JPH06215366A - Disk substrate and its production - Google Patents

Disk substrate and its production

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JPH06215366A
JPH06215366A JP738393A JP738393A JPH06215366A JP H06215366 A JPH06215366 A JP H06215366A JP 738393 A JP738393 A JP 738393A JP 738393 A JP738393 A JP 738393A JP H06215366 A JPH06215366 A JP H06215366A
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JP
Japan
Prior art keywords
fine particles
glassy carbon
substrate
disk substrate
composite material
Prior art date
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Pending
Application number
JP738393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihide Yamauchi
通秀 山内
Atsushi Ishikawa
篤 石川
Tsutomu Isobe
勤 磯部
Yoshio Aoki
由郎 青木
Kazuo Maki
和男 槙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP738393A priority Critical patent/JPH06215366A/en
Publication of JPH06215366A publication Critical patent/JPH06215366A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a disk substrate excellent in corrosion, weather and shock resistance by using a glassy carbon composite material with fine selective ruggedness formed on the surface. CONSTITUTION:A glassy carbon composite material with fine selective ruggedness formed on the surface is used. The roughness of the ruggedness is regulated to about 10-100Angstrom . The composite material has such high strength that cracking and chipping are hardly occurred when it is subjected to working of inner and outer circumferences and chamfering at the time of working a substrate and the objective disk substrate having high rigidity and satisfactory surface smoothness is obtd. This substrate is nonmagnetic and has satisfactory corrosion and weather resistance and high shock resistance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に用いられる
ディスク基板及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk substrate used as a recording medium and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【発明の背景】最近、コンピュータシステムの外部記憶
装置としての磁気ディスク装置の重要度は高まる一方で
あり、その記録密度は著しい向上を遂げている。このよ
うな磁気ディスク装置の駆動方式は、磁気ディスクが高
速で定速回転している際には、磁気ヘッドが磁気ディス
クから離間した浮上状態にあり、磁気ディスク停止時に
は、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触するCSS(Co
ntact Startand Stop)方式が採用
されている。かかるCSS方式にあっては、記録/再生
特性を高める為に、浮上量を小さくすることが必要であ
る。そして、この目的は、磁気ディスクの表面平滑性を
高めることによって達成される。
2. Description of the Related Art Recently, the importance of a magnetic disk device as an external storage device of a computer system has been increasing, and its recording density has been remarkably improved. In such a drive system of the magnetic disk device, when the magnetic disk is rotating at a high speed and at a constant speed, the magnetic head is in a floating state separated from the magnetic disk, and when the magnetic disk is stopped, the magnetic head and the magnetic disk are separated from each other. Contact CSS (Co
The ntact start and stop method is adopted. In such a CSS system, it is necessary to reduce the flying height in order to improve the recording / reproducing characteristics. This object is achieved by improving the surface smoothness of the magnetic disk.

【0003】しかしながら、磁気ディスクの表面平滑性
を高くすると、磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着し易く
なり、起動時などに表面に損傷が起き易くなるといった
問題点がある。ところで、従来より、 Ni−Pメッキが施されたAl基板については、遊
離砥粒を用いた研磨により鏡面仕上げを行い、その後研
磨テープや遊離砥粒を用いた研磨により所定の粗さを持
った面に仕上げる、 ガラス基板については、フッ化水素などのエッチン
グ剤でエッチングし、所定の粗さを持った面に仕上げ
る、 といった技術が知られている。
However, if the surface smoothness of the magnetic disk is increased, the magnetic head is likely to be attracted to the magnetic disk, and the surface is likely to be damaged at the time of start-up. By the way, conventionally, an Al substrate plated with Ni—P is mirror-finished by polishing with free abrasive grains, and then has a predetermined roughness by polishing with a polishing tape or free abrasive grains. Techniques such as finishing the surface, or etching the glass substrate with an etching agent such as hydrogen fluoride to finish the surface having a predetermined roughness are known.

