JPH0997423A - 磁気ディスク用基板のテクスチャー方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーボン基板に均一なテクスチャー処理を施
すことができ、また大気中で簡易に行なうことができる
テクスチャー方法を提供する。 【解決手段】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｇ／
ｃｍ³ の磁気ディスク用のガラス状カーボン基板の一部
をマスキングし、酸化性雰囲気中で２００〜１０００℃
の温度で加熱処理して、前記基板のマスキングされてい
ない部分の表面を粗面化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク用基
板のテクスチャー方法に関する。更に詳しくは、本発明
は磁気ディスク用カーボン基板に大気中で均質なゾーン
テクスチャー処理を施すことができるテクスチャー方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ディスク等の磁気記録媒体
では、支持体（基板）の上に磁性層がスパッタ等により
形成され、その上にカーボンや金属酸化物などの保護層
を設け、更にパーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤
をディップコート法やスピンコート法によって塗布して
潤滑層を形成することが行なわれている。

【０００３】磁気ディスクの主要な形態の一つに、浮揚
型磁気ヘッドを配置したいわゆるハードディスク装置が
ある。このハードディスク装置は、停止時には磁気ヘッ
ドと磁気ディスクが接触状態にあり、起動時には磁気ヘ
ッド（回転している）と磁気ディスクは非接触の状態と
なる、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ（ＣＳ
Ｓ）方式が主流となっている。この方式ではディスク停
止時に磁気ヘッド浮揚面と磁気ディスク表面に吸着が生
じる場合があり、これを解決する目的で予めディスク基
板の表面を研磨テープで研磨（テープ研磨）してディス
ク表面を適度に粗面化するテクスチャー処理が一般に行
なわれている。

【０００４】磁気ヘッドの浮揚高さは、高密度記録のた
めにはできるだけ小さい方が好ましく、且つ突起の高さ
が適度に均一であることが望ましい。ところが、テープ
研磨法では粗面化の度合いを精度良く制御することが困
難である。また、カーボン基板やガラス基板のような脆
性材料においては、研磨テープによる方法ではその脆さ
のため、マイクロクラックが入りやすく、これがひいて
はエラーの原因となるため、粗面化の精度、質には限界
が存在していた。このような背景から、特にカーボン基
板のテクスチャーを改良する目的で、特開平３−２８３
０１８号公報に記載されているようにカーボン基板を加
熱処理したり、特開平４−２１４２２５号公報、特開平
４−２１４２２７号公報、特開平５−９４６１８号公報
に記載されているように、アモルファスカーボン基板に
研磨工程と酸化性ガスの存在下での加熱工程を施してテ
クスチャー処理する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなテクスチャー処理のみでは、１．３マイクロインチ
以下の超低浮上量が求められるハードディスク装置にお
いては、ディスクとヘッドの張りつきの問題を完全に解
決することは困難であった。また、特開平３−２８３０
１８号公報の方法では、カーボン基板の加熱を大気中で
行なうと、粗面化が局所的に進行し、基板表面に深いピ
ットを作り、テクスチャー処理を均一に施すことが困難
となる。これは、この方法で用いるカーボン基板の材料
が不均質なため大気中でのコンタミネーションの影響を
受けやすいためと考えられる。特に、大気中のＮｉやＦ
ｅ等の遷移金属がカーボンの酸化触媒として作用してい
るものと考えられる。このように特開平３−２８３０１
８号公報の方法では真空中で基板を加熱する必要がある
が、真空中の酸化テクスチャーは処理速度が遅く、また
真空環境を整えるためには系内の洗浄に細心の注意を払
わなければならず、しかも高価な真空装置を用意する必
要があり、工業的にはより有利な方法が要求される。

