專利名稱：用于薄膜存儲介質(zhì)的全氟聚醚潤滑劑薄膜的制作方法
用于薄M^儲介質(zhì)的^M聚M滑劑薄膜
背景駄
具有可磁化媒介的磁盤被用于絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲。當(dāng)前的磁硬盤驅(qū)動器通過在磁盤表面上方僅幾納米，且ffi相當(dāng)高(通常為每秒幾米)的讀-寫頭進(jìn)行操作。由于讀_寫頭在操作期間會接觸 表面， 一層潤滑劑被覆蓋在m表面，以減少磨損和摩擦。
圖l(a)示出了盤記錄介質(zhì)以及磁盤的,面，示出了縱向和垂直記錄的不同。盡管圖1僅示出了一隨盤的一面，磁記錄層仍被噴濺沉積在圖l(a)的非磁鋁質(zhì)基底的每個(gè)面上。并且，盡管圖l(a)示出的為鋁質(zhì)基底，其它實(shí)施方式也可以包括由鵬、玻璃陶瓷、Nip溜、金屬合金、塑料/聚合物材料、陶瓷、玻璃-聚合物、復(fù)合材料或者其他非磁性材料制作的基底。
縱向記錄磁盤介質(zhì)在圖l(b)中描述，通常包括非磁性基底10，其具有,沉積在齡面上從而形成的廳ll、 n'，例如銜Cr)或船金；磁隨12、 12，，通常包括鈷(Co)M金，以及^^,13、 13，，通常包含碳。 一般的實(shí)踐還包括向{默外層粘結(jié)潤滑劑頂層14、 14，。底層ll、 11，，磁'隨12、 12，，以及保護(hù)覆層13、 13'通常使用噴濺技術(shù)進(jìn)行沉積。Co基合金磁性層通常包括外延生長于多晶Cr和Cr合金底層上的多微晶體。
垂直記錄磁盤介質(zhì)類似于圖l(b)所示的縱向記錄介質(zhì)，但不包括包含Cr的底層。
通常地，潤滑劑通過在包貪潤滑劑的浴中浸漬磁盤被施涂在纖表面上。該浴通常包括潤滑劑和用以提高潤滑劑涂覆特性的涂覆溶劑，該溶劑通常為粘
性油。mi彭人浴中移除時(shí)，溶劑可以蒸發(fā)，從而在磁盤表面留下一層潤滑劑。
硬盤上的潤滑膜通過防止碳覆層的磨損，為下面的磁性合金,保護(hù)。此外，它與觀一起作用，傲戶其下的磁性合金免受腐蝕。
硬盤的機(jī)械可靠性1 于薄層存儲媒介的耐久性。由于讀-寫頭和旋轉(zhuǎn)的磁盤之間的空間急劇減少以提高區(qū),儲密度，因而媒介存在技術(shù)困難，例如低耐久性，重潤滑油收斷ickup)，以及不可管理的黏附/摩擦。潤滑在克服這些困
4難方面扮演著重要的角色。固態(tài)潤滑膜已被用于防止?jié)櫥褪占蜏p少黏附。
而且，固態(tài)潤滑齊啲低揮發(fā)性也使得他們對于熱輔助磁記錄(HAMR)具有吸弓I力。然而，與固態(tài)潤滑劑相關(guān)的主要技術(shù)問題為低耐久性和潤滑劑與其下層的結(jié)合。目前公知的固態(tài)潤滑劑，包括噴鵬氟論(Teflon)和浸潤固態(tài)潤滑劑，不能用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化潤后處理，例如打磨、擦除和拋光。
在磁盤表面制備固態(tài)潤滑薄膜的一種方法是使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)。氟碳薄膜的PECVD通常會產(chǎn)生高交聯(lián)的聚合物。例如圖2示出了三氟甲烷的PECVD聚合的示意圖。
然而，高交聯(lián)的全氟碳聚合物具有弱抗磨性，因?yàn)樗鼈兊膭傂曰瘜W(xué)結(jié)構(gòu)幾乎沒有分子活動性以緩和外部剪應(yīng)力。媒介在后潤滑處理中以及啟動-停止接觸(CSS)測試后的劃痕和磨損經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)，其具有包括等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積的
