JPH04143920A

JPH04143920A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH04143920A
Application number: JP26557190A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kobuke; 古武家　隆敬; Jiro Yoshinari; 次郎吉成; Kunihiro Ueda; 国博上田; Yasumichi Tokuoka; 保導徳岡
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1992-05-18

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、樹脂製の剛性基板上に、下地層と、磁性層と
を有する、いわゆるハードタイプの磁気ディスクに関す
る。

〈従来の技術〉計算機等に用いられる磁気ディスク駆動装置には、剛性
基板上に磁性層を設層したハードタイプの磁気ディスク
と浮上型磁気ヘッドとが用いられている。

このような磁気ディスク駆動装置においては従来、塗布
型の磁気ディスクが用いられていたが、磁気ディスクの
大容量化に伴い、磁気特性、記録密度等の点で有利なこ
とから、スパック法等の気相成膜法等により設層される
連続薄膜型の磁性層を有する薄膜型磁気ディスクが用い
られるようになっている。

薄膜型磁気ディスクとしては、へρ系のディスク状金属
板にＮ１−Ｐ下地層をめっきにより設層するか、あるい
はこの金属板表面を酸化してアルマイトを形成したもの
を基板とし、この基板上にＣｒ層、Ｃｏ−Ｎｉ等の金属
磁性層、さらにＣ等の保護潤滑膜をスパッタ法により順
次設層して構成されるものが一般的である。

また、従来より、駆動装置の小型化の要請が高（、磁気
ディスクの軽量化が強（望まれている。

このため、金属製基板より軽い樹脂製の剛性基板を用い
た磁気ディスクが提案されている。

しかし、樹脂製の基板を使用する場合、樹脂と金属との
熱膨張率の違いや、樹脂と金属の付着性、さらには薄膜
中の内部応力等の理由から、連続薄膜型の金属磁性層に
クラックが発生してしまう。

また、Ｍｉ磁性層成膜時に基板内部からガスが生じたり
、ディスク完成後、基板を通して水分や空気が侵入し、
磁性層が腐食することがある。

このため、磁性層の磁気特性が大幅に低下してしまう。

このような事情から、磁性層のクラックを防止する方法
として、特開平２−９６９２１号公報では、樹脂製基板
上に、非磁性金属膜と、セラミックス膜とを交互に積み
重ねたバッファ層を設層し、この上に磁性層を形成する
旨を提案している。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、基板上に上記公報のバッファ層を設けただけで
は、磁性層のクラック防止能は、未だ不十分である。

しかも、バッファ層が、複数の層から形成されているた
め、量産上非常に不利である。

本発明の目的は、樹脂製基板上に形成した磁性層のクラ
ックを防止した磁気ディスクを提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉このような目的は、下記（１）〜（４）の本発明によっ
て達成される。

（１）樹脂製の剛性基板上に、下地層と、連続薄膜の磁
性層とを有する磁気ディスクであって、前記剛性基板が下地層形成面表面に溝を有し、前記下地層がＡｊ２．Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、
ＳｎおよびＡｕからなる群より選ばれる１種以上を含有
する非磁性金属または非磁性合金の連続薄膜であること
を特徴とする磁気ディスク。

（２）前記下地層の膜厚が、０．０１〜０．３μｍであ
り、前記磁性層の膜厚が０．０３〜０．１μｍである上
記（１）に記載の磁気ディスク。

（３）前記溝がディスクの周方向に形成されている上記
（１）または（２）に記載の磁気ディスク。

（４）前記溝の幅が０．１〜１０μｍ、前記溝の深さが
０．０１〜０．５μｍであり、溝間間隙が０．１〜１０
μｍである上記（１）ないしく３）のいずれかに記載の
磁気ディスク。

〈作用〉本発明の磁気ディスクでは、樹脂製の剛性基板上に溝を
形成する。

そして、基板上に所定の非磁性金属または非磁性合金の
連続薄膜の下地層を形成したうえで、連続薄膜の磁性層
を形成する。

このため、溝と、下地層との複合作用によリ、磁性層の
クラックを防止できる。

しかも、磁性層の成膜時等に基板内部からガスが生じた
り、あるいは、基板を通して水分や空気が侵入しても下
地層により、これらのガス、水分さらに空気から磁性層
を有効に保護できる。