【0004】しかしながら、上記の技術は、いずれもコ
ストが掛かるといった問題がある。しかも、所定の粗さ
を持った面に仕上げる際の制御が難しく、再現性に乏し
く、均一な特性のものを大量生産することが困難である
といった問題もある。又、Al製の基板については、厚
さが薄くなると、剛性が不足するという問題点が有る。
すなわち、剛性が不足すると、鏡面加工の際、基板にう
ねりが生じて平坦化できず、この為うねりが有る基板を
ディスクに使用した際、回転むらが生じ、又、磁気ヘッ
ドの浮上量を小さく出来ないという不都合を生じたり、
さらにはスピンドルへのチャッキングの際にディスクが
変形すると言う不都合が有る。又、ディスクの製造はA
l製基板上にスパッリング等の薄膜形成手段で磁性膜を
形成する方法が一般的であるが、この際、基板温度が数
百℃となる為、耐熱性が要求される。しかしながら、A
l製基板にあっては、耐熱性が不足するという問題点が
有り、この結果、基板が熱変形するという不都合が有
る。更に、成膜後に基板を加熱すると磁性膜の保磁力が
高くなることが知られており、この観点から熱処理が行
われることも有り、従って耐熱性が一層要求されている
のであるが、この点についてもAl製基板は問題があ
る。
However, each of the above techniques has a problem that the cost is high. Moreover, there is a problem that it is difficult to control when finishing a surface having a predetermined roughness, poor reproducibility, and it is difficult to mass-produce a surface having uniform characteristics. Further, with respect to the Al substrate, there is a problem that the rigidity becomes insufficient when the thickness becomes thin.
That is, if the rigidity is insufficient, the substrate waviness will not be able to be flattened during mirror surface processing, and when a wavy substrate is used for a disk, uneven rotation will occur and the flying height of the magnetic head will be small. It causes inconvenience that you can not
Further, there is a disadvantage that the disk is deformed when chucking the spindle. Also, the disc manufacturing is A
A method of forming a magnetic film on a substrate made of l by a thin film forming means such as sparring is generally used, but in this case, the substrate temperature is several hundreds of degrees Celsius, so heat resistance is required. However, A
The l-made substrate has a problem of insufficient heat resistance, and as a result, the substrate is thermally deformed. Furthermore, it is known that the coercive force of the magnetic film increases when the substrate is heated after film formation, and from this viewpoint, heat treatment may be performed, and therefore heat resistance is further required. Also, there is a problem with the Al substrate.

【0005】ところで、結晶化ガラスや強化ガラス等の
ガラスは剛性や耐熱性に富む。この他に、ガラスは基板
に要求される表面平滑性と硬度の面では優れているもの
の、破壊(衝撃)に対して弱く、又、表面に水分の吸着
を起こしやすいという難点が有る。又、磁性膜を形成す
るスパッタリングに際して、高性能の磁性膜を得る為に
は、真空度を上げる必要が有るが、減圧(真空)により
ガラス内部から水分がしみ出し、真空度が上がり難いと
いう不都合も有る。さらには、基板加熱の際、赤外線ヒ
ータを用いることが多いものの、赤外線が基板を透過
し、基板の加熱効率が悪く、又、基板の固有抵抗が高い
為に静電気によるゴミの付着が起こり易く、エラーレー
トの増加の原因にもなっている。
By the way, glass such as crystallized glass and tempered glass is rich in rigidity and heat resistance. In addition, although glass is excellent in surface smoothness and hardness required for a substrate, it has a drawback that it is vulnerable to breakage (impact) and that water is likely to be adsorbed on the surface. In addition, in order to obtain a high-performance magnetic film at the time of sputtering for forming a magnetic film, it is necessary to increase the degree of vacuum. However, decompression (vacuum) causes water to seep out from the inside of the glass, making it difficult to increase the degree of vacuum. There is also. Furthermore, when heating the substrate, an infrared heater is often used, but infrared rays penetrate the substrate, the heating efficiency of the substrate is poor, and dust is likely to be attached due to static electricity due to the high specific resistance of the substrate, It also causes an increase in error rate.

【0006】[0006]

【発明の開示】このようなことから、前記のようなアル
ミニウム合金やガラスとは全く異なる材料としてカーボ
ン、特にガラス状炭素が注目を浴び始めている。すなわ
ち、ガラス状炭素は、一般に、三次元網目構造を有して
おり、不溶・不融の性質をもつ熱硬化性樹脂の硬化物を
不活性雰囲気中で焼成炭化させると得られる。そして、
このものはガス不透過性に優れ、硬度が高く、かつ、等
方的組織を有する。更に、軽量、耐熱性、高電気伝導
度、耐食性、高熱伝導度、高い潤滑性等の特性に加え、
均質で摺動部品に用いても炭素粉末を生じない特性を備
えていて、エレクトロニクス産業、原子力産業、宇宙産
業を始め、各種分野での広範囲な利用が期待されてい
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Under such circumstances, carbon, particularly glassy carbon, has begun to attract attention as a material completely different from the above-mentioned aluminum alloy and glass. That is, glassy carbon generally has a three-dimensional network structure, and is obtained by firing and carbonizing a cured product of a thermosetting resin having an insoluble / infusible property in an inert atmosphere. And
This material has excellent gas impermeability, high hardness, and has an isotropic structure. Furthermore, in addition to characteristics such as light weight, heat resistance, high electrical conductivity, corrosion resistance, high thermal conductivity, and high lubricity,
Since it is homogeneous and does not generate carbon powder even when used for sliding parts, it is expected to be widely used in various fields including the electronics industry, nuclear power industry and space industry.

