JPH0373419A - 磁気記録媒体 - 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〕 本発明はガラス等の非磁性基板を用いた磁気ディスク用
基板およびそれを用いた磁気記録媒体に関し、特に磁気
特性が良好で生産性の高い磁気ディスクを作製できる磁
気ディスク用基板およびそれを用いた磁気記録媒体に関
する。

から、高密度磁気ディスク用基板として注目されている
。（例えば特開昭４９−１２２７０７、特開昭５２−１
８００２） 又上記ガラス基板に物理的方法および／または化学的方
法で表面をエノチングして凹凸を形成し、磁気ディスク
と磁気ヘッドとの接触特性（Ｃ３Ｓ特性、ヘッドスティ
ック性）を向上させる方法が知られている。（例えば特
開昭６３−１６００１０） 又上記ガラス基板表面に、有機金属化合物の溶液の微小
な液滴を噴霧する方法を用いて凹凸を形成し、該接触特
性を改善する方法も知られている。

（例えば特開昭６３−１６００１４） 更に、上記ガラス基板上にＡ１からなる凹凸形成層を形
成し、該接触特性を改善する方法が知られている。（特
開昭６２−２５６２１５）〔従来の技術〕 一般にガラス基板は表面の平滑性に優れ、硬く、変形抵
抗が大きくかつ表面欠陥が少ない等の理由〔発明が解決
しようとする課題〕 上記表面凹凸を形成したガラス基板を用いて磁気ディス
クを作成すると、該接触特性の改善はみられるものの、
磁気特性が期待される程度に実現されないという問題点
があった。

又表面凹昂を形成する方法が煩雑で、表面をエノチング
する方法ではガラス基板の強度を低下させたり平滑性を
阻害したりする問題があった。

上記有機金属化合物を用いる方法においては、エソチン
グを行なわないため、基板の強度の低下や平滑性の悪化
が生じない利点を有するものの、該基板上に作製した磁
性膜に性能低下部分が生じやすく、磁気特性の低いもの
しか得られないという問題点があった。

上記Ａ１による基板表面の凹凸形成は、高温状態にある
基板表面で被着金ｒＩＩ、（例えばＡ１）の凝集エネル
ギーが大きいために生じるものである。

そこで、基板と被着金属の付着力に注目すると凹凸を形
成しうる被着金属は基板−被着金属間の相互作用に比べ
て、被着金属原子間の凝集エネルギーが大きいために、
基板との付着力は一般的に強くない。従って、単純にＡ
Ｊをガラス基板上に形成しただけでは、Ｃ８Ｓ試験の際
に生じる強い摩擦力によって、ＡＮ／ガラス界面での膜
の剥離が生じる。このことは、一般に問題とされるＣ３
Ｓ試験時のヘッドとディスクの摩擦による摩擦係数を論
する以前の問題であって、磁気ディスクの信頼性という
面で、大きな問題点であった。

本発明の目的は、上記した問題点の解消にあり、磁気特
性が良好で生産性の高い磁気ディスクを作製できる磁気
ディスク用基板およびそれを用いた磁気記録媒体を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気ディスク用基板は、表面に凹凸を形成する
物質が設けられた非磁性支持体からなる磁気ディスク用
基板であって、前記表面凹凸を形成する物質が低融点金
属からなり、前記非磁性支持体表面の面内方向に不連続
である島状構造を有していることを特徴とするものであ
る。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と保護層との間
に磁性層が介在した磁気記録媒体において、前記非磁性
支持体の内面に面内方向に不連続である島状構造を有す
る低融点金属からなる物質が、前記保！！層の表面に凹
凸が生ずるように形成され、かつ、前記非磁性支持体の
前記低融点物質が形成された面と前記磁性層との間に酸
素トラップ層と磁性膜下地層とが設けられていることを
特徴とするものである。

本発明に係る非磁性支持体としては、例えば、ガラス板
、セラミックス板、アルミニウム板、チタニウム金属板
が挙げられる。これらの中でも、表面の平坦性の面から
ガラス板の使用が好ましく、またガラス板の中でもとり
わけフロート法で製造されたソーダライム組成のガラス
板の使用は最も安価に入手できるので特に好ましい。

