JP2692661B2 - Magnetic disk and manufacturing method thereof, magnetic head and manufacturing method thereof, and magnetic storage device - Google Patents
Magnetic disk and manufacturing method thereof, magnetic head and manufacturing method thereof, and magnetic storage deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
およびその要素である磁気ディスクおよび磁気ヘッドと
その製造方法に係り、特に高密度記録に好適な磁気ディ
スクおよび磁気ヘッドとその製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk device and its components, a magnetic disk and a magnetic head, and a manufacturing method thereof, and more particularly to a magnetic disk and a magnetic head suitable for high density recording and a manufacturing method thereof. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コンピュータシステムにおける外部記憶
装置として用いられている磁気ディスク装置の小型化、
高密度記録化に伴い、磁気ディスクに対する浮動磁気ヘ
ッドの浮上量を小さくすることが必要とされ、磁性記録
膜上および浮動磁気ヘッドの空気潤滑面表面に被覆され
る保護膜も薄層化することが要求されている。しかし、
浮動磁気ヘッドの浮上量を小さくすると、磁気ディスク
に接触・衝突する確率が高くなり、ヘッドクラッシュが
生じやすくなる。また、保護膜の薄層化により、その耐
久性が低下する傾向にある。このため、磁性記録膜の表
面および磁気ヘッドの空気潤滑面を被覆する保護膜の薄
層化と、表面の潤滑耐久性を高めた磁気ディスクおよび
磁気ヘッドと、その製造方法が必要とされている。2. Description of the Related Art Miniaturization of a magnetic disk device used as an external storage device in a computer system,
As the recording density becomes higher, it is necessary to reduce the flying height of the floating magnetic head with respect to the magnetic disk, and the protective film on the magnetic recording film and the air-lubricated surface of the floating magnetic head should also be thinned. Is required. But,
If the flying height of the floating magnetic head is reduced, the probability of contact / collision with the magnetic disk increases, and the head crash easily occurs. Further, the durability of the protective film tends to decrease due to the thinning of the protective film. Therefore, there is a need for a magnetic disk and a magnetic head that have a thin protective film that covers the surface of the magnetic recording film and the air-lubricated surface of the magnetic head, and that have improved surface lubrication durability, and a method for manufacturing the same. .
【０００３】磁気ディスクの磁性記録膜及びその製造方
法としては種々の提案がなされている。例えば、特開平
５−４６９８１号公報、特開昭５９−３８９２７号公
報、特開平１−１５８６１５号公報、特開平１−１５０
２２１号公報、特開昭６２−７２３１３号公報、特開昭
６３−２２５９２１号公報、特開昭６３−２１７５１８
号公報、特開昭６３−１７７３１２号公報、特開昭６３
−８３９１１号公報、特開平３−１０２６１４号公報、
特開平２−２６５０１７号公報、特開平２−７９２１１
号公報などである。磁気ヘッドに関しても種々の提案が
なされている（例えば特開昭６１−２６０４８１号公報
参照）。Various proposals have been made for a magnetic recording film of a magnetic disk and a manufacturing method thereof. For example, JP-A-5-46981, JP-A-59-38927, JP-A-1-158615, and JP-A-1-150.
221, JP-A-62-72313, JP-A-63-225921, and JP-A-63-217518.
JP-A-63-177312, JP-A-63
-83911, JP-A-3-102614,
JP-A-2-265017, JP-A-2-79211
Issue publications and the like. Various proposals have been made for magnetic heads as well (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-260481).
【０００４】従来の磁気ディスク装置に用いられる磁気
ディスクは、アルミニウム、ガラス等の非磁性基板上
に、Ｃｏ−Ｃｒ合金からなる０．１μｍ程度の膜厚の磁
性記録層が成膜され、その磁性記録層の表面にスパッタ
カーボン膜からなる２０ｎｍ程度の膜厚の保護膜が被覆
されるとともに、その表面に更にパーフルオロポリエー
テル等からなる液体潤滑剤が薄く塗布されて成る構成と
なっている。そして、ディスク表面と磁気ヘッドが、磁
気ディスク装置停止中に吸着することを防ぐ目的で、デ
ィスク表面にテクスチャーと呼ばれる凹凸がつけられて
いる。In a magnetic disk used in a conventional magnetic disk device, a magnetic recording layer having a film thickness of about 0.1 μm made of a Co—Cr alloy is formed on a non-magnetic substrate such as aluminum or glass, and its magnetic property is used. The surface of the recording layer is covered with a protective film made of a sputtered carbon film and having a thickness of about 20 nm, and a liquid lubricant made of perfluoropolyether or the like is further thinly applied to the surface thereof. In order to prevent the disk surface and the magnetic head from sticking to each other while the magnetic disk device is stopped, the disk surface is provided with unevenness called a texture.
