JPH0648536B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気ディスク装置等に使用される磁気記録媒
体の製造方法に関し、特にＣＳＳタイプの浮上磁気ヘッ
ドを使用する磁気記録再生装置用磁気記録媒体の改良に
適する製造方法に関する。

〔技術の背景〕

データ処理装置などに使用される磁気ディスク装置は、
近年急激なデータ記録密度の向上、大容量化が進み、ま
た高速性、経済性の点から装置は小型化の傾向にある。
このような高記録密度の要求に伴い、記録媒体が、従来
の塗布膜から連続磁性膜に変わりつつある。

即ち従来は磁性粉を合成樹脂などのバインダに混入し、
これをアルミニウム基板にスピンコートして塗布膜を形
成し、磁気記録媒体の磁性膜を構成している。これに対
し、連続磁性膜は、鉄や鉄−コバルト系合金などの磁性
材料を、スパッタや蒸着、メッキなどの手法で基板上に
形成するもので、バインダ（結合剤）を含まないので連
続的な磁性膜（連続磁性媒体）と呼ばれている。この連
続磁性膜は、従来の塗布膜のように合成樹脂などのバイ
ンダを含む非連続磁性膜に比して磁気特性が良く、製造
工程も簡単になる。また記録密度も格段と向上し、高記
録密度媒体として優れた特性を有するものが得られてお
り、特にフェライト酸化膜は、材質的にも硬く、更に耐
蝕性がよく、磁気記録媒体としては非常に良好なものと
して評価されている。

ところで従来の磁気ディスク装置と同様にこの連続磁性
膜を使用した磁気ディスク装置にも、ＣＳＳ（Contact
Start Stop）方式が採用される。したがって通常は、磁
気ヘッドがディスク面から浮上して読書きを行なうが、
磁気記録媒体の回転開始時および停止時のように浮上力
が発生しない状態では、磁気記録媒体表面と磁気ヘッド
のスライダーが接触し摺動する。そのため磁気ヘッドが
摺動接触するヘッドランディングゾーンの磁気記録媒体
表面が摩耗して、摩耗粉が磁気記録媒体の全面に拡散
し、ヘッドクラッシュを引き起す原因となる。したがっ
て磁気記録媒体表面の摩耗を極力防止することが必要と
なる。

〔従来の技術〕

この磁気記録層の摩耗を防止するために従来から、次の
ような方法が採用されている。

磁気記録層表面に、磁気ヘッドと磁気記録層との距離
があまり大きくならない程度の厚さで、酸化シリコン
（SiO₂）や樹脂などの保護膜を設ける。

磁気ヘッドの接触摺動の際の摩耗を軽減するために、
磁気記録層上もしくは保護膜上に潤滑剤を塗布して、磁
気ヘッドスライダーの滑りをよくする。

潤滑剤を塗布すると、潤滑剤で磁気ヘッドスライダー
が磁気記録媒体面に粘着し、磁気記録媒体が回転開始す
る際に、磁気ヘッドの支持機構を破損したりヘッドクラ
ッシュを招く恐れがある。そのため、この粘着を防止す
る目的で、特開昭56−22221 号公報などに記載の手法に
より、第１図（イ）に示すように、磁気記録層１上に設
けられた保護膜２の表面に無数の突起３…を設ける。突
起３…間の隙間に潤滑剤が含浸され、スライダーと磁気
記録媒体間の潤滑剤膜が薄くなるので、粘着が解消さ
れ、また平滑な面に比べ摩擦係数も小さくなる。なお４
はアルミニウム基板、５はその表面に形成されたアルマ
イト層である。

