JPH11134626A

JPH11134626A - 磁気ディスク装置の製造方法

Info

Publication number: JPH11134626A
Application number: JP29669997A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yoshimura; 保廣吉村; Takanori Aono; 宇紀青野; Yukiko Ikeda; 由紀子池田; Kiju Endo; 喜重遠藤; Hiromitsu Tokisue; 裕充時末; Sunao Yonekawa; 直米川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ディスクに付着した潤滑剤やグリースが、
スライダに付着しにくく、スライダと磁気ディスクとの
粘着を防止し、かつスライダの浮上高さを低減し、記録
密度を増大した磁気ディスク装置の製造方法を提案す
る。【解決手段】スライダが少なくともフッ素を含む化合物
を被覆された後に紫外線を含む光を照射される工程を経
て製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ヘッドが搭載さ
れたスライダを有する磁気ディスク装置に関し、特にス
ライダの表面を低表面エネルギー化して、撥油性を向上
し、粘着を低減したスライダを備えた磁気ディスク装
置，外部記憶装置，ディスクアレイ，サーバ、及びコン
ピュータなどに好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスクとスライダの粘着を
低減するために、スライダの磁気ディスクとの対向面を
低表面エネルギー化することが試みられている。

【０００３】例えば、スライダのレール面の表面にフッ
素化された層を有するカーボン膜を設け、レール面の表
面エネルギーを低下させ撥水，撥油性を有するように
し、異物の付着，ヘッドクラッシュの発生を防止するこ
とが特開昭63−251981号公報に記載されている。

【０００４】また、スライダの表面粗さをＲmax＝０.０
５〜０.１マイクロメータ程度にすれば磁気ディスクの
表面粗さＲmax＝０.２マイクロメータの場合、スライダ
と磁気ディスクの吸・粘着を防止するうえで有効なこと
が特開昭54−23517 号公報に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術である特
開昭63−251981号公報に記載のようにレール面を低表面
エネルギー化することは、ヘッドクラッシュの発生を防
止するためには良いが、レール面以外の部分に潤滑剤や
グリースが付着し、粘着の低減にはならない。

【０００６】また、特開昭63−251981号公報に記載のよ
うにスライダに凹凸を形成すると、凹凸の高さの差が浮
上量低下となり、スペーシングロスになる。凹凸で粘着
防止するためには、１０〜２０マイクロメータの表面粗
さが必要であり、スペーシングロスは無視できなくな
る。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題を解決し、磁
気ディスクに設けられた潤滑剤やスピンドル軸受け、ピ
ボット軸受けから飛散するグリースが、スライダに付着
しにくく、スライダと磁気ディスクとの粘着を防止し、
かつスライダの浮上高さを低減し、記録密度を増大した
磁気ディスク装置およびそれを用いた外部記憶装置を有
する磁気ディスク装置の製造方法を提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に潤滑剤
層が形成された磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対
してデータの記録再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘ
ッドを搭載し前記磁気ディスクと対向するスライダとを
有する磁気ディスク装置の製造方法において、前記スラ
イダはフッ素を含む化合物を被覆された後に紫外線を含
む光を照射される工程を経て製造される。

【０００９】フッ素を含む化合物を被覆されたスライダ
に紫外線を含む光を照射することにより、フッ素を含む
化合物が重合するとともに、フッ素を含む化合物とスラ
イダ表面の物質との化学結合が進むために、フッ素を含
む化合物がより強固に、かつ緻密に密着し、撥油性が増
大する。その結果、潤滑剤やグリースがスライダに付着
することを防止できる。

【００１０】フッ素を含む化合物の被覆は、浸漬法また
は蒸着法のいずれでもよいが、蒸着法の場合は、溶媒を
使用しないため、フッ素を含む化合物がより高密度に被
覆される。

【００１１】また、本発明は、表面に潤滑剤が形成され
た磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対してデータの
記録再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを搭載し
前記磁気ディスクと対向するスライダとを有する磁気デ
ィスク装置の製造方法において、スライダの少なくとも
磁気ディスクに対向する面にアルゴンプラズマを照射し
た後フッ素を含む化合物を被覆し、加熱乾燥または紫外
線照射した工程を経て製造される。

【００１２】アルゴンプラズマの照射により、スライダ
の表面物質が活性化されるために、フッ素を含む化合物
との結合がより緻密になるとともに、スライダ表面に凹
凸が形成されるために、磁気ディスクの潤滑剤やグリー
スが、スライダに形成された凹凸の凸部にのみ接触する
ようになり、潤滑剤やグリースとスライダとの接触面積
が低減し撥油性が増大する。その結果、潤滑剤やグリー
スがスライダに付着することを防止できる。

