JPH0770041B2 - 磁気デイスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は記憶媒体として用いられる磁気ディスクの改
良に関する。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスクの構造を第８図に示す。第８図にお
いて１はアルミ合金で構成されたディスク形状の非磁性
基板、２は非磁性基板１上にクロム酸浴中で９〜12μｍ
の膜厚に形成したアルマイト層を研磨し、表面粗さをRm
ax0.02〜0.05μｍ、膜厚４〜12μｍとした非磁性硬化
層、３はFe,α−Fe₂O₃等のターゲットを用いて中性法
（Ar中），還元法（Ar＋H₂），酸化法（Ar＋O₂）等のス
パッタ雰囲気でスパッタリングを行い基板上にFe₃O₄膜
を形成するか、Feのターゲットを用いて酸化法（Ar＋
O₂）のスパッタリングを行い基板上にα−Fe₂O₃膜を形
成した後水素還元によりFe₃O₄膜を形成した後、これらF
e₃O₄膜を大気中酸化工程を経てγ−Fe₂O₃膜にした磁性
記録媒体層、４は磁性記録媒体層３を被覆する潤滑層で
ある。

ところでこのように構成された磁気ディスクにおいては
高記録密度化されても低密度の時と同様の読出し出力波
形を得るために磁性層の膜厚を薄くして分解能の向上を
図るとともに記録ビットセル１個あたりの磁性体体積の
減少に伴う読出出力電圧の低下を防ぐため磁性記録媒体
層の磁性体含有率を100％に高めたスパッタリング，蒸
着法等によって形成された薄膜連続媒体の採用を図って
いる。

また磁気ディスクの回転時には磁気ヘッドがディスク上
0.1〜0.3μｍ程度浮上し、回転停止時には磁気ヘッドデ
ィスク上に接触しているいわゆるコンタクトスタースト
ップ（CSS）方式が用いられているために、低浮上量に
おける安定したヘッド浮揚状態を確保しヘッドとディス
クの衝突（ヘッド・クラッシュ）を防止する努力がなさ
れている。

そこで高密度記録に適する非磁性基板１の条件として機
械的平坦性及び表面粗さが良好であり、欠陥が小さくそ
の数も少ないことが挙げられる。更に、記録媒体の薄層
化に伴い基板の十分な硬度も必要とされる。すなわち、
基板が軟かいと磁気ヘッドが磁気ディスクに接触した際
に陥没などの変形を起こし、磁気ヘッドの安定した浮揚
状態が得られないことにより、読出出力電圧の変動及び
それに伴うデータエラーを招き、記憶装置としての致命
傷ともいえる記録データの一部消失をひき起こすばかり
でなく、磁気記録装置の信頼性を表すコンタクトスター
トストップ（CSS）回数が小さくなり、ひいてはヘッド
・クラッシュとなり、記録データの全消失につながると
いう問題が生じる。

上記説明では基板硬度の不足による発生する問題につい
て述べたが、たとえ基板硬度が十分であって磁気ヘッド
と基板とが接触した際にも陥没が発生しない場合であっ
ても、潤滑層４の摩擦が大きいとその際に発生する摩擦
力により磁気ヘッドの安定した浮揚状態が崩されること
によりヘッド・クラッシュがひき起こされ、上記と同様
データが消失する問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかして従来用いられていたアルミ合金の上にアルマイ
ト層を形成して研磨した場合の断面方向の硬度分布は第
９図に示すようになっており、またアルマイト層の表面
でのスクラッチ痕の断面は第10図に示すようになってい
る。

従来のアルミ合金の上にアルマイト層を形成した基板に
あっては表面陥没や突起等の表面欠陥の改善が上記に述
べたように十分ではなかった。

この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
十分な硬度を有するとともに表面欠陥の改善を図る非磁
性体基板を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

このためこの発明にかかる磁気ディスクは非磁性硬化層
21を少なくともニッケルと含有率34±5WT％の銅を含む
合金で構成するとともに、この非磁性硬化層上に、300
゜以上で数時間の酸化熱処理工程を要するスパッタリン
グ磁性膜により磁性記録媒体層を形成して成ることを特
徴とするものである。

〔作用〕

この発明においては非磁性体基板の上に形成された少な
くともニッケルを含む合金は非磁性硬化層21の表面陥没
や突起等の表面欠陥を大巾に減少させる。また、非磁性
硬化層を、ニッケルと含有率34±5WT％の銅を含む合金
で構成することにより、この非磁性硬化層上に、300゜
以上で数時間の酸化熱処理工程を要するスパッタリング
磁性膜により磁性記録媒体層を形成しても、非磁性硬化
層にクラックが発生しない。

〔実施例〕

以下図面にもとづいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、1,3,4は従
来の磁気ディスクと同一の構成要素、21は少なくともニ
ッケルを含む合金で構成される非磁性硬化層である。

ニッケルを含む合金としてニッケル−リン（Ni−Ｐ）を
用いた場合、第９図に示すように硬度が比較的高くなっ
ており、また表面突起についても従来のアルマイト被膜
に比べて大巾に改善されていることがわかった。

この理由として従来のアルマイト被膜の場合、アルミ中
に含まれる小量のMg,Si,Feあるいはこれらの化合物が軟
かいアルミ合金の基板に硬い不純物として存在し、突起
となっているのに対し、Ni−Ｐ合金では基板が比較的硬
く、同様の不純物が存在しても研磨したときに基板の中
に軟かいものとして凹形状に加工されてしまうことによ
ると考えられる。

