JPH1064035A

JPH1064035A - 磁気記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1064035A
Application number: JP21755096A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yoshida; 伸也吉田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気記録媒体の摺動耐久性を向上させ、高密
度記録が可能な磁気記録媒体及びその製造方法を提供す
る。【解決手段】ビッカース硬度が１４００以上の薄膜３
を金属磁性薄膜２上に形成した磁気記録媒体１０を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非磁性支持体上の
金属磁性薄膜にスパッタ法により無機質被膜（いわゆる
保護膜）を形成してなる磁気記録媒体及びその製造方法
に係わる。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野において、記録する情報
量の増大に伴って、年々高密度記録化が強く要求されて
きている。これに伴い、磁気記録媒体には、従来の磁性
粒子をバインダー中に分散させて塗布する、いわゆる塗
布型媒体に代わって、強磁性金属をメッキや真空薄膜形
成手段、例えば真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレー
ティング法により成膜した、いわゆる金属磁性薄膜型の
磁気記録媒体が主流になりつつある。

【０００３】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保
磁力や角形比等に優れ、塗布型媒体のように磁性層中に
非磁性材であるバインダーを混入する必要がないため磁
性材料の充填密度、即ち単位体積当たりの磁化量を高め
ることができ、塗布型の媒体に比べて磁性層の厚さを極
めて薄くすることができるため、今後より多く使われる
と予測される短波長領域における電磁変換特性に優れて
いる。さらに、記録減磁も著しく小さい。金属磁性薄膜
型の磁気記録媒体は、以上のような優位さ故に、今後は
高密度記録用の磁気記録媒体として主流となると考えら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
金属磁性薄膜を磁性層として用いる磁気記録媒体、例え
ばハードディスクなど磁気ディスク、斜め配向蒸着テー
プ等のＶＴＲ用媒体、データ用の磁気メディア等の分野
では、さらなる高密度記録化が要求されており、記録波
長の減少に伴う磁気記録媒体・磁気ヘッド間の相対走行
速度の高速化や、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの間のス
ペーシングを低減させるためのベースフィルムの平滑化
等が要求されてきている。

【０００５】その結果、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の
摩擦力が増大し、磁気記録媒体に生じるせん断応力が大
きくなる。そこで、このような磁気記録媒体において
は、摺動耐久性を向上させるために、磁性層の表面に保
護膜を形成している。そして、保護膜としては、カーボ
ン膜、ＳｉＯ₂膜、ジルコニア膜等が挙げられ、これら
の膜は、例えばアルゴンガスを用いてＲＦスパッタ法や
スパッタ法により成膜している。

【０００６】しかしながら、アルゴンガスを用いたスパ
ッタ法により成膜すると、アルゴン原子の原子量が小さ
いため、スパッタ粒子の運動エネルギーが小さく、薄膜
形成面上に達した後の動きが少ないため、スパッタ膜に
空孔やボイドが生じやすい。従って、成膜磁性層の表面
に単に保護膜を形成しただけでは、摺動耐久性を向上さ
せることが困難であった。

【０００７】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、磁気記録媒体の摺動耐久性を向上させ、高密度
記録が可能な磁気記録媒体及びその製造方法を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録媒体
は、ビッカース硬度が１４００以上の薄膜を金属磁性薄
膜上に形成した構成とする。

【０００９】また、本発明の磁気記録媒体の製法は、金
属磁性薄膜上にスパッタ法により無機質被膜を形成する
磁気記録媒体の製造方法において、スパッタガスとして
Ｋｒガス又はＸｅガス又は両者の混合ガスを用いるもの
である。

【００１０】上述の本発明の磁気記録媒体によれば、金
属磁性薄膜即ち磁性層上に、ビッカース硬度が１４００
以上の薄膜を形成することにより、磁気記録媒体の摺動
耐久性を向上させることができる。