【０００５】一方、磁気ディスク装置に用いられる磁気
ヘッドは、対向する磁気ディスクの高速回転によって発
生する空気流が磁気ディスクと磁気ヘッドとの間に流れ
込み、そのときの空気流の粘性によって生じる一種の空
気膜により、微小に浮上させて磁気ディスク面に対する
記録・再生操作を行っている。磁気ディスク装置で高記
録密度を達成するためには、磁気ディスクに対する浮動
磁気ヘッドの浮上量を小さくすることが必要となるが、
浮動磁気ヘッドの浮上量を小さくすると、ヘッドが磁気
ディスクに接触・衝突する確率が高くなり、ヘッドクラ
ッシュが生じやすくなる。そのため、低浮上量の浮動磁
気ヘッドには、上述のヘッドクラッシュを防止する目的
で、空気潤滑面表面には、スパッタカーボンなどからな
る保護膜が、１０ｎｍ程度の膜厚で成膜されるようにな
ってきている。On the other hand, in a magnetic head used in a magnetic disk device, an air flow generated by high-speed rotation of an opposing magnetic disk flows between the magnetic disk and the magnetic head, and is a kind of air flow viscosity generated at that time. Recording / reproducing operations are performed on the magnetic disk surface by slightly floating with an air film. In order to achieve high recording density in a magnetic disk device, it is necessary to reduce the flying height of the floating magnetic head with respect to the magnetic disk.
When the flying height of the floating magnetic head is reduced, the probability of the head coming into contact with or colliding with the magnetic disk increases, and the head crash easily occurs. Therefore, for a floating magnetic head with a low flying height, a protective film made of sputtered carbon or the like is formed with a film thickness of about 10 nm on the surface of the air-lubricated surface for the purpose of preventing the above head crash. It has become to.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の磁気ディスク装置では、高密度記録化に伴ってディ
スク面に対する浮動磁気ヘッドの浮上間隔を単に小さく
するだけでなく、磁気ディスクの記録層と浮動磁気ヘッ
ドとの間隔も小さくするために、磁気ヘッドの空気潤滑
面を被覆している保護膜、および磁気ディスクの磁性記
録層を被覆している保護膜の双方の膜厚を薄層化するこ
とが要求されている。しかし、これらの保護膜の膜厚を
薄くしていくに従って、保護膜の耐久性が急激に減少し
ていく問題がある。また、液体潤滑剤は、その膜厚が薄
くなると磁気ディスク表面に均一に存在させることが困
難となり、結果として潤滑膜が十分な潤滑性能を持たな
くなるという問題があった。さらに、浮動磁気ヘッドの
浮上間隔を低減させるためにディスク表面の平滑性を上
げると、ディスク装置停止時にディスク表面の潤滑剤が
磁気ヘッドとディスクの間に集合し、ディスク面に磁気
ヘッドが固着される吸着現象が引き起こされていた。By the way, in the above-described conventional magnetic disk device, not only is the flying distance of the floating magnetic head above the disk surface reduced with the increase in the recording density, but also the recording layer of the magnetic disk is formed. In order to reduce the distance from the floating magnetic head, both the protective film covering the air-lubricated surface of the magnetic head and the protective film covering the magnetic recording layer of the magnetic disk are thinned. Is required. However, there is a problem that the durability of the protective film sharply decreases as the film thickness of these protective films decreases. Further, when the film thickness of the liquid lubricant becomes thin, it becomes difficult to make the liquid lubricant uniformly exist on the surface of the magnetic disk, and as a result, there is a problem that the lubricating film does not have sufficient lubricating performance. Furthermore, if the smoothness of the disk surface is increased to reduce the flying distance of the floating magnetic head, the lubricant on the disk surface collects between the magnetic head and the disk when the disk device is stopped, and the magnetic head is fixed to the disk surface. The adsorption phenomenon was caused.
【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、
磁気ディスクの磁性記録層および磁気ヘッドの空気潤滑
面を被覆保護する、膜厚が３〜４ｎｍと小さく、かつ高
い潤滑性能を持つ固相有機潤滑保護膜とその製造方法を
提供し、これによって磁気ディスク装置の高記録密度化
を実現することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
Provided is a solid-phase organic lubrication protective film having a small film thickness of 3 to 4 nm and having high lubrication performance for covering and protecting a magnetic recording layer of a magnetic disk and an air-lubricated surface of a magnetic head, and a method for producing the same. It is intended to realize a high recording density of a disk device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁性記
録層の表面に形成された厚さ０．１〜１００ｎｍの貴金
属からなる保護膜下地層を有する磁気ディスクにおい
て、前記保護膜下地層の表面に形成された、硫黄原子を
分子内に持つ酸性有機化合物の単分子膜からなる固定層
と、該固定層上に形成された、フッ素原子を含んだ塩基
性有機化合物からなる潤滑保護膜とを有することを特徴
とする磁気ディスクが得られる。According to the present invention, there is provided a magnetic disk having a protective film underlayer made of a noble metal having a thickness of 0.1 to 100 nm formed on the surface of a magnetic recording layer. On the surface of a fixed layer composed of a monomolecular film of an acidic organic compound having a sulfur atom in the molecule, and a lubricating protective film formed on the fixed layer and composed of a basic organic compound containing a fluorine atom. A magnetic disk characterized by having:
【０００９】更に本発明によれば、前記磁気ディスクを
有することを特徴とする磁気記憶装置が得られる。Further, according to the present invention, there is provided a magnetic storage device having the magnetic disk.
【００１０】また本発明によれば、空気潤滑面の表面に
形成された厚さ０．１〜１００ｎｍの貴金属からなる保
護膜下地層を有する磁気ヘッドにおいて、前記保護膜下
地層の表面に形成された、硫黄原子を分子内に持つ酸性
有機化合物の単分子膜からなる固定層と、該固定層上に
形成された、水素原子がフッ素原子に置換されたアルキ
ル基またはポリエーテル基を持つ塩基性有機化合物から
なる潤滑保護膜とを有することを特徴とする磁気ヘッド
が得られる。According to the present invention, in a magnetic head having a protective film underlayer made of a noble metal having a thickness of 0.1 to 100 nm formed on the surface of an air-lubricated surface, the magnetic head is formed on the surface of the protective film underlayer. In addition, a fixed layer composed of a monomolecular film of an acidic organic compound having a sulfur atom in the molecule, and a basic layer having an alkyl group or a polyether group in which hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms, formed on the fixed layer. A magnetic head having a lubricating protective film made of an organic compound is obtained.
