JPS62109231A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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】 〔概要〕 この発明は、連続磁性薄膜上に硬質炭素薄膜と表面が粗
い潤滑性炭素薄膜の二層構造の潤滑保護膜を形成する磁
気記録媒体製造法であり、表面潤滑性と耐久性の優れた
磁気記録媒体を供することができる。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、磁気記録媒体の製造方法に係り、特に表面
潤滑性と耐久性の優れた記録媒体構造を供する製造法に
関するものである。

磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体では、磁
気ヘッドとの接触抵抗を軽減するために記録媒体表面に
潤滑膜を設けるのが普通である。

特に、コンタクトスタート・ストップ方式の磁気ディス
ク装置に使用する磁気ディスクでは、この表面潤滑膜は
不可欠なものである。

ところで・磁気ディスク装置にあっては記録密度の向上
が常に要求されており、それに応えるためにはヘッドと
記録媒体との間隙を従来以上に狭く、例えば０．１μｍ
以下にする必要がある。この場合、前記潤滑膜はその間
隙を増大するので可能な限り薄くする必要があると同時
に、ヘッドと媒体との接触する確率が高くなるため潤滑
性、耐久性ともより優れたものにする必要がある。

〔従来の技術〕

従来、磁気ディスク表面の潤滑膜としては、液体潤滑剤
により形成した潤滑膜が主流である。

しかし最近では炭素の潤滑性を活かして、ディスク表面
に炭素薄膜を形成し潤滑作用を持たせることが提案され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記液体潤滑剤は、過小の場合には潤滑性が悪くなり、
過剰の場合にはヘッドがディスク表面に吸着しやすくな
り、その塗布量の調整が非常に難しい。特に汎用の液体
潤滑剤は磁性酸化鉄粉塗布型のディスクに適したもので
、今後発展が予想される連続磁性薄膜に対しては次の理
由により不向きであることが明らかとなっている。

すなわち、連続磁性薄膜を用いるディスクでは、前述し
たようにヘッドとディスクとの間隙を小さくし記録密度
を高くしようとしているため、ディスク表面は塗布型デ
ィスクに比べて平滑に仕上げなければならず、表面が平
滑になると少量の潤滑剤でも吸着を起こしやすい。この
ことから潤滑剤の適量範囲が前記塗布型よりも狭くなっ
て適量塗布がより困難となる、つまり製造が困難となる
わけである。

一方、炭素薄膜を表面潤滑膜とした媒体では、炭素膜の
膜質により潤滑性、耐久性が異なる。例えば、グラファ
イト状の膜では良好な潤滑性を示すが、摩耗しやすいた
め耐久性に劣る。一方、ｉカーボンやダイヤモンド状カ
ーボンは、硬くて摩耗しにく（十分な耐久性を示すが、
潤滑作用に乏しい。したがって、良好な潤滑性と耐久性
を併せもつ炭素膜を得るのはきわめて困難であるという
問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、後者の炭素潤滑膜について種々試作実験
し、その結果硬質の炭素薄膜１３に表面が粗い潤滑性の
炭素薄膜１４を重ねた二層構造の炭素薄膜が潤滑性およ
び耐久性ともに優れたものであることを見いだした。第
１図はそのような炭素潤滑薄膜を有した磁気記録媒体の
断面構造を示し、１１は非磁性基板、１２は連続磁性薄
膜、１３′は多孔質の硬質炭素薄膜、１４は表面が粗い
潤滑性薄膜である。

この発明では、二層構造の炭素潤滑薄膜を次のような製
造工程により連続磁性薄膜上に形成している。

すなわち、第２図を参照して、 ■炭素ターゲットをスパッタガス圧１１〜４Ｑ　ｎｔＴ
ｏｒｒのもとでスパッタリングして、連続磁性薄膜１２
上に硬質炭素薄膜１３を形成する。