【００１１】また、本発明の磁気記録媒体の製法によれ
ば、スパッタガスとしてＫｒガス又はＸｅガス又は両者
の混合ガスを用いて、スパッタ法により金属磁性薄膜上
に、無機質被膜を形成することにより、通常スパッタガ
スとして用いるアルゴンガスより原子量が大きいため、
ガス原子のエネルギーが大きく、スパッタ粒子に大きな
運動エネルギーを付与することができる。これにより、
薄膜形成面（磁性層）上での拡散（いわゆるマイグレー
ション）が促進され、スパッタ膜にボイドや空孔が少な
くなる。その結果、緻密で高密度・高硬度のスパッタ
膜、即ち無機質被膜（いわゆる保護膜）を形成すること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、ビッカース硬度が１４
００以上の薄膜を金属磁性薄膜上に形成した磁気記録媒
体を構成する。

【００１３】また本発明は、上記磁気記録媒体におい
て、薄膜がスパッタ法により形成された構成とする。

【００１４】また本発明は、上記磁気記録媒体におい
て、薄膜はスパッタ法により形成された主としてカーボ
ンを含む薄膜である構成とする。

【００１５】また本発明製法は、金属磁性薄膜上にスパ
ッタ法により無機質被膜を形成する磁気記録媒体の製造
方法において、スパッタガスとしてＫｒガス又はＸｅガ
ス又は両者の混合ガスを用いるものである。

【００１６】以下、図面を参照して本発明の磁気記録媒
体の実施例を説明する。図１に示す磁気記録媒体１０
は、ベースフィルムとしての非磁性支持体１上に金属磁
性薄膜からなる磁性層２が形成され、さらに磁性層２上
にスパッタ法により形成された無機質被膜、いわゆる保
護膜３が形成されてなる。そして、本発明では特に、保
護膜３として、ビッカース硬度が１４００以上の薄膜を
形成する。

【００１７】非磁性支持体１は、ポリエステル類、ポリ
オレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、ポリ
イミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等に代表さ
れるような高分子材料により形成される高分子支持体等
により形成する。

【００１８】磁性層２は、ハードディスク用の磁気記録
媒体にはスパッタ法により、蒸着テープには蒸着法によ
り形成する。磁性層２を構成する金属磁性材料として
は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属や、Ｃｏ−Ｎｉ系
合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合
金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ系合金（Ｃｏ−
Ｃｒ−ＴａやＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ等）等が挙げられる。

【００１９】保護膜３には、カーボン膜又は主としてカ
ーボンからなる膜を形成する。保護膜３の形成には、ス
パッタ法を用いるが、このときにスパッタガスとしてＫ
ｒ（クリプトン）ガス又はＸｅ（キセノン）ガス、又は
これらのガスの混合ガスを用いる。ＫｒやＸｅは原子番
号が大きい原子で、原子の重量も大きいため、プラズマ
粒子のエネルギーが大きくなり、その結果ターゲットか
ら飛び出すカーボン粒子の運動エネルギーが大きくな
る。そしてスパッタ膜形成面に到達した時に、拡散する
だけのエネルギーが残り、スパッタ膜の隙間に充填され
やすくなり、ボイドや空孔が生じなくなり、緻密な膜が
形成される。また、粒子の付着力が強くなり、膜が剥が
れにくく、水や酸素の侵入を防止し、磁性膜に錆が生じ
ることがない。

【００２０】従って、こうして作製されたスパッタ膜
は、通常のアルゴンガスを用いたスパッタ法により形成
した保護膜よりも、高密度・高硬度を示し、それにより
優れた摺動耐久性を得ることができる。また、このよう
にスパッタガスを選定することにより、保護膜のビッカ
ース硬度を１４００以上とすることができる。

