KR100539228B1 - 자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크드라이브 - Google Patents

자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크드라이브 Download PDF

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Abstract

하드디스크 드라이브용 자기 디스크가 개시되어 있다. 개시된 자기 디스크는 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층과 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테늄층을 포함한다. 개시된 자기 디스크는 상부 자기 물질층과 상부 자기 물질층에 인접되게 위치된 크롬층을 더 포함한다. 크롬은 상부 자기 물질층내로 확산되어 자기 물질 그레인들을 자기적으로 분리시킨다. 자기 물질 그레인들의 분리는 자기 디스크의 자기적인 노이즈를 감소시키고 하드디스크 드라이브의 신호대 잡음비를 개선시킨다.

Description

자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크 드라이브{Magnetic disk and method for manufacturing it and hard disk drive employing it}
본 발명은 자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크 드라이브에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브는 회전하는 자기 디스크와 커플링된 복수의 자기 헤드를 포함한다. 상기 헤드는 자기 디스크를 자화시켜 정보를 쓰거나, 자기 디스크 표면의 자기장을 센싱하여 정보를 읽는다. 자기 디스크를 자화시키기 위한 쓰기 요소와 자기 디스크의 자기장을 센싱하기 위한 별도의 읽기 요소를 가지는 자기 헤드가 개발되어 왔다. 읽기 요소는 통상적으로 자기 저항 물질로 구성된다. 자기 저항 물질은 자기 디스크의 자기장에 따라 변하는 저항을 가진다. 자기 저항 읽기 요소를 가지는 헤드는 일반적으로 자기 저항(MR) 헤드라 불리운다.
각 헤드는 일반적으로 헤드 짐벌 어셈블리(Head Gimbal Assembly:"HGA")라 불리우는 서브 어셈블리를 안출하는 플렉셔 아암에 부착되어 있다. 헤드 짐벌 어셈블리는 자석 어셈블리와 커플링된 보이스 코일(voice coil)을 가지는 액츄에이터 아암에 부착되어 있다. 보이스 코일 및 자석 어셈블리는 액츄에이터 아암을 회동시킬 수 있으며 헤드를 자기 디스크를 가로질러 움직일 수 있는 보이스 코일 모터를 안출한다.
정보는 통상적으로 각 자기 디스크 면에 걸쳐 있는 환형의 트랙 내에 저장된다. 보이스 코일 모터는 자기 디스크면상에 저장된 데이터를 액세스하도록 헤드를 다른 트랙 위치로 움직일 수 있다. 각 트랙은 통상적으로 복수의 인접 섹터로 나뉘어져 있다. 각 섹터는 하나 이상의 데이터 필드를 가질 수 있다. 각 데이터 필드는 2진 데이터(binary data)가 디코딩된 일련의 자기적인 천이(magnetic transition)를 가진다. 천이 사이의 간격은 자기 디스크 드라이브의 비트 밀도를 한정한다. 드라이브의 전체 저장 용량을 증가시키기 위해서는 높은 비트 밀도를 제공하는 것이 바람직하다.
도 1은 보통 anti-ferromagnetic coupled(AFC) 매체로 불리우는 자기 디스크(1)의 층을 개략적으로 보여준다. AFC 매체는 기판(3) 상에 위치된 S1 자기 물질층(2)을 포함한다. S1 자기 물질층(2) 및 기판(3)은 통상적으로 S1 물질의 응착력을 강화시키는 하지층(4)에 의해 분리되어 있다.
S1 자기 물질층(2)은 루테늄(rhthenium) 층(5)과 상부 자기 물질층(6)으로 덮여있다. 상부 자기 물질층(6)은 통상적으로 diamond-like-carbon(DLC)와 같은 보호용 코팅층(7)에 의해 보호된다. 보호용 코팅층(7)은 헤드와 자기 디스크 사이의 마찰로 인한 접촉을 최소화하기 위해 윤활층(8)으로 덮여 질 수 있다.
루테늄 층을 가지는 AFC 매체는 높은 기록 밀도에서 낮은 열적 쇠퇴율(thermal decay rate)을 가진다는 것이 알려져 있다. 낮은 열적 쇠퇴율을 가진다 할지라도, 루테늄 층을 가지는 AFC 매체는 하드디스크 드라이브의 비트 밀도를 제한하는 신호대 잡음비(signal to noise ratio:SNR)를 가진다. 자기 디스크 드라이브의 비트 밀도를 증가시키기 위해서는, 자기 디스크의 신호대 잡음비를 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 신호대 잡음비가 개선선 자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기 디스크는 상부 자기 물질층에 인접되게 크롬층을 구비하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 자기 디스크는 크롬층과 S1 자기 물질층 사이에 위치된 루테늄층을 포함한다.
