JPH054727B2 - - Google Patents
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- JPH054727B2 JPH054727B2 JP62248771A JP24877187A JPH054727B2 JP H054727 B2 JPH054727 B2 JP H054727B2 JP 62248771 A JP62248771 A JP 62248771A JP 24877187 A JP24877187 A JP 24877187A JP H054727 B2 JPH054727 B2 JP H054727B2
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- pores
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/73—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
- G11B5/739—Magnetic recording media substrates
- G11B5/73911—Inorganic substrates
- G11B5/73913—Composites or coated substrates
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
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- G11B5/73919—Aluminium or titanium elemental or alloy substrates
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
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- G11B5/73921—Glass or ceramic substrates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
この発明は、基板表面に磁性連続薄膜を形成し
てなる磁気デイスクの製造方法、さらに詳しく
は、磁気デイスク表面の摩擦係数及び磁気ヘツド
に対する吸着の問題を解消した磁気デイスクの製
造方法に関する。
てなる磁気デイスクの製造方法、さらに詳しく
は、磁気デイスク表面の摩擦係数及び磁気ヘツド
に対する吸着の問題を解消した磁気デイスクの製
造方法に関する。
高密度記録材料として磁性連続薄膜（以下、磁
性薄膜という）を用いる磁気記録媒体は、その機
械的耐久性などに問題があるため、0.1μ以下の低
浮上媒体としてあまり使用されていない。 その理由を詳述すると磁性薄膜を用いる記録媒
体は、その表面が非常に平滑であるため、磁気ヘ
ツドとの接触に際して吸着（sticking）を起こし
易く、また、媒体に塗着した液体潤滑剤が磁気ヘ
ツドとの接触により簡単に取り去られて摩擦係数
が上昇するため、ヘツドクラツシユをするに至る
からである。 この対策としては、従来、基板の表面にサンド
ペーパーなどで機械的に傷を付けるメカニカルテ
クスチヤー法が試みられているが、ビツトエラー
を増加させないように、また、磁気ヘツドの吸着
を起こさないように制御して傷を付けることは非
常に難かしい。また、機械的に傷を付けて得られ
てテクスチヤーには、表面に微細なバリが存在す
るため、これが磁気ヘツドとの衝突により剥離し
てきて、ヘツドクラツシユ原因となる。 特開昭59−22220号公報に、アルマイト層で被
覆したアルミニウム合金基板の表面を鏡面仕上げ
した後、その鏡面仕上げ面をエツチングして、表
面精度がRa70〜1400Åの凹部を形成する、磁気
デイスク用基板の製造方法が、開示されている。 以前の製造方法では、アルミ合金円板を研削等
により仕上げた後、その表面をアルマイト化して
被加工面を硬質化し、鏡面仕上げをしていたが、
この場合の鏡面仕上げは、研磨、ラツプ、又はポ
リツシユ等の方法で行われ、鏡面仕上げ面の
Rmaxは200Å以下、Raは50Å以下であつて、こ
のままでは磁気ヘツドの吸着が起こるため、上記
の製造方法は、鏡面仕上げの後にエツチングを行
うことによりRaが70〜1400Åの表面精度を有す
る凹部を形成するものである。
性薄膜という）を用いる磁気記録媒体は、その機
械的耐久性などに問題があるため、0.1μ以下の低
浮上媒体としてあまり使用されていない。 その理由を詳述すると磁性薄膜を用いる記録媒
体は、その表面が非常に平滑であるため、磁気ヘ
ツドとの接触に際して吸着（sticking）を起こし
易く、また、媒体に塗着した液体潤滑剤が磁気ヘ
ツドとの接触により簡単に取り去られて摩擦係数
が上昇するため、ヘツドクラツシユをするに至る
からである。 この対策としては、従来、基板の表面にサンド
ペーパーなどで機械的に傷を付けるメカニカルテ
クスチヤー法が試みられているが、ビツトエラー
を増加させないように、また、磁気ヘツドの吸着
を起こさないように制御して傷を付けることは非
常に難かしい。また、機械的に傷を付けて得られ
てテクスチヤーには、表面に微細なバリが存在す
るため、これが磁気ヘツドとの衝突により剥離し
てきて、ヘツドクラツシユ原因となる。 特開昭59−22220号公報に、アルマイト層で被
覆したアルミニウム合金基板の表面を鏡面仕上げ
した後、その鏡面仕上げ面をエツチングして、表
面精度がRa70〜1400Åの凹部を形成する、磁気
デイスク用基板の製造方法が、開示されている。 以前の製造方法では、アルミ合金円板を研削等
により仕上げた後、その表面をアルマイト化して
被加工面を硬質化し、鏡面仕上げをしていたが、
この場合の鏡面仕上げは、研磨、ラツプ、又はポ
リツシユ等の方法で行われ、鏡面仕上げ面の
Rmaxは200Å以下、Raは50Å以下であつて、こ
のままでは磁気ヘツドの吸着が起こるため、上記
の製造方法は、鏡面仕上げの後にエツチングを行
うことによりRaが70〜1400Åの表面精度を有す
る凹部を形成するものである。
しかし、次のような問題点を有する。
