真空喷涂用于磁记录介质的润滑剂的制作方法

专利名称：真空喷涂用于磁记录介质的润滑剂的制作方法
真空i5S^用于磁记录介质的润滑剂
絲领域
本发明涉及葡膽磁iB^介质的^a设备，以及制作磁记录介质的皿。 背景絲
具有可磁化媒介的鹏棚于駄多数iti^係统的繊存储。当前的磁 硬盘驱动器通过在磁盘表面.匕方仅几纳米，而棘相当高，典型地为每秒録 的i^写^JM乍。由于货-写头顿作期间可能繊鹏表面，一润滑剂层被覆盖 在磁盘表而，以^>磨损和 。
阁i示出了盘记录介质以及盘的ii^面，示出了纵向和垂直记录的不同。
尽符图1仅示出了一HM盘的--面，磁记录层仍被嘛^R在图1的非磁铝质基 底的每个面上。并且，尽管图1示出的为铝质基底，其它实施例也可以包括由 玻璃、玻难陶瓷、Nip/铝、金属合金、塑料/聚^M料、陶瓷、玻璃聚，、
合"3^r料mm其他^[^性材料制作的基底。
通常地，润滑剂通鹏包创写滑剂的溶液中浸渍盘Mffl在盘表面。该溶
液典型地包括润滑剂和用以提高润滑剂涂覆特性的涂覆溶剂，该^腿常为粘 性油。盘l^^溶液中移除时，溶剂可以蒸发，从而皿表面留下润滑剂层。
硬盘上的润滑Jlil过防止碳覆层的磨损，为下面的磁性合金,保护。此 外，它与M^-—起作用，微其下的磁性合金免魏蚀。
在气相润滑剂处理中，气相润滑齐UM:在真空中将该润滑剂加热到 -定温 皮ifu'产生，然后气相润滑剂被凝结到具有碳覆层的盘上。沉积率由液态润滑剂 加热《/变控制。与传统的浸渍覆层润滑剂处理相比，M 润滑剂蒸发获得的 气相润滑剂具有--定的优点，例如处理无需溶剂，均—的润滑剂厚度，不具有 没溃润滑剂处理的润滑剂特点等等。然而，现有的气相润滑剂处理存在--错 点。由丁"与前使用的润滑剂为具有--定W量(MW)分布(聚合分謝旨l^1)
的全氟聚醚(PFPEs)，因此更低MW的组分将率先蒸发。为维持固定的沉积率， 润滑剂加^JS^^的很缓厦。结果，与浸銜润滑剂鹏的固定MW分布相
3比，？^只^J:的润滑剂MW逐渐由低到高变化。由于润滑剂MW影响润滑剂 性能，例如粘度、表面流动性、润滑剂粘着性等，这将由于被制造中的润滑 剂^MHDI性能的变动。形卜，为，期望的可靠性自，两种^E多种 不同的具有一定比率的润滑剂被凃覆到盘表面。由于不同类型的润滑剂具有不 同的蒸m力，使得这在当前的蒸汽润滑剂系统中难以实现。因此，高度期望 获得固定的MW分布，以M的^中采用多组分润滑剂。

发明内容
本发明涉及一种OTm^料阀雾化力法在存储介质上沉积润滑剂薄膜的设 备和施。
本发明涉及一种处S31程和裝置，用于^顿高速^^料阀的^^料阀雾化， 在存储介质上沉积润滑剂薄膜，从而制造出具有一润滑剂层的存储介质表面， 该润滑剂层在整个润滑剂层具有均--的润滑剂组成。本发明的一个实施例涉及 种制造磁记录介质的处理设备，包括腔室，微给料阀，其可打开的最小时间 小于0.3微秒，并在每次该微给料阀打开时，放出约100纳升到约500微升的液


M参考与附图一起的详细说明，本发明将更容易理解，其中
图1示出了 —种敏IB^介质。
图2示出了制5t磁i凍介质的在线，方法-。
图3示出了4顿m^料阀，在存储介质表面沉积润滑剂薄膜的示意图。 图4示出了^E冲时间5秒、0.005重量百分比(wt%) Zdol-TX的Vertel XF 溶液的"空喷雾后， 95mm盘农面的HDI表面扫描。
