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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf das
Aufzeichnen, Speichern und Lesen von Magnetdaten und insbesondere
auf drehbare Magentaufzeichnungsmedien, wie beispielsweise Dünnschichtmagnetplatten mit
strukturierten bzw. texturierten Oberflächen zum Kontakt mit zusammen
arbeitenden Magnetwandlerköpfen.
Die Erfindung hat eine besondere Anwendbarkeit bei Magnetaufzeichnungs-Datenträgern mit hoher
Dichte, die niedriges Rauschen sowie eine verbesserte Schwebestabilität, Gleit-Verhalten
und Kopfmedienschnittstellenzuverlässigkeit aufweisen.
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Hintergrund
der Technik
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Magnetplatten und Plattenlaufwerke
werden herkömmlicherweise
zum Speichern von Daten in magnetisierbarer Form genutzt. Typischerweise
werden eine oder mehrere Platten an einer zentralen Achse in Kombination
mit Datenwandlerköpfen
gedreht, die in enger Nähe
zu den Aufzeichnungsoberflächen
der Platten positioniert sind und sich im allgemeinen radialen mit
Bezug dazu bewegen. Magnetplatten werden gewöhnlicherweise in einer Magnetplatteneinheit
in einem stationären
Zustand untergebracht, wobei ein Magnetkopf, der eine spezifische Last
aufweist, mit der Oberfläche
der Platte elastisch in Berührung
ist und gegen diese gedrückt
wird.
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Im Betrieb wird die Magnetplatte
normalerweise durch das Kontakt-Start-Stopp-Verfahren (CSS-Verfahren)
angetrieben, wobei der Kopf beginnt, relativ zu der Oberfläche der
Platte zu gleiten, wenn die Platte beginnt, sich zu drehen. Beim
Erreichen einer vorbestimmten hohen Drehzahl schwebt der Kopf in
der Luft mit einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche der
Platte aufgrund dynamischer Druckeffekte, die durch die zwischen
der Gleitoberfläche
des Kopfes und der Platte erzeugte Luftströmung verursacht wird. Während der
Lese- und Aufzeichnungsvorgänge
wird der Wandlerkopf an einem gesteuerten Abstand von der Aufzeichnungsoberfläche gehalten,
wobei er auf einem Luftlager getragen wird, wenn sich die Platte
dreht. Die Magnetkopfeinheit ist angeordnet, sodass sich der Kopf in
diesem Schwebezustand in sowohl in der Umfangs- als auch der radialen
Richtung der Platte frei bewegen kann, was ermöglicht, dass Daten auf der Oberfläche der
Platte an einer gewünschten
Position aufgezeichnet und von dieser wieder gewonnen werden können.
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Bei Beenden des Betriebs des Plattenlaufwerks
verringert sich die Drehzahl der Platte und der Kopf beginnt erneut
relativ zu der Oberfläche
der Platte zu gleiten und hält
schließlich
in Kontakt mit der Platte an und drückt gegen diese. Somit berührt der
Wandlerkopf die Aufzeichnungsoberfläche, wann immer die Platte
still steht, von einem Stopp beschleunigt wird und während der
Abbremsung gerade vor dem vollständigen
Anhalten. Jedes Mal, wenn der Kopf und die Plattenanordnung angesteuert
werden, wiederholt die Gleit-Oberfläche des
Kopfes den zyklischen Vorgang, der aus Anhalten, Gleiten relativ zu
der Oberfläche
der Platte, Schweben in der Luft, Gleiten relativ zu der Oberfläche der
Platte und Anhalten besteht.
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Es wird der während der Lese- und Aufzeichnungsvorgänge als
wünschenswert
angesehen, jeden Wandlerkopf so nahe wie möglich bei seiner zugeordneten
Aufzeichnungsoberfläche
zu halten, d. h. die Schwebehöhe
des Kopfes zu minimieren. Dieses Ziel wird besonders bedeutsam,
wenn sich die Flächenaufzeichnungsdichte
erhöht.
Die Flächendichte (Mbit/mm2 (Mbit/in2)) ist
die Aufzeichnungsdichte je Einheitsfläche und ist gleich der Spurdichte
(TPmm (TPI)) ausgedrückt
in Spuren pro mm (inch) mal (x) der linearen Dichte (BPmm(BPI))
ausgedrückt
in Bits pro Millimeter (inch). Somit wird eine glatte Aufzeichnungsoberfläche sowie
auch eine glatte entgegengesetzte Oberfläche des zugeordneten Wandlerkopfes bevorzugt,
wodurch es dem Kopf und der Platte ermöglicht wird, in unmittelbarer
Nähe positioniert
zu werden, was mit einem Anstieg in der Vorhersagbarkeit und in
dem konsistenten Verhalten des den Kopf tragenden Luftlagers einhergeht.
