JPH0785465A - 磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 【構成】 非磁性基板の表面を、研磨テープにより１
回以上研削加工を施し、ついでヌープ硬度１０００〜６
０００の研削砥粒を研削液に混合したスラリーを、バフ
テープと磁気ディスクの隙間に滴下させつつ１回以上研
削加工を施した後、下地層、磁性層、保護層を積層し、
この保護層として１５３０〜１６００ｃｍ^-1と１３５０
〜１４００ｃｍ^-1にラマンピ−クＩ、ＩＩを有し強度比
（ＩＩ／Ｉ）≦０．８である非晶質カ−ボン膜を形成し
てなる磁気ディスクの製造方法。 【効果】 磁気ヘッドの低浮上化が可能で、グライド
特性、耐久性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定磁気ディスク装置
に用いられる磁気ディスクの製造方法に関し、詳しくは
固定砥粒である研磨テープと遊離砥粒であるスラリーを
用いて磁気ディスク表面に微細加工を施し、耐久性を向
上させると共に低グライドハイト特性も兼ね備えた磁気
ディスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気ディスクは、アルミニウム合
金などからなる非磁性の表面をアルマイト処理、または
ニッケル−リン無電解メッキ処理等により硬化し、その
表面を所定の粗さに研磨した後、磁性層の特性を向上さ
せるための下地層、次いで磁性層、保護層を連続して形
成し、さらに潤滑層を設けて作製される。

【０００３】このようにして作製された磁気ディスク
は、外部記憶装置として使用される固定磁気ディスク装
置に搭載され、磁気ヘッドが高速回転をしている磁気デ
ィスク上を浮上走行しながら情報の記録、あるいは再生
が行われる。そのため磁気ディスク表面には磁気ヘッド
の安定な走行を阻害するような高さの突起などが存在し
ないこと、すなわち良好なグライド特性が要求される。
近年の高度な情報化社会の中では、より高記録密度の磁
気ディスクが要求されてきており、これを達成するため
には磁気ディスクの磁性層と磁気ヘッドの間隔を小さく
すること、すなわち磁気ディスク表面の平滑化が望まれ
ている。

【０００４】一方、磁気ディスク装置においては、ヘッ
ドと磁気ディスク間の微小な空隙を安定に維持するため
に、磁気ディスク停止時には磁気ヘッドが磁気ディスク
上に接触して停止しており、回転起動時にその面上を摺
動し浮上走行するいわゆるコンタクト・スタート・スト
ップ（Ｃ．Ｓ．Ｓ．）方式が採用されている。このＣ．
Ｓ．Ｓ．方式では、磁気ディスク装置の起動と停止時に
発生する、磁気ディスクと磁気ヘッド間の摺動摩擦係数
を十分小さく維持しうる耐久性が必要とされる。

【０００５】このため、基板上の非磁性の表面層に微小
な凹凸を形成し、磁気ディスクと磁気ヘッド間の摩擦係
数を低下させるテクスチャリング加工が施される。この
ようなテクスチャリング加工法としては、一般的に磁気
ディスクを研磨テープを用いて多段に渡って研削加工を
行うテープ／テープテクスチャリング法、あるいは一段
目に研磨テープでの研削を行った後に、二段目にはダイ
ヤモンドパウダーが分散されたスラリーを用いて研削加
工を行うテープ／ダイヤモンドスラリーテクスチャリン
グ法が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の磁気ディスクのテクスチャリング加工による
製造方法においては、高密度化を達成するために磁気デ
ィスクの磁性層と磁気ヘッドとの間隔をできるだけ小さ
くするという制約から、磁気ディスクの表面の突起を除
去して，より平滑な表面状態のテクスチャリング加工を
施す対応がなされてきた。しかしながら、このような表
面を平滑にした磁気ディスクでは、安定した耐久性を得
ることが困難であり、その結果、低浮上量ヘッドに対し
て、良好なグライド特性と耐久性の両特性を十分に満足
しうる磁気ディスクの製造が困難であった。