■熱硬化樹脂またはシリコン系熱硬化樹脂と易蒸発性物
とを溶剤に溶解混合してから前記硬質炭素薄膜１３上に
塗布する。

■これを加熱して、塗布した熱硬化樹脂２１を硬化させ
るとともに易蒸発性物を蒸発させる。

■加熱により多孔質となった熱硬化樹脂膜２１をマスク
として前記硬質炭素薄膜１３をエツチングして該炭素薄
膜を多孔質化する。

■炭素ターゲットをスパッタガス圧３〜ｌＱ　ｍＴｏｒ
ｒのもとてスパッタリングし、前記多孔質な硬質炭素薄
膜１３′上に表面が粗い潤滑性炭素薄膜１４を形成する
。

〔作用〕

１１〜４０　ｍＴｏｒｒの高いスパッタガス圧で連続磁
性薄膜１２上に被着形成された炭素薄膜１３は、潤滑性
は良くないが耐久性に優れた硬質な膜となる。逆に３〜
１０　ｍＴｏｒｒの低いスパッタガス圧で硬質炭素薄膜
１３上に被着形成された炭素薄膜１３は、耐久性は良く
ないが摩擦係数が小さく潤滑性に優れた膜となり、しか
もその表面が粗くされることにより非常に平滑な面を持
つ磁気ヘッドとの接触に際し、接触面積を少なくし接触
抵抗を軽減するとともにヘッド吸着を防ぐ。

一方、溶剤に溶解混合されてから前記硬質炭素薄膜１３
上に塗布された物質の内の易蒸発性物は、加熱処理で蒸
発しその塗布構造体すなわち熱硬化樹脂膜２１に多数の
空所（孔）を形成する。この多孔質の熱硬化樹脂膜２１
をマスクにしてエツチング処理を施すと、前記硬質炭素
薄膜１３にはその孔に対応した多数の孔が形成される。

しかしてこの多孔質の硬質炭素薄膜１３′上に被着形成
された前記潤滑性炭素薄膜１４は、その面形状に対応し
た粗面構造となる。

したがって、この二層構造の潤滑保護膜は、磁気ヘッド
との接触に対し十分耐久するとともに良好な潤滑作用を
呈して連続磁性薄膜１２を保護することになる。

〔実施例〕

以下、この発明を磁気ディスクに適用した実施例につき
図面を参照して詳細に説明する。

第２図は本実施例を工程順に示した断面図である。同図
（ａ）を参照して、１１は表面をアルマイト処理したデ
ィスク基板、１２はこのディスク基板のアルマイト層上
に特公昭５５−１４５２３号の磁性薄膜製造法を適用し
て形成した膜厚０．１５μｍのＣｕ　、　　Ｃｏ。

Ｔｉを含むγ−Ｆｅ２Ｏ３より成る連続磁性薄膜である
。本実施例では、まずこの連続磁性薄膜１２上に膜厚０
．０３μｍの硬質カーボン薄膜を形成する。

すなわち、炭素をターゲットにし、Ａｒガス圧２０ｍＴ
ｏｒｒのもとてスパッタリングを行い、γ−Ｆｅ２０ａ
磁性膜１２上に０．０３μｍ厚のカーボン１膜１３を付
着形成する。

このスパッタガス圧で形成したカーボン薄膜１３は、第
３図のカーボン膜形成時のスパッタガス圧と生成膜の比
抵抗との関係図を参照して比抵抗が１０Ω−０１１１強
でバルクのグラファイトの０．００１Ω−ｃｍよりはる
かに高い値を示す。またＸ線分析においてグラファイト
相が検出されない。したがって、この薄膜は非晶質構造
である。

また第４図の同スパッタガス圧と生成膜の耐久時間（磁
気ヘッドを２５ｇ荷重、走行速度２　ｍ／ｓで摺動テス
トした結果のデータ）との関係図より、６０分以上耐久
し耐久性が良いことから硬質構造である。さらに第５図
に示すスパッタガスと生成膜の摩擦係数との関係図より
、摩擦係数μは０．４程度で潤滑性は良くないことが明
らかである。

このような硬質カーボン薄膜１３に対し、シリコン樹脂
溶液（東京応化ＯＣＤ　Ｐ−５ｉ−Ｆｉｌｍ）と流動パ
ラフィンとイソプロピルアルコールとを混合した混合溶
解液をスピンコード法で塗布する。これを乾燥後３００
℃で加熱し、パラフィンを飛散させ多孔質５ｉ０２膜２
１を第２図（ｂ）に示すように当該硬質カーボン薄膜１
３上に０．０５μｍ形成する。

