JPH0467252B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は磁気記録装置に用いられる磁気デイス
クなどの磁気記録媒体に関する。

（従来技術とその問題点） 近年磁気記録装置に用いられる磁気デイスクな
どの磁気記録媒体はますます高記録密度となる傾
向にあり、これに伴い磁気記録媒体の磁性層の膜
厚を従来の約1μｍ程度から0.1μｍ以下まで薄く
し、保磁力Hcもより高くする必要がある。その
ため磁気記録媒体の製造方法もサブミクロンオー
ダでは磁性層の膜厚が不均一になるスピンコート
法に代つて、均一な薄膜を容易に形成することが
可能なスパツタ法やメツキ法が注目されるととも
に、従来の鉄酸化物例えばγ−Fe₂O₃の磁性層
は、その磁気特性、特に残留磁束密度が小さく出
力が低いということから、磁性層として、スパツ
タ法によつて形成されるコバルトCo系合金例え
ばコバルト−ニツケルNi合金磁性薄膜が使用さ
れるようになつた。Ni含有量の範囲は20〜30at
％がよいことが知られている。

第６図に例えばCo−Ni合金磁性薄膜の磁性層
を備えたデイスク状磁気記録媒体の要部構成断面
図を示す。

第６図の磁気記録媒体は合金基板１上に非磁性
基体層２を被覆し、この非磁性基体層２の上にさ
らに非磁性金属下地層３を介してCo−Ni合金薄
膜の磁性層４ａを被覆し、磁性層４ａ上に保護潤
滑膜５を被覆したものである。

このように構成された磁気記録媒体の合金基板
１にはアルミニウム合金が多用されているが、場
合によつてはプラスチツクを用いてもよく、所定
の面粗さ、平行度および平面度に仕上げられる。
非磁性基体層２はニツケル−りんNi−Ｐ合金を
無電解メツキしたもの、もしくは基板１自体をア
ルマイト処理して得たものが好ましく、いずれも
所定の硬さを必要とし、表面は機械的研磨により
鏡面仕上げを行なう。非磁性金属下地層３は一般
にクロムCrを用いてスパツタ法などにより形成
する。この下地層３はCo−Ni合金薄膜磁性層４
ａの保磁力Hcを高める作用をもつものであり、
下地層３の厚さによつても磁性層４ａの保磁力が
変化する。下地層３は膜厚の増加とともに磁性層
４ａの保磁力を飽和させる傾向があり、その保磁
力を飽和させる下地層３の膜厚は材料によつて大
きく異なる。したがつて実用的な磁気記録媒体を
作製するときは下地層３の膜厚はあまり厚くする
ことなく薄膜の形成時間を短かくし適当な保磁力
を磁性層４ａに付与するようにしている。下地層
３に磁性層４ａをスパツタにより形成した後、引
続き最後にカーボンもしくは二酸化珪素SiO₂な
どの保護潤滑膜５を連続して被覆する。

以上のようにして得られるCo−Ni合金薄膜を
スパツタ法により形成した磁性層をもつ磁気記録
媒体は良好な磁気特性を示すという点で有効なも
のである。しかしながら、このCo−Ni合金薄膜
についてその後の研究が進むにつれて、初期の磁
気特性はすぐれているが、薄膜磁性層自体の耐食
性が十分でないために、使用される環境によつて
は遂には磁気特性の劣化を起こすことがわかつ
た。

これに対して種々な対策も試みられている。そ
の一つは耐食性という点からみれば鉄酸化物は周
囲環境に対して安定しているから、例えばγ−
Fe₂O₃をスパツタによつて薄膜化するのがよい
が、その反面前述のように鉄酸化膜は磁気特性の
とくに残留磁束密度が低く、しかも鉄酸化物をス
パツタ法により薄膜として形成するにはスパツタ
条件や熱処理など複雑な手順を要するので問題点
が多く好ましくない。第２の対策は例えば金属材
料の分野で屡々行なわれているようにクロムCr
を添加することによつて耐食性を向上させるとい
う手法を利用することであるが、Co系合金にCr
を単独添加しても耐食性は向上するものの、逆に
磁気特性が低下するのを避けることができない。
第３の対策として、Co−Ni合金薄膜の表面に周
囲環境の影響を完全に遮断することのできる保護
膜を形成することも効果的とみられるが、磁気ヘ
ツドとの潤滑性や薄膜状の保護膜に必要な硬さや
緻密性を保持することなどを同時に満足する保護
膜は未だ見られない。

これらのことから、磁気記録媒体にスパツタ法
により形成される磁性層は、保護膜には補助的な
効果を期待し、従来相反関係にあるとみなされて
いた磁気特性と耐食性を両立させたすぐれたもの
を開発する必要がある。

（発明の目的） 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的はCo系合金の磁気特性を損うこと
なく、耐食性も向上した薄膜磁性層を形成した磁
気記録媒体を提供することにある。

