存儲盤和其製造方法及用該存儲盤的驅動器的製造方法
2023-05-01 11:54:36 2
專利名稱：存儲盤和其製造方法及用該存儲盤的驅動器的製造方法
技術領域：
本發明一般涉及用在存儲盤裝置如磁碟驅動器和光碟驅動器中的存儲盤，特別是涉及其上具有潤滑層的存儲盤。
硬碟驅動器(HDD)一直用作個人計算機和工程工作站存儲大量信息的的輔助存儲裝置。HDD使用磁碟來讀寫盤上的信息。為應付日益增加的信息，一直努力提高記錄密度和減小尺寸以求改進其容量。例如，到1991年為止，磁碟記錄密度的的增加速度是每10年增加10倍。於是預期到2000年記錄密度將為103MB/in2(1 GB/in2)。
然而，實際上記錄密度的增加比預期快得多，特別是在3.5in(英寸)的磁碟驅動器或更小的磁碟驅動器中，部分是歸功於近來被稱為磁阻效應型(MR)磁頭的新型磁頭和新的記錄方法(稱為PRML方法即部分響應最大似然方法)的開發工作。的確，在1995年線記錄密度達到1GB/in2。
作為磁碟驅動器的主要部件之一的磁碟一般是採用三種工藝/方法之一製造，這三種方法是塗敷法，是將鋁和γ-氧化鐵與樹脂的均勻混合物塗敷在金屬的磁碟基片上，然後燒結並硬化；鍍敷法，是將磁性材料，如CoNiP，鍍敷於磁碟基片上；和濺射澱積法，是將γ-氧化鐵濺射澱積在磁碟基片上形成鐵氧體薄膜。
多數新近的具有中間尺寸(即直徑為5.25in和更小)的磁碟是採用濺射澱積法形成象CoNi、CoCrTa和CoPtCr這些鈷合金的薄磁性膜。這主要是因為濺射澱積法適於控制所澱積的磁性薄膜的磁性和易於實現較高的剩磁密度以補償小型磁碟上的低線性跟蹤速度。
另一方面，努力一直集中於改進磁頭使之可提供更高的磁碟數據存儲密度同時減小磁碟驅動器的尺寸，並且用於通常磁碟的、人們熟悉的磁感應磁頭現在正在為更先進類型的磁阻效應型(MR)磁頭所代替。這種磁阻效應型磁頭對外加磁場高度敏感。其敏感性比通常的磁頭高很多，並且在同樣的運行條件下可提供等於通常磁頭5至10倍的輸出，從而可產生更高的記錄密度。近來，另一種敏感磁頭，即具有更高敏感性的巨磁阻效應型(GMR)磁頭的開發工作也正在進展之中。
這樣，磁碟裝置一直不斷地改進，密度提高而尺寸減小，並且相應地減小磁頭的浮動高度(即磁頭飄浮於磁碟之上的高度)以保證有效的讀寫。
多數磁碟裝置一般採用「CSS(contact start-stop，接觸起停)」方式，在磁頭不工作期間磁頭停留在距磁碟邊緣幾毫米處的磁碟的環形區(接觸起停區)上。當磁碟受到驅動而快速轉動時，磁碟拖動空氣隨其一起轉動，在磁頭和磁碟之間建立一個空氣流，從而使磁頭在磁碟上提起或浮動。為使磁頭在浮動位置上保持穩定平衡，磁頭一般配備有具有複雜軌道結構的用來支承磁頭的磁頭滑動塊。磁頭滑動塊可採用光刻技術形成。
為減小提起高度，要求減小磁碟表面的粗糙度，以使磁頭在讀寫時不會與磁碟發生碰撞。然而，如粗糙度過小，磁頭與磁碟的淨接觸面積將變得太大，這經常導致磁頭粘附或粘貼於磁碟上而使其不能浮動。事實上，如果磁碟表面用厚度為1.0nm以上的潤滑層潤滑就會發生這種粘附現象。為避免此種粘附，最好是在盤上塗敷很薄的潤滑層，厚度大約為幾埃。
