JPH0533458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気デイスク装置の如き磁気的記憶
装置の記憶媒体として用いられる磁気デイスクに
関し、詳細には耐久性等を向上するための保護膜
の改良に関する。 〔従来の技術〕 例えばコンピユータ等の記憶媒体としては、ラ
ンダムアクセスが可能な円板状の磁気デイスクが
広く用いられており、なかでも、応答性に優れる
こと、記憶容量が大きいこと、保存性が良好で信
頼性が高いこと等から、基板にAl合金板やガラ
ス板、プラスチツク板等の硬質材料を用いた磁気
デイスク、いわゆるハードデイスクが固定デイス
ク、あるいは外部デイスクとして使用されるよう
になつている。 上記ハードデイスクは、例えばAl合金基板上
に記録再生に関与する磁性層を形成したものであ
つて、高速で回転して同心円状の多数のトラツク
に情報の記録再生を行うものである。 ところで、上述のハードデイスクに対して記録
再生を行う場合には、操作開始時に磁気ヘツドと
磁性層面とを接触状態で装着した後、上記ハード
デイスクに所定の回転を与えることによりヘツド
と磁性層面との間に微小な空気層を形成し、この
状態で記録再生を行うCCS方式（コンタクト・ス
タート・ストツプ方式）によるのが一般的であ
る。 このようなCSS方式では、磁気ヘツドは、操作
開始時や操作終了時には磁性層面と接触摩擦状態
にあり、ヘツドと磁気デイスクの間に生じる摩擦
力は、これら磁気ヘツドや磁気デイスクを摩耗さ
せる原因となる。あるいは、磁気ヘツドに塵埃や
磁性層の剥離粉の付着があると、ヘツドクラツシ
ユ（磁気ヘツドの落下）が発生し易くなり、また
ヘツドの跳躍等により記録再生中に突発的に磁気
ヘツドが磁気デイスクに接触する等、磁気デイス
クに大きな衝撃が加わることがあり、これら磁気
デイスクや磁気ヘツドを破損する原因ともなつて
いる。 特に、磁性層がCo−Ni等の合金を真空蒸着や
スパツタリング等の真空薄膜形成技術により薄膜
化する方法や、Co−Ni−Ｐ等の合金を無電解メ
ツキ等の湿式法により薄膜化する方法等によつて
形成される連続薄膜である場合には、この傾向が
顕著である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このような磁気デイスクと磁気ヘツドの接触摺
動から発生する耐久性の劣化はノイズの発生を招
くので好ましいものではなく、また、磁気デイス
クに対する衝撃は、磁気ヘツドやデイスク面の傷
つき等をもたらし、良好な記録再生の妨げとな
る。 そこで従来、上述の磁気デイスクの表面に保護
膜を形成し、この磁気デイスクの耐久性を向上す
ることが検討されているが、耐久性、走行性、耐
衝撃性等の種々の要求を同時に満足するものは得
られていない。 かかる状況から、本発明は、機械的強度に優れ
良好な走行性を付与し得る保護膜を提供し、ノイ
ズが少なく耐久性に優れた磁気デイスクを提供す
ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、上述のような目的を達成せんも
のと鋭意研究の結果、カーボン保護膜と固体潤滑
剤よりなる薄膜を組み合わせることにより磁性層
の耐久性を相乗的に高めることができることを見
出し本発明を完成するに至つたものであり、基板
上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄膜上
にカーボン保護膜及び固体潤滑剤よりなる薄膜を
順次形成してなり、前記カーボン保護膜と固体潤
滑剤よりなる薄膜の合計膜厚が500Å以下である
ことを特徴とするものである。 すなわち、本発明の磁気デイスクにおいては、
保護膜をカーボン保護膜と固体潤滑剤よりなる薄
膜の２層構造とし、これらの相乗効果により耐久
性や耐衝撃性、走行性、耐蝕性等を向上する。 上記カーボン保護膜は、耐ヘツドクラツシユ性
や耐蝕性等に優れたものであり、通常、真空蒸着
やスパツタリング等の手法により形成される。例
えば、真空蒸着による場合には、圧力５×
10^-5Torr以下の真空度、基板温度50〜250℃の条
件であればよく、加熱方法としては電子ビーム加
熱法、抵抗加熱法、誘導加熱法やアーク放電法等
の手法が用いられる。ここで、基板温度が高すぎ
ると、例えば基板面上に下地膜として形成される