즉, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기 디스크는 기판과; 상기 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층과; 상기 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테늄 층과; 상기 루테늄 층 상에 위치된 크롬층과; 상기 크롬층에 인접되게 위치된 상부 자기 물질층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 크롬층과 루테늄층에 인접하여 위치된 S2 자기 물질층;을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 기판과 S1 자기 물질층 사이에 위치된 하지층;을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 상부 자기 물질층 상에 위치된 보호용 코팅층;을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 보호용 코팅층 상에 위치된 윤활층;을 더 구비할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브는, 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트에 커플링된 스핀들 모터와; 기판과, 상기 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층과, 상기 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테늄 층과, 상기 루테늄 층 상에 위치된 크롬층과, 상기 크롬층에 인접되게 위치된 상부 자기 물질층을 포함하며, 상기 스핀들 모터에 커플링된 자기 디스크와; 상기 베이스 플레이트에 설치된 액츄에이터 아암과; 상기 액츄에이터 아암에 커플링된 보이스 코일 모터와; 상기 액츄에이터 아암에 커플링된 플렉셔 아암; 및 상기 플렉셔 아암과 상기 자기 디스크에 커플링된 헤드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기 디스크 제조 방법은, 기판 상에 S1 자기 물질층을 형성하는 단계와; 상기 S1 자기 물질층 상에 루테늄층을 형성하는 단계와; 상기 루테늄 층상에 크롬층을 형성하는 단계; 및 상기 크롬층 상에 상부 자기 물질층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 루테늄 층과 크롬층 사이에 S2 자기 물질층을 형성하는 단계;를 더 구비할 수 있다.
상기 기판과 S1 자기 물질층 사이에 하지층을 형성하는 단계;를 더 구비할 수 있다.
상기 상부 자기 물질층 상에 보호용 코팅층을 형성하는 단계;를 더 구비할 수 있다.
상기 보호용 코팅층 상에 윤활층을 형성하는 단계;를 더 구비할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 자기 디스크 및 그 제조 방법 및 이를 채용한 하드디스크 드라이브의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
하드디스크 드라이브용 자기 디스크를 개시한다. 본 발명에 따른 자기 디스크는 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층 및 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테튬 층을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 자기 디스크는 상부 자기 물질층과 상부 자기물질층에 인접되게 위치된 크롬층을 더 포함한다. 크롬은 상부 자기 물질층내로 확산되어, 자기 물질 그레인들(grains)을 자기적으로 분리한다. 자기 물질 그레인들이 분리되면 자기 디스크의 자기적인 노이즈가 감소되고, 하드디스크 드라이브의 신호대 잡음비가 개선된다.
도 2는 본 발명에 따른 자기 디스크(12)를 채용한 하드디스크 드라이브(10)의 일 실시예를 보여준다. 상기 하드디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의해 회전되는 하나 이상의 자기 디스크(12)를 포함할 수 있다. 스핀들 모터(14)는 베이스 플레이트(16)에 설치될 수 있다. 상기 하드디스크 드라이브(10)는 상기 자기 디스크(12)를 감싸는 커버(18)를 더 구비할 수 있다.
상기 하드디스크 드라이브(10)는 자기 디스크(12)에 인접하여 위치된 복수의 헤드(20)를 포함할 수 있다. 상기 헤드(20)는 자기 디스크(12)를 자화시키거나 자기 디스크(12)의 자기장을 센싱하는 별도의 쓰기 및 읽기 요소(미도시)를 가질 수 있다.
각 헤드(20)는 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)의 일부로써 플렉셔 아암(22)에 설치된 짐벌이 될 수도 있다. 플렉셔 아암(22)은 베어링 어셈블리(26)에 의해 베이스 플레이트(16)에 회동 가능하게 설치된 액츄에이터 아암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(28)은 액츄에이터 아암(24)에 부착되어 있다. 상기 보이스 코일(28)은 자석 어셈블리(30)와 커플링되어 보이스 코일 모터(voice coil motor: VCM)(32)를 안출한다. 보이스 코일(28)에 전류를 인가하면 액츄에이터 아암(24)이 스윙하여 헤드(20)가 자기 디스크(12)를 가로질러 움직이도록 하는 토크(torque)가 생성될 것이다.
각 헤드(20)는 공기 베어링이 발생되도록 회전하는 자기 디스크(12)에 의해 생성된 공기 흐름과 함께 작용하는 공기 베어링 면(air bearing surface:미도시)을 가진다. 공기 베어링은 상기 자기 디스크 표면으로부터 헤드(20)를 분리하여 접촉 및 마멸이 최소화되도록 한다. 공기 베어링의 형태와 헤드(20)의 일반적인 작동은 플렉셔 아암(22)에 의해 발휘된 힘의 작용이다.
