專利名稱：磁盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被裝載到磁盤裝置例如硬盤驅(qū)動器上的磁盤及其制造 方法。
背景技術(shù)：
通常，被裝載到磁盤驅(qū)動器例如硬盤驅(qū)動器(HDD)上的磁盤具有保護 層和潤滑層，所述保護層和潤滑層被安置在形成于基板上的磁性記錄層 上，以保持磁盤的耐久性和可靠性。特別是，要求在最上表面上使用的潤 滑層具有各種性能，例如長期穩(wěn)定性、耐化學(xué)物質(zhì)性、摩擦性能和耐熱性。
對于該要求，常規(guī)上，通常將全氟聚醚基潤滑劑用作磁盤用潤滑劑。 例如，如JP-A-62-66417(專利文件l)中所公開，已知的是其上涂布結(jié)構(gòu)為 HOCHrCF20-(C2F40)p-(CF20)q-CH2OH的全氟垸基聚醚基潤滑劑的磁性 記錄介質(zhì)。
作為全氟聚醚基潤滑劑的商業(yè)產(chǎn)品，通常使用由Solvay Solexis Co., Ltd.生產(chǎn)的具有高耐熱性和長期穩(wěn)定性的FOMBLIN Z基潤滑劑。為了從 潤滑劑的商業(yè)產(chǎn)品中移除雜質(zhì)，或者因為潤滑劑是聚合物材料而使?jié)櫥瑒?的分子量適當分布，已經(jīng)進行了各種提純，并且將潤滑劑用于磁盤。
專利文件l: JP-A-62-6641
發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題
近年來，磁盤裝置例如HDD的存儲容量已經(jīng)迅速增加。最近，已經(jīng) 引入使用裝載卸載(LUL)系統(tǒng)的磁盤裝置代替常規(guī)的接觸起停(CSS)系統(tǒng)。
在LUL系統(tǒng)中，在停止時，磁頭退回到位于磁盤外部的稱為斜坡的傾 斜臺，并且在起動時，在磁盤開始旋轉(zhuǎn)以后，磁頭從滑動臺滑到磁盤上， 以進行記錄和再現(xiàn)操作。一系列操作稱為LUL操作。由于與在CSS系統(tǒng)中相比，LUL系統(tǒng)可 以在磁盤上保持更大的記錄和再現(xiàn)區(qū)域，因此對于增加信息容量是優(yōu)選 的。
而且，不必在磁盤表面上提供用于CSS的凹凸形狀。因此，可以使磁 盤表面相當平滑。從而，可以更多地減小磁頭的浮動量。因而，可以增大 記錄信號的S/N比，從而該系統(tǒng)是適合的。
由于在引入LUL系統(tǒng)的情況下，磁頭的浮動量降低一段(cmestep)，因 此要求磁頭以10nm以下的低浮動量穩(wěn)定操作。
然而，當使磁頭以低浮動量在磁盤表面上進行浮動飛行時，存在的問 題是經(jīng)常產(chǎn)生飛行靜摩擦損害或磁頭腐蝕損害。飛行靜摩擦損害引起磁頭 的浮動飛行中的浮動姿勢或浮動量不規(guī)則，并且引起再現(xiàn)輸出中的不規(guī)則 波動。根據(jù)情況，在浮動飛行過程中，磁盤與磁頭相互接觸，使得在一些 情況下引起磁頭壓壞損害。
由于磁頭的元件部分的腐蝕，因此腐蝕損害阻礙記錄和再現(xiàn)操作。根 據(jù)情況，記錄和再現(xiàn)操作不能進行，或腐蝕的元件膨脹，使得在一些情況 下，在浮動飛行過程中損害磁盤的表面。
本發(fā)明人得到了近來磁盤的顯著損害由下列機理引起這樣的知識。
當磁頭具有等于或小于10nm的小浮動量時，在磁頭的浮動飛行的過 程中，磁盤表面上的潤滑表面重復(fù)遭受空氣分子的絕熱壓縮和絕熱膨脹， 使得潤滑層易于重復(fù)遭受加熱和冷卻。因此，容易促使構(gòu)成潤滑層的潤滑 劑具有低的分子量。
當將潤滑劑改變?yōu)榫哂械偷姆肿恿繒r，增加了流動性，使得與保護層 的附著性劣化。據(jù)認為，具有增加的流動性的潤滑劑被轉(zhuǎn)移并沉積在具有 非常窄的位置關(guān)系的磁頭上，因而浮動姿勢變得不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致飛行靜 摩擦損害的產(chǎn)生。
