JPH0758539B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH0758539B2
JPH0758539B2 JP61136444A JP13644486A JPH0758539B2 JP H0758539 B2 JPH0758539 B2 JP H0758539B2 JP 61136444 A JP61136444 A JP 61136444A JP 13644486 A JP13644486 A JP 13644486A JP H0758539 B2 JPH0758539 B2 JP H0758539B2
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JP
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metal
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magnetic
oxide
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JP61136444A
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俊朗 和田
正照 野瀬
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Hitachi Metals Ltd
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体の改良に係り、非金属基
板と金属下地層との間に中間層を設けて、該金属下地層
の剥離防止を計り、コンタクト・スタート・ストップに
対する耐久性を良好となした磁気記録媒体に関する。
背景技術 磁気デイスク装置は、コンピュータ等の情報処理システ
ムにおける記憶装置として多用されている。今日では、
情報処理能力を高めるため、磁気ディスク装置の高密
度、大容量化が望まれており、磁気ディスクの磁気記録
層として、スパッタリング、イオンプレーティングなど
による金属薄膜が実用化されつつある。
かかる磁気記録媒体用基板には、一般に、Ni−Pめっき
を施したアルミニウム合金板が用いられているが、ディ
スクの高速回転による基板自体の延び、熱膨脹による書
き込み読み取りの誤差等の問題があるとされている。ま
た、Ni−Pめっき層は湿式めっき処理にて形成されるの
が一般的であり、該めっき層中に水分や各種イオンが残
存し易く、そのため金属下地層や磁性層の腐食を生じ、
書き込み読み取りのエラーの原因となることが知られて
いる。
上記の問題点を解消する目的で、強化ガラスや種々のセ
ラミックス基板を用いた磁気ディスクが提案され、さら
に、セラミックス基板にグレーズ層を介して磁性層を設
けた磁気ディスク基板が提案(特開昭60−138730号公
報)されている。
この各種非金属基板上に、金属下地層及び薄膜磁性層を
積層被着した磁気ディスクは、非金属基板と金属下地層
との熱膨脹係数の差に共なう歪み、あるいは使用に際し
てのスタートやストップに伴なう磁気ヘッドの接触衝撃
摩擦により、非金属基板と金属下地層との剥離が生じ易
く、書き込み読み取りのエラーの原因となるばかりか、
所謂ドロップアウトなる重大な欠陥となる問題があっ
た。
この金属下地層の剥離問題に関しては、非磁性金属基板
と金属下地層間に両者金属の共存領域を介在させて剥離
防止を図った金属基板(特開昭61−54016号公報)があ
るが、金属基板特有の前述の欠点は解決されず、また、
かかる技術は非金属基板と金属下地層間には適用できな
いものであり、金属下地層の剥離問題の解決が切望され
ている。
発明の目的 この発明は、セラミックスやガラス等の非金属基板上に
金属下地層を介して金属磁性薄膜を設けた磁気ディスク
などに用いられる磁気記録媒体において、非金属基板に
金属下地層を強固に積層被着でき、金属下地層の剥離が
防止しされ、コンタクト・スタート・ストップ(以下CS
Sという)に対する耐久性とを良好となした磁気記録媒
体を目的としている。
発明の構成と効果 この発明は、セラミックス又はガラスあるいはガラスグ
レージングを施したセラミックスからなる非磁性の非金
属基板と金属下地層との密着強度の向上を目的に種々検
討した結果、上記の非金属基板に金属下地層を被着する
のに際して、両者間に所定方向に酸素濃度が連続的また
は段階的に減少する所要の金属酸化物層及び該金属また
は合金層を介在させることにより、極めて強固に積層被
着でき、製造時の加熱冷却にも密着強度が低下すること
なく、また磁気ヘッドのCSSによる剥離が発生しないこ
とを知見し、この発明を完成したものである。
すなわち、この発明は、 セラミックス又はガラスあるいはガラスグレージングを
施したセラミックスからなる非磁性の非金属基板上に、
金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気記録媒体にお
いて、前記基板と金属下地層との間に、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W のうち少なくとも1種の元素を含む金属の酸化物からな
り、かつ厚み方向の酸素濃度が金属下地層方向に連続的
または段階的に減少する特性を有した金属の酸化物層
