JPH03273528A - 磁気ディスクの製造方法 - 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〕 この発明は、カーボン基板を使用した磁気ディスクを製
造する方法に係り、詳しくは保磁力、角形比を向上させ
た磁気ディスクが得られるようにした、磁気ディスクの
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、磁気ディスク（磁気ディスク媒体）にお
いては、その高記録密度化が進められている。一般に、
磁気記録媒体の性能を決定する因子として、次式■で表
される磁化遷移幅ａ（μｍ）がある。

ａｃｌｌ：δ・Ｂｒ／　（ｍ−Ｈｃ）　　　　　　−■
但し、δは磁性体層膜厚（μｍ）、Ｂｒは残留磁束密度
（Ｇ）、ｍは角形性に関する因子、Ｈｃは保磁力（Ｏｅ
）である。

記録密度を向上させるには、上記の式■で表される磁化
遷移幅ａの値を小さくする必要があり、磁性体層の薄膜
化とともに保磁力の向上が有効な手段となっている。

ところで、磁気ディスクの種類としては、一般に、塗布
型ディスク、めっき薄膜型ディスク、及びスパッタ薄膜
型ディスクがあるが、塗布型ディスクでの磁性体層の薄
膜化の困難性などの点から、磁性体層をスパッタ法によ
り形成してなるスパッタ薄膜型ディスクが高密度磁気記
録媒体として期待されている。

そのため、スパッタ薄膜型ディスクにおいては、高保磁
力化を図るため、アルミニウム合金基板の表面にＮｉＰ
めっき層が施された基板（以下、ＮｉＰめっき基板とい
う）上にスパッタ法により形成する磁性体層の磁性材料
の組成の改善が行われている。また、基板を高温にした
状態で磁性体を成膜する方法（例えば、石川ら、第１１
回日本応用磁気学会学術講演概要集、ｐ１８．１９８７
．１１）や、基板に逆バイアス電圧を印加して磁性体層
の形成条件を最適化するようにした方法（例えば、橋本
ら、第３５回応用物理学関係連合講演予稿集、ｐ５７．
１９８８．１０）が捉案されている。

一方、高記録密度化を達成するため、上記した保磁力の
向上などの他に、基板としては、表面粗さが小で表面欠
陥のない表面性状であること、磁性体層の下地として化
学的に安定であること、ヘッドとの接触による耐久性を
確保し得る硬度や強度を備えていること、などが要求さ
れる。また、基板材料に要求される特性としては、非磁
性、高硬度、耐熱性、軽量、強度・剛性などがある。

このような基板に関する要求に応えるため、最近、基板
としてカーボン基板（ガラス状カーボン基板）を使用し
た磁気記録媒体が提塞されており、例えば特開昭６２−
２３４２３２号公報にはガラス状カーボン基板上に磁性
薄膜を形成してなる磁気ディスクが示されている。また
、本出願人もガラス状カーボン基板の上にＣＯ基合金薄
膜を形成してなる磁気記録媒体を揚案している（特願平
１１８８２２５号）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来技術において、磁性体組成の改善に
よる方法では、磁性材料としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔといっ
た貴金属を用いるようにしているので、経済的に好まし
くない。

また、基板を高温にした状態で磁性体層をスパッタ法に
より形成する高温成膜方法では、保磁力が向上した磁気
ディスクが得られているが、基板を保持するためのキャ
リアが加熱により変形し易くなる等の成膜装置上の問題
から、研究レベルではなく量産を行う場合には、基板加
熱温度が２５０°Ｃを超えた状態での磁性体層の形成は
容易でない。さらに、ＮｉＰめっき基板を使用する場合
には、２８０℃以上になるとＮｉＰめっき層が仕様限界
値を超えて磁化して磁性体層に悪影響を与えるとともに
、３００°Ｃ以上に加熱されると基板の変形が生じると
いう問題がある。

