JPH07192258A

JPH07192258A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH07192258A
Application number: JP33298093A
Authority: JP
Inventors: Takao Mori; 敬郎森; Kenichi Sato; 研一佐藤; Kazunobu Chiba; 一信千葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】保護膜の膜質を損なうことなく、成膜速度を
高めるることが可能な磁気記録媒体の製造方法を提供す
る。【構成】非磁性支持体上に強磁性金属薄膜よりなる磁
性層を形成した後、４０〜７００ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ
・Ｋ）なる熱伝導率を有するターゲット材を用いてマグ
ネトロンスパッタ法により保護膜を成膜する。【効果】熱伝導率が高いターゲット材は、入射イオン
のエネルギーをより多くのターゲット粒子に格子振動と
して伝えることができるため、より少ないエネルギーで
スパッタを行うことができる。これにより、スパッタ率
が向上し、成膜速度が向上するとともに生産性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強磁性金属薄膜からな
る磁性層上にマグネトロンスパッタにより保護膜を形成
する磁気記録媒体の製造方法に関し、特に生産性を向上
させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる強磁性金属薄膜型の磁気記録媒
体は、金属あるいはＣｏ−Ｎｉ等の合金からなる磁性材
料をメッキや真空薄膜形成技術（真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法等）によりポリエステルフ
ィルムやポリイミドフィルム等のベースフィルム上に直
接被着させてなる。この強磁性金属薄膜型の磁気記録媒
体は、保磁力、角形比等に優れ、短波長域における電磁
変換特性に優れるばかりでなく、磁性層の薄膜化が可能
であるために記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さ
いこと、或いは磁性層中に非磁性材料である結合剤等を
混入する必要がないために磁性材料の充填密度を高くで
きること等、数々の利点を有している。

【０００３】この強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体にお
いて、一般に磁性層は真空蒸着法により形成されてお
り、例えばベースフィルムの表面に対して磁性材料を斜
めに蒸着させる、いわゆる斜方蒸着法が提案され実用化
されている。この場合、所定の方向に回転可能な冷却キ
ャンの外周面にベースフィルムを巻回させ、上記冷却キ
ャンの回転に応じて上記磁性支持体を所定の速度で移動
走行させながら、ルツボより蒸着せしめられた磁性材料
を上記ベースフィルムの表面に対してある角度をなす方
向から入射させ、この磁性材料を上記ベースフィルム上
に蒸着させて磁性層を形成している。

【０００４】ところで、このような強磁性金属薄膜型の
磁気記録媒体を特にデジタルビデオテープレコーダ等に
用いる場合には、アナログビデオテープレコーダ等に用
いる場合に比べて記録・再生時にドラムが高速回転され
るので、磁気ヘッドとの摺動による磁気記録媒体の損傷
が大きいことが問題となっている。そこで、従来より、
ベースフィルム上に強磁性金属薄膜を成膜した後に、こ
の強磁性金属薄膜上にカーボン膜やＳｉＯ₂膜等からな
る保護膜を形成し、これにより耐久性を確保しようとし
ている。

【０００５】この保護膜を成膜する方法としては、従来
より種々の方法が検討されているが、例えばＥＢガンに
よる蒸着法によりカーボン保護膜を形成した場合では、
被蒸着物であるカーボンが昇華性であるため電子ビーム
のあたっている所だけが蒸発し、成膜レートが不安定と
なる。このため、実用的な膜を得ることは困難である。

【０００６】これに対して、スパッタ法は、蒸気圧の異
なる様々な金属の合金成膜が可能であることから注目さ
れている。このスパッタ法は、例えば、金属磁性薄膜型
の磁気記録媒体の保護膜形成に適用すると、磁気記録媒
体の耐久性や耐蝕性を向上させることができる。

【０００７】従来、上記スパッタ法は蒸着法に比べて成
膜速度が１／１０〜１／１００程度と劣ることから生産
性に欠けること、大量生産を行うためには装置が大型化
すること等の問題点があったが、現在では、マグネトロ
ンスパッタ法や対向ターゲット法等といったスパッタ法
の開発により、成膜速度は高速化しつつある。

【０００８】例えば、上記マグネトロンスパッタ法にお
いては、ターゲットの下方にマグネットを配し、その漏
れ磁界によって電子をトラップして放電を持続させる
（サイクロトロン運動を行わせている）方法をとってい
るため、ターゲットを効率的にスパッタすることが可能
となり成膜速度は比較的大きなものとなる。そして、上
記成膜速度は、真空装置内に配置するターゲットの数を
増やすこと、各ターゲットに供給する投入電力量を大き
くすること等によって向上させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、限られ
た空間の中に配置できるターゲットの数には限度がある
ため、ターゲット数の増加によって成膜速度を向上させ
ることは難しく、また、ターゲットに供給する投入電力
量を大きくすると、スパッタ時に発生する熱が大きくな
るため、ターゲットとバッキングプレートを接着してい
るハンダ等のボンディング剤が溶けだしてしまい、電極
をショートさせる等の問題が起こる。