【００１１】更に本発明によれば、前記磁気ヘッドを有
することを特徴とする磁気記憶装置が得られる。Further, according to the present invention, there is provided a magnetic storage device having the magnetic head.
【００１２】また本発明によれば、前記磁気ディスクと
前記磁気ヘッドとを有することを特徴とする磁気記憶装
置が得られる。According to the present invention, there is also provided a magnetic storage device having the magnetic disk and the magnetic head.
【００１３】前述の磁気ディスク及び前述の磁気ヘッド
を用いれば、前記磁気ディスクの表面に正電荷を持つ塩
基性有機化合物が形成され、前記磁気ヘッドの表面にも
正電荷を持つ塩基性有機化合物が形成されているので、
磁気ヘッドと磁気ディスクとが衝突する際に、電気的反
発力のために衝撃をやわらげる。また、磁気ディスク装
置停止中にも、この反発力のために磁気ディスクと磁気
ヘッドとが接触せず、その結果、始動／停止繰り返し動
作に対する耐久性が向上する。By using the above magnetic disk and the above magnetic head, a basic organic compound having a positive charge is formed on the surface of the magnetic disk, and a basic organic compound having a positive charge is also formed on the surface of the magnetic head. Because it is formed
When the magnetic head collides with the magnetic disk, the impact is softened by the electric repulsive force. Further, even when the magnetic disk device is stopped, the magnetic disk and the magnetic head do not come into contact with each other due to the repulsive force, and as a result, durability against repeated start / stop operations is improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明は、磁気ディスクの磁性記
録層あるいは磁気ヘッドの空気潤滑面の表面に貴金属か
らなる保護膜下地層を設け、この保護膜下地層の表面に
分子内に硫黄原子を持つ酸性有機化合物の単分子膜を固
定層として成膜し、さらにその上に水素原子がフッ素原
子に置換されたアルキル基、ポリエーテル基などを持つ
塩基性有機化合物の薄膜からなる潤滑保護膜が成膜され
てなる構成とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a protective film underlayer made of a noble metal is provided on the surface of a magnetic recording layer of a magnetic disk or an air-lubricated surface of a magnetic head, and a sulfur atom is contained in the molecule on the surface of the protective film underlayer. A monolayer film of an acidic organic compound having a fixed layer is formed as a fixed layer, and a thin film of a basic organic compound having an alkyl group or a polyether group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom is further formed thereon. Is formed into a film.
【００１５】固定層を形成する塩基性有機化合物として
は、硫黄原子をメルカプト基、アルキルチオ基などの形
で分子内に持つカルボン酸、スルホン酸、フェノール、
アルコールのほか、チオケタール、チオアセタール、モ
ノチオケタール、モノチオアセタールのいずれかであ
り、なおかつカルボン酸、スルホン酸、フェノール、ア
ルコールのいずれかである分子を用いることができる。
これら、用いることの出来る酸性有機化合物の例を下記
の表１に示す。As the basic organic compound forming the fixed layer, carboxylic acid, sulfonic acid, phenol having a sulfur atom in the molecule in the form of mercapto group, alkylthio group, etc.,
In addition to alcohol, it is possible to use a molecule which is any one of thioketal, thioacetal, monothioketal and monothioacetal and which is any one of carboxylic acid, sulfonic acid, phenol and alcohol.
Examples of these acidic organic compounds that can be used are shown in Table 1 below.
【００１６】[0016]
【表１】 また、潤滑保護膜を構成する塩基性有機化合物として
は、まず１〜３級アミンであり、窒素原子上の水素原子
以外の官能基が、それぞれ水素原子がフッ素原子で置換
されたアルキル基、または水素原子がフッ素原子で置換
されたポリエーテル基、または水素原子がフッ素原子で
置換されたフェニル基である分子が挙げられる。このほ
か、分子内に塩基性官能基として、ピラゾール環、イミ
ダゾール環、ベンズイミダゾール環、テトラゾール環、
オキサゾール環、ベンズオキサゾール環、ピリミジン
環、ピリジン環、イミダゾピリジン環のうちいずれかを
持ち、これらの原子団上の水素原子が、水素原子がフッ
素原子で置換されたアルキル基、または水素原子がフッ
素原子で置換されたポリエーテル基、またはフッ素原子
で置換されている分子も挙げられる。これら、用いるこ
との出来る塩基性原子団の例を下記の表２に示す。[Table 1] The basic organic compound constituting the lubricating protective film is a primary to tertiary amine, and functional groups other than hydrogen atoms on the nitrogen atom are each an alkyl group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, or Examples thereof include a polyether group having a hydrogen atom substituted with a fluorine atom, or a molecule having a phenyl group having a hydrogen atom substituted with a fluorine atom. In addition, as a basic functional group in the molecule, a pyrazole ring, an imidazole ring, a benzimidazole ring, a tetrazole ring,
It has an oxazole ring, a benzoxazole ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring, or an imidazopyridine ring, and the hydrogen atom on these atomic groups is an alkyl group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, or the hydrogen atom is a fluorine atom. Also included are atom-substituted polyether groups, or molecules substituted with fluorine atoms. Examples of these basic atomic groups that can be used are shown in Table 2 below.