次にこれを酸素プラズマ中でエツチング処理し、硬質カ
ーボン薄膜１３に多数の孔を形成する。第２図（Ｃ）は
この処理後の記録媒体を示す。

次にＣＦ４プラズマ中で前記多孔［ＳｉＯ□膜２１をエ
ツチングし、除去する。第２図Ｔｄｌはこの処理後の記
録媒体を示す。

最後に多孔質な硬質カーボン薄膜１３′上に、膜厚０．
０２μｍの潤滑性カーボン薄膜１４を表面が粗くなるよ
うに形成する。すなわち、炭素をターゲットにしてＡｒ
ガス圧５　ｍＴｏｒｒのもとでスパッタリングを行い、
当該硬質カーボン薄膜１３′上に０．０３μｍ厚のカー
ボン薄膜１４を付着形成する。この薄膜表面は、第２図
ｔｅｒに示す如く下層の硬質カーボン薄膜１３′の構造
に基づき微小な凹凸を有した粗面となる。またこのスパ
ッタガス圧で形成されたカーボン薄膜１４は、前記第３
図を参照して比抵抗が０．１Ω−ｃｍでバルクのグラフ
ァイトより高値を示し、かつＸ線分析からグラファイト
相が検出されないことから前記硬質カーボン薄膜１３と
同じ非晶質構造である。一方、耐久性は第４図を参照し
て２分程度しか耐久せず良くないが、摩擦係数μは第５
図を参照して表面が凹凸であることと相まって０．１５
と小さ〈従来の液体潤滑剤を用いた潤滑膜の０．１３〜
０．１７と同じような値を示した。従って、潤滑性は良
好である。

なお、前記二種類のカーボン薄膜を区別する他の目安と
して、比抵抗が１Ω−ｃｍ以上のものを硬質カーボン薄
膜１３．１Ω−ＣＩ１１以下のものを潤滑性カーボン薄
膜１４と判別できる。

以上のようにして形成した二層構造のカーボン潤滑膜を
有する磁気ディスクに対し、磁気ヘッドを荷重２５ｇ、
走行速度２　ｍ／ｓで摺動テストした結果、６０分以上
耐久した。

なお、γ−Ｆｅ２０８連続磁性薄膜に添加する元素とし
ては、前記Ｃｏ、Ｃｕ、Ｔｉの他にＮｂも適用でき、使
用形態としてＣＯを主体に残りの元素を少なくとも一つ
加える。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、耐
久性および表面潤滑性の優れた二層構造の炭素薄膜を連
続磁性薄膜上に簡単に形成することができる。したがっ
て、高密度記録が要求された磁気ディスクの製造に適用
してきわめて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した磁気記録媒体の断面図、 第２図はこの発明の一実施例を製造工程順に示した断面
図、 第３図はカーボン膜形成時のスパッタガス圧とその生成
カーボン薄膜の比抵抗との関係を示す図、第４図は同ス
パッタガス圧と生成カーボン薄膜の耐久時間との関係図
、 第５図は同スパッタガス圧と生成カーボン薄膜の摩擦係
数との関係を示す図である。 第２図において、 １１は非磁性基板、 １２は連続磁性薄膜、 １３は硬質カーボン薄膜、 １３’は多孔質な硬質カーボン薄膜、 １４は潤滑性カーボン薄膜、 ２１はＳｉＯ□膜をそれぞれ示す。 ２Ｆ祭Ｅ７Ｗｉ俟箔包ンｋｌ；よシｆ【々京ど鐸気幕４
手ｔヶｊ打ｂσ第１図 第２図 Ａｒ　か”ズｆｆ　（ｍＴｈｒｒ）　　　　　　　　　
　　　Ａｒ　ＦｌｆＥ　　（ｍＴｈｒｒ）第３図　　　
　　　第４図 ＡｙＦス／Ｅ　（ｍＴｏｒｒ） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性基板（１１）上に形成した連続磁性薄膜（１２）
   上に、硬質炭素薄膜（１３）と表面が粗い潤滑性炭素薄
   膜（１４）を順次形成する磁気記録媒体の製造方法であ
   って、 炭素をターゲットにしスパッタガス圧１１〜４０ｍＴｏ
   ｒｒのもとでスパッタリングを行ない、前記連続磁性薄
   膜（１２）上に硬質炭素薄膜（１３）を形成する工程と
   、 熱硬化樹脂あるいはシリコン系熱硬化樹脂と易蒸発性物
   とを溶剤に溶解混合してからそれを前記硬質炭素薄膜（
   １３）上に塗布する工程と、これを加熱して塗布された
   熱硬化樹脂（２１）を硬化させるとともに易蒸発性物を
   蒸発させる工程と加熱により多孔質となった熱硬化樹脂
   膜（２１）をマスクとして前記硬質炭素薄膜（１３）を
   エッチングし、該炭素薄膜を多孔質化する工程と、 炭素をターゲットにしスパッタガス圧３〜１０ｍＴｏｒ
   ｒのもとでスパッタリングを行ない、前記多孔質な硬質
   炭素薄膜（１３′）上に表面が粗い潤滑性炭素薄膜（１
   ４）を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気記録
   媒体の製造方法。