具体实施例方式
本发明涉及—种使用润滑剂覆盖基底，特别是记录介质(记录盘)的力、法， 此处润滑剂同时也特撤萄滑油(lube)。润滑剂典型地包含^f量从儿百道尔顿 (Dalton)到几Tii^顿的组分。提高介质im蚀性的途，经一是蒸^^l滑剂处理，在真空^^牛下，紧接着 碳！M沉^t后，润滑剂败沉积在介质上。该途^s于这样的构想，如果介质 在暴露至伏气环境之前^^滑剂微，贝鹏皿可以延缓。,'王]滑剂，过
程包括全氟聚醚(PFPE)润滑剂在介质表面的^MR。在iM^中，
提高的,下PFPE润滑剂的蒸发，润滑剂被^n化。^:明M^间，发明人
意识到了一些与热蒸^s有关的问题。
首先，热蒸发繊于润滑剂的肝量。低肝*^滑剂針具有更髙的蒸 汽压，比更高^量的润滑剂蒸发得更快。该蒸^i率的差异导致^fR在介质 上润滑剂的润滑剂^ 量在，时间内^变化。而且，恒定沉禾i^^l^:现 很难维持，而蒸发^jg也必须随着处理时间持续上升。船卜，由于润滑剂溶液
维持在JI高的,，润滑剂的热,可能在一个时间敬i:^生。
其次，多组分润滑剂系统的热蒸发润滑^:现很困难。现今，润滑剂添加
剂，例如二(l氟苯竊)-四(3-三氟甲基^S)环三聚磷Ji(cyclotriphosphazene) (X1P)， MT、朋以提高薄膜介质的摩擦学性能。这样的多组分系统将需要多个 蒸汽润滑剂站，用于依次沉积润滑剂和添加剂。然而，每个组分层的厚度纟 控制。
制造磁记录介质的在线处理在图2中示意im^出。介质基底^Jra热器向
于品种层沉积站连^移动，从而在介质基底上形成子晶种层。然后，介质基底
移动到品种层站以沉积晶种层，典型地为NiAl。子晶种层和晶种层沉积之后， 介质基底IKi^M皿层沉积站，&1^1^^层。然后该介质被i^l到磁ttM 沉积站，然后是保护性碳觀繊站。最后，该介质被ii^M过润滑剂薄鹏 积站。
几乎所有盘介质的制皿程tPS5尘室中进行，其中^fe的M^f^非
常低，并^T-,制和监测。纟^l"^多道一隨性基底的清洁处a^，该基 底具有了一个超洁净的表面， 备在基底上进行磁性介质层的沉积。这样的
介质所需的沉积所有层的装置可以是一静态溅射系统或者一掠过式(paa^by)系 统，Jl:屮除润滑剂外的所有层者赃统的真空环境屮连^h:积。
本发明中组/^M记录介质的每层，除碳覆层和润滑齐IJT贞层外，都可以， 仔舸的物理蒸，积5^ (PVD)，例如mij"、真空蒸发等进fr沉积或以其它方 式形成，其中"跑为,。碳顧典型ilk^ffl^^Kf只或者离子束沉积。舰将介质在包^^f滑剂组分溶液^^液中浸渍，紧接^M:例如^移除多余的液体，^M:真空环鴻中的^;态润滑齐W 法，润滑剂层典型ityi^为顶层。TO也许是制^ia录介质的irMl^中SS要的步骤。 有两沐掠过式^f和静态^f。在^iiTO中，盘被糊到一真空腔室中，在其中盘移动时，用磁性和一隨性材料进疔游只，^^材^S基底上^^成"^或多个层。静态W^HOT更小的机器，*盘被#^拾取和,，此0tt并不移动。本发
明实施例中盘的各层都MM^^f机的静^iiit^只。
,层在称为"炸弹"的东西中^R， "炸弹"被^AJW机。炸弹是鄉嘟具有耙的真鄉室。基底IW^A炸弹^CT鹏才綱只。作为盘的顶层之一， 一润滑剂M^MOT于a^面;^。鹏在M"后的盘上导致一^^粒构造。这^^立需魏移除，以确保它