Ni−Ｐメツキ層が結晶化する等の不具合が生ず
る虞れがある。また、スパツタリングによる場合
には、Ar等の不活性ガスを導入し、圧力１×
10^-2〜１×10^-3Torrの真空度、基板温度50〜250
℃の条件で、ターゲツトとしてカーボン板（厚さ
１〜４mm程度）を用い、RF電力１〜10Kwある
いはDC電力500w〜10Kwを印加すればよい。こ
のカーボン保護膜の膜厚は、100〜300Åの範囲内
であることが好ましい。 一方、このカーボン保護膜の上に形成される固
体潤滑剤よりなる薄膜は、良好な潤滑性を与える
ものであつて、例えばMoS₂、WS₂、グラフアイ
ト等の固体潤滑剤をスパツタリングすることによ
り形成される。この固体潤滑剤よりなる薄膜の形
成方法としては、上述のスパツタリング法に限定
されるものではなく、真空蒸着等の真空薄膜形成
技術等、種々の手法によることができる。 なお、これらカーボン保護膜と固体潤滑剤より
なる薄膜の合計した膜厚は、500Å程度以下に設
定することが好ましい。これ以上の厚さになる
と、ヘツドクラツシユが発生し易くなり、保護膜
の剥離も生じる虞れがある。 本発明が適用される磁気デイスクは、デイスク
基板上に磁性層として強磁性金属の連続膜を設け
たものであるが、ここでデイスク基板の素材とし
ては、アルミニウム合金、チタン合金等と軽合
金、ポリスチレン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、
アルミナガラス等のセラミツクス、単結晶シリコ
ン等が使用可能である。 ここで、上記デイスク基板として比較的軟らか
い材質のものを使用する場合には、表面を硬くす
る非磁性金属下地層を形成しておくことが好まし
い。上記非磁性金属下地層の材質としては、Ni
−Ｐ合金、Cu、Cr、Zn、ステンレス等が好まし
い。これらをメツキ、スパツタリング、蒸着等の
手法により基板表面に４〜20μｍ程度の膜厚で被
着する。例えば、Al−Mg合金基板の表面Ni−Ｐ
メツキを施すと、その硬度は400程度になり、こ
の基板上に形成した磁性層の磁気特性が優れたも
のとなる。 また、上記磁性層は、メツキやスパツタリン
グ、真空蒸着等の手法により連続膜として形成さ
れる。 例えばCo−Ｐ、Co−Ni−Ｐ等をメツキするこ
とにより金属磁性薄膜が磁性層として形成され
る。 あるいは、真空蒸着法やイオンプレーテイング
法、スパツタリング法等の真空薄膜形成技術によ
つてもよい。 上記真空蒸着法は10^-4〜10^-8の真空下で強磁性
金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加
熱等により蒸発させ、デイスク基板上に蒸発金属
（強磁性金属材料）を沈着するというものであり、
斜方蒸着法及び垂直蒸着法に大別される。上記斜
方蒸着法は、高い抗磁力を得るため基板に対して
上記強磁性金属材料を斜めに蒸着するものであつ
て、より高い抗磁力を得るために酸素雰囲気中で
上記蒸着を行うものも含まれる。上記垂直蒸着法
は、蒸着効率や生産性を向上し、かつ高い抗磁力
を得るために基板上にあらかじめBi、Sb、Pb、
Sn、Ga、In、Ｃ、Ge、Si、Tl等の下地金属層上
に上記強磁性金属材料を垂直に蒸着するというも
のである。 上記イオンプレーテイング法も真空蒸着法の一
種であり、10^-4〜10^-3Torrの不活性ガス雰囲気
中でDCグロー放電、RFグロー放電を起こして、
放電中デイスク上記強磁性金属材料を蒸発させる
というものである。 上記スパツタリング法は、10^-3〜10^-1Torrの
アルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放
電を起こし、生じたアルゴンガスイオンでターゲ
ツト表面の原子をたたき出すというものであり、
グロー放電の方法により直流２極、３極スパツタ
法や、高周波スパツタ法、またはマグネトロン放
電を利用したマグネトロンスパツタ法等がある。
このスパツタリング法による場合には、CrやＷ、
Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。 このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄
膜を形成する際に、使用される強磁性金属材料と
