JP2005085325A - Magnetic recording medium and manufacturing method of magnetic recording medium - Google Patents

Magnetic recording medium and manufacturing method of magnetic recording medium Download PDF

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JP2005085325A JP2003313840A JP2003313840A JP2005085325A JP 2005085325 A JP2005085325 A JP 2005085325A JP 2003313840 A JP2003313840 A JP 2003313840A JP 2003313840 A JP2003313840 A JP 2003313840A JP 2005085325 A JP2005085325 A JP 2005085325A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a magnetic tape medium having excellent electromagnetic transducing characteristics and archive properties and high reliability at a low cost. <P>SOLUTION: A high density magnetic recording medium 10 is provided, having a magnetic layer 2 consisting of a Co containing maghemite thin film having 10 to 15 wt.% Co content on a long-length substrate 1 consisting of any one of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate and aramid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は高密度型の磁気記録媒体及びその製造方法に関するものであり、特に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド(MRヘッド)や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド(GMRヘッド)を用いたシステムにおいて高密度記録が実現され、かつ保存安定性についても優れた磁気記録媒体及びその製造方法を提供するものである。
である。
The present invention relates to a high-density type magnetic recording medium and a method for manufacturing the same, and particularly in a system using a magnetoresistive head (MR head) or a giant magnetoresistive head (GMR head). It is an object of the present invention to provide a magnetic recording medium in which density recording is realized and excellent in storage stability and a method for manufacturing the same.
It is.

近年、磁気記録媒体においては、大容量のデータを取り扱うために、高密度記録化への要求が益々高まってきている。特に最近では、さらなる高密度記録化を達成するために、記録信号の再生を行う際に用いる磁気ヘッドについて、従来の誘導型ヘッドに代わり磁気抵抗効果型磁気ヘッド(MRヘッド)や、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド(GMRヘッド)のような高感度型磁気ヘッドが適用されるようになってきており、ハードディスクだけではなく、いわゆる磁気テープに対しても適用されるようになってきている。   In recent years, in magnetic recording media, in order to handle a large amount of data, there is an increasing demand for higher density recording. In particular, recently, in order to achieve higher density recording, a magnetic head used for reproducing a recording signal is replaced with a magnetoresistive head (MR head) or a giant magnetoresistive instead of a conventional induction head. High-sensitivity magnetic heads such as effect type magnetic heads (GMR heads) have been applied, and are applied not only to hard disks but also to so-called magnetic tapes.

このような高密度型の磁気記録媒体としては、従来、いわゆるスパッタリング法や真空蒸着法によって磁性層を形成した金属薄膜型の磁気記録媒体が適用されており、上述したような高感度型磁気ヘッドを用いて記録密度を向上させるために磁性層を薄膜化し、更なる高保磁力化、低ノイズ化を図ることが要求されている。また、高密度記録化とともに、長期に亘って信号品質の劣化を起こすことなく保存が可能な、いわゆるアーカイブ性に対する要求も厳しくなってきている。   As such a high-density type magnetic recording medium, a metal thin film type magnetic recording medium in which a magnetic layer is formed by a so-called sputtering method or vacuum deposition method has been conventionally used. In order to improve the recording density using a thin film, it is required to make the magnetic layer thin to further increase the coercive force and reduce the noise. In addition to the high density recording, there is an increasing demand for so-called archiving that can be stored for a long time without causing deterioration of signal quality.

上述したような磁気記録媒体に対する種々の要求を満足するものとして、スパッタリング法によってコバルト含有マグヘマイト薄膜の磁性層を形成した構成のハードディスク用の垂直記録媒体が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
このようなコバルト含有マグヘマイト薄膜は、金属薄膜型の磁性層に比べ、保存安定性に優れ、かつ膜の硬度が高く耐久性に優れており、またスパッタ法により成膜するため粒子径が微細で従来の蒸着型の磁気テープに比べてさらなる低ノイズ化が可能であるという利点を有している。
In order to satisfy various requirements for the magnetic recording medium as described above, a perpendicular recording medium for a hard disk having a structure in which a magnetic layer of a cobalt-containing maghemite thin film is formed by a sputtering method has been proposed (for example, Patent Document 1, 2).
Such cobalt-containing maghemite thin films have excellent storage stability, high film hardness and durability compared to metal thin film magnetic layers, and have a fine particle size because they are formed by sputtering. As compared with the conventional vapor deposition type magnetic tape, there is an advantage that noise can be further reduced.

一方、磁気テープに関しては、例えば次世代の高密度型の磁気記録媒体として金属薄膜型の磁気テープが有力なものとして実用化されているが、耐食性に関しては塗布型の磁気テープより劣るという課題を有しており、データを長期に亘って保存する特性(アーカイブ性)については未だ解決課題を残している。   On the other hand, with regard to magnetic tape, for example, a metal thin film type magnetic tape has been put into practical use as a next-generation high-density type magnetic recording medium, but the corrosion resistance is inferior to that of a coating type magnetic tape. However, there is still a problem to be solved with respect to the characteristic (archive property) of storing data over a long period of time.

