JPS6243819A - 磁気記録媒体 - 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】 発明の分野 本発明は磁気記録媒体に関し、特に磁気ディスク装置で
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 磁気ディスク記憶装置の大容量化に伴って、磁気特性、
記録密度の点で塗布型磁気ディスクより有利なスパッタ
型４ｉｉ１４Ａデイスクが注目されている。

塗布型磁気ディスクでは磁性層厚が１〜２μｍ程度と比
較的厚いため、ディスク媒体の表面性は基板の表面性に
着しく影響されるということはない。

これに対して、スパッタ型磁気ディスクでは磁性層厚が
α５μｍ以下と薄いため、基板の表面性がアイｘ　ｐ　
＊Ｋ（１）□＊ｃｓｔ、　＜　ｔ＊□。、オ、ヶ　　　
！つて・表面積度０優れた基板を用いることゝより・　
　　　：薄膜型磁気ディスク媒体の表面性を向上させる
こ　　　　　□とができる。その結果、磁気ヘッドの浮
上量を減少させることかでき、記録密度の向」−が可能
となる。

スパッタ型磁気ディスクにおいては、アルミ合金上に５
Ｑｐ？ｎ程度のＮ１−Ｐめつき層を形成し、この表向を
研磨したもの、あるいは、アルミ合金表向を陽極酸化し
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４４表面を研磨したものを基板としている。これ
らの基板では表向粗さくＲｍａｘ）がα１５μｍ程度の
表向が得られる。

これらの基板上に磁性＃膜を形成する場合、例えばＣｏ
−Ｎ１を主成分とする磁性＃脚を形成する場合には、基
板上にＣｒを５０００λ程度スパッタ成膜し、この上に
Ｃｏ−Ｎｉを主成分とする磁性薄膜を１０００λ程度ス
パッタし、更にＣ等の保ａｎ滑膜を２００Ａ程度形成す
る。このようにして得られた媒体の表向は、基板の表向
性が反映されて、表向粗さくＲｍａｘ）がα１５μｍ程
度である。＃化鉄を主成分とする磁性＃膜を形成する場
合には、Ｆｅを主成分とするターゲットをＡ　ｒ　十〇
　＊雰囲気中でスパッタし、α−Ｆｅ２Ｏ３を主成分と
するスパッタ膜を基板−１−［２０００ＡｅＪ度成膜す
る。これを還元性雰囲気中で６００°Ｃ程度に加熱し、
α−Ｆｅ２Ｏ３を１：成分とする膜をＦｅ、０４を主成
分とする膜とし、史に峻化性雰囲気中で６００°Ｃ程度
に加熱して、γ−Ｆ・、０．を主成分とする膜とする。

このＬ４．：更に保膿潤滑膜を形成しＷ体とし°Ｃ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、表向粗さくＲｍａｘ）が０１５μｍ程度
であＺ）。

従来技術の欠点 アルミ合金上にＮ１−Ｐめつき層を形成し、この表面を
研磨した基板においてｉｆ、Ｎ１−Ｐめつきを行なう前
にアルミ合金表面ｆ−活性化処理する必要があり、基板
形成の工程が握雑となる。また、活性化処理以降の下幅
が基板価格の５０％以上を古め、基板が割高になる。史
にＮ１−Ｐめつき層は１５０°Ｃ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
理を行なった場合、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
膜にクラッ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°Ｃ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、多孔質構造となっている。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Ｒｒｎ
ａｘが（１１５７１？Ｎ程度と充分なものではない。

発明の目的 本発明の目的は、表向Ｍ度の高い磁気記録媒体を提供す
ることにある。

発明の概要 本発明の目的は、表面粗さくＲｍａｘ）が１００Å以下
となるように超精密表面加工される等したガラス基板上
に磁気記録用磁性薄膜を形成することにより達成される
。

磁気記録媒体の一層の改良は、表面の少なくとも一部分
を強化し、又は表面粗さくＲｒｎａｘ）が１００大以下
（望ましくは５０λ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ｆｄＩ膜を形成す
ることにより達成される。

ガラス基板または表面の少なくとも一部が強化されたガ
ラス基板を用いた上に定義した磁気記録媒体は、磁気デ
ィスク等の高精度記録に好適に用いることができる。特
に高速で用いる場合には強化型ガラスを用いれば良い、
ガラス基板はその所望の表面仕上げが単に研磨により達
成できるので製造が容易である。ガラス基板は磁性薄膜
を形成するに当って下地膜を形成する必要がなく、直接
酸化物系磁性層を形成することができ、その際に基板が
加熱されてもアルマイド等に見られた亀裂などの問題が
生じないなど、極めてすぐれた作用効果を生じる。

