KR940005350B1

KR940005350B1 - 자기기록 매체

Info

Publication number: KR940005350B1
Application number: KR1019900015909A
Authority: KR
Inventors: 노리아끼 다니; 규조 나까무라; 미찌오 이시까와; 마사노리 하시모또; 요시후미 오오따
Original assignee: 니혼신꾸 기쥬쯔 가부시끼가이샤; 다까무라진 뻬이
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1990-10-06
Publication date: 1994-06-17
Also published as: KR910008661A; EP0422547A2; JPH03125322A; EP0422547B1; EP0422547A3; DE69018754T2; DE69018754D1

Abstract

내용 없음.

Description

자기기록 매체

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 자기기록 매체의 전체구조를 나타내는 사시도.

제2도는 제1도의 선 II-II에 따른 단면도.

제3도는 자기 헤드의 부상량과 충돌 횟수의 관계를 나타내는 특성선도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 자기기록 매체 2 : 비자성 기체(基體)

3 : 자성층 4 : 보호막

5 : 바탕층 6 : 자성층 본체

7 : 유리기판 8 : 비자성 금속박막

본 발명은, 자기기록 매체에 관한 것으로, 특히 고기록 밀도를 갖는 면내 기록형의 자기기록 매체에 관한 것이다.

비자성기판상에, 증착법 및 스퍼터링법(sputtering process)으로 Cr, W, Mo 또는 이들을 주성분으로 하는 합금막을 바탕막으로서 형성하고, 이 바탕막상에 Co막 또는 Co합금막을 형성한 자기기록 매체는, 고밀도 기록 가능한 하드 디스크 매체로서 널리 사용되고 있다. 이 하드 디스크 매체에 있어서는, 고속으로 회전하는 이 매체상을 자기 헤드가 부상하면서 기록 재생을 행하지만, 그 부상량이 작을수록 고밀도 기록이 가능하다고 알려지고 있다.

그런데, 종래의 하드디스크용 기판으로서는, 비자성금속 도금을 한 Al 기판 및 알루마이드(alumite) 기판 등의 금속기판 또는 유리기판이 많이 사용되고 있었다.

금속기판에 있어서는, 그 표면에 다수의 미세한 동심원상의 홈을 만드는 처리 소위 텍스처링(texturing)처리를 함으로서, 자기 헤드와 실효적인 접촉면적을 작게하여 마찰계수를 낮추고, 또 디스크의 원주방향으로 각형성이 양호한 자기특성을 갖는 원주방향 자기 이방성 디스크를 제작하는 것이 널리 시행되고 있다.

그러나, 금속기판을 사용한 경우, 금속산 화합물 및 결함에 기인한 돌기, 미소한 기복 등이 의하여, 디스크 표면이 완전히 평활하게 되지 않고, 자기 헤드의 부상량을 작게한 경우, 헤드와 디스크 상의 돌기가 충돌하는 다시말하면 헤드 부서짐을 일으키고, 자기기록 매체가 파괴된다. 상기 텍스처링 처리를 실시한 기판을 사용하여도, 이들이 기복 및 돌기 등은 완전히 제거할 수 없고, 역시 동일한 헤드 부서짐을 일으키기 쉽다.

이 때문에, 금속기판을 사용한 자기기록 매체에 있어서는, 자기 헤드의 부상량을 너무 작게 할 수 없고, 기록 밀도를 증가시키는 데에 한계가 있었다.

한편, 유리기판을 사용한 경우에 있어서는, 금속기판을 사용한 경우에 비하여 충분한 평활성을 얻을 수 있지만, 헤드와 디스크가 흡착하여 마찰계수가 커지고, 극단의 경우 양자가 밀착하여, 디스크가 회전할 수 없게 되는 현상이 생기기 쉽다.

또, 마찰계수를 낮추기 위하여, 유리기판에 텍스처링 처리를 실시하는 것도 행하여지고 있지만 이 경우에는, 디스크의 원주방향으로 자기 이방성이 얻어지지 않기 때문에 각형성이 나쁘고 고밀도 기록에는 적합하지 않았다. 또한, 유리기판을 사용한 경우에는, 얻어지는 자기기록막의 보호자력이 작고, 또 절연체임으로 보호자력을 증가시키는 수법의 하나인 기판 바이어스의 인가를 할 수 없으므로 고밀도 기록에 적합하지 않았다.

