画される。記録トラックでは、データ領域とサーボ領域とが交互に区画される。ヘッドの位置の特定にあたって、サーボ領域からサーボ情報用の磁気情報が読み出される。

以上のようなＨＤの製造にあたって、まず、基板上に記録トラックおよび分離トラックが形成される。その後、サーボ領域には磁気情報が書き込まれる。しかしながら、記録トラックおよび磁気情報の相対的な位置決めは難しい。正確な位置決めにあたって作業時間は増大してしまう。製造コストは増大する。

本発明は、コストの削減や作業時間の短縮に寄与する磁気媒体の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、さらに、そういった製造方法の実現に大いに役立つ磁気媒体製造用金型を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、基板の表面で磁性層の表面にレジスト膜を形成する工程と、溝の周囲で平坦面に交互に磁性体および非磁性体を配置する金型を磁性層の表面に接触させて、レジスト膜に型押しを施す工程と、金型の接触を維持しつつレジスト膜を固化する工程と、金型の接触を維持しつつ磁性体に磁界を作用させる工程とを備えることを特徴とする磁気媒体の製造方法が提供される。

こうした磁気媒体の製造方法では、金型が磁性層の表面に重ね合わせられると、型押しに基づきレジスト膜は金型の溝内に押しやられる。押しやられたレジスト膜は金型の接触が維持されつつ固化する。金型の接触は維持されつつ金型は磁界に曝される。磁性体同士の間には磁束が流通する。磁性層には漏れ磁界が形成される。こういった漏れ磁界の働きで磁性層には磁気情報が書き込まれる。こうして磁性層では例えばサーボパターンといった磁気情報が確立される。その一方で、溝内に押しやられるレジスト膜に基づき基板では例えば記録トラックおよび分離トラックの位置は特定される。磁気情報および記録トラックは比較的に簡単に高い精度で位置決めされることができる。こういった製造方法はコストの削減や作業時間の短縮に寄与することができる。

こういった磁気媒体の製造方法は、金型を基板から外した後、磁性層の表面およびレジスト膜の表面にマスクを形成する工程と、レジスト膜を除去する工程と、残存するマスクの周囲で磁性層を除去する工程とをさらに備えてもよい。こういった製造方法によれば、前述されるように、磁性層では磁化が確立される。磁性層の表面およびレジスト膜の表面にはマスクが形成される。レジスト膜が除去されると、マスクの周囲で磁性層は除去される。マスクが除去されると、磁化の確立された磁性層が残存する。こうして例えば記録トラックは形成されることができる。その後、隣接する記録トラック同士の間には例えば非磁性層が形成されればよい。こうした非磁性層に基づき例えば分離トラックは形成されることができる。

以上のような磁気媒体の製造方法の実現にあたって磁気媒体製造用金型が用いられればよい。この磁気媒体製造用金型は、本体と、本体に区画され、磁気媒体の表面に重ね合わせられる平坦面と、平坦面に区画される溝と、溝の周囲で平坦面に交互に配置される磁性体および非磁性体とを備えればよい。

以上のように本発明によれば、コストの削減や作業時間の短縮に寄与する磁気媒体の製造方法は提供されることができる。本発明によれば、そういった製造方法の実現に大いに役立つ磁気媒体製造用金型は提供されることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明に係る記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は箱形の筐体すなわちエンクロージャ１２を備える。エンクロージャ１２は、例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する箱形の筐体本体１３を備える。筐体本体１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。筐体本体１３には蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。カバーと筐体本体１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。

筐体本体１３の外側にはプリント基板（図示されず）が取り付けられる。プリント基板には、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）やハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）といったＬＳＩチップ（図示されず）が実装される。ＭＰＵやＨＤＣの働きでＨＤＤ１１の動作は制御される。ＭＰＵやＨＤＣは例えば電源用ケーブルから供給される電力に基づき動作する。

エンクロージャ１２の収容空間には記録媒体としての１枚以上の磁気媒体すなわち磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。

収容空間にはヘッドアクチュエータ１６がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ１６は、垂直方向に延びる支軸１７に回転自在に支持されるアクチュエータブロック１８を備える。アクチュエータブロック１８には、支軸１７から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１９が規定される。アクチュエータアーム１９は磁気ディスク１４の表面および裏面ごとに配置される。アクチュエータブロック１８は例えば鋳造に基づきアルミニウムから成型されればよい。

アクチュエータアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１は、アクチュエータアーム１９の先端から前方に向かって延びる。周知の通り、ヘッドサスペンション２１の前端には浮上ヘッドスライダ２２が支持される。こうして浮上ヘッドスライダ２２はアクチュエータブロック１８に連結される。浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の表面に向き合わせられる。