（発明の要点） 本発明は不活性ガス雰囲気中でアルミニウム基
板上のNi−Ｐ層の上に連続的にスパツタして形
成した下地層、磁性層および保護潤滑膜の磁性層
として、サマリウムSmを適量含有したCo−Ni合
金磁性薄膜を形成することにより達せられる。

（発明の実施例） 以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図に本発明により得られた磁気記録媒体の
要部構成断面図を示し第６図と共通部分を同一符
号で表わしてある。第１図は第６図と基本的な構
成は同じであるが、第１図が第６図と異なる点は
磁性層４にCo−Ni−Sm合金薄膜を用いた所にあ
る。

まず非磁性合金基板１として旋盤加工および加
圧焼鈍により、十分に小さなうねりすなわち円
周・半径方向とも20μｍ以下の面に仕上げたデイ
スク状アルミニウム板を用い、この上にNi−Ｐ
合金の無電解メツキを約30μｍの厚さに被膜し、
メツキ被膜を平均表面粗さ0.02μｍ、厚さ15μｍま
で鏡面仕上げを行なうことにより非磁性基体２を
形成する。次いで非磁性基体２の上に非磁性金属
下地層３としてCrをスパツタして形成するがCr
膜の厚さは前述のように磁性層４の磁気特性に影
響を与えるので0.1μｍ間隔で0.8μｍまで変化させ
た。下地層３を形成した後、直ちに引続き同じス
パツタ槽内で磁性層４として本発明によるCo−
30at％Ni−Sm合金をスパツタにより下地層３の
上に500Åの厚さに設けた。この磁性合金薄膜に
ついてはSmを添加する効果を明らかにするため、
Sm含有量を5at％おきに15at％まで変えたものを
作製した。この際、下地層３に続いて磁性層４を
スパツタするまでにあまりに長い時間スパツタ槽
内に放置したり、大気に曝したりすると、下地層
３の効果を発揮することができず、磁性層４の必
要とする大きな保磁力が得られなくなる。例えば
下地層３を形成した後、大気に曝して磁性層４を
その上に形成した場合、磁性層４の保磁力は僅か
200Oeにしかならない。これはスパツタ槽内に長
い時間放置したときも同様の効果となるから、下
地層３の形成後は直ちに磁性層４のスパツタを実
施しなければならない。最後に表面保護潤滑膜５
としてカーボンをスパツタして膜厚500Åに形成
することにより、この磁気記録媒体を作製した。

次に以上のごとくして得られた磁気記録媒体の
諸特性について述べる。

第２図ａ〜ｄは磁性層４として設けたCo−
30at％Ni−Sm合金のSm含有量を変えたときの
磁気特性との関係を示した線図であり、いずれも
横軸を5at％間隔でSm含有量とし、縦軸を磁気特
性としてプロツトしたものである。すなわちSm
含有量に対して第２図ａは保磁力、第２図ｂは角
形比Ｓおよび保磁力角形比S^*、第２図ｃは残留
磁束密度Brと膜厚δとの積、第２図ｄは飽和磁
束密度Bsと膜厚δとの積の関係線図である。た
だしこのときその他の条件は全て同じに設定して
あり、いずれもRFスパツタ装置を用いて出力
500W、全ガス圧4.0×10^-2Torr、基板温度は室温
である。なお下地層３のCrの膜厚はすべて3000
Åとした。

第２図ａ〜ｄからわかるようにSm含有量に対
して最も大きく変る磁気特性はａ図のHcであつ
て磁気記録媒体として有効な900Oe以上の得られ
るSm含有量の範囲は１〜13at％であり1000Oeを
超える最も好ましい範囲は３〜12.5at％である。
この範囲のSm含有量についてみるとｂ図のＳは
Smを添加しないものより増大しているが、S^*と
ｃ図のBr・δ，ｄ図のBs・δはいずれも低下の
傾向にある。しかしこの程度の低下は磁気特性の
上でとくに問題となることはない。

次に下地層３として設けたCr被膜の厚さに対
する磁性層４のHcの変化を第３図の線図に示す。
この場合は磁性層４は前述の第２図ａの結果に基
づきCo−30at％Ni−10at％Smを選び、その他の
条件も一定とした。第３図において横軸は0.1μｍ
間隔に目盛つたCr被膜の厚さ、縦軸は磁性層４
のHcとして示してあるが、第３図ではほかに二
つの比較例を併記し本発明と従来例とを対比させ
本発明の有効性を明らかにしている。

比較例１の磁気記録媒体の製造方法は上述の実
施例の場合と全く同様であるが、磁性層がCo単
独の薄膜である点のみが異なり、比較例２では同
様に磁性層をCo−30at％Niの薄膜としSmを添加
してないものである。

