JP2864594B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は磁性材料をスパッタリングすることにより形
成した磁性層を有する磁気記録媒体に関し、特にその円
周方向で均一な磁気異方性を有し、情報の記録再生特性
が優れた薄膜磁気記録媒体に関する。
[従来の技術] 近年、情報量の増大に伴い、記録密度が高い磁気記録
媒体に対する要望が強い。そこで、高記録密度化が可能
な合金磁性薄膜を有する磁気記録媒体の開発が盛んにな
されている。合金磁性薄膜を形成する方法としては、メ
ッキ法とスパッタリング法があるが、中でもスパッタリ
ング法により形成された強磁性金属薄膜を用いた磁気記
録媒体は高保持力を有するため特に期待されている。
しかしながら、現状の磁気記録媒体はその円周方向の
残留磁化量M1と半径方向の残留磁化量M2との比(M1/M
2)、即ち磁気異方性が低く、情報の記録再生特性が十
分であるとはいえない。
ところで、従来、スパッタリングにより磁気記録媒体
を製造する場合には、先ず、非磁性基板上にCr等の下地
層を形成した後、CoNiCr,CoCrHf,CoCrZr又はCoCr等の磁
性合金をスパッタリングすることにより前記下地層上に
磁性層を形成している。スパッタリング方法にはリング
状のターゲットと基板とをその中心を一致させて配置す
る静止対向型のものと、多数の基板を支持した支持板を
ターゲット間に通過させる間に磁性膜を基板上にスパッ
タする通過型又はインライン型といわれるものとがあ
る。
前記磁気異方性を重視する観点からは静止対向型の方
が適しているが、この方法はバッチ式の製造方法である
ため、工業的生産性が低い。これに対して、通過型又は
インライン型は連続的生産が可能であること及び同時に
多数の基板を処理することができること等の利点があ
り、生産性の面で優れている。
第6図は上述のインライン方式のスパッタリングによ
り磁気記録媒体を製造する方法を示す模式的平面図であ
る。ターゲット23,24を対向させて配置し、このターゲ
ット23,24間に基板21を矢印22方向に通過させる。ター
ゲット23,24間には、矢印25にて示すように四方八方に
スパッタリング粒子が飛来しており(スパッタリング粒
子は上方及び下方に傾斜する方向にも飛来している)、
基板21がターゲット23,24間を通過する間にスパッタリ
ング粒子が基板上に被着される。
しかしながら、この従来のインライン方式の製造方法
においては、静止型の場合と異なり、基板の中心に対し
て点対象の状態でスパッタリングが行われないため、基
板の円周方向について磁気異方性が均一とならず、情報
の記録再生特性が悪いという欠点がある。
即ち、第6図の矢印25で示すように、ターゲット23,2
4からは四方八方にスパッタリング粒子が飛散するた
め、第7図に示すように、基板21の進行方向の前方領域
21a及び後方領域21cにおいては、基板1に対してその半
径方向に分子が飛来して被着される。一方、基板1の進
行方向の中間の領域21b,21dにおいては、基板1に対し
円周方向に分子が飛来して被着される。このように基板
1において、その円周方向に略90゜おきに被着条件が変
化するために、基板1の円周方向において磁気異方性が
変化するという問題点がある。
このため、従来、基板の下地層の成膜前に、基板に対
して円周方向に延びる微細な疵をつけるテキスチャリン
グ処理を行うことにより、磁気異方性の改善を試みてい
る。
また、基板に対して垂直生方向から飛来する成分のみ
が基板に到達して被着されるようにして、磁気異方性の
向上を図ったインライン製造方法が提案されている(特
開平1−162231号)。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、テキスチャリング処理のみを行って
も、磁気異方性を十分に高め、且つその位置によるバラ
ツキを十分に小さくしてその記録再生特性を改善する迄
には至っていない。
また、特開平1−162231号に開示された方法は、基板
に対してテキスチャー処理を施していないため、磁気ヘ
ッドが磁気記録媒体に固着するスティック現象が発生し
やすく、実用上問題がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、磁気ヘッドのスティック現象が発生しないと共に、
磁気異方性が大きく、且つ円周方向の位置による磁気異
方性の差が小さくて、情報の記録再生特性が優れた磁気
記録媒体を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る磁気記録媒体は、その表面にその半径方
向に凹部と凸部が繰り返される凹凸が形成された、最大
表面粗さ(Rmax)が600Å以下である円板状基材と、こ
の表面に対してなす角度が20゜以上の入射角度でスパッ
タリングすることにより形成されたCr又はCr合金からな