하드디스크 드라이브(10)는 인쇄 회로 기판(38)에 커플링된 복수의 집적 회로(36)를 포함하는 인쇄 회로 기판 어셈블리(34)를 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(38)은 와이어(미도시)에 의해 보이스 코일(28), 헤드(20) 및 스핀들 모터(14)와 커플링된다.
도 3은 상기 자기 디스크(12)의 일 실시예를 보여준다. 상기 자기 디스크(12)는 기판(52) 상에 위치된 S1 자기 물질층(50)을 포함 할 수 있다. 하지층(54)은 S1 자기 물질의 응착력을 개선하기 위해 S1 자기 물질층(50)과 기판(52) 사이에 삽입될 수 있다. 기판(52)은 알루미늄 물질로 이루어질 수 있다. 또한, S1 자기 물질층은 크롬(chromium) 및 백금(platinum)을 포함하는 코발트에 바탕을 둔 강자성 물질로 이루어질 수 있다.
S1 자기 물질층(50)은 루테늄층(56)으로 뒤덮일 수 있다. 루테늄은 자기 디스크(12)의 열적 안정성을 증가시킬 것으로 알려져 있다. 상기 루테늄층(56)은 S2 자기 물질층(58)으로 뒤덮여질 수 있다. S2 자기 물질층(58)은 S1 자기 물질층(50)의 물질과 동일 또는 유사한 코발트에 바탕을 둔 강자성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 자기 디스크(12)는 상부 자기 물질층(60)을 가진다. 예를 들어, 상기 상부 자기 물질층(60)은 코발트(cobalt), 크롬(chromium), 백금(platinum), 붕소(boron) 및 탄탈(tantalum)을 포함할 수 있다. 얇은 "플래쉬" 크롬 중간층(62)(이하, 크롬층(62))은 상부 자기 물질층(60)에 인접되게 형성된다. 예를 들어, 크롬층(62)은 1.0 내지 1.5 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
크롬은 상부 자기 물질층(60)내의 자기 물질 그레인들 사이로 확산된다. 확산된 크롬은 자기 물질층의 그레인들 사이의 자기적인 커플링을 감소시킨다. 그레인들의 자기적인 커플링이 줄여지면 자기 디스크 내에서 자기적인 노이즈가 줄어든다. 보다 낮은 자기적인 노이즈는 하드 하드디스크 드라이브의 신호대 잡음비를 증가시킨다. 또한, 확산된 크롬은 상부 자기 물질층(60)의 유효 그레인 볼륨을 증가시킴으로써 자기 디스크의 열적인 안정성을 개선한다.
자기 디스크(12)는 밑에 있는 자기 물질층들을 보호하도록 보호용 코팅층(64)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호용 코팅층(64)은 극히 단단한 DLC(diamond-like-carbon) 물질로 이루어질 수 있다. 헤드와 자기 디스크 사이의 마찰을 줄이기 위해, 자기 디스크 바깥면은 윤활층(66)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자기 디스크(12)는 기판(52) 상에 S1 자기 물질층(50)을 형성하고, 이 S1 자기 물질층(50) 상에 루테늄층(56)을 형성하고, 상기 루테늄 층상에 크롬층(62)을 형성하고, 상기 크롬층(62) 상에 상부 자기 물질층(60)을 형성하는 과정을 통해 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자기 디스크(12)는 상기 루테늄층(56)과 크롬층(62) 사이에 S2 자기 물질층(58)을 형성하는 과정, 상기 기판(52)과 S1 자기 물질층(50) 사이에 하지층(54)을 형성하는 과정, 상기 상부 자기 물질층(60) 상에 보호용 코팅층(64)을 형성하는 과정 및/또는 상기 보호용 코팅층(64) 상에 윤활층(65)을 형성하는 과정을 더 포함하여 제조될 수 있다.
본보기로 실시예들이 도면과 함께 설명되고 도시되었다 할 지라도, 본 기술 분야의 당업자라면 다양한 다른 변형이 가능하기 때문에, 그러한 실시예들은 단지 예시일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 도시되고 설명된 특정한 구조 및 배치에 한정되는 것은 아닌 것으로 이해되어야 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 자기 디스크는 상부 자기 물질층에 인접되게 크롬층을 구비하므로, 크롬이 상부 자기 물질층내로 확산되어 자기 물질 그레인들을 자기적으로 분리시켜, 자기 디스크의 자기적인 노이즈가 감소된다. 따라서, 이를 채용한 하드디스크 드라이브의 신호대 잡음비가 개선된다.
도 1은 종래의 자기 디스크의 다양한 층을 보인 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자기 디스크를 채용한 하드디스크 드라이브의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 하드디스크 드라이브용 자기 디스크의 다양한 층을 보인 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...하드디스크 드라이브 12...자기 디스크
14...스핀들 모터 16...베이스 플레이트
20...헤드 22...플렉셔 아암
32...보이스 코일 모터 50...S1 자기 물질층
52...기판 54...하지층
56...루테늄층 58...S2 자기 물질층
60...상부 자기 물질층 62...크롬층
64...보호용 코팅층 66...윤활층

