JP2794578B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度記録化に対応する磁気記録媒体の製
造方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、非磁性支持体上にCo−Cr膜を磁性層として
形成しCo−O膜を保護膜として形成する磁気記録媒体の
製造方法において、上記Co−O膜を形成するに際し酸素
導入量/蒸着速度を2.0SCCM/(Å/sec)以上とすること
により、耐久性とヘッド当たり特性に優れた磁気記録媒
体の製造方法を提供しようとするものである。
〔従来の技術〕
近年、磁気記録における短波長化と狭トラック化によ
る記録密度の向上は目覚ましく、光記録に近い面記録密
度の実用化がいわゆる垂直磁化膜を利用した垂直磁気記
録媒体を用いることで期待されている。このような状況
の中で、Co−Crを磁化膜とする磁気記録媒体が活発に研
究開発されており、同時に上記Co−Cr膜の耐久性を向上
させる手法がいくつか提案されている。
例えば、スパッタリング法によるCo3O4スパッタ膜が
上記Co−Cr膜の耐久性を向上させ、200Å以下の膜厚のC
o3O4スパッタ膜がCo−Cr膜のフェライトヘッドに対する
保護膜として1000万回パス以上の耐久性を持つことが報
告されている(日本応用磁気学会),第46回研究会資料
46−7,57頁〜66頁,粟野,本多,梶原)。同資料はCo−
Crスパッタ膜の表面をプラズマ酸化することでも耐久性
が向上することを報告しており、プラズマ酸化によって
できたCo酸化物が耐久性向上に有効であることを示して
いる。
また、Co3O4スパッタ膜の結晶配向度が保護膜として
の耐久性への重要な因子であることを報告している資料
も見られる(信学技報MR87−15(1987)「Co3O4保護膜
の結晶配向度とCo−Cr媒体の耐久性」佐本,本多,桝
屋)。
しかし、これらスパッタリング法で形成されたCo酸化
物は耐久性に対して効果はあるが、保護膜形成速度が遅
いと言う欠点がある。また、プラズマ酸化による酸化層
形成でも少なくとも30秒〜60秒程度の処理時間が必要で
あり、表面を空中で高温にさらしてCo−Cr膜の表面酸化
を行う方法でも60秒程度の処理時間が必要と報告されて
いる(信学技報MR88−11(1988)「表面酸化処理したCo
Cr連続蒸着媒体の電磁変換特性と耐久性」越後,本田
等)。
以上のことから理解できるように、スパッタリング法
やプラズマ酸化,空中高温表面酸化によるCo酸化物保護
膜はCo−Cr膜の耐久性向上に有効であるが、保護膜形成
速度が遅く生産上の欠点となっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようなことから、例えば特開昭61−92417号公報
には、Co−Oよりなるコバルト酸化物保護膜をスパッタ
リング法,真空蒸着法等で設けることが提案されてお
り、これにより垂直磁気記録媒体の耐久性が向上すると
報告されている。しかし、上記公報で実施されている垂
直磁気記録媒体は、その製造方法にスパッタリング法を
用いてCo−O膜を形成しており、上述のようにスパッタ
リング法には成膜速度が遅く生産性が低いという欠点が
ある。また上記公報では真空蒸着によるCo−O保護膜の
形成も提案しているが、単にCo−O膜を真空蒸着法で磁
性層状に蒸着形成したとしても、蒸着膜は膜形成時のエ
ネルギーが低いため、スパッタ膜に較べ耐久性の点で劣
るという欠点がある。
従って、磁気記録媒体あるいは垂直磁気記録媒体の耐
久性向上に有効なCo−O保護膜を形成するにあたり、耐
久性の優れたCo−O膜を膜形成速度の速い真空蒸着法を
用いて形成することができる成膜法が待たれている。
そこで、本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、耐久性に優れた保護膜を速い膜形
成速度で製造可能とすることを目的とし、これにより耐
久性,ヘッド当り特性に優れた磁気記録媒体を、生産効
率良く製造することを可能とする磁気記録媒体の製造方
法を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究