另一種減小可能發生的上述磁頭粘附現象的辦法是一種稱為「區域織構技術」的技術，這種技術就是或是在磁頭軌道上或是在磁碟的接觸起停區的表面上設置微小突起以求減小磁頭和磁碟之間的有效接觸。
然而，這些突起將在每個突起的小接觸面上產生很大的壓強，因此似乎接觸面上的潤滑層將很容易磨損，如果潤滑層很薄的話。在接觸面上缺少潤滑層將導致磁頭和磁碟之間的固體-固體接觸，會導致在其間產生不能允許的摩擦。在這種條件下突起也經常會很快磨損。
本發明試圖通過在磁碟上設置較厚的潤滑層並在磁頭上或在磁碟上形成較硬突起來改進磁碟裝置的抗磨性。然而，已發現磁碟上常規潤滑劑的厚潤滑層並不能減小其間的摩擦，這是因為在磁碟旋轉時作用於潤滑劑上的離心力最終使潤滑劑在徑向方向上向外移動。
因此本發明的一個目的是提供一種考慮到上述問題的新穎的磁碟。
本發明的另一個目的是提供一種製造此種新穎磁碟的卓越方法。
本發明的再一個目的是提供一種磨損較少的存儲盤。
本發明的又一個目的是提供一種可減少存儲盤裝置上的磁頭滑動塊的磨損的存儲盤。
在本發明的一種實施方案中，可提供一種存儲盤，其構成包括一個基本上由非流體粘接層組成的潤滑層。
在本發明的另一種實施方案中，可提供一種存儲盤，其構成包括由一個包含至少90％的非流體粘接層的潤滑層。
在本發明的再一種實施方案中，可提供一種用於記錄介質中的存儲盤，其平均粗糙度Ra為1.0nm以下，並且具有一個厚度在1.5nm以上的潤滑層。
在本發明的又一種實施方案中，可提供一種存儲盤驅動器，其構成包括上述存儲盤；配置有磁頭滑塊的磁性讀/寫頭，該磁頭滑塊的滑軌在其相對側設置有突起；以及用於驅動存儲盤的驅動機構。
在本發明的另外又一種實施方案中，可提供一種存儲盤驅動器，其構成包括上述存儲盤，讀/寫頭，用於驅動存儲盤的驅動機構，以及在其接觸起停區中的存儲盤上的突起。
在本發明的另外又一種實施方案中，可提供一種製造存儲盤的方法，其步驟包括在具有碳保護層的磁碟基片上塗敷潤滑劑；
對磁碟基片進行一種粘附處理以便將潤滑劑粘接到磁碟基片上；以及將未粘接到磁碟基片上的自由流體潤滑劑層去除。
在上述發明方法中，潤滑劑可為氟化物潤滑劑。粘接處理可採用紫外光或短波紫外光進行輻照，輻照分兩個階段進行第一階段只在磁碟基片的接觸起停區，第二階段在磁碟基片的整個表面上。
在本發明的另外又一種實施方案中，可提供一種製造存儲盤的方法，其步驟包括形成一個鋁合金的磁碟基片；用NiP對鋁合金磁碟基片進行鍍敷；在鍍敷NiP的磁碟基片上形成底層；在底層上形成磁性層；在磁性層上形成碳保護膜；在碳保護膜上形成潤滑層，其中形成碳保護膜的步驟進一步包括以下步驟在碳保護薄膜上塗敷氟化物潤滑劑；通過採用紫外光或短波紫外光輻照潤滑劑對磁碟基片進行粘接處理，從而形成非流體潤滑劑層(粘接層)；以及從磁碟基片上去除自由流體潤滑劑層。
存儲盤的典型例子是磁碟或光碟。
應當指出，如上所述，本發明採用了非流體粘接層作為存儲盤上的潤滑層，目的是減小在磁頭在盤上轉動進行讀寫操作時磁頭在盤上的磁頭滑動塊和存儲盤之間的摩擦，從而可減小由於摩擦所引起的潤滑層的磨損。
當接觸起停區中的潤滑層比數據區的潤滑層為厚時，潤滑層和磁頭滑動塊之間的摩擦在接觸起停區減小很多，結果潤滑層可使用的時間大為延長。
參考下面的附圖詳細說明根據本發明的存儲盤、其製造方法以及採用存儲盤的磁碟驅動器的製造方法的實施方案。
