JPH0329110A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体及びその製造方法

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JPH0329110A
JPH0329110A JP16078589A JP16078589A JPH0329110A JP H0329110 A JPH0329110 A JP H0329110A JP 16078589 A JP16078589 A JP 16078589A JP 16078589 A JP16078589 A JP 16078589A JP H0329110 A JPH0329110 A JP H0329110A
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JP
Japan
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magnetic recording
recording medium
magnetic
cr2n
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JP16078589A
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English (en)
Inventor
Maki Kondou
近藤 麻希
Kenichi Gomi
五味 憲一
Hideaki Tanaka
秀明 田中
Shoichi Sawahata
沢畠 昇一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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〕 本発明は磁気記録媒体、及び、その製造方法に係り、特
に、磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体に関する。
〔従来の技術〕
近年、コンピュータ・システムにおける外部記憶装置と
しての磁気ディスクの重要性が増大し,その記憶密度は
年々著しく増している。従来、磁気記録媒体は、針状γ
−Fe20avIi粒子を有機バインダ中に分散した粘
性材料をアルミニウム合金基板上にスピン塗布後、焼威
した塗布型媒体の薄膜化を中心に開発が進められ、現在
広く用いられている。しかし、より高密度化を達成する
には媒体の薄膜化が必要となるが、現在の塗布型媒体で
は技術的に限界があると考えられ、これに代わる高密度
磁気ディスクとして、薄膜化が容易な金属磁性薄膜媒体
をもつ磁気ディスクが注目されている。この金属磁性薄
膜媒体はメッキ技術によって形或するメッキ磁気ディス
ク、金属磁性膜(Co−Cr,Go−Ni等)、あるい
は、金属酸化物(γ−FezOa等)を用いたスパツタ
ディスク等が開発され、記録密度を大巾に増加しうるち
のと期待されている. この様な薄膜連続媒体を用いた磁気ディスクの一般的な
構造は次のようである。基板は高純度アルミニウム合金
が用いられ、その上に下地層が形威される。下地層の上
に磁性層が形成されるが,この二層の間には両層の密着
性向上や磁性層の特性向上を目的として中間層が形成さ
れることがある.磁性層の上には保護層、あるいは、潤
滑層が形成される. この下地層は、磁性層の薄膜化を可能とし、低浮上量に
おける安定したヘッド浮揚状態を確保するための平坦性
、および,平滑性が要求され、基板欠陥の著しい低減が
必要とされる。また、下地層には機械的強度、加工性、
研磨性などの諸特性の他に.例えば,特開昭59 − 
45634号公報に記載されているように、磁性層、あ
るいは、保護層、潤滑層の形成過程における熱処理によ
っても下地層が帯磁しないことが要求される. ,下地層に無電解めっき法で形成したNi−P膜が一般
的に用いられているが、これ以外に,例えば、特開昭5
7−169930号公報に記載されているように、金属
アンダーコート層を形或する方法や特開昭49−749
11号公報,特開昭57 − 50324号公報,特開
昭59 − 217225号公報,特開昭60 − 2
01524号公報,特開昭63−183612号公報に
記載されているように,金属の酸化物,窒化物等を形成
する方法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
磁気記録媒体の基板は、一般に.AQ−Mg合金が用い
られているが、磁気ヘッドと磁気記録媒体の接触時の衝
撃に対しても磁気記録媒体の表面が損傷しないように、
特開昭60− 201524号公報に記載されているよ
うに、クロムの窒化物を下地層に用いることは従来から