【０００６】また、ディスク基板の全面にテクスチャー
処理を行なうと、磁気ヘッドの浮上高さ（グライドハイ
ト、ＧＨＴ）が大きくなり、書込時および読出時の磁気
ヘッドと磁気ディスクとの距離が大きくなることから、
吸着現象防止のためのテクスチャー処理が高記録密度化
の支障になっていた。そこで、ディスク基板の表面のう
ち、ハードディスク装置の起動および停止時に磁気ヘッ
ドとの接触が生じる領域を含む一部の領域にのみテクス
チャー処理を施す、いわゆるゾーンテクスチャーが行な
われている。ゾーンテクスチャーは、テープテクスチャ
ー、レーザービームテクスチャー、スパッタテクスチャ
ー等の物理的、機械的な手法により行なわれている（例
えば特開平６−２９０４５２号、特開平７−２９１６４
号等）が、これらの方法ではカーボン基板のような脆性
材料を所望の品質に調節することが難しくまた、材料除
去に伴うコンタミネーションが発生したりすという問題
が生じる。また、特開平７−１４１６４９号では炭素基
板の表面に固体酸化触媒の分散領域を形成して酸化雰囲
気中で触媒含有表面を加熱して炭素基板の表面を粗面化
する方法が開示されているが、この方法では基板表面に
スパッタリング、イオン注入、化学蒸着、プラズマ溶
射、溶液浸漬、溶液共沈等の方法で触媒を分散させる工
程が必要となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の点
に鑑み鋭意研究した結果、密度が１．４〜１．６ｇ／ｃ
ｍ³ のガラス状カーボン基板を用い、そのＣＳＳ領域を
含む一部の領域に熱酸化テクスチャー処理を施すことに
より、良質なテクスチャー処理を大気中で簡易に施すこ
とが可能となり、大幅に生産効率が向上することを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明は、表面研磨された密度
１．４〜１．６ｃｍ³ のガラス状カーボン基板の一部を
マスキングした後、該基板を酸化性雰囲気中で２００〜
１０００℃の温度で加熱処理することにより、前記基板
のマスキングされていない表面を粗面化することを特徴
とする磁気ディスク用基板のテクスチャー方法を提供す
るものである。

【０００９】まず、本発明に用いられるガラス状カーボ
ン基板について説明する。本発明のテクスチャー方法に
おいて用いられるガラス状カーボン基板は、表面研磨さ
れた密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ³ のものである。密
度が１．４ｇ／ｃｍ³ 未満であるとエラー特性に劣り、
また密度が１．６ｇ／ｃｍ³ を超えると大気中でテクス
チャー処理をした場合にＣＳＳ特性が著しく低下する。

【００１０】ここで、ガラス状カーボン基板とはガラス
状カーボン単体及びガラス状カーボンを母材とする複合
材料を含むものとする。これらは、注型、圧縮、押出等
の広く知られた各種成形法により成形された成形体、ま
たは基体表面にスパッタリング法や蒸着法等で直接ガラ
ス状カーボン材料を析出させた析出体の形態をなすもの
であり、具体的には、特開昭６０−３５３３３号に記載
された材料を使用するのが好ましい。

【００１１】このガラス状カーボン材料は熱硬化性樹脂
を炭素化して得られるガラス状カーボン材料、共重合や
共縮合などにより熱硬化するよう変性された樹脂を炭素
化して得られるガラス状カーボン材料、硬化あるいは炭
素化の過程で化学処理によって結晶化を著しく妨げるこ
とにより得られるガラス状カーボン材料等がある。ここ
で用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エステル樹
脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッ
ド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることができる。これら
の樹脂はそのまま、あるいはブレンド、または変性する
ことにより用いられる。好ましくは、硬化前の初期縮合
物の状態で２０重量％以上の水を含有することができる
熱硬化性樹脂である。「初期縮合物」とは、硬化前の樹
脂を意味し、原料モノマーを相当量含む場合もあるが、
ある程度付加および／または縮合反応が起こり、粘度が
高くなった樹脂組成物をいう。本発明でいう熱硬化性樹
脂の初期縮合物は、原料樹脂の種類、ブレンド比率、重
合度制御、変性等により適宜設計できる。例えば、変性
フェノール樹脂をベースにした樹脂で、特開昭６０−１
７２０８号公報、特開昭６０−１７１２０９号公報、特
開昭６０−１７１２１０号公報で開示された熱硬化性樹
脂が挙げられる。熱硬化性樹脂に変性し得るものとして
は、上述のフェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹
脂、あるいはアスファルト、ピッチ類等の天然に産出す
る高い炭素化収率を有する材料、リグニン、セルロー
ス、タラガカンガム、アラビアガム、フミン類、各種糖
類などの比較的高い炭素収率を有する親水性物質が挙げ
られる。

