JP5465456B2 - Magnetic disk - Google Patents
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Description
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクに関し、特に装置の起動停止機構がロードアンロード（以下、ＬＵＬと呼ぶ。）方式の磁気ディスク装置に好適に用いられる磁気ディスクに関する。 The present invention relates to a magnetic disk mounted on a magnetic disk device such as a hard disk drive (HDD), and is particularly suitable for a load / unload (hereinafter referred to as LUL) type magnetic disk device having a start / stop mechanism. It relates to a magnetic disk.
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。 Various information recording techniques have been developed with the recent increase in information processing capacity. In particular, the surface recording density of an HDD (hard disk drive) using magnetic recording technology continues to increase at an annual rate of about 100%. Recently, an information recording capacity exceeding 250 Gbytes has been required for a 2.5 inch diameter magnetic disk used for HDDs and the like. In order to meet such a requirement, one square inch is required. It is required to realize an information recording density exceeding 400 Gbits per unit.
ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するべく、限られたディスク面積を有効に利用するために、従来のＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式に代えてＬＵＬ（Load Unload：ロードアンロード）方式のＨＤＤが用いられるようになってきた。ＬＵＬ方式では、ＨＤＤの停止時には、磁気ヘッドを磁気ディスクの外の傾斜台に退避させておき、起動動作時には磁気ディスクが回転開始した後に、磁気ヘッドを磁気ディスクのＬＵＬ領域に滑動させ、浮上飛行させて記録再生を行う。停止動作時には磁気ヘッドを磁気ディスク外の傾斜台に退避させたのち、磁気ディスクの回転を停止する。この一連の動作はＬＵＬ動作と呼ばれる。ＬＵＬ方式のＨＤＤに用いられる磁気ディスクでは、従来のＣＳＳ方式のような磁気ヘッドとの接触摺動用の凹凸形状領域（ＣＳＳ領域）を設ける必要がなく、記録再生領域を拡大させることができるため、高情報容量化にとって好適である。 In order to effectively use a limited disk area in order to achieve a high recording density in a magnetic disk used for an HDD or the like, LUL (Load Unload) is used instead of the conventional CSS (Contact Start and Stop) method. ) Type HDD has come to be used. In the LUL method, when the HDD is stopped, the magnetic head is retracted to an inclined base outside the magnetic disk, and during the starting operation, after the magnetic disk starts to rotate, the magnetic head is slid to the LUL area of the magnetic disk and then flies. Record and playback. During the stop operation, the magnetic head is retracted to an inclined base outside the magnetic disk, and then the rotation of the magnetic disk is stopped. This series of operations is called LUL operation. In a magnetic disk used in a LUL type HDD, it is not necessary to provide an uneven shape area (CSS area) for contact sliding with a magnetic head as in the conventional CSS system, and the recording / reproducing area can be enlarged. This is suitable for high information capacity.
このような状況の下で情報記録密度をより一層向上させるためには、磁気ヘッドの浮上量を低減させることにより、スペーシングロスを限りなく低減する必要がある。１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現するためには、磁気ヘッドの浮上量は５ｎｍ以下にする必要がある。ＬＵＬ方式ではＣＳＳ方式と異なり、磁気ディスク面上にＣＳＳ用の凹凸形状を設ける必要がなく、磁気ディスク表面を極めて平滑化することが可能となる。よって、ＬＵＬ方式用の磁気ディスクでは、磁気ヘッドの浮上量を一段と低下させることができるので、記録信号の高Ｓ／Ｎ比化を図ることができ、磁気ディスク装置の高記録容量化に資することができるという利点もある。 In order to further improve the information recording density under such circumstances, it is necessary to reduce the spacing loss as much as possible by reducing the flying height of the magnetic head. In order to realize an information recording density exceeding 400 Gbits per square inch, the flying height of the magnetic head needs to be 5 nm or less. Unlike the CSS method, the LUL method does not require a concave / convex shape for CSS on the surface of the magnetic disk, and the surface of the magnetic disk can be extremely smoothed. Therefore, in the LUL magnetic disk, the flying height of the magnetic head can be further reduced, so that a high S / N ratio of the recording signal can be achieved, which contributes to an increase in the recording capacity of the magnetic disk device. There is also an advantage of being able to.
このような近年のＬＵＬ方式の導入に伴う、磁気ヘッド浮上量の一段の低下により、５ｎｍ以下の超低浮上量においても、磁気ディスクが安定して動作する高信頼性が求められている。
なお、特許文献１には、磁性層上に設ける保護層が水分分解触媒機能とテクスチャー機能とを有する材料を含み、スティクション抑制機能を有する磁気記録媒体が開示されている。
Due to a further decrease in the flying height of the magnetic head accompanying the introduction of the LUL method in recent years, high reliability is required for stable operation of the magnetic disk even at an ultra-low flying height of 5 nm or less.
Patent Document 1 discloses a magnetic recording medium in which a protective layer provided on a magnetic layer includes a material having a moisture decomposition catalyst function and a texture function, and has a stiction suppression function.
