專(zhuān)利名稱(chēng)：用激光在用作磁性記錄介質(zhì)的玻璃－陶瓷基材上形成紋理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性數(shù)據(jù)的記錄、儲(chǔ)存和讀取，尤其是可旋轉(zhuǎn)的磁性記錄介質(zhì)，如具有與共同運(yùn)轉(zhuǎn)的磁性傳感器磁頭接觸的紋理表面的薄膜磁盤(pán)。本發(fā)明尤其適用于便攜式計(jì)算機(jī)中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的高密度磁性記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
薄膜磁盤(pán)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器常用于以磁的形式儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)。通常，一個(gè)或多個(gè)磁盤(pán)與數(shù)據(jù)傳感器磁頭相配合地繞中心軸旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)行時(shí)，隨著磁盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)而傳感器磁頭開(kāi)始在磁盤(pán)表面上滑動(dòng)時(shí)，典型的接觸啟動(dòng)/停止(CSS)程序(method)啟動(dòng)。在達(dá)到預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)速度后，由于磁頭和磁盤(pán)滑動(dòng)表面之間產(chǎn)生的氣流導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)壓力效應(yīng)，使磁頭距磁盤(pán)表面預(yù)定的距離懸浮在空氣中。在讀寫(xiě)操作中，當(dāng)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器磁頭受空氣支承面支承，被保持在距記錄表面受控的距離處，使磁頭能沿圓周和徑向自由地移動(dòng)，以便將數(shù)據(jù)記錄在磁盤(pán)表面所需位置上，或者從該位置讀取數(shù)據(jù)。中止磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行后，磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度下降，磁頭再次在磁盤(pán)表面上滑行，并最終停止移動(dòng)，與磁盤(pán)接觸并擠壓磁盤(pán)。因此，在磁盤(pán)靜止時(shí)、從靜止?fàn)顟B(tài)加速時(shí)以及在完全停止前減速過(guò)程中傳感器磁頭與記錄表面接觸。當(dāng)驅(qū)動(dòng)磁頭和磁盤(pán)組件時(shí)，磁頭的滑動(dòng)表面重復(fù)由靜止、在磁盤(pán)表面上滑動(dòng)、懸浮在空氣中、在磁盤(pán)表面上滑動(dòng)和靜止組成的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
在讀寫(xiě)操作中，要求傳感器磁頭盡可能接近與其相關(guān)的記錄表面，即使磁頭的懸浮高度最小。因此，較好是有光滑的記錄表面和光滑的與其相關(guān)的傳感器磁頭的對(duì)置表面，從而使磁頭和磁盤(pán)被置于相互接近的位置，由之增加支承磁頭的空氣的性能的可預(yù)測(cè)程度和一致性。但是，如果磁頭表面和記錄表面太平坦，在啟動(dòng)和停止階段這些表面的精密匹配會(huì)造成靜摩擦力和動(dòng)摩擦力太高的問(wèn)題，從而使磁頭和記錄表面磨損，最終導(dǎo)致“磁頭報(bào)廢”。因此，存在降低磁頭/磁盤(pán)的摩擦和降低傳感器的懸浮高度的相悖目標(biāo)。
達(dá)到上述明顯相悖目的的常規(guī)方法包括提供一種具有粗糙記錄表面的磁盤(pán)，以便通過(guò)通稱(chēng)為“形成紋理”的技術(shù)來(lái)降低磁頭/磁盤(pán)的摩擦。常規(guī)的形成紋理技術(shù)包括拋光磁盤(pán)基片的表面并在其上形成紋理，隨后沉積各層，如下層、磁性層、保護(hù)外層和潤(rùn)滑頂層，其中基片的有紋理表面將基本復(fù)制在隨后沉積的各層中。
