JPH01189024A - 磁気記録媒体用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気ディスクと称されることがある円盤形状の
磁気記録媒体に用いられる基板に係り、特に磁気記録媒
体の製造工程において加熱処理が行なわれる磁気記録媒
体に好適に採用される磁気記録媒体用基板に関する。

更に詳しくは、この加熱処理に際して反り変形の極めて
小さいＡｌ−Ｍｇ系合金基板に関する。

［従来の技術］ 磁気記録媒体用の基板として、ＡＩＬ−Ｍｇ系合金基板
が公知である（例えば特願昭６１−４７２３、同６ｌ−
５７５３）。

この種のＡｎ−Ｍｇ系合金の上には、アルマイト（アル
ミライト）層が形成され、その上に磁性薄膜層が形成さ
れ、さらにその上に炭素よりなる保護膜層や潤滑剤（ル
ーブリカント）層が形成される。

上記アルマイト層は十分な硬度を有しているものであり
、磁気ヘッドがディスク面に衝突する際の変形に耐えて
磁気ディスク面の変形を防止する作用をなす。このアル
マイト層は、基板を陽極酸化することにより形成される
。

上記の磁性薄膜としてＣｏ−Ｎｉ系合金薄膜が知られて
いる（上記各特許出願参照）。そして、さらに詳しくは
、Ｎ２及び／又は０２を含むＡｒガス雰囲気中でスパッ
タリングすることによりＮ及び／又はＯを含むＣｏ−Ｎ
ｉ合金層をディスク上に析出させ、次いで例えば３００
〜６００を程度で熱処理することによりＮ、Ｏを放出さ
せることにより高密度記録が可能な磁性合金薄膜層を形
成することも例えば上記特願昭６１−４２７４、同６１
−５７５３で公知である。

上記特許出願で具体的に開示されているＡ２合金基板は
、Ｍｇを約７％以下例えば３〜４％含むＡｕ２−Ｍｇ合
金基板である。

［発明が解決しようとする課題］ このＡｆｌ−Ｍｇ合金基板は、種々の検討の結果、Ｎ及
び／又は０を含むＣｏ−Ｎｉ合金薄膜の加熱処理により
反り変形を起し易いことが認められた。

本発明は、かかる熱処理時の変形が極めて少ない磁気記
録媒体用基板を提供するものである。

［課題を解決するための手段コ 本発明の磁気記録媒体用基板は、Ｍｎを０．０２〜０．
４重量％、Ｍｇを３〜５重二％含み、必要に応じざらに
ＣｒをＯ４１重量％以下含み、残部実質的にＡＡよりな
る。なお、以下％は特記しない限り重量％を表わす。

本発明では、この基板の上にアルマイト層を形成しても
良い。

［作用］ かかる本発明の磁気記録媒体用基板は、熱処理しても極
めて変形が少ないことが、種々の実験結果より明らかと
なった。

また、基板上に形成されたアルマイト層は硬質であり、
磁性層の変形を防止する。

以下、本発明の構成につき更に詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体用基板を構成するＡｆＬ合金のＭ
ｎ、Ｍｇ、Ｃｒの含有範囲は前記した通りであり、Ｍｎ
、Ｃｒについては前記範囲とすることにより熱処理時の
反りを防止できる。また、Ｍｇについては上記範囲とす
ることによりＡｕ２のみよりなるディスクに比べてディ
スク構成合金の強度、耐久性等を高めることかできる。

特に好適なＭｎ、Ｍｇ、Ｃｒの量は、Ｍｎが０．０５〜
０．３％とりわけ０．１〜０．２％であり、Ｍ３が３．
５〜５．０％、とりわけ３．７〜４．５％であり、Ｃｒ
が０．０１〜０．１％とりわけ０．０３〜０．０８％で
ある。

なお、種々の検討の結果、Ｍｎが０．４％を超えたり、
Ｃｒが０．１％を超えると磁気記録媒体の記録エラーが
増大することが認められた。これは、ＭｎやＣｒが八λ
やさらには不純物として含まれるＦｅ等と原子間化合物
を形成し、これが比較的大きな塊状物となって析出する
ためであると考えられる。

