JPH0622055B2

JPH0622055B2 - 磁気ディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0622055B2
Application number: JP59163683A
Authority: JP
Inventors: 武志松元
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1984-08-02
Filing date: 1984-08-02
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS6142730A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、アルミナセラミック基板を支持体とした磁気
ディスクの製造方法に関するものである。

磁気ディスク装置はコンピュータの情報処理システムの
中で情報記憶の中心的な役割を果しているが、近時、こ
の磁気記録は高密度化及び大容量化の傾向にあるため、
スパッタリングなどの薄膜技術を利用して磁気記録媒体
の薄層化及び高面精度化をおこない、その要求に答えよ
うとしている。

かかる磁気記録媒体が形成される基板にはアルミニウム
合金が使用され、その表面を酸化して得られたアルマイ
ト層が２μ〜15μの厚みで被覆されており、このアルマ
イト層によって基板表面の硬度が大きくなっているが、
この硬貨アルマイト層の厚みが小さく、且つアルミニウ
ム合金とアルマイトの熱膨張係数が異なっているため、
基板温度が上昇するに従い、基板に歪みが発生し易かっ
た。即ち、スパッタリングによって基板上に磁気記録媒
体を形成する際には、スパッタ粒子や電子が基板上に衝
突するため、その衝突エネルギによって基板温度が上昇
し、更に、γ−Fe₂O₃ から成る磁気記録媒体の場合で
は、通常、300 ℃以上に加熱処理することが行われてお
り、かように基板が被る温度上昇に伴って、アルミニウ
ム基板に歪みが発生し易くなり、これにより、このアル
ミニウム基板に磁気記録媒体を形成して高密度磁気記録
に用いた場合、正確な書き込みや読み取りが出来にくい
という問題があった。

更に、磁気ディスク装置は、同一の回転軸に複数の磁気
ディスクを配置して1000 〜3000 rmp 位までの高速回転
をさせて、読み取り及び書き込みのデータ処理をおこな
っており、この磁気ディスク用基板がアルミニウム合金
から形成されていると、基板自体が遠心力によって伸び
易くなり、これによっても、高密度磁気記録に適した正
確な書き込み及び読み取りが出来ず、このような書き込
み誤差や読み取り誤差の解決が望まれていた。

その上、アルミニウム合金製磁気ディスク用基板には、
通常、表面がアルマイト処理されているが、最大５μ位
のボイドが10個位あっても使用されている。そのため
に、高密度記録用磁気ディスク装置にとっては、このボ
イド欠陥に起因して正確な書き込み及び読み取りが出来
ないという問題もあり、ボイド欠陥の少ない磁気ディス
ク用基板材料が望まれていた。

また、他のディスク基板用材料としてプラスチックやガ
ラスが検討されているが、プラスチックは透湿性が高い
こと、ガラスは割れ易いことと割れた場合の危険性が高
いことが最大の弱点と言われている。そして、プラスチ
ック材料を用いた基板を高速回転させると、ヤング率が
小さいため基板自体が遠心力によって伸び易くなり、前
述と同様な問題があった。

さらに、磁気ディスク基板として、セラミックスを用い
ることも考えられているが、セラミック基板には、１〜
20μｍの気孔が多数存在するという問題があった。その
ため、厚み0.5 μｍ以下の磁性体薄膜を形成した場合
に、被膜欠陥の原因となったり、あるいはヘッドと磁性
膜との距離が遠くなるために記録密度が低下するといっ
た不都合があった。

本発明は上述の難点をすべて解消するために完成された
ものであり、その目的はスパッタリングや熱処理に対し
て基板に何ら歪みが発生せず、且つ基板に加えられる遠
心力に対して基板自体の伸びが全く生じることもなく、
更に基板表面にボイド欠陥の少ない材料を用いることに
より、高密度磁気記録に相応しい書き込みや読み取りが
できる磁気ディスク用基板を提供することにある。

本発明に係る磁気ディスクの製造方法は、平均粒子径１
μｍ以下で、純度97％以上のアルミナ原料粉末を所定形
状に成形し焼成した後、1000気圧以上の圧力下でHIP 処
理することで、1.0 μ以下の平均ボイド径と、0.01μｍ
以下の中心線平均粗さを有するアルミナセラミック基板
を作製し、該基板上に磁性膜を形成する工程から成るも
のである。

