JPS61227964A - セラミツク基板及びその製法 - 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〕 本発明は高度な精度が要求されるべき被着面を有するセ
ラミック基板であって、例えば高密度磁気記録用磁気デ
ィスクの支持体に用いることができるセラミック基板及
びその製法に関するものである。。

〔従来技術〕

磁気ディス′り装置はコンピュータの情報処理Ｖステム
の中で情報記憶の中心的な役割を果しているが、近時、
この磁気記録は高密度化及び大容量化の傾向にあるため
、スパッタリングなどの薄膜技術を利用して磁気記録媒
体の薄層化及び高面積度化をおこない、その要求に答え
ようとしている。

かかる磁気記録媒体が形成される基板には、アルミニウ
ム合金が使用され、その表面を酸化して得られたアルマ
イト層が２μ位の厚みで被覆されておシ、このアルマイ
ト層によって基板表面の硬度が大きくなっているが、こ
の硬質アルマイト層の厚みが小さく、且つアルミニウム
合金とアルマイトの熱膨張係数が異なっているため、基
板温度が上昇するに伴い、基板に歪みが発生し易かった
。

即チ、スパッタリングによって基板上に磁気記録媒体を
形成する際には、スパッタ粒子や電子が基板上に衝突す
るため、その衝突エネルギによって基板温度が上昇し、
更に、γ−Ｆ９２０　ｓから成る磁気記録媒体の場合で
は、通常、３００℃以上に加熱処理することが行われて
おシ、かように基板が被る温度上昇に伴って、アルミニ
ウム基板に歪みが発生し易くなシ、これＫよシ、このア
ルミニウム基板に磁気記録媒体を形成して高密度磁気記
録に用いた場合、正確な書き込みや読み取シが出来にく
いという問題があった。

更に、磁気ディスク装置は、同一の回転軸に複数の磁気
ディスクを配置して１０００〜３０００　ｒｐｍ位まで
の高速回転をさせて、読み取り及び書き込みのデータ処
理をおこなっておシ、この磁気ディスク用基板がアルミ
ニウム合金から形成されていると、基板自体が遠心力に
よって伸び易くなり、これによっても、高密度磁気記録
に適した正確な書き込み及び読み取シが出来ず、このよ
うな書き込み誤差や読み取シ誤差の解決が望まれていた
。

その上、アルミニウム合金製磁気ディスタ用基板には、
通常、表面がアルマイト処理がされていても、その基板
表面の片面全面に亘って２〜３μのボイドが１００個以
上もあるため、高密度記録用磁気ディスク装置にとって
は、とのボイド欠陥に起因して正確な書き込み及び読み
取シが出来ないという問題もあシ、ボイド欠陥の少ない
磁気ディスク用基板材料が望まれていた。

〔発明の目的〕

従って本発明の目的は基板表面にボイド欠陥の少ない材
料を用いて高度な精度が要求されるべき被着面を有する
セラミック基板を提供することにある。

本発明の他の目的はスパッタリングや熱処理に対して基
板に何ら歪みが発生せず、且つ基板に加わる遠心力に対
して基板自体の伸びが全く生じることもなく、更に、基
板表面にボイド欠陥の少ない材料を用いることによシ、
高密度磁気記録に相応しい書き込みや読み取シができる
磁気ディスク用セフミック基板を提供することにある。

本発明の更に他の目的はかかる優れたセラミック基板を
得んがための製法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によれば、２成分組成比で表わして６０乃至８０
重量％のアルミナと４０乃至２０重量％のチタンカーバ
イドとを含有して成るセラミック基板が提供される。

更に本発明によれば、２成分組成比で表わして６０乃至
８０重量％のアルミナ原料と４０乃至２０重量％のチタ
ンカーバイド原料を混合粉砕して平均粒径１μｍ以下に
設定し、次いで該混合物を加圧焼結して板状焼結体とし
、然る後該焼結体を表面研摩して成るセラミック基板の
製法が提供される。

