JPS63121116A - 薄膜磁気記録媒体 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、コンピュータの外部記憶装置の一つである固
定磁気ディスク装置に適用される薄膜磁気記録媒体に関
する。

〔従来技術とその問題点〕

薄膜磁気記録媒体（以下、単に媒体とも称する）は一般
にアルミニウム合金１強化ガラス、プラスチックなどか
らなる非磁性基板を所定の平行度。

平面度１表面粗さに仕上げ、その表面にアルマイト処理
あるいはＮ１−Ｐ無電解めっき処理などを施して表面層
を形成し、その表面を所望の粗さに研磨仕上げした後、
その表面層上に、あるいは必要に応じて磁性を強化する
ための下地層（例えばＣｒ膜など）を設けた上に、磁性
層として無電解めっきによるＣｏ−Ｎ１−Ｐ膜、スパッ
タによる００合金膜。

あるいはスパッタによるγ−Ｆｅ、０．膜などの強磁性
金属からなる薄膜を形成し、さらに、その上に保護潤滑
層としてＣあるいは５ｉ０２などの膜をスパッタ法ある
いはスピンコード法などにより形成して作製される。

固定磁気ディスク装置においては、このような媒体と磁
気ヘッドとが組み合わせられて装置内に密閉内蔵されて
おり、磁気ヘッドを介して媒体への情報の書き込みと読
み出しが行われる。媒体と磁気ヘッドとは装置が停止し
ているときには互いに接触しているが、装は駆動時（情
報の書き込み時あるいは読み出し時）には媒体が高速回
転（例えば３６００ｒｐｍ）するため、媒体と磁気ヘッ
ドとの間に発生する空気流の作用により磁気ヘッドは媒
体より僅かに浮上して走行する。従って、駆動のスター
ト時点とストップ時点には、両者は互いに接触しながら
摺動する。このような、停止接触している状態から摺動
を開始し、浮上走行し、接触摺動して停止する一連の動
作を一般にＣ５５（ＣｏｎｔａｃｔＳｔａｒｔ　５ｔｏ
ｐ）と呼んでいる。Ｃ８Ｓ動作を繰り返すと、媒体と磁
気ヘッドとの間の動摩擦係数が次第に増加してくること
が知られており、甚だしい場合には、媒体と磁気ヘッド
との間に一種の焼き付き状態が発生するとともに、ヘッ
ド・クラッシュという致命的なトラブルを引き起こすこ
とがある。

Ｃ５Ｓ動作を繰り返したときの以上のような摩擦係数に
係わる特性を５ｔｉｃｔｉｏｎ　／ｆｒｉｃｔｉｏｎ特
性と称し、このような特性の向上が強く求められている
。

磁性層上にカーボン（Ｃ）をスパッタリングして形成し
た保護潤滑層を有する薄膜磁気記録媒体の場合、この種
の特性の改善方法として、Ｃ保護潤滑層上にフロロカー
ボン系の液体潤滑剤を塗布する方法、あるいはＣ保護潤
滑層にふっ素化処理を行いＣ膜表面を改質する方法、さ
らには、Ｃ保護潤滑層上にプラズマＣＶＤでＨを含むＣ
の複合膜を設ける方法など種々の方法が検討されており
、液体潤滑剤を塗布したものは実用に供せられてい−る
。

Ｃ保護潤滑層上に液体潤滑剤を塗布する場合、一般には
２０〜５０人程度が適正な膜厚とされており、厚く塗り
すぎると磁気ヘッドと媒体の吸着がおきるためオングス
トローム・オーダの膜厚管理が必要とされる。また、使
用環境の湿度が高い場合には、吸着水分層が液体潤滑剤
層に付加されるため、たとえ潤滑剤層の厚さが適正レベ
ルに管理されていても、磁気ヘッドと媒体との吸着とい
う致命的な障害が発生することになる。現実に、液体潤
滑剤を用いたものは市場で吸着不良によるクレームを幾
度も右こしている。

また、Ｃ保護潤滑層にふっ素化処理を行いＣ表面の改質
を行う方法は、条件制御が難しいのみならず、たとえば
磁性層としてＣｏ合金層を用いたとして、ふっ素ガスが
Ｃｏ合金と反応しＣｏ合金を非磁性化することで信号欠
陥を引き起こすなどの問題点を有している。

また、Ｃ保護潤滑層上にプラズマＣＶＤで複合膜をつけ
る方法はまだ技術的に確立されておらず、両面同時成膜
が困難である、微粉末状の反応生成物が成膜に右よぼす
悪影響への対策が困難である、反応ガスの流れの条件制
御が困難であるなど問題点が多い。

しかも、以上の方法はいずれもコスト・アップに結び付
くものである。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、媒
体の表面の保護潤滑層に特別な処理を施したり、あるい
は、さらに潤滑層を設けたりすることなしに、媒体と磁
気ヘッドとの間の５ｔｉｃｔｉｏｎ／ｆｒｉｃｔｉｏｎ
特性の改善された媒体を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の目的は、薄膜磁気記録媒体の最表面である保護
潤滑層の表面粗さが、中心線平均粗さＲａで０．００５
μｍ以上０．０２５μｍ以下である媒体とすることによ
って達成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