磁気ディスクの製造中または磁気ディスク装置への磁気ディスクの組立中に、磁気ディスクの表面に付着したハイドロカーボンなどのコンタミネーションは、磁気ディスク検査工程の磁気ヘッドまたは磁気ディスク組立中の磁気ヘッドに付着するか、あるいは磁気ヘッドの走査により拭われて磁気ヘッドが走査するいわゆる記録再生領域の両端である磁気ディスクの内周もしくは外周のＬＵＬ領域に蓄積する。また、磁気ヘッドに付着したコンタミネーションは、磁気ヘッドのＬＵＬ動作により比較的高い確率で、磁気ヘッドから落下して磁気ディスクのＬＵＬ領域に移動付着することはよく知られている事実である。 During manufacturing of a magnetic disk or assembling a magnetic disk to a magnetic disk device, contamination such as hydrocarbons attached to the surface of the magnetic disk is attached to the magnetic head in the magnetic disk inspection process or the magnetic head during magnetic disk assembly. Or accumulated in the inner or outer LUL area of the magnetic disk, which is the opposite end of a so-called recording / reproducing area that is wiped by scanning of the magnetic head and scanned by the magnetic head. Further, it is a well-known fact that the contamination attached to the magnetic head falls from the magnetic head and moves and adheres to the LUL area of the magnetic disk with a relatively high probability due to the LUL operation of the magnetic head.
上記現象は、磁気ディスク装置の稼動中にも発生し、磁気ディスク装置内部の部品から発生した、もしくは外部環境から磁気ディスク装置内に侵入したハイドロカーボンなどのコンタミネーションは、その多くが磁気ディスクの表面に付着し、磁気ヘッドの走査により磁気ディスクの内周と外周に、またＬＵＬ動作により磁気ディスクの外周のＬＵＬ領域に蓄積することも知られている。このような磁気ディスク装置の稼動中に磁気ディスク表面に蓄積したコンタミネーションは、磁気ヘッドのＬＵＬ動作、または磁気ディスク装置の振動、空気流などにより、再度磁気ヘッドに付着し、磁気ヘッドの浮上不安定などの原因となる。 The above phenomenon also occurs during operation of the magnetic disk device, and many of the contaminations such as hydrocarbons that have been generated from the components inside the magnetic disk device or entered into the magnetic disk device from the external environment are mostly in the magnetic disk device. It is also known that it adheres to the surface and accumulates in the inner and outer circumferences of the magnetic disk by scanning with a magnetic head and in the LUL area on the outer circumference of the magnetic disk by LUL operation. Contamination accumulated on the surface of the magnetic disk during the operation of the magnetic disk apparatus is attached to the magnetic head again due to the LUL operation of the magnetic head, vibration of the magnetic disk apparatus, air flow, or the like, and the magnetic head does not float. Cause stability.
上記特許文献１に開示された磁気記録媒体は、保護層の全領域に水分分解触媒機能材料、例えばＴｉＯ２微粒子を含有させているため、保護層としての機能を損わないようにするためには、上記材料の含有率を大きくできず、そのためコンタミネーションが多く蓄積しやすい磁気ディスクのＬＵＬ領域での光触媒の効果が小さいという問題点がある。また、保護層の全領域に、つまり磁気ディスクの記録再生領域にも例えばＴｉＯ２微粒子を含有させているため、記録再生領域の保護層の膜厚が厚くなる分、磁気スペーシング、すなわち磁気ヘッドの記録再生素子と磁気ディスクの磁気記録層との間隔が大きくなるので、記録再生特性が劣化するという課題がある。一般的に、記録再生特性の劣化の程度は、０．５ｎｍの磁気スペーシングの増加が、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）０．２〜０．８ｄＢ（１．０２〜１．１０倍）に相当する。
したがって、磁気ディスクの益々の記録密度の増大、および磁気スペーシングの狭小化に伴い、雰囲気中に生じる微量なコンタミネーションの低減が、磁気ディスクにとって重要な課題である。
Since the magnetic recording medium disclosed in Patent Document 1 contains a moisture decomposition catalyst functional material, for example, TiO2 fine particles, in the entire region of the protective layer, in order not to impair the function as the protective layer. However, there is a problem that the content ratio of the material cannot be increased, and therefore, the effect of the photocatalyst in the LUL region of the magnetic disk that is likely to accumulate much contamination is small. Further, since, for example, TiO2 fine particles are contained in the entire area of the protective layer, that is, the recording / reproducing area of the magnetic disk, the thickness of the protective layer in the recording / reproducing area is increased. Since the distance between the recording / reproducing element and the magnetic recording layer of the magnetic disk increases, there is a problem that the recording / reproducing characteristics deteriorate. In general, the degree of deterioration of recording / reproducing characteristics is such that an increase in magnetic spacing of 0.5 nm is a signal / noise ratio (S / N ratio) of 0.2 to 0.8 dB (1.02 to 1.10 times). ).
Therefore, with the increasing recording density of magnetic disks and the narrowing of magnetic spacing, the reduction of minute amounts of contamination generated in the atmosphere is an important issue for magnetic disks.
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、コンタミネーションの影響を低減した信頼性の高い磁気ディスクを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable magnetic disk in which the influence of contamination is reduced.