第３図から本発明に係るCo−30at％Ni−10at
％Smの磁性層は下地のCr被膜によりHcを高くす
る効果が顕著であり、Cr膜厚0.3μｍ以上でHcが
大きな値で飽和に達することがわかる。これに対
して比較例１および比較例２はCr膜厚を増して
も磁性層のHcはあまり大きくならず、本発明実
施例におけるSm添加効果が明瞭である。また下
地層３はCrの代りにBiを用いることができるが、
Biの膜厚を500Å程度とすることにより、Crの場
合と同様の効果が得られる。

さらに本発明の磁気記録媒体の磁性層の耐食性
について言及する。

第４図は温度40℃、相対湿度80％の雰囲気中に
曝したCo−30at％Ni−10at％Smの磁気記録媒体
の磁気特性の変化を示した線図であり、第５図は
同じくこの条件に曝した磁気記録媒体を記録装置
に用いたときのエラー個数の変化を示した線図で
あるが第４図、第５図の場合も比較のために第３
図のときと同じ比較例１と比較例２を併記した。

第４図は磁気記録媒体の放置期間に対する磁性
層のBr・δおよびHcの変化を示したものであ
り、磁気特性の初期値はそれぞれ異なるが、放置
時間経過に対する変化の割合はあまり変らない。
しかしながら第５図にみられるようにエラー個数
は本発明の記録媒体は12weeks放置してはじめて
僅かにエラーがカウントされるのに対して、比較
例１、比較例２のものは短い日数のうちにエラー
個数が急激に増加し使用に耐えなくなる。このこ
とは磁性層全体の磁気特性は環境条件によつて比
較的長時間大きな変化を示すことはないが、湿気
などの雰囲気に曝されたとき、従来の磁性層は表
面の微小な局部から順次腐食されて変質すること
に起因している。これに対しSmを適量添加した
磁性層を有する本発明の磁気記録媒体は第５図か
ら耐食性もすぐれたものであることがわかる。な
お第５図には図示してないが１〜13at％の範囲で
Smを添加したものについて同様の結果を得るこ
とができる。

また本発明の磁気記録媒体を磁気記録装置に組
み込んでCSS試験を行なつた結果、２万回のコン
タクト・スタート・ストツプに対しても記録媒体
表面になんら傷を発生せず、再生出力もほとんど
低下することなく、十分な耐久性をもつているこ
とがわかつた。

以上説明してきたように、本発明の磁気記録媒
体はすぐれた磁気特性と耐食性を兼備したものと
いうことができる。

（発明の効果） 磁気デイスクなどの磁気記録媒体は記録密度を
あげるために磁性層の膜厚を薄くし、磁気特性を
向上させるためにスパツタによるCo−Ni系合金
薄膜が用いられるようになつたが、一方でこの磁
性層はCo−Ni系合金では使用環境における耐食
性が例えば鉄酸化物膜などより劣るという欠点を
もつていたのに対し、本発明はCo−Ni系合金に
１〜13at％のSmを含んだ磁性層を用いて、基板
上に非磁性基体層、下地層、磁性層および保護潤
滑膜をこの順に堆積してなる磁気記録媒体として
従来と同様に構成したものであつて、磁性層の
Co−Ni系合金にSmを添加したことにより、Cr
下地層が磁性層のHcを高めるのに極めて効果的
に働くと同時に磁性層自体の耐食性を著しく向上
させ、磁気特性と耐食性という従来相反関係にあ
つた問題を一挙に解決し、この両者を一つの記録
媒体で兼ね備えることができ、しかも本発明の記
録媒体は製造効率もよく記録装置の出力も十分で
あり、長寿命を保持することができるという多く
の点で大きな利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の要部構成断面
図、第２図は磁性層のSm含有量と磁気特性との
関係を示す線図、第３図は下地層の厚さに対する
磁性層のHcの変化を示す線図、第４図は温度40
℃、相対湿度80％の雰囲気中に曝した磁気記録媒
体の磁気特性の変化を示す線図、第５図は同じく
エラー個数の変化を示す線図、第６図は従来の磁
気記録媒体の要部構成断面図である。 １……合金基板、２……非磁性基体層、３……
非磁性金属下地層、４，４ａ……磁性層、５……
保護潤滑膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上の主表面を被覆した非磁性基体上に、
   非磁性金属下地層、磁性層および保護潤滑膜をこ
   の順に連続スパツタして積層形成した磁気記録媒
   体において、前記磁性層がSmを１〜13at％含む
   Co−Ni合金からなることを特徴とする磁気記録
   媒体。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の媒体において磁
   性層のSm含有量を３〜12.5at％とすることを特
   徴とする磁気記録媒体。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の媒
   体において、非磁性金属下地層としてCrを用い
   ることを特徴とする磁気記録媒体。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の媒
   体において、非磁性金属下地層としてBiを用い
   ることを特徴とする磁気記録媒体。