JPH03263613A

JPH03263613A - 磁気記録媒体及びその装置

Info

Publication number: JPH03263613A
Application number: JP6099490A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Gomi; 五味　憲一; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Shoichi Sawahata; 沢畠　昇一; Maki Kondou; 近藤　麻希; Masakazu Kondo; 正和近藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1991-11-25

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〕本発明は磁気記録装置に係り、特に、磁気記録装置に用
いられる磁気記録媒体及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータシステムの外部記憶装置としての磁
気記憶装置の重要度は益々高まり、その記録密度は年々
著しい向上が図られている。このような高記録密度化に
対応する磁気記録電体として、従来の磁性粉とバインダ
を混練した磁性塗料を基板上に塗布した塗布型媒体に代
り、磁性薄膜を用いた薄膜磁気記録媒体を注目されてい
る。

このような磁性薄膜を用いた薄膜磁気記録媒体（以下、
単に磁気記録媒体と称する）の一般的な構造は次の様で
ある。基板はアルミニウム合金円板と、その上に形成さ
れた下地層より成る。アルミニウム合金の代りにガラス
等硬度の高い円板材料を用いた場合には下地層が省略さ
れることもある。基板の上には磁性層が形成されるが、
この両者の間には、密着性向上や磁性層の特性向上を目
的として中間層が形成される場合もある。磁性層の上に
は保護層、さらには、必要に応じて潤滑層が形成されて
、磁気記録媒体が構成される。

磁気記録装置は、磁気記録媒体と記録再生磁気ヘッド（
以下、単にヘッドと称する）を主構成要素としている。

その記録再生方法は、操作開始前にはヘッドと磁気記録
媒体が接触状態であるが、磁気記録媒体を回転させるこ
とによりヘッドと磁気記録媒体の間に空間を作り、この
状態で記録再生を行なう。操作終了時には磁気記録媒体
の回転が止まり、ヘッドと磁気記録媒体は、再び、接触
状態となる（コンタクト・スタート・ストップ方式、以
下Ｃ５Ｓ方式と称する）。磁気記憶装置の記録密度を向
上させるには、記録再生時のヘッドの浮上量は小さいほ
ど良く、その際のヘットの浮上安定性を確保するために
、磁気記録媒板の表面はできるだけ平坦であることが要
求される。

この磁性層はめっき法、イオンブレーティング法、真空
蒸着法などの手法によって、Ｃｏ、Ｆｅ。

Ｎｉ等の強磁性金属、または、これらの元素を主成分と
する強磁性合金からなる膜が形成される。

この磁性層は耐食性が悪く、また、磁気ヘッドと接触等
によって損耗するため、これを防止するために磁性層の
上に保護層、さらに潤滑膜を形成するのが一般的である
。保護膜としては、例えば、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｒ、
Ｓｊ等からなる材料で形成させる方法（特開昭５３−４
０５０５号公報、特開昭５７−１７６５３７号公報、特
開昭６３−７１９２９号公報。

特開昭６３−１６８８３０号公報、特開昭６３−４４１
９号公報）やＣ系保護膜（特開昭６０−１５５６６８号
公報）、Ｂ系保護膜（特開昭５０−１０４６０２号公報
、特開昭６２−４３８２１号公報）、Ｚｒ系保護膜（特
開昭６１−１１５２３０号公報）、金属炭化物系保護膜
（特開昭６３−４４１９号公報）を形成させる手法等が
提案されている。さらに、磁気ヘッドとの接触時の摺動
性を向上させるために、上記の保護膜の上にパーフロロ
アルキルエーテル系の潤滑膜（特開昭６１−１０４３１
８号公報、　ＩＥＥＥ、Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｓ、　Ｍ　Ａ　Ｇ２３、＆１（１９８７）ｐｐ３３−３
５）　　を形成させる方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記に示したように、保護膜材料として種々のものが提
案されているが、現在量な一般的に使用之れでいるのは
スパッタリング法で形成したカーボン膜である。しかし
、このカーボン膜も磁気ヘッドと磁性層の間のスペーシ
ングをより小さくする場合や磁気記録媒体の回転数をよ
り大きくする場合には磁気ヘットに対する耐摺動性は不
十分であり、また、金属磁性膜を水分等の腐食性ガスか
ら保護するという観点からも十分な機能をもっていない
。