이상 설명한 바와 같이, 종래에는, 고밀도 기록에 적응하기 위한 모든 조건을 구비한 자기기록 매체는 없었다.

그러므로, 본 발명은, 고밀도 기록에 대응하기 위한 상기의 조건을 모두 구비한, 다시말하면 기록 표면이 평활하고, 또한 마찰계수를 작게할 수 있는 형상이고, 또 자성층의 자기특성이 원주방향으로 각형성이 양호한, 소위 원주방향 자기 이방성을 가지며, 또한 그 보존자력이 큰 자기기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 비자성 기체상에 자성층, 보호층을 순차적으로 설치하여 이루는 자기기록 매체에 있어서, 상기 비자성 기체가, 유리기판 및 이 유리기판상에 설치된 비자성 금속박막으로 이루고, 이 비자성 금속박막의 표면상에는, 다수의 미세한 동심원상의 홈이 만들어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비자성 금속박막의 막두께는, 0.03μm 이상 5μm 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 비자성 기체는, 예를들면 표면이 평활한 유리기판상에 증착 또는 스퍼터링법에 의하여 NiP, Ti, Al, Cr, Cu, Mo, Ta, W, 스테인레스 등 및 이들을 주성분으로 하는 합금에 의한 비자성 금속막을 설치한 후, 이 금속박막상에 텍스처링 처리를 실시함으로써 형성된다. 이와 같이 제작된 기체상에, Cr, W, Mo막 또는 Cr, W, Mo를 주성분으로 하는 합금막으로 이루는 바탕층과, Co, 또는 Co를 주성분으로 하는 Co합금막으로 이루는 자성층과, C막 또는 SiO₂막 또는 ZrO₂막 등으로 이루는 보호층을 진공중에서 증착 또는 스퍼터링법으로 연속하여 설치함으로서, 고밀도 기록이 가능한 자기기록 매체를 제조한다.

본 발명의 자기기록 매체에 있어서는, 상기한 구조, 특히 비자성 기체의 구조에 있어서도, 돌기 및 기복이 없는 매우 평활한 유리기판의 평면성을 손상하지 않기 위하여, 헤드의 부상량을 매우 작게할 수가 있고, 그 결과 기록밀도가 증대한다.

또, 헤드와 기록매체 표면이 흡착을 일으키지 않고, 슬라이딩시에 가까운 마찰계수가 유지될 수 있는 적당한 정도의 표면성이 얻어진다. 또, 비자성 금속표면의 텍스처링 처리에 의하여, 그 상에 형성되는 자성층의 자기특성에 있어서, 원주방향으로 각형성이 좋은 소위 원주방향 자기 이방성이 얻어진다. 또한, 유리기판 단체에서는 절연체였던 것이 본 발명에 의한 기체를 사용함으로서 도전성이 부여되고, 기판에 부(-)바이어스를 인가하는 기술을 이용함으로서, 기록 매체의 자기특성에 있어서 높은 보존자력이 얻어진다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자기기록 매체에 관하여 설명한다.

제1도는, 본 발명의 한 실시예에 의한 자기기록 매체의 전체구조를 나타내는 사시도, 및 제2도는 제1도의 선 II-II를 따르는 단면도이다.

도시한 바와 같이, 자기기록 매체(1)는, 비자성 기체(2), 이 기체(2)상에 형성된 자성층(3), 및 이 자성층(3)상에 형성된 보호막(4)으로 이루어져 있다. 또, 상기 자성층(3)은, Cr, W, Mo막 또는 Cr, W, Mo를 주성분으로 하는 합금막으로 이루는 바탕층(5)과, Co 또는 Co를 주성분으로 하는 Co합금막으로 이루고, 바탕층(5) 위에 형성된 자성층 본체층(6)으로 이루고 있다.

상기 비자성 기체(2)는, 표면이 평활한 유리기판(7), 및 이 유리기판(7)상에 형성된 두께 0.03μm 이상 0.5μm 이하의 비자성 금속박막(8)으로 이룬다. 이 비자성 금속박박(8)은, NiP, Ti, Al, Cr, Cu, Mo, Ta, W 및 이들을 주성분으로 하는 합금, 혹은 스테인레스 스틸로 형성된다.

