JPS62146434A

JPS62146434A - 磁気デイスク

Info

Publication number: JPS62146434A
Application number: JP18976486A
Authority: JP
Inventors: Fumio Maruta; 丸田　文生; Hiroshi Kawahara; 博河原; Osamu Shinoura; 治篠浦; Yoshiaki Saito; 斎藤　善明
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1987-06-30

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】 ■　発明の背址技術分野本発明は、いわゆるハードタイプの磁気ディスクの吸着
性、耐久性等の特性等の改良に関するものである。

先行技術とその問題点磁気ディスク装置に用いられる磁気記録媒体は、一般に
磁気ディスク、またはディスク媒体と呼ばれ、その基本
構造はドーナツ状の基板と通常その両面に設層された磁
性層を有している。

このような記録媒体の基板材質は、例えばアルミ合金等
のハード材と、磁気テープ媒体と同じマイラーなどのプ
ラスチック材の二種類があり、一般に萌者をハードタイ
プの磁気ディスク、後者をフレキシブルディスクと呼ノ
Ｖでいる。

ところで、ハートタイプのＷＬ気ディスクでは、浮上型
の磁気ヘッドを用いておりこのヘッドのコンタクト・ス
タート・ストップ時に大きな衝撃が加わり、磁気ヘッド
との機械的接触に対する耐久性、耐摩耗性等、ヘッド吸
着等の問題か指摘されている。

従来、これらの問題は主として、媒体表面の有する諸物
性に起因するものと考えられており、これらの媒体の最
上層として保護膜が設ける旨の提案が種々なされている
。

例えば、無機保護膜としては、Ｒｈ、Ｃｒ（特公昭５２
−１８００１号公１１ｉ）Ｎｉ−Ｐ（特公昭５４−３３
７２６号公報）、そのほか、Ｒｅ％Ｏｓ、Ｒｕ、Ａｇ％
Ａｕ、Ｃｕ。

Ｐｔ、Ｐｄ（特公昭５７−６１７７号公報・）、Ｎ１−
Ｃｒ（特公昭５７−１７２９２号公報）等が用いられ、
他方、固体潤滑剤としては、無機ないし有機の潤滑剤、
例えば、珪素化合物、例えば５ｉ０２　、Ｓｉｎ、Ｓｉ
３　Ｎ４等（特公昭５４−３３７２６号公報）、ポリ珪
酸もしくはシランカップリング剤、例えばテトラヒドロ
キシシラン、ポリアミノシラン等く特公昭５９−３９８
０９号公報）およびカーホン等か使用されている。

しかしながら、磁性層上に設けられるこれらの従来の保
護膜の材質および構造では、媒体の耐久性、耐摩耗性、
耐候性、耐食性等が十分高く、しかもヘッドが媒体表面
にはりついてしまういわゆる吸着と叶ばれる現象も発生
しないものは実現していない。

そこで、本発明らはこのような問題点に対処すべく、媒
体構造として、磁性層上にカーボン保護膜を有し、この
上に所定の化合物を含仔するトップコート膜を形成させ
る旨の提案を行ついる（この出願の原出願である特願昭
６０−２８９０１０号公報等）。

この提案によれば、媒体の耐久性、耐摩耗性、耐候性、
耐食性、吸着等は格段と向上するが、さらにこれらの特
性、特に、吸着特性、耐久性を向上させ、しかも出力が
安定し、エラー発生がなく電磁変換特性に優れた媒体を
得るためには、単に媒体表面を様々の形で処理するのみ
ではなく、媒体の基体表面の処理、形態から見直す必要
がある。

■　発明の目的本発明の目的は、媒体の電磁変換特性を劣化させること
なく、耐久性、耐摩耗性、耐候性、耐食性等に優れ、ヘ
ッド吸着もなく、実用に際してきわめて高い信頼性を有
する磁気ディスクを提供することにある。

■　発明の開示このような目的は、下−記の本発明によって達成される
。

すなわち本発明は、ディスク状でしかも剛性の非磁性基
体上に、金属薄膜磁性層を存する磁気ディスクにおいて
、上記、基体の磁性層形成側表面に、あるいはこの上に設
層された下地層表面にほぼ同心円状の溝を設けたことを
特徴とする磁気ディスクである。