【００１７】[0017]
【表２】 本発明において、貴金属からなる保護膜下地層は、硫黄
原子が貴金属に対して化学吸着することから、潤滑保護
膜を構成する有機分子を磁気ディスクあるいは磁気ヘッ
ドの表面に固定する目的で導入したものである。分子内
に硫黄原子を持つ酸性有機化合物の有機溶媒溶液に、保
護膜下地層を成膜した磁気ディスクまたは磁気ヘッドを
浸漬すると、有機分子は硫黄原子によって保護膜下地に
固定される。この状態で磁気ディスクまたは磁気ヘッド
を溶液から取り出して純有機溶媒で洗浄することによ
り、酸性有機化合物の単分子膜が形成される。さらに、
この状態の磁気ディスクまたは重量部ヘッドを、水素が
フッ素と置換したアルキル基またはポリエーテル基を持
つ塩基性有機化合物、または塩基性原子団上の水素原子
がフッ素原子に置換された塩基性有機化合物の有機溶媒
溶液に浸漬すると、酸性有機化合物の単分子膜の上に塩
基性有機化合物の膜が形成される。この状態で磁気ディ
スクまたは磁気ヘッドを取り出し、純有機溶媒で洗浄す
ることにより、磁気ディスクまたは磁気ヘッド表面に所
望の潤滑保護膜が形成される。このとき、塩基性有機化
合物の占有面積は、酸性有機化合物の占有面積よりも大
きいため、塩基性有機化合物は、酸性有機化合物の単分
子膜の上に、幾層にも重なり合った状態となっている
（図１参照）。このため、ディスクまたは磁気ヘッド表
面はフッ素原子で覆われた状態となり、磁気ディスクま
たは磁気ヘッドの表面エネルギーが極めて低くなる結
果、良好な潤滑特性が得られる。固定層と潤滑保護膜と
は静電気力で結びついているため、磁気ディスクが高速
で回転しても潤滑保護膜は保持される。また、潤滑保護
膜の最表層は、固定層と離れているために、ある程度の
自由度を持った動くことができる。このため、この潤滑
保護膜は、厚さ２〜３ｎｍであるにもかかわらず、十分
な衝撃耐久性を持つ。そして、磁気ディスクとヘッドが
衝突して潤滑保護膜が破壊された場合、破壊された領域
は負電荷過剰状態となり、この電荷を解消するために塩
基性有機分子が移動するので、破損領域は自動的に修復
される。この潤滑保護膜は、下地にほとんど固定されて
おり、流体ではない。従って、磁気ディスク表面を平滑
にした場合にも磁気ヘッドと磁気ディスク表面とが吸着
することがない。さらに、本発明の磁気ディスクと磁気
ヘッドとを組み合わせて用いた場合、両者の表面には正
電荷を持つ塩基性有機化合物が露出しているため、磁気
ヘッドと磁気ディスクとが衝突する際に、電気的反発力
のために衝撃をやわらげる。また、磁気ディスク装置停
止中にも、この反発力のために磁気ディスクと重量部ヘ
ッドとが接触せず、その結果、始動／停止繰り返し動作
に対する耐久性が向上する。[Table 2] In the present invention, the protective film underlayer made of a noble metal is introduced for the purpose of fixing the organic molecules constituting the lubricating protective film to the surface of the magnetic disk or the magnetic head since sulfur atoms chemically adsorb to the noble metal. Is. When a magnetic disk or magnetic head having a protective film underlayer formed thereon is immersed in a solution of an acidic organic compound having a sulfur atom in the molecule, the organic molecule is fixed to the protective film underlayer by the sulfur atom. In this state, the magnetic disk or magnetic head is taken out of the solution and washed with a pure organic solvent to form a monomolecular film of an acidic organic compound. further,
In this state, the magnetic disk or the weight head is used as a basic organic compound having an alkyl group or a polyether group in which hydrogen is replaced by fluorine, or a basic organic compound in which a hydrogen atom on a basic atomic group is replaced by a fluorine atom. When immersed in the organic solvent solution of, a film of the basic organic compound is formed on the monomolecular film of the acidic organic compound. In this state, the magnetic disk or the magnetic head is taken out and washed with a pure organic solvent to form a desired lubricating protective film on the surface of the magnetic disk or the magnetic head. At this time, since the occupied area of the basic organic compound is larger than the occupied area of the acidic organic compound, the basic organic compound is in a state of being stacked in multiple layers on the monomolecular film of the acidic organic compound. (See Figure 1). Therefore, the surface of the disk or magnetic head is covered with fluorine atoms, and the surface energy of the magnetic disk or magnetic head is extremely low, resulting in good lubrication characteristics. Since the fixed layer and the lubricating protective film are connected by electrostatic force, the lubricating protective film is retained even when the magnetic disk rotates at high speed. Further, since the outermost layer of the lubrication protective film is separated from the fixed layer, it can move with a certain degree of freedom. For this reason, this lubrication protective film has sufficient impact durability even though it has a thickness of 2 to 3 nm. When the magnetic disk and the head collide and the lubrication protection film is destroyed, the destroyed area becomes an excess negative charge state, and basic organic molecules move to eliminate this charge, so the damaged area is automatically Be repaired. This lubrication protective film is almost fixed to the base and is not a fluid. Therefore, even when the surface of the magnetic disk is made smooth, the magnetic head and the surface of the magnetic disk do not stick to each other. Furthermore, when the magnetic disk of the present invention and a magnetic head are used in combination, since a basic organic compound having a positive charge is exposed on the surfaces of both, when the magnetic head and the magnetic disk collide, Relieves shock due to electrical repulsion. Further, even when the magnetic disk device is stopped, the magnetic disk does not come into contact with the weight head due to the repulsive force, and as a result, durability against repeated start / stop operations is improved.