磁気記録層１の保護膜２として、多孔膜を使用する
か、フォトエッチングなどの手法で保護膜表面に、第１
図（ロ）に示すように微小な孔６…を設けて、潤滑剤を
含浸する。また、特開昭56−22219 号公報に記載されて
いるように、塗膜型の磁気記録媒体において、磁性塗料
にパラフィン粒子を混練して塗布し、焼き付けること
で、潤滑剤保持用の微細な凹凸を直接磁性塗膜面に形成
する方法が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこれらの手法はいずれも、次のような問題を有
している。即ちのように単純に保護膜を設けるだけで
は、摩耗を防止できない。基板のアルマイト面は鏡面に
仕上げられ、その上に磁性膜を設けるため、磁性膜表面
も鏡面状態の極めて平滑な面になる。したがって磁性膜
上の保護膜も平滑で、磁気ヘッドが浮上しないで保護膜
と摺動接触している状態では、保護膜が摩耗することに
より塵埃が発生し、致命的な障害であるヘッドクラッシ
ュを誘発する恐れがある。

のように潤滑剤を塗布して滑りをよくすれば、初期の
間は摩擦係数が小さく有効であるが、経時的に潤滑剤が
消耗すると、潤滑作用が低下し、摩耗粉が発生する。か
といって多量の潤滑剤を塗布すると、磁気記録媒体が停
止しスライダーと接触している際に、潤滑剤でスライダ
ーが磁気記録媒体面に粘着するので、次に磁気記録媒体
が回転開始するときに、磁気ヘッドが急激に磁気記録媒
体面から引き剥がされる際の衝撃でヘッドクラッシュを
招いたり、磁気ヘッドを支持しているジンバルを破損し
たりする恐れがある。

のように磁気記録媒体面に無数の突起３…を設けれ
ば、突起の隙間に潤滑剤が含浸されるので、の手法に
おける問題はある程度軽減されるが、遠心力で外側に流
動して消失する。そのため、含浸剤を全面に安定してか
つ均一に保持することができない。従って潤滑剤の寿命
が短かく、長期使用に耐えることができない。

のように保護膜を多孔質にすれば、潤滑剤は移動し難
く潤滑剤の持ちは良くなるが、保護膜表面が平滑なた
め、摺動時の耐摩耗性が低下する。またマスクを使用し
てパターニングする手法では、目標の１μｍ程度の孔を
形成することは不可能で、１０μｍ程度の大きなものし
か得られない。

また、前記の特開昭56−22219 号公報に記載のように磁
性塗料中にパラフィン粒子を混練して焼き付ける方法で
は、磁性膜中に非磁性の樹脂が存在することに加えて、
パラフィン粒子の痕跡による空洞が発生するため、磁性
膜としての特性を低下させることになり、記録密度の高
い媒体には適用不可能である。しかも、磁性塗料は粘度
が高いため、パラフィン粒子を均一に分散させることが
困難であり、空洞が集中したりして、ビットエラーやＳ
／Ｎ比の低下などの問題がある。磁性塗料は粘度が高い
ため、表面張力を利用して、パラフィン粒子の隆起に沿
った突起を形成することも困難である。特に、本発明の
ようにスパッタや蒸着などの手法で連続磁性膜を形成す
る媒体の場合は、磁性塗料にパラフィン粒子を混練する
方法は適用できない。

本発明の技術的課題は、従来の磁気記録媒体におけるこ
のような問題を解消し、連続磁性膜型のあるいは高記録
密度の媒体においても、潤滑剤の持ちが良く、かつ耐摩
耗性および磁気特性にも優れた磁気記録媒体を実現可能
とすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この技術的課題を解決するために講じた本発明による技
術的手段は、 基板上に磁気記録層を形成する工程と、 前記磁気記録層上に保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に潤滑剤を塗布する工程と、 を含む磁気記録媒体の製造方法であって、 前記保護膜形成工程は、 珪素を含む溶剤と、易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質
とを混合した後、 前記混合液を前記磁気記録層上に塗布し、前記溶剤が前
記物質の表面に沿って当該溶剤の膜表面よりも隆起した
状態とし、 しかる後、焼付けることによって、前記溶剤の硬化と前
記易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質の分解、蒸発を同
時に行なわせること、 を特徴とする方法を採っている。

