JPH01165025A - 磁気ディスク基板とその製造方法 - Google Patents

磁気ディスク基板とその製造方法

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JPH01165025A
JPH01165025A JP16466788A JP16466788A JPH01165025A JP H01165025 A JPH01165025 A JP H01165025A JP 16466788 A JP16466788 A JP 16466788A JP 16466788 A JP16466788 A JP 16466788A JP H01165025 A JPH01165025 A JP H01165025A
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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 この発明は、ハードディスク及びフレキシブルディスク
に使用される磁気ディスク基板、とくに、金属製連続薄
膜を使用する磁気ディスク基板及びその製造方法に関す
るものである。
解決しようとする技術課題 Co−Cr合金、Co−Ni合金に代表される金属磁性
薄膜を使用する磁気記録媒体は、その高い飽和磁気密度
及び表面の平滑性から高記録密度媒体として注目され、
各地で広く実用化が研究されている。とくに、垂直磁気
記録特性を有するCo−Crは、線記録密度が200に
BPIにも達している。また、Co−Niも、500人
程度の薄膜の水平磁気記録媒体に使用した場合に、70
にBPIの線記録密度が報告されている。
上記のいずれの磁気記録媒体も、現在広く実用化されて
いるγ−Fe203塗布型媒体の線記録密度15〜20
にBPIより遥かに優れている。
しかし、この様に磁気記録特性が優れた連続薄膜媒体は
、現在広くは実用化されていない。
実用化を妨げる要因の一つとして挙げられているのは、
磁気ヘッドと媒体の摺動特性の問題である。
すなわち、金属製連続薄膜媒体は、表面が平滑なため、
ハードディスクの場合は磁気ヘッドと媒体の吸着による
磁気ヘッドクラッシュを、フレキシブルディスクの場合
は潤滑剤の保持が困難なことによる摩擦係数の活動時の
増加による磁気ヘッドクラッシュを起こし易い。
これらの問題を解決するため、従来は、メカニカルテク
スチャー処理、すなわち、サンドペーパーなどにより基
板表面に線溝状のキズをつける表面処理が試みられてい
る。第13図はメカニカルテクスチャー処理後の基板の
表面m織を示す微分干渉顕微鏡写真(倍率400倍)、
第14図はレーザ干渉型あさら計による同組織の248
X248μmの範囲を拡大した斜視図である。
このメカニカルテクスチャー処理はそれなりに効果があ
るが、高記録密度が要求される媒体においては、テクス
チャー(緑酒)の密度や深さによりとットエラーが増加
して、量産レベルで制御することが難しい、すなわち、
磁気記録のトラック幅が10〜20μm程度に狭くなる
と、テクスチャーの幅をその十分の一程度にしないと、
モジュレーション(記録電流を種々変えた場合の再生出
力の変動)が10%を越すようになる。また、テクスチ
ャーの凹みが200人を越すと、ヘッド出力が10%以
上減少するようになり、モジュレーションが増加する。
そして、これらの要求を満足するテクスチャーができて
も、単位面積当りの本数が少ないと、磁気ヘッドの摺動
面積が0.5mmX4mmと大きいため、吸着の問題が
発生する。メカニカルテクチャ−によるパリ等の不規則
な凹凸のため、ヘッドと磁気記録媒体との距離を充分に
接近させることができず、スペースイングロスのため記
録密度を増加させることが困難である。特に、ハードデ
ィスクでは不規則な凹凸がC8S動作中にゴミとなって
発生し、ヘッドと媒体に付着してヘッドクラッシュの原
因となる。
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
であり、第一発明は、アルマイトのボアの規則性、すな