【０００７】さらに、近年のハ−ドディスク大容量化に
伴い、ディスクの高記録密度を達成する（高線記録密度
化、高トラック密度化）ため磁気ヘッドとしては従来の
フェライトヘッドにかわり薄膜ヘッドが使用されるよう
になった。薄膜ヘッドのスライダ−材質はＡｌＴｉＣか
らなり、その硬度はフェライトに比べ大きいため、ディ
スク装置の動作時において、保護層に傷が入ってデ−タ
が破壊されるなどの問題が生じ始めている。すなわち、
従来のフェライトヘッドでは十分であった耐久性（Ｃ．
Ｓ．Ｓ．特性）が不十分となり、このため薄膜ヘッド対
応の高硬度保護層も必要となってきている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を行った結果、スラリータイ
プの遊離砥粒として、ヌープ硬度で１０００〜６０００
の範囲の研削砥粒を用い、かつ、保護層に非晶質カーボ
ン膜を用いることにより、従来の技術による磁気ディス
クに比べ、良好な低グライド特性、および十分な耐久性
が得られる磁気ディスクが製造できることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００９】以下、図面に基づいて本発明を説明する。

【００１０】図１に本発明を実施しうる装置の断面図の
一部を示す。１は本発明のテクスチャリング加工が施さ
れる磁気ディスク基板を示す。本発明でいう非磁性基板
としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、
セラミックス、ガラス等を用いることができ、さらにそ
の表面にアルマイト処理層、ニッケル−リン合金等の表
面被覆層を設けてもよい。

【００１１】固定砥粒での研削を行う場合には、研磨テ
ープ２を用いて、研削液の吐出口３より研削液を吐出し
ながら、また、遊離砥粒での研削を行う場合にはバフテ
ープ２´を用いて、スラリーの吐出口３´より、砥粒が
研削液に混合分散されたスラリーを吐出しながら研削を
実施する。なお、４は研磨テープ、またはバフテープを
基板表面に圧着接触させるための加圧用ゴムローラを示
す。

【００１２】なお、実際の磁気ディスク基板の製造にお
いては、テクスチャリングユニットを２台用いて、固定
砥粒による研削と遊離砥粒による研削を連続的に実施す
ればよい。

【００１３】本発明による磁気ディスク基板の製造方法
では、例えば図１の装置を用い、テープに研削砥粒が固
着された固定砥粒である研磨テープ２を用い、研削液を
吐出口３から磁気ディスク基板と研磨テープの隙間に吐
出し、加圧用ゴムローラ４によりディスク基板に研磨テ
ープを圧着しながら研削加工を行う。この時の研磨テー
プの砥粒の平均粒径は、例えば０．５〜９．０μｍの研
磨テープを用いて行えばよいが、特に好ましくは、砥粒
の平均粒径が１．０〜４．０μｍのものである。また研
磨砥粒の材質としてはアルミナ、炭化珪素、ダイヤなど
から選ばれる一種類以上のものを用いればよい。この固
定砥粒による研削は一回以上行えばよいが、好ましく
は、ディスク基板の中心から２１ｍｍの位置の半径方向
のＲａが、９０〜１２０オングストロームの範囲内とな
るように、特に好ましくは、９０〜１００オングストロ
ームの範囲内となるように調整する。

【００１４】続いて研削砥粒を研削液に混合攪拌して、
均一に分散させた遊離砥粒であるスラリー液を、吐出口
３´から磁気ディスク基板とバフテープ２´の間に吐出
しながら加圧用ゴムローラ４により、ディスク基板を圧
着して研削加工を行う。

【００１５】ここでスラリーに用いられる研削砥粒は、
ヌープ硬度で１０００〜６０００の範囲、好ましくは、
２０００〜５０００の範囲内のものである。なお、本発
明でいうヌープ硬度とは、ピラミッド形のダイヤモンド
圧子を被測定物表面に接触させ、軽加重を加えた後に、
被測定物表面に形成された菱形のくぼみの大きさを測定
することにより決定されるものである。

【００１６】このような研削砥粒としては、例えば、工
業用材料として用いられている窒化ホウ素、炭化ケイ
素、酸化アルミニウムなどが好適である。

【００１７】研削液としては界面活性剤等を含む水溶性
研削液、または非水溶性研削液が用いられ、研削砥粒の
濃度は０．０５〜１００ｇ／ｌで分散させればよいが、
特に０．１〜１０ｇ／ｌが好ましい。