以下、本発明のアルミナ多結晶体から成る磁気ディスク
の製造方法について詳細に説明する。

本発明の磁気デイスク用基板はアルミニウム合金製基板
に発生したような欠陥を低減するためアルミナディスク
用基板の製作に際してHIP （Hot Isostatic Pressing、
熱間静水圧加圧）処理することを特徴とするものであ
る。

即ち、後述する通りにHIP 処理したアルミナディスク用
基板はボイドが著しく少なくなり且つそのボイドの径も
一段と小さくなり、本発明者が繰り返し実験を行ったと
ころ、平均ボイド径を１．０μ以下にすることができ
た。これにより正確な書き込み及び読み取りの出来る高
密度磁気ディスク用基板と成る。

本発明のアルミナディスク用基板はアルミニウムなどの
金属やプラスチック等に比べて著しく弾性率が小さいた
め、かかる基板を3000rpm の高速回転を行っても基板自
体が被る遠心力によって基板に全く伸びが生じることも
なかった。

更に本発明によれば、磁気ディスク用基板の高速回転に
伴って生じる板面のうねりが基板自体の高硬度化によっ
て完全に防止できるものであり、殊にHIP 処理アルミナ
基板では後述の実施例で示す通りビッカース硬度Hvで21
00kg/mm^２という値を得ている。

本発明の磁気ディスク用基板はHIP 処理アルミナディス
ク用基板を表面研摩することにより中心線平均粗さ（R
a）で0.01μ以下の表面粗さにまで達成でき、その結
果、スパッタリングなどによって形成された磁気記録媒
体が著しく薄くなっても基板表面の表面粗さに起因して
記録媒体の表面に凹凸がほとんど発生せず高密度磁気記
録に向く磁気ディスク用基板となることが判った。

更にまた、本発明の磁気ディスク用基板を用いるに当っ
て、磁気記録媒体をその基板表面に被着させる以前に、
高密度磁気記録に効果のある介在層を設けることは何ら
差支えない。

次に本発明の磁気ディスク用基板の製法を述べる。

本発明の磁気ディスク用基板を得んがためにはアルミナ
原料粉末の１次平均粒子径及び純度が所定の範囲に設定
することが重要である。即ち、本発明者が種々の実験を
繰り返し行った結果、製造上の他の種々の条件にも関連
するが、１次平均粒子径を１μ以下、且つその純度を97
％以上にしたアルミナ原料粉末を用いてHIP 処理すれば
ディスク用基板表面の平均ボイド径を1.0 μ以下にまで
することができる。

斯様なアルミナ原料粉末を用いてWAX エマルジョン、PV
A ，PEG 等の有機物系バインダ、及びSiO₂，MgO 等の焼
結助剤を添加し、十分に混合した後、スプレードライヤ
にて乾燥・造粒を行う。次いで、0.6kg/cm²以上の圧力
にてディスク状にプレス成形し、1450〜1750℃の温度範
囲内に設定した雰囲気にて焼成を２〜６時間行う。この
焼成品を窒素もしくはアルゴン雰囲気中、1000〜2000気
圧（ゲージ圧）で、1300〜1800℃の温度範囲内に設定し
て0.5 〜３時間HIP 処理を行う。

かくして得られたHIP 処理アルミナ焼結体は処理前のア
ルミナ焼結体に比べて透明感が顕著に現われる。このHI
P 処理品をラップ、ポリッシ、ファイナルポリッシの研
摩を行って本発明の磁気ディスク用基板を得る。

また、上記基板上に設ける磁気記録媒体はそれ自体公知
の任意のものであればよく、その膜形成手段も任意のも
のであればよいが、本発明では、磁性膜をスパッタリン
グあるいはメッキにより、連続薄膜の形で設けるのが望
ましい。