【００１３】さらに、本発明は、磁気ヘッドと、前記磁
気ヘッドを搭載するスライダとを有する外部記憶装置の
製造方法において、スライダにアルゴンプラズマを照射
した後フッ素を含む化合物を被覆し、加熱乾燥または紫
外線照射した工程を経て製造される。

【００１４】

【発明の実施の形態】コンピュータの記憶装置や情報記
録用等に使用される磁気ディスク装置は、情報の記録・
再生を行う磁気ヘッドを搭載するスライダを磁気ディス
クに対向している。スライダは、磁気ディスクの回転と
ともに磁気ディスクに対して数十から数百ナノメーター
の微細な隙間（浮上量）を保持して浮上する。

【００１５】磁気ディスク装置の記憶容量を増大させる
には、磁気ディスクに形成されている磁気トラックの密
度を増すと共に、スライダの浮上量を低減させ、スぺー
シングロスを低減する必要がある。

【００１６】スライダの浮上量を低減させるためには、
スライダが磁気ディスクと接触して、磁気ヘッドや磁気
ディスクが破損したり、情報の記録・再生が適正に行わ
れないという現象を防ぐ必要がある。このため、スライ
ダには保護膜が形成され、磁気ディスクには潤滑剤が設
けられている。しかし、磁気ディスク装置を停止した場
合、スライダは磁気ディスクに接触することになり、稼
働中にスライダの磁気ディスク対向面および後端面に付
着した潤滑剤やグリースが、スライダと磁気ディスクと
の間にしみこんで、スライダが磁気ディスクに粘着する
恐れがある。

【００１７】スライダと磁気ディスクとの粘着が発生す
ると、再度磁気ディスク装置を稼働する場合、磁気ディ
スクの回転開始時の回転トルクを増大させることにな
る。

【００１８】磁気ディスク装置に装備されている磁気ヘ
ッドは、スライダに搭載されており、磁気ディスクにデ
ータを書き込んだり、磁気ディスクからデータを読み出
したりする。スライダは磁気ディスクの回転により浮上
し、磁気ディスクに対して微少な一定の間隔を保ちなが
ら、目的のデータ記録領域まで磁気記録トラック間を移
動する。

【００１９】昨今の磁気記録装置の記録容量に対するニ
ーズは年々高まっている。したがって、磁気ディスクの
記録密度も高くなり、磁気トラック間隔が狭くなる傾向
にある。この時、磁束密度の関係から、磁気ヘッドと磁
気ディスクの磁気記録面との距離（浮上量）も低下させ
る必要がある。

【００２０】現在のところ、５０ナノメータ程度の浮上
量であるが、今後はさらに高記録密度が要求されるた
め、浮上量もさらに低減させる必要がある。浮上量が低
くなるとスライダが磁気ディスクに接触する頻度も多く
なる。実際には、接触による磁気ヘッドあるいは磁気デ
ィスクへのダメージを低減させるために、磁気ディスク
の表面に潤滑剤が設けられている。そのため、スライダ
の浮上量が低減すればするほど、磁気ディスク上の潤滑
剤がスライダに付着しやすくなる。また、磁気ディスク
を回転駆動するスピンドル軸受けや、ヘッドを移動する
ピボット軸受けの潤滑に使用されているグリースは、磁
気ディスク装置稼働中に、雰囲気中に拡散し、スライダ
に付着することを確認している。

【００２１】一方、磁気ディスク装置が稼働していない
ときは、スライダは磁気ディスクの特定の円周上で磁気
ディスクに接触している。このとき、スライダに潤滑剤
やグリースが付着していると、スライダと磁気ディスク
との間で粘着現象が発生する。長時間磁気ディスク装置
を停止した状態にすると、粘着の状態がさらに増大し、
再び磁気ディスク装置を稼働しようとしても、スライダ
が粘着しているため、磁気ディスクの駆動がスムーズに
行えなくなり、問題となる。このため粘着状態は、可能
な限り防止するかあるいは低減しなければならない。