特別是，最近引入的包含NPAB(負壓)浮動塊(slider)的磁頭通過在磁頭 的下表面上產(chǎn)生的大的負壓，容易吸引潤滑劑。因此，據(jù)認為促進了轉(zhuǎn)移 和沉積現(xiàn)象。
轉(zhuǎn)移的潤滑劑在一些情況下產(chǎn)生酸例如氟酸，并且磁頭的器件部分在 一些情況下受到腐蝕。特別是，裝載磁阻效應(yīng)型元件的磁頭容易被腐蝕。
而且，本發(fā)明人得到了 LUL系統(tǒng)促使損害的產(chǎn)生的知識。
在LUL系統(tǒng)的情況下，與CSS系統(tǒng)不同，磁頭不是在磁盤表面上接 觸滑動的。因此，發(fā)現(xiàn)一度轉(zhuǎn)移并沉積到磁頭上的潤滑劑難以朝磁盤側(cè)轉(zhuǎn) 印并除去。
在常規(guī)CSS系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)移到磁頭的潤滑劑容易通過與磁頭的CSS區(qū) 域接觸滑動來清潔。由于此原因，可以認為損害不顯著。
最近，為了增加磁盤裝置的響應(yīng)速度，提高了磁頭的旋轉(zhuǎn)速度。常規(guī) 上，具有適于可移動用途的小尺寸的2.5英尺型磁盤裝置的轉(zhuǎn)數(shù)為約4200 rpm。最近，在5400rpm以上的高速度進行旋轉(zhuǎn)，以增強響應(yīng)特性。
當磁頭以高速旋轉(zhuǎn)時，存在這樣的明顯現(xiàn)象，其中潤滑層因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生 的離心力而移動，因而在磁盤表面中的潤滑層的膜厚度不均勻。
近年來，除常規(guī)個人電腦的存儲裝置以外，磁盤裝置還被用于例如汽
車導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著用途的多樣化，磁盤所需的對環(huán)境的抵抗性己經(jīng)非常嚴 格。
用于作為磁盤的最上表面的潤滑層的潤滑劑大大影響磁盤的耐久性。 如上所述，目前經(jīng)常將市場上的全氟聚醚基潤滑劑用作磁盤用潤滑劑。市 場上的全氟聚醚基潤滑劑含有聚合物組分，并且具有由其合成方法導(dǎo)致的 分子量分布。即使使用各種提純方法，也幾乎不可能完全實現(xiàn)對單一分子 量的控制。由于此原因，存在的問題是，在提純以后，也在某種程度上提 供分子量分布，并且該控制難以進行。
而且，在通過使用潤滑劑形成潤滑層的方法中，將磁盤浸入到其中溶 解有潤滑劑的溶液中(浸漬法)，并且在拉起后，進行熱處理和UV處理以
具有對保護層的附著性。
然而，如此形成的潤滑層具有化學(xué)吸附層和物理吸附層兩種類型，并
且完全控制它們是非常困難的。
物理吸附層容易通過經(jīng)由磁盤旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)遷移或蒸發(fā)而移除。 另一方面，僅通過化學(xué)吸附層(通過化學(xué)吸附的固定相)難以完全覆蓋
保護層的表面。
簡而言之，在形成磁盤用潤滑層的常規(guī)方法中，存在的問題是，難以在磁盤的表面上均勻形成潤滑層，并且如此形成的潤滑層的長期穩(wěn)定性 差。因此，隨著最近記錄密度的增加，這阻止了在磁頭的低浮動量方面具 有高可靠性的磁盤的實現(xiàn)。本發(fā)明是考慮到常規(guī)問題而進行的，并且具有的目的是第一，提供 一種可以容易地控制潤滑層的形成并且包含具有高均勻性的潤滑層的磁 盤；第二，提供一種包含具有高耐久性的潤滑層并且長期穩(wěn)定性優(yōu)異的磁盤；以及第三，提供一種適用于使用LUL(裝載卸載)系統(tǒng)的磁盤裝置的磁為o解決問題的手段本發(fā)明人銳意地研究了用于形成潤滑層的新手段，并且發(fā)現(xiàn)，可以通 過下列發(fā)明解決所述問題，因而完成了本發(fā)明。 