本発明に係る低融点金属としては、融点が１１００℃以
下の金属又は合金であればよく、例えばＡｇ５ＡＲＳＣ
ｕ、　Ａｕ５Ｚｎ、　Ｐｂからなる群より選ばれた１ｍ
の金属又は２種以上の合金が挙げられる。

これらの中でも、被着したときに金属原子間の凝集エネ
ルギーが大きな島状構造を形成しやすいためＡｇ、　　
Ａｌ、Ｃｕ、およびＡｕからなる群より選ばれた１種又
は２種以上の合金の使用が好ましい。

本発明に係る島状構造を有する表面に凹凸を形成する方
法としては、例えばスパッタリング式真空蒸着等の物理
的蒸着法を適用すればよい。

低融点金属は、例えば真空蒸着法、真空スパッタリング
法等の物理的蒸着法で非磁性支持体の温度を比較的高く
して被着金属が非磁性支持体上で凝集しうる様にしなが
ら蒸着させる初期段階で不規則的な凹凸を有する島状の
形状に被覆できる。

非磁性支持体の温度及び蒸着量を調整することにより、
該凹凸形状は調整されることができる。

通常、非磁性支持体は１００〜４．００℃の温度に加熱
されて島状構造を有する凹凸膜は形成される。

この非磁性支持体の温度は高くすると凹西の深さが大き
くなり、蒸着量を増加させると凹凸のピッチが減少する
。

島状構造を有する物質による非磁性支持体の被覆率は特
に制限されないが、好ましくは８５％以上では、非磁性
支持体と磁性膜との密着性が低下し、一方１０％以下で
は所望の凹凸が得られにくくなるので１０〜８５％であ
る。また、島状構造を有する物質が表面に設けられた非
磁性支持体の表面凹凸の粗さは平均粗さが、通常、１〜
１５ｎｓであり、好ましくはビットシフトを小さく抑え
る点から２〜８ｎｍである。更に好ましくは２〜６ｎｓ
である。また島状構造における島の深さ（凹凸の深さ）
は、通常、５〜１５０ｎｍであり、好ましくは最大粗さ
が１５０ｎｍを越えないようにし、ヘッド走行をスムー
ズにするために、また最上層の保護膜に凹凸を与えるた
めに、１０〜５０ｎｍである。

更に、凹８のピッチは、通常、０．０５〜１μｍであり
、好ましくは表面の凹凸を最上層に与えるために、また
、ヘッドの走行をスムーズにするために０．１〜０．５
μｍである。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に低融点金属
からなる物質により凹凸を設けたものであるが、通常は
支持体りに設ける磁性膜の下には、磁性膜の結晶性を向
上する下地膜を設けている。

該下地膜は、磁性膜としてＣｏＮｉ系の材料を用いる場
合には、Ｃｒ又はＣｒを主成分とする合金が通常用いら
れている。

該下地膜は磁気特性を飛躍的に向上させるが、該下地膜
の下に酸素トラップ層を設けると磁気特性はさらに向上
する。

該酸素トラップ層としては、Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｖ　、　
Ｎｂ、Ｔａ、　Ｙよりなる群から選ばれた１種の金属又
は２種以上の合金が例示できる。これらの中でも、Ｔｉ
が非磁性支持体との密着力が良好で、かつ酸素を良くト
ラツプするので好ましい。

該酸素トラップ層は非磁性支持体からの酸素の上昇を防
止し７、下地膜の結晶性を向上させ、それによって磁気
特性も向上する。

該酸素トラップ層は島状構造を有する凹凸形成物質の上
下いずれであってもよい。

〔作用〕

本発明は、前記有機金属化合物を用いて作成した磁気デ
ィスク基板を使った磁気ディスクの磁気特性のばらつき
が、用いた有機金属化合物かられき上がる酸素又は酸素
を含むガスが下地膜の結晶性を部分的に低下させ、それ
に基づき磁気特性のばらつきを生じていることを鑑みな
されたものであって、本発明によれば、表面凹凸を形成
する物質として酸素又は酸素を含むガスを発生するおそ
れのない金属を用いているため上記問題点が解決される
。