本発明の目的は磁気ヘッドに対する耐摺動性に優れ、さ
らに、水分等の腐食性ガスの透過性を防止するに足る緻
密性の良い保護膜を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、磁気記録媒体の保護層として周期律表のＩ
ｂ、Ｉｌａ、ｍａ、ｌ１ｌｂ、ｌＶａ、ｒＶｂ。

Ｖａ、Ｖｂｚ　ＶＩａ、ＶＩｂ族から選ばれた少なくと
も一種の元素と炭素と珪素を含む膜を用いることによっ
て達成される。さらに、詳しくは、上記保護層はＣｕ、
Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｙ、Ｂ、ＡＱ。

Ｇａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、、Ｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの群から選ばれた少なくと
も一種の元素と炭素の珪素を含む組成の膜で構成される
。上記の保護膜は磁気記録媒体の磁性層の上に、例えば
、スパッタ法で形成することができる。この膜の厚さは
磁性層と磁気ヘッド間の実効スペーシングをできるだけ
小さくするため、６０ｎｍ以下でできるだけ薄いほど良
いが、耐摺動性と水分等の透過性を防止するという観点
からは５〜５０ｎｍの膜厚が望ましい。

〔作用〕

周期律表のＩ　ｂ、　ＩＩ　ａ、　ＩＩＩａ、　Ｉ［Ｉ
ｂ、　ＩＶａ、＋ＩＶｂ、Ｖａ、Ｖｂ、ＶＩａ、ＶＩｂ
族から選ばれた少なくとも一種の元素と炭素の珪素を含
む保護膜は膜硬度が大きく、また、膜の緻密性が優れて
し）るため、磁気ヘッドに対する耐摺動性に優れ、また
、水分等の透過性も非常に小さい。

さらに、上記保護膜上に潤滑剤を塗布した場合潤滑剤の
保持性能が非常に向上し、保護膜の耐摩耗性が良く、Ｃ
８Ｓ性能に優れた磁気記録媒体となる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。

〈実施例１〉外径５．２５　インチのアルミニウム合金円板１の表面
に無電解めっき法によりＮ１−Ｐ下地膜２を１５μｍ形
成し、この下地膜を１０μｍまで研磨して、触針式表面
粗さ計で測定した平均粗さ（Ｒａ）５ｎｍ以下、最大粗
さ（Ｒｍａｘ）　１０　ｎ　ｍ以下になるように鏡面加
工した。基板表面に通常の研磨テープと砥粒を用いてテ
クスチャー加工した後、スパッタ法により第１図に示す
構造の磁気記録媒体を作成した。

スパッタ装置内の試料室を７　Ｘ　１０−７Ｔｏｒｒ以
下に排気した後、Ａｒガスを導入して１０　ｍＴｏｒｒ
で、ＤＣマグネトロン法により、基板温度１５０℃で基
板上にＣｒ膜３を０．４μｍ形成した。次に、Ｃｒ膜３
上にＣｏ　ｏ、３ｓＮ　ｉ　０．４Ｃｒ　ｏ、ｏ６合金
ターゲットを用いて、基板温度２００℃で０．０５μ−
の磁性膜４を形成した。円板上に次のようにして保護膜
６を形成した。

基板温度２００℃１反応室内圧力１ｍＴｏｒｒでＤＣマ
グネトロンスパッタ法により膜厚２０ｎｍの保護膜を形
成した。形成した保護膜の種類を表土に示す。

保護膜５上にパーフロロアルキルエーテル系の液体潤滑
剤をスピンコード法で塗布し、潤滑膜６を約１０ｎｍ形
威して磁気記録媒体を得た。

磁気記録媒体のヘッドに対する摺動信頼性を以下の方法
で評価した。荷重ＬｏｇのＡ　０２０３−ＴｉＣ製スラ
イダをもつヘッドを用いてＣ８Ｓ試験を行ない、目視の
キズが発生するまでのＣ８Ｓ回数を測定した。保護膜５
の種類の異なる磁気記録媒体について測定した結果を表
１に示す。