圖1A是磁碟的剖視圖，而圖1B是製造如圖1A所示的磁碟的工藝流程圖。
圖2A-2C是根據本發明第1實施例的磁碟及盤上的潤滑層的形成工藝過程的說明圖。
圖3A-3C是根據本發明第2實施例的磁碟及盤上的潤滑層的形成工藝過程的說明圖。
圖4A和4B示出經過一段使用期之後磁碟上潤滑層的磨損程度。
圖5是示出兩個實施例中潤滑層厚度與摩擦力之間的關係的曲線圖。
圖6是示出盤的平均粗糙度不同時潤滑層厚度與摩擦力之間的關係的曲線圖。
圖7是採用本發明的磁碟的硬碟驅動器(HDD)的平面圖。
雖然本發明具體說來是針對潤滑層及其潤滑劑，但為了更好地理解本發明，在敘述本發明的實施例之前先一般介紹一下磁記錄介質及其製作方法。
(磁碟結構及其製造方法)參考圖1A所示。圖中示出具有如圖所示的典型結構的磁碟10。
應當理解，為簡化圖示，圖1A中所示的磁碟10在磁碟基片一面上有記錄介質，此磁碟完全可以在需要時在磁碟基片的另一面上具有同樣的記錄介質而形成鏡像結構。
圖1所示的磁碟多層結構是通過如圖1B所示的工藝過程製作的。
在步驟S01，參考圖1A和1B，製作一個薄片形狀的鋁合金磁碟基片1供HDD用。此鋁合金最好是耐磨鋁合金，例如其組分經過改變的AA-5086。
如此得到的鋁合金薄片經過如下處理衝裁、熱處理、形成倒角和用磨石研磨，使鋁合金磁碟基片1具有如圖1A所示的結構。鋁磁碟基片1本身必須具有所要求的精確度和磁頭為了在完成的碟片之上的近距離處浮動所必需的平整度。
在步驟S02，利用非電鍍或無電鍍工藝在鋁合金磁碟基片1的表面上鍍敷NiP以形成鍍層2。需要此鍍層2是用來為鋁磁碟基片提供足夠的硬度和平整度，以便將讀寫操作的起停期間與磁頭的摩擦所造成的磨損減至最低限度，因為鋁磁碟基片1相當軟。
雖然Ni本身是磁性的，但NiP鍍層必須不是磁性的，以使其不致成為噪聲源，即使在經過下述的濺射工藝和熱處理之後。這樣，此NiP層是在非電鍍工藝中將P加到Ni中製備而成，從而使形成的NiP是與通常不同的。
在步驟S03，鋁磁碟基片的相對兩面上此時已經鍍敷了NiP(下稱鍍敷鋁磁碟基片)，使用氧化鋁研磨料利用拋光輪進行拋光直到例如NiP層達到鏡面光潔度。
在步驟S04，對經過拋光的鋁磁碟基片實施織構處理或織構化。這是一道機械加工工序，目的是為NiP層2提供適當的粗糙度，或織構化，以防止在起停操作期間磁頭粘附或粘貼到磁碟表面上。織構處理將在NiP層2上產生適當的凹槽，從而減小磁頭和磁碟表面粘接的純接觸面積，即有效接觸面積。
在步驟S05對鍍敷的鋁磁碟基片進行清洗或清潔。
然後用固定對向靶型濺射設備在清潔的基片上添加底層3(步驟S06)、磁性層4(步驟S07)和碳保護膜5(步驟S08)。在此處示出的實施例中底層3是將清潔的鍍敷基片置於第1濺射設備的兩個對向靶之間形成，一直到濺射的底層達到預定的厚度。之後將經過濺射的基片移到第2濺射設備中再濺射磁性層4，依此類推，直到在基片上形成3個不同的層。
在步驟S06，底層3是在圖1所示的NiP鍍敷層2的上面形成。底層3用來保證使作為磁性介質的磁性層4恰當地工作。底層3一般為鉻或鉻合金，如Cr90Mo10(％重量)。
在步驟S07在底層3上形成的磁性層4可以是鈷合金，如CoPtCr，其製備方法是在鈷中添加Cr及Pt以提高磁性層的矯頑磁力並同時控制其磁性噪聲。
