JPS61220119A - 磁気デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置の如き磁気的記憶装置の記
憶媒体として用いられる磁気ディスクに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

例えばコンピユー　タ等の記憶媒体としては、ランダム
アクセスが可能な円板状の磁気ディスクが広く用いられ
ており、なかでも、応答性に優れること、記憶容量が大
きいこと、保存性が良好で信顧性が高いこと等から、基
板にＡ１合金板やガラス板、プラスチック板等の硬質材
料を用いた磁気ディスク、いわゆるハードディスクが固
定ディスク、あるいは外部ディスクとして使用されるよ
うになっている。

上記ハードディスクは、例えばＡＮ合金基板上に記録再
生に関与する磁性層を形成したものであって、高速で回
転して同心円状の多数のトラックに情報の記録再生を行
うものである。

ところで、上述のハードディスクに対して記録再生を行
う場合には、操作開始時に磁気ヘッドと磁性層面とを接
触状態で装着した後、上記ハードディスクに所定の回転
を与えることによりヘッドと磁性層面との間に微小な空
気層を形成し、この状態で記録再生を行うＣＳＳ方式（
コンタクト・スタート・ス）７ブ方式）によるのが一般
的である。

このようなＣ８Ｓ方式では、磁気ヘッドは、操作開始時
や操作終了時には磁性層面と接触摩擦状態にあり、ヘッ
ドと磁気ディスクの間に生じる摩擦力は、これら磁気ヘ
ッドや磁気ディスクを摩耗させる原因となる。あるいは
、磁気ヘッドに塵埃や磁性層の剥離粉の付着があると、
ヘッドクラッシュ（磁気ヘッドの落下）が発生し易くな
り、またヘッドの跳躍等により記録再生中に突発的に磁
気ヘッドが磁気ディスクに接触する等、磁気ディスクに
大きな衝撃が加わることがあり、これら磁気ディスクや
磁気ヘッドを破損する原因ともなっている。

特に、磁性層がＣｏ−Ｎｉ等の合金を真空蒸着やスパッ
タリング等の真空薄膜形成技術により薄膜化する方法や
、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等の合金を無電解メッキ等の湿式法に
より薄膜化する方法等によって形成される連続薄膜であ
る場合には、この傾向が顕著である。

このような磁気ディスクと磁気ヘッドの接触摺動から発
生する耐久性の劣化はノイズの発生を招くので好ましい
ものではなく、まな、磁気ディスクに対する衝撃は、磁
気ヘッドやディスク面の傷つき等をもたらし、良好な記
録再生の妨げとなる。

そこで従来、上述の磁気ディスクの金属磁性薄膜の表面
にカーボン保護膜を形成し、この磁気ディスクの耐久性
を向上することが検討されているが、基板や金属磁性薄
膜の表面平滑化に伴い、上記カーボン保護膜表面の平滑
化が問題となっている。すなわち、このカーボン保護膜
の表面があまり平滑になりすぎると、却って走行性が悪
くなり、凝着等が発生して、磁気ディスクの回転駆動モ
ータの負荷を高めると同時に、ヘッドが磁気ディスク表
面上を摺動する際に大きな摩擦力を与え、ヘッドおよび
磁気ディスクを破壊させる虞れがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、金属磁性薄膜上に設けたカーボン保護膜の
平滑度が向上しすぎると、却って摩擦係数が増大して走
行性に悪影響を与え、耐久性を確保することが難しくな
る。

かかる状況から、本発明は、カーボン保護膜形成後の動
摩擦係数の低減を図り、走行性や耐久性に優れる磁気デ
ィスクを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述のような目的を達成せんものと鋭意
研究の結果、カーボン保護膜の表面粗度を所定の範囲内
に設定することにより、記録再生特性に悪影響を及ぼす
ことなく走行性を向上し、耐久性を確保することが可能
であることを見出し本発明を完成するに至ったものであ
って、基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄
膜上に表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で４０Å〜６
０人のカーボン保護膜を形成したことを特徴とするもの
である。

本発明が適用される磁気ディスクは、ディスク基板上に
磁性層として強磁性金属の連続膜を設けたものであるが
、ここでディスク基板の素材としては、アルミニウム合
金、チタン合金等の軽合金、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂
等の熱可塑性樹脂、アルミナガラス等のセラミックス、
単結晶シリコン等が使用可能である。

