JPH0827938B2

JPH0827938B2 - 磁気記録用ハードディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0827938B2
Application number: JP3231089A
Authority: JP
Inventors: ブルース・ピーター・クルーガー; トーマス・ソンケ・ピーターセン; スティーブン・フランシス・スターク
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: US5268207A; JPH04232614A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ処理の分野、よ
り詳細にいえば、デイスク・フアイルとしても知られて
いる直接アクセス・ストレージ装置（ＤＡＳＤ）に使用
されるタイプの硬い磁気デイスク、即ち磁気記録ハード
デイスクの製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＡＳＤ装置のデイスクの回転に関し
て、モータの始動トルクを減少するために、薄膜磁気記
録デイスクの表面の粗さを制御することは知られてい
る。この表面の粗さは、例えば、デイスクの平行な２つ
の平坦面を粗面化(texture)する機械的な研磨加工処
理、即ち、材料を除去する処理によつて作られており、
この研削加工の後に、デイスクの表面及び裏面の２つの
平坦面上に薄膜磁気記録層が被着される。

【０００３】一般に、磁気記録のハードデイスク上の基
体部材は、磁気記録層の欠陥を最小限にとどめるため
に、そして、磁気デイスク及び読取り／書込み磁気ヘツ
ドのいずれにも損傷を与えることなく磁気ヘツドが飛翔
することができるデイスク面を与えるために、平滑で、
平坦な表面が与えられねばならない。然しながら、若
し、変換ヘツドに対するデイスクの回転開始／回転停止
の領域に、超微細に平滑化されたデイスク面が与えられ
たならば、デイスクは変換ヘツドに対して高い静的摩擦
（static friction）を示す傾向がある。

【０００４】従つて、例えば、ヘツド・ローデイング領
域、またはデイスクの回転開始／回転終止領域のよう
に、デイスクに対してヘツドを静的に接触させるデイス
ク・フアイルは、静的摩擦を最小にするために、少なく
とも上述のデイスク領域の所で、通常、最小限の粗さの
レベルを与えている。この最小限の粗さは、現在、材料
を除去する処理、即ち研磨加工によつて作られている。
その結果、デイスクの回転開始／回転停止領域と、デイ
スクのデータ領域との間に物理的な段差が作られる傾向
がある。

【０００５】研磨加工による粗面化に関して幾つかの問
題がある。例えば、変換ヘツドの飛翔を妨げ、またはデ
ータの脱落を生じるような、デイスク面上の小さな欠陥
を生じる問題がある。加えて、粗面化の加工処理の間で
実際に発生する研磨屑の量を繰り返して制御することは
困難である。研磨による粗面化加工が終了した後のデイ
スク面の清掃は、難しい問題である。最後に、研磨によ
る粗面化加工は比較的高価な処理方法である。

【０００６】米国特許第４３２６２２９号は、磁気記録
デイスクの静的摩擦の問題を解決するために、接触−開
始−終止（contact-start-stop−ＣＳＳ）環境と呼ばれ
ている他の解決法を開示している。この特許によると、
デイスク面の粘着性を除くために、記録トラツクと直交
する方向に延びる方向、つまり、デイスクの内周及び外
周の間で半径方向に延びる方向の凹凸、即ちうねりを持
つ保護層がデイスクに与えられている。これらの正弦波
的な凹凸は、保護層のスピン式被着加工の間で発生され
る表面張力によつて形成される。

【０００７】本発明の良好な実施例において、超音波プ
ローブ及びハードデイスクの基体部材、即ちアルミニウ
ムのデイスクが、液体中に硬質粒子を浮遊させた液体式
の研磨スラリー（slurry）中に浸漬される。その後、プ
ローブを付勢すると、デイスクから材料を除去すること
なく基体部材を粗面化する動作を行なう。

【０００８】基体部材を処理する研磨スラリーの使用は
公知である。研磨スラリーは、例えば米国特許第１５５
４７０１号、同第３６９８４０８号、同第１８５５４４
１号及び同第４５９３７１６号に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁気
記録ハードデイスクの基体部材を粗面化するための方法
及び装置を与えることによつて、磁気記録デイスクの技
術を改良することにあり、本発明によつて、粗面化のコ
ストが低減され、粗面化処理後の基体部材の清浄処理が
簡素化され、粗面化処理を反復することが可能であり、
ヘツドの飛翔の高さを乱す問題及びデータ脱落の問題を
最小限にとどめることができる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はデイスク基体部
材を部分的に粗面化するための反復可能な手段を与え
る。本発明を実施することによつて、ヘツドの飛翔高さ
及びデータの脱落の問題に関連したデータ処理の問題を
最小限にとどめるように、デイスク面の粗面化のコスト
を低減し、粗面化処理後の清浄処理を簡単化することが
できる。