磁性層4的磁性取決於其磁各向異性及晶體結構，所以磁性層4的組成(即層4中鈷、鉑和鉻的相對含量)以及層3的厚度要進行優化以減小與步驟S04中說明的織構化有關的磁性噪聲。
在此處所示出的實施例中，圖1中所示的磁性層4是Co72Cr19Pt5Ta2Nb2(％重量)，但此磁性層4不限於此例它可由類似的Co-Ni-Cr或Co-Cr-Ta合金薄膜代替。
在步驟S08，在磁性層4上面形成碳保護膜5以及在下一步驟中形成的潤滑層6是為了在磁頭與磁性層4滑動接觸時保護該磁性層4避免與磁頭(或與磁頭上的小突起)發生的可能碰撞。
這樣，就要求碳保護膜5具有適合的機械特性，例如機械硬度、楊氏模量、小得可以忽略的內應力以及良好的粘著性。在圖1A中所示的實施例中，碳保護膜5是厚度大約為8nm的薄膜。
在步驟S09，在碳保護膜5上形成潤滑層6以便提高碳保護膜5的抗磨性。因此就要求潤滑層6的某些重要的材料特性處於容許範圍內，包括例如，動摩擦係數、潤滑性、自修復性、靜摩擦力特性、脫離特性、抗蒸發特性及抗分解性質，其中「靜摩擦力」是一種兩個極平的表面在其間存在有一液體層時由於液體表面能產生很大的力而粘合在一起的現象；而「脫離」是在磁碟高速轉動時由於離心力潤滑劑發生飛散的現象。潤滑劑分子必須通過物理和化學吸附粘附到待潤滑的表面上以維持潤滑。步驟S09結束磁碟10的製作。
與存儲盤結合的潤滑層6和形成此層的方法是本發明的重要特點，在後面的段落中將詳細介紹。
在步驟S10，檢驗完成的磁碟10是否具有所要求的性質。
這一檢驗通常包括滑動檢驗和考核檢驗。
在滑動檢驗中磁碟旋轉，而磁頭在磁碟上方一定高度上浮動並檢查磁頭是否與磁碟的一定區域發生任何接觸。如有接觸，就可由磁頭上的壓電元件測試出。
在考核檢驗中，磁碟實際上是安裝在磁碟驅動器中並檢查其是否無缺陷和具有所要求的讀寫特性。
(潤滑層的形成)實施例1下面參考圖2A至2C。圖中順序示出在圖1B中示出的在磁碟上形成潤滑層的步驟S09的細節。
磁碟基片10已經通過直到S08的各個步驟，並且其上已經具有碳保護膜。
如圖2A中所示，在具有碳保護膜6的磁碟基片10的上面塗敷例如，1.0-2.0nm的比較厚的氟化物潤滑劑層。用於塗敷潤滑劑的工序，以及塗敷條件、潤滑劑和溶劑可任意改變，只要所形成的潤滑層6具有所要求的厚度即可。
此處示出的例子中潤滑劑是Ausimont生產的「FOMBLINAM3001」，在採用浸漬法塗敷之前利用3M公司生產的「FLORINATEFC77」溶劑稀釋成0.1％的濃度。塗敷是將磁碟浸漬在溶液中30秒，然後以6mm/sec的速度抽出。不用浸漬也可使用其他方法，如旋轉塗敷法。此潤滑劑可使用Ausimont生產的「FOMBLIN AM2001」代替。表1比較了生產商所提供的「FOMBLIN AM3001」和「FOMBLINAM2001」的產品數據。潤滑劑也可採用其他氟化物潤滑劑代替，如Ausimont生產的「FOMBLIN ZDol」和DAIKIN Kogyo公司的「Demnum」。
表1FOMBLIN AM3001和FOMBLIN AM2001的特性
