KR940001015B1 - 자기기록매체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기기록매체

제1도는 수직자기 기록매체에 링형상 자기헤드에 의해서 기록재생하였을 경우의 고립재생파형을 도시한 도면.

제2도는 본 발명의 매체구조의 일례의 개략을 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 매체를 제작하기 위한 진공증착장치내부의 개략의 일례를 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 매체에 링형상 자기헤드에 의해서 기록재생하였을 경우의 고립재생파형을 도시한 도면.

제5도는 막면의 법선에 대하여 경사진 방향으로 자화용이축을 가진 매체에 링형상 자기헤드에 의해서 기록재생하였을 경우의 고립재생파형을 도시한 도면.

제6도는 본 발명의 매체구조의 일례의 개략을 도시한 도면.

제7도는 본 발명의 매체를 제작하기 위한 진공증착장치 내부의 개략의 일례를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 메인펄스 2 : 서브펄스

3 : 고분자기판 4,4' : 제1자성층

5,5' : 제2자성층 6 : 막면의 법선

7,7 : 제1자성층의 자화용이축의 방향 8': 제2자성층의 자화용이축의 방향

9 : 원통형상캔 10 : 증발원

11 : 차폐판 12 : 증발원자

13,14 : 개구부 16 : 공급로울

17 : 감기로울

본 발명은 고밀도기록특성이 뛰어나고 디지틀신호의 기록에 적합한 자기기록매체에 관한 것이다.

단파장기록특성이 뛰어난 자기기록 방식으로서, 수직자기기록방식이 있다. 이 방식에 있어서는 수직자기 이방성을 가진 수직자기기록매체가 필요하게 된다. 이와 같은 매체에 신호를 기록하면 자화는 매체의 막면 (膜面)에 수직의 방향을 향한다. 따라서, 신호가 단파장이 될수록 매체내 반자계가 감소하여 높은 재생출력을 얻을 수 있다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 수직자기기록매체는 고분자 필름등의 비자성 기판상에 직접 혹은 Ti,Ge,Si,CoO,SiO₂,고분자등의 비자성 밑바탕층을 개재하여 CO기의 수직자기 이방성을 가진 합금자성층을 스퍼터법이나 진공증착법에 의해 형성한 것이다.

종래의 수직자기기록매체는 뛰어난 단파장 기록재생특성을 가지고 있으나, 재생파형에 문제가 있었다. 즉 종래의 링형상 자기헤드를 사용해서 고립파형의 기록재생을 행하면, 제1도에 도시한 바와 같은 다이펄스라고 불리는 재생파형을 얻을 수 있다. 이 재생파명은 메인펄스(1)의 직전에 서브펄스(2)를 가지고 있으며, 취급이 곤란하다. 이 파형 그대로 디지틀신호로서의 처리를 행하면 서브펄스(8)가 에러 및 피이크 시프트의 원인이 되기 때문에, 회로적으로 처리를 실시할 필요가 있다. 그러나 이 처리회로의 실현도 용이한 것은 아니다. 그래서 고밀도 자기기록매체로서 고립재생파형이 다이펄스가 아니고, 또한 좁은 펄스폭을 가진 매체의 개발이 요망되고 있다.

또, 종래의 수직자기기록매체는 이미 시판되고 있는 메탈도프형 테이프(MP 테이프)나 증착테이프(ME테이프)에 대해서 출력 및 S/N이 충분히 높다고는 하기 어려웠다. 또 종래의 수직자기기록매체는 내구성에 있어서도 만족할 수 있는 것은 아니었다. 따라서 고밀도 자기기록매체로서 MP테이프나 ME테이프를 출력 및 S/N에 있어서 대폭적으로 상회하고, 또한 내구성이 뛰어난 매체의 개발이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은 고밀도 기록특성이 뛰어나고, 또한 피이크시프트가 적은 자기기록매체를 제공하는데 있다.

다음에 본 발명의 일실시예를 제2도에 의거하여 설명한다.