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は以下の構成を有する発明である。
（構成１）
基板上に、少なくとも磁性層と保護層を有し、起動停止機構がロードアンロード方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクであって、前記磁気ディスクのロードアンロード領域の保護層が、光触媒機能を有する材料を含むことを特徴とする磁気ディスクである。
The inventor of the present invention has completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
That is, the present invention is an invention having the following configuration.
(Configuration 1)
A magnetic disk having at least a magnetic layer and a protective layer on a substrate and having a start / stop mechanism mounted on a load / unload magnetic disk device, wherein the protective layer in the load / unload area of the magnetic disk is a photocatalyst A magnetic disk comprising a material having a function.
（構成２）
前記ロードアンロード領域の保護層の表面部分に、前記光触媒機能を有する材料を含むことを特徴とする構成１に記載の磁気ディスクである。
(Configuration 2)
2. The magnetic disk according to Configuration 1, wherein the surface portion of the protective layer in the load / unload region includes the material having the photocatalytic function.
（構成３）
前記ロードアンロード領域の保護層の表面に、前記光触媒機能を有する材料を含む層を形成してなることを特徴とする構成１又は２に記載の磁気ディスクである。
(Configuration 3)
3. The magnetic disk according to Configuration 1 or 2, wherein a layer containing the material having the photocatalytic function is formed on the surface of the protective layer in the load / unload region.
（構成４）
前記光触媒機能を有する材料として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、チタン酸ストロンチウムのうちの少なくとも一種を用いることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の磁気ディスクである。
(Configuration 4)
The magnetic disk according to any one of Structures 1 to 3, wherein at least one of titanium oxide, zinc oxide, tungsten oxide, and strontium titanate is used as the material having the photocatalytic function.
（構成５）
前記磁気ディスクのロードアンロード領域を除く記録再生領域の保護層上に、潤滑層を形成したことを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の磁気ディスクである。
(Configuration 5)
The magnetic disk according to any one of Structures 1 to 4, wherein a lubricating layer is formed on a protective layer in a recording / reproducing area excluding a load / unload area of the magnetic disk.
本発明によれば、コンタミネーションの影響を低減した信頼性の高い、また記録再生特性の劣化も起こらない磁気ディスクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic disk with high reliability in which the influence of contamination is reduced and in which recording / reproduction characteristics do not deteriorate.
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、構成１の発明にあるように、基板上に、少なくとも磁性層と保護層を有し、起動停止機構がＬＵＬ方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクであって、前記磁気ディスクのＬＵＬ領域の保護層が、光触媒機能を有する材料を含むことを特徴としている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention provides a magnetic disk having at least a magnetic layer and a protective layer on a substrate and having a start / stop mechanism mounted on a LUL type magnetic disk device, as in the invention of Configuration 1. The LUL region protective layer includes a material having a photocatalytic function.
図１は、本発明の一実施の形態に係る磁気ディスクの層構成を示す断面図である。
図１によれば、本発明の一実施の形態に係る磁気ディスク１は、基板２上に、下地層３、磁性層４、及び保護層５を積層した構成である。
FIG. 1 is a sectional view showing a layer structure of a magnetic disk according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, a magnetic disk 1 according to an embodiment of the present invention has a configuration in which a base layer 3, a magnetic layer 4, and a protective layer 5 are stacked on a substrate 2.
上記磁気ディスク用の基板２としては、ガラス基板が好ましい。ガラス基板を構成するガラスは、アモルファスのアルミノシリケートガラスとすることが好ましい。このようなガラス基板は表面を鏡面研磨することにより平滑な鏡面に仕上げることができる。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ2が５８重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５重量％以上２３重量％以下、Ｌｉ2Ｏが３重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2Ｏが４重量％以上１３重量％以下を主成分として含有するアルミノシリケートガラス（ただし、リン酸化物を含まないアルミノシリケートガラス）を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2 が６２重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５重量％以上１５重量％以下、Ｌｉ2 Ｏが４重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2 Ｏが４重量％以上１２重量％以下、ＺｒＯ2が５．５重量％以上１５重量％以下を主成分として含有するとともに、Ｎａ2Ｏ／ＺｒＯ2 の重量比が０．５以上２．０以下、Ａｌ2Ｏ3 ／ＺｒＯ2 の重量比が０．４以上２．５以下であるリン酸化物を含まないアモルファスのアルミノシリケートガラスとすることができる。 The substrate 2 for the magnetic disk is preferably a glass substrate. The glass constituting the glass substrate is preferably amorphous aluminosilicate glass. Such a glass substrate can be finished to a smooth mirror surface by polishing the surface. As such an aluminosilicate glass, SiO 2 is 58 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 is 5 wt% to 23 wt%, Li 2 O is 3 wt% to 10 wt%, Na 2 An aluminosilicate glass containing O as a main component in an amount of 4 wt% or more and 13 wt% or less (however, an aluminosilicate glass containing no phosphorus oxide) can be used. For example, SiO 2 is 62 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 is 5 wt% to 15 wt%, Li 2 O is 4 wt% to 10 wt%, and Na 2 O is 4 wt% to 12 wt%. Wt% or less, ZrO 2 containing 5.5 wt% or more and 15 wt% or less as a main component, and a weight ratio of Na 2 O / ZrO 2 of 0.5 or more and 2.0 or less, Al 2 O 3 / ZrO An amorphous aluminosilicate glass containing no phosphorous oxide having a weight ratio of 2 of 0.4 to 2.5 can be obtained.
