JP2901549B2 - Ni−Fe合金電気めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜 - Google Patents
Ni−Fe合金電気めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ni−Fe合金電
気めっき方法およびNi−Fe合金めっき膜に関する。
気めっき方法およびNi−Fe合金めっき膜に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、磁気記録用薄膜ヘッドのコア
部には、NiおよびFeの合計重量に対するFeの重量
比が約18%の、Ni−Fe合金(以下、パーマロイと
略す)等の軟磁性材料が使用されている。
部には、NiおよびFeの合計重量に対するFeの重量
比が約18%の、Ni−Fe合金(以下、パーマロイと
略す)等の軟磁性材料が使用されている。
【0003】これらの軟磁性材料は、透磁率が高く、保
磁力および異方性磁界が小さいことから、磁気記録用ヘ
ッドの材料としては、理想的な特性を有している。
磁力および異方性磁界が小さいことから、磁気記録用ヘ
ッドの材料としては、理想的な特性を有している。
【0004】しかし、より高密度記録に対応するため、
高飽和磁束密度の特性を有する材料が求められている。
この例として、NiおよびFeの合計の重量に対するF
eの重量の比が、約55%のNi−Fe合金(以下、4
5Ni−Feと略す)が挙げられる。このNi−Fe合
金膜を形成する方法として、従来は、パーマロイめっき
浴でFeイオンのみを増加し、パーマロイめっき膜形成
と同様のめっき方法で形成していた。
高飽和磁束密度の特性を有する材料が求められている。
この例として、NiおよびFeの合計の重量に対するF
eの重量の比が、約55%のNi−Fe合金(以下、4
5Ni−Feと略す)が挙げられる。このNi−Fe合
金膜を形成する方法として、従来は、パーマロイめっき
浴でFeイオンのみを増加し、パーマロイめっき膜形成
と同様のめっき方法で形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
形成された45Ni−Fe合金電気めっき膜は、高飽和
磁束密度の特性を持つ反面、飽和磁歪値が、1×10-5
〜2×10-5程度と、パーマロイの飽和磁歪値−2×1
0-6〜−3×10-6と比較して一桁高い値を示してお
り、磁化すると外形が変形し易い性質を有する。その理
由は、比較的低温でめっき膜が形成されるので、めっき
膜の結晶構造は極めて微細となり、結晶の成長も低い温
度で容易にでき、その結晶構造が(111)配向とな
り、それに伴って、磁気特性が劣化するからである。
形成された45Ni−Fe合金電気めっき膜は、高飽和
磁束密度の特性を持つ反面、飽和磁歪値が、1×10-5
〜2×10-5程度と、パーマロイの飽和磁歪値−2×1
0-6〜−3×10-6と比較して一桁高い値を示してお
り、磁化すると外形が変形し易い性質を有する。その理
由は、比較的低温でめっき膜が形成されるので、めっき
膜の結晶構造は極めて微細となり、結晶の成長も低い温
度で容易にでき、その結晶構造が(111)配向とな
り、それに伴って、磁気特性が劣化するからである。
【0006】従って、従来の方法で形成される45Ni
−Fe合金電気めっき膜は、飽和磁歪値が大きいため、
磁気記録用ヘッドの材料として不適である。
−Fe合金電気めっき膜は、飽和磁歪値が大きいため、
磁気記録用ヘッドの材料として不適である。
【0007】本発明は、上記問題点を解決しようとする
ものであり、その目的とするところは、特に、磁気記録
用ヘッドで使用される軟磁性材料として有用な、飽和磁
歪値の低いNi−Fe合金電気めっき膜を提供すること
にある。
ものであり、その目的とするところは、特に、磁気記録
用ヘッドで使用される軟磁性材料として有用な、飽和磁
歪値の低いNi−Fe合金電気めっき膜を提供すること
にある。
【0008】さらに、上記Ni−Fe合金電気めっき膜
を形成する方法を提供することにある。