全氟聚醚的固態(tài)潤滑劑層，其中全氟聚醚由全氟環(huán)'烷聚合形成。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積的全氟聚醚包括F2 F2 F2 F2
_c_c_c_c_o_
在另一實(shí)施方式中，所述全,烷包括3到10個(gè)碳原子。在另一個(gè)實(shí)施方式中，全氟環(huán)烷為八氟環(huán)丁烷。
所述磁記錄介質(zhì)也可包括磁記錄層和磁性層上的保護(hù)性覆層，其中固態(tài)潤滑劑薄膜位于該f，性覆層上。
本發(fā)明還涉及具有固態(tài)潤滑劑薄膜的磁記錄介質(zhì)，該薄膜包括包含C， F和O的聚合物，其中該聚合物是聚合的全氟環(huán)烷。
本發(fā)明還提供一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，包括在基底上形成磁記錄層，在磁記錄層上形成i^t戶性覆層，將保護(hù)性覆層的表面暴露于具有全氟環(huán)烷和氧氣的氣氛中，以及在保護(hù)性覆層上沉積包含全氟聚醚的層。該氣氛可以進(jìn)一步包括碳?xì)浠衔铩?br> 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，戶;M氣氛中提供的氧氣含量為約1%到約30%,根據(jù)另
一個(gè)實(shí)施方式，所述氣氛中提供的氧氣和皿化合物的總量為約1%到約30%。在另一實(shí)施方式中，氣氛Mj度維持在約20'C到約150°C。在另一實(shí)施方式中，氣氛壓力維持在約O.l到約10托(Toir)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以下的詳細(xì)說明而容易理 解，其中通艦預(yù)期實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的說明，只有本發(fā)明的雌實(shí)施例 被示出和描述。可以認(rèn)識到，本發(fā)明還可以有其他不同的實(shí)施方式，并且可對 其細(xì)節(jié)作出多種明顯的修改，所有這些都不脫離本發(fā)明。因此，圖示和描述視 為性質(zhì)上的說明而非限定。


通過參考與附圖一起的詳細(xì)說明，本發(fā)明將更容易理解，其中
圖l(a)示出了磁記錄介質(zhì)和描述縱向和垂直記錄的磁盤的橫截面。 圖l(b)示意性ite出了常見的縱向記錄磁盤介質(zhì)。 圖2示出了三氟甲烷聚合為交聯(lián)的氟聚化吻的PECVD聚合的示意圖。 圖3示出了帝隨磁記錄介質(zhì)的內(nèi)處理。
圖4示出了八,丁烷在氧氣存在的情況下聚合為最小交聯(lián)的全氟聚醚的 PECVD聚合的示意圖。
圖5示出了后潤滑處理后M:表面的粒子數(shù)。
具體實(shí)駄式
本發(fā)明涉及一種^f頓固態(tài)潤滑劑涂覆基底，特別是記錄介質(zhì)(記錄磁盤) 的方法，此處潤滑劑同時(shí)也稱旨潤滑油(lube)。潤滑劑通常為液體，包含M 量從幾百，頓(Dalton)到幾千道爾頓的成分。
制造磁記錄介質(zhì)的內(nèi)處理在圖3中示意性地示出。M:基底從加熱器向子 晶種層沉積站連續(xù)移動，從而使得子晶種層形自磁盤基底上。然后，磁盤基 底移動到晶種層站以沉積晶種層，通常為NiAl。在子晶種層和晶種層沉積之后， 磁盤基底被igia過下層沉積站，在此沉積下層。然后磁盤被運(yùn)送到磁性層沉 積站，然后是f跟性碳覆層沉積站。最后，磁盤被iii^iii潤滑劑薄鵬積站。
