JPH07254128A

JPH07254128A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH07254128A
Application number: JP6993294A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Maro; 毅麿; Kazunori Adachi; 和慶安達; Osamu Ishizaki; 修石崎; Takeshi Onuki; 健大貫
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】記録再生特性、耐久性、耐食性に優れた磁気
記録媒体を提供すること。【構成】高分子プラスチック基体上に多結晶金属下地
層、Ｃｏ基合金磁性層および保護層を順次積層した磁気
記録媒体において、高分子プラスチック基体と多結晶金
属下地層の間にセラミック層を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体に係わ
り、さらに詳しくは、その下地層の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の機器の小型化、情報量の増大に伴
い、磁気記録装置においても、小型でかつ高記録密度の
ものが求められている。装置サイズを増すことなく記録
密度を向上させるためには、面記録密度を上げることが
必要で、そのためには記録波長をできるだけ小さく（す
なわち線記録密度をできるだけ大きく）、および記録ト
ラック巾をできるだけ小さく（すなわちトラック密度を
できるだけ大きく）する必要がある。一方、磁気ディス
クにおいては、トラック密度を高めるため、サーボを用
いてヘッドの位置決め精度を上げている。サーボ用の情
報は、通常は、ディスク装置組立て後、磁気的にディス
ク上に記録する方式をとるため、ヘッドの機械的位置決
め精度により、その後の位置決め精度が決まる。そのた
め、トラック密度の向上をはかるためには、ヘッドの位
置決めのための機械精度を高めねばならず、生産コスト
の上昇を招くという問題点があった。

【０００３】また、磁気ディスク装置では、磁気ヘッド
のギャップ部分での洩れ磁界によって磁気記録媒体を磁
化して記録を行うが、このとき、ギャップの側面にも磁
界が洩れるため、情報の記録されているトラックとトラ
ックの間、すなわちガードバド部分にも余計な記録（サ
イドフリンジング）を行ってしまい、この記録された情
報を読み出すときには、隣接トラックのサイドフリンジ
ングも読み出してしまうため、このサイドフリンジング
の分がノイズとなる。記録密度を高めるためトラック巾
を小さくしていくと、本来読み出すべきトラック巾に対
し、フリンジン領域の割合が増すため、ＳＮＲ（信号対
ノイズ比）が減少するという問題もあった。

【０００４】上記問題を解決するため、サーボに関して
は、ディスク作製時にあらかじめサーボ情報を光ディス
クで使用されているカッティングシステムを用いてピッ
トという形で形成し、それを磁気的に読み出す技術（特
開平３−８６９１２）が、またサイドフリンジングに対
しては、ガードバンド部分を溝とし、ノイズを減少させ
る技術の開発が進められている。

【０００５】上記ピットと溝を有する基体の作製方法と
しては、生産コストの面から、ピットと溝をあらかじめ
金属板上に形成したスタンパを用い、ガラス上に塗布し
た紫外線硬化型樹脂上にピットと溝を転写するガラスＰ
ｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ（ガラス２Ｐ）法、もしく
は、スタンパを円板状のディスクを成形できる金型にと
りつけ、その中に樹脂を射出し、表面にピットと溝を形
成した樹脂ディスクを作製する樹脂モールド法を用いて
いる。

【０００６】これらガラス２Ｐ基板もしくは樹脂基板上
に、従来の磁気ディスク同様、真空成膜法を用いてＣｒ
などの金属多結晶下地膜を形成し、その上にＣｏＮｉ、
ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａなどのＣｏ基合金磁性膜を
形成する方法を用いると、樹脂中に含まれる水分、樹脂
の低分子量成分が成膜中に樹脂から放出されるため、そ
れが金属多結晶下地膜の結晶配向を乱し、その上に成長
するＣｏ基合金磁性層の保磁力を減少させるという問題
点があった。また、基板から水分、低分子量成分の放出
があると金属多結晶下地膜の初期成長部分が微結晶化す
るため、基体と金属多結晶下地膜との密着性が悪くな
り、耐食性およびヘッドと衝突した場合、剥離しやすく
なる等の問題点があった。今までの磁気ディスクにおい
ては、基体は、Ａｌ−Ｍｇ合金、ガラス、カーボン等で
あるため、基板を成膜前に３００℃以上に加熱すること
により、十分脱ガスすることができたが、ガラス２Ｐ、
樹脂ディスクでは、樹脂の耐熱温度が最高でも３００℃
と低いため、真空中加熱という方法で脱ガスを行うこと
ができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記従来
技術が持っていた磁気記録層の低保磁力、剥離および腐
食という欠点を解決し、以って記録再生特性、ヘッド摺
動およびヘッド衝突に対する耐久性、耐食性に優れた磁
気記録媒体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】高分子プラスチック基体
と、金属多結晶下地膜との間にセラミック層を設けるこ
とにより、このセラミック層が高分子プラスチック基体
から放出される水蒸気、プラスチックの低分子量ガス成
分を遮断するため、上記問題点が解決される。ガス遮断
のためであれば、金属下地膜の使用も可能である。しか
し、金属膜を用いると、電池効果により腐食が加速され
やすく、その他にも、機械的強度の面から見た場合、金
属よりセラミックの方が硬いため、セラミックの方が望
ましい。また、セラミック層は、その上に成長する金属
多結晶膜の結晶配向を乱さないようにするためにも、ま
た、高分子プラスチック基体からのガスの遮断能力を上
げるためにも、緻密な非晶質体、もしくは平均粒径５０
Å以下の微結晶粒の集合体であることが特に望ましい。
平均粒径が５０Åより大きくなると、金属多結晶下地膜
の成長初期段階で、金属多結晶の一部がセラミック層の
結晶粒にならって成長するようになり、金属多結晶下地
膜の成長初期部の一部が微粒子化し、全体の結晶配向が
乱される傾向にある。