加えて、ディスクの周方向に溝を形成することにより、
磁性層の周方向の配向性を向上させることができる。　
特に、同心円状や渦巻状等に規則的に溝を形成すること
により、ディスク周方向の配向性がより一層向上し、さ
らに再生出力のモジュレーションを防止できる。

このため、高い磁気特性を有し、良好な電磁変換特性を
有する磁気ディスクが実現する。

また、本発明の磁気ディスクの基板は樹脂製であるため
、溝の形成が容易であり、しかも溝と下地層との相乗効
果によって単層の下地層でも十分なりラック防止効果が
得られる。

このため、量産上非常に有利である。

〈具体的構成〉以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

第１図には、本発明の磁気ディスクの好適例が示される
。

磁気ディスク１は、基板２上に、順次、下地層３、磁性
Ｎ５を有する。

そして、必要に応じて、下地Ｎ３と磁性Ｎ５との間に、
非磁性中間層４を有し、磁性層５の上に保護層６等を有
する。

基板２は、樹脂製の剛性基板である。

用いる樹脂には特に制限がな（、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、放射線硬化性樹脂等測れの樹脂を使用してもよ
い。

この場合、基板をキャスティスグ法で成型する場合は、
例えば、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、
ポリスチレン、ポリアミド、シリコーン樹脂、ポリエス
テルおよびこれらの変性体等が使用できる。

インジェクション法で成型する場合は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリ
デン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ポリスチレン、アク
リロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−
ブタジェン−スチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリア
ミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ボッエステ
ル、ポリサルホン、ポリオキシベンジレン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレ
ンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリケトンサ
ルファイド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアク
リルイミド、ポリエーテルイミド、ポリオレフィン、ア
モルファスポリオレフィンおよびこれらの変性体等が使
用できる。

基板２は、ディスク状とし、その寸法は、用途等に応じ
て適宜選択すればよいが、通常、外径６５〜１３０ｍｆ
ｆ１程度、内径２０〜４０ｍｍ程度、厚さ０．８〜１．
９ｍｍ程度である。

基板２の下地層３形成面側には、磁性層５のクラックを
防止するためｆｉ２１を形成する。

溝２１の形状、パターン、寸法等には特に制限がないが
、磁性層５のディスクの周方向の配向性が向上する点で
、溝２］をディスクの周方向に形成することが好ましい
。

溝２１は、基板２を回転させなから研摩テープ等を作用
させ、基板表面に、同心円状等に不規則に形成したいわ
ゆるテクスチャー加工による溝であっても、基板表面に
同心円状、渦巻状等に規則的に形成したトラッキング用
のグループであってもあるいは、両者であってもよいが
、溝２１を規則的に形成することにより、再生出力のモ
ジュレーションを防止でき、また、磁性層５のディスク
周方向の配向性がより一層向上する。

また、溝２１は、このほか、テクスチャー加工による溝
やトラッキング用のグループ以外のものであってもよい
。

溝２１を、トラッキング用のグループとして形成する場
合、溝２１の形状には特に制限がないが、通常、図示さ
れるように矩形とすればよい。

また、溝２１の寸法や溝装置間隔は、図示される記号ａ
、ｂ、ｈを用いると、幅ａが０．１〜１０賜、特に０．
５〜２−程度、溝間間隙すが０．１〜１０％、特に０．
５〜２μ程度、深さｈが０．０１〜０．５μｍ、特に０
．０５〜０．１−程度であることが好ましい。

前記範囲の場合、本発明の効果がより一層向上する。

なお、グループには情報が記録されないため、グループ
は磁気ヘッドの位置に関係なくガートバンドとなる。　
このため、基板２に、ｌＲ２１としてグループを設けれ
ば、トラッキングサーボの精度が比較的低くて済み、サ
ーボ信号に使用される記録面の面積を少なくできる。

また、隣接トラックからのクロストークが著しく減少す
る。

また、ｆｉ２１をテクスチャー加工して形成する場合、
射出成形法で得られるような均一な溝はできにくいが、
？１１２１の寸法は、通常、幅ａを０．１〜１０−程度
、溝間間隙すを０．１〜１０−程度、深さｈを０．０１
〜０．５−程度とすればよい。