【００１８】スラリー液の吐出量は１．０〜２００ｍｌ
／ｍｉｎの範囲内であればよいが、特に１０〜８０ｍｌ
／ｍｉｎが好ましい。

【００１９】バフテープとしては、研削砥粒を担持可能
な不織布、あるいは植毛布などの可とう性材料を用いれ
ばよい。この遊離砥粒による研削は一回以上行えばよい
が、好ましくは、ディスク基板の中心から２１ｍｍの位
置の半径方向のＲａが、５０〜８５オングストロームの
範囲内となるように、特に好ましくは、６０〜７５オン
グストロームの範囲内となるように調整する。

【００２０】この後、テクスチャリング加工が施された
非磁性基板に従来のＤＣスパッタリング法によって下地
層（Ｃｒ等）、磁気記録層（Ｃｏ系）を成膜積層する。

【００２１】本発明においては、保護層を非晶質カーボ
ン膜により構成する。このような非晶質カーボン膜は、
例えば、カ−ボンタ−ゲットを用いてＤＣスパッタリン
グする際、スパッタリング雰囲気ガスとして、アルゴン
／メタン混合ガスを用いることにより膜中に水素が導入
されて得ることができる。アルゴン／メタン混合ガスの
全ガス圧は１〜２０ｍｔｏｒｒ、アルゴン／メタンの混
合比（体積比）は９８／２〜６０／４０が好ましい。な
お、成膜方法は特にＤＣスパッタ法に限定されない。

【００２２】このようにして得られた非晶質カーボン膜
のうち、好ましい膜組成としては、この膜をラマン散乱
分光分析したときのスペクトルピーク（ラマンシフト）
が、１５３０〜１６００ｃｍ^-1および１３５０〜１４０
０ｃｍ^-1にあり、かつそのピ−ク強度比（１３５０〜１
４００ｃｍ^-1／１５３０〜１６００ｃｍ^-1）が０．８以
下のものである。ピ−ク強度比は０．８以下であれば耐
久性は得られるが、好ましくは、０．６〜０．８に調整
することによってさらに良好な特性が得られる。硬度に
ついては、水素の導入により、カ−ボン膜中の四面体構
造炭素を増やし、膜の実質の硬度が増加する（ビッカ−
ス硬度：７００〜１０００から１３００以上に）。この
とき、導入ガスとしてはメタンガスのかわりに水素ガス
を使用しても同様の効果が得られる。

【００２３】さらに必要に応じて、例えばフッ素系の液
体潤滑層を１５〜２６オングストローム設けることもで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２５】実施例１ アルミニウム合金の直径３．５インチのディスク基板
に、ニッケル−リン合金の無電解メッキ処理を施し、続
いてこのニッケル−リン表面層の中心線平均粗さＲａが
２０〜２５オングストロームになるように鏡面研磨加工
を施した。

【００２６】次にこの基板のニッケル−リン合金表面層
に対して、図１に示した装置を用いて平均粒径３μｍの
アルミナ砥粒がテープに固着された研磨テープ２（マイ
ポックス社製、商品名「ＴＯＹ−＃４０００」）を用
い、該テープを加圧用ゴムローラ４にてディスク基板１
に押し当て、純水により５容量％に薄めた研削液（マイ
ポックス社製、商品名「スーパールブＮｏ．６５Ｙ」）
を吐出口３から滴下させつつ該テープを送りながらディ
スクを回転させて研削加工を施した。この固定砥粒によ
る研削加工により、ディスク基板の中心から２１ｍｍの
位置の半径方向のＲａを９０〜１００オングストローム
に調整した。

【００２７】その後、続いてこのディスク基板の同一表
面に、平均粒径１μｍでヌープ硬度が３１００〜３４０
０の炭化珪素を純水により５容量％に薄めた研削液（マ
イポックス社製、商品名「スーパールブＮｏ．６５
Ｙ」）に０．４ｇ／ｌの濃度で攪拌分散された遊離砥粒
であるスラリーを２０ｍｌ／ｍｉｎの滴下量で吐出口３
´から滴下しながら織毛布からなるバフテープ２´（千
代田株式会社製、商品名「ＳＰＤ ２５０１−ＥＧ」）
を用いて研磨テープの場合と同様に研削加工を行い、デ
ィスク基板の中心から２１ｍｍの位置の半径方向のＲａ
を６０〜７５オングストロームに調整した。