更具體地，本發(fā)明具有下列結(jié)構(gòu)。(結(jié)構(gòu)l)在包含基板上的磁性層、保護層和潤滑層的磁盤中，潤滑層由 自組裝單分子層形成。(結(jié)構(gòu)2)在根據(jù)結(jié)構(gòu)1的磁盤中，所述自組裝單分子層的材料是烴-基 硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑。(結(jié)構(gòu)3)在包含基板上的磁性層、保護層和潤滑層的磁盤中，所述潤滑 層是通過使用烴-基硅垸試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑形成的。(結(jié)構(gòu)4)在根據(jù)結(jié)構(gòu)1至3中任一項的磁盤中，使用裝載卸載系統(tǒng)將所 述磁盤裝載到磁盤裝置上。(結(jié)構(gòu)5)在制造包含基板上的磁性層、保護層和潤滑層的磁盤的方法 中，在基板上依次形成磁性層和保護層，然后將其上形成磁性層和保護層 的基板浸入到含有烴-基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅垸試劑的溶液中， 從而在保護層上形成潤滑層。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的第一方面，磁盤包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑 層，并且所述潤滑層由自組裝單分子層形成。因此，可以精確控制潤滑層 的膜厚度，并且該膜具有高的均勻性和高的耐久性。因此，可以提供一種長期具有高的耐久性的磁盤。
根據(jù)依照第一方面的本發(fā)明的第二方面，自組裝單分子層的材料是烴-
基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑。除通過根據(jù)第一方面的本發(fā)明得 到的效果之外，還可以通過改變材料的主鏈的長度容易地調(diào)節(jié)潤滑層的膜 厚度，并且增強耐熱性。而且，通過改變材料的末端部分，可以改變潤滑 層的表面的膜。例如，可以設(shè)定潤滑層的表面具有低的能量，并且抑制存 在于磁盤裝置例如HDD中的氣氛中的油組分或離子以及其它化學(xué)物質(zhì)的 附著。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，磁盤包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑層，
并且所述潤滑層是通過使用烴-基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅垸試劑形
成的。因此，可以容易地調(diào)節(jié)潤滑層的膜厚度，并且增強耐熱性，此外改
變潤滑層的表面的膜，例如，設(shè)定潤滑層的表面具有低的能量。而且，通
過使用該材料，可以精確控制潤滑層的膜厚度，并且得到具有高的膜均勻
性和高耐久性的自組裝單分子層所形成的的潤滑層。因而，可以提供一種 長期具有高可靠性的磁盤。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，可以提供適用于使用裝載卸載系統(tǒng)的磁盤裝 置的磁盤。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在制造包含在基板上的磁性層、保護層和潤 滑層的磁盤的方法中，在基板上依次形成磁性層和保護層，然后將其上形 成磁性層和保護層的基板浸入到含有烴-基硅垸試劑或部分氟化的烴-基硅 烷試劑的溶液中，從而在保護層上形成潤滑層。因此，可以容易地調(diào)節(jié)潤 滑層的膜厚度，并且增強耐熱性，此外改變潤滑層的表面的膜，例如，設(shè) 定潤滑層的表面具有低的能量。而且，通過使用硅垸材料，可以精確控制 潤滑層的膜厚度，并且形成具有高的膜均勻性和高耐久性的自組裝單分子 層所構(gòu)成的潤滑層。因而，可以制造一種長期具有高可靠性的磁盤。