【００１０】このように、マグネトロンスパッタ法によ
っても、充分な成膜速度を得られていないのが実情であ
る。

【００１１】そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、保護膜の膜質を損なうことな
く、成膜速度を高め、生産性の向上を図ることが可能な
磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、入射イオン
のエネルギーを効率的にターゲット粒子に伝えることに
よりスパッタ率を高めることができると考え、これには
ターゲット材の熱伝導率を高めることが有効であること
を見い出した。

【００１３】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、
係る知見に基づき提案されたものであって、非磁性支持
体上に強磁性金属薄膜と保護膜とを形成する磁気記録媒
体の製造方法において、前記保護膜を４０〜７００ｋｃ
ａｌ／（ｍ・ｈｒ・Ｋ）なる熱伝導率を有するターゲッ
ト材を用いてマグネトロンスパッタ法により成膜するも
のである。

【００１４】即ち、本発明は、熱伝導率が高いターゲッ
ト材を用いることにより、入射イオンのエネルギーをよ
り多くのターゲット粒子に伝え、スパッタ率を向上さ
せ、成膜速度を向上させんとするものである。熱電導率
の対数と成膜速度の関係はほぼ比例関係にあり、熱伝導
率を向上させることで生産性が向上させることが可能と
なる。なお、上記熱電導率は４０ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ
・Ｋ）以上、より好ましくは７０ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ
・Ｋ）以上である。４０ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ・Ｋ）よ
り小さいと、成膜速度を向上させる効果が低い。一方、
７００ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ・Ｋ）以上を示すカーボン
は、ダイヤモンドしかないので工業的見地から使用は難
しい。

【００１５】本発明において、磁性層とされる強磁性金
属薄膜は、真空蒸着法により形成される。この真空蒸着
法としては、通常の真空蒸着法の他、電界、磁界、電子
ビーム照射等により蒸気流のイオン化、加速化等を行っ
て蒸発化学種の平均自由工程の大きい雰囲気にてベース
フィルム上に磁性薄膜を成膜させる方法等でも良い。本
発明では、このような真空蒸着法により強磁性金属薄膜
を成膜した後、マグネトロンスパッタにより保護膜を形
成する。

【００１６】上記保護膜の成膜方法としては、送り側よ
り送り出されたベースフィルムを巻き取り側に向かって
順次走行させながらスパッタを行う、いわゆる連続巻取
り方式が採用される。この連続巻取り方式では、上記強
磁性金属薄膜が成膜されたベースフィルムを例えば上記
送り側と巻き取り側の中途部に配設される大径のキャン
等により支持して移動走行させるとともに、このキャン
の周囲に配設されたターゲット材により上記ベースフィ
ルムに対してスパッタがなされ、保護膜が成膜される。

【００１７】上記保護膜としては例えばＳｉＯ₂ ，Ｓｉ
₃Ｎ₄，ＳｉＮ_x，ＢＮ，カーボン，ＺｎＯ₂，Ａｌ₂
Ｏ₃，ＭｏＳ₂，ＳｉＣ等が何れも使用可能であるが、
特にカーボン膜が好適である。また、上記強磁性金属薄
膜を構成する磁性材料としては、一般的に使用されてい
るものであれば何れでも良いが、好ましくは金属磁性材
料が使用されるのが良い。この場合、金属磁性材料とし
ては、通常この種の磁気記録媒体で使用されるものが何
れも使用可能である。具体的に例示すれば、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ等の磁性金属や、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等が挙げられる。

【００１８】また、上記非磁性支持体（ベースフィル
ム）としては、通常この種の磁気記録媒体において使用
されるものが何れも使用可能である。具体的に例示する
ならば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−
２，６−ナフタレート等のポリエステル樹脂や芳香族ポ
リアミドフィルム、ポリイミド樹脂フィルム等が挙げら
れる。

【００１９】更に、本発明においては、必要に応じて、
上記ベースフィルム上に下塗り膜を形成する工程やバッ
クコート層、トップコート層等を形成する工程等を加え
ても良い。この場合、下塗り膜、バックコート層、トッ
プコート層等の成膜条件は、通常この種の磁気記録媒体
の製造方法に適用される方法であれば良く、特に限定さ
れない。