【００２１】また、本発明の磁気記録媒体は、図１に示
す構成に、さらに図示しないが、保護膜３上に防錆剤あ
るいは潤滑剤からなるトップコート層を形成する構成
や、非磁性支持体１の磁性層２を形成する面とは反対の
面に、帯電防止剤等と結合剤を主としてなるバックコー
ト層を形成する構成等を採ることができる。この他、こ
の種の通常の磁気記録媒体に用いる構成・材料をいずれ
も用いることができる。

【００２２】次に、実際に本発明の図１の構成の磁気記
録媒体１０を作製し、各種特性を調べた。

【００２３】（実施例１）まず、非磁性支持体１となる
高分子フィルムとしてポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）フィルムを用意する。次に、この非磁性支持体１
のフィルム上に、斜め蒸着法により酸素ガスを導入しな
がら、Ｃｏ−Ｏ系からなる磁性層２を形成した。

【００２４】このときの蒸着条件は以下の通りである。インゴット：Ｃｏ₁₀₀ 蒸着入射角度：４５°〜９０° 酸素ガス導入量：０．５５リットル／分真空度：２×１０^-2Ｐａ磁性層膜厚：１６０ｎｍ尚、磁性層の膜厚は、蒸着時のフィルムの送り速度又は
電子銃の投入電力を変えることにより、制御することが
できる。

【００２５】次に、このようにして非磁性支持体１上に
形成された磁性層２上に、図２に示すスパッタ装置１１
を用いて、スパッタ法により、保護膜３としてカーボン
保護膜を形成した。

【００２６】このスパッタ装置１１は、いわゆるマグネ
トロンスパッタ装置であり、装置内全体を真空にする真
空排気系２０を有し、内部には非磁性支持体１に磁性層
２を形成したフィルムＦを巻装する巻き出しロール１３
及び巻き取りロール１４、移動中のフィルムＦをガイド
する回転支持体１２、処理を行う際にフィルムＦを支持
し、かつ冷却するドラム状の冷却キャン１９、スパッタ
ガスを導入するガス導入口１８、スパッタ法により保護
膜３の形成を行うためのカーボンターゲット（陰極）１
５を有する。

【００２７】カーボンターゲット１５には裏面に磁石１
６が組み込まれ、この磁石１６は、カーボンターゲット
１５とその近傍に磁界を印加し、カーボンターゲット１
５の周囲のプラズマ密度を高くして、プラズマ粒子Ｐの
衝突をしやすくするもので、永久磁石または電磁石を用
いる。また、カーボンターゲット１５には、直流電源１
７によりおよそ−６００Ｖの電位が印加されている。ま
た、ガス導入口１８からスパッタガスが導入される。

【００２８】このスパッタ装置１１において、次のよう
に保護膜３の形成を行う。まず、巻き出しロール１３に
巻装されたフィルムＦが回転支持体１２を経て冷却キャ
ン１９に供給される。フィルムＦは、ドラム状の冷却キ
ャン１９に沿って移送されカーボンターゲット１５の近
傍において、プラズマ粒子Ｐにより飛び出したカーボン
粒子Ｃの付着により、保護膜３の形成がなされる。保護
膜３を形成したフィルムＦは、回転支持体１２を経て巻
き取りロール１４に巻回される。

【００２９】このスパッタ装置１１により、次の各条件
で磁性層２上に保護膜３を形成した。このときのスパッ
タの条件を以下に示す。ターゲット：アモルファスカーボンスパッタガス：Ｋｒガススパッタ時ガス圧：約０．３Ｐａカーボン膜厚：１０ｎｍ

【００３０】このようにして作製したテープの原反を、
所定のテープ幅に裁断し、磁気テープを作製した。全て
のサンプルにおいて、磁性層２の磁化容易軸の配向角度
は２０〜３０°であった。