【００１１】本発明は、例えばスラリーが浮遊され、デ
イスクの基体材料を除去することなく、デイスクの基体
部材を塑性的に変形させるために、小さな粒子の衝突力
に存在するエネルギを利用している。これらの粒子は、
好ましくは超音波プローブ、即ち、超音波ホーンを使用
することによつて、デイスクの基体表面に向けて加速さ
れる。超音波プローブは、プローブの端部と、基体表面
の間の小さな間隔を満たすスラリーと共に、デイスク基
体の表面近くに置かれる。プローブのチツプの超音波運
動は、粒子を基体表面に衝突させ、これにより、基体表
面を粗面化する。

【００１２】

【実施例】本発明に従つた方法及び装置によつて、磁気
記録用ハードデイスクの基体部材は、硬質粒子を浮遊さ
せ、基体部材を粗面化させる振動的な力の作用によつて
粗面化される。粗面化処理の結果得られた表面は、デー
タ処理の間でヘツドの飛翔を妨げる作用を発生する不規
則な粗面を生じない。加えて、本発明に従つて粗面化さ
れた面には方向性を持たない。

【００１３】本発明の１実施例は、デイスク基体部材の
内径（inner diameter−ＩＤ）のヘツド・ローデイング
・バンドを粗面化することに向けられているけれども、
本発明の方法に従つた処理は、粗面化された表面領域
と、粗面化されない表面領域との間に段差を生じないか
ら、本発明の技術的範囲は上述の実施例には制限されな
い。

【００１４】この明細書で用いられている「研磨スラリ
ー」と言う術語は、微細で硬い粒子を液体中に分散させ
たものを意味する。このスラリーの性質は本発明の技術
的範囲を制限するものではないが、好ましいスラリーの
組成は、重量比１５％の直径約３ミクロンのアルミナ
（Ａl₂Ｏ₃）を水中、または低い粘性の液体中に浮遊さ
せたものである。

【００１５】本発明の実施例に従つたスラリー粒子の濃
度、または粘度は重要ではないけれども、代表的なスラ
リーは、分散剤及び清浄剤を含む液体中に１５重量％の
粒子を含んでいる。

【００１６】本発明に使用可能な他の硬質粒子は、炭化
タングステン、ダイヤモンド、炭化シリコン、炭化硼
素、窒化硼素、または適宜に硬くそして稠密な他の粒子
を含む。

【００１７】図１は本発明の実施例の磁気記録用のハー
ドデイスク１０の平面図である。本発明はデイスクの表
面の全面及び裏面の全面に亙つて粗面化するのに用いる
ことができるけれども、以下に説明する実施例において
は、デイスクの環状のヘツド・ローデイング領域１１だ
けを粗面化して、デイスクの環状のデータ領域１２は平
滑のままにしてある。

【００１８】図２は図１のデイスクの一部を示す断面図
である。デイスクの硬い基体部材の一部を参照数字１３
で示している。デイスクの基体部材１３は公知のよう
に、種々の形式を取ることができる。本発明に従つて、
基体部材１３は、柔軟性を持ち、可撓性の材料、また
は、そのような材料で被覆する。

【００１９】本発明の良好な実施例において、基体部材
１３はアルミニウム製のデイスクであるが、本発明はこ
れに制限されるものではない。加えて、ハードデイスク
の基体部材１３は、通常の厚さ、即ち約１０乃至２０ミ
クロンの厚さのニツケル燐（ＮiＰ）層１４でメツキさ
れている。当業者に広く知られているように、デイスク
１０を製造する際に、層１４の全面は、超平滑に研磨さ
れる。この研磨工程の細部は、本発明に直接関係がない
から、これ以上の説明はしない。

【００２０】以下に説明されるように、本発明に従つ
て、研磨された基板部材１３の部分（この実施例におい
ては、粗面化されたＮiＰ層１４の部分１５）は、検出
されるほどの量の材料を部分１５から除去することな
く、部分１５を可塑的に変形させるように部分１５に向
けられた小さな粒子の加速度によつて発生される打撃力
を受ける。

