JPH01243222A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録装置に用いられる磁気ディスクなどの
磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来用いられている磁気記録媒体の模式的な要
部構成断面図を示したものである。第２図の磁気記録媒
体はＡｌ−Ｍｇ合金基板１の上に非磁性金属基体層２を
被覆し、この非磁性金属基体層２上にさらに非磁性金属
下地層３を介して例えばＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金薄膜の磁
性層４を被覆し、磁性層４上に保護潤滑層５を設けてあ
り、基板１に非磁性金属基体層２から保護潤滑層５まで
をこの符号順に積み重ねたように構成したものである。

このように構成された磁気記録媒体は製造過程で基板１
を所定の面粗さ、平行度および平面度に仕上げ、非磁性
金属基体層２はＮ１−Ｐ合金を無電解めっきもしくは基
板１自体をアルマイト処理することにより形成するのが
好ましく、いずれも所定の硬さを必要とし、表面は機械
的研磨を行って所定の面精度まで仕上げる。非磁性金属
下地層３は一般にＣｒを用いてスパッタ形成し、引き続
きＣｏ＝Ｎｉ−Ｃｒ合金などの磁性層４、さらにカーボ
ンもしくは８１０２などの保護潤滑層５を連続的にスパ
ッタして被覆する。

かくして得られた磁気記録媒体は強度１寸法精度などの
機械的特性および磁気特性も良好であり、例えばＡ＃−
Ｍｇ合金基板１上に被覆したＮ１−Ｐ基体層２にＣｒの
非磁性金属下地層３を２０００人、　Ｃｏ−３０ａｔ％
Ｎｉ−７，５ａｔ％Ｃｒ磁性層４を５００八ふよびカー
ボン保護潤滑層５を５００人連続スパッタして形成した
ものの代表的な磁気特性として保磁力Ｈｃは９０００ｅ
である。

以上のような磁気記録媒体は緒特性の向上とともに近年
ますます軽量化とコストの低減に対する要求が高められ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

記録媒体の軽量化とコスト低減に対して考慮すべき点は
基板材料の選択である。すなわち、Ａｌ２−Ｍｇ合金を
基板に用いているために、この上に硬いＮ１−Ｐ層を設
けねばならず、基板面とＮ１−Ｐ層の表面研磨加工に多
大の時間を要し、このことがコストに大きな比率を占め
ている。したがって、この加工工数を短縮するのがよい
が、所定の面粗さ、平行度および平面度に仕上げなけれ
ばならないので、大幅な工数省略は不可能であってコス
トの低減には限界があり、ＡＡ’−Ｍｇ合金を用いる限
り多くを期待することができない。

一方基板材料の選択に関しては記録媒体の軽量化も含め
て、プラスチックもしくはプラスチックとセラミックの
複合材料を用いるのが有望である。

これらの材料は、Ｖ−Ｍｇ合金より軽く、金型を用いて
成形することができるので、金型の表面を高精度に加工
しておくことにより、成形後の表面研磨を行うことなく
十分に良好な面粗さや平行度が得られるという利点があ
るからである。

しかしながら、プラスチックまたはその複合材料を基板
に用いるときは、別な問題が起きる。それは、プラスチ
ックは金属とは異なり、吸湿性が高く水分を吸蔵するの
で、これがスバツタ工程で放出され磁性層に悪い影響を
及ぼし、磁気特性。

特に保磁力を低下させてしまう。したがってＡｌ−Ｍｇ
合金に代わり、プラスチックなどを基板に用いたときも
記録媒体の特性を損なわないようにするのが好ましい。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は磁気記録媒体をより軽量とし、コストを低減するた
めにプラスチックまたはプラスチックとセラミックの複
合材料であるプラスチック系材料を用い、しかも従来の
スパッタ方式あるいはＣＶＤ方式により良好な磁気特性
が得られる構造を有する磁気記録媒体を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気記録媒体はプラスチック系の非磁性基板上
にアモルファスカーボン薄膜からなるバッファ層、非磁
性金属下地層、磁性層および保護潤滑層をこの順に形成
したものである。