又基板をエツチングしないため強度低下や平滑性の悪化
のおそれがない。又該凹凸の形成を物理的蒸着法（特に
スパッタリング法）により行なうことができるので、磁
性膜や下地膜形成の一連の蒸着工程の前段階として、該
蒸着工程に付加することにより生産性良〈実施できる。

該一連の蒸着工程で処理することができることは、工程
間の移送洗浄等の諸問題を解決し、工程、歩留等を飛躍
的に改善する。

又、基板上に形成される凹凸形成物質は面内方向に不連
続な島状構造を有しているため、基板の表面は凹６形威
物質で全面に亘り覆われることなく一部が露出している
。このため、この凹凸形成物質上に形成される膜（例え
ば、下地膜や酸素トラップ膜）を基板との付着力が強い
金属にすると、先の露出した基板表面の一部はこの付着
力の強い金属膜と直接的に接触することとなる。従って
、非磁性支持体と密着力が弱い低融点金属からなる膜は
非磁性支持体の全面を覆うことがなく、非磁性支持体と
密着性の良い酸素トラップ膜が密着するのでハガレが生
じない。

〔実施例〕

実施例１ 良く洗浄されたソーダライムガラス基板（円盤状に加工
され化学強化された物）を真空中で２００℃に加熱し、
Ａｒガスを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法によりＡ
ｇを＄、膜した。成膜条件は通常１００〜２００ｎ−厚
のＡｇ膜を底膜する条件から換算して約２５ｎｍ厚のＡ
ｇ膜がＩｆｉ、膜される条件で行なった。

作製されたＡｇ１ｌを電子顕微鏡を用いて観察すると第
１図に示す様な高さ約２５ｎｓ、横方向の巾約１１００
ｎ程度の大きさの山脈状凸部が不規則に分離した島状構
造となっていた。またこのときのＡｇ膜の被覆率は８４
％あった。

上記方法で作製された磁気ディスク用基板ｌに、同しく
Ａｒガスを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法によりＴ
ｉ膜３を約４０ｎｍ厚被覆し、基板を２００℃まで加熱
した後Ｃｒ膜４、ＣＯｏ、。旧。１゜膜５及びカーボン
からなる保護１ＩＩ６を順次それぞれ１５０ｎ−厚、６
０ｎｍ厚、３０帥厚の厚さで被覆した。

この時Ｔｉ膜３の被覆からカーボンからなる保護膜６の
被覆までは、インライン型のスパッタリング装置により
、真空状態を破ることなく連続的に行なった。

こうして作製された磁気ディスクの保持力を測定した所
１５０００ｅ程度の値であった。又該磁気ディスク上に
潤滑剤を塗布した後Ｃ３Ｓ試験（コンタクト・スタート
・ストップ試験）を実施した所３万回Ｃ３Ｓを行なって
も摩擦係数は０．２以下であった。

上記実施例においては、ＣｒＴ地膜４の下に酸素トラソ
ブ金属層としてＴｉ膜３を設けているが、該Ｔｉ膜３は
基板側からのガスの発生を防止し、Ｃｒ膜の結晶性を向
上させ磁気特性を良化する効果を持つ。事実Ｔｉ膜を設
けなかった以外は実施例と同様の操作で作製した磁気デ
ィスクの保持力は１３０００ｅと低く、Ｘ線回折法によ
り求めたＣｒ膜の１１０面の回折強度の半値幅はＴｉ膜
３上に設けたＣｒ膜のそれよりも広がっていた。

上記実施例においては、Ａｇ膜の被覆状態の確認を行な
うためＡｇ膜の被覆を磁性膜の被覆工程と切りはなして
実施しているが、該Ａｇ膜の被覆は磁性膜の被覆の前段
として実施することができる。

又上記実施例においては、低融点金属の蒸着方法として
ＤＣマグネトロンスバソタ法を用いているが、該蒸着法
はＤＣマグネトロンスパッタに限らず、ＲＦスパッタ法
、真空蒸着法等であってもかまわない。