一種典型的磁性記錄介質(zhì)示于

圖1，它包括基片10，所述基片通常是鍍有一層無(wú)定形鎳-磷(NiP)層的鋁合金，如鋁-鎂(Al-Mg)合金。在基片10上通常再依次沉積一層鉻(Cr)或鉻合金下層11、磁性層12(通常是鈷合金)、保護(hù)外層13(通常含碳)和潤(rùn)滑頂層14。鉻或鉻合金層11、鈷合金磁性層12和碳保護(hù)外層13通常是用陰極濺射技術(shù)沉積的。常規(guī)的鋁合金基片帶有NiP底鍍層以增加鋁基片的硬度，形成合適的表面用于拋光，形成所需的表面粗糙度或紋理，這些表面粗糙度或紋理隨后將基本復(fù)制在磁盤(pán)表面上。
隨著對(duì)高面積記錄密度要求的提高，對(duì)薄膜磁性介質(zhì)在矯頑力、靜摩擦、正方度、低介質(zhì)噪聲和窄的磁軌記錄性能等方面的要求也越來(lái)越高。另外，隨著對(duì)高密度和大容量磁盤(pán)要求的提高，日益要求懸浮高度(即在CSS驅(qū)動(dòng)器中磁頭懸浮在磁盤(pán)表面上的距離)更低。進(jìn)一步降低傳感器磁頭懸浮高度的要求使之尤其難以滿足控制紋理以免磁頭報(bào)廢的要求。
用于提供帶紋理表面的磁盤(pán)基片的常規(guī)技術(shù)包括機(jī)械操作(如拋光)。例如，可參見(jiàn)Nakamura等的美國(guó)專(zhuān)利No.5,202,810。常規(guī)的機(jī)械形成紋理技術(shù)具有許多缺點(diǎn)。例如，由于機(jī)械研磨形成的碎片而很難形成干凈的帶紋理表面。另外，在機(jī)械操作中不可避免地形成表面刮痕，造成滑行特性變差和大的缺陷。此外，各種所需的基片難以用機(jī)械形成紋理法進(jìn)行加工。機(jī)械形成紋理的這種不合需求的限制因素事實(shí)上排除了許多用作基片的材料。
另一種代替機(jī)械形成紋理的技術(shù)包括使用聚焦在非磁性基片的上表面上的激光束。例如，可參見(jiàn)Ranjan等的美國(guó)專(zhuān)利5,062,021，它公開(kāi)的方法包括將鍍有NiP的鋁基片拋光成鏡面光潔度，隨后使磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)用脈沖激光能照射徑向的限定部分，形成有紋理的磁頭起落區(qū)，而使數(shù)據(jù)區(qū)保持鏡面光潔度。磁頭起落區(qū)包括許多單獨(dú)的激光點(diǎn)，其特征為中央下陷點(diǎn)周?chē)哂谢緢A的突起邊緣。
另一種激光形成紋理技術(shù)可參見(jiàn)Baumgart等“用于高性能磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的激光形成紋理新技術(shù)”IEEE Transactions on Magnetics，Vol.31，No.6，pp.2946-2951，November 1995。Baumgart等公開(kāi)的激光形成紋理技術(shù)使用單個(gè)聚焦透鏡，形成的突起的形狀可通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖能量改變之。在低的脈沖能量，鼓起或突起的形狀包括中央下陷和周?chē)倪吘墸cRanjan等所述的相同。隨著脈沖能量的增加，下陷的底面變平，形成類(lèi)似“寬邊帽”的圓的、光滑的中央圓頂。在較高的功率，中央圓頂變寬，高度下降，最終與邊緣等高或低于該邊緣。
在1996年6月27日提交的(日本)未審定專(zhuān)利申請(qǐng)No.08/666,374中，公開(kāi)的激光形成紋理技術(shù)使用多個(gè)透鏡聚焦體系以改進(jìn)對(duì)形成的形貌紋理的控制。在1996年6月27日提交的未審定專(zhuān)利申請(qǐng)No.08/666,374中，公開(kāi)的激光形成紋理技術(shù)包括使脈沖的聚焦激光束通過(guò)晶體材料以控制形成的突起的間距。
常規(guī)的激光形成紋理技術(shù)已經(jīng)用于含金屬的基片或具有含金屬的表面的基片，如鍍有Ni-P的鋁或鋁合金。但是這種基片具有受腐蝕的傾向并相對(duì)較易碎，從而限制了其用途，在便攜式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存用途(如膝上計(jì)算機(jī))中它們不是特別符合需求。玻璃和玻璃-陶瓷基片表現(xiàn)出比NI-P涂覆的鋁或鋁合金基片更優(yōu)良的抗震性能。因此，玻璃和玻璃-陶瓷基片是便攜式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存用途的符合需求的候選材料。但是，在玻璃和玻璃-陶瓷基片上很難形成合適的紋理，尤其在對(duì)于高面積記錄密度的要求逐漸增加的情況下。
