JPH07129952A - 磁気ディスク用基板およびその製造方法 - Google Patents

磁気ディスク用基板およびその製造方法

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JPH07129952A
JPH07129952A JP27239793A JP27239793A JPH07129952A JP H07129952 A JPH07129952 A JP H07129952A JP 27239793 A JP27239793 A JP 27239793A JP 27239793 A JP27239793 A JP 27239793A JP H07129952 A JPH07129952 A JP H07129952A
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JP
Japan
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substrate
magnetic disk
single crystal
crystal sapphire
center line
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Application number
JP27239793A
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English (en)
Inventor
Masaki Sato
政喜 佐藤
Nobuhiro Watanabe
信博 渡辺
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】Al2 3 99.99重量%以上の単結晶サフ
ァイアで磁気ディスク用基板1を形成し、その主面1a
を中心線平均粗さ1.0nm以下で、かつ実質的に歪の
無い表面層とする。 【効果】サファイアは機械的特性に優れるため小型化し
ても破損の恐れはなく、またヤング率が高く、比重が小
さいため高速回転時にも歪みが生じにくい。さらに、耐
食性、耐熱性に優れるため長期間良好に使用することが
できる。また、表面が滑らかで欠陥が無いことから、磁
気ディスクの記録密度を向上することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に使
用される磁気ディスク用基板とその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置として使用
される磁気ディスク装置は、磁気ディスクとこの磁気デ
ィスク上で微小に浮上して、所定位置に情報の書き込み
・読出しを行うための磁気ヘッドからなっている。そし
て磁気ディスクは、円板状の基板の上に磁性膜と保護膜
を備えてなるものである。
【0003】上記磁気ディスク用の基板としては、 (1)高記録密度化の為にヘッドの飛行高さが100n
m以下の範囲のNearContact 領域で使える
こと (2)小型化に伴い軽量であり、かつ耐衝撃性にすぐれ
ること (3)基板表面が無欠陥に近く、突起や孔状のへこみの
無いこと (4)機械加工或いは高速回転に十分耐える機械的強度
を有すること (5)耐食性、耐候性、且つ耐熱性を有すること 等の特性が要求されている。
【0004】そして、従来の磁気ディスク用基板の材質
はアルミニウム合金が使用されていたが、近年はソーダ
ライム系ガラス基板、アルミノシリケート系ガラス基
板、結晶化ガラス基板等のガラス系材料を用いたもの、
あるいはセラミックス製基板やセラミックスの表面にグ
レーズ処理を施した基板(特開昭60−138730号
公報参照)等も使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記アルミ
ニウム合金製の磁気ディスク用基板は、材料欠陥及び不
純物により基板表面に突起物が残存したり、結晶化され
た部分がスポット状に脱落してくぼみが生じ、十分な精
密研磨を行っても表面粗度は20nm程度までしか研磨
できず、しかも耐食性が悪いなど、上記要求特性を満足
しないことから、磁気ディスク用基板としては不十分で
あった。
【0006】また、アルミニウム合金上にアルマイト層
を形成し機械加工性を向上させる方法もあるが、この場
合アルマイト中の不純物であるFe,Mn,Siが金属
間化合物として析出するため、表面のくぼみを一定値よ
り減少できず、記録密度の高密度化が図れていない。な
お、上記不純物を無くすために母材合金の高純度化を図
る事は、製造プロセス上極めて困難であった。
【0007】さらに、アルミニウム合金製の基板上にS
iO2 、Al2 3 等の酸化膜をスパッタリングにより
形成する方法もあるが、アルミニウム合金の基板とスパ
ッタ形成後の酸化膜との密着力が弱いという欠点があっ
た。
【0008】一方、上記ガラス系材料からなる磁気ディ
スク用基板は、耐食性、耐衝撃性等に乏しく、小型化へ
の対応が困難であった。つまり、磁気ディスクは2.5
インチから1.3インチや0.7インチ等小型化、薄型
化に向かっているが、ガラス製の磁気ディスク用基板を
薄型化すると破損の恐れがあるという問題点があった。
【0009】また、セラミックス製基板は、表面の微小
なボイドを無くすことが困難であり、ボイドを無くすた