ここで、上記ディスク基板として比較的軟らかい材質の
ものを使用する場合には、表面を硬くする非磁性金属下
地層を形成しておくことが好ましい。上記非磁性金属下
地層の材質としては、Ｎ１−Ｐ合金、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ
、　ステンレス等が好ましい、これらをメッキ、スパッ
タリング、蒸着等の手法により基板表面に４〜２０μｍ
程度の膜厚で被着する。例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金基板の
表面にＮ１−Ｐメッキを施すと、その硬度は４００程度
になり、この基板上に形成した磁性層の磁気特性が優れ
たものとなる。

また、上記磁性層は、メッキやスパッタリング。

真空蒸着等の手法により連続膜として形成される。

例えばＣｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等をメッキすることに
より金属磁性薄膜が磁性層として形成される。

あるいは、真空蒸着法やイオンブレーティング法、スパ
ッタリング法等の真空薄膜形成技術によってもよい。

上記真空蒸着法は、１０　”’〜１０−８Ｔｏｒｒの真
空下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビ
ーム加熱等により蒸発させ、ディスク基板上に蒸発金属
（強磁性金属材料）を沈着するというものであり、斜方
蒸着法及び垂直蒸着法に大別される。上記斜方蒸着法は
、高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属材
料を斜めに蒸着するものであって、より高い抗磁力を得
るために酸素雰囲気中で上記蒸着を行うものも含まれる
。上記垂直蒸着法は、蒸着効率や生産性を向上し、かつ
高い抗磁力を得るために基板上にあらかじめＢｉ、Ｓｂ
、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｇｅ。

Ｓｉ、Ｔｊｉ！等の下地金属層上に上記強磁性金属材料
を垂直に蒸着するというものである。

上記イオンブレーティング法も真空蒸着法の一種であり
、１０−’〜１０−Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中でＤ
Ｃグロー放電、ＲＦ　　グロー放電を起こして、放電中
ディスク上記強磁性金属材料を蒸発させるというもので
ある。

上記スパッタリング法は、１０４〜１０−’Ｔｏｒｒの
アルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起
こし、生じたアルゴンガスイオンでターゲット表面の原
子をたたき出すというものであり、グロー放電の方法に
より直流２極、３極スパツタ法や、高周波スパッタ法、
またはマグネトロン放電を利用したマグネトロンスバン
タ法等がある。

このスパッタリング法による場合には、ＣｒやＷ。

Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、上記いずれの方法においても、基板上にあらかじ
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｌ１等の下地金属層を被着形成し
ておき、基板面に対して垂直方向から成膜することによ
り、磁気異方性の配向かなく面内等方法に優れた磁気デ
ィスクとすることができる。

このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄膜を形成
する際に、使用される強磁性金属材料としては、Ｆｅ　
＋　　Ｃｏ　＊　Ｎ　ｉ等の金属の他に、Ｃ。

−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、
Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合
金、Ｆｅ−Ｇｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、
Ｃｏ−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、ｋｌ等の金属が
含有されたもの等が挙げられる。特に、Ｃｏ−Ｃｒ合金
を使用した場合には、垂直磁化膜が形成される。

このような手法により形成される磁性層の膜厚は、０．
０４〜１μｍ程度である。

上記金属磁性薄膜上にはカーボン保護膜が形成されてい
る。

上記カーボン保護膜は、潤滑性や耐蝕性等に優れたもの
であり、通常、真空蒸着法やスパッタリング法等の手法
により形成される。

例えば、真空蒸着法による場合には、圧力５×１０−’
Ｔｏｒｒ以下の真空度、基板温度５０〜２５０℃の条件
であればよく、加熱方法としては電子ビーム加熱法、抵
抗加熱法、誘導加熱法やアーク放電法等の手法が用いら
れる。ここで、基板温度が高すぎると、例えば基板面上
に下地膜として形成されるＮ１−Ｐメッキ層が結晶化す
る等の不具合が生ずる虞れがある。

また、スパッタリング法による場合には、Ａｒ等の不活
性ガスを導入し、圧力ｌＸｌ０−”〜ｌ×１０−’Ｔｏ
ｒｒの真空度、基板温度５０〜２５０℃の条件で、ター
ゲットとしてカーボン板（厚さ１〜４Ｈ程度）を用い、
ＲＦ電力１〜１０ＫｗあるいはＤＣ電力５００ｗ−１０
Ｋｗを印加すればよい。

