JPS63255362A - 金属薄膜の製造装置 - 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、フィルム状の高分子基板上に複数層の金属薄
膜を形成する製造装置に関するものであシ、特に高密度
記録特性に優れた垂直磁気記録媒体の製造に関するもの
である。

従来の技術 従来、磁気記録媒体としては高分子フィルム等の非磁性
基板上に磁性粉を塗布した塗布形のものが使用されて来
たが、よシ高い記録密度を達成するために、非磁性基板
上に金属薄膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成した薄膜
形が実用化されつつある。薄膜形磁気記録媒体の中でも
特に垂直磁気異方性を持ったＧｏ基磁性薄膜媒体が、優
れた短波長記録特性を示す事がわかり、この媒体がスパ
ッタ法や真空蒸着法（イオンブレーティング法のように
蒸発原子の一部をイオン化して膜を堆積する方法も含む
）によ〕作製されるが、特に後者の方法によれば数千人
／秒以上の非常に高い堆積速度が得られ、量産に適して
いるものである。非磁性基板として高分子フィルムを用
いて、真空蒸着法によシ金属薄膜形の媒体を製造する方
法としては、高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿
わせて走行させ、磁性層を蒸着する方法が優れており、
それを具体化する装置の概略を第２図および第３図に示
す。第２図において高分子フィルム１は円筒状キャン２
の周面に沿って走行する。この高分子フィルム１上に蒸
発源６によって磁性層が形成される。３，４はそれぞれ
高分子フィルム１の供給ローラと巻取ローラである。蒸
発源としては、抵抗用熱蒸発源、高周波加熱蒸発源、電
子ビーム蒸発源等が考えられるが、高融点金属であるＣ
ｏ基合金を高速で蒸発させるためには、電子ビーム蒸発
源を採用する必要がある。蒸発源６と円筒状キャン２と
の間には、蒸発源６から蒸発する蒸気７が不要な部分に
付着するのを防止するために、遮へい板６が設けられて
いる。また８、９はそれぞれ円筒状キャン２に近接した
フリーローラである。

真空蒸着法により垂直磁気記録媒体のｃｏｃｒ磁性層を
高分子フィルム上に堆積する場合、その高堆積速度故に
、高分子フィルムを茄熱昇温させた状態で蒸着しないと
、磁気的特性に垂直方向の保磁力が得られないという事
がわかっており、それ枚用いる高分子フィルムも耐熱性
を有する高分子フィルムが要求されるものである。

一般に耐熱性フィルムはその製法により相違があるが、
非耐熱性フィルムに比べて含水率、吸水率が高く、それ
故蒸着前に、児熱昇温してその水分を除去する必要があ
る。また高分子フィルムに蒸着する場合には、高分子フ
ィルムの蒸着面を清浄にする処理も必要となる。またＧ
ｏｏｒ磁性層の結晶成長を確実にするために、下地層と
して種々の金属薄膜を設ける事によシ、より特性の優れ
た垂直磁気記録媒体が作製できる事もわかっている。

このように真空蒸着法によシ、Ｃｏａｘの垂直磁気記録
媒体を高分子フィルム上に作製する場合には、そのフィ
ルム材質等により、前処理等が必要である。

第２図に示す従来例においては、このような理由により
次に述べる方法により媒体を作製するものである。すな
わち、円筒状キャン２は昇温できる構成であり、まず供
給ローラ３．よシペースの耐熱性高分子フィルム１を茄
熱昇温された円筒状キャン２に沿わせて走行させ、巻取
ローラ４で巻取シ水分追出し工程を完了する。この時、
巻取ローラ４手前のグロー処理装置１０によシ表面清浄
工程を行なっている。次に、巻取ローラ４より供給ロー
ラ３側への走行を行なわせ、蒸発源５に下地層金属とし
てＴ１等を用いて、下地層金属の蒸着を行なう。この時
蒸着による高分子フィルム１への熱負荷を軽減するため
に、図に示すように、フリーローラ８とキャン２の間に
電位差を設けて、キャン２と高分子フィルム１を静電吸
着させて蒸着時の熱負荷をキャン２側に逃がしているも
のである。

このように再び供給ローラ側に巻取られた下地金属層の
形成された高分子フィルムを、次に供給ローラ側から巻
取ローラ側に走行させて、０ｏＣｒ磁性層を蒸着する訳
であるが、高分子フィルムには、既に下地金属層が形成
されており、それ故フＩＪ　−ローラ８から円筒状キャ
ン２に入っ九フィルムは。