わち、ボア径とボア間隔(セル径)が微小でこれらとボ
ア分布がそれぞれ均一であることに着眼し、アルマイト
のボア中に材料を充填した状態における基板と前記材料
の物理的化学的性質の差異を利用して、エツチング処理
により基板表面に規則的な二次元の微小凹凸を生成する
ことにより、磁気ヘッドクラッシュを起こさない摺動特
性を備えた磁気ディスクを得るための基板を提供しよう
とするものである。
第二発明は、表面に上記の微小凹凸を備えた磁気ディス
ク基板の製造方法を提供しようとするものである。
課題解決手段及び作用効果 第一発明によるディスク基板は、アルマイト処理された
基板のボア中に前記基板と物理的及び化学的性質の異な
る材料が充填された状態で、これをエツチング処理して
、表面に前記基板と前記材料の物理的化学的性質の差に
基く微小凹凸を形成したものである。
従って、各凹凸の径及び間隔がアルマイトのボアの径及
び間隔に等しく、分布が非常に均一であるとともに、凹
凸の深さの適切な設定により、磁気ヘッドに対して好適
な摩擦係数を得ることができ、磁気ヘッドクラッシュを
起こさない摺動特性を有する磁気ディスクの提供が可能
である。
第二発明では、基板の多孔質アルマイトのボア中に電気
析出処理及び加熱冷却を利用したコーティング処理、又
はボア径が大きい場合はスパッタ処理により、基板と物
理的及び化学的性質が異なる材料、例えばCu、Sn、
Ni。
Zn、Nip、樹脂、Ni−3nなどを析出又は浸透さ
せて充填する。この場合、必ずしもボアの底部まで入れ
る必要はない、スパッタ処理又はコーティング処理の場
合は運択される材料は任意である。酸化物の粉末を含む
有機塗布剤の場合は、コーテイング後、還元処理をして
金属を析出させても良い(I B M  Techni
calDisclosure Bulletin Vo
l、 11 l1Q3 1968年8月発行により既知
)、ボア径及びセル径はアルマイト処理電圧及びボア溶
解処理条件により、100〜400人、400〜200
0人の範囲で自由に制御できる。
充填処理を終了した基板は、次に、これを研磨して表面
を平滑にした後、エツチング処理する。エツチング方法
は化学的エツチングが好ましいが、スバヴタリングなど
の物理的方法でも良い、このエツチング処理により、基
板表面にボア分布に基く規則正しい二次元的な微小凹凸
からなるテクスチャー構造が形成される。また、メカニ
カルテクスチャー処理のように凹凸が不規則でなく、表
面が均一であるため、磁性体のノイズレベルも172程
度に減少する。
ボア中に充填させる材料の種類によっては、表面が柔ら
かい場合がある。この場合は、無電解メツキ又はスパッ
タ処理により、硬質膜をコーティングして、表面の硬質
化を図ることが良い、硬質膜は表面の凹凸に習って成長
するので、二次元的なテクスチャー構造は保持される。
このようにして作成された基板の表面に、スパッタ処理
又はメツキにより磁性体を付着させ、この上に保IMを
コーティングすることにより、磁気記録媒体が出来上が
る。
必要に応じて、表面の凹凸部分に液体潤滑剤を保持する
と良い。
上記のように、この発明方法は、アルマイトのボアに充
填された材料と基板の物理的化学的性質の差異を利用し
て、エツチング速度差によって凹凸を形成しているので
、凹凸の分布率の均一化は極めて容易であり、品質の均
一なディスク基板の量産が可能であり、この基板の表面
に磁性体を付着することにより、テクスチャー処理によ
るビヅトエラーの問題も生じない。
この発明の実施例 次に、この発明の詳細な説明する。
[実施例I]  (充・項物がCuの場合)基板として
用いるガラス板の表面に蒸着により厚み1μmのアルミ
ニウム皮膜を生成し、この基板を印加電圧48Vのシュ
ウ酸3%洛中で陽#l酸化処理を行い、ボア径250人
、セル径“1100人のアルマイト皮膜を生成した後、
この基板をCuSO4浴槽内で電解メツキ処理してボア
中にCuを析出充填させ、その後、この基板の表面を0
.8μm径のアルミナ粉末を使用して5分間研磨して表
面を平滑にし、アルマイト膜厚な0.5μmとした。