【００２１】図１及び図２の磁気記録デイスクの製造の
最終段階において、例えば、ＣoＰtＣr合金のような薄
膜磁気記録層１６と、例えば、炭素材料のような表面保
護層１７とが、公知の手段を用いて、ＮiＰ層１４上に
順次にスパツタ被着される。デイスクの表面１８はデイ
スクとヘツドとのインターフエースを形成するために、
読取り／書込み用磁気ヘツド（図示せず）と相互作用す
る。表面１８は、従来のように潤滑剤で被われる。

【００２２】また、図２はデイスクのヘツド・ローデイ
ング領域１１の部分を示しているが、表面１８のヘツド
・ローデイング領域１１は、基体部材の下層領域１５に
よつて与えられる地域的な粗面を含んでいる。対照的な
言葉で言えば、データ領域１２は超平滑面であり、ヘツ
ド・ローデイング領域１１は粗面である。

【００２３】図３は本発明の装置の実施例の断面図を示
しており、本発明に従つて、この実施例の装置は、図２
のハードデイスクの基体部材１３の環状トラツク領域１
５を粗面化する。

【００２４】図３を参照すると、デイスク状のアルミニ
ウム基体部材１３は、ステンレス鋼製で回転可能な支持
ハブ２０に装着されており、そして、大量の上述した研
磨スラリー２２を入れた桶状の容器２１の中に置かれて
いる。例えば、基板部材１３は、直径が約１３０ミリメ
ートルで厚さが約１．９０５ミクロンのＮiＰを被着し
たデイスクである。

【００２５】次に、超音波プローブ２３の形式を持つ加
速力発生部材が位置付けられるが、その位置は本発明の
実施について重要な条件ではない。その位置付けの動作
は、加速力発生部材のチツプ２４を基板部材１３の環状
表面領域１５とは接触しない位置であつて、しかも、隣
接した位置に置く動作である。例えば、チツプ２４は約
６．３５ミリメートル（１／４インチ）の直径を持つ丸
い断面形状を持つものでよい。直径が約３ミクロンの粒
子のスラリー２２に対して、チツプ２４の下端部は、基
板部材１３の表面１５の上で、例えば３ミリメートルだ
け離れている。超音波プローブ２３を付勢すると、矢印
２６で示したように、プローブ２３は、チツプ２４を垂
直方向に振動させる超音波運動を発生する。

【００２６】基板領域１５の方向に向つてスラリー２２
の加速度を発生するための他の加速度発生手段は、この
道の専門家には自明であつて、例えば、スラリー２２と
空気のような、不活性ガスのジエツト、或は液体のジエ
ツト噴流のような手段、そして、空洞チツプ超音波プロ
ーブの使用を含むことができ、それらのすべては、基体
材料を全く除去しないか、あるいは、検出されるほどの
量の材料を、基体部材から除去することなく、基体材料
の塑性的な変形を生じる態様で、基体部材１３の表面領
域１５に衝突するように、スラリー２２を加速し、振動
させ、あるいは、擾乱させる態様で動作するものであ
る。

【００２７】本発明の図示の実施例において、容器２１
の中に入れられるスラリー２２の量は、基体部材１３及
びチツプ２４の両方を完全に沈めるような量である。

【００２８】基体部材１３の領域１５を粗面化している
処理の間において、公知の態様でプローブ２３が付随し
て付勢されている時、基体部材は軸２７の回りをゆつく
りと回転される。例えば、プローブ２３は約１分間付勢
され、基体部材１３は１分間に約４回乃至６回の速度で
回転される。このようにして、本発明の好ましい態様
で、領域１５の上のチツプ２４に対する複数の通過が発
生される。

【００２９】若し、基体部材１３の環状表面領域１５だ
けを粗面化する場合には、プローブ２３は図示した位置
に静止している。然しながら、基体部材１３の面全体が
粗面化される場合には、プローブ２３は、移動手段（図
示せず）を使用して、矢印２８で示したように、基体部
材１３の半径方向にゆつくりと移動される。

【００３０】基体部材１３の回転の態様は本発明に対し
て重要な要件ではない。例えばハブ２０を回転してもよ
いし、あるいは、ハブ２０を静止させて、容器２１を回
転してもよい。