知られていた.しかし、本発明者らが検討した結果、ク
ロムの窒化物には、合或条件によって、硬度の高いCr
2N と下地層には適さない硬度の低いCrNとが形成
することを見出だした。
本発明の目的は、高硬度のクロムの窒化物Cr2N層、
もしくは,Cr2N とCrNの混合層を下地層として
用いることにより、磁気ヘッドに対する耐摺動性に優れ
た磁気記録媒体を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、磁気記録媒体用の基板面の下地層として5
硬度の低いCrNを用いるのではなく、非磁性で機械的
強度に優れた材料であるCr2N層,もしくは、Cr2
NとCrN の混合層を設け・ることによって達威され
る. ここで,磁性層はCOを主たる戒分とする金属磁性層で
あるか、金属酸化物薄膜、金属窒化物薄膜であることが
望ましい。また、下地層と磁性層の間には、Cr,Mo
,W,Si,Ti,Ge,Cのいずれか一種からなる1
00〜5000入の中間層を設けてもよい。なお、耐摺
動性の観点から、Cr2Nを主成分とする下地層の厚さ
は0.05〜10.0μm、より望ましくは1.0μm
以上5.0μm以下にするのがよい。
磁気記録媒体用の基板はAQ−Mg合金が一般的であり
、この基板上に磁気ヘッドの粘着トラブルや摩擦係数の
低下を目的に円周方向にグループを設けたものにCr2
N を主成分とする下地層を形成した後、中間層及び磁
性層を形成してもよい.また、Cr2N を主或分とす
る下地層を形成後,下地層の表面に磁気ヘッドの粘着ト
ラブルや摩擦係数の低下を目的とした溝や凸状物を形成
してもよい。
〔作用〕
本発明の磁気記録媒体は基盤上の下地層として、硬度の
劣るCrN層ではなく、磁気ヘッドとの接触時、あるい
は、衝突時にも磁気記録媒体の損傷を防止しうるだけの
機械的強度をもつ材料であるCr2N層、もしくは、C
r2N とCrNの混合層を用いて形成される。
このため、下地層を形成した基盤上に、たとえば、物理
的気相析出法(PVD) 、代表的な方法はスパッタリ
ング法によって、中間層,磁性層,保護層、あるいは潤
滑層を形成すれば,磁気ヘッドの低浮上時にも、安定し
たヘッド浮揚状態を確保することのできる表面精度をも
ち、磁気ヘッドに対する耐摺動性に優れた磁気記録媒体
となる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を挙げ、図面を参照しながら、さ
らに具体的に説明する。
本発明の磁気記録媒体の基板材料はAQ合金,ガラス,
セラミックス,プラスチップ等を用いることができるが
、現在最も一般的で経済的に優れているものはAIJ合
金基板である。本発明の下地層の形成には物理的気相析
出法(P V D)、化学的気相析出法(CVD)、蒸
着法等を用いることができるが、現在では物理的気相析
出法(P V D)の一種であるスパッタリング法を用
いるので工業的規模で実施するのに好ましい。
本発明のCr2N層,もしくは、Cr2NとCrNの混
合層を下地層として形成する際に、例えば.スパッタリ
ング法を用いる場合には、ターゲットとしてCrを用い
て.ArとN2の混合ガス中でスパツタし、いわゆる、
反応性スパッタによって基板上に下地層を形威すること
ができる。
Cr2N層、もしくは、Cr2NとCrNの混合層から
なる下地層は磁気ヘッドと磁気記録媒体の接触時の衝撃
に対しても磁性層の損傷を防止する必要があることから
、基板にAQ合金のような硬度の小さいものを用いた場
合には,下地層の厚さは少なくとも1μm以上必要であ
る。この下地層の厚さが増すほど耐摺動性は向上するが
、一方、膜厚の増大と共に膜応力が増大し、著しい場合
には、基板の変形が生じる恐れがあることや,また、経
済的に磁気記録媒体を生産するという観点からも膜厚は
必要以上に大きくすることは好ましくなく、膜厚は10
μm以下が望ましい。しかし、膜応力の低減や工業的規
模で高速に成膜できる手段が可能であれば、これ以上の
膜厚であっても、もちろん可能である。
次に具体的な実施例により、さらに詳細に説明する. く実施例1〉 本発明の一実施例を第1図により説明する。lは基板で
ありAfl−Mg合金が一般的であるが、ガラス,セラ
ミックス等を用いてもよい。2はCr2N層、もしくは
、Cr2NとCrNの混合層からなる下地層、3はCr
,Mo,W,Ti等からなる中間層、4はCoNi,C
oNiCr,CoNiP等から成る磁性層、5はC,S
iO2,SiC等からなる保護層、6はパーフロ口アル
キルエーテル鎖等をもつ有機物の潤滑層である。以下、
さらに詳細に本実施例について説明する。
外径130mmφ,内径40m,厚さ1.9mのAQ−
Mg合金基板1を用いて、RFマグネトロンスパッタリ
ング法により、基板温度160℃、RF投入電力600
W.ArとN2の全ガス圧5m Torr一定とし. 