磁気ディスク用ガラス基板は、少なくともガラス基板の鏡面研磨処理と洗浄処理により、ガラス基板の表面は、最大粗さＲｍａｘが６ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。このような鏡面状態は、鏡面研磨処理と洗浄処理をこの順で行うことにより実現することができる。
なお、基板２として、ガラス基板の他に、例えばＡｌ合金基板、セラミック基板、プラスチック基板等を用いることも可能である。
It is preferable that the glass substrate for a magnetic disk has a mirror surface having a maximum roughness Rmax of 6 nm or less by at least mirror polishing and cleaning of the glass substrate. Such a mirror state can be realized by performing a mirror polishing process and a cleaning process in this order.
In addition to the glass substrate, for example, an Al alloy substrate, a ceramic substrate, a plastic substrate, or the like can be used as the substrate 2.
なお、洗浄処理工程の後に、化学強化処理を施してもよい。化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域、例えば摂氏３００度以上４００度以下の温度で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。 In addition, you may perform a chemical strengthening process after a washing | cleaning process process. As a method of the chemical strengthening treatment, for example, a low temperature type ion exchange method in which ion exchange is performed in a temperature range that does not exceed the temperature of the glass transition point, for example, a temperature of 300 ° C. or more and 400 ° C. or less is preferable.
磁気ディスク用基板２上に形成する磁性層４の材料としては、異方性磁界の大きな六方晶系であるＣｏＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔ系強磁性合金を用いることができる。磁性層の形成方法としてはスパッタリング法、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によりガラス基板の上に磁性層を成膜する方法を用いることができる。 As a material of the magnetic layer 4 formed on the magnetic disk substrate 2, a hexagonal system CoPt-based or CoCrPt-based ferromagnetic alloy having a large anisotropic magnetic field can be used. As a method for forming the magnetic layer, a method of forming a magnetic layer on a glass substrate by sputtering, for example, DC magnetron sputtering can be used.
また、本実施の形態にあるように、ガラス基板２と磁性層４との間に、下地層３を介挿することにより磁性層４の磁性グレインの配向方向や磁性グレインの大きさを制御することができる。例えば，Ｃｒ系合金など立方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面に沿って配向させることができる。この場合、面内磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。また、例えば、ＲｕやＴｉを含む六方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面の法線に沿って配向させることができる。この場合、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。近年の高記録密度化を達成するためには、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが好適である。 Further, as in the present embodiment, the orientation direction of the magnetic grains and the size of the magnetic grains of the magnetic layer 4 are controlled by inserting the underlayer 3 between the glass substrate 2 and the magnetic layer 4. be able to. For example, by using a cubic base layer such as a Cr-based alloy, for example, the magnetization easy direction of the magnetic layer can be oriented along the magnetic disk surface. In this case, a magnetic disk of the in-plane magnetic recording system is manufactured. Further, for example, by using a hexagonal underlayer containing Ru or Ti, for example, the easy magnetization direction of the magnetic layer can be oriented along the normal of the magnetic disk surface. In this case, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk is manufactured. In order to achieve high recording density in recent years, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk is suitable.
かかる下地層は磁性層同様にスパッタリング法により形成することができる。なお、下地層は、材質の同じ、或いは材質の異なる複数層とすることができる。 Such an underlayer can be formed by a sputtering method in the same manner as the magnetic layer. Note that the base layer may be a plurality of layers made of the same material or different materials.
また、垂直磁気記録方式の磁気ディスクにおいては、基板２と下地層との間に、磁性層（垂直磁気記録層）の磁気回路を好適に調整するための軟磁性層を設けることが好適である。軟磁性層は、軟磁気特性を示す磁性体により形成されていれば特に制限はないが、例えば、保磁力（Hc）で0.01〜80エルステッド、好ましくは0.01〜50エルステッドの磁気特性であることが好ましい。軟磁性層と材料としては、Fe系、Co系などが挙げられる。なお、軟磁性層を設ける場合、基板と軟磁性層との間に付着層（密着層）を設けることが好適である。 In a perpendicular magnetic recording type magnetic disk, it is preferable to provide a soft magnetic layer for suitably adjusting the magnetic circuit of the magnetic layer (perpendicular magnetic recording layer) between the substrate 2 and the underlayer. . The soft magnetic layer is not particularly limited as long as it is formed of a magnetic material exhibiting soft magnetic properties. For example, the soft magnetic layer may have a magnetic property of 0.01 to 80 oersted, preferably 0.01 to 50 oersted in terms of coercive force (Hc). preferable. Examples of soft magnetic layers and materials include Fe-based and Co-based materials. When a soft magnetic layer is provided, it is preferable to provide an adhesion layer (adhesion layer) between the substrate and the soft magnetic layer.