そして、上記研磨後の基板に対してエツチング処理を施
した。基板の一つは、N a OH4%溶液中で、エツ
チング率がCuよりもアルマイトの方が大きくなるよう
にケミカルエツチング処理をした。これにより、第1図
(イ)に表面構造を示すように、針状のCuがアルマイ
トAIの表面から突出して、基板表面に二次元の凹凸を
生成した。
第2図はエツチング処理後の基板の表面組織を示す微分
干渉顕微鏡写真(400倍)である。
第3図はレーザー干渉型あらさ計による同組繊の248
X248μmの範囲の拡大斜視図である。第13図及び
第14図と対比すると、あらさのちがいが明瞭であり、
本発明の基板の凹凸がいかに均一であるが理解される。
また、もう一つの基板は、スパッタガスAr、真空度1
0−’Torr、印加電圧600Vの条件下で、エツチ
ング率がCuの方がアルマイトよりも大きくなるように
スパッタエツチング処理をした。これにより、第1図(
ロ)に表面構造を示すように、針状のCuの上端部がア
ルマイトAlの表面から窪んで、基板表面に同様の均一
な二次元の凹凸を生成した。
続いて、得られた基板の表面に磁性体をコー、ティング
して磁気ディスクとし、その磁気ディスクの凹凸深さと
摩擦係数の関係を調べた。磁性体のコーティングは、次
の条件で行なわれた。
基板温度         130℃ 下地層Cr    1.100人 磁性層Co−Ni   600人 保護層 C200人 その結果は、第4図に示す通りである。なお、測定に使
用した磁気ヘッドの荷重は15g、移動速度はQ、2m
/secである。
同図において、Δ印は凹凸深さが200人、口印は30
0人、◇印は500人の基板である。
凹凸深さが100人の基板は200人の基板と同一であ
った。同図には、エツチング処理をしていないもの、す
なわち、凹凸のないものも、○印で対照的に示しである
。また、X印のものは、凹凸深さ200人のものの表面
に液体潤滑剤を保持した基板の場合である。
このような測定の結果、凹凸深さが50〜5000人の
ものが、許容範囲の摩擦係数を呈することが判明した。
また、上記のようにして得られた磁気ディスクについて
、環境条件によへ摩擦係数の変化を高湿度放置テスト及
び高温回転テストにより測定した。
高湿度放置テストには、いずれも表面に200人のカー
ボンコートを施した、凹凸深さ100人、300人の2
種類の基板を用いた。
このテストの結果は、第5図に示す通りであり、通常の
使用条件下で、摩擦係数の変化は非常に少ない。
高温回転テストは、凹凸深さ200人、200人のカー
ボンコート付きの磁気ディスクを使用し、気温80℃、
回転遠度3600 rplで行った。このテストの結果
は、第6図に示す通りであり、放置日数に係わらず、摩
擦係数が低い値で非常に安定していることがわかる。
[実施例I[]  (充填物がNiの場合)基板として
のガラス板の表面に蒸着により厚み1μmのアルミニウ
ム皮膜を生成し、この基板を印加電圧48Vのシュウ酸
3%洛中で陽極酸化処理を行い、膜厚0.5μ、ボア径
250人、セル径1100人のアルマイト皮膜を生成し
た後、この基板をN i SOa 309/ j!溶液
中で浴槽内でボアからNiがオーバフローするまで電析
充填させ、その後、この基板の表面を0.3μm径のア
ルミナ粉末を用いて膜厚が0.3μmになるまで研磨し
て表面を平渭にした。
そして、上記研磨後の基板をリン酸クロム酸混合液10
%溶液中でケミカルエツチング処理をした。これにより
基板表面に、凹凸深さがそれぞれ100人、200人、
300人、500人の二次元的な凹凸を生成した。
上記エツチング処理後の基板に、次の条件により磁性体
をスパッタした。
基板温度       150℃ 下地層Cr    1.000人 磁性層Co−Ni   600人 保護層0200人 第7図はボアにNiを充填後、ケミカルエツチング処理
を施した状態の基板の表面組線を示す電子顕微鏡写真(
傾斜角70°)であり、第8図は同基板に磁性体をスパ
ッタし、カーボン保護層を塗着した状態の電子顕微鏡写
真(傾斜角70゛)である。