【００３１】（実施例２）カーボン保護膜を作製するス
パッタガスを、Ｘｅガスとする他は、実施例１と同様に
して、磁気テープ１０を作製した。

【００３２】（比較例１）カーボン保護膜を作製するス
パッタガスを、Ａｒガスとする他は、実施例１と同様に
して、磁気テープ１０を作製した。

【００３３】次に、これらの各例の磁気テープ１０とは
別に、保護膜の硬度測定用の試料を作製した。まず、Ｐ
ＥＴフィルムからなるベースフィルム上にシリコン基板
を貼り付け、次に、このシリコン基板の上に、実施例１
〜２及び比較例１と同様のカーボン保護膜を膜厚を１０
０ｎｍとして形成した。そして、これを各例の硬度測定
用の試料とした。

【００３４】硬度の測定は、ビッカース硬度計として、
ＮＥＣ社製のＭＨＡ−４００（機種名）を用いて、押し
込み深さが５０ｎｍのときのビッカース硬度を測定し
た。

【００３５】次に、各例の磁気テープ１０に対して摺動
耐久性を測定した。ソニー社製の８ｍｍビデオデッキＣ
ＶＤ−１０００（機種名）を測定用に改造した物を用い
て、磁気テープ１０を１００パス走行させた後の出力
が、初期出力よりも何ｄＢ低下するかを測定して評価し
た（レベルダウン測定）。尚、測定環境は、４０℃、３
０％Ｒ．Ｈ．とした。

【００３６】摺動耐久性及びビッカース硬度の測定結果
を、次の表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１より、実施例１及び実施例２のように
スパッタガスをＫｒガスやＸｅガスとすることにより、
摺動耐久性が良好になり、またビッカース硬度も１４０
０以上となることがわかる。

【００３９】比較例１のＡｒガスによるスパッタの場合
には、レベルダウンが２．０ｄＢであり、耐久性がよく
ない。また、ビッカース硬度も１０００と低く、カーボ
ン保護膜が脆くなるので、カーボンが磁気ヘッドに付着
してスペーシングロスを生じて出力低下を生じるなどの
問題を生じることになる。

【００４０】従って、スパッタガスをＫｒガス、Ｘｅガ
スとすることにより、ビッカース硬度が１４００以上
で、摺動耐久性のよい保護膜を形成することができる。
尚、ＫｒガスとＸｅガスの混合ガスを用いても同様の効
果が得られる。

【００４１】本発明の磁気記録媒体及びその製造方法
は、上述の例に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

【００４２】

【発明の効果】上述の本発明による磁気記録媒体によれ
ば、金属磁性薄膜からなる磁性層上に、ビッカース硬度
が１４００以上の薄膜（保護膜）を形成することによ
り、摺動耐久性が良好な磁気記録媒体を構成することが
できる。

【００４３】また、本発明の磁気記録媒体の製造方法に
よれば、スパッタガスをＫｒガス又はＸｅガス又はこれ
らの混合ガスに選定することにより、金属磁性薄膜上に
緻密で高密度・高硬度の無機質被膜（保護膜）を形成す
ることができ、摺動耐久性の良好な磁気記録媒体を製造
することができる。従って本発明により、高密度記録が
可能で耐久性の良好な磁気記録媒体を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の一例の概略構成図（断
面図）である。

【図２】保護膜の形成に用いるスパッタ装置の概略構成
図である。

【符号の説明】

１非磁性支持体、２磁性層、３保護膜、１０磁
気記録媒体、１１スパッタ装置、１２回転支持体、
１３巻き出しロール、１４巻き取りロール、１５
カーボンターゲット（陰極）、１６磁石、１７直流
電源、１８ガス導入口、１９冷却キャン、２０真
空排気系、Ｆフィルム、Ｐプラズマ粒子、Ｃカー
ボン粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビッカース硬度が１４００以上の薄膜を
金属磁性薄膜上に形成したことを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項２】上記薄膜がスパッタ法により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】上記薄膜はスパッタ法により形成された
主としてカーボンを含む薄膜であることを特徴とする請
求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】金属磁性薄膜上にスパッタ法により無機
質被膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、スパッタガスとしてＫｒガス又はＸｅガス又は両者の混
合ガスを用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。