実施例２ 洗浄後のソーダライムガラス基板（円盤状に加工され化
学強化された物）を真空中で２６０℃に加熱し、Ａｔガ
スを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法によりＡｌを被
覆した。このＡＩの表面粗さを触針計（小板研究所製、
ｍｏｄｅｌ　ＡＹ−３１）で測定したところ、平均粗さ
Ｒａは６帥で、最大粗さは６０ｎ−であった。凹凸形状
を第３図（ａ）に示す。

このときのＡＩは島状構造になっているため、基板表面
の一部は露出している。このときのＡｌ被覆率は約５７
％であった。ここでいうＡｌ被覆率とは、電子顕微鏡で
撮影した写真に対角線を引き、各対角線と交わるＡ１粒
子の長さをすべて積算した値を分子とし、各対角線の長
さを分母として算出した平均値である。

上記方法で作製された磁気ディスク用基板１に同じ＜Ａ
ｒガスを用いたＤＣマグネトロンスバンタ法によりＴｉ
膜３を約４０ｎ−厚被覆し、基板を２００℃まで加熱し
た後Ｃｒ膜４　、ＣＯＯ，ｔＪｌｏ、　ｓｏ膜５および
Ｃ膜６を順次それぞれ１５０ｒｖ厚、６０ｎ−厚、３０
ｎ−厚の厚さで被覆した。

この時Ｔｉｎ！３の被覆からカーボンからなる保護！６
の被覆までは、インライン型のスパッタリング装置によ
り、真空状態を破ることなく連続的に行なった。

また、Ａｉ’被覆率が７０％、８０％、９３％と異なる
磁気ディスク用基板を作製した。それぞれの基板の島状
構造を第３図（ｂ）〜（ｄ）に示す。

また平均粗さＲａは、それぞれ、５．４ｎｒａ　、５．
２ｎｍ、４　、９ｎｍであった。

これらの基板上にＴｉ）ｉ＊、Ｃｒ下地膜、ＣｏＮｉＣ
ｒ合金膜、カーボン保護膜を同一成膜条件にてＰｌｊ、
覆した。

こうして作製された、Ａ１被覆率の異なる磁気ディスク
上にパーフロロアルキルポリエーテル（商品名：　Ｆｏ
ｍｂｌｉｎ　ＡＭ２０ＯＬ潤滑剤）を塗布した後、ＣＳ
Ｓ試験を実施した。その結果を実施例Ｊで得たサンプル
と併せて第４図に示す。

この図において、Ａｌ被覆率が９３％、すなわち連続膜
に近い膜構造をもつディスクにおいては、２０００回の
Ｃ８Ｓを行なった時点で膜はがれを生じ、摩擦係数μが
測定不可能となった。またＡｌ被覆率が８４％以下のも
のについては、１６０ＯＯ回のＣＳＳを行なっても摩擦
係数が０．５以下と良好であった。さらにＡｌの被覆率
が１０％以下になるとＡ１粒子がつくる凹凸の平均粗さ
が２ｎｍ以下になるために、へ・７ドとディスクの吸着
現象が発生した。

実施例３ 実施例２と同様に方法して、ガラス基板上にへ７！Ｉｌ
ｌを形成した。ここではＡｌ膜が形成する凹凸を変える
ために、基板温度を可変させて、１ｎ−から７ｎｓｉま
で平均粗さ（Ｒａ）を有する基板を９枚作製した。

この上に実施例２と同一の被覆条件でＴｉ膜、Ｃｒ膜、
ＣｏＮ　ｉＣｒ合金膜およびカーボンからなる保護膜を
形成した。各ディスクの保磁力は１４７０±５０　（Ｏ
ｅ）の範囲内であった。