【００１８】以上の結果、本発明の潤滑保護膜を用いる
ことにより、浮動磁気ヘッドと磁気ディスクの磁性記録
層との距離を、従来のカーボン保護膜＋液体潤滑剤の構
成と比較して、約２５ｎｍ縮めることができ、同時に磁
気ディスク装置の耐久性をも向上させることができる。As a result, by using the lubricating protective film of the present invention, the distance between the floating magnetic head and the magnetic recording layer of the magnetic disk is about 10 times as compared with the conventional carbon protective film + liquid lubricant composition. It can be reduced by 25 nm, and at the same time, the durability of the magnetic disk device can be improved.
【００１９】図１を参照すると、本発明の実施の一形態
によれば、磁気ディスクあるいは磁気ヘッド１の表面
（磁気ディスクの磁性記録層の表面あるいは磁気ヘッド
の空気潤滑面の表面）に貴金属からなる保護膜下地層２
を成膜し、この保護膜下地層２の表面に、分子内に硫黄
原子を持つ酸性有機分子３の単分子膜からなる固定層を
形成し、さらにその上に水素がフッ素と置換したアルキ
ル基またはポリエーテル基を持つ塩基性有機分子、また
は塩基性原子団上の水素原子がフッ素原子に置換された
塩基性有機分子４の化合物の薄膜からなる潤滑保護膜を
形成させることにより、高い潤滑性能と耐久性を持ち、
かつ膜厚が３〜４ｎｍと小さい潤滑保護膜が得られる。Referring to FIG. 1, according to one embodiment of the present invention, the surface of the magnetic disk or the magnetic head 1 (the surface of the magnetic recording layer of the magnetic disk or the surface of the air-lubricated surface of the magnetic head) is made of noble metal. Protective film underlying layer 2
On the surface of the underlayer 2 of the protective film, a fixed layer composed of a monomolecular film of acidic organic molecules 3 having a sulfur atom in the molecule is formed, and an alkyl group in which hydrogen is replaced by fluorine is formed on the fixed layer. Alternatively, by forming a lubricating protective film composed of a basic organic molecule having a polyether group, or a thin film of a compound of the basic organic molecule 4 in which a hydrogen atom on a basic atomic group is replaced by a fluorine atom, a high lubricating performance is obtained. And durable,
In addition, a lubricating protective film having a small film thickness of 3 to 4 nm can be obtained.
【００２０】実施例１〜１４ 厚さ１５μｍのＮｉ−Ｐメッキ層を形成し、鏡面処理を
施したＡｌ−Ｍｇ合金基板（テクスチャー無し、厚さ
１．５ｍｍ、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ）上に、従来
と同様にＣｏ−Ｃｒからなる０．１μｍの膜厚の磁性記
録層を成膜し、さらにこのディスク表面にＡｕを膜厚が
１ｎｍとなるように成膜する。このように調製したディ
スクを、３−メルカプトプロピオン酸の、０．１ｍｏｌ
／１エタノール溶液に１０分間浸漬し、その後ディスク
を取り出して純エタノールで３回洗浄した。続いてこの
ディスクを、ペンタフルオロピリジンの０．１ｍｏｌ／
１エタノール溶液に１０分間浸漬し、ディスクを取りだ
した後純エタノールで２回洗浄した。このディスクは、
初期状態で動摩擦係数は０．３６、このディスクに対し
て２００００回のＣＳＳ（コンタクトスタート・ストッ
プ）耐久試験を行った後の動摩擦係数は０．３７であっ
た。以下、同様にして各種の有機潤滑保護膜を調製し、
ＣＳＳ耐久試験前後の摩擦係数を測定した。その結果を
表３に示す。Examples 1 to 14 On an Al-Mg alloy substrate (without texture, thickness 1.5 mm, outer diameter 95 mm, inner diameter 25 mm) on which a Ni-P plated layer having a thickness of 15 μm was formed and mirror-finished was applied. As in the conventional case, a magnetic recording layer of Co—Cr having a thickness of 0.1 μm is formed, and Au is further formed on the surface of the disk so as to have a thickness of 1 nm. The thus prepared disc was mixed with 0.1 mol of 3-mercaptopropionic acid.
It was immersed in a 1/1 ethanol solution for 10 minutes, and then the disc was taken out and washed with pure ethanol three times. Subsequently, this disk was filled with 0.1 mol / l of pentafluoropyridine.
It was immersed in 1 ethanol solution for 10 minutes, the disk was taken out, and then washed twice with pure ethanol. This disc is
The dynamic friction coefficient was 0.36 in the initial state, and the dynamic friction coefficient was 0.37 after the CSS (contact start / stop) durability test was performed 20000 times on this disk. Hereinafter, similarly prepared various organic lubricating protective film,
The friction coefficient before and after the CSS durability test was measured. Table 3 shows the results.