【００１２】また、本発明でいうガラス状カーボン材料
を含む複合材料集合体とは、前述のガラス状カーボン材
料と合成樹脂および／または炭素質フィラーとを含有す
る複合材料の集合体を意味する。合成樹脂としては、塩
化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂
等の熱可塑性樹脂、またはフェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂などの熱硬化
性樹脂が挙げられる。炭素フィラーは、一般的な炭素材
料を意味するものであり、例えば残炭素率の高いリグニ
ンやピッチ等が挙げられる。

【００１３】次に、本発明におけるテクスチャー方法に
ついて説明する。本発明のテクスチャー工程は、前記し
たような特定の密度を有するガラス状カーボン基板を、
酸化性雰囲気下で、２００〜１０００℃、好ましくは４
００〜７００℃に加熱することにより行なわれる。酸化
性雰囲気は酸化性ガスの存在により得られ、酸化性ガス
としては酸素が好適である。必要に応じて、その他のガ
ス、例えば水蒸気、二酸化炭素等を用いてもよい。テク
スチャー工程における加熱温度、加熱時間等の条件は、
支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が１０〜１００Å、且
つＲｐ（中心線最大高さ）が５０〜５００Åとなるよう
に調節することが望ましい。上記の範囲内であるとヘッ
ドの浮上量低下とヘッドの張りつきを防止できる。本発
明のガラス状カーボン基板はＣＳＳ領域とデータ領域と
を有する磁気ディスクの製造に用いられる。このため、
本発明の加熱による酸化テクスチャー処理は、ガラス状
カーボン基板の一部の領域、通常ＣＳＳ領域を含む領域
に施される。このためガラス状カーボン基板の一部に適
当なマスキング手段を施してガラス状カーボン基板のＣ
ＳＳ領域以外の部分（データ領域となる部分）を遮蔽す
る必要がある。

【００１４】なお、本発明においてＣＳＳ領域とは、主
として磁気記録媒体の停止時に磁気ヘッドとの接触が生
じる領域であり、データ領域とは磁気記録媒体の停止時
・起動時に磁気ヘッドとの接触が生じず、主として磁気
記録を行なう領域であるが、ＣＳＳ領域は必要に応じて
磁気記録を行なう領域として使用することもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のテクスチャー方法に用い
られるガラス状カーボン基板は例えば次のような方法で
得られる。まず、前記したような熱硬化性樹脂と必要に
応じて配合される任意成分と混合し、所望の型に注入
し、加熱下で硬化させる。次いでこれをドーナツ状に加
工した後、更に昇温しつつ加熱し、真空中で加熱焼成し
た後、冷却することにより得られる。また、原料をガラ
ス板の間に注入して板状の樹脂とした後、ドーナツ状に
型抜きして同様に加熱焼成してもよい。テクスチャー処
理を施す前のガラス状カーボン基板の密度は前記したよ
うに１．４〜１．６ｇ／ｃｍ³ の密度を有する必要があ
り、密度がこの範囲となるように基板の材料や加熱条件
等を適宜調節する。テクスチャー処理の前にガラス状カ
ーボン基板を予め表面研磨する。表面研磨の方法は粒径
０．１〜５０μｍの砥粒で行なうのが一般的である。テ
クスチャー処理をより均一に施すためには、ガラス状カ
ーボン基板がＸ線回折による（００２）面の回折ピーク
の半値幅が３度以上であることが好ましく、また、前記
ガラス状カーボン基板の表面における３μｍ以上の表面
欠陥が１個／ｃｍ² 以下であることが好ましく、両者を
兼備することがより好ましい。