すなわち、第１に、エツチングは、O2、Ar2又
はこれらの混合ガス雰囲気中のプラズマエツチン
グで行うが、これはプラズマをアルマイト層に衝
突させてアルマイト層表面の粒子を削り取るもの
である。従つて、アルマイトポア中の研磨粉
（SiO2、Al2O3）及びアルマイト皮膜中の介在物
（Fe3Si等）の物理的エツチングレートの差及び入
射粒子の角度依存性によりエツチング処理後の表
面粗さが粗くなることとなり、バラツキが非常に
大きい。 第２に、プラズマエツチングにおけるプラズマ
は指向性が強く、エネルギーが大き過ぎるため、
アルマイト皮膜に対しては、皮膜を構成している
３層に無関係にその構成元素の質量、プラズマ粒
子の入射角に依存して食刻するので、ポアに対し
ては、その角度が90°であるため単にその深さを
大きくするだけで、何等拡大作用がない。従つ
て、鏡面仕上げ及びエツチングのいずれの過程に
おいても、つまり、磁性薄膜形成前まで、ポア面
積比（ポア総面積の全表面積に占める率）はほぼ
10％で一定である。つまり、磁気ヘツドの接触面
積が比較的大きいので、摩擦係数を小さくするた
めには、面粗さを大きくする必要がある。この理
由から特開昭59−22220号公報によるエツチング
では、Ra70〜1400Åを必要とし、Ra70Å以下で
は摩擦係数を所期の小さい値にすることができな
いのである。 こうして、上記既知の方法では、必要な面精度
を確保するために、プラズマエツチングを採用し
ているのであるが、ポア面積比が小さいことに対
応して、Raを70〜1400Åと大きくする必要があ
るので、エツチング処理後の表面粗さに大きなバ
ラツキが生じ、ヘツドと磁気デイスクとのスペー
シング（間隔）はRmax値よりも十分に大きくし
なければならないから、ヘツド磁界が弱くなり媒
体抗磁力（Hc）を大きくすることが出来ず、ま
た、磁気デイスクの全表面における摩擦係数が不
均一であるため、ヘツド吸着、ヘツドクラツシユ
を完全に防止することが難しい。 こうして、この発明は、上記の問題点を鑑み、
基板表面に磁性薄膜を形成してなる磁気デイスク
において、鏡面仕上げ後のアルマイト皮膜に対し
て上記既知の方法と異なるテクスチヤー処理方法
を採用することにより、既知の方法では使用不可
能とされたRa50Å以下の表面精度でも、磁気デ
イスクの摩擦係数を十分小さくし、かつ、表面粗
さを均一にして、大きなHcが得られる磁気デイ
スクを提供することを目的とする。
はこれらの混合ガス雰囲気中のプラズマエツチン
グで行うが、これはプラズマをアルマイト層に衝
突させてアルマイト層表面の粒子を削り取るもの
である。従つて、アルマイトポア中の研磨粉
（SiO2、Al2O3）及びアルマイト皮膜中の介在物
（Fe3Si等）の物理的エツチングレートの差及び入
射粒子の角度依存性によりエツチング処理後の表
面粗さが粗くなることとなり、バラツキが非常に
大きい。 第２に、プラズマエツチングにおけるプラズマ
は指向性が強く、エネルギーが大き過ぎるため、
アルマイト皮膜に対しては、皮膜を構成している
３層に無関係にその構成元素の質量、プラズマ粒
子の入射角に依存して食刻するので、ポアに対し
ては、その角度が90°であるため単にその深さを
大きくするだけで、何等拡大作用がない。従つ
て、鏡面仕上げ及びエツチングのいずれの過程に
おいても、つまり、磁性薄膜形成前まで、ポア面
積比（ポア総面積の全表面積に占める率）はほぼ
10％で一定である。つまり、磁気ヘツドの接触面
積が比較的大きいので、摩擦係数を小さくするた
めには、面粗さを大きくする必要がある。この理
由から特開昭59−22220号公報によるエツチング
では、Ra70〜1400Åを必要とし、Ra70Å以下で
は摩擦係数を所期の小さい値にすることができな
いのである。 こうして、上記既知の方法では、必要な面精度
を確保するために、プラズマエツチングを採用し
ているのであるが、ポア面積比が小さいことに対
応して、Raを70〜1400Åと大きくする必要があ
るので、エツチング処理後の表面粗さに大きなバ
ラツキが生じ、ヘツドと磁気デイスクとのスペー
シング（間隔）はRmax値よりも十分に大きくし
なければならないから、ヘツド磁界が弱くなり媒
体抗磁力（Hc）を大きくすることが出来ず、ま
た、磁気デイスクの全表面における摩擦係数が不
均一であるため、ヘツド吸着、ヘツドクラツシユ
を完全に防止することが難しい。 こうして、この発明は、上記の問題点を鑑み、
基板表面に磁性薄膜を形成してなる磁気デイスク
において、鏡面仕上げ後のアルマイト皮膜に対し
て上記既知の方法と異なるテクスチヤー処理方法
を採用することにより、既知の方法では使用不可
能とされたRa50Å以下の表面精度でも、磁気デ
イスクの摩擦係数を十分小さくし、かつ、表面粗
さを均一にして、大きなHcが得られる磁気デイ
スクを提供することを目的とする。
この発明に係る磁気デイスクの製造方法は、上
記の目的を達成するため、アルマイト皮膜で被覆
した基板の表面を鏡面仕上げした後、電解エツチ
ングなど化学的溶解によりアルマイト皮膜のポア
を拡大して、ポアの総面積を全表面積の20〜80％
とし、かつ、アルマイト皮膜の３層構造のうち化
学溶解しにくい結晶質アルミナを残留突出させ
て、皮膜表面に最大粗さが80〜340Åの凹凸を形
成し、この基板の表面に既知の方法により磁性薄
膜を形成するようにしたことを特徴としている。 この場合、ポアの深さは、基板がガラスの表面
にアルミニウム皮膜を形成したタイプのものであ
る場合は、ポア拡大処理の時点において50〜
10000Å、好ましくは50〜500Åとすることが好ま
しい。また、アルミ合金の基板に用いる場合は、
アルマイト皮膜の厚さが厚くなり、ポア拡大処理
後のポアの深さが深すぎるので、深さが50〜500
Åになるように、ポア底部に材料を詰めることが
よい。 また、アルマイト皮膜に（111）結晶面を優先
面とするAlを使用すると、アルマイト膜面が平
滑になるため好ましい。
記の目的を達成するため、アルマイト皮膜で被覆
した基板の表面を鏡面仕上げした後、電解エツチ
ングなど化学的溶解によりアルマイト皮膜のポア
を拡大して、ポアの総面積を全表面積の20〜80％
とし、かつ、アルマイト皮膜の３層構造のうち化