る下地層と、この下地層上に形成された磁性層とを有
し、この磁性層は円周方向の残留磁化量M1と半径方向の
残留磁化量M2との比(M1/M2)が2以上であることを特
徴とする。
また、前記磁性層の円周方向の4等配の位置3a,3b,3
c,3d(後述する第4図に示す)における前記比(M1/M
2)の差Δ(M1/M2)が下記(1)式により与えられる場
合、この差Δ(M1/M2)は0.2以下であることが好まし
い。
Δ(M1/M2)=|{(M1/M2)3a+(M1/M2)3c}/2 −{(M1/M2)3b+(M1/M2)3d}/2| …(1) 但し、 (M1/M2)3a,(M1/M2)3b,(M1/M2)3c,(M1/M2)3d
は夫々前記位置3a,3b,3c,3dにおける前記円周方向及び
半径方向の残留磁化量の比であり、各位置における磁気
異方性を示す。
従って、この(1)式はインライン方式で移動する基
材の進行方向の前方及び後方の位置における磁気異方性
の平均値と、進行方向の中間の位置における磁気異方性
の平均値との差になる。
[作用] 本発明においては、円周方向に延びる極めて微細な疵
を形成して半径方向に凹部と凸部が繰り返される凹凸か
らなるテキスチャリングを設けた基板を用いると共に、
インライン方式におけるスパッタリング粒子の基材に対
する入射角を20゜以上に制限する。これにより、磁気異
方性がM1/M2比で2以上、その局所的なバラツキが0.2以
下という極めて優れた磁気記録特性を有する磁気記録媒
体を得ることができる。
このように、テキスチャリング処理を施した基材を使
用すると共に、スパッタリング粒子の入射角度を20゜以
上に制限することにより、磁気ヘッドのスティックを防
止すると共に、磁気異方性を改善することができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して
具体的に説明する。
第1図は本発明の実施例に係る磁気記録媒体を示す断
面図、第4図はその磁性層3を示す平面図である。基材
6は、第4図に示すように、円板状をなし、その中央に
は磁気記録媒体を磁気記録再生装置に設置するための孔
7が形成されている。そして、この基材6の表面には、
第1図に示すように、その円周方向に延びる疵をつける
ことにより、テキスチャリング部5が設けられている。
このテキスチャリング部5は微細な同心円状の疵であ
り、従って、その半径方向に凹部と凸部とが繰り返され
る凹凸部となっている。
このテキスチャリング部5が形成された基材6の上に
は下地層4が形成され、この下地層4上には磁性層3が
形成されている。更に、この磁性層3上にはこの磁性層
3を保護するための保護層2が形成されており、この保
護層2上には、潤滑層1が形成されている。
基材6はアルミニウム合金、ガラス又はセラミック等
の硬度が高く、平滑性を容易に出すことができ、耐食性
が優れている材料で成形されている。なお、基材6がア
ルミニウム合金の場合には、その表面にNi−P合金のめ
っき層を形成する。基材6がガラスの場合にはめっき層
を形成する必要はない。
また、テキスチャリング処理は、基材6がアルミニウ
ム合金の場合には、この基材6をその中心の周りに回転
させつつ、研磨材を使用してその円周方向に微細な疵を
つけて凹凸を形成する。基材6がガラスの場合には、こ
の研磨材による方法でテキスチャリング処理してもよい
し、エッチング等の化学的な処理によってテキスチャリ
ングを形成してもよい。なお、このテキスチャリング
は、必ずしも厳密な同心円状にする必要はなく、磁気異
方性を高めるために、磁化容易軸が円周方向に沿って配
列し易くなるものであればよい。
この場合に、テキスチャリング処理により形成される
基材表面の凹凸は、最大表面粗さ(Rmax)が600Å以下
である。この最大表面粗さ(Rmax)が600Åよりも大き
い場合は、磁気ヘッドの浮上量が大きくなるため、記録
密度が低下するので好ましくない。
この基材6の表面に、スパッタリング法により、下地
層4、磁性層3、保護層2及び潤滑層1の各薄膜を順次
形成する。
第2図は本実施例の磁気記録媒体の製造に使用される
インライン方式のスパッタリング装置を示す模式図であ
る。スパッタリングターゲット11,12が上下に対向して
適長間隔をおいて配設されている。そして、このスパッ
タリングターゲット11,12間には、そのターゲット11,12
の近傍に夫々スパッタリング粒子の飛来方向を規制して
基材6に対する入射角度を調整する入射角度調整部材1
3,14が配置されている。基材6はこのスパッタリングタ
ーゲット11,12間の中央を水平方向に移動するように駆
動される。
入射角度調整部材13,14は、第3図の斜視図に示すよ
うに、多数の正方形の透孔4が薄い隔壁により形成され
ている。従って、この調整部材13,14をその透孔15の長
手方向が垂直になるように、夫々スパッタリングターゲ
ット11,12のスパッタリング粒子出射面の前方に配置す