両面ポリッシングマシン（スピードファム（株）製、型
式１６　Ｂ　＞を使用し、ポリッシングパッドとしてポ
リテックスシニーブリーム（スピードファム（株）製）
、研磨剤として平均粒径がそれぞれ０．５μｍ、　　ｌ
　μｍ、　　２　μｒｎ、　　３　ｐｍ、　　５　ｐｍ
の＾１２０．粉およびＳｉＣ粉（いずれも不二見研磨材
工業（株）製）を用い、膜厚約１５μｍの無電解Ｎ１−
Ｐめうきを施したへ１合金基板の表面を５μｍ研磨した
。

その上にスパッタ法にてＣｒの下地層を形成し、さらに
その上に同じくスパッタ法でＣｏ合金磁性層とアモルフ
ァスカーボン（ａ−Ｃ）保護潤滑層を積層して媒体とし
た。

これらの媒体について、５ｔｉｃｔｉｏｎ　／ｆｒｉｃ
ｔｉｏｎ特性の加速試験としてスライドコンタクトテス
トを行った。第４図は試験装置の概念図で、第４図（ａ
）は上面図、第４図（ｂ）は側面図である。

この試験は、媒体１をスピンドル５に装着し、磁気へラ
ド４を重り３により所定の垂直荷重をかけて媒体１に接
触させた状態で、所定の回転速度で媒体１を回転させた
とき摺動する磁、気へラド４に加わる摩擦力の変化を歪
みゲージ２を用いて記録するもので、摩擦と摩耗の複合
した現象を調べる一種の摩擦摩耗試験である。

歪みゲージはＴ口ＹＯＢＯＬＤ稠ＩＮ　０ＩＧＩＴＡＬ
　ｌＮ０ＩＣＡＴＯＲを用い、センサーはＭＯ口εＬ　
Ｔ？−３０−２４０，計測器はＭ［１ＤＥＬ　［ｌＡＭ
−５（１（１０Ｂを用いた。

試験は温度２３℃、相対湿度５０％のクリーンベンチ（
クラス１０００　）内で次の手順で行った。また、磁気
ヘッドにかける垂直荷重は１０ｇｆ　、磁気ヘッドと媒
体との接触位置はディスク状媒体の中心から半径４２ｍ
ｍの位置、媒体の回転は８６．７ｒｐｍ（従って、半径
４２＋ｎ＋ｎの接触位置での速度は３８１ｆｆＩＩｎ７
秒）とした。

磁気ヘッドは測定毎に新しいものを用いる。

（ａ）装置に標準塗布媒体（ＳＴＤ）　　および磁気ヘ
ッド装置。

ら）　ＳＴＤを１５〜３０秒回転させ、摺動する磁気ヘ
ッドの初期の動摩擦係数μｍ。およびその−周内のばら
つきμ２ｏを測定。μｍｏが０．２±０，０５の範囲を
はずれるヘッド、またはμ２ｏが０．００２±０．００
２の範囲をはずれるヘッドは使用しないで交換する。

（ｃ）　ＳＴＤをはずし、測定すべき媒体を装着し、媒
体を回転させて、媒体と磁気ヘッドとの間のμｌ、μ２
を６０分間測定。

（ｄ）媒体をはずし、ＳＴＤを装着し、ＳＴＤと磁気ヘ
ッドとの間のμｌ、μ２を１５〜３０秒間測定。

（ｅ）磁気ヘッドを取りはずし、測定終了した磁気ヘッ
ドおよび媒体の表面状態を調べる。

本発明者等は、以上のスライドコンタクトテストにおい
て、媒体と磁気ヘッドとの間のμｍ　の最大値が０．５
以下であり、μ２の最大値が０．０３５以下であると、
現在媒体に対して要望されている５ｔｉ−ｃｔｉｏｎ／
ｆｒｉｃｔｉｏｎ特性を充分満足することができること
を見いだした。

動摩擦係数は媒体のみならず、使用される磁気ヘッドに
よっても異なる。本実施例のスライドコンタクトテスト
に右いては、現在多用されているＭｎ−Ｚｎフェライト
ヘッドと次世代のヘッドとして注目されている硬質のＡ
１３１３ロｓ／ＴｉＣセラミツクスヘツド両者について
テストを行った。Ｍｎ−Ｚｎフェライトヘッドとしては
ＴＤＫ　（株ン製の）１０００５ＷＩＮＯ２Ｄ−００１
を、Ａｌ、０．／Ｔ１ｃセラミックスヘッドとしてはＡ
ＭＣ製のものを用いた。