【0007】このような観点から、本出願人によって
も、ガラス状炭素をハードディスクの基板として利用す
ることが提案されている。すなわち 基板加工時における内外周加工やチャンファー加工
の際、割れや欠けが起き難いよう、又、テキスチャー形
成や薄膜形成の際のハンドリング時においての信頼性の
面から高強度であること、 磁気ヘッドの追従性から基板のうねりを小さくする
必要があり、基板材料の剛性が高いこと、 高記録密度化する為に基板の表面平滑性が良好であ
ること、 非磁性であること、 耐食性、耐候性が良好であること、 耐衝撃性に富むこと、 製造時の信頼性、及びCSS特性(耐久性)の面か
ら高硬度であること、 CSS特性を高め、ハードディスクドライブのスピ
ンドル負荷を低減化する為に、基板は軽量であること、 静電気によるゴミ等の付着防止の為に基板材料の固
有抵抗が小さいことに着目し、ガラス状炭素をハードデ
ィスクの基板として利用することが提案されたのであ
る。
From this point of view, the applicant of the present invention has also proposed using glassy carbon as a substrate of a hard disk. That is, cracks and chips are unlikely to occur during inner / outer peripheral processing and chamfer processing during substrate processing, and high strength from the viewpoint of reliability during handling during texture formation and thin film formation, magnetic head It is necessary to reduce the waviness of the substrate from the followability of the substrate, the rigidity of the substrate material is high, the surface smoothness of the substrate is good for high recording density, non-magnetic, corrosion resistance, weather resistance Good hardness, high impact resistance, high reliability from the viewpoint of manufacturing reliability and CSS characteristics (durability), to improve CSS characteristics and reduce spindle load of hard disk drive In addition, we paid attention to the fact that the substrate is lightweight and the specific resistance of the substrate material is small in order to prevent the adhesion of dust etc. due to static electricity, and glassy carbon was used as the substrate of the hard disk It is the has been proposed to use.

【0008】ところで、単に、ガラス状炭素が用いられ
れば良いといったものではないことが次第に判って来
た。すなわち、磁気ヘッドとの吸着性を改善し、耐久性
を高める為には、所定の表面粗さを有していることが大
事なことが判って来た。このような目的を達成する為に
本発明が提案されたものであり、本発明は、ガラス状カ
ーボン複合材料で構成されてなり、表面に微小な選択的
凹凸が形成されてなることを特徴とするディスク基板を
提案するものである。
By the way, it has been gradually understood that it is not simply that glassy carbon is used. That is, it has been found that it is important to have a predetermined surface roughness in order to improve the attraction to the magnetic head and enhance the durability. The present invention has been proposed in order to achieve such an object, and the present invention is characterized in that it is composed of a glassy carbon composite material and has minute selective irregularities formed on its surface. A disk substrate that can be used is proposed.

【0009】又、金属酸化物微粒子、金属炭化物微粒
子、金属窒化物微粒子、金属ホウ化物微粒子の群の中か
ら選ばれる少なくとも一種の微粒子が分散してなるガラ
ス状カーボン複合材料を、選択的エッチングすることを
特徴とするディスク基板の製造方法を提案するものであ
る。本発明において、選択的凹凸は、O2 やCO2 のよ
うな酸化性ガスを用いた反応性スパッタエッチングや、
酸化性ガス雰囲気中での熱処理による炭素部分のエッチ
ングによって形成されるものを言う。すなわち、この選
択的凹凸は、複合材の表面を研磨すると平滑面が出来る
が、これを例えば酸化することによりカーボン部分のみ
が選択的に除去され、この結果微粒子の一部分のみが突
起として残り、これによって所定の凹凸が形成されたも
のを言う。
Further, the glassy carbon composite material in which at least one kind of particles selected from the group consisting of metal oxide particles, metal carbide particles, metal nitride particles and metal boride particles is dispersed is selectively etched. The present invention proposes a method of manufacturing a disk substrate, which is characterized by the above. In the present invention, the selective unevenness is formed by reactive sputter etching using an oxidizing gas such as O 2 or CO 2 ,
It is formed by etching the carbon portion by heat treatment in an oxidizing gas atmosphere. That is, the selective unevenness has a smooth surface formed by polishing the surface of the composite material, but only the carbon portion is selectively removed by, for example, oxidizing the surface of the composite material, and as a result, only a part of the fine particles remains as a protrusion. Means that a predetermined unevenness is formed by.

【0010】このような選択的凹凸は、その粗さが約1
0〜100Åであることが好ましい。尚、このような特
徴を有する選択的凹凸は、スパッタ条件や熱処理条件を
選択することで達成される。例えば、スパッタ条件とし
ては、時間が約1〜20分、温度が室温〜約300℃、
ガス圧力が約1〜20ミリTorrであり、熱処理条件
としては、時間が約30〜120分、温度が約300〜
600℃を選択することが好ましい。
The roughness of such selective unevenness is about 1 or less.
It is preferably 0 to 100Å. Note that the selective unevenness having such characteristics is achieved by selecting the sputtering conditions and heat treatment conditions. For example, as the sputtering conditions, the time is about 1 to 20 minutes, the temperature is room temperature to about 300 ° C.,
The gas pressure is about 1 to 20 milliTorr, and the heat treatment conditions are a time of about 30 to 120 minutes and a temperature of about 300 to.
It is preferable to select 600 ° C.