Ein weiterer Faktor arbeitet jedoch gegen dieses Ziel. Wenn die
Kopfoberfläche
und die Aufzeichnungsoberfläche
zu flach sind, gibt die Genauigkeit der Übereinstimmung dieser Oberflächen Anlass
zu übermäßiger Haftreibung und
Reibung während
der Anfahr- und Anhaltphasen, wodurch Verschleiß an dem Kopf und den Aufzeichnungsoberflächen verursacht
wird, was schließlich
zu dem führt,
was als eine "Kopfkollision" bezeichnet wird. Somit gibt es konkurrierende
Ziele einer verringerten Kopf/Plattenreibung und einer minimalen
Wandlerschwebehöhe.
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Um diese konkurrierenden Ziele zu
erfüllen, werden
die Aufzeichnungsoberflächen
der Magnetplatten herkömmlicherweise
mit einer aufgerauten Oberfläche
versehen, um die Kopf/Plattenreibung durch Verfahren zu verringern,
die als "Texturierung" bezeichnet werden. Herkömmliche Texturierverfahren
beinhalten Polieren der Oberfläche
eines Plattensubstrats, um darauf eine Struktur bzw. Textur vor
einer nachfolgenden Aufbringung von Schichten vorzusehen, wie beispielsweise
einer Unterschicht, die typischerweise Chrom oder einer Chromlegierung
aufweist, einer Magnetschicht, einem schützender Überzug, der typischerweise
Kohlenstoff enthält,
und einer Schmiermittel-Oberschicht, wobei die texturierte Oberfläche auf
dem Substrat bestimmt ist, im wesentlichen auf der Oberfläche der
Magnetplatte nachgebildet zu werden.
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Ein typisches Magnetaufzeichnungsmedium ist
in 1 dargestellt und
umfasst ein Substrat 10, typischerweise eine Legierung
auf Aluminiumbasis (Al-Basis), wie beispielsweise eine Aluminium-Magnesium-Legierung
(Al-Mg-Legierung), die mit einer Schicht aus amorphen Nickel-Phosphor
(NiP) plattiert ist. Das Substrat 10 enthält typischerweise
eine darauf sequentiell aufgebrachte Chrom-Unterschicht (Cr-Unterschicht) 11,
eine Magnetschicht 12, die gewöhnlicherweise eine Legierung
auf Kobalt-Basis (Co-Basis) enthält,
einen schützenden Überzug 13, der
gewöhnlicherweise
Kohlenstoff umfasst, und eine Schmiermittel-Oberschicht 14.
Die Cr-Unterschicht 11,
die Magnetschicht auf Co-Legierungsbasis 12 und der schützende Kohlenstoffüberzug 13 werden typischerweise
durch Sputterverfahren aufgebracht. Ein herkömmliches Al-Legierungssubstrat
wird primär
mit einer Ni-Plattierung versehen, um die Härte des Al-Substrats zu erhöhen, das
als eine geeignete Oberfläche
dient, auf der die erforderliche Oberflächenrauhigkeit oder Texturen
bereitzustellen ist, die im wesentlichen auf der Plattenoberfläche reproduziert
wird.
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Die steigenden Anforderungen nach
hoher Flächenaufzeichnungsdichte
stellen ständig
steigende Anforderungen an die Dünnschichtmagnetmedien hinsichtlich
der Koerzitivkraft, der Rechtwinkligkeit (squareness), niedrigem
Mediumrauschen und der Aufzeichnungsleistung bei engen Spuren. Außerdem erfordern
Magnetplatten mit ansteigender hoher Dichte und großer Kapazität verstärkt kleine
Schwebehöhen,
d. h. der Abstand, mit dem der Kopf über der Oberfläche der
Platte in dem CSS-Laufwerk schwebt. Die Anforderung, um die Schwebehöhe des Kopfes
weiter zu verringern, die durch ansteigende höhere Aufzeichnungsdichten und
Kapazität
auferlegt werden, machen es besonders schwierig, die Anforderung
für eine
gesteuerte Texturierung zu erfüllen,
um eine Kopfkollision zu vermeiden.
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Die konkurrierenden Anforderungen
für eine minimale
Wandlerschwebehöhe
und für
die Texturierung können
bis zu einem gewissen Ausmaß durch Bereitstellen
einer getrennten Lande- oder CCS-Zone und einer getrennten Datenzone
abgeschwächt werden.
