JPH0338357B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はハードデイスク、フレキシブルデイス
ク、磁気テープ等に使用される金属薄膜型磁気記
録媒体用基板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］ 金属薄膜型磁気記録媒体は、近年、高密度記録
用媒体として広く研究され、記録再生特性が優れ
ていることはよく知られている。特に、Co−Cr
合金、Co−Ni合金は記録再生特性が優れ、前者
は200KBPI、後者は90KBPIの線記録密度の達成
が報告されている。しかし、現在に至るまで広く
実用化されるには至つていない。

その原因としては、記録ヘツドとの摩擦の問題
が挙げられている。すなわち、金属薄膜磁気記録
媒体は連続型媒体であつて、表面平滑度が高いた
め、液体潤滑剤の保持能力に難点があつて、磁気
ヘツドとの摩擦により使用中に潤滑剤が除去され
てしまい、ヘツドクラツシユに至ることも一つの
原因である。

このため、従来、基板表面に機械的に凹凸を設
けてその表面に磁気記録材料をコーテイングし、
その凹凸により磁気ヘツドとの接触面積を減ら
し、さらに、その凹部に液体潤滑剤を入れて、そ
の保持能力を増加させたものが試みられている。

このような機械的な凹凸処理、例えばサンドペ
ーパー等によるメカニカル・テキスチユアー処理
によるものは、表面にバリが発生し、磁気ヘツド
に付着してクラツシユに至る場合が多く、また、
機械的な凹凸処理により表面が荒れるため、磁気
ヘツド・媒体間の間隔が増加して高密度記録が達
成できない。

本発明者らは、ケミカル又はフイジカル・エツ
チングにより基板の表面に凹凸をつける方法（特
願昭62−243074号明細書）、及びポアを化学処理
により積極的に拡大して表面に凹凸をつける方法
（特願昭62−248771号明細書）等を提案している
が、ケミカル又はフイジカル・エツチングの場合
は、第１２図に示すように、基板１３１の表面よ
り突出する針状の棒１３２が、シヤープなエツジ
を有している。このため、その上にコーテイング
される磁性材料１３３が薄い場合は、エツジに磁
気ヘツドが当たり磁性膜及びその上の潤滑膜が破
壊され易い欠点があつた。

本発明は、基板表面にエツジのない均一な微小
突起を有して、潤滑材の保持能力が向上され、し
かも、磁性膜及び潤滑膜の破壊が発生しない金属
薄膜型磁気記録媒体用基板を安価にかつ高品質を
もつて製造できる方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明による製造方法は、陽極酸化皮膜のポア
中に充填された低融点金属、高分子材料、無機酸
化物又はこれらの複合材料などの陽極酸化皮膜と
異なる材料を、加熱処理により基板表面に盛り上
げさせるものである。

その表面の凹凸の度合いは、加熱の温度と時間
を制御することにより、調整可能である。

また、本発明による製造方法は、ポア中に上記
材料を充填し、その基板を研磨して表面を均一に
した後、所要温度で所要時間をもつて加熱処理し
て、表面に前記材料を突出させることを特徴とす
る。

［作用］ ポア中に充填された低融点金属、高分子材料な
どは、加熱により軟化し、さらに温度を上昇させ
ると溶融する。軟化溶融した材料は、その体積膨
張及びポア中に存在する空気又は水分の膨張力
で、基板表面に押し出される。

加熱により表面に押出された針状の物体は表面
が滑らかな形状をしている。

［この発明の実施例］ 第一実施例 基板材料に、４％Mgを含むMg−Al合金を用
い、この基板を印加電圧48Vのシユウ酸３％浴中
で陽極酸化処理を行い、ポア径350Å、ポア間隔
1100Åのアルマイト皮膜を生成した後、この基板
をCuSO₄浴内で電解メツキ処理してポア中にSn
を析出充填させた。その後、この基板の表面を
0.1μｍ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、アルマイト膜厚を0.5μｍとし
た。

そして、上記研磨後の基板を、200℃で10分間
加熱処理した。温度上昇に伴い、充填物が軟化
し、さらに温度が上昇すると溶融し、軟化溶融し
たSnがその体積膨張及びポア底部に存する微量
の空気又は水分の高圧膨張力により基板表面に針
状に突出した。