また、種々の検討の結果、Ｍｎを含有させることにより
、熱処理後の基板の板面の表面粗さを小さくできること
が認められた。即ち、Ａｕ−Ｍｇ合金基板を熱処理する
と基板板面の表面粗ざＲａが増大し、特に熱処理温度が
高くなる程、Ｒａが増大するのであるが、Ｍｎを添加す
るとこの熱処理に伴なうＲａの増大が抑制されることが
認められた。

本発明の合金基板は、Ｍｎ、Ｍｇ及びＣｒのほかの残部
は実質的にＡ１からなるものであるが、Ａｌには不可避
的に不純物が含有される。本発明では、この不純物のう
ちでも特にＦｅを０．０２％以下にすることが好ましい
。Ｆｅが０．０２％を超えると、鉄−マンガン−アルミ
ニウム系原子間化合物が比較的大きな塊状物となって析
出し、磁気記録媒体の記録エラーを増大させるのである
。特に、直径が４μｍ以上とりわけ６μｍ以上のこの析
出物、は記録エラーを増大させ易い。

その他の不純物としては、次の元素を次の量以下とする
のが好適である。

Ｓｉ：０．０３％以下とりわけ０．０２％以下Ｃｕ：０
．０２％以下とりわけ０．０１％以下Ｚｎ：０．０３％
以下とりわけ０．０２％以下Ｔｉ：０．０３％以下とり
わけ０．０２％以下さらに上記以外の不純物元素は、そ
れぞれ０．０５％以下とし、すべての含量でも０．１５
％以下とするのが好ましい。

本発明では、このようにＭｎ、Ｍｇ％Ｃｒ以外の不純物
元素が少ない高純度材とすることにより、熱処理に伴な
う反りが少なく、またＲａの小さいものとなることは留
意されるべきである。即ち、Ａｌ１−Ｍｇ系合金の低級
材では不純物としてＭｎを含むものもあるが、このよう
な低級材はＦｅ等のＭｎ、Ｍｇ、　Ｃｒ以外の本発明に
とフては有害な不純物をも多量に含んでおり、それ故に
本発明の目的を達成することはできない。

このような本発明の基板を用いた場合、磁気記録媒体を
例えば次のようにして製造することができる。

まず、アルミニウム基合金基板を陽極酸化することなど
により、基板上に下地層を形成する。次に、Ｎ２及び／
又は０２を含むＡｒガス雰囲気中でスパッタリング等の
手法によってＮ及び／又はＯを含むＣｏ−Ｎｉ合金薄膜
を基板上に形成し、然る後熱処理し、Ｎ及び／又はＯを
放出させるものである。

このスパッタリングを行うには、通常のスパッタリング
装置、即ち、ターゲット及び試料設置台を有する装置ケ
ーシング、このケーシング内を加熱するためのヒータ、
このケーシング内を減圧するための真空ポンプ及びケー
シングに接続されたガスボンベを備えて構成されたもの
が好適に用いられれる。このターゲットとしては、形成
する膜の合金組成と完全に又はほぼ一致した合金組成の
ものが好適である。

スパッタリングは、ＡｒのほかにＮ２及び／又は０２を
含む雰囲気で行われる。雰囲気圧は、全圧で１〜ｌＯＯ
ｍＴｏｒｒ、とりわけ５〜５０ｍＴｏｒｒとするのが好
適である。なお、予定するスパッタリング雰囲気を形成
するに先立って、−旦、１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下の真空に
減圧するのが好適である。スパッタリング時の全圧に対
するＮ２及び／又は０２の分圧は１０〜１００％、とり
わけ２０〜８０％が好ましい。

スパッタリングを行うときには、基板を加熱しても良く
、室温のままにしても良い。基板を加熱する場合は、２
５０℃以下、とりわけ２２０℃以下とするのが好ましい
。スパッタリング時間は、形成しようとする膜厚を、平
均的な膜形成速度で割り算することにより決定される。