【０００９】セラミック層の厚さは、５０Å以上１μｍ
以下、さらには１００Å以上５０００Å以下の範囲にす
ることが特に望ましい。高分子プラスチック基体からの
水蒸気、プラスチックの低分子量ガス成分の遮断のため
には、セラミック層として５０Å以上が望ましい。

【００１０】また、セラミック層の厚さが１μｍを越す
と、膜の応力のため基板の反り、うねりが大きくなる傾
向があるため、セラミック層の厚さは１μｍ以下にする
ことが望ましい。

【００１１】セラミック層の材質としては、緻密な膜構
造をとる酸化物、チッ化物、炭化物系のセラミックが望
ましい。具体的には、周期率表上、第３〜第６周期、２
Ａ族〜４Ｂ族の範囲の金属、半導体の酸化物、チッ化
物、炭化物が望ましい。さらに具体的には、ＳｉＯｘ、
ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘ、ＳｉＯｘＮｙＣｚ、ＡｌＮｘ、Ｓ
ｉＡｌｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＳｉＡｌｘＯｙ、ＳｉＡｌｘ
ＯｙＮｚ、ＳｉＡｌｘＯｙＮｚＣｗ、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ
ｘ、ＴｉＣｘ、ＺｒＯｘ、ＺｒＮｘ、ＺｒＣｘ、ＨｆＯ
ｘ、ＨｆＮｘ、ＨｆＣｘ、ＶＯｘ、ＶＮｘ、ＶＣｘ、Ｔ
ａＯｘ、ＴａＮｘ、ＴａＣｘ、ＷＯｘ、ＷＣｘ、ＷＮ
ｘ、ＺｒＹｘＯｙ、ＳｃＯｘ、ＣｒＯｘ、などがある。
これらは、スパッタ法により薄膜化できる。

【００１２】セラミック層の上に形成する金属多結晶下
地膜としては、Ｃｒ、Ｃｒに微量Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖを添加した合金、Ｔｉ、Ｔａ、Ｓ
ｃ、Ｖ、Ｚｒ、Ｙ、などがある。本発明で使用可能な磁
性層としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰｔ、Ｃ
ｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、Ｃｏ
ＣｒＴａＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＳｉ、ＣｏＶ、ＣｏＭｎ、
ＣｏＲｅ、Ｃｏ基合金の他に、Ｃｏ−ＣｏＯ、Ｃｏ−Ｃ
ｏＮ、Ｎｉ−ＮｉＣ複合磁性膜などがある。これら磁性
膜もスパッタ法、真空蒸着法などの真空成膜プロセスで
容易に形成できる。この磁性層の上には、ヘッドとの摺
動時の耐久性保護膜として、Ｃ、ＳｉＯｘ、ＺｒＯｘ、
Ｃｏ基合金酸化膜を形成し、その上にパーフロロアルキ
ルポリエーテル、リン酸極圧剤、直鎖アルキル基を持つ
アルコール、その金属塩、エーテルなどの潤滑層を形成
してもよい。

【００１３】基体に用いる樹脂としては、ポリカーボネ
ート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリアシドイシド、ポリエチレンテレフタレイ
ト、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂などがあ
る。

