DE1275844B

DE1275844B - Chemisch reduktives Tauchbad zur stromlosen Abscheidung von magnetisierbaren Nickel-Kobalt-Schichten

Info

Publication number: DE1275844B
Application number: DEJ29035A
Authority: DE
Inventors: John Duckles Underwood
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1964-10-02
Filing date: 1965-09-22
Publication date: 1968-08-22
Also published as: BE670388A; US3469973A; GB1111159A; NL6512652A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C23c

Deutsche KL: 48 b -3/02

Nummer: 1275 844

Aktenzeichen: P 12 75 844.0-45 (J 29035)

Anmeldetag: 22. September 1965

Auslegetag: 22. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein chemisch reduktives Tauchbad zur stromlosen Abscheidung von magnetisierbaren Nickel-Kobalt-Schichten auf autokatalytisch wirksamen Unterlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, magnetisierbare Schichten aus Nickel-Kobalt-Legierungen herzustellen, die derart zusammengesetzt und aufgebaut sind, daß sie ein höheres Rechteckverhältnis haben, magnetisch isotrop sind und eine niedrige Koerzitivkraft aufweisen. Solche Schichten eignen sich insbesondere zum magnetischen Rückschluß bei magnetischen Datenspeichern.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1127 682 ist bereits ein Bad zum chemischen Vernickeln bekannt, das neben einem Nickelsalz ein Hypophosphit, ein Kobaltsalz und als Puffersubstanz Natriumeitrat enthält. Weiter kann das Bad noch Natriumtetraborat enthalten. Dieses Bad wird bei einer Temperatur zwischen 80 und 100⁰C angewendet und auf einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6,8 gehalten. Dieses Bad dient vor- ao zugsweise zur Herstellung von kobalthaltigen Nickelschichten mit einem sehr geringen Kobaltgehalt. Es handelt sich also im wesentlichen um Nickelschichten. Infolge der Zusammensetzung der Schicht eignen sich solche Schichten nicht zur Verwendung bei magnetischen Speichern.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1160 263 ist weiter eine Badlösung zur Herstellung von magnetisierbaren Nickel-Kobalt-Schichten bekannt, durch die Schichten solcher Zusammensetzung erhalten werden, daß sie sich für magnetische Speicher eignen. Dieses Bad ist jedoch zur Herstellung der Speicherschicht selbst bestimmt, d. h., es soll eine Schicht erzeugt werden, die eine hohe Koerzitivkraft hat. Mit dem bekannten Bad, das aus einem Nickelsalz, einem Kobaltsalz, einem Hypophosphit, einem Citrat und Ammoniumhydroxid besteht, werden Nickel-Kobalt-Schichten erhalten mit einer Koerzitivkraft von 200 bis 300 Oersted und einem Rechteckkoeffizienten der Hysteresisschleife von etwa 0,85. Dies beruht darauf, daß das Verhältnis zwischen Nickel- und Kobaltsalz 1: 6 beträgt. Dieses Bad arbeitet ebenfalls bei einer Temperatur von 80 bis 90° C, jedoch bei einem pH-Wert im Bereich von 7,6 bis 8,2, d. h. im alkalischen Gebiet. Schichten, die nach diesem bekannten Verfahren erhalten werden, eignen sich jedoch nicht als magnetischer Rückschluß bei magnetischen Speischern, da solche Schichten eine möglichst niedrige Koerzitivkraft haben müssen und außerdem ein möglichst hoher Rechteckkoeffizient erwünscht ist.

Gemäß der Erfindung werden solche Schichten mit einem Bad erhalten, das bei einem Gehalt von 11,5 Chemisch reduktives Tauchbad zur stromlosen
Abscheidung von magnetisierbaren
Nickel-Kobalt-Schichten

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

John Duckies Underwood, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 2. Oktober 1964 (40 199)

bis 22,5 g/l NiCl₃ · 6H₂O und 12,5 bis 19 g/l CoCl₈ ■ 6H₂O so zusammengesetzt ist, daß die abgeschiedene Legierungsschicht aus 65 bis 83 und besonders 68°/₀ Nickel, 15 bis 33 und besonders 30% Kobalt und 2% Phosphor besteht. Die mit diesem Bad erhaltenen Schichten haben eine Koerzitivkraft von nicht mehr als 3 Oersted, sind magnetisch isotrop und haben einen Rechteckkoeffizienten, der mindestens 0,95 beträgt.

Da das Bad gemäß der Erfindung im sauren Gebiet arbeitet, muß nicht durch dauernden Zusatz von Ammonmmhydroxid der pH-Wert konstant gehalten werden.

Der zu überziehende Gegenstand wird für eine bestimmte Zeit in die Lösung eingetaucht und nach Herstellung des Überzuges wieder aus der Lösung herausgenommen. Während des Eintauchens wird die Lösung auf einer Temperatur im Bereich von etwa 85 bis 95°C gehalten. Der pH-Wert wird durch Zusatz von Ammoniumhydroxid auf 5,8 bis 6,4 (bei 20°C gemessen) eingestellt.

Gemäß der Erfindung ist die Zusammensetzung der Lösung so gewählt, daß eine Schicht mit 65 bis 83 °/o Nickel, 15 bis 33 °/₀ Kobalt und 2% Phosphor erhalten wird, die eine im wesentlichen rechteckige Hysteresisschleife und eine Koerzitivkraft von nicht mehr als 3 Oersted hat und magnetisch isotrop ist.