【0011】ガラス状カーボン複合材料とは、ガラス状
カーボンを主成分とし、例えばアルミナ微粒子、酸化チ
タン微粒子、酸化珪素微粒子などの金属酸化物微粒子、
炭化チタン微粒子などの金属炭化物微粒子、窒化ホウ素
などの金属窒化物微粒子、金属ホウ化物微粒子の群の中
から選ばれる少なくとも一種の微粒子が分散してなるも
のが挙げられる。尚、前記微粒子は一種類のみでなく、
二種類以上のものが用いられて良いものであり、又、単
一分散度の粒子のみでなく、粒径が異なる複数の種類の
ものを用いても良い。
The glassy carbon composite material contains glassy carbon as a main component, and metal oxide fine particles such as alumina fine particles, titanium oxide fine particles and silicon oxide fine particles,
Examples thereof include those in which at least one kind of fine particles selected from the group of metal carbide fine particles such as titanium carbide fine particles, metal nitride fine particles such as boron nitride, and metal boride fine particles are dispersed. The fine particles are not limited to one type,
Two or more kinds of particles may be used, and not only particles having a single dispersity but also a plurality of kinds having different particle diameters may be used.

【0012】ガラス状カーボン複合材料に用いられる微
粒子は、その粒径が約10μm以下のものであることが
好ましく、望ましくは約2μm以下、さらに望ましくは
約1μm以下のものであることが好ましく、特に0.1
μm以下のものを用いるようにしても良い。このような
微粒子の製造方法としては、気相反応を利用した方法と
してガス中蒸発法、プラズマ蒸発法、気相化学反応法な
どが有り、液相反応を利用した方法として沈澱法、溶融
噴霧熱分解法などの超微粒子製造方法から粉砕・分級に
よる方法を用いることが可能である。
The fine particles used in the glassy carbon composite material preferably have a particle size of about 10 μm or less, preferably about 2 μm or less, and more preferably about 1 μm or less, particularly preferably 0.1
You may make it use the thing below micrometer. As a method for producing such fine particles, there are a gas evaporation method, a plasma evaporation method, a gas phase chemical reaction method, etc. as a method utilizing a gas phase reaction, and a precipitation method, a melt spray heat method as a method utilizing a liquid phase reaction. It is possible to use a method of pulverization / classification from a method of producing ultrafine particles such as a decomposition method.

【0013】微粒子の具体例としては、例えば不二見研
摩材工業製の各種研磨砥粒(SiC系のもの、アルミナ
系のもの、シリカ系のもの)、日本アエロジル社製の酸
化アルミニウム超微粒子(アルミニウムオキサイドC、
粒径約0.02μm、δアルミナ)をフラッシュファイ
アリング法によってαアルミナに変換した微粒子(粒径
約0.09μm)、住友セメント(株)の酸化チタン微
粒子(粒径約0.01〜0.03μm、アナターゼ)等
が例示される。
Specific examples of the fine particles include, for example, various polishing abrasive grains (SiC type, alumina type, silica type) manufactured by Fujimi Abrasives Co., Ltd., and aluminum oxide ultrafine particles (aluminum) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. Oxide C,
Fine particles (particle diameter of about 0.02 μm, δ-alumina) converted to α-alumina by flash firing method (particle diameter of about 0.09 μm), fine particles of titanium oxide of Sumitomo Cement Co., Ltd. (particle diameter of about 0.01-0. 03 μm, anatase) and the like.

【0014】そして、このような微粒子が、微粒子/ガ
ラス状カーボン(体積比)で0.001〜0.2、望ま
しくは約0.05〜0.1の割合で分散含有されている
ことが好ましい。ガラス状カーボン複合材料に用いられ
るガラス状カーボンは、熱硬化性樹脂を炭素化して得ら
れるガラス状カーボン、その他共重合や共縮合により熱
硬化するように変性された樹脂を炭素化して得られるガ
ラス状カーボンを用いることが出来る。
It is preferable that the fine particles are dispersed and contained in a ratio of fine particles / glassy carbon (volume ratio) of 0.001 to 0.2, preferably about 0.05 to 0.1. . The glassy carbon used in the glassy carbon composite material is a glassy carbon obtained by carbonizing a thermosetting resin, or a glass obtained by carbonizing a resin modified so as to be thermoset by copolymerization or cocondensation. Shaped carbon can be used.

【0015】本発明における好ましい熱硬化性樹脂とし
ては、硬化前の初期縮合物の状態で20重量%以上の水
を含有することが出来るものである。ここで、「初期縮
合物」とは、硬化前の樹脂を意味し、原料モノマーを相
当量含む場合もあるが、ある程度付加及び/又は縮合反
応が起こり、粘度が高くなった樹脂組成物をいう。該熱
硬化性樹脂組成物の特徴は、硬化の際に縮合水のような
低沸点物の溜まりが起こらないことであり、つまり熱硬
化性樹脂が硬化する前の粘度が高くなった初期縮合物の
状態で樹脂が20重量%以上の水を含有することが出来
る程度の親水性を有するようにしておくことにより、低
沸点物が樹脂内(あるいは硬化物内)に閉じ込められて
も、低沸点物の溜まりが生ずることがないようになる。
尚、より一層に低沸点物を樹脂内に完全に分散溶解させ
る為には、30重量%以上の水を含み得る樹脂組成物が
望ましい。
A preferable thermosetting resin in the present invention is one which can contain 20% by weight or more of water in the state of an initial condensate before curing. Here, the "initial condensate" means a resin before curing, which may contain a considerable amount of raw material monomers, but refers to a resin composition having a high viscosity due to addition and / or condensation reaction to some extent. . A characteristic of the thermosetting resin composition is that a low boiling point substance such as condensed water does not accumulate during curing, that is, the initial condensate having a high viscosity before the thermosetting resin is cured. By making the resin hydrophilic enough to contain 20% by weight or more of water in the above state, even if the low-boiling substance is trapped in the resin (or in the cured product), The accumulation of things will not occur.
In order to completely disperse and dissolve the low-boiling substance in the resin, a resin composition that can contain 30% by weight or more of water is desirable.