■　発明の１し体内構成以Ｆ、本発明の具体的構成について詳細に説明する。　
第１図には本発明の磁気ディスクの・実施例が示される
。

本発明の磁気ディスク１は、非磁性、基体２上に一般に
下地層３を有し、この下地層３の上には逆字、非磁性金
属中間層４を有し、この上に金属薄膜磁性層５を有し、
磁性層５の上に一般に非磁性金属保護［’６、カーボン
保護膜７、トップコート層８が順次積層されて構成され
る。

本発明で使用される非磁性基体２の材質としては、例え
ば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属、ガラス
、セラミックス、エンジニアリングプラスチック等が挙
げられる。　そして、これらの中でも、機械的剛性、加
工性等が良好でしかも後述する下地層が容易に設層でき
るアルミニウム、アルミニウム合金等を用いるのが好ま
しい。

このような非磁性基体２の厚さは１．２〜１．９１Ｉ１
ｍ程度であり、その形状は、ディスク状である。

このような非磁性基体２の材質として、特にＡ２等の金
属基体を用いるときには、この基体上に下地層３を設け
ることが好ましい。　この下地層３は、Ｎ　ｉ−Ｐ、　
Ｎ　１−Ｃｕ−Ｐ、　Ｎ　１−Ｗ−Ｐ、Ｎ１−Ｂ等のい
ずれかの組成を含有して形成される。　このものは、液
相メッキ法、特に無電解メッキ法で成膜させることが好
ましい。　無電解メッキ法によれば、きわめて緻密な膜
が形成でき、機械的剛性、硬度、加工性をトげることが
できる。

なお、上記の組成からなる下地層の組成比（ｗｔ）は、
以下のとおりである。

すなわち（Ｎ　ｉ　ｘＣｕｙ）Ａ　Ｐａ（Ｎ　ｉ　ｘ　
Ｗ　’ｊ　）　Ａ　Ｐ　ａこれらの場合においては、ｘ：ｙ＝１００：０〜１０：９０、Ａ：Ｂ＝９７：３〜８５：１５である。

Ｎ１ｘＢｙの場合にはｘ：ｙ＝９７：３〜９０：３であ
る。

この無電解メッキ法のプロセスの一例を簡惟にのべると
、まず、アルカリ性脱脂および酸性脱脂を行った後、数
回のジンケート処理をくり返して行い、さらに重炭酸ナ
トリウム等で表面調整したのちｐＨ４，０〜６．０のニ
ッケル・メッキ浴中で約８０〜９５℃、約０．５〜３時
間メッキ処理すればよい。

これらメッキ処理は、例えば特公昭第４８−１８８４２
号公報、特公昭第５０−１４３８号公報等に記載されて
いる。

このような下地層３の膜厚は３〜５０μｍ、特に５〜２
０μｌが好ましい。

本発明において、このような下地層３の表面には、はぼ
同心円状であって、径方向に不規則な分布および深さを
有する溝９が設けられている。

このような同心円状の不規則な溝９は、例えば下地層３
を設層したディスク状基体を回転させながら例えば、研
摩剤を塗設したポリッシングチーブ等を押圧して設ける
ことができる。　また、基体の回転に際し、ポリッシン
グチーブをディスク状基体の径方向に揺動させて、いわ
ゆるオシレーションをかけ、同心円を若干不規則化ない
し揺動させることもできる。

このようにして形成されている溝９の深さは、０．００
１〜０．２μＩ程度である。　さらに溝９の数は、基体
径方向の単位長さあたり４００〜１６００本／ＩＩＩＩ
！１程度である。

このような溝９を形成するに際し、工程条件は、通常、
ワーク回転数５０〜１０００回／分、コンタクト圧力Ｏ
〜５　Ｋｇ／　ＣＪ　、オシシー９５２０〜１２０回／
分、オシレーション振巾０〜１００ｍｍ程度とする。