発明の構成 本発明の表面粗さが１００人、好ましくは５０λ以下の
超精密表面加工され又は表面の少なくとも一部分が強化
されたガラス基板は、磁気ディスク等の動的記録体に用
いられたことがない、これは機械的な衝撃に対する不安
のためか、或いは超精密研磨の適当な手段がなかったた
めか分らないが、とにかく、従来技袷では取上げられな
かった。

本発明者らは表面粗さく　Ｒｍａｘ　）が１００λ以下
となるように超精密表面加工する方法を櫨々検討した結
果、ガラス基板をメカノケミカルボリジングすることに
より達成されることが明らかとなり本発明をなすに至っ
たものである。すなわち、コ四イダルシリ力を含む研磨
液の機械的研磨作用とガラス基板との化学的反応性を利
用し九研磨作用の両方の作用でガラス基板を研磨するも
のである。

このようにして研磨を行なうことにより表面粗さくＲｍ
ａｘ）が１００Å以下となるように超精密表面加工され
九ガフス基板を容易に得ることができる。

この上に磁性薄膜を形成した場合、ガラス基板の表面性
が反訣されて媒体表面は超精密表面となる。

磁気ディスクにおいて、記録密度を向上させるにはａｋ
Ｋヘッドの浮上量を減少させることが有効である。しか
し、表面性の良くない磁気ディスクを使用してヘッド浮
上量を減少させると媒体表面の突起に磁気ヘッドが接触
して磁性薄膜が削りとられたり、磁気ヘッドがＴｉ＆壊
されてしまっ九すする。すなわち媒体の超精密表面性は
、磁気ヘッドを安定に浮上させ、この浮上ｌ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。

本発明における磁気記録媒体は、表面粗さくＲｍａｘ）
が１００Å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丸ものである丸
め、超精密表面を持ちα１〜α２μ属の低浮上量で安定
にヘッドを浮上させることが可能となる。更に、表面粗
さく　Ｒｍａｘ　）が５０λ以下となるように超精密表
面加工され九ガラス基板上に磁気記録用磁性薄膜を形成
した場合には浮上量をα１μ票以下とすることが可能と
なり更に望ましい。

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
等は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ボリジングを行なっ
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Ｎ１−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
充分に使用可能な丸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。

磁気ディスタ装置においては磁気ディスクが５４　ｔＪ
　（ｌ　ｒｐｍ程度の高速回転される丸め、磁気ディス
タ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九結果
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
り磁気ディスクとして充分な強度を持九せることができ
ることが明らかとなった。

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’Ｃ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　　　□１、・ の健換″１第゛図１示′−７Ｊ″５に・表面１急峻　　
　１゜な分布を持つ圧縮応力層が形成されガラス基板表
　　　：１・ 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１５０〜′°
°″“ゝｔａ、　　　　　　　　　　　、。

表面強化する部分としては、磁気ディスクで考　　　（
。

えると、内径縁部、内径縁部周辺、外径縁部、外　　　
１゜１： 逆縁部周辺、これらの適当な組合せ、全面などが考えら
れる。

以下・＊［）ｌ＊ｍ４１ｊＤａ６Ｇ、−１ａｌＥ！ＨＱ
　　　　：１する。１゜ 「 〔実開１〕 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、外径１３０　ｍｙ＋、内径４１１１１１１１゜
１ヴさ１９膜肌　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
ボリジングを１０分間行なった。表面粗す（Ｒｔｎａｘ
　）は９０人であった。この基板トに鉄をターゲラＦと
しＡｒ＋０１雰囲気（混合比５０％、真空度５　Ｘ　１
０−’　Ｔｏｒｒ　）で　スバッ★することによりｔＸ
　−Ｆｅ、０３膜を２０００人形成した。次に水素気流
中で３６０℃、２時間、還元してＦｅ２Ｏ２膜とし、史
に空気中′５１０℃１時間酸化してｒ−ＦａｌＯ＠膜と
して磁気ディスクを完成させた。この磁気ディスクの炎
面粗さくＲｍａｘ）はｉｏｏ人であった。

この磁気ディスクをディスク装置に設置し、磁気ヘッド
の浮上安定性を調べた。磁気ディスクの［速を減少させ
ることにより磁気ヘッド浮上量を減少させたところ、浮
上量をｌ：Ｌ１５μ票まで減少させても安定に浮上する
ことがオ〕かった。

〔実施例２〕 実施例１と同様のガラス基板を２０分間メカノケミカル
ボリジングを行ない基板ｔ１′形成した。表向粗さくＲ
ｍａｘ）は４０人であった。この基板に実施例１と同様
にしてｒ−Ｆ＠＠Ｏ＠膜を形成し磁気ディスクを完成さ
せた。この磁気ディスクの表面粗さく　Ｒｍａｘ　）は
４５大でま、つた。