Auf diese Art und Weise kann die Oberfläche der Datenzone zur Datenspeicherung
und Wiedergewinnung optimiert werden, während die Landezone hinsichtlich
der Texturierung optimiert wird, um die CSS-Anforderungen zu erfüllen. Eine
derartige texturierte Oberfläche,
die eine Kopflandezone und eine Datenaufzeichnungszone umfasst,
kann durch anfängliches
Polieren der Oberfläche
und nachfolgender Lasertexturierung erzeugt werden, um die Kopflandezone
zu bilden, wobei eine polierte Datenzone übrig bleibt. Die resultierende
Oberfläche
würde jedoch
unerwünschte
plötzliche
topografische Änderungen
zwischen der Landezone und der Datenzone enthalten.
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Plötzliche topografische Änderungen
auf der Oberfläche
eines magnetischen Aufzeichnungsmedium beeinflussen die Schwebestabilität und das
Gleitverhalten der magnetischen Aufzeichnungsköpfe ungünstig und die Zuverlässigkeit
der Kopf-Medium-Schnittstelle nachteilhaft. Außerdem erfordern derartige
problematische, lokale, plötzliche
Profiländerungen
eine größere Genauigkeit
bei der Texturierung.
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Dem gemäß existiert ein Bedarf, eine
texturierte Oberfläche
für eine
hohe Flächenaufzeichnungsdichte
bereitzustellen, die eine für
die Datenaufzeichnung und -Wiedergewinnung optimierte Datenzone
und eine Landezone mit einer Topografie aufweist, die für CCS-Betrieb
optimiert ist, ohne plötzliche
topografische Änderungen
zwischen der Datenzone und der Landezone.
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Sowohl die DE-A-19524220, die den
Oberbegriff der unabhängigen
Ansprüche
wiederspiegelt, als auch die EP-A-0583989 offenbaren eine magnetische
Aufzeichnungsplatte mit zwei Zonen – d. h. einer Datenzone und
einer Landezone. In jedem Fall umfasst die Datenzone Vorsprünge, die
sich in der Höhe
zu der Datenzone hin verringern.
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Die US-A-5520981 offenbart die Verwendung
eines Lasers, um eine texturierte Oberfläche auf einer magnetischen
Aufzeichnungsplatte bereitzustellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium, das eine texturierte Oberfläche mit
einer zum Aufzeichnen optimierten Datenzone und einer zur Kopflandung
optimierten Landezone ohne plötzliche
topografische Änderungen
zwischen den Daten- und Landezonen aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist ein Verfahren zur Strukturierung bzw. Texturierung eines magnetische
Aufzeichnungsmediums, um eine zum Aufzeichnen optimierte Datenzone
und eine für CSS-Leistung
optimierte Landezone ohne plötzliche topografische Änderungen
zwischen den Daten- und Landezonen bereitzustellen.
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Zusätzliche Aufgaben, Vorteile
und weitere Merkmale der Erfindung werden teilweise in der nachfolgenden
Beschreibung dargelegt und werden teilweise dem Fachmann bei Durchsicht
des folgenden offensichtlich oder können durch Anwenden der Erfindung
gelernt werden. Diese Aufgaben und Vorteile der Erfindung können verwirklicht
und erhalten werden, wie es insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben
ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird
ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer texturierten Oberfläche bereitgestellt,
die umfasst:
eine Datenzone; eine texturierte Landezone mit
einer Mehrzahl von Vorsprüngen,
die sich zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe über der Oberfläche erstrecken;
einer
lasertexturierten Übergangszone,
wobei die Übergangszone
eine Mehrzahl von Vorsprüngen
mit allmählich
spiralförmig
verringerten Höhen
und Durchmessern beim Fortschreiten von der Landezone zu der Datenzone
aufweist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
Bilden einer texturierten Oberfläche
auf einer Schicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums, wobei die
texturierte Oberfläche
umfasst: eine Datenzone; eine texturierte Landezone mit einer Mehrzahl
von Vorsprüngen,
die sich zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe über der Oberfläche erstrecken;
und eine lasertexturierte Übergangszone,
wobei die Übergangszone
eine Mehrzahl von Vorsprüngen
mit allmählich
verringerten Höhen
und Durchmessern beim Fortschreiten von der Landezone zu der Datenzone
aufweist.
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Zusätzliche Aufgaben und Vorteile
der Erfindung werden dem Fachmann ohne weiteres aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung offensichtlich sein, wobei die Ausführungsformen der Erfindung einfach
mittels Darstellung des besten Modus zum Ausführen der Erfindung beschrieben
sind. Wie es ersichtlich ist, ist die Erfindung für andere
und unterschiedliche Ausführungsformen
geeignet, und ihre verschiedenen Einzelheiten sind alle ohne Abweichen
von der Erfindung für
Modifikationen in verschiedenen offensichtlichen Beziehungen geeignet. Dem
gemäß sind die
Zeichnungen und die Beschreibung als in der Art veranschaulichend
und nicht als einschränkend
zu betrachten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
eine herkömmliche magnetische
Aufzeichnungsmediumstruktur.