を形成する方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、NiイオンおよびFeイオンを含むめ
っき浴中に、基板を浸漬して一定の電流密度で電気分解
を行うことによって、前記基板上にめっきを行う、Ni
−Fe合金電気めっき方法において、Ni−Feの全重
量に対するFeの重量の比が、55±1%であり、前記
電流密度を、1.0〜5.0mA/cm2 (ON/OF
F=2/1秒パルス)として、前記電気分解を行うこと
によって、その結晶構造が(100)配向となるNi−
Fe合金電気めっき膜を形成した。
に、本発明では、NiイオンおよびFeイオンを含むめ
っき浴中に、基板を浸漬して一定の電流密度で電気分解
を行うことによって、前記基板上にめっきを行う、Ni
−Fe合金電気めっき方法において、Ni−Feの全重
量に対するFeの重量の比が、55±1%であり、前記
電流密度を、1.0〜5.0mA/cm2 (ON/OF
F=2/1秒パルス)として、前記電気分解を行うこと
によって、その結晶構造が(100)配向となるNi−
Fe合金電気めっき膜を形成した。
【0010】また、Ni−Fe合金電気めっき膜の飽和
磁歪値が、6.6×10 -6 以下であれば好ましく、磁気
記録用ヘッドとしては充分である。
磁歪値が、6.6×10 -6 以下であれば好ましく、磁気
記録用ヘッドとしては充分である。
【0011】さらに、Ni−Fe合金電気めっき膜の厚
さが、1μm〜5μmであるのが好ましい。
さが、1μm〜5μmであるのが好ましい。
【0012】めっき条件としては、上記の電流密度1.
0〜5.0mA/cm 2 であれば、(100)配向のめ
っき膜を形成できるが、特に、3.5mA/cm 2 であ
ることが好ましい。
0〜5.0mA/cm 2 であれば、(100)配向のめ
っき膜を形成できるが、特に、3.5mA/cm 2 であ
ることが好ましい。
【0013】また、めっき浴の組成が、硫酸ニッケル,
硫酸第一鉄,ホウ酸,サッカリン,ラウリル硫酸ナトリ
ウムであるのが好ましい。
硫酸第一鉄,ホウ酸,サッカリン,ラウリル硫酸ナトリ
ウムであるのが好ましい。
【0014】本発明のNi−Fe合金電気めっき方法に
よれば、めっき膜の結晶構造が変化することを利用し、
電流密度を1.0〜5.0mA/cm2 の範囲に調整す
ることにより、Ni−Fe電気めっき膜の結晶構造が
(100)配向となる。これにより、飽和磁歪値が充分
に小さく、磁気記録用ヘッドで使用される軟磁性材料と
して有用なNi−Fe合金電気めっき膜が形成される。
よれば、めっき膜の結晶構造が変化することを利用し、
電流密度を1.0〜5.0mA/cm2 の範囲に調整す
ることにより、Ni−Fe電気めっき膜の結晶構造が
(100)配向となる。これにより、飽和磁歪値が充分
に小さく、磁気記録用ヘッドで使用される軟磁性材料と
して有用なNi−Fe合金電気めっき膜が形成される。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明によるNi−Fe合金電気
めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜の実施例
について、図面を参照にして説明する。
めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜の実施例
について、図面を参照にして説明する。
【0016】まず、本発明のNi−Fe合金電気めっき
膜を形成する過程を説明すると、ガラス基板上に、薄膜
磁気記録用ヘッドで使用される軟磁性材料めっきの下地
として、パーマロイ合金をスパッタリングで1000Å
の厚さに形成する。パーマロイ合金を使用する理由は、
その磁歪定数がほぼ零付近にあることと、異方性磁界が
低く、保持力が低いことから透磁率が高いことによっ
て、薄膜磁気記録用ヘッドの材料として適しているから
である。次に、めっき槽内で電気めっきを行い、めっき
膜を形成する。その際、めっき浴の組成およびめっき条
件は、以下の通りである。
膜を形成する過程を説明すると、ガラス基板上に、薄膜
磁気記録用ヘッドで使用される軟磁性材料めっきの下地
として、パーマロイ合金をスパッタリングで1000Å
の厚さに形成する。パーマロイ