JPH08111023A

JPH08111023A - 磁気ディスク用基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08111023A
Application number: JP24629294A
Authority: JP
Inventors: Tomio Suzuki; 富雄鈴木; Fuminori Takeya; 文則竹矢
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】多結晶セラミックス、ガラスセラミックス、非
晶質ガラス等の非金属材料製の磁気ディスク用基板にお
いて、ヘッドスティックや磁気ヘッドと磁気ディスクと
の磨耗による磁気特性の劣化を防止するための新たな方
法を提供する。リードライトゾーンとランディングゾー
ンとの間の領域において、磁気ヘッドの浮上安定性の低
下、出力の変動を防止する。【構成】非金属材料製の素体１０の少なくとも磁気記録
面側のうちランディングゾーンの形成領域８をリードラ
イトゾーンの形成領域１２に比べて凹んだ状態とする。
次いで領域８と領域１２とを砥粒によって精密研磨し、
ランディングゾーンとリードライトゾーンとに共通の精
密研磨面を形成し、リードライトゾーン２の中心線平均
表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ以下とし、かつランディング
ゾーン３において精密研磨面よりも低い凹部を残留させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非金属材料製の磁気デ
ィスク用基板およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピューター等の磁気記憶装置の主要
構成要素は、磁気記録媒体と磁気記録再生用の磁気ヘッ
ドである。磁気記録媒体としてはフレキシブルディスク
とハードディスクとが知られているが、このうちハード
ディスク用の基板の材料としては、主としてアルミニウ
ム合金が使用されてきている。しかし、最近、ハードデ
ィスクドライブの小型化に伴って、磁気ヘッドの浮上量
が顕著に減少してきている。これに伴い、磁気ディスク
の表面の平滑性について、きわめて高い精度が要求され
てきている。

【０００３】一般に、磁気ディスクの表面の凹凸の最大
高さは、磁気ヘッドの浮上量の半分以下とする必要があ
る。例えば、浮上量が７５ｎｍのハードディスクドライ
ブでは、ディスクの表面の凹凸の最大高さは３８ｎｍ以
下でなければならない。しかし、アルミニウム合金基板
の場合には、硬度が低いことから、高精度の砥粒および
工作機械を使用して研磨加工を行っても、この研磨面が
塑性変形するので、ある程度以上高精度の平坦面を製造
することは困難である。たとえ、アルミニウム合金基板
の表面にニッケル─リンめっきを施しても、３８ｎｍ以
下の上記値を得ることは困難である。

【０００４】更に、ハードディスクドライブの小型化が
進展するのにつれて、ディスクの厚さを小さくすること
も、要求が強くなっている。しかし、アルミニウム合金
は、強度が低いので、ハードディスクドライブの仕様か
ら要求される所定の強度を保持しつつ、ディスクを薄く
することは困難である。

【０００５】更に、最近、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲ
ヘッド）が使用され始めてから、磁気ディスクのノイズ
の低減に対する要求が強くなっている。このノイズを低
減する方法としては、磁性膜をスパッタリングするとき
に、またはスパッタリング後に、磁性膜を熱処理するこ
とが有効であることが知られている。熱処理によってデ
ィスクのノイズを有効に低減させるためには、この熱処
理を２８０℃以上の温度で実施する必要がある。しか
し、アルミニウム合金基板では、この熱処理温度を２８
０℃以上に上昇させることができない。

【０００６】上記の問題を解決するために、磁気ディス
ク用基板の材料として、ガラス、カーボン、アルミナ等
のセラミックスといった、非金属材料材料が注目されて
きており、ガラス製の磁気ディスク用基板が一部では実
用化されている。これらの材料は、現状のアルミニウム
合金よりも強度が大きく、２８０℃を越える高温にも耐
えるし、また塑性変形しないので高精度の平面加工を容
易に実施することができる。例えば、ガラス基板の場合
には、磁気ディスク表面の凹凸の最大高さを３８ｎｍ以
下とし、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を２ｎｍとするこ
とが可能である。

【０００７】しかし、磁気ディスク表面の平滑性が高い
ディスクにおいては、いわゆるヘッドスティックという
問題がある。即ち、ハードディスクドライブでは、装置
の起動時および停止時に、磁気ヘッドと磁気ディスクと
の間で接触摩擦力が発生するが、これが、磁気ヘッドと
磁気ディスクとを磨耗させ、磁気特性の劣化の原因とな
っている。この方式をコンタクト・スタート・ストップ
（ＣＳＳ）と称している。特に、磁気ディスクの表面に
水分が吸着している状態では、ヘッドとディスクとの間
に水が入り込み、凝着現象を引き起こすことがある。こ
の状態で起動すると、磁気ヘッドとディスクとの双方に
対して大きな抵抗力が生じ、磁気ヘッドの損傷や磁気デ
ィスクの破壊を引き起こしかねない。この問題を、ヘッ
ドスティックと呼んでいる。そして、鏡面研磨したガラ
ス基板やセラミックス基板のように、平滑性のきわめて
高い基板を使用すると、この磁気ヘッドと磁気ディスク
との摩擦力が非常に大きくなりやすく、ヘッドスティッ
クが起こり易くなるので、対策が必要てある。