[実施例I]  (充填物がSnの場合)基板としてA
l−4%Mg合金を用い、この基板を印加電圧48Vの
シュウ酸3%洛中で陽極酸化処理を行い、膜厚10μm
、ボア径250人、セル径1100人のアルマイト皮膜
を生成した後、この基板を5nSOn30!?/A溶液
中でボアからSnがオーバフローするまで電析充填させ
、その後、この基板の表面を一次研磨として0.3μm
径のアルミナ粉末を用いて膜厚が10μになるまで研磨
し、引き続き二次研磨として0.1μm径のシリカ粉末
を用いて膜厚が7μから6μになるまで研磨して表面を
平滑にした。
そして、上記研磨後の基板をリン酸クロム酸混合液10
%溶液中でケミカルエツチング処理をし、浸漬時間に応
じて凹凸深さが実施例■の場合と同様に、基板表面にそ
れぞれ凹凸深さ100人、200人、300人、500
人の二次元的な凹凸を生成した。
上記エツチング処理後の基板に、次の条件により磁性体
をスパッタした。
基板温度        100℃ 下地層 Cr  1,000人 磁性層 Co−Ni  600人 保護層 0200人 第9図は同基板に磁性体をスパッタし、カーボン保護層
を塗着した状態の電子顕微鏡写真(傾斜角70°)であ
る。
[実施例IV](充填物がテフロンの場合)AI−4%
Mg合金製基板を印加電圧48Vのシュウ酸3%洛中で
陽極酸化処理を行い、膜厚10μm、ボア径250人、
セル径1100人のアルマイト皮膜を生成した後、この
基板をH3P Os 1%溶液中に10分間浸漬してボ
ア拡大処理を行い、ボア径600人、セル径1.100
人とし、これを350℃の溶融テフロン中に浸漬して、
加熱浸透処理によりボア中にテフロンを充填させ、この
テフロンコーティングの後、この基板の表面を0.3μ
m径のアルミナ粉末を用いて膜厚が0.5μmになるま
で研磨して表面を平滑にした。
そして、上記研磨後の基板をリン酸クロム酸混合液3%
溶液中でケミカルエツチング処理をした。これにより、
基板表面に実施例■の場合と同様に凹凸深さがそれぞれ
100人、200人、300人、500人の二次元的な
凹凸を生成した。
上記エツチング処理後の基板に、先の実施例と同じ条件
により磁性体をスパッタした。
[実施例V]  (充填物がアクリル樹脂の場合)A1
−4%Mg合金製基板を印加電圧48Vのシュウ酸3%
洛中で陽極酸化処理を行い、膜厚9μm、ボア径250
人、セル径1100人のアルマイト皮膜を生成した後、
この基板をH:+ POa 1%溶液中に10分間浸漬
して、ボア径600人、セル径1,100人とし、これ
を固形分20%の水溶性アクリル樹脂中に1分間浸漬し
、3分間の液切りをして浸漬塗装を行った後、180℃
の下で10分間焼付けを行い、続いてこの基板の表面を
0.3μm径のアルミナ粉末を用いて膜厚が8μmにな
るまで研磨した。
そして、上記研磨後の基板をリン酸クロム酸混合液(5
:5)10%溶液中でケミカルエツチング処理をし、基
板表面に実施例Hの場合と同様に凹凸深さがそれぞれ1
00,200゜300.500人の二次元的な凹凸を生
成した。
上記エツチング処理後の基板に、実施例■と同じ条件に
より磁性体をスパッタした。ただし、基板温度は130
0である。
[実施例Vll](還元処理による充填の場合)AI−
4%Mg合金製基板を印加電圧48Vのシュウ酸3%洛
中で陽極酸化処理を行い、膜厚10μm、ボア径250
人、セル径1100人のアルマイト皮膜を生成した後、
この基板をH3P0a1%溶液中に10分間浸漬して、
ボア径850人、セル径1,100人とし、これにNi
 clx 600g、H201000CC2Dextr
in 30 gの塗料を塗布した後、450℃のH2内
で10分間加熱還元処理を行い、続いてこの基板の表面
を0.1μm径のアルミナ粉末を用いて膜厚が9μmに
なるまで研磨した。
そして、上記研磨後の基板をリン酸クロム酸混合液(5
:5)10%溶液中でケミカルエッチング処理をし、凹
凸深さがそれぞれ100゜200,300.500人の
二次元的な凹凸を生成した。
上記エツチング処理後の基板に、実施例■と同じ条件に