在玻璃或玻璃-陶瓷基片上形成紋理的常規(guī)方法包括熱處理。Goto等的美國(guó)專(zhuān)利5,391,522公開(kāi)了一種適合用于磁性記錄介質(zhì)的玻璃-陶瓷基片。帶紋理的表面是通過(guò)熱處理形成的，在熱處理過(guò)程中將重結(jié)晶溫度保持約1-5小時(shí)，形成構(gòu)成表面紋理的二次晶粒，其特征在于不規(guī)則的突起周?chē)陌脊壬烊牖小?br> Hoover等的美國(guó)專(zhuān)利5,273,834公開(kāi)了替代基片(如玻璃-陶瓷基片)的使用?；牧蠋в杏糜谖展庾V近紅外區(qū)輻射的材料，從而使該材料在薄膜沉積過(guò)程中能達(dá)到升高的溫度。
在替代(如玻璃或玻璃-陶瓷基片)上形成帶紋理的表面的熱處理慢得不合需求并且耗能而效率低下。顯然，由于在控制溫度均勻性方面固有的限制，很難控制二次晶粒的大小和形狀。因此，實(shí)質(zhì)上不可能使形成的玻璃或玻璃-陶瓷基片帶有受控的帶紋理磁頭起落區(qū)，以達(dá)到最佳的懸浮高度和最大的數(shù)據(jù)區(qū)記錄密度。另外，形成的紋理包括周?chē)鷰в猩烊牖陌脊鹊牟灰?guī)則形狀的突起，從而在隨后的升溫陰極濺射沉積涂層的過(guò)程中產(chǎn)生不合需求的應(yīng)力分布。這種不合需求的應(yīng)力分布使得紋理很難復(fù)制在隨后沉積的層中。
在PCT公開(kāi)專(zhuān)利PCT/US96/06830(我方案卷號(hào)2674-012PCT)中公開(kāi)了一種使用來(lái)自二氧化碳激光器的激光束在玻璃或玻璃-陶瓷基片上激光形成紋理的方法。帶紋理的玻璃或玻璃-陶瓷基片表面包括在基片表面上伸展的許多突起，它不象激光形成紋理的金屬基片那樣在突起周?chē)煺褂酗@著伸入基片的凹谷。激光參數(shù)(如脈沖寬度、光點(diǎn)大小和脈沖能量)和基片組成對(duì)玻璃或玻璃-陶瓷基片的突起或隆起高度的影響報(bào)道在Kuo等在1996年8月19-21日在加州Santa Clara召開(kāi)的磁性記錄會(huì)議上提交的“在玻璃和玻璃-陶瓷基片上的激光區(qū)域形成紋理”的文章中。在1997年2月7日提交的(日本)未審定專(zhuān)利No.08/796,830中公開(kāi)了磁性記錄介質(zhì)的制造方法，該方法包括用激光在玻璃或玻璃-陶瓷基片上形成紋理，通過(guò)控制激光形成的突起的再固化過(guò)程中的驟冷速度(如在再固化過(guò)程中加熱基片)來(lái)控制突起的高度。
仍然需要一種帶具有精確受控紋理的玻璃或玻璃-陶瓷基片的磁性記錄介質(zhì)，以及用激光在玻璃-陶瓷基片上形成紋理的方法，其中在基片表面上伸展的突起的高度受到控制，突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性下降。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種磁性記錄介質(zhì)，它包括具有精確受控的形貌紋理的玻璃-陶瓷基片。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)控制形成在基片表面上的突起的高度并降低突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性，用激光在玻璃-陶瓷基片上形成紋理的方法。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和其它特征將在下面說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在審查下列內(nèi)容或在進(jìn)行本發(fā)明的實(shí)踐以后，可容易地得知部分這些內(nèi)容。如所附權(quán)利要求書(shū)指出的那樣，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以達(dá)到并獲得。
