TWI586820B - A Cu-based magnetic recording alloy, a sputtering target material, and a perpendicular magnetic recording medium using the same - Google Patents

Description

Cu系磁性記錄用合金、與濺射標靶材料、以及使用此等之垂直磁性記錄媒介

本發明係關於使用於藉由熱輔助方式進行之磁性記錄媒體中之散熱層的Cu系合金及濺射標靶材料以及使用此等之垂直磁性記錄媒體者。

近年來，垂直磁性記錄之進步顯著，為使驅動器之大容量化，已進展磁性記錄媒體之高記錄密度化。實際上，可實現比過去已普及之面內磁性記錄媒體更高記錄密度的垂直磁性記錄方式已被實用化。此處，所謂垂直磁性記錄方式係相對於垂直磁性記錄媒體之磁性膜中之媒體面，以使易磁化軸於垂直方向配向之方式而形成者，係適於高記錄密度之方法。再者，亦已檢討應用垂直磁性記錄方式，利用熱而輔助記錄之方法。

隨著磁性記錄媒體之記錄密度上升每1位元(bit)之磁性記錄媒體之體積減少。因此，因熱擾亂所致之記錄減磁問題已明顯化，而需要磁晶異向性(magneto crystalline anisotropy)常數(Ku)更高之磁性記錄膜(CoPt、 FePt等)。另一方面，該等高磁晶異向性之材料無法以目前之記錄頭可記錄之磁場進行記錄。因此，熱輔助記錄方式係利用記錄材料之磁性隨著溫度而減少，使用雷射光或近場光學(near field optical)將記錄時之僅對象區域加熱，而可進行磁性記錄。

熱輔助記錄方式係融合磁性記錄技術與光記錄技術之記錄方式，係對於如無法以通常之磁性記錄進行記錄之高保持力媒體，利用雷射光之照射產生之熱使記錄磁性部份之保持力局部降低進行記錄後，冷卻至室溫使保持力變大而保存者。

熱輔助記錄方式在記錄時之加熱後期望快速冷卻。因此，為促進熱擴散，而在基底層與記錄膜之間，需要具有高熱傳導率之散熱膜。揭示有此種熱輔助記錄方式之磁性記錄媒體之文獻列舉為例如日本特開2008-210426號公報(專利文獻1)及日本特開2011-150783號公報(專利文獻2)。該等文獻中揭示作為熱擴散控制膜揭示有含Cu、Ag、Au、W、Si或Mo之散熱層(專利文獻1)、或以Ag作為母相之含Nb、Bi或Cu散熱層(專利文獻2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-210426號公報

[專利文獻2]日本特開2011-150783號公報

然而，使用該等材料時會有以下問題。亦即，以Cu、Ag或Au為母相時，熱傳導率雖充分高，但薄膜之硬度低。另一方面，以W、Si或Mo作為母相時，薄膜之硬度雖高，但熱傳導率低。散熱膜在磁性記錄媒體之膜構成中係較厚之膜，該散熱膜之硬度將左右膜構成整體之硬度。因此，為確保媒體之耐衝擊性需要提高散熱層之硬度。

對於該課題，本發明人等此次以提供保有散熱層之熱傳導率且硬度高的垂直磁性記錄媒體為目的，而發現一種可保有散熱層之熱傳導率且提高強度之Cu系合金。

因此，本發明之目的係提供一種同時具有高的熱傳導度與高硬度之Cu系磁性記錄用合金，藉此可提供適於製造熱輔助磁性記錄媒體(尤其是散熱層)之濺射標靶。藉由提高散熱層之硬度，可提供耐衝擊性高的熱輔助磁性記錄媒體。因此，本用途之保有散熱層原有之熱傳導性且提高硬度之技術思想為過去所沒有者，該考量係本發明最具特徵之技術思想。