【００１６】次いでガラス状カーボン基板のＣＳＳ領域
となる領域を含む一部の領域は露出させ、残りの部分に
マスキングを施した後、酸化性ガス、例えば酸素雰囲気
下で、２００〜１０００℃に加熱することによりテクス
チャー処理を行なう。マスキング手段としては、耐熱性
に優れたものが好ましく、水溶性コロイド系ホトレジス
ト、ポリ桂皮酸系ホトレジスト、環状ゴム系（芳香族ビ
スアジト系）ホトレジスト、ノボラック系（キノン、ジ
アジト系）ホトレジストなど、或いはホトレジ型のソル
ダーレジスト（エポキシ、アクリル系）など、市販、公
知のものが使用できる。

【００１７】本発明において酸化テクスチャー処理は有
機物焼成炉を用いて大気下で行なうことができる。テク
スチャー工程における加熱温度、加熱時間等の条件は、
支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が１０〜１００Å、且
つＲｐ（中心線最大高さ）が５０〜５００Åとなるよう
に調節する。テクスチャー処理を終えたガラス状カーボ
ン基板は、常法に従って洗浄され、磁気ディスクの製造
に供される。

【００１８】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００１９】実施例１〜５及び比較例１〜５ ガラス状カーボン基板の作製 フルフリルアルコール５００重量部、９２％パラホルム
アルデヒド４００重量部および水３０重量部を８５℃で
攪拌して溶解する。次いで、攪拌下でフェノール５２０
重量部、水酸化カルシウム９．５重量部および水４５重
量部の混合液を滴下し、７５℃で３時間反応させた。そ
の後フェノール８０重量部、上記フェノール／水酸化カ
ルシウム／水混合液をさらに滴下し、８５℃で２時間反
応させた。３０℃に冷却後、３０％パラトルエンスルホ
ン酸水溶液で中和した。この中和物を減圧下で脱水し、
１７０重量部の水を除去し、フルフリルアルコール５０
０重量部を添加混合し、樹脂中の不溶分をメンブランフ
ィルターで濾過した。この樹脂が含むことのできる量を
測定したところ、３５重量％であった。

【００２０】この熱硬化性樹脂１００重量部に対し、パ
ラトルエンスルホン酸７０重量％、水２０重量％、セル
ソルブ１０重量％に混合液３．５重量部を添加し、十分
攪拌後、厚さ２ｍｍの円盤状の型に注入し、減圧脱泡し
た。次いで、５００℃で３時間、８０℃で２日間加熱硬
化した。この熱硬化物を所定のドーナツ形状に加工し、
このあと有機物焼成炉で窒素雰囲気下で２〜５℃／時の
昇温速度で７００℃まで加熱し、さらに０．５ｍＴｏｒ
ｒ程度の真空中にて５〜２０℃／時の昇温速度で１２０
０℃まで加熱焼成し、この温度で２時間保持した後、冷
却し、ガラス状カーボン基板を得た。

【００２１】このガラス状カーボン基板を粒径５０〜
０．１μｍの砥粒で鏡面研磨し、中心線粗さ（Ｒａ）を
７〜１５Åとした。ここで、Ｒａは、触針式粗さ計（Ｔ
ＥＮＣＯＲ Ｐ２）により、下記の条件で測定した。 触針径：０．６μｍ（針曲率半径） 触針押し付け圧力：７ｍｇ 測定長：２５０μｍ×８ヶ所 トレース速度：２．５μｍ／秒 カットオフ：１．２５μｍ（ローパスフィルタ）。

【００２２】また、このガラス状カーボン基板の密度は
１．５ｇ／ｃｍ³ であり、またＸ線回折により２θ＝２
０〜３０°付近に表れる（００２）面の回折ピークの半
値幅は３．９°であり、偏光顕微鏡および微分顕微鏡で
表面欠陥を観察したところ、３μｍ以上の欠陥（ボイド
やクラック）は０個／ｃｍ² であった。同様の方法で、
形成条件を変えて、表１に示すような各種密度、半値
幅、表面欠陥密度を有するガラス状カーボン基板を作製
した。