めにセラミックスの表面にグレーズ処理を施した基板
は、製造工程が複雑になるという問題点があった。
【0010】一般に磁気ディスク用基板の加工の良否は
そのまま磁気ディスクの変位、加速度成分、磁気記録媒
体の信号エラーなどに影響する。また、磁気ディスク基
板は高密度記録になるに従ってスクラッチ、キズ、平坦
度、うねり等の形状精度も厳しくなって来ており、加工
条件や加工方法の改善による精度の更なる向上は極めて
困難になってきている。
【0011】本発明は上記のような従来技術の問題点を
解決し、しかも磁気ディスクの小型化に対応できる新規
の磁気ディスク用基板及びその製造方法を提供するもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ディスク
用基板としてAl2 3 99.99%以上の単結晶サフ
ァイアを用いる事を特徴とし、さらにその主面の中心線
平均粗さ(Ra)を1.0nm以下とするとともに、実
質的に歪の無い表面層を形成したことを特徴とする。
【0013】また、本発明は、単結晶サファイアを板状
に形成し、研削研磨加工した後、粒径50nm以下の球
状のSiO2 微粉末を純水中に懸濁させた液を研磨液と
して供給しながら、単結晶サファイアと研磨布を相対的
に摺動させて精密研磨することにより、中心線平均粗さ
1.0nm以下で、かつ実質的に歪みの無い表面層を持
つ磁気ディスク用基板を製造するようにしたことを特徴
とする。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0015】図1に示すように本発明の磁気ディスク用
基板1は、中央に貫通孔を有する円板状体であり、全体
が単結晶サファイアから形成されている。そして、この
基板1の主面1a上に磁性膜および保護膜を形成すれば
磁気ディスクとなる。
【0016】この基板1を成す単結晶サファイアとはア
ルミナ(Al2 3 )の単結晶体である。そして、Al
2 3 含有量99.99重量%以上の高純度とすること
により、表1に示すようにヤング率、ビッカース硬度が
従来の材料であるアルミニウム合金やガラス、あるいは
アルミナセラミックス等に比べて優れている。したがっ
て、単結晶サファイアから成る本発明の磁気ディスク用
基板は、十分な機械的特性を有していることから小型化
しても破損の恐れはない。
【0017】また、高純度の単結晶サファイアは、耐食
性、耐熱性の点でも、他の材料と比較して格段に優れた
特性を示していることから、長期間良好に使用すること
ができる。
【0018】
【表1】
【0019】また、単結晶サファイアは、後述するよう
な方法で研磨することにより、極めて滑らかな表面とす
ることができ、主面1aの中心線平均粗さ(Ra)を
1.0nm以下、好ましくは0.5nm以下としてあ
る。このように、基板1の主面1aを滑らかな表面とす
ることによって、浮上した磁気ヘッドが磁気ディスク基
板と接触することを防止できるため、磁気ヘッドの浮上
高さを小さくすることが可能となり、その結果記録密度
を向上することができる。
【0020】なお、従来のガラス系材料からなる磁気デ
ィスク用基板では、主面の中心線平均粗さ(Ra)を、
せいぜい1.0nm程度までしか研磨することができ
ず、硬質の単結晶体であるサファイアを用いることで、
初めて上記のような表面粗さとすることができるのであ
る。
【0021】さらに、本発明の基板1は、その主面が実
質的に歪の無い表面層を有している。つまり、通常サフ
ァイアの表面を研削加工すると、加工によって歪が生
じ、結晶の一部が破壊してアモルファス状態となる破壊
層ができてしまうが、本発明において実質的に歪の無い
表面層とは、後述する研磨方法で上記破壊層を除去する
ことにより、純粋の単結晶サファイアのみからなる表面
層としたものである。また、この表面層は、高速反射電
子線回折(RHEED)により表面の結晶状態を分析し
て、上記アモルファス状態の有無を調べることによって
確認することができる。
【0022】そして、実質的に歪の無い表面層とするこ
とにより、欠陥が無いことから、より記録密度を向上さ
せることができるのである。
【0023】次に本発明の磁気ディスク用基板の製造方
法を説明する。
【0024】まず最初に単結晶サファイアの板状体をE
FG法(Edge−definedFilm−fed
Growth法)により製造する。即ち、高純度のアル
ミナを不活性雰囲気中で溶融し、このアルミナ融液と接
するように内部にスリットを備えたリボン状のサファイ
ア単結晶育成用のモリブデンダイを位置させ、アルミナ
融液を毛細管作用によりモリブデンダイ上端部のアルミ
ナ融液と接触させ、次いでシードを上方に引き上げて単
結晶アルミナであるサファイアの育成を行えば良い。な
お、単結晶サファイアの製造方法はEFG法に限るもの
ではなく、その他の製造方法であっても良い。
【0025】このようにして得られた単結晶サファイア
の板状体をダイヤモンドホイールにより所定の円板形状
に研削加工した後、ダイヤモンド砥粒を用いて表面のラ
ッピング加工を行う。
【0026】次に粒径50nm以下の球状SiO2 微粉
末を純水中に懸濁させた研磨液を供給しながら、サファ
イアの表面と研磨布を相対的に摺動させて精密研磨を行
う。このようなSiO2 の球状微粉末を用いて研磨する
ことにより、新たに歪みを生じることなく上記研削加工
