JPS63183620A - 磁気記憶媒体上の保護層の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、９１５　ＭＨｚ　〜１　［Ｉ　ＧＨｚの周波
数範囲でプラズマ重合を行なめかつ供給されｆｃ揮発性
炭化水素および弗素−炭素化合物から成る、炭素含有層
を付着させることによって磁気記憶媒体上に保護層を製
造する方法に関する。

従来の技術 このような記憶媒体は、好ましくは蒸着金属層から成る
情報媒体金有する磁気テープ、またハードディスクおよ
びフロッピーディスクであって、記録−／読取りヘッド
と記憶媒体との少なくとも一時的な接触によって起こる
機械的摩耗に暴露されている。ノ１−ドディスクの場合
には、スタート−ストップ段階の間でのみ記録−／読取
りヘッドへの機械的接触が起こる。

従って、実際の（金属）情報媒体を無定形炭素から成る
保護層によって保護することは公知である。この場合も
ちろん記憶媒体上の無定形炭素層の付着は不確かである
。しかし申し分のない機械的付着が得られるにしても、
それによって他の問題、つまり環境条件による腐食の問
題はまだ除去されない。

十分な機械的および化学的保護への要求は、高い記憶密
度への要求と相対立している。今日的観点からいえば約
１０８ビツト／ｃｒＩＬ２の記憶密度が欲求され、この
ことはさらに、最大約１１００ｎの厚さを有する極めて
薄い保護層を前提とする〇 情報媒体の磁気特性は、酸素の取込みによって短時間の
うちに、特に高い温度および空気湿度の場合には、記憶
媒体が使用不能になる程変化されることが判っている。

冒頭記載のような方法は、西独国特許出願公開第３５３
９７２４号から公知であり、この場合には、単一保護層
内で水素の一部分が弗素によって置換されて、炭素：水
素の原子比が２〜８となり、弗素：水素の原子比が１．
３〜３．０となりうる。なるほどこれによって耐食性は
増大され、走行性および強度は改善される。しかし層の
硬度は無定形炭素の硬度に匹敵できない。

無定形炭素の場合には、Ｃ：Ｈの原子比は１０を越える
。

公知方法によって製造された単一重合体層の相対的な軟
かさけ、製造法２よび該方法のために使用された装置に
滞因している。被覆すべきテープ状記憶媒体は２個の板
状電極の間を導通され、これらの電極の一万は素材に配
置され、他方の電極は高周波、マイクロ波、交流または
直流を発生することのできる電源に配置されている。し
かし選択されｔ装置によると基板、つまり記憶媒体には
ビーム電圧が形成されない。

前記装置は、マイクロ波で操作するには不適である。基
板におけるビーム電圧は場合によっては約２〜４ｖの値
にまで増大しうる。この理由は、ビーム電圧が一般に基
板の高周波励起および位置決めによってのみ陰極に直接
発生されつるという点にある。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明は、冒頭記載のような方法において、機械
的ならびに化学的作用に長時間に亘って抵抗できる記憶
媒体を製造しうる方法を提案するという課題を基礎とし
ている。

問題点を解決するための手段 前記課題は、本発明により ａ）先づ、弗素化炭素および炭化水素の群からの重合体
から成り、１〜２Ｑ　ｎｍの層厚を有する定着および腐
食保護層を施し、 ｂ）前記定着層上に、バイアス電圧を発生させるプラズ
マ重合法によって１５〜Ｉ　Ｄ　ＯｎｍＱ層厚を有する
無定形炭素層を施すことによって解決される。

前記課題は本発明方法によって広い範囲で解決される。

本発明方法の場合には、セルフバイアス電圧とも称され
かつ無定形炭素までの硬質層の原因である著しく高い電
圧が調整される。また公知法の場合には明らかに最小６
０°の水に対する接触角しか得られないが、本発明の場
合には最大４５°の接触角が得られる。これによると層
構造に著しい相違のあることが予測される。

基板方向のバイアス電圧は、陽イオンとの衝突を惹起し
、これによって最終的に高い層硬度が得られる。このよ
うなバイアス電圧は、基板を、高周波の供給される１個
の電極を介して直接的接触下に案内するかまたは同電極
上に保持することによって形成されうる。この際前記電
極は、他のより大きい電極に対して陰極電位に存在する
。

西独国特許出願公開第３３１６６９３号には、十分なバ
イアス電圧の形成に好適な他の装置が、特にシロキサン
およびシラザンの群からのガスから重合によって形成さ
れた定着層上の無定形炭素層の製造と関連して記載され
ている。ここに記載されたマイクロ波導波管構造は、相
互に平行をなす各２個の直線的側板（Ｈｏｌｍｅ　）か
ら成り、それらの側板の間に、同側板と金属的に結合し
ている同じ長さのバー（５ｐｒｏｓｓｅ　）が延びてい
る。これらのバーは２個の中央導波管の一方と交互に導
電的に結合されている（米国特許第３８１４９８３号に
詳述されている）。このような導波管構造によって発生
され九マイクロ波は、マイクロ波透過性材料例えば石英
ガラス、酸化アルミニウムセラミックまたはポリテトラ
フルオルエチレン等から成る窓を介して、実際のプラズ
マ工程がその中で起る反応室に導入される。導波管構造
は、各１個の導波管を介してマイクロ波伝送器と接続し
ている。ともかくこのようなエネルヤー源によって、所
望の非常に硬い層の形成される、被覆す−べき基板表面
上にセルフバイアスが形成されることが判明したＯ 「バイアス電圧を発生させるプラズマ重合」とは１プラ
ズマに暴露された基板表面上に少なくともＩＯＶの負の
セルフバイアス電圧が発生する方法という意味である。

