JPS61210518A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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 本発明は強磁性体金属の薄膜を記録膜とし、ビデオ、オ
ーディオおよびデータ等の信号を高密度に記録する磁気
記録媒体に関するものである。

従来の技術 高密度磁気記録を実現するだめの記録媒体として、Ｃｏ
　、Ｎｉ　、Ｃｒ　、Ｆｅ等の強磁性体金属の薄膜を用
いるものが注目され、その実用化が種々検討されている
。

磁気記録においては、強磁性体よりなる記録膜と、電磁
変換素子としての磁気ヘッドとの間隙が大きい場合には
損失を生じる。特に信号周波数の高い領域における損失
が顕著であり、高密度記録においてはこの間隙を極力小
さくしなければならない。ビデオやオーディオの信号記
録および再生知おいては、記録媒体と磁気ヘッドを接触
させることが多く、データ信号の場合でもフロッピーデ
ィスクの様に比較的信頼性への要求がゆるやかな場合は
記録媒体と磁気ヘッドとは接触させている。

高い信頼性を要求される場合は磁気ヘッドを記録媒体表
面から浮上させて非接触にして用いるが、この場合でも
、記録媒体を例えば回転させる時の起動時および停止時
には両者が接触する様に構成された装置が多い。さらに
今後の高密度記録化を考えると、理想的には、記録媒体
と磁気ヘッドが接触してかつ高い信頼性を確保すること
が必要である〇 すなわち、磁気記録においては、記録媒体と磁気ヘッド
とが接触するという点で、光による記録方式と基本的に
異なる課題を持つわけである。

さて、前述のＣｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ等の強磁性体金属
を記録膜とする記録媒体においては、表面に保護膜を形
成しない場合にはこの磁気ヘッドとの接触によって、記
録膜は短時間ではく離する等の損傷を受けるだめ、有効
な保護膜の形成が重要な課題である。従来の、磁性粉末
をバインダと混合して担体に塗布するような磁気記録媒
体においては、バインダ中に耐摩耗性および潤滑性を付
与する物質を添加することによって磁気ヘッドとの接触
によって発生する問題を回避してきたが、強磁性体金属
薄膜の場合には、記録膜そのものに耐摩耗性。

潤滑性、耐環境性等の特性の向上を求めようとすると、
記録膜の磁気的性質の劣化が避けられない。

従って、これらの強磁性体金属薄膜を記録膜とする場合
には、この表面に保護膜を形成して耐摩耗性等を確保す
ることが必要であるｏしかしその様な保護膜は前述の磁
気ヘッドとの間隙を生じるものであり、その厚みは極力
小さくなければならない。

しかるに、従来、強磁性体金属薄膜の保護膜としては、
有機物質からなる潤滑性材料を塗布もしくは真空蒸着さ
れたものが試みられてきたが、いずれも耐摩耗性に劣り
、長時間の使用に耐えられなかった。あるいはグラファ
イト等の材料を真空蒸着およびスパッタリング等の手法
で強磁性体金属表面に無定形炭素の膜を形成するものが
考えられているが、これも潤滑性は改善されるものの、
耐摩耗性に対しては不十分である。

発明が解決しようとする問題点 きくせざるを得す、前述の磁気ヘッドとの間隙を増大さ
せ、大きな損失を生じてしまう。またこれらの保護膜材
料は、磁気ヘッドの接触摺動によって損耗するため、生
じた磁粉末が磁気ヘッドの表面に付着し、時として、著
しい再生信号出力の低下等を生じるものである。

以上の問題点により、強磁性体金属薄膜を記録膜とする
高密度磁気記録装置の実用化は著しく制限されており、
この問題点を解決しない限り、本来の高密度記録は達成
されないと考えられる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、強磁性体金
属よりなる記録膜の上に、耐摩耗性に優れた保護膜を有
する記録媒体を提供するものであるＯ 問題点を解決するための手段 以上に述べた様な従来の保護膜の問題点を解決する手段
として、ダイヤモンドを保護膜とすることが考えられる
。ダイヤモンドは物質中で最高の硬度を示す結晶体であ
り、また化学的にも極めて安定であり、耐摩耗性、耐環
境性に優れた理想的な保護膜材料と考えられる。ダイヤ
モンドの薄膜を形成する技術に関しては以下に列記する
如く、多くの報告がなされている。

（参考文献） （１）難波義捷：ダイヤモンド薄膜の低圧合成の研究、
応用機械工学、１９８４年７月号（２）松本精一部：ダ
イヤモンドの低圧合成、現化化学、１９８４年９月号 （３）瀬高信雄：ダイヤモンドの低圧合成９日本産業技
術振興協会、技術資料Ａｌ３８゜しかしながら、いずれ
も未だ研究段階であり、実用には至っていない。

我々は、ダイヤモンドに近い特性を示す高硬度の炭素膜
を形成する方法を開発した（黒用　他：プラズマ・イン
ジェクシゴンＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成及び評
価、昭和６０年年度様学会春季大会学術講演論文集、Ａ
４２２）。

