[發明專利]磁記錄媒體器件的經氟化處理的類金剛石碳保護覆層

無效

• 申請號: 01103032.1
• 申請日: 1995-10-17
• 公開（公告）號: CN1332446A
• 公開（公告）日: 2002-01-23
• 發明（設計）人: A·格里爾;V·V·帕特爾
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G11B5/72
• 分類號: G11B5/72;G11B5/255;C23C16/27
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王忠忠

本發明總的來涉及象磁盤和磁頭之類的薄膜磁記錄媒體器件，更具體地說，涉及一種被覆在這類器件上、耐磨性能有所改進，低摩擦和低靜摩擦的保護性覆層，以及這種覆層被覆到磁記錄媒體器件上的方法。

設計薄膜磁記錄媒體器件時，為確保器件使用壽命和可靠性，重要的一點是給器件的最上層表面敷上保護性覆層。用氫處理過的類金剛石碳(DIC)是摩擦系數較低的硬質耐磨材料，象薄膜磁盤和磁記錄頭之類的磁記錄媒體器件歷來都采用DLC作為保護性被覆層。

例如，美國專利4,647,494和美國專利5,159,508就公開了將氫處理過的薄層碳膜分別被覆到磁記錄盤和磁頭滑座上的作法。但這兩個專利公開的方法都需要在敷上氫處理過的碳被覆層之前在襯底上另外敷上助粘層。因此這兩個專利介紹的是兩步淀積法。要提高這些器件的耐磨性，必須在保護性DLC被覆層表面使用液體潤化劑。現代的記錄器件為提高記錄密度，減小了磁頭與磁盤之間的間距，在這種情況下，最好能消除額外的潤滑層。表面張力和彎液面的形成會增加靜摩擦，為消除這兩種因素，最好也不用液體潤化劑。往磁盤表面加液體潤化劑是需要若干處理工序的，因而不用液體潤化劑可降低制造這類磁盤的造價。

取消液體潤化劑的一個方法是進一步減小DLC被覆層的摩擦系數。

Miyake等人在1991年美國機械工程師學會的摩擦學說論文集(J.TribolTrans.ASME?113(1991)384)中就公開了這種方法。先是用電子回旋共振淀積法淀積厚1微米左右的含硅碳膜，再把試樣表面暴露在CF₄等離子體中加以氟化。實驗證明，DLC經氟化處理的表面可減小DLC薄膜的摩阻和微量磨損。由于氟化工序是在淀積DLC薄膜之后進行的，氟化作用只局限于最上層的被覆層。鑒于被覆層一磨損磨除了氟化層，因而經一段較短時間的磨損之后，失去了其潤化作用的優點。若氟化處理是在保護層的整個厚度上進行的，則可以擴大其保持耐磨作用的優點。

過去，還有其他人都制備過氟化處理過的DLC薄膜。例如，Seth等人在1993年的“固態薄膜”雜志(Thin?Solid?Films，230(1993)90)上報道過，含氟量高的薄膜其密度大幅度下降，這表明薄膜的結構較松散。這種薄膜特別軟，不耐磨。

日本的PUPA63-275035公開了一種制造磁記錄媒體的方法，其中在鐵磁金屬膜上形成類金剛石炭(DLC)膜的過程中，記錄媒體被經過放電氣體，該放電氣體除碳氫化合物外還包括炭氟化合物，使得被部分氟化的膜具有高級的防磨損性。

因此本發明的目的是提供具有經氟化處理的DLC保護性被覆層的磁記錄媒體器件，它沒有傳統保護覆層所具有的那種缺點。

本發明的另一個目的是提供一種磁記錄媒體器件用的經氟化處理的DLC保護性被覆層，該層具備充分的耐磨性而無需使用液體潤滑劑。

本發明的又一個目的是提供磁記錄媒體器件的一種經氟化處理的DLC保護性被覆層，它在整個被覆層厚度上耐磨性優異因而不致隨最上層表面的磨損而變壞。

本發明的又另一個目的是提供磁記錄媒體器件的一種經氟化處理的DLC保護性被覆層，它無需中間助粘層可直接敷到器件最上層表面。

本發明還有另一個目的，即提供磁記錄媒體器件的一種耐磨性能優異、靜摩阻減小的經氟化處理的DLC保護性被覆層。

本發明還有又另一個目的，即提供磁記錄媒體器件的一種經氟化處理的DLC保護性被覆層，它可在低于250℃溫度下在等離子體增強型化學汽相淀積室中淀積形成。

本發明的磁記錄媒體器件用的經氟化處理的類金剛石般碳保護性被覆層可用淀積類金剛石碳膜用的淀積法敷上。

根據本發明，為使磁記錄盤或磁頭耐磨并減小其摩阻和靜摩阻，給磁盤或磁頭覆上經氟化處理的類金剛石碳(FDLC)硬質被覆層。FDLC薄膜是用等離子體增強化學汽相淀積法(PECVD)在加了負偏壓的襯底上用經氟化處理的烴與氫的混合科制備的，最好經氟化處理的烴其氟對碳的分子比較大，例如六氟代苯(C₆F₆)或氟苯(C₆HF₆)。采用適當的反應氣體混合科、等離子體參數和襯底偏壓可以獲取耐磨性能優異的經氟化處理的碳膜。由于氟化處理是在整個碳膜的預定厚度上進行的，因而表面層因磨損而剝落時不會改變保護膜的組成和耐磨性能。

在一個實施例中，FDLC薄膜是和未經氟化處理的類金剛石碳(DLC)組成的薄的中間層一層淀積的。例如，DLC層厚度可以是4納米左右，再加上6納米厚的DFLC頂層。