们不造》M^(head)和基底之间的刮伤。 一旦润滑剂层皿用，基底，入到抛
光阶段，其中基底被研磨，此时它雌地围绕一轴旋转。盘鹏拭，并且洁净
的润滑剂被平均ife/^于表面上。
紧接着，在有的情况下，盘W31H賊处舰彻J备和质量测试。首先，--抛光头通过表面，移除仿可突起(微凸体，技7lt^语)。然后滑动头经过盘，检杏剩余突起，如果冇的话。最后确认头检査表面的制造缺陷，同时测量盘的磁记录能力。
本发明涉及润滑剂和润滑剂添加剂在薄膜介质上的蒸n^积。如图3 ";f^，
在真空斜牛下，包貪润滑剂和润滑齐l條加剂的溶液，例如X-lp，通过一微给料
阀，被滩射为l'f.径小到几微米或者亚縱的超细小液滴，溅射到处理腔审巾。
如图3所示， 一个1t/纳M料阀TO于在真空室屮，在高压下使用同定^^的
润滑齐0/ |』溶液^喷雾。随着,搬蒸发并泵出， 一个均-'的润滑剂层将被沉积^:表面。由于每次由阀发放的翻嗨^R有相同的MW和组分分布，每
—皿都具有^a于润滑齐鹏的相同的MW和组分分布。为斷氐^flj用量， 一冷阱W以MM在真S^:室中^^排鹏上以TO^l席利用。
尽管图3并未示出介质和真SR室之间的扮可隔板，这些隔,是可以选扦附也与阁3屮的真空腔室组合。尽管未在图3中示出，该润滑剂是MJ1力泵屮&到该高速微给料阀，该高速微给料阀可以包括一微给料阀和一例如电磁阀的阀，用于使用该电磁阀的可编禾鹏制器进 量控制。图3中的流量控制可以由^i入信号^t控制该润滑剂和添加剂流的皿的伺服M^该髙速微给料阀誠。
絲发明顿^^料阀^tt:法的^f只鹏中，液滴中^f娜点润滑剂^!i，
例如vertreixf，在真空下asaM发。润滑剂^啲^i蒸^Bai的破坏了液滴，从而在^aj^室中将PFPE润滑剂完^i^mtsgm。此后可以实现润滑剂或润滑剂添加剂在介质表面域相同的沉积。术语"^i:"指的是将液將碎成可以悬浮在气体中的液滴。短语"烦相同"指的题记录介质表面从一点到另一点组分鹏的差蹄乎其微(小于5%)，鶴异可能練响盘驱动的性能。润滑剂在雾化后超i尼的蒸離。润滑剂針在介质表面的^i率，s，
遵守以下关系S=P/27imkT，其中P和m分别是PFPE润滑剂的蒸m和^f量。对于^f量为2000amu的ZdolPFPE，在20。C^^ffi约为ZxlO^orro在
介质表面沉积10入的润滑剂薄膜需要大约0.32秒。因此，M:齡质表面暴露在润滑剂和添加剂的蒸汽中，润滑齐诉n添加剂的 ja只可以在5秒内完成，雌为i秒。
图3中，尽管劐鹏室被^^为雌实施例盼'真空[腔蜀"，该雾雌室其
实并不必须在真^条件下。该雾化腔室中的气态环境压力应该是这样的，本发
明的雾^ffi提供该液体的液滴SA喷嘴，至少一部分液滴可以悬浮在该腔室爪的气态环境'I，。液滴的大小范围为0.1到10麟，雌范围为0.1到1 ，M优选范l韦l为0.1到0.5微米。
雾化气相润滑剂处理的优点如下。无需加热，这样时间过去后润滑剂不会发生热1^M。沉积在盘.卜.的润滑剂成分与溶液中的完f-致。因此，可以在同
腔审屮柳、版积多种组分。由于润滑剂是在室温下沉积，冈此无需控制润滑剂溶液的温皮。控制沉积速率的参数为真空压，其可以容易地设置在--个IE定水平。通常地，本发明的设i愤决了热蒸汽化设计屮f腿到的所有问题。