【００２１】[0021]
【表３】 実施例１５〜２８ 磁気ヘッドの空気潤滑面表面に、Ａｕを膜厚が１ｎｍと
なるように成膜する。この磁気ヘッドを、３−メルカプ
トプロピオン酸の、０．１ｍｏｌ／１エタノール溶液に
１０分間浸漬し、その後磁気ヘッドを取り出して純エタ
ノールで３回洗浄した。続いてこの磁気ヘッドを、ペン
タフルオロピリジンの０．１ｍｏｌ／１エタノール溶液
に１０分間浸漬し、磁気ヘッドを取りだした後純エタノ
ールで２回洗浄した。この磁気ヘッドと、通常のテクス
チャー処理を施した磁気ディスク（保護膜は２０ｎｍ厚
のスパッタカーボン、潤滑剤はパーフルオロポリエーテ
ル系のものを使用）とを組み合わせ、ＣＳＳ（コンタク
トスタート・ストップ）耐久試験を行った。その結果、
本発明の磁気ヘッドは、１０万回のＣＳＳ耐久試験を行
った後でも試験前と同等の潤滑特性を維持していること
が判明した。以下、同様にして各種の有機潤滑保護膜を
調製し、ＣＳＳ耐久試験を行った。その結果を表４に示
す。[Table 3] Examples 15 to 28 Au is deposited on the surface of the air-lubricated surface of the magnetic head so as to have a film thickness of 1 nm. This magnetic head was immersed in a 0.1 mol / 1 ethanol solution of 3-mercaptopropionic acid for 10 minutes, and then the magnetic head was taken out and washed with pure ethanol three times. Subsequently, this magnetic head was immersed in a 0.1 mol / 1 ethanol solution of pentafluoropyridine for 10 minutes, the magnetic head was taken out, and then washed twice with pure ethanol. A CSS (contact start / stop) durability test is performed by combining this magnetic head with a magnetic disk that has been subjected to normal texture processing (protective film is sputter carbon with a thickness of 20 nm, and lubricant is perfluoropolyether). I went. as a result,
It was found that the magnetic head of the present invention maintained the same lubrication characteristics as before the test even after the CSS durability test was performed 100,000 times. Hereinafter, various organic lubricating protective films were prepared in the same manner, and a CSS durability test was conducted. Table 4 shows the results.
【００２２】[0022]
【表４】 実施例２９〜３６ 実施例１０の磁気ディスクと、実施例２４の磁気ヘッド
とを組み合わせた場合、磁気ディスク装置は７０万回の
ＣＳＳ耐久試験を行った後でも試験前と同等の潤滑特性
を維持していることが判明した。以下、同様にして実施
例１０〜１４の磁気ディスクと、実施例２４〜２８の磁
気ヘッドを組み合わせた磁気ディスク装置に対して、Ｃ
ＳＳ耐久試験を行った。その結果を表５に示す。[Table 4] Examples 29 to 36 When the magnetic disk of Example 10 and the magnetic head of Example 24 were combined, the magnetic disk device maintained the same lubrication characteristics as before the test even after the CSS durability test of 700,000 times. It turned out that Hereinafter, in the same manner, for the magnetic disk device in which the magnetic disks of Examples 10 to 14 and the magnetic heads of Examples 24 to 28 are combined, C
An SS durability test was conducted. Table 5 shows the results.
【００２３】[0023]
【表５】 [Table 5]
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上に示したように、本発明の磁気記憶
装置は、磁気ディスクと磁気ヘッドの表面に硫黄原子を
分子内に持つ酸性有機分子の単分子膜を固定層として形
成し、その上に水素がフッ素と置換したアルキル基また
はポリエーテル基を持つ塩基性有機化合物、または塩基
性原子団上の水素原子がフッ素原子に置換された塩基性
有機化合物の薄膜からなる潤滑保護膜を用いることによ
り、良好な潤滑耐久性を保持したまま、浮動磁気ヘッド
と磁性記録層との距離を従来のカーボン保護膜と液体潤
滑剤の組み合わせと比較して約２５ｎｍ低減することが
できる。また、このような構成とすることにより、磁気
ディスク装置の耐久性も大幅に向上させることができ
る。As described above, in the magnetic storage device of the present invention, a monomolecular film of acidic organic molecules having a sulfur atom in the molecule is formed as a fixed layer on the surface of the magnetic disk and the magnetic head, and Use a lubricating protective film consisting of a thin film of a basic organic compound having an alkyl group or polyether group in which hydrogen is replaced by fluorine, or a basic organic compound in which a hydrogen atom on a basic atomic group is replaced by a fluorine atom. As a result, the distance between the floating magnetic head and the magnetic recording layer can be reduced by about 25 nm as compared with the conventional combination of the carbon protective film and the liquid lubricant while maintaining good lubrication durability. Further, with such a configuration, the durability of the magnetic disk device can be significantly improved.
