DE3214827A1

DE3214827A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetischen aufzeichnungstraegers und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3214827A1
Application number: DE19823214827
Authority: DE
Inventors: Goro Odawara Kanagawa Akashi; Makoto Nagao; Akira Nahara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1982-04-21
Publication date: 1982-11-11
Anticipated expiration: 2002-04-22
Also published as: US4451501A; DE3214827C2; JPH0435810B2; JPS57179952A; US4501225A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, der nicht vom Beschichtungstyp ist und der durch Aufdampfen einer dünnen Schicht wie einer ' Magnetschicht auf einen nicht-magnetischen Schichtträger im Vakuum hergestellt wird.

Viele der üblichen magnetischen Aufzeichnungsträger sind vom sogenannten Beschichtungstyp und werden unter Ver-

•j^q wendung pulverisierter magnetischer Materialien wie magnetischer Oxidteilchen und magnetischer Legierungsteilchen hergestellt, beispielsweise unter Verwendung von /-Fe„0₃, Co-dotiertem ^--Fe₃O₃, Fe₃O., Co-dotiertem Fe₃O₄, Berthollide-Verbindungen VOn^-Fe₃O₃ und Fe₃O₄, Co-dotierten Berthollide-Verbindungen, CrO₂ oder dergleichen. Diese pulverisierten magnetischen Materialien werden in organischen Bindemitteln wie Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Styrol-Butadien-Copolymeren, Epoxyharzen und Polyurethanharzen dispergiert. Die auf die^se Weise erhaltenen Dispersionen werden dann als Beschichtungen auf nicht-magnetische Schichtträger aufgetragen und getrocknet, wodurch der magnetische Aufzeichnungsträger erhalten wird.

In jüngerer Zeit haben magnetische Aufzeichnungsträger vom sogenannten Nicht-Beschichtungstyp, bei denen keine Bindemittel verwendet werden, Aufmerksamkeit gefunden, da durch sie das starke Bedürfnis nach einer Aufzeichnung mit hoher Aufzeichnungsdichte (high density recording) befriedigt werden kann. Die magnetischen Aufzeichnungsträger dieses Typs weisen magnetische Aufzeichnungsschichten auf, die aus dünnen ferromagnetischen Metallschichten bestehen, die durch ein Verfahren wie Bedampfen, Sputtering oder Ionenplattieren erzeugt werden. Es wurden daher verschiedene Anstrengungen unternommen, magnetische Aufzeichnungsträger vom Nicht-Beschichtungstyp zu entwickeln, die sich für die praktische Verwendung eignen.

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Zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers vom Nicht-Beschichtungstyp wurde vorgeschlagen, ein ferromagnetisches Metall zu verdampfen und den erhaltenen Dampfstrom des ferromagnetischen Metalls auf einen Schichtträger mit einem schiefen Winkel auftreffen zu lassen, wodurch eine dünne Schicht des ferromagnetischen Metalls auf dem Schichtträger gebildet wird. Dieses Vakuum-Bedampfen mit schräger Einfallsrichtung kann leicht durchgeführt werden, wobei unter Einsatz einer relativ klei^nen Vorrichtung eine dünne Schicht erzeugt werden kann, die befriedigende magnetische Eigenschaften aufweist.

Bei dem üblichen Vakuum-Bedampfungsverfahren mit schräger Einfallsrichtung wird im allgemeinen ein Schichtträger über die gekrümmte Oberfläche eines gekühlten Zylinders geführt, der über dem zu verdampfenden und abzuscheidenden Material angeordnet ist. Man läßt den Dampfstrom des metallischen Bedampfungsmaterials mit einem außerordentlich begrenzten Einfallswinkel bezüglich der Oberfläche des Schichtträgers auf den Schichtträger auftreffen, wodurch eine dünne ferromagnetische Metallschicht auf dem Schichtträger in einer vorbestimmten Dicke gebildet wird. Da jedoch der Strom aus Metalldampf bezüglich der Oberfläche des Schichtträgers schiefwinklig auftrifft, ist die Dicke der abgeschiedenen dünnen Schicht gleich dem Produkt des Cosinus des Einfallswinkels und der Dicke, die erhalten wird, wenn der Einfallswinkel des DampfStroms null ist, d.h. wenn der Dampfstrom normal (senkrecht) auf die Oberfläche des Schichtträgers auftrifft. Demzufolge vermindert sich die Bedampfungseffektivität beträchtlich, wenn der Einfallswinkel des Dampfstroms ansteigt. Infolge der geometrischen Anordnung des Schichtträgers und des Bedampfungsmaterials nimmt außerdem der Abstand zwischen beiden zu, wenn der Einfallswinkel des DampfStroms grosser wird, was zu einer noch niedrigeren Bedampfungs-