제2도는 본 발명의 자기기록매체의 구성의 일례를 도시한다. (3)은 고분자 기판, (4)는 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사져 있는 Co기의 제1자성층, (5)는 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 제1자성층과 반대방향으로 경사져 있는 Co기의 제2자성층, (6)은 막면의 법선, (7)은 제1자성층의 자화용이축의 경사방향, Øl은 그 법선(6)에 대한 각도, (8)은 제2자성층의 자화용이축의 경사방향, Ø2는 그 법선(6)에 대한 각도이다. 제1 및 제2자성층의 성분의 예로서는 Co-Cr, Co-Cr-Ni, Co-O, Co-Ni-O 혹은 이들에 미량의 불순물을 함유한 박막이 있다.

다음에 제2도에 도시한 구조를 가진 매체의 제조법의 일례를 제3도에 의거하여 설명한다. 막면의 법선에 대하여 자화용이축이 경사져 있는 박막매체는 진공증착법에 의해 제작이 가능하다. 진공증착법에 있어서는 고분자기판을 원통형상 캔의 둘레면을 따라서 주행시키면서 박막의 형성을 행하면 테이프형상의 자기기록매체를 매우 생산성 좋게 얻을 수 있다.

제3도는 이와 같은 진공증착장치의 내부구조의 개략도이다. 고분자기판(3)이 원통형상캔(9)의 둘레면을 따라서 주행하고, 증발원(10)과 원통형상캔(9)과의 사이에는 차폐판(11)이 배치되어 있으며, 이 차폐판의 개구부(13) 및 (14)를 통해서 증발원자(12)는 고분자기판(3)에 부착한다. 고분자기판(3)을 화살표(15)의 방향으로 주행시키므로서, 개구부(13)를 통과한 증발원자에 의해서 제1자성층이 형성되고, 개구부(14)를 통과한 증발원자에 의해서 제2자성층이 형성된다. 또한 Co등의 고융점 금속을 높은 비율로 증발시키기 위한 증발원으로서는 전자비임 증발원이 적합하다. (16)(17)은 각각 고분자기판(3)의 공급로을 및 감기로울이다.

θ1, θ2는 각각 제1자성층의 증착개시부 및 증착종료부에 있어서의 증발원자의 고분자기판(3)에의 입사각이다. θ3,θ3는 각각 제2자성층의 증착개시부 및 증착종료부의 입사각이다.

제3도에 도시한 장치에서 고분자기판(3)을 화살표(17)의 방향으로 주행시켜 자성층을 형성하면, 제2도에 도시한 구조의 매체를 제작할 수 있다. 제1자성층이 개구부(13)의 부분에서 형성될때에 증발원자의 기판에의 입사각은 막의 성장에 따라서 θ1에서부터 θ2로 변화한다.

본 방법에 의해서 성막할때에는 증발원자의 기판에의 입사각을 10°이상 70°이하로 하므로서, 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사져 있는 매체를 얻을 수 있다.

제2자성층이 개구부(14)의 부분에서 형성될때에는 증발원자의 기관에의 입사각은 막의 성장에 따라서 θ3에서부터 θ4로 변화한다. 제3도에 도시된 바와 같은 구성에 있어서 제2자성층 형성시의 입사각을 10°이상 70°이하로 하므로서 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 제1자성층과 반대방향으로 경사져 있는 매체를 얻을 수 있다.

제3도는 동일한 증발원에 의해서 제1자성층 및 제2자성층을 연속적으로 증착하는 예이나, 제1자성층용의 증발원과 제2자성층용의 증발원을 각각 별개로 배치하여도 된다. 또 제1자성층과 제2자성층을 연속적으로 형성하는 것이 아니라, 제1자성층만을 증착하여 감기로울에 감고, 그후에 제1자성층이 형성된 고분자기관을 주행시켜 제2자성층을 증착하여도 된다.

실제로 제3도에 있어서의 θ1,θ2,θ3 및 θ4를 각각 50°,30°,20° 및 40°로 하고 증발원(10)에 Co-Cr 합금을 충전하여 증착을 행하였다. 고분자기판(3)으로서는 막두께 8㎛의 폴리이미드필름을 사용하고, 제1자성층 및 제2자성층의 막두께를 각각 0,15㎛ 및 0.05㎛로 하였다. 자성층의 조성은 Cr이 약 20wt%이다.