【００１４】

【実施例】

実施例１射出圧縮成形機で成形したアモルファスポリオレフィン
樹脂製ディスク（直径２．５インチ、厚さ１．５ｍｍ）
を基体として、インライン式スパッタ装置を用いて、チ
ッ化シリコン層を１０００Å、Ｃｒ層を１０００Å、Ｃ
ｏＣｒＰｔ層を５００Å、カーボン保護膜を１５０Å順
次積層し、ディスクを作製した。チッ化シリコン層は、
単結晶シリコンターゲットをＡｒ−Ｎ₂混合ガス（混合
比Ａｒ：Ｎ₂＝９：１）を用いて、真空度０．２Ｐａ、
投入パワー２ｋｗで、Ｃｒ層は、ＣｒターゲットをＡｒ
ガスを用いて真空度０．３Ｐａ、投入パワー１．５ｋｗ
で、ＣｏＣｒＰｔ層は、Ｃｏ₈₆Ｃｒ₆Ｐｔ₈合金ターゲッ
トをＡｒガスを用いて真空度０．１Ｐａ、投入パワー１
ｋｗで、カーボン層は、カーボンターゲットを用いて真
空度０．２Ｐａ、投入パワー５００ｗでスパッタした。

【００１５】比較例１実施例１と同じ基板、同じ条件でスパッタを行い、ただ
しチッ化シリコン層は形成しないでディスクを作製し
た。

【００１６】実施例１および比較例１から１０ｍｍ×１
０ｍｍの試料ディスクの半径２０ｍｍの位置から切り取
り、試料振動型磁力計で磁気特性を調べた。結果を表１
に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例の方が、保磁力および角形比が大き
い。

【００１９】実施例１および比較例１のディスクのＳＮ
Ｒおよびノイズを薄膜リングヘッドを用いて測定した。
使用した薄膜リングヘッドのギャップ長は、０．３８μ
ｍ、トラック巾１０μｍ、コイルの巻き数３０ｔｕｒｎ
である。測定は、半径２０ｍｍのところで、ディスク回
転数３６００ｒｐｍで行った。両ディスクには、ヘッド
の摺動に対する耐久性を上げる潤滑剤としてパーフロロ
アルキルポリエーテルをスピンコート法により塗布し
た。ＳＮＲおよびノイズは、５０ｋｆｃｉの信号を書き
込んだ後、同一ヘッドで記録パターンを読み出し、その
出力をスペクトルアナライザに取り込んでシグナル
（Ｓ）とノイズ（Ｎ）を求めた。ノイズを求める時、積
分帯域を２０ＭＨｚとした。表２に実施例１および比較
例１のノイズおよびＳＮＲを示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】実施例１の方が比較例１よりもノイズ成分
が小さく、ＳＮＲが大きい。これは、先に述べたように
実施例１の方が保磁力が大きいためである。

【００２２】実施例１と比較例１について、コンタクト
スタートストップ（ＣＳＳ）に相当する耐久性を調べる
ため、７０％Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ製スライダを荷重１ｇ、
回転数１００ｒｐｍで、ディスク半径２０ｍｍのところ
を摺動した。ディスクの破壊は、スライダとディスク表
面間の動摩擦係数が０．４を超えたところとした。両デ
ィスクの動摩擦係数の初期値は０．２１であった。この
摺動試験において実施例は１０００ｐａｓｓで動摩擦係
数が０．４を超えたのに対し、比較例は６００ｐａｓｓ
であった。この結果より、実施例１の方が比較例１より
ヘッドの摺動に対し耐久性があることがわかる。６００
ｐａｓｓ後の比較例１のディスク表面のスライダ摺動部
には、基板にまで達する傷が入っていたのに対し、１０
００ｐａｓｓ後の実施例１のディスク表面にはカーボン
保護膜に小さな傷が入っているだけであった。

【００２３】実施例２〜７射出圧縮成形機で成形したポリカーボネート樹脂製ディ
スク（直径３インチ、厚さ２ｍｍ）を基体として、イン
ライン式スパッタ装置を用いて、チッ化アルミニウムシ
リコン（ＡｌＳｉＮ）層を、厚さＤ（Ｄ＝５０、１０
０、５００、１０００、５０００、１００００Å（＝１
μｍ））、ＣｒＷ層を２０００Å、ＣｏＣｒＴａ層を５
００Å、酸化シリコン保護膜を２００Å順次積層し、デ
ィスクを作製した。チッ化アルミニウムシリコン層は、
Ａｌ５０ａｔ．％−Ｓｉ５０ａｔ．％焼結体ターゲット
を、Ａｒ−Ｎ₂混合ガス（混合比Ａｒ：Ｎ₂＝８：２）を
用いて、真空度０．３Ｐａ、投入パワー２ｋｗで、Ｃｒ
Ｗ層は、Ｃｒ９５ａｔ．％−Ｗ５ａｔ．％焼結体ターゲ
ットを、Ａｒガスを用いて、真空度０．２Ｐａ、投入パ
ワー１．５ｋｗで、ＣｏＣｒＴａ層は、Ｃｏ₈₆Ｃｒ₁₂Ｔ
ａ₂合金ターゲットを、Ａｒガスを用いて、真空度０．
１Ｐａ、投入パワー１ｋｗで、酸化シリコン層は、Ｓｉ
多結晶ターゲットを、Ａｒ−Ｏ₂混合ガス（混合比Ａ
ｒ：Ｏ₂＝８：２）を用いて、真空度０．３Ｐａ、投入
パワー５００ｗでスパッタした。