effektivität führt. Da ferner die magnetischen Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht vom Einfallswinkel abhängen (vgl. Schuede: J.A.P. 3_5, 2558, 1964), ist es erforderlich, den Einfallswinkel so klein zu halten, wie es noch praktizierbar ist und ihn ferner in etwa konstant zu halten.

Wie weiter oben beschrieben wurde, ist das übliche Verfahren der Vakuumbedampfung mit schrägem Einfallswinkel mit dem echten großen Problem des Absinkens der Wirksamkeit der Bedampfung belastet, das zu gesteigerten Produktionskosten führt. Dieses Problem wird dann noch besonders verschärft, wenn ein relativ teueres Nichteisenmetall wie Co, eine Co-Legierung oder dergleichen verwendet wird.

Zur Lösung des obenerwähnten Problems wurde in der offen- ■ gelegten japanischen Patentanmeldung No. 54 (1979)-12547 vorgeschlagen, das auf eine hohe Temperatur aufgeheizte Bedampfungsmaterial in einer solchen Lage anzuordnen, die seitlich gegenüber der Achse des Kühlzylinders, durch den Kühlwasser (üblicherweise von Normaltemperatur) geleitet wird, verschoben ist. Ein Schichtträger wird über die gekrümmte Oberfläche des Kühlzylinders geführt, und es wird dafür Sorge getragen, daß nur der Anteil des Dampfstromes aus dem Bedampfungsmetall auf die gekrümmte Oberfläche des geschmeidigen Schichtträgers auftrifft, der eine hohe Dichte aufweist. Nach diesem Verfahren wird eine Bedampfungs-Effektivität von etwa 20% erreicht.

Bei diesem Verfahren ist es zur Steigerung des Bereichs einer wirksamen Abscheidung, auf den der Anteil des DampfStroms mit hoher Dichte auftrifft, erforderlich, den äußeren Durchmesser des Kühlzylinders zu vergrößern. Die Vergrößerung des äußeren Durchmessers des Zylinders

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bedeutet aber natürlich auch eine Vergrößerung der ganzen Vorrichtung, was zu höheren Ausrüstungskosten und höheren Betriebskosten führt»

Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung No. 53 (1978)-95604 beschrieben ist, wurde ferner der Versuch unternommen, den obengenannten Kühlzylinder ganz wegzulassen und stattdessen eine Vielzähl von Führungsrollen zur Führung des Schichtträgers zu verwenden, so daß sich der Schichtträger auf einer geraden {nicht einer gekrümmten) Bahn zwischen benachbarten Paaren von Führungsrollen unter einem schiefen Winkel gegenüber dem Bedampf ungsmaterial bewegt, das unterhalb der Führungsrollen angeordnet ist. Man läßt dabei den Dampfstrom des Bedämpfungsmaterials auf die gerade Oberfläche des Schichtträgers auftreffen.