学溶解しにくい結晶質アルミナを残留突出させ
て、皮膜表面に最大粗さが80〜340Åの凹凸を形
成し、この基板の表面に既知の方法により磁性薄
膜を形成するようにしたことを特徴としている。 この場合、ポアの深さは、基板がガラスの表面
にアルミニウム皮膜を形成したタイプのものであ
る場合は、ポア拡大処理の時点において50〜
10000Å、好ましくは50〜500Åとすることが好ま
しい。また、アルミ合金の基板に用いる場合は、
アルマイト皮膜の厚さが厚くなり、ポア拡大処理
後のポアの深さが深すぎるので、深さが50〜500
Åになるように、ポア底部に材料を詰めることが
よい。 また、アルマイト皮膜に（111）結晶面を優先
面とするAlを使用すると、アルマイト膜面が平
滑になるため好ましい。
この発明に係る磁気デイスクは、基板表面のア
ルマイト皮膜を化学溶解によりポア拡大処理して
あるが、そのアルマイト皮膜の結晶構造は、ポア
内壁より外部に向かつて、酸又はアルカリイオン
を含む無定形アルミナ、無定形アルミナ及び結晶
質アルミナと３層構造となつている。そのうち、
結晶質アルミナは最も溶解されにくく、化学溶解
の進行とともに結晶質アルミナの部分が残留し、
結果的に基板表面に突起が非常に均一な分布をも
つて形成される。この基板表面にその後に形成さ
れる磁性薄膜は、前記突起に習つて忠実に成長す
る。 このため、単にポア径が拡大されるのみでな
く、前記結晶質アルミナの残留物に基いて形成さ
れる突起が磁気ヘツドに対する接触面積の減少に
寄与する。また、ポアの拡大によつて、ポア中の
研磨残留物が除去される効果が新たに発生してい
る。 そして、この発明の採用する化学溶解によるテ
クスチヤー処理の場合は、基板の表面粗さが全面
に亘つてほぼ均一であり、かつ、溶解処理時間が
異なつてもほとんど変化しない。 このようにして、ポア面積比が上記基板全表面
積の20〜80％の範囲とされ、かつ、ポア中研磨残
留物が除去されているので、前記結晶質アルミナ
の突出部分により磁気デイスク表面の磁気ヘツド
に対する接触面積が非常に小さく、媒体表面と磁
気ヘツドの間に極薄空気膜が形成されるため、磁
気ヘツドと媒体との間の摩擦係数が著しく低減す
る。 ポアの深さを50〜500Åの範囲に選択すると、
摩擦係数の低減効果が確実であり、潤滑剤の保持
性も向上して、摩擦係数が長期間小さい値に維持
される。 さらに、この発明による磁気デイスクの製造方
法は、上記の材料の使用と工程により、ポア中に
特別な充填剤を充填せずに、通常のアルマイト処
理の後、電解浴中でポア溶解拡大処理を行うだけ
で良いので、大量生産の際のコスト低減効果が得
られる。
ルマイト皮膜を化学溶解によりポア拡大処理して
あるが、そのアルマイト皮膜の結晶構造は、ポア
内壁より外部に向かつて、酸又はアルカリイオン
を含む無定形アルミナ、無定形アルミナ及び結晶
質アルミナと３層構造となつている。そのうち、
結晶質アルミナは最も溶解されにくく、化学溶解
の進行とともに結晶質アルミナの部分が残留し、
結果的に基板表面に突起が非常に均一な分布をも
つて形成される。この基板表面にその後に形成さ
れる磁性薄膜は、前記突起に習つて忠実に成長す
る。 このため、単にポア径が拡大されるのみでな
く、前記結晶質アルミナの残留物に基いて形成さ
れる突起が磁気ヘツドに対する接触面積の減少に
寄与する。また、ポアの拡大によつて、ポア中の
研磨残留物が除去される効果が新たに発生してい
る。 そして、この発明の採用する化学溶解によるテ
クスチヤー処理の場合は、基板の表面粗さが全面
に亘つてほぼ均一であり、かつ、溶解処理時間が
異なつてもほとんど変化しない。 このようにして、ポア面積比が上記基板全表面
積の20〜80％の範囲とされ、かつ、ポア中研磨残
留物が除去されているので、前記結晶質アルミナ
の突出部分により磁気デイスク表面の磁気ヘツド
に対する接触面積が非常に小さく、媒体表面と磁
気ヘツドの間に極薄空気膜が形成されるため、磁
気ヘツドと媒体との間の摩擦係数が著しく低減す
る。 ポアの深さを50〜500Åの範囲に選択すると、
摩擦係数の低減効果が確実であり、潤滑剤の保持
性も向上して、摩擦係数が長期間小さい値に維持
される。 さらに、この発明による磁気デイスクの製造方
法は、上記の材料の使用と工程により、ポア中に
特別な充填剤を充填せずに、通常のアルマイト処
理の後、電解浴中でポア溶解拡大処理を行うだけ
で良いので、大量生産の際のコスト低減効果が得
られる。
次に、この発明の実施例を説明する。
第一工程として、ガラス基板の表面に真空蒸着
法により厚み1μｍのアルミニウム皮膜を生成し
た。 第二工程として、上記基板を３％シユウ酸水溶
液中で印加電圧50Vの下で陽極酸化処理を行い、
ポア径370Å、セルサイズ1100Å、ポア有効面積
９％のアルマイト皮膜を生成した。このときのポ
ア深さは、アルマイト皮膜厚さ1μｍからバリア
層の厚さ（例えば200〜250Å）を引いたものに等
しい。 第三工程として、上記基板を通常の方法で鏡面
仕上げをした後、30℃10％H3PO4電解液中に浸
漬して化学溶解によるポア拡大処理をした。第三
工程における処理時間の調整により、次項の表に
示すような、各種のポア有効面積を有する６サン
プルを得た。
法により厚み1μｍのアルミニウム皮膜を生成し
た。 第二工程として、上記基板を３％シユウ酸水溶
液中で印加電圧50Vの下で陽極酸化処理を行い、
ポア径370Å、セルサイズ1100Å、ポア有効面積
９％のアルマイト皮膜を生成した。このときのポ
ア深さは、アルマイト皮膜厚さ1μｍからバリア
層の厚さ（例えば200〜250Å）を引いたものに等
しい。 第三工程として、上記基板を通常の方法で鏡面
仕上げをした後、30℃10％H3PO4電解液中に浸
漬して化学溶解によるポア拡大処理をした。第三
工程における処理時間の調整により、次項の表に
示すような、各種のポア有効面積を有する６サン
プルを得た。
【表】
アルマイト皮膜は、その結晶構造が、第１図及
び第２図に示すように、ポアＰの内壁より外部に
向かつて、酸又はアルカリイオンを含む無定形ア
ルミナａ、無定形アルミナｂ、結晶質アルミナｃ
と、変化している。ポア拡大のための化学的溶解