用一種磁性記錄介質(zhì)的制造方法可部分達(dá)到本發(fā)明的上述和其它目的，所述方法包括用脈沖的聚焦激光束在玻璃-陶瓷基片表面上產(chǎn)生紋理，在基片表面上形成許多在該表面上延伸的突起；其中該玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相小于約70體積％，例如小于約50體積％。
本發(fā)明另一個(gè)方面是提供一種磁性記錄介質(zhì)的制造方法，它包括用脈沖的聚焦激光束在玻璃-陶瓷基片表面上產(chǎn)生紋理，在基片表面上形成許多在該表面上延伸的突起；通過(guò)將該玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相的量控制在小于約70體積％，例如小于約50體積％來(lái)控制突起的高度。
本發(fā)明另一方面是一種磁性記錄介質(zhì)，它包括具有上表面的非磁性玻璃-陶瓷基片，和在所述上表面上的磁性層；其中所述上表面含有帶紋理的磁頭起落區(qū)，該磁頭起落區(qū)包括用聚焦的脈沖激光束形成的生長(zhǎng)在所述上表面上的許多二次晶體突起，并且玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相體積小于約70％。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從下面的詳細(xì)描述中可容易地得知本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其中描述了本發(fā)明的實(shí)例，只是作為實(shí)施本發(fā)明的最好方式的說(shuō)明?？梢灶A(yù)計(jì)，本發(fā)明具有其它和不同的實(shí)施方式，可用數(shù)種已知的方法對(duì)其多處細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，這些均不超出本發(fā)明的范圍。因此，附圖和說(shuō)明僅用于說(shuō)明，而非限定性的。
附圖簡(jiǎn)述圖1是常規(guī)磁性記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的激光形成紋理體系的示意圖；圖3是本發(fā)明磁性記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是具有不同結(jié)晶相含量的玻璃-陶瓷基片的突起高度與脈沖能量的比較圖；圖5是具有不同結(jié)晶相含量的玻璃-陶瓷基片的隆起直徑和脈沖能量的關(guān)系圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述在用激光(如用CO2激光器)在玻璃-陶瓷基片上形成紋理時(shí)，形成的形貌紋理包括許多在基片表面上延伸的圓形突起，它不象含金屬的表面紋理(如鍍NiP的鋁或鋁合金基片)那樣圍繞有顯著伸入基片的凹谷。這種相對(duì)均勻的突起通過(guò)使磁頭起落區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)各自具有最佳的表面形貌而改進(jìn)了形成的磁性記錄介質(zhì)的摩擦性能。但是，突起的高度是最關(guān)鍵的參數(shù)之一，因?yàn)樗苯佑绊懟泻湍Σ列阅堋Ｍ黄鸬母叨热Q于多個(gè)因素，包括光點(diǎn)大小、脈沖寬度和脈沖能量。因此，本發(fā)明包括用激光在玻璃-陶瓷基片上形成紋理的方法，其中形成的在基片表面上伸展的突起的高度得到控制，以獲得最佳的滑行和脈沖性能。
經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和研究，發(fā)現(xiàn)在玻璃-陶瓷基片上形成激光突起(隆起)時(shí)產(chǎn)生凈的體積增大，而在NiP/Al基片上形成激光突起時(shí)的體積變化通?？珊雎?。還發(fā)現(xiàn)在玻璃-陶瓷基片上形成的激光突起的高度對(duì)脈沖能量非常敏感。當(dāng)脈沖能量增加時(shí)，圓頂形隆起的尺寸和高度增加。注意到隨著脈沖能量的上升，圓頂?shù)捻敳恐饾u變平并最終倒塌成彈坑狀隆起。在較低的能量范圍內(nèi)，隆起或突起的高度相當(dāng)線性地隨脈沖能量的變化而變化，而突起的形狀基本保持圓頂狀。當(dāng)圓頂狀轉(zhuǎn)變成彈坑狀時(shí)，隆起高度基本不再隨脈沖能量而發(fā)生變化。