幾乎所有的磁盤制造都發(fā)生在無塵室中，其中氣氛中灰塵的數(shù)量保持得非 常低，并被嚴(yán),制和監(jiān)測。磁盤基底包裝在運(yùn)送盒中來到磁盤加工點(diǎn)。對于 某些類型的介質(zhì)，磁盤基底具有磨光鍍鎳的表面?；?，地傳輸?shù)教幚砗校?以便從一個(gè)處理向另一個(gè)移動。,地，盒在自動導(dǎo)向車上被從一個(gè)室向另一個(gè)室移動，以防ihA為接Mit成的污染。
審iJ備用于記錄數(shù)據(jù)的磁盤的第一步為M:將硬粒子漿施涂于基底的磨光表面，并使用圓周運(yùn)動磁盤上的適當(dāng)?shù)膸Р膶廼臘圓周紋理槽，規(guī)行機(jī)械壓紋?；滋幚碛兄趦?yōu)選下層結(jié)晶定向的沉積，因此還有助于基底上磁記錄材料的擇優(yōu)生長。在壓紋處理期間，少量基底材料被從磁盤表面移除并殘留其上。為消除它，基底通常被清洗。而且，用于拋光記錄介質(zhì)的非磁性基底表面的技術(shù)1柳漿磨，這也需要清洗處理。因此，磁盤基底在壓紋和拋光后被清洗。然而，清洗缺陷可能是影響生產(chǎn)率的最負(fù)面因素之一。
然后4頓超聲波、兆^鵬聲波以及十湖W洗(QDR)這一系列步M行基底的最后清潔。在最后清潔的結(jié)尾，基底具有一超潔凈表面，準(zhǔn)備進(jìn)行基底上磁介質(zhì)層的沉積。i^t也，沉積iM:Kt^。
鱖寸也許是制造記錄介質(zhì)的齡過程中最重要的步驟。、M有兩種傳遞
(pass-by)^f和靜態(tài)M。在傳遞鵬寸中，磁盤被傳遞到一真空室中，在其中被
磁性和非磁性材料進(jìn)行轟擊，這些材料在基底上沉積形成一個(gè)或多個(gè)層。靜態(tài)w娜更小的機(jī)器，每個(gè)纖被與蟲收集和跳
濺射層在稱為炸彈的東西中沉積，這些炸彈被載入、M機(jī)。炸彈為每側(cè)都具有目標(biāo)的真空室?；妆惶醡^炸彈并^^、Mlt材料轟擊。
濺射導(dǎo)致一些顆粒形成在濺射后的盤上。這，粒需要被移除，以確保它們不造成頭和基底之間的刮傷。因此，潤滑油,地作為基底的頂層之一被施
涂于基底表面o
一旦潤滑油被施涂，基底便iiA到磨形拋光階段，其中基底被研磨，此時(shí)它,地圍繞一軸旋轉(zhuǎn)。在磨力拋光后，基底被皿，并且^F凈的潤滑油被均勻地施涂于表面上。
緊接著，磁盤被通3lH段式處理進(jìn)fi^ij備和質(zhì)量測i式。首先， 一拋光頭通過表面，移除iii可^ (微凸體的技術(shù)術(shù)語)。然后滑動頭經(jīng)過磁盤，檢查剩余，，如果有的話。最后，保證頭(certifyinghead)檢查表面的審隨缺陷，同時(shí)測量基底的磁記錄能力。
本發(fā)明包括一種使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)在磁存儲介質(zhì)的碳覆層頂部上制備潤滑劑薄膜的方法。正如固體、液體和氣體是物體的狀態(tài)，等離子體也是物體、特別是電離氣體的一種狀態(tài)。也就是說，氣體通過剝離電子被給予了一個(gè)電荷。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識到，通常的氟碳前體，例如三氟甲烷，會在PECVD 過程中無規(guī)交聯(lián)。為將這種無規(guī)反應(yīng)降至撮低，本發(fā)明涉及4OT全氟環(huán)烷前體， 其包含特定的化學(xué)鍵，可以在等離子條件下優(yōu)先斷裂。環(huán)烷烴C-C鍵比C-F鍵 更易于斷裂。當(dāng)?shù)入x子的能量被仔細(xì)控帝附，在沉積過程中可以保持絕大部分 C-F鍵完好無損。
等離子聚合過程使用全氟環(huán)烷前體，例如八氟環(huán)丁烷，以及少量的氧氣。 所得的薄膜具有非常低的表面能量，在后潤滑處理中好的防刮傷能力，以及好 的飛行能力和CSS耐久性。