スパッタリング装置としては、上記のような温度、雰囲
気、雰囲気圧力等の条件を種々調節できるものが好適で
ある。良く知られているスパッタリング装置としては、
高周波マグネトロンスパッタリング装置、円型マグネト
ロンスパッタリング装置、平板型マグネトロンスパッタ
リング装置、同軸円筒電極型マグネトロンスパッタリン
グ装置、イオンビームスパッタリング装置、高周波スパ
ッタリング装置、直流２極スパツタリング装置などが挙
げられる。

上記の製造方法において、基板上に形成する磁性合金薄
膜中のＮ及び／又はＯの含有率は２０原子％以上例えば
２５〜５０原子％とするのが好ましい。このようにスパ
ッタリング時に多量のＮ及び／又は０を薄膜に含有させ
ると、アモルファス状又は粒径５０Ａ〜１５０Ａ程度の
微結晶体より成る薄膜が形成され、この薄膜は後工程の
熱処理で結晶化又は粒径１００〜５００Ａ程度に粒成長
し適度なＨｃを有しかつ高角形比の磁気記録媒体を形成
するようになる。また、脱Ｎ及び／又は脱０の作用によ
り、膜が多孔質化する。

この熱処理の温度としては３００〜６００℃程度が好ま
しい。熱処理の温度が３００℃を下回る場合には、脱Ｎ
及び／又は脱０の速度が小さくなり、薄膜の結晶化も不
充分となりやすい。また熱処理温度が６００℃を超える
場合には、脱Ｎ、脱０が過度に早く進行し、かつ結晶粒
径が大きくなり保磁力Ｈｃが低下する。特に好ましい熱
処理条件は３２０〜５００℃Ｘ０．５ｈｒ〜３ｈｒ程度
であり、このようにすることにより磁気特性の優れたも
のを安価に製造することが可能となる。

なお基板と磁性薄膜との間にアルマイト下地層の他、磁
性薄膜の付着強度を増大させる各種の中間層、具体的に
はＣｒ、Ｖ、Ｍｎ等の層を数１０〜数１０００Ａ程度設
けてもよい。また磁性薄膜上に炭素、ポリ珪酸、Ａｊ２
Ｎ、５ｉｓＮ４゜Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｕ等の単一層又
は複数層（多層）からなる保護膜を設けてもよい。さら
に、この保護膜上に潤滑剤、具体的にはＦＯＭＢＬＩＮ
ヌレートとパーフロロアルキルポリエーテルとの混合物
を塗布しても良い。

なお、本発明は１インチないし２インチのような極めて
小さなディスク径のものから、１０インチ又はそれ以上
の大きなディスク径の磁気記録媒体用基板にも適用でき
る。

［実施例］ 以下、本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。

なお以下に述べる実施例はマグネトロンｒ、ｆ、スパッ
タ装置によフたが、イオン工学的に同様のことが言える
イオンビームスパッタリング等によって本発明の効果を
得ることが可能であることは勿論である。

実施例１ 第１表に示す組成のアルミニウム合金基板（大きさ：直
径３．５゛インチ、約８６ｍｍ、厚さ６６ｍｍ）をクロ
ム酸を含む酸浴中で電解処理し、その表面に厚さ１０μ
ｍのアルマイト質の下地層を形成し、かつその表面を２
μｍ程度研磨し平坦にした。

次に、平板マグネトロンｒ、ｆ、スパッタ装置を用い、
下記条件にて下地層上にＮを３５原子％含むＣｏ−Ｎ１
−Ｎ薄膜を形成した。

初期排気　　　　　　　　２ｘｌＯ””Ｔｏｒｒ全７囲
気圧（Ａｒ＋Ｎ２）　　　　　２０ｍＴｏ　ｒ　ｒ：囲
気中Ｎ２ガス濃度 （全圧に対するＮ２分圧の％）５０％ 没入電力　　　　　　　　　　　１ｋｗターゲット組成
　　　　　　　　Ｃｏ−Ｎ１（Ｎｉ１５原子％） 極間隔　　　　　　　　　　　　１０８ｍｍ膜厚　　　
　　　８００Ａ 薄膜形成速度　　　　　　　２００　Ａ　／　ｍ　ｉ　
ｎ基板温度　　　　　　　　　　　１００’にの膜形成
処理後、真空中にて４００℃×１ｈｒの熱処理を行ない
、膜を結晶化又は結晶粒成長をさせると共に、窒素を放
出させた。このＣ。