いずれの保護膜をもつ磁気記録媒体も比較例に示したカ
ーボン膜を保護層とする磁気記録媒体に比べて耐摺動性
に優れていることが判明した。また、いずれの磁気記録
媒体でもヘッドのスライダ面にもほとんど付着物は認め
られなかった。

また、表１に示した保護膜を磁気記録媒体作製時と同条
件でシリコン基板上に形成し、膜をＸ線回折法で分析し
たところ、いずれもアモルファス構造であることが判明
した。さらに、膜断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）に
より観察した結果、いずれの保護膜も極微小の結晶粒か
ら構成される緻密な構造であることが明らかとなった。

次に、シリコン基板上に保護膜を形成した試料を用いて
、磁気ヘットのスライダ材料であるＡＱ２０ａ−ＴｉＣ
複合セラミックスに対する摩擦係数を測定した。本測定
ではＲ３０の球面摺動子状に加工した！’、Ｑｚ○ａ−
ＴｉＣを用い、荷重２０ｇｆ＋移動速度１　ｕｎ　／　
ｓの条件とした。摩擦係数はいずれの保護膜の場合にも
０．２〜０．３で、比較例に示したＣ膜と同等であった
。また、膜の硬度はＨｋ（ヌープ硬度）　１５００ｋｇ
ｆ　／ｗｎ２以上で、いずれも比較例に示したＣ膜以上
であった。

従って、本発明の保護膜はＣ８Ｓ試験時に潤滑剤が損耗
して、ヘッドと保護膜が、直接、接触した場合にも、十
分な摺動耐久性をもつものと考えられる。

さらに、この手法で作成した磁気記録媒体の耐食性を以
下の方法で評価した。すなわち、磁気記録媒体を相対湿
度９０％、温度６０℃の条件下に−か月間放置した後、
磁気記録媒体の表面を光学顕微鏡で検査し、腐食痕の有
無を調べた。本実施例で作成した磁気記録媒体ではこの
試験後も表面に腐食痕は認められず、耐食性も優れてい
ると判断された。このことから、本実施例で作成した保
護膜にはピンホールはほとんどないものと判断された。

磁気記録媒体の保護層は磁気記録装置の高性能化のため
には薄いほど望ましいが、一方、磁気ヘッドとの接触時
の耐摺動信頼性の向上や磁性層の腐食防止の観点からは
ある膜厚が必要である。このために、保護膜の厚さは５
〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜４０ｎｍである。

く比較例〉基板として５．２５“φのＡＱ合金基板を用い、実施例
１と同様にＮ１−Ｐ膜、Ｃｒ膜及び磁性膜としてＣｏＮ
ｉＣｒ膜を形成した後、保護膜としてＣターゲットを用
いて、Ａｒ圧１ｍＴｏｒｒ、基板温度２００℃の条件で
３０ｎｍのカーボン保護膜５を形成させた。保護膜５上
にパーフロロアルキルエーテル系の液体潤滑剤をスピン
コード法で塗布し、潤滑膜６を形成させた。潤滑膜の平
均膜厚をＦＴ−ＩＲ法でチエツクしたところ、約１０ｎ
ｍであった。

磁気記録媒体のヘッドに対する摺動信頼性を実施例１と
同様の方法で評価した。しかし、比較例で作成した磁気
記録媒体は約二号回のＣ８Ｓ回数後に黙視で確認できる
キズが磁気記録媒体表面に検出され、高記録密度の磁気
記録装置に用いるには摺動信頼性は不十分であった。

〈実施例２〉基板として５．２５’φ　の強化ガラス円板ｌを用い、
第２図に示す構成の磁気記録媒体を作成した。基板上に
、実施例１と同条件で、はぼ同じ膜厚のＣｒ膜３及び磁
性膜４を形成させた。次いで、実施例１と同様の方法で
表１に示す保護膜５を形成した。膜厚は約３０ｎｍであ
った。

この円板上に実施例１と同様にパーフロロアルキルエー
テル系の液体潤滑剤をデイツプ法で塗布し、潤滑膜６を
形成して磁気記録媒体を得た。潤滑膜の膜厚は約８ｎｍ
であった。磁気記録媒体のヘッドに対する摺動信頼性を
実施例１と同条件で評価したところ、実施例１の磁気記
録媒体とほぼ同レベルの耐摺動性に優れた磁気記録媒体
であることが判明した。

