JPH05347023A - 磁気ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な電磁変換特性を確保しつつ、耐ＣＳＳ
性の向上を図る。 【構成】 剛性基板１上に磁性層４と保護膜５を有して
なる磁気ディスクにおいて、上記保護膜５の上記磁気デ
ィスクに対向配置される磁気ヘッドと接触される領域
（ＣＳＳ領域）Ａにおける膜厚を厚くし、情報信号が記
録される領域（データ領域）Ｂにおける膜厚を薄くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種記憶媒体として用
いられる磁気ディスクに関し、特に所謂ハードディスク
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンピュ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ィスク
が広く用いられており、なかでも応答性に優れること、
記憶容量が多いことから、基板にアルミニウム等の硬質
材料を用いた磁気ディスク（ハードディスク）が使用さ
れている。

【０００３】このような磁気ディスクにおいては、基板
の硬度を増大させて磁気ヘッドとの接触（ＣＳＳ）によ
る衝撃等に耐えられる耐久性を確保するとともに、基板
と磁性層の密着性を高めて磁性層の脱落等の障害を防止
する目的から、通常は基板上にある程度高い硬度を有す
る非磁性下地層が形成される。そして、この非磁性下地
層上に記録層たる磁性層が設けられ、更にこの磁性層上
にカーボン膜等からなる保護膜や潤滑剤が順次積層され
た構成とされる。

【０００４】上記保護膜の機能としては、主にＣＳＳさ
れる際の磁気ディスクと磁気ヘッド間の摩擦力を低下さ
せて耐ＣＳＳ特性を向上させることや、耐候性を改善す
ること等である。特に前者に対する要求は可搬性の小型
パソコンの普及に伴って一層厳しくなっている。上記耐
ＣＳＳ特性とは、磁気ディスクと磁気ヘッド間の摺動に
伴う磨耗による摩擦係数の変化により表される特性であ
り、保護膜の膜厚に依存している。例えばカーボン膜を
保護膜とした場合には、保護膜の膜厚が２５０Å程度か
ら良好な効果が得られ、４００〜５００Å程度までは耐
ＣＳＳ特性が単調に増加する傾向が見られる。

【０００５】一方、耐候性については、保護膜の膜厚が
１００Åより少ない場合には、膜は島状に散在するかた
ちとなり満足な効果を期待することはできないが、連続
膜となる１００Å厚以上になると、膜厚に依存して指数
関数的に水分や腐食性ガスに対するパッシベーション効
果が向上する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、良好な耐ＣＳ
Ｓ特性を確保するためには、保護膜の膜厚を最低３５０
Å程度とすることが望まれ、耐候性を満足させるために
は、保護膜の膜厚を１５０Åとすれば十分である。とこ
ろが、従来の磁気ディスクにおいて、保護膜は通常磁性
層の成膜後、連続スパッタ等により均一な膜厚に成膜さ
れる。このため、耐ＣＳＳ特性と耐候性の両者からの要
請を満足するような保護膜を得るためには、その膜厚を
３５０Å以上とすることが必要である。このため、磁気
ヘッドとの接触がなされる領域（以下、ＣＳＳ領域と称
する。）では良好な耐ＣＳＳ特性を発揮できるものの、
その領域以外の領域、即ち情報信号が記録される領域
（以下、データ領域と称する。）では不必要に厚い膜が
形成されることとなり、スペーシングロスによる記録密
度の低下等の要因となる。