接著，在塗敷潤滑劑溶液之後，基片10經受粘附處理，或溶液硬化，以保證潤滑劑粘附在磁碟基片上，如圖2B所示。這一處理可以使用紫外光輻照、加熱或任何其他合適的處理。在此處的實施例中，是採用紫外光或短波紫外光14進行紫外硬化。所用的紫外光發射器包括從184nm至253nm的不同波長。輻照持續約5-30秒。
如圖2B概略地所示，硬化的結果使溶液『分裂』為兩層一層是非液體粘合層(稱為粘合層)11，貼附在磁碟基片10上(即貼附在圖1所示的碳保護膜5上)；另一層是液體層12(稱為自由層)，停留在粘合層11的上面。
粘合層11是潤滑劑6硬化得足夠硬的的部分，目的是可以牢固地粘合在磁碟基片10上，以便在磁碟高速轉動時該層可以對抗作用於其上的離心力而留在原處。自由層12是潤滑劑硬化不夠而依然保持為液體的那一部分，因此當磁碟旋轉時它將沿徑向向外流動。一般講，如潤滑劑的厚度小，則由粘合層厚度與整個潤滑層的厚度的比所定義的粘合率趨向變大。粘合率隨潤滑層的厚度增加而減小。
關於磁碟基片上的粘合/自由層的進一步的細節可參見文獻「Analysis of Absorption Structure of Perfluoropolyether Lubricantsby X-ray Reflectivity」，作者為庄司三良等，發表於Tribologist，pp.68-75，Vol.43，No.3(1998)。
在粘附處理之後，利用合適的溶劑或自由層去除劑15從磁碟基片10上清除自由層12。使用與用來稀釋結合圖2A討論的潤滑劑的同樣的溶劑是很方便的。為此，磁碟基片可浸漬於盛在容器內的自由層去除劑15之中。在此實施例中，自由層去除劑15為「FLORINATEFC 77」，浸漬時間約為30秒。在自由層12去除之後，只有預定厚度的粘合層11保留在磁碟基片11上。
實施例2圖3示出圖1B中所說明的在磁碟基片上形成潤滑層6的第2工序的步驟S09的細節。在此階段，磁碟基片已經結束步驟S08前的各步驟，並且其上已經有了碳保護層。
如圖3A所示，磁碟基片10上塗敷有相當厚的氟化物潤滑層，在此處的實施例中其厚度約為2.0nm。在此實施例中也可以使用與結合圖2A討論第1實施例中所使用的潤滑劑相同的潤滑劑、溶劑、塗敷法和塗敷條件。
在磁碟基片10上塗敷了潤滑層6之後，基片10進行如圖3B所示的兩階段粘附處理，其細節如下述。應當指出，這一粘附處理與在實施例1中所使用的不同。
(1)在這一處理的第1階段只對磁碟基片10的接觸起停區之內的潤滑劑進行處理。磁碟基片10的數據區(即非接觸起停區)在使用合適的遮護板16遮擋之後再採用紫外光或短波紫外光14輻照使潤滑層6硬化。在此處所示出的實施例中，所採用的紫外光發射器與實施例1(圖2B)中的相同。輻照時間持續數秒。
(2)這一處理的第2階段則針對磁碟基片10的整個潤滑層6的表面(接觸起停區和數據區兩者)。
在這一處理中，在採用紫外光或短波紫外光14進行輻照硬化之前將遮護板16去掉。光源可與實施例1中的相同。在此實施例中，光輻照時間約為5-30秒。
應當指出，在第1和第2階段中粘附處理是施加於磁碟基片10上的接觸起停區的潤滑層6，而在第1階段處理僅施加於數據區。然而，應當理解，如果需要，此第2階段處理可以省略。
經過這樣處理的潤滑層6在磁碟基片10上(更具體地講，是在圖1A示出的細節中的碳保護膜5上)產生一個粘合層11，其上有一個覆蓋自由層12。