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2 stellt
schematisch ein Mehrfachlinsen-Laserfokussiersystem
für die
Erfindung dar.
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3 stellt
schematisch ein Mehrfachlinsen-Laserfokussiersystem
mit einem kristallinen Material für die Erfindung dar.
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4 stellt
schematisch eine Lasertexturiersystem für ein Glas- oder Glas-Keramik-Substrat
dar.
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5 veranschaulicht
schematisch ein weiteres Lasertexturiersystem für ein Glas- oder Glas-Keramik-Substrat.
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6 stellt
schematisch eine in Übereinstimmung
mit der Erfindung gebildete texturierte Oberfläche dar.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung widmet sich den konkurrierenden
Anforderungen für
verringerte Kopf/Plattenreibung und minimaler Wandlerschwebehöhe bei einem herkömmlichen
CSS-System zusätzlich zu
dem Maximieren der Flächenaufzeichnungsdichte.
Derartige konkurrierende Anforderungen werden durch Bereitstellen
eines magnetischen Aufzeichnungsmediums mit einer strukturierten
oder texturierten Oberfläche gelöst, die
eine Landezone und eine Datenzone umfasst, wobei jede Zone für ihre bestimmte
Funktion optimiert ist. Die Erfindung geht einen Schritt weiter, indem
sie sich Problemen widmet, die durch Bereitstellen einer texturierten
Oberfläche
mit einer optimierten Landezone benachbart einer optimierten Datenaufzeichnungszone
erzeugt werden, und diese löst.
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Die Optimierung einer texturierten
Landezone für
verringerte Kopf/Plattenreibung, und die Optimierung einer Datenzone
für eine
minimale Wandlerschwebehöhe
benachbart der Landezone auf der gleichen Oberfläche erzeugt plötzliche
topografische Profiländerungen.
Derartige plötzliche
topografische Änderungen
erfordern eine hohe Genauigkeit beim Durchführen des CSS-Verfahrens. Die
Erfindung widmet sich diesem Problem und löst es durch Bereitstellen einer Übergangszone
zwischen der Landezone und der Datenzone, wobei die Topografie der Übergangszone
maßgeschneidert
wird, um plötzliche
Profiländerungen
auszuschließen.
In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird eine Übergangszone
zwischen einer texturierten Landezone, die eine Mehrzahl von sich über einer
Oberfläche
erstreckenden Vorsprünge
umfasst, und einer relativ glatteren Datenzone auf der Oberfläche bereitgestellt,
wobei die Übergangszone
eine Mehrzahl von Vorsprüngen mit
verringerten Höhen
und Durchmessern beim Fortschreiten von der Landezone zu der relativ
glatteren Datenzone umfasst.
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Bei den verschiedenen Ausführungsformen der
Erfindung kann eine Oberfläche
eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, wie beispielsweise ein
Substrat oder eine auf dem Substrat ausgebildete Unterschicht, wie
beispielsweise Chrom oder eine Chromlegierung, durch ein herkömmliches
Polierverfahren poliert werden. Eine texturierte Landezone kann
dann durch jedes herkömmliche
Verfahren, wie beispielsweise durch mechanisches Polieren oder Lasertexturierung,
gebildet werden. Wünschenswerterweise
wird die Landezone texturiert, um eine Mehrzahl von relativ gleichmäßigen Vorsprüngen zu bilden,
die sich zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe über der Oberfläche erstrecken.
Ein geeignetes Lasertexturierverfahren ist bekannt, wobei ein Mehrfachlinsen-Fokussiersystem benutzt
wird, um die Bildung einer genau gesteuerten Struktur von im wesentlichen
gleichmäßigen Vorsprüngen mit
einer zweckmäßigerweise
kleineren Größe als die
diejenige, die mit herkömmlichen
Einzellinsen-Fokussiersystemen erhalten werden, zu ermöglichen.
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Ein anderes Lasertexturierverfahren
zum Bilden einer Landezone ist bekannt, wobei ein fokussierter Laserlichtstrahl
durch ein optisches kristallines Material geleitet wird, das zwischen
einem Linsen-Fokussiersystem und der einer Lasertexturierung unterzogenen
Oberfläche
angeordnet und beabstandet ist, um eine Textur zu erhalten, die
eine Mehrzahl von gesteuerten und genau beabstandeten Vorsprüngen umfasst.