また、MRヘッドやGMRヘッドで信号の再生を行う場合、磁気ヘッドの飽和を回避するべく磁性層を一層薄くすることが必要となるが、保磁力が低下し、コバルト主体の蒸着型の磁気テープにおいては安定した信号記録が困難になるという問題がある。   In addition, when reproducing signals with an MR head or GMR head, it is necessary to make the magnetic layer thinner in order to avoid saturation of the magnetic head, but the coercive force is reduced, and a cobalt-based vapor deposition type magnetic tape. However, there is a problem that stable signal recording becomes difficult.

また、磁気ヘッドが高感度になるに従い、媒体側に起因するノイズをさらに低減化させることが重要となってくるが、磁性層を構成する磁性粒子の微細化には製造工程上の制限があり、未だノイズの低減化についても課題を残していると言える。   In addition, as the magnetic head becomes more sensitive, it is important to further reduce noise caused by the medium side. However, there is a limitation in the manufacturing process for miniaturization of magnetic particles constituting the magnetic layer. It can be said that there is still a problem in reducing noise.

特開平11−328651号公報JP 11-328651 A 特開平11−328652号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-328652

コバルトを主体とする磁性層を有する磁気テープに関し、課題となっていたアーカイブ性や記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題を解決するために、コバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層をテープ媒体に応用することが検討されている。
しかしながら、従来のコバルト含有マグヘマイト薄膜は、高い保磁力を得るためには、成膜時に200〜300℃程度の加熱処理を必要としていたため、これを磁気テープに応用するとすれば、高分子フィルムの材質によって保磁力が制約されてしまうという問題がある。
In order to solve the problems of archiving, recording signal stability, noise reduction, etc., which have been problems with magnetic tapes having a magnetic layer mainly composed of cobalt, a magnetic layer comprising a cobalt-containing maghemite thin film is used as a tape medium. Application to is being studied.
However, in order to obtain a high coercive force, the conventional cobalt-containing maghemite thin film requires a heat treatment of about 200 to 300 ° C. at the time of film formation. There is a problem that the coercive force is restricted by the material.

そこで本発明においては、上述した問題に鑑みて、基体(ベースフィルム)の材質にかかわらず、室温〜200℃程度の加熱温度であっても、高密度記録が可能な保磁力Hc(2000〜3000Oe)を得ることができる磁気記録媒体、及びその製造方法を提供することとした。   Therefore, in the present invention, in view of the above-described problems, the coercive force Hc (2000 to 3000 Oe) enables high-density recording even at a heating temperature of about room temperature to 200 ° C., regardless of the material of the substrate (base film). ) Can be obtained, and a method for manufacturing the same.

本発明においては、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドに対し摺動状態で用いられるテープ状の磁気記録媒体であって、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミドのいずれかよりなる長尺状の基体上に、コバルトの含有量が10〜15重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を有している磁気記録媒体を提供する。   In the present invention, the magnetic recording medium is a tape-like magnetic recording medium used in a sliding state with respect to a magnetoresistive magnetic head or a giant magnetoresistive magnetic head, from any of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and aramid. Provided is a magnetic recording medium having a magnetic layer made of a cobalt-containing maghemite thin film having a cobalt content of 10 to 15% by weight on a long substrate.

また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミドのいずれかよりなる長尺状の基体上に、スパッタ法によりコバルト含有マグネタイト薄膜を形成し、続いて基体側を冷却し、かつコバルト含有マグネタイト薄膜を加熱しながらCo含有マグネタイト薄膜に対して加熱酸化処理を施し、コバルト含有量が10〜15重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を形成する工程とを有するものとする。   Further, the method for producing a magnetic recording medium of the present invention comprises forming a cobalt-containing magnetite thin film by sputtering on a long substrate made of any of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and aramid, Cooling and heat-treating the Co-containing magnetite thin film while heating the cobalt-containing magnetite thin film to form a magnetic layer made of a cobalt-containing maghemite thin film having a cobalt content of 10 to 15% by weight. Shall.

本発明によれば、磁性層中のコバルト含有量を数値的に特定したことにより、汎用プラスチックよりなる基体上に、実用上充分な保磁力Hcを有するコバルト含有マグヘマイト薄膜を形成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to form a cobalt-containing maghemite thin film having a practically sufficient coercive force Hc on a substrate made of a general-purpose plastic by numerically specifying the cobalt content in the magnetic layer. Become.

本発明によれば、磁性層を構成するコバルト含有マグヘマイト薄膜のコバルト含有量を10〜15重量%に特定したことにより、加熱酸化工程において汎用プラスチックにも適用可能な温度に抑制してコバルト含有マグヘマイト薄膜を形成することが可能となった。これにより低コストで優れた耐食性を有し、電磁変換特性、アーカイブ性の向上が図られ、信頼性の高い磁気記録媒体が得られた。   According to the present invention, by specifying the cobalt content of the cobalt-containing maghemite thin film constituting the magnetic layer as 10 to 15% by weight, the cobalt-containing maghemite is suppressed to a temperature applicable to general-purpose plastics in the heating oxidation process. It became possible to form a thin film. As a result, the magnetic recording medium having excellent corrosion resistance at low cost, improved electromagnetic conversion characteristics and archiving properties, and high reliability were obtained.