の結果、Co−O膜を真空蒸着法で形成するにあたり、酸
素導入量と蒸着速度との比を所定の範囲に定めて蒸着形
成することで、生産効率良く、耐久性,ヘッド当たり特
性に優れたCo−O膜が形成可能であるとの知見を得るに
至った。
すなわち本発明は、上述の知見に基づいて提案された
ものであって、非磁性支持体上にCo−Cr膜を磁性層とし
て形成しCo−O膜を保護膜として形成する磁気記録媒体
の製造方法において、上記Co−O膜を形成する際の酸素
導入量/蒸着速度が2.0SCCM/(Å/sec)以上であること
を特徴とするものである。
上記Co−O膜は、高純度のCoを蒸発蒸気流となし、酸
素を導入しながらCo−Cr膜上に蒸着することでCo酸化物
蒸着膜として形成されるものであった。ただし、蒸着膜
形成時にあまり多量の酸素を導入すると、当該酸素の影
響で蒸着源を加熱する電子銃が焼き切れるトラブルが発
生する虞れがある。従って、必要に応じて差動排気の機
構により強制的に電子銃近辺から酸素を排除することが
必要である。
Co−O膜を蒸着する際に導入される酸素は、その流量
を制御されながら蒸着装置内に導入されるものである。
このときの酸素導入量/蒸着速度は、2.0SCCM/(Å/s
ec)以上とすることが必要である。例えば、酸素導入量
/蒸着速度が2.0SCCM/(Å/sec)未満であった場合、蒸
着形成されたCo−O保護膜の耐久性が不足する虞れがあ
る。上限は特に制約はないが、酸素導入量/蒸着速度が
7.5SCCM/(Å/sec)より大きい場合、前述の差動排気機
構を用いても電子銃近辺の酸素を排除しきれなくなり電
子銃が焼き切れてしまう虞れがあり、また耐久性も飽和
する傾向にあることから、それ以下であることが好まし
い。
一方、磁性層であるCo−Cr膜は、通常の組成であれば
よく、また当該Co−Cr膜を形成するに先立ち、上記Co−
Cr膜の垂直配向性の向上と非磁性支持体と上記Co−Cr膜
との付着強度の増加を図る目的でTi下地膜等を形成して
もよい。
磁性層であるCo−Cr膜は、スパッタリングや真空蒸着
等により形成すればよいが、生産性の点で真空蒸着法を
採用するのが有利である。
真空蒸着法としては、抵抗加熱蒸着、誘導加熱蒸着、
電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、イオンプレーティ
ング、レーザービーム蒸着、アーク放電蒸着等の真空蒸
着法のいずれもが実施可能であるが、磁気記録媒体の保
磁力、異方性磁界等の磁気特性を向上させる上で、又速
い蒸着速度を得るために電子ビーム蒸着、イオンプレー
ティング等の方法が適しており、さらに操作性、量産性
の工業的観点からは電子ビーム蒸着法が最も適してい
る。
本発明で使用される非磁性支持体の材料としては、通
常の磁気記録媒体の非磁性支持体として使用されている
材料であれば何れの材料をも使用することができる。特
に加工性、成形性、可撓性等の点で、有機重合体材料が
適しており、中でも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等のポリエステル、ポリエチレ
ン,ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリメチルメ
タアクリレート、ポリカーボネート、ポリスルフォン、
ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミドイミド、
ポリイミド、ボリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、酢
酸セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂或いはこれらの混合物、共
重合物等が適している。また非磁性支持体の形状として
は、ドラム状、ディスク状、シート状、テープ状、カー
ド状等いずれでもよい。これら非磁性支持体は、磁気記
録層を形成するに先立ち、易接着化、平面性改良、着
色、帯電防止、耐摩耗性付与等の目的で表面処理や前処
理が行われてもよい。
本発明はハードディスクにも適用可能である。したが
って、非磁性支持体はAl、Al合金、Ti合金等の軽合金が