さらに、基板に逆バイアス電圧を印加した状態で磁性体
層を形成する方法では、保磁力が向上した磁気ディスク
が得られているが、逆バイアス電圧を印加する必要があ
るため、成膜装置の構造が複雑になるという欠点がある
。

一方、前述したカーボン基板（ガラス状カーボン基板）
を使用した磁気ディスクは、信軌性の高い優れたもので
はあるが、記録密度を向上させるだめの高保磁力化とい
う点では未だ十分とはいえない。

こうした状況のもとで、本発明者らは、カーボン基板の
持つ耐熱性に着目してこれを使用した磁気ディスクの高
保磁力化の研究を重ねた。その結果、カーボン基板を使
用した磁気ディスクを製造するにあたり、カーボン基板
上に少な（ともＣＯ基合金磁性体層を形成した後、ある
いはカーボン基板上に少なくともＣｒ下地層、前記磁性
体層を順次形成した後、これを高温加熱することにより
保磁力を向上し得ること、さらに、加熱処理に際してこ
れを磁界を印加した状態で行えば、高記録密度化を達成
するための他の磁気特性要因である角形比を向上できる
ことを見出し、この発明に到達したのである。

すなわち、この発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであって、カーボン基板を用いた磁気ディスク
の製造にあたり、保磁力、角形比を向上させることがで
きる、磁気ディスクの製造方法を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、請求項１の発明による磁
気ディスクの製造方法は、カーボン基板上に順にＣｏ基
合金磁性体層と保護潤滑層とを有する磁気ディスクの製
造方法において、前記カーボン基板上に少なくとも前記
Ｃｏ基合金磁性体層を形成した後、これをディスク円周
方向にその方向が向く磁界中にて２５０〜１４５０℃の
温度で加熱処理することを特徴としている。

また、請求項２の発明による磁気ディスクの製造方法は
、カーボン基板上に順にＣｒ下地層、Ｃｏ基合金磁性体
層、及び保１潤滑層を有する磁気ディスクの製造方法に
おいて、前記カーボン基板上に少なくとも前記Ｃｒ下地
層と前記Ｃｏ基合金磁性体層とを形成した後、これをデ
ィスク円周方向にその方向が向く磁界中にて２５０〜１
４５０°Ｃの温度で加熱処理することを特徴としている
。

〔作　用〕

請求項１の発明による磁気ディスクの製造方法において
は、カーボン基板上にＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、　Ｃｏ−Ｎｉ
、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、　Ｃｏ−Ｃｒ　、あるいはＣｏ−
Ｃｒ−Ｔａ等のＣＯ基合金からなる磁性体層を形成した
後、これを加熱処理すると、大気雰囲気中熱処理の場合
には、Ｃｏ基合金磁性体層の粒界が選択的に酸化され、
さらにＣｒを含むＣｏ基合金磁性体層ではＣｒの粒界へ
の偏析が促進される。その結果、Ｃｏ基合金磁性体層の
結晶粒自体が単磁区粒子として振る舞うことにより保磁
力が向上するものと考えられる。また、真空中、あるい
は不活性ガス雰囲気中で加熱処理すると、Ｃｏ基合金磁
性体層における上記のＣｒの粒界への偏析が促進される
ことにより保磁力が向上するものと考えられる。

さらに、上記の加熱処理をディスク円周方向にその方向
が向く磁界を印加した状態で行うようにしているので、
記録層としてのＣｏ基合金磁性体層の磁区の磁気モーメ
ントの向きがディスク円周方向に揃えられる。これによ
り、角形比が大きくなり読み出し特性が向上する。なお
、印加する磁界の大きさは付与しようとする保磁力以上
であればよく、その差が大きいほど効果が大きい。