【０００８】アルミニウム合金基板の場合にも、ヘッド
スティックを防止するために基板の表面を荒らす方法が
知られており、テクスチャリング加工と呼ばれている。
そして、特開昭６３─１１２８２６号公報においては、
セラミックス基板の磁気記録面にグレーズ層を形成し、
このグレーズ層に、砥粒によって線状の溝を形成するこ
とによって、ヘッドスティックを防止する方法が開示さ
れている。これも、砥粒を用いたテクスチャリング加工
の一種である。また、特開昭６３─１６００１０号公報
や特開平３─２４５３２２号公報においては、ガラス基
板の表面を平滑化した後に、この平滑面に対して化学的
エッチング処理を施すことによって、所定形状のテクス
チャーを形成している。更に、特開平４─２５５９０９
号公報においては、ガラス基板の表面を研磨した後、こ
のガラス基板上に、低表面エネルギー性の膜を形成し、
この上に、スパッタリング法によって凹凸を形成してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミックス
基板の磁気記録面にグレーズ層を形成し、このグレーズ
層に、砥粒によって線状の溝を形成する方法において
は、生成したテクスチャーの周辺に微細なマイクロクラ
ックが発生するので、ディスクの信頼性に問題がある。
また、基板表面の加工跡の底の方に、ゴミや汚れが残留
し易く、このゴミや汚れが磁気特性劣化の原因となる。

【００１０】また、本発明者の研究によれば、ガラス基
板の表面に化学的エッチング処理を施す方法は、主とし
て多結晶粒子からなるセラミックスに対しては、適用が
困難なことが判明してきた。即ち、セラミックスからな
る磁気ディスク用基板の表面を化学的エッチング処理す
ると、多結晶粒子の間にある粒界の露出部分のみが優先
的にエッチングされてしまい、各多結晶粒子の表面は平
滑なままで残る。このように化学的エッチング処理の後
にも、粒子の表面が平滑なままで残留すると共に、磁気
ヘッドが実際には主として多結晶粒子の表面に接触する
ために、ヘッドスティックを防止する効果は乏しいこと
が判明してきた。

【００１１】また、スパッタリング法や化学的気相成長
法、物理的気相成長法のような気相法を採用すると、大
がかりな製造設備が必要となるので、工業的に実施する
には製造コストが高くなりすぎる。このように、従来の
テクスチャリング加工は、いずれも問題を抱えていた。

【００１２】更に、次の問題もあった。即ち、図８に示
すように、磁気ディスク用基板２５においては、通常、
リードライトゾーン２７、ランディングゾーン２８およ
びスペーサー積み重ね部２９が設けられており、スペー
サー積み重ね部２９の内側に貫通孔５が形成されてい
る。しかし、リードライトゾーン２７とランディングゾ
ーン２８との境界付近には段差が生じており、このた
め、磁気ヘッドスライダーの浮上安定性が極端に低下
し、出力が大きく変動してしまう。

【００１３】このため、現実には、リードライトゾーン
２７とランディングゾーン２８との間に、データの記録
再生には使用しない領域２６を設けている。この幅は２
ｍｍ程度に達するので、磁気ディスクの記録容量の点か
ら大きな損失である。特に、最近磁気ディスクの直径が
ますます小さくなっていることから、重大な問題となっ
ている。

【００１４】本発明の課題は、非金属材料製の磁気ディ
スク用基板において、ヘッドスティックや磁気ヘッドと
磁気ディスクとの磨耗による磁気特性の劣化を防止する
ための新たな方法を提供することである。

【００１５】また、本発明の課題は、リードライトゾー
ンとランディングゾーンとの間の領域において、磁気ヘ
ッドの浮上安定性の低下、出力の変動を防止できるよう
にすることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気ディス
ク用基板は、非金属材料製であり、この磁気ディスク用
基板に少なくともリードライトゾーンとランディングゾ
ーンとが設けられており、リードライトゾーンとランデ
ィングゾーンとにおいて共通の精密研磨面が形成されて
おり、リードライトゾーンにおける精密研磨面の中心線
平均表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以下であり、ランディン
グゾーンにおいて共通の精密研磨面よりも低い凹部が残
留していることを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、少なくともリードライト
ゾーンとランディングゾーンとを備えている、非金属材
料製の磁気ディスク用基板を製造する方法であって、非
金属材料製の素体の少なくとも磁気記録面側のうちラン
ディングゾーンの形成領域をリードライトゾーンの形成
領域に比べて凹んだ状態とし、次いでリードライトゾー
ンの形成領域とランディングゾーンの形成領域とを砥粒
によって精密研磨してリードライトゾーンとランディン
グゾーンとに共通の精密研磨面を形成し、リードライト
ゾーンの中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ以下と
し、かつランディングゾーンにおいて共通の精密研磨面
よりも低い凹部を残留させることを特徴とする。