用いられるが、これに限定されるものではなく、この種
の媒体の非磁性支持体材料がいずれも使用可能である。
ここで、上記非磁性支持体を使用した場合には、非磁性
支持体表面にアルマイト処理等の酸化皮膜やNi−P皮膜
を形成してその表面を硬くするようにしてもよい。ま
た、ハードディスクとする場合には、金属磁性薄膜の表
面に、カーボン膜、ダイヤモンド薄膜、酸化クロム膜、
SiO2膜等の硬質保護膜を形成するようにしてもよい。
〔作用〕
Co−Cr膜上に酸化物膜であるCo−O膜を蒸着形成する
際に、酸素導入量/蒸着速度を2.0SCCM(Å/sec)以上
とすることで、耐久性,ヘッド当たり特性が確保され
る。
なお、本発明の製造方法は、Co−O膜の成膜に真空蒸
着法を採用しているため、生産効率の高いものとなって
いる。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した実施例について図面を参照し
ながら説明する。
第1図は、磁気記録媒体を製造するための蒸着装置の
一例であり、本実施例ではバッチ式蒸着機を用いた。
上記バッチ式蒸着機は、排気系9と酸素ボンベ10及び
上記酸素ボンベ10と接続した酸素ガス導入管5を備えた
真空槽6中に非磁性支持体である基板3、ボンバード電
極8、熱電対7、ヒータ4、エレクトロンビームガン2
およびTi,Co−Cr,Coの各々のインゴットが収容され順次
切り換え交換可能な回転式ルツボ1を備えてなるもので
ある。ただし、第1図において、Ti,Co−Cr,Coのインゴ
ットを入れた各ルツボ(1a,1b,1c)を合わせてルツボ1
として表している。
ここで、Coを蒸着する際、上記酸素ガス導入管からの
酸素導入量が制御されるようになっている。また、上記
基板3上にTi,Co−Cr,Co各々の膜を形成する際、同一バ
ッチで蒸着し、真空をやぶらずに連続的に形成した。
先ず、上記基板3は、真空排気された上記真空槽6内
に配設され、予めガス出しと酸素ボンバードを施してお
く。その後上記ヒータ4により該基板3は所定の温度に
加熱される。
ルツボ1aにはTiのインゴットが入れられ、上記エレク
トロンビームガン2によって加熱される。そして、その
熱によって上記Tiが蒸発し上記基板3上にTi下地膜が蒸
着形成される。
上記基板3上にTi下地膜が蒸着形成された後、上記ル
ツボ1aは回転してCo−Crのインゴットを収容したルツボ
1bと交換され、当該ルツボ1b中のCo−Crインゴットが上
記エレクトロンビームガン2によって加熱され、Co−Cr
膜が上記基板3上に磁気記録媒体の磁性膜として形成さ
れる。
次に、上記ルツボ1bは回転してルツボ1cと交換され
る。上記ルツボ1cにはCoのインゴットが入れられ、前述
のように導入される酸素量を所定の値に制御してCo−O
膜として上記Co−Cr膜上に蒸着形成する。
このようにして形成されたCo−O膜が上記Co−Cr膜の
保護膜となる。
以上の方法により磁気記録媒体を製造した。
実験例1 本実験例は、Co−O膜を作成する際に、酸素導入量と
蒸着速度が磁気記録媒体の耐久性にどのような影響を与
えるか調べたものであり、酸素導入量/蒸着速度の値の
最適範囲を見出すために行ったものである。
本実験例は上述のような装置を用い、以下の条件で磁
気記録媒体を作製した。その際のTi下地膜とCo−Cr磁性
膜およびCo−O保護膜の蒸着条件を示す。
Ti下地膜とCo−Cr磁性膜の蒸着条件 基板……ポリアミドフィルム,厚さ9μm Co−Cr膜厚……2300〜2500Å Ti下地膜の膜厚……300Å 基板温度(Co−Cr蒸着時)……190℃ (Ti蒸着時)……190℃ Co−O保護膜の蒸着条件 酸素流量……第1表に示す通り 蒸着速度……10〜20Å/sec 基板温度……175〜190℃ Co−O膜厚……約50Å(オージェ分析による。) 上記Co−O保護膜の蒸着条件において酸素流量を第1
表に示す通りとして5種類のサンプルテープを作製し
た。
また比較のために、Co−O膜を形成しないでCo−Cr磁
性膜を磁化膜とする磁気記録媒体を作製し、比較試料と
した。
以上の方法で作製した各試料を、8mm幅のテープ状に
切り取り8mmビデオテープ用カセットに組み込み、8mmビ