このようにNi系合金皮膜は非磁性硬化層21として優れて
いることがわかった。

しかし、γ−Fe₂O₃膜磁気ディスクの前記工程のうち、
スパッタリングの際の基板温度は通常240℃前後であ
り、γ−Fe₂O₃化のための大気中酸化工程では300℃以上
で数時間の加熱を必要とする。

したがって、Ni−Ｐめっき膜の磁性発生温度が通常200
℃前後であるため、前記工程処理後にはNi−Ｐめっき膜
は磁性化している。

硬化層が磁性化してしまった場合、磁気記録の際磁性媒
体層及びこの下の硬化層にも記録され磁化遷移幅が増大
し、再生の際は磁性媒体層の磁化がこの下の硬化層によ
って閉じるために磁気記録媒体外部に生じる磁束が減少
し、ヘッド出力が低下する問題があった。

そこでこの問題を解決するためNi含有率60wt％以下で非
磁性を示すNi−Cu−Ｐ三元合金めっき膜が考えられた。

この３元合金めっき膜は第２図に示すようにNi含有率60
wt％以下で非磁性となっており、しかも第９図に示すよ
うに硬度が非常に高くなっていることがわかった。

しかしながら磁性体としてγ−Fe₂O₃スパッタ膜を用い
るには製造途中で300℃以上で数時間の酸化熱処理工程
があり、この熱処理に耐えることが必要であり、クラッ
クを発生しないことが必要である。

しかし、当初試作した円板はこの工程で円板面全体ある
いは内，外周端近傍に同心円状あるいは放射状の多数の
クラックを発生してしまい、耐熱性不足の問題が明らか
となった。

このクラックは第３図に示すように同心円状のクラック
と放射状のクラックとに分類され、更にクラックの断面
構造が第４図に示されることもわかった。

この結果３元合金のクラック発生原因は応力割れと推定
され、この応力割れを解消するためにNi,Cu,Pの含有率
を種々に変えたサンプルを作成し、熱処理前後での応力
状態を調査した。この調査は矩形アルミ板の片面にめっ
き膜を形成し、板のそり量を測定する方法によった。

この調査により第５図に示す応力−Cu含有率のグラフが
得られた。

またアルミ箔の両面に３元合金のめっき膜を形成し、常
温から300℃に至るまでの熱膨張率を測定した。

この結果第６図に示す銅含有率と熱膨張率の関係を示す
グラフが得られた。

これら第５図及び第６図によってCuの含有率が34±5wt
％において熱処理前後の応力変化がなく、しかもこの時
の含有率がアルミニウムの熱膨張率に等しいことが見い
出された。

そこで更に銅（Cu）の含有率を34±5wt％としたときを
中心にして15〜60wt％の膜を各種円板サイズ（外径
３″,5 1/4″,8″,8.8″,9″,10.5″）にて成膜し、ク
ラック発生状況を調べた。

この結果第７図に示すグラフが得られた。

これから円板サイズにより許容できる範囲が異なること
がわかる。

これは熱膨張率により発生する熱応力との関連で理解で
きる。

このように磁気ディスクに用いられる非磁性硬化層の材
質はニッケル（Ni），銅（Cu），リン（Ｐ）からなる３
元合金で、しかも銅の含有率が質量比で34±５％以内が
最も適していると結論づけられた。

なお本発明はアルミ合金を非磁性体基板１として用いた
例を示したが、非磁性体基板が他の金属であっても同様
の効果が得られる。

また磁性記録媒体層３としてγ−Fe₂O₃を用いる場合に
ついて述べてきたが、Co−Ni,Co−Cr,Co−Ni−P,Ba−Fe
rrite,Tb−Fe,Gd−Co等他の磁性体へ適用しても支障の
ないことは明らかであり、更に、磁性体の上にSiO₂,Ti
N,SiC,C等の保護膜を設ける場合についても適用に支障
のないことは明らかであり、いづれにおいても非磁性、
高硬度、耐熱性の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明は非磁性硬化層として少なく
ともニッケルと含有率34±5WT％の銅を含む合金で構成
するとともに、この非磁性硬化層上に、300゜以上で数
時間の酸化熱処理工程を要するスパッタリング磁性膜に
より上記磁性記録媒体層を形成して成るので、このよう
な熱処理を経ても非磁性硬化層にクラックが発生せず、
製品として表面欠陥の少ない高品質な磁気ディスクを得
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスクの構成図、第２図はニッ
ケル含有率と磁性の関係を示す図、第３図はニッケル−
銅−リンの３元合金のクラックの状況を示す図、第４図
は同じくクラックの断面構造を示す図、第５図は銅の含
有率と応力の関係を示す図、第６図は銅の含有率と熱膨
張の関係を示す図、第７図は非磁性体基板の９円板サイ
ズとクラックの発生との関係を示す図、第８図は従来の
磁気ディスクの構成図、第９図は各種材料の硬度分布を
示す図、第10図はスクラッチ傷の断面を示す断面図であ
る。 １……非磁性基板、２……非磁性硬化層、３……磁性記
録媒体層、４……潤滑層。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板に非磁性硬化層を被覆し、この
   被覆した非磁性硬化層に磁性記録媒体層を被覆し、更に
   この磁性記録媒体層に潤滑層を被覆して構成する磁気デ
   ィスクにおいて、 上記非磁性硬化層を少なくともニッケルと含有率34±5W
   T％の銅を含む合金で構成するとともに、この非磁性硬
   化層上に、300゜以上で数時間の酸化熱処理工程を要す
   るスパッタリング磁性膜により上記磁性記録媒体層を形
   成して成ることを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】上記非磁性硬化層はニッケルと銅との合金
   にリンを合えた３元合金で構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の磁気ディスク。
3. 【請求項３】ニッケルの含有率を60WT％以下にしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載または第２項記
   載の磁気ディスク。