JPH0622052B2 - 磁気デイスク - Google Patents

磁気デイスク

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JPH0622052B2
JPH0622052B2 JP60061469A JP6146985A JPH0622052B2 JP H0622052 B2 JPH0622052 B2 JP H0622052B2 JP 60061469 A JP60061469 A JP 60061469A JP 6146985 A JP6146985 A JP 6146985A JP H0622052 B2 JPH0622052 B2 JP H0622052B2
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magnetic disk
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健児 矢沢
和秀 保田井
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディ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ィスクに関するものであ
る。
〔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,プラスチック板等の硬質材料
を用いた磁気ディスク、いわゆるハードディスクが固定
ディスク、あるいは外部ディスクとして使用されるよう
になっている。
上記ハードディスクは、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って、高速で回
転して同心円状の多数のトラックに情報の記録再生を行
うものである。
ところで、上述のハードディ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ッドと磁性層間とを接
触状態で装着した後、上記ハードディスクに所定の回転
を与えることによりヘッ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CSS方式
(コンタクト・スタート・ストップ方式)によるのが一
般的である。
このようなCSS方式では、磁気ヘッドは、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、ヘッ
ドと磁気ディスクの間に生じる摩擦力は、これら磁気ヘ
ッドや磁気ディスクを摩耗させる原因となる。あるい
は、磁気ヘッドに塵埃や磁性層の剥離粉の付着がある
と、ヘッドクラッシュ(磁気ヘッドの落下)が発生し易
くなり、またヘッドの跳躍等により記録再生中に突発的
に磁気ヘッドが磁気ディスクに接触する等、磁気ディス
クに大きな衝撃が加わることがあり、これら磁気ディス
クや磁気ヘッドを破損する原因ともなっている。
特に、磁性層がCo−Ni等の合金を真空蒸着やスパッ
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ッキ等の湿式法
により薄膜化する方法等によっ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。
このような磁気ディスクと磁気ヘッ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、磁気ディスクに対する衝撃は、磁
気ヘッドやディ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、上述の磁気ディスクの金属磁性薄膜の表面
にカーボン保護膜を形成し、この磁気ディスクの耐久性
を向上することが検討されているが、基板や金属磁性薄
膜の表面平滑化に伴い、上記カーボン保護膜表面の平滑
化が問題となっている。すなわち、このカーボン保護膜
の表面があまり平滑になりすぎると、却って走行性が悪
くなり、凝着等が発生して、磁気ディスクの回転駆動モ
ータの負荷を高めると同時に、ヘッドが磁気ディスク表
面上を摺動する際に大きな摩擦力を与え、ヘッドおよび
磁気ディスクを破壊させる虞れがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、金属磁性薄膜上に設けたカーボン保護膜の
平滑度が向上しすぎると、却って摩擦係数が増大して走
行性に悪影響を与え、耐久性を確保することが難しくな
る。
かかる状況から、本発明は、カーボン保護膜形成後の動
摩擦係数の低減を図り、走行性や耐久性に優れる磁気デ
ィ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、カーボン保護膜の表面粗度を所定の範囲内
に設定することにより、記録再生特性に悪影響を及ぼす
ことなく走行性を向上し、耐久性を確保することが可能
であることを見出し本発明を完成するに至ったものであ
って、基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄
膜上に表面粗さが中心線平均粗さ(Ra)で40Å〜6
0Åのカーボン保護膜を形成したことを特徴とするもの
である。
本発明が適用される磁気ディスクは、ディスク基板上に
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、ここでディスク基板の素材としては、アルミニウム
合金,チタン合金等の軽合金、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ック
ス、単結晶シリコン等が使用可能である。
ここで、上記ディ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,Z
n,ステンレス等が好ましい。これらをメッキ,スパッ
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
表面にNi−Pメッキを施すと、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、メッキやスパッタリング,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等をメッキすることに
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ィング法,スパ
ッタリング法等の真空薄膜形成技術によってもよい。
上記真空蒸着法は、10-4〜10-8Torr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、ディ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