附圖簡述


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明形成于保護層上的潤滑層的圖像的示意圖，和
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的磁盤的一個實施方案的示意性截面圖。
符號說明10 盤基板20附著層30軟磁性層40 底層(ground layer)50垂直磁性記錄層 60保護層 70潤滑層實施本發(fā)明的最佳方式以下將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的實施方案。作為根據(jù)本發(fā)明的磁盤的一個實施方案，磁盤包含在基板上的磁性層、 保護層和潤滑層，并且所述潤滑層由自組裝單分子層形成。自組裝單分子層具有這樣的結(jié)構(gòu)形成單分子層的材料的每一個分子 的一個末端(錨(anchor))結(jié)合(化學(xué)結(jié)合)到底部(本發(fā)明中的保護層)，并且 另一個末端朝向膜表面?zhèn)扰帕?，并且各個分子通過分子間力(范德華力)進 行相互作用。潤滑層由該自組裝單分子層形成。因此，可以精確控制潤滑 層的膜厚度，并且所述膜可以具有高均勻性和高耐久性。因此，可以提供一種長期具有高耐久性的磁盤。在本發(fā)明中，優(yōu)選自組裝單分子層的材料應(yīng)當是烴基硅垸試劑或部分 氟化的烴基硅烷試劑。自組裝單分子層的材料被設(shè)定為烴基硅烷試劑或部 分氟化的烴基硅烷試劑。因此，通過改變材料的主鏈的長度，可以容易地 調(diào)節(jié)潤滑層的膜厚度，并且增強耐熱性。而且，通過改變材料的末端部分，可以改變潤滑層的表面的膜。例如， 可以設(shè)定潤滑層的表面具有低的能量，并且抑制存在于磁盤裝置例如HDD 中的氣氛中的油組分或離子以及其它化學(xué)物質(zhì)對磁盤表面的附著。烴基硅垸試劑的實例包括例如下列通式(I)中所示的化合物-CH3-(CH2)n-Si(OR)3其中，R表示氫原子、垸基例如-CH3或-CH2CH3，或鹵素基團例如C1。而且，通過改變該化合物的浣基主鏈的長度(n的值)，可以調(diào)節(jié)形成的
潤滑層的膜厚度。為了得到具有優(yōu)異潤滑性能的膜厚度，n優(yōu)選在約3至
20的范圍內(nèi)，并且進一步優(yōu)選在約7至18的范圍內(nèi)。
此外，關(guān)于耐熱性的增強，n的優(yōu)選范圍為約10至17。
而且，在其中將該化合物在保護層上形成為潤滑層的情況下，硅烷基
團在被結(jié)合(化學(xué)結(jié)合)到保護層的一側(cè)(錨)，而CH3基團是在相反一側(cè)的
末端，并且可以設(shè)定潤滑層的表面具有低的能量。
另一方面，部分氟化的烴基硅垸試劑的實例包括下列通式(n)中所示的
化合物
CF3(CF2)m(CH2)n-Si(OR)3
其中，R表示氫原子、烷基例如-CH3或-CH2CH3，或鹵素基團例如C1。
類似地，通過改變該化合物中的垸基主鏈的長度(n和m的值)，可以 調(diào)節(jié)形成的潤滑層的膜厚度。為了得到具有優(yōu)異潤滑性能的膜厚度，(n + m) 優(yōu)選在約3至20的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選在約7至18的范圍內(nèi)。
而且，關(guān)于耐熱性的增強，優(yōu)選n應(yīng)當在2至5的范圍內(nèi)，并且m應(yīng) 當在5至18的范圍內(nèi)。
