JPH09231562A

JPH09231562A - 磁気記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09231562A
Application number: JP33571996A
Authority: JP
Inventors: Yoji Arita; 陽二有田; Yuzo Seo; 雄三瀬尾; Junichi Kozu; 順一神津; Toshihiko Kuriyama; 俊彦栗山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】特に、磁気ヘッドの低浮上化が可能で高密度
記録に適した磁気記録媒体を提供する【解決手段】磁気記録媒体の基板または下地層の表面
の予め定めた領域に、該基板又は下地層が溶融する条件
でレーザビームを掃引照射した後、必要とする下地層、
磁性層または保護層を製膜したことを特徴とする磁気記
録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体の製造方
法に関し、詳しくは磁気ディスク装置に使用されるハー
ドティスクなどの磁気記録媒体の製造方法に関するもの
である。特に、磁気ヘッドの低浮上化が可能で高密度記
録に適した磁気記録媒体に関する。また、同時にＣＳＳ
（コンタクトスタートアンドストップ）特性およびヘッ
ドの媒体表面へのスティッキング特性とを同時に改善す
る薄膜型の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ハードディスクはその使用に際し
高速で回転して磁気ヘッドを浮上させ、ハードディスク
への書き込み／読み出し等をこの磁気ヘッドを介して行
っている。ハードディスクは、その磁気特性の向上のた
め、ディスクの基板面あるいは基板面上に設けられたＮ
ｉＰメッキ等の非磁性体からなる下地層上に、磁気ディ
スクの円周方向にほぼ同心円状に機械的研磨を行って加
工痕を残す加工（以下、機械的テキスチャという）が行
われている。

【０００３】近年の情報量の増大と装置の小型軽量化の
要求により、線記録密度及びトラック密度が高くなり、
１ビット当りの面積が小さくなってくると、従来のよう
な機械的テキスチャによるスクラッチ傷は情報読み出し
の際にエラーとなる確率が高くなると同時に、機械研磨
による表面突起のために突起の高さ制御が困難で、磁気
ヘッドの浮上高さを下げることが困難であるという問題
があった。

【０００４】また、通常、機械研磨を行なう場合、砥粒
をバインダで分散した研磨剤を用いるため、このバイン
ダに使われている樹脂などが、研磨時の摩擦熱などで焼
き付き、これが、ヘッドの浮上高さを妨げるといった問
題もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、データゾ
ーンでは、磁気記録媒体の表面性を可能な限り平滑にし
て、磁気ヘッドの浮上高さを下げると同時に、ＣＳＳゾ
ーンでは、突起を作り、更に突起先端の面積を小さくし
てヘッドとのスティッキングをなくし、しかも平均的な
面の高さは、データゾーンとほぼ同じにして、ヘッドを
データゾーン、ＣＳＳゾーン間でシークした時にヘッド
の安定浮上高さの変動が少なく、ヘッドクラッシュやヘ
ッドの空間での不安定化が起こらない磁気記録媒体の製
造方法が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこうした高密度
磁気記録用の媒体に対してなされたもので、その第１の
要旨は、基板又は下地層の表面に連続発振するエネルギ
ービームを掃引照射して表面を平滑化した後、少なくと
も磁性層を製膜した磁気記録媒体に存する。また、本発
明の第２の要旨は、熱により溶融する物質で表面を被覆
された非磁性基板の上に少なくとも磁性層を含む複数の
層を形成してなる磁気記録媒体の製造方法であって、非
磁性基板の所定領域を、熱により溶融する物質の表面粗
さが照射前よりも小さくなる程度に溶融する条件でエネ
ルギービームを連続照射した後、複数の層を形成するこ
とを特徴とする磁気記録媒体の製造方法に存する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、磁気記録媒体用基板または下地層表面
での突起高さとは、ＪＩＳ表面粗さ（Ｂ０６０１）によ
り規定される最大高さを表す。

【０００８】基板あるいは下地層表面の平滑化に当って
は、エネルギビーム移動方向（走査によりビームスポッ
トが基板上を相対的に移動する方向）と直角な方向にお
ける溶融範囲を通常、20μｍ以下、好ましくは 0.20-10
μｍ、更に好ましくは1- 5μｍとし、溶融時の表面張力
を利用して平滑な表面を作成する。