これにより、第１図の図面代用写真に表面状態
を示すように、アルマイトAlの表面から針状の
Snが突出して、基板表面に二次元的な凹凸が生
成した。

突出物の直径は300〜2000Å、突出高さは10〜
500Å、分布は10⁵〜10⁷個／mm²である。

上記サーマル・テクスチヤー（加熱処理）後の
基板の触針式あらさ測定機による測定結果を、第
２図に示す。凹凸の最大差（TIR）は85Å、平均
値は15Åである。

そして、第３図に示すように、基板３１の表面
に針状に突出された物体３２（Sn）は、表面が
滑らかで、丸みを帯びている。

続いて、第４図に示すように、上記基板の表面
に下地材料Crをスパツタ法により膜厚1000Åに
コーテイング（製膜）し、その上に磁性材料Co
−Ni合金を同じくスパツタ法により膜厚600Åに
コーテイングして磁性膜３３を生成した後、さら
に、その上にカーボンＣをスパツタ法により膜厚
300Åにコーテイングして保護膜３４を生成して、
磁気デイスクを形成した。第５図の写真は、この
状態の表面を示している。この場合における最大
凹凸高さは500Åである。

上記コーテイング後の基板について同様の表面
あらさを測定した結果を第６図に示す。凹凸の最
大差は195Å、平均値は25Åである。これは、コ
ーテイングがサーマル・テクスチヤーによる凹凸
に忠実に行われ、しかも、コーテイング後の表面
あらさがサーマル・テクスチヤーの約2.5倍が確
保されることを意味する。しかし、従来のメカニ
カル・テクスチヤーに比し、あらさは格段に小さ
い。

第７図は上記コーテイング処理後の基板に対し
て、オージエ分析を行つて、深さ方向の組織を調
べた結果を示す。磁気記録媒体の表面又はその至
近にSnが存在する場合は、媒体の電気磁気特性
及び耐酸化性が低下して好ましくないが、同図か
らも明らかなように、この発明による基板は、媒
体の表面及びその至近にSnが無いので、電気磁
気特性及び耐酸化性に優れている。

次に、上記の磁気デイスクを使用して、磁気ヘ
ツドに対する摩擦係数及び湿度特性を調べた結果
を、第８図に示す。

さらに、上記磁気デイスクを用いて、CSS（コ
ンタクト・スタート・ストツプ）テストを行い、
その耐久性を調べた。使用した磁気ヘツドは、材
料Mn−Znフエライト、荷重15ｇ、レール幅400μ
ｍ、移動速度0.2ｍ／secで、基板表面に液体潤滑
剤フオンブリン（テユポン社製品）を40Åコーテ
イングした。表面あらさがメカニカル・テクスチ
ヤーによるものより小さいので、従来の磁気デイ
スクでは浮上量が0.3μｍ必要であつたのに対し
て、この発明によるデイスクでは浮上量0.1μｍが
可能であつた。問題のないCSS回数は、８万回以
上であつた。

続いて、上記磁気デイスク（Co−Ni膜厚600
Å）に対して行つた記録媒体特性テストの結果に
ついて、説明する。

第９Ａ図ないし第９Ｃ図は、(株)日立製作所製メ
タル・イン・ギヤツプ形磁気ヘツド（製品記号
HMIG）を使用した場合の測定結果である（ヘ
ツドギヤツプ0.5μｍ、トラツク幅15μｍ、浮上量
0.1μｍ）。

第９Ａ図は媒体にそれぞれ2.5MHz及び5MHzで
記録する場合に磁気ヘツドに印加した電流と、そ
の媒体を再生する場合に磁気ヘツドに得られた出
力電圧との関係及びオーバーライト時の出力減衰
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
ヘツド出力が得られる。

第９Ｂ図はヘツ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。変動量が少ないこ
とが判る。

第９Ｃ図は記録周波数に対するヘツド出力の関
係を示す周波数特性図である。100KHzから2MHz
までは殆ど出力値が一定であり、5MHzにおいて
も約６ｍＶ低下するだけである。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１０Ａ図ないし第１０Ｃ図は、上記磁気デイ
スクに対して、松下電器産業(株)製Mn−Znモノリ
シツク形磁気ヘツド（製品記号M536）を使用し
て行つた場合のそれぞれ第９Ａ図ないし第９Ｃ図
に対応するものであり、それぞれ同様の結果を示
している。

第二実施例 基板として、４％Mgを含むMg−Al合金を用
い、この基板を印加電圧48Vのシユウ酸３％浴中
で陽極酸化処理を行い、ポア径350Å、ポア間隔
1100Åのアルマイト皮膜を生成した後、この基板
をリン酸１％浴中で陽極酸化処理を行い、ポア拡
大処理を行い、ポア径を600Åにし、この基板の
表面にSiO280Å粒子と有機シリコン３％の混合
溶液を塗布した後、赤外線乾燥によりポア中に
Mg−Al合金よりも耐熱温度が低い固形物質を充
填させた。その後、この基板の表面を0.1μｍ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、アルマイト膜厚を0.5μｍとした。