Das eben beschriebene Verfahren kann unter Verwendung einer relativ kleinen Vorrichtung durchgeführt werden, wobei eine dünne Metallschicht mit einer hohen Bedampfungs-Effektivität gebildet wird. Bei diesem Verfahren ist es jedoch unmöglich, den Schichtträger zu "kühlen^ der durch das Bedampfungsmaterial aufgeheizt wird-, das zum Zwecke seiner Verdampfung erhitzt wird, sowie durch den erzeugten Dampfstrom. Demzufolge zeigt die bedampfte Oberfläche die Neigung zu knittern,, was die Gleichmäßigkeit der Dicke der abgeschiedenen Schicht sowie die glatte Bewegung des Schichtträgers stark beeinträchtigt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers vom Nicht-Beschichtungstyps anzugeben, mit dem auf einem Schichtträger eine dünne Schicht gleichmäßiger Dicke mit einer hohen Bedampfungs-Effektivität erzeugt werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens,, die einen relativ kompakten

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-δι Aufbau besitzt. Insbesondere ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die die wirtschaftliche Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers vom Nicht-Beschichtungstyp mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß in einem Vakuum ein flexibler Schichtträger schräg auf einer konvexen Bahn im Gleitkontakt mit der gekrümmten Oberfläche eines ortsfesten gekrümmten Führungselements auf solche Weise abwärts geführt wird, daß der flexible Schichtträger einen Dampfstrom schneidet, der durch Aufheizen und Verdampfen eines magnetischen metallischen Bedampfungsmaterials erhalten wird, wodurch auf der konvexen Oberfläche des Schichtträgers eine dünne Schicht des magnetischen Metalls gebildet wird.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Vorrichtung durchgeführt werden, die mindestens folgende, in einem Vakuumsystem angeordnete Elemente enthält: Elemente zum Aufheizen und Verdampfen eines Bedampfungsmaterials, eine Verdampfungsquelle, die das Bedampfungsmaterial aufnimmt, ein Paar von Führungsrollen, die in verschiedener Höhe über der Verdampfungsquelle angeordnet sind, sowie ein ortsfestes gekrümmtes Führungselement, das eine gekrümmte, nach unten konvexe Oberfläche aufweist, die einen flexiblen Schichtträger abstützt, der sich zwischen dem Paar von Führungsrollen im Gleitkontakt mit der gekrümmten Oberfläche bewegt.

Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezug auf die Figuren näher erläutert.

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Es zeigen:

Figur 1 eine erläuternde Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die wichtigsten Baugruppen schematisch dargestellt

sind,

Figur 2 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform

der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein besonders ausgestaltetes Führungselement auf

weist.

Bezugnehmend auf Figur 1 wird dort eine Ausführungsform einer Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mit ihren wichtigsten Baugruppen gezeigt.

Gemäß Figur 1 ist ein Gehäuse oder Rezipient 11 mit einer Anlage 12 zu seiner Evakuierung verbunden, durch die im Inneren des Gehäuses 11 das gewünschte Vakuum aufrechterhalten werden kann, das im allgemeinen im Bereich von

etwa 10"² bis 10~⁸ Torr (1,333 bis 1,333 χ 10~⁶ Pa) liegt. In dem Gehäuse 11 ist eine Verdampfungsquelle 13 vom offenen Typ angeordnet, die aus einem bekannten Material wie W, Ta, C, Cu, Mo, Al₃O₃, BN oder dergleichen hergestellt ist. Die Verdampfungsquelle 13 vom offenen Typ enthält ein Bedampfungsmaterial 14, das aus einem magnetischen Material besteht, beispielsweise ein Metall wie Fe, Co, Ni oder dergleichen oder eine ferromagnetische Legierung wie Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Co-Ni, Fe-Rh, Fe-Cu, Co-Cu, Co-Au, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Gd, Co-Sm, Co-Pt, Ni-Cu, Mn-Bi, Mn-Sb, Mn-Al, Fe-Cr, Co-Cr, Ni-Cr, Fe-Co-Cr, Fe-Co-Ni-Cr oder dergleichen.

In der Nachbarschaft der Verdampfungsquelle 13 sind Elemente 15 zur Aufheizung des Bedampfungsmaterials angeordnet, mit denen ein Aufheizen durch Elektronenstrahlbeschuß möglich ist.

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-ιοί Die in Figur 1 gezeigte Verdampfungsquelle ist vom offenen Typ und weist eine obere öffnung auf, durch die das Bedampf ungsmaterial 14 mit relativ großer Ausbreitung verdampfen kann. Es ist jedoch auch möglich, eine Verdampfungsquelle vom geschlossenen Typ zu verwenden, bei der der Bereich eines Verdampfungspunkts durch eine relativ kleine Öffnung beschränkt ist.