このような同心円上の不規則な溝９を設けることによっ
て、電磁変換特性を劣化させることなく吸着特性および
耐久性が向上する。

なお、溝を一方向に設けた場合には、本発明の効果は実
現しない。

なお、下地層３を基体２トに設けない場合には、直接基
体２Ｆに上記の溝９を設ければよい。

さらにこのような上地層３を有することのある」＾体上
にはＣｏまたはＣｏとＮｉ、Ｃｒ、Ｐのうちの１種以上
をＬ成分とする金属薄膜磁性層５が設層される。

このものの組成の具体例としては、Ｃｏ−Ｎｉ％Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ、Ｃｏ−Ｚｎ
−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｒｅ−Ｐ、γ−Ｆｅ２Ｏ３等
がある。　これらの中では特にＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ
　−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等が好ましく、
これらの合金の好適組成比は重寸比で、Ｃｏ：Ｎ１＝１
　：　１〜９：　１、（Ｃｏ　　Ｎｉ　　）　　ＣｒＢにおいてｘ：ｙ＝ｘ　
　　　　　ｙＡ１：１〜９：１、八：Ｂ＝９９．９：０．１〜７５：２
５、ｃｏ：Ｃｒ＝７二３〜９：１、（Ｃｏ　Ｎ１ｙ）ＡＰＢにおいて、ｘ：ｙ＝１：Ｏ〜１：９、八：Ｂ＝９９．９：０．１〜
８５：１５である。　これらの範囲をはずれると記録特
性が低ドする。

このような金属薄ＩＩ！２磁性層５は気相もしくは液相
の種々のメッキ法で設層可能であるが、中でも特に気相
法の１種であるスパッタ法が好ましい。　スパッタ法を
用いることによって磁気特性の良好な磁性層が得られる
。

なお、磁性層の組成を上記γ−Ｆｅ２０．とする場合に
は、Ｆｅをターゲットとし、反応性ガス０２等を用いた
反応性スパッタによればよい。

スパッタ法は作業を行う領域によって、さらにプラズマ
法とイオンビーム法の２つに大別することができる。

プラズマ法によるスパッタ法では、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気中でグロー放電を発生させ、Ａ「イオンによって
ターゲット（蒸着物質）のスパッタを行い、例えば、被
着体に蒸着させる。

ターゲットに数ＫＶの直流電圧を印加する直流スパッタ
リンク、数百〜数ＫＷの高周波数電力を印加する高周波
スパッタリングのいずれであってもよい。

また、２極から３極、４極スパツタ装置と多極化したほ
か、直行電磁界を加えてプラズマ中の電ｒ−のマグネト
ロンと同様サイクロイド運動を（ｊ、え、高密度プラズ
マを作るとともに、印加電圧を低くし、スパッタを高能
率化したマグネトロン系スパッタリングを用いてもよい
。

イオンビーム法では、適当なイオン源を用いてＡｒなど
をイオン化し、引出し、電極に印加した負高電圧によっ
て高真空側にイオンビームとして引出し、ターゲット表
面に照射してスパッタしたターゲット物質を例えば被着
体に蒸着させる。

また、スパッタ法における被着粒子の運動エネルギーは
約数ｅＶ〜１００ｅＶであり、例λば蒸着法のそれ（約
０．ｌｅＶ〜１ｅＶ）と比べてきわめて大きい。

本発明において、ターゲットの材質としては、目的とす
る金属薄＋１５！磁性層５の組成に対応する合金等を用
いればよい。

ところで、金属薄膜磁性層５の組成をＣｏＰないしＣｏ
Ｎ　ｉ　Ｐとする場合には、液相メッキ法、特に無電解
メッキ法で設層してもよい。

そしてその磁性層は上記スパッタ法と同様に良好な磁気
特性を示す。

無電解メッキに用いるメッキ浴組成、メッキ条件等とし
ては公知の種々のものが適用可能であり、例えば、特公
昭第５４−９１３６号公報、特公昭第５５−１４８６５
号公報等に記載のものはいずれも使用可能である。

