JP2010020820A - 磁気ディスク装置、ガスセンサ、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体に吸着されるガスを高精度に検出する。
【解決手段】表面に第１の潤滑剤層が形成されている磁気記録媒体、及びガスセンサが、筐体内に配置されている。ガスセンサ２０は、検出面にガスを吸着することによってガスを検出する。この検出面に、第１の潤滑剤層に用いられている潤滑剤と同じ潤滑剤により第２の潤滑剤層２３が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気記録媒体及びガスセンサが内蔵された磁気ディスク装置、磁気ディスク装置に好適に用いられるガスセンサ、及び磁気記録媒体とガスセンサとの製造方法に関する。

磁気ディスク装置の駆動中に、筐体内から発生したガス、または筐体外から侵入したガスが、磁気記録媒体や磁気ヘッドの表面に吸着する。吸着したガスは、ヘッドディスクインタフェース（ＨＤＩ）の信頼性に悪影響を与える。筐体内のガス量の変化をモニタすることにより、磁気ディスク装置の不具合を事前に予測することができる（特許文献１）。ガス量のモニタに、クオーツクリスタルマイクロバランスセンサ（ＱＣＭセンサ）を用いることができる。ＱＣＭセンサは、水晶振動子の電極表面の質量変化を周波数変化として検出する。
特開２００７−３５１８０号公報

ＱＣＭセンサの電極表面にガスが吸着することにより、ガスを検出することができる。従って、磁気ディスクの表面には吸着し易いが、ＱＣＭセンサの電極表面には吸着し難い種類のガスは、検出困難である。逆に、磁気ディスクの表面には吸着し難いが、ＱＣＭセンサの電極表面には吸着し易い種類のガスの検出感度が過剰に高くなってしまう。

上述の課題を解決する磁気ディスク装置は、
筐体内に配置され、表面に第１の潤滑剤層が形成されている磁気記録媒体と、
前記筐体内に配置され、検出面にガスを吸着することによってガスを検出し、該検出面に、前記第１の潤滑剤層に用いられている潤滑剤と同じ潤滑剤により第２の潤滑剤層が形成されているガスセンサと
を有する。

このガスセンサは、
圧電材料からなる基板と、
前記基板の一方の表面に形成された第１の電極と、
前記基板の他方の表面に形成された第２の電極と、
前記第１の電極の上に、潤滑剤により形成された潤滑剤層と
を有する。

上述の磁気記録媒体及びガスセンサの製造方法は、一例として、
非磁性材料からなる第１の基板及び圧電材料からなる第２の基板を、同一の成膜チャンバ内に配置する工程と、
前記成膜チャンバ内で、前記第１の基板の上に磁性層を形成すると共に、該第２の基板の上に、該磁性層と同一の磁性材料からなり、電極として利用される磁性層を形成する工程と、
前記成膜チャンバ内で、前記磁性層の上に、非磁性材料からなる保護層を形成すると共に、前記電極の上に、該保護層と同一の非磁性材料からなる保護層を形成する工程と、
前記保護層が形成された前記第１の基板及び前記第２の基板を、前記成膜チャンバから取り出す工程と、
前記第１の基板の前記保護層の上に潤滑剤層を形成する工程と、
前記第２の基板の前記保護層の上に、前記第１の基板に形成した潤滑剤層と同一の潤滑剤を用いて潤滑剤層を形成する工程と
を有する。

ガスセンサに、第２の潤滑剤層が形成されているため、その表面のガス吸着特性が、磁気記録媒体の表面のガス吸着特性に近づく。このため、磁気記録媒体に吸着されるガスを、高精度に検出することができる。

以下、図面を参照しながら、実施例１〜実施例５について説明する。

図１に、実施例１による磁気ディスク装置の筐体内の平面図を示す。筐体１０内に、磁気ディスク（磁気記録媒体）１１が格納されている。磁気ディスク１１は、その中心を回転中心として回転する。アーム１３の先端に、磁気ヘッド１４が取り付けられている。磁気ヘッド１４は、磁気ディスク１１の表面上に支持される。アーム１３の後端に、アーム駆動用磁石１５が取り付けられている。アーム駆動用磁石１５により、アーム１３が支点１２を揺動中心として揺動する。アーム１３が揺動することにより、磁気ヘッド１４が、磁気ディスク１１上を、その半径方向に移動する。制御回路１６が、磁気ディスク１１の回転、アーム１３の駆動、磁気ヘッド１４の制御等を行う。

