JPS61222024A - 磁気デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置の如き磁気的記憶装置の記
憶媒体として用いられる磁気ディスクに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

例えばコンピュータ等の記憶媒体としては、ランダムア
クセスが可能な円板状の磁気デ・イスクが広く用いられ
ており、なかでも、応答性に優れること、記憶容量が大
きいこと、保存性が良好で信頼性が高いこと等から、基
板にＡ１合金板やガラス板、プラスチック板等の硬質材
料を用いた磁気ディスク、いわゆるハードディスクが固
定ディスク、あるいは外部ディスクとして使用されるよ
うになっている。

上記ハードディスクは、例えばＡ４合金基板上に記録再
生に関与する磁性層を形成したものであって、高速で回
転して同心円状の多数のトラックに情報の記録再生を行
うものである。

ところで、上述のハードディスクに対して記録再生を行
う場合には、操作開始時に磁気ヘッドと磁性層面とを接
触状態で装着した後、上記ハードディスクに所定の回転
を与えることによりヘッドと磁性層面との間に微小な空
気層を形成し、この状態で記録再生を行うＣＳＳ方式（
コンタクト・スタート・ストップ方式）によるのが一般
的である。

このようなＣ８Ｓ方式では、磁気ヘッドは、操作開始時
や操作終了時には磁性層面と接触摩擦状態にあり、ヘッ
ドと磁気ディスクの間に生じる摩擦力は、これら磁気ヘ
ッドや磁気ディスクを摩耗させる原因となる。あるいは
、磁気ヘッドに塵埃や磁性層の剥離物の付着があると、
ヘッドクラッシュ（磁気ヘッドの落下）が発生し易くな
り、またヘッドの跳躍等により記録再生中に突発的に磁
気ヘッドが磁気ディスクに接触する等、磁気ディスクに
大きな衝撃が加わることがあり、これら磁気ディスクや
磁気ヘッドを破損する原因ともなっている。

特に、磁性層がＣｏ−Ｎｉ等の合金を真空蒸着やスパッ
タリング等の真空薄膜形成技術により薄膜化する方法や
、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等の合金を無電解メッキ等の湿式法に
より薄膜化する方法等によって形成される連続薄膜であ
る場合には、この傾向が顕著である。

このような磁気ディスクと磁気ヘッドの接触摺動から発
生する耐久性の劣化はノイズの発生を招くので好ましい
ものではなく、また、磁気ディスクに対する衝撃は、磁
気ヘッドやディスク面の傷つき等をもたらし、良好な記
録再生の妨げとなる。

また、上述の強磁性金属の連続薄膜を磁性層とする磁気
ディスクは、磁性層が金属であるため、保存中、特に高
温ないし高湿下に放置された場合、磁性層表面に腐食を
生じやすく、このため磁気特性が経日的に劣化する問題
がある。

そこで従来、上述の磁気ディスクの金属磁性薄膜の表面
にカーボン保護膜を形成し、この磁気ディスクの耐久性
を向上することが検討されているが、単にカーボン保護
膜を形成しただけでは耐蝕性の改善は充分なものとはい
えず、より一層の改良が要望されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる状況から、本発明は、走行性や耐久性に優れると
ともに、併せて耐蝕性にも優れた磁気ディスクを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述のような目的を達成せんものと鋭意
研究の結果、カーボン保護膜の表面の水に対する接触角
を所定の範囲内に設定することにより、金属磁性薄膜の
耐蝕性を大幅に改善することができ、またこのカーボン
保護膜の形成により走行性や耐久性を向上することが可
能であることを見出し本発明を完成するに至ったもので
あって、基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性
薄膜上に表面の水に対する接触角が７５°以上であるカ
ーボン保護膜を形成したことを特徴とするものである。

本発明が適用される磁気ディスクは、ディスク基板上に
磁性層として強磁性金属の連続膜を設けたものであるが
、ここでディスク基板の素材としては、アルミニウム合
金、チタン合金等の軽合金、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂
等の熱可塑性樹脂、アルミナガラス等のセラミックス、
単結晶シリコン等が使用可能である。

ここで、上記ディスク基板として比較的軟らかい材質の
ものを使用する場合には、表面を硬くする非磁性金属下
地層を形成しておくことが好ましい。上記非磁性金属下
地層の材質としては、Ｎ１−Ｐ合金＋　　Ｃｕ　＋　　
Ｃｒ　ｔ　　Ｚ　ｎ　、ステンレス等が好ましい。これ
らをメッキ、スパッタリング、蒸着等の手法により基板
表面に４〜２０μｍ程度の膜厚で被着する。例えば、Ａ
ｌ−Ｍｇ合金基板の表面にＮ１−Ｐメッキを施すと、そ
の硬度は４００程度になり、この基板上に形成した磁性
層の磁気特性が優れたものとなる。