なお、このカーボン保護膜の膜厚は、１００〜８００人
の範囲内であることが好ましい。

そして、本−発明において重要なことは、上述のカーボ
ン保護膜の表面粗度が中心線平均粗さで４０Å〜６０人
に設定されることである。

このカーボン保護膜の表面粗度をコントロールする手法
としては、例えばボンバード処理が挙げられる。

上記ボンバード処理は、カーボン保護膜表面に気体イオ
ンを照射してドライエツチングを施すというように、上
記カーボン保護膜面に対して物理化学的な表面処理を加
えるものであって、これにより上記カーボン保護膜面の
粗度をコントロールすることができる。

ここで、上記ボンバード処理を行う手段としては、スパ
ッタ装置を用いる逆スパツタ法や、イオンミーリング装
置を用いる方法、プラズマ反応装置を用いる方法等が挙
げられる。

上記ボンバード処理は、圧力５ＸＩＱ−”〜２×１０−
”ＴｏｒｒＳＤＣ５００Ｖ〜１５００　Ｖ、　ＡＣ６０
０Ｖ　〜２０００Ｖ、ＲＦ５００Ｗ　〜３Ｋｗの放電条
件で、１５秒ないし１．５分間行われる。また、このと
きの雰囲気ガスの種類としては、アルゴンＡｒ、窒素Ｎ
２．酸素Ｏ３等が使用可能である。このような条件でボ
ンバード処理を施すことにより、上記カーボン保護膜の
表面粗度は、中心線平均粗さ（Ｒａ）で４０Å〜６０人
にコントロールされる。

上記カーボン保護膜の表面粗度が、４０人未満であると
、充分な走行性の改善は難しく、耐久性を確保すること
が難しい。逆に、上記表面粗度が６０人を越えると、記
録再生特性が低下する虞れがある。

〔作用〕

このように、カーボン保護膜の表面に対してボンバード
処理を施しその表面粗度を中心線平均粗さ（Ｒａ）で４
０Å〜６０人にコントロールすることにより、このカー
ボン保護膜の動摩擦係数が低減して走行性が向上し、カ
ーボン保護膜の耐久性が向上する。

〔実施例〕

実施例。

先ず、非磁性金属下地層として厚さ１５μｍのＮ１−Ｐ
メンキ層を形成したＡｌ基板（厚さ約１゜５論、外径９
５鶴、内径２５１９表面平均粗さ２０人）を用意し、こ
のメッキ層上に圧力ｌ×ＩＯ−’Ｔｏｒｒ＋基板温度１
５０℃の条件でＢｉを真空蒸着して膜厚６０人の低融点
金属下地膜を形成した。

次いでこの下地膜上に、同様に圧力ｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒ、基板温度１５０℃の条件で、Ｃｏ−Ｎｉ合金（Ｃｏ
　：Ｎｉ−６５：　３５）を電子ビーム蒸着し、膜厚６
００人の金属磁性薄膜を形成した。

さらに、上記金属磁性薄膜上に、次表に示すように膜厚
２５０〜４００人の範囲でカーボン保護膜を形成した。

そして、このカーボン保ｒＩｉ膜に対し、酸素ガスある
いはアルゴンガスを導入し０．０５７ｏｒｒの圧力下で
直流１０００Ｖを印加して２０〜６０秒間ボンバード処
理を施した。

上述の方法で得られた各サンプルディスクについて、ボ
ンバード処理を施さないものを比較例として、表面粗度
、Ｗｌ擦係数および一般に知られているコンタクト・ス
タート・ストップ（ＣＳＳ）試験によりＣ８Ｓ特性を調
べた。さらに、このＣＳＳ特性測定後のカーボン保護膜
表面の剥離状態についても調べた。結果を次表に示す。

（以下余白） この表より、カーボン保護膜の表面に対してイオンボン
バード処理を施してその表面粗度を所定範囲内に設定し
た各実施例にあっては、摩擦係数が低減するとともにＣ
８Ｓ特性が大幅に向上し、耐久性が向上したことがわか
る。

以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、本
発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気ディス
クにおいては、カーボン保護膜の表面粗度を例えばボン
バード処理を施すことにより中心線平均粗さで４０Å〜
６０人になるように設定しているので、摩擦係数を低減
して走行性の向上を図ることが可能であるとともに、耐
久性を大幅に向上することが可能である。また、このと
きに記録再生特性が低下することもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄膜上に
   表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒａ）で４０Å〜６０Åの
   カーボン保護膜を形成したことを特徴とする磁気ディス
   ク。