【０００９】レーザビームを連続的に基板または下地層
に照射、表層を溶融した場合、レーザビームの移動方向
に直角な方向の溶融範囲が狭いとビームの中心部分が凸
となり、照射されたビームの両側が凹部となるが、溶融
範囲が広くなると、溶融部分の中心部分は凸とはならず
に逆に凹状にへこみ、液体になった部分の両側の部分が
凸状に盛り上がる。これは、溶融範囲が狭い場合は、液
体中の温度勾配はビームの移動方向が支配的であるのに
対し、溶融範囲が広いと冷却時に溶融液体中でビームの
走査方向と直角な方向での温度勾配が生じるためと思わ
れる。通常、表面張力は温度が低い部分で大きいために
周囲から冷却された外周部分の表面張力が大きくなり、
盛り上がるものと思われる。

【００１０】本発明において、表面を平滑化するための
溶融範囲の条件は、走査するレーザビームの中心あるい
は両側が極端に盛り上がるような条件は避けることが望
ましい。最も好ましい条件としては、溶融した際の液面
が平滑に近いか、あるいはレーザビームの中心部分が僅
かに凸または凹になるような条件で溶融させる様な条件
を選ぶ。

【００１１】また、レーザビームをスパイラル状に走査
する場合の半径方向のピッチは、溶融幅と同程度にする
が、レーザビームの走査中心位置が凸になるような条件
の場合は、ヘッドのグライド特性等に直接影響する部分
が凸部分となるため、溶融幅よりも広い送りピッチを用
いて走査することも可能である。この場合、半径方向で
の表面の断面形状は波型になる。

【００１２】この波形のうねりは、エネルギー強度分布
がビームの中心部分においてガウシアン分布よりも広い
（強度分布がなだらか又はフラットな）レーザービーム
を使用することにより削減することができる。このよう
なレーザービームは、ガウシアン分布を有するレーザー
を複数、分布のプロファイルが重なるように配置した
り、シリンドリカルレンズ等を用いた光学部品（ホモジ
ナイザ）を用いることにより得ることができる。波形の
うねりの振幅が 20nm 程度までは、電磁変換特性にも問
題なく、ヘッドも安定して浮上するので、場合に応じて
レーザービームを選択すればよい。

【００１３】このようにして得られる平滑化された表面
は、円周方向の中心線平均粗さ（Ｒａ）が通常３ｎｍ以
下、中でも２〜０．４ｎｍで、最大高さ（Ｒｍａｘ）が
通常５０ｎｍ以下、中でも２０〜１ｎｍとなる。

【００１４】また、基板または下地層の CSS ゾーンに
相当する部分にパルス状のレーザを照射して凸状突起を
良好に形成する方法としては、パルスレーザが照射され
ている時間内にレーザビームがそのスポット径の２５％
以上の距離移動することが望ましい。こうすることによ
り、溶融部分の後部において温度が高い状態が作りだせ
るため、最初にレーザ照射された部分が突起となり、最
後に固化する部分が凹部となり、突起表面の面積が小さ
いＣＳＳには好ましい形状の突起を作ることができる。
なお、レーザビームの基板あるいは下地層表面における
スポット径は、エネルギー密度の最大強さで規格化した
場合の 1/e² 以内の範囲で規定する。

【００１５】CSS ゾーンにおける突起高さはレーザの強
度とその平均照射時間によって、突起の密度は、１周当
たりの突起の個数、パルスレーザの半径方向の照射間
隔、及び突起の高さを制御する条件を調節することによ
りそれぞれ容易に制御可能である。通常、レーザの強度
は２０〜５００ｍＷ、平均照射時間は０．０５〜５μｓ
ｅｃ、レーザのスポット径は０．２〜２０μｍ、基板の
線速度は１〜１５ｍ／ｓｅｃが好ましい。ここで、レー
ザの平均照射時間とは、１つの突起を形成させるのにレ
ーザを基板または下地層表面に照射した時間を示す。レ
ーザビームの照射面積を変えるには、通常、対物レンズ
の開口率を変えればよく、開口率が０．１〜０．９５の
対物レンズを用いることにより、ビームの照射径は０．
７〜６μｍ程度まで制御できる。

【００１６】本発明において、非磁性基板としては通常
アルミニウム合金板またはガラス基板が用いられるが、
銅、チタン等の金属基板、セラミック基板、樹脂基板又
はシリコン基板等を用いることもできる。非磁性体から
なる下地層は好ましくはＮｉＰ合金層であり、通常無電
解メッキ法またはスパッタ法により形成される。メッキ
またはスパッタ法で作成されたＮｉＰ層は、通常アモル
ファスで、非磁性体であるが、Ｐの含有量が低い場合に
は、レーザ照射による溶融固化に伴って、結晶化する場
合がある。データゾーンの下地層において結晶化、磁性
を有することは記録上好ましくないため、本発明に用い
る下地層としては、結晶化しにくいようにＰの含有量が
高い方が望ましい。本発明に用いられるＮｉＰ層のＰ含
有量は 12 Wt ％以上、更には 16 Wt ％程度が望まし
い。