【００１８】本発明者は、多結晶セラミックスやガラス
セラミックス等の非金属材料製の磁気ディスク用基板に
おいて、ヘッドスティックを効率的に防止できるような
テクスチャーを形成する方法について、研究を重ねてい
た。

【００１９】図１は、磁気ディスク用基板の好適例を示
す平面図である。磁気ディスク用基板１は全体として円
環形状である。その外周側にデータを読み書きする領域
（リードライトゾーン）２が設けられており、リードラ
イトゾーン２の内側にランディングゾーン３が設けられ
ており、この内側にスペーサー積み重ね部４が設けられ
ており、その中に円形孔５が形成されている。

【００２０】本発明者は、このような磁気ディスク用基
板を製造するのに際して、まず、素材として多結晶セラ
ミックスを使用して、図２（ａ）に示すような形状の焼
成体６を製造した。この焼成体６においては、リードラ
イトゾーンの形成領域９およびスペーサー積み重ね部の
形成領域７に比べて、中央部のランディングゾーンの形
成領域８を薄く形成した。従って、形成領域７の表面７
ａ、形成領域８の表面８ａ、形成領域９の表面９ａは、
いずれも焼成面（アズファイアー）であり、表面８ａは
表面７ａ、９ａよりも凹んでいる。

【００２１】次いで、リードライトゾーンの形成領域９
を研削加工すると共に、ランディングゾーンの形成領域
８の焼成面８ａを保存して、図２（ｂ）に示す素体１０
を製造した。この結果、リードライトゾーンの形成領域
１２では研削面１２ａが形成され、スペーサー積み重ね
部の形成領域１１でも研削面１１ａが形成される。

【００２２】次いでリードライトゾーンの研削面１２ａ
とランディングゾーンの焼成面８ａとを砥粒によって精
密研磨して、多結晶セラミックスを構成する多結晶粒子
に精密研磨面を形成し、図２（ｃ）に示す磁気ディスク
用基板１を得た。この際、リードライトゾーン２の中心
線平均表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以下となるまで、研磨
を続けた。しかし、同時に、ランディングゾーン３につ
いては、研磨を完全には行わず、多結晶粒子の粒界近傍
に溝を残留させた。

【００２３】ランディングゾーン３における表面の微構
造について、更に説明する。図２（ａ）、（ｂ）に示す
ように、焼成面８ａが研磨される前の状態では、図３
（ａ）に示すように、多結晶粒子１３がそのまま表面に
露出し、多結晶粒子１３の間の粒界１５の部分に凹部１
４が現れる。

【００２４】次いで、図２（ｃ）に示すように、焼成面
８ａを研磨加工するときに、ほぼ矢印Ａの高さまで研磨
を行い、図３（ｂ）に示すように、各多結晶粒子１６に
精密研磨面１７を形成した。これと共に、表面９ａと比
べると、精密研磨が完了しないうちに終了することによ
って、多結晶粒子１６の粒界部分に、溝ないし凹部１８
を残留させた。

【００２５】この結果、ランディングゾーン３上におい
て、多結晶粒子１６間に凹部１８が残留している微構造
を有するテクスチャーを形成することに成功した。そし
て、この面の中心線平均表面粗さを適度に設定すれば、
磁気ヘッドと磁気ディスクとの摩擦の低減、ヘッドステ
ィックの防止効果が得られることを確認した。

【００２６】そして、こうした方法においては、単に当
初からランディングゾーンの形成領域をリードライトゾ
ーンの形成領域から凹ませ、精密研磨加工を行うことに
よって、特別なテクスチャリング加工を行うことなし
に、有効なテクスチャーを形成することができる。従っ
て、従来のテクスチャリング加工に伴う問題点を、一掃
することができる。

【００２７】更に、図３（ｂ）に示すように、各多結晶
粒子１６の精密研磨面１７が、リードライトゾーン２に
おける精密研磨面と共通に形成されており、テクスチャ
ーを構成する凹部が、この精密研磨面１７の下側に残留
するという構造が得られた。従って、磁気ヘッドの浮上
量は、リードライトゾーン２とランディングゾーン３と
の間で、変動しない。この結果、リードライトゾーン２
とランディングゾーン３との境界領域でも磁気ヘッドの
浮上安定性が保持され、出力の変動も生じない。これに
よって、この境界領域も記録再生領域として有効に利用
できるようになった。

【００２８】なお、従来のテクスチャリング加工によっ
て得られた種々のテクスチャーについても検討したが、
やはりランディングゾーンとリードライトゾーンとの境
界部分で磁気ヘッドの浮上量を安定に保持することはで
きなかった。この理由についても検討した。機械的なテ
クスチャリング加工の場合には、まず図４（ａ）に示す
ように素体３０の全体を砥粒で精密研磨加工して精密研
磨面３０ａを形成する。次いで、この精密研磨面のう
ち、ランディングゾーンの形成領域のみを、少し粗い砥
粒で機械的にテクスチャリング加工する。この場合に
は、図４（ｂ）に示すように，リードライトゾーン２７
の表面は平坦になり、ランディングゾーン２８の方には
機械加工によるテクスチャーが形成される。