また、上記磁性層は、メッキやスパッタリング。

真空蒸着等の手法により連続膜として形成される。

例えばＧｏ−Ｐ、　Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐ等をメッキすること
により金属磁性薄膜が磁性層として形成される。

あるいは、真空蒸着法やイオンブレーティング法、スパ
ッタリング法等の真空薄膜形成技術によってもよい。

上記真空蒸着法は、１０−’〜１０−’Ｔｏｒｒの真空
下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビー
ム加熱等により蒸発させ、ディスク基板上に蒸発金属（
強磁性金属材料）を沈着するというものであり、斜方蒸
着法及び垂直蒸着法に大別される。上記斜方蒸着法は、
高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属材料
を斜めに蒸着するものであって、より高い抗磁力を得る
ために酸素雰囲気中で上記蒸着を行うものも含まれる。

上記垂直蒸着法は、蒸着効率や生産性を向上し、かつ高
い抗磁力を得るために基板上にあらかじめＢｔ、ｓｂ、
ｐｂ、　Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｇｅ。

Ｓｔ、Ｔｊ！等の下地金属層上に上記強磁性金属材料を
垂直に蒸着するというものである。

上記イオンブレーティング法も真空蒸着法の一種であり
、１０−４〜１０−Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中でＤ
Ｃグロー放電、　ＲＦ　　グロー放電を起こして、放電
中ディスク上記強磁性金属材料を蒸発させるというもの
である。

上記スパッタリング法は、１０１〜１０−’Ｔｏｒｒの
アルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起
こし、生じたアルゴンガスイオンでターゲット表面の原
子をたたき出すというものであり、グロー放電の方法に
より直流２極、３極スパツタ法や、高周波スパッタ法、
またはマグネトロン放電を利用したマグネトロンスパン
タ法等がある。

このスパッタリング法による場合には、ＣｒやＷ。

Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、上記いずれの方法においても、基板上にあらかじ
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓｔ、Ｔ１等の下地金属層を被着形成して
おき、基板面に対して垂直方向から成膜することにより
、磁気異方性の配向かなく面内等方法に優れた磁気ディ
スクとすることができる。

このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄膜を形成
する際に、使用される強磁性金属材料としては、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に、Ｃ。

−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金＋
Ｆｅ　　Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
金合金　　Ｆ　ｅ　　Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ
−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、Ａ１
等の金属が含有されたもの等が挙げられる。特に、Ｃｏ
−Ｃｒ合金を使用した場合には、垂直磁化膜が形成され
る。

このような手法により形成される磁性層の膜厚は、０．
０４〜１μｍ程度゛である。

上記金属磁性薄膜上にはカーボン保護膜が形成されてい
る。

上記カーボン保護膜は、潤滑性や耐蝕性等に優れたもの
であり、通常、真空蒸着法やスパッタリング法等の手法
により形成される。

例えば、真空蒸着法による場合には、圧力５×１０−５
Ｔｏｒｒ以下の真空度、基板温度５０〜２５０℃の条件
であればよく、加熱方法としては電子ビーム加熱法、抵
抗加熱法、誘導加熱法やアーク放電法等の手法が用いら
れる。ここで、基板温度が高すぎると、例えば基板面上
に下地膜として形成されるＮ　ｉ　−Ｐメッキ層が結晶
化する等の不具合が生ずる虞れがある。

また、スパッタリング法による場合には、Ａｒ等の不活
性ガスを導入し、圧力ｌＸｌ０−”〜１×１０−”Ｔｏ
ｒｒの真空度、基板温度５０〜２５０℃の条件で、ター
ゲットとしてカーボン板（厚さ１〜４ｆｉ程度）を用い
、ＲＦ電力１〜１０ＫｗあるいはＤＣ電力５００ｗ−１
０Ｋｗを印加すればよい。

上記カーボン保護膜の構造としては、グラファイト状あ
るいはダイアモ、ラド状等、如何なるものであってもよ
く、また、これらの混合層であってもよい。

なお、このカーボン保護膜の膜厚は、１００〜８００人
の範囲内であることが好ましい。

そして、本発明において重要なことは、上述のカーボン
保護膜の表面の水に対する接触角が７５゜以上に設定さ
れていることである。

この水に対する接触角は、カーボン保護膜の水に対する
親和性の指標になるものであって、上記接触角が大きい
ほど水に対する親和性が小さいといえる。本発明等の実
験によれば、上記カーボン保護膜の水に対する接触角が
７５°以上であれば金属磁性薄膜／４食防止に効果的で
あることがわかった。