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制用激光形成紋理的玻璃-陶瓷基片材料中結(jié)晶相的量，可降低突起的總高度，并進(jìn)一步降低突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性。根據(jù)本發(fā)明，將玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相的量控制在低于約70體積％，例如，低于約50體積％，甚至低于約30體積％。由于隨著玻璃-陶瓷材料的結(jié)晶相增加其密度一般隨之上升，當(dāng)玻璃-陶瓷材料的密度下降時(shí)，可更好地控制突起的高度。因此，用于本發(fā)明的玻璃-陶瓷基片的密度一般小于約2.44g/cc，如小于2.4255g/cc。
通常，玻璃-陶瓷制品是通過(guò)玻璃制品在原位的受控結(jié)晶制得的。通常在制備玻璃-陶瓷材料時(shí)，先將含成核劑或結(jié)晶促進(jìn)劑的形成玻璃的組分配料熔融成均勻的液體，隨后將其冷卻并成形成具有所需尺寸和形狀的玻璃制品。接著根據(jù)特定的時(shí)間-溫度曲線熱處理如此得到的玻璃制品，使玻璃中的晶核成長(zhǎng)，晶核成長(zhǎng)可作為熱處理過(guò)程中晶體生長(zhǎng)的測(cè)視點(diǎn)(sights)。形成的玻璃-陶瓷制品的結(jié)構(gòu)包括均勻地分散在殘留的玻璃體基質(zhì)中的大小相對(duì)均勻的晶體，在該結(jié)構(gòu)中結(jié)晶相在制品中占主要比例。
盡管常將玻璃-陶瓷制品描述為含有的結(jié)晶相超過(guò)50％，但是在許多情況下，結(jié)晶相的含量實(shí)際超過(guò)75％。結(jié)晶相的存在使用作磁性記錄介質(zhì)基片的玻璃-陶瓷材料具有所需的高強(qiáng)度性能(例如，參見(jiàn)Grossman等的美國(guó)專(zhuān)利3,732,087和Beall的美國(guó)專(zhuān)利3,689,293)。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員常提高結(jié)晶相的量來(lái)獲得最大的強(qiáng)度。業(yè)已通過(guò)在玻璃-陶瓷基片中形成特殊類(lèi)型的結(jié)晶相來(lái)進(jìn)一步增加玻璃-陶瓷基片的強(qiáng)度。例如，可參見(jiàn)Beall等的美國(guó)專(zhuān)利4,608,348、Beall等的美國(guó)專(zhuān)利4,467,039、Beall的美國(guó)專(zhuān)利4,386,162和Alpha等的美國(guó)專(zhuān)利4,971,932。
因此，在選擇用于磁性記錄介質(zhì)的玻璃-陶瓷基片時(shí)，常用的方法是選用具有高結(jié)晶相(即高于75體積％)的玻璃-陶瓷材料以獲得高的強(qiáng)度。但是，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究，我們發(fā)現(xiàn)隨著玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相含量的增加，在玻璃-陶瓷上伸展的激光形成的突起的高度隨之上升。我們還發(fā)現(xiàn)隨著玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相的含量增加，突起高度對(duì)激光脈沖能量的敏感性也上升。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制在玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相的含量，可控制突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性以及突起的高度本身。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)例中，制得常規(guī)的玻璃制劑并將其澆鑄成具有所需形狀和大小的基片。但是，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制時(shí)間和溫度來(lái)控制熱處理，以影響成核和晶體相的生長(zhǎng)，使形成的玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相的含量約小于70體積％，例如約小于50體積％，甚至小于30體積％。