【００２９】多結晶粒子３１の表面の全体にわたって、
多数の突起３２がほぼ均等に形成されている。各突起３
２の高さは０〜１００ｎｍにわたっている。各突起３２
の幅Ｌ₁、Ｌ₂等は、微細であり、かつ様々に変化す
る。そして、重要なことには、テクスチャーが機械的研
磨加工によって形成されているので、このテクスチャー
上での平均の高さＢと、リードライトゾーンの平均の高
さとの間には、段差ｄ₁が生ずる。

【００３０】図５は、スパッタリングによって形成した
テクスチャーを、模式的に示している。リードライトゾ
ーン２６の表面は精密研磨面である。この精密研磨面の
上に、スパッタリングによってテクスチャーを形成して
おり、具体的には、平坦な精密研磨面３４の上に、薄膜
形状の突起３３を多数形成している。各突起３３の幅Ｌ
₁Ｌ₂等は、５０〜３００ｎｍ程度であり、各突起３３
間の間隔Ｐは５０〜１０００ｎｍ程度である。精密研磨
面から見た突起３３の高さは、５〜１５０ｎｍである。

【００３１】そして、精密研磨面の上に、薄膜形状の突
起３３が多数形成されているので、このテクスチャー上
での平均の高さＣと、リードライトゾーンの平均の高さ
との間には、段差ｄ₂が生ずる。

【００３２】これらの段差ｄ₁、ｄ₂は、４〜５０ｎｍ
程度になるため、リードライトゾーンとランディングゾ
ーンとの境界領域で磁気ヘッドの浮上安定性に影響す
る。従って、この境界領域に、図８に示すように、デー
タの記録再生には使用しない領域２６を設ける必要があ
る。

【００３３】本発明者は、更にガラスセラミックスから
なる素体についても、上記の図２に示すような処理を行
い、やはりランディングゾーンとリードライトゾーンと
に共通の精密研磨面を形成すると共に、ランディングゾ
ーンにおいて結晶粒子の粒界部分に精密研磨面から凹ん
だ凹部を形成することに成功した。

【００３４】また、上記の図２に示すプロセスでは、焼
結体のうちランディングゾーンの形成領域を予め凹ませ
ておいたが、他の方法によっても、ランディングゾーン
の形成領域をリードライトゾーンの形成領域よりも凹ま
せることができる。例えば、化学エッチング、イオンミ
リング、ブラスト、砥石による研削、砥粒による研磨、
熱間プレスによる型転写等の方法を例示できる。

【００３５】また、ランディングゾーンの形成領域をリ
ードライトゾーンの形成領域よりも凹ませる工程は、最
終の精密研磨工程の直前の工程として実施するのが好ま
しい。これによって、ランディングゾーンのＲａを、一
層正確に制御することができるようになる。

【００３６】非晶質のガラス製の基板の場合には、その
表面には、図３（ａ）に示すような多結晶構造が存在し
ない。従って、仮に図２（ａ）〜（ｃ）に示すような加
工を行ったものと仮定したとしても、精密研磨面と粒界
部分に残留する溝ないし凹部とを備えた微構造は、形成
されない。しかし、上記したような方法でランディング
ゾーンの形成領域をリードライトゾーンの形成領域より
も凹ませ、この際にランディングゾーンの形成領域に多
数の凹部を形成することによって、やはり共通の精密研
磨面から凹んだ凹部を形成することに成功した。

【００３７】

【実施例】磁気ディスク用基板が、多結晶セラミックス
およびガラスセラミックスからなる群より選ばれた材料
からなる場合には、精密研磨面の粒界に凹部が残留する
が、この場合は特に好ましい。なぜなら、精密研磨面の
面積と比較して、粒界の面積は非常に小さいので、凹部
の浮上特性への影響が見られないからである。

【００３８】この点、非晶質のガラスからなる素体を使
用した場合には、リードライトゾーンとランディングゾ
ーンとの間での浮上量の変化はほとんど見られないが、
精密研磨面の面積に対する凹部の面積の比率が、多結晶
材料を使用した場合よりも、大きくなる。従って、多結
晶材料を使用すると、Ｒａが同程度であったとしても、
凹部の浮上量への影響が一層少ないので、浮上特性がよ
り一層安定する。

【００３９】ランディングゾーンの中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）は、３ｎｍ〜５０ｎｍとすることが好ましい。
これを３ｎｍ以上とすることによって、ヘッドスティッ
クの防止や磁気ヘッドと磁気ディスクとの摩擦低減の作
用が顕著になる。また、これが５０ｎｍを越えると、磁
気ヘッドスライダーの浮上量が安定せず、信号のノイズ
が増大してくる。

【００４０】ランディングゾーンにおいて精密研磨面か
ら見た凹部の深さは１００ｎｍ以下とすることが好まし
い。

【００４１】リードライトゾーンの精密研磨面の平均高
さから見て、ランディングゾーンの突起の最大高さを３
０ｎｍ以下とすることが好ましい。リードライトゾーン
の精密研磨面の平均高さから見て３０ｎｍを越える高さ
の突起が、ランディングゾーンに存在していると、リー
ドライトゾーンからランディングゾーンへと磁気ヘッド
が移動するときに、ヘッドクラッシュを起こす可能性も
ある。