で生じた破壊層を除去することができる。したがって、
表面の破壊層を除去して実質的に歪の無い表面層を形成
し、かつ中心線平均粗さが1.0nm以下、好ましくは
0.5nm以下となるまで、この精密研磨を続ければ良
い。
【0027】実際に上記の方法によって、直径1.3イ
ンチの基板1を作成し、その表面粗さを非接触式光学タ
イプの測定機で調べた。その結果を図2に示すように、
中心線平均粗さ(Ra)を0.446nmと極めて滑ら
かな面にすることが可能であった。
【0028】なお、本発明の磁気ディスク用基板1は、
滑らかな主面1aを有しているが、実際に使用する場合
は、磁気ヘッドの張り付きを防止するために、この主面
1aにテクスチャリングと呼ばれる100nm程度の凹
凸パターンを形成し、その上に磁性膜および保護膜を形
成することにより磁気ディスクを構成する。
【0029】
【考案の効果】以上のように本発明によれば、Al2
3 99.99重量%以上の単結晶サファイアで磁気ディ
スク用基板を形成したことにより、機械的特性に優れる
ため小型化しても破損の恐れはなく、またヤング率が高
く、比重が小さいため高速回転時にも歪みが生じにく
い。さらに、サファイアは耐食性、耐熱性に優れるため
長期間良好に使用することができる。
【0030】また、磁気ディスク用基板の表面を中心線
平均粗さ1.0nm以下で、かつ実質的に歪の無い表面
層としたことにより、磁気ヘッドの浮上量を小さくする
ことができ、表面の欠陥が無いことから、記録密度を向
上することが可能となる。
【0031】さらに、本発明によれば、板状に形成した
単結晶サファイアに研削加工を施した後、粒径50nm
以下の球状のSiO2 微粉末を純水中に懸濁させた液を
研磨液として供給しながら、単結晶サファイアと研磨布
を相対的に摺動させて精密研磨することにより、上記の
ような実質的に歪のない滑らかな表面を持った基板を容
易に得ることができる。また、被膜等の処理が必要ない
ため製造工程が簡略化でき、比較的安価に製造できる。
【0032】かくして本発明によれば、正確な書き込み
や読み取りができる高密度記録用磁気ディスク用基板が
提供でき、しかも磁気ディスク基板の小型化にも対応す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の磁気ディスク用基板を示す斜視
図である。
【図2】本発明実施例の磁気ディスク用基板の表面粗さ
を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
1・・・磁気ディスク用基板 1a・・主面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Al2 3 99.99重量%以上の単結晶
    サファイアから成ることを特徴とする磁気ディスク用基
    板。
  2. 【請求項2】基板の主面が、中心線平均粗さ(Ra)
    1.0nm以下であり、かつ実質的に歪の無い表面層を
    有することを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用
    基板。
  3. 【請求項3】単結晶サファイアを板状に形成し、研削研
    磨加工を施した後、粒径50nm以下の球状のSiO2
    微粉末を純水中に懸濁させた液を研磨液として供給しな
    がら、単結晶サファイアと研磨布を相対的に摺動させて
    精密研磨することにより、主面の中心線平均粗さ(R
    a)を1.0nm以下とし、かつ実質的に歪みの無い表
    面層を形成する工程からなる磁気ディスク用基板の製造
    方法。
JP27239793A 1993-10-29 1993-10-29 磁気ディスク用基板およびその製造方法 Pending JPH07129952A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1079122A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Hoya Corp 情報記録媒体用基板に適した材料の選定方法、この方法を用いて選定した材料、この材料を用いた基板及び磁気ディスク
US9632537B2 (en) 2013-09-23 2017-04-25 Apple Inc. Electronic component embedded in ceramic material
US9678540B2 (en) 2013-09-23 2017-06-13 Apple Inc. Electronic component embedded in ceramic material
US9692113B2 (en) 2014-02-12 2017-06-27 Apple Inc. Antenna on sapphire structure
US10052848B2 (en) 2012-03-06 2018-08-21 Apple Inc. Sapphire laminates
US10324496B2 (en) 2013-12-11 2019-06-18 Apple Inc. Cover glass arrangement for an electronic device

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