上述してきたような金属薄膜磁性層５の膜厚は２００〜
５０００人、特に５００〜１０００人が好ましい。

このような金属薄膜磁性層５を前述したようなスパッタ
法で設層する場合には、下地層３と磁性層５との間に非
磁性金属中間層４を設けることが好ましい。　この非磁
性金属中間層４を設けることによって、媒体の磁気特性
が向上し、記録特性の信頼性の向Ｅをも図ることができ
る。

そしてこの非磁性金属中間層４は通常Ｃｒから形成され
るのが最も好ましいが、Ｃｒ含有量は９９ｗＬ％以−Ｅ
であればよい。

そしてこの中間層４は、種々の公知の気相成膜法で形成
可能であるが、通常、上述した金属薄膜磁性層５と同様
にスパッタ法で成膜することが好ましい。　このような
非磁性金属中間層４の膜厚は用いる金属薄膜磁性層５の
種類によって適宜決定すべきであるが、通常５００〜４
０００人程度である。

本発明の磁気ディスク１は前述した金属薄膜磁性層５上
にＣｒなとの非磁性金属保護膜６を設層することが好ま
しい。

この保護膜６の成膜方法は上記の非磁性金属中間層の場
合と同様にすればよい。

このような非磁性金属保護ｎｉ　６の膜厚は３０〜３０
０人、特に５０〜２００人が好ましい。

この非磁性金属保護ｆｌｕ　６の上には、通常、さらに
保護膜７が設層される。

保護膜７は、カーボンから形成することが好ましい。　
その場合組成としてはＣｒ￥１．独からなるが、他の元
素を５ｗＬ％未満含有するものであってよい。

保護膜７は、スパッタ法、イオンブレーティング法、蒸
着法、ＣＶＤ等の各種気相成膜法で形成可能であるが、
中でも特にスパッタ法によるのが好ましい。　この場合
には、形成された膜がきわめて緻密となり、耐久性、耐
較性に優れた効果を有する。

このように形成される保護膜７の膜厚は１０〜８００人
、特に１５０〜４００人さらに保護＠７の表面をプラズ
マ処理しておくことが好ましい。　こうすることにより
保護膜表面を化？的に活性化し、より好ましい態様とし
て設けられる後述のトップコート層８を密着性良く設層
することかできる。　従って接着強度が向ｌ二　−４−
る　。

プラズマ処理は公知の方法によって行えばよく、Ａｒ、
Ｎｅ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２等の１種ないし２種以上の処理
ガスを用い、電源の周波数５０にｌｌｚ〜１３　、５６
Ｍｌｌ７．程度、印加電流、処理時間等は通常の条件と
すればよい。

保護膜７上にはトップコート層８を設けることが好まし
い。

トップコート層８に含イｆさせる化合物としては特に有
機フッ素化合物か好ましい。

このようなトップコート層８の形成方法は、塗布法等の
液相成膜法や蒸着法、スパッタ法、イオンブレーティン
グ法、プラズマ重合法等の気相酸ＩＩＱ法などいずれの
方法を用いてもよい。

このように形成されるトップコート層８の厚さは３〜３
００人、好ましくは５〜１５０人と４−る。

３λ未満では十分な本発明の効果が得られず特に耐久性
が劣り、３００人をこえると吸着が発生し、いわゆるヘ
ッドクラッシュを起こすからである。

土−述してきたような磁気ディスクｌは、第１図に示さ
れるように片面記録の媒体としてもよいが、基体２の両
面側に磁性層等を第１図と同様に設けた、いわゆる両面
記録の媒体としてもよい。

■　発明の具体的作用効果本発明の媒体は、非磁性基体表面りに、あるいはこの上
に設層された下地層表面トに、はぼ同心円状の不規則な
溝を有しており、さらにこの上に所定の磁性層等を有し
構成されている。

従って、得られた媒体は、ヘッド吸着等がきわめて少な
く、耐久性、磁気特性、′市磁変換特性に優れ、実用に
際してきわめて高い信頼性を有する。

■　発明のＩＬ体的実施例以Ｆ、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

（実施例１） φ１３ｃｍ、厚さ１．９ｍｍのディスク状のＡｆｆｉｆ
ｆ上に、Ｊ’Ｘさ２０μｍのＮｉＰのド地層を無電解メ
ッキ法で設けた。　なお、無電解メッキ法はＦ記のプロ
セスおよび製造条件で行った。