【００４２】本発明においては、多結晶セラミックス製
の素体の少なくとも磁気記録面側のうちランディングゾ
ーンの形成領域を、リードライトゾーンの形成領域に比
べて凹んだ状態とする。リードライトゾーンの形成領域
とランディングゾーンの形成領域とを砥粒によって精密
研磨して、多結晶セラミックスを構成する多結晶粒子に
精密研磨面を形成し、リードライトゾーンの中心線平均
表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ以下とし、ランディングゾー
ンにおいて多結晶粒子の粒界近傍に溝を残留させる。

【００４３】好ましくは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うにして素体を製造する。即ち、ディスク形状の多結晶
セラミックス焼結体６の少なくとも磁気記録面側のう
ち、ランディングゾーンの形成領域８をリードライトゾ
ーンの形成領域９に比べて凹んだ状態とし、次いでリー
ドライトゾーンの形成領域９を研削加工すると共にラン
ディングゾーンの形成領域８の焼成面８ａを保存して素
体１０を製造する。これによって、きわめて容易に素体
を製造することができる。

【００４４】この焼結体を製造するには、多結晶セラミ
ックスの焼成前のプレス成形体を製造する段階で、焼成
後の収縮率と研磨量とを考慮して設計した金型を使用す
る方法が、最も望ましい。

【００４５】また、ランディングゾーンの内側にスペー
サー積み重ね部を設けると共に、このスペーサー積み重
ね部の中心線平均表面粗さを３ｎｍ以下とすることが好
ましい。スペーサー積み重ね部の中心線平均表面粗さが
３ｎｍ以下を越えると、このスペーサー積み重ね部をチ
ャックによって保持するときに、局所的な応力によって
クラックが発生し、このクラックが進展する可能性があ
る。この問題は、多結晶セラミックスに特有の問題であ
る。

【００４６】このようにスペーサー積み重ね部の中心線
平均表面粗さを３ｎｍ以下とするためには、以下の製造
方法を採用することが好ましい。即ち、図２（ａ）に示
すように、焼成体６にスペーサー積み重ね部の形成領域
７を設けておく。７ａはアズファイアーの焼成面であ
る。次いで、図２（ｂ）に示すように、リードライトゾ
ーンの形成領域１２を研削するのと同時に、スペーサー
積み重ね部の形成領域１１も研削加工する。１１ａは研
削面である。これによって、ランディングゾーンの形成
領域８をスペーサー積み重ね部の形成領域１１に比べて
凹んだ状態とする。

【００４７】次いで、リードライトゾーンを精密研磨す
る際に、同時に、スペーサー積み重ね部を砥粒によって
精密研磨することによって、図２（ｃ）に示すように、
スペーサー積み重ね部４の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）
を３ｎｍ以下とする。

【００４８】多結晶粒子の平均粒子径は、５０μｍ以下
が好ましい。これが５０μｍを越えると、セラミックス
内の気孔率が増大し、磁気ディスク用基板として使用し
たときに、磁性膜内部に欠陥が発生し、データエラーの
原因となる。また、多結晶粒子の平均粒子径の増大によ
って、セラミックスの強度も低下してくるので、ハード
ディスクドライブの信頼性を保持することが困難になっ
てくる。また、粒子径が５０μｍを越えると、スティク
ションの防止効果が乏しい。

【００４９】こうした観点から、多結晶粒子の平均粒子
径は３０μｍ以下とすることが一層好ましい。また、粒
子径は、細かければ細かいほど好ましいが、テクスチャ
ーの形成に結晶粒界を使用する場合には、平均粒子径が
０．５μｍ未満になると、多結晶粒子の平坦部分に対し
て凹部の占める割合が多くなり、リードライトゾーンと
ランディングゾーンとの境界付近での磁気ヘッドスライ
ダーの浮上安定性が低下する。従って、この場合には、
平均粒子径は０．５μｍ以上であることが望ましい。

【００５０】素材となる多結晶セラミックスとしては、
アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、サ
イアロン、ジルコニア等から選択することができる。そ
の気孔率、強度、剛性、比重、耐衝撃性、耐熱性、加工
しやすさ等の観点から材料を選択する。また、素材とし
ては、ガラスセラミックスや非晶質のガラスを使用する
ことができる。

【００５１】また、現在の加工技術では、リードライト
ゾーンおよびスペーサー積み重ね部の中心線平均表面粗
さ（Ｒａ）の下限は約０．１ｎｍである。

【００５２】セラミックス等からなる素材を砥粒によっ
て精密研磨加工する工程では、いわゆるラッピング、ポ
リッシング等、公知の精密研磨加工方法を採用できる。
また、本発明の磁気ディスク用基板の主面上には、下地
処理層、磁性膜、保護膜等を形成することができ、更に
保護膜上に潤滑剤を塗布することができる。