【００２２】本発明における磁気ディスク装置の実施の
形態について図１ないし図５を参照して詳細に説明す
る。図１は一実施の形態による磁気ディスク装置のカバ
ーを外した状態を示す斜視図、図２は、実施の形態によ
るヘッド，スライダ及びサスペンション組み立て体を拡
大して示す斜視図、図３は実施の形態による実施例１〜
６及び比較例１のスライダに潤滑剤またはグリースを滴
下したときの接触角を評価した図である。図４は以下で
説明する比較例の方法で作製したスライダの表面の光電
子分光分析結果、図５は実施例１の方法で作製したスラ
イダの表面の光電子分光分析結果を示す図である。

【００２３】まず、磁気ディスク装置の構成について図
１のヘッド，スライダ及びサスペンション組み立て体の
構成について図２で説明する。磁気ディスク１はスピン
ドル２に積層されて固定されている。各磁気ディスク１
の磁気記録面に対向して磁気ヘッドを搭載するスライダ
３が配置されている。スライダ３には磁気ヘッド８が搭
載されており、スライダ３はサスペンション４を介して
キャリッジ５に支持されている。スピンドル２とキャリ
ッジ５は、ベース６に設置されている。

【００２４】スライダ３の磁気ディスク対抗面の表面エ
ネルギーを低下させると、撥油性が高まり、スライダ３
の表面に潤滑剤やグリースが濡れにくくなって、付着せ
ず、粘着を低減させることが可能となる。以下にスライ
ダ３の表面エネルギーを低下させるための製造方法を説
明する。

【００２５】（実施例１）図２に示した磁気ディスク装
置のヘッド，スライダ及びサスペンション組み立て体を
３％フルオロアルキルシランのパーフルオロカーボン溶
液に５分間浸漬した後、１２Ｗの紫外線ランプに２分間
暴露し、その後パーフルオロカーボンで洗浄した。

【００２６】（実施例２）ヘッド，スライダ及びサスペ
ンション組み立て体を１５０℃で加熱したフルオロアル
キルシランの蒸気に１０分間接触した後、１２Ｗの紫外
線ランプに２分間暴露し、その後パーフルオロカーボン
で洗浄した。

【００２７】（実施例３）ヘッド，スライダ及びサスペ
ンション組み立て体を真空チャンバに入れ、真空チャン
バを減圧しつつ微量のアルゴンガスを導入し、真空チャ
ンバ内に備えたプラズマ発生器によりアルゴンプラズマ
を発生させ、アルゴン原子及びイオンを、ヘッド，スラ
イダ及びサスペンション組み立て体の磁気ディスク対抗
面に照射した。その後、３％フルオロアルキルシランの
パーフルオロカーボン溶液に５分間浸漬した後、１２Ｗ
の紫外線ランプに２分間暴露し、その後パーフルオロカ
ーボンで洗浄した。

【００２８】（実施例４）ヘッド，スライダ及びサスペ
ンション組み立て体に実施例３と同じ方法でアルゴンプ
ラズマを照射した後、１５０℃で加熱したフルオロアル
キルシランの蒸気に１０分間接触させ後、１２Ｗの紫外
線ランプに２分間暴露し、その後パーフルオロカーボン
で洗浄した。

【００２９】（実施例５）ヘッド，スライダ及びサスペ
ンション組み立て体に実施例３と同じ方法でアルゴンプ
ラズマを照射し、３％フルオロアルキルシランのパーフ
ルオロカーボン溶液に５分間浸漬した後、１５０℃で１
０分間加熱し、その後パーフルオロカーボンで洗浄し
た。

【００３０】（実施例６）ヘッド，スライダ及びサスペ
ンション組み立て体に実施例３と同じ方法でアルゴンプ
ラズマ照射し、１５０℃で加熱したフルオロアルキルシ
ランの蒸気に１０分間接触させ、その後パーフルオロカ
ーボンで洗浄した。

【００３１】（比較例）ヘッド，スライダ及びサスペン
ション組み立て体を３％フルオロアルキルシランのパー
フルオロカーボン溶液に５分間浸漬した後、１５０℃で
１０分間加熱した。

【００３２】上記の実施例及び比較例で処理したヘッ
ド，スライダ及びサスペンション組み立て体のスライダ
の磁気ディスク対向面の撥油性の評価は、静滴法により
行った。詳細は、以下に述べる。

【００３３】まず、スライダの磁気ディスク対抗面に鉱
油または潤滑剤を滴下する。スライダの側面方向から鉱
油または潤滑剤の写真を撮る。鉱油または潤滑剤とスラ
イダとの接触長さｒと鉱油または潤滑剤の滴下面に垂直
な方向の鉱油または潤滑剤の最大高さｈを測定し、鉱油
または潤滑剤の接触角θを次式から算出する。