〔問題を解決するための手段〕

以下、本発明を磁気ディスクの支持体に用いることがで
きるセラミック基板を例にとって詳細に説明する。

本発明はアルミナ−チタンカーバイド（Ａ１２ｏｓ−Ｔ
ｉｃ　）系焼結体がボイド欠陥の著しく少ない優れたデ
ィスク用基板になるという知見に基づくものである。

即ち、本発明にて要求するような高密度記・録用のディ
スク基板をアルミナ焼結体を用いて製造するととが困難
であって、ホットプレスで得られたディスク状アルミナ
焼結体では５μ謂位の大きなボイドが発生することが判
っている。従って、アルミナを一定゛量のチタンカーバ
イドと共に焼結す　　。

るとボイドの顕著に小さくなった磁気ディスク用基板と
することが可能であるという知見に基づくものである。

本発明に係るセラミック基板はアルミナを主成分とし、
２成分組成比で表わしてアルミナを６０乃至８０重量％
、特に好適には６５乃至７５重量％の量で含有し、チタ
ンカーバイドラ４０乃至２０重量、特に好適には３５乃
至２５重量％の量で含有する。この量的な範囲内であれ
ばボイドの大きさを顕著に小さくでき、更にそのボイド
の数を少なくできることが判った。

群のなかに実質上均一に分散しているととが確かめられ
、それぞれの平均結晶粒径は０．５乃至２　Ｂｙであれ
ばボイドを減少するのに寄与することが判−った。

更に本発明のセラミック基板はアルミナ及びチタンカー
バイドを必須成分として含有するが、このセラミックは
上記成分以外の成分の含有を排除するものではない。例
えば同成分の混合粉砕時にボール等の粉砕媒体を使用す
るときＫは、この粉砕媒体を構成する成分が混合粉砕物
中に必然的に含有されるようになる。この混入される成
分が焼結時にアルミナやチタンカーバイドと度応し或い
は悪影響を及ぼさない隈シ、このような成分の混入は勿
論許容される。本発明のセラミックス中に混入される成
分は、ジルコエア（ＺｒＯ＊）、　　タングステンカー
バイド（ｗｅ）、窒化珪素（ＳｉｓＮａ）等であシ、こ
れらはセラミックス全体当シ１０重量％迄混入されるこ
とが許容される。

更に本発明によれば用いるアルミナ原料及びチタンカー
バイド原料の粒径については平均して１μ欝以下に設定
することが重要であって、この平均粒径を上記範囲に設
定すればボイドが著しく小さくなると共にそのボイド数
を少なくできることが判明した。そして、上記の如く、
所定の粒径にする丸め原料粉末を上述した通夛粉砕媒体
で粉砕すればよく、例えばアルミナボーμを用いればと
のボー〃の摩耗によシアμミナ粉末を混入させることが
できる。

本発明に係るセラミック基板の製法はアルミナとチタン
カーバイドを所定の成分比に成るべく混合した原料を用
いて、上述した通シに混合粉砕し、平均粒径を１μ層以
下に設定する。そして、この混合粉砕時に焼結助剤を加
えても何ら差えなく、例えば主成分たるアルミナの焼結
助剤であるＭｇＯ、ＹｓＯｍなどをセラミック全体当夛
１０重量％迄混入してもよい。

かかる原料粉末を用いてホットプレス又は熱間静水圧プ
レス（ＨＩＰ）などの加圧焼結を行う。焼成温度はホッ
トプレスであれば約１６ｏＯ乃至１８００℃がよく、田
であれば約１５００乃至１８００℃がよく、これによ）
空孔率０．１体積％以下で平均ボイド径１．５μ層以下
のアルミナ−チタンカーバイド系焼結体が得られる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を述べる。

アルミナ粉末及びチタンカーバイド粉末を第１表に示す
通シの割合で混合し、焼結助剤としてＭｇｏ粉末及びＴ
ｚＯｓ粉末をそれぞれセラミック全体当シ１重量％及び
０．２重量％混入されるように添加し、振動ミル及び回
転ミルを用いて湿式粉砕した。尚、本実施例においては
アルミナボーμを粉砕用媒体とし、第１表中のアルミナ
粉末の配合割合に加えである。