【００５３】また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような製
造方法を採用することも可能である。まず、図６（ａ）
に示すような形状の焼成体２１を製造する。この焼成体
２１においては、リードライトゾーンの形成領域９に比
べて、スペーサー積み重ね部の形成領域２０およびラン
ディングゾーンの形成領域８を薄く形成する。この段階
では、表面８ａ、９ａ、２０ａは、いずれも焼成面（ア
ズファイアー）であり、表面８ａ、２０ａは表面９ａよ
りも凹んでいる。

【００５４】次いで、リードライトゾーンの形成領域９
を研削加工すると共に、領域８、２０の焼成面８ａ、２
０ａを保存して、図６（ｂ）に示す素体２２を製造す
る。この結果、リードライトゾーンの形成領域１２では
研削面１２ａが形成される。

【００５５】次いでリードライトゾーンの研削面１２ａ
と、焼成面８ａ、２０ａとを砥粒によって精密研磨し
て、多結晶セラミックスを構成する多結晶粒子に精密研
磨面を形成し、図６（ｃ）に示す磁気ディスク用基板２
３を得る。この際、リードライトゾーン２の中心線平均
表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以下となるまで、精密研磨加
工を続ける。同時に、ランディングゾーン３およびスペ
ーサー積み重ね部２４においては、精密研磨が完全には
終了しない高さまで研磨したところで研磨を終了させ、
これによって、多結晶粒子の粒界近傍に溝を残留させ
る。

【００５６】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。（本発明の製造例１）図２（ａ）〜（ｃ）に記載した方
法に従って、磁気ディスク用基板を製造した。一次平均
粒子径０．６μｍ、純度９９．８％の高純度アルミナ粉
末に、酸化マグネシウム等の焼結助剤の粉末を添加し、
混合し、混合粉末を仮焼し、この仮焼体を粉砕し、粉砕
によって得られた粉末を造粒した。この造粒粉末を、油
圧プレス機を使用して、２．５トン／ｃｍ²の圧力下で
成形し、ドーナツ状の成形体を得た。この成形体を１７
００℃で４時間焼成し、図１に示すような平面形状と、
図２（ａ）に示す断面形状を有する、アルミナ多結晶体
からなる焼結体を得た。

【００５７】ただし、この焼結体の外径は６５ｍｍであ
り、ランディングゾーンの外径は２８ｍｍであり、スペ
ーサー積み重ね部の外径は２４ｍｍであり、貫通孔の外
径は２０ｍｍであり、リードライトゾーンの厚さは１ｍ
ｍであり、ランディングゾーンの厚さは０．６４ｍｍで
ある。

【００５８】この焼結体の両側の主面を、ダイヤモンド
砥石を使用して、平面度８μｍになるまで研削加工し
た。次いで、両側の研削面を、ダイヤモンド砥粒を使用
してラッピング加工し、厚さ０．６３８ｍｍの精密研磨
体を得た。リードライトゾーンのＲａは１．５ｎｍとな
るようにし、ランディングゾーンのＲａは１５ｎｍとし
た。

【００５９】図３（ａ）に示すように、焼結体において
は、多結晶粒子１３の粒界１５との段差Ｈ₂は０．５μ
ｍ〜１μｍであり、多結晶粒子１３の平均粒径は１５μ
ｍであった。ラッピング加工による研磨量Ｈ₁は０．５
〜１μｍであった。

【００６０】ラッピング加工後においては、図３（ｂ）
に示すように、多結晶粒子１６の研磨面１７の粒界１５
との段差Ｈ₃は、０〜５０ｎｍであった。多結晶粒子１
６の粒界１５近傍の傾斜１９の角度は、ラッピング加工
後においては、多少緩やかになっていた。そして、ラン
ディングゾーンとリードライトゾーンとの間では、段差
は計測できなかった。

【００６１】（比較用の製造例１）一次平均粒子径０．
６μｍ、純度９９．８％の高純度アルミナ粉末に、酸化
マグネシウム等の焼結助剤の粉末を添加し、混合し、混
合粉末を仮焼し、この仮焼体を粉砕し、粉砕によって得
られた粉末を造粒した。この造粒粉末を、油圧プレス機
を使用して、２．５トン／ｃｍ²の圧力下で成形し、ド
ーナツ状の成形体を得た。この成形体の厚さは、全面で
一定である。この成形体を１７００℃で４時間焼成し、
図１に示すような平面形状を有する、アルミナ多結晶体
からなる焼結体を得た。

【００６２】ただし、この焼結体の外径は６５ｍｍであ
り、ランディングゾーンの外径は２８ｍｍであり、スペ
ーサー積み重ね部の外径は２４ｍｍであり、貫通孔の外
径は２０ｍｍであり、全面で厚さが１ｍｍであった。

【００６３】この焼結体の両側の主面を、ダイヤモンド
砥石を使用して、平面度８μｍになるまで研削加工し、
次いで、両側の研削面を、ダイヤモンド砥粒を使用して
ラッピング加工し、厚さ０．６３８ｍｍの精密研磨体を
得た。この表面のＲａは１．５ｎｍであった。