また、磁性層形成面側に、高さが5〜30nmの微小突起を、0.5×108〜5.0×108個/mm2の割合で形成したことにより、優れた電磁変換特性、良好な走行安定性、走行耐久性が得られ、かつ磁気ヘッドとの磨耗による出力低下を効果的に回避することができた。 Moreover, excellent electromagnetic conversion characteristics are obtained by forming minute projections having a height of 5 to 30 nm on the magnetic layer forming surface side at a rate of 0.5 × 10 8 to 5.0 × 10 8 pieces / mm 2. Thus, good running stability and running durability were obtained, and a decrease in output due to wear with the magnetic head could be effectively avoided.

本発明の磁気記録媒体の具体的な実施形態について説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
本発明の磁気記録媒体10の一例の概略断面図を図1に示す。磁気記録媒体10は、長尺状で非磁性の基体1の一の主面上に、直接磁性層2が形成されてなり、この磁性層2上に保護層3及び潤滑剤層4が順次形成された構成を有している。
Specific embodiments of the magnetic recording medium of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
A schematic sectional view of an example of the magnetic recording medium 10 of the present invention is shown in FIG. In the magnetic recording medium 10, a magnetic layer 2 is directly formed on one main surface of a long and nonmagnetic substrate 1, and a protective layer 3 and a lubricant layer 4 are sequentially formed on the magnetic layer 2. It has the structure which was made.

基体1は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アラミド(芳香族ポリアミド)のいずれかよりなるものとする。
基体1の磁性層形成面側には、高さ5〜30nmの微小突起が、5×106〜3×107個/mm2の割合で形成されていることが望ましい。
突起の高さが5nm未満であると磁気ヘッドとの摺動による走行耐久性が充分に確保できなくなり、30nmを超えるとスペーシングによる出力の低下やノイズの原因となるからである。
また、突起が5×106個/mm2未満であると、走行耐久性が充分に得られず、3×107個/mm2を超えると表面が粗くなりすぎ、ノイズの原因となる。
The substrate 1 is made of any one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and aramid (aromatic polyamide).
On the magnetic layer forming surface side of the substrate 1, it is desirable that 5 to 30 nm high protrusions are formed at a rate of 5 × 10 6 to 3 × 10 7 pieces / mm 2 .
This is because if the height of the protrusion is less than 5 nm, sufficient running durability due to sliding with the magnetic head cannot be ensured, and if it exceeds 30 nm, the output decreases due to spacing and causes noise.
Further, if the number of protrusions is less than 5 × 10 6 pieces / mm 2 , sufficient running durability cannot be obtained, and if it exceeds 3 × 10 7 pieces / mm 2 , the surface becomes too rough, causing noise.

磁性層2は、コバルト含有マグヘマイト薄膜(Co−γFe23)よりなるものとし、コバルトの含有量は10〜15重量%であるものとする。
コバルト含有量が10重量%未満であると、例えば基体1としてPETフィルムを適用することを想定した場合、磁性層形成工程における加熱酸化処理時に、加熱温度を60〜70℃程度に選定する必要があることから、実用上充分な保磁力Hcが確保できなくなる。一方コバルト含有量が15重量%を超えると高温高湿環境下において長時間保存した場合に錆が発生してしまい、耐食性の低下を招来する。
The magnetic layer 2 is made of a cobalt-containing maghemite thin film (Co—γFe 2 O 3 ), and the cobalt content is 10 to 15% by weight.
If it is assumed that the cobalt content is less than 10% by weight, for example, a PET film is applied as the substrate 1, it is necessary to select a heating temperature of about 60 to 70 ° C. during the heat oxidation treatment in the magnetic layer forming step. For this reason, a practically sufficient coercive force Hc cannot be secured. On the other hand, when the cobalt content exceeds 15% by weight, rust is generated when stored for a long time in a high-temperature and high-humidity environment, resulting in a decrease in corrosion resistance.

磁性層2はコバルト含有マグヘマイト薄膜の面内配向膜であり、面内方向の保磁力Hcは、低ノイズでかつ高分解能であることを実現するために、2000Oe(159kA/m)以上を保つ必要がある。但し3000Oe(239kA/m)を超えると、充分に信号を記録することができなくなり、再生出力が低下する。   The magnetic layer 2 is an in-plane alignment film of a cobalt-containing maghemite thin film, and the coercive force Hc in the in-plane direction needs to be maintained at 2000 Oe (159 kA / m) or more in order to realize low noise and high resolution. There is. However, if it exceeds 3000 Oe (239 kA / m), the signal cannot be recorded sufficiently and the reproduction output is lowered.

磁性層2を構成するコバルト含有マグヘマイト薄膜の残留磁化量Mrと、磁性層膜厚tとの積Mr・tは0.2〜2memu/cm2であることが好ましい。
Mr・tが0.2memu/cm2未満であると、充分な再生出力が得られなくなり、2memu/cm2を越えると再生用のGMRヘッドが飽和してしまい、再生出力に歪が生じるためである。
The product Mr · t of the remanent magnetization Mr of the cobalt-containing maghemite thin film constituting the magnetic layer 2 and the magnetic layer thickness t is preferably 0.2 to 2 memu / cm 2 .
If Mr · t is less than 0.2 memu / cm 2 , sufficient reproduction output cannot be obtained, and if it exceeds 2 memu / cm 2 , the reproduction GMR head is saturated and distortion occurs in the reproduction output. is there.