이 매체를 테이프형상으로 슬릿하고 Mn-Zn페라이트로 이루어진 갭길이 0.15um의 링형상 자기헤드에 의해서 고립파형을 기록하고, 재생파형을 오실로 스코우프에 의해 관찰하면, 제4도에 도시한 바와 같은 디지틀신호로써 극히 적합한 파형을 볼 수 있었다. 이 재생파형의 1/2 폭은 매체와 헤드와의 상대속도가 3.8m/s일때에 0.07㎲이며 극히 좁은 것이었다. 또한 비교를 위하여 측정한 종래의 매체의 고립재생파형의 1/2폭은 8밀리비데오용 MP테이프 및 ME테이프가 약 0.ll㎲였다.

또, 종래의 Co-Cr 수직자기기록매체의 경우에는 메인펄스의 1/2폭은 0.07㎲였으나, 서브펄스가 현저하였다. 따라서 본 발명의 매체는 종래의 매체에 비해서 뛰어난 재생파형을 가지고 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 매체가 이상과 같은 뛰어난 재생파형을 가지고 있는 이유는 다음과 같이 생각된다.

본 발명의 구성의 매체에 링형상 자기헤드를 사용하여 신호를 기록하면, 제1 및 제2자성층에 기록된 자화는 막면의 법선에 대하여 기울기 방향으로 경사진다. 또한 제1자성층에 기록된 자화의 방향과 제2자성층에 기록된 자화의 방향은 이들 층의 자화용이축의 방향이기 때문에 막면의 법선에 대하여 서로 반대방향으로 경사진다. 이와 같이 기록된 신호를 링형상 자기헤드에 의해서 재생하면 서브펄스가 적고, 또한 펄스폭이 좁은 신호를 얻을 수 있다.

그 이유는 다음과 같이 생각된다. 제1자성층으로부터의 재생파형과 제2자성층으로부터의 재생파형을 분리해서 생각한다. 제1자성층 및 제2자성층으로부터의 신호는 제5도(a) 혹은 제5도(b)에 도시한 바와 같은 재생파형이 된다. 단 각각의 자성층중의 자화의 방향은 막의 법선방향에 대하여 반대방향으로 경사져 있으므로, 제1자성층으로부터의 재생파형이 제5도(b)와 같다고 하면, 제2자성층으로부터의 재생파형은 제5도( a)와 같이 된다.

제1자성층과 제2자성층으로부터의 재생파형을 합하면 자성층 전체로부터의 재생파형이 된다. 합한 결과, 제5도(a)의 서브펄스(1')는 제5도(b)의 (19')의 부분에 의해서 평탄화되고, 제5도(b)의 서브펄스 (1″)는 제5도(a)의 (19)부분에 의해서 평탄화된다. 제5도(a)와 제5도(b)를 합성한 재생파형은 제4도에 도시한 바와 같이 서브펄스가 거의 없고, 또한 펄스폭이 좁아 디지틀신호로써 적합한 형태가 된다.

이상에서는 제1자성층 및 제2자성층 모두 Co-Cr합금을 사용한 예에 대하여 설명하였으나, Co-Ni-Cr, Co-O, Co-Ni-O등의 Co기 박막에 의해 자성층을 형성하여도 상기와 거의 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다. 단, 제1자성층의 주성분을 Co와 Cr흑은 Co와 Ni와 Cr로 하고, 제2자성층의 주성분을 Co와 산소 혹은 Co와 Ni와 산소로 하는 조합이, 재생출력 및 내구성의 점에서 가장 뛰어나다. 그 이유는 다음과 같다. 제1자성층으로서 Co와 Cr 혹은 Co와 Ni와 Cr을 주성분으로 하는 막을 사용하면 높은 포화자화 및 높은 결정자기 이방성 때문에 고출력을 얻을 수 있다.