また、磁性層４の上には、保護層５を形成する。保護層としてはアモルファスの水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマＣＶＤ法により保護層を形成することができる。保護層の膜厚としては、薄膜化の観点から、例えば３０オングストロームから６０オングストローム程度とすることが好ましい。 A protective layer 5 is formed on the magnetic layer 4. As the protective layer, an amorphous hydrogenated carbon-based protective layer is suitable. For example, the protective layer can be formed by a plasma CVD method. The thickness of the protective layer is preferably about 30 angstroms to 60 angstroms from the viewpoint of thinning.
本発明においては、磁気ディスク１のＬＵＬ領域６に相当するＬＵＬ領域の保護層８が、光触媒機能を有する材料を含有する。ＬＵＬ領域の保護層に、光触媒機能を有する材料を含有することにより、特にＬＵＬ領域に蓄積しやすいハイドロカーボンなどのコンタミネーションを、光触媒効果により酸化・還元分解できるため、磁気ディスクの信頼性に影響するコンタミネーションの蓄積を低減することが可能になる。 In the present invention, the protective layer 8 in the LUL area corresponding to the LUL area 6 of the magnetic disk 1 contains a material having a photocatalytic function. By including a material having a photocatalytic function in the protective layer of the LUL region, it is possible to oxidize and reduce and decompose the contamination such as hydrocarbons that are likely to accumulate in the LUL region by the photocatalytic effect, thus affecting the reliability of the magnetic disk. It is possible to reduce the accumulation of contamination.
このような光触媒機能を有する材料としては、種々のものが知られているが、本発明に係る磁気ディスクにおいて好適な材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの金属酸化物が挙げられる。 Various materials having such a photocatalytic function are known. Examples of suitable materials for the magnetic disk according to the present invention include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO 2 ), Metal oxides such as zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), and strontium titanate (SrTiO 3 ) can be given.
なお、コンタミネーションは保護層の表面に蓄積するため、光触媒効果をより効果的に発揮させるためには、磁気ディスク１のＬＵＬ領域６に相当するＬＵＬ領域の保護層８の表面部分に、上記光触媒機能を有する材料を含むことが特に好ましい。 In addition, since contamination accumulates on the surface of the protective layer, in order to more effectively exert the photocatalytic effect, the photocatalyst is formed on the surface portion of the protective layer 8 in the LUL region corresponding to the LUL region 6 of the magnetic disk 1. It is particularly preferable to include a material having a function.
この場合、ＬＵＬ領域の保護層８の表面に、上記光触媒機能を有する材料を含む層を形成することが製造上容易であるため特に好適である。具体的には、例えば、ＬＵＬ領域の保護層８上に、たとえばＴｉＯ２をスパッタリング法により０．３ｎｍ〜１．０ｎｍ程度の厚さに成膜する。また、成膜する領域を上記ＬＵＬ領域に限定する方法として、物理的なマスキングを配置する方法や、ターゲット形状を磁気ディスクの外周側に限定した形状にする方法などがある。 In this case, it is particularly preferable to form a layer containing the material having the photocatalytic function on the surface of the protective layer 8 in the LUL region because it is easy to manufacture. Specifically, for example, TiO 2 is formed to a thickness of about 0.3 nm to 1.0 nm by sputtering, for example, on the protective layer 8 in the LUL region. In addition, as a method of limiting the film formation region to the LUL region, there are a method of arranging physical masking and a method of limiting the target shape to the outer peripheral side of the magnetic disk.
なお、図２に示すように、ごく一部の磁気ディスク装置を除いて、一般にＬＵＬは磁気ディスクの外周部分で実施されるので、ＬＵＬ領域６は磁気ディスク１の外周側に設定される。通常のデータの記録及び再生は、磁気ディスク１の記録再生領域７で実施され、磁気ヘッド（図示せず）は、回転中の磁気ディスク１にこの記録再生領域７で浮上または半径方向に走査する。 As shown in FIG. 2, except for a small part of the magnetic disk device, the LUL is generally performed on the outer peripheral portion of the magnetic disk, so the LUL area 6 is set on the outer peripheral side of the magnetic disk 1. Normal recording and reproduction of data is performed in the recording / reproducing area 7 of the magnetic disk 1, and a magnetic head (not shown) floats on the rotating magnetic disk 1 in this recording / reproducing area 7 or scans in the radial direction. .
本発明の磁気ディスクによれば、ＬＵＬ領域の保護層に、光触媒機能を有する材料を含有することにより、雰囲気中で生じ、特にＬＵＬ領域に蓄積しやすいハイドロカーボンなどのコンタミネーションを、光触媒効果により酸化・還元分解でき、磁気ディスクの信頼性に影響するコンタミネーションの蓄積を低減することが可能になるため、コンタミネーションの影響を低減した信頼性の高い磁気ディスクを提供することができる。また、磁気ディスク１の記録再生領域７の保護層には、光触媒機能を有する材料を含有しないため、磁気スペーシングの増加による記録再生特性の劣化も起こらない磁気ディスクを提供することができる。 According to the magnetic disk of the present invention, the inclusion of a material having a photocatalytic function in the protective layer in the LUL region causes contamination such as hydrocarbons that are generated in the atmosphere and particularly easily accumulate in the LUL region due to the photocatalytic effect. Since it is possible to reduce the accumulation of contamination that can be oxidized / reduced and affects the reliability of the magnetic disk, it is possible to provide a highly reliable magnetic disk with reduced influence of contamination. Further, since the protective layer in the recording / reproducing area 7 of the magnetic disk 1 does not contain a material having a photocatalytic function, it is possible to provide a magnetic disk that does not deteriorate the recording / reproducing characteristics due to an increase in magnetic spacing.