【0016】熱硬化性樹脂組成物がどの程度の粘度の時
に、樹脂組成物の水可溶能力が20重量%を越えていれ
ば硬化・炭化後に空孔(気孔)を殆ど生じないようにな
るかは、原料樹脂の種類、重合度、ブレンド比率等によ
り異なるが、本発明者の研究の結果によれば、200〜
8000cps/20℃の粘度状態において20重量%
を越える水可溶能力があれば良い。
At what viscosity of the thermosetting resin composition, if the water-solubility of the resin composition exceeds 20% by weight, almost no pores will be formed after curing and carbonization. It depends on the type of raw material resin, the degree of polymerization, the blending ratio, etc., but according to the results of the research conducted by the present inventor,
20% by weight in a viscosity state of 8000 cps / 20 ° C
It is sufficient if it has a water-soluble capacity that exceeds.

【0017】本発明における熱硬化性樹脂の初期縮合物
は、原料樹脂の種類、ブレンドの比率、重合度制御、変
性等により適宜設計することが出来る。本発明において
用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エステル樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹
脂、キシレン樹脂等を挙げることが出来、これらの樹脂
をそのまま、あるいはブレンド、又は変性することによ
り用いられる。好ましくは変性フェノール・フラン樹脂
をベースにした樹脂で、例えば特開昭60−17120
8号公報、特開昭60−171209号公報、特開昭6
0−171210号公報、特開昭60−171211号
公報で開示された熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性
樹脂に変性し得るものとしては、上述のフェノール樹
脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはアスファル
ト、ピッチ類等の天然に産出する高い炭素化収率を有す
る材料、リグニン、セルロース、トラガカントガム、ア
ラビアガム、フミン酸、各種糖類等の比較的高い炭化収
率を有する親水性物質が挙げられる。
The initial condensate of the thermosetting resin in the present invention can be appropriately designed depending on the type of raw material resin, blending ratio, control of polymerization degree, modification and the like. Examples of the thermosetting resin used in the present invention include phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, ester resin,
Furan resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, xylene resin and the like can be mentioned, and these resins are used as they are, or by blending or modifying them. Resins based on modified phenol-furan resins are preferred, for example JP-A-60-17120.
No. 8, JP-A-60-171209, JP-A-6
The thermosetting resins disclosed in JP-A No. 0-171210 and JP-A No. 60-171121 are mentioned. As those that can be modified into a thermosetting resin, the above-mentioned phenolic resins, thermosetting resins such as furan resin, or asphalt, materials having a naturally high carbonization yield such as pitches, lignin, cellulose, Examples thereof include hydrophilic substances having a relatively high carbonization yield, such as tragacanth gum, gum arabic, humic acid, and various sugars.

【0018】そして、上記したような熱硬化性樹脂や微
粒子を、硬化前に目的とする所定の形状の型に入れ、加
熱等による硬化工程を経ることにより、所定の形状の樹
脂材料が得られる。このようにして得られた所定形状の
樹脂材料を加熱して炭化させる炭化焼成工程において、
不活性雰囲気中において約1000〜1400℃で熱処
理し、この後不活性雰囲気下における約1000気圧以
上の圧力下において約1500〜2000℃で熱処理す
ることが好ましい。
Then, the thermosetting resin and the fine particles as described above are put into a mold having a desired predetermined shape before curing, and a resin material having a predetermined shape is obtained by a curing step such as heating. . In the carbonization and firing step of heating and carbonizing the resin material having a predetermined shape thus obtained,
It is preferable to perform heat treatment at about 1000 to 1400 ° C. in an inert atmosphere, and then perform heat treatment at about 1500 to 2000 ° C. under a pressure of about 1000 atmospheres or more in an inert atmosphere.

【0019】このような処理により、ガラス状炭素は、
実質的に無孔性で、よりパッキング化し、材料内部に存
在するミクロポアの径が小さくなり、緻密化する。か
つ、加圧熱処理段階は2000℃以下としたので、ガラ
ス状炭素の黒鉛化が抑えられ、高密度で、機械的強度
(曲げ強度)が24kg/mm2 以上と大きく向上し、
基板加工時における割れや欠けが激減し、又、薄膜形成
等に際してのハンドリングの信頼性が向上する。
By such treatment, the glassy carbon becomes
It is substantially non-porous, more packing, and the micropores present inside the material are smaller in size and densified. Moreover, since the pressure heat treatment step was set to 2000 ° C. or less, graphitization of glassy carbon was suppressed, the density was high, and the mechanical strength (bending strength) was greatly improved to 24 kg / mm 2 or more,
The cracks and chips during substrate processing are drastically reduced, and the reliability of handling when forming a thin film is improved.