또, 매체표면쪽에 존재하는 제2자성층이 부분산화막이 되고 있으며 경도가 높기 때문에 뛰어난 내구성을 가지고 있다.

제2자성층의 막두께로서는 0.02㎛이상, 0.1㎛이하가 바람직하다. 이 범위밖이라면 제4도에 도시한 바와 같은 고립재생파형을 얻는 것은 곤란하며, 제5도(a) 혹은 제5도(b)에 가까운 재생파형이 되어 버린다.

또, 제1자성층의 막두께를 제2자성층의 막두께보다도 두껍게 할 필요가 있다. 그 이유는 제1자성층과 자기헤드와의 간격쪽이, 제2자성층과 자기헤드와의 간격보다도 크기 때문이다. 즉. 제1자성층과 제2자성층이 동일 막두께라고 하면, 제2자성층으로부터 발생하는 자속쪽이 많이 자기헤드에 유입하기 때문에 서브 펄스가 남아버린다. 이에 대하여, 제1자성층의 막두께를 제2자성층의 막두께보다도 두껍게 하므로서, 양 자성층으로부터 자기헤드에 유입하는 자속량을 동일정도로 할 수 있고 서브펄스가 적은 고립재생파형을 얻을 수 있다.

제1 및 제2자성층의 자화용이축의 경사각 Ø1 및 Ø2는 모두 20°에서부터 70°의 범위내에 있을 경우에 서브펄스가 적은 재생파형을 얻을 수 있다. 20°미만일 경우에는 종래의 수직자기기록매체와 마찬가지의 고립재생파형이 되어 버린다. 70°를 넘으면 종래의 면내 자기기록매체와 마찬가지의 특성이 되어 버린다. 즉 이경우에는 서브펄스는 나타나지 않으나, 고기록밀도 영역에 있어서의 재생출력이 대폭으로 저하해 버린다.

이상에서는 뛰어난 고립재생파형을 얻기 위한 매체구성에 대하여 설명하였으나, 다음에는 높은 재생출력 및 높은 S/N을 가지고 내구성이 뛰어난 매체구성에 대하여 설명한다.

제6도는 매체구성의 일례를 도시한다. (3)은 고분자기판, (4')는 Co와 Cr을 함유하고 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사져 있는 제1자성층이다. (5')는 Co와 산소를 함유하고 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 제1자성층과 동일방향으로 경사져 있는 제2자성층이다. (6)은 막면의 법선, (7)은 제1자성층의 자화용이축의 경사방향, ø1은 그 법선(6)에 대한 각도이고, (8')는 제2자성층의 자화용이축의 경사방향, ø2는 그 법선(6)에 대한 각도이다. 제1자성층의 성분의 예로서는 Co-Cr, Co-Cr-Ni 혹은 이들에 Cu, Al 등이 미량 함유된 합금등이 있으며, 제2자성층의 성분의 예로서는 Co-O, Co-Ni-O 혹은 이들에 미량의 불순물을 함유한 부분산화막이 있다.

다음에 제6도에 도시한 구조를 가진 매체의 제조법의 일례를, 제7도에 의거하여 설명한다. 제7도는 제3도에 있어서의 개구부(14)가 폐쇄되어 있는 것 이외에는 제3도와 완전히 동일하다.

제7도에 도시한 장치에서 제6도에 도시한 구조의 매체를 제작하는 순서는 이하와 같다. 먼저 고분자기판(3)을 화살표(15)의 방향으로 주행시켜 제1자성층을 형성한다. 증발원(10)의 속에는 증발물질로서, 예를들면 Co와 Cr을 함유한 합금을 넣어둔다. 증발원자의 기판에의 입사각은 막의 성장에 따라서 øl에서부터 ø2로 변화한다. 본 방법에 의해서 성막할때에는 증발원자의 기관에의 입사각을 10°이상 70°이하로 하므로서, 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사져 있으며, 또한 고출력을 가진 매체를 얻을 수 있다.

