DE2435887C2

DE2435887C2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbandes

Info

Publication number: DE2435887C2
Application number: DE2435887A
Authority: DE
Inventors: Tatsuji Kitamoto; Mahito Shimizu; Ryuji Shirahata; Masaaki Odawara Kanagawa Suzuki
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1973-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1986-09-04
Also published as: JPS5033811A; JPS5642054B2; US3898952A; DE2435887A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbandes mittels lonenplattierung, bei df. sich in einer Vakuumkammer eine Anode und eine Kathode zur Erzeugung eines Glimmentladurigs-Piasjnas eines Gases befinden und bei der ferromagnetisches Material an der Anode verdampft und auf dem an der Ka.iode befindlichen Substrat abgeschieden wird.

Eine solche. Vorrichtung ist bereits aus der US-PS 33 29 601 bekannt Beim sog. Ionenplattieren wird ein auf Kathodenpotential liegendes Abscheidungssubstrat, also ein negativ geladenes Substrat und eine positiv geladene Verdampfungsquelle verwendet

Vom sog. Ionenplattieren zu unterscheiden sind die mit dem englischen Fachwort »sputterik^ bezeichneten Verfahren, bei welchen mit Hilfe von Gasionen Atome aus einem negativ geladenen sog. Target herausgeschlagen werden, welche sodann auf einem auf Anodenpotential liegenden, also positiv geladenen Abscheidungssubstrat entladen und abgeschieden werden.

Hinsichtlich der Unterschiede zwischen dem sog. Ionenplattieren und dem sog. »sputtering« sei verwiesen auf »Electronics Review«, Band 38 (1965), Seite 35 bis 36.

Darüber hinaus sind aus »Semiconductor Products and Solid State Technology«, Dez. 1964, Seiten 33 bis 36, und aus »IEEE-Transactions on Parts, Materials and Packaging«, Vol. PMP3, Sept. 1967, Seiten 71 bis 76, Geräte zur Kathodenzerstäubung (Sputtering) bekannt, bei denen ein Magnetfeld verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbandes mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften, insbesondere einem markant hohen Rechteckverhältnis, sowie mit guten Oberflächeneigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 charakterisiert ist.

Ferromagnetische Substanzen, die als Verdampfungssubstanzen in der Anode verwendet werden können, sind Eisen, Kobalt und Nickel, ferromagnetische Legierungen, wie Fe-Co, Fe-Ni, Fe-Rh, Fe-Cu, Fe-Au, Co-Cu, Co-Au, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Gd, Co-Sm, Co-Pt, Ni-Cu, Fe-Co-Ni, Mn-Bi, Mn-Sb und.Mn—Al, und magnetische Substanzen vom Ferrittyp, wie Ba-Ferrit und Sr-Ferrit Die Dicke des gebildeten magnetischen Dünnfilms liegt allgemein im Bereich von etwa 0,05 μπι bis 1,0 μπι, vorzugsweise 0,1 μπι bis 0,4 μπι. Die Stärke des angelegten Magnetfeldes liegt bei etwa 4 bis 400 kA/m, bevorzugt bei 8 bis 160 kA/m, an der Oberfläche des Substrates. Das Vakuum in der Vorrichtung zur lonenplattierung liegt bei 0,13 bis 13 Pa, vorzugsweise bei 0,65 bis 6,5 Pa, und das Spannungspotential der Glimmentladung beträgt 0,1 bis 5 kV, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 kV. Die zur lonenplattierung notwendige Zeit variiert in Abhängigkeit von den Verfahrensbedingungen und der gewünschten Dicke des magnetischen Dünnfilmes und beträgt 0,5 bis 20 Minuten. Die Temperatur bei der lonenplattierung des ferromagnetischen Materials liegt im Bereich von etwa 1000 bis 1700⁰C. Die Figur zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß der Figur besteht die Vakuumkammer 11 aus einer Grundplatte 12 und einem Vakuumgehäuse 13, beispielsweise in Form einer Glocke. Die öffiiung 14 dient als Vakuumanschluß. Mit 15 ist ein Nadelventil zur Einführung eines Edelgases wie Argon oder Helium in die Vakuumkammer 11 bezeichnet. In der Vakuumkam-

mer 11 befinden sich das Magnetaufzeichnungsband 1 mit Zuführungswalze 2 und Aufnahmewalze 6 und ein zylindrischer Permanentmagnet 3. Mit Nund S sind /V-PoI und S-PoI des Magneten bezeichnet. Der Permanentmagnet 3 dreht sich im Kontakt mit dem Magnetaufzeichnungsband. Eine Aufdampfungsquelle für die ferromagnetische Substanz 4 ist unterhalb des Permanentmagneten 3 angebracht und mit einem elektrischen Anschluß für eine Heizung 16 verbunden. Mit 7 ist eine Abdeckung bezeichnet, um die Aufdampfung der ferromagnetisehen Substanz auf den Permanentmagneten 3 zu verhindern. Der Permanentmagnet 3 und die Verdampfungsquelle 4 sind mit einer Hochspannungsgleichstromquelle 17 so verbunden, daß der Permanentmagnet der negative Pol und die Verdampfungsquelle der positive Pol ist.

