DE3121910A1

DE3121910A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3121910A1
Application number: DE19813121910
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Izumi; Takayoshi Kobuke; Hiroshi Tokyo Sugihara
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1982-04-01
Also published as: US4520076A; JPS573223A

Description

1A-36O4

TDK-145
(850014)

, TDK ELECTRONICS CO., LTD. Tokyo, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen der Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Typ mit dünner, metallischer Schicht. Die Erfindung betrifft insbesondere bemerkenswerte Verbesserungen bei den magnetischen Charakteristika und den elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika.

Die Technologie der magnetischen Aufzeichnung mit hoher Signaldichte ist in der Vergangenheit weiterentwickelt worden, und zwar abhängig von Verbesserungen, die bei Aufnahme-Wiedergabe-Systemen, Laufsystemen, Magnetköpfen und Aufzeichnungsmedien und dergl. erzielt wurden. Unter den genannten Verbesserungen betreffen die für das magnetische

Aufzeichnungsmedium erforderlichen Charakteristika eine Steigerung der Koerzitivkraft und eine Steigerung der Restmagnetflußdichte, um die Dicke des magnetischen Aufzeichnungsmediums so gering wie möglich zu halten.

Bei dem herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp, das mit einem magnetischen Pulver und einem organischen Bindemittel beschichtet ist, ist es prinzipiell nicht möglich, das organische Bindemittel zu eliminieren. Es ist fast unmöglich, die Restmagnetflußdichte auf über 3000 bis 4000 G zu steigern. Es wurde demgemäß als wichtige Aufgabe angesehen, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Typ mit dünner, metallischer Schicht zu schaffen, das keinerlei organisches Bindemittel enthält.

Diese magnetischen Aufzeichnungsmedien vom Typ mit dünner, metallischer Schicht werden erhalten, indem man auf einem nichtmagnetischen Substrat durch ein Verfahren der Vakuumbedampf ung, des Sputterns, der Ionenplattierung, der Ionenstrahlbedampfung oder durch ein elektrochemisches Verfahren eine dünne Schicht aus einem Eisengruppenelement (elementares Metall, Legierung des Eisengruppenelements oder Legierung eines Eisengruppenelements und eines dritten Elements, das nicht zu den Eisengruppenelementen gehört) ausbildet. Unter diesen Verfahren ist Insbesondere die Vakuumbedampfung als das industriell effektivste Verfahren eingehend untersucht und weiterentwickelt worden. Dabei wurde festgestellt, daß magnetische Aufzeichnungsmedien mit ausgezeichneten elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika und ausgezeichneten magnetischen Charakteristika die weiter unten erläuterte MehrSchichtenstruktur der magnetischen Schicht aufweisen. Weitere Untersuchungen der magnetischen Aufzeichnungsmedien wurden mit dem Ziel durchgeführt, eine charakteristische Feinstruktur der magnetischen Aufzeichnungsmedien aufzufinden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneten elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika, und zwar insbesondere ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich geringem Rauschen, sowie mit ausgezeichneten magnetischen Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmediuins mit mehreren magnetischen Schichten auf einem nichtmagnetischen Substrat. Dabei sind die kristallinen Teilchen in jeder Schicht mit im wesentlichen der gleichen Neigungsrichtung der Hauptachsen der Teilchen orientiert, wobei die Neigungsrichtungen der Hauptachsen der Teilchen sich in benachbarten magnetischen Schichten kreuzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, die zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung oder eines Vergleichsmediums verwendet wird;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines durch Schrägbedampf ung erhaltenen, herkömmlichen, magnetischen Aufzeichnungsmediums ;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen, magnetischen Aufzeichnungsmediums mit zwei Schichten, de durch Schrägbedarapfungen in gleicher Richtung erhalten wurden; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die magnetischen Aufzeichnungsmedien, die, wie in Fig. 2 gezeigt, eine metallische, magnetische Schicht aufweisen, erhalten durch eine schräge Abscheidung im Vakuum, sind be-

kannt. Diese magnetischen Aufzeichnungsmedien weisen hinsichtlich der elektromagnetischen Charakteristika einen relativ hohen Rauschpegel auf. Es hat sich als erforderlich erwiesen, derartige elektromagnetische Charakteristika zu verbessern. Die magnetischen Aufzeichnungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung haben andererseits hervorragende Eigenschaften hinsichtlich eines niedrigen Rauschpegels.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediuras gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung befindet sich In einer (nichtgezeigten) Vakuumkammer, insbesondere einer Vakuumkammer, die ein Inertgas enthält. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Substrat 1 handelt es sich um ein Polymerisat-Substrat oder um ein nichtmagnetisches, metallisches Substrat. Das Substrat 1 wird von einer Spule 2 abgezogen und auf einer Spule 3 aufgewickelt. Die Laufrichtung des Substrats ist in diesem Fall die a-Richtung. Im Falle der Laufrichtung b ist die Spule 3 diejenige, von der das Substrat abgezogen wird, und die Spule 2 ist diejenige, auf die es aufgewickelt wird. Die Art der Verdampfungsquelle ist nicht kritisch. Das Elektronenstrahlverfahren ist schematisch dargestellt. Die Verdampfungsquelle 4 befindet sich in einem wassergekühlten Kupferherd 5 und wird zur Verdampfung der Verdampfungsquelle erhitzt, und zwar durch beschleunigte Elektronenstrahlen bei Betätigung einer Elektronenquelle 6. Zum Schutz der Spulen 2 und 3 dient eine Trennwand 7. Bei der in Fig. dargestellten Vorrichtung wird das Substrat 1 thermisch deformiert. In vielen Fällen ist es daher gebräuchlich, eine (nichtgezeigte) Kühlwalze an zweckentsprechender Stelle anzuordnen.