処理においては、この３層構造のうち、結晶質ア
ルミナｃは最も溶解されにくいため、溶解進行と
ともに、結晶質アルミナｃの部分が残つて突出し
てくる。従つて、この基板を用いる磁気デイスク
の磁気ヘツドに対する接触面積は、径が拡大され
たポアと、結晶質アルミナｃの突出部の存在によ
り、従来品よりも著しく小さくなる。 ３層構造ａ，ｂ，ｃのうち、ａは化学溶解処理
の際に一様に溶ける。従つて、表１のサンプル１
〜６が示すように、処理時間が20、40、〜100分
と経過するとともに、ポア径が340Åから480、
600、〜1000Åに拡大されて、有効面積が17％、
27％〜75％に変わる時は、溶解しない結晶質アル
ミナｃの頂点から溶解したａの頂部までの距離、
すなわち、最大粗さ（Rmax）は、ポア拡大量の
半分となり、例えば、 サンプル２では、（480−340）／２＝70Å サンプル３では、（600−340）／２＝130Å サンプル４では、（750−340）／２＝200Å サンプル５では、（870−340）／２＝265Å サンプル６では、（1000−340）／２＝330Å となる。 従つて、クレームの有効面積20％〜80％に対応
する最大粗さは、80Å〜340Åとなる。 そして、ポアの化学的溶解によるテクスチヤー
処理の場合は、プラズマエツチングによる場合と
異なり、溶解処理時間の長短に拘らず表面粗さが
ほとんど変化しない。第３図及び第４図は、接触
式表面粗さ計（TENSOR INSTRUMENTS
USA社製）による表面粗さ測定の結果を表わす
グラフであり、それぞれ、表のサンプル番号１と
４のものの表面粗さを示している。二つの図面か
ら明らかなように、化学的溶解は、鏡面仕上げ後
のRa15Åの表面精度は１時間の化学的溶解後も
Ra20Åしか変化していない。 第５図はサンプル番号４の走査トンネル顕微鏡
（STM）による表面粗さ測定の結果を表わすグラ
フである。 基板表面の凹凸のピツチがセルサイズ（1000
Å）単位のため、直径10000Åの検出針を用いる
スタイラス表面粗さ計では測定できないが、第５
図に示すように、STMによる測定では、前記表
面凹凸は200〜150Åと、非常に均一性を有するも
のであつた。これは、アルマイト皮膜は、ポア分
布が非常に均一であり、化学溶解による溶解率は
アルマイト皮膜の３層構造の各層ごとに異なる
が、極端な差はなく、同一種類の層においてはす
べて等率であることによる。プラズマエツチング
による衝突エネルギーは大きすぎるため、アルマ
イト皮膜の３層構造に無関係に全ての層が一様に
食刻され、ポアは単に深くなるだけでポア開口付
近に一部溶解による凹凸が形成されることはな
い。 第６図にSTMによる三次元ピクチヤーを示す。
なお、これは、前掲表のサンプル番号３の構造の
基板にCr2000Å、Co−Ni−Cr550Å、C300Åを
スパツタコーテイングした磁気デイスクを用い
た。表面にRmax200Åの凹凸ができていること
が理解される。 プラズマエツチングによる表面粗さが、
Rmax1100Å（特開昭59−22220）であるのと比
較すると、本発明による基板の表面精度の均一性
の度合が明白である。このため、磁気デイスクと
ヘツドとの間〓をより小さくすることができて、
Hcを高くすることができるので、高密度記録が
可能である。 第７図は、セルサイズを一定にし、ポア径を変
化させてポア有効面積を変化させたときの摩擦係
数の変化を示す。 なお、この摩擦係数の測定には、ポア拡大処理
後、基板の表面硬質化のため、膜厚200Åのカー
ボンコートを施した基板を使用した。また、拡大
されたポアを有する基板表面に液体潤滑剤を保持
させた場合の摩擦係数は、ポア有効面積の一定範
囲においては、0.2の一定値を示し、測定値を結
ぶ線は水平な一直線となる。 第７図から明らかなように、ポア有効面積が20
％以下では、摩擦係数が増加する。これは、磁気
ヘツドと媒体の吸着力が増えるからである。ま
た、ポア有効面積が80％以上の範囲では、基板表
面が脆くなるため、同様に摩擦係数が増加する。 また、アルマイト皮膜生成において電気量の調
整により、ポア深さを種々変化させ、各種のポア
深さと摩擦係数の関係を測定した。測定には、表
面に200Åのカーボンコートを有する基板と、荷
重15ｇのMn−Zn系合金製磁気ヘツドを使用し
た。 第８図は、サンプル番号４のものの場合の測定
結果を示す。 上記ポア拡大処理において所定のポア有効面積
とポア深さを有する基板は、その表面に直に磁性
薄膜を形成した後、表面保護材としてカーボンを
コーテイングし、さらに最後に潤滑剤を浸漬法に
より塗布し、加熱硬化して磁気デイスクとなる
が、カーボンをコーテイングされた基板を潤滑剤
槽に一回浸漬したときの潤滑剤の基板表面に対す
る付着厚さは、30Åとなり、これを例えば150℃
で加熱（bake）すると、潤滑剤の溶媒（フレオ
ン）の大部分が蒸発し、また、潤滑剤の残留成分
（フロロカーボン）の一部は、基板の熱膨張収縮
によりポア中に入り込み、残部は基板表面に残存
することとなる。従つて、基板表面の潤滑剤層の
厚みは、潤滑剤槽への浸漬開始時点におけるポア
の深さに依存するのである。 そして、この残存潤滑剤の厚みとポア内の潤滑
剤の量が、磁気デイスクの完成品の摩擦係数の最
終決定要因となること、及び、その基板表面の残
留厚みが10〜20Åの範囲のとき、最良の摩擦係数
が得られることが判明した。 本発明者は、上記の事実に基づき、ポア拡大処
理時におけるポア深さがどれ位のときに、潤滑剤
塗布終了時点において上記の10〜20Åの範囲の基
板表面の潤滑剤厚みが確保されるかについて、上
記摩擦係数低減効果との関係において種々研究し
た。 第８図から明らかなように、50Å周辺から摩擦
係数低減効果が現れるが、10000Åを越える範囲
になると、潤滑剤がポアに入り易くなるため、摩
擦係数は再び増加し易い。また、500Åを越える
範囲ではビツトエラーが増加し易くなるので、50
〜500Åの範囲が望ましい。 上記の実施例では、ガラス板の表面にアルミニ
ウムを蒸着して皮膜を生成し、これをアルマイト
処理したものを基板として用いたが、これは硬質
基板及びアルミニウム皮膜を生成する方法の単な
る一例を説明したに過ぎず、硬質基板にはガラス