易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質としては、流動パラ
フィンが適している。

〔作用〕

この方法によれば、流動パラフィンの蒸発した痕跡が凹
部や突起となる。すなわち、珪素を含む溶剤は粘度が低
く、表面張力で流動パラフィン等の球に沿って隆起し易
いため、流動パラフィン等が分解蒸発した後に、平面状
の保護膜面より突出した突起と、該保護膜面より窪んだ
独立した凹部とが形成される。粘度の低い珪素を含む溶
剤に、流動パラフィン等の易熱分解性ないし易熱蒸発性
の物質を混合するため、溶剤中に容易にかつ均一に分散
でき、保護膜面の全面に均一に凹凸を形成できる。

また流動パラフィンの添加量や成分などを適当に選択す
ることにより、流動パラフィンの蒸発痕跡の深さや突起
の高さが種々な凹凸を形成することで、保護膜面より高
い無数の突起と保護膜面より低い無数の凹部を得ること
ができる。

従来のように、パラフィン粒子を磁性塗料中に混練して
焼き付ける方法と違って、磁性膜の上の保護膜を形成す
る工程で、該保護膜面に凹凸を形成するため、連続磁性
膜の媒体にも適用できる。また、本発明の方法を塗膜型
媒体のような非連続磁性膜の媒体に適用した場合でも、
磁性塗膜には空洞が形成されないので、従来の方法のよ
うに磁性塗膜中の非磁性領域が増大して磁気特性を低下
させるようなこともなく、高記録密度の媒体に適してい
る。

〔発明の実施例〕

次に本発明による磁気記録媒体の製造方法が実際上どの
ように具体化されるかを実施例で説明する。第２図は本
発明の方法で作製される磁気記録媒体の第１実施例を示
すもので、（イ）は断面図、（ロ）は拡大断面図であ
る。アルミニウム基板４の表面を酸化してアルマイト層
５を形成し、その表面に磁性膜１として、γ−FeO₃など
をスパッタなどの手法で設けてある。この磁性膜１の上
に、無数の突起７…と凹部８…が形成されている。Ｌは
磁性膜１から所定の膜厚を隔てた位置に形成された平面
状の保護膜面の位置であり、以下この保護膜面の位置を
中間レベルと呼ぶ。この中間レベルＬに対し、突起７…
が火口状に隆起しており、球面状の凹部８…は中間レベ
ルＬに対し窪んだ形状になっている。

第３図、第４図は磁気記録媒体の他の実施例を説明する
ために、磁気記録媒体の表面状態を模式的に示したもの
で、（イ）は断面図、（ロ）は部分断面斜視図である。
磁性膜１上に設けた保護膜２には、無数の突起７…と無
数の凹部８…が形成されている。第３図では、突起７…
の総てが一定の形状および高さになっており、凹部８…
も総て一定形状および一定深さになっている。これに対
し第４図の場合は、突起７ｅで示されるように、突起が
段付き形状になっている。同様に、途中から深さを変え
て凹部８…も段付き形状としてもよい。

突起７ｂは、他の突起７、７ａより低くなっており、こ
のように突起の高さはまちまちであっても差支えない。
また各凹部８…の深さも一定である必要はない。

このように、平面状をしたある中間レベルＬから突出し
た無数の突起と該中間レベルＬより窪んだ無数の凹部を
備えた構成になっている。そのため、独立した無数の凹
部８…中に潤滑剤が含浸されるので、潤滑剤の移動はな
く、安定して保持される。その結果長期にわたって潤滑
作用が維持され、保護膜の摩耗による摩耗粉の発生が防
止される。また少々の摩耗粉が発生しても、突起７…間
の中間レベルＬの保護膜面に溜まるので、ヘッドクラッ
シュの要因とはならない。