筐体１０に、フィルタ付きの窓１７が設けられている。フィルタ付きの窓１７を通って、筐体１０の内から外、または外から内へ、ガスが輸送される。筐体１０内に、ガスセンサ２０が格納されている。ガスセンサ２０は、筐体１０内のガスを検出する。ガスセンサ２０として、例えばＱＣＭセンサが用いられる。磁気ディスク１１が回転することにより、気流が発生する。ガスセンサ２０は、磁気ディスク１１の回転により発生する気流が吹き付ける位置に配置される。

図２Ａに、ガスセンサ２０の平面図を示し、図２Ｂに、図２Ａの一点鎖線２Ｂ−２Ｂにおける断面図を示す。

圧電材料からなる円盤状の基板２１の一方の表面に、第１の電極２２が形成され、他方の表面に第２の電極２５が形成されている。基板２１には、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度のＡＴカット水晶基板が用いられる。なお、その他の圧電材料からなる基板を用いてもよい。第１の電極２２及び第２の電極２５には、例えば金（Ａｕ）が用いられ、その厚さは例えば１００ｎｍである。

第１の電極２２及び第２の電極２５の各々は、基板２１と同心円をなす円形部分、及びこの円形部分から基板２１の縁に向かって延びるリード線接続部分とを含む。平面視において、第１の電極２２の円形部分と、第２の電極２５の円形部分とは、相互に重なる。また、第１の電極２２のリード線接続部分と、第２の電極２５のリード線接続部分とは、相互に反対向きに延びる。

第１の電極２２及び第２の電極２５は、電極を形成しない領域をマスクした後、スパッタリングによりＡｕ膜を成膜し、その後マスクを除去することにより形成することができる。なお、基板２１の全面にＡｕ膜を成膜した後、パターニングして形成することも可能である。

第１の電極２２及び第２の電極２５のリード線接続部分に、それぞれ第１のリード線３０及び第２のリード線３１の一端が取り付けられている。第１のリード線３０及び第２のリード線３１は、基板２１を支持するのに十分な機械的強度を持つ。第１のリード線３０及び第２のリード線３１の他端は、台座３２に固定されている。

第１の電極２２の円形部分の表面に潤滑剤が塗布され、潤滑剤層２３が形成されている。潤滑剤層２３の厚さは、例えば１〜２ｎｍである。図１に示した磁気ディスク１１の表面には、一般的にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の保護層が形成され、さらに保護層の表面が、潤滑剤層で覆われている。第１の電極２２の表面に形成された潤滑剤層２３には、磁気ディスク１１の表面に形成されている潤滑剤層と同じ潤滑剤が用いられる。

潤滑剤層２３は、例えば、第１の電極２２の表面に潤滑剤を滴下することにより形成される。滴下された潤滑剤は、第１の電極２２の縁近傍まで拡散し、第１の電極２２のほぼ全面を覆う円形の潤滑剤層２３が形成される。なお、潤滑剤層２３は、第１の電極２２からはみ出し、基板２１が露出している表面を覆ってもよい。

第１の電極２２の表面を覆う潤滑剤層２３と、磁気ディスク１１の表面に形成されている潤滑剤層とは、同じガス吸着能を持つ。このため、ガスセンサ２０により、磁気ディスク１１の表面に実際に吸着されるガスを検出することができる。その結果、磁気ディスク１１の表面へのガスの吸着状態を、精度よく検知することが可能になる。また、磁気ディスク１１の表面に吸着し難いガスによる過剰反応を回避することができる。

図３に、実施例２によるガスセンサの断面図を示す。第２の実施例では、第１の電極２２と潤滑剤層２３との間に、ＤＬＣからなる保護層３５が配置されている。保護層３５の厚さは、例えば４〜５ｎｍである。