板のほかにアルミニウム合金板を用いることもで
き、また、アルミニウム皮膜生成には、蒸着法の
ほかにスパツタリング法その他の既知の方法を用
いることもできる。さらに、アルミニウム板又は
アルミニウム合金板を、これにアルミニウム皮膜
を形成せずに、アルマイト処理することもでき
る。 この発明は、アルマイト皮膜の物理的化学的特
性を利用することにより、すなわち、皮膜表面の
平滑性によりヘツドクラツシユの防止を図り、し
かも、ポアの溶解拡大によりポア有効面積を適切
に設定し、かつ、アルマイト皮膜の３層構造の結
晶質アルミナの突出部を形成して、均一な凹凸に
より小さな接触面積を確保し、もつて摩擦係数の
低減化を図るものである。 この見地より、この発明による基板のアルミニ
ウム皮膜には、（111）結晶面を優先面として有す
るアルミニウム皮膜を使用することが理想的であ
る。（111）面は、面精度が最も優れているので、
これを優先面として有するアルミニウム皮膜を使
用する基板は、表面の平滑性が極めて良くなり、
磁気ヘツドの衝突損傷の問題が完全に解消される
利点がある。 この発明に係る磁気デイスクは、上記ポア拡大
処理後の基板表面にスパツタ又はメツキなどの既
知の方法によりにより、Co−Cr系又はCo−Ni系
合金の酸性体を付着させて作るが、この磁性薄膜
は基板表面の凹凸に習つて成長するので、拡大ポ
アによるテクスチヤー構造は保持される。第９図
はこの発明による基板に磁性薄膜を形成し、カー
ボンをコーテイングした状態の表面を拡大して示
す顕微鏡写真である。 第１０図はエツチング後の基板にCo−Ni−Cr
合金をスパツタした場合の抗磁力とエツチング深
さの関係を示す。 ケミカルエツチングは、表面に1000Å以下の周
期で微細な凹凸ができるため、磁性粒子が分断さ
れ、微細化して抗磁力が増加する。 プラズマエツチングのように初期の研磨面の周
期で粗さが形成される基板では、Hcを増加させ
る作用がない。 また、Al合金基板をアルマイト処理してポア
を拡大する場合は、皮膜強度を得るため、アルマ
イト皮膜は4μｍ以上が好ましい。この場合、ポ
ア深さが上記実施例のポア拡大処理後の好ましい
ポア深さ50〜500Åをはかるに越えた深さ（4μｍ
からバリア層厚さを引いたもの）となるので、上
記実施例の場合と同様の適量の潤滑剤を基板表面
に保有させるため、必要に応じてポアの底部を例
えば封孔処理により、又は樹脂により埋めてもよ
い。しかし、底部を埋めるべきか否かは、使用さ
れる潤滑剤の粘度に関係する。 以上のように、この発明方法では、アルマイト
皮膜表面のポアの面積率を化学溶解により20〜80
％に制御し、かつ、アルマイト皮膜の結晶質アル
ミナが最も溶解しにくい特性を利用して、溶解の
残留物によりテクスチヤーを得るものであるの
で、Ra50Å以下でも、吸着力と摩擦係数を小さ
くすることができ、ヘツドクラツシユを防止する
ことができる。また、従来のプラズマエツチング
によるテクスチヤー構造よりも格段に表面凹凸が
均一であるから、全表面に安定した摩擦係数が得
られ、スペーシングをより小さくして大きな媒体
抗磁力Hcを得ることができるため、高密度媒体
として適している。
び第２図に示すように、ポアＰの内壁より外部に
向かつて、酸又はアルカリイオンを含む無定形ア
ルミナａ、無定形アルミナｂ、結晶質アルミナｃ
と、変化している。ポア拡大のための化学的溶解
処理においては、この３層構造のうち、結晶質ア
ルミナｃは最も溶解されにくいため、溶解進行と
ともに、結晶質アルミナｃの部分が残つて突出し
てくる。従つて、この基板を用いる磁気デイスク
の磁気ヘツドに対する接触面積は、径が拡大され
たポアと、結晶質アルミナｃの突出部の存在によ
り、従来品よりも著しく小さくなる。 ３層構造ａ，ｂ，ｃのうち、ａは化学溶解処理
の際に一様に溶ける。従つて、表１のサンプル１
〜６が示すように、処理時間が20、40、〜100分
と経過するとともに、ポア径が340Åから480、
600、〜1000Åに拡大されて、有効面積が17％、
27％〜75％に変わる時は、溶解しない結晶質アル
ミナｃの頂点から溶解したａの頂部までの距離、
すなわち、最大粗さ（Rmax）は、ポア拡大量の
半分となり、例えば、 サンプル２では、（480−340）／２＝70Å サンプル３では、（600−340）／２＝130Å サンプル４では、（750−340）／２＝200Å サンプル５では、（870−340）／２＝265Å サンプル６では、（1000−340）／２＝330Å となる。 従つて、クレームの有効面積20％〜80％に対応
する最大粗さは、80Å〜340Åとなる。 そして、ポアの化学的溶解によるテクスチヤー
処理の場合は、プラズマエツチングによる場合と
異なり、溶解処理時間の長短に拘らず表面粗さが
ほとんど変化しない。第３図及び第４図は、接触
式表面粗さ計（TENSOR INSTRUMENTS
USA社製）による表面粗さ測定の結果を表わす
グラフであり、それぞれ、表のサンプル番号１と
４のものの表面粗さを示している。二つの図面か
ら明らかなように、化学的溶解は、鏡面仕上げ後
のRa15Åの表面精度は１時間の化学的溶解後も
Ra20Åしか変化していない。 第５図はサンプル番号４の走査トンネル顕微鏡
（STM）による表面粗さ測定の結果を表わすグラ
フである。 基板表面の凹凸のピツチがセルサイズ（1000
Å）単位のため、直径10000Åの検出針を用いる
スタイラス表面粗さ計では測定できないが、第５
図に示すように、STMによる測定では、前記表
面凹凸は200〜150Åと、非常に均一性を有するも
のであつた。これは、アルマイト皮膜は、ポア分
布が非常に均一であり、化学溶解による溶解率は
アルマイト皮膜の３層構造の各層ごとに異なる
が、極端な差はなく、同一種類の層においてはす
べて等率であることによる。プラズマエツチング
による衝突エネルギーは大きすぎるため、アルマ
イト皮膜の３層構造に無関係に全ての層が一様に
食刻され、ポアは単に深くなるだけでポア開口付
近に一部溶解による凹凸が形成されることはな
い。 第６図にSTMによる三次元ピクチヤーを示す。
なお、これは、前掲表のサンプル番号３の構造の
基板にCr2000Å、Co−Ni−Cr550Å、C300Åを