【0020】以下、実施例により本発明をさらに具体的
に説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕フルフリルアルコール500重量部と92
%パラホルムアルデヒド480重量部とを80℃で攪拌
して溶解させ、攪拌下でフェノール520重量部、水酸
化ナトリウム8.8重量部および水45重量部の混合液
を滴下した。滴下終了後、80℃で3時間反応させた。
この後、フェノール80重量部、水酸化ナトリウム8.
8重量部および水45重量部の混合液をさらに滴下し、
80℃で4.53時間反応させた。30℃まで冷却した
後に、70%パラトルエンスルホン酸水溶液で中和し
た。この中和物を減圧下で脱水して150重量部の水を
除去し、フルフリルアルコール500重量部を添加混合
した。
Example 1 500 parts by weight of furfuryl alcohol and 92
% Paraformaldehyde (480 parts by weight) was stirred and dissolved at 80 ° C., and a mixed solution of 520 parts by weight of phenol, 8.8 parts by weight of sodium hydroxide and 45 parts by weight of water was added dropwise with stirring. After completion of the dropping, reaction was carried out at 80 ° C. for 3 hours.
After this, 80 parts by weight of phenol, sodium hydroxide 8.
A mixture of 8 parts by weight and 45 parts by weight of water was further added dropwise,
The reaction was carried out at 80 ° C for 4.53 hours. After cooling to 30 ° C., the mixture was neutralized with 70% aqueous paratoluenesulfonic acid solution. The neutralized product was dehydrated under reduced pressure to remove 150 parts by weight of water, and 500 parts by weight of furfuryl alcohol was added and mixed.

【0022】この熱硬化性樹脂初期縮合物に平均一次粒
子径が2μmのアルミナ微粒子を1重量%、平均一次粒
子径が0.02μmのアルミナ微粒子を1重量%の割合
で加え、サンドミルで充分に分散・混合させた。そし
て、これを成形し、酸で硬化させた後、1300℃で炭
素化させ、2.5インチ径のディスク形状を有するガラ
ス状カーボン/アルミナ複合材料を作製した。
1% by weight of alumina fine particles having an average primary particle diameter of 2 μm and 1% by weight of alumina fine particles having an average primary particle diameter of 0.02 μm were added to this thermosetting resin initial condensate, and the mixture was thoroughly mixed with a sand mill. Dispersed and mixed. Then, this was molded, cured with acid, and then carbonized at 1300 ° C. to produce a glassy carbon / alumina composite material having a disk shape with a diameter of 2.5 inches.

【0023】この後、内外周やチャンファリングの精密
加工を施し、そして両面研摩機(スピードファム社製9
Bタイプの両面研摩機)のキャリアーに装着し、ラップ
及びポリッシュ工程に供した。最終ポリッシュ工程後の
中心線平均表面粗さRaは50Åであった。次に、この
Raが50Åでガラス状カーボン/アルミナ複合材料か
らなる基板を、500℃のオーブンに入れ、空気中で1
時間かけて熱処理し、選択的エッチングを行った。この
選択的エッチングによる中心線平均表面粗さRaは82
Åであった。
After this, precision machining of the inner and outer circumferences and chamfering was performed, and a double-sided sanding machine (9
It was attached to a carrier of a B type double-sided polishing machine) and subjected to a lapping and polishing process. The center line average surface roughness Ra after the final polishing step was 50Å. Next, the substrate made of glassy carbon / alumina composite material with Ra of 50 Å was placed in an oven at 500 ° C.
It heat-processed over time and performed selective etching. The center line average surface roughness Ra by this selective etching is 82.
It was Å.

【0024】そして、このようにして得られた表面に微
小な選択的凹凸が形成されてなるガラス状カーボン複合
材料で構成されてなる基板を洗浄、乾燥した後、表面に
100nm厚のCr膜、60nm厚のCoCrTa磁化
膜、25Å厚のカーボン保護膜を連続して順にスパッタ
手段で設けた。この後、表面にパーフルオロポリエーテ
ル系の潤滑剤(モンテジソン社のフォンブリンAM20
01)をスピンコート法で40Å厚塗布した。
Then, the substrate thus obtained, which is made of a glassy carbon composite material having fine selective irregularities formed on the surface thereof, is washed and dried, and then a Cr film having a thickness of 100 nm is formed on the surface. A CoCrTa magnetic film having a thickness of 60 nm and a carbon protective film having a thickness of 25 Å were successively provided in order by a sputtering means. After this, a perfluoropolyether-based lubricant (Fomblin AM20 from Montedison Co.
01) was applied by a spin coating method to a thickness of 40Å.

【0025】〔実施例2〕実施例1で得た熱硬化性樹脂
初期縮合物に平均一次粒子径が1μmの炭化珪素微粒子
を1重量%、平均一次粒子径が0.02μmの炭化珪素
微粒子を1重量%の割合で加え、そして実施例1と同様
にしてガラス状カーボン/炭化珪素複合材料を得た。
Example 2 1% by weight of silicon carbide fine particles having an average primary particle diameter of 1 μm and 1% by weight of silicon carbide fine particles having an average primary particle diameter of 0.02 μm were added to the thermosetting resin initial condensate obtained in Example 1. A glassy carbon / silicon carbide composite material was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight was added.