Die Elemente 15 zur Aufheizung des Bedampfungsmaterials IQ können auch Elemente eines beliebigen anderen Heizsystems sein, beispielsweise einer Widerstandsheizung, einer Hochfrequenz-Induktionsheizung oder dergleichen, anstelle der Aufheizung durch Elektronenstrahlbeschuß.

Über dem Bedampfungsmaterial 14 sind die zu einer Einrichtung 16 zur Erhöhung des Ionisationsgrades gehörenden Elemente angeordnet. Diese Einrichtung 16 wird deshalb verwendet, weil bei alleiniger Verwendung des Heizelements 15 der Anteil an ionisiertem Dampf im Dampfstrom extrem niedrig ist (beispielsweise 10% oder weniger des gesamten DampfStroms). Das gilt für alle Typen von Heizungen.

Die Einrichtung zur Verstärkung des Ionisationsgrads besteht aus einer Glühelektronenquelle 17 und einer Ionisationselektrode 18. Die Glühelektronen-Quelle.17 ist ein spiralförmiger oder linearer stabförmiger Faden, der aus einem Material mit einem hohen Schmelzpunkt wie aus W, Ta, Mo, einer diese Elemente enthaltenden Legierung oder dergleichen hergestellt ist, an den eine Gleichoder Wechselstrom-Spannung angelegt ist, um eine thermische Elektronenemission zu bewirken.

Wenn das Element 15 zum Aufheizen des Bedampfungsmaterials zu einem System zum Aufheizung durch Elektronenstrahlbeschuß gehört, ist die Glühelektronen-Quelle 17 so nahe an der Verdampfungsoberfläche des Bedampfungs-

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materials 14 angeordnet, wie ohne Störung des Elektronenstrahls (in Figur 1 durch die gepunktete Linie angedeutet), der von dem Element 15 zur Aufheizung des Bedampfungsmaterials emittiert wird, möglich ist. Die Glühelektronen-Quelle 17 ist ferner an der Begrenzung oder etwas innerhalb des DampfStroms V angeordnet.

Wenn das Element 15 zur Aufheizung des Bedampfungsmaterials zu einem anderen Heizsystem gehört, das nicht mit Elektronenstrahlbeschuß arbeitet, kann die Glühelektronen-Quelle 17 noch näher an das Bedampfungsmaterial 14 herangeführt sein.

Die Ionisationselektrode 18 ist stangen- oder ringförmig oder als ebene Platte ausgeführt, und sie ist aus einem leitfähigen Material wie Ag, Cu, W, Ta, Mo, nicht-rosten-■ dem Stahl oder dergleichen hergestellt. Sie ist in der Nähe und etwas oberhalb der Glühelektronen-Quelle 17 angeordnet, so daß sie den Dampfstrom V nicht wesentlich beeinträchtigt. An die Ionisationselektrode 18 ist eine Gleich- oder Wechsel-Spannung angelegt.

Zwischen der Einrichtung 16 zur Verstärkung des Ionisationsgrades und einer Vielzahl von Führungsrollen 22, die rotierbar über der Einrichtung zur Verstärkung des Ionisationsgrads 16 befestigt sind, ist eine Einrichtung 19 zur Bündelung eines Ionenstrahls angeordnet. Diese Einrichtung 19 zur Bündelung des Ionenstrahls besteht aus einer Bündelungs-Hilfsspule 20 und einer Bündelungs- oder Konvergenz-Elektrode 21, an die ein Gleichoder ein Wechsel-Strom angelegt ist.

Die Bündelungs-Hilfsspule 20 verhindert eine Ausbreitung des Dampfstroms V, der im allgemeinen eine cos -Verteilung aufweist, über einen vorbestimmten Bedampfungsbereich hinaus und lenkt das Zentrum des Dampfstroms V ab

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oder richtet es aus auf das Zentrum des vorbestimmten Bedampfungsbereichs über der Ionisationselektrode T8.