すぐに円筒状キャン２に静電吸着される。この時円筒状
キャン２は高温約２６０″Ｃ程度に児熱されており、フ
ィルムは前のプロセスにより若干常温より温度は上って
いるものの、急激な熱応力の発生があり、そのため静電
吸着力による拘束力との関係で、高分子フィルム１にし
わが発生し、その状態で蒸着されると、蒸着時の熱負荷
により、更にそのしわ領域が拡大したり、最悪の場合、
高分子フィルムの熱負けによる穴あきや破断現象が生じ
るものである。また以上述べてきたように、第２図に示
す製造装置においては、生産性の高い真空蒸着法を用い
ているにも拘らず、工程の繰返しが多く、生産性が約１
７３となるものである。またこのような巻取処理装置に
おいては、完成した巻取り品の精度を上げるためには、
各工程での走行制御を厳重に行なう必要があり、このよ
うに工程の多い場合は、それだけ制御が繁雑になるとと
もに、巻取り品の仕上シ精度も悪くなるものである。

また、第２図のような装置での上述の欠点を改良するた
めに、第３図の如き２キャン方式の装置も提案されてい
る。この装置での工程は以下の如くである。

すなわち、供給ローラ３′より供給された高分子フィル
ム１’を児熱された第１の円筒状キャン１１に沿わせて
走行させつつ、高分子フィルム１′からの水分追出し工
程を第１の円筒状キャン１１で行ない、グロー処理装置
１０′で表面清浄処理を行ない。

次に第２の円筒状キャン１２上で蒸発源１３によシ下地
金属層の蒸着を行なう。この時第２図に示す従来例と同
じくフリーローラ９′とキャン１２との間に電位差を設
けて、高分子フィルム１′をキャン１２上に静電吸着さ
せ、蒸着時の熱負荷を軽減させている。このように下地
金属層の蒸着された高分子フィルム１′は、巻取ローラ
４′に巻取られる。

次に蒸発源１４によ！Ｊ　Ｃｏ０ｒ磁性層を蒸着する場
合には、逆走性させて、加熱された第２の円筒状キャン
１２に沿わせて走行させながら、第１の円筒状キャン１
１に入るまでに予備ｍ熱を行ない、第２の円筒状キャン
で加熱による高分子フィルムの伸びを充分行なわせ、第
１の円筒状キャン１１に供給する。この時第２の円筒状
キャン１２では。

下地金属層を蒸着する際に静電吸着を行っていたが、こ
の場合は、電位差を設けずに、フリーにした方が良い。

加熱さ′れた第１の円筒状キャン１１ではフリーローラ
８′とキャン１１間に電位差を設けて静電吸着を行なわ
せ、蒸着熱負荷の軽減をはかる。このような装置構成と
する事によシ、第２図で述べたようなＣｏａｘ磁性層を
蒸着する際のキャン入口での急激な勢応力の発生は抑制
されて改善の方向には向うものの、第２の円筒状キャン
１２から第１の円筒゛状キャン１１に入るまでの温度降
下により、完全に熱応力の発生が抑えられるものではな
かった。またこのような２キャン方式においては、水分
追出し十下地金属層蒸着の工程においては第１の円筒状
キャン１１では拘束力がなく、また予備加熱＋磁性層蒸
着時には第２の円筒状キャン１２では拘束力がないが、
両者の場合共、張力に若干の拘束力が生じているために
、第１の円筒状キャン１１と第２の円筒状キャン１２の
周速変動９周速の違いと摩擦抗力によシ、張力変動が生
じやすく、膜質が不安定なものとなシ、このような系の
走行制御は非常に繁雑となる。またこの２キャン方式に
しても第２図の１キャン方式より生産性はまさるが、そ
れでも低くなるものであり、生産性を上げるために３キ
ャン方式とすれば本来の高い生産性は維持されるが、前
述の走行制御の繁雑さが、更に大きくなり、特に下地金
属層も拘束条件下で行ない、次の磁性層も拘束条件下で
行なう場合には、両キャンの精度維持が非常に重要とな
り、走行安定性の面からは難しく。