【図１】本発明の実施の一形態を説明するための図であ
る。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
１ 磁気ディスクあるいは磁気ヘッド ２ 保護膜下地層 ３ 酸性有機分子（固定層） ４ 塩基性有機分子（潤滑保護膜） 1 magnetic disk or magnetic head 2 underlayer of protective film 3 acidic organic molecules (fixed layer) 4 basic organic molecules (lubricant protective film)
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 5/187 Ｇ１１Ｂ 5/187 Ｋ 5/84 5/84 Ｂ // Ｃ１０Ｎ 40:18 50:08 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G11B 5/187 G11B 5/187 K 5/84 5/84 B // C10N 40:18 50:08
Claims (15)
０．１〜１００ｎｍの貴金属からなる保護膜下地層を有
する磁気ディスクにおいて、前記保護膜下地層の表面に
形成された、硫黄原子を分子内に持つ酸性有機化合物の
単分子膜からなる固定層と、該固定層上に形成された、
フッ素原子を含んだ塩基性有機化合物からなる潤滑保護
膜とを有することを特徴とする磁気ディスク。1. A magnetic disk having a protective film underlayer made of a noble metal having a thickness of 0.1 to 100 nm formed on the surface of a magnetic recording layer, and a sulfur atom formed on the surface of the protective film underlayer. A fixed layer formed of a monomolecular film of an acidic organic compound having in the molecule, and formed on the fixed layer,
A magnetic disk, comprising: a lubricating protective film made of a basic organic compound containing a fluorine atom.
能基として−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3 Ｈのうちいず
れかを持ち、かつ硫黄原子を含む官能基としてフェニル
チオ基あるいはベンゼン環上の水素原子が各種の官能基
に置換されたフェニルチオ基、またはチオフェン環、ま
たはベンゾチオフェン環、またはメルカプト基またはア
ルキルチオ基を持つ分子であることを特徴とする請求項
１に記載の磁気ディスク。2. The acidic organic molecule constituting the fixing layer has any one of --OH, --COOH, and --SO 3 H as an acidic functional group, and has a sulfur atom-containing functional group on a phenylthio group or a benzene ring. 2. The magnetic disk according to claim 1, which is a molecule having a phenylthio group, a thiophene ring, a benzothiophene ring, or a mercapto group or an alkylthio group in which a hydrogen atom is substituted with various functional groups.
能基として−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3 Ｈのうちいず
れかを持ち、かつチオケタールまたはチオアセタールま
たはモノチオケタールまたはモノチオアセタールである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク。3. The acidic organic molecule constituting the fixed layer has any one of --OH, --COOH and --SO 3 H as an acidic functional group, and is thioketal or thioacetal or monothioketal or monothioacetal. The magnetic disk according to claim 1, wherein:
が、下記の化学式１ 【化１】 で表され、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の各々は、水素原子がフッ
素原子で置換されたアルキル基、水素原子がフッ素原子
で置換されたポリエーテル基、水素原子がフッ素原子で
置換されたフェニル基、及び水素原子のグループから選
択された一つであることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の磁気ディスク。4. The basic organic compound constituting the lubrication protective film is represented by the following chemical formula 1. And each of R 1 , R 2 and R 3 is an alkyl group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, a polyether group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, and a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom. 4. The magnetic disk according to claim 1, wherein the magnetic disk is one selected from the group consisting of a phenyl group and a hydrogen atom.
が、ピラゾール環、イミダゾール環、ベンズイミダゾー
ル環、テトラゾール環、オキサゾール環、ベンズオキサ
ゾール環、ピリミジン環、ピリジン環、イミダゾピリジ
ン環のうちいずれかを持ち、これらの原子団上の水素原
子が、水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基、
または水素原子がフッ素原子で置換されたポリエーテル
基、またはフッ素原子で置換されたことを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載の磁気ディスク。5. The basic organic compound constituting the lubricating protective film is any one of a pyrazole ring, an imidazole ring, a benzimidazole ring, a tetrazole ring, an oxazole ring, a benzoxazole ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring and an imidazopyridine ring. And a hydrogen atom on these atomic groups is an alkyl group in which the hydrogen atom is replaced by a fluorine atom,
4. The magnetic disk according to claim 1, wherein a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, or a polyether group is replaced, or a fluorine atom is replaced.
ィスクを製造する方法において、前記磁性記録層の表面
に形成された前記保護膜下地層を、前記固定層を構成す
る酸性有機化合物の有機溶媒溶液に一定時間浸漬し、前
記保護膜下地層上に前記固定層を形成する工程と、前記
保護膜下地層上に形成された前記固定層を純有機溶媒で
洗浄する工程と、前記潤滑保護膜を構成する塩基性有機
化合物の有機溶媒溶液に一定時間浸漬し、前記固定層上
に前記潤滑保護膜を形成する工程と、前記固定層上に形
成された前記潤滑保護膜を純有機溶媒で洗浄する工程と
を含むことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。6. The method of manufacturing a magnetic disk according to claim 1, wherein the protective film underlayer formed on the surface of the magnetic recording layer constitutes the fixed layer. Dipped in an organic solvent solution for a certain period of time, forming the fixed layer on the protective film underlayer, washing the fixed layer formed on the protective film underlayer with a pure organic solvent, A step of immersing the lubricating protective film in an organic solvent solution of a basic organic compound for a certain period of time to form the lubricating protective film on the fixed layer, and the lubricating protective film formed on the fixed layer with pure organic And a step of washing with a solvent.
ィスクを有することを特徴とする磁気記憶装置。7. A magnetic storage device comprising the magnetic disk according to claim 1.
１〜１００ｎｍの貴金属からなる保護膜下地層を有する
磁気ヘッドにおいて、前記保護膜下地層の表面に形成さ
れた、硫黄原子を分子内に持つ酸性有機化合物の単分子
膜からなる固定層と、該固定層上に形成された水素原子
がフッ素原子に置換されたアルキル基またはポリエーテ
ル基を持つ塩基性有機化合物からなる潤滑保護膜とを有
することを特徴とする磁気ヘッド。8. A thickness of 0.