接著，使用如圖3C所示的自由層去除劑15去除自由層12。這一去除工藝可以與實施例1中所描述的一樣。
去除自由層12之後，潤滑層基本上就是由粘附在磁碟基片10的碳保護膜5的粘合層11構成。應當指出，以這種方式形成的粘合層11具有預先確定的均勻的厚度，但其厚度在數據區比在接觸起停區更薄。
還應當指出，在實施例2中，是有選擇地將磁碟上接觸起停區的潤滑層製備得較厚。這對磁碟無害，因為數據區中的潤滑層不需要厚，儘管這裡有矛盾即在數據區的潤滑層最好也是厚的。那麼它們或許可採用第1種方法。然而，應當記住，如果數據區的潤滑層厚，則磁頭有更大的機會遭受所謂的「飛行靜摩擦力」，這是一種由於某種原因磁頭與快速轉動的磁碟的衝震或碰撞。此種飛行靜摩擦力可通過在數據區設置較薄的潤滑層而防止。當然，如果由於某種原因需要的話，還是可以使用在磁碟基片的整個接觸起停區和數據區具有均勻厚度的潤滑層6。在這種場合，第2階段可以省略。
(潤滑層的評估)
潤滑層的結構進行了一系列的試驗來檢驗的本發明的潤滑層6基本上是由粘附在磁碟基片10上的粘合層11構成的。對常規的潤滑層也進行了這一試驗。畫出的曲線是潤滑層厚度(縱坐標)的減小與轉動小時數(橫坐標)的關係。潤滑層的初始厚度為1.6nm。磁碟以通常的速度轉動。每一潤滑層的厚度都使用傅立葉變換紅外譜儀(PT-IR)進行測量。
正如圖4A所表明的，磁碟基片10上的常規潤滑層經過115小時以後減少0.075nm的厚度，並且經過200小時減少0.14nm的厚度。
與此相對，本發明的潤滑層經過200小時減少0.02nm的厚度。時間更長的實驗數據示於圖4B。
圖4B示出旋轉時間長達2000小時的實驗結果。常規的潤滑層在經過500小時後減少的厚度為0.34nm，在經過大約1000小時後為0.58nm，在經過1250小時後為0.6nm，其後厚度保持這一數值。這意味著它們最終減少其初始厚度的38％，因為開始時潤滑層為1.6nm並且平均減少0.6nm。
另一方面，本發明的潤滑層(實施例B，圖4B)在經過500小時之後其厚度最多減少0.14nm，並且其後不再減少，見圖4B。總損失量為其初始厚度的9％，而這意味著潤滑劑中90％以上組成粘合層。
另一實施例(實施例A，圖4B)表現出的損失最小，經過100小時之後減小0.03nm，但在其後直到2000小時都大致保持同一厚度不變。總減小量為初始厚度的2％。
從圖4A和4B應該可以看到在本發明中由於旋轉所造成的潤滑劑的損失很小，這一點支持如下的事實，即潤滑層6基本上是由粘合層11組成並且基本上不包含自由層12。
由這些實驗結果可以認為本發明的潤滑層的至少90％是粘合層。
潤滑層和摩擦力的關係圖5示出為了驗證在潤滑層的厚度減小時摩擦力不會顯著增加而進行的試驗的結果。潤滑層和磁頭滑動塊之間的摩擦力在縱坐標上以克(克力gf)為單位表示，而潤滑層6的厚度表示在橫坐標上。
在潤滑層包含自由潤滑劑層和粘合層兩者的普通磁碟中，在潤滑劑層厚度為1.5或更厚時，摩擦力的大小通常約為1.5gf。當厚度減小到例如1nm時，摩擦力增加到8.0gf。
本發明的潤滑層只具有粘合層，並且當潤滑層的初始厚度同樣為1.5nm或更厚時，其摩擦力與普通的潤滑層基本相同。但是，應當指出，即或潤滑層的厚度減小到例如1nm，本發明的潤滑層也可保持很低的摩擦力(小於3gf)。除此之外，通過試驗還證明了此潤滑層還表現出足夠的抗磨性。