我々の開発した方法は、メタンガスを材料ガスとして１
０〜２０Ｐａ　の低圧力でこれをプラズマ化し、プラズ
マもしくはプラズマ中のイオンを加速電界によって基板
に噴射し、基板を加熱することなく室温程度の低温で、
最高５０００　Ａ　／分程度の高速で炭素膜を形成する
ことが可能なものであり、我々はプラズマ・インジェク
ションＣＶＤ法と称している（以後、Ｐ　Ｉ　−ＣＶＤ
法と略す）ＯＰ　ｌ−ＣＶＤ法によって形成した炭素膜
は、ＳＦ３ないしＳＦ３の電子配置を含む、ダイヤモン
ドに近い接合状態の非晶質であり、ピッカス硬度は２０
００〜３０００に９／−であり耐摩耗性に優れる。

鋼球を使用した摩擦係数の測定では０．１以下の値が得
られ、潤滑剤を含んだ磁気テープ等の摩擦係数と同等以
下である。さらに熱伝導率は０．６ｃａｌ／ｃｍ・渡・
℃程度とほぼ金属並みであり、摩擦熱の放散にも優れて
いる０ しかし、Ｐ　ｌ−ＣＶＤ法は、成膜可能な基板材質に二
つの制限条件がある。その第一は、基板材質は比抵抗が
１０１３Ω・ｍ程度以下でなければならない。１ｏ１５
Ω・α程度を超える材料は一般に良好な電気絶縁材であ
りＰ　Ｉ　−ＣＶＤ法においてはイオンを基板に噴射す
るため、絶縁材においては帯電を生じ、イオンを反発す
るため強固な膜を形成することが出来ない０ 第二の条件として、基板材質は炭素との化学的親和力が
強く、形成される炭化物の原子間の結合力が強いもので
なければならない。

以上２つの条件を満足する材質は、Ａｌ、Ｂｅ。

Ｃｏ　Ｃｒ　　Ｆｅ　Ｍｎ　Ｎｉ　　Ｚｒ　Ｈｆ　　Ｖ
　Ｎｂ　Ｔａ　Ｍ。

Ｗ等の金属もしくはそれらを主成分とする合金、および
Ｓｔ、Ｇｏ、Ｂ、ＳｉＣ等の半導体である。特に、Ｓｔ
、ＢおよびＣｒは炭素と共有結合等の強い結合が可能で
ある。

なお、Ｐ　Ｉ　−ＣＶＤ法による高硬度炭素膜の比抵抗
は、成膜条件によるが、はぼ１ｏ〜１０　Ω・ｍの範囲
であり、当然のことながら、前記第一の制限条件を満足
している。

Ｃｏ、Ｏｒ、Ｎｉ、Ｆｅ等の強磁性体金属は、以上に述
べたＰ　ｌ−ＣＶＤ法による高硬度炭素膜の形成条件を
満足しており、この上に強固な保護膜を形成することが
可能となる。

作　　用 以上に述べたように、Ｃｏ　、Ｃｒ　、Ｎｉ　、Ｆｅ等
の強磁性体金属よりなる記録膜上には、Ｐ　Ｉ　−ＣＶ
Ｄ法による高硬度炭素膜の形成が可能であり、特にＣｏ
１０ｒ系の強磁性金属薄膜の場合には表面にＣｒが多く
偏在することが知られており、とりわけ強固な膜が形成
される。

この炭素膜はダイヤモンドに準じる特性を有し、記録膜
を極めて有効に保護することができる。さらに、炭素が
非晶質状態であるために若干の柔軟性を有しており、Ｐ
ＥＴ等のフレキシブルな担体上の記録膜に対する保護膜
としても有効である。

また、膜の強度が高く耐摩耗性に優れるため、膜の厚み
は１０００Å以下で良く、磁気ヘッドとの間隙を小さく
することが可能であって、高密度記録にも適している。

磁気ヘッドとの接触状態に注意すれば５００Å以下の膜
厚においても高い信頼性が得られる。

Ｐ　Ｉ　−ＣＶＤ法による高硬度炭素膜の比抵抗は前述
のように１０〜１０　Ω・αの範囲にあるが、この程度
の比抵抗の場合には、１０１７Ω・α程度を示すガラス
等に比べて、静電気の帯電が少ない。

このためディスク状磁気記録媒体の表面保護膜として用
いた場合に、磁気ヘッドの摺動や空気との摩擦によって
生じる帯電が軽減されるため、微小なゴミ等の付着を防
止することが出来る。

実施例 図に本発明の一実施例を示す。１はテープ状もしくはカ
ード状もしくはディスク状等の形態をなす担体であり、
プラスチック、ガラス、金属等の非磁性材料よりなる。

この上に、Ｃｏ　、Ｃｒ　、Ｎｉ　。

Ｆｅ等の強磁性体金属よりなる記録膜２が真空蒸着、ス
パッタリング等の手段で形成されている。

この厚みは、１０００人程度であり、垂直磁気記録膜と
して用いる場合等では、例えばＣｏを主成分とし、Ｃｒ
を１０〜２０％添加することによりＣＯの柱状組織が形
成されその境界部にＣｒが偏析した構造となっている。