【０００７】これに対して、例えば特開平１−１６６３
８４号公報等にその記載が見られるように、ＣＳＳ領域
のみにＺｒ膜等からなる耐蝕膜を形成し、この耐蝕膜上
を含む全面に潤滑保護膜を形成して、上記ＣＳＳ領域と
それ以外の領域が異なる多層膜構造となるようにした技
術がある。この技術は、ＣＳＳ領域における保護膜を上
記耐蝕膜と上記潤滑保護膜からなる２層膜として保護膜
の膜厚をかせぐことにより耐ＣＳＳ特性を確保しようと
するものである。しかし、保護膜を上述のような２層構
造とした場合、長期の使用により上記潤滑保護膜の膜厚
が薄くなってくると、Ｚｒ膜等からなる上記耐蝕膜では
十分な耐ＣＳＳ特性を確保することができないという欠
点がある。そこで、本発明はこのような実情に鑑みて提
案されたものであって、良好な電磁変換特性を確保しつ
つ、耐ＣＳＳ性に優れた磁気ディスクを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、保護膜の膜厚をＣ
ＳＳ領域ではある程度厚くし、且つデータ領域では耐候
性を確保できる程度に薄くすれば、耐ＣＳＳ特性を確保
しつつ、スペーシングロスによる記録密度の劣化を防止
できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は剛性基板上に磁性層と保護
膜を有してなる磁気ディスクにおいて、上記保護膜の磁
気ヘッドと接触される領域での膜厚が情報信号が記録さ
れる領域での膜厚よりも大であることを特徴とするもの
である。上記保護膜は、磁気ディスクの耐ＣＳＳ特性を
向上させるとともに、耐候性を改善するため等の機能性
膜として設けられる。この保護膜は、上記磁気ディスク
に対向配置される磁気ヘッドとの接触がなされる領域
（ＣＳＳ領域）と情報信号が記録される領域（データ領
域）とから構成されており、各領域においてそれぞれ異
なる膜厚を有している。

【００１０】先ず、上記ＣＳＳ領域における保護膜の膜
厚は、十分な耐ＣＳＳ特性を確保する目的から、３００
〜６００Åとすることが好ましく、より好ましくは３０
０〜４００Åとされる。ＣＳＳ領域における膜厚が上記
範囲よりも少ないと、即ち３００Å未満の場合は、磁気
ディスクと磁気ヘッド間の摺動に伴う磨耗による摩擦係
数の増加が激しくなり、良好な耐久性を得ることができ
ない。逆に、保護膜の膜厚が上記範囲を越えても、顕著
な効果は期待できず、膜厚の過剰分が無駄となる虞れが
ある。

【００１１】一方、上記データ領域における保護膜の膜
厚は、十分な耐候性を確保する目的から、１５０〜４０
０Åとすることが好ましく、より好ましくは１５０〜２
００Åとされる。データ領域における膜厚が上記範囲よ
りも少ないと、即ち１５０Å未満の場合は、均一な連続
膜が得られに難くなり、逆に４００Åを越えると、スー
シングロスにより電磁変換特性が劣化してしまう。

【００１２】このような、膜厚の異なる２つの領域を有
する保護膜を成膜する方法としては、例えばスパッタリ
ング等を２段階に分けて行う方法が挙げられる。即ち、
先ず上記データ領域における保護膜の厚さとなるように
全面に薄く保護膜をスパッタした後、上記ＣＳＳ領域に
あたる部分のみが開口したマスクを用いて選択的にスパ
ッタを行い、このＣＳＳ領域における保護膜の膜厚が厚
くなるように成膜すれば、上述の保護膜が得られる。

【００１３】

【作用】磁気ディスクに対向配置される磁気ヘッドとの
接触がなされる領域（ＣＳＳ領域）では、磁気ヘッドと
の摺動に伴う磨耗に対して十分な耐久性を有することが
要求される。従って、上記ＣＳＳ領域における保護膜の
膜厚をある程度厚くすることにより、良好な耐ＣＳＳ特
性を確保することができる。一方、上述のような耐ＣＳ
Ｓ特性の制約をあまり必要としない情報信号が記録され
る領域（データ領域）では、水分、腐食性ガス等に対す
るパッシベーション効果を有していれば保護膜の機能と
しては十分である。従って、上記データ領域における保
護膜の膜厚を耐候性を確保できる程度まで薄膜化させる
ことにより、スペーシングロスによる記録密度の劣化を
防止することができ、電磁変換特性の向上を図ることが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
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。本実施例の磁気ディスクは、図１に
示すように、表面にＮｉ−Ｐメッキ膜２が形成されたア
ルミ基板１上にＣｒ膜からなる下地層３が形成され、こ
の下地層３上に磁性層４が形成されてなる。

【００１５】上記Ｎｉ−Ｐメッキ膜２は、アルミ基板１
の表面硬度を高め、磁性層４に対する密着性を確保する
ことを目的として設けられるもので、従ってハードディ
スクにおいては、このＮｉ−Ｐメッキ膜２を表面に形成
した状態のアルミ基板１が剛性基板として取り扱われ
る。この剛性基板の表面、即ちアルミ基板１上に成膜さ
れたＮｉ−Ｐメッキ膜２の表面には、テクスチャー処理
が施され、所定の形状を有するテクスチャー痕が付与さ
れている。なお、このテクスチャー処理されたＮｉ−Ｐ
メッキ膜２の表面粗さ等は、適宜選定されることが好ま
しい。