依據本發明之一樣態，係提供一種Cu系磁性記錄用合金，其以at%計含有：1~23.4%之選自(A)由Cr、Mo及W所組成群中之1種或2種以上， 0~5%之選自(B)由Al、Si、Zn、Mn及Ni所組成群中之1種或2種以上，0~1%之選自(C)由Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb及Dy所組成群中之1種或2種以上，且其餘部分為Cu及不可避免之雜質所組成。

依據本發明之另一樣態，提供一種濺射標靶材料，其係由本發明之上述樣態之合金所組成。

依據本發明之另一樣態，係提供一種垂直磁性記錄媒體，其具備由本發明之上述樣態之合金所成之散熱層。

針對本發明之Cu系磁性記錄用合金具體說明於下。又，若無特別指明則含量(%)意指at%者。

本發明之Cu系磁性記錄用合金以at%計含有1~23.4%之選自(A)由Cr、Mo及W所組成群中之1種或2種以上，0~5%之選自(B)由Al、Si、Zn、Mn及Ni所組成群中之1種或2種以上，0~1%之選自(C)由Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb及Dy所組成群中之1種或2種以上，且其餘部分包括Cu及不可避免之雜質(comprising)，典型上係由1~23.4%之選自(A)之群中之1種或2種以上，0~5%之選自(B)之群中之1種或2種以上，0~1%之選自(C)之群中之1種或2種以上，其餘部分實質上包含(consisting essentially of)或僅由包含(consisting of)Cu及 不可避免之雜質。

本發明之合金含有1~23.4%，較好5~23.4%，更好5~17.5%之選自由Cr、Mo及W所組成群(以下稱為A群元素)中之1種或2種以上作為任意成分。第6族元素的Cr、Mo及W對於Cu幾乎不固熔，且不生成化合物，故為薄膜時成為在純Cu母相中析出微細之純Cr、純Mo及/或純W之組織。結果，可一面保有純Cu之良好熱傳導度，一面因析出強化而提高硬度。然而，未達1%之添加量時未見到硬度提高效果。且，以超過23.4%之添加量則析出相之體積大使熱傳導度大幅減少。為了更提高硬度提高效果期望為5~23.4%。

本發明之合金亦可含有未達5%之選自由Al、Si、Zn、Mn及Ni所組成群(以下稱為B群元素)中之1種或2種以上作為任意成分，較好含有0.2~5%，更好0.2~3.5%，又更好0.2~3.0%。B群元素固熔於Cu，而提高Cu母相之硬度，但另一方面熱傳導度之降低率比上述之Cr、Mo及W元素大。因此，較佳之添加量設為0.2~5%之範圍。於超過5%之添加量，熱傳導度之降低大，無法獲得作為散熱層所需之特性。因此，硬度與熱傳導度之均衡設為適當範圍，較好為3.5%以下之添加量。

本發明之合金亦可含有未達1%之選自由Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb及Dy所組成群(以下稱為C群元素)中之1種或2種以上作為任意成分，較好含有0.1~1%，更好0.1~0.5%。C群元素不固熔於Cu，係與Cu 作成化合物之元素，藉添加而有使組織微細化之效果，藉此，可提高膜的硬度，但相反地熱傳導度降低。因此，較佳之添加量設為0.1~1%之範圍。於超過1%之添加量，熱傳導度之下降較大，無法獲得作為散熱層所需之特性。

[實施例]

以下，針對本發明藉由實施例具體加以說明。

通常，垂直磁性記錄媒體中之種晶層係濺射與該成分為相同成分之濺射標靶材料，於玻璃基板等上成膜而得。此處，藉由濺射而成膜之薄膜係被急冷。相對於此，本發明之供試材係使用以單輥式之急冷裝置製作之急冷薄帶。此係利用簡易之液體急冷薄帶評價實際上因藉由濺射而成膜之薄膜成分所致之諸特性的影響者。

