JPH09198640A

JPH09198640A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH09198640A
Application number: JP501396A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Sato; 元治佐藤; Hideo Fujimoto; 日出男藤本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】耐衝撃度が250 Ｇ以上であり、従来の磁気デ
ィスクの耐衝撃度（ 200〜250 Ｇ程度）よりも耐衝撃度
が高く、耐衝撃性能に優れた磁気ディスクを提供する。【解決手段】基板上に非磁性な表面処理膜を形成し、
この表面処理膜上に媒体を形成してなる磁気ディスクに
おいて、前記表面処理膜が下記式を充たす硬度を有す
ることを特徴とする磁気ディスク、及び、前記基板がビ
ッカース硬度：70kg／mm²以上のAl合金基板よりなる磁
気ディスク。Ｈｖ＞−３３δ＋９２０ ------ 式但し、上記式において、δは表面処理膜の膜厚（μm
）、Ｈｖは表面処理膜のビッカース硬度（kg／mm²）
を示すものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクに関
し、詳細には、磁気ディスク装置の移動あるいは落下等
により発生する衝撃に対して優れた耐衝撃性能を有する
磁気ディスクに関し、特には、小型で且つ大容量の磁気
ディスク装置用として好適な耐衝撃性能に優れた磁気デ
ィスクに関する技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の小型且つ大容
量化に伴い、磁気ディスク装置に対する耐衝撃性能の向
上が求められている。その中でも、信号の書き込み及び
再生を行うための磁気ヘッド、及び、信号を記録するた
めの磁気ディスクの組み合わせにおける耐衝撃性能の向
上が最も重要視されている。

【０００３】ところで、磁気ディスクは、アルミニウム
（Al）合金基板等の磁気ディスク用基板の表面に非磁性
な無電解NiP めっき膜を10μm 程度形成し研磨した後、
スパッタリング法によりCr下地膜、Co基合金磁性膜及び
Ｃ保護膜からなる媒体を形成したものが一般的である。
このとき、記録密度を高めるために、Pt添加、薄膜化な
どによるCo基合金磁性膜の磁気特性の改善及びＣ保護膜
の薄膜化等が行われている。一方、磁気ヘッドにおいて
も、従来から用いられてきたMnZnフェライト製のものか
ら、より高性能化の可能な高硬度なAl₂O₃-TiC 製のスラ
イダーを有する磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）へとスラ
イダー材質が変わりつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常、磁気ディスク装
置が停止している場合、磁気ヘッドは磁気ディスクの内
周側に設けられたＣＳＳゾーンに待機している。かかる
磁気ディスク装置の移動或いは落下等により磁気ディス
ク装置に衝撃（重力加速度のＧ倍）が加わった場合、そ
の衝撃は磁気ディスク及び磁気ヘッドへと伝わる。この
際、磁気ヘッドのスライダー表面は、瞬間的に磁気ディ
スク表面との衝突を繰り返し、最終的に磁気ディスク表
面には微細な凹凸（Head Slap Damage）が形成される。
かかる微細な凹凸の形成は、ダメージが基板まで達した
場合、例えば、衝撃により磁気ヘッドがデータゾーンへ
移動した場合には、それにより保護膜或いは磁性膜を破
壊し、保存データの部分破壊につながる。更に、磁気デ
ィスク装置を稼働した場合、磁気ヘッドがＣＳＳゾーン
で回転数の増加とともに浮上を開始し、このとき、前記
衝撃で形成された凹凸の凸部（突起部）が大きくなる
と、磁気ヘッドが浮上中に衝突してヘッドクラッシュを
生じ、ひいては磁気ディスク装置の破壊へとつながるこ
とになる。

【０００５】記録密度の増大のための磁性膜、保護膜の
薄膜化や、スライダー材質の高硬度化及びコスト低減か
らのNiP めっき膜の薄膜化により、上記の如き問題は益
々深刻化している。従って、耐衝撃性能を向上させるに
際し、その中でも、衝撃による磁気ディスク表面への微
細な凹凸の形成を防止することが、非常に重要である。
但し、この場合、衝撃により媒体が剥離しない程度の付
着力を有していることが必須である。

【０００６】一般に、耐衝撃性能に係る耐衝撃度は、磁
気ディスク表面に微細な凹凸が形成されない（傷が発生
しない）衝撃度（Ｇ）をもって規定されている。現状で
は、一般的なNiP めっき膜が形成された NiP／Al基板の
上に媒体を形成してなる磁気ディスクを用いた小型磁気
ディスク装置において、耐衝撃度は 200〜250 Ｇ程度で
あって充分ではなく、益々の耐衝撃度向上が望まれてい
る。