より磁性体をスパッタした。
上記実施例■ないしv■により得られた磁気ディスク基
板に対して、凹凸深さと摩擦係数の関係のテストを行い
、かつ、高湿度放置テスト及び高温回転テストによる環
境条件に伴う摩擦係数の変化を実施例Iの場合と同様の
条件で測定したところ、実施例工とほぼ同様の結果が得
られた。
進んで、上記各実施例により得られた磁気記録媒体につ
いて、記録再生特性テストを行なった。
第10A図ないし第10C図は、実施例■による磁気デ
ィスク(充填物Ni、磁性体Co−Niの水平磁化膜)
に対して松下電器産業(株)製Mn−Znモノリシック
形磁気ヘッド(製品記号M556)を使用した場合の測
定結果である(ベツドギャップ0.5′μm、トラック
幅15μm、浮上量0.Lum)。
第10A図は上記媒体にそれぞれ2.5MHz及び5 
M )i zで記録する時に磁気ヘッドに印加した電流
と、同媒体の再生時に磁気ヘッドに得られた出力電圧と
の関係及びオーバーライド時の出力減衰量を示す記録再
生特性図である。
いずれの記録波長の場合も、記録電流の如何によらず、
安定したヘッド出力が得られる。
第10B図はヘッド出力の最大値と最小値の変動状態を
示す出力波形図である。
第10C図は記録周波数に対するヘッド出力の関係を示
す周波数特性図である。100KH2から2 M Hz
までは殆ど出力値が一定であり、5MHzにおいても約
20mVが得られる。記録密度の欄の数字はそれぞれ上
側の周波数の場合に相当する記録密度を意味する。
第11A図ないし第11C図は、実施例■による磁気デ
ィスク(充填物Sn、磁性体Co−N1)に対して、製
品記号M515の磁気ヘッドを用いて同一測定条件で測
定した場合のそれぞれ第10A図ないし第10C図に対
応するものである。
□第11B図を第10B図と対比すると明らかなように
、充填物にN1を用い、磁性体にCO、−Ni又はCo
−Crの水平磁性層を用いて、磁気的結合を弱くした場
合は、ヘッド出力は幾分低下するが、記録電流の大小に
係りなく、ヘッド出力の変動(モジュレーション)が殆
んどなく、高安定性が得られる。これは基板の下層の垂
直磁性膜と上層の水平磁炸膜の相互作用によるものと推
測される。
さらに、本発明によるケミカルテクスチャー法により得
られた磁気ディスクの信号対雑音テストの結果を、従来
のメカニカルテクチャ−法によるものの信号対雑音テス
トの結果と比敦した。第12A図は本発明による磁気デ
ィスク、第12B図は従来品のテスト結果を示す1図中
、線BNはテスト装置のバックグラウンドノイズ、。
線Sは信号であり、BNとSの間の面積がノイズの大き
さを示す、従って、本発明による磁気ディスク基板を用
いると、従来品よりノイズが二分の−に減ることが理解
される。
以上の各種の材料によるケミカルテクスチャー処理の結
果、次の結論が得られた。
a、磁気ディスクの機械的な性質(摩擦係数、湿度テス
ト、潤滑性)はテクスチャーの深さにより決定される。
b、ボアの充填材料として磁性材料(Ni)を使用し、
その上側の磁性体を水平磁化した場合は、下側の垂直磁
化層と上側の水平磁化層の相互作用によりモジュレーシ
ョンが小さくなる。
これらの測定結果は、この発明による磁気ディスク基板
及びその製造方法が、従来のメカニカルテクスチャーと
異なり、制御されたテクスチャー処理が可能であること
及び所望の摺動特性を備えていることを示しており、そ
の工業的効果は著しく大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明による基板のエッチング処理後の表
面構造を示す一部の拡大断面図、第2図はエツチング処
理後の基板の表面組繊を示す微分干渉芽微鏡写真、第3
図はレーザー干渉型あらさ計による基板の表面組織の拡
大斜視図、第4図は基板表面の各種の凹凸深さと摩擦係
数の関係を示すグラフ、第5図及び第6図は環境条件に
よる摩擦係数の変化を示すグラフであり、第5図は高湿
度放置テストの結果を示し、第6図は高温回転テストの
結果を示す。 第7図はNi充填、ケミカルエツチング処理後の基板の