また、磁気ディスクの耐久性をより一層向上させるために、磁気ディスク１のＬＵＬ領域を除く記録再生領域７の保護層上に、潤滑層を形成してもよい。
潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル化合物の主鎖の末端に官能基を有する潤滑剤、とりわけ極性官能基として水酸基を末端に備えるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とすることが好ましい。潤滑層の膜厚は、薄膜化の観点から、５オングストロームから１５オングストローム程度とすることが好ましい。かかる潤滑層は、例えば磁気ディスクのＬＵＬ領域をマスキングして、例えばディップ法等により塗布形成することができる。
In order to further improve the durability of the magnetic disk, a lubricating layer may be formed on the protective layer in the recording / reproducing area 7 excluding the LUL area of the magnetic disk 1.
The lubricating layer is preferably composed mainly of a lubricant having a functional group at the end of the main chain of the perfluoropolyether compound, particularly a perfluoropolyether compound having a terminal hydroxyl group as a polar functional group. The thickness of the lubricating layer is preferably about 5 angstroms to 15 angstroms from the viewpoint of thinning. Such a lubricating layer can be applied and formed, for example, by dipping or the like by masking the LUL region of the magnetic disk.
以下、実施例により本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例では、まず、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより直径６６ｍｍφ、厚さ１．５ｍｍの円盤状のアルミノシリケートガラスからなるガラス基板を得、これに粗ラッピング工程（粗研削工程）、形状加工工程、精ラッピング工程（精研削工程）、端面鏡面加工工程、第１研磨工程、第２研磨工程を順次施すとともに、次いで化学強化を施すことにより、磁気ディスク用ガラス基板を製造した。このガラス基板は、主表面、端面ともに鏡面研磨加工されている。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
In this example, first, a glass substrate made of disk-shaped aluminosilicate glass having a diameter of 66 mmφ and a thickness of 1.5 mm is obtained from molten glass by direct pressing using an upper die, a lower die, and a barrel die, and this is roughly wrapped. For magnetic disks, the process (rough grinding process), shape processing process, fine lapping process (fine grinding process), end mirror processing process, first polishing process, and second polishing process are performed sequentially, followed by chemical strengthening. A glass substrate was produced. This glass substrate is mirror-polished on both the main surface and the end surface.
上記化学強化及びその後の洗浄を終えたガラス基板表面の目視検査及び精密検査を実施した結果、ガラス基板表面に付着物による突起や、傷等の欠陥は発見されなかった。また、上記工程を経て得られたガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒｍａｘ＝２．１３ｎｍ、Ｒａ＝０．２０ｎｍと超平滑な表面を持つ磁気ディスク用ガラス基板を得た。また、ガラス基板の外径は65ｍｍ、内径は20ｍｍ、板厚は0.635ｍｍであった。 As a result of visual inspection and precise inspection of the glass substrate surface after the chemical strengthening and subsequent cleaning, no defects such as protrusions and scratches due to deposits were found on the glass substrate surface. Further, when the surface roughness of the main surface of the glass substrate obtained through the above steps was measured with an atomic force microscope (AFM), it had an ultra-smooth surface with Rmax = 2.13 nm and Ra = 0.20 nm. A glass substrate for a magnetic disk was obtained. The glass substrate had an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and a plate thickness of 0.635 mm.
次に、得られた磁気ディスク用ガラス基板上に枚葉式スパッタリング装置を用いて、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により、Ti系合金薄膜（膜厚100Å）からなる付着層、Co系合金薄膜（膜厚600Å）からなる軟磁性層、Pt系合金薄膜（膜厚70Å）からなる第１下地層、Ru系合金薄膜（膜厚400Å）からなる第２下地層、CoPtCr合金膜（膜厚200Å）からなる磁性層を順次成膜した。 Next, an adhesion layer composed of a Ti-based alloy thin film (thickness: 100 mm), a Co-based alloy thin film (thickness: 600 mm) are formed on the obtained glass substrate for a magnetic disk by a RF magnetron sputtering method using a single wafer sputtering apparatus. ) Soft magnetic layer, Pt-based alloy thin film (thickness 70 mm) first underlayer, Ru-based alloy thin film (thickness 400 mm) second underlayer, CoPtCr alloy film (thickness 200 mm) magnetic Layers were deposited sequentially.