已認(rèn)識(shí)到存在有相互矛盾的目的，即結(jié)晶相的含量越高，強(qiáng)度就越大，但是突起的高度也就越高，太高的高度會(huì)不利地影響形成的磁性記錄介質(zhì)的滑行和摩擦性能。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將結(jié)晶相的含量限制在足以達(dá)到降低突起高度和降低突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性的目的的含量，同時(shí)在需要強(qiáng)度的情況下確保具有足夠量的結(jié)晶相含量以達(dá)到此目的。根據(jù)本發(fā)明的目的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能容易地獲得熱處理玻璃基片的最佳時(shí)間和溫度，以獲得具體用途的所需結(jié)晶相體積。發(fā)現(xiàn)例如在約400℃加熱約120分鐘至約650℃加熱約240分鐘一般足以將結(jié)晶相的含量限制在低于約70體積％，并保持滿意的強(qiáng)度。
因此，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將結(jié)晶相的含量限制在小于約70體積％，如小于約50體積％，甚至小于約30體積％，可在用激光在玻璃-陶瓷基片上形成紋理的過(guò)程中將激光形成的突起的隆起高度或突起高度控制在小于約150nm，較好小于約100nm，并降低突起高度對(duì)脈沖能量的敏感性。通常，用于本發(fā)明的玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.44g/cc，例如小于約2.4255g/cc?？墒褂帽景l(fā)明方法通過(guò)具有受控高度并在基片表面伸展的精確控制的均勻突起，精確地形成具有改進(jìn)摩擦性能的磁頭起落區(qū)。
可使用圖2所示的設(shè)備來(lái)實(shí)施本發(fā)明方法，所述設(shè)備包括用射頻(RF)驅(qū)動(dòng)器21產(chǎn)生脈沖的二氧化碳激光器20。發(fā)出的激光束22通過(guò)可變光束衰減器23和光束擴(kuò)張器24。擴(kuò)張的激光束22隨后被透鏡25聚焦在旋轉(zhuǎn)基片26的表面上，基片的旋轉(zhuǎn)是由馬達(dá)28供能的轉(zhuǎn)軸27驅(qū)動(dòng)的?；?6和轉(zhuǎn)軸27固定在線型滑道29上。熱電堆探測(cè)器30測(cè)定平均激光功率，該功率能容易地?fù)Q算成脈沖能量。
與常規(guī)方法相同，根據(jù)本發(fā)明可用激光在玻璃-陶瓷基片的相反表面形成紋理。本發(fā)明能精確地控制激光形成的紋理的高度，從而能使摩擦性能和磁性性能最佳，滿足對(duì)高面積密度和便攜式計(jì)算機(jī)(如膝上計(jì)算機(jī))數(shù)據(jù)儲(chǔ)存用途日益提高的要求。在本發(fā)明實(shí)踐中，可對(duì)常規(guī)的玻璃制劑進(jìn)行熱處理以形成具有受控量結(jié)晶相的玻璃-陶瓷基片?；ǔ１怀跏紥伖獬社R面和通過(guò)激光在其上精確形成紋理的磁頭起落區(qū)，使鏡面數(shù)據(jù)區(qū)具有最大的面積記錄密度。
根據(jù)本發(fā)明沉積的磁性層可以是用于制造磁性記錄介質(zhì)的任何常規(guī)磁性層。這些常規(guī)的磁性合金包括，但不限于鈷(Co)合金，如鈷-鉻(CoCr)、鈷-釤(CoSm)、鈷-鉻-鉭(CoCrTa)、鈷-鎳-鉻(CoNiCr)、鈷-鉻-釤(CoCeSm)、鈷-鉻-鉑-鉭(CoCrPtTa)、鈷-鉻-鉑(CoCrPt)、鈷-鎳-鉑(CoNiPt)、鈷-鎳-鉻-鉑(CoNiCrPt)和鈷-鉻-鉑-硼(CoCrPtB)。磁性層的厚度是用于制造磁性記錄介質(zhì)的常規(guī)厚度。發(fā)現(xiàn)鈷合金層的合適厚度約為100-1000埃，如200-500埃。
如常用的方法那樣，在沉積磁性層前可將下層沉積在帶紋理的基片上。下層可包括鉻或鉻合金(如鉻-釩或鉻-鈦)、摻氧的鉻、鎢或鎢合金。
另外，可在磁性層上沉積保護(hù)外層，如碳外層，在保護(hù)外層上可沉積潤(rùn)滑頂層?？捎贸Ｒ?guī)的方法，通過(guò)任一種陰極濺射技術(shù)施加下層、磁性層和保護(hù)外層，沉積的厚度與常用于制造磁性記錄介質(zhì)的常規(guī)厚度相同。