表面組織を示す電子顕微鏡写真、第8図は同基板に磁性
体スパッタ、カーボン保護層塗着をした後の基板の表面
組織を示す電子顕微鏡写真、第9図はSn充填、エツチ
ング処理、磁性体スパッタ及びカーボン塗着後の基板の
表面組繊を示す電子顕微鏡写真である。 第10A図ないし第10C図は一実施例による磁気ディ
スクの記録再生特性を示すものであり、第10A図は記
録再生特性図、第10B図は出力波形図、第10C図は
周波数特性図、第11A図ないし第11C図は他の実施
例による磁気ディスクの同様の記録再生特性を示すグラ
フである。 第12A図及び第12B図はそれぞれ本発明の磁気ディ
スクと従来品の信号対雑音テストの結果を示すグラフで
ある。 第13図は従来のメカニカルテクスチャーによる基板の
表面組織を示す微分干渉閣微鏡写真、第14図は同基板
のレーザー干渉型あらさ計による表面組織の拡大斜視図
である。 )′り八′t4 第2図 第3図 Or+*ntmt+o^ 第12A図 第12B図 周波数(MHz) Σ ILL

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルマイト処理された基板のボア中に前記基板と
    物理的化学的性質が異なる材料を充填したものをエッチ
    ング処理して、表面に前記基板と前記材料の物理的化学
    的性質の差に基く微小凹凸を形成したことを特徴とする
    磁気ディスク基板。
  2. (2)表面の凹凸の深さが50〜5000Åであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の磁気ディス
    ク基板。
  3. (3)ボア中に充填される材料として磁性材料を使用し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第3項に
    記載の磁気ディスク基板。
  4. (4)ボア中に充填される材料として非磁性材料を使用
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第3項
    に記載の磁気ディスク基板。
  5. (5)エッチング処理後の表面に硬質材料がコーティン
    グされていることを特徴とする特許請求の範囲第1項な
    いし第4項のいずれか1項に記載の磁気ディスク基板。
  6. (6)アルマイト基板のボア中に前記基板と物理的化学
    的性質が異なる材料を充填し、これを研磨して表面を平
    滑にした後、エッチング処理をすることを特徴とする磁
    気ディスク基板の製造方法。
JP63164667A 1987-09-28 1988-07-01 磁気ディスク基板とその製造方法 Expired - Lifetime JPH0756692B2 (ja)

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JP63164667A Expired - Lifetime JPH0756692B2 (ja) 1987-09-28 1988-07-01 磁気ディスク基板とその製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100616645B1 (ko) * 2004-12-24 2006-08-28 삼성전기주식회사 단일 자구 페라이트 필라 어레이를 갖는 자기 저장 소자의제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421307A (en) * 1977-07-19 1979-02-17 Fujitsu Ltd Magnetic recording medium and production of the same

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JPH0756692B2 (ja) 1995-06-14

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