基板２の製造方法には特に制限がなく、例えば射出成形
により溝２１を同時に形成すればよい。

また、テクスチャー加工等の研削・研磨、熱プレス、エ
ツチング等により後から溝２１を形成してもよい。

下地層３は、Ａｊ２．Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ％
ＳｎおよびＡｕからなる群より選ばれる１種以上を含有
する非磁性金属または非磁性合金の連続薄膜である。

このように下地層３は、単体で構成されても合金で構成
されてもよいが、合金の場合、前記金属を８０重量％以
上含有することが好ましい。

なお、前記金属以外、例えばＣｒ等では、磁性層５のク
ラックを防止できない。

下地層３の膜厚は、０．０１−０．３ｕ、特に０．０５
〜０１５μｍであることが好ましい。

前記範囲未満では、磁性層５のクラックを十分に防止す
ることが困難である。

前記範囲をこえると下地層の内部応力が増大しクラック
防止効果が望めない。

また、量産上も不利である。

下地層３は、図示例では単層であるが、必要に応じて２
層以上の構成としてもよい。

ただし、本発明では、単層で十分なりラック防止および
脱ガス防止効果が得られるため、量産性の点で、単層で
あることが好ましい。

下地層３は、蒸着、スパッタリング、イオンブレーティ
ング、ＣＶＤ等の各種気相成膜法にて成膜すればよいが
、特にスパッタリングにて成膜することが好ましい。

スパッタリングにて成膜する場合、スパッタの方式、装
置等には特に制限がなく、また諸条件もスパッタ方式等
に応じて適宜決定すればよい。

例えば、ＤＣ−マグネトロンスパッタの場合、動作圧力
は、０．１〜５Ｐａ程度とし、Ａｒ等の不活性ガス雰囲
気下で行なえばよい。

磁性層５は、連続薄膜型であれば特に制限がなく、例え
ば、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉから選ばれる１種以上を含有
する連続薄膜、特にＣｏ系の連続薄膜で構成すればよい
。

磁性層５の組成の具体例としては、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、　Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−
Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｎ合金、Ｃｏ　−Ｃｒ　−Ｍ　
ｎ　−Ｂ合金、Ｇｏ−Ｃｒ−Ｔａ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−３
１−ＡＩ２合金、Ｃｏ−Ｖ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金、
Ｃｏ−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｚｎ−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ
合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｒｅ−Ｐ合
金等が挙げられる。

なお、これら合金には、必要に応じ、ＯｌＮ、Ｓｉ、Ａ
（１、Ｍｎ、Ａｒ等の他の元素が０．１重量％程度以下
含有されていてもよい。

磁性層５の膜厚は、０．０３〜０．１−が好ましい。

前記範囲未満では、記録再生時における出力が不十分で
あり、前記範囲をこえると出力は十分であるが、言己録
密度が低下するため、不利である。

下地層３と、磁性層５との間には、必要に応じて、非磁
性中間層４が設けられる。

例えば、磁性層５をＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃ
ｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ。

Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ、Ｃｏ−Ｚｎ−Ｐ、Ｃｏ　−Ｎ　ｉ−Ｍ
ｎ−Ｒｅ−Ｐ等にて構成する場合、非磁性中間層４を設
けることにより、磁性層５のエピタキシャル成長を良好
に行なうことができ、磁気特性が向上する。

非磁性中間層４は、例えば、Ｃｒおよび／またはＷを含
有する連続薄膜にて構成すればよい。

この場合、非磁性中間層４は単体で構成されても合金で
構成されてもよいが、合金の場合、前記金属を８０重量
％以上含有することが好ましい。

非磁性中間層４の膜厚は、０．０５〜０．５−が好まし
い。

前記範囲未満では、コバルト合金のエピタキシャル成長
が十分に行なわれないため良好な磁気特性が得られない
。

前記範囲をこえると、磁気特性が、はぼ一定値に収束し
てくるため、磁気特性上意味がなく、量産上不利である
。

このような非磁性中間層４や前記磁性層５は、それぞれ
、前述した下地層３と同様、蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティング、ＣＶＤ等の各種気相成膜法にて成
膜すればよ（、特にスパッタリングにて成膜することが
好ましい。