スパツタコーテイングした磁気デイスクを用い
た。表面にRmax200Åの凹凸ができていること
が理解される。 プラズマエツチングによる表面粗さが、
Rmax1100Å（特開昭59−22220）であるのと比
較すると、本発明による基板の表面精度の均一性
の度合が明白である。このため、磁気デイスクと
ヘツドとの間〓をより小さくすることができて、
Hcを高くすることができるので、高密度記録が
可能である。 第７図は、セルサイズを一定にし、ポア径を変
化させてポア有効面積を変化させたときの摩擦係
数の変化を示す。 なお、この摩擦係数の測定には、ポア拡大処理
後、基板の表面硬質化のため、膜厚200Åのカー
ボンコートを施した基板を使用した。また、拡大
されたポアを有する基板表面に液体潤滑剤を保持
させた場合の摩擦係数は、ポア有効面積の一定範
囲においては、0.2の一定値を示し、測定値を結
ぶ線は水平な一直線となる。 第７図から明らかなように、ポア有効面積が20
％以下では、摩擦係数が増加する。これは、磁気
ヘツドと媒体の吸着力が増えるからである。ま
た、ポア有効面積が80％以上の範囲では、基板表
面が脆くなるため、同様に摩擦係数が増加する。 また、アルマイト皮膜生成において電気量の調
整により、ポア深さを種々変化させ、各種のポア
深さと摩擦係数の関係を測定した。測定には、表
面に200Åのカーボンコートを有する基板と、荷
重15ｇのMn−Zn系合金製磁気ヘツドを使用し
た。 第８図は、サンプル番号４のものの場合の測定
結果を示す。 上記ポア拡大処理において所定のポア有効面積
とポア深さを有する基板は、その表面に直に磁性
薄膜を形成した後、表面保護材としてカーボンを
コーテイングし、さらに最後に潤滑剤を浸漬法に
より塗布し、加熱硬化して磁気デイスクとなる
が、カーボンをコーテイングされた基板を潤滑剤
槽に一回浸漬したときの潤滑剤の基板表面に対す
る付着厚さは、30Åとなり、これを例えば150℃
で加熱（bake）すると、潤滑剤の溶媒（フレオ
ン）の大部分が蒸発し、また、潤滑剤の残留成分
（フロロカーボン）の一部は、基板の熱膨張収縮
によりポア中に入り込み、残部は基板表面に残存
することとなる。従つて、基板表面の潤滑剤層の
厚みは、潤滑剤槽への浸漬開始時点におけるポア
の深さに依存するのである。 そして、この残存潤滑剤の厚みとポア内の潤滑
剤の量が、磁気デイスクの完成品の摩擦係数の最
終決定要因となること、及び、その基板表面の残
留厚みが10〜20Åの範囲のとき、最良の摩擦係数
が得られることが判明した。 本発明者は、上記の事実に基づき、ポア拡大処
理時におけるポア深さがどれ位のときに、潤滑剤
塗布終了時点において上記の10〜20Åの範囲の基
板表面の潤滑剤厚みが確保されるかについて、上
記摩擦係数低減効果との関係において種々研究し
た。 第８図から明らかなように、50Å周辺から摩擦
係数低減効果が現れるが、10000Åを越える範囲
になると、潤滑剤がポアに入り易くなるため、摩
擦係数は再び増加し易い。また、500Åを越える
範囲ではビツトエラーが増加し易くなるので、50
〜500Åの範囲が望ましい。 上記の実施例では、ガラス板の表面にアルミニ
ウムを蒸着して皮膜を生成し、これをアルマイト
処理したものを基板として用いたが、これは硬質
基板及びアルミニウム皮膜を生成する方法の単な
る一例を説明したに過ぎず、硬質基板にはガラス
板のほかにアルミニウム合金板を用いることもで
き、また、アルミニウム皮膜生成には、蒸着法の
ほかにスパツタリング法その他の既知の方法を用
いることもできる。さらに、アルミニウム板又は
アルミニウム合金板を、これにアルミニウム皮膜
を形成せずに、アルマイト処理することもでき
る。 この発明は、アルマイト皮膜の物理的化学的特
性を利用することにより、すなわち、皮膜表面の
平滑性によりヘツドクラツシユの防止を図り、し
かも、ポアの溶解拡大によりポア有効面積を適切
に設定し、かつ、アルマイト皮膜の３層構造の結
晶質アルミナの突出部を形成して、均一な凹凸に
より小さな接触面積を確保し、もつて摩擦係数の
低減化を図るものである。 この見地より、この発明による基板のアルミニ
ウム皮膜には、（111）結晶面を優先面として有す
るアルミニウム皮膜を使用することが理想的であ
る。（111）面は、面精度が最も優れているので、
これを優先面として有するアルミニウム皮膜を使
用する基板は、表面の平滑性が極めて良くなり、
磁気ヘツドの衝突損傷の問題が完全に解消される
利点がある。 この発明に係る磁気デイスクは、上記ポア拡大
処理後の基板表面にスパツタ又はメツキなどの既
知の方法によりにより、Co−Cr系又はCo−Ni系
合金の酸性体を付着させて作るが、この磁性薄膜
は基板表面の凹凸に習つて成長するので、拡大ポ
アによるテクスチヤー構造は保持される。第９図
はこの発明による基板に磁性薄膜を形成し、カー
ボンをコーテイングした状態の表面を拡大して示
す顕微鏡写真である。 第１０図はエツチング後の基板にCo−Ni−Cr
合金をスパツタした場合の抗磁力とエツチング深
さの関係を示す。 ケミカルエツチングは、表面に1000Å以下の周
期で微細な凹凸ができるため、磁性粒子が分断さ
れ、微細化して抗磁力が増加する。 プラズマエツチングのように初期の研磨面の周
期で粗さが形成される基板では、Hcを増加させ
る作用がない。 また、Al合金基板をアルマイト処理してポア
を拡大する場合は、皮膜強度を得るため、アルマ
イト皮膜は4μｍ以上が好ましい。この場合、ポ
ア深さが上記実施例のポア拡大処理後の好ましい
ポア深さ50〜500Åをはかるに越えた深さ（4μｍ
からバリア層厚さを引いたもの）となるので、上
記実施例の場合と同様の適量の潤滑剤を基板表面
に保有させるため、必要に応じてポアの底部を例
えば封孔処理により、又は樹脂により埋めてもよ
い。しかし、底部を埋めるべきか否かは、使用さ
れる潤滑剤の粘度に関係する。 以上のように、この発明方法では、アルマイト
皮膜表面のポアの面積率を化学溶解により20〜80
％に制御し、かつ、アルマイト皮膜の結晶質アル
ミナが最も溶解しにくい特性を利用して、溶解の
残留物によりテクスチヤーを得るものであるの
で、Ra50Å以下でも、吸着力と摩擦係数を小さ