Im folgenden wird die Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung erläutert. Außerdem wird die

(β

-sf-

Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien unter Verwendung der gleichen Vorrichtung erläutert, bei denen entweder nur eine Schicht abgeschieden wird oder bei denen zu Vergleichszwecken zwei Schichten abgeschieden werden. Bei diesen Aufzeichnungsmedien handelt es sich um Vergleichsproben.

Beispiel

In der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, die auf einen Druck von 1 χ 10 ^J bis 5 x 10 ^J Torr evakuiert ist, läßt man eine PolyMthylenterephthalat-Folie mit einer Dicke von 12/um, die als Substrat verwendet wird, mit einer Laufgeschwindigkeit von 40 cm/min laufen. Es werden die folgenden Bedampf ungsabscheidungen durchgeführt.

(I) Das Substrat wird in Richtung a laufenlassen, und es wird eine Aluminiumabscheidung durchgeführt, um eine Unterschicht auszubilden. Es wird ein Winkel θ der Mittellinie des abgeschiedenen, metallischen Materials bezüglich des Substrats von θ = 0° eingestellt und eine Beschichtung mit einer Dicke von 500 bis 1000 A unter den Vakuum-Bedampfungsbedingungen erzeugt. Nach der Abscheidung wird das Substrat in Laufrichtung b auf die Spule 2 zurückgespult.

(II) . Auf der auf dem Substrat abgeschiedenen Aluminiumunterschicht wird eine Schicht aus Co/Ni (80:20, nach Gewicht) ausgebildet, und zwar durch eine Vakuumabscheidung mit einem Neigungswinkel θ = 80°. Auf diese Weise wird die Probe A erhalten. Die Probe A weist eine magnetische Schicht mit einer Dicke von 1000 A* auf. Bei der Probe A handelt es sich um das herkömmliche, magnetische Aufzeichnungsmedium land demgemäß wurde ein Teil als Vergleichsprobe verwendet.

(III) Ein Teil der in der Stufe (II) erhaltenen Probe A wird in Laufrichtung b von der Spule 3 auf die Spule 2 aufgewickelt. Auf der magnetischen Schicht der Probe A wird

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eine weitere Schicht aus Co/Ni (80:20, nach Gewicht) abgeschieden, und zwar mit einem Neigungswinkel θ = 80°. Das Substrat läuft dabei wieder in der Laufrichtung a. Man erhält auf diese Weise die Probe B. Die Probe B weist magnetische Schichten auf, die eine Dicke von 2000 A* haben. Der Neigungswinkel θ des Metalldampfes zur Ausbildung der ersten Schicht ist der gleiche wie bei der Ausbildung der zweiten Schicht. Die Probe B wird als Vergleichsprobe verwendet.

(IV) Ein Teil der in Stufe (II) erhaltenen und auf der Spule 3 aufgewickelten Probe A wird als Abwickelspule an der für die Spule 2 vorgesehene Position gebracht. Auf der magnetischen Schicht der Probe A wird unter Laufrichtung a mit einem Neigungswinkel von 80° eine Schicht aus Co/Ni (80:20, nach Gewicht) abgeschieden. Man erhält auf diese Weise die Probe C. Bei diesem Verfahren wird der Druck zwischenzeitlich auf Atmosphärendruck gebracht und die Spulen 2 und 3 werden nach Abheben einer Vakuumglocke gegeneinander ausgetauscht. Die Probe C (Erfindung) weist magnetische Schichten mit einer Gesamtdicke von 2000 X auf. Der Neigungswinkel θ des Metalldampfes für die erste Schicht verläuft quer zu dem der zweiten Schicht.

In der folgenden Tabelle 1 sind verschiedene Charakteristika der Proben A und B (Vergleichsbeispiele) sowie der Probe C (Erfindung) zusammengestellt.