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Außerdem kann
eine Landezone vorteilhafterweise durch
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Lasertexturierung gebildet werden,
wobei ein von einem Mehrfachlinsen-Fokussiersystem emittierter gepulster
Laserstrahl durch ein optisches kristallines Material zu der einer
Lasertexturierung unterzogenen Oberfläche geleitet wird. Mit einem
Glas- oder Glas-Keramik-Substrat ist es vorteilhaft, ein bekanntes
Lasertexturierverfahren zu benutzen. Ein derartiges Verfahren ist
für die
Lasertexturierung einer Landezone auf einem Glas- oder Glas-Keramik-Substrat bekannt,
das eine gepulste Laserlichtquelle mit einer Wellenlänge von
ungefähr
10 Mikrometer, wie beispielsweise von einer CO2-Laserquelle
hergeleiteten Laserlichtstrahl, benutzt.
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Beim Bereistellen einer texturierten
Landezone, wie durch Lasertexturierung, verbleibt eine polierte
Datenzone. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung bleibt die Datenzone poliert, obwohl die Datenzone
ebenfalls texturiert sein kann. Nach dem Bilden der Landezone und
der Datenzone wird die Übergangszone
der Erfindung gebildet. Es wurde festgestellt, dass Lasertexturierung
ein geeignetes Verfahren zum Bilden der Übergangszone ist.
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In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Oberfläche
gedreht und einem gepulsten Laserlichtstrahl ausgesetzt, der vorzugsweise
an der Landezone beginnt und sich in einer radialen Richtung zu
der Datenzone bewegt, die an einem Endpunkt der Übergangszone beginnen wird.
Während
die Oberfläche
einem gepulsten Laserlichtstrahl ausgesetzt wird, um die Übergangszone
zu bilden, werden Variablen, die die Geometrie der Vorsprünge beeinflussen,
eingestellt, um eine Übergangszone
zu bilden, die Vorsprünge
mit spiralförmig
verringerten Höhen
und Durchmessern beim Fortschreiten von der Landezone zu der Datenzone aufweist.
Ein Fachmann wird ohne weiteres geeignete Parameter und Einstellungen
erkennen, die für
die Bildung einer allmählichen Übergangszone
zwischen einer Landezone und einer Datenzone geeignet sind. Beispielsweise
kann eine derartige gesteuerte Übergangszone
durch Steuern der Emission der Laserimpulsleistung, der Laserimpulsbreite
und der Zielbewegung erreicht werden. Die Höhe und der Durchmesser eines
durch gepulste Laserlichtstrahltexturierung erzeugten Vorsprungs
verringert sich, wenn sich die Spitzenpulsleistung verringert, und
erhöht
sich, wenn sich die Geschwindigkeit, mit der die Oberfläche gedreht
wird, verringert.
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Die Erfindung liefert vorteilhafterweise
ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer texturierten Oberfläche, die
drei Zonen umfasst, die optimiert sind, um Funktionsanforderungen
zum Aufzeichnen und CSS-Leistung zu erfüllen, während plötzliche topografische Änderungen
dazwischen vermieden werden, wodurch die Flexibilität des CSS-Verfahrens
verbessert wird. Eine derartige Texturstruktur aus drei Zonen kann
am vorteilhaftesten mittels eines computergesteuerten Lasermittels
verbunden mit Präzisionsautomationsgerät lasertexturiert
werden. Durch Steuern der Emission der Laserimpulsleistung, der
Laserimpulsbreite und der Zielbewegung können die gewünschten
Profile aller drei Zonen für
unterschiedliche Kopfausgestaltungen erhalten werden.
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Die Übergangszone der Erfindung
kann durch Benutzen herkömmlicher
Lasertexturierverfahren gebildet werden. Es wurde festgestellt,
dass eine genau maßgeschneiderte Übergangszone
mittels eines Mehrfachlinsensystems gebildet werden kann, um eine
genau gesteuerte Struktur von im wesentlichen gleichmäßigen Vorsprüngen mit
einer zweckmäßigerweise kleineren
Größe als diejenige,
die mit einem herkömmlichen
Einzellinsen-Fokussiersystem erhalten wird, zu bilden. Bei einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung wird die Übergangszone durch
ein Lasertexturierverfahren gebildet, wobei ein fokussierter Laserlichtstrahl
durch ein optisches kristallines Material geleitet wird, das zwischen
einem Linsen-Fokussiersystem und der der Lasertexturierung unterzogenen
Oberfläche
angeordnet und beabstandet ist, um eine Textur zu erhalten, die
eine Mehrzahl von gesteuerten und genau beabstandeten Vorsprüngen umfasst.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird die Übergangszone
durch die kombinierte Verwendung eines Mehrfachlinsen-Fokussiersystems
und eines optischen kristallinen Materials gebildet. In Übereinstimmung
mit dieser Ausführungsform
wird ein von einem Mehrfachlinsen-Fokussiersystem fokussierter Laserlichtstrahl
durch ein optisches kristallines Material vor dem Auftreffen auf der
der Lasertexturierung unterzogenen Oberfläche geleitet, um die Übergangszone
zu bilden.