次いでＣＶＤ法により炭素系保護層を形成した。具体的には、初めにカーボンを磁性層の全表面上に３ｎｍの厚さに成膜した。その際、エチレンガス（Ｃ２Ｈ４）等の炭化水素ガスをマスフローコントローラから導入した。炭化水素ガスとして、一分子当たり炭素原子が二つ以下のメタン、エタン、エチレンガス、アセチレンガスを用いることにより、成膜速度を抑制し、極薄膜を形成することができる。本実施例ではエチレンガスを使用し、ガス圧２Ｐａ（ガス流量Ｃ２Ｈ４：２５０ＳＣＣＭ）の条件で成膜した。 Next, a carbon-based protective layer was formed by a CVD method. Specifically, carbon was first formed to a thickness of 3 nm on the entire surface of the magnetic layer. At that time, hydrocarbon gas such as ethylene gas (C 2 H 4 ) was introduced from the mass flow controller. By using methane, ethane, ethylene gas, or acetylene gas having 2 or less carbon atoms per molecule as the hydrocarbon gas, the film formation rate can be suppressed and an ultrathin film can be formed. In this example, ethylene gas was used, and a film was formed under a gas pressure of 2 Pa (gas flow rate C 2 H 4 : 250 SCCM).
次に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、磁気ディスクのＬＵＬ領域（図１の符号６参照）に相当するＬＵＬ領域の保護層（図１の符号８参照）に、ＴｉＯ２を０．５ｎｍ厚に成膜した。この際の成膜は、ターゲット（カソード）にＴｉを使用し、雰囲気ガスにアルゴンと酸素の混合ガスを用いる反応性スパッタで実施した。また、成膜する領域を上記ＬＵＬ領域に限定する方法として、物理的なマスキングを配置する方法や、ターゲット形状を磁気ディスクの外周側に限定した形状にする方法などがあるが、本実施例では前者の方法を採用した。
こうして、本実施例の磁気ディスクを得た。この磁気ディスクは垂直磁気記録方式用の磁気ディスクである。
Next, TiO 2 is deposited to a thickness of 0.5 nm on the protective layer (see reference numeral 8 in FIG. 1) in the LUL area corresponding to the LUL area (see reference numeral 6 in FIG. 1) by DC magnetron sputtering. did. The film formation at this time was performed by reactive sputtering using Ti as a target (cathode) and a mixed gas of argon and oxygen as an atmospheric gas. Further, as a method of limiting the film formation region to the LUL region, there are a method of arranging physical masking and a method of limiting the target shape to the outer peripheral side of the magnetic disk. The former method was adopted.
Thus, the magnetic disk of this example was obtained. This magnetic disk is a magnetic disk for perpendicular magnetic recording.
（比較例１）
実施例１におけるＴｉＯ２を保護層の全領域（つまり記録再生領域及びＬＵＬ領域）に０．５ｎｍ厚に成膜したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の磁気ディスクを作製した。
(Comparative Example 1)
A magnetic disk of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the TiO 2 in Example 1 was formed to a thickness of 0.5 nm in the entire region of the protective layer (that is, the recording / reproducing region and the LUL region). .
（比較例２）
実施例１におけるＴｉＯ２を保護層のＬＵＬ領域を含む全領域（つまり記録再生領域及びＬＵＬ領域）に成膜しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の磁気ディスクを作製した。
(Comparative Example 2)
A magnetic disk of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that TiO 2 in Example 1 was not formed in the entire area including the LUL area of the protective layer (that is, the recording / reproducing area and the LUL area). did.
次に、上記実施例１、比較例１，２の各磁気ディスクについて磁気ディスク装置を用いて評価した。ＬＵＬ方式のＨＤＤ（５４００ｒｐｍ回転型）を準備し、浮上量が５ｎｍの磁気ヘッドと磁気ディスクを搭載した。磁気ヘッドのスライダーはＮＰＡＢ（負圧）スライダーであり、再生素子は磁気抵抗効果型素子（ＧＭＲ素子）を搭載している。シールド部はＦｅＮｉ系パーマロイ合金である。また、搭載した磁気ディスクの外周のＬＵＬ領域に光を照射する光源を設置した。この光源は、波長２００〜７５０ｎｍの紫外光乃至可視光を発生する光源である。 Next, the magnetic disks of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated using a magnetic disk device. An LUL type HDD (5400 rpm rotating type) was prepared, and a magnetic head having a flying height of 5 nm and a magnetic disk were mounted. The slider of the magnetic head is an NPAB (negative pressure) slider, and the reproducing element is equipped with a magnetoresistive element (GMR element). The shield part is an FeNi permalloy alloy. In addition, a light source for irradiating light to the LUL area on the outer periphery of the mounted magnetic disk was installed. This light source is a light source that generates ultraviolet light or visible light having a wavelength of 200 to 750 nm.