これに対して請求項２の発明による磁気記録媒体の製造
方法においては、カーボン基板上にＣｒ下地層とＣｏ基
合金磁性体層とを順次形成したのち、これを加熱処理す
ると、上述した保磁力向上作用に加えて、Ｃｒ下地層の
結晶格子の（１１０）面が加熱処理により成長し、Ｃｏ
基合金磁性体層の磁化容易軸（Ｃ軸）が面内に配向され
易くなり保磁力が向上するものと考えられる。さらに、
加熱処理を上記の請求項１の製造方法と同様にして磁界
中で行うようにしているので、角形比を向上させること
ができる。

また、本願発明においては加熱処理温度の範囲は２５０
〜１４５０℃、好ましくは３５０〜８００′Ｃ程度が最
適である。２５０°Ｃより低い温度では保磁力向上効果
が十分発揮されず、１４５０°Ｃを超えるとＣｏ基合金
磁性体層そのものが熱により破壊される恐れがあるため
である。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいてこの発明を説明する。

星工夫隻± まず、磁気ディスク用のカーボン基板の作製について説
明すると、炭化焼成後にガラス質炭素となる熱硬化性樹
脂であるフェノール・フォルムアルデヒド樹脂を磁気デ
ィスク形状に成形した後、Ｎ２ガス雰囲気中で１０００
〜１５００’Ｃの温度で予備焼成する。次いで、これを
熱間静水圧加圧装置（ＨＩＰ）を使用して２５００°Ｃ
に加熱しつつ２０００気圧の等方的圧力を加えてＨＩＰ
処理する。この得られた成形体に所定の周端面加工、鏡
面研磨を施して、厚さ１．２７ｍｍの３．５インチの磁
気ディスク用基板とした。

そして、上記カーボン基板１上に、厚み３０００人のＣ
ｒ下地層２、厚み６００人のＣｏＮｉＣｒ磁性体層３　
（Ｉ成：　Ｃｏａｘ、　５Ｎｉ３ｏｃｒｔ、　ｓ　）及
び厚み３００人のＣ保護潤滑層４をり、Ｃ，マグネトロ
ンスパッタ装置により基板温度２５０　’Ｃの条件で順
次形成した。しかる後、これを、磁場中熱処理装置を用
いて、方向がディスク円周方向に向き、強さが５０００
エルステツドの磁界中にて加熱処理して、断面構成説明
図の第１図（ａ）に示すような構成の磁気ディスクを作
製した。このとき、加熱処理は第２図（ａ）に示す温度
、時間の条件で真空度３０ｍＴｏｒｒの真空中で行った
。なお、比較のため、磁界を印加しない状態で加熱処理
して比較用の磁気ディスクを作製した。

次に得られた磁気ディスクから８Ｘ８ｍ１１ｍのサンプ
ルを複数切り出し、保磁力Ｈｃ、飽和磁束密度Ｂｓ、角
形比Ｓ（＝残留磁束密度Ｂ　ｒ　／　Ｂ　ｓ　）、及び
保磁力角形比Ｓ傘（０式のｍに相当）のディスク円周方
向の特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）によりそれぞれ
測定した。

これらの結果の一例を第２図（ａ）〜第２図（ｄ）に示
す。第２図ｆａ）は加熱処理条件と保磁力Ｈｃとの関係
を示す図、第２図（ｂ）は加熱処理条件と飽和磁束密度
Ｂｓとの関係を示す図、第２図（Ｃ）は加熱処理条件と
角形比Ｓとの関係を示す図、第２図（ｄ）は加熱処理条
件と保磁力角形比釦との関係を示す図である。なお、各
図において、符号ＡＳは加熱処理なしの場合の測定値を
示すものである。

第２図（ａ）から判るように、この実施例の条件では５
００〜５５０℃の加熱温度範囲において、保磁力Ｈｃが
増大した磁気ディスクが得られた。また、第２図（Ｃ）
、第２図（ｄ）から判るように、加熱処理なしの場合、
及び磁界を印加することなく単に加熱処理を行う場合に
比べて、磁界中で加熱処理することによって角形比Ｓ、
保磁力角形比Ｓ傘が大きいものが得られた。なお、この
実施例では加熱処理を磁界発生させた状態で真空中にて
行うようにしたが、この真空雰囲気に代えてＡｒガスな
どによる不活性ガス雰囲気中で行うようにしてもよい。