圖4示出了八，丁烷在氧氣存在下形i^發(fā)明的固態(tài)潤滑劑薄膜的等離 子聚合。所得的聚激僅有最低的交聯(lián)。
如圖4所示，在等離子反應(yīng)中氧氣的存在產(chǎn)生了高度活躍的竊團(tuán)和離子， 它們會蝕刻表面薄膜。為減少氧等離子體的反應(yīng)性，碳?xì)浠衔餁怏w，例如甲 烷、乙烷、丙烷、丁烷、jj^和己烷，可以作為穩(wěn)定劑添加到等離子系統(tǒng)中。 艦控制戯化合物穩(wěn)定劑的量，嫩何以被完魏免。
全氟環(huán)烷、氧氣和任選的碳?xì)浠衔锏墓に嚵魉偃Q于等離子體系統(tǒng)。在 等離子體處理室中，氧氣和任選的碳?xì)浠衔锓€(wěn)定劑的組合的總量被控制在約 1%到約30%的范圍內(nèi)。處理纟顯度在約2(TC到約15(TC的范圍內(nèi)，而壓力在約O.l 到約10托的范圍內(nèi)。
當(dāng)?shù)入x子體系統(tǒng)的，高于約15(TC時(shí)，全氟聚醚潤滑劑薄膜趨于,。當(dāng) 處理^Jtffit約15(TC時(shí)，沉積的薄膜的表面能量的t魏增加可以^li察到。
通過選擇具有更大環(huán)烷烴環(huán)的全氟環(huán)烷前體，交聯(lián)的程度可以被進(jìn)一步降 低。例如，八氟環(huán)丁烷的等離子體聚合比六氟環(huán)丙'繊常產(chǎn)生更少的交聯(lián)。全 氟環(huán)烷前體的碳雌數(shù)目為3到10。
根據(jù)本發(fā)明制備的固態(tài)潤滑劑薄膜具有很低的表面能。例如沉積的薄膜 的7jC接觸角(WCA)可以高到110°，相比而言通常施用的潤滑劑薄膜的為80-90°。
本發(fā)明的固態(tài)潤滑膜還具有下述理想的性能。該薄膜不包含可能蒸發(fā)或快 速旋轉(zhuǎn)下的脫離盤的、歸喊液體。而且，液態(tài)潤滑齊噲被M驅(qū)動器的讀-寫頭 收集，而固態(tài)潤滑劑的使用就避免了這一問題。最后，在磁盤的高速旋轉(zhuǎn)下， 固態(tài)潤滑劑將不會形淑夜態(tài)潤滑齊阿能形成的波紋。受到這些后潤滑處理的記錄介質(zhì)顯示出更低的顆粒數(shù)量。圖5比較了M 表面在沉積后、磨^/m^、以及拋光后的顆粒數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明制備的PECVD薄膜顯示出了出色的飛行能力和CSS耐久性。 該界面經(jīng)歷了四天的包括從內(nèi)徑向外徑掃過讀寫頭的飛行能力測iM驗(yàn)，也經(jīng) 歷了 20,000次CSS循環(huán)的考驗(yàn)。
在本申請中，單詞"包含"意味著一種材料包括了單詞"包含"之后的元素或化
合物，但該材料仍可能包括其它元素和化合物。本申請的文字和附圖中公開了 幾個(gè)數(shù)值范圍。這些數(shù)值范圍內(nèi)在地支持任何落入到所公開的數(shù)值范圍的范圍 或值，即便說明書中并未逐字陳述精確的范圍限制，因?yàn)楸景l(fā)明可實(shí)施所公開 的旨數(shù)值范圍。
上述提供的描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以制造和使用本發(fā)明，提供在具體 申請及其權(quán)利要求的上下文中。，實(shí)施方式的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說都是顯而易見的，并且在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，此處定義的 通用原理可以被應(yīng)用于其他實(shí)施方式和應(yīng)用中。因此，本發(fā)明不僅僅限于所示 實(shí)施方式，而是被賦予符合此處公開的原理和特征的最寬范圍。