そして、上記研磨後の基板を、300℃で10分間
加熱処理した。温度上昇に伴い、充填物が軟化
し、さらに温度が上昇すると溶融し、軟化溶融し
た物質がその体積膨張及びポア底部に存する微量
の空気又は水分の高圧膨張力により基板表面に針
状に突出した。

これにより、第一実施例の場合と同様に、アル
マイトAlの表面から充填物が針状に突出して、
基板表面に二次元的な凹凸が生成した。この場合
の最大凹凸は700Åである。

続いて、先の実施例の場合と同様に表面に磁性
材料をコーテイングして磁気デイスクを形成し、
これを用いてCSSテストを行つた結果、問題のな
いCSS回数は３万回以上であつた。

第１１図に、サーマル・テクスチヤーにおける
温度・時間を種々変えて得られた凹凸深さを走査
型電子顕微鏡により測定した値を示す。ポア中の
電析材料はSnである。可及的に短時間及び低コ
スト熱エネルギーで好ましいテクスチヤー深さが
得られる範囲は、200〜300℃、10〜20分間であ
る。

上記実施例では、基板材料にAl又はAl合金を
用いた場合を説明したが、この他の実施例とし
て、基板材料にガラス板などの硬質基板を用い、
その表面にAl又はAl合金、Ti又はTi合金を気相
成長により付着させたものを使用し、これを陽極
酸化処理によるポア生成以下の各工程を施して、
上記の場合と同様に磁気デイスクを作ることがで
きる。

［この発明の効果］ 本発明方法によれば、陽極酸化皮膜のポア中に
陽極酸化皮膜の耐熱温度以下で溶融する材料材の
充填後、研磨して表面を均一化した後、基板を前
記耐熱温度付近で加熱処理することにより50〜
500Åの微小凹凸を設けるから、基板表面の凹凸
の高さが均一であり、従つて、磁気ヘツド・媒体
間の間隔にバラツキがなく、磁気ヘツドの浮上量
の減少が可能なため、高密度記録が達成できると
ともに、ケミカル・エツチングの場合のような特
別な薬品（リン酸、クロム酸溶液）又はフイジカ
ル・エツチングの場合のような高価なイオンエツ
チング装置等を必要としないので、工業生産上経
済的である。

また、本発明方法により得られる金属薄膜型磁
気記録媒体用基板は、加熱により表面に押出され
た針状の物体は表面が滑らかな形状をしているた
め、第一に、この上にコーテイングされる磁性膜
及び保護膜の機械的強度が大きくなる。第二に、
基板表面にはエツヂのない均一な微小突起が存す
るので、潤滑材の保持能力が良好であり、磁気ヘ
ツドとの摩擦により磁性膜及び潤滑膜が破壊され
ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は加熱処理後の基板の表面状態を示す金
属組織の電子顕微鏡写真、第２図はサーマル・テ
クスチヤー後の表面あらさ測定の結果を示すグラ
フ、第３図は突出物の形状を示す模式図、第４図
は磁性材料及び保護材料をコーテイングした状態
における基板表面の組織を示す模式図、第５図は
同コーテイング処理後の基板の表面状態を示す金
属組織の電子顕微鏡写真、第６図はコーテイング
処理後の表面あらさ測定の結果を示すグラフ、第
７図はオージエ分析の結果を示すグラフ、第８図
はこの発明に係る磁気デイスクの磁気ヘツドに対
する摩擦係数及び湿度特性を表すグラフである。
第９Ａ図ないし第９Ｃ図は一実施例による磁気デ
イスクの一つの磁気ヘツド使用による記録再生特
性を示すものであり、第９Ａ図は記録再生特性
図、第９Ｂ図は出力波形図、第９Ｃ図は周波数特
性図である。第１０Ａ図ないし第１０Ｃ図は他の
磁気ヘツドを用いた場合の同様の記録再生特性を
示すグラフである。第１１図は加熱温度・時間と
凹凸深さの関係を示すグラフである。第１２図は
先行技術の突出物の形状及びその欠点を示す模式
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極酸化処理された基板のポア中に陽極酸化
   皮膜の耐熱温度以下で溶融する材料を充填する第
   一工程、第一工程を経た基板を研磨して表面を均
   一にする第二工程、第二工程を経た基板を前記材
   料の溶融温度付近で加熱処理して表面に50〜500
   〓の凹凸を設ける第三工程からなる金属薄膜型磁
   気記録媒体用基板の製造方法。 ２ 硬質基板の上にアルミニウム又はアルミニウ
   ム合金、チタン又はチタン合金が気相成長により
   付着されたものを使用して各工程を施すことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属薄膜型
   磁気記録媒体用基板の製造方法。 ３ 充填材料として、Sn、Pb、Zn、高分子材
   料、無機酸化物又はこれ等の複合材料を用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属
   薄膜型磁気記録媒体用基板の製造方法。