ることにより、この透孔15を隔壁に衝突せずに抜けてき
たスパッタリング粒子のみが調整部材13,14間を通過し
て基材6に照射される。
このように構成されたスパッタリング装置において
は、基材6をスパッタリングターゲット11,12間の中央
を水平に移動させつつ、ターゲット11,12間に電圧を印
加してスパッタリング粒子を基材6の表面に被着させ
る。この場合に、スパッタリング粒子のうち、垂直方向
から大きく偏位する角度で調整部材13,14に入射したも
のはその隔壁に遮蔽されて調整部材13,14を透過せず、
垂直方向に近い角度で調整部材13,14に入射したものが
調整部材13,14を透過して基材6の表面に到達し、基材
6の表面に被着される。
下地層4はCr等の金属又は合金である。また、磁性層
3としては例えばCoNiCr,CoCrHf,CoCrZr又はCoCr等の磁
性合金の薄膜を形成すればよい。更に、保護層2は例え
ばカーボン又はセラミック等で被着すればよく、潤滑層
1は例えばフッ素系潤滑剤により形成すればよい。
少なくとも下地層4はこの調整部材13,14を使用し
て、そのスパッタリング粒子の基材6に対する入射角度
θが20゜以上になるように制御してスパッタリング粒子
を被着する。但し、この入射角度θは、第2図に示すよ
うに、スパッタリング粒子の入射方向が基材6の表面に
対してなす角度である。他の各層については、必ずしも
このようにスパッタリング粒子の入射角度を調整する必
要はない。
この場合に、第2図に示すように、基材6に到達しう
るスパッタリング粒子のうち、最も小さい入射角度を有
する粒子の入射角度θは、調整部材13,14の透孔15の最
大幅をA、透孔15の長さ、即ち調整部材13,14の厚さを
Bとすると、下記(2)式により表される。
θ=tan-1(B/A) …(2) 本発明においては、少なくとも下地層4をこの最小入
射角度θが20゜以上になるようにして形成する。
本願発明者等が、同心円状のテキスチャリングを施し
た基材上に前記A,Bを変えることにより最小入射角度θ
を変えてスパッタリングを行い、基材円周方向における
磁気特性を測定した結果、入射角θが20゜以上であれ
ば、テキスチャリングの効果と、スパッタ粒子の入射角
制御の効果により、磁気特性が均一な磁気記録媒体が得
られることが判明した。
即ち、第4図はこの下地層4上に形成された磁性層3
を示す平面図であり、図中位置3a,3b,3c,3dの位置にお
ける基材円周方向の残留磁化量M1と、基材半径方向にお
ける残留磁化量M2との大きさを矢印にて模式的に示す。
また、磁気異方性は、第5図の磁気特性曲線に示すよう
に、円周方向の残留磁化量M1と半径方向の残留磁化量M2
との比(M1/M2)で表される。
この磁気異方性(M1/M2)が大きいほど、また磁性層
内において磁気異方性のバラツキが小さい程、磁気特性
が均一で記録再生特性が優れた磁気記録媒体が得られ
る。
前述の本願発明者等による試験の結果、基材表面にテ
キスチャリングを施すと共に、入射角度θを20゜以上に
することにより、第4図に示すように磁気異方性を示す
残留磁化量の比(M1/M2)は2以上で、従来の比(M1/M
2)と比べて大きくなる。また、磁気記録媒体の円周方
向について、この磁気異方性を示す比(M1/M2)は略一
定である。即ち、この磁気異方性の円周方向についての
差Δ(M1/M2)は0.2以下と小さく、均一性が優れた磁気
記録媒体が得られた。
一方、入射角度が20゜より小さいと、磁気異方性(M1
/M2)は小さく、又は位置による磁気異方性のバラツキ
Δ(M1/M2)が大きく、情報の記録再生特性が良好でな
いものとなった。
なお、入射角度調整部材13,14は、その透孔の形状が
正方形に限定されるものではなく、菱形又は円形等、種
々の形状のものを使用することができる。
また、上記実施例は調整部材13,14をスパッタリング
ターゲット11,12に対して固定されるように配置した
が、移動する基材と共に、この調整部材を移動させるこ
ととしても同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の実施例に係る磁気記録媒体を実際に製
造し、その特性を試験した結果について説明する。
第3図に示す入射角度調整部材13,14において、透孔
の最大幅A及び長さBが、夫々下記第1表に示す5種類
の寸法のものを製作した。各調整部材の最小入射角度は
この第1表に併せて示す。
そして、先ず、A=55mm,B=20mmの調整部材を第2図
に示すターゲット11,12間の内側に配設した。
アルミニウム合金基板(外径95mm,内径25mm、厚さ1.3
mm)の表面に無電解メッキ法により、膜厚が20μmのNi
−Pめっき膜を形成し、表面を鏡面研磨した後、テキス
チャリングを施し、最大表面粗さRmax及び表面平均粗さ
Raが夫々(Rmax=560Å,Ra=60Å),(Rmax=280Å,Ra