これらのディスクにパーフルオロアルキルエーテルを塗
布した後、ディスク評価機（Ｇｕｚｉｋｉ　ＲＷ４２０
１Ｂ）を用い、薄膜ヘッド（３３７０型、テーバフラソ
トスライダ）によりビットシフト測定を行なった。ビッ
トシフ）Ｉは、■６進法表示のＡＢＣＤ、およびＦＦＦ
Ｆパターンの書き込みを行なって測定した。第５図は、
各ディスクの平均粗さＲａとビットシフトｌの関係を示
したものである。

この図から、ディスクの表面粗さが平均粗さＲａＳｎ−
を越えるとビットシフト量が急激に増大する。

ビットシフト量が増大すると記録した信号の読み取りエ
ラーが生じることになるため、磁気ディスクの品質上問
題である。

よってヘッド飛行高さが７５ｎｍ（１近の場合、ディス
クの表面門凸は、平均粗さＲａ２〜５開がより好ましい
。

比較例 Ａｌの被覆をおこなうときの被覆スピードを小さくして
Ａｔ２を被覆し、ガラス基板上に平均粗さが５．３ｎｍ
で、厚みが７０ｎ−の連続膜からなる凹凸形成層とした
以外は実施例２と同様にして磁気ディスクを製作した。

この磁気ディスクの凹凸形成物質は被覆率が１００％で
あり、ＣＳＳ試験をおこなったところ、１０００回転で
ＡＪとガラス支持体との界面で剥離が生じた。

〔発明の効果〕

以上に詳述した通り、本発明の磁気ディスク用基板は凹
凸基板とするためにエツチング等の特別の基板加工方法
を必要とせず、また基板表面をエツチングしていないの
で基板の強度劣化や平滑性の低下の心配がない。

一方、本発明の磁気記録媒体は金属有機化合物の様にガ
スの発生がない材質を用いているため良好な磁気特性を
有し、また島状構造を有する凹凸形成を用いているため
、はがれを生じない高い信頼性を有するものである。

凸膜の電子顕微鏡写真から表面の凹凸状態を模式的に示
す図、第４図は実施例２で作製したディスクのＣＳＳ試
験結果を示す図、第５図は実施例３で作製したディスク
におけるディスク表面粗さとビットシフト量の関係を示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に凹凸を形成する物質が設けられた非磁性支持
   体からなる磁気ディスク用基板であって、前記表面凹凸
   を形成する物質が低融点金属からなり、前記非磁性支持
   体表面の面内方向に不連続である島状構造を有している
   ことを特徴とする磁気ディスク用基板。 ２、前記非磁性支持体表面に凹凸を形成する物質が、前
   記非磁性支持体を１０〜８５％の被覆率で被覆されてい
   る請求項１記載の磁気ディスク用基板。 ３、前記非磁性支持体表面に凹凸を形成する物質の平均
   粗さが２〜８ｎｍである請求項１又は２記載の磁気ディ
   スク用基板。 ４、前記低融点金属がＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕからなる
   群より選ばれた１種の金属または２種以上の合金である
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用
   基板。 ５、前記非磁性支持体がソーダライム組成のフロートガ
   ラス板である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁
   気ディスク用基板。 ６、非磁性支持体と保護層との間に磁性層が介在した磁
   気記録媒体において、前記非磁性支持体の内面に面内方
   向に不連続である島状構造を有する低融点金属からなる
   物質が、前記保護層の表面に凹凸が生ずるように形成さ
   れ、かつ、前記非磁性支持体の前記低融点物質が形成さ
   れた面と前記磁性層との間に酸素トラップ層と磁性膜下
   地層とが設けられていることを特徴とする磁気記録媒体
   。 ７、前記非磁性支持体表面に凹凸を形成する物質が、前
   記非磁性支持体を１０〜８５％の被覆率で被覆されてい
   る請求項６記載の磁気記録媒体。 ８、前記非磁性支持体表面に凹凸を形成する物質の平均
   粗さが２〜８ｎｍである請求項６又は７記載の磁気記録
   媒体。 ９、前記低融点金属がＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕからなる
   群より選ばれた１種の金属または２種以上の合金である
   請求項６乃至８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。 １０、前記非磁性支持体がソーダライム組成のフロート
   ガラス板である請求項６乃至９のいずれか１項に記載の
   磁気記録媒体。