而且，在其中將該化合物在保護層上形成為潤滑層的情況下，硅烷基 團在結(jié)合(化學(xué)結(jié)合)到保護層的一側(cè)(錨)，而氟化碳基團例如-CF3是在相 反一側(cè)的末端，并且可以設(shè)定潤滑層的表面具有低的能量。
為了使用烴基硅垸試劑或部分氟化的烴基硅烷試劑形成由自組裝單分 子層構(gòu)成的潤滑層，例如，優(yōu)選使用下列方法在基板上依次形成磁性層 和保護層，然后將其上形成有磁性層和保護層的基板浸入到溶液中以進行 一定時間的反應(yīng)，所述溶液是通過將烴基硅烷試劑或部分氟化的烴基硅烷 試劑分散或溶解在適當?shù)娜軇┲卸玫降模瑥亩诒Ｗo層上形成潤滑層。
作為通式(I)中所示的烴基硅烷試劑或通式(II)中所示的部分氟化的烴 基硅垸試劑的溶劑，例如，可以使用氟基溶劑(例如Vertrd(商品名))。
溶液的濃度及其溫度是任選的。而且，將其上形成有磁性層和保護層 的基板浸入到含有烴基硅烷試劑或部分氟化的烴基硅垸試劑的溶液中以使它們相互反應(yīng)所需的時間，優(yōu)選等于在保護層上充分形成單分子層所需 的時間。根據(jù)形成潤滑層的方法，與常規(guī)技術(shù)相比，可以更容易地控制潤滑層 的形成，并且可以在磁盤的表面上形成更均勻的潤滑層。換言之，所形成 的潤滑層是有機單分子層，可以精確地控制潤滑層的形成，此外，所形成 的潤滑層是單分子層。與其中通過使用常規(guī)的全氟聚醚基潤滑劑形成潤滑 層的情況相比，更大地保證了潤滑層的均勻性。如上所述，例如，通過改 變烴基硅烷試劑或部分氟化的烴基硅烷試劑的主鏈的長度，可以控制潤滑 層的膜厚度。然而，由于通過單分子層形成具有相等膜厚度的潤滑層，還可以保證在例如10 nm以下的超低浮動量的最近條件下的穩(wěn)定操作。此外，可以完全覆蓋作為底部的保護層的表面，從而形成具有非常高 的潤滑層覆蓋率的潤滑層。己顯示，當潤滑層的覆蓋率更高時，磁盤的表 面被潤滑層更均勻地覆蓋，并且可以抑制磁頭壓壞損害和腐蝕損害。更具體地，當增加潤滑層的覆蓋率時，更大地保護了磁盤的表面，并 且降低了保護層的表面的暴露程度。因此，可以得到磁盤的表面的高的潤 滑性能，并且保護磁盤的表面免受易于引起腐蝕損害或飛行靜摩擦損害的 物質(zhì)，例如，存在于磁盤裝置中的氣氛中的酸性污染物或硅氧垸基污染物。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明在保護層上形成的潤滑層的圖像的示意圖。在通過使用通式(i)中所示的烴基硅烷試劑或通式(n)中所示的部分氟化的烴基硅烷試劑形成由自組裝單分子層構(gòu)成的潤滑層的情況下，例如， 錨的硅烷基團結(jié)合(化學(xué)結(jié)合)到保護層上，并且在與錨相反一側(cè)的末端朝 向潤滑層的表面形成，并且各個分子的主鏈(垸基鏈)部分通過經(jīng)由圖中所 示的橫向上的范德華力的分子力相互作用。作為根據(jù)本發(fā)明的保護層，可以使用碳基保護層。特別是，無定形碳 保護層是優(yōu)選的。在其中將碳基保護層用于本發(fā)明的情況下，可以通過例如DC磁控濺 射法形成膜。而且，還優(yōu)選使用通過等離子體CVD法形成的無定形碳保護層。 當通過等離子體CVD法形成膜時，保護層的表面變得均勻，使得膜 致密地形成。因此，優(yōu)選在通過CVD法形成的具有較小粗糙度的保護層上形成根據(jù)本發(fā)明的潤滑層。特別是，適當?shù)氖鞘褂猛ㄟ^等離子體CVD法形成的無定形烴保護層。在本發(fā)明中，優(yōu)選基板應(yīng)當是玻璃基板。由于玻璃基板具有剛性并且 平滑性優(yōu)異，因此它適于記錄密度的增加。玻璃基板的實例包括鋁硅酸鹽 玻璃基板，并且經(jīng)過化學(xué)強化的鋁硅酸鹽玻璃基板是特別適合的。而且，例如，還可以在玻璃基板的主表面上形成紋理形狀(例如圓周紋 理)，以增強磁性層的磁性各向異性。例如，為了形成圓周紋理，可以提出下列方法將由適當材料形成的拋光帶按壓到玻璃基板的主表面，從而相 對地移動玻璃基板和所述帶。