蒸着するものであって、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,S
n,Ga,In,Cd,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ィ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、放電中ディス
ク上記強磁性金属材料を蒸発させるというものである。
上記スパッタリング法は、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ット表面の原子をた
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極スパッタ法や、高周波スパッタ法、または
マグネトロン放電を利用したマグネトロンスパッタ法等
がある。このスパッ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。
なお、上記いずれの方法においても、基板上にあらかじ
めBi,Sb,Pb,Sn,Ga,In,Cd,Ge,
Si,Tl等の下地金属層を被着形成しておき、基板面
に対して垂直方向から成膜することにより、磁気異方性
の配向がなく面内等方性に優れた磁気ディスクとするこ
とができる。
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−P
t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0.0
4〜1μm程度である。
上記金属磁性薄膜上にはカーボン保護膜が形成されてい
る。
上記カーボン保護膜は、潤滑性や耐蝕性等に優れたもの
であり、通常、真空蒸着法やスパッタリング法等の手法
により形成される。
例えば、真空蒸着法による場合には、圧力5×10-5To
rr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メッキ層が結晶化する等の
不具合が生ずる虞れがある。
また、スパッタリング法による場合には、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、ターゲットと
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。
なお、このカーボン保護膜の膜厚は、100〜800Å
の範囲内であることが好ましい。
そして、本発明において重要なことは、上述のカーボン
保護膜の表面粗度が中心線平均粗さで40Å〜60Åに
設定されることである。
このカーボン保護膜の表面粗度をコントロールする手法
としては、例えばボンバード処理が挙げられる。
上記ボンバード処理は、カーボン保護膜表面に気体イオ
ンを照射してドライエッチングを施すというように、上
記カーボン保護膜面に対して物理化学的な表面処理を加
えるものであって、これにより上記カーボン保護膜面の
粗度をコントロールすることができる。
ここで、上記ボンボード処理を行う手段としては、スパ
ッタ装置を用いる逆スパッタ法や、イオンミーリング装
置を用いる方法、プラズマ反応装置を用いる方法等が挙
げられる。
上記ボンボード処理は、圧力5×10-2〜2×10-3To
rr、DC500V〜1500V,AC600V〜200
0V,RF500W〜3Kwの放電条件で、15秒ない
し1.5分間行われる。また、このときの雰囲気ガスの
種類としては、アルゴンAr,窒素N2,酸素O2等が使
用可能である。このような条件でボンバード処理を施す
ことにより、上記カーボン保護膜の表面粗度は、中心線
平均粗さ(Ra)で40Å〜60Åにコントロールされ
る。
上記カーボン保護膜の表面粗度が、40Å未満である
と、充分な走行性の改善は難しく、耐久性を確保するこ
とが難しい。逆に、上記表面粗度が60Åを越えると、
記録再生特性が低下する虞れがある。
〔作用〕
このように、カーボン保護膜の表面に対してボンバード
処理を施しその表面粗度を中心線平均粗さ(Ra)で4
0Å〜60Åにコントロールすることにより、このカー
ボン保護膜の動摩擦係数が低減して走行性が向上し、カ
ーボン保護膜の耐久性が向上する。
〔実施例〕
実施例. 先ず、非磁性金属下地層として厚さ15μmのNi−P
メッキ層を形成したAl基板(厚さ約1.5mm,外径9
5mm,内径25mm,表面平均粗さ20Å)を用意し、こ
のメッキ層上に圧力1×10-5Torr,基板温度150℃
の条件でBiを真空蒸着して膜厚60Åの低融点金属下
地膜を形成した。
次いでこの下地膜上に、同様に圧力1×10-5Torr,基
板温度150℃の条件で、Co−Ni合金(Co:Ni
=65:35)を電子ビーム蒸着し、膜厚600Åの金
属磁性薄膜を形成した。
さらに、上記金属磁性薄膜上に、次表に示すように膜厚
250〜400Åの範囲でカーボン保護膜を形成した。
そして、このカーボン保護膜に対し、酸素ガスあるいは
アルゴンガスを導入し0.05Torrの圧力下で直流10
00Vを印加して20〜60秒間ボンバード処理を施し
た。
上述の方法で得られた各サンプルディスクについて、ボ
ンバード処理を施さないものを比較例として、表面粗
度,摩擦係数および一般に知られているコンタクト・ス
タート・ストップ(CSS)試験によりCSS特性を調
べた。さらに、このCSS特性測定後のカーボン保護膜
表面の剥離状態についても調べた。結果を次表に示す。
この表より、カーボン保護膜の表面に対してイオンボン
バード処理を施してその表面粗度を所定範囲内に設定し
た各実施例にあっては、摩擦係数が低減するとともにC
SS特性が大幅に向上し、耐久性が向上したことがわか
る。
以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、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。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気ディス
クにおいては、カーボン保護膜の表面粗度を例えばボン
バード処理を施すことにより中心線平均粗さで40Å〜
60Åになるように設定しているので、摩擦係数を低減
して走行性の向上を図ることが可能であるとともに、耐
久性を大幅に向上することが可能である。また、このと
きに記録再生特性が低下することもない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属
    磁性薄膜上に表面粗さが中心線平均粗さ(Ra)で40
    Å〜60Åのカーボン保護膜を形成したことを特徴とす
    る磁気ディスク。
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