浮上ヘッドスライダ２２にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク１４から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読み出しヘッドと、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク１４に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといった書き込みヘッドとで構成されればよい。

浮上ヘッドスライダ２２には、磁気ディスク１４の表面に向かってヘッドサスペンション２１から押し付け力が作用する。磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には浮力が作用する。ヘッドサスペンション２１の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。

アクチュエータブロック１８には動力源すなわちＶＣＭ（ボイスコイルモータ）２３が接続される。このＶＣＭ２３の働きでアクチュエータブロック１８は支軸１７回りで回転することができる。こうしたアクチュエータブロック１８の回転に基づきアクチュエータアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２２の浮上中に支軸１７回りでアクチュエータアーム１９が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２２は半径方向に磁気ディスク１４の表面を横切ることができる。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１４が筐体本体１３内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１４同士の間で２本のアクチュエータアーム１９すなわち２つのヘッドサスペンション２１が配置される。

図２に示されるように、磁気ディスク１４の表裏面には磁気ディスク１４の周方向に沿って複数筋の記録トラック２５、２５…が延びる。記録トラック２５は磁性体から構成される。記録トラック２５に磁気情報は書き込まれる。隣接する記録トラック２５、２５同士は非記録トラックすなわち分離トラック２６で隔てられる。分離トラック２６は、記録トラック２５と同様に、磁気ディスク１４の周方向に沿って延びる。分離トラック２６は非磁性体から構成される。

磁気ディスク１４の表裏面には、磁気ディスク１４の半径方向に沿って湾曲しつつ延びる複数筋（例えば６０本）のサーボセクタ領域２７が規定される。記録トラック２５および分離トラック２６はサーボセクタ領域２７で分断される。サーボセクタ領域２７は磁性体から構成される。サーボセクタ領域２７には、後述されるように、サーボパターンが確立される。隣接するサーボセクタ領域２７の間にはデータ領域２８が確保される。データ領域２８内で記録トラック２５に磁気情報は書き込まれる。

図３に示されるように、磁気ディスク１４は基板２９を備える。基板２９には例えばガラス基板が用いられればよい。基板２９の表面には磁性膜３１が積層される。この磁性膜３１に記録トラック２５やサーボセクタ領域２７は確立される。磁性膜３１には溝３２が形成される。溝３２には非磁性材料が埋め込まれる。こうして分離トラック２６は確立される。記録トラック２５および分離トラック２６の表面には平坦面３３が規定される。平坦面３３は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜といった保護膜３４や、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜といった潤滑膜３５で被覆されればよい。こうした磁気ディスク１４はいわゆる面内磁気記録媒体として構成される。磁性膜３１では磁化容易軸は面内方向に設定される。

図４を併せて参照し、サーボセクタ領域２７にはサーボパターン３６が確立される。サーボパターン３６は磁化反転域３７を備える。磁化反転域３７では記録トラック２５の長手方向に磁化の向きは反転する。こうして磁化反転域３７の輪郭に沿って漏れ磁界は形成される。同一の記録トラック２５同士の間では、隣接する磁化反転域３７の間で磁気ディスク１４の半径方向に規定の向きでずれが形成される。サーボパターン３６に書き込まれる磁気情報は浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子で読み出される。サーボパターン３６から読み出される情報に基づき浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径方向に位置決めされる。サーボセクタ領域２７の湾曲は電磁変換素子の移動経路に基づき設定される。

磁気ディスク１４の回転中に磁気ディスク１４の半径方向に浮上ヘッドスライダ２２が位置決めされると、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は所定の１記録トラック２５上を辿り続けることができる。電磁変換素子の書き込みヘッドはデータ領域２８内で記録トラック２５に情報を書き込む。同様に、電磁変換素子の読み出しヘッドは、データ領域２８内の記録トラック２５に書き込まれるビットデータ列を読み取る。こうしてデータ領域２８内で情報の書き込みや読み出しは実現される。

情報の書き込みや読み出しにあたって浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子はいわゆるサーボ制御に基づき記録トラック２５を追従し続ける。このサーボ制御では、サーボパターン３６に基づき電磁変換素子の読み出しヘッドからポジション信号が読み出される。ポジション信号は増幅された後にＨＤＣに送り込まれる。ＨＤＣはポジション信号に基づきＶＣＭ２３の制御量を特定する。ＨＤＣから供給される制御信号に基づきＶＣＭ２３に駆動電流は供給される。こうしてポジション信号に基づき電磁変換素子の半径方向ずれすなわちオフセットは解消される。

次に、磁気ディスク１４の製造方法を説明する。まず、ディスク形の基板２９が用意される。図５に示されるように、例えばスパッタリングに基づき基板２９の表面に磁性層４１が積層形成される。磁性層４１は例えばＦｅ、ＮｉやＣｏといった磁性体を含む合金から形成されればよい。基板２９の表面で磁性層４１の表面にレジストが塗布される。こうしてレジスト膜４２が形成される。