と、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W のうち少なくとも1種の元素を含む金属または合金から
なる層とを順次積層した中間層を介在させたことを特徴
とする磁気記録媒体である。
この発明による磁気記録媒体は、一例を示すと、第1図
に示す如く、各種セラミックス、ガラスあるいはガラス
グレージングを施したセラミックス等の非磁性の非金属
基板(1)上に、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W
(以下特定金属という)のうち少なくとも1種の元素を
含む1種以上の金属の酸化物層(2a)と、上記特定金属
を含む金属または合金の金属層(2b)を前記酸化物層
(2a)上に設けた2層からなる中間層(2)を被着形成
してなり、この中間層(2)の上に、磁性層の組成に応
じて選定される、例えば、Cr、パーマロイ合金などの金
属下地層(3)が積層被着され、続いて、Co−Ni等の所
要の磁性層(4)が被着され、さらに、必要に応じて、
保護膜層(5)が被着された構成からなる。
なお、上記の中間層(2)の酸化物層(2a)はその厚み
方向の酸素濃度を金属下地層(3)に向かって連続的ま
たは段階的に減少する特性を有している。
かかる構成とすることにより、金属下地層(3)が、酸
化物層(2a)及び金属層(2b)からなる中間層(2)を
介して非金属基板に強固に結合するため、強度的に安定
して剥離を生じることがなく、長期間にわたって磁気ヘ
ッドのCSSに対するすぐれた耐久性を発揮する。
特に上記の中間層(2)の構成を採用することにより、
非金属基板(1)と金属下地層(3)との熱膨脹係数の
差による歪を緩和することができるため、耐剥離強度が
向上し、製造時の加熱、冷却が容易になる利点がある。
発明の好ましい実施態様 この発明における磁気記録媒体の非磁性の非金属基板に
は、例えば、アルミナ、炭化けい素、炭化チタン、ジル
コニア、窒化けい素、アルミナ炭化けい素などの各種セ
ラミックスのほか、強化ガラスや結晶化ガラスなどを用
いることができ、さらに、アルミナ等のセラミック基板
にガラスグレージングした基板を用いることができる。
また、この発明の磁気記録媒体の金属下地層には、その
上に被着する磁性層の組成等に応じて、各種金属を適宜
選定して用いることができ、例えば、磁性層にCo−Ni系
合金を用いる面内磁気記録方式の場合は、通常、Crが下
地層に用いられるが、磁性層の結晶配向性を制御し、高
い保磁力を得ることができれば、他の金属を用いること
ができる。また、磁性層にCo−Cr系合金を用いる垂直磁
気記録方式の場合は、パーマロイやTi等が用いられる。
上記の非金属基板と金属下地層との被着強度を高めるた
めに、両者間に介在させるこの発明による中間層には、
IVa、Va、VIa族、すなわち、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、
Cr、Mo、W(以下特定金属という)のうち少なくとも1
種の元素を含む金属または合金あるいはそれらの酸化物
を金属下地層方向に連続的または段階的に減少する如く
酸素濃度を変化させて用いる。
詳述すれば、中間層は、上記特定金属以外の金属または
合金あるいはそれらの酸化物を含んでいてもよいが、少
なくとも上記の特定金属または合金あるいはその酸化物
を1種以上含むものでなければ、非金属基板と金属下地
層との被着強度を高める効果が得られない。その理由
は、上記の特定金属を含む場合には非金属基板との原子
間結合(interatomic bonding)が得られ易く、界面の
結合強度が向上するためと考えられる。
上記の特定金属を少なくとも1種を含む金属の酸化物か
らなる中間層の被着厚みは、その上に被着する金属下地
層厚みの1/1000〜5倍が望ましい。
また、この発明による中間層は、基板側から酸化物層、
金属または合金層の順に積層された構成を特徴とし、2
層とすることにより非金属基板と金属下地層との熱膨脹
係数の差による歪を緩和する効果を有し、金属下地層と
中間層との結合力をより強固にする。かかる酸化物層と
金属層との層厚みの好ましい関係は、酸化物層厚さに対
して金属層厚みが1/10〜10倍である。
この発明による中間層の酸化物層中の酸素濃度は、金属
下地層方向に連続的または段階的に減少する構成であれ
ば良く、後述する被着方法によって容易に得ることがで
き、非金属基板と金属下地層との被着強度を高める効果
が得られ、必ずしも、金属元素と酸素との組成比を化学
量論的組成比にする必要はない。
また、上記の条件を満足させるものであれば、中間層の
酸化物層を、上記の特定金属等の酸化物による多層構成
とするのもよく、酸化物の熱膨脹係数が段階的に変化す
るように、各層の酸化物を選定した中間層とすることに
より、非金属基板と金属下地層との熱膨脹係数の差によ
る歪をさらに緩和することができる。
さらに、中間層を形成する酸化物は、その被着形成方法
及びその条件によって異なり、例えば、スパッタリング
にて被着形成する場合、ターゲット組成及びスパッタリ
ング条件により、種々の酸化物が含まれ、また、種々の
結晶構造及び混合相などにて構成され、また酸素濃度に
よっては酸化物と金属との混合相である場合もある。
この発明の中間層を構成する、金属下地層方向に連続的
または段階的に減少する如く酸素濃度を変化させた金属
酸化物層を形成する方法には、前記の特定金属を1種以
上含む金属または合金を蒸発源とし、スパッタリング、