【００６４】次いで、ダイヤモンド砥粒を含む研磨液を
介在させて、回転するパッドを使用して、ランディング
ゾーンのみについて、機械的にテクスチャリング加工を
行った。これにより、リードライトゾーンおよびスペー
サー積み重ね部のＲａを１．５ｎｍとし、ランディング
ゾーンのＲａを１０ｎｍとした。このランディングゾー
ンとリードライトゾーンとの間では、約２０ｎｍの段差
が生じていた。

【００６５】（ＣＳＳ試験）本発明の製造例１および比
較用の製造例１で製造した各磁気ディスク用基板につい
て、それぞれＣＳＳ試験を実施した。即ち、各磁気ディ
スク用基板上に、下地層として、厚さ１５０ｎｍのクロ
ム膜をスパッタリングによって形成し、次いで、厚さ６
０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁性膜を形成し、更にこの磁性膜
の上に、厚さ３０ｎｍのカーボン膜を、スパッタリング
によって形成し、ＣＳＳ試験用の磁気ディスクを製造し
た。

【００６６】両方の磁気ディスク上に、それぞれ潤滑剤
を塗布し、ＣＳＳ試験を実施した。ただし、ＣＳＳ試験
に際しては、磁気ヘッドスライダーとして薄膜ヘッド５
０％サイズを使用し、グラムロードを３．５ｇとし、回
転数を４５００ｒｐｍとした。

【００６７】この結果、本発明の磁気ディスク用基板を
使用した場合にも、比較例の磁気ディスク用基板を使用
した場合にも、５万回のＣＳＳ試験後にも、磁気ヘッド
と磁気ディスクとの摩擦係数は０．４以下であった。こ
のように、本発明の磁気ディスク用基板には、好適なテ
クスチャーが形成されていることが分かる。

【００６８】（出力変動試験）上記したＣＳＳ試験とま
ったく同様に、本発明および比較例の磁気ディスクを製
造した。そして、同じ磁気ヘッドスライダーを使用し
て、上記した動作条件下において、磁気ディスクの中心
から見て、１４．０ｍｍ〜１６．５ｍｍの範囲内で、信
号出力を測定した。記録周波数を７．７ＭＨｚとした。
ただし、ランディングゾーンの外径は２８．０ｍｍであ
るから、中心から１４．０ｍｍの位置が、ランディング
ゾーンとリードライトゾーンとの境界となる。この測定
結果を、図７に示す。

【００６９】中心から１６．０ｍｍ以上の範囲では、両
者共にほぼ同じ出力である。しかし、比較例１の磁気デ
ィスク用基板を使用した場合には、中心から１５．５ｍ
ｍよりも内側では、出力が急激に上昇し、１４．５ｍｍ
の位置では５０％以上も出力が変動している。これは、
比較例１の磁気ディスク用基板では、ランディングゾー
ンとリードライトゾーンとの間で約２０ｎｍの段差があ
ることから、磁気ヘッドスライダーの浮上量が影響を受
けて変動するからである。このような顕著な出力変動が
あると、データエラーの原因となるため、この領域内
は、記録再生のために使用することができない。

【００７０】一方、本発明の製造例１の磁気ディスク用
基板を使用した場合には、中心から１６．０〜１４．０
ｍｍの範囲内でも、出力がほぼ一定である。従って、こ
の境界領域内も、記録再生のために使用することができ
る。

【００７１】また、本発明者は、ガラスセラミックスか
らなる素体を使用して、図２（ａ）〜（ｃ）のプロセス
に従って、上記のようにして磁気ディスク用基板を製造
したが、上記とほぼ同様の結果が得られた。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、非
金属材料製の磁気ディスク用基板において、ヘッドステ
ィックや磁気ヘッドと磁気ディスクとの磨耗による磁気
特性の劣化を防止するための新たな方法を提供できる。
そして、本発明の方法では、いわゆるテクスチャリング
加工を必要としないので、マイクロクラック等の問題は
発生せず、しかも製造コストを低減できる。

【００７３】また、本発明によれば、リードライトゾー
ンとランディングゾーンとの間の領域において、磁気ヘ
ッドの浮上安定性の低下、出力の変動を防止でき、この
領域内も記録再生のために有効に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスク用基板の一例を模式
的に示す平面図である。

【図２】（ａ）は、焼結体６を示す断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の焼結体を研削加工して得た素体１０
を示す断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の素体を精密研
磨加工して得た磁気ディスク用基板を示す断面図であ
る。

【図３】（ａ）は、精密研磨加工する前のランディング
ゾーンの形成領域の焼成面８ａの状態を拡大して示す断
面図であり、（ｂ）は、この焼成面を精密研磨加工して
形成した表面の状態を示す断面図である。

【図４】（ａ）は、機械的なテクスチャリング加工を行
う前の精密研磨面の状態を模式的に示す断面図であり、
（ｂ）は、機械的なテクスチャリング加工によって形成
したテクスチャーの状態を模式的に示すための断面図で
ある。