また、磁性層2の膜厚tは、最終的に得られる磁気テープのカッピングを低減化させるために薄層とすることが望ましいが、磁性層の膜厚を10nm未満とすると、実用充分な保磁力Hcを得ることが困難になるという問題がある。
一方、膜厚tが厚いと、保磁力Hcが高くなる傾向にあるが、GMRヘッドのような高感度磁気ヘッドを適用する場合、磁性層が50nmよりも厚いと磁性層2を構成する磁性粒子が大きくなるためノイズが高くなってしまう。また、基体1上に形成した表面突起の走行耐久性に対する効果が充分に得られなくなる。
上述したことから磁性層2の膜厚tは10〜50nmとすることが好適である。
In addition, the film thickness t of the magnetic layer 2 is desirably a thin layer in order to reduce the cupping of the finally obtained magnetic tape. However, if the film thickness of the magnetic layer is less than 10 nm, it is sufficient for practical use. There is a problem that it is difficult to obtain the magnetic force Hc.
On the other hand, when the film thickness t is thick, the coercive force Hc tends to increase. However, when a high-sensitivity magnetic head such as a GMR head is applied, the magnetic particles constituting the magnetic layer 2 when the magnetic layer is thicker than 50 nm. Increases the noise. Further, the effect on the running durability of the surface protrusion formed on the substrate 1 cannot be sufficiently obtained.
From the above, the thickness t of the magnetic layer 2 is preferably 10 to 50 nm.

また、磁性層2の面内配向を高め、結晶粒子の微細化を促進するため、また基体1の変形を抑制するために、基体1と磁性層2との間に、任意の材料、例えば酸化物膜や非磁性金属膜よりなる下地層(図示せず)を形成してもよい。   Further, in order to enhance the in-plane orientation of the magnetic layer 2 and promote the refinement of crystal grains, and to suppress the deformation of the substrate 1, any material such as an oxidation material may be interposed between the substrate 1 and the magnetic layer 2. An underlayer (not shown) made of a material film or a nonmagnetic metal film may be formed.

磁性層上には、耐久性、耐候性を向上させるため、硬質炭素等の保護層3を形成する。
保護層3の膜厚は1〜10nmであることが好ましい。
保護層3が1nm未満であると充分な耐久性が得られず、10nmよりも厚く形成すると、スペーシングが増加して短波長記録を行う際に充分な出力が得られなくなるおそれがある。
保護層3は、従来公知の金属磁性薄膜型の磁気記録媒体用の保護層として使用されているものであれば、いかなるものも適用できる。特に磁気ヘッドの磨耗の低減化を図るためにはプラズマCVD法により形成した、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)薄膜が好適である。その他、CrO2、Al23、BN、Co酸化物、MgO、SiO2、Si34、SiN、SiC、SiNx−SiO2、ZrO2、TiO2、TiC等が挙げられる。
A protective layer 3 such as hard carbon is formed on the magnetic layer in order to improve durability and weather resistance.
The thickness of the protective layer 3 is preferably 1 to 10 nm.
If the protective layer 3 is less than 1 nm, sufficient durability cannot be obtained, and if the protective layer 3 is formed thicker than 10 nm, the spacing increases and there is a possibility that sufficient output cannot be obtained when performing short wavelength recording.
Any protective layer 3 may be used as long as it is used as a protective layer for a conventionally known metal magnetic thin film type magnetic recording medium. In particular, in order to reduce the wear of the magnetic head, a DLC (diamond-like carbon) thin film formed by plasma CVD is suitable. Other, CrO 2, Al 2 O 3 , BN, Co oxide, MgO, SiO 2, Si 3 O 4, SiN, SiC, SiN x -SiO 2, ZrO 2, TiO 2, TiC , and the like.

さらに、磁性層形成面側の最表面には、潤滑剤層4を形成することにより、磁気記録媒体の走行性を高めるようにすることが望ましい。
また基体1の磁性層形成面とは反対側の面にバック層を設けても良い。バック層としては、カーボンを主成分とするものが挙げられる。
Furthermore, it is desirable to improve the runnability of the magnetic recording medium by forming the lubricant layer 4 on the outermost surface on the magnetic layer forming surface side.
Further, a back layer may be provided on the surface of the substrate 1 opposite to the magnetic layer forming surface. Examples of the back layer include those containing carbon as a main component.

次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法について説明する。
先ず、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アラミド(芳香族ポリアミド)のいずれかよりなる基体1を用意する。
次に、基体1の一主面上にコバルト含有マグネタイト薄膜をスパッタリング法によって形成する。
具体的には、連続搬送する基体(プラスチックフィルム)上に、コバルト含有鉄合金のターゲットを用いて酸素を導入しながら反応スパッタを行うことにより、基体1上にコバルト含有マグネタイト膜を形成し、次に、このコバルト含有マグネタイト膜を酸化処理することによってコバルト含有マグヘマイト膜とする。
Next, a method for manufacturing the magnetic recording medium of the present invention will be described.
First, a substrate 1 made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or aramid (aromatic polyamide) is prepared.
Next, a cobalt-containing magnetite thin film is formed on one main surface of the substrate 1 by a sputtering method.
Specifically, a cobalt-containing magnetite film is formed on the substrate 1 by carrying out reactive sputtering while introducing oxygen using a cobalt-containing iron alloy target on a substrate (plastic film) that is continuously conveyed. The cobalt-containing magnetite film is oxidized to form a cobalt-containing maghemite film.