Die Bündelungs- oder Konvergenz-Elektrode 21 dient dazu, den Ionenstrahl zu bündeln bzw. konvergent zu machen "and ist über der Bündelungs-Hilfsspule 20 in der Nähe der Bahn des Schichtträgers W angeordnet, die durch die Führungsrollen 22 "und ein ortsfestes gekrümmtes Führungselement 23 definiert ist. Die Bündelungs-Elektrode 21 ist aus einem Material mit einem hohen'Schmelzpunkt wie W, Ta, Mo, nichtrostendem Stahl oder dergleichen hergestellt., und sie weist ein negatives Potential auf.

Das ortsfeste gekrümmte Führungselement 23 ist zwischen einem Paar von Führungsrollen 22 ortsfest so angeordnet, daß der Schichtträger W auf einer konvexen, schräg abwärts gerichteten Bahn zwischen dem Paar Führungsrollen 22, .die auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind* geführt wird.

Per Körper des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23 ist· aus nicht-rostendem Stahl-, Kupfer oder dergleichen hergestellt und seine konvexe Oberfläche 24.* über die sich der Schichtträger W bewegt, ist mit einer Gleifcmittelschicht bedeckt., die aus Teflon, Silikonharz-, Keramik oder dergleichen hergestellt ist -und im allgemeinen eine Dicke von etwa 10 Tim aufweist.

Der Radius der Krümmung R der gekrümmten Oberfläche 24 kann in geeigneter Weise unterschiedliche Werte aufweisen, und zwar in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Oberfläche 24 und dem Bedampfungsmaterial 14-, sowie einem gewünschten Einfallswinkel des Dampfstroms V. Im allgemeinen wird als Krümmungsradius R ein Wert im Bereich von etwa 20 bis 200 cm gewählt.(Zur Verbesserung der Koerzitivkraft des magnetischen Aufzeichnungsträgers ist es bevorzugt, daß der Einfallswinkel des Dampfstroms V etwa 45° oder mehr beträgt.)

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Das ortsfeste gekrümmte Führungselement 23 ist so gebaut, daß durch seinen Körper Kühlwasser geleitet werden kann, das den mit der gekrümmten Oberfläche 24 im Kontakt befindlichen Schichtträger W kühlt. 5

Unterhalb der gekrümmten Oberfläche 24 ist eine Maske 25 angeordnet, die verhindert, daß der Dampfstrom V mit einem unrichtigen Winkel auf der nach unten weisende Oberfläche des Schichtträgers W abgeschieden wird. 10

Beim Betrieb der Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, wird das Innere des Gehäuses 11 zuerst evakuiert und auf einem ge-

—2 —8 wünschten Vakuum im Bereich von 10 bis 10 Torr (1,333 bis 1,333 χ 10~⁶ Pa) gehalten, und zwar unter Verwendung der Vakuumanlage 12. Dann wird das Element 15 zur Aufheizung des Bedampfungsmaterials eingeschaltet, mit dem das Bedampfungsmaterial 14 in der Verdampfungsquelle 13 kontinuierlich erhitzt wird. Dadurch verdampft allmählich das Bedampfungsmaterial 14 aus seiner Oberfläche und bildet einen Dampfstrom V aus Metallteilchen. Während der Verdampfung wird ein sehr geringer Anteil der Metallteilchen des Dampfes ionisiert und breitet sich zusammen mit anderen Anteilen von Metallteilchen nach oben aus, wobei er etwa eine cos -Verteilung aufweist.

Danach trifft der Dampfstrom V in der Nachbarschaft des Bedampfungsmaterials 14, wo sich der Dampfstrom V noch nicht so stark ausgedehnt hat, in wirksamer Weise auf Glühelektronen, die aus der erhitzten Glühelektronen-Quelle 17 emittiert werden und deren Bewegung durch die Ionisationselektrode 18 in geeigneter Weise gesteuert wird. Auf diese Weise werden die Dampfteilchen auf wirksame Weise (positiv) ionisiert. Es ist auch möglich, die Ionisationselektrode 18 unter der Glühelektronen-

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Quelle 17, also umgekehrt zur Anordnung, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, anzuordnen, ohne daß der Grad der Ionisation negativ beeinflußt wird. Die vertikalen Lagen der Teile 17 und 18 können in geeigneter Weise in Ab-Stimmung auf die gewünschte Auslegung der Vorrichtung und das verwendete Heizsystem festgelegt werden.