磁性層５上には、必要に応じて、さらに保護層６や図示
しない有機系液体潤滑膜等を設けてもよい。

保護１１Ｆ６は、通常炭素あるいは炭素に他の元素を５
重量％程度以下添加したもので構成され、その膜厚は、
０．０３〜０．１−程度とすればよい。

また、潤滑膜は、通常フッ素系液体潤滑剤等にて構成さ
れ、その膜厚は０．５〜２ｎｍ程度とすればよい。

なお、保護層６等は、各種気相成膜法、特にスパッタリ
ングにて成膜すればよい。

また、潤滑膜等は、デイツプコーティング、スプレーコ
ーティング、スピンコーティング等にて成膜すればよい
。

以上では、第１図に示される片面記録型磁気ディスクを
例に挙げて説明してきたが、本発明は、両面記録型の磁
気ディスクであってもよい。

両面記録型の磁気ディスクは、基板２が両主面に溝２１
を有し、基板２の両主面のそれぞれに、下地層３および
磁性層５を有する。

そして、両面記録型の磁気ディスクでも前記片面記録型
の磁気ディスクと同様の効果が得られる。

〈実施例〉以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１外径９３．５インチ、厚さ１．２７■Ｉのポリカーボネ
ート製のディスク状剛性基板を射出成形により製造し、
同時に基板の一方の主面にグループを形成した。

グループは、ディスクの周方向に形成し、断面はぼ矩形
とし、その寸法は、幅０．８−、ランド部幅０．８μｍ
、深さ０．０７＃＆ｍとした。

次いで基板のグループ形成面に、膜厚０．　１−のＡ！
下地層を成膜した。

次いで、膜厚０．３−のＣｒ中間層を成膜した。

そして、膜厚０．０５−のＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ磁性層を成
膜した後、膜厚０．０４−のＣ保護層を成膜して、磁気
ディスクサンプルＮ０１１を得た。

この場合、下地層、中間層、磁性層および保護層の成膜
は、それぞれ、ＤＣ−マグネトロンスパッタにて行なっ
た。

また、スパッタ条件は、動作圧力をＩＰａとし、Ａｒ雰
囲気中とした。

なお、ターゲットには、それぞれ、Ａｇ、Ｃｒ　、　Ｃ
Ｏ７ＯＮ　ｉ　ｘｏｃ　ｒ　ｔｏ　（ａｔ％）およびＣ
を用い゛た。

また、比較用に、基板にグループを形成せず、かつＡｇ
下地層を形成しないサンプルＮｏ。

２、基板にグループを形成しないサンプルＮｏ。

３およびＡｇ下地層を形成しないサンプルＮｏ。

４を前記サンプルＮｏ、　　ｌと同様にして製造した。

得られた各サンプルの磁性層のディスク周方向および径
方向の保磁力ＨｃをＶＳＭ（Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ　Ｓａ
ｍｐｌｅ　Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）を用い、印加磁
界強度１０ＫＯｅにて測定した。

また、各サンプルの磁性層を微分干渉顕微鏡を用い、倍
率１００倍の光学顕微鏡写真を得た。　各光学顕微鏡写
真については、サンプルＮｏ、　　１を第２図、Ｎｏ、
　２を第３図、Ｎｏ、　３を第４図、Ｎｏ、　４を第５
図に示す。

なお、図中矢印Ｃ方向がディスク周方向であり、矢印ｄ
方向がディスク径方向である。

そして、光学顕微鏡写真から、磁性層のディスク周方向
および径方向それぞれのクラック発生状況を０、Ｏ１△
、×、××の５段階にて評価した。

結果は表１に示されるとおりである。

表１に示される結果から、本発明の効果が明らかである
。

すなわち、比較サンプルＮ０８２〜４では、クラックの
発生状況により、磁性１の保磁力Ｈｃが低下しているの
に対し、本発明のサンプルＮｏ、　　１では、クラック
がほとんどないため、高い保磁力Ｈｅが得られている。

なお、本発明のサンプルＮｏ、　　１の磁性層のディス
ク周方向の角形比は０．８５であった。

また、１周分の出力波形エンベロープより、出力のＰ−
Ｐ　（ピーク　ツー　ビーク）値の最大値Ａと、最小値
Ｂとを測定し、下記式からモジュレーション（ＭＯＤ）
を算出したところ、サンプルＮｏ、　　１のＭＯＤは５
％以下であった。