このカーボン保護膜の表面の水に対する接触角をコント
ロールする手法としては、例えばボンバード処理が挙げ
られる。

上記ボンバード処理は、カーボン保護膜表面に気体イオ
ンを照射してドライエツチングを施すというように、上
記カーボン保護膜面に対して物理化学的な表面処理を加
えるものであって、これにより上記カーボン保護膜面の
水に対する接触角を高めることができる。

〔作用〕

このように、カーボン保護膜表面の水に対する接触角を
７５″以上に設定することにより、このカーボン保護膜
の水に対する親和性が小さくなり、金属磁性薄膜の腐食
が防止される。

〔実施例〕

実施例 先ず、Ａｌ−Ｍｇ基板（厚さ約１．５鶴、外径９５ｗｍ
、内径２５ｍｍ、表面平均粗さ２０人）を用意し、この
基板上に圧力Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ、基板温度１５
０℃の条件でＢｉを真空蒸着して膜厚２００人の低融点
金属下地膜を形成した。

次いでこの下地膜上に、同様に圧力１ｘｌＯ−’７０　
ｒ　ｒ　＋基板温度１５０℃の条件で、ＣＯを電子ビー
ム蒸着し、膜厚１０００人の金属磁性薄膜を形成した。

さらに、上記金属磁性薄膜上に、次表に示すように、電
子ビーム蒸着法（加速電圧７ＫｅＶ）でカーボン保護膜
を膜厚２００人程度になるように形成した。

さらに、このカーボン保護膜に対し、窒素ガスを導入し
０．０５　Ｔｏｒｒの圧力下で直流ボンバード処理を施
した。

その後、大気中に取り出し、温度２０℃、湿度５０％の
条件で１２時間以上保存した。

比較例１゜ 先の実施例と同様に、先ず、Ａｌ−Ｍｇ基板（厚さ約１
．５ｍ、外径９５鶴、内径２５ｆｌ２表面平均粗さ２０
人）を用意し、この基板上に圧力ＩＸ　１０−’Ｔｏｒ
ｒ、基板温度１５０℃の条件でＢｉを真空蒸着して膜厚
２００人の低融点金属下地膜を形成した。

次いでこの下地膜上に、同様に圧力ｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒ、基板温度１５０℃の条件で、ＣＯを電子ビーム蒸着
し、膜厚１０００人の金属磁性薄膜を形成した。

さらに、上記金属磁性薄膜上に、次表に示すように、電
子ビーム蒸着法（加速電圧７ＫｅＶ）でカーボン保護膜
を膜厚２００人程度になる。ように形成した。

その後、大気中に取り出し、温度２０℃、湿度５０％の
条件で１２時間以上保存した。

比較例２゜ 先の実施例と同様に、先ず、Ａｌ−Ｍｇ基板（厚さ約１
．５　ｍｓ　、外径９５Ｎ、内径２５鶴１表面平均粗さ
２０人）を用意し、この基板上に圧力ＩＸ　１０−’Ｔ
ｏｒｒ、基板温度１５０℃の条件でＢｉを真空蒸着して
膜厚２００人の低融点金属下地膜を形成した。

次いでこの下地膜上に、同様に圧力ｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒ、基板温度１５０℃の条件で、ＣＯを電子ビーム蒸着
し、膜厚１０００人の金属磁性薄膜を形成した。

その後、大気中に取り出し、温度２０℃、湿度５０％の
条件で１２時間以上保存した。

上述の実施例および比較例で得られたサンプルディスク
について、腐食試験を行った。なお、この腐食試験は、
温度６０℃、相対湿度９０％の環境下での９６時間加速
腐食試験とし、試験後の単位面積当たりの孔食の敗を光
学顕微鏡により測定した。結果を次表に示す。

表 この表より、カーボン保護膜表面にボンバード処理を施
し、水に対する接触角を７５６以上とすることにより、
腐食が大幅に減少し、耐蝕性が向上することがわかる。

以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、本
発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気ディス
クにおいては、カーボン保護膜表面の水に対する接触角
を７５″以上としているので、このカーボン保護膜の水
に対する親和性が小さくなり、金属磁性薄膜の腐食が防
止され、耐蝕性が大幅に向上する。また、カーボン保護
膜を形成しているので、走行性や耐久性も確保される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄膜上に
   表面の水に対する接触角が７５°以上であるカーボン保
   護膜を形成したことを特徴とする磁気ディスク。