專利名稱：磁盤及使用磁盤的磁盤設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠進(jìn)行高密度磁記錄的磁盤，以及裝有這種磁盤的磁盤設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般，磁盤設(shè)備具有裝在外殼中的磁盤、支承并驅(qū)動磁盤的主軸馬達(dá)以及包括對磁盤讀寫信息的磁頭的磁頭懸掛組件。
磁頭懸掛組件具有在上面形成磁頭的浮動塊、支承該浮動塊的懸架以及支承該懸架的臂。該磁頭懸掛組件由一個(gè)支承組件可旋轉(zhuǎn)地支承，由音圈馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，從而將磁頭移動到磁盤上所需的位置。
在具有上述結(jié)構(gòu)的磁盤設(shè)備中，為了防止浮動塊的動作發(fā)生變化而由于磁頭和磁盤之間的意外接觸而刮傷磁盤，有必要在磁盤的表面上施加潤滑材料、增加磁盤表面的表面粗糙度以減少浮動塊對磁盤的吸引作用。在傳統(tǒng)的磁盤設(shè)備中，磁頭到磁盤的浮動高度為10.0nm或者更大。因此，即使使用表面上的突出部分的高度(以下稱“突出高度”)為4.0nm或者更大的磁盤，也能確保磁頭的浮動余量，也就是，在考慮多種變化的因素之后，磁頭和磁盤之間的最小距離。這樣，就能保持磁頭的浮動穩(wěn)定性。但是，近年來，磁盤的記錄密度已經(jīng)達(dá)到了70GB/平方英寸，需要將磁頭的浮動高度降低到10.0nm或者以下。在這樣的情況下，如果磁盤表面的突出高度大于等于4.0nm，磁頭的浮動余量就沒有了。這導(dǎo)致熱粗糙(thermal asperity)(由于磁頭與突起的碰撞產(chǎn)生的熱，使得磁頭的MR(磁阻)傳感器的輸出波動)和可靠性降低。
近年來，為了提高電磁特性的SN比，已經(jīng)試圖通過對磁盤的襯底進(jìn)行紋理化處理(texture processing)來使磁盤具有磁各向異性。具體來說，通過紋理化處理，將作為磁記錄層的Co合金層的易磁化軸定向于圓周方向，在圓周方向的剩磁和矩形比相對高于磁盤的徑向。由于再現(xiàn)輸出大致上與剩磁成正比增加，可以減小磁層的厚度，從而改善磁轉(zhuǎn)變寬度、噪聲和改寫性能。具體地，經(jīng)過紋理化處理的紋理化介質(zhì)(各向異性介質(zhì))在分辨率、半值寬度和S/N比方面有改善，作為高記錄密度介質(zhì)有很大的優(yōu)勢。因此，要實(shí)現(xiàn)更高記錄密度，將紋理化介質(zhì)投入實(shí)際使用是很有力的手段。
但是，紋理化處理同時(shí)消除了磁盤表面的突起部分(突出部)，從而大大降低了磁盤的表面粗糙度。結(jié)果，磁頭對磁盤的吸引作用增加了。因此，為了獲得高度可靠的介質(zhì)，需要防止浮動塊的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(動作)出現(xiàn)波動而由于磁頭和磁盤之間的接觸刮傷磁盤，同時(shí)降低浮動塊對磁盤的吸引作用。
同時(shí)，近來，作為具有高度潤滑性能的材料，富勒烯(fullerene)已經(jīng)得到很多注意。例如，日本專利No.2817502提出了一種具有固體潤滑層的磁記錄介質(zhì)，該潤滑層由富勒烯的烷基鏈或者芳基鏈加合物組成。通過在濺射碳的保護(hù)膜上淀積富勒烯而形成所述固體潤滑層。
另外，日本專利申請公開No.7-235045提出了使用含富勒烯分子或其衍生物的潤滑膜的軸承。該潤滑膜是這樣形成的將富勒烯溶于甲苯或者類似溶劑，涂敷該溶液，然后使甲苯揮發(fā)。在甲苯揮發(fā)之后，殘留的富勒烯用作固體潤滑劑。另外，日本專利申請公開No.2001-67644提出了一種涂敷劑用作磁記錄設(shè)備中的潤滑涂敷劑，其中，在溶劑中分散具有疏水取代基的富勒烯。
最小的基本富勒烯是足球形狀的C60，其直徑為0.7nm。另外，還具有橄欖球形狀的富勒烯以及啞鈴狀的富勒烯，等等。另外，作為大富勒烯，已知的有具有疊層結(jié)構(gòu)的洋蔥富勒烯(洋蔥形富勒烯，onionfullerene)。例如，日本專利申請No.3074170提出了一種制備納米球形洋蔥富勒烯的方法，該富勒烯的尺寸與作為其材料的碳納米粒子(carbon nanoparticles)幾乎一樣，該方法是用高能射束比如電子束來照射碳納米粒子。
如上所述，盡管富勒烯可用作潤滑劑，但是難以將其直接用作磁盤的潤滑劑。