１」１口１Ｎ 第１実施例と同様にしてｌ備したカーボン基板ｌ上に、
厚み３０００人のＣｒ下地層２と、厚み６００人のＣｏ
ＮｉＣｒ磁性体層３（組成’　Ｃｏ、、　５Ｎｉ２゜Ｃ
ｒｔ、ｓ　）とを［１，Ｃ，マグネトロンスパッタ装置
により基板温度２５０°Ｃの条件で順次形成した。しか
る後、これを、磁場中熱処理装置を用いて、方向がディ
スク円周方向に向き、強さが５０００エルステツドの磁
界中にて加熱処理した。このとき、加熱処理は第３図（
ａ）に示す温度、時間の条件で大気中にて行った。加熱
処理の後、ＣｏＮｉＣｒ磁性体層３上に厚み３００人の
Ｃ保護潤滑層４をり、Ｃ，マグネトロンスパッタ装置に
より基板温度２５０°Ｃの条件で形成して磁気ディスク
を作製した。なお、比較のため、磁界を印加しない状態
で加熱処理したものにもＣ保護潤滑層４を形成して比較
用の磁気ディスクを作製した。

次に、第１実施例と同様にして、得られた磁気ディスク
の保磁力Ｈｃ、飽和磁束密度Ｂｓ、角形比Ｓ、及び保磁
力角形比Ｓ＊を振動試料型磁力計によりそれぞれ測定し
た。これらの結果の一例を第３図（ａｌ〜第３図（ｄ）
に示す。第３図（ａ）は加熱処理条件と保磁力Ｈｃとの
関係を示す図、第３図さ）は加熱処理条件と飽和磁束密
度Ｂｓとの関係を示す図、第３図（Ｃ）は加熱処理条件
と角形比Ｓとの関係を示す図、第３図（ｄ）は加熱処理
条件と保磁力角形比Ｓ＊との関係を示す図である。なお
、各図において、符号ＡＳは加熱処理なしの場合の測定
価を示すものである。

第３図（ａ）から判るように、加熱処理することによっ
て保磁力Ｈｃが増大した磁気ディスクが得られた。また
、第３図（Ｃ）に示すように、加熱処理を磁界中で行う
ことにより、角形比Ｓの向上が見られる。なお、大気中
で加熱処理する場合には、Ｃ０ＮｊＣｒ磁性体Ｎ３の過
度の酸化現象により、飽和磁束密度Ｂｓ、残留磁束密度
Ｂｒが低下し易い傾向が見られた。

星主夫崖■ この実施例では、その断面構成説明図の第１図但）に示
すような、Ｃｒ下地層２のない構成の磁気ディスクを作
製した。

すなわち、第１実施例と同様にして準備したカーボン基
板１上に、厚み６００人のＣｏＮｉＣｒ磁性体層３（組
成：　Ｃ０６２，５Ｎｉｉｏｃｒ１．　ｓ　）及び厚み
３００人のＣ保護潤滑層４をり、Ｃ，マグネトロンスパ
ッタ装置により基板温度２５０°Ｃの条件で順次形成し
た。しかる後、第１実施例と同様にして、これを、磁場
中熱処理装置を用いて、方向がディスク円周方向に向き
、強さが５０００エルステツドの磁具申にて加熱処理し
て磁気ディスクを作製した。

このとき、加熱処理は第４図（ａ）に示す温度、時間の
条件で真空度３０ｍＴｏｒｒの真空中で行い、また、比
較のため、磁界を印加しない状態で加熱処理して比較用
の磁気ディスクを作製した。