次に本発明の実施例を述べる。

〔実施例１〕アルミナ粉末（１次平均粒子径0.6 μ、純度99.7％）に
有機物系バインダーとともに焼結助剤MgO を0.2 重量％
加え、ミリングした後、スプレードライヤにて乾燥・造
粒を行った。この粉体の油圧プレス（圧力1.2ton/cm²）
でドーナツ状の円板（外径114 mm、内径30mm、厚み2.4
mm）に成型した。この成型品を1600℃の温度にて３時間
焼成を行ってディスク状焼成品を得た。然る後、アルゴ
ン雰囲気中2000atm 、1500℃にて１時間HIP 処理を行っ
て磁気ディスク用基板（外径95mm、内径25mm、厚み２m
m）を得た。

この基板をダイヤモンド砥石（＃220 ）で研摩したとこ
ろ、表面粗さ３〜６Ｓが得られた。次いでこの基板の表
面をラッピング及びポリシングによって研摩したとこ
ろ、中心線平均粗さ（Ra）で0.01μの表面粗さにするこ
とができた。

かくして得られた本発明の磁気ディスク用基板につい
て、片面の表面に発生した平均ボイド数、平均ボイド占
有面積比、平均ボイド径及び最大ボイド径をイメージア
ナライザーにより測定したところ、それぞれ順に55個、
0.002 ％、0.8 μ及び1.2 μとなり、従来のアルミニウ
ム基板が片面全面に２〜３μのボイドが100 個以上もあ
り、またHIP 処理のないアルミナ多結晶体から成るディ
スク用基板が最大ボイド径50μ位、平均ボイド径15μ位
であることと比較すればボイド欠陥が著しく改善してい
る。

更に本発明のディスク用基板はビッカース硬度が2100kg
/mm^２、曲げ強度が60kg/mm^２とHIP 処理のないアルミナ
多結晶ディスク用基板（ビッカース硬度1800kg/mm^２、
曲げ強度33kg/mm^２）に比べ、一段と高強度且つ高硬度
であり、ディスク用基板の高速回転に伴って生じる板面
のうねりが全く生じなかった。

本実施例を更に詳述すると、本発明の磁気ディスク用基
板上に、それぞれCoを含んだFeをターゲットとした反応
スパッタリングによってα-Fe₂O₃膜（厚さ0.2μ）を被
着し、次いで、水素雰囲気中にて320 ℃で還元するのに
伴って、Fe₃O₄ 膜に変換し、空気中にて320 ℃で酸化し
てγ-Fe₂O₃膜に変換し、高密度磁気ディスクを作成し
た。かようにして得られた磁気ディスクについて、浮上
量が0.2 μでヘッドを浮上させたところ、ヘッドが磁気
ディスクに衝突せず、そして、それぞれについて、信号
エラーを確かめたところ高密度記録の実用上、何ら支障
がないことが判った。

〔実施例２〕実施例１においてアルミナ原料粉末の１次平均粒子径及
び純度を第１表に示す通りにし、その他は全く実施例１
と同じにしてアルミナディスク用基板を製作した。そし
てこれらの基板の平均ボイド径を測定した。

第１表より明らかな通り、試料番号１，２，４は所定の
アルミナ原料粉を用いたため、平均ボイド径を1.0 μ以
下にすることができた。また比較例として試料番号３，
５，６においては平均ボイド径が大きく、アルミニウム
基板の平均ボイド径に近くなっており、本発明の目的が
達成できなかった。

上述の通り、本発明の磁気ディスク用基板では磁気記録
媒体の形成に伴って基体自体に歪みが発生せず、且つ基
板に加わる遠心力に対して基板自体が伸びることもな
く、加えて、中心線平均粗さ（Ｒａ）で0.01μ以下の表
面粗さにまで表面処理できて、その表面に現出したボイ
ド欠陥がアルミニウム合金製基板に比べて著しく小さく
なり、その結果、正確に高密度記録の書き込みや読み取
りができる高信頼性の磁気ディスク用基板が提供でき
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒子径１μｍ以下で、純度97％以上の
アルミナ原料粉末を所定形状に成形し焼成した後、1000
気圧より高い圧力下でHIP 処理を施して、平均ボイド径
１．０μｍ以下で、中心線平均粗さ(Ra)0.01μｍ以下の
表面を持ったアルミナセラミック基板を作製するととも
に、該基板上に磁性膜を形成する工程からなる磁気ディ
スクの製造方法。