-JT-

	A	Tabelle 1	G	Bemerkungen
Probe	1000	B	2000
Dicke der magneti schen Schicht (a)	760	2000	740	VSM-III-Typ, Ma gnetfeldbeauf schlagung 5000 Oe maximal
Koerzitivkraft (Oe)	9000	910	9000
Restmagnetflußdich te (G)	0,0	9000	+2,5	Bandlaufgeschwin digkeit 4,75 cm/ see
333 Hz Empfind lichkeit (dB)	0,0	+3,0	-1,0
Rauschpegel (dB)	+1,5

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist die Restmagnetflußdichte bei allen Proben gleich. Die Koerzitivkraft der Probe C ist um 15% kleiner als die der Probe B. Hinsichtlich der elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika, die mittels eines im Handel erhältlichen Kassettenrecorders bestimmt wurden (bei einer Bandlaufgeschwindigkeit von 4,75 cm/sec, Einstellung "high"), hat die Probe C die besten Werte beim Biasrauschen,und die Proben C und B haben ausgezeichnete Werte für die Empfindlichkeit bei 333 Hz. Bei dem Signal/Rausch-Vergleich werden für Probe C die besten Ergebnisse erhalten. Bei der Probe C handelt es sich um das erfindungsgemäße Produkt.

Zur Untersuchung der Ursachen dieser Ergebnisse wurde jeweils die Struktur eines Querschnitts jeder Probe mittels eines Mikroskops betrachtet (Vergrößerung von 80 000 bis 10 000). In den Fig. 2, 3 und 4 sind jeweils die Muster der Proben schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt die Probe A; Fig. 3 zeigt die Probe B und in Fig. 4 ist die Probe C dargestellt. In den Fig. 2, 3 und 4 ist mit dem·Bezugszeichen 11 ein Polyäthylenterepthalat-Substrat bezeichnet; 12 bezeichnet eine Aluminiumunterschicht; 13 und 14 bezeichnen jeweils bei der Schrägabscheidung erhaltene, magnetische Schichten

(Co/Ni = 80:20, nach Gewicht). Bei den Teilchen der Schichten 13» 14 handelt es sich nicht um kristalline Teilchen, sondern um die Teilchen, die bei der mikroskopischen Untersuchung des Schnitts bei einer Vergrößerung von etwa 80 beobachtet werden. In Fig. 4 beträgt der Kreuzungswinkel ß der Hauptachsen C1 der magnetischen Teilchen in der magnetischen Schicht 13 zu den Hauptachsen C2 der magnetischen Teilchen in der magnetischen Schicht 14 120°.

Bei abgeschiedenen Schichten aus Fe-Co; Fe-Ni oder Fe wurden die gleichen Effekte festgestellt.

Wie vorstehend beschrieben, wurde festgestellt, daß bei der Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Typ mit dünner, metallischer Schicht durch Schrägabscheidung in den Fällen, in denen die magnetische Schicht aus einer Mehrschichtenstruktur besteht, die gekreuzten Orientierungen der abgeschiedenen Teilchen in der unteren Schicht und der oberen Schicht ein wirksames Mittel zur Verbesserung der Empfindlichkeit und zur Verringerung des Rauschens darstellen. Der Kreuzungswinkel steht nicht in hohem Maße mit den elektromagnetischen Charakteristika in Beziehung und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 160°, und zwar im Hinblick auf die Herstellung und den praktischen Effekt.

Bei der praktischen Durchführung des Herstellungsverfahrens wird eine Kühlwalze verwendet. Dadurch sind die Hauptachsen geringfügig gekrümmt. Die Kreuzungswinkel der Tangente liegen vorzugsweise im Bereich von 20 bis 160°, um die angestrebten Effekte hinsichtlich einer Verbesserung der Empfindlichkeit und Verringerung des Rauschens zu erzielen.

Vorstehend wurde die Herstellung einer aus zwei Schichten aufgebauten, magnetischen Schicht beschrieben. Der gleiche Effekt wird jedoch auch bei einer Mehr Schichtenstruktur mit beispielsweise drei oder vier Schichten festgestellt.

Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Typ mit dünner, metallischer Schicht hergestellt durch Schrägabscheidung unter Ausbildung einer Mehrschichtenstruktur, wobei die Hauptachsen der abgeschiedenen, magnetischen Teilchen in benachbarten Schichten einen Kreuzungswinkel einschließen. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit verbessert und das Rauschen verringert. Derartige Eigenschaften sind im Hinblick auf Aufzeichnungen mit hoher Signaldichte besonders vorteilhaft und tragen in hohem Maße zur praktischen Anwendung bei.

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Claims

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Patentansprüche

Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit mehreren magnetischen Schichten auf einem ni.chtmagne ti sehen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen in jeder magnetischen Schicht unter im wesentlichen der gleichen Neigungsrichtung der Hauptachsen der Teilchen orientiert sind und die Neigungsrichtungen der Hauptachsen der Teilchen in benachbarten magnetischen Schichten sich kreuzen.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische Substrat aus einem Polymerisat oder einem Metall besteht.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht aus einem magnetischen, metallischen Material besteht.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische, metallische Material aus Eisen, Kobalt, Nickel oder einer Legierung derselben besteht.

5· Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachsen der magnetischen Teilchen in den benachbarten Schichten sich unter einem Winkel kreuzen, der in einem Bereich von 20 bis 160° liegt.