〔作用〕

プラスチックなどは水分を吸蔵しているために、これを
基板として用いると、スパッタ過程で放出するガスの影
響を受けて、特に磁性層の保磁力を低下させるが本発明
ではプラスチックなどの基板と非磁性金属下地層との間
にバッファ層としてアモルファスカーボン薄膜が介在す
るように形成したために、基板に吸蔵されている水分な
どのガス放出を防ぐことができるので、良好な磁気特性
を保持したまま、従来より軽量にして安価な磁気記録媒
体が得られる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明により得られた磁気記録媒体の模式的な
要部構成断面図を示したものであり、第２図と共通部分
を同一符号で表しである。第１図は第２図と基本的な構
成は同じであるが、第１図が第２図と異なる点は基板１
ａにプラスチックを用い、基板１ａと非磁性金属下地層
３との間に、非磁性金属基体層２ではなく、バッファ層
６としてアモルファスカーボン膜が介在するように構成
した所にある。

この記録媒体の製造方法について説明するとまず基板材
料にポリエーテルイミド樹脂の商品名ウルテム１２００
を用い、所定の表面精度をもった金型により射出成形し
て基板１ａをＲａ　＝０．０５μｍ以下。

Ｒｍａｘ　＝０．５μｍ以下に作製し、次いでフロン溶
液等による超音波洗浄、蒸気洗浄後、クリーン度クラス
１００以下、１５０℃の条件にて加熱脱ガス処理を行う
。次にこの基板１ａをチャンバ内のトレーにセットする
。チャンバ内は少なくとも１　ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以
下まで排気後、　　２　Ｘｌ０−２ＴｏｒｒのＡｒガス
を導入し、所定の内圧とする。そしてチャンバ内のＣタ
ーゲット、　Ｃｒターゲット、　　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合
金ターゲット。

Ｃクーゲン）に所定のスパッタパワーを印加し、各ター
ゲット前を１２０ｍｍ／ｍｉｎの速度でトレーを搬送す
ることで所定の各層膜厚を得る。この時のスパッタ条件
は例えば基板温度が８０℃以下、バッファ層形成用Ｃカ
ソードパワー密度が５．５Ｗ　／　ｃｎｔ　、非磁性金
属下地層用Ｃｒカソードパワー密度が７．５１’ｌ／ｃ
／、磁性層形成用Ｃｏ−Ｎｉ〜ＣｒミルＣｒ合金カソー
ドパワー、　ＯＷ　／　ｃＴｌｌ、保護潤滑層用カソー
ドパワー密度が５．５１１１／ｃＪである。なお、非磁
性金属下地層のＣｒと磁性層のＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金は
ＤＣスパッタで成膜するが、バッファ層のＣと保護潤滑
層のＣはＤＣスパッタ、ＲＦスパックのどちらで成膜し
てもよい。

また、カーボンのバッファ層はスパッタ法でなくＣＶＤ
法で薄膜形成してもよい。この時の条件はチャンバ内を
Ｉ　Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒ以下まで排気する工程までスパ
ッタ法と同じである。この排気後、炭化水素系ガス例え
ば５　Ｘｌ０−３ＴｏｒｒのＣＨ，ガス（純度９９．９
８％）をチャンバ内に導入し、基板温度を８０℃以下と
してトレー（アース電位）と対向する電極にＲＦパワー
密度０．５Ｗ／ｃ％のＲＦパワーを印加することでカー
ボンを成膜する。カーボン成膜後はスパック法により、
Ｃｒ非磁性金属下地層、　Ｃ。

−Ｎｉ−Ｃｒ合金磁性層、Ｃ保護潤滑層を成膜する。な
お炭化水素系ガスはＣＨ，に代えてＣ２Ｌ、　Ｃ２１１
６゜Ｃ６Ｈ６等の１つを用いても同等の効果が得られる
。

これらの方法によって成膜されたカーボンバッファ層を
ラマン分光法によって測定した結果が第３図である。第
３図において、本発明のカーボン膜７はその成膜法がス
パッタ法（ＤＣ，ＲＦ）、ＣＶＤ法（ＲＦ）のいずれに
限らず、１５００−１６００　ｃｍ−’付近に吸収ピー
クを有する。これはダイヤモンド構造８に起因する１３
３４ｃｍ　’の吸収ピークと明らかに異なり、無定形炭
素つまりアモルファス構造に起因するものである。故に
本発明の基板１ａ上に形成されたバッファ層６はアモル
ファスカーボンである。