【００３４】

【数１】 tan(θ／２)＝２ｈ／ｒ …（数１）一方、スライダの粘着は、鉱油によるものと潤滑剤によ
るものの２種類ある。これまでに、鉱油接触角が、４０
°より小さい場合には、鉱油による粘着が発生し易く、
潤滑剤接触角が３０°より小さい場合には、潤滑剤によ
る粘着が発生し易くなることは確認している。

【００３５】そこで、上記の実施例及び比較例の方法で
作製したスライダの鉱油接触が40°以上の場合を○、そ
れ未満の場合を×、および潤滑剤接触角が３０°以上の
場合を○、３０°未満の場合を×として図３に示す。図
３より実施例１〜実施例６で作製したスライダは、鉱油
と潤滑剤の双方に起因する粘着が起こりにくいことは明
らかである。

【００３６】また、スライダ表面上に形成されているフ
ッ素を含む化合物の存在割合を確認するため、スライダ
の磁気ディスク対向面を光電子分光分析した。光電子分
光分析結果は、Ｆ１ｓ，Ｓｉ２ｐ，Ｏ１ｓ及びＣ１ｓの
電子軌道ピークを検出し、スライダ表面をイオンエッチ
ングしながら、電子軌道ピーク強度の表面からの深さ依
存性として求めた。その結果を図４，図５で説明する。

【００３７】図４及び図５はそれぞれ比較例及び実施例
１で作製したスライダの光電子分光分析結果である。ス
ライダ表面の表面エネルギーの低下に寄与する元素であ
るフッ素の存在を表わすＦ１ｓ電子軌道のピーク強度
は、比較例のスライダの場合エッチング時間１２秒まで
徐々に低下し、実施例１のスライダの場合は６秒まで低
下して、その後いずれも略一定の値となる。このこと
は、フッ素を含む化合物層の最表面にフッ素原子が多く
存在することを示しており、表面エネルギーの低下に関
して好ましい。比較例と実施例１のＦ１ｓ電子軌道ピー
クを比較するとフッ素を含む化合物層の最表面において
実施例１のスライダの方が比較例のスライダよりもフッ
素原子の存在割合が高く、約２.６倍となっていること
が判る。

【００３８】これにより、実施例１の方法でスライダを
作製すると、その表面エネルギーが小さくなり、潤滑剤
や鉱油に対する接触角が大きくなって、粘着が低減する
ことは明らかである。実施例２〜６の方法で作製したス
ライダにおいて光電子分光分析した結果も実施例１の方
法で作製した場合と同様で、Ｆ１ｓ電子軌道ピークのピ
ーク強度が比較例の１.５〜３倍であった。

【００３９】以上のことから、スライダ表面の光電子分
光分析を始めとする元素分析により、フッ素の存在割合
を求めれば、スライダの表面状態すなわち、潤滑剤や鉱
油の付着の有無または程度を判定することが可能であ
る。

【００４０】本発明の磁気ディスク装置を１０００時間
稼働テストを実施した後においてもスライダに潤滑剤や
グリースの付着がなく、粘着も起こさないことを確認し
た。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスクに設けら
れた潤滑剤やピボット軸受け，スピンドル軸受けに塗布
されているグリースが、スライダに付着しにくく、スラ
イダと磁気ディスクとの粘着を防止し、かつスライダの
浮上高さを低減し、記録密度を増大した磁気ディスク装
置およびそれを用いた外部記憶装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による磁気ディスク装置のカ
バーを外した状態を示す斜視図。

【図２】図１のスライダを拡大して示す斜視図。

【図３】スライダおよび比較例の鉱油，潤滑剤滴下試験
結果を示す図。

【図４】比較例で作製したスライダの光電子分光分析結
果を示す特性図。

【図５】実施例１で作製したスライダの光電子分光分析
結果を示す特性図。

【符号の説明】１…磁気ディスク、３…スライダ、４…サスペンショ
ン、８…磁気ヘッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤喜重茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者時末裕充神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者米川直神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に潤滑剤が形成された磁気ディスク
と、前記磁気ディスクに対してデータの記録再生を行う
磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを搭載し前記磁気ディス
クと対向するスライダとを有する磁気ディスク装置の製
造方法において、前記スライダが少なくともフッ素を含
む化合物を被覆した後に紫外線を含む光を照射される工
程を経て製造されることを特徴とする磁気ディスク装置
の製造方法。