【００２４】実施例８〜９実施例２〜６と同じ基板、同じ条件でスパッタを行い、
ＡｌＳｉＮ層の厚さＤがＤ＝４０Å、１．５μｍのディ
スクを作製した。

【００２５】実施例１と同様に、磁気特性、ノイズ、Ｓ
ＮＲおよびＣＳＳサイクル回数を測定した。その他に、
基板外周（半径３７ｍｍ）で、基板の面振れ量をフォト
ニックセンサを用いて測定した。各ディスクに、潤滑剤
としてｔｒｉｃｒｅｓｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＴＣ
Ｐ：（ＣＨ₃Ｃ₆Ｈ₄Ｏ）₃ＰＯ）を溶媒に溶かし、スピン
コートした。

【００２６】

【表３】

【００２７】表３から分かるように、セラミック層（Ａ
ｌＳｉＮ層）を５０Å〜１００００Å（＝１μｍ）の範
囲で設けたｄｉｓｋ、実施例２〜７は、セラミック層の
厚さが５０Å未満（実施例８）および１００００Åより
大きい（実施例９）ｄｉｓｋに比べ、ノイズ、ＳＮＲ、
ヘッドの摺動の耐久性において優れている。実施例９に
おいて、ヘッド摺動に対する耐久性が劣化したのは、デ
ィスク基板のうねりが大きく、ヘッドとディスク表面と
の衝突頻度が増したためである。

【００２８】比較例２実施例２〜６と同じポリカーボネイト基体上に、セラミ
ック層の代りに、延性、展性に富むＡｕを１０００Å形
成し、その上に実施例２〜６と同様、ＣｒＷ層を２００
０Å、ＣｏＣｒＴａ層を５００Å、酸化シリコン保護膜
を２００Å順次積層したディスクを作製した。

【００２９】耐食性を調べるため、実施例２、５、８と
比較例２のディスクを、３．５インチ用ハードディスク
ドライブに組み込み、このドライブを８０℃相対湿度９
０％の雰囲気下に１００時間放置し、放置前後での目視
による腐食の有無、磁気特性およびヘッド摺動に対する
耐久性を調べた。

【００３０】表４に、８０℃９０％ＲＨ環境下放置後デ
ィスクの保磁力の変化と、ヘッド摺動に対する耐久性を
実施例１で用いたのと同じ方法で測定した結果を示す。

【００３１】

【表４】

【００３２】目視については、実施例５のディスクには
腐食痕は０、実施例２では１０コ（直径３〜５ｍｍ）で
あったのに対し、実施例８では実施例２と同程度の腐食
痕が１２コ（直径３〜５ｍｍ）の他、ディスク前面に微
小な腐食痕（直径１ｍｍ以下）が見られた。

【００３３】また、比較例２では、実施例２と同程度、
もしくはそれより大きい腐食痕が２０コ（直径３〜１０
ｍｍ）の他、実施例８と同様ディスク全面に無数の微小
な腐食痕が観察された。

【００３４】上記の結果から分かるように、高分子プラ
スチック基体と金属多結晶下地膜の間にセラミック層を
５０μｍ以上形成することにより耐食性がより向上して
いる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高分
子プラスチック基体と金属多結晶下地膜との間にセラミ
ック層を形成することにより、記録再生特性、ヘッド摺
動、衝突に対する耐久性、および耐食性に対して効果が
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大貫健大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子プラスチック基体上に多結晶金属
下地層、Ｃｏ基合金磁性層および保護層を順次積層した
磁気記録媒体において、高分子プラスチック基体と多結
晶金属下地層の間にセラミック層を設けたことを特徴と
する磁気記録媒体。
【請求項２】請求項１記載の磁気記録媒体において、
セラミック層は酸化チッ化物、炭化物であり、膜厚は、
５０Å以上、１μｍ以下、さらに望ましくは１００Å以
上、５０００Å以下であることを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項３】請求項１記載の磁気記録媒体において、
高分子プラスチック基体は、案内溝とピット、もしくは
案内溝、もしくはピットが形成されていることを特徴と
する磁気記録媒体。