Ein bevorzugtes Beispiel für die Anwendung des Bades gemäß der Erfindung wird nunmehr im einzelnen

809 597B77

Claims

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beschrieben. Die verwendete Plattierungslösung hat werden. Man erhält jedoch stets eine Schicht mit

folgende Zusammensetzung: einem hohen Rechteckkoeffizienten, d. h. mit einem

T.T- ι ι 11 -j v,.„, ^XX ~ -„ - solchen über 0,95 und mit einem niedrigen Wert für

Nickelchlond NiCl₂OH₂O 13,5 g _{die Koerzitivkraftj d}. _h. _{von nicht mehr aIs 3 O}ersted.

Kobaltchlond CoCl₂OH₂O 17,5 g ₅ Schichten mit diesen Eigenschaften können erhalten

Natriumhypophosphit NaH₂PO₂ 14,9 g werden aus einer Lösung mit einer Nickelkonzen-

Natriumcitrat Na₃C₆H₅O₇5H₂O 50,0 g tration von 11,5 bis 22,5 g pro Liter NiCl₂OH₂O zu-

Ammoniumchlorid NH₄Cl 40,0 g sammen mit einer Kobaltkonzentration von 12,5 bis

^{4 s} 10 g pro Liter CoCl₂OH₂O.

Eine Unterlage aus Kupferblech wird 15 Minuten io Die Menge der anderen Bestandteile des Bades lang in die Lösung getaucht und dabei die Temperatur wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen auf 90⁰C und der pH-Wert auf 6,0 (gemessen bei Nickelsalz und Kobaltsalz gewählt. Die Zusammen-

2O⁰C) gehalten. Um den Prozeß in Gang zu bringen, Setzung der Schichten, die aus solchen Lösungen

wird die Kupferoberfläche sensibilisiert, d. h. kataly- erhalten werden, liegt bei 65 bis 83 % Nickel, 15 bis

tisch aktiviert durch Berühren mit einem Aluminium- 15 33 % Kobalt und 2 % Phosphor,

draht. Durch diesen Verfahrensschritt wird ein Über- In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel

zug mit einer Stärke von etwa 13 000 Ä erhalten, der wird als Unterlage ein Kupferblech verwendet, das

aus 68% Nickel, 30% Kobalt und 2% Phosphor sensibilisiert, d.h. katalytisch aktiviert wird durch

besteht. Die Schicht ist magnetisch isotrop und hat Berühren mit einem Aluminiumdraht. Es können aber

eine rechteckige Hysteresisschleife, einen Rechteck- 20 auch andere Unterlagen, und zwar metallische oder

koeffizienten von 0,95 und eine Koerzitivkraft von nichtmetallische verwendet werden, die in geeigneter

1,0 Oersted. Weise aktiviert werden, wie dies dem Fachmann

Es wurde gefunden, daß sich die Koerzitivkraft der bekannt ist. Schicht mit der Temperatur der Überzugslösung

ändert. Beispielsweise wird bei dem oben beschriebenen 25 Patentansprüche: Prozeß eine Schicht mit einer Koerzitivkraft von etwa

2,5 Oersted erhalten, wenn die Temperatur der 1. Chemisch reduktives, bei 85 bis 95⁰C und bei

Lösung 85 oder 95⁰C beträgt. Die Koerzitivkraft sinkt einem pH von 5,8 bis 6,4 (gemessen bei 20⁰C)

bei Temperaturen zwischen diesen beiden Werten bis arbeitendes Tauchbad zur stromlosen Abscheidung

auf ein Minimum bei 9O⁰C. 30 von magnetisierbaren Nickel-Kobalt-Schichten auf

Es wurde weiter gefunden, daß in dem Falle, wo autokatalytisch wirksamen Unterlagen, bestehend

der pH-Wert zwischen 5,8 und 6,4 liegt, d. h. die aus einer wäßrigen Lösung von Nickelchlorid,

Lösung sauer ist, die Schicht isotrope Eigenschaften Kobaltchlorid, Alkalihypophosphit, Natriumeitrat

hat, mit einer Koerzitivkraft kleiner als 2,5 Oersted. und Ammoniumchlorid, dadurch gekenn-

Wenn der pH-Wert über 6,4 liegt, steigt die Koerzitiv- 35 zeichnet, daß es bei einem Gehalt von 11,5

kraft stark an, und bei einem pH-Wert unter 5,8 ist bis 22,5 g/l NiCl₂- 6H₂O und 12,5 bis 19 g/l

die Schicht unmagnetisch. Bei einem pH-Wert zwischen CoCl₂-OH₂O so zusammengesetzt ist, daß die

5,9 und 6,1 hat die Schicht eine Koerzitivkraft von abgeschiedene Legierungsschicht aus 65 bis 83 und

etwa 1,0 Oersted. Der Vorteil des Arbeitern mit einer besonders 68 % Nickel, 15 bis 33 und besonders

saueren Lösung liegt darin, daß Ammoniak (in Form 40 30 % Kobalt und 2 % Phosphor besteht,

von Ammoniumhydroxid) nur während des eigent- 2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

lichen Abscheidungsvorganges zugesetzt werden muß, zeichnet, daß der pH-Wert durch Zusatz von

um den pH-Wert konstant zu halten, im Gegensatz Ammoniumhydroxid auf einen Wert von 5,9 bis

zu einer alkalischen Lösung, die fortwährend Ammo- 6,1 eingestellt ist. niak verliert, wenn sie erhitzt wird. 45

Das Verhältnis von Nickel zu Kobalt in der Lösung In Betracht gezogene Druckschriften:

und damit in der erhaltenen Schicht kann verändert Deutsche Auslegeschriften Nr. 1127 682, 1160 263.

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