くすることができ、ヘツドクラツシユを防止する
ことができる。また、従来のプラズマエツチング
によるテクスチヤー構造よりも格段に表面凹凸が
均一であるから、全表面に安定した摩擦係数が得
られ、スペーシングをより小さくして大きな媒体
抗磁力Hcを得ることができるため、高密度媒体
として適している。
第１図はアルマイト皮膜の一部の拡大平面図、
第２図は第１図の−線に沿つた断面図、第３
図は表のサンプル番号１のものの表面粗さ計の測
定結果を示すグラフ、第４図は同じくサンプル番
号４のものの測定結果を示すグラフである。第５
図はサンプル番号３のSTMによる表面粗さ測定
の結果を示すグラフ、第６図はサンプル番号３の
ものを用いて完成した磁気デイスクのSTMによ
る三次元ピクチヤー、第７図は基板表面のポア有
効面積と摩擦係数の関係を示すグラフ、第８図は
ポア深さと摩擦係数の関係を示すグラフ、第９図
はこの発明に係る磁気デイスクの表面状態を示す
金属組織の顕微鏡写真である。第１０図はエツチ
ング深さと媒体抗磁力の関係を示すグラフであ
る。
第２図は第１図の−線に沿つた断面図、第３
図は表のサンプル番号１のものの表面粗さ計の測
定結果を示すグラフ、第４図は同じくサンプル番
号４のものの測定結果を示すグラフである。第５
図はサンプル番号３のSTMによる表面粗さ測定
の結果を示すグラフ、第６図はサンプル番号３の
ものを用いて完成した磁気デイスクのSTMによ
る三次元ピクチヤー、第７図は基板表面のポア有
効面積と摩擦係数の関係を示すグラフ、第８図は
ポア深さと摩擦係数の関係を示すグラフ、第９図
はこの発明に係る磁気デイスクの表面状態を示す
金属組織の顕微鏡写真である。第１０図はエツチ
ング深さと媒体抗磁力の関係を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルマイト皮膜で被覆した基板の表面を鏡面
仕上げした後、電解エツチングなどの化学的溶解
によりアルマイト皮膜のポアを拡大して、ポアの
総面積を全表面積の20〜80％とし、かつ、前記ア
ルマイト皮膜を構成する酸又はアルカリイオンを
含む無定形アルミナ、無定形アルミナ及び結晶質
アルミナの３層のうち最も溶解しにくい前記結晶
質アルミナの残留突により、皮膜表面に最大粗さ
が80〜340Åの凹凸を形成させ、この基板表面に
磁性連続薄膜を形成すること、を特徴とする磁気
デイスクの製造方法。 ２ ポア拡大処理において、ポアの深さを50〜
10000Å、好ましくは50〜500Åとすることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気デイス
クの製造方法。 ３ アルマイト皮膜に（111）結晶面を優先面と
して有するものを使用することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の磁気デイスクの製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248771A JPH0191319A (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気ディスクの製造方法 |
| US07/250,088 US4925738A (en) | 1987-09-30 | 1988-09-28 | Substrate for a magnetic disk and process for its production |
| EP88115995A EP0310031A3 (en) | 1987-09-30 | 1988-09-28 | Substrate for a magnetic disk and process for its production |
| US07/483,895 US5074971A (en) | 1987-09-30 | 1990-02-23 | Process for preparing magnetic disk |
| US07/735,945 US5209837A (en) | 1987-09-30 | 1991-07-25 | Process for preparing magnetic disk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248771A JPH0191319A (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気ディスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0191319A JPH0191319A (ja) | 1989-04-11 |
| JPH054727B2 true JPH054727B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=17183136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248771A Granted JPH0191319A (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 磁気ディスクの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4925738A (ja) |
| EP (1) | EP0310031A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0191319A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05114127A (ja) * | 1991-10-23 | 1993-05-07 | Hitachi Ltd | 磁気デイスク及びその製造方法並びに磁気デイスク装置 |
| US5747180A (en) * | 1995-05-19 | 1998-05-05 | University Of Notre Dame Du Lac | Electrochemical synthesis of quasi-periodic quantum dot and nanostructure arrays |