最后，本申請 弓l用的專利和出版物的# 作為參考并>^發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種制作磁記錄介質(zhì)的方法，包括在基底上形成磁記錄層，在該磁記錄層上形成保護(hù)性覆層，將該保護(hù)性覆層的表面暴露于包含全氟環(huán)烷和氧氣的氣氛中，以及使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積方法聚合該全氟環(huán)烷烴，以在該保護(hù)性覆層上沉積包含全氟聚醚的層。
2、 如權(quán)禾腰求1戶脫的方法，其特征在于，該全,烷烴包括3到10個(gè) 碳原子。
3、 如權(quán)禾腰求1-2中任一項(xiàng)戶腿的方法，其特征在于，該全織烴為八氟 環(huán)丁烷。
4、 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)戶;M的方法，其特征在于，該氣氛中的氧氣含 量為10/0到300/0。
5、 如權(quán)禾腰求14中任一項(xiàng)戶脫的方法，其特征在于，該氣織一步包含 碳?xì)浠?br> 6、 如權(quán)禾腰求5戶艦的方法，其特征在于，該戯化合物選自甲烷、乙烷、 丙烷、丁烷、iJ^Q己院。
7、 如權(quán)利要求5戶;M的方法，其特征在于，在該氣氛中的氧氣和該碳?xì)浠?合物的總量為1%到30%。
8、 如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該氣氛的溫度維持 在20。C到15(TC。
9、 如權(quán)禾腰求1-8中任一項(xiàng)戶腿的方法，其特征在于，該氣氛的壓力維持 在O.l到10托。
10、 一種磁記錄介質(zhì)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法制造的包含 全氟聚醚的層。
11、 一種磁記錄介質(zhì)，包括固態(tài)潤滑膜，其中，該固態(tài)潤滑膜包括全氟聚醚，所述全氟聚醚是在氧氣存在下使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積方法聚 合全氟環(huán)烷烴得到的。
12、 如權(quán)禾腰求ll戶脫的磁記錄介質(zhì)，其特征在于，該全氟環(huán)烷烴包括3到10個(gè)碳原子。
13、如權(quán)利要求ll所述的磁記錄介質(zhì)，，征在于，該全，烴為八, 丁烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于薄膜存儲介質(zhì)的全氟聚醚潤滑劑薄膜，提供了一種制作磁記錄介質(zhì)的方法，包括在基底上形成磁記錄層，在該磁記錄層上形成保護(hù)性覆層，將該保護(hù)性覆層的表面暴露于包含全氟環(huán)烷和氧氣的氣氛中，以及使用等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積方法聚合該全氟環(huán)烷烴，以在該保護(hù)性覆層上沉積包含全氟聚醚的層。還提供了一種磁記錄介質(zhì)，其具有通過等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積法沉積的固態(tài)潤滑薄膜層。該固態(tài)潤滑薄膜層包括全氟聚醚，其是由全氟環(huán)烷聚合形成的。
文檔編號G11B5/84GK101676997SQ20091016697
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者M·J·施蒂尼曼, 劉建偉, 靖 桂 申請人:希捷科技有限公司