（Ｎ　ｉ　Ｐ無電解メッキ）プロセス　　　　　　　製　造　条　件１゜アルカリ性
　アルブレツブ２ｏ４（実計製薬社脱脂　　　　　製）
２５０社／１．６５℃、５分２、酸性脱脂　　アルブレ
ツブ２３ｏ（実計製薬社製）１５０社／２．６５℃、５分３、ジンケート　アープ３ｏ２（実計製薬社製）２５０
１ｆｆｉ　／　Ｑ、２５℃、３０秒４、ジンケート　６
２　ｖｏ１％濃硝酸、剥ｆＪｉ　　　　　８００ｒｄ／
ｌ、２５℃、３０秒５、ジンケート　アープ３ｏ２（実
計製薬社製）２５０　ｒｍｌ　／　ｌ、２５℃、２０秒
６、表面！１整　　重炭酸ナトリウム３０ｇ／！ｌ、２
０℃、３０秒７、ニッケルメ　ナイフラッド７１９Ａ（実計製薬ツキ
　　　　社製）　８０ｎＪＩ　／　ｌナイクラッド７１
９Ｂ（実計製薬社製）　＋５０ｉｆｆｉ　／　ｆｌｐＨ４，５、９０℃、２時間なお、下地層の組成はＮｉ：Ｐ＝８５二１５二重５比）
とした。

次いで、Ｌ記のド地層をＬ記の条件にて研磨処理した。

〈表面研磨処理〉スピードファム■社製のラッピングマシン９Ｂ−５Ｐを
用い、に記基体を回転させながら、不二見研磨−の研磨
液、メディボールＮｏ。

８（５０％希釈液）を用い、１００ｇの加重をかけなが
ら１０分間研磨を行った。

その後、ディスク基板洗浄装置（スピードファムクリー
ンシステム■社製）を用いて洗浄した。　工程は以ドに
示すとおりである。

〈洗浄工程〉１、中性洗剤溶液、浸漬、超音波２、Ｍ純水、スクラブ３、超純水、スクラブ４、超純水、浸漬、超音波５、超純水、浸漬６、フロン／エタノール混合液、浸漬、超音波７、フロ
ン／エタノール混合液、浸漬８、フロン／エタノール、蒸気（→乾燥）このような洗
浄工゛程後、下地層表面に同心円状の不規則な溝を下記
のようにして設けた（以下、テクスチャリング工程とい
う）。　すなわち、テープポリッシングマシン（巴テク
ノ■社製）を用い、基体を回転させながら、基体表面に
同心円状の不規則な溝を設けた。　工程条件は、ポリッ
シングチーブ番ｊ＄４０００、コンタクト圧力１．２に
ｇ／ｃｒｎ”、オシレージ３２５０回／分、ワーク回転
′＃！Ｌ１５０回／分、オシレーション振幅３ｍｍとし
た。

これを本発明処理ｌとする。

この場合、溝の深さの平均値は０．０３μｍであり、ま
た溝の数の平均値は８００木／ｍｒａであった。

なお、比較処理ｌとして、本発明処理において、基体を
一方向に振幅２５０　ｍｍ、速度５００ｍｍ／ｓｅｃで
往復運動させ、またそれと直角方向に振幅３川但、線速
１０　ｍｍｌ　ｓｅｃでオシレージコンを行い、一方向
に１１１記とほぼ同じ深さおよび分布を打する溝を下地
層表面トに形成した。

その後、さらに重犯と同様な洗浄を行った後、Ｃｒから
成る非磁性磁性金属中間層をスパッタで膜厚２０００人
に設層した。設層条件は、Ａｒ圧力２．ＯＰａ、ＤＣ８
ＫＷとした。