【０００７】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、前記従来の磁気ディスクの
耐衝撃度（ 200〜250 Ｇ程度）よりも耐衝撃度が高く、
耐衝撃性能に優れた磁気ディスクを提供しようとするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る磁気ディスクは、請求項１〜２記載
の磁気ディスクとしており、それは次のような構成とし
たものである。即ち、請求項１記載の磁気ディスクは、
基板上に非磁性な表面処理膜を形成し、この表面処理膜
上に媒体を形成してなる磁気ディスクにおいて、前記表
面処理膜が下記式を充たす硬度を有することを特徴と
する磁気ディスクである（第１発明）。Ｈｖ＞−３３δ＋９２０ ------ 式但し、上記式において、δは表面処理膜の膜厚（μm
）、Ｈｖは表面処理膜のビッカース硬度（kg／mm²）
を示すものである。

【０００９】請求項２記載の磁気ディスクは、前記基板
がビッカース硬度：７０kg／mm²以上のアルミニウム合
金基板よりなる請求項１記載の磁気ディスクである（第
２発明）。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は例えば次のようにして実
施する。Al合金基板上に無電解めっき法により非磁性な
表面処理膜としてNiP めっき膜を形成する。次に、表面
を研磨した後、このNiP めっき膜（表面処理膜）上にス
パッタリング法により媒体としてCr下地膜、Co基合金磁
性膜及びＣ保護膜をこの順に形成する。このとき、表面
処理膜のビッカース硬度Ｈｖ(kg/mm²)を表面処理膜厚δ
（μm)に応じて下記式を充たす値に調整する。あるい
は、表面処理膜の膜厚δ（μm)をビッカース硬度Ｈｖ(k
g/mm²)に応じて下記式を充たす値になるように調整す
る。Ｈｖ＞−３３δ＋９２０ ------ 式

【００１１】そうすると、基板上に非磁性な表面処理膜
を形成し、この表面処理膜上に媒体を形成してなる磁気
ディスクであって、前記表面処理膜が上記式を充たす
ビッカース硬度Ｈｖを有する磁気ディスク、即ち、本発
明（第１発明）に係る磁気ディスクが得られる。

【００１２】かかる磁気ディスクは、耐衝撃性能に優れ
ていることを見出し、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明者は、基板上に種々の膜厚及び硬度の非磁性
な表面処理膜を形成し、この表面処理膜上に媒体を形成
して磁気ディスクを作製し、その表面処理膜の硬度、膜
厚と磁気ディスクの耐衝撃度との関係について鋭意研究
を重ね、その結果、表面処理膜が前記式を充たすもの
は、従来の磁気ディスクの耐衝撃度（ 200〜250 Ｇ程
度）よりも耐衝撃度が高く、耐衝撃性能に優れていると
いうことを見出し、かかる新規知見に基づき本発明を完
成させた。従って、本発明に係る磁気ディスクは、従来
の磁気ディスクの耐衝撃度（ 200〜250 Ｇ程度）よりも
耐衝撃度が高く、耐衝撃性能に優れている。

【００１３】このように磁気ディスクの表面処理膜が前
記式を充たすものは、耐衝撃性能に優れている理由に
ついては、次のように考えられる。即ち、磁気ディスク
の表面処理膜は磁気ディスクの耐衝撃性能に大きな影響
を及ぼすものであり、その表面処理膜の膜厚が厚いほど
磁気ディスクの耐衝撃性能は高まり、又、表面処理膜の
硬度が高いほど磁気ディスクの耐衝撃性能は高まる。そ
のため、必要な耐衝撃性能を確保するに必要な表面処理
膜の硬度は、その膜厚に応じて定まり、膜厚が小さいと
必要な表面処理膜の硬度は高くなる。かかる関係を定量
的に求めたものが前記式であり、この式は、例えば
膜厚δが10μm であれば、従来以上の耐衝撃度を得るた
めに必要な表面処理膜の硬度はＨｖ:590（＝−33δ＋92
0)であり、硬度Ｈｖが500 であれば、必要な表面処理膜
の膜厚はδ：13μm であることを示すものである。従っ
て、表面処理膜が前記式を充たすものは、かかる必要
な表面処理膜の硬度を膜厚に応じて有するものであり、
故に耐衝撃性能に優れているのである。

【００１４】本発明（第１発明）において、基板として
は、特に限定されるものではなく、種々のものを用いる
ことができ、例えば、Al合金基板、Al複合基板、カーボ
ン基板、強化ガラス基板、結晶化ガラス基板、樹脂基
板、セラミック基板等が用いられる。