この磁気ディスクで実施例１と同様に磁気ヘッドの浮上
安定性を調べたところ、０．０８４１１の浮上量まで安
定に浮上することがわかった。

〔実施例６〕 ガラス基板材料としてアルミノ珪酸ガラスを使用した。

形状は外径３０５１１１１１、内径４０ｍ！Ｉｔ、厚さ
ｔｙｍ鳳　の円板状である。このガラス基板を第２図（
＆）〜（ｆ）に示したように表面強化した。強化しない
部分にはマスクを施し、硝酸カリウム溶融塩を４５０℃
にし、その中に１０時間浸すことにより行なった０強化
層厚は１６０μ凰である。これらの基板および比較のた
めの未仙化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ボリジングを１０分間行なった。各
基板の表面粗さく　Ｒｕｎｚ　）はほば１司−で９０人
であった。

これらの基板についてまず回転破壊試験を行なった。基
板を高速で回転させ、基板が破壊する時の回転数で計画
するものであり、最大回転数２０．０ＯＯｒｐｎｉ　　
まで行なった。各基板について２０個づつ試験を行なっ
た。結果を表１に示す。

表から明らかなように、本発明に係わる強化品（ａ）〜
（、）のように基板のごく一部を表面強化しただけで強
度は宋強化品の１５倍以上になり、実除に使用する５６
００ｒｐｒｍ　　程度では強度的心配は無くなることが
わかる。これに対し未強化品はｓｏｏ。

ｒｐｏｔ合で破壊されるものがあり、実用上心配である
。また本発明に係わる強化品（ｄ）〜（ｆ）は試験最大
回転数２ＱＯＯＯｒｐｍ　　でも破壊されず、強度的問
題は無い。

本発明に係オ）る基板（＆）〜（ｆ）上に鉄をターゲッ
トとし、Ａｒ＋０１雰囲気（混合比５（１％、真空度５
　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ　）　でスパッタすることによ
りα−Ｆ・１０番膜を２０００人形成した。次に水素気
流中で５６０℃、２時間還元しＦ・８０４膜とし、更に
空気中Ｓ１０℃、１時間酸化して？−−Ｆ’・、０゜膜
として磁気ディスクを完成させた。これらの磁気ディス
クの表面粗さく　Ｒｍａｘ　）はほぼ同一で１００人で
あった。

これらの磁気ディスタをディスク装置に設置し、磁気ヘ
ッドの浮上安定性を調べた。磁気ディスタの周速を減少
させることにより磁気ヘッド浮上量を髪少させたところ
、浮上量をα１５＃観まで減少させても安定に浮上する
ことがわかった。

銅（＋ｔ−強什り奔ガラス某析の断面を示す、斜線部〔
実施例４〕 実施例５と同様に表面強化したガラス基板（ａ）〜（ｆ
）を２０分間メカノケミカルボリジングを行ない基板を
形成した。各基板の表拘粗さくＲｍａｘ）はほぼ同一で
４０人であった。

これらの基板上に実施例１と同様にしてγ−Ｆ軸０６膜
を形成し磁気ディスクを完成させた。これらの磁気ディ
スクの表面粗さく　Ｒｍａｘ　）はほぼ同一で４５人で
あった。

これらの磁気ディスクで実施例１と同様に磁気ヘッドの
浮上安定性を調べたところ、α０８μ諷の浮上量まで安
定に浮上することがわかり九。

以上の説明より明らかなように、本発明に係わる磁気記
録媒体は、超精密表面を持つため磁気ディスク装置にお
ける磁気ヘッド浮上置を減少させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面強化した時の応力分布を示す。 第２図は本発明に係わる、表面の少なくとも一第１図 島・力 へ−−−一一−−−−〜−□〜□　　□−−−丁、続補
正書 昭和６０年１ａＪ［ｙｒ−１ 特ｊ庁長官宇賀道部殿 ・Ｉｔ　（’ｌの表小　昭和４０年特　願第１８３０２
２　　号発明の名Ｖｊ、　　磁気記録媒体 捕ｊ１をすると

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１００Å以下のガラス基板
   上に磁気記録用磁性薄膜を形成したことを特徴とする磁
   気記録媒体。 ２、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が５０Å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、磁性薄膜が酸化鉄を主成分とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の磁気記録媒体。 ４、表面の少なくとも部分が強化されたガラス基板上に
   磁気記録用磁性薄膜を形成したことを特徴とする磁気記
   録媒体。 ５、表面粗さ（Ｒｍａｘ）が１００Å以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の磁気記録媒体。 ６、磁性薄膜が酸化鉄を主成分とする特許請求の範囲第
   ４項または第５項記載の磁気記録媒体。