Nachdem das Innere der Vakuumkammer 11 vollständig evakuiert ist, wird das Edelgas durch das Nadelventil 15 eingeführt und die Hochspannung eingeschaltet, um eine Glimmentladung zu verursachen. Das bei der Entladung erzeugte Plasma wird im zentralen Bereich 5 vom Magnetfeld konzentriert. Anschließend wird die Heizung zur Verdampfung der ferromagnetischen Substanz zur Ionenplattierung eingeschaltet Das Magnetaufzeichnungsband 1 auf der Zuführungswalze 2 wird, während es über den Permanentmagneten 3 wandert, der Ionenplattierung im konzentrierten Bereich 5 des Plasmas ausgesetzt und wird dann durch die Aufnahmewalze 6 aufgenommen. Der zylindrische Permanentmagnet 3 dient auch als Kühlbehälter und verhindert eine Erhöhung der Temperatur des Magnetaufzeichnungsbandes 1 während der Ionenplattierung.

Beispiel

Unter Anwendung der vorstehend geschilderten Vorrichtung wurden Co, Co—Ni, Co—Ni-Cr kontinuierlich auf ein Polyethylenterephthalatsubstrat (Breite etwa 2 cm. Stärke 25 μΐη) durch Ionenplatt'₍:.;iing aufgebracht und daraus ein Magnetaufzeichnungsband gebildet Bei der ionenpiattierung betrug das Magnetfeld So kÄ/m, es wurde Helium als Edelgas verwendet, das Vakuum betrug 13 Pa und die Gleichspannung 0,8 kV. Die Oberflächeneigenschaften der dabei erhaltenen Magnetbänder waren gut und das Substrat wurde weder verformt noch schrumpfte es aufgrund von Wärme.

Zum Vergleich wurde ein nichtmagnetischer Metallkühlung*behälter anstelle des zylindrischen Permanentmagneten 3 verwendet, der die gleiche Form hatte, und die Ionenplattierung wurde unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend durchgeführt Bei diesem Vergleichsversuch erfolgte somit keine Konzentrierung des Plasmas.

Die magnetischen Eigenschaften der in diesem Beispiel hergestellten Magnetaufzeichnungs,bänder wurden untersucht: die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung können somit Magnetbänder mit besserem Rechteckverhältnis, wie sie für Aufzeichnungen von hoher Dichte geeignet sind, kontinuierlich durch Ionenplattierung hergestellt werden. Weiterhin ist es möglich, einen gleichmäßigen magnetischen Dünnfilm mit guter Haftung am Substrat durch Ionenplattierung herzustellen. Außerdem können magnetische Dünnfilme mit besseren Oberflächeneigenschaften und verbesserter metallischer Brillanz hergestellt werden. Ferner tritt keine Wärmeverformung in dem Magnetaufzeicbnungsband aufgrund des Kühleffektes des zylindrischen Permanentmagneten, der während der lonenplattierung in Kontakt mit dem Magnetaufzeichnungsband steht, auf.

Zusammensetzung	Mit dem nichtmagnetischen	Koerzi	Rechteck	Mit dem zylindrischen	Koerzi	Rechteck
der Verdampfungsquelle	Metall-Kühlungsbehälter	tivkraft	verhältnis	Permanentmagneten	tivkraft	verhältnis
(Gew.-%)	FiIm-	(kA/m)		Film	(kA/m)
	stärke	23,2	0,51	stärke	24,0	0.78
		23,2	0,57	(μπι)	22,4	0,75
Co	0,28	25,6	0,55	0,26	25,6	0,84
Co(80)-Ni(20)	034		0,36
Co(75),Ni(20VCr(5)	0,22		0,25

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbandes mittels Ionenplattierung, bei der sich in einer Vakuumkammer eine Anode und eine Kathode zur Erzeugung eines Glimmentla- dungs-Plasmas eines Gases befinden und bei der ferromagnetisches Material an der Anode verdampft und

auf dem an der Kathode befindlichen Substrat abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem drehbaren, zylindrischen Permanentmagneten (3) besteht und das Magnetaufzeichnungsband (1) als Substrat durch eine vom Magnetfeld des Permanentmagneten (3) konzentrierte 'Plasmazone (5) geführt wird, und daß das Magnetaufzeichnungsband (1) mittels einer Zuführungs-(2) und einer !0 Aufnahmewalze (6) so über den Permanentmagneten (3) geführt wird, daß dieser durch das darüberlaufende Magnetaufzeichnungsband (1) gedreht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in der Vakuumkammer Argon oder Helium ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Magnetfeldes 4 bis 400 kA/m (50 bis 5000 Oe) beträgt

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Glimmentladung 0,1 bis 5,0 kV beträgt

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer auf 0,13 bis 13 Pa (0,001 bis 0,1 Torr) evakuiert ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß damit zur lonenplattierung eine ZeR von 0,5 bis 20 Minuten benötigt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des auf dem Substrat abgeschiedenen ferromagnetischen dünnen Films 0,05 bis 1,0 μΐη beträgt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material an der Anode aus Fe, Co, Ni, Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Rh, Fe-Cu, Fe-Au, Co-Cu, Co-Au, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Gd, Co-Sm, Co-Pt, Ni-Cu, Fe-Co-Ni, Mn-Bi, Mn-Sb, Mn-AI, Ba-Ferrit oder Sr-Ferrit besteht