−Ｎｉ薄膜の断面の透過電子顕微鏡写真を撮影し、結晶
粒径を測定したところ、結晶粒は粒径が１００〜５００
Ａのものを主体とすることが肥められた。

その後、カーボン保護膜を６０ＯＡ厚さとなるようにス
パッタリングして形成し、磁気記録媒体とした。

この一連の工程における反り（第１図のＷ値）の変化を
第２図に示す。なお、第１図は磁気記録媒体１の模式的
断面図であり、符号２は中心孔を示す。

実施例２〜４、比較例１〜３、参考例１アルミニウム合
金基板の組成を第１表の実施例２〜４、比較例１〜３、
参考例１のように変えたほかは実施例１と同様にして磁
気記録媒体を製造した。

実施例１〜４及び比較例１〜３、参考例１における４０
０℃Ｘｔｈｒの熱処理の前後の反りＷの差を第１表に併
せて示す。

第１表より、実施例はいずれも比較例１　（Ｍｎ不足）
に比べ反りが少ないことが認められる。なお、比較例２
，３、参考例１では、後述のように記録エラーが多かっ
た。

熱処理温度と反りとの関係 実施例１．４及び比較例１のアルミニウム合金基板につ
いて、スパッタリング後の熱処理温度を３２０℃、３４
０℃、３６０℃、３８０℃にそれぞれ変えて、熱処理に
よる反りの増加を調べた。

その結果を第３図に示す。

第３図より、実施例材は各温度においていずれも比較例
材よりも反りが少ないことが認められる。

熱　埋に伴う表面粗さの　化 実施例１．４材及び比較例１材の３２０℃、３４０℃、
３６０℃、３８０℃、４００℃の熱処理後の表面粗さを
調べた。スパッタリング後で熱処理前の表面粗さと熱処
理温度との関係を第４図に示す。

第４図より、実施例材は表面粗さが小さいことが認めら
れる。

磁気記録媒体の記録エラー。

実施例及び比較例（熱処理温度４００℃）により得られ
た磁気記録媒体に記録エラーが現われる頻度を調べた。

その結果を第１表に併せて示す。

比較例１及び実施例材は記録エラーは生じなかったが、
比較例２．３及び参考例１では、それぞれ第１表に示す
記録回数に１回の割合でエラーが生じた。

なお、記録及び再生の測定条件は次の通りである。

使用ヘッド：Ｍｎ−Ｚｎミニウィンチエスタ型トラック
幅　１９μｍ ギャップ長　０．８μｍ 巻　　　　　数　　１６ＴＸ２ ヘッド浮上量＝０．１μｍ 測定箇所：ディスク半径Ｒ＝５０ｍｍ点のトラック上周
速４．７ｍ／ｓｅｃで 測定 記録電流Ｉｗのｏ−ｐ値：１５ｍＡ Ｂｗ：１０ＫＨｚ ビデオフィルター：１０Ｈｚ スパン：５ＭＨｚ ［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明の基板は熱処
理しても反り等の変形が少ないので、寸法精度の高い磁
気記録媒体を製造することが可能となる。また、本発明
の基板を用いると、磁気記録媒体の表面粗さも小さくな
る。

本発明の基板上にアルマイト層を形成すると、磁性膜層
の変形を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図及び第４図は実施例における測定結果を
示すグラフ、第２図は磁気記録媒体の模式的な断面図で
ある。 １・・・磁気記録媒体、　２・・・中心孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｎ：０．０２〜０．４重量％、 Ｍｇ：３〜５重量％、 残部実質的にＡｌ よりなる磁気記録媒体用基板。
2. （２）Ｍｎ：０．０２〜０．４重量％、 Ｍｇ：３〜５重量％、 Ｃｒ：０．１重量％以下、 残部実質的にＡｌ よりなる磁気記録媒体用基板。
3. （３）前記基板の板面上にアルマイト層が形成されてい
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の磁気記録媒体
   用基板。