【００１６】また、Ｃｒ膜からなる下地層３は、磁性層
４を蒸着、スパッタ等により形成する際に、結晶性等を
コントロールするために設けられ、磁気特性（例えば保
磁力等）を改善する効果を有する。この下地層３の膜厚
は１０００Åとする。この下地層３上には磁性層４が膜
厚６００Åとなるように形成される。この磁性層４の表
面は、上記Ｎｉ−Ｐメッキ膜２からの層状作用を受けて
微細な凹凸状とされる。これにより、良好な形状磁気異
方性により電磁変換特性が改善される。本実施例の磁気
ディスクでは、上記磁性層４としてスパッタリングによ
るＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ膜を用いたが、この他電解メッキ、
無電解メッキ、或いはイオンプレーティング等により成
膜される強磁性金属薄膜や磁性粉末と結合剤を主体とす
る磁性塗料の塗布により得られる磁性膜等、従来より公
知の磁性材料がいずれも使用可能である。

【００１７】更に、この磁性層４上には、カーボンを用
いた保護膜５が形成される。この保護膜５は、上記磁気
ディスクに対向配置される磁気ヘッドとの接触がなされ
る領域（ＣＳＳ領域）Ａと情報信号が記録される領域
（データ領域）Ｂとから構成される。上記ＣＳＳ領域Ａ
において、保護膜５は良好な耐候性を示すだけでなく、
磁気ヘッドとの摺動に伴う磨耗に対して極めて良好な耐
久性を発揮することが要求される。また、上記データ領
域Ｂにおいては、耐ＣＳＳ特性は特に制約されず、適当
な耐候性を確保できれば十分である。このような条件を
満足させる目的から、上記保護膜５の膜厚は、上記ＣＳ
Ｓ領域Ａにおいて４００Åとされ、上記データ領域Ｂに
おいて２００Åとされる。

【００１８】このような磁気ディスクは、以下のように
して作製される。先ず、アルミ基板１上に無電解メッキ
によりＮｉ−Ｐメッキ膜２を成膜する。そして、テクス
チャー処理を行い、上記Ｎｉ−Ｐメッキ膜２の表面に所
定の形状を有するテクスチャー痕を形成した後、Ｃｒタ
ーゲットを用いてスパッタリングし、上記Ｎｉ−Ｐメッ
キ膜２上にＣｒ膜からなる下地層３を被着させる。続い
て、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ合金をターゲットとして用いてス
パッタリングし、上記下地層３上に磁性層４を成膜す
る。このスパッタリングは、上記下地層３を成膜するた
めのスパッタリングと連続的に行うことも可能である。
なお、スパッタリング条件は、適宜選定すれば良い。更
に、連続して２段階のスパッタを行って上記磁性層４上
によりなる保護膜５を形成して磁気ディスクを得る。

【００１９】ここで、上記保護膜５を成膜するためのス
パッタリングについて詳しく説明する。先ず、図２に示
すように、対向配置された２枚のカーボンをターゲット
６，６として用い、これらターゲット６，６の間に基板
７（表面がＮｉ−Ｐメッキ膜２で被覆されたアルミ基板
１上に下地層３、磁性層４が順次積層されたディスク基
板）が配設される。この基板７は、図４に示すように、
その一箇所がホルダー８によって固定され支持されてい
る。そして、上記基板７の両面側から第１段階目のスパ
ッタを行って、上記基板７の両主面上に２００Å厚とな
るように保護膜５を成膜する。

【００２０】続いて、図３に示すように、上記ＣＳＳ領
域Ａに対応した開口部を有する２枚のマスク９，９を上
記基板７と各ターゲット６，６との間に挿入する。この
マスク９は、図５に示すように、上記基板７のＣＳＳ領
域Ａ以外の領域を十分に覆い、且つ上記基板７のＣＳＳ
領域Ａ上で開口してなる。そして、第２段階目のスパッ
タを行って、上記マスク９，９の開口部より露出した上
記ＣＳＳ領域Ａの保護膜５上に選択的に２００Å厚のカ
ーボン膜を被着させる。これにより、ＣＳＳ領域Ａ以外
の領域、即ちデータ領域Ｂの保護膜５の膜厚は２００Å
に維持され、ＣＳＳ領域Ａでは保護膜５の合計厚が４０
０Åとなる。このように、保護膜５を２段階のスパッタ
により成膜すれば、データ領域Ｂの膜厚よりＣＳＳ領域
Ａの膜厚の方が厚い保護膜５を得ることができる。