다음에 증발원(10)속의 증발물질을 예를 들면 Co를 함유한 재료로 변경하여, 제1자성층이 형성된 고분 자기판(3)을 화살표(15)의 반대방향으로 주행시켜, 산소분위기중에서 제2자성층을 증착한다. 산소분위기중에서 증착한 제2자성층은 산소와 반응하여 부분산화막이 된다. 제2자성층의 자화용이축을 법선에 대하여 경사지게 하려면 증착시의 증발원자의 기판에의 입사각을 10°이상 70°이하로 할 필요가 있다.

이상과 같이 제작한 본 발명의 매체의 130KFRPI(1인치당 130000회의 자화반응인 있는 기록상태)에 있어서의 재생출력 및 노이즈를 종래의 매체와 비교해서 표로 나타낸다. 단, 자기헤드로서는 Mn-Zn 페라이트로 이루어진 갭길이 0.15㎛의 링헤드를 사용하였다. 본 발명의 매체에 있어서의 제1자성층의 막두께는 0.15㎛, 제2자성층의 막두께는 0.05㎛로 하였다. 또, 제7도에 있어서의 ø1,ø2는 각각 50° 및 30°로 하였다.

표로부터 본 발명의 매체가 종래의 매체데 비해서 극히 높은 재생출력을 가지고 있으며 노이즈도 낮다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 매체를 사용하므로서 높은 S/N을 얻을 수 있다.

또 본 발명의 매체는 매체표면이 Co를 함유한 부분산화막이 되고 있으므로, 종래의 Co-Cr 수직자기기록매체에 비해서 뛰어난 내구성을 가지고 있다.

상기 구성의 매체는 자화용이축이 막면의 법선방향에 대하여 경사져 있기 때문에 자기헤드로서 링헤드를 사용할 경우에 기록되기 쉽다. 또 자화용이축이 막면내가 아니므로 감자(減磁)작용이 약하고, 높은 기록자화가 남는다. 그 결과 높은 재생출력을 얻을 수 있다. 또 제1자성층으로서 Co와 Cr을 함유한 막을 사용하면 그것의 높은 포화자화 및 높은 결정자기이방성에 의해 출력이 증가한다. 또 제2자성층으로서 Co와 산소를 함유한 막을 사용하면 내구성이 향상한다. 또, 제2자성층이 단순한 비자성층으로서의 보호층이 아니기 때문에 이층에도 신호가 기록되어 출력에 기여한다.

제2자성층의 막두께로서는 0.02㎛이상. 0.1㎛이하가 바람직하다. 0.02㎛미만이면, 내구성이 열화해 버린다. 또 0.l㎛을 넘는 막두께의 경우에는 재생출력이 저하한다. 그 이유로서는 제1자성층과 자기헤드와의 간격이 지나치게 넓어지기 때문이라고 생각된다.

제1 및 제2자성층의 자화용이축의 경사각 ø1 및 ø2는 모두 20°에서부터 70°의 범위내에 있을 경우에 높은 재생출력을 얻을 수 있다.

20°미만의 경우에는 종래의 수직자기기록매체와 동등한 재생출력이 되어버리고, 70°를 넘으면 종래의 면내 자기기록매체와 동등한 특성이 되어버린다.

Claims (5)

1. 고분자기판상에 직접 혹은 비자성 밑바탕층을 개재해서 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사져 있는 Co기의 제1자성층이 형성되고. 그 위에 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 경사지고, 막두께가 0.02이상 0.1㎛이하이며 상기 제1자성층의 막두께보다도 얇은 Co기의 제2자성층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2자성층의 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 상기 제1자성층의 자화용이축의 방향과 반대방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
3. 제1항 혹은 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2자성층이 Co와 Cr 혹은 Co와 Ni와 Cr 혹은 Co와 산소, 혹은 Co와 Ni와 산소를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1자성층이 Co와 Cr 혹은 Co와 Ni와 Cr을 주성분으로 하고, 상기 제2자성층이 Co와 산소 혹은 Co와 Ni와 산소를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1자성층이 적어도 Co와 Cr을 함유하고, 상기 제2자성층이 적어도 Co와 산소를 함유하고 자화용이축이 막면의 법선에 대하여 상기 제1자성층의 자화용이축의 방향과 동일방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.

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