ターゲットに使用する鉄コバルト合金中のコバルト含有量は10〜15重量%であるものとし、最終的に得る磁性層2がコバルト含有量10〜15重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜となるようにする。
コバルト含有量を増加させると、保磁力Hcを高くすることができ、実用上充分な保磁力Hcを得るためには磁性層2中のコバルト含有量を10重量%以上とすることが必要である。特に、後述する酸化処理時の加熱温度を可能な限り低くしつつ高いHcを得るためには、コバルトの含有量は多いほうが望ましいが、15重量%を超えると磁気テープの経時安定性が低下するため、コバルト含有量は10〜15重量%に特定する。
The cobalt content in the iron-cobalt alloy used for the target is 10 to 15% by weight, and the magnetic layer 2 finally obtained is a cobalt-containing maghemite thin film having a cobalt content of 10 to 15% by weight.
When the cobalt content is increased, the coercive force Hc can be increased, and in order to obtain a practically sufficient coercive force Hc, the cobalt content in the magnetic layer 2 needs to be 10% by weight or more. . In particular, in order to obtain high Hc while lowering the heating temperature during the oxidation treatment described later as much as possible, it is desirable that the cobalt content is large, but if it exceeds 15% by weight, the stability over time of the magnetic tape decreases. Therefore, the cobalt content is specified as 10 to 15% by weight.

スパッタ法は特に限定されるものではなく、RFマグネトロンスパッタ法や、ECRスパッタ法、対向ターゲット式スパッタ法等、いずれの方法も適用することができる。これらのスパッタ法においては、それぞれ酸素流量とガス圧、投入電力を任意に制御しながらコバルト含有マグネタイト膜を形成する。   The sputtering method is not particularly limited, and any method such as an RF magnetron sputtering method, an ECR sputtering method, or an opposed target sputtering method can be applied. In these sputtering methods, a cobalt-containing magnetite film is formed while arbitrarily controlling the oxygen flow rate, gas pressure, and input power.

上記スパッタ法によるコバルト含有マグネタイト薄膜形成工程においては、基体1の温度は室温程度(20〜50℃)とする。
従来公知のハードディスク作製工程におけるコバルト含有マグヘマイト薄膜形成工程においては、面内配向膜を成膜するために、基体を200℃程度に加熱することが必要とされていたが、基体1に汎用プラスチックフィルムを適用することを考慮すると、基体1を高温に加熱することは望ましくない。また、スパッタプラズマ等に曝されることによって、温度上昇により基体が変形する場合もある。よって、コバルト含有マグネタイト薄膜形成工程においては、例えば基体1を冷却させながらスパッタ成膜することが望ましく、例えば、内部に冷却機構を具備するキャン(冷却キャン)の周面に走行させて磁性層形成面とは反対側の面を冷却させながらスパッタ成膜を行うことが望ましい。
In the cobalt-containing magnetite thin film forming step by the sputtering method, the temperature of the substrate 1 is about room temperature (20 to 50 ° C.).
In the conventionally known process for forming a cobalt-containing maghemite thin film in a hard disk manufacturing process, it was necessary to heat the substrate to about 200 ° C. in order to form an in-plane alignment film. In consideration of the application, it is not desirable to heat the substrate 1 to a high temperature. Further, the substrate may be deformed due to a temperature rise due to exposure to sputtering plasma or the like. Therefore, in the cobalt-containing magnetite thin film forming step, for example, it is desirable to form a sputter film while cooling the substrate 1, for example, the magnetic layer is formed by running on the peripheral surface of a can (cooling can) having a cooling mechanism inside. It is desirable to perform sputtering film formation while cooling the surface opposite to the surface.

次に、コバルト含有マグネタイト薄膜を酸化処理し、コバルト含有マグヘマイト薄膜とする。
マグヘマイト薄膜形成工程としては、大気中で高温に保持したキャンに接触させ搬送する方法(大気中アニール処理)が一般的に知られているが、この場合、基体1の温度を200℃〜300℃程度に保持して長時間加熱するため、PETやPEN等の汎用性のプラスチックフィルムを基体として用いることはできない。よって大気中アニール処理による場合には、基体1としては耐熱性を有するアラミド(芳香族ポリアミド)を適用する必要がある。また、この場合においても基体1の走行面を冷却キャンで冷却し、磁性層側を例えばハロゲンランプ等の加熱手段によって加熱するようにすることが望ましい。
Next, the cobalt-containing magnetite thin film is oxidized to form a cobalt-containing maghemite thin film.
As the maghemite thin film forming step, a method of contacting and transporting a can kept at a high temperature in the atmosphere (annealing in the atmosphere) is generally known. In this case, the temperature of the substrate 1 is set to 200 ° C. to 300 ° C. Since it is heated for a long time while being held at a certain level, a general-purpose plastic film such as PET or PEN cannot be used as a substrate. Therefore, in the case of annealing in the air, it is necessary to apply aramid (aromatic polyamide) having heat resistance as the substrate 1. Also in this case, it is desirable that the running surface of the substrate 1 is cooled by a cooling can and the magnetic layer side is heated by a heating means such as a halogen lamp.

