[發(fā)明專利]氫化碳薄膜

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 98103656.2
• 申請(qǐng)日: 1998-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1192023A
• 公開(kāi)（公告）日: 1998-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·L·懷特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): G11B5/62
• 分類號(hào): G11B5/62;G11B5/84
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇,傅康

本發(fā)明涉及磁盤驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域。更準(zhǔn)確地說(shuō)本發(fā)明涉及用于磁盤驅(qū)動(dòng)器的薄膜磁盤，其中盤或滑動(dòng)器起碼有一層氫化碳層。

磁盤驅(qū)動(dòng)器或直接存取存儲(chǔ)器件(“DASD”)包括堆疊在軸上的一個(gè)或多個(gè)薄膜磁盤。多層薄膜層淀積在硬襯底上，典型的情況下包括底層、磁層和保護(hù)外層。通過(guò)以反映數(shù)據(jù)的圖案使盤的各部分磁化的辦法來(lái)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在這些盤上。

讀頭和寫(xiě)頭包藏在所謂滑動(dòng)器的小陶瓷元件內(nèi)。當(dāng)以全速工作時(shí)，即當(dāng)向盤寫(xiě)入或從盤讀出數(shù)據(jù)時(shí)，滑動(dòng)器典型地在離盤表面一英寸的百萬(wàn)分之一至二的高度處飛翔。在起動(dòng)和停下過(guò)程期間，當(dāng)盤不旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)太慢而不能產(chǎn)生氣墊作用時(shí)，滑動(dòng)器會(huì)與盤接觸。沖擊事件也會(huì)引起與盤的接觸。也有令驅(qū)動(dòng)器在運(yùn)行下使滑動(dòng)器基本上與盤表面接觸的方案。

因而滑動(dòng)器與盤要求有耐磨涂層。試驗(yàn)過(guò)各種材料用于盤外層，包括了碳、二氧化硅和各種其它氧化物。已經(jīng)知道濺射碳膜的氫化能改進(jìn)薄膜的耐磨性，如Yamashita的美國(guó)專利No.5,045,165所討論的那樣。Yamashita發(fā)現(xiàn)，把20％氫加到濺射室，就會(huì)引起明顯數(shù)量的氫結(jié)合到薄膜的碳中。Kokai等在4,755,426中介紹使用基本上含有碳、氫和氧的含碳外層。

Ishikawa等(IEEE?Trans.Mag-22，No.5，Sept.1986)發(fā)表了雙外層的應(yīng)用，即第一層為或者是濺射碳或者是PCVD碳，后面跟著用較高壓強(qiáng)乙炔所淀積的第二碳層。在DC或RF放電室中在乙炔氣氛下獲得PCVD碳。使用高壓強(qiáng)乙炔來(lái)淀積上層，以便得到軟的層。當(dāng)PCVD碳用作第一層時(shí)，它在低壓強(qiáng)乙炔下淀積。與此相似，Nakamura等(是IEEE文章的共同作者)在4,804,590中介紹使用這樣獲得的兩含碳材料層，即在乙炔氣氛下在DC或RF放電室中使下層較硬些而上層較軟些。較軟和較潤(rùn)滑的層是含6％或更多些氫和氟中的任一種或兩者俱有，而較硬層含5％或更少些氫和氟。為了有更好的附著力，提議在磁層上面使用鉻或鈦?zhàn)髦虚g層。

在美國(guó)專利5,368,937中Itoh結(jié)合集成電路和熱磁頭(thermalheads)描述了在等離子CVD過(guò)程中用增加偏置電壓的辦法來(lái)產(chǎn)生非晶氫化碳層，在該層中硬度沿著向表面的方向增加。增加偏置電壓的一個(gè)辦法是逐漸減小工作室中反應(yīng)氣體的壓強(qiáng)。

Seki等描述了這樣的碳膜，它在離開(kāi)表面的方向上有逐漸減小的摻雜濃度。

氫的存在減小了薄膜對(duì)底下的磁層的附著力。此外，在某一定范圍內(nèi)氫的存在減小了硬度和密度。

在一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明是在磁盤上的這樣一種保護(hù)薄膜涂層，它的氫化程度隨著厚度而增加。在一個(gè)實(shí)施例中，盤涂敷這樣的濺射氫化碳(C：H)薄膜，它的氫濃度沿著向表面的方向增加。本發(fā)明的第二實(shí)施例使用了這樣的雙層薄膜，其中，下層的氫含量調(diào)整為0到35％的氫，以便獲得較硬而又有所希望的附著力特性，而上層的氫含量調(diào)整為35％以上的氫，以便形成有較低表面能的層，而較高的接觸角表明較低的表面能。本發(fā)明的第三實(shí)施例使用了這樣的三層薄膜結(jié)構(gòu)。在這實(shí)施例中，在與磁層接觸的底層使用最小氫化程度，以便得到最好的附著力；在中間層使用中間氫化程度，以便得到高的硬度；頂層使用高的氫化程度，以便獲得低的表面能。與以均勻的氫化程度的氫化碳薄膜相比，或與沒(méi)優(yōu)化氫化程度的雙層相比，本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例都給磁盤提供了更高的耐用性或耐磨性。由于有好的附著力和好的耐磨性，本發(fā)明的外層預(yù)定有承受與滑動(dòng)器接觸所造成的應(yīng)力的能力。

圖1是磁盤驅(qū)動(dòng)器的頂視圖。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行涂敷的盤的放大側(cè)視圖。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的雙層外層的放大側(cè)視圖。

圖2C是根據(jù)本發(fā)明的三層外層的放大側(cè)視圖。

圖3是在本發(fā)明的三層涂層上進(jìn)行的刮痕附著力試驗(yàn)的曲線圖。

圖4是碳?xì)淠さ挠捕扰c膜的氫化量的關(guān)系曲線圖。

圖5是水的接觸角與氫化程度的關(guān)系曲線圖。

圖6A-C是表示在氫化碳薄膜樣品中氫梯度的各種曲線圖。

本發(fā)明涉及用于磁盤驅(qū)動(dòng)器的磁盤和制造這種磁盤的方法。參考附圖能更好地理解本發(fā)明。圖1是本發(fā)明可有效地在其中應(yīng)用的那一類磁盤驅(qū)動(dòng)器的頂視圖。它包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器115和相關(guān)聯(lián)的安裝在轉(zhuǎn)軸112上的磁存儲(chǔ)盤114，轉(zhuǎn)軸112被安裝在殼體(沒(méi)畫(huà)出)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(沒(méi)畫(huà)出)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器沿著弧形軌跡跨盤移動(dòng)滑動(dòng)器120。旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器包括聲圈電動(dòng)機(jī)(VCM)116。來(lái)自致動(dòng)器的電信號(hào)經(jīng)帶狀電纜118到達(dá)控制電子電路119。