【００１７】レーザ照射によりデータ面を平滑化、ま
た、CSS ゾーンに突起を生成した基板は、Ｃｒ層などの
中間層、磁性層が製膜され記録媒体となる。通常、ま
た、この後工程で、磁気記録層上には保護層が設けられ
るが、保護層としては蒸着、スパッタ、プラズマＣＶ
Ｄ、イオンプレーティング、湿式法等の方法により、炭
素膜、水素化カーボン膜、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化物
膜、ＳｉＮ、ＴｉＮ等の窒化膜等、ＳｉＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＺｒＯ等の酸化物膜等が成膜される。これらのう
ち特に好ましくは、炭素膜、水素化カーボン膜である。
又、保護層上には通常、潤滑剤層が設けられる。ただ
し、スライダー面にダイヤモンド状カーボンの層を有す
る磁気ヘッドを使う場合は、媒体とのトライボロジ的な
性質が改善されるので、必ずしも保護層を設ける必要は
ない。

【００１８】

【実施例】次に、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。直径９５ｍｍのデ
ィスク状Ａｌ基板上に膜厚１０〜１５μｍのＮｉＰメッ
キを施した後、表面研磨を行って表面粗さＲａが約 1.5
ｎｍのＮｉＰメッキ基板を得た。

【００１９】次に、レーザの強度５０〜５００ｍＷ、の
連続発振するＡｒレーザ(488nm)をNiP表面に集光し、板
面全体をスパイラル状に走査、順次、表面を溶融固化さ
せた。さらに、前記連続発振するレーザを変調器を作動
させて、照射時間０．０５〜５μｓｅｃのパルスレーザ
とし、板面のCSS ゾーンにおいては突起を作成した。

【００２０】このようにして得られた下地層の表面は、
レーザビームの移動方向と直角な方向においては、レー
ザビームによる溶融幅に相当する滑らかで、ごく僅かな
凹凸が存在するが、移動方向については、凹凸もなく極
めて滑らかであった。また、パルスレーザにより作成
した突起は、図１に示すような形をしており、パルスレ
ーザが最後に当った部分に凹部が生成する。図１は、パ
ルスレーザによって出来た突起をレーザ干渉による表面
形状測定装置（米国ザイゴ社製「ＺＹＧＯ」）で観察し
た結果を示している。また、この凸状突起の頂部は滑ら
かな曲面をもち、平坦ではなく、適度な曲率を有してい
る。

【００２１】次いで，スパッタ法により，上記ＮｉＰ基
板上に、順次、Ｃｒ中間層（１００ｎｍ）、Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｔａ合金磁性膜（５０ｎｍ）を製膜した。次いで、カ
ーボン保護膜を（２０ｎｍ）を形成し、その後、浸漬法
によりフッ素系液体潤滑剤（モンテエジソン社製「ＤＯ
Ｌ−２０００」）を２ｎｍ塗布して、磁気記録媒体を作
製した。

【００２２】表−１に実施例１における平滑面及び突起
の作成条件を示した。基板の線速度、レーザの強度、レ
ーザの平均照射時間、平均突起密度（レーザ照射のイン
ターバルに相当）、中心線平均粗さＲａ、溶融距離、レ
ーザの集光に用いた対物レンズの開口率ＮＡを示す。エ
ネルギーの８４％が集中するスポット径はレーザの波長
をλとすると、１．２２×λ／ＮＡで表される。

【００２３】

【表１】

【００２４】表−２にこのディスクおよび機械研摩のみ
を行ったディスク（比較例）のＣＳＳおよびグライドテ
ストの結果を示した。ＣＳＳのテストとしては、静止摩
擦係数（初期スティクション）及びＣＳＳ２万回後の摩
擦力を示した。ＣＳＳテストはヘッド浮上量１．６μイ
ンチ、ロードグラム４ｇｆの薄膜ヘッド（スライダ材質
Ａｌ₂Ｏ₃ＴｉＣ）を用いた。実施例におけるデータゾー
ン、ＣＳＳゾーンの安定浮上高さは、それぞれ、0.8 μ
インチ、1.3μインチ、また、機械的研磨のみで作成し
たディスクの安定浮上高さは1.1μインチであり、ま
た、表面粗さは PV 値で、それぞれ、4.3, 55,5.9 nm
であった。