또, 상기 비자성 금속박막(8)의 표면상에는, 다수의 미세한 동심원상의 홈 즉, 텍스처링이 만들어져 있고 이 결과로서, 자기기록 매체(1)의 표면에도 미세한 동심원상의 요철이 형성되어 있다.

다음에, 상기 자기기록 매체의 구체적인 제조에 관하여 설명하면, 이 제조에 있어서는, 우선, 표면조도(거칠음) Ra(Average roughness of substrate surface : 기판표면의 평균조도)가 0.002μm의 평활한 유리기판을 처리실내에 설치하고 5×10^-6Torr 이하로 진공 배기한 후, Ar 가스를 2×10^-3Torr 도입하고 DC 마그네트런 스퍼터링(magnetron sputtering)법에 의하여 NiP막을 0.02μm, 0.03μm, 0.1μm, 0.5μm, 1μm, 5μm, 10μm로 막두께를 변화시켜서 유리기판상에 막을 형성했다. 그다음, 대기중에 이 기판을 꺼내서 텍스처링기를 사용하여 조도 6000번의 연마 테이프와 조도 15000번의 연마 테이프를 2중으로 설치하고 각각의 기판에 텍스처링 처리를 실시했다. 이들을 세정, 건조하여, 비자성 기체를 형성했다.

상기의 각 기체를 진공처리실 내에 설치하고, 1×10^-6Torr 이하의 압력으로 배기하고, 기체온도를 280℃까지 가열한 후 처리실내가 2×10^-3Torr가 되도록 Ar 가스를 도입하고 DC 마그네트런 스퍼터링법에 의하여 각 기체상에 Cr막을 1500Å 형성하고 그 후 연속하여 Co-20at.% Ni-10at.% Cr합금막을 700Å 형성했다. Cr막 및 CoNiCr막 형성시에는 기체에 300V의 부(-)전압을 인가했다. 그 위에는 다시 보호층이다. C막을 300Å 형성하여 자기기록 매체를 제작했다.

다음에, 상기의 예에 있어서의 NiP막 두께를 변화시킨 경우의 각 기체의 텍스처링 후의 표면상태와, 상기의 기체를 사용하여 제작한 기록매체를 각각 CSS 테스트기를 사용하여 헤드부서짐이 생기기 쉬운 정도를 조사했다. 표면상태는 육안으로, 또 헤드 부서짐이 생기기 쉬운 정도는, 헤드의 부상량이 0.1μm에서 기록매체가 회전하고 있을때, 헤드에 장착된 압전소자가 충격에 의하여 신호를 발생하는 수, 즉 헤드와 기록매체 표면상의 돌기부분의 충돌횟수에 의하여 구했다. 그 결과를 제1표에 나타내면 다음과 같다.

[표 1]

이 표에서 알 수 있는 바와 같이, NiP막 두께가 0.02μm일 때에는 막이 지나치게 얇아서 부분적인 박리가 생기고 균일한 텍스처링 표면이 얻어지지 않음으로 헤드 부서짐이 심하게 발생한다. 그러나 0.03μm 이상에서는 텍스처링 표면은 양호하고 균일한 것이 얻어진다. 그러나 막두께가 10μm가 되면 텍스처링 표면은 양호해도 헤드와 디스크의 충돌횟수는 증가한다. 이것은 NiP막이 너무 두껍기 때문에 이미 원래의 유리기판의 평활한 표면성이 반영될 수 없게 되어 NiP막이 미소한 기복 및 이상성장에 의한 돌기를 발생하기 때문으로 생각된다.

이상의 결과에서, 본 발명의 자기기록 매체의 유리기판상의 비자성 금속박막의 두께는, 0.03μm 이상 5μm 이하로 설정하는 것으로 한다.

다음에, 본 발명의 구체적인 실시예를 비교예와 함께 설명한다.

[실시예 1]

상기 자기기록 매체의 구체적인 제조에 있어서, 나타낸 두께 0.5μm의 NiP막을 비자성 금속박막으로 한것을 실시예 1로 한다.

