JPH0833984B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は磁気記録媒体に関し、特に磁気デイスク装置
で使用される表面性の良好な磁気記録媒体に関するもの
である。

従来技術 磁気デイスク記憶装置の大容量化に伴つて、磁気特
性、記録密度の点で塗布型磁気デイスクより有利なスパ
ツタ型磁気デイスクが注目されている。塗布型磁気デイ
スクでは磁性層厚が１〜２μｍ程度と比較的厚いため、
デイスク媒体の表面性は基板の表面性に著しく影響され
るということはない。これに対し、スパツタ型磁気デイ
スクでは磁性層厚が0.5μｍ以下と薄いため、基板の表
面性がデイスク媒体の表面性に著しく影響を及ぼす。従
つて、表面精度の優れた基板を用いることにより、薄膜
型磁気デイスク媒体の表面性を向上させることができ
る。その結果、磁気ヘツドの浮上量を減少させることが
でき、記録密度の向上が可能となる。

スパツタ型磁気デイスクにおいては、アルミ合金上に
50μｍ程度のNi−Ｐめつき層を形成し、この表面を研磨
したもの、あるいは、アルミ合金表面を陽極酸化して厚
さ２μｍ程度のアルマイト硬化層を形成し、さらにアル
マイト表面を研磨したものを基板としている。これらの
基板では表面粗さ（Rmax）が0.15μｍ程度の表面が得ら
れる。

これらの基板上に磁性薄膜を形成する場合、例えばCo
−Niを主成分とする磁性薄膜を形成する場合には、基板
上にCrをスパツタ成膜し、この上にCo−Niを主成分とす
る磁性薄膜を1000Å程度スパツタし、更にＣ等の保護潤
滑膜を200Å程度形成する。このようにして得られた媒
体の表面は、基板の表面性が反映されて、表面粗さ（Rm
ax）が0.15μｍ程度である。酸化鉄を主成分とする磁性
薄膜を形成する場合には、Feを主成分とするターゲツト
をAr＋O₂雰囲気中でスパツタし、α−Fe₂O₃を主成分と
するスパツタ膜を基板上に2000Å程度成膜する。これを
還元性雰囲気中で300℃程度に加熱し、α−Fe₂O₃を主成
分とする膜をFe₃O₄を主成分とする膜とし、更に酸化性
雰囲気中で300℃程度に加熱して、γ−Fe₂O₃を主成分と
する膜とする。この上に更に保護潤滑膜を形成し媒体と
している。このようにして得られた媒体の表面も、基板
の表面性が反映されて、表面粗さ（Rmax）が0.15μｍ程
度である。

従来技術の欠点 アルミ合金上にNi−Ｐめつき層を形成し、この表面を
研磨した基板においては、Ni−Ｐめつきを行なう前にア
ルミ合金表面を活性化処理する必要があり、基板形成の
工程が複雑となる。また活性化処理以降の工程が基板価
格の50％以上を占め、基板が割高になる。更にNi−Ｐめ
つき層は150℃以上に加熱すると結晶化して磁性を持つ
ようになるため、磁性酸化鉄膜を形成する時のように加
熱工程が必要な場合はこの基板を使用することができな
い。

アルミ合金上にアルマイト皮膜を形成した基板は、熱
処理を行なつた場合、アルミ合金とアルマイト皮膜との
熱膨張係数の差により発生する応力のためにアルマイト
皮膜にクラツクが生じやすいという欠点がある。そのた
め磁性酸化鉄膜を形成する際の加熱温度は300℃程度以
下に限定されてしまう。更に、アルマイト皮膜には多数
の通電孔が存在し、多孔質構造となつている。そのため
この基体上に薄膜磁性層を形成した場合には通電孔の部
分に磁気的欠陥が生じやすく、また表面精度もRmaxが0.
15μｍ程度と充分なものではない。

上記欠点に鑑み、本発明者らは表面粗さ（Rmax）が10
0Å以下（望ましくは50Å以下）となるように超精密表
面加工されたガラス基板上に磁気記録用磁性薄膜を形成
した磁気記録媒体、及び、表面の少なくとも一部分を強
化し、又は表面粗さ（Rmax）が100Å以下（望ましくは5
0Å以下）となるように超精密表面加工されたガラス基
板上に磁気記録用磁性薄膜を形成した磁気記録媒体を開
発し、特許出願を行なつた。（特願昭60−183022）しか
し、上記発明に係わる磁気記録媒体を更に検討したとこ
ろ、ガラス基板の表面粗さ（Rmax）を40Å未満さらには
20Å以下として、その上に磁気記録用磁性薄膜を形成し
た場合には、磁気ヘツドスライダー面と磁性薄膜表面と
の間で吸着現象が生じることが明らかとなつた。すなわ
ち、吸着現象によつて磁気デイスクの回転開始時に磁気
ヘツドが短時間に浮上せず、磁気ヘツドスライダー面が
磁性薄膜表面に接触したままデイスクが回転することに
なり、磁性薄膜表面および磁気ヘツドスライダー面が破
損されたり、また吸着の著しい場合には磁気ヘツドスラ
イダー面が磁性薄膜表面に吸着したまま動かず、磁気デ
イスクの回転起動が不能となるなどの問題が生じる。

