DE19911186A1 - Elektrolyt und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Magnetschichten - Google Patents

Elektrolyt und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Magnetschichten

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DE19911186A1
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Volker Winterstein
Udo Schmidt
Heike Schwanbeck
Rainer Kubitz
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrolyt und das Verfahren zur galvanischen Erzeugung von Magnetschichten zur Speicherung von Informationen. Erfindungsgemäß wird für das galvanische Verfahren ein Elektrolyt mit der Grundzusammensetzung Kobaltionen, Nickelionen, Karbonsäure oder ein Gemisch von Karbonsäuren oder deren Salze, Natriumhypophosphit und Ammoniumsulfat verwendet. Die Schichten können direkt oder über eine Haftschicht auf einem ebenen, zylindrischen oder anderswie geformten Substrat aufgebracht werden. Bei ferromagnetischen Materialien als Substrat wird vorzugsweise zuerst eine Trennschicht aus unmagnetischem Material abgeschieden.

Description

Gegenstand der Erfindung ist die galvanische Herstellung magnetischer Legie­ rungsschichten, die eine möglichst große, über eine Schichtdicke von bis zu 100 µm konstante Koerzitivität aufweisen und die für elektronische Speicherzwecke einsetzbar sind.
Galvanische Methoden zur Abscheidung von Magnetschichten sind preisgünstig, da die hohen Investitionen für Vacuumausrüstung, die für Sputter- und verwandte Prozesse benötigt werden, wegfallen. Weiterhin lassen sich mit galvanischen Methoden auch relativ dicke Schichten in kurzer Zeit und mit geringen Kosten abscheiden.
Es ist bekannt, daß galvanisch aus wäßrigen Läsungen abgeschiedene Legierungen ferromagnetisch sein können und in ihren Eigenschaften durch die Elektolyt- und Verfahrensparameter beeinflußt werden. Gemäß DD-Patent 75199 und DD-Patent 211 131 lassen sich aus einem Kobalt-Eisen-Phosphor-Elektrolyten magnetische Legierungen, die zur Anwendung in elektronischen Datenspeicher von Rechnern geeignet sind, abscheiden. Diese für Datenspeicheranwendungen bisher hergestell­ ten Schichtdicken lagen mit 0,2-6 µm allerdings um ein bis zwei Größenordnun­ gen unter den für Speicheranwendungen erforderlichen Schichtdicken. Außerdem ergab sich nachteilig eine deutliche Schichtdickenabhängigkeit der Koerzitivität. Der Elektolyt enthält nachteiligerweise Eisenionen.
Nach dem DD-Patent 51750 ist weiterhin bekannt, daß galvanisch hergestellte Kobalt-Phosphor-Schichten und Kobalt-Nickel-Phosphor-Schichten für magnetische Speicherungen angewandt werden können. Auch hier lagen die erziel­ ten Schichtdichen bei 0,2-6 µm und daher um Größenordnungen unter den geforderten. Das Herstellungsverfahren erfolgt unter Anwendung phosphoriger Säure.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Elektrolyten und Verfahren zur galvanischen Abscheidung zu schaffen, die zusammen die Herstellung von Magnet­ schichten mit von der Schichtdicke bis zu 100 µm schichtdickenunabhängiger Koerzitivität ermöglichen.
Die Zielparameter, insbesondere hohe remanente Magnetisierungen und hohe Koerzitivfeldstärken, die in einem weiten Bereich schichtdickenunabhängig bleiben sollen, werden durch den erfindungsgemäßen Elektrolyten und durch ein spezielles galvanisches Verfahren erreicht. Der Elektrolyt besitzt folgende Grundzusammen­ setzung:
1,5-20 g/l Co++
0-10 g/l Ni++
20-75 g/l Karbonsäure oder ein Gemisch von Karbonsäuren oder deren Salze
10-60 g/l Natriumhypophosphit
20-100 g/l Ammoniumsulfat
und wird zur Abscheidung der Magnetschicht unter folgenden Verfahrensparame­ tern eingesetzt:
kathodische Stromdichte von 0,1-2,0 A/dm2, Temperatur von 40-95°C und pH-Wert von 7,1-8,5.
Desweiteren ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyt folgende Zusätze beigegeben sind: Netzmittel und Saccharin-Natrium.
Beim Beschichten werden der Elektolyt oder das Substrat auf angemessene Art bewegt. Die Dicke der abzuscheidenden Legierungsschicht richtet sich nach der gewünschten Signalamplitude, die die Magnetschicht dem die Information auslesenden magnetoresistiven Sensor liefern soll.
Der Elektrolyt und das Verfahren ermöglichen insbesondere auch selektive Beschichtungen und auf zylinderförmigen Substraten stoßstellenfreie Rundumb­ eschichtungen. Schichtdicken und Magneteigenschaften sind im großen Bereich und in weiteren Grenzen ohne schichtdickenabhängige Änderung der magnetischen Kennwerte wählbar.
Da der erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolyt die Oberflächenbeschaffenheit des Substrats in hohem Maße reproduziert, ist es zweckmäßig, eine einebnende Zwischenschicht vor der Kobaltlegierungsbeschichtung abzuscheiden. Diese Schicht kann zugleich die Funktion einer magnetischen Separationsschicht übernehmen, falls als Substrat ein magnetisierbares Material, insbesondere Stahl zum Einsatz kommt.
Das Verfahren zur galvanischen Abscheidung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einem magnetisierbaren Maßstabträger eine nichtmagnetische Zwischen­ schicht abgeschieden wird und die nachfolgend aufgebrachte magnetische Legie­ rungsschicht vom Substrat vollständig oder teilweise magnetisch entkoppelt wird. Außerdem ist es möglich, daß auf dem Maßstabträger eine für die Haftung der nachfolgenden Magnetschicht erforderliche Haftvermittlungsschicht abgeschieden wird. Während des Beschichtungsverfahrens werden der Elektolyt oder das Substrat je nach Erfordernis bewegt.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel dargestellt:
Auf einem rotierenden Zylinder wurde eine Legierungsschicht aus einem Elektroly­ ten der folgenden Grundzusammensetzung
4 g/l Co++
4 g/l Ni++
73,5 g/l Tri-Natriumcitrat
20 g/l Natriumhypophosphit
65 g/l Ammoniumsulfat
erzeugt.
Das Verfahren zur galvanischen Abscheidung arbeitet mit einer Arbeitstemperatur von 90°C, einer kathodischen Stromdichte von 1 A/dm2, der pH-Wert des Elektro­ lyten betrug 8,5. Die Koerzitivfeldstärke der erhaltenen Magnetschicht lag bei einer Messung parallel zur Schichtebene bei Hc = 45 kA/m, das Verhältnis von Remanenz- zu Sättigungsmagnetisierung betrug 0,3.