以下、保護層３５の形成方法について説明する。まず、保護層３５を形成しない領域をテジスとパターン等のマスクで覆う。マスクを形成した状態で、例えばスパッタリングまたは化学気相成長（ＣＶＤ）によりＤＬＣ膜を成膜する。その後、マスクを除去することにより、パターニングされた保護層３５を残すことができる。

第１の電極２２と潤滑剤層２３との間に、保護層３５を介在させることにより、潤滑剤層２３の付着性を向上させることができる。

図４Ａ及び図４Ｂを参照して、実施例３によるガスセンサ、及びその製造方法について説明する。

図４Ａに示すように、圧電材料からなる基板２１の表面に、レジストパターン３８を形成する。レジストパターン３８は、図２Ａの第１の電極２２が形成されない領域を覆う。レジストパターン３８をマスクとして、サンドブラストにより、基板２１の表面を粗面化する。なお、フッ酸等を用いたエッチングにより、粗面化することも可能である。

図４Ｂに示すように、第１の電極２２の粗面化された表面に、第１の電極２２を形成する。第１の電極２２の表面には、下地の状態を引き継いだ凹凸が生じる。第１の電極２２のリード線接続部分に、第１のリード線３０を接続する。第１の電極２２の円形部分を、潤滑剤層２３で覆う。

基板２１の背面には、第２の電極２５が形成される。さらに、第２の電極２５に第２のリード線３１が接続される。

実施例３では、潤滑剤層２３の下地表面に凹凸が形成されているため、潤滑剤層２３の表面積を大きくすることができる。これにより、ガスの検出感度を高めることができる。なお、実施例３においても、図３に示した実施例２の場合と同様に、第１の電極２２と潤滑剤層２３との間にＤＬＣからなる保護層３５を配置してもよい。

図５に、実施例４によるガスセンサの断面図を示す。図４Ｂに示した実施例３では、基板２１の表面に粗面化処理が施されている。これに対し、実施例４では、第１の電極２２の表面に粗面化処理が施されている。このように、第１の電極２２の表面に粗面化処理を施しても、実施例３と同様の効果が得られる。

図６に、実施例５によるガスセンサの断面図を示す。実施例６では、第１の電極２２が、下地層４０、軟磁性裏打層４１、及び中間層４２を含む。これらの層４０〜４２には、磁性材料が用いられる。

第１の電極２２の円形部分の上に、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２からなるグラニュラ構造を有する磁気記録層４３が形成されている。さらにその上に、保護層３５が形成されている。第１の電極２２のリード線接続部分に、第１のリード線３０が接続されている。潤滑剤層２３が、保護層３５及び第１の電極２２のリード線接続部分を覆う。

基板２１の背面に、第２の電極２５が形成され、第２の電極２５に第２のリード線３１が接続されている。

図７Ａ〜図７Ｇを参照して、実施例５によるガスセンサの製造方法について説明する。

図７Ａは、ガスセンサの基板２１、及び磁気ディスク用の非磁性材料からなる基板、例えばガラス基板８０を示す。図７Ｂに示すように、基板２１の上に、レジストパターン５０を形成する。レジストパターン５０は、図６に示した第１の電極２２が形成されない領域を覆う。レジストパターン５０が形成された基板２１と、ガラス基板８０とを、同一の成膜チャンバ内に装填する。

図７Ｃに示すように、基板２１及びガラス基板８０の上に、下地層４０、軟磁性裏打層４１、中間層４２、及び磁気記録層４３を、例えばスパッタリングにより形成する。下地層４０は、例えばＣｒで形成され、その厚さは５ｎｍである。軟磁性裏打層４１は、例えばＣｏＮｂＺｒ、Ｒｕ、及びＣｏＮｂＺｒがこの順番に積層された３層を含み、合計の厚さは１５０ｎｍである。中間層４２は、例えばＴａ、ＮｉＦｅ、及びＲｕがこの順番に積層された３層を含み、合計の厚さは３０ｎｍである。磁気記録層４３は、例えばＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２からなるグラニュラ構造を有し、その厚さは２０ｎｍである。

磁気記録層４３まで形成された基板２１及びガラス基板８０を、スパッタリング用の成膜チャンバから、ＣＶＤ用の成膜チャンバに移送する。磁気記録層４３の上に、非磁性材料、例えばＤＬＣからなる保護層３５を、ＣＶＤで形成する。保護層３５の厚さは、例えば４ｎｍである。保護層３５まで形成した後、基板２１及びガラス基板８０を、成膜チャンバから取り出す。