〈実施例３〉基板としてセラミックス系の５．２５’　φ　の円板を
用い、実施例２と同構成で、磁性膜まで形成した磁気記
録媒体を作成した。次いで、実施例１と同様の方法で表
１に示すような保護膜５をもつ磁気記録媒体を形成した
。

磁気記録媒体のヘッドに対する摺動信頼性を実施例１と
同条件で評価したところ、実施例１の磁気記録媒体と同
レベルの耐摺動性に優れた磁気記録媒体であることが判
明した。

本発明の保護膜は実施例に示した基板が円板状の磁気記
録媒体に限定されることはなく、磁気テープ、フロンピ
ディスク等、磁気ヘッドと組合せて使用する磁気記録装
置に用いられる磁気記録媒体に用いられることは詳細に
述べるまでもない。

さらに、磁気記録媒体の構成も実施例に示した構成に限
定されることが無いことはいうまでもない。

また、本発明の保護膜をもつ磁気記録媒体は従来のＣ保
護膜を用いた磁気記録媒体に比べ、磁気ヘットに対する
耐摺動性に優れているため、複数セラミックス製のスラ
イダをもつ磁気ヘッドと組合せた場合、磁気ヘッドと磁
気記録媒体のスペーシングは０．１５μｍ以下にするこ
とが可能である。さらに、実施例１〜３のＣ８Ｓ試験を
磁気記録媒体の回転数を従来の３６００ｒｐｍから５４
０Ｏｒｐｍに上げて実施した場合にも耐摺動性はなんら
低下することはなかった。

そのため、第３図に示すような磁気ヘッドと磁気記録媒
体間のスペーシングが小さく、さらに、磁気記録媒体の
回転速度が大きく、磁気ヘッドのアクセス時間の短い高
性能磁気記録装置を提供することができる。

〔発明の効果〕

本発明の磁気記録媒体は保護層として緻密性に優れた高
硬度の膜を用いているので、耐摺動性。

耐食性に優れているだけではなく、潤滑剤の保持性にも
優れているため、長期にわたって高信頼性を保つことが
でき、高性能磁気記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の構造
を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例における磁
気記録媒体の構造を示す断面図、第３図は本発明の磁気
記録媒体を用いた磁気記録装置の系統図である。ｌ・・・ＡＱ合金基板、２・・・下地膜、３・・・中間
膜、４・・・磁性膜、５・・・保護膜、６・・・潤滑膜
、７・・・ガラス基板、８・・・磁気記録媒体、９・・
・磁気ヘッド、１０・・モータ、１工・・・制御装置。第１図第３図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１、非磁性基体上に磁性層を設け、前記磁性層上に保護
層を設けた磁気記録媒体において、前記保護層が周期律表の I ｂ、IIａ、IIIａ、IIIｂ、
IVａ、IVｂ、Ｖａ、Ｖｂ、VIａ、VIｂ族から選ばれた少
なくとも一種の元素と共に少なくとも炭素の珪素を含む
膜であることを特徴とする磁気記録媒体。２、請求項１において、保護層はＣｕ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂ
ａ、Ｙ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの群から選ば
れた少なくとも一種の元素と共に少なくとも炭素と珪素
を含む組成である磁気記録媒体。３、請求項１において、保護層が周期律表の I ｂ、II
ａ、IIIａ、IIIｂ、IVａ、IVｂ、Ｖａ、Ｖｂ、VIａ、V
Iｂ族から選ばれた少なくとも一種の元素と共に少なく
とも炭素と珪素を含むアモルファスの膜である磁気記録
媒体。４、請求項１において、保護層の膜厚が５〜５０ｎｍで
ある磁気記録媒体。５、請求項１において、保護層をスパッタ法によつて形
成した磁気記録媒体。６、請求項１において、非磁性基体として少なくともＡ
ｌ合金、ガラス、及びセラミックスから選ばれた円板状
の基体を用いる磁気記録媒体。７、請求項１において、前記磁気記録媒体と複合セラミ
ックス製のスライダを用いた磁気ヘッドを組み込んだ磁
気記録装置。