【００２８】なお、ここで用いた砥粒の硬度は、ヌープ
硬度測定法に基づいて行われ、ピラミッド形のダイヤモ
ンド圧子を被測定物表面に接触させ、軽加重を加えた後
に、被測定物表面に形成された菱形のくぼみの大きさを
測定することにより決定された。くぼみの対角線の長さ
は、７．１１対１の割合であり、長手方向の長さをＬ
（ｍ）としたときに、加重Ｐ（ｇ）が加わったときの硬
度は、以下の計算式より得られる。 ヌープ硬度＝１４．２２×Ｐ／Ｌ このディスク基板上にスパッタリング法でＣｒ下地層２
０００オングストローム、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ（Ｃｒ：１
２原子％，Ｔａ：２原子％，残部がＣｏ）磁性層５００
オングストロームを順次成膜した後、磁性層上に対し
て、カ−ボンタ−ゲットを用い、アルゴン／メタンガス
圧比が８０／２０でかつ、全ガス圧が５ｍｔｏｒｒの条
件でスパッタリングを行って非晶質カーボン保護層を２
００オングストローム積層した。さらにパーフルオロポ
リエーテル系の液体潤滑剤をディッピング法により２０
オングストロームの厚さで塗布して磁気ディスクを作製
した。

【００２９】実施例２〜３ 実施例１と同様に基板を作成し、下地層、磁性層を成膜
した後、保護層を成膜する際に、アルゴン／メタンガス
圧比が９８／２（実施例２）、６０／４０（実施例３）
としたほかは、実施例１と同様に磁気ディスクを作製し
た。

【００３０】実施例４〜５ 実施例１と同様に基板を作成し、下地層、磁性層を成膜
した後、保護層を成膜する際に、全ガス圧を１ｍｔｏｒ
ｒ（実施例４）、２０ｍｔｏｒｒ（実施例５）としたほ
かは、実施例１と同様に磁気ディスクを作製した。

【００３１】実施例６ 実施例１と同様に平均粒径３μｍの研磨テープを用いた
固定砥粒での研削で、ディスク基板の中心から２１ｍｍ
の位置の半径方向のＲａが９０〜１００オングストロー
ムに調整した後、続いてこのディスク基板の同一表面
に、平均粒径１μｍでヌープ硬度が４４００〜４８００
の窒化ホウ素が攪拌分散された遊離砥粒であるスラリー
を用いて研削加工を行い、ディスク基板の中心から２１
ｍｍの位置の半径方向のＲａを６０〜７５オングストロ
ームに調整し、さらに実施例１と同様な方法により下地
層、磁性層、保護層、潤滑剤層を形成し磁気ディスクを
作製した。

【００３２】比較例１ 実施例１と同様に平均粒径３μｍの研磨テープを用いた
固定砥粒による研削で、ディスク基板の中心から２１ｍ
ｍの位置の半径方向のＲａが９０〜１００オングストロ
ームに調整した後、平均粒径２μｍの固定砥粒である研
磨テープ（マイポックス社製、商品名「ＦＯＹ−＃６０
００」）を用いて同様に固定砥粒による研削加工を施
し、ディスク基板の中心から２１ｍｍの位置の半径方向
のＲａを６０〜７５オングストロームに調整し、さらに
実施例１と同様な方法により下地層、磁性層、保護層、
潤滑剤層を形成し磁気ディスクを作製した。

【００３３】比較例２ 実施例１と同様に平均粒径３μｍの研磨テープを用いて
固定砥粒による研削加工で、ディスク基板の中心から２
１ｍｍの位置の半径方向のＲａが９０〜１００オングス
トロームに調整した後、平均粒径１μｍでヌープ硬度が
６５００〜８０００のダイヤモンドパウダーが攪拌分散
された、遊離砥粒であるスラリーを用いて研削加工を行
い、ディスク基板の中心から２１ｍｍの位置の半径方向
のＲａを６０〜７５オングストロームに調整し、さらに
実施例１と同様な方法により下地層、磁性層、保護層、
潤滑剤層を形成し磁気ディスクを作製した。