=35Å),(Rmax=160Å,Ra=20Å)の三種類の基板を
作製した。
次いで、これらの基板を上記調整部材を配置したター
ゲット間に通過させ、Crをスパッタして下地層を被着し
た。その後、CoNiCrのターゲット間を調整部材がない状
態で通過させて磁性層を被着し、磁気記録媒体を作製し
た。この磁気記録媒体の磁気特性、即ち、保持力と円周
方向及び半径方向の残留磁化量を、第4図の位置3a,3b,
3c,3dについて測定した。但し、各位置3a,3b,3c,3dの基
板中心からの距離は25.4mmである。
その結果、これらの媒体の円周方向の保持力は1300±
50Oeであり、円周方向の残留磁化量M1は500ガウス・ミ
クロンで一定として、半径方向の残留磁化量M2を測定し
た結果、磁気異方性を示すM1/M2及びその位置によるバ
ラツキは下記第2表及び第3表に示すとおりであった。
磁気異方性M1/M2の位置によるバラツキは前記(1)式
に基づいて算出した。なお、第2表及び第3表には入射
角度が10゜の比較例1も併せて示した。
その結果、最小入射角度が20゜以上のものは磁気異方
性(M1/M2)が大きく、また位置によるその差Δ(M1/M
2)が小さかった。
次に、磁性層についても入射角度を制御した場合の試
験結果について説明する。実施例1乃至4及び比較例1
で使用した調整部材を実施例1乃至4と同様にターゲッ
ト間に配置した。実施例1乃至4及び比較例1に示した
三種類の表面粗さを有する基板を上記調整部材を配置し
たCrターゲット間に通過させ、Crの下地層を被着した。
その後、この基板をCr層を形成したときと同一の調整部
材を配置したCoNiCrターゲット間を通過させてCoNiCr磁
性層を形成し、磁気記録媒体を作成した。この磁気記録
媒体の磁気特性について実施例1乃至4及び比較例1と
同様の評価を行った結果を下記第4表及び第5表に示
す。なお、第4表及び第5表において、その保持力は13
00±50Oeであり、円周方向の残留磁化量M1は500ガウス
・ミクロンに調整した。
その結果、最小入射角度が20゜以上のものは磁気異方
性を示すM1/M2比が大きく、また位置による磁気異方性
のバラツキが小さかった。
[発明の効果] 本発明によれば、基材に所謂テキスチャリングを施す
と共に、ターゲットから基材に入射されるスパッタリン
グ粒子の入射角度を20゜以上に制御することから、円周
方向に配向する磁気異方性が2以上と大きく、またこの
磁気異方性の円周方向についての差が小さく均一な磁気
特性を有し、情報の記録再生特性が優れた磁気記録媒体
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る磁気記録媒体を示す断面
図、第2図はその製造装置を示す模式図、第3図は同じ
くその入射角度調整部材を示す斜視図、第4図は本実施
例の磁気記録媒体の磁気異方性を示す模式図、第5図は
磁気特性曲線を示す図、第6図は従来の磁気記録媒体の
製造方法を示す模式図、第7図は同じくその得られた磁
気特性を示す模式図である。 3;磁性層、4;下地層、5;テキスチャリング部、6;基材、
11,12;スパッタリングターゲット、13,14;入射角度調整
部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/66 G11B 5/82 G11B 5/85

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その表面にその半径方向に凹部と凸部が繰
    り返される凹凸が形成された、最大表面粗さ(Rmax)が
    600Å以下である円板状基材と、この基材の表面に対し
    てなす角度が20゜以上の入射角度でスパッタリングする
    ことにより形成されたCr又はCr合金からなる下地層と、
    この下地層上に形成された磁性層とを有し、この磁性層
    は円周方向の残留磁化量M1と半径方向の残留磁化量M2と
    の比(M1/M2)が2以上であることを特徴とする磁気記
    録媒体。
  2. 【請求項2】前記磁性層の円周方向の4等配の位置3a,3
    b,3c,3dにおける前記比(M1/M2)の差Δ(M1/M2)が下
    記数式により与えられ、この式中の(M1/M2)3a,(M1/M
    2)3b,(M1/M2)3c,(M1/M2)3dが夫々前記位置3a,3b,3
    c,3dにおける前記円周方向及び半径方向の残留磁化量の
    比である場合に、前記差Δ(M1/M2)が0.2以下であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。 Δ(M1/M2)=|{(M1/M2)3a+(M1/M2)3c}/ 2−{(M1/M2)3b+(M1/M2)3d}/2|
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