情報の記録／再生に際しては、各突起７…、７ａ…の頂
端に磁気ヘッドスライダーが摺動接触するので、第１図
（ロ）のように保護膜２が平滑なためにスライダーが保
護膜面にぴったり密着するものに比べて、摩擦係数が小
さく、摩耗が軽減される。

次に第２図のように火口状に隆起した突起と保護膜面よ
り窪んだ独立した球面状凹部を無数に有する保護膜を得
るための本発明方法の実施例を説明する。第２図で説明
したように、アルマイト層５上に磁性膜１として、γ−
FeO₃などを蒸着などの手法で設けた後、次の順に処理を
行なう。

(1)混合液の塗布：この磁性膜１の上に次のように珪素
（Si）と流動パラフィンを含む混合液を1000rpmでスピ
ンコートする。

ポリシルセスキオキサン（ラダー部分が比較的少ないも
の）に属するシリコン樹脂で、ガラスレジン（オーエン
スイリノイス社の商標）と呼ばれるもの： ２％ 酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル：50% キシレン： 17％ 酢酸エチル： 31％ 流動パラフィン： 全量の０．３％ (2)焼付け：混合液塗布後、200℃〜350℃で１〜５時間
焼付けを行なう。

その結果中間レベルＬから突出した突起７…と中間レベ
ルＬより窪んだ凹部８…が形成される。即ち上記組成の
混合液を塗布すると、第５図（イ）のように、易熱蒸発
性物質である流動パラフィンがａで示すように球状にな
り、かつ各流動パラフィンの球ａ…同士がはじき合うた
め、無数の流動パラフィンの球ａ…が混合液ｂ上に発生
する。混合液ｂは、シリコン樹脂は２％程度と少なく、
粘度が低いため、磁性塗料と違って流動性に富んでい
る。したがって、流動パラフィンの球ａに表面張力で容
易に吸着されて、流動パラフィンの球ａとの接触部に球
状の窪みができ、かつ該窪みの外周は火口状に隆起す
る。従って焼付けを行なって、混合液ｂを硬化させる
と、混合液ｂ中の酢酸エチレングリコールモノエチルエ
ーテルやキシレン、酢酸エチルなどの溶剤は分解蒸発
し、かつガラスレジン中のSi (OH)₄が変化してSiO₂のみ
が残り、SiO₂保護膜２が形成される。また焼付け時に、
易熱蒸発性物質である球状の流動パラフィンａは容易に
分解蒸発するので、その痕跡が火口底状の球面凹部８と
火口縁状の隆起部７として残る。球面凹部８は、平面状
の中間レベルＬより窪んでおり、また隆起部からなる突
起７は、平面状の中間レベルＬより突出している。

実際に行なった実施例では、アルミニウム基板上の２μ
ｍの研削されたアルマイト膜上に、磁性材料α−Fe₂O₃
を０．２μｍスパッタし、還元酸化処理して磁性膜を作
成した。その保護膜として、SiO₂（５０Å）をスパッタ
した膜の上に、上記組成の混合液を、膜厚が約 800Åと
なるように塗布し、300℃で１時間焼付けた後、弗素化
オイルをフロリナートで0.03％に希釈した液を潤滑剤と
して塗布し、磁気ディスクを得た。この磁気ディスク媒
体を、従来の加速評価方法である高速高荷重逆回転試験
を行なうと、50回以上の強度を示した。従来の磁気ディ
スク媒体が１度も耐えられなかったことに比べると、保
護膜の強度が格段と向上しており、磁気ヘッドのＣＳＳ
動作を頻繁に繰り返しても、保護膜が損傷することはな
い。またクライトックス（デュポン社の商標）などの弗
素化オイルは、従来の連続磁性膜には、強度や摩擦など
の点から、塗布不可能であったが、本発明の方法で凹凸
処理された保護膜には塗布可能となった。しかも粘着を
起さず且つ耐震摩耗性にも富んでいる。