次いで、乾燥及び造粒し、成型用原料粉末とした。この
粉末は平均粒径０．５μｍであった。この粉末を第１表
に示す通シのホットプレス条件にて焼成し、外径２２０
　ｍＷ、内径９５　＃１ｍｌの大きなの中空状円板で、
厚み３　Ｎｍのセラミック基板を得た。

然る後、それぞれのセラミック基板をダイヤモンドホイ
μを用いて研削し、更にダイヤモンドパウダーを用いて
表面をフッピングすると表面粗度２００１以下、平面度
０．２μｌｊｆ　／　９１１１１１ｇの精度特性が得ら
れ、高密度磁気記録用の磁気ディスク用基板と成シ得た
。尚、いずれのセラミック基板もアルミナ及びチタンカ
ーバイドの平均結晶粒径は約１μ謂であった。

又、それぞれの基板についてボイドの平均サイズを測定
したところ、第１表の試料轟１乃至６が示す通シになっ
た。

但し、試料轟７はホットプレスする原料粉末の平均粒径
を１．５μ調のものを用いて他は同じ条件にて製作した
磁気ディスク用基板である。

拳印の試料は本発明の範囲外のものである。

第１表よシ明らかな通シ本発明の試料＆３乃至５によれ
ば、平均ボイド径が１．５μ屑以下であることが判る。

そして、平均ボイド径が小さくなるのに伴って単位面積
当シのボイド数が少なくなっていくことが判った。

本実施例を更に詳述すると、試料＆１乃至６の磁気ディ
スク用基板上べ、それぞれＣｏを含んだＦｅをターゲッ
トとした反応スパッタリングによってα−Ｆｅａｒｓ膜
　（厚さ０．２μ）を被着し、次いで、水素雰囲気中に
て３２０℃で還元するのに伴って、Ｆｅ１ｇ４膜に変換
し、空気中にて３２０℃で酸化してγ−Ｆｅ意Ｏｓ膜に
変換し、高密度磁気ディスクを作成した。かようにして
得られた磁気ディスクについて、浮上量が０．２μでヘ
ッドを浮上させたところ、ヘッドが磁気ディスクに衝突
せず、そして、それぞれＫついて、信号エラーを確かめ
たととる、試料番号３乃至５は、試料番号１．２及び６
．７に比べ、一段とエフ−が減少したことが確かめられ
、高密度記録の実用上、何ら支障がないことが判った。

〔発明の効果〕

本発明において磁気ディスク用基板の支持体にセフミッ
ク基板を用いているため、アルミニウム合金などの金属
に比べて著しく弾性率が小さくなっておシ、これによっ
て、本発明の磁気ディスク用基板を３０００　ｒｐｍの
高速回転しても基板自体が被る遠心力によって基板に全
く伸びが生じることがなくなった。

更に、このセラミック基板は基板全体に亘って均質な組
成に製作でき、且つ金属に比べて熱膨張係数が格段に小
さいため、スパッタリングによって基板上に磁気記録媒
体を形成する場合など基板温度が上昇しても全く歪みが
生じることがない。

更Ｋｔた、本発明のセラミック基板はボイドの欠陥を著
しく改良せしめて基板表面の精度を向上させることがで
きた。従って、高密度磁気記録などの高度な精度が要求
されるべき被着面を有するセフミック基板が提供できた
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２成分組成比で表わして６０乃至８０重量％のア
   ルミナと４０乃至２０重量％のチタンカーバイドとを含
   有して成ることを特徴とするセラミック基板。
2. （２）２成分組成比で表わして６０乃至８０重量％のア
   ルミナ原料と４０乃至２０重量％のチタンカーバイド原
   料を混合粉砕して平均粒径１μｍ以下に設定し、次いで
   該混合物を加圧焼結して板状焼結体とし、然る後該焼結
   体を表面研摩して成ることを特徴とするセラミック基板
   の製法。