発明の目的 本発明の目的は、表面精度が高く、かつ磁気ヘツドが
吸着する心配のない磁気記録媒体およびその製造方法を
提供することにある。

発明の構成 磁気デイスクにおいて、記録密度を向上させるには磁
気ヘツドの浮上量を減少させることが有効であり、近年
のデイスク装置においては浮上量を0.2μｍ以下にしよ
うという動きがある。しかし、表面性の良くない磁気デ
イスクを使用してヘツド浮上量を減少させると媒体表面
の突起に磁気ヘツドが接触して磁性薄膜が削りとられた
り、磁気ヘツドが破壊されてしまつたりする。すなわち
媒体の超精密表面性は、磁気ヘツドを安定に浮上させ、
この浮上量をどの程度まで小さくできるかを決める重要
なポイントとなる。

ところが、表面粗さ（Rmax）が40Å以下の超精密表面
を持つ基板上に磁性薄膜を形成した場合には、磁性薄膜
表面も基板の表面性を反映して超精密表面（表面粗さ
（Rmax）40Å以下）となり、前述したように磁性薄膜と
磁気ヘツドの吸着現象が現われる。

本発明における磁気記録媒体は、表面粗さ（Rmax）40
Å以下という超精密表面を持つた基板を使用しているに
もかかわらず、磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）は40〜100
Åであるために磁性薄膜と磁気ヘツドの吸着が生じず、
なおかつ0.2μｍ以下の磁気ヘッド浮上量を実現できる
ものである。

磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）を40〜100Åに調整する
には、熱処理によつて有効に行なうことができる。熱処
理温度と熱処理時間を増大させることにより、磁性薄膜
の表面粗さ（Rmax）を大きくすることができるが、熱処
理温度の方がより有効的であり、300℃前後の温度が使
用される。

本発明で使用されるガラス基板の材料は、硼珪酸ガラ
ス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス、チタン珪酸ガラ
ス等ほとんどのガラスが使用可能である。ただし結晶質
成分を含まないガラスが望ましい。これは、結晶粒界の
強度が比較的弱いためメカノケミカルポリシングを行な
つた場合結晶粒界が早く研磨されて超精密表面が達成で
きないためである。

アルミ合金上にNi−Ｐめつき層を設けた基板あるいは
アルマイト層を設けた基板では加熱温度に制約がある
が、本発明に係わるガラス基板では400℃程度までは充
分に使用可能なため磁性酸化鉄膜を形成する場合のよう
に加熱工程が必要な場合は特に有効に使用することがで
きる。

磁気デイスク装置においては磁気デイスクが3500rpm
程度の高速回転されるため、磁気デイスクがそれに耐え
るに充分な強度が要求される。このような用途に対して
はガラス基板を使用するため強度の点で心配されるが、
本発明者らが鋭意検討した結果ガラス基板表面の少なく
とも一部分を強化することにより磁気デイスクとして充
分な強度を持たせることができることが明らかとなつ
た。

表面強化は一般的にガラス表面のイオンをガラス転移
点以下の温度でより大きなイオンに置換することにより
行なわれる。イオン置換方法としては450℃程度に加熱
した硝酸カリウム溶液塩中にガラスを浸しておくことに
より行なわれる。この置換により第１図に示したよう
に、表面に急峻な分布を持つ圧縮応力層が形成されガラ
ス基板表面の強化がなされる。この応力層の厚みはイオ
ン置換時の温度、時間を制御することにより10〜200μ
ｍにする。

表面強化する部分としては、磁気デイスクで考える
と、内径縁部、内径縁部周辺、外径縁部、外径縁部周
辺、これらの適当な組合せ、全面などが考えられる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

〔実施例１〕 アルミノ珪酸ガラスを基板として使用した。形状は、
外形130mm、内径40mm、厚さ1.9mmの円板状である。この
ガラス基板をコロイダルシリカを含む研磨液を使用して
メカノケミカルポリシングを20分間行なつた。表面粗さ
（Rmax）は35Åであつた。この基板上にCr薄膜をスパツ
タ法により2000Å形成し、更にCo−20wt％Ni磁性薄膜を
形成した。この磁性薄膜表面の粗さ（Rmax）は基板と同
じで35Åであり、磁性薄膜とヘツドの吸着現象が認めら
れた。