在本發(fā)明中，優(yōu)選基板的主表面應(yīng)當非常平滑，其粗糙度為6nm以下 的Rmax和0.6 nm以下的Ra。 Rmax和Ra基于JIS B0601的規(guī)定。盡管根據(jù)本發(fā)明的磁盤至少包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑層， 但是在本發(fā)明中對磁性層沒有特別限制，而是可以使用用于面內(nèi)記錄系統(tǒng) 的磁性層和用于垂直記錄系統(tǒng)的磁性層。首先，CoPt基磁性層是適當?shù)模?因為可以得到高的矯頑磁力和高的再現(xiàn)輸出。在根據(jù)本發(fā)明的磁盤中，必要時，可以在基板和磁性層之間安置底層。 而且，還可以在底層和基板之間安置附著層或軟磁性層。 在此情況下，底層的實例包括Cr層、Ta層和Ru層，或包含CrMo、 CoW、 CrW、 CrV和CrTi的合金層，并且附著層的實例包括含有CrTi、 NiAl和AlRu的合金層。而且，軟磁性層的實例包括CoZrTa合金膜。根據(jù)本發(fā)明的磁盤特別適用于使用裝載卸載系統(tǒng)裝載到磁盤裝置上的 磁盤。實施例以下將通過參考實施例更具體地描述本發(fā)明。實施例1圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的磁盤。在磁盤中，在基板10上依次形成附著層20、軟磁性層30、底層40、垂直磁性記錄層50、保護層60和潤滑層70。磁盤的制造制備由經(jīng)過化學(xué)強化的鋁硅酸鹽玻璃形成的2.5英寸型玻璃盤(外徑65 mm，內(nèi)徑20mm，盤厚度0.625 mm)，并且將其設(shè)定為磁盤基板10。將磁盤基板1的主表面進行鏡面拋光，以具有4.8 nm的Rmax和0.43 nm的Ra。在Ar氣氣氛中，通過DC磁控濺射法在磁盤基板IO上依次形成附著 層20、軟磁性層30、底層40和垂直磁性記錄層50。關(guān)于附著層，以200A 的厚度形成CrTi合金層(Cr: 50原子％， Ti: 50原子％)。關(guān)于軟磁性層30，以500A的厚度形成CoZrTa合金層(Co: 88原子％， Zr: 5原子％， Ta: 7原子％)。關(guān)于底層40，將Ta膜和Ru膜以300A的厚度成層。關(guān)于垂直磁性記錄層50，以200A的厚度形成CoCrPt合金層(Co:62原 子％， Cr: 20原子％， Pt: 18原子％)。接著，通過等離子體CVD法，以25A的厚度形成保護層60，所述保 護層60是通過將金剛石樣烴和金剛石樣氮化碳成層所形成的。然后，以下列方式形成潤滑層70。作為預(yù)處理，將配置有保護層60的磁盤在超純水中進行超聲清洗，或 在醇中進行超聲清洗，然后干燥。控制將作為烴基硅垸試劑的由CH3(CH2)17Si(OCH3)3表示的化合物以 0.1的濃度溶解到醇溶劑中得到的溶液，并且將經(jīng)過預(yù)處理的磁盤浸入到 該溶液中，使它們相互反應(yīng)一定時間，然后將磁盤從溶液中拉起，并且使 用醇溶劑或烴基溶劑清洗殘留的溶液。從而，形成潤滑層70。通過傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)或橢圓偏光法測量潤滑層70的膜 厚度。結(jié)果，膜厚度為20A。從而，得到根據(jù)本實施例的磁盤。接著，通過下列試驗方法評價根據(jù)本實施例的磁盤。磁盤的評價首先，通過OSA(光學(xué)表面分析儀)觀察潤滑層的表面，以評價潤滑層 的均勻性。結(jié)果，沒有觀察到潤滑層的不均勻性。 接著，評價潤滑層的覆蓋率。通過美國專利6099981中公開的X-射線光電子能譜法測量潤滑層的覆 蓋率。顯示的是，當潤滑層的覆蓋率更高時，磁盤的表面被潤滑層更均勻 地覆蓋。在根據(jù)本實施例的磁盤中，潤滑層的覆蓋率具有99%以上的非常 大的值。