この場合、西独国特許出願公開第３３１６６９３号記載
の装置で行われる方法に関しては、導波管構造の少なく
ともｉ　、５　ｋＷ　／　ｎｒのマイクロ波比出力が反
応室に導入され、同時に被覆すべき基板表面が窓の白画
から２０〜１００１ｍの間隔で保持されて、１０ｖの前
記最小負電圧を下回らない。

本発明方法はさらに、テープ材料の経済的被覆にとって
不可欠な、極めて高い付着基金も之らすと−う利点を有
する。また、弗素含有定着２よび腐食保護層と無定形炭
素層との前記結合は、約１／１０小さい応力を有してお
り、それによって他の場合には生じる、極めて薄い媒体
の彎曲が十分に避けられる〇 弗素化炭素２よび炭化水素の群からの重合体から成る定
着および腐食保護層は、本発明による層結合の機能に対
して特有の役割を演じる。

しかし前記化合物は規則的に極めて強固に結合される分
子を有するので、これらの化合物のプラズマ重合は製造
技術的に有効な付着率をもってマイクロ波プラズマ中で
のみ奏効する。

好ましくは定着層上へキサフルオルプロペン（ＨＦＰ　
）から製造し、無定形炭素層をアセチレンから製造する
。また定着層および無定形炭素層の製造のためには好ま
しくは導波管構造の長さ１メ一トル当ジ４００〜３００
０Ｗのマイクロ波出力および０．１〜０．０１　ミ’）
バールの圧力と選択する。

また本発明方法によって、 ａ）弗素化炭素および炭化水素の群からの重合体から成
り、１〜２０ｎｍの厚さを有する、記憶媒体の直上に存
在する定着層およびｂ）同定着層に施された、１５〜ｉ
　ｏ　ｏ　ｎｍの厚さを有する無定形炭素層 から構成された表面被覆を有する磁気記憶媒体が製造さ
れる。

次に、本発明による方法を実施するための装置および同
方法によって製造された磁気記憶媒体を図面により詳述
する。

第１図には、繰出し軸１上に被覆すべき記憶媒体のロー
ル１ａが存在していて、同媒体が温度調節ドラム３を介
して巻取ジ軸２に巻きつけられ、この軸上にロール２ａ
が略示した最大直径まで積み上げられうる構造の装置を
図示しである。

テープ状記憶媒体を転向し、案内する几めに数個のガイ
ドロール４および５、ならびに記憶媒体に皺が形成され
るのを防止する所謂伸長ロール６が設けられている。こ
のようなロールはまた”バナナロール（Ｂａｎａｎｅｎ
ｗａｌｚｅｎ　）″とも称される。

繰出し軸１、巻取り軸２、ガイドロール４および５、伸
長ロール６は第１真空室内に配置されていて、同真空室
から就中ロール１ａから解放されたガスが吸込管８およ
びポンプ装置９を弁して排出される。

温度調節ドラム３は、大体において、反応室と称しても
よい第２真空室１０によって同心的に包囲されている。

真空室１０はその最低部に、温度調節ドラム３の直ぐ近
くにまで達する分離壁１１を備えており、その結果分離
壁１１の両側て相互に異なる２個の真空系が形成され、
この両真空系はポンプ装置１２および１３によって前記
プラズマ重合法にとって必要な操作真空に保たれる。ま
た第１真空室７は別の分離壁１４および１５を介して、
真空室１０に形成された両真空系つまり両反応室に対し
て限定されていて、異なる真空が調整される。

分離壁１１の左側にある真空室１０の部分１０ａには、
導管１６が開口していて、制御弁１７ｔ−介して揮発性
弗素化合物源１８に通じる。

分離壁１１の右側にある真空室１０の部分１０ｂには、
導管１７が開口していて、制御弁２０を介して炭素化合
物源２１に通じている。

大体において円筒状の、真空室１０の外壁には合せて８
個の窓２２、正確には分離壁１１の両側にそれぞれ４個
の窓が存在する。真空室１０の外側には、前記の窓２２
の前に、相応する数の、上に詳述したようなマイクロ波
導波管構造（図面を単純にするために図示してない）が
配置されている。このようにして６窓の領域にプラズマ
ゾーンが形成され、そこで源１８および２１から流出す
るガスが重合されて相応の特性を有する層を形成する。

テープ全欠２３の方向に案内することから、基板すなわ
ち記憶媒体は先づ定着および腐食保護層としての含弗素
重合体層で被覆され、次に（分離壁１１の右側で）無定
形炭素層で被覆される。