この磁気デイスクについて、磁性薄膜の表面粗さ（Rm
ax）を調整する目的で、窒素雰囲気中、各温度で１時間
熱処理した。このときの磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）の
変化を第１図に示した。また、熱処理後のデイスクに関
し、磁気ヘツドの浮上安定性を調べ、浮上量を減少させ
てゆき安定に浮上する限界浮上量も第１図に示してあ
る。同図からわかるように、磁性薄膜の表面粗さ（Rma
x）を40〜100Åに調整することにより、0.2μｍ以下の
浮上量で安定に磁気ヘツドを浮上させることができ、し
かも、磁気ヘツドと磁性薄膜表面との吸着現象を生じな
い磁気デイスクを得ることができる。

〔実施例２〕 実施例１と同じガラス基板を30分間メカノケミカルポ
リシングを行なつたところ、表面粗さ（Rmax）が17Åと
なつた。

この基板上に実施例１と同様にCr薄膜、Co−20wt％Ni
磁性薄膜を順次形成し、更に熱処理し、磁性薄膜の表面
粗さ（Rmax）の変化、および磁気ヘツドの浮上安定性に
ついて調べ、結果を第２図に示した。第３図には表面粗
さの測定例を示した。第３図（ａ）はCo−20wt％Ni磁性
薄膜の成膜後、熱処理する前の表面粗さの測定結果であ
り、第３図（ｂ）はこれを300℃１時間熱処理した後の
表面粗さ測定結果である。図２の結果から、実施例１と
同様に、磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）を40〜100Åに調
整することにより、0.2μｍ以下の浮上量で安定に吸着
なしに磁気ヘツドを浮上させることができる。

また、基板の表面粗さ（Rmax）が20Å以下である実施
例では、基板の表面粗さ（Rmax）が40Å以下である実施
例１に比べて浮上量を小さくすることができ、より有利
であることもわかる。

また、磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）を50〜80Åに調整
するには、300℃前後の手ごろな温度で熱処理すればよ
く、また、磁気ヘツドの浮上量もこの領域では比較的小
さくすることができ、より有効に使用される。

〔実施例３〕 ガラス基板材料としてアルミノ珪酸ガラスを使用し
た。形状は実施例１と同じの円板状である。このガラス
基板の表面強化した。強化しない部分にはマスクを施
し、硝酸カリウム溶液塩を450℃にし、その中に10時間
浸すことにより行なつた。強化層厚は160μｍである。
この基板をコロイダルシリカを含む研磨液を使用してメ
カノケミカルポリシングを30分間行なつた。基板の表面
粗さ（Rmax）はほぼ同一で17Åであつた。

この上に、実施例１と同様にCr薄膜、次いでCo−20wt
％−Ni磁性薄膜を順次形成し、更に熱処理し、磁性薄膜
の表面粗さ（Rmax）の変化、および浮上安定性を調べた
ところ、熱処理の前後で実施例２の第２図と実質的に変
わらない結果を得た。なお、本例の基板の強度について
は先きに引用した先願で立証済みである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１に於る記録媒体の熱処理温度
と磁性面の表面粗さ及び浮上量の関係を示すグラフ、第
２図は本発明の実施例２に於る同様な関係を示すグラ
フ、第３図は表面粗さを示し、（ａ）は熱処理前及び
（ｂ）は熱処理後の磁性面の表面粗さを示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板上に磁性薄膜を形成してなる磁
   気記録媒体において、非磁性基板の表面粗さ（Rmax）が
   40Å未満であり、磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）が40〜10
   0Åであることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】非磁性基板の表面粗さ（Rmax）が20Å以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   気記録媒体。
3. 【請求項３】非磁性基板がその表面の少なくとも１部分
   が強化されたガラス基板であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項および第２項記載の磁気記録媒体。
4. 【請求項４】磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）が50〜80Åで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項に記載の磁気記録媒体。
5. 【請求項５】表面粗さ（Rmax）が40Å以下の非磁性基板
   上に磁性薄膜を形成した後、熱処理することにより磁性
   薄膜の表面粗さ（Rmax）を40〜100Åに調整することを
   特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】非磁性基板の表面粗さ（Rmax）が20Å以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の磁
   気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】非磁性基板がその表面の少なくとも１部分
   が強化されたガラス基板であることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項および第６項記載の磁気記録媒体の製造
   方法。
8. 【請求項８】磁性薄膜の表面粗さ（Rmax）が50〜80Åと
   なるように熱処理条件を選ぶことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項ないし第７項に記載の磁気記録媒体の製造
   方法。