真空蒸着、イオンプレーティング、イオンビームスパッ
タリング等の方法にて薄膜形成する際に、雰囲気中に酸
素を適宜混入して酸化物を形成し、酸化物中の酸素濃度
を適宜制御、すなわち、雰囲気に混入する酸素濃度を、
連続的あるいは段階的に減少させることにより、形成さ
れる酸化物層の厚み方向の酸素濃度を金属下地層方向に
向って、実質的に連続的あるいは段階的に減少させるこ
とができる。続いて、雰囲気に酸素を全く混入させずに
スパッタリングすることにより、特定金属または合金層
を被着することができる。
また、別の方法として上記特定金属を含む合金または金
属膜を公知の薄膜形成方法にて、酸化物基板上に形成の
後、非酸化性雰囲気中で加熱することにより、酸化物基
板と金属膜の間に相互拡散または反応を生じさせ、強固
な結合を得ることが可能である。
実施例 実施例1 外径130mm、内径40mmのアルチック(Al2O3−TiC)基板
に、アルゴンガス雰囲気にて、TiとNbの複合ターゲット
を用いてスパッタリングし、Ti−Nb合金(Ti85%、Nb15
%)層を0.2μm被着形成し、さらに、10-5Torr以下の
真空中にて、600℃×20分間の熱処理を施した。
得られた基板のメタライズ層の深さ方向へのオージエ電
子分光分析結果を第2図に示す。第2図は横軸に中間層
の深さ方向に対応する測定中のAr+イオンによるスパッ
タリング時間を取り、縦軸に各元素の濃度に対応するオ
ージェ電子強度比を取っており、TiとNbの酸化物層の酸
素濃度が、基板側から表面側へ減少しており、酸化物層
の上にTi−Nb合金層が形成されていることが明らかであ
る。
実施例2 実施例1で得た中間層を設けた磁気ディスク素材に、ア
ルゴンガス雰囲気のスパッタリングにより、金属下地層
として0.25μm厚みのCr層、磁性層として0.07μm厚み
のCo70Ni30層、保護膜として0.03μmカーボン層を積層
被着し、この発明による磁気ディスクを作製した。
比較例として、同一基板に酸素とアルゴンガスの混合雰
囲気(比率1:1)を一定に保持し、実質的に酸素濃度が
均一なTiとNbの酸化物からなる中間層を0.2μm被着形
成した以外は同様な製造方法にて比較の磁気ディスクを
作成した。
また、従来例として、同一基板にTiとNbの酸化物及び合
金による中間層を設けない以外は、同様製造方法にて従
来の磁気ディスクを製造した。
得られた3種の磁気ディスクを用いて、CSS試験を行な
った。試験結果は第1表に示すとおりである。
実施例3 実施例2で得られた3種の磁気ディスクを引っ掻き試験
に供し、その結果を第2表に示す。試験は、先端直径が
10μmのダイヤモンド針に種々の荷重を付加しながら、
ディスクを移動して膜の剥離により、被着強度を評価し
た。なお、第2表中、傷発生とは、基板上に被着した保
護膜及び金属膜に単に傷が入ったのみで、基板からの剥
離は発生しなかったことを示す。
実施例4 外径130mm、内径40mmのアルミナ基板に、ガラスグレー
ズを施したのち、酸素とアルゴンガスの混合雰囲気(比
率1:2)にて、Moターゲットを用いてスパッタリングを
始め、さらに、雰囲気酸素混入量を段階的に減少させ
て、モリブデン酸化物層を0.05μm被着形成し、さら
に、酸素を混入しないアルゴンガス雰囲気のスパッタリ
ングにより、モリブデン層を0.05μm厚み被着してMo酸
化物+Moからなる中間層を設け、続いて、金属下地層と
して0.25μm厚みのCr層、磁性層として0.07μm厚みの
Co70Ni30層、保護膜として0.03μmカーボン層を積層被
着し、この発明による磁気ディスクを作製した。
得られた磁気ディスクを用いて、CSS試験を行なった結
果、実施例2と同様な特性を得られることが確認でき
た。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による磁気ディスクの断面説明図であ
る。 第2図はこの発明による磁気ディスクの中間層における
層厚みとオージェ電子強度比を示すグラフである。 1……基板、2……中間層、 2a……酸化物層、2b……金属層、 3……金属下地層、4……磁性層、5……保護膜層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス又はガラスあるいはガラスグ
    レージングを施したセラミックスからなる非磁性の非金
    属基板上に、金属下地層及び磁性層を積層被着した磁気
    記録媒体において、前記基板と金属下地層との間に、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wのうち少なくとも
    1種の元素を含む金属の酸化物からなり、かつ厚み方向
    の酸素濃度が金属下地層方向に連続的または段階的に減
    少する特性を有した酸化物層と、 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wのうち少なくとも
    1種の元素を含む金属または合金からなる層とを順次積
    層した中間層を介在させたことを特徴とする磁気記録媒
    体。
JP61136444A 1986-06-12 1986-06-12 磁気記録媒体 Expired - Lifetime JPH0758539B2 (ja)

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