急冷薄帶之製作條件

將秤量成表1及表2所示之各成分之原料20g於直徑40mm左右之水冷銅鑄模中進行減壓，在Ar中進行電弧溶解，作成急冷薄帶的熔解母材。以單輥方式將該熔解母材設在直徑15mm之石英管中，將熱液流出噴嘴之內徑設為1mm，氛圍氣壓設為61kPa、噴霧壓差設為69kPa、銅輥(直徑300mm)之轉數設為3000rpm、銅輥與熱液流出噴嘴之間隙設為0.3mm而進行熱液噴出。熱液噴出溫度設為各熔解母材剛熔融落下之溫度。如此，將所製作之急冷 薄帶作為供試材，藉以下項目進行評價。

急冷薄帶之熱傳導度

熱傳導度係藉由4端子法測定急冷薄帶，並算出所求得之固有電阻而進行評價。熱傳導度在將表1所示之比較例No.1之純Cu之值設為1時，未達0.5評價為×，0.5~未達0.6評價為△，0.6~未達0.8評價為○，0.8以上評價為◎。該等結果示於表1及2。

急冷薄帶之硬度

急冷薄帶以縱向埋入樹脂並進行研磨，以維氏硬度計進行測定。以測定荷重為25g，n=10平均進行評價。將表1所示之比較例No.1之純Cu之值設為1時，為1.0以下評價為×，超過1.0~1.5評價為△，超過1.5~2.5評價為○，超過2.5評價為◎。該等結果一起示於表1及2。

如表1及2所示，No.2~6、8~11、13~21、23~25及27~67為本發明例，No.1、7、12、22、26及68~70為比較例。

比較例No.1由於單獨為Cu故硬度差。比較 例No.7由於(A)群元素之Cr含量高故熱傳導度差。比較例No.12由於(A)群元素之Mo含量高故熱傳導度差。比較例No.22由於(A)群元素之Cr、Mo、W之合計含量高故熱傳導度差。

比較例No.26由於(B)群元素之Al含量高故熱傳導度差。比較例No.68由於(C)群元素之Y含量高故熱傳導度差。比較例No.69由於(C)群元素之Y含量更高故熱傳導度差。比較例No.70由於(C)群元素之Nd含量高故熱傳導度差。

相對於此，本發明之No.2~6、8~11、13~21、23~25及27~67由於均滿足本發明之條件，故可獲得高的熱傳導度，且可提供提高硬度之耐衝擊性優異之合金。但，本發明的No.2之情況，(A)群元素之Cr含量低故硬度稍差但耐衝擊性不成問題。

如上述，依據本發明，特別可獲得同時具有高的熱傳導度與高強度、散熱層之硬度提高，且耐衝擊性優異之Cu系磁性記錄用合金及濺射標靶材料以及使用此等之垂直磁性記錄媒體。

Claims (5)

1. 一種Cu系磁性記錄用合金，其係用於熱輔助磁性記錄媒體中之散熱層的Cu系合金，其特徵為由以at%計含有：1~23.4%之Cr、Mo、W中之1種或2種以上，其餘部分為Cu及不可避免之雜質所組成，且具有熱傳導度為純Cu之60%以上，硬度為純Cu之1.5倍以上的薄膜所成。
2. 一種Cu系磁性記錄用合金，其特徵為於如請求項1之Cu系磁性記錄用合金上，進一步以at%計含有0.2~5%之Al、Si、Zn、Mn、Ni中之1種或2種以上。
3. 一種Cu系磁性記錄用合金，其特徵為於如請求項1之Cu系磁性記錄用合金上，進一步以at%計含有0.2~5%之Al、Si、Zn、Mn、Ni中之1種或2種以上，且含有0.1~1%之Y、La、Ce、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy中之1種或2種以上。
4. 一種濺射標靶材料，其係使用如請求項1~3中任一項之Cu系磁性記錄用合金。
5. 一種垂直磁性記錄媒體，其係使用如請求項1~3中任一項之Cu系磁性記錄用合金。