かつ装置構成が大炎かシになるものであった。

発明が解決しようとする問題点 真空蒸着法によシ、高分子フィルム上に垂直磁気記録材
料層を形成するに際し、磁気的特性を確保するために、
耐熱性高分子フィルムを用いて、高温化で蒸着膜形成を
行なう場合には、キャン上で前述の様な熱応力の発生に
よるシワの発生が大きな課題となシ、又はこのような高
分子フィルムを蒸着前に前処理する必要がある事から工
程が増え、装置構成が繁雑になシ、それ敗走行制御がう
まくされず、完成した巻取シ品の表面精度、形状が確保
されず、磁気記録媒体として用いた時のヘッドとのイン
ターフェースが完全でなく、垂直磁気記録媒体の特徴が
充分生かされないといった問題がある。

問題点を解決するための手段 本発明は、円筒状キャンの周面に沿って、高分子フィル
ムを加熱しながら走行させ、円筒状キャンの局面に沿う
領域において、高分子フィルムからの水分追出１表面清
浄、第１の金属薄膜蒸着。

第２の金属薄膜蒸着の順にひとつのキャン上で行なうそ
れぞれの領域を設け、更にキャンとキャン出口の金属薄
膜面と接するローラとの間で電位差を設けるものである
。

作用 耐熱高分子フィルムを水分追出し工程および表面清浄工
程において充分予備加熱し、この領域において、加熱に
よるフィルムの伸び等を充分に行なわせた後、蒸着工程
に移り、蒸着工程では蒸着された金属面とキャンとの間
に電位差を設けて静電吸着させて、蒸着時の熱負荷を軽
減し、第１の金属蒸着後にすぐ、第２の金属を蒸着する
ので、走行途中経路での異物混入や変化等のない精度管
理された膜質が確保でき、更に装置として非常に簡素化
されるものである。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の製造装置を示す真空蒸着
装置の内部構造である。

図において、供給ローラ１６よシ供給される高分子フィ
ルム１６はフリーロー１７．１８．１９を通過後円筒状
キャン２ｏに沿って走行し、下部の蒸発源２１によって
下地金属層が形成され、その後蒸発源２２によってＣｏ
ａｘ磁性層が形成されて、フリーローラ２３．２４．２
５を通って巻取ローラ２６に巻取られる。この時、フリ
ーローラ１９と２３は、張力検知機能を持たせたローラ
であシ、供給口、−ラ１６や巻取ローラ２６の回転数。

トルクを制御して円筒状キャン２０に入る前と出た後の
張力を最適に保つように制御されている。

また、巻取ローラ２６には巻取シ原反が精度良く巻取ら
れるように巻取径に応じて追従する追従ローラ２７が設
けられている。

円筒状キャン２０は接地され、円筒状キャン２０出口の
張力検知機能を有する蒸着金属面と接するフリーローラ
２３には電圧が付加され、下地金属層の蒸着部とＧｏＯ
ｒ磁性層の蒸着部で、高分子フィルム１６が円筒状キャ
ン２ｏに静電吸着されるものである。

図において円筒状キャン２０の局面に沿う領域は、差圧
板２Ｂ、２９．３０によって基本的に３つの領域に仕切
られておシ、高分子フィルム１６の上流側より、水分追
出し領域３１１表面清浄領域３２．蒸着領域３３となっ
ている。これらの領域では真空度がそれぞれ１０　．１
０　．１０−５〜１０＝　Ｔｏｒｒ程度となるように真
空ポンプ等で排気される。また円筒状キャン２０は内部
にキャン周面を加熱昇温できる構造を有しておシ、本実
施例においては、約２６０〜３００．’Ｃ程度に昇温し
ている。本実施例において用いた高分子フィルム１６は
耐熱性を有するポリイミド系の高分子フィルムであり、
フリーローラ１９よシ円筒状キャン２ｏに入シ、差圧板
２８の手前までの水分追出し領域３１内で、内部の水分
が除去されると共に加熱され、次に表面清浄領域３２に
入る。

表面清浄領域３２には図に示すようにグロー処理装置３
４が設けられており、グロー放電中のプラズマにより蒸
着される面が清浄にされるものであり、この時に用いる
ガスとしてはムｒ、Ｈｅ、［２゜Ｎ２　等のガス体が考
えられる。またこの表面清浄領域３２でも加熱昇温かな
され、フリーローラ１９からこの領域出口までの長さは
、磁気的特性から蒸着時に必要な高分子フィルム温度ま
で充分に昇温される距離としており、また表面清浄は本
実施例のグロー処理に限るものでなく、イオン照射によ
る方法等も有効である。表面清浄領域３２を出て充分に
加熱された高分子フィルム１６は次の蒸着領域３３に入
り、まず、下地金属層が蒸発源２１より蒸着される。本
実施例において下地金属としてはＴ１が用いられておシ
その膜厚は約２００人程度である。下地金属を蒸着さ・
れた高分子フィルムは次に磁性層が蒸発源２２より蒸着
される。