式　　ＭＯＤ　　＝　　（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）　　Ｘ
　　　１００　　（％）また、Ａｆｆ下地層をＴｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ１合金、金、
Ｃｕ合金、Ｚｎ合金、Ａｇ合金、Ｔｉ合Ｉｎ合金、Ｓｎ合金およびＡｕ合金にかえた各種サンプル、中
間層や磁性層をかえた各種サンプルを製造し、前記と同
様の評価を行なったところ同等の結果が得られた。

実施例２基板をアモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）にかえたほかは実施例１と同様にして磁気デ
ィスクサンプルＮｏ、　　５〜８を得た。

そして、実施例１と同様の評価を行なった。

結果は表２に示されるとおりである。

表２に示される結果から、本発明の効果が明らかである
。

なお、本発明のサンプルＮｏ、　　５の磁性層のディス
ク周方向の角形比は０．８３であり、Ｎｏ、　　５のＭ
ＯＤは５％以下であった。

また、Ａｆｆ下地層をＴｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ａｕ、ＡＩ２合金、Ｔｉ合金、Ｃｕ合金、Ｚｎ合
金、Ａｇ合金、Ｉｎ合金、Ｓｎ合金およびＡｕ合金にか
えた各種サンプル、中間層や磁性層をかえた各種サンプ
ルを製造し、前記と同様の評価を行なったところ同等の
結果が得られた。

実施例３基板をポリエーテルイミドにかえたほかは実施例１と同
様にして磁気ディスクサンプルＮｏ。

９〜１２を得た。

そして、実施例１と同様の評価を行なった。

結果は表３に示されるとおりである。

表３に示される結果から、本発明の効果が明らかである
。

なお、本発明のサンプルＮｏ、　９の磁性１のディスク
周方向の角形比は０．８６であり、Ｎｏ、　９のＭＯＤ
は５％以下であった。

また、ＡＩ２下地層をＴｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ａｕ、ＡＩ２合金、Ｔｉ合金、Ｃｕ合金、Ｚｎ合
金、Ａｇ合金、Ｉｎ合金、Ｓｎ合金およびＡｕ合金にが
えた各種サンプル、中間層や磁性層をかえた各種サンプ
ルを製造し、前記と同様の評価を行なったところ同等の
結果が得られた。

〈発明の効果〉本発明の磁気ディスクは、樹脂製の剛性基板を有するた
め、軽量であり、しかも製造時の加工性が良好である。

そして、基板上に形成した溝と、下地層とにより、磁性
層のクラックの発生を防止できるため、保磁力Ｈｃ等の
磁気特性が格段と向上する。

また、同心円状や渦巻状等に規則的に溝を形成すること
により、再生出力のモジュレーションを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁気ディスクの１例が示される部分
断面図である。第２図は、金属組織を示す図面代用写真であって、本発
明の磁気ディスクの磁性層表面の状態が示される光学顕
微鏡写真である。第３図〜第５図は、それぞれ、金属組織を示す図面代用
写真であって、従来の磁気ディスクの磁性層表面の状態
が示される光学顕微鏡写真である。符号の説明１・・・磁気ディスク２・・・基板２１・・・溝３・・・下地層４・・・中間層５・・・磁性層６・・・保護層特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社代　　理　　人
　　弁理士　　　石　　井　　隔間　　　　　弁理士　
　　増　　１）　達　　哉！平成３年１月２９日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂製の剛性基板上に、下地層と、連続薄膜の磁
性層とを有する磁気ディスクであって、前記剛性基板が下地層形成面表面に溝を有し、前記下地層がＡｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓ
ｎおよびＡｕからなる群より選ばれる１種以上を含有す
る非磁性金属または非磁性合金の連続薄膜であることを
特徴とする磁気ディスク。
（２）前記下地層の膜厚が、０．０１〜０．３μｍであ
り、前記磁性層の膜厚が０．０３〜０．１μｍである請
求項１に記載の磁気ディスク。
（３）前記溝がディスクの周方向に形成されている請求
項１または２に記載の磁気ディスク。
（４）前記溝の幅が０．１〜１０μｍ、前記溝の深さが
０．０１〜０．５μｍであり、溝間間隙が０．１〜１０
μｍである請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気デ
ィスク。