【００３４】比較例３ 実施例１と同様に基板を作製し、下地層、磁性層を成膜
した後、保護層を成膜する際に、アルゴンガスのみで、
スパッタリングを行った他は、実施例１と同様に磁気デ
ィスクを作製した。

【００３５】前述した実施例、及び比較例により作成し
た各種表面形状の磁気ディスクについて、表面粗さ、グ
ライドハイト０．０７５μｍでのグライドヒット数、及
び連続摺動摩擦特性を調べた。

【００３６】表面粗さは、（株）小坂研究所製の微細形
状測定器モデルＥＴ−３０ＨＫを用いダイヤモンド触針
方式でスタイラス半径０．５μｍで測定を行った。

【００３７】グライドヒット特性の測定は日立電子エン
ジニアリング社製、ＲＸ２０００磁気ディスクテスター
を用い、ピエゾ素子が装着されたグライドヘッドを、
０．０７５μｍの浮上高さで走行させたときの磁気ディ
スク基板の中心から半径２０〜４４ｍｍの範囲で片面の
測定を行った。

【００３８】また連続摺動摩擦特性は、クボタコンプス
社製、ウェアーテスターを用い、垂直荷重９．０ｇ、磁
気ディスク基板の中心から２１ｍｍの位置で、磁気ヘッ
ドをディスク表面に接触させた状態で回転数１００ｒｐ
ｍで回転させ、３時間連続摺動試験を行った後の動摩擦
係数を１ｒｐｍで測定した。

【００３９】保護層は、Ｊｏｂｉｎ−Ｙｖｏｎ社製Ｒａ
ｍａｎｏｒ Ｕ−１０００を使用してラマン分散分光分
析し、その膜質を評価した。

【００４０】これらの表面粗さ、ピ−ク強度比、グライ
ドヒット数及び動摩擦係数を表１にそれぞれ示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１に示されるように、半径方向のＲａは
実施例、比較例のディスク共に６０〜７５オングストロ
ームの範囲内に調整されている。グライドヒット数につ
いてそれぞれ比べてみると、実施例の１〜６は、共にヒ
ット数は０個になっており、良好なグライド特性を示し
ている。これに対し比較例の結果では、テープ／テープ
法による比較例１ではヒット数が１５４個であり、また
テープ／ダイヤスラリー法による比較例２の結果でもヒ
ット数が約４２個と非常に多く、実用上大きな問題とな
る。

【００４３】一方、３時間連続摺動試験を行った後の摩
擦係数は、実施例１〜６は、共に０．３２〜０．４７の
範囲内であり、実用上満足できる値であり、良好な耐久
性が得られていることが示されるが、比較例３のよう
に、アルゴンガスのみ保護層を成膜したものは、２．３
４と実用上問題であることがわかる。

【００４４】図２に、実施例３によって作製した保護層
のラマン分散分光分析結果を示す。得られたスペクトル
は波形分離によって２種類のピ−クに分離でき、強度比
はピ−ク高さの比を計算したものである。

【００４５】

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、磁気ヘ
ッドの低浮上化が可能で、グライド特性と耐久性の両特
性共に良好な磁気ディスクを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施し得る装置の一部分の断面図を
示す。

【図２】実施例３で得られた保護層のラマンスペクトル
を示す図である。

【符号の説明】

１ … 磁気ディスク基板 ２ … 研磨テープ ２´… バフテープ ３ … 研削液吐出口 ３´… スラリー吐出口 ４ … 加圧用ゴムローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基板の表面にテクスチャリング加
   工を施した後、さらに磁性層、保護層を積層してなる磁
   気ディスクの製造方法において、テクスチャリング加工
   法として、研削砥粒がテープに固着された研磨テープに
   より、１回以上の研削加工を施した後、ヌープ硬度で１
   ０００〜６０００の範囲にある研削砥粒を研削液に混合
   撹拌させたスラリーを、バフテープと磁気ディスクの隙
   間に滴下させつつ、更に一回以上の研削加工を施し、保
   護層として非晶質カーボン膜を形成することを特徴とす
   る磁気ディスクの製造方法。