例如，經(jīng)過紋理化處理的磁盤的最大表面粗糙度Rmax為幾個(gè)納米。最大表面粗糙度Rmax表示從表面高度的中心線到凹下部分或者突出部分的深度或者高度的最大值。與此相比，富勒烯微粒的直徑L一般是0.7nm。因此，富勒烯微粒會嵌入磁盤表面上的凹陷中，難以接觸磁頭等部件。結(jié)果，就不可能用富勒烯獲得潤滑效果。實(shí)際上，記錄凹槽的深度為幾個(gè)納米，而凹陷部分的寬度為幾個(gè)微米。盡管水平距離實(shí)際上是豎直距離的大約1000倍，富勒烯仍然會嵌入到凹陷部分中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出就是考慮到了上述情況，其目的在于提供一種磁盤，該磁盤的表面具有優(yōu)異的潤滑性，能夠防止對磁頭的損傷和對磁頭的吸引，實(shí)現(xiàn)高的記錄密度和高的可靠性。本發(fā)明的目的還在于提供一種具有所述磁盤的磁盤設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種磁盤，其特征在于包括襯底；堆疊在所述襯底的一個(gè)表面上、形成該襯底的一個(gè)外表面的磁記錄膜和保護(hù)膜；以及含富勒烯微粒、被設(shè)置在襯底的所述外表面上的潤滑材料，所述襯底的外表面的最大表面粗糙度Rmax小于所述富勒烯的直徑L。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的磁盤設(shè)備包括磁盤；支承和驅(qū)動磁盤的驅(qū)動部分；對所述磁盤執(zhí)行信息記錄和再現(xiàn)的磁頭，該磁頭在所述磁盤的外表面上的浮動高度FH大于所述富勒烯的直徑L；以及支持所述磁頭的磁頭懸掛組件。
根據(jù)本發(fā)明，外表面的最大表面粗糙度Rmax被設(shè)定為對于富勒烯的直徑L滿足關(guān)系Rmax＜L，從而改善了磁盤表面的潤滑性。這樣就提供了一種磁盤，其能夠防止對磁頭的損傷和對磁頭的吸引，實(shí)現(xiàn)高記錄密度和高可靠性，以及具有這樣的磁盤的磁盤設(shè)備。


附圖為說明書的一部分，用于說明本發(fā)明的實(shí)施例，并與上面的概括說明和下面對實(shí)施例的詳細(xì)說明一道來解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的HDD的俯視圖；圖2是HDD中磁頭部分的放大側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁盤的剖面圖；圖4是磁盤的外表面的放大的示意剖面圖；圖5是富勒烯的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明應(yīng)用于硬盤驅(qū)動器的(以下稱HDD)的本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖1所示，HDD具有一個(gè)矩形盒形狀的外殼12，其頂部為開放的，有一個(gè)頂蓋(未圖示)用螺釘固定到該盒子上以蓋住外殼的所述頂部開口。
在外殼12中容納有兩個(gè)磁盤16(圖中僅圖示了一個(gè))用作記錄介質(zhì)，一個(gè)主軸馬達(dá)18用作支承和驅(qū)動磁盤的驅(qū)動部分，多個(gè)磁頭用于對磁盤進(jìn)行信息的讀寫，一個(gè)支承架組件20相對于所述磁盤可移動地支承所述磁頭，一個(gè)音圈馬達(dá)(以后稱VCM)使所述支承架組件旋轉(zhuǎn)和定位，一個(gè)斜面裝載機(jī)構(gòu)25用于在磁頭移動到磁盤的最外周時(shí)將磁頭保持在遠(yuǎn)離磁盤的收回位置，一個(gè)電路板單元21具有用作記錄/再現(xiàn)信號的處理電路的讀寫放大器。
在所述外殼12的底壁的外表面上，用螺釘固定了印刷電路板(未圖示)，其通過所述電路板單元21控制主軸馬達(dá)18、VCM 24以及磁頭的操作。
每一個(gè)磁盤16在其頂面和底面上具有磁記錄層。所述兩個(gè)磁盤16被裝配到主軸馬達(dá)18的輪轂(未圖示)的外周上，并通過卡簧17固定和支承到所述輪轂上。從而，所述兩個(gè)磁盤16以相隔預(yù)定間距的堆疊方式被同軸地裝配起來。通過驅(qū)動主軸馬達(dá)18，所述兩個(gè)磁盤16按照預(yù)定速度例如4200rpm在箭頭B的方向一體旋轉(zhuǎn)。