【図５】スパッタリング法によって、磁気ディスク用基
板の表面に形成されたテクスチャーの微構造を模式的に
示すための断面図である。

【図６】（ａ）は、焼結体２１を示す断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の焼結体２１を研削加工して得た素体
２２を示す断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の素体２２
を精密研磨加工して得た磁気ディスク用基板２３を示す
断面図である。

【図７】磁気ディスクにおける中心からの距離と、信号
出力との関係を示すグラフである。

【図８】従来の磁気ディスク用基板２５を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１磁気ディスク用基板２、２７リードライトゾ
ーン３、２８ランディングゾーン４、２４、２９ス
ペーサー積み重ね部５貫通孔６、２１焼結体７、１１、２０
スペーサー積み重ね部の形成領域７ａ、８ａ、９
ａ、２０ａ焼成面８ランディングゾーンの形成
領域９、１２リードライトゾーンの形成領域
１０、２２素体１２ａ研削面１３精密研磨加工前の多結晶粒子
１４精密研磨加工前の多結晶粒子の粒界近傍の凹
部１５粒界１６精密研磨加工後の多結晶粒
子１７精密研磨面３２機械的に形成された
突起３３スパッタリングによって形成された突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非金属材料製の磁気ディスク用基板であっ
て、この磁気ディスク用基板に少なくともリードライト
ゾーンとランディングゾーンとが設けられており、前記
リードライトゾーンと前記ランディングゾーンとにおい
て共通の精密研磨面が形成されており、前記リードライ
トゾーンにおける前記精密研磨面の中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）が３ｎｍ以下であり、前記ランディングゾーン
において前記共通の精密研磨面よりも低い凹部が残留し
ていることを特徴とする、磁気ディスク用基板。
【請求項２】前記非金属材料が多結晶セラミックスおよ
びガラスセラミックスからなる群より選ばれた一種以上
の非金属材料であることを特徴とする、請求項１記載の
磁気ディスク用基板。
【請求項３】前記非金属材料が非晶質のガラスであるこ
とを特徴とする、請求項１記載の磁気ディスク用基板。
【請求項４】前記ランディングゾーンの中心線平均表面
粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の磁気
ディスク用基板。
【請求項５】前記ランディングゾーンにおいて前記精密
研磨面から見た前記溝の深さが１００ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項
に記載の磁気ディスク用基板。
【請求項６】前記リードライトゾーンの前記精密研磨面
の平均高さから見て前記ランディングゾーンの突起の最
大高さが３０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項
１〜５のいずれか一つの請求項に記載の磁気ディスク用
基板。
【請求項７】前記リードライトゾーンの前記ランディン
グゾーンとの境界の近傍にも磁気記録領域が設けられる
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求
項に記載の磁気ディスク用基板。
【請求項８】前記ランディングゾーンの内側にスペーサ
ー積み重ね部が設けられており、このスペーサー積み重
ね部の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以下である
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求
項に記載の磁気ディスク用基板。
【請求項９】少なくともリードライトゾーンとランディ
ングゾーンとを備えている、非金属材料製の磁気ディス
ク用基板を製造する方法であって、非金属材料製の素体
の少なくとも磁気記録面側のうちランディングゾーンの
形成領域をリードライトゾーンの形成領域に比べて凹ん
だ状態とし、次いで前記リードライトゾーンの形成領域
と前記ランディングゾーンの形成領域とを砥粒によって
精密研磨してリードライトゾーンとランディングゾーン
とに共通の精密研磨面を形成し、前記リードライトゾー
ンの中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ以下とし、か
つ前記ランディングゾーンにおいて前記共通の精密研磨
面よりも低い凹部を残留させることを特徴とする、磁気
ディスク用基板の製造方法。
【請求項１０】前記研磨後の前記ランディングゾーンの
中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ〜５０ｎｍとする
ことを特徴とする、請求項９記載の磁気ディスク用基板
の製造方法。
【請求項１１】ディスク形状の非金属材料成形体の少な
くとも磁気記録面側のうち前記ランディングゾーンの形
成領域をリードライトゾーンの形成領域に比べて凹んだ
状態とし、次いで前記リードライトゾーンの形成領域を
研削加工すると共に前記ランディングゾーンの形成領域
の成形面を保存して前記素体を製造し、次いで前記リー
ドライトゾーンの形成領域の研削面と前記ランディング
ゾーンの形成領域の成形面とを精密研磨することを特徴
とする、請求項９または１０記載の磁気ディスク用基板
の製造方法。
【請求項１２】前記ランディングゾーンの内側にスペー
サー積み重ね部を形成するのに際して、前記素体の少な
くとも磁気記録面側のうちランディングゾーンの形成領
域を前記リードライトゾーンの形成領域および前記スペ
ーサー積み重ね部の形成領域に比べて凹んだ状態とし、
次いでスペーサー積み重ね部を砥粒によって精密研磨す
ることによって、前記スペーサー積み重ね部の中心線平
均表面粗さ（Ｒａ）を３ｎｍ以下とすることを特徴とす
る、請求項９〜１１のいずれか一つの請求項に記載の磁
気ディスク用基板の製造方法。