平均粗糙度和潤滑層之間的聯繫圖6是示出以磁碟基片表面的的平均粗糙度Ra標度的潤滑層厚度tL與摩擦力的變化之間的關係的曲線圖(平均粗糙度Ra通過圖1B中的步驟S04中的織構處理給出)。曲線是針對Ra＝2.0nm，0.8nm和0.3nm三種不同情況在tL/Ra的變化範圍為0.1到10時所繪製的。
如圖6所示，當Ra＝2.0nm時，摩擦力的數值為在tL/Ra＝1.0時為1.7gf；在tL/Ra＝2.0時為1.2gf；並且在tL/Ra＝3.0時為0.7gf。
當Ra＝0.8nm時，摩擦力的數值為在tL/Ra＝1.0時為3.3gf；在tL/Ra＝2.0時為2.1gf；並且在tL/Ra＝3.0時為1.3gf。
當Ra＝0.3nm時，摩擦力的數值為在tL/Ra＝3.0時為7.0gf；在tL/Ra＝6.0時為1.5gf；並且在tL/Ra＝9.0時為0.3gf。
從圖6可知，對給定的平均粗糙度例如Ra＝2.0nm，當潤滑層的厚度變薄時摩擦力增加。這種趨勢隨Ra的減小而增加。當潤滑層變得薄到0.3nm時摩擦力急劇增加。
這樣，潤滑層的厚度最好是在1.5至2.5nm範圍之間。
表2總結了上面所討論的結果。
表2磁碟潤滑層平均粗糙度和層厚(圖6所示的數據的總結
所關心的磁碟驅動器的潤滑層的厚度可按下述方式由表2得出。首先根據幾個設計參數確定最大容許摩擦力。現在假設將最大摩擦力設定為2.5gf。然後將列在表2中的摩擦力超過2.5gf的情況在評估欄中用「x」號標記。
如該磁碟預備用於高密度記錄，則要求磁頭的浮動高度要小，所以粗糙度Ra不應超過1.0nm，於是再進一步將粗糙度Ra超過1.0nm的情況(在此處的實施例中即相當於Ra＝2.0的情況)在評估欄中用「x」號標記。
結果，在此處的這一實施例中在評估欄中用「o」號標記的允許情況就是潤滑層的厚度為1.5nm或更厚的情況。
根據本發明的潤滑層的典型實施例就是能滿足上述實施例要求者。這一選擇可保證提供具有可允許摩擦力的潤滑層。潤滑層的厚度可設定在1.5nm至2.7nm範圍內。上限2.7nm是根據表2列出的數據。超過此上限的厚度在實驗中尚未被驗證是安全的。在進一步的實驗中也許更厚的潤滑層會被證明是合適的。
如上述試驗所驗證的，通過上述工藝製作的本發明的潤滑層主要是由粘合層構成，所以潤滑層在長時間的旋轉運動中不會減少厚度，從而可在長時間中用作事實上是無摩擦的磁碟基片。
(磁碟驅動器)下面簡單描述通過如圖2和3示出的步驟所製造的採用如圖1所示的磁碟的硬碟驅動器(HDD)。
一般HDD具有如圖7所示的結構。磁碟10用作磁碟驅動器的磁性介質。磁碟驅動器具有一個磁頭20，設置在無粘附的滑動塊22的末端，該滑動塊22是用來支持磁頭並可防止滑動塊與磁碟粘附。磁頭設置為面對磁碟10並可在讀寫操作期間在磁碟10的上方大約20nm的高度浮動。磁頭通常為磁阻效應型(MR)或巨磁阻效應型(GMR)磁頭。磁頭可通過一個由普通的傳動機構和電磁微型傳動機構組成的兩級傳動機構21定位。
總而言之，本發明可提供一種上面帶有主要由非流體粘合層構成的潤滑層的存儲盤。潤滑層與在讀寫操作期間支持磁頭的滑動塊之間的摩擦力大為減小，可長時間保持這種狀態，從而可使潤滑層的磨損減至最小。