【００１５】又、非磁性な表面処理膜としては、特に限
定されるものではなく、種々のものを用いることがで
き、例えば、NiP, NiCuP, NiMoP, NiSnP, NiWP, NiB, A
lN, CrC, CrN, HfN, TiAl, TiC, TiCN, TiN, TiNAl, W
C, Al₂O₃, SiO₂ 等の非磁性表面処理膜が用いられる。
更に、これら表面処理膜の形成方法についても、特に限
定されるものではなく、非磁性な表面処理膜を形成でき
る方法であればよく、例えば、イオンプレーティング
法、化学気相成長法、スパッタ法、蒸着法、電解めっき
法、無電解めっき法、溶射法等を用いることができる。

【００１６】尚、表面処理膜の役目として、耐衝撃性能
を高めることの他に、基板表面のスクラッチあるいは欠
陥等を被覆し、又、良好な表面形態を確保することがあ
り、そのため、表面処理膜厚としては完全に基板を被う
程度の膜厚が最小限必要である。一方、表面処理膜厚が
厚くなるとコスト高となる。かかる点から、表面処理膜
厚としては数μm 程度〜100 μm 程度が適当である。

【００１７】前記表面処理膜の膜厚は、表面処理膜の形
成条件によって、或いは更に表面処理膜形成後の研磨に
よって容易に調整することができる。表面処理膜の硬度
については、表面処理膜の種類（材質）及びその形成条
件によって調整することができ、又、形成後の熱処理に
よっても、調整することができる。ただし、この場合に
は、熱処理により磁気化しない（非磁性を保つ）表面処
理膜を用いる必要がある。

【００１８】ところで、前記基板としてビッカース硬
度：７０kg／mm²以上のアルミニウム合金基板を用いる
と、特に、表面処理膜が薄い場合にさらに耐衝撃性能を
向上し得、より耐衝撃性能に優れた磁気ディスクとなる
（第２発明）。これは、Al合金基板の硬度と磁気ディス
クの耐衝撃度との関係について鋭意研究を重ねた結果、
得られた知見に基づくものである。

【００１９】このように基板としてビッカース硬度：70
kg/mm²以上のAl合金基板を用いることにより、さらに耐
衝撃性能に優れた磁気ディスクとなる理由については、
次のように考えられる。即ち、表面処理膜が比較的薄い
場合、Al合金基板の硬度は、磁気ディスクの耐衝撃性能
に大きな影響を及ぼすものであり、その硬度が高いほど
磁気ディスクの耐衝撃性能は高まる。また、磁気ヘッド
がＣＳＳゾーンに完全に固定され衝撃によりデータゾー
ンに移動しないような場合には、磁気ヘッドが回転によ
り浮上するに際して問題とならない程度の凸部（突起）
の形成は許される。従って、以上のような場合には、Al
合金基板のビッカース硬度Ｈｖを70以上とすることによ
り、従来の磁気ディスク以上の耐衝撃度が得られるばか
りか、この耐衝撃度以上の衝撃が加えられても磁気ディ
スクの表面に形成される突起は非常に小さく、或いは認
められなくなり、耐衝撃性能に優れた磁気ディスクが得
られるのである。

【００２０】本発明（第１発明、第２発明）に係る磁気
ディスクは、前記の如く耐衝撃性能に優れているので、
特に高耐衝撃性能が要求される小型で且つ大容量の磁気
ディスク装置に用いて好適であり、その中でも、特に衝
撃に敏感な面記録密度：100Mbit/in²以上の磁気ディス
クとして有効である。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）2.5in タイプのAl合金基板（5086合金、Ｈ
ｖ６８）の表面に、無電解めっき法により非磁性な表面
処理膜として種々の膜厚のNiP めっき膜を形成した。そ
の後、研磨により板厚0.635mm となるように調整した。
次に、インライン式DCマグネトロンスパッタ装置を用い
て、前記NiP めっき膜（表面処理膜）上に、媒体として
Cr下地膜、Co基合金（Co₆₂₅Ni₃₀Cr_7.5）磁性膜及びＣ保
護膜をこの順に形成した。これにより図１（断面構造概
念図）に示す如き磁気ディスクが得られる。尚、図１に
おいて１は基板、２は表面処理膜、３は媒体を示すもの
である。