| JP3011880B2 (ja) * | 1996-01-22 | 2000-02-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 磁気ディスク基盤用ブランク及びその製造方法 |
| US6764738B1 (en) * | 1998-02-10 | 2004-07-20 | Seagate Technology Llc | Magnetic recording medium with patterned substrate |
| US7179551B2 (en) | 1999-02-12 | 2007-02-20 | General Electric Company | Poly(arylene ether) data storage media |
| BR0008208A (pt) * | 1999-02-12 | 2002-02-19 | Gen Electric | Meios de armazenamento de dados |
| US6884393B2 (en) * | 2001-07-13 | 2005-04-26 | Ethicon, Inc. | Surface treatment of aluminum alloys to improve sterilization process compatibility |
| US7435488B2 (en) * | 2004-03-23 | 2008-10-14 | Fujifilm Corporation | Fine structural body and method of producing the same |
| JP2011170905A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | ディスクリートトラック構造を有する磁気記録媒体の製造方法 |
| US8611043B2 (en) | 2011-06-02 | 2013-12-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic head having polycrystalline coating |
| US8611044B2 (en) | 2011-06-02 | 2013-12-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic head having separate protection for read transducers and write transducers |
| CN103958742B (zh) * | 2011-10-27 | 2016-07-13 | 日立金属株式会社 | 多孔铝箔的制造方法、多孔铝箔、蓄电装置用正极集电体、蓄电装置用电极,以及蓄电装置 |
| US8837082B2 (en) | 2012-04-27 | 2014-09-16 | International Business Machines Corporation | Magnetic recording head having quilted-type coating |
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Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
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| GB2142043B (en) * | 1983-06-10 | 1986-12-10 | Nippon Light Metal Co | Magnetic recording media |
| JPS60229233A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 磁気ディスク用基板の製造方法 |
| GB2158048B (en) * | 1984-04-30 | 1987-09-03 | Puresevic Peter J | A closure device |
| JPS60231921A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-18 | Kobe Steel Ltd | 磁気デイスク用基盤の表面処理方法 |
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| JPH0731830B2 (ja) * | 1985-08-13 | 1995-04-10 | ヤマハ株式会社 | 光磁気記録媒体 |
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- 1987-09-30 JP JP62248771A patent/JPH0191319A/ja active Granted
-
1988
- 1988-09-28 US US07/250,088 patent/US4925738A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-28 EP EP88115995A patent/EP0310031A3/en not_active Withdrawn
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1990
- 1990-02-23 US US07/483,895 patent/US5074971A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0310031A2 (en) | 1989-04-05 |
| US4925738A (en) | 1990-05-15 |
| JPH0191319A (ja) | 1989-04-11 |
| US5074971A (en) | 1991-12-24 |
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