続いて、金型４３が用意される。金型４３は例えばディスク形の本体４４を備える。本体４４は磁性体から構成される。本体４４には、基板２９の表面に向き合わせられる対向面すなわち平坦面４５が区画される。平坦面４５には、本体４４の周方向に延びる溝４６、４６…が区画される。溝４６の輪郭は前述の分離トラック２６の輪郭に象られる。同様に、平坦面４５の輪郭は前述の記録トラック２５およびサーボセクタ領域２７の輪郭に象られる。

図６に示されるように、平坦面４５には溝４６の周囲で磁性体４７および非磁性体４８が交互に配置される。非磁性体４８の配置は前述のサーボパターン３６の配置に対応する。非磁性体４８の配置はサーボパターン３６すなわち磁化反転域３７の配置の鏡像に相当する。図７を併せて参照し、磁性体４７および非磁性体４８は本体４４の半径方向に沿って隣接する。磁性層４１では予め規定の向きに磁化は確立される。磁化の向きは例えば磁気ディスク１４の周方向に規定される。

金型４３は前述の基板２９の表面に重ね合わせられる。金型４３は所定の圧力で基板２９の表面に向かって押し付けられる。平坦面４５は磁性層４１の表面に接触する。こうしてレジスト膜４２には型押しが施される。図８に示されるように、平坦面４５に押し付けられるレジスト膜４２は金型４３の溝４６内に押しやられる。基板２９および金型４３に熱が加えられる。その後、基板２９および金型４３は室温まで冷却される。金型４３の接触は維持されつつレジスト膜４２は固化する。

その後、図９に示されるように、金型４３の接触は維持されつつ金型４３は所定の磁界４９に曝される。磁界４９の形成にあたって所定の着磁機構（図示されず）が利用されればよい。磁界４９では基板２９の周方向に沿って磁束は流通する。磁束は磁性体４７を通過する。このとき、隣接する磁性体４７同士の間では基板２９を迂回して磁束が流通する。磁束は金型４３から漏れ出る漏れ磁界を形成する。こういった漏れ磁界は磁性層４１に作用する。磁性層４１では規定の向きと反対向きに磁化は確立される。こうして磁性層４１では前述の磁化反転領域３７が形成される。

その後、金型４３は基板２９から外される。図１０に示されるように、磁性層４１の表面にはマスク５１が形成される。マスク５１は例えば金属材料から構成されればよい。マスク５１の形成にあたって例えばスパッタリングが実施されればよい。こうして磁性層４１やレジスト膜４２にはマスク５１が覆い被さる。その後、図１１に示されるように、レジスト膜４２は取り払われる。その結果、レジスト膜４２上のマスク５１も取り払われる。

続いて、例えばドライエッチングに基づきマスク５１の周囲で磁性層４１は除去される。こうして、図１２に示されるように、磁性層４１には溝５２が形成される。溝５２内で基板２９は露出する。続いて、例えばウェットエッチングに基づき磁性層４１上のマスク５１は取り払われる。その後、図１３に示されるように、基板２９の表面で磁性層４１の表面に例えば酸化物層といった非磁性層５３が形成される。磁性層４１は非磁性層５３で覆われる。非磁性層５３の形成にあたって例えばスパッタリングが実施されればよい。

非磁性層５３の形成後、非磁性層５３の表面には研磨処理が施される。研磨処理に基づき非磁性層５３内で磁性層４１の表面が露出する。磁性層４１および非磁性層５３の表面は平坦化される。こうして前述の平坦面３３は形成される。記録トラック２５および分離トラック２６は形成される。その後、平坦面３３には保護膜３４や潤滑膜３５が形成されればよい。こうして磁気ディスク１４は製造される。

以上のような磁気ディスク１４の製造方法では、金型４３が基板２９の表面に重ね合わせられると、型押しに基づきレジスト膜４２は金型４３の溝４６内に押しやられる。金型４３の接触が維持されつつ、押しやられたレジスト膜４２は固化する。このとき、金型４３は磁界に曝される。磁性体４７同士の間には磁束が流通する。磁性層４１には漏れ磁界が形成される。こういった漏れ磁界の働きで磁性層４１には磁気情報が書き込まれる。こうして磁性層４１ではサーボパターン３６が確立される。同時に、溝４６内に押しやられるレジスト膜４２に基づき基板２９では記録トラック２５および分離トラック２６の位置は特定される。サーボパターン３６および記録トラック２５は比較的に簡単に高い精度で位置決めされることができる。こういった製造方法はコストの削減や作業時間の短縮に寄与することができる。