【００２２】このようにして作製された磁気ディスクに
ついて、耐衝撃度を求めるために、下記手順(1) 〜(4)
にて衝撃試験を行った。 (1) 2.5in タイプの磁気ディスク装置（CONNER PERIPHE
RALS社製 CP-2024型）に上記磁気ディスクをセットす
る。 (2) 薄膜磁気ヘッド（Al₂O₃-TiC 製70％スライダー付
き）を磁気ディスクの内周側ＣＳＳゾーンにセットし、
密閉する。 (3) 磁気ディスク装置４を図２に示す如き振り子式衝撃
試験機（吉田精機株式会社製）の振り子５に固定する。 (4) 作用時間が1.0ms のパッド６を用いて、振り子５の
角度を変えることにより衝撃度を変え、衝撃試験を実施
する（磁気ディスク装置４を付けた振り子５をパッド６
に衝突させる）。なお、衝撃時の波形は正弦半波状を用
いた。 (5) 上記衝撃試験後（上記衝突により）、薄膜磁気ヘッ
ドが衝突した磁気ディスク表面を顕微鏡観察すると共
に、発生した凹凸量を段差計にて測定し、傷の発生しな
い衝撃度（耐衝撃度）を求めた。

【００２３】NiP めっき膜（表面処理膜）の厚み１１μ
m 、ビッカース硬度Ｈｖ５５０の場合(a) 、及び、NiP
めっき膜の厚み：２６μm 、Ｈｖ５５０の場合(b) につ
いての衝撃度と磁気ディスク表面に発生した凹凸量との
関係を図３に示す。傷の付かない衝撃度（耐衝撃度）
は、前者：(a) の場合で２５０Ｇ、後者：(b) の場合で
３５０Ｇであった。尚、上記凹凸量とは、正常な面から
の高さおよび深さのことである。

【００２４】更にNiP めっき膜の厚みを変えたもの（ビ
ッカース硬度Ｈｖ５５０）の結果を図４に示す。この図
４においては、磁気ディスク表面に傷の付かなかった場
合を○印（：白丸印）、傷が発生した（付いた）場合を
×印（：ペケ印）で示した。耐衝撃度は実線で示される
衝撃度にあり、NiP 膜厚の増加と共に向上していること
が明らかである。

【００２５】このような関係を表面処理膜のビッカース
硬度及び膜厚でまとめると、図５のように表すことがで
きる〔●印（：黒丸印）〕。ここで、図５中に示した実
線は、これら線上に合うような膜厚及びビッカース硬度
を有する表面処理膜を形成するならば、得られた磁気デ
ィスクは、それぞれ数値で示した耐衝撃度を有すること
を示すものである。例えば、250 Ｇと示した実線を充た
す膜厚及びビッカース硬度を有する表面処理膜の場合、
耐衝撃度は250 Ｇであり、この実線より上方では耐衝撃
度は250 Ｇ以上となる。又、550 Ｇと示した実線を充た
す膜厚及びビッカース硬度を有する表面処理膜の場合、
耐衝撃度は550 Ｇであり、この実線より上方では耐衝撃
度は550 Ｇ以上となる。尚、図５において、▲印（：黒
三角印）、■印（：黒四角印）及び◆印（：黒菱形印）
は後述する実施例２、３及び４での結果（表面処理膜の
ビッカース硬度及び膜厚との関係）を示すものである。

【００２６】図５より、250 Ｇ以上の耐衝撃度を有する
場合を○印（：白丸印）、耐衝撃度が 250Ｇ未満である
場合を×（：ペケ印）で示すと、図６が得られる。即
ち、図５において250 Ｇ以上の耐衝撃度を有する場合を
○印（：白丸印）、耐衝撃度が250Ｇ未満である場合を
×（：ペケ印）に書き換えると、図６のようになる。
尚、図６には、図５に表示した実施例２〜４に係る結果
も含めた。この図６において、実線（直線）上のδ〔表
面処理膜の膜厚（μm)〕とＨｖ（ビッカース硬度）との
関係式を求めると、それはＨｖ＝−33δ＋920 となり、
故に、この実線（直線）より上方の領域は式で表示する
とＨｖ＞−３３δ＋９２０という式で表わされる領域
となり、この領域では耐衝撃度は250 Ｇ以上である。即
ち、Ｈｖ＞−３３δ＋９２０という式を充たす領域で
は、耐衝撃度は250 Ｇ以上である。従って、250 Ｇ以上
の耐衝撃度を確保するためには、前記式〔：Ｈｖ＞−
３３δ＋９２０〕を満足させることが必要であり、これ
により従来の磁気ディスクの耐衝撃度(200〜250 Ｇ程
度）よりも高い耐衝撃度が得られることがわかる。