【0026】この後、このガラス状カーボン/炭化珪素
複合材料を用いて実施例1と同様に行い、又、同様な選
択的エッチングにより中心線平均表面粗さRaが78Å
のものを得、この後も同様に行って磁気ディスクを得
た。 〔実施例3〕実施例1で得た熱硬化性樹脂初期縮合物に
平均一次粒子径が1μmの窒化珪素微粒子を1重量%、
平均一次粒子径が0.02μmの炭化珪素微粒子を1重
量%の割合で加え、そして実施例1と同様にしてガラス
状カーボン/窒化珪素/炭化珪素複合材料を得た。
Thereafter, this glassy carbon / silicon carbide composite material is used in the same manner as in Example 1, and the center line average surface roughness Ra is 78Å by the same selective etching.
A magnetic disk was obtained in the same manner as above. Example 3 1% by weight of silicon nitride fine particles having an average primary particle diameter of 1 μm was added to the thermosetting resin initial condensate obtained in Example 1.
Silicon carbide fine particles having an average primary particle diameter of 0.02 μm were added in a proportion of 1% by weight, and a glassy carbon / silicon nitride / silicon carbide composite material was obtained in the same manner as in Example 1.

【0027】この後、このガラス状カーボン/窒化珪素
/炭化珪素複合材料を用いて実施例1と同様に行い、
又、同様な選択的エッチングにより中心線平均表面粗さ
Raが78Åのものを得、この後も同様に行って磁気デ
ィスクを得た。 〔実施例4〕実施例2で得たガラス状カーボン/炭化珪
素複合材料製の2.5インチ径のディスク基板に対し
て、アネルバ社製のスパッタ装置SPF430Hを用
い、そしてAr:O2 =1:1(分子量比)の混合ガス
を反応性ガスとして導入し、10ミリTorrの雰囲気
下でスパッタエッチング(選択的エッチング)を行い、
中心線平均表面粗さRaが70Åのものを得、この後実
施例2と同様に行って磁気ディスクを得た。
Thereafter, this glassy carbon / silicon nitride / silicon carbide composite material was used to carry out the same procedure as in Example 1,
The same selective etching was performed to obtain a center line average surface roughness Ra of 78 Å, and the same procedure was performed thereafter to obtain a magnetic disk. [Example 4] A 2.5 inch diameter disk substrate made of the glassy carbon / silicon carbide composite material obtained in Example 2 was used with a sputtering apparatus SPF430H manufactured by Anelva and Ar: O 2 = 1. 1: 1 (molecular weight ratio) mixed gas was introduced as a reactive gas, and sputter etching (selective etching) was performed in an atmosphere of 10 milliTorr.
A magnetic disk having a center line average surface roughness Ra of 70Å was obtained, and thereafter the same procedure as in Example 2 was carried out to obtain a magnetic disk.

【0028】〔実施例5〕実施例1で得た熱硬化性樹脂
初期縮合物に平均一次粒子径が1μmの炭化珪素微粒子
を1重量%、平均一次粒子径が0.02μmの炭化珪素
微粒子を1重量%の割合で加え、そして実施例1と同様
にしてガラス状カーボン/炭化珪素複合材料を得た。
Example 5 1% by weight of silicon carbide fine particles having an average primary particle diameter of 1 μm and 1% by weight of silicon carbide fine particles having an average primary particle diameter of 0.02 μm were added to the thermosetting resin initial condensate obtained in Example 1. A glassy carbon / silicon carbide composite material was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight was added.

【0029】そして、このガラス状カーボン/炭化珪素
複合材料を用いて2.5インチ径のディスク基板形状の
ものに加工し、この後熱間静水圧プレス(HIP)装置
を用いて2000℃、2000気圧で0.5時間保持
し、HIP処理を施した。このようにして得られたディ
スク基板に対して実施例1と同様な選択的エッチングに
より中心線平均表面粗さRaが69Åのものを得、この
後も同様に行って磁気ディスクを得た。
Then, the glassy carbon / silicon carbide composite material was used to form a disk substrate having a diameter of 2.5 inches, and then a hot isostatic press (HIP) device was used to perform processing at 2000 ° C., 2000. It was kept at atmospheric pressure for 0.5 hour and subjected to HIP treatment. The thus obtained disk substrate was selectively etched in the same manner as in Example 1 to obtain a film having a centerline average surface roughness Ra of 69Å. Thereafter, the same procedure was performed to obtain a magnetic disk.

【0030】〔比較例1〕実施例1で得たガラス状カー
ボン/炭化珪素複合材料製の2.5インチ径ディスク基
板に対して、選択的エッチングを施す代わりにアルミナ
系6000番の研摩テープでテクスチャーを施し、中心
線平均表面粗さRaが85Åの基板を得た。
[Comparative Example 1] A 2.5 inch diameter disk substrate made of the glassy carbon / silicon carbide composite material obtained in Example 1 was replaced with an alumina-based polishing tape of No. 6000 instead of being selectively etched. A texture was applied to obtain a substrate having a center line average surface roughness Ra of 85Å.