図１４は本発明の第２実施形態に係る磁気ディスク１４ａの断面構造を詳細に示す。磁気ディスク１４ａはいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁性膜３１では磁化容易軸は、基板２９の表面に直交する垂直方向に設定される。この磁気ディスク１４ａでは、基板２９と記録トラック２５および分離トラック２６との間に軟磁性層すなわち裏打ち層５６が挟み込まれる。磁気情報の書き込みにあたって書き込みヘッドにはいわゆる単磁極ヘッドが用いられる。単磁極ヘッドの主磁極および補助磁極は磁気ディスク１４ａの表面に向き合わせられる。主磁極、補助磁極および裏打ち層５６には磁束の循環経路が形成される。こうして記録トラック２５には磁気ディスク１４ａの表面に直交する垂直方向に磁化は確立される。その他、前述の第１実施形態と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

次に、磁気ディスク１４ａの製造方法を簡単に説明する。基板２９の表面に裏打ち層５６が積層形成される。裏打ち層５６の形成にあたって例えばスパッタリングが実施されればよい。裏打ち層５６の表面には、前述と同様に、磁性層４１およびレジスト膜４２が順次形成される。続いて、図１５に示されるように、金型４３ａが用意される。金型４３ａの本体４４は非磁性体から構成される。金型４３ａでは、溝４６の周囲で平坦面４５には磁性体４７および非磁性体４８とが交互に配置される。磁性体４７および非磁性体４８は本体４４の半径方向に沿って隣接する。磁性体４７の配置は磁化反転域３７の配置の鏡像に相当する。

その後、金型４３ａの型押しに基づき平坦面４５に押し付けられるレジスト膜４２は金型４３の溝４６内に押しやられる。金型４３ａの接触が維持されつつレジスト膜４２は固化する。続いて、図１６に示されるように、金型４３ａは所定の磁界５７に曝される。磁界５７では基板２９の表面に直交する垂直方向に磁束は流通する。磁束は磁性体４７を通過する。このとき、磁性体４７から裏打ち層５６を迂回して磁束が流通する。こういった磁界は基板２９の磁性層４１に作用する。磁性層４１では基板２９の表面に直交する垂直方向に磁化は確立される。こうして磁性層４１では前述の磁化反転域３７が形成される。その後、前述の第１実施形態と同様に製造される。以上のような磁気ディスク１４ａの製造方法では、前述の第１実施形態と同様に、サーボパターン３６および記録トラック２５は比較的に簡単に高い精度で位置決めされることができる。こういった製造方法はコストの削減や作業時間の短縮に寄与することができる。

記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。 本発明の一具体例に係る磁気ディスクの部分平面図である。 図２の３−３線に沿った拡大部分断面図である。 サーボセクタ領域の構造を概略的に示す部分拡大平面図である。 基板の表面に磁性層およびレジスト膜を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。 金型の構造を概略的に示す部分拡大斜視図である。 金型に区画される磁性体および非磁性体の構造を概略的に示す部分拡大断面図である。 金型を磁性層の表面に重ね合わせる工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 金型を磁界に曝す工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 磁性層の表面にマスクを形成する工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 レジスト膜を取り払う工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 マスクに基づき磁性層を削り出す工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 基板の表面に非磁性層を形成する工程を概略的に示す拡大部分断面図である。 図３に対応し、本発明の他の具体例に係る磁気ディスクの拡大部分断面図である。 金型の構造を概略敵意示す部分拡大断面図である。 金型を磁界に曝す工程を概略的に示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１４ 磁気媒体（磁気ディスク）、２９ 基板、４１ 磁性層、４２ レジスト膜、４３ 金型、４４ 本体、４５ 平坦面、４６ 溝、４７ 磁性体、４８ 非磁性体、４９ 磁界、５１ マスク、５７ 磁界。

Claims (3)

1. 基板の表面で磁性層の表面にレジスト膜を形成する工程と、溝の周囲で平坦面に交互に磁性体および非磁性体を配置する金型を磁性層の表面に接触させて、レジスト膜に型押しを施す工程と、金型の接触を維持しつつレジスト膜を固化する工程と、金型の接触を維持しつつ磁性体に磁界を作用させる工程とを備えることを特徴とする磁気媒体の製造方法。
2. 請求項１に記載の磁気媒体の製造方法において、前記金型を前記基板から外した後、前記磁性層の表面および前記レジスト膜の表面にマスクを形成する工程と、前記レジスト膜を除去する工程と、残存するマスクの周囲で前記磁性層を除去する工程とをさらに備えることを特徴とする磁気媒体の製造方法。
3. 本体と、本体に区画され、磁気媒体の表面に重ね合わせられる平坦面と、平坦面に区画される溝と、溝の周囲で平坦面に交互に配置される磁性体および非磁性体とを備えることを特徴とする磁気媒体製造用金型。

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