【００２５】

【表２】

【００２６】（実施例２）直径９５ｍｍのディスク状Ａ
ｌ基板上に膜厚１０〜１５μｍのＮｉＰメッキを施した
後、表面研磨を行って表面粗さＲａが円周方向で０．７
３ｎｍ、半径方向で０．９１ｎｍのＮｉＰメッキ基板を
得た。ガウシアン分布を有するレーザービームをホモジ
ナイザーに入力し、エネルギービーム強度分布を台形状
に変形してから、表３に示す条件でＮｉＰ表面に照射し
た。結果を表３に示す。

【００２７】（実施例３）実施例２において、ホモジナ
イザーを用いない他は同じ条件で照射した。結果を表３
に示す。表３から、ホモジナイザーを用いることによ
り、表面粗さが更に小さくなっていることがわかる。

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】本発明による磁気記録媒体は、基板また
は下地層の表面に相対的に走査するレーザビームを照射
し、該基板または下地層の表面を局所的に溶融、固化す
ることにより、機械的研磨を行った時に生じる不規則な
突起を平滑化した後、必要とする下地層、磁性層または
保護層を製膜するため、ヘッドの安定浮上高さを極限ま
で下げることができる。また、連続発振するレーザビー
ムを用い、スパイラル状に前記表面を掃引することによ
り、該基板または下地層表面全体を局所的に逐次溶融、
固化処理を施した後、磁気ヘッドがＣＳＳを行なう部分
の該基板または下地層表面に対しては、パルス状のレー
ザを照射して凸状突起を作成、先端形状および高さが制
御された突起とその密度を容易に制御できるので、磁気
ヘッド下面と磁気記録媒体表面との接触面積が少なく、
ＣＳＳ時の摩擦が極端に小さくなり、また、ヘッドの媒
体表面へのスティキングも全く発生しなくなる。ヘッド
のＣＳＳゾーンのみにこうした突起を作った場合でも、
平均的な面の高さは、ほとんど変わらないため、ヘッド
をデータゾーン、ＣＳＳゾーン間で極めて滑らかにシー
クできる。レーザ照射により該基板または下地層を局所
的に溶融した場合、表面に付着している研磨剤に含まれ
るバインダ等も焼かれるため、クリーニング効果も期待
できる。更に、媒体の基板には機械的な研磨による傷が
なくなるため、データのエラーも減少し、高密度の磁気
記録媒体の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パルス状レーザ照射により形成された突起を
レーザ干渉表面形状測定装置で観察した画面を示す図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗山俊彦神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板又は下地層の表面に連続発振するエ
ネルギービームを掃引照射して表面を平滑化した後、少
なくとも磁性層を製膜した磁気記録媒体。
【請求項２】前記エネルギービームの掃引照射がデー
タ記録ゾーンになされたことを特徴とする請求項１に記
載の磁気記録媒体。
【請求項３】平滑化された表面の平均粗さが、平滑化
前の平均粗さの１／４以下であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】データ記録ゾーンはエネルギービームの
連続照射による平滑化がなされ、磁気ヘッドがＣＳＳ
（コンタクトスタートアンドストップ）を行なう部分の
には、パルス状のレーザ照射による突起が形成されてい
ることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】データゾーンの表面粗さがＲａで２０Å
以下、Ｒｍａｘで２００Å以下である請求項１乃至４記
載の磁気記録媒体。
【請求項６】エネルギービームによる連続した溶融痕
が基板又は下地層上に設けられた磁気記録媒体。
【請求項７】前記溶融痕がスパイラル状であって、か
つ隣り合う溶融痕が一部で重なり合っていることを特徴
とする請求項６記載の磁気記録媒体。
【請求項８】熱により溶融する物質で表面を被覆され
た非磁性基板の上に少なくとも磁性層を含む複数の層を
形成してなる磁気記録媒体の製造方法であって、前記非
磁性基板の所定領域を、前記熱により溶融する物質の表
面粗さが照射前よりも小さくなる程度に溶融する条件で
エネルギービームを連続照射した後、前記複数の層を形
成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】前記エネルギービームの中心部分におけ
るエネルギー強度分布がガウシアン分布よりも平坦であ
ることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体の製造
方法。
【請求項１０】前記エネルギービームの連続照射の
後、前記連続照射を受けていない領域に対してエネルギ
ービームをパルス状に照射する処理を所定時間行うこと
を特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】前記熱により溶融する物質がＮｉ−Ｐ
であることを特徴とする請求項１０記載の磁気記録媒体
の製造方法。