本發(fā)明磁性記錄介質(zhì)示于圖3，它包括玻璃-陶瓷基片，該基片具有受控量的低于約70體積％的結(jié)晶相。任選的晶種(seed)層31陰極濺射沉積在基片上，用于控制隨后沉積的各層的結(jié)晶方向。下層32、磁性層33和保護(hù)外層34依次沉積在基片30或任選的晶種層31上。
實(shí)施例進(jìn)行比較試驗(yàn)以證明在激光形成紋理的表面上玻璃-陶瓷的結(jié)晶相含量的重大影響。制得表1所列的玻璃-陶瓷A和玻璃-陶瓷B進(jìn)行比

持圓頂狀，不象玻璃-陶瓷A那樣頂部變平或呈彈坑狀。
圖5是玻璃-陶瓷A和玻璃-陶瓷B的隆起直徑與脈沖能量的關(guān)系。同樣，由于較低的轉(zhuǎn)變溫度，玻璃-陶瓷A的隆起直徑顯著大于玻璃-陶瓷B的隆起直徑，盡管在大多數(shù)情況下其隆起的高度較小。
通過(guò)控制結(jié)晶相的含量來(lái)降低激光形成的隆起的高度和降低隆起高度對(duì)脈沖能量的敏感性的確切機(jī)理還不知道。但是，相信降低結(jié)晶相的含量導(dǎo)致轉(zhuǎn)變溫度的下降，從而降低形成特定隆起高度所需的脈沖能量，并降低隆起高度對(duì)能量變化的敏感性。
可使用本發(fā)明制備任何磁性記錄介質(zhì)，包括薄膜磁盤(pán)，并能改進(jìn)懸浮穩(wěn)定性、滑行性和磁頭-介質(zhì)界面的可靠性。另外，通過(guò)激光形成磁頭起落區(qū)紋理的精確方法能增加面積記錄密度，如增加40％或更多，并能降低磁頭滑動(dòng)器的尺寸。在本發(fā)明實(shí)踐中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能容易地使由溫度和時(shí)間構(gòu)成的退火方式最佳化，以獲得所需的符合本發(fā)明目的的結(jié)晶相含量。
本發(fā)明僅描述了較好的實(shí)例及其使用的數(shù)個(gè)例子。應(yīng)理解本發(fā)明具有其它組合和情況，并能根據(jù)本文所述的本發(fā)明構(gòu)思的范圍進(jìn)行變化或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種磁性記錄介質(zhì)的制造方法，它包括用脈沖的聚焦激光束在玻璃-陶瓷基片表面上產(chǎn)生紋理，在基片表面上形成許多在該表面上延伸的突起；其中該玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相小于約70體積％。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述結(jié)晶相小于約50體積％。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.44g/cc。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.4255g/cc。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括制備玻璃基片；對(duì)該基片加熱將其轉(zhuǎn)化成結(jié)晶相小于約70體積％的玻璃-陶瓷基片；用激光在該玻璃-陶瓷基片上產(chǎn)生紋理。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，它包括對(duì)玻璃基片加熱將其轉(zhuǎn)化成結(jié)晶相小于約50體積％的玻璃-陶瓷基片。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.44g/cc。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.4255g/cc。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括用二氧化碳激光源產(chǎn)生的激光束在基片表面上用激光形成紋理。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括在激光形成紋理的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)基片。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括用激光在基片表面的一部分上產(chǎn)生紋理，形成磁頭起落區(qū)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括在激光形成紋理的基片表面上沉積磁性層。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括在激光形成紋理的基片表面上沉積下層；和在該下層上沉積磁性層；其中帶紋理的表面基本上被復(fù)制在隨后沉積的各層中。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括將突起的高度控制在小于約100nm。