【0031】そして、このようにして得られた基板を洗
浄、乾燥した後、表面に100nm厚のCr膜、60n
m厚のCoCrTa磁化膜、25Å厚のカーボン保護膜
を連続して順にスパッタ手段で設けた。この後、表面に
パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤(モンテジソン社
のフォンブリンAM2001)をスピンコート法で4Å
厚塗布し、磁気ディスクを得た。
The substrate thus obtained was washed and dried, and then a 100 nm thick Cr film, 60 n
An m-thick CoCrTa magnetic film and a 25Å-thick carbon protective film were successively provided in this order by sputtering means. Then, a perfluoropolyether lubricant (Fomblin AM2001 manufactured by Montedison Co., Ltd.) was applied to the surface by spin coating at a rate of 4Å.
A thick coating was applied to obtain a magnetic disk.

【0032】〔特性〕上記各例で得た磁気ディスクにつ
いて、100℃で1時間熱処理した後、グライドハイテ
スト及びCSS耐久性テストを行ったので、その結果を
下記の表−1に示す。 表−1 グライドハイテスト CSSテスト 実施例1 0.075μmをクリア 50000回をクリア 実施例2 0.075μmをクリア 60000回をクリア 実施例3 0.075μmをクリア 55000回をクリア 実施例4 0.075μmをクリア 65000回をクリア 実施例5 0.075μmをクリア 63000回をクリア 比較例1 − 12000回で寿命 *寿命の判定は、摩擦係数が0.6を越えたか否かで判定
[Characteristics] The magnetic disks obtained in the above examples were heat-treated at 100 ° C. for 1 hour and then subjected to a glide high test and a CSS durability test. The results are shown in Table 1 below. Table-1 Glide high test CSS test Example 1 0.075 μm cleared 50000 times Example 2 0.075 μm cleared 60000 times Example 3 0.075 μm cleared 55000 times Example 4 0.075 μm Clear 65000 times Example 5 Clear 0.075 μm Clear 63000 times Comparative Example 1-1 Life at 12,000 times * Life is judged by whether the friction coefficient exceeds 0.6.

【0033】[0033]

【効果】耐久性に富む記録媒体が得られる。[Effect] A recording medium with high durability can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 由郎 栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606 花王株 式会社情報科学研究所内 (72)発明者 槙 和男 栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606 花王株 式会社情報科学研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuro Aoki 2606, Akabane, Kai-cho, Haga-gun, Tochigi Prefecture Kao Co., Ltd.Institute of Information Science (72) Inventor Kazuo Maki, 2606, Akabane, Kaiga-cho, Haga-gun, Tochigi Company Information Science Laboratory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス状カーボン複合材料で構成されて
なり、表面に微小な選択的凹凸が形成されてなることを
特徴とするディスク基板。
1. A disk substrate comprising a glassy carbon composite material and having minute selective irregularities formed on the surface thereof.
【請求項2】 微小な選択的凹凸は、その粗さが約10
〜100Åであることを特徴とする請求項1のディスク
基板。
2. Roughness of the fine selective unevenness is about 10
The disk substrate according to claim 1, wherein the disk substrate has a thickness of about 100Å.
【請求項3】 ガラス状カーボン複合材料が、ガラス状
カーボンに金属酸化物微粒子、金属炭化物微粒子、金属
窒化物微粒子、金属ホウ化物微粒子の群の中から選ばれ
る少なくとも一種の微粒子が分散してなるものであるこ
とを特徴とする請求項1のディスク基板。
3. The glassy carbon composite material comprises glassy carbon in which at least one kind of particles selected from the group consisting of metal oxide particles, metal carbide particles, metal nitride particles and metal boride particles is dispersed. The disk substrate according to claim 1, which is a thing.
【請求項4】 微粒子は、その粒径が約10μm以下の
ものであることを特徴とする請求項3のディスク基板。
4. The disk substrate according to claim 3, wherein the fine particles have a particle size of about 10 μm or less.
【請求項5】 微粒子/ガラス状カーボンが体積比で約
0.001〜0.2であることを特徴とする請求項3の
ディスク基板。
5. The disk substrate according to claim 3, wherein the volume ratio of fine particles / glassy carbon is about 0.001 to 0.2.
【請求項6】 金属酸化物微粒子、金属炭化物微粒子、
金属窒化物微粒子、金属ホウ化物微粒子の群の中から選
ばれる少なくとも一種の微粒子が分散してなるガラス状
カーボン複合材料を、選択的エッチングすることを特徴
とするディスク基板の製造方法。
6. Metal oxide fine particles, metal carbide fine particles,
A method for producing a disk substrate, which comprises selectively etching a glassy carbon composite material in which at least one kind of fine particles selected from the group of fine particles of metal nitride and fine particles of metal boride are dispersed.
JP738393A 1993-01-20 1993-01-20 Disk substrate and its production Pending JPH06215366A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002278298A (en) * 2001-03-22 2002-09-27 Ricoh Co Ltd Image forming device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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