Die an die lonisations-Elektrode angelegte Spannung liegt im allgemeinen im Bereich von 30 V bis 500 V. Ungeeignete Spannungen beeinflussen den Ionisationsgrad in nachteiliger Weise.

Der Dampfstrom V, der durch die Einrichtung 16 zur Verstärkung des Ionisationsgrades in effektiver Weise zu einem Ionenstrahl ionisiert wurde, wird dann durch die Einrichtung 19 zur Bündelung des Ionenstrahls gebündelt bzw. konvergent gemacht. Das wird deshalb gemacht, um zu verhindern, daß der gesamte Dampfstrom V sich übermäßig ausdehnt und sich in ungleichmäßigen Einfallswinkein zur Oberfläche des Schichtträgers W bewegt, wodurch eine verbesserte Bedampfungs-Effektivität und verbesserte magnetische Eigenschaften des hergestellten magnetischen Aufzeichnungsträgers erreicht werden.

Wenn der Ionenstrahl V durch die Öffnung der Bündelungs-Hilfsspule 20 tritt, an die eine positive Gleichspannung im Bereich von 100 V bis 2kV angelegt ist, wird die Verdampfung sver teilung des Ionenstrahls V stark konvergent gemacht, und das Zentrum des Ionenstrahls wird durch das Zentrum der Öffnung der Spule 20 abgelenkt.

Wenn der Abstand oder die Ablenkung zwischen dem vorbestimmten Bedampfungsbereich auf dem Schichtträger W und dem Bedampfungsmaterial 14 relativ gering ist, ist es möglich, die Bündelungs-Hilfsspule 20 wegzulassen.

Wenn der Abstand oder die Ablenkung dazwischen beträcht-

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liehe Werte aufweist, ist es möglich, eine Vielzahl von Bündelungs-Hilfsspulen, und zwar eine über der anderen anzuordnen, und die angelegte Spannung zu vermindern, oder an einige von ihnen eine negative Spannung anzulegen, um den Ionenstrahl V zu verlangsamen oder zu bündeln.

Nachdem der Ionenstrahl V die Bündelungs-Hilfsspule passiert hat, wird er endgültig gebündelt und auf einen gewünschten Einfallswinkel, bezogen auf die Oberfläche des Schichtträgers W, ausgerichtet, und zwar durch die Bündelungs-Elektrode 21, die in der Nachbarschaft des vorausbestimmten Bedampfungsbereichs auf dem Schichtträger W so angeordnet ist, daß keine Abweichungen mehr erfolgen. Und zwar tritt der Ionenstrahl V durch die Öffnungen im Gitter der Bündelungs-Elektrode 21, und danach erfolgt die Abscheidung des Bedampfungsmaterials auf der Oberfläche des Schichtträgers W, der in einer schräg abwärts geneigten Richtung konvex gekrümmt ist.

Um eine aufgedampfte Schicht mit verbesserter Koerzitivkraft zu erhalten, ist es bevorzugt, daß der Einfallswinkel des Ionenstrahls V, bezogen auf die bedampfte Oberfläche des Schichtträgers W, etwa 45° oder mehr beträgt. Das kann dadurch erreicht werden, daß man die Neigung und den Radius der Krümmung der gekrümmten Oberfläche 24 in der Bewegungsrichtung des Schichtträgers W sowie die Lage (insbesondere das Zentrum) der Montage der Einrichtung 19 zur Bündelung des Ionenstrahls in geeigneter Weise festlegt.

Es ist auch möglich, eine ringförmige oder stangenförmige Bündelungs-Hilfselektrode anstelle der Bündelungs-Hilf sspule 20 zu verwenden.