所述支承架組件22具有固定到所述外殼12的底壁上的軸承部分26，以及從該軸承部分26延伸出來的多個(gè)臂32。所述臂32按照規(guī)則的間隔安排，并平行于磁盤16的表面，并在相同的方向從軸承部分26延伸出來。所述支承架組件22具有可彈性變形的細(xì)長的板形懸臂。每一個(gè)懸臂38由片簧構(gòu)成。所述懸臂38的近端被固定到所述臂32的相應(yīng)遠(yuǎn)端，并從所述相應(yīng)的臂32延伸出來。每一個(gè)懸臂38可以與相應(yīng)的臂32形成為一體。一個(gè)臂32和一個(gè)相應(yīng)的懸臂38形成一個(gè)磁頭懸架，一個(gè)磁頭懸架和一個(gè)相應(yīng)的磁頭構(gòu)成一個(gè)磁頭懸掛組件。
如圖2所示，每一個(gè)磁頭40具有一個(gè)基本上矩形的浮動塊42和一個(gè)形成在該浮動塊的一個(gè)端部上的記錄/再現(xiàn)磁頭部分44。每一個(gè)磁頭40被固定到設(shè)置在相應(yīng)的懸臂38的遠(yuǎn)端部分上的萬向簧片上。通過相應(yīng)的懸臂38的彈性，一個(gè)朝向磁盤16的表面的磁頭載荷L被施加于每一個(gè)磁頭40。在工作時(shí)，磁頭40相對于磁盤16的表面的浮動高度被設(shè)定為小于等于10.0nm，例如7nm。
如圖1所示，支承架組件22具有一個(gè)從軸承部分26在與臂32相反的方向延伸的支承框架45。所述支承框架45支承構(gòu)成VCM 24的一部分的音圈47。所述支承框架45由合成樹脂組成，圍繞音圈47的外圍形成為一體件。該音圈47位于固定在外殼12上的一對軛之間，與所述軛和固定到所述軛之一上的磁體(未圖示)一起構(gòu)成VCM 24。通過對音圈47通電，所述支承架組件22圍繞軸承部分26旋轉(zhuǎn)，從而所述磁頭40被移動和定位到磁盤上的所要的磁道上。
所述斜面裝載機(jī)構(gòu)25具有一個(gè)設(shè)置在外殼12底壁上的斜面S1，布置在磁盤16外部；以及從各個(gè)懸臂38的遠(yuǎn)端延伸出來的小片53。當(dāng)支承架組件22旋轉(zhuǎn)到在磁盤16之外的收回位置時(shí)，小片53就與形成在斜面51上的相應(yīng)斜面接合。之后，利用斜面的傾斜，小片53被升高，從而將磁頭40卸載。
下面詳細(xì)描述HDD中的磁盤。
如圖3所示，每一個(gè)磁盤16具有襯底50。襯底是晶化玻璃襯底，或者鋼化玻璃，厚度為0.3到1mm，之間為0.5到3.5英寸。襯底50的表面用研磨漿拋光。另外，用金剛石漿或者類似物質(zhì)在圓周方向?qū)σr底50的表面進(jìn)行紋理化處理，也就是對襯底表面進(jìn)行處理以使得襯底的表面具有在圓周方向延伸的槽并具有磁各向異性。從而，每一個(gè)磁盤16都被形成為所謂的紋理化介質(zhì)(texture medium)。
通過濺射在襯底50的每一個(gè)表面上形成多層膜。具體地，在襯底50的每一個(gè)表面上堆疊第一基礎(chǔ)膜52和第二基礎(chǔ)膜54。在每一個(gè)第二基礎(chǔ)膜上，依次形成穩(wěn)定膜56、中間膜58、磁記錄膜60以及由碳等形成的保護(hù)膜62。
如圖3和圖4(A)、4(B)和4(C)所示，例如通過涂敷含富勒烯微粒57的氟基潤滑劑，在每一個(gè)保護(hù)膜2上形成一個(gè)潤滑膜64。圖5圖示了一個(gè)足球形狀的C60，作為基本富勒烯(basic fullerene)的一個(gè)例子。在本實(shí)施例中，使用所謂的洋蔥富勒烯作為富勒烯57。
如果磁盤16的外表面(在本實(shí)施例中是保護(hù)膜62的表面)的最大表面粗糙度為Rmax，富勒烯57的直徑為L，則保護(hù)膜62的表面和富勒烯57應(yīng)被形成為滿足下列關(guān)系Rmax＜L例如，每一個(gè)保護(hù)膜62的表面的最大表面粗糙度Rmax被設(shè)定為2nm，富勒烯57的直徑L被設(shè)定為3到5nm。
另外，如圖4(A)、4(B)和4(C)中的線A所示，如果磁頭40到磁盤16外部的目標(biāo)浮動高度為FH，則目標(biāo)浮動高度FH和富勒烯57的直徑L被設(shè)定為滿足下列關(guān)系L＜FH例如，目標(biāo)浮動高度FH被設(shè)定為7mm。因此，磁盤16的外表面的最大表面粗糙度Rmax、富勒烯57的直徑L以及磁頭的浮動高度FH被設(shè)定為滿足以下關(guān)系Rmax＜L＜FH