コバルト含有マグヘマイト薄膜を形成する他の手法としては、150℃以下の低温でも酸化処理が可能な、プラズマ活性化された酸素イオンを数秒間照射する方法(プラズマ酸化法)、及び酸素含有ガス雰囲気下で紫外線照射するUVオゾン処理法等が挙げられる。
これらの場合には、インラインで比較的短時間の処理が可能であり、基体1にPETフィルムやPENフィルム等を適用することが可能になる。
なお、これらの手法による場合においても、基体1側を冷却キャンで冷却し、磁性層側を例えばハロゲンランプ等の加熱手段によって加熱するようにすることが望ましい。
Other methods for forming a cobalt-containing maghemite thin film include a method of irradiating plasma activated oxygen ions for several seconds (plasma oxidation method) that can be oxidized at a low temperature of 150 ° C. or lower, and an oxygen-containing gas atmosphere. And UV ozone treatment method of irradiating with ultraviolet rays.
In these cases, in-line processing can be performed for a relatively short time, and a PET film, a PEN film, or the like can be applied to the substrate 1.
Even in the case of these methods, it is desirable that the substrate 1 side is cooled by a cooling can and the magnetic layer side is heated by a heating means such as a halogen lamp.

次に、磁性層2上に保護層3を形成する。保護層3は、スパッタリング法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法等により形成することができるが、特に磁気ヘッドの磨耗の低減化を図るためにはプラズマCVD法により形成した、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)薄膜が好適である。この場合の膜形成材料の炭素化合物としては、例えば炭化水素系、ケトン系、アルコール系等の従来公知の材料が挙げられる。また、プラズマ生成時には、炭素化合物の分解を促進するためのガスとして、アルゴンや水素等を導入してもよい。
保護層3は、その他、CrO2、Al23、BN、Co酸化物、MgO、SiO2、Si34、SiN、SiC、SiNx−SiO2、ZrO2、TiO2、TiC等よりなる薄膜としてもよい。保護層3の膜厚は1〜10nmであることが好ましい。保護層3が1nm未満であると充分な耐久性が得られず、10nmよりも厚く形成すると、スペーシングが増加して短波長記録を行う際に充分な出力が得られなくなるおそれがある。
Next, the protective layer 3 is formed on the magnetic layer 2. The protective layer 3 can be formed by a sputtering method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or the like. In particular, in order to reduce wear of the magnetic head, a DLC (diamond-like carbon) formed by a plasma CVD method is used. A thin film is preferred. Examples of the carbon compound of the film forming material in this case include conventionally known materials such as hydrocarbons, ketones, and alcohols. Further, at the time of plasma generation, argon, hydrogen or the like may be introduced as a gas for promoting the decomposition of the carbon compound.
Protective layer 3, other, CrO 2, Al 2 O 3 , BN, Co oxide, MgO, SiO 2, Si 3 O 4, SiN, SiC, from SiN x -SiO 2, ZrO 2, TiO 2, TiC or the like It is good also as a thin film. The thickness of the protective layer 3 is preferably 1 to 10 nm. If the protective layer 3 is less than 1 nm, sufficient durability cannot be obtained. If the protective layer 3 is formed thicker than 10 nm, the spacing may increase, and sufficient output may not be obtained when performing short wavelength recording.

さらに、磁性層形成面側の最表面には潤滑剤層4を形成する。
また基体1の磁性層形成面とは反対側の面にバック層を設けても良い。バック層はウエットプロセスあるいはドライプロセス等、従来公知の方法により形成することができる。
Further, the lubricant layer 4 is formed on the outermost surface on the magnetic layer forming surface side.
Further, a back layer may be provided on the surface of the substrate 1 opposite to the magnetic layer forming surface. The back layer can be formed by a conventionally known method such as a wet process or a dry process.

以下、本発明について、具体的な例を挙げて説明する。
〔実施例1〕
基体1として、膜厚4.5μmのポリアミドフィルムを用意した。
次に、対向ターゲット式スパッタ装置を用い、反応スパッタ法により基体1とターゲットとの距離を150mmに設定して、10m/minの送り速度で搬送させた基体1上に、室温(30℃)で全圧0.30Pa、アルゴン20sccm、酸素30sccmの流量中で、Fe+10重量%Co金属合金ターゲットをスパッタリングして、Co含有マグネタイト薄膜を膜厚30nmに形成した。
さらに連続して基体1温度が200℃程度となるように設定してプラズマ酸化処理を行い、Co含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層2を形成した。
次に、基体1を5m/minの送り速度で搬送させ、アルゴン20sccm、全圧0.20Paとし、スパッタ法によりカーボン膜よりなる保護層3を膜厚5nmに形成した。
その後、保護層3上にパーフルオロポリエーテルを塗布して潤滑剤層4を形成し、さらに、磁性層形成面側とは反対側の面に、カーボンブラック、炭酸カルシウム、ポリエステル樹脂、ニトロセルロース樹脂を主成分とした塗料を塗布することにより、バック層を形成した。その後、8mm幅にスリットしてサンプルとなる磁気テープを作製した。
Hereinafter, the present invention will be described with specific examples.
[Example 1]
A polyamide film having a thickness of 4.5 μm was prepared as the substrate 1.
Next, using a counter target sputtering apparatus, the distance between the substrate 1 and the target is set to 150 mm by a reactive sputtering method, and the substrate 1 is conveyed at a feed rate of 10 m / min at room temperature (30 ° C.). A Fe + 10 wt% Co metal alloy target was sputtered at a total pressure of 0.30 Pa, argon of 20 sccm, and oxygen of 30 sccm to form a Co-containing magnetite thin film with a thickness of 30 nm.
Further, plasma oxidation treatment was performed by continuously setting the temperature of the substrate 1 to be about 200 ° C. to form a magnetic layer 2 made of a Co-containing maghemite thin film.
Next, the substrate 1 was conveyed at a feed rate of 5 m / min, argon 20 sccm, total pressure 0.20 Pa, and a protective layer 3 made of a carbon film was formed to a thickness of 5 nm by sputtering.
Thereafter, a perfluoropolyether is applied on the protective layer 3 to form the lubricant layer 4, and carbon black, calcium carbonate, polyester resin, nitrocellulose resin is formed on the surface opposite to the magnetic layer forming surface. A back layer was formed by applying a paint mainly composed of. Thereafter, a sample magnetic tape was prepared by slitting to a width of 8 mm.