図７Ｄに示すように、基板２１上のレジストパターン５０を、その上に堆積している各層と共に除去する。これにより、下地層４０から保護層３５までの各層が、第１の電極２２と同じ平面形状にパターニングされる。

図７Ｅに示すように、保護層３５及び磁気記録層４３の２層をパターニングして、第１の電極２２のリード線接続部分に対応する領域６０に、中間層４２を露出させる。

図７Ｆに示すように、中間層４２の露出した領域６０に、第１のリード線３０を接続する。

図７Ｇに示すように、基板２１の上に、潤滑剤層２３を形成する。潤滑剤層２３は、保護層３５を覆う。ここまでの工程で、ガスセンサ２０が作製される。なお、１枚の大きな基板２１上に、複数のガスセンサ２０を作製し、最後に、各ガスセンサに分割してもよい。同様に、ガラス基板８０上の保護層３５の上に、潤滑剤層２３を形成する。これにより、磁気ディスク１１が作製される。

実施例５においては、ガスセンサ２０の基板２１上の積層構造が、磁気ディスク１１のガラス基板８０上の積層構造と同一になる。すなわち、第１の電極２２が、磁気ディスク１１の軟磁性裏打層４１、及び中間層４２に用いられている磁性材料と同一の磁性材料からなる導電層を含む。このため、ガスセンサ２０のガス吸着特性が、磁気ディスク１１のガス吸着特性により近似する。従って、磁気ディスク１１に吸着したガスを、より高精度に測定することが可能になる。さらに、磁性膜の腐食等を検出することも可能になる。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

以上の実施例１〜実施例５を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
筐体内に配置され、表面に第１の潤滑剤層が形成されている磁気記録媒体と、
前記筐体内に配置され、検出面にガスを吸着することによってガスを検出し、該検出面に、前記第１の潤滑剤層に用いられている潤滑剤と同じ潤滑剤により第２の潤滑剤層が形成されているガスセンサと
を有する磁気ディスク装置。

（付記２）
前記磁気記録媒体の表面に、ダイヤモンドライクカーボンを含む保護層が形成されており、前記第１の潤滑剤層が該保護層の上に形成されており、
前記ガスセンサの検出面に、ダイヤモンドライクカーボンを含む膜が形成されており、前記第２の潤滑剤層が、該ダイヤモンドライクカーボンを含む膜の上に形成されている付記１に記載の磁気ディスク装置。

（付記３）
前記第２の潤滑剤層の下の表面に粗面化処理が行われている付記１または２に記載の磁気ディスク装置。

（付記４）
前記ガスセンサが、
圧電材料からなる基板と、
前記基板の両面に形成された電極と
を含み、前記第２の潤滑剤層が、前記電極の少なくとも一方の上に形成されている付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。

（付記５）
前記磁気記録媒体が、非磁性材料の基板と、該基板の上に形成された磁性層とを有し、
前記第２の潤滑剤層で覆われている方の前記電極が、前記磁性層と同一の磁性材料からなる層を含む付記４に記載の磁気ディスク装置。

（付記６）
圧電材料からなる基板と、
前記基板の一方の表面に形成された第１の電極と、
前記基板の他方の表面に形成された第２の電極と、
前記第１の電極の上に、潤滑剤により形成された潤滑剤層と
を有するガスセンサ。

（付記７）
前記第１の電極と前記潤滑剤層との間に、ダイヤモンドライクカーボンを含む膜が配置されている付記６に記載のガスセンサ。

（付記８）
非磁性材料からなる第１の基板及び圧電材料からなる第２の基板を、同一の成膜チャンバ内に配置する工程と、
前記成膜チャンバ内で、前記第１の基板の上に磁性層を形成すると共に、該第２の基板の上に、該磁性層と同一の磁性材料からなり、電極として利用される磁性層を形成する工程と、
前記成膜チャンバ内で、前記磁性層の上に、非磁性材料からなる保護層を形成すると共に、前記電極の上に、該保護層と同一の非磁性材料からなる保護層を形成する工程と、
前記保護層が形成された前記第１の基板及び前記第２の基板を、前記成膜チャンバから取り出す工程と、
前記第１の基板の前記保護層の上に潤滑剤層を形成する工程と、
前記第２の基板の前記保護層の上に、前記第１の基板に形成した潤滑剤層と同一の潤滑剤を用いて潤滑剤層を形成する工程と
を有する磁気記録媒体及びガスセンサの製造方法。