Die an die Bündelungs-Elektrode 21 angelegte Spannung wird im allgemeinen auf einen Wert zwischen -100 V und

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-3000 V eingestellt. Wenn an die Elektrode 21 ungeeignete Spannungen angelegt werden, wird die Geschwindigkeit des lonenstrahls V nachteilig beeinflußt, was zu einem sehr schwachen Bündelungseffekt und zu einer Ionenstrahl-Zerstäubung des abgeschiedenen Films führt.

In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Bündelungs-Elektrode 21 unter der unteren Fläche des Schichtträgers W angeordnet.

In Abhängigkeit von der gewünschten konstruktiven Anordnung der Bestandteile im Gehäuse 11 kann jedoch auch eine ringförmige oder plattenförmige Elektrode in Nachbarschaft der oberen Oberfläche des Schichtträgers W angeordnet werden, oder derartige Elektroden können auf beiden Seiten des Schichtträgers W vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23, das in der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendet wird. Im Falle der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind beide Enden des Körpers des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23 an Schwingungserzeuger 40 vom bekannten Magnetostriktions-Typ, Elektrostriktions-Typ, vom piezoelektrischen Typ oder vom elektromagnetischen Typ befestigt, und sie oszillieren leicht radial zur gekrümmten Oberfläche 24. Eine derartige feine Oszillation verändert oder vermindert die Reibung zwischen der gekrümmten Oberfläche 24 und dem auf ihr gleitenden Schichtträger W, wodurch das Auftreten von Kratzern im Schichtträger W vermindert wird. In einem solchen Fall kann eine glatte schonende Bewegung auf der Oberfläche 24 erzielt werden, selbst wenn auf dieser keine Gleitmittelschicht vorgesehen ist.

Die gekrümmte Oberfläche 24 kann auch in Richtung ihres Umfangs oszillieren, anstatt in radialer Richtung.

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In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind die Schwingungserzeuger 40 an beiden Seiten des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23 angeordnet. Sie können jedoch auch an oder in der gekrümmten Oberfläche 24 eingebettet sein, oder es können mehr als zwei Schwingungserzeuger 40 verwendet werden, um eine sich wellenförmig bewegende Gleitfläche zu schaffen. Alternativ dazu können die Schwingungserzeuger 40 am Körper des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23 auch an der Seite montiert sein, die der gekrümmten Oberfläche 24 gegenüberliegt.

Die gekrümmte Oberfläche 24 kann auf eine Oberflächenrauhigkeit von bis zu etwa 25 S angerauht sein, ohne daß die Oberflächenglätte und die Bewegung des Schichtträgers W nachteilig beeinflußt werden.

Der Schichtträger W kann ein Kunststoff-Film sein, der aus Polyäthylenterephthalat, Polyimid, Polyamid, Polyvinylchlorid, Cellulosetriacetat, Polycarbonat, Polyäthylennaphthalat oder dergleichen hergestellt ist.

Die Dicke des auf dem Schichtträger W ausgebildeten magnetischen Films ist im allgemeinen so gewählt, daß sie im Bereich zwischen etwa 0,02 μΐη und 5,0 μπι, vorzugsweise zwischen 0,05 μπι und 2,0 μΐη liegt, um eine ausreichende elektromagnetische Ausgangsleistung zu erhalten und eine Aufzeichnung mit hoher Aufzeichnungsdichte zu gestatten.

Wie weiter oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Schichtträger W schräg abwärts geneigt auf einer konvexen Bahn zwischen einem Paar von Führungsrollen 22 unter Verwendung des ortsfesten gekrümmten Führungselements 23 geführt und bewegt, das eine ortsfeste gekrümmte Oberfläche 24 aufweist, die gekühlt werden kann. Demgemäß kann ein größerer Anteil des Damptstromes V auf dem Schichtträger W mit dem gewünschten

Einfallswinkel abgeschieden werden, als es möglich wäre, wenn sich der Schichtträger W einfach in geneigter Richtung bewegt. Das führt zu einem magnetischen Aufzeichnungsträger, der eine höhere Koerzitivkraft aufweist.

Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, zu verhindern, daß der Schichtträger W infolge von Wärmeeinwirkung verdorben wird.

Ferner kann das ortsfeste gekrümmte Führungselement 23 mit kleineren Abmessungen konstruiert werden, als der Kühlzylinder, der in einer üblichen Vorrichtung verwendet wird. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung vermindert die erforderlichen Abmessungen der Vorrichtung beträchtlich, was von außerordentlichem Vorteil ist, da dadurch auch die Vorrichtungskosten und die Betriebskosten vermindert werden.

Es ist für den Fachmann aufgrund der obigen Ausführungen ferner einzusehen, daß das ortsfeste gekrümmte Führungselement 23, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die obenerwähnten Vorteile und neuen Wirkungen auch dann zeigt, wenn es in einer geeigneten Aufdampfvorrichtung verwendet wird, die keine Einrichtung 16 zur Verstärkung des Ionisationsgrades, keine Einrichtung 19 zur Bündelung des Ionenstrahls oder andere derartige Elemente aufweist.

Claims

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PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DR. KLUNKER

K 14 066

Fuji Photo Film Co., Ltd.

210 Nakanuma, Minamiashigara-shi

Kanagawa-ken, Japan

Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers und Vorrichtung zur Durchführung dieses

Verfahrens

Patentansprüche

(Yj Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, dadurch gekennzeichnet , daß■ in einem Vakuum ein flexibler Schichtträger schräg auf einer konvexen Bahn im Gleitkontakt mit der gekrümmten Oberfläche eines ortsfesten gekrümmten Führungselements derart nach unten geführt wird, daß der flexible Schichtträger einen Dampfstrom schneidet, der durch Aufheizen und Verdampfen eines magnetischen metallischen Bedampfungsmaterials erhalten wird, wodurch auf der konvexen Oberfläche des Schichtträgers eine dünne Schicht aus dem magnetischen Metall gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Innere des ortsfesten gekrümmten Führungselements ein Kühlmittel zur Kühlung des flexiblen Schichtträgers geleitet wird.

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3. Verfahren naöh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionisationsgrad des DampfStroms durch ionisationsverstärkende Elemente erhöht wird..

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom aus ionisiertem Dampf anschließend durch Ionenstrahl-Konvergenzelemente gebündelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch L₇ dadurch gekennzeichnet., daß das ortsfeste gekrümmte Führungselement von Schwingungserzeugern in schwach oszillierende Bewegung versetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Schichtträger von einem Paar Führungsrollen angetrieben wird.

7. Vorrichtung zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers^ dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens folgende, in einem Vakuumsystem (11) angeordnete Elemente enthält:

Elemente (15) zum Aufheizen und Verdampfen eines Bedampf ungsmäterials {14)7
eine Verdampfungsquelle (13), die das Bedampfungsmaterial

(14) aufnimmt·;

ein Paar von Führungsrollen (22) , die in verschiedener Höhe über der Verdampfungsquelle (1.3) angeordnet sind; sowie

ein ortsfestes gekrümmtes Führungselement (23), das eine gekrümmte, nach unten konvexe Oberfläche (24) aufweist, und das einen flexiblen Schichtträger (W) führt, der über das Führungselement (23) gleitet, indem er durch das Paar Führungsrollen (22) zu beiden Seiten des Führungselements (23) angetrieben wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des ortsfesten gekrümmten Führungselements (23) mit einer Kühlmittelzufuhr verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste gekrümmte Führungselement (23) mit Schwingungserzeugern (40) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche (24) des ortsfesten gekrümmten Führungselements (23) eine Oberflächenrauhigkeit von 25 S oder weniger aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche (24) des ortsfesten gekrümmten Führungselements (23) mit einer Gleitmittel-Schicht versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Einrichtung (16; 17,18) zur Ionisationsverstärkung enthält, mit der der Strom (V) aus dem Dampf des Bedampfungsmaterial ionisiert wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Ionenstrahl-Konvergenzelemente (19; 20,

21) zur Bündelung des Stromes (V) aus ionisiertem Dampf enthält.