Claims (15)

  1. 기판과;
    상기 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층과;
    상기 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테늄 층과;
    상기 루테늄 층 상에 위치된 크롬층과;
    상기 크롬층에 인접되게 위치된 상부 자기 물질층;을 포함하며,
    상기 기판과 S1 자기 물질층 사이에 위치된 하지층;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기 디스크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트에 커플링된 스핀들 모터와;
    기판과, 상기 기판 상에 위치된 S1 자기 물질층과, 상기 S1 자기 물질층 상에 위치된 루테늄 층과, 상기 루테늄 층 상에 위치된 크롬층과, 상기 크롬층에 인접되게 위치된 상부 자기 물질층을 포함하고, 상기 기판과 S1 자기 물질층 사이에 위치된 하지층을 더 구비하며, 상기 스핀들 모터에 커플링된 자기 디스크와;
    상기 베이스 플레이트에 설치된 액츄에이터 아암과;
    상기 액츄에이터 아암에 커플링된 보이스 코일 모터와;
    상기 액츄에이터 아암에 커플링된 플렉셔 아암; 및
    상기 플렉셔 아암과 상기 자기 디스크에 커플링된 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 기판 상에 S1 자기 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 S1 자기 물질층 상에 루테늄층을 형성하는 단계와;
    상기 루테늄 층상에 크롬층을 형성하는 단계; 및
    상기 크롬층 상에 상부 자기 물질층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 루테늄 층과 크롬층 사이에 S2 자기 물질층을 형성하는 단계와 상기 기판과 S1 자기 물질층 사이에 하지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기 디스크 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 상부 자기 물질층 상에 보호용 코팅층을 형성하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기 디스크 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 보호용 코팅층 상에 윤활층을 형성하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브용 자기 디스크 제조 방법.
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