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In Übereinstimmung mit der Erfindung
wird durch Lasertexturierung der Landezone und der Übergangszone
durch Verwenden der gleichen Art von Lasertexturiersystem die Herstellung
vereinfacht und der Durchsatz verbessert. In Übereinstimmung mit der Erfindung
kann die Datenzone poliert bleiben oder ebenfalls einer Lasertexturierverfahren
unterzogen werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden
die Übergangszone
und/oder Landezone mit einem Mehrfachlinsen-Fokussiersystem lasertexturiert, wie
es in 2 dargestellt
ist, wobei das System eine erste Linse 20, beispielsweise
einer Begleiterdublette (companion doublet), und eine zweite Linse 21,
wie beispielsweise eine aplanare Meniskuslinse umfasst. Die zweite
Linse 22 ist von der Linse 20 und einer sich drehenden
Substrat 24 beabstandet und zwischen diesen positioniert,
wobei dessen Oberfläche
einer Lasertexturierung unterzogen wird. Die erste Linse 20 weist
einen Brennpunkt an der oberen Oberfläche des Substrats 24,
wie bei 23, auf. Die Tiefe des Brennpunkts des Mehrfachlinsensystems
wird Kraft der zweiten Linse 21 auf den Punkt 25 erweitert.
Die erhöhte
Tiefe des Brennpunkts liefert die gewünschte Flexibilität, die die
Bildung von Vorsprüngen
mit einer kleineren Höhe
und Durchmesser mit größerer Genauigkeit
und Gleichmäßigkeit
gegenüber
einem herkömmlichen
Einzellinsen-Fokussiersystem
ermöglicht.
Bedeutsamerweise wird durch Bereitstellen einer erhöhten Tiefe
des Brennpunkts die Einstellung und Aufrechterhaltung des Brennpunkts
erleichtert, wodurch eine Toleranz bereitgestellt wird, um die inhärente Oberflächengleichmäßigkeit
aufzunehmen, die bei einem herkömmlichen
Einzellinsenlaserfokussiersystem nicht erreichbar ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung werden die Übergangszone
und/oder Landezone mit einem System lasertexturiert, das ein optisches
kristallines Material, wie es in 3 gezeigt
ist, umfasst, wobei ein gepulster Laserlichtstrahl 30 durch
die Linse 31 fokussiert wird. Ein optisches kristallines
Material 32, das irgendeines verschiedener optischer kristalliner
Materialien umfassen kann, wie beispielsweise Kalkspart oder Quarz,
wird in dem Weg des gepulsten fokussierten Laserlichtstrahls angebracht.
Das optische kristalline Material 32 wird ausgewählt, um
eine Dicke D und einen kristallinduzierten optischen Zugriffswinkel α aufzuweisen,
wodurch zwei Brennpunkte D1 und D2 mit unterschiedliche Energieintensitäten erzeugt
werden. Die Fokussierpunkte P1 und P2 werden durch einen Abstand
T getrennt, der eine Funktion der Kristalldicke D und eines kristallinduzierten
optischen Zugriffswinkels α ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung werden die Übergangszone
und/oder Landezone mittels sowohl des Mehrfachlinsen-Fokussiersystems
als auch eines optischen kristallinen Materials lasertexturiert,
dass derart positioniert ist, dass der fokussierte gepulste Laserlichtstrahl
durch das optische kristalline Material läuft, bevor er auf die einer
der Lasertexturierung ausgesetzten Oberfläche auftritt.
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Das Lasertexturierverfahren der Erfindung kann
benutzt werden, um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium durch Auftreffen
eines fokussierten Laserstrahls nicht nur auf einer sich drehenden Oberfläche, wie
bei den vorher offenbarten Ausführungsformen,
sondern auf jeder Schicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums
zu texturieren bzw. mit einer Struktur zu versehen. Somit kann in Übereinstimmung
mit der Erfindung eine Unterschicht, wie beispielsweise eine Croder
Cr-Legierungsunterschicht, oder eine magnetische Schicht, wie beispielsweise
eine Co-Legierungsmagnetschicht, die auf einer Unterschicht oder
direkt auf einem Substrat aufgebracht ist, lasertexturiert werden,
um eine Übergangszone
und/oder eine Landezone zu bilden, beispielsweise mit einem gepulsten
Laserlichtstrahl durch ein Mehrfachlinsen-Fokussiersystem und/oder einem gepulsten
Laserlichtstrahl durch ein optisches kristallines Material. Die
drei Zonen umfassende lasertexturierte Struktur in Übereinstimmung
mit der Erfindung kann direkt auf einem Al- oder Al-Legierungssubstrat
oder bei einem derartigen Substrat nach Aufbringen einer herkömmlichen
Ni-P-Plattierung bereitgestellt werden. Die in Übereinstimmung mit der Erfindung
bereitgestellte lasertexturierte Oberfläche wird bei anschließend aufgebrachten Schichten
im wesentlichen nachgebildet.