第２図にはこのような生成物の一部を著しく拡大した寸
法で図示しである。熱可塑性シートによって形成される
基体２４上には先づ、記憶のために要求された磁気特性
を有する真空蒸着金属層２５が存在する。基体２４およ
び金属層２５は実際の記憶媒体を形成する。金属層２５
上には含弗素重合体から成る定着層２６が設けられてい
て、無定形炭素層と一緒に保護層の系を形成する。場合
によっては基体２４と金属層２５との間にさらに別の定
着層が設けられる０例 第１図による装置に２いて、繰出し軸１上には、傾斜ス
パッタリングによって製造された厚さ１００　ｎｍのＣ
ｏＮｉ層の施された厚さ１２μｍのポリエステルシート
から成るロール１ａが存在していた。全装置の排気後に
、先づ真空室１０に窒素を導入して４　Ｘ　１０−”ミ
リバールの圧力を調整した。次に窓２２の領域でマイク
ロ波プラズマに点火した、これは真空室１０の外部に存
在していて、前記マイクロ波透過性石英ガラスの窓によ
って真空室１０の内部空間から分離されたマイクロ波導
波管構造（図示してない）にマイクロ波出力を投入する
ことによって行われる。マイクロ波導波管構造に投入さ
れた出力は、同構造の作動長さ１７７！当り２．２ｋＷ
であった。すぐ引続いて記憶媒体、つまｖＣＯＮｉ層を
有するポリエステルシートｔ　１８　ｍ／ｍｉｎの速度
をもってすべてのプラズマゾーン中を通過させた。次に
記憶媒体を巻き戻した。

さて真空室１０の左の部分１０ａでは、ＲＦＰの導入に
よって４　Ｘ　１０−２：？　’）バールの圧力を調整
し、またマイクロ波導波管構造の長さ１ｍ当ｆ）１．８
ｋＷの出力をプラズマに投入することによってプラズマ
ゾーンを形成した。同時に真空室１０の右の部分１０１
）にはＣ２Ｈ２の導入によって４　Ｘ　１０−２ミリバ
ールの圧力を調整した。

同様に該構造の作動長さの１ｒｎ当！＋１．８ｋＷの出
力投入によってプラズマを点火した後、シートを１８７
７１／ｗｉｎの速度金もって画部分１０ａおよび１０ｂ
’に通過させて巻き取った。その結果ＲＦＰの重合体か
ら成る厚さ１Ｑｎｍの層およびその上にさらに厚さ３０
　ｎｍの無定形炭素層が付着された。

保護層系の施された記憶媒体について測定すると、水に
対する接触角は長い貯蔵時間後にも４５°であることが
判った、しかしこれは完成記憶媒体の耐食性の点で決定
的な利点であった。

６５℃、相対湿度９５チでの気候貯蔵の場合、１４日後
にわずか５〜６チの残留磁気の損失があった（比較のた
めに：保護層と省略するかまたはへキサメチレンジシロ
キサンから形成された定着層を使用する場合には、残留
磁気損失は比較可能な気候条件下で１２チであった）。

立像時間全検査すると、明らかに６０分を越える寿命が
あった（比較の之めに：保護層ｒ省略すると、立像試験
の際、画質悪化まで１０分足らｒの寿命であった。保護
層系による信号−雑音間隔の減少は極めて僅かであり、
再生質に対して顕著な影響を及ぼさなかった）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法全実施する几めの装置の略示
断面図であり、第２図は本発明方法により製造された磁
気記憶媒体の断面図である：図面の浄書（内容に変更な
［−） ＦＩＧ、２ 手続補正書（方式） ％式％ １・事件の表示　昭和６２年特許願第２６１９４６号２
、発明の名称 磁気記憶媒体上の保護層の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　ライゼルトーアクチェンゲゼルシャフト４、代
　理　人 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、９１５ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲でプラズマ
   重合を行ないかつ供給された揮発性炭化水素および弗素
   −炭素−化合物から炭素含有層を付着させることによつ
   て磁気記憶媒体上に保護層を製造するに当り、 ａ）先づ、弗素化炭素および炭化水素の群からの重合体
   から成り、１〜２０ｎｍの層厚を有する定着および腐食
   保護層を施しかつ ｂ）前記定着層上に、バイアス電圧を発生させるプラズ
   マ重合法によつて１５〜１００ ｎｍの層厚を有する無定形炭素層を施す ことを特徴とする磁気記憶媒体上の保護層の製造方法。 ２、定着層をヘキサフルオルプロペン（ＨＦＰ）から製
   造する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、無定形炭素層をアセチレンから製造する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ４、プラズマ励起のために反応室外部に存在するマイク
   ロ波導波管構造（定速波構造）を使用し、定着層および
   無定形炭素層の製造のために導波管構造の長さ１メート
   ル当り４００〜３０００Ｗのマイクロ波出力および０．
   １〜０．０１ミリバールの圧力を選択する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ５、基板を、温度調節体との平面接触によつて少なくと
   も６０℃の温度に保つ特許請求の範囲第１項記載の方法
   。