実施例１による磁気ディスク装置の筐体内の平面図である。 （２Ａ）及び（２Ｂ）は、それぞれ実施例１によるガスセンサの平面図及び断面図である。 実施例２によるガスセンサの断面図である。 （４Ａ）は、実施例３によるガスセンサの製造途中段階における断面図であり、（４Ｂ）は、実施例３によるガスセンサの断面図である。 実施例４によるガスセンサの断面図である。 実施例５によるガスセンサの断面図である。 （７Ａ）〜（７Ｃ）は、実施例５によるガスセンサ、及び磁気ディスクの製造途中段階における断面図である。 （７Ｄ）〜（７Ｆ）は、実施例５によるガスセンサの製造途中段階における断面図であり、（７Ｇ）は、実施例５によるガスセンサ及び磁気ディスクの断面図である。

符号の説明

１０ 筐体
１１ 磁気ディスク
１２ 支点
１３ アーム
１４ 磁気ヘッド
１５ アーム駆動用磁石
１６ 制御回路
１７ フィルタ付き窓
２０ ガスセンサ
２１ 基板
２２ 第１の電極
２３ 潤滑剤層
２５ 第２の電極
３０ 第１のリード線
３１ 第２のリード線
３２ 台座
３５ ＤＬＣ膜（保護層）
４０ 下地層
４１ 軟磁性裏打層
４２ 中間層
４３ 磁気記録層
８０ ガラス基板

Claims (5)

1. 筐体内に配置され、表面に第１の潤滑剤層が形成されている磁気記録媒体と、
   前記筐体内に配置され、検出面にガスを吸着することによってガスを検出し、該検出面に、前記第１の潤滑剤層に用いられている潤滑剤と同じ潤滑剤により第２の潤滑剤層が形成されているガスセンサと
   を有する磁気ディスク装置。
2. 前記磁気記録媒体の表面に、ダイヤモンドライクカーボンを含む保護層が形成されており、前記第１の潤滑剤層が該保護層の上に形成されており、
   前記ガスセンサの検出面に、ダイヤモンドライクカーボンを含む膜が形成されており、前記第２の潤滑剤層が、該ダイヤモンドライクカーボンを含む膜の上に形成されている請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記ガスセンサが、
   圧電材料からなる基板と、
   前記基板の両面に形成された電極と
   を含み、前記第２の潤滑剤層が、前記電極の少なくとも一方の上に形成されている請求項１または２に記載の磁気ディスク装置。
4. 圧電材料からなる基板と、
   前記基板の一方の表面に形成された第１の電極と、
   前記基板の他方の表面に形成された第２の電極と、
   前記第１の電極の上に、潤滑剤により形成された潤滑剤層と
   を有するガスセンサ。
5. 非磁性材料からなる第１の基板及び圧電材料からなる第２の基板を、同一の成膜チャンバ内に配置する工程と、
   前記成膜チャンバ内で、前記第１の基板の上に磁性層を形成すると共に、該第２の基板の上に、該磁性層と同一の磁性材料からなり、電極として利用される磁性層を形成する工程と、
   前記成膜チャンバ内で、前記磁性層の上に、非磁性材料からなる保護層を形成すると共に、前記電極の上に、該保護層と同一の非磁性材料からなる保護層を形成する工程と、
   前記保護層が形成された前記第１の基板及び前記第２の基板を、前記成膜チャンバから取り出す工程と、
   前記第１の基板の前記保護層の上に潤滑剤層を形成する工程と、
   前記第２の基板の前記保護層の上に、前記第１の基板に形成した潤滑剤層と同一の潤滑剤を用いて潤滑剤層を形成する工程と
   を有する磁気記録媒体及びガスセンサの製造方法。

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