このＬＵＬ方式ＨＤＤにＬＵＬ動作を繰り返させた。ＬＵＬ動作の条件は、具体的には、１０秒オン、１０秒オフで１２時間継続し、約２０００サイクル実施した。その後、１２時間ＬＵＬ動作を停止し、磁気ディスクは回転停止状態で、光源からは光を照射した状態で放置した。以上の動作を５回繰り返し、合計約１００００サイクルのＬＵＬ、その間に４回の１２時間の放置を実施した。最後の５回目の１２時間放置は実施せず、ＨＤＤから磁気ヘッドを取り出し、磁気ヘッドの表面を４００倍の光学顕微鏡で詳細に観察した。なお、評価数は、実施例、比較例ともにそれぞれ１０サンプル（１０枚）とした。 The LUL operation was repeated on this LUL type HDD. Specifically, the conditions for the LUL operation were 10 seconds on, 10 seconds off for 12 hours, and about 2000 cycles were performed. Thereafter, the LUL operation was stopped for 12 hours, and the magnetic disk was left in a rotation stopped state and irradiated with light from a light source. The above operation was repeated five times, and a total of about 10,000 cycles of LUL was performed, and four times of 12 hours of standing were performed. The last 5 hours of 12 hours were not carried out, the magnetic head was taken out of the HDD, and the surface of the magnetic head was observed in detail with a 400 × optical microscope. The number of evaluations was 10 samples (10 sheets) for each of the examples and comparative examples.
磁気ヘッドの汚れの程度によって、５段階で評価した。すなわち、ランク１が最も軽度の汚れであり（４００倍の光学顕微鏡観察では検出されないレベル）、ランク５はいわゆるヘッドクラッシュによる重度の汚れのレベルである。結果を下記表１に示す。 The evaluation was made in five levels depending on the degree of contamination of the magnetic head. In other words, rank 1 is the lightest level of dirt (a level that is not detected by optical microscope observation at a magnification of 400 times), and rank 5 is a level of severe dirt due to so-called head crash. The results are shown in Table 1 below.
表１の結果から、保護層上に光触媒機能を有するＴｉＯ２を成膜した実施例１及び比較例１の磁気ディスクを用いると、保護層上にＴｉＯ２を一切成膜していない比較例２の磁気ディスクを用いた場合よりも、磁気ヘッドの汚れが少ないことが分かる。 From the results of Table 1, when the magnetic disks of Example 1 and Comparative Example 1 in which TiO 2 having a photocatalytic function is formed on the protective layer are used, Comparative Example 2 in which no TiO 2 is formed on the protective layer. It can be seen that the magnetic head is less dirty than when the magnetic disk is used.
また、各磁気ディスクの記録再生特性試験を行った。記録再生特性試験は、Ｒ／Ｗアナライザーと、記録側がＳＰＴ素子、再生側がＧＭＲ素子を備える垂直磁気記録方式用磁気ヘッドを用いて、磁気ヘッドの浮上量は５ｎｍとした。Ｓ／Ｎ（信号／ノイズ）比は、２４Ｔ記録密度（４０kfci）で磁気ディスク上にキャリア信号を記録した後に、ＤＣ周波数領域から１Ｔの１．２倍の周波数領域までの媒体ノイズをスペクトロアナライザーを用いて観測し算出した。 In addition, a recording / reproduction characteristic test of each magnetic disk was performed. In the recording / reproducing characteristic test, a magnetic head flying height was set to 5 nm using an R / W analyzer and a perpendicular magnetic recording type magnetic head having an SPT element on the recording side and a GMR element on the reproducing side. The S / N (Signal / Noise) ratio is calculated by recording a carrier signal on a magnetic disk at a recording density of 24T (40 kfci), and then measuring the medium noise from the DC frequency range to a frequency range 1.2 times 1T using a spectroanalyzer. Observed and calculated.
その結果、保護層の全面にＴｉＯ２を成膜した比較例１の磁気ディスクは、実施例１及び比較例２の磁気ディスクに比べ、Ｓ／Ｎ比が約０．４ｄＢ（１．０５倍）劣化した。 As a result, the S / N ratio of the magnetic disk of Comparative Example 1 in which TiO 2 was formed on the entire surface of the protective layer was about 0.4 dB (1.05 times) compared to the magnetic disks of Example 1 and Comparative Example 2. Deteriorated.
以上の結果から、本発明のように、磁気ディスクのＬＵＬ領域の保護層に、光触媒機能を有する材料を含有させることにより、雰囲気中に生じるコンタミネーションの影響を受け難く、そのため長期間使用による信頼性の高い、しかも記録再生特性の劣化も起こらない磁気ディスクが得られる。 From the above results, as in the present invention, by including a material having a photocatalytic function in the protective layer of the LUL region of the magnetic disk, it is difficult to be influenced by the contamination generated in the atmosphere, and therefore, reliable due to long-term use. Thus, a magnetic disk having high performance and no deterioration in recording / reproducing characteristics can be obtained.
１ 磁気ディスク
２ 基板
３ 下地層
４ 磁性層
５ 保護層
６ ＬＵＬ領域
７ 記録再生領域
８ ＬＵＬ領域の保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2 Substrate 3 Underlayer 4 Magnetic layer 5 Protective layer 6 LUL area 7 Recording / reproducing area 8 Protective layer of LUL area
Claims (3)
前記磁気ディスクのロードアンロード領域の保護層の表面に、光触媒機能を有する材料を含む層を形成してなることを特徴とする磁気ディスク。 A magnetic disk having at least a magnetic layer and a protective layer on a substrate and having a start / stop mechanism mounted on a load / unload magnetic disk device,
A magnetic disk comprising a layer containing a material having a photocatalytic function formed on a surface of a protective layer in a load / unload area of the magnetic disk.
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