次に、上記各実施例と同様にして、得られた磁気ディス
クの保磁力Ｈｅ、飽和磁束密度Ｂｓ、角形比Ｓ、及び保
磁力角形比５本をＶＳＭによってそれぞれ測定した。こ
れらの結果の一例を第４図（ａ）〜第４図（ｄ）に示す
。第４図（ａ）は加熱処理条件と保磁力Ｈｃとの関係を
示す図、第４図■）は加熱処理条件と飽和磁束密度Ｂｓ
との関係を示す図、第４図（Ｃ）は加熱処理条件と角形
比Ｓとの関係を示す図、第４図（ｄ）は加熱処理条件と
保磁力角形比Ｓ傘との関係を示す図である。なお、各図
において、符号ＡＳは加熱処理なしの場合の測定値を示
すものである。

第４図（ａ）から判るように、この実施例の条件におい
ては、加熱温度を高めることにともなって保磁力Ｈｃが
増大した磁気ディスクが得られた。また、第４図（Ｃ）
、第４図（ｄ）に示すように、磁界中で加熱処理するこ
とによって角形比Ｓ、保磁力角形比Ｓ傘が向上したもの
が得られた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、請求項１の発明による磁気ディスク
の製造方法では、カーボン基板上に少なくともＣｏ基合
金磁性体層を形成した後、これをディスク円周方向にそ
の方向が向く磁界中にて２５０〜１４５０°Ｃの温度で
加熱処理するようにしたので、加熱処理によってＣｏ基
合金磁性体層の結晶粒自体が単磁区粒子として振舞うよ
うになることにより保磁力が向上し、さらに磁界中にて
加熱処理を行う方法であるから、Ｃｏ基合金磁性体層の
磁区の磁気モーメントの向きがディスク円周方向に揃え
られることにより角形比が向上した磁気ディスクが得ら
れる。

また、請求項２の発明による磁気ディスクの製造方法で
は、上記の保磁力向上作用に加えて、カーボン基板とＣ
ｏ基合金磁性体層との間に形成されたＣｒ下地層の結晶
格子の（１１０）面力劾Ｕ熱処理されることにより成長
してＣｏ基合金磁性体層の磁化容易軸が面内に配向され
易くなり、これにより保磁力がより向上し、さらに、上
記と同様にして磁界中にて加熱処理を行うので角形比が
向上した磁気ディスクが得られる。

したがって、本願発明によれば、従来より高い保磁力と
角形比を有する高記録密度化に適した磁気ディスクを提
供でき、これにより、磁気ディスク装置の大型化を招く
ことなくその大容量化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ））は本願発明に係る磁気ディスク
の断面構成説明図、第２図（ａ）〜第２図（ｄ）は第１
実施例により得られた磁気ディスクの加熱処理条件に対
する磁気特性の一例を示す図、第３図（ａ）〜第３図（
ｄ）は第２実施例により得られた磁気ディスクの加熱処
理条件に対する磁気特性の一例を示す図、第４図（ａｌ
〜第４図（ｄ）は第３実施例により得られた磁気ディス
クの加熱処理条件に対する磁気特性の一例を示す図であ
る。 １−カーボン基板、２−−−Ｃｒ下地層、３　・−Ｃｏ
ＮｉＣｒ磁性体層、４−Ｃ保護潤滑層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カーボン基板上に順にＣｏ基合金磁性体層と保護
   潤滑層とを有する磁気ディスクの製造方法において、前
   記カーボン基板上に少なくとも前記Ｃｏ基合金磁性体層
   を形成した後、これをディスク円周方向にその方向が向
   く磁界中にて２５０〜１４５０℃の温度で加熱処理する
   ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
2. （２）カーボン基板上に順にＣｒ下地層、Ｃｏ基合金磁
   性体層、及び保護潤滑層を有する磁気ディスクの製造方
   法において、前記カーボン基板上に少なくとも前記Ｃｒ
   下地層と前記Ｃｏ基合金磁性体層とを形成した後、これ
   をディスク円周方向にその方向が向く磁界中にて２５０
   〜１４５０℃の温度で加熱処理することを特徴とする磁
   気ディスクの製造方法。