根據(jù)按照如上所述配置的磁盤16以及具有所述磁盤的HDD，所述磁盤的外表面被形成為使得其外表面的最大表面粗糙度Rmax小于富勒烯57的直徑L。因此，富勒烯57不會被嵌入磁盤外表面的凹陷部分中，而可以完全作為磁盤的潤滑劑。因此就可以獲得潤滑性能優(yōu)良的磁盤。從而，可以防止由于磁頭偶然碰撞磁盤的表面而損壞磁頭，并防止了磁頭對磁盤表面的吸引作用。這樣就提供了實(shí)現(xiàn)高記錄密度和高可靠性的磁盤和HDD。
如果L小于Rmax，就象在如圖4(A)、4(B)和4(C)所示的比較例1中那樣，則富勒烯57會被嵌入磁盤外表面上的凹陷部分中，從而不能完全作為潤滑劑。同時(shí)，在圖4(A)、4(B)和4(C)所示的比較例2中，如果磁頭的浮動高度小于富勒烯57的直徑L而關(guān)系″FH＜L″成立，則磁頭會接觸富勒烯57，如圖中的線D所示，則其浮動高度會超過目標(biāo)浮動高度。在這種情況下，磁頭不能獲得所需的電磁轉(zhuǎn)換性能，HDD的性能會降低。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁頭的浮動高度FH大于富勒烯57的直徑L，關(guān)系″FH＜L″成立，因而能夠獲得所需的磁頭浮動高度，并且保持了磁盤表面的高度潤滑性。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)對各種組成元素加以修改。另外，通過適當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施例所公開的各種組成元素，可以作出多個(gè)發(fā)明。例如，在實(shí)施例中所公開的組成元素中，某些組成元素可以取消。另外，按照需要，不同實(shí)施例的組成元素可以相互組合。
例如，在上面的實(shí)施例中，潤滑膜的形成是先涂敷含富勒烯的液體潤滑劑，然后使?jié)櫥瑒└稍?。但是，也可以通過在含碳保護(hù)膜上淀積富勒烯并將其固定在所述保護(hù)膜上，從而在磁盤16上形成富勒烯，作為與保護(hù)膜形成一體的固體潤滑材料。
另外，在磁盤中，基礎(chǔ)膜、記錄膜和中間膜等的材料和厚度等都不限于上述實(shí)施例所公開的例子，而是可以根據(jù)需要可變化地加以選擇。本發(fā)明也可以應(yīng)用于沒有經(jīng)過紋理化處理的磁盤。在磁盤設(shè)備中，磁盤的數(shù)量不限于2，而可以根據(jù)需要增減。
權(quán)利要求
1.一種磁盤，其特征在于包括襯底(50)；堆疊在所述襯底的一個(gè)表面上、形成該襯底的一個(gè)外表面的磁記錄膜(60)和保護(hù)膜(62)；以及含富勒烯微粒(57)、被設(shè)置在襯底的所述外表面上的潤滑材料，所述襯底的外表面的最大表面粗糙度Rmax小于所述富勒烯的直徑L。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤，其特征在于，所述襯底(50)的外表面經(jīng)過變形處理，對所述外表面形成圓周方向的磁各向異性，從而所述磁盤具有圓周方向的磁各向異性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁盤，其特征在于，所述潤滑材料形成包含富勒烯(57)的潤滑膜(64)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的磁盤，其特征在于，所述潤滑材料與包含富勒烯和碳的保護(hù)膜(62)形成為一個(gè)統(tǒng)一體。
5.一種磁盤設(shè)備，其特征在于包括如權(quán)利要求1或2所述的磁盤(16)；支承和驅(qū)動磁盤的驅(qū)動部分(18)；對所述磁盤執(zhí)行信息記錄和再現(xiàn)的磁頭(40)，該磁頭在所述磁盤的外表面上的浮動高度FH大于所述富勒烯的直徑L；以及支持所述磁頭的磁頭懸掛組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁盤及使用磁盤的磁盤設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的磁盤包括襯底；堆疊在所述襯底的一個(gè)表面上、形成該襯底的一個(gè)外表面的磁記錄膜和保護(hù)膜(62)；以及含富勒烯微粒(57)、被設(shè)置在襯底的所述外表面上的潤滑材料。所述襯底的外表面的最大表面粗糙度Rmax小于所述富勒烯的直徑L。
文檔編號G11B23/00GK1612224SQ20041009016
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者古澤隆紀(jì), 藤井雅人 申請人:株式會社東芝