本実施例における磁性層はＣｏａｘであシ、その膜厚は
約２ｏｏｏ人程度である。この時、円筒状キャン２０と
フリーローラ２３との間に電位差を設けているために、
下地金属の蒸着以後の高分子フィルムは、円筒状キャン
２ｏに静電吸着され、両金属の蒸着時の熱負荷が、円筒
状キャンがヒートシンクとして作用してすみやかに円筒
状キャン２０に吸収され、それ故、蒸着時のフィルムの
熱負は等が生じないものである。

一方水分追出し領域３１１表面清浄領域３２では高分子
フィルム１６が充分に加熱昇温されるが、これらの領域
では高分子フィルム１６と円筒状キャン２０周面とは、
張力による拘束力のみしか働いておらず、それ故、高分
子フィルムの昇温による熱膨張はフィルムの長手方向、
巾方向に吸収され熱応力の発生がない。そのためこれら
の領域でシワなどの変形現象が発生する事もなく、充分
に自由に熱膨張された高分子フィルムが、次の蒸着領域
３３で、電位差によって静電吸着されて拘束力が働いた
としても、熱応力の発生がなく、この蒸着領域３３でも
シワなどの変形現象が発生することがなく、円筒状キャ
ン２０を出る蒸着された磁気記録媒体の表面は非常に完
成されたものとなる。

また、本実施例においては、フリーローラ１９とフリー
ローラ２３に張力検出機能を持たせ、それぞれ供給ロー
ラ１６と巻取ローラ２６の回転数。

トルクを制御しており、例えば、円筒状キャン２０出口
では静電吸着しているために、出口側で若干の張力アッ
プをはかって、円筒状キャン２゜からの均一剥離をする
ことが可能である。また本発明では、下地金属と磁性層
を連続して行なうので、両層間への異物混入等もなく、
極めて表面精、度の管理された媒体を作製することがで
きるものである。また上記実施例の如き装置においては
、装置構成が単純となシ、走行制御等も簡便となるもの
である。さらにｍ熱方法としてキャン２０を昇温してい
るが、外部よシランプ、ヒーター等で加熱してもよい。

発明の効果 高分子フィルムを円筒状キャン周面に沿わせて、加熱し
ながら走行させ、周面に沿う領域において、水分追出９
表面清浄、第１の金属薄膜蒸着、第２の金属薄膜蒸着の
頭にひとつのキャン上で行なうそれぞれの領域を設け、
更にキャンと金属面との間に電位差を設けることにより
、茄熱蒸着時のシワ等がなく表面の完成された膜が得ら
れ、更に、装置として簡便な構成とすることができ、走
行制御等も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の金属薄膜製造装置の構成図
、第２図および第３図はそれぞれ従来例の金属薄膜製造
装置の要部構成図である。 １６・・・・・・供給ローラ、２０・・・・・・円筒状
キャン、２１．２２・・・・・・蒸発源、２６・・・・
・・巻取ローラ、１９゜２３・・・・・・張力検出フリ
ーローラ、　２Ｂ　、　２９．３０・・・・・・差圧板
、３１・・・・・・水分追出し領域、３２・・・・・・
表面清浄領域、３３・・・・・・蒸着頭載、３４・・・
・・・グロー処理装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名１５
−供給ローラ ｆ９．２３−県力積由フリーローラ υ−円肖状キｆン ｚｔ、？２−８４！：源 ２を一番取りローラ ｄ、乙ｍ・一層圧板 ｎ・・−蒸着確誠 ３４−グロー処理表置 ＪｌｆＲ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子フィルムを円筒状キャンの周面に沿って走
   行させ、円筒状キャンの周面に沿う領域において、前記
   高分子フィルムの表面清浄装置、第１の金属薄膜の蒸着
   装置、第２の金属薄膜の蒸着装置の順にひとつのキャン
   上に配置したことを特徴とする金属薄膜の製造装置。
2. （２）円筒状キャンと、前記円筒状キャン出口において
   の高分子フィルム上の金属薄膜面と接するローラとの間
   で電位差を設けて、キャンと金属薄膜が形成された高分
   子フィルムとを密着させたことを特徴とする金属薄膜の
   製造装置。