在通過浸漬法形成常規(guī)全氟聚醚基潤滑劑的情況下，70%以上的 潤滑層的覆蓋率通常是優(yōu)選的。因此，顯然的是，根據(jù)本實施例的磁盤具 有非常高的潤滑層覆蓋率，并且顯示出適合的性能。接著，測量在潤滑層的表面中對溶劑的接觸角。接觸角的測量是通過 CECIL方法進行的。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對水的接觸角具有105.6。的大的數(shù)值，并 且在根據(jù)本實施例的磁盤中通過潤滑層形成了高排水性和低能量的表面。接著，進行LUL(裝載卸載)耐久性試驗，以檢査這樣得到的磁盤的LUL 耐久性。準備使用LUL系統(tǒng)(5400 rpm旋轉(zhuǎn)類型)的HDD(硬盤驅(qū)動器)，并且裝 載浮動量為10nm的磁頭以及磁盤。磁頭的浮動塊是NPAB浮動塊，并且 再現(xiàn)裝置裝載磁阻效應(yīng)型元件(GMR元件)。屏蔽部分是FeNi基導(dǎo)磁合金。使LUL系統(tǒng)HDD重復(fù)連續(xù)的LUL操 作，并且測量在損害產(chǎn)生以前磁盤所忍耐的LUL的次數(shù)。結(jié)果，在沒有損害的情況下，根據(jù)本實施例的磁盤在10nm的非常低 的浮動量下忍耐了 900000次的LUL操作。特別是，在普通的HDD的使 用環(huán)境中，600000次以上的LUL操作的耐久性是適合的。因此，顯然根 據(jù)本實施例的磁盤具有非常高的可靠性。而且，在試驗過程中，沒有發(fā)生飛行靜摩擦現(xiàn)象。在LUL耐久性試驗以后，通過光學(xué)顯微鏡和電子纖維鏡詳細觀察磁盤 的表面和磁頭的表面。然而，沒有觀察到反常例如劃傷或污坭，既沒有觀 察到潤滑劑對磁頭的附著，也沒有觀察到腐蝕損害，因而表面是優(yōu)異的。實施例2以與實施例1中幾乎相同的方式制造根據(jù)實施例2的磁盤，其中，將由CF3(CH2)17Si(OCH3)3表示的化合物用作用于潤滑層的部分氟化的烴基 硅浣試劑。以與實施例1中相同的方式評價磁盤。結(jié)果，通過OSA沒有觀察到潤 滑層的不均勻性，并且潤滑劑的覆蓋率具有99%以上的非常大的值。而且，在潤滑層表面上對溶劑的接觸角的測量中，根據(jù)本實施例的磁 盤具有對水為107。的接觸角，并且對非極性溶劑為68。的接觸角，兩者都 是大的數(shù)值，并且發(fā)現(xiàn)，通過潤滑層形成了低能量的表面。此外，進行LUL耐久性試驗。結(jié)果，在沒有損害的情況下，根據(jù)本實 施例的磁盤在10 nm的非常低的浮動量下忍耐了 900000次的LUL操作。 而且，在此試驗過程中，沒有發(fā)生飛行靜摩擦現(xiàn)象。在LUL耐久性試驗 以后，通過光學(xué)顯微鏡和電子纖維鏡詳細觀察磁盤的表面和磁頭的表面。 然而，沒有觀察到反常例如劃傷或污垢，既沒有觀察到潤滑劑對磁頭的附 著，也沒有觀察到腐蝕損害，因而表面是優(yōu)異的。將對鑒定SAM(自組裝單分子層)的方法給予描述。兩種鑒定方法利用這樣的特征SAM是對于保護層具有錨部分，即化 學(xué)結(jié)合部分，并且通過在烷基鏈之間的范德華力具有取向的膜。第一鑒定方法由于在錨的相反側(cè)的元素(具有烴基錨的CH3和具有氟基錨的CF3)始 終存在于最上表面上。因此，通過XPS(ESCA)在垂直方向上檢測SAM的 元素。類似地，錨元素(本實施例中為Si)存在于具有一定深度的位置。通 過檢測它們，顯示所分析的膜具有取向。在普通膜中，元素在垂直方向上沒有特定分布并且以一定比率(mte)被 檢測。第二鑒定方法由于分子的取向，因此通過偏振紅外線吸收進行分析。因而，顯然分 子具有相對于表面的取向。在普通膜中，結(jié)合方向是隨機的。因此，根據(jù) 偏振的類型，不能觀察到吸收的選擇性。因此，使用第一鑒定方法或第二鑒定方法，可以分析SAM的特征并且鑒定SAM。