NZのガス分圧N2/(Ar+Nz )比を0.1,0
.2,0.3,0.4,0.5の条件に変化させて、C
rをターゲットとしてスパンタし膜厚2.5μmの下地
層を形或した。
次に、この下地層を形威したAQ−Mg合金基板上に、
Arガス雰囲気中で他は上記と同じ条件で、膜厚250
0人のCrからなる中間層3、膜厚600人のCoNi
Cr磁性層4、膜厚500人のCからなる保護層5を形
威した後、パーフロロアルキルエーテル鎖を含む液体潤
滑層6を5o入形成して磁気ディスクとした。
本磁気ディスクの硬度をマイクロ硬度計を用い、ヌープ
圧子により測定荷重10gfで測定し,ヌープ硬度とN
z / (A r + N2)比の関係を第2図に示す
。下地層形成時のN z/ ( A r + N 2)
比が低いものほど、高硬度の磁気ディスクが得られた。
そこで、各磁気ディスクの下地層のみを形成した状態で
、薄膜X線分析をし、その回折ピークより各下地層の組
或を評価したところ、Nz/(Ar+N2)比0.2 
以下では、その大部分がCr2Nで形成されていること
が判明し、このCr2N膜が磁気ディスクの硬度向上に
寄与していると推定された。また、磁気記録媒体はどれ
も,従来から用いられている無電解メッキ法で形成した
Ni −P膜を12μm形成して下地層2とし、その層
の上に上述の実施例とまったく同様の条件で、同じ構或
にして作成した磁気記録媒体の硬度は約600kg f
 / m”よりも高い硬度であった.このことより、下
地層をCr2N とCrNの混合層、望ましくは、Cr
2N層とすることで高硬度の磁気記録媒体が得られるこ
とが分かった。
本実施例で形成したCr2N層、もしくは、Cr2N 
とCrNの混合層からなる下地層の強度は膜厚によって
変化する。基板にAQ−Mg合金を用いて、その上に下
地層をN2 / (A r + N2)比を0.1  
と一定にして,膜厚を変えて形成した試料のヌープ硬度
を測定した。その結果を第3図に示す。磁気記録媒体の
下地層に用いるには、Cr2N を主成分とする下地層
の膜厚は、好ましくは2.0μm以上が必要であるが、
それでも、Ni−P膜の約1/6の膜厚でNi−P膜と
同等の硬度をもつ下地層となりうる。
〈実施例2〉 第1図に示す構造の、別の実施例を次に述べる。
外径130φ,内径40mφ,厚さ1.9++uのAQ
一Mg合金基板を用いて、DCマグネトロンスパッタリ
ング法により基板温度180℃、ArとN2の全ガス圧
6 mTorr.D C投入電力600W、Cr2N膜
の形成されやすいN2ガス分圧Nz/(Ar+N2)比
0.1一定として、膜厚2.0μmのおもにCr2N 
を主成分とする下地層を形成した。次に、この下地層を
形威したAQ−Mg合金基板上に、Arガス雰囲気中で
他は上記と同じ条件で、膜厚2000入のCrからなる
中間層3、膜厚600入のCo N i C r磁性層
4、膜厚450大のCからなる保護層5を形成した後、
潤滑層6を60人形成して磁気ディスクとした。
本磁気ディスクの硬度をマイクロ硬度計を用い、ヌープ
圧子により測定荷重10gfで測定した結果、そのスー
プ硬度は980kgf/m”となった。
この硬度は、従来から用いられている無電解メッキ法で
形成したNi−P膜を12μm形成して下地層2とし、
その層の上に上記実施例とまったく同様の条件で、同じ
構成にして作製した磁気記録媒体の硬度と比較してまっ
たく遜色ないものであった。
〈実施例3〉 第1図に示す構造の別の実施例を次に述べる.外径13
0mφ,内径40m+φ−,厚さ1.9aaのAfl−
Mg合金基板1を用いて、DCマグネトロンスパッタリ
ング法により基板温度150℃,ArとN2の全ガス圧