次に本発明に係わるバッファ層６の膜厚についてはその
効果を確かめるためにバッファ層６を設けないものから
２０００人まで変化させた。また同時に基板材料として
ポリエステル樹脂と炭酸カルシウムとの複合材料を用い
た媒体を作製したが、このとき下地層３が２０００人、
磁性層４が５００人および保護潤滑層５が５００人とプ
ラスチック基板を用いたものと全く同じ条件にしである
。

次に以上のごとくして得られたそれぞれの磁気記録媒体
について磁気特性の比較を行った。第４図は縦軸を媒体
の代表的な磁気特性である保磁力１１ｃトＬ、４ｊｔ軸
をバッファ層６のアモルファスカーボン膜厚とし、それ
ぞれの媒体について１０点測定の平均値をプロットした
ものであり、基板にプラスチック単独（○）、プラスチ
ック複合材（△）を用いたものと、比較のためにバッフ
ァ層を形成してないものおよび従来の△β合金基板を用
いたものを併記しである。

第４図かられかるように、バッファ層を設けてない媒体
はＨｃが僅かに１０００ｅ程度で非常に小さな値しか得
られず、これに対してアモルファスカーボンバッファ層
６を基板１ａと下地層３との間に形成しである本発明の
媒体はバッファ層６のアモルファスカーボンの膜厚が増
すとともに保磁力が大きくなり、このアモルファスカー
ボン膜厚が４００Å以上になると従来のＡ１合金基板１
にＮ１−Ｐめっき層２を被覆した媒体の保磁力９０００
ｅと同等の値が得られる。

次にそれぞれの磁気記録媒体についてクラック数の比較
を行った。第５図は縦軸を単位面積あたりの１μｍ以上
のクラック数（個／ｍｍ２）とし、横軸全バッファ層６
のアモルファスカーボン膜厚とし、それぞれの媒体につ
いて１０点測定の平均値をプロットしたものであり、基
板にプラスチック単独（○）、プラスチック複合材（△
）を用いたものと、比較のためにバッファ層を形成して
ないものおよび従来のΔｐ合金基板を用いたものを併記
しである。

膜面に発生するクラックは、基板と非磁性金属下地層の
個々の熱膨張係数の違いによる応力が各層に加わるため
である。第５図かられかるように、バッファ層を設けて
ない媒体はクラック数が非常に多い。これに対してアモ
ルファスカーボンバッファ層６を基板１ａと下地層３と
の間に形成しである本発明の媒体はバッファ層６のアモ
ルファスカーボンの膜厚がある範囲内にある時、クラッ
ク数が少ない。つまりバッファ層の膜厚が４００〜１８
００　Ａのときクラック数は５０（個／ｍｍ２）以下で
あり、特に４５０〜１５００人の範囲では１０（個／ｍ
ｍ２）以下と非常に少なくなり、従来のＡＩ！合金基板
１にＮ１−Ｐめっき層２を被覆した媒体と同等の値が得
られる。このことはカーボンのバッファ層がアモルファ
ス構造であり、基板と下地層の応力緩和の働きをしてい
るためである。

次にそれぞれの磁気記録媒体について８０℃、８０％Ｒ
Ｈ環境内に１ケ月放置後Ｂｒ・δ（残留磁束密度×磁性
層膜厚）値の減少量の比較を行った。第６図は縦軸をＳ
ｒ・δ減少量（％）とし、横軸をバッファ層６のアモル
ファスカーボン膜厚とし、それぞれの媒体について１０
点測定の平均値をプロットしたものであり、基板にプラ
スチック単独（○）。

プラスチック複合材（△）を用いたものと、比較のため
にバッファ層を形成してないものおよび従来のＡ１合金
基板を用いたものを併記しである。

第６図かられかるように、バッファ層を設けてない媒体
はＢｒ・δ減少量が７．７％と非常に多い。

このＢｒ・δ減少量が５％以上あると、記録、再生を繰
り返した際エラーの発生が増加する。これに対してアモ
ルファスカーボンの膜厚がある範囲内にある時、Ｂｒ・
δ減少量が５％以下となる。この膜厚範囲が４００〜１
８００人である。特に信頼性上からＡ１合金基板の１．
５％の２倍以下とすると、４５０〜１５００人の範囲が
好ましい。このＢｒ・δ減少量と表面クラック数は第５
図、第６図かられかるように依存性があり、かつ膜厚を
変えることで制御できることがわかる。