【００２７】（実施例２）非磁性な表面処理膜として前
記実施例１での無電解NiP めっき膜に代えて無電解NiCu
P めっき膜を用い、この点を除き実施例１と同様の方法
により磁気ディスクを作製し、同様の衝撃試験により耐
衝撃度を求めた。又、熱処理により表面処理膜（NiCuP
めっき膜）のビッカース硬度を高めた場合についても、
耐衝撃度を求めた。その結果を図５に示す〔▲印（：黒
三角印）〕。

【００２８】（実施例３）非磁性な表面処理膜として前
記実施例１での無電解NiP めっき膜に代えてTiN膜（ア
ークイオンプレーティング法により形成）を用い、この
点を除き実施例１と同様の方法により磁気ディスクを作
製し、同様の衝撃試験により耐衝撃度を求めた。その結
果を図５に示す〔■印（：黒四角印）〕。

【００２９】（実施例４）非磁性な表面処理膜として前
記実施例１での無電解NiP めっき膜に代えてその他各種
表面処理膜を用い、この点を除き実施例１と同様の方法
により磁気ディスクを作製し、実施例１と同様の衝撃試
験により耐衝撃度を求めた。その結果を図５に示す〔◆
印（：黒菱形印）〕。

【００３０】（実施例５）Al合金基板としてビッカース
硬度が種々異なる板厚0.613mm, 2.5inタイプのAl合金基
板〔（株）神戸製鋼所製〕を用いた。かかる点を除き、
実施例１と同様の方法により磁気ディスクを作製し、同
様の衝撃試験により耐衝撃度を求めた。

【００３１】NiP めっき膜（表面処理膜）の厚み11μm
、Ｈｖ５５０の場合について求めた衝撃度と磁気ディ
スク表面に形成された凹凸量との関係を図７に示す。Al
合金基板のビッカース硬度Ｈｖの増加とともに衝撃によ
り形成された凹部の量（深さ）は減少している。また、
磁気ヘッドの浮上に影響するところの凸部の量（高さ）
は、Al合金基板のビッカース硬度Ｈｖが70以上では大幅
に減少し、殆ど認められない。更に、Al合金基板のビッ
カース硬度Ｈｖと耐衝撃度の関係を図８に示す。Ｈｖ70
以上では従来の磁気ディスクの耐衝撃度よりも高い耐衝
撃度が得られている。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る磁気ディスクは、以上の如
き構成を有し作用をなすものであり、耐衝撃度が250 Ｇ
以上であり、従来の磁気ディスクの耐衝撃度（ 200〜25
0 Ｇ程度）よりも耐衝撃度が高く、耐衝撃性能に優れて
おり、そのため、特に高耐衝撃性能が要求される小型で
且つ大容量の磁気ディスク装置に好適に用いることがで
き、かかる小型で且つ大容量の磁気ディスク装置の耐衝
撃性能を向上し得、衝撃による損傷や機能低下の防止が
図れるという顕著な効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ディスクの断面構造を説明する図であ
る。

【図２】実施例に係る磁気ディスクの衝撃試験に用い
た衝撃試験機を示す側面図である。

【図３】実施例１に係る磁気ディスクについての衝撃
度と磁気ディスク表面に発生した凹凸量との関係を示す
図である。

【図４】実施例１に係る磁気ディスクについてのNiP
膜厚及び衝撃度と傷発生の有無との関係を示す図であ
る。

【図５】実施例１、２、３及び４に係る磁気ディスク
についての表面処理膜の膜厚δ及びビッカース硬度Ｈｖ
と耐衝撃度との関係を示す図である。

【図６】実施例１、２、３及び４に係る磁気ディスク
についての表面処理膜の膜厚δ及びビッカース硬度Ｈｖ
と衝撃試験による傷発生の有無との関係を示す図であ
る。

【図７】実施例５に係る磁気ディスクについての衝撃
度と磁気ディスク表面に発生した凹凸量との関係を示す
図である。

【図８】実施例５に係る磁気ディスクについてのAl合
金基板のビッカース硬度Ｈｖ及び衝撃度と傷発生の有無
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１--基板、２--表面処理膜、３--媒体、４--磁気ディス
ク装置、５--振り子、６--パッド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に非磁性な表面処理膜を形成し、
この表面処理膜上に媒体を形成してなる磁気ディスクに
おいて、前記表面処理膜が下記式を充たす硬度を有す
ることを特徴とする磁気ディスク。Ｈｖ＞−３３δ＋９２０ ------ 式但し、上記式において、δは表面処理膜の膜厚（μm
）、Ｈｖは表面処理膜のビッカース硬度（kg／mm²）
を示すものである。
【請求項２】前記基板がビッカース硬度：７０kg／mm
²以上のアルミニウム合金基板よりなる請求項１記載の
磁気ディスク。