従って、この場合には記録膜２の表層部はＣｒ＋Ｊッチ
となっている。

記録膜２の上には、高硬度炭素よシなる保護膜３がＰ　
ｌ−ＣＶＤ法によって形成されている。この膜厚は１０
００Å以下、望ましくは５００八以下であるが、要求さ
れる信頼性および磁気記録再生装置の構成に応じて適宜
決定される。Ｐ　Ｉ　−ＣＶＤ法による成膜速度は最高
５０００人／分も可能であり、連続シート状の担体１に
対しても、記録膜２を形成後、連続してインライン処理
が可能となる。また、記録膜２の成膜速度と保護膜３の
成膜速度が異なり、後者の方が遅い場合にはパッチ処理
を行ってもよい。

保護膜３の比抵抗は１０〜１０　Ω・α程度であり１石
英ガラス（１ｏ　Ω・ｃｒｎ）等に比べて小さく、連続
シート状の担当１を真空蒸着装置等の内部で走行させた
場合にも帯電等のトラブルはあまり発生しない。

発明の効果 強磁性体金属を記録膜とし、この上にＰＩ−ＣＶＤ法に
よる高硬度炭素を保護膜として形成することにより、磁
気ヘッドを保護膜表面に当接した状態で記録再生を行っ
た場合に、保護膜の硬度が高く、摩擦係数が小さいこと
、熱電導性が良いこと、および化学的に安定であること
等により、磁気ヘッドに損傷を与えることなく、記録膜
２を長期にわたって保護することが出来る。

さらに、比抵抗がガラス等に比べて小さいために、帯電
によるゴミ等の付着も防止され、磁気ヘッド、記録媒体
の損傷を少なくすることができる。

以上述べた如く、本発明は強磁性体金属を記録膜とする
磁気記録媒体を用いて高密度記録を実現する上で極めて
有用なものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の拡大断面
図である。 １・・・・・・担体、２・・・・・・記録膜、３・・・
・・・保護膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名■己
る）宮ｌじ１ 手続補正書 昭和６１年４月　Ｉｌ　ロ １事件の表示 昭和６０年特許願第　５００３１、 発明の名称 磁気記録媒体 ３補正をする者 事件との関係　　　　　　特　　許　　　出　　　願　
　大佐　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名　
称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　　　
　　谷　　　井　　　昭　　　雄４代理人　〒５７１ 住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲全別紙の通り補正します
。 （２）同第４頁第１９行目の「磁粉末」を「微粉末」に
補正します。 （３）同第６頁第７行目の「研究段階であり、」の次に
「基板の高温加熱を要する成膜速度が低い、あるいは広
い面積にわたって均一に成膜できない等の理由により」
を挿入します。 （４）同第６頁第１６行目の「プラズマもしくはプラズ
マ中の」ヲ「プラズマ中の少なくとも」に補正します。 （５）同第７頁第１行目の「略す）０」の次に「ここで
ｃｖｎとはＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ（化学気相成長）の略である。」を挿入しま
す。 （６）同第７頁第３行目の「ないしＳＦ３」を削除しま
す。 （７）同第７頁第４行目の「ピッカス」を「ビッカース
」に補正します。 （８）同第７頁第６行目の「２ｏｏｏ〜３ｏｏＱｋｇ／
−」を「２０００ｋｇ／−以上」に補正します。 （９）同第７頁第１２行目の「制限条件」を「条件」に
補正します。 （１０）同第７頁第１３〜１４行目の「なければならな
い。」ヲ「あることが望ましい。」に補正します。 （１１）同第７頁第１８行目の「出来ない。」の次に［
ただし、電子ビームを照射する等の中和手段を付加すれ
ばこの限りではないが、それでは装置構成が複雑となる
等の欠点を生じるため好ましくない。」を挿入します。 （１２）同第８頁第１行目の「なければならない。」を
「あることが望ましい。」に補正します。 （１３）同第８頁第１１行目の「制限条件」ヲ「条件」
に補正します。 （１４）同第１ｏ頁第１４行目の「リッチとなっている
。」の次に「担体１の記録膜２と反対側の面に耐久性向
上あるいは摩擦抵抗減少等の目的のために、各種の表面
処理がなされていてもよい。」を挿入します。 ２、特許請求の範囲 （１）非磁性材よりなる担体上に、強磁性体金属よりな
る記録膜を有し、記録膜の上に、炭化水素硬度炭素より
なる保護膜が形成されている磁気記録媒体。 請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。 同第１項記載の磁気記録媒体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性材よりなる担体上に、強磁性体金属よりな
   る記録膜を有し、記録膜の上に高硬度炭素よりなる保護
   膜が形成されている磁気記録媒体。
2. （２）保護膜が、プラズマまたはイオンを使用して低温
   低圧で形成されたダイヤモンド状炭素である特許請求の
   範囲第１項記載の磁気記録媒体。
3. （３）ダイヤモンド状炭素の比抵抗が１０＾７〜１０＾
   １＾３Ω・ｃｍである特許請求の範囲第２項記載の磁気
   記録媒体。