これらのことは基板１ａにプラスチックまたはその複合
材料を用いたときにこれらを被覆するバッファ層６のも
たらす効果であって、基板に吸蔵されている水分などの
ガスはバッファ層６のスパッタ過程でほぼ除去されるか
、媒体形成後はバッファ層６にとじ込められて、下地層
３や磁性層４へ悪い影響を及ぼすのを防いでいるからで
ある。

しかもプラスチックまたはその複合材料を基板１ａとし
て用いるときは、従来のＡ１−Ｍｇ合金基板１に比べて
約６０％軽量になるとともに、複雑な研磨工程を必要と
せず、基板ｌａ上に堆積させる各層は同一真空槽内で順
次スパッタさせればよく、バッファ層６を形成するため
の特別な手段も要らない。

°　　最後に本発明により得られた磁気記録媒体を磁気
記録装置に組み込んでＣ８Ｓ試験を行った結果、２万回
のコンタクト・スタート・ストップに対してもこの記録
媒体表面にはなんら傷の発生は見られず、再生出力もほ
とんど低下することなく、十分な耐久性をもっているこ
とを確認することができた。

〔発明の効果〕

磁気ディスクなどの磁気記録媒体は軽量にするとともに
、コストの低減が望まれており、従来の加工工数の多い
Ａ１合金基板の代わりに、後加工なしで高い表面精度の
得られるプラスチックまたはその複合材料を用いるのが
合目的であるが、これらプラスチック系材料は水分など
を吸蔵しており、この上に形成される下地層や磁性層は
スパッタ時に基板から放出される水分などのガスの影響
を受けて酸化し、記録媒体の磁気特性を低下させるのに
対して、本発明によれば実施例で述べたように、プラス
チック系基板と非磁性金属下地層との間にバッファ層と
してアモルファスカーボン膜を介在させるように構成し
たために、このバッファ層によって基板からのガス放出
の磁気特性に対する悪影響はなくなり、本来の媒体の有
するすぐれた磁気特性を維持することができ、しかも基
板上の薄膜積層過程は連続スパッタが可能であって製造
効率を低下させることもない。

以上のように本発明の磁気記録媒体はプラスチツク系の
基板を用いて表面研磨工程を省略したことによる軽量化
とコスト低減、およびスパッタ法またはＣＶＤ法を用い
てアモルファスカーボンバッファ層を形成することによ
りプラスチック系基板のもつ欠点を解消して媒体本来の
特性を保持することができたという点で磁気記録媒体に
望まれるいくつかの重要な課題を全て同時に達成したも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の模式的な要部構成断面
図、第２図は従来の磁気記録媒体の模式的な要部構成断
面図、第３図はラマン分光法による測定線図、第４図は
本発明の磁気記録媒体における保磁力とバッファ層の膜
厚との関係をバッファ層なしの媒体および従来の媒体と
の比較で示した線図、第５図は本発明の磁気記録媒体に
おけるクランク数とバッファ層の膜厚との関係をバッフ
ァ層なしの媒体および従来の媒体との比較で示した線図
、第６図は本発明の磁気記録媒体におけるＢｒ・δ減少
量とバッファ層の膜厚との関係をバラ　７７層なしの媒
体および従来の媒体との比較で示した線図である。 １．１ａ　基板、２　非磁性金属基体層、３非磁性金属
下地層、４　磁性層、５　保護潤滑層、６　バッファ層
。 第１３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プラスチック系基板上にアモルファスカーボンバッ
   ファ層、非磁性金属下地層、磁性層および保護潤滑層を
   この順にスパッタ形成してなることを特徴とする磁気記
   録媒体。 ２）特許請求の範囲第１項記載の媒体において、スパッ
   タ形成されるアモルファスカーボンバッファ層に代えて
   ＣＶＤ法で形成されるアモルファスカーボンバッファ層
   とすることを特徴とする磁気記録媒体。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の媒体にお
   いて、アモルファスカーボンバッファ層の膜厚が４００
   〜１８００Åであることを特徴とする磁気記録媒体。