【００２０】

【作用】本発明を適用して、保護膜をマグネトロンスパ
ッタによって成膜するに際し、ターゲット材として熱伝
導率の高いものを用いると、成膜速度が向上するのは、
以下のような理由であると考えられる。熱伝導率が高い
ターゲット材は、入射イオンのエネルギーをより多くの
ターゲット粒子に格子振動として伝えることが容易とな
る。このためスパッタされた粒子付近の格子振動による
エネルギーが大きくなり、より少ないエネルギーでスパ
ッタを行うことができることとなる。これにより、スパ
ッタ率が向上し、成膜速度が向上するとともに生産性を
向上させることを可能とするのである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法
について、実験結果に基づき具体的に説明する。先ず、
本発明を適用して作製した磁気テープの保護膜成膜工程
において使用されるマグネトロンスパッタ装置の構成に
ついて説明する。

【００２２】この装置においては、図１に示すように、
頭部と底部にそれぞれ設けられた排気口１１から排気さ
れて内部が真空状態となされた真空室１内の上方側に図
中の反時計回り方向に定速回転する送りロール３と、図
中の時計回り方向に定速回転する巻取りロール４とが設
けられ、磁性層が形成されたベースフィルム２が上記送
りロール３から巻取りロール４に向かって順次走行する
ようになされている。

【００２３】これら送りロール３から巻取りロール４に
亘って上記ベースフィルム２が移動走行される中途部に
は、上記送りロール３及び巻取りロール４の径よりも大
径となされた冷却キャン７が配設される。この冷却キャ
ン７は、上記ベースフィルム２を図中下方に引き出すよ
うに配設され、図中の時計回り方向に定速回転する構成
とされる。なお、上記送りロール３、巻取りロール４及
び冷却キャン７は、それぞれ上記ベースフィルム２の幅
と略同じ長さからなる円筒状をなすものであり、また、
上記冷却キャン７の内部には、図示しない冷却装置が設
けられ、スパッタ時の熱による上記ベースフィルム２の
変形等を防止するようになされている。

【００２４】従って、上記ベースフィルム２は、上記送
りロール３から順次送り出され、さらに上記冷却キャン
７の周面を通過し、上記巻取りロール４に巻き取られて
いくようになされている。なお、上記送りロール３と上
記冷却キャン７の間、この冷却キャン７と上記巻取りロ
ール４の間には、それぞれガイドロール５，６が配設さ
れ、上記送りロール３から冷却キャン７及びこの冷却キ
ャン７から巻取りロール４に亘って走行する上記ベース
フィルム２に所定のテンシャンをかけ、円滑な移動走行
が行えるようになされている。

【００２５】一方、上記真空室１内には、上記冷却キャ
ン７の下方にカーボンからなるターゲット材９が配設さ
れ、このターゲット材９は、Ｃｕからなるカソード電極
８上に取け付けられる。そして、このカソード電極８に
所定のカソード投入電力が与えられることにより、上記
ターゲット材９と上記冷却キャン７間で放電が起こり、
上記ターゲット材９から叩き出されたカーボンが上記冷
却キャン７の周面を移動走行するベースフィルム２に対
して被着し保護膜が形成されるようになされている。

【００２６】なお、上記カソード電極８の下方にはマグ
ネット（図示せず）が設けられ、マグネットの漏れ磁界
によりこのカソード電極８の上面において磁界が存在す
るようになされている。かかる磁界の存在下でスパッタ
を行うと、その漏れ磁界によって電子をトラップして放
電を持続させるため、ターゲット材９を効率的にスパッ
タすることが可能となる。

【００２７】そして、上記冷却キャン７の近傍には、上
記送りロール３に近い位置と巻取りロール４に近い位置
に該冷却キャン７の周面に沿って防着板１０ａ，１０ｂ
がそれぞれ配設される。これにより、これら防着板１０
ａ，１０ｂから露出する上記ベースフィルム２の表面に
対してのみにスパッタがなされるようになり、このベー
スフィルム２の表面に被着する分以外の保護膜材料は、
上記防着板１０ａ，１０ｂに付着し、これら防着板１０
ａ，１０ｂにより保持される。従って、上記ベースフィ
ルム２の表面以外に付着した保護膜材料がターゲット上
に脱落して、異常放電の原因となる虞れがなくなり、得
られる保護膜の膜質を安定にすることができる。

【００２８】なお、これら防着板１０ａ，１０ｂは、該
防着板１０ａ，１０ｂに付着される上記保護膜材料との
接着性を高めるために、所定の温度に保温されることが
望ましい。また、上記真空室１内には、上記冷却キャン
７の下方側と上方側を分断するごとく、仕切り板１２が
設けられている。これにより、この仕切り板１２により
区切られた上記真空室１内の上方側には、スパッタガス
が拡散することがなくなるので、スパッタ効率が向上す
る。

【００２９】以下、上述のようなマグネトロンスパッタ
装置を用いて保護膜を成膜し、磁気テープを作製する方
法について説明する。先ず、表面に下塗り膜が形成され
たベースフィルムを作製した。即ち、アクリル酸エステ
ルを主成分とするラテックス粒子（平均粒径３０ｎｍ）
を厚さ１０μｍのポリエステルフィルム表面に上記ラテ
ックス粒子の密度が１０００万個／ｍｍ²となるように
塗布して上記ベースフィルムを得た。