比較例在比較例中，將作為常規(guī)全氟聚醚基潤滑劑的由Solvay Solexis Co., Ltd.生產(chǎn)的FOMBLIN Z Doll (商品名)通過GPC方法進行分子截流(cutoff)， 以具有3000的Mw和1.08的分子量分散度，并且將其用作潤滑劑。將此 潤滑劑以0.02重量％的濃度分散并溶解在DU PONT-MITSUI FLUOROCHEMICALS COMPANY, LTD.生產(chǎn)的氟基溶劑Vertrel XF (商品 名)中，以控制溶液。將該溶液用作涂布液，并且將其上具有保護層的磁盤浸入其中，并且 通過浸涂法涂布，以形成潤滑層。通過FTIR，測量到潤滑層的膜厚度為10 A。其它的方面與實施例1 中的那些相同，并且將這樣制造的磁盤設(shè)定為比較例。以與實施例1中相同的方式評價磁盤。在通過OSA進行的觀察中，可 以觀察到潤滑層具有輕微的不均勻性。盡管潤滑劑的覆蓋率為75%，但是 與根據(jù)實施例1和2的磁盤相比，它是小得多的值。而且，在潤滑層表面 上對溶劑的接觸角的測量中，發(fā)現(xiàn)根據(jù)本比較例的磁盤具有對水為93.2° 的接觸角，并且與根據(jù)實施例l和2的磁盤的每一個中的接觸角相比，具 有更小的接觸角的值，以及具有高的表面能。此外，進行LUL耐久性試驗。結(jié)果，在數(shù)量為500000次的LUL操作 時，根據(jù)本比較例的磁盤破裂。在試驗后，將磁頭取出并檢査。從而，在 磁頭的NPAB氣囊部分(pocket portion)以及ABS表面中觀察到潤滑劑的轉(zhuǎn) 移和腐蝕損害，并且在磁頭的表面上觀察到污垢附著。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，在包含基板上的磁性層、保護層和潤滑層的磁盤中，潤 滑層由自組裝單分子層形成。因此，可以精確控制潤滑層的膜厚度，并且 具有高的膜均勻性和高耐久性。因此，長期可靠性高，因而工業(yè)適用性非 常大。
權(quán)利要求
1.一種磁盤，所述磁盤包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑層，其中所述潤滑層由自組裝單分子層形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤，其中所述自組裝單分子層的材料是烴 -基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑。
3. —種磁盤，所述磁盤包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑層， 其中所述潤滑層是通過使用烴-基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的磁盤，其中使用裝載卸載系統(tǒng) 將所述磁盤裝載到磁盤裝置上。
5. —種制造磁盤的方法，所述磁盤包含在基板上的磁性層、保護層和 潤滑層，其中在所述基板上依次形成所述磁性層和所述保護層，然后將其上形 成所述磁性層和所述保護層的所述基板浸入到含有烴-基硅烷試劑或部分 氟化的烴-基硅垸試劑的溶液中，從而在所述保護層上形成潤滑層。
全文摘要
在包含在基板上的磁性層、保護層和潤滑層的磁盤中，所述潤滑層由自組裝單分子層形成。所述自組裝單分子層的材料是烴-基硅烷試劑或部分氟化的烴-基硅烷試劑。在所述基板上依次形成所述磁性層和所述保護層(P)，然后將其上形成所述磁性層和所述保護層(P)的所述基板浸入到含有所述烴-基硅烷試劑或所述部分氟化的烴-基硅烷試劑的溶液中，從而在所述保護層(P)上形成潤滑層(L)。
文檔編號G11B5/84GK101410893SQ200780011318
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者富安弘, 鈴木宏太 申請人:Hoya株式會社