デオテープレコーダでスチル試験および回転ヘッドによ
る再生エンベロープを測定した。なお、スチル試験の耐
久時間は出力が3dB低下するまでの時間を測定した。
その結果を第2図に示す。第2図に酸素導入量/蒸着
時間とスチル耐久性との関係を示す。
実施例1において第2図より、酸素導入量/蒸着速度
の値が2.0SCCM/(Å/sec)を越えると耐久性が飛躍的に
向上し、40分以上の耐久性を示すことがわかる。ここ
で、上記スチル試験では潤滑剤を使用していないにもか
かわらず40分の耐久性を示していた。即ち、潤滑剤無し
で40分の耐久性を示すと言うとは、潤滑剤を用いること
で60分以上の耐久性を示すようになることを意味してお
り、60分の耐久性はテープの実用上十分な値である。ま
た、酸素導入量/蒸着速度の値が7.5SCCM/(Å/sec)で
2時間40分もの耐久性を示していた。
比較試料においては、耐久時間は数秒しかもたなかっ
た。
なお、上記酸素を導入しながらCoの蒸発蒸気を蒸着形
成したCo酸化物蒸着膜をRHEED法で分析すると、当該Co
酸化物蒸着膜は主にCo−Oであり、結晶は面心立方構造
(FCC)で膜面に垂直に強く〈111〉配向していることが
わかった。
また、試料1〜試料5において、回転ヘッドによる再
生エンベローブがドラム入口から出口まで一様に当た
り、ヘッドテープの当たりも改善されていた。
これに対して、比較試料においては試験後ドラム,ヘ
ッド,媒体にキズ等が残り、特にドラムのダメージが著
しく再度使用が不可能となった。
実験例2 本実験例は、実験例1において良好な耐久性を示した
酸素導入量/蒸着速度の値を選択し、その蒸着条件にお
いてCo−O膜蒸着時の基板温度を変化させ、基板温度が
磁気記録媒体の耐久性に与える影響を調べたものであ
る。
本実験例では酸素導入量/蒸着速度を2.5SCCM/(se
c)に固定し(酸素流量は50SCCMとした。)、基板温度
を4種類設定してCo−O膜を蒸着形成した。第2表にそ
れらの基板温度を示す。
基板温度を第2表に示す温度とし、他は実験例1と同
様な条件でサンプルテープを作成した。その結果を第3
図に示す。
第3図より、基板温度が室温から200℃の範囲では、
基板温度が高い程磁気記録媒体の耐久性向上に効果があ
ることがわかる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明の製造方法に
よれば、Co−O膜形成時に酸素導入量/蒸着速度を所定
の範囲とすることにより耐久性に優れたCo−O膜を得る
ことができる。また、回転ヘッド,ドラム系におけるヘ
ッド当たり特性も改善される。なお、本発明の製造方法
は、真空蒸着法を使用しているため、磁気記録媒体の生
産効率が高いものとなっている。
従って、本発明の製造方法によれば、高生産効率で、
耐久性,ヘッド当たり特性に優れた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】
第1図は実施例の磁気記録媒体を作製するための真空蒸
着装置の一例を示す模式図である。第2図はCo−O膜作
製時の酸素導入量/蒸着速度と耐久時間との関係を示す
特性図である。第3図はCo−O膜作製時の基板温度と耐
久時間との関係を示す特性図である。 3……基板 5……酸素導入管 6……真空槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 正弘 東京都品川区北品川6丁目5番6号 ソ ニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/84 G11B 5/72

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性支持体上にCo−Cr膜を磁性層として
    形成しCo−O膜を保護膜として形成する磁気記録媒体の
    製造方法において、 上記Co−O膜を形成する際の酸素導入量/蒸着速度が2.
    0SCCM/(Å/sec)以上であることを特徴とする磁気記録
    媒体の製造方法。
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