[실시예 2]

NiP막 대신에 Ti막을 0.2μm 성막했다. 또 텍스처링은 3000번과 10000번의 연마 테이프를 사용하여 실시했다.

기타의 조건은 실시예 1과 동일하다.

[비교예 1]

표면조도 Ra가 0.002μm인 평활 유리기판을 기대로 하드 디스크 기체로 했다.

[비교예 2]

Al상에 15μm 두께의 NiP 도금을 하고 표면을 경면연마한 시판의 하드 디스크 기판 표면을 텍스처링 처리한 것을 기체로 했다.

상기 실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2의 기록매체를 사용하고, 자기 헤드의 부상량을 저하시켜 갈 때의, 헤드 기록 매체와의 충돌의 횟수를 각각 계측했다. 그 결과를 제3도에 나타냈다.

이 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 2의 경우는 헤드 부상량이 0.15μm 이하로 되면 헤드와 디스크가 충돌하는 횟수가 급격히 증가하지만, 실시예 1, 2 및 비교예 1에서는 부상량이 0.09μm 이하로 될때까지 헤드와 디스크의 충돌이 없다. 이것은 이미 설명한 바와 같이 비교예 2의 경우에는 원래의 NiP 도금을 한 Al기판이 미소한 기복 및 돌기를 갖고 있기 때문에 텍스처링 처리를 해도 이 미소한 기복 및 돌기는 완전히 없어지지 않기 때문이다.

다음에, 실시예 및 비교예의 자기기록 매체의 각각의 시료 진동식 자력계로 측정한 보존자력, 원주방향의 각 형성 및 CSS 테스트(contact-stsrt and stop test)기로 측정한 CSS 횟수 1만회 후의 마찰계수 및 헤드와 디스크가 충돌하지 않고 안정되어 부상될 수 있는 부상량으로 측정한 선 기록밀도 D₅₀(출력이 50%로 될때의 기록밀도(density))을 조사했다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

[표 2]

(※) 헤드 안정부상시의 헤드 부상량에 있어서 측정한 값(비교예 2는 0.2μm, rm 이외는 0.10μm)

이 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1, 2, 비교예 2와 같이 기체표면이 금속재료이고, 또한 원주방향으로 텍스처링한 기체를 사용한 경우는 얻어진 기록체의 보존자력이 크고 원주방향의 각형성도 높기 때문에 고밀도 기록에 적합한 자기특성을 얻을 수 있다. 그러나, 비교예 2에서는 이미 설명한 바와 같이 안정된 저부상량이 곤란하기 때문에, D₅₀을 비교한 경우 실시예 1의 편이 매우 고기록 밀도 특성이 우수함을 알 수 있다. 또, 비교예 1의 경우, 기판 표면이 너무 평활하여, CSS 1만회 후의 마찰계수가 2를 초과해 버리고, 디스크의 내구성상, 실용불가능하고, 얻어진 자기특성에 있어서도, 보존자력이 작고 원주방향의 각형성도 낮기 때문에, D₅₀도 56KFRPI(Kilo Flux Retrun Per Inch : 1인치당의 자화 반전의 수)밖에 얻을 수 없다.

이상의 현상에서 판단하여 본 발명에 의한 실시예 1 및 2의 기체를 사용하여 제작한 자기기록 매체는, 신뢰성이 높은 고밀도 기록용 자기기록체로서 가장 적합함을 알 수 있다.

또 자기 기록층으로서 Co-Cr 및 CoReP 등을 사용한 수칙 자기기록 방식인 디스크 기체로서도 이용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 저마찰계수로 안정된 저부상이 실현될 수 있는 표면성을 갖고, 또한 원주방향 자기 이방성을 가지며 보존자력을 구비한 고밀도 기록 특성이 우수한 자기기록 매체를 얻을 수가 있다.

Claims

비자성 기체상에, 자성층, 보호층을 순차적으로 형성하여 이루는 자기기록 매체에 있어서, 상기 비자성 기체가, 유리기판, 및 이 유리기판상에 형성된 비자성 금속박막으로 이루고, 이 비자성 금속박막의 표면상에는, 다수의 미세한 동심원상의 홈이 만들어져 있고, 상기 비자성 금속박막의 막 두께가 0.03μm 이상 5μm 이하인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체.