〔実施例2〜5〕、〔比較例1〜3〕
基体(プラスチックフィルム)の材料、磁性層のCo含有量、及びCo含有マグヘマイト薄膜形成工程における加熱処理時の基体の設定温度を制御し、それぞれサンプル磁気テープを作製した。その他の製造条件は上記実施例1と同様とする。
[Examples 2 to 5], [Comparative Examples 1 to 3]
Sample magnetic tapes were produced by controlling the material of the substrate (plastic film), the Co content of the magnetic layer, and the set temperature of the substrate during the heat treatment in the Co-containing maghemite thin film forming step. Other manufacturing conditions are the same as those in the first embodiment.

上述のようにして作製した各サンプル磁気テープの保磁力Hcを「振動試料型磁力計 VSM」を用いて測定した。このとき最大印加磁界を15kOeとした。
なお、実用上充分な保磁力Hcは2000Oe(159kA/m)以上であるとして評価を行った。
静磁気特性及びカッピングについては、各磁気テープが実用上規定の範囲内であることを確認した。
The coercive force Hc of each sample magnetic tape produced as described above was measured using a “vibrating sample magnetometer VSM”. At this time, the maximum applied magnetic field was 15 kOe.
Note that the practically sufficient coercive force Hc was evaluated to be 2000 Oe (159 kA / m) or more.
Regarding the magnetostatic characteristics and cupping, it was confirmed that each magnetic tape was within a practically specified range.

次に、周波数特性(f特性)をドラムテスタを用いて測定した。
記録にはトラック幅20μmの薄膜ヘッド、再生にはトラック幅7μmのMRヘッド(市販のMicroMV用再生ヘッド)を用いた。
磁気テープと磁気ヘッドとの相対速度は6.8m/sになるようにドラムの回転速度を制御した。
周波数特性(f特性)は、記録周波数1〜30MHzの範囲で記録し、出力のピークから6dB減少した線記録密度をD50として評価した。D50は150kFCI以上を許容とした。
Next, frequency characteristics (f characteristics) were measured using a drum tester.
A thin film head with a track width of 20 μm was used for recording, and an MR head with a track width of 7 μm (a commercially available playback head for MicroMV) was used for reproduction.
The rotation speed of the drum was controlled so that the relative speed between the magnetic tape and the magnetic head was 6.8 m / s.
The frequency characteristic (f characteristic) was recorded in the recording frequency range of 1 to 30 MHz, and the linear recording density reduced by 6 dB from the output peak was evaluated as D50. D50 allowed 150 kFCI or more.

また、上述のようにして作製した各サンプル磁気テープの保存耐久性についての評価を行った。
65℃90%RHの環境下、8週間磁気テープを保存した後、残留磁化Mrと磁性層膜厚tとの積Mrtを測定し、保存の前後におけるMrtの減少率が10%以下であれば、実用上許容(○)とし、Mrtの減少率が10%を超えた場合は実用上不適当(×)として評価した。
Moreover, the storage durability of each sample magnetic tape produced as described above was evaluated.
After storing the magnetic tape in an environment of 65 ° C. and 90% RH for 8 weeks, the product Mrt of the remanent magnetization Mr and the magnetic layer thickness t is measured, and if the reduction rate of Mrt before and after storage is 10% or less When the reduction rate of Mrt exceeded 10%, it was evaluated as practically inappropriate (x).

磁気テープの作製条件、保磁力Hc、周波数特性、及び保存耐久性の評価結果を下記表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the magnetic tape production conditions, coercive force Hc, frequency characteristics, and storage durability.

Figure 2005085325
Figure 2005085325

表1に示すように磁性層を構成するマグヘマイト薄膜のCo含有量を10〜15重量%に設定した実施例1〜5の磁気テープにおいては、いずれも実用上充分な保磁力Hcが得られ、周波数特性及び保存耐久性の評価についても良好な評価が得られた。
特に、実施例3〜5においては、マグヘマイト薄膜形成工程における加熱酸化処理時に設定温度を60℃〜100℃としても実用上充分な保磁力Hcが得られており、従来のハードディスク用の記録層形成工程において適用されていた温度よりも低温であるにもかかわらず、実用上充分な保磁力Hcが実現できた。すなわち、本発明によれば例えばPETやPENのような汎用性プラスチックフィルムを基体として適用することができることが明らかとなった。
As shown in Table 1, in the magnetic tapes of Examples 1 to 5 in which the Co content of the maghemite thin film constituting the magnetic layer was set to 10 to 15% by weight, a practically sufficient coercive force Hc was obtained. Good evaluation was also obtained for frequency characteristics and storage durability.
In particular, in Examples 3 to 5, a practically sufficient coercive force Hc was obtained even when the set temperature was set to 60 ° C. to 100 ° C. during the heat oxidation treatment in the maghemite thin film forming step, and the conventional hard disk recording layer formation was achieved. Although the temperature was lower than the temperature applied in the process, a practically sufficient coercive force Hc could be realized. That is, according to the present invention, it became clear that a versatile plastic film such as PET or PEN can be applied as a substrate.