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Die in Übereinstimmung mit der Erfindung
erzeugten magnetischen Aufzeichnungsmedien können irgendeines verschiedener
herkömmlicher
Substraten umfassen, die bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien
verwendet werden. Derartige herkömmliche
Substrate umfassen Al, Al-Legierung,
wie beispielsweise Al-Mg-Legierungen, NiPplattiertes Al oder NiP-plattierte
Al-Legierungen. Außerdem
können
alternative Substraten, wie beispielsweise Glas- und Glas-Keramikmaterial
in der Praxis der Erfindung genutzt werden, um eine texturierte
Oberfläche
mit einer Landezone, Aufzeichnungszone und Übergangszone zu bilden.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung wird ein Substrat mit einem Glas- oder Glas-Keramikmaterial
lasertexturiert, um eine Übergangszone,
eine Landezone und Datenzone zu bilden, wobei ein gepulstes Laserlichtstrahltexturiersystem
benutzt wird.
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Ein Lasertexturiersystem für ein Glas-
oder Glas-Keramiksubstrat
in Übereinstimmung
mit der Erfindung wird schematisch in 4 dargestellt,
und umfasst eine CO2-Laserquelle 40, die von einem Controller 41 gesteuert
und von einem Generator 48 versorgt wird. Der emittierte
Laserlichtstrahl 42 läuft durch
eine Blende 43 zu einem optischen System 44 mit
Spiegeln 44a und 45b, wie beispielsweise Siliziumspiegeln,
und eine Fokussierlinse 45 zum Fokussieren des gepulsten
Laserlichtstrahls auf der Oberfläche
des Glasoder Glas-Keramiksubstrats 46, das durch eine Spindel 47 gedreht
wird. Es stellte sich als vorteilhaft heraus, eine Linse 45 mit
einer geeigneten Beschichtung, wie beispielsweise Bleiselenit, bereitzustellen.
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Ein weiteres Lasertexturiersystem
für ein Glas-
oder Glas-Keramiksubstrat ist schematisch in 5 dargestellt, wobei ein durch eine CO2-Laserlichtquelle 52 erzeugter
Laserlichtstrahl 51 durch ein Strahlenliefersystem 53 mit
Spiegeln 53a und 53b läuft. Der Laserlichtstrahl 51 läuft dann
durch einen Modulator 54, einen Strahlenexpandierer 55, der eine
Konkavlinse 55a und eine doppelte achromatische Linse 55b umfasst,
und dann durch eine Polarisationsrotator 56 in einen Strahlenteiler 57,
wo er in Komponenten 51a und 51b getrennt wird.
Die Laserlichtstrahlkomponente 51a läuft zu einer beugenden Fokussierlinse 58 wird
auf eine erste Oberfläche
des Glas- oder Glas-Keramiksubstrats 59 fokussiert, das von
einer Spindel 510 gedreht wird. Die Laserlichtkomponente 51b wird
von Spiegeln 511a, 511b und 511c, wie
beispielsweise Siliziumspiegeln, an eine zweite beugende Fokussierlinse 512 und
auf die entgegengesetzte zweite Oberfläche des Substrats 59 wegreflektiert.
Die beugenden Fokussierlinsen 58 und 512 werden
vorteilhafterweise mit Zinkselenit beschichtet.
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Eine in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildete
lasertexturierte Oberfläche
ist schematisch in 6 dargestellt
und umfasst eine Schicht 60 eines magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Eine derartige Schicht kann das Substrat, eine auf dem Substrat
ausgebildete Unterschicht oder eine magnetische Schicht sein. Die
texturierte Oberfläche
der Erfindung umfasst drei Zonen, d. h. eine Landezone, eine Übergangszone
und eine Datenzone. Die Landezone umfasst eine Mehrzahl von Vorsprüngen 61, die
sich auf eine im wesentlichen gleichmäßige Höhe über der texturierten Oberfläche erstrecken.
Eine Datenzone 63 wird als poliert dargestellt, wobei die
Datenzone 53 jedoch ebenfalls lasertexturiert sein kann, wobei
in diesem Fall die Datenzone eine Mehrzahl von Vorsprüngen, die
sich zu einer relativ gleichmäßigen Höhe über der
Substratoberfläche
erstrecken, die jedoch bedeutend niedriger als die Höhe der Vorsprünge in der
Landezone ist, oder eine Struktur von Rillen umfasst, die in der
Oberfläche
ausgebildet sind. Die Übergangszone
umfasst einen lasertexturierten Bereich mit Vorsprüngen 62 mit
Höhen und Durchmessern,
die sich allmählich
und von der Landezone zu. der Datenzone fortschreitend verringern, wodurch
plötzliche
topografische Änderungen
und ihre begleitenden Probleme beseitigt werden.