【００２１】以上のようにして得られた磁気ディスクに
ついて、電磁変換特性を検討するためにＳ／Ｎ、再生出
力特性及びオーバーライト特性を調べた。なお、これら
諸特性の測定に際し、薄膜マイクロスライダーに固定さ
れた所謂フライングヘッド（ヘッド浮上量０．１μｍ）
を用いて再生を行った。この結果を表１に示す。なお、
上記Ｓ／Ｎは、再生周波数を４．５ＭＨｚとした時の再
生出力に対するノイズ比を表し、上記再生出力特性は、
再生周波数４．５ＭＨｚ時に対する１．１２ＭＨｚ時の
出力の比を表す。また、上記オーバーライト特性は、再
生周波数４．５ＭＨｚ時と１．１２ＭＨｚ時との比較よ
り求めた。

【表１】

【００２２】表１に示すように、上述の諸特性を上記磁
気ディスクのＣＳＳ領域とデータ領域とで比較したとこ
ろ、データ領域におけるＳ／Ｎ、再生出力特性及びオー
バーライト特性はＣＳＳ領域におけるそれらよりも何れ
も良好な結果を示すことが判った。従って、データ領域
の保護膜の膜厚は２００Å程度に薄くすることにより、
磁気ディスクの電磁変換特性の向上を図ることができ
た。

【００２３】次に、この磁気ディスクの保護膜の機能性
を検討するために、耐ＣＳＳ特性及び耐候性を調べ、こ
の結果を上記表１に併せて記した。なお、上記耐ＣＳＳ
特性は磁気ヘッドと磁気ディスク間の摩擦係数が０．５
以上となるまでのＣＳＳ回数を示した。また、耐候性を
調べるために、本実施例の磁気ディスクを温度６０℃、
湿度９０％の環境下で１週間保存した後、再生時におけ
るエラーの変化を測定した。表１に示すように、データ
領域における保護膜では、耐候性は十分に確保されてい
るものの、摩擦係数の増加が激しく、満足な耐ＣＳＳ特
性は得られなかった。従って、保護膜の膜厚が２００Å
の場合には、電磁変換特性の向上を図ることができるも
のの、良好な耐ＣＳＳ特性を期待することはできないこ
とが判った。これに対して、電磁変換特性上の制約を受
けないＣＳＳ領域では、保護膜の膜厚を４００Åとして
も問題はなく、ＣＳＳ回数が５００００回以上の範囲で
も良好な摩擦係数を維持することができた。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本発明では、電磁変換特
性上の制約を受けないＣＳＳ領域の保護膜の膜厚を厚く
し、耐ＣＳＳ特性上の制約を受けないデータ領域の保護
膜の膜厚を薄くしているので、十分な耐ＣＳＳ特性、耐
候性を確保しつつ、スペーシングロスにより記録密度の
低下等を防止し、電磁変換特性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ディスクの構造を示す断
面図である。

【図２】本発明を適用した磁気ディスクの製造方法を説
明するための工程断面図であり、保護膜を成膜するため
の第１段階目のスパッタリング工程を示す断面図であ
る。

【図３】本発明を適用した磁気ディスクの製造方法を説
明するための工程断面図であり、保護膜を成膜するため
の第２段階目のスパッタリング工程を示す断面図であ
る。

【図４】保護膜を成膜する前の基板の状態を示す斜視図
である。

【図５】磁気ヘッドと接触される領域の膜厚が情報信号
が記録される領域の膜厚よりも厚い保護膜を成膜するた
めに用いられるマスクの形状を説明するための斜視図で
ある。

【符号の説明】

１・・・アルミ基板 ２・・・Ｎｉ−Ｐメッキ膜 ４・・・磁性層 ５・・・保護膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛性基板上に磁性層と保護膜を有してな
   る磁気ディスクにおいて、 上記保護膜の磁気ヘッドと接触される領域での膜厚が情
   報信号が記録される領域での膜厚よりも大であることを
   特徴とする磁気ディスク。