In a magnetic head having a protective film underlayer made of a noble metal of 1 to 100 nm, a fixed layer formed on the surface of the protective film underlayer and comprising a monomolecular film of an acidic organic compound having a sulfur atom in the molecule, A magnetic head, comprising: a lubricating protective film made of a basic organic compound having an alkyl group or a polyether group in which hydrogen atoms are substituted by fluorine atoms formed on the fixed layer.
能基として−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3 Ｈのうちいず
れかを持ち、かつ硫黄原子を含む官能基としてフェニル
チオ基あるいはベンゼン環上の水素原子が各種の官能基
に置換されたフェニルチオ基、またはチオフェン環、ま
たはベンゾチオフェン環、またはメルカプト基またはア
ルキルチオ基を持つ分子であることを特徴とする請求項
８に記載の磁気ヘッド。9. The acidic organic molecule constituting the fixed layer has any one of --OH, --COOH, and --SO 3 H as an acidic functional group and has a sulfur atom-containing functional group on a phenylthio group or a benzene ring. The magnetic head according to claim 8, which is a molecule having a phenylthio group, a thiophene ring, a benzothiophene ring, or a mercapto group or an alkylthio group in which a hydrogen atom is substituted with various functional groups.
官能基として−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3 Ｈのうちい
ずれかを持ち、かつチオケタールまたはチオアセタール
またはモノチオケタールまたはモノチオアセタールであ
ることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヘッド。10. The acidic organic molecule constituting the fixed layer has any one of --OH, --COOH and --SO 3 H as an acidic functional group and is thioketal or thioacetal or monothioketal or monothioacetal. 9. The magnetic head according to claim 8, wherein:
物が下記の化学式２ 【化２】 で表され、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の各々は、水素原子がフッ
素原子で置換されたアルキル基、水素原子がフッ素原子
で置換されたポリエーテル基、水素原子がフッ素原子で
置換されたフェニル基、水素原子のグループから選択さ
れた一つであることを特徴とする請求項８〜１０のいず
れかに記載の磁気ヘッド。11. The basic organic compound constituting the lubrication protective film is represented by the following chemical formula 2. And each of R 1 , R 2 and R 3 is an alkyl group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, a polyether group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, and a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom. The magnetic head according to claim 8, wherein the magnetic head is one selected from the group consisting of a phenyl group and a hydrogen atom.
物が、ピラゾール環、イミダソール環、ベンズイミダゾ
ール環、テトラゾール環、オキサゾール環、ベンズオキ
サゾール環、ピリミジン環、ピリジン環、イミダゾピリ
ジン環のうちいずれかを持ち、これらの原子団上の水素
原子が、水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル
基、または水素原子がフッ素原子で置換されたポリエー
テル基、またはフッ素原子で置換されたことを特徴とす
る請求項８〜１０のいずれかに記載の磁気ヘッド。12. The basic organic compound constituting the lubricating protective film is any one of a pyrazole ring, an imidazole ring, a benzimidazole ring, a tetrazole ring, an oxazole ring, a benzoxazole ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring and an imidazopyridine ring. And a hydrogen atom on these atomic groups is characterized by an alkyl group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, or a polyether group in which a hydrogen atom is replaced by a fluorine atom, or a fluorine atom. The magnetic head according to any one of claims 8 to 10.
気ヘッドを製造する方法において、前記空気潤滑面の表
面に形成された前記保護膜下地層を、前記固定層を構成
する酸性有機化合物の有機溶媒溶液に一定時間浸漬し、
前記保護膜下地層の表面に前記固定層を形成する工程
と、前記保護膜下地層上に形成された前記固定層を純有
機溶媒で洗浄する工程と、前記潤滑保護膜を構成する塩
基性有機化合物の有機溶媒溶液に一定時間浸漬し、前記
固定層上に前記潤滑保護膜を形成する工程と、前記固定
層上に形成された前記潤滑保護膜を純有機溶媒で洗浄す
る工程とを含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方
法。13. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 8, wherein the protective film underlayer formed on the surface of the air-lubricated surface is an acidic organic compound forming the fixed layer. Immerse in the organic solvent solution of for a certain time,
A step of forming the fixed layer on the surface of the protective film underlayer, a step of washing the fixed layer formed on the protective film underlayer with a pure organic solvent, and a basic organic material forming the lubricating protective film. A step of immersing the compound in an organic solvent solution for a certain period of time to form the lubricating protective film on the fixed layer; and a step of washing the lubricating protective film formed on the fixed layer with a pure organic solvent. And a method of manufacturing a magnetic head.
気ヘッドを有することを特徴とする磁気記憶装置。14. A magnetic storage device comprising the magnetic head according to claim 8.
ディスクと請求項８〜１２のいずれかに記載の磁気ヘッ
ドとを有することを特徴とする磁気記憶装置。15. A magnetic storage device comprising the magnetic disk according to any one of claims 1 to 5 and the magnetic head according to any one of claims 8 to 12.
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|---|---|---|---|
| JP27407595A JP2692661B2 (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Magnetic disk and manufacturing method thereof, magnetic head and manufacturing method thereof, and magnetic storage device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP27407595A JP2692661B2 (en) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | Magnetic disk and manufacturing method thereof, magnetic head and manufacturing method thereof, and magnetic storage device |
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|---|---|
| JPH09120525A JPH09120525A (en) | 1997-05-06 |
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