【００３１】本発明の実施例において、プローブ２３に
中間程度のパワーを印加することによつて、ＮiＰが被
着された基体部材１３は、約１分間で約２４．５ミクロ
ン（１マイクロ・インチ）のＲＭＳ粗さに粗面化され
た。基体部材１３は、スパツタ処理により炭素被覆層が
被覆され、そして、その被覆層にフツ化炭素の潤滑層が
与えられた。磁気ヘツドを用いて、摩擦及び磨耗テスト
を行なつた結果、そのデイスクは環状領域１５には低摩
擦の性能を持つていることが判明し、そして、磨耗テス
トの後において、デイスク面、またはデイスクの摩擦性
能には観測され得る変化は生じなかつた。

【００３２】以上、本発明の良好な実施例について説明
してきたが、上述の実施例の外に、本発明の技術的範囲
内で種々の実施例が考えることができるのは注意を要す
る。

【００３３】例えば、図３とは異なつて、基体部材１３
は、スラリー２２の中にデイスクの下部だけを浸漬する
ように、デイスク面を垂直位置に置くことができる。こ
の場合、基体部材の両側の環状領域１５を同時に粗面化
するために、２つのプローブ２３を設置することができ
る。

【００３４】加えて、データ変換ヘツドの寸法を完成さ
れたデイスクの粗面に適合させるために、プローブ２３
のチツプ２４の寸法を変換ヘツドの大きさに合わせるこ
とができる。この場合、ヘツドが小さい時には、チツプ
２４もまた小さくなる。

【００３５】また、上述した実施例とは異なつて、本発
明の方法は、基体部材をスラリー２２の中に必ずしも浸
漬する必要はない。その代わりに、通常の構造の空洞チ
ツプ超音波プローブ（図示せず）を使用することができ
る。この場合、スラリー２２をこのプローブの中心に吸
い上げることによつて、上述したような態様で、基体部
材を粗面化する。

【００３６】

【発明の効果】本発明の利点は、粗面化処理の間で、基
体部材から基体材料を殆ど除去しないことである。

【００３７】加えて、例えばヘツド・ローデイング領域
のように、基体部材の１つの環状バンドだけを粗面化す
る場合に、本発明は、粗面化されるデイスクのヘツド・
ローデイング領域と、粗面化されないデイスクのデータ
領域との間に段差を生じる動作をしない。また、本発明
は、例えば、デイスクの磁気的及び機械的特性を最適化
する粗面を作るような場合にも有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の硬い磁気記録デイスクの平面
図である。

【図２】図１の磁気記録デイスクの一部を切断した断面
図である。

【図３】図１及び図２の磁気記録デイスクの基体部材を
粗面化するための本発明の実施例の装置である。

【符号の説明】

１０磁気記録用ハードデイスク１１ヘツド・ローデイング領域１２データ領域１３基体部材１４ニツケル燐（ＮiＰ）層１５ニツケル燐層の粗面化された部分１６薄膜磁気記録層１７表面保護層２０支持ハブ２１容器２２スラリー２３超音波プローブ２４チツプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者トーマス・ソンケ・ピーターセンアメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスター、ツウェンテイース・ストリート、エヌ・ダブリュ 2018番地 (72)発明者スティーブン・フランシス・スタークアメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスター、ツウェンテイファースト・アベニュー、エヌ・ダブリュ 2109番地 (56)参考文献特開平１−118217（ＪＰ，Ａ) 特開平１−154313（ＪＰ，Ａ) 特開平２−223015（ＪＰ，Ａ) 特開平２−246018（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録用ハードディスクの製造方法にお
いて、硬質の粒子を分散させたスラリーを準備することと、塑性的に変形可能な上記ハードディスク用の基体部材を
準備することと、上記スラリー中に上記基体部材の少なくとも一部が浸漬
されるように上記基体部材を支持することと、粒子加速力手段を、上記スラリー中に浸漬し、かつ、上
記基体部材の表面には接触しない程度に上記基体部材に
隣接させることと、上記基体部材の上記加速力発生手段に隣接した部分を塑
性変形させることと、上記基体部材と上記加速力発生手段との間に相対的な運
動を与えることとからなる上記基体部材の表面粗面化工
程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】上記加速力発生手段は上記スラリーのジェ
ット流、不活性流体のジェット流、または超音波プロー
ブの１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のハー
ドディスク製造方法。
【請求項３】上記加速力発生手段は、上記基体部材の表
面に隣接するが接触しない位置に置かれたチツプ部分を
有する超音波プローブを含むことを特徴とする請求項１
に記載のハードディスク製造方法。