なお、上記の酢酸エチレングリコールモノエチルエーテ
ルやキシレン、酢酸エチルなどの溶剤を組み替えること
により、その使用溶剤の沸点の違いで、保護膜の表面形
状および膜厚が、多種多様となり、また添加する流動パ
ラフィンの重量の多少でも、変化可能である。溶剤とし
ては、上記のほかに、メチルイソブチルケトン、ジアセ
トンアルコール、ブタノール、エアミルアルコール、シ
クロヘキサノール等が使用できる。ガラスレジンは、エ
タノールと酢酸エチルの溶媒の中のミラノール構造をも
つSi(OH)₄を主成分とする珪素化合物であり、珪素(Si)
を含む溶剤である。

この実施例の応用として、磁性膜１の上にスパッタでSi
O₂を50〜 300Å程度被着させてから、上記の処理を行な
うと、磁気ヘッドの粘着を更に改善することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、磁気記録層の表面に、あ
る中間レベルより高い微小な突起と該中間レベルより窪
んだ微小な独立した凹部をそれぞれ無数に有する保護膜
を得るのに、磁気記録層の上に、珪素(Si)を含む溶剤と
流動パラフィンのような易熱分解性ないし易熱蒸発性の
物質を含む混合液を塗布した後、焼付けることによっ
て、混合液の硬化と易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質
の分解、蒸発を同時に行なわせる方法を採っている。

従って混合液の塗布と焼付けだけで、流動パラフィンの
蒸発した痕跡により、平面状をしたある中間レベルＬか
ら突出した無数の突起と該中間レベルＬより窪んだ無数
の独立した凹部が形成される。しかも、単一の工程で一
度に、保護膜面より突出した突起と保護膜面より窪んだ
独立した凹部の両方を形成でき、製造が容易である。

また、従来のように磁性塗料中にパラフィン粒子を混合
して焼き付ける方法に比べて、易熱分解性ないし易熱蒸
発性の物質を混合する溶剤の粘度が低く、しかも磁性塗
料中に混合する方法と違って、溶剤の組成や比率を自由
に調節しても、磁性塗膜の特性に影響しない。そのた
め、粘度の低い溶剤が、流動パラフィンなどの隆起部に
沿って隆起し、確実かつ円滑に保護膜面より突出した突
起を形成できる。

磁性塗料にパラフィン粒子を混合する方法と違って、磁
性膜の上の保護膜に凹部を形成するため、非磁性領域が
増大して、磁性膜の磁気特性が低下することがないの
で、高記録密度の媒体に適しており、特に薄膜型磁気記
録媒体のような連続磁性膜の媒体に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気記録媒体の表面状態を示す部分断面
斜視図、 第２図以下は本発明による磁気記録媒体の製造方法の実
施例を示すもので、第２図は磁気記録媒体の表面状態の
一例を示す断面図、 第３図、第４図は磁気記録媒体の他の表面状態を示す断
面図と部分断面斜視図、 第５図は本発明による磁気記録媒体の製造方法を示す断
面図である。 図において、１は磁性膜、２は保護膜、４はアルミニウ
ム基板、５はアルマイト層、７、７ａ、７ｂは突起、８
は凹部、Ｌは中間レベル（保護膜面）、ａは流動パラフ
ィンの球、ｂは混合液をそれぞれ示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 環 康 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 永井 光 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に磁気記録層を形成する工程と、 前記磁気記録層上に保護膜を形成する工程と、 前記保護膜上に潤滑剤を塗布する工程と、 を含む磁気記録媒体の製造方法であって、 前記保護膜形成工程は、 珪素を含む溶剤と、易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質
   とを混合した後、 前記混合液を前記磁気記録層上に塗布し、前記溶剤が前
   記物質の表面に沿って当該溶剤の膜表面よりも隆起した
   状態とし、 しかる後、焼付けることによって、前記溶剤の硬化と前
   記易熱分解性ないし易熱蒸発性の物質の分解、蒸発を同
   時に行なわせること、 を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。