在一个变化例中，在将介质暴露到mj^室巾的蒸汽中之前或期间，介质
可以使用uv照射。uv暴露可以带，结合润滑剂厚度的增加。发明A^:现在
UV暴露之后，^!面00和OK)键的fclJt加了， ^J^了在紫外线Mf过
程中产生的臭氧与,面发牛:S应，形成了例如COOH和COH之类的功會缠
团。从而形成了将润滑剂结合至|服表面的餘基和^*基团之间强烈的偶极-偶极相互作川。可以iKi本发明的^a用于iBi:介质的润滑剂包括聚氟代醚纟且^/，其可以与极性基团，如羟基、,或MS进行末端功能化。极性基团,了更佳的途径，以便将润滑剂附着S^占贴到记录介质表面。鹏氟化油可M5i商^t径获得，其商标为Fomblin Zf 、 Fomblin Zrdol 、 Fomblin Ztetraol 、 FomblinAm2001 、 Fomblin ZOISOC (Montedison) 、 Demnum (Daikin)和Krytox②(Dupont)。 Fomblin润翻的化学结构如下麻。
X-CFH(OCF2-CF2)边-(OCF2)J-OCF广X
Fomblin Z:非g,团X=F
Fomblin Zdol:②、V端基团X=CH2"OH
FomblinAM2001:鹏端基团
X = CH，OCH
CH，
Fomblin Ztetraol:鹏端基团X = CH2OC、H2(，HCH:~OH
OH
i'川汀-木发明雾^^覽的翻抱拈Vertel XF、 HFE7100、 PF5O60和Ak225。
的厚助:V:改^少为O.;mJ {^^:少I二，史^M^:少i:2nm，通常低于3ram雌范闹为lnm到3nm。特殊用途的^好影11分可以提供史A的傅膜厚泣，其范| l;l为lkD到10kD，皿为2kD到8kD。
描述聚，^f组分分布，艮u多分散昨的w太-之--为审均好量，定义为
其巾mi为具有M量Mi的聚^5H^组分的总量，同时^^J^f量定义
为其中n为具有^量m的聚^i^种^ma分的总数。s^ti的重均^
量(NU总是大于,肝量(M^)，因为后者计算的是每类M的肝分布，
而计算的是它们质a^式的分布。因此，当t^质量而非ia:作为量度因素时，这些组分具有比平均更高的肝量分布。
对于所有的多分散I^W说，比例I^/Mn总是大于l，而该比例偏离l
的量则^^/多分散性的MS。 Mw/H比例^:，聚，^ 量分布幅^大。
气相^T量分布的采样可以M;将^t缩到一4^i的表面进行，随后
对在一校准尺寸的排,阻法系统的冷^a行分析。
要求,的润滑剂具有相对窄的好组分的肝量分布。实践中，分布越
窄，维护蒸汽中一种或多种组分的浓度的稳定状恭鹏容易。例如，如果最高和设低分子量的聚合物组分具冇非常相似的分子量，那么它们的蒸汽fi魂会非常相似。另-'方面，如果針量(蒸汽压)有很大的差异，那么加热润滑剂就需要高得多的 ,并需要为维持稳定状态的浓度进行的过禾驶s制。本发明使
用的润滑剂所具有的Mw / M 比例应该舒1和1.6之间，雌地介于1和1.3之间，更雌地介于1和1.2之间。
本发明可以实践中可以，招可具有相对^:或小的多分散性的商业润滑
剂，或者娜这样的润滑剂，其己经被预鄉以获得具有相对小的多分散性的润滑剂。本发明的雌实施例并不包括润滑剂的预鄉。然而，预，润滑剂可以OT于鄉相对窄好量的润滑剂。如果预，闰滑剂被用亍本发明，蒸馏、套色、魏棘其它可以实现分离的技术也可以获得分子量级的预飾润