このようにして行ったスライドコンタクトテストの結果
、動摩擦係数μｌ　の最大値およびその一周内ばらつき
μ２の最大値と媒体表面の中心線平均粗さＲａとの関係
を第１図および第２図に示す。

第１図は磁気ヘッドとしてｕｎ−Ｚｎフェライトヘッド
を用いた場合、第２図は＾１２０３／ＴＩＣセラミック
スを用いた場合の結果である。どちらの場合にも強い相
関が見られ、従って、媒体表面粗さＲａと５ｔｉｃｔｉ
ｏｎ　／ｆｒｉｃｔｉｏｎ特性との間に強い相関のある
ことが判る。μｍを０．５以下とするためには、フェラ
イトヘッドの場合Ｒａ　Ｏ，００５以上、セラミックス
ヘッドの場合Ｒａ　Ｏ，０（］ｌ］以上である。また、
μ２を０、０３５以下とするためには、フェライトヘッ
ドの場合Ｒａ　Ｏ，００４以上、セラミックスヘッドの
場合ＲａＯ，００５以上である。

なお、中心線平均粗さＲａの測定は、小坂研究所製す−
フコーダを使用し、スタイラス材料ダイヤモンド、スタ
イラス半径２μｍ、針圧０．７ｎ＋Ｎ　、送り速度０．
０５１１１１１１／秒、測定長５．釦ｍ、カットオフ０
．８ｎ＋ｎ＋。

縦倍率１０万倍の条件で行った。

以上述べたように、媒体表面の中心線平均粗さ　、Ｒａ
が大きくなるにつれて、媒体と磁気ヘッドとの間の動Ｖ
ａ擦係数は小さくなり５ｔｉｃｔｉｏｎ／ｆｒｉｃｔｉ
ｏｎ特性は向上するが、反面、媒体表面のイレギコラー
な突起が増大する。そこで、種々の表面粗さＲａの媒体
について、Ａ　Ｉ　Ｊａ／ＴｉＣバニツシニヘットヲ用
い、浮上量０．１５μｍで全面へラドバニッシュを行っ
た後、Ｇ１１ｄｅ　Ｈｅｉｇｈｔ　ｔｅｓｔ（ヘッド滑
走特性試験）をヘッド浮上量０．１７５μｍで実施し、
浮上ヘッドと突起との衝突回数をアコースティック・エ
ミッション法で検出した。検出した突起個数とＲａとの
関係を第３図に示す。エラーパーは個数のバラツキを示
す。第３図より、Ｒａが０．０２５μ巾を超えると、媒
体表面に０．１７５μｍ以上の突起が存在しており、こ
れと磁気ヘッドとの衝突で磁気ヘッドが損傷を受けるお
それが生じるので好ましくない。

以上の結果より、媒体表面の中心線平均粗さＲａは０．
００５μｍ以上０．０２５μｍ以下が望ましく、次世代
の磁気ヘッドと目される＾ｌ　２０ｓ／ＴｉＣセラミツ
クスヘツドまでも考慮するとＲａは０．０１μｍ以上０
．０２５μｍ以下の範囲であることが必要となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、薄膜磁気記録媒体の最表面である保護
潤滑層の表面粗さを、中心線平均粗さＲａで０．００５
μｍ以上０．０２５μｍ以下とする。このような表面粗
さとすることにより、媒体の保護潤滑層表面に特別な処
理を施したり、あるいは、さらに特別な潤滑層を付加し
て設けたりすることなしに、５ｔｉｃｔｉｏｎ　／ｆｒ
ｉｃｔｉｏｎ特性の向上した媒体が得られることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気ヘッドにＭｎ−Ｚｎフェライトヘッドを用
いた場合の、第２図はＡ　ｊ！　、Ｏ，／ＴｉＣセラミ
ックスヘッドを用いた場合のそれぞれの媒体表面粗さＲ
ａと動摩擦係数との関係を示す線図、第３図は媒体表面
粗さＲａと突起個数との関係を示す線図、第４図はスラ
イドコンタクトテスト装置の概念図である。 中心」泉乎均朗、２　Ｒａ（Ｎｌｎ） 第　１　図 ｏ、ｏｏ＋　　　　　　　　　　　ｏ、ｏｏｓ　　　　
ｏ、ｏｔ中心奪裏平坑ｎ旦ゴｆｌｕ（ｐｍ） 粥　？　図 ｏ、ｏｏｔ　　　　　　　　　　　ｏ、ｏｏｓ　　　　
ｏ、ｏｔ　　　　　　　　　　　　　ａ、ｏｓ中ｒｃｌ
１１．平ｔＪ！７ｍ：パａ　（μｒｌｌ）第　３　図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）薄膜磁気記録媒体の最表面である保護潤滑層の表面
   粗さが中心線平均粗さＲａで０．００５μｍ以上０．０
   ２５μｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気記録媒体
   。 ２）特許請求の範囲第１項記載の媒体において、保護潤
   滑層の表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．０１μｍ以
   上０．０２５μｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気
   記録媒体。