5mmTorr, Nzのガス分圧N2/(Ar+N2
)比0.1,DC投入電力600Wで膜厚3.0μmの
おもにCr2N を主成分とする下地層2を形成したあ
と.Arガス雰囲気中で他は上記と同条件で膜厚200
0λのCrからなる中間層3、膜厚600人のCoNi
Cr磁性膜4、膜厚500人のC保護層5を形成した後
、潤滑層6を60人形成して磁気ディスクとした。
本磁気ディスクを相対速度13.5m/s  、浮上量
0.24μmとし, A Q gos − T i C
 スライダー材の薄膜磁気ヘッドで記録再生する磁気デ
ィスク装置にセットして耐衝撃性を評価した結果、17
0G以上の衝撃に対しても再生時にエラーを生じたり、
クラツシュしたリせず良好な耐衝撃性を示した.また、
CSS試験でも三万回以上の寿命をもち、酎摺動性に優
れた磁気記録媒体であることが判明した. 以上の実施例において、基板1にAQ系基板を用いたが
、ポリイミドなどの有機物系基板,ガラス基板,AQz
Oaなどのセラミックス基板でも同様の効果が認められ
る。ただし、AQ系基板よりも硬度の大きい基板の場合
には、Cr2N層、もしくは、Cr・2NとCrN の
混合層からなる下地層の膜厚は、AQ系基板上よりも小
さくてよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、硬度が高く、基板との密着性に優れた
下地層を形成することができるため、磁気記録媒体の耐
衝撃性、耐摺動性を向上させる効果があり、信頼性の極
めて高い高性能磁気記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は磁気ディ
スクの硬度と下地層形成時のN2ガス分圧の関係を示す
グラフ、第3図は下地層材料の硬度と膜厚の関係を示す
グラフである。 1・・・基板、2・・・下地層、3・・・中間層、4・
・・磁性層、Nz/(AI−+ハ2)比

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に非磁性下地層をもち、前記下地層上に磁性
    層をもつ磁気記録媒体において、前記非磁性下地層はC
    r_2N層もしくはCr_2NとCrNの混合層からな
    ることを特徴とする磁気記録媒体。 2、請求項1において、前記磁性層と前記下地層の間に
    Cr、Mo、W、Ti、C、Ge、及びSiからなる群
    から選ばれた少なくとも一種の元素からなる中間層を形
    成させたことを特徴とする磁気記録媒体。 3、請求項1において、前記磁性層がCoを主たる成分
    とする金属薄膜であることを特徴とする磁気記録媒体。 4、請求項1において、前記下地層の膜厚が、1〜10
    μmであることを特徴とする磁気記録媒体。 5、請求項2において、前記中間層の膜厚が500〜5
    000Åであることを特徴とする磁気記録媒体。 6、請求項1において、前記基板は円周方向に沿つて形
    成された制御された溝、あるいは、制御された凹凸が形
    成されたものであることを特徴とする磁気記録媒体。 7、請求項1に記載の非磁性下地層を物理的気相析出法
    により、金属ターゲットを用いて形成し、前記非磁性下
    地層を用いて構成されたことを特徴とする磁気記録媒体
    。 8、請求項1に記載の構造をもつ前記磁気記録媒体を組
    み込んだ磁気記録装置。 9、請求項7においてN_2のガス分圧N_2/(Ar
    +N_2)比を0.2以下にすることを特徴とする磁気
    記録媒体の製造方法。
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