【００２３】テクスチャー処理 上記により得られたガラス状カーボン基板を表１に示す
条件で加熱してテクスチャー処理を行なった。なお、各
基板にはＣＳＳ領域となる部分を含む一部の領域以外の
部分にマスキング手段を施した。ここで、マスキング手
段は、ソルダーレジスト（Ｓ−２２２、ＴＳ−１７、太
陽インキ製造 (株) 製）を基板表面に約１０μｍの厚さ
にスピンコートし、マスクパターンを介して紫外線（低
圧水銀灯：１８５ｎｍ、２４５ｎｍ）を照射し、データ
領域表面上のレジストを硬化させた。ＣＳＳ領域のレジ
ストはアルカリ水溶液で除去した。また、比較例１は日
本ミクロコーティング社製＃６０００の研磨テープを用
い、加工圧１．５ｋｇ／ｃｍ² 、テープ振動３００往復
／分、ワーク回転数５０ｒｐｍ、加工時間２０秒間でテ
ープテクスチャーを行なった。各テクスチャー処理後の
Ｒａ、Ｒｐ及びＲｖ（中心線平均低さ）を測定した結果
を表１に示す。なお、Ｒａ、Ｒｐ及びＲｖは前記と同様
の方法により触針式粗さ計にて測定した。

【００２４】磁気ディスクの作製 テクスチャー処理後のガラス状カーボン基板上に、Ａｒ
ガス圧３ｍＴｏｒｒ、基板温度２００℃の条件下でＤＣ
マグネトロンスパッタ装置を用いて、下地Ｃｒ膜を４０
ｎｍ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ磁性膜を５０ｎｍ順に成膜
した。そしてＣｏ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜上に炭素保護膜を
１５ｎｍ成膜し、更に該炭素保護膜上にパーフルオロポ
リエーテル系潤滑剤〔Ｚ−０３（モンテカチーニ社
製）〕を１７Å塗布し、乾燥した。

【００２５】特性評価 上記で得た各種磁気ディスクについて、ＣＳＳ特性、グ
ライドハイト（ＧＨＴ）特性及びエラー特性について以
下の方法により評価した。その結果を表１に示す。 ＊ＣＳＳ特性；ヤマハ社製の薄膜ヘッドを用い、ヘッド
荷重３．５ｇ、ヘッド浮上量２．８μインチ、４５００
ｒｐｍで５秒間稼働、５秒間停止のサイクルを繰り返し
て行い、その際の静摩擦係数（μｓ）が０．６になるま
での回数を調べた。 ＊ＧＨＴ特性；ＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１５０Ｔを用
い、５０％スライダヘッドを用いて行った。１．０μイ
ンチの浮上高さの通過率により、以下ように評価した。 Ｓ：通過率が９０％以上 Ａ：通過率が５０％以上〜９０％未満 Ｂ：通過率が３０％以上〜５０％未満 Ｃ：通過率が３０％未満 ＊エラー特性；エラー特性はＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１
５０Ｔ装置を用い、７０％スライダヘッドを使用し、記
録密度５１ＫＦＣＺの条件で評価した。スライスレベル
は７０％とし、１６ビット未満のミッシングエラーの個
数をカウントし、以下のように評価した。 Ｓ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が０〜５個
である。 Ａ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が６〜１５
個である。 Ｂ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が１６〜４
５個である。 Ｃ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が４６個以
上である。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク用カーボ
ン基板のゾーンテクスチャー処理を均質に施すことがで
き、ＣＳＳ特性、ＧＨＴ特性、エラー特性に優れた磁気
ディスクを得ることができる。また、本発明のゾーンテ
クスチャー方法は、大気中で行うことができるため、生
産効率が向上する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｃｍ
   ³ のガラス状カーボン基板の一部をマスキングした後、
   該基板を酸化性雰囲気中で２００〜１０００℃の温度で
   加熱処理することにより、前記基板のマスキングされて
   いない表面を粗面化することを特徴とする磁気ディスク
   用基板のテクスチャー方法。
2. 【請求項２】 前記基板のＸ線回折による（００２）面
   の回折ピークの半値幅が３度以上である請求項１記載の
   磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
3. 【請求項３】 前記基板における３μｍ以上の表面欠陥
   が１個／ｃｍ² 以下である請求項１又は２記載の磁気デ
   ィスク用基板のテクスチャー方法。