存儲盤上的潤滑層在接觸起停區可比數據區為厚，這可以進一步減小潤滑層和接觸起停區中的磁頭滑動塊之間的摩擦力，於是就可以減小潤滑層的磨損，從而可增加磁碟驅動器的壽命。
因此，本發明可提供改進的磁碟。本發明也可提供製造這種改進的磁碟的製造方法。
上面對本發明的介紹和描述是參考其優選實施例進行的，但本領域技術人員可以理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以在其形式及細節上進行各種其他的改變。
權利要求
1.一種存儲盤，其構成包括基本上由非流體粘合層組成的潤滑層。
2.一種存儲盤，其構成包括至少包含90％的非流體粘接層的潤滑層。
3.根據權利要求2的存儲盤，其中所述存儲盤具有平均粗糙度Ra為1.0nm以下，並且具有一個厚度在1.5nm以上的潤滑層。
4.根據權利要求2的存儲盤，其中所述存儲盤在其CSS(接觸起停)區具有平均粗糙度Ra為1.0nm以下，並且具有一個厚度在1.5nm以上的潤滑層。
5.一種存儲盤驅動器，其構成包括權利要求2、3和4中任何一項所定義的存儲盤；在其滑動塊的表面上具有突起的磁性讀/寫頭；以及用於驅動所述存儲盤的驅動機構。
6.一種存儲盤驅動器，其構成包括權利要求2、3和4中任何一項所定義的存儲盤；讀/寫頭；以及用於驅動所述存儲盤的驅動機構，其中所述存儲盤在其CSS區中有突起。
7.一種製造存儲盤的方法，其步驟包括在磁碟基片上形成碳保護膜；在所述碳保護膜上塗敷潤滑劑；對得到的所述磁碟基片進行粘附處理以便將所述潤滑劑的粘合層粘接到所述磁碟基片上；以及將未粘合到所述磁碟基片上的所述潤滑劑的流體層(自由層)去除。
8.根據權利要求7的方法，其中所述潤滑劑是氟化物潤滑劑。
9.根據權利要求7的方法，其中所述粘接處理是採用紫外光或短波紫外光進行輻照使所述潤滑劑硬化。
10.根據權利要求7的方法，其中所述粘接處理是採用紫外光或短波紫外光進行輻照使所述潤滑劑分兩階段進行硬化，其中所述輻照在第1階段只施加於所述磁碟基片的CSS區；在第2階段施加於所述磁碟基片的整個區域。
11.一種製造存儲盤的方法，包括下列步驟形成鋁合金磁碟基片；用NiP對所述鋁合金磁碟基片進行鍍敷；在所述鍍敷NiP的磁碟基片上形成底層；在所述底層上形成記錄層，之後再形成碳保護膜；以及在所述碳保護膜上形成潤滑層，其中所述形成碳保護膜的步驟包括下列步驟塗敷氟化物潤滑劑；通過採用紫外光或短波紫外光輻照所得到的磁碟基片使所述基片硬化；以及從所述基片上去除殘留在所述基片上的所述潤滑劑的流體成分(自由層)。
全文摘要
一種存儲盤,其構成包括基本上由非流體粘接層組成的潤滑層,或是至少包含90%的非流體粘接層的潤滑層。製造該存儲盤的方法的步驟包括:形成碳保護膜,在磁碟基片上塗敷潤滑劑;對所得到的基片進行粘附處理以便形成粘接到磁碟基片上的潤滑劑粘合層;以及將殘留在粘合層上的潤滑劑的自由流體層去除。這樣,此存儲盤基本上沒有在讀寫操作期間可流動的流體成分。
文檔編號G11B5/82GK1243306SQ9910445
公開日2000年2月2日 申請日期1999年3月29日 優先權日1999年3月29日
發明者笠松祥治, 豐口卓, 山本尚之 申請人:富士通株式會社