、版
实施例
本发明的一个实施例如下戶腿。
-具冇高速微给料阀的真空喷雾实麟覽被制造和试验，该高速微给料阀
吋在最小为微秒范闱的时间内打开，并可精确地每7^M出相同量的微纳升量
级的液体。
该微给料阀从Lee公司获得。该阀的详细信息可在因特网上看到95b9554ac723o4d85256783006al伤3!OpenDocument)。用于本实施例的阀的型号为一高速^^料阀(INKX0514300A)。
OT的润滑剂溶液为0.005 wt% Zdol-TX的Vertrel XF溶液。图4示出了在真空中打开阀5秒舰喷雾鶴的盘的HDI图像。FITR领懂的润滑剂平均厚度为12A。 M31调节润滑剂棘、阀的打开时间以及润滑剂溶液的压力，可以控
制润滑剂厚度。厚度和成分可以鹏Fim测量。
本申请的文字和附图中公开了几^C字范围。这些公开的数字范围本质上支,K^A^所公开数字范围的范围和值，即便说明书中并未逐字陈J^jf确的范围限制，因为本发明可实 公开的^^字范围。
战描述使得本领m^人员可以制誠舰本发明，^JI^特定申请及艽权利要求的上下文中。雌实施例的各种修舰于本领^^人员来说都是、迈而易见的，并且在不脱离本发明精神和范围的情况F，此处定义的TO原
理可以被i^于其他头'施例或申请中。因此，本发明不仅仅限于所7i;-实施例，
而是被赋予船此处公开的原理和特征的最宽范围。最后，本申请引用的专利和出版物的齡披露作为参考并A^^月。上述实现方式以及其它的实现方式落在权利嬰求书的范围之内。
权利要求
1、一种制作磁记录介质的方法，包括在腔室中放置磁记录介质；通过微给料阀向腔室中提供液体，其中该液体包含润滑剂和溶剂；将腔室中的压力维持在低于该液体的蒸汽压，以便将至少一部分液体雾化成液滴，该液滴悬浮在腔室中的气体里；通过液滴将润滑剂沉积在磁记录介质的表面上。
2、 如权利要求1所述的方法，其中iT^^料阀打开时间小于0.3微秒，并 且，当打开时，放出约賜纳升到约500微升的液体。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其中该液滴的尺寸为0.1到10微米。
4、 如权利要求1-3 ^fr"-个戶脱的对去，其中该润滑剂的Hv/Mn比例为l到1.6。
5、 如权利要求"任一个戶脱的方袪，其中该液体包含不同組成的多禾种萄 滑剂。
6、 如权利要求1-5任一个所述的方法'其中该润滑剂包含至少一种氟化油。
7、 如权利要求1-6任-个戶腿的方祛，进一歩包括ffiM:液滴将润滑剂沉 积到磁l战介质上之前或期间，将"^iai:介质暴teuv中。
8、 -种裝置，用于进行权利要求l-8中^^-J^M的方法。
全文摘要
制造磁记录介质的处理设备，其包括腔室，微给料阀，其可打开的最小时间小于几微秒，并可在每次该微给料阀打开时，发放一微升或者更少量的液体，其中该包含润滑剂以及不同于该润滑剂的溶剂的液体通过该微给料阀发放。
文档编号G11B5/84GK101656083SQ20091016698
公开日2010年2月24日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月11日
发明者M·J·施蒂纳曼, X·马, 杨季平, 靖 桂 申请人:希捷科技有限公司