【００３０】次に、ルツボ内に磁性材料（Ｃｏ₈₀Ｎｉ₂₀
合金：数値は重量％を表す。）を充填し、所定の真空度
に保たれた真空室内で上記磁性材料を電子銃により蒸発
せしめるとともに、上記ベースフィルムを冷却キャンの
周面に沿って所定の速度で移動走行させて、このベース
フィルムの表面に上記磁性材料を斜め方向から入射させ
て磁性層を成膜した。なお、この斜め蒸着に際して、上
記ベースフィルムの表面に酸素ガスを３００ｃｃ／分の
割合で導入し、このベースフィルムの表面に対する上記
磁性材料の入射が４０〜９０°の範囲となるように設定
した。また、上記ベースフィルムの送り速度は、得られ
る磁性層の膜厚が２００ｎｍとなるように設定した。

【００３１】その後、この磁性層が形成された面と反対
側の面にウレタン樹脂とカーボンからなるバックコート
層を塗布した。

【００３２】続いて、図１に示されるマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、磁性層上にカーボン保護膜を形成し
た。この時、上記真空室内の真空度は２Ｐａとし、Ａｒ
ガス雰気中にて保護膜の全膜厚が２００ｎｍとなるよう
に上記磁気テープの送り速度を制御しながらマグネトロ
ンスパッタを行った。なお、上記ターゲット材として
は、５種類の熱伝導率の異なるものを用いた。また、こ
れらターゲット材として、幅２００ｍｍ×長さ１５０ｍ
ｍである角型のものを上記ベースフィルムとの距離が５
０ｍｍとなるように設置した。

【００３３】更に、この保護膜上にパーフルオロポリエ
ーテルをトップコートした後、８ｍｍ幅に裁断して実施
例１〜３、比較例１，２のサンプルテープを得た。

【００３４】そして、以上のようにして得られた各サン
プルテープについて、ソニー社製，商品名ＢＳ３０００
改造機によりスチル特性、シャトル特性をそれぞれ調べ
た。なお、スチル特性は出力が初期値から３ｄＢ劣化す
るまでのパス回数により評価し、シャトル特性は３０分
テープを１００回走行させた後の初期からの出力減衰量
により評価した。また、各サンプルテープについて、保
護膜が１ｍ／分の成膜速度の際に成膜される膜厚（ダイ
ナミック・レート）も調べた。

【００３５】これらの結果を、用いたターゲット材の熱
伝導率と併せて表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１より、実施例１〜３のサンプルテープ
のように、熱伝導率が４０ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ・Ｋ）
以上であるターゲット材を用いると、保護膜成膜のダイ
ナミック・レートを大きくすることができ、成膜速度が
向上することがわかる。また、熱伝導率が高いターゲッ
ト材を用いることにより、サンプルテープのスチル特
性、シャトル特性が特に劣化することもない。

【００３８】図２に、ターゲット材の熱伝導率と保護膜
成膜のダイナミック・レートとの関係を示した。図２よ
り、ターゲット材の熱伝導率の対数とダイナミック・レ
ートは比例関係を示し、ターゲット材の熱伝導率が大き
い程、保護膜成膜時のベース送り速度を速くすることが
可能であることがわかる。すなわちスパッタ率が向上
し、成膜速度が向上するとともに生産性が向上させるこ
とが可能となる。

【００３９】以上、本発明に係る磁気記録媒体の製造方
法について説明したが、本発明は上述したものに限られ
るものではない。例えば、磁気記録媒体を構成するベー
スフィルム，強磁性金属薄膜，保護膜，下塗り膜，バッ
クコートの各材料や形成方法は、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲で適宜変形変更が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用して、熱伝導率が大きいターゲット材を用いて
スパッタを行うことにより保護膜を成膜すると、成膜速
度が向上し、保護膜の膜質を損なうことなく生産性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法において
保護膜の成膜に用いられるスパッタ装置の一例を示す模
式図である。

【図２】ターゲット材の熱伝導率とダイナミック・レ−
トとの関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１・・・真空室２・・・ベースフィルム３・・・送りロール４・・・巻取りロール７・・・冷却キャン８・・・カソード電極９・・・ターゲット１０・・・防着板１１・・・排気口１２・・・仕切り板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に強磁性金属薄膜と保護
膜とを形成する磁気記録媒体の製造方法において、前記保護膜を、４０〜７００ｋｃａｌ／（ｍ・ｈｒ・
Ｋ）なる熱伝導率を有するターゲット材を用いてマグネ
トロンスパッタ法により成膜することを特徴とする磁気
記録媒体の製造方法。