Claims (5)

1. Elektrolyt und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von hartmagnetischen, für elektronische Speicherzwecke geeigneten Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein wässriger Kobaltelektrolyt ist, die folgende Gundzusammensetzung besitzt
1,5-20 g/l Co++
0-10 g/l Ni++
20-75 g/l Karbonsäure oder ein Gemisch von Karbonsäuren oder deren Salze
10-60 g/l Natriumhypophosphit
20-100 g/l Ammoniumsulfat
und zur Abscheidung der Magnetschicht unter den folgenden Verfahrensparame­ tern kathodische Stromdichte 0,1-2,0 A/dm2, Temperatur von 40-95°C und pH-Wert von 7,1-8,5 eingesetzt wird.
2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten folgende Zusätze in den beim Galvanisieren üblichen Mengen beigegeben sind:
Netzmittel
Saccharin-Natrium.
3. Verfahren zur galvanischen Abscheidung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einem magnetisierbaren Maßtabsträger eine nichtmagnetische Zwischen­ schicht abgeschieden und die nachfolgend aufgebrachte magnetische Legie­ rungsschicht vom Substrat vollständig oder teilweise magnetisch entkopplt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Maßtabsträger eine für die Haftung der nachfolgenden Magnet­ schicht erforderliche Haftvermittlungsschicht abgeschieden wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt oder das Substrat während der Beschichtung bewegt wird.
DE19911186A 1999-03-12 1999-03-12 Elektrolyt und Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Magnetschichten Withdrawn DE19911186A1 (de)

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DE102007026503A1 (de) 2007-06-05 2008-12-11 Bourns, Inc., Riverside Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht auf einem Substrat und druckbarer magnetisierbarer Lack

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DD75199A (de) *
DD105835A1 (de) * 1973-08-16 1974-05-12
DD211131A1 (de) * 1982-11-04 1984-07-04 Robotron Elektronik Elektrolytloesung zur abscheidung einer duennen ferromagnetischen speicherschicht

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