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Die in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebrachten
Magnetschichten können
beliebige derjenigen sein, die herkömmlicherweise bei der Erzeugung
der magnetischen Aufzeichnungsmedien benutzt werden. Derartige herkömmliche
magnetische Legierungen umfassen, wobei sie jedoch nicht darauf
beschränkt
sind, Kobalt-basierte Legierungen (Co), wie beispielsweise Kobalt-Chrom
(CoCr), Kobalt-Samarium (CoSm), Kobalt-Chrom-Tantal (CoCrTa), Kobalt-Nickel-Chrom
(CoNiCr), Kobalt-Chrom-Samarium (CoCrSm), Kobalt-Chrom-Platin-Tantal
(CoCrPtTr), Kobalt-Chrom-Platin (CaCrPt), Kobalt-Nickel-Platin (CoNiPt),
Kobalt-Nickel-Chrom-Platin (CoNiCrPt) und Kobalt-Chrom-Platin-Bor
(CoCrPtB). Die Dicke der Magnetschicht ist in Übereinstimmung mit herkömmlichen
Praktiken und der Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Kobalt-basierte Legierungen weisen eine Dicke von jeweils 10 nm (1000
bis etwa 100 nm (1000 Ä)
auf, wobei sich solche von 20 nm (200 Ä) bis etwa 50 nm (500 Ä) als geeignet
herausstellten.
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Wie bei herkömmlichen Praktiken kann eine Unterschicht
auf dem texturierten Substrat vor dem Aufbringen der Magnetschicht
aufgebracht werden. Die Unterschicht kann Cr oder einer Cr-Legierung, wie
beispielsweise Chrom-Vanadium oder Chrom-Titan, sauerstoffdotiertes
Cr, Wolfram oder eine Wolframlegierung, umfassen.
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Außerdem kann ein schützender Überzug, wie
beispielsweise ein Kohlenstoffüberzug,
auf der Magnetschicht aufgebracht werden, und eine oberste Schmiermittelschicht
auf dem schützenden Überzug aufgebracht
werden. Die Unterschicht, die magnetischen Schichten und der schützende Überzug können auf
eine herkömmliche
Art und Weise durch irgendeines verschie dener Sputterverfahren angebracht
werden, die bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien
benutzt werden.
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Die Erfindung kann benutzt werden,
um beliebige verschieden Arten von magnetischen Aufzeichnungsmedien,
einschließlich
Dünnschichtplatten,
mit einer begleitenden Verbesserung in der Schwebestabilität, des Gleitverhaltens
und der Kopf-Medium-Schnittstellenzuverlässigkeit zu erzeugen. In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit
einer texturierten Oberfläche
bereitgestellt, die eine Datenzone, eine texturierte Landezone mit
einer Mehrzahl von sich zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe über der
Oberfläche
erstreckenden Vorsprüngen
und eine texturierte Übergangszone
umfasst, wobei die Übergangszone
eine Mehrzahl von Vorsprüngen
mit sich allmählich
verringernden Höhen
und Durch- messern beim Fortschreiten von der Landezone zu der Datenzone
umfasst. Die Datenzone kann poliert oder z. B. durch ein mechanischen
Texturierverfahren texturiert sein. Die Landezone kann ebenfalls durch
mechanische Texturierung oder Lasertexturierung texturiert werden.
In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird die Übergangszone
mit einem gepulsten Laserlichtstrahl texturiert, wobei die Spitzenimpulsleistung
und/oder die Drehzahl des Substrats verändert wird, um eine Mehrzahl
von Vorsprüngen bereitzustellen,
die spiralförmig
verringerte Höhen und
Durchmesser beim Fortschreiten von der Landezone zu der Datenzone
aufweisen. Typischerweise weist die Landezone eine Spitzenoberflächenrauhigkeit
(Rp) von etwa 15 bis etwa 20 nm auf, während die Datenzone eine Spitzenoberflächenrauhigkeit (Rp)
von etwa 2 bis etwa 3 nm aufweist.
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Nur bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung und nur einige wenige Beispiele ihrer Vielseitigkeit
werden in der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben.
Es ist offensichtlich, das die Erfindung bei verschiedenen anderen Kombinationen
und Umgebungen sowie bei Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs des erfinderischen Konzepts,
wie es durch die angefügten
Ansprüche definiert
ist, geeignet ist.