しては、Fe、Co、Ni等の金属の他に、Co−Ni
合金、Co−Pt合金、Co−Ni−Pt合金、Fe−Co
合金、Fe−Ni合金、Fe−Co−Ni合金、Fe−Co
−Ｂ合金、Co−Ni−Fe−Ｂ合金、Co−Cr合金あ
るいはこれらにCr、Al等の金属が含有されたも
の等が挙げられる。特に、Co−Cr合金を使用し
た場合には、垂直磁化膜が形成される。 このような手法により形成される磁性層の膜厚
は、0.04〜1μｍ程度である。 〔作用〕 このように、磁性層表面にカーボン保護膜と固
体潤滑剤よりなる薄膜の２層構造からなる保護膜
を形成することにより、これら２層の保護膜が相
乗的に作用し、耐摩耗性、耐衝撃性、耐蝕性、、
走行性に優れた効果が発揮される。 〔実施例〕 以下、本発明の具体的な実施例について説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。 実施例 １ 先ず、第１図に示すように、非磁性金属下地層
として厚さ15μｍのNi−Ｐメツキ層２を形成した
Al−Mg合金基板１（厚さ約1.27mm、外径95mm、
内径25mm）を用意し、このメツキ層２上に圧力１
×10^-5Torr、基板温度150℃の条件でBiを電子ビ
ーム蒸着して膜厚200Åの低融点金属下地膜３を
形成した。 次いで、この下地膜３上に、同様に圧力１×
10^-5Torr、基板温度150℃の条件で、Coを電子ビ
ーム蒸着し、膜厚1000Åの金属磁性薄膜４を形成
した。 さらに、真空上蒸着法によりこの金属磁性薄膜
４上にカーボン保護膜５を膜厚200Åとなるよう
に形成した。 続いてこのカーボン保護膜５上に、下記の条件
でアルゴンガス雰囲気中でスパツタリング施し、
固体潤滑剤よりなる薄膜６を形成した。 スパツタリング条件 ターゲツト MoS₂プレス板（厚さ３mm 200φ） 電極間距離 80mm Arガス圧 4.5×10^-3Torr RF電力 1.5Kw 堆積速度 20Å／min 基板温度 120〜170℃ 上記固体潤滑剤よりなる薄膜６の膜厚を200Å
及び400Åに変え、それぞれサンプルデイスク１、
サンプルデイスク２とした。 実施例 ２ 先の実施例１において、固体潤滑剤よりなる薄
膜６のスパツタリング条件を下記の通り変え、他
は実施例１と同様の方法によりサンプルデイスク
を作製した。 スパツタリング条件 ターゲツト WS₂プレス板（厚さ３mm 200φ） 電極間距離 80mm Arガス圧 2.5×10^-3Torr RF電力 1.5Kw 堆積速度 18Å／min 基板温度 120〜160℃ なお、この場合にも薄膜６の膜厚を変え、膜厚
200Åの場合をサンプルデイスク３、膜厚400Åの
場合をサンプルデイスク４とした。 比較例 先の実施例１と同様の手法により、Ni−Ｐメ
ツキ層２を形成したAl−Mg合金基板１上に、低
融点金属下地膜３及び金属磁性薄膜４を形成し、
この金属磁性薄膜４上にカーボン保護膜５のみを
膜厚200Åに形成した。得られた磁気デイスクを
比較デイスクとした。 上述の各実施例及び比較例で作製されたサンプ
ルデイスク、比較デイスクについて、保護膜の耐
久性を評価するために、一般に知られているコン
タクト・スタート・ストツプ（CCS）試験により
CSS特性を調べた。また、同時に保護膜の表面粗
度、剥離の有無を調べた。結果を次表に示す。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁
気デイスクにおいては、カーボン保護膜と固体潤
滑剤よりなる薄膜の２層構造から成る保護膜を有
しているので、耐久性、走行性、耐衝撃性、耐蝕
性が大幅に向上し、機械的強度に優れ、かつノイ
ズの少ないものとなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気デイスクの一例
を示す要部拡大断面図である。 １……Al合金基板、４……金属磁性薄膜、５
……カーボン保護膜、６……固体潤滑剤よりなる
薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁
   性薄膜上にカーボン保護膜及び固体潤滑剤よりな
   る薄膜を順次形成してなり、前記カーボン保護膜
   と固体潤滑剤よりなる薄膜の合計膜厚が500Å以
   下であることを特徴とする磁気デイスク。