なお、この中間層形成面にＡｒガス圧０．　２Ｐａ、Ｒ
Ｆ４００Ｗの条件でエツチング処理を行った。

その後、この−Ｌに連続して以下に示すような各袖金属
薄膜磁性層を設層した。

〈金属薄膜磁性層の形成〉ＣｏＮｉ＠ｉ性層をスパッタ法を用いて形成した。　成
膜条件はＡｒガス圧２．ＯＰａ、ＤＣ８ＫＷとした。　
ＣｏＮ　ｉ組成重量比はＣｏ／Ｎ　ｉ　＝　８０　／　
２０．１１！２厚は６００人とした。

このようにして設層された金属薄１反磁性層上にＣｒか
ら成る非磁性金属保護膜を形成した。

成膜はスパッタ法で行い、その条件は、Ａｒガス圧２．
ＯＰａ、ＤＣ８ＫＷとし、膜厚は２００人とした。

さらにこの保護膜の上に、カーボン保護膜をスパッタ法
で、厚さ４００人に設けた。　なお、スパッタ条件はＡ
ｒガス圧０．２Ｐａ、ＤＣ８ＫＷとした。

このカーボン保護膜の表面をプラズマ処理した。　なお
、プラズマ条件は処理ガスＮ２．圧力５Ｐａ、電源は１
３　、５６ＭＩＩｚの高周波とし、投入′重力は３ＫＷ
とした。　そのトにド記に示すような潤滑剤を含むｌ・
ツブコート層をスピンコード法で設層した。　スピンコ
ード条件は回転数１０００　ｒｐｍ、１０秒間とした。

　膜厚は１００人とした。

〈トップコート層組成１〉ポ１滑削として以下に示される構造式からなるＫＲＹＴ
ＯＸＩ　５７ＦＳ　（デュポン社製）（ここでｎ＝１１
〜４９）をフロン１１３（ダイキン工業社製、ダイフロン５−３
）の溶媒中に混合し、潤滑剤含有塗布液濃度を０．０５
車量％に調整した。

（１）１匹二乳５」Ｌ性磁気ディスクサンプルの作成直後およびＣＳＳ　（コン
タクト・スタート・アンド・ストップ）３万回後のディ
スク記録面当りのエラー数を１ｌｉｌｌ定し、Ｃ５Ｓ前
後でのエラー数（ミッシングパルス数）の増加を表示し
た［　ｉｌｉ位二ピット／面］。

なお、ディスク記録面当りのエラー数は、日ｑ電ｒ−エ
ンジニアリング社製磁気ディスク用す−ディファイヤー
にて測定し、設定条件は、ミッシングパルスのスライス
レベルを６５％とした。　ヘッドはＭｎ−Ｚｎのモノリ
シックヘッドを用いた。

（２）吸着ＣＳＳ　（コンタクト・スタート・アンド・ストップ）
テスト３万回後、２０℃、６０％ＲＨ１７２時間の条件
下で、Ｍｎ−Ｚｎフェライトヘッドを磁気ディスクサン
プル表面上に静置しておき、急にサンプルを回転させた
ときの初期摩控係数を測定した。

表１の結果より本発明の効果があきらかである。

なお、サンプルＮｏ、１０３については、下地層表面処
理を行わなかった。

に記すンプルＮｏ、１０１（本発明）およびサンプルＮ
ｏ、１０３（比較）はともに−出力波形が均一であり、
エラーの増加もなかった。

これらの結果より、本発明のものは、電磁変換特性を劣
化させることなく、媒体の耐久性、耐摩耗性、吸着特性
等が向上することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁気ディスクの断面図を示す。符号の簡単な説明１・・・磁気ディスク、２・・・非磁性基体、３・・・
ド地層、４・・・非磁性金属中間層、５・・・金属薄膜
磁性層、６・・・非磁性金属保護膜、７・・・保護膜、
８・・・トップコート層、９・・・溝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディスク状でしかも剛性の非磁性基体上に、金属
薄膜磁性層を有する磁気ディスクにおいて、上記、基体の磁性層形成側表面に、あるいはこの上に設
層された下地層表面にほぼ同心円状の溝を設けたことを
特徴とする磁気ディスク。