一方、比較例1においては、磁性層中のCo含有量が少なく、実用上充分な保磁力Hcが得られなかった。Co含有量を10重量%未満として充分な保磁力Hcを得るためにはマグヘマイト薄膜形成工程における加熱酸化処理時に高温に設定すればよいが、基体1が熱変形してしまう。実施例1、2と比較例1とを比較すると、200℃程度で加熱酸化処理し、かつ充分な保磁力Hcを得るためには、Coの含有量を10重量%以上とすることが必要であることが明らかとなった。   On the other hand, in Comparative Example 1, the Co content in the magnetic layer was small, and a practically sufficient coercive force Hc could not be obtained. In order to obtain a sufficient coercive force Hc when the Co content is less than 10% by weight, the substrate 1 may be set to a high temperature during the heat oxidation treatment in the maghemite thin film forming step, but the substrate 1 is thermally deformed. When Examples 1 and 2 are compared with Comparative Example 1, it is necessary to set the Co content to 10% by weight or more in order to perform heat oxidation at about 200 ° C. and obtain a sufficient coercive force Hc. It became clear that there was.

比較例2においては、マグヘマイト薄膜中のCo含有量が多すぎ、高温高湿環境下において錆が発生し、保存耐久性について良好な評価が得られなかった。   In Comparative Example 2, the Co content in the maghemite thin film was too high, and rust was generated in a high-temperature and high-humidity environment, so that good evaluation for storage durability could not be obtained.

比較例3においては、基体としてPETフィルムを適用したため、マグヘマイト薄膜形成工程における加熱酸化処理時の設定温度を60℃にしたが、Co含有量が少なすぎるため、実用上充分な保磁力Hcが得られず、また周波数特性の評価も劣化した。   In Comparative Example 3, since a PET film was applied as the substrate, the set temperature during the heat oxidation treatment in the maghemite thin film forming step was set to 60 ° C. However, since the Co content was too small, a practically sufficient coercive force Hc was obtained. In addition, the evaluation of the frequency characteristics deteriorated.

上述したことから明らかなように、磁性層を構成するコバルト含有マグヘマイト薄膜のコバルト含有量を10〜15重量%に特定したことにより、加熱酸化工程において汎用プラスチックにも適用可能な温度に抑制してコバルト含有マグヘマイト薄膜を形成することが可能となった。   As is clear from the above, by specifying the cobalt content of the cobalt-containing maghemite thin film constituting the magnetic layer to be 10 to 15% by weight, it is suppressed to a temperature applicable to general-purpose plastics in the heating oxidation process. Cobalt-containing maghemite thin films can be formed.

本発明の磁気記録媒体の概略断面図を示す。1 is a schematic sectional view of a magnetic recording medium of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1……基体、2……磁性層、3……保護層、4……潤滑剤層、10……磁気記録媒体


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base | substrate, 2 ... Magnetic layer, 3 ... Protective layer, 4 ... Lubricant layer, 10 ... Magnetic recording medium


Claims (3)

磁気抵抗効果型磁気ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用される磁気記録媒体であって、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミドのいずれかよりなる長尺状の基体上に、
コバルトの含有量が10〜15重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
A magnetic recording medium applied to a magnetoresistive head or a giant magnetoresistive head,
On a long substrate made of either polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or aramid,
A magnetic recording medium comprising a magnetic layer comprising a cobalt-containing maghemite thin film having a cobalt content of 10 to 15% by weight.
上記基体の磁性層形成面側には、高さ5〜30nmの微小突起が、5×106〜3×107個/mm2の割合で形成されてなり、
磁性層の膜厚が10〜50nm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。
Fine protrusions having a height of 5 to 30 nm are formed on the magnetic layer forming surface side of the substrate at a rate of 5 × 10 6 to 3 × 10 7 pieces / mm 2 .
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic layer has a thickness of 10 to 50 nm.
磁気抵抗効果型磁気ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用される磁気記録媒体の製造方法であって、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミドのいずれかよりなる長尺状の基体上に、スパッタ法により、コバルト含有マグネタイト薄膜を形成する工程と、
上記基体側を冷却し、かつ上記コバルト含有マグネタイト薄膜を加熱して当該コバルト含有マグネタイト薄膜を酸化処理し、コバルト含有量が10〜15重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を形成する工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。


A magnetic recording medium manufacturing method applied to a magnetoresistive head or a giant magnetoresistive head,
A step of forming a cobalt-containing magnetite thin film by sputtering on a long substrate made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or aramid;
Cooling the substrate side and heating the cobalt-containing magnetite thin film to oxidize the cobalt-containing magnetite thin film to form a magnetic layer comprising a cobalt-containing maghemite thin film having a cobalt content of 10 to 15% by weight; A method for producing a magnetic recording medium, comprising:


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