15.一種磁性記錄介質(zhì)的制造方法，它包括用脈沖的聚焦激光束在玻璃-陶瓷基片表面上產(chǎn)生紋理，在基片表面上形成許多在該表面上延伸的突起；和通過(guò)將該玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相的量控制在小于約70體積％，來(lái)控制突起的高度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，它包括通過(guò)將該玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相的量控制在小于約50體積％，來(lái)控制突起的高度。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，它包括通過(guò)將玻璃-陶瓷基片的密度進(jìn)一步控制在小于約2.44g/cc來(lái)控制突起的高度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，它包括通過(guò)將玻璃-陶瓷基片的密度進(jìn)一步控制在小于約2.4255g/cc來(lái)控制突起的高度。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，它包括以下述方式控制玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相含量制備玻璃基片；和在受控的溫度下將該玻璃基片加熱受控的時(shí)間，形成具有受控量的結(jié)晶相的玻璃-陶瓷基片。
20.一種磁性記錄介質(zhì)，它包括具有上表面的非磁性玻璃-陶瓷基片；和在所述上表面上的磁性層；其中所述上表面含有帶紋理的磁頭起落區(qū)，該磁頭起落區(qū)包括用聚焦的脈沖激光束形成的生長(zhǎng)在所述上表面上的許多二次晶體突起；而且玻璃-陶瓷基片的結(jié)晶相體積小于約70％。
21.如權(quán)利要求20所述的磁性記錄介質(zhì)，其特征在于玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相的體積小于約50％。
22.如權(quán)利要求21所述的磁性記錄介質(zhì)，其特征在于玻璃-陶瓷基片中結(jié)晶相的體積小于約30％。
23.如權(quán)利要求20所述的磁性記錄介質(zhì)，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.44g/cc。
24.如權(quán)利要求23所述的磁性記錄介質(zhì)，其特征在于玻璃-陶瓷基片的密度小于約2.4255g/cc。
25.如權(quán)利要求20所述的磁性記錄介質(zhì)，它包括形成在經(jīng)激光形成紋理的基片表面上的下層；形成在下層上的磁性層和形成在磁性層上的保護(hù)外層。
全文摘要
在用激光在玻璃－陶瓷基片上形成紋理的過(guò)程中,通過(guò)將該玻璃－陶瓷基片的結(jié)晶相的量控制在小于約70體積%,來(lái)控制突起的高度。在一個(gè)實(shí)例中,在控制的條件下將玻璃基片加熱轉(zhuǎn)化成具有受控量的結(jié)晶相的玻璃－陶瓷基片來(lái)控制結(jié)晶相的含量。
文檔編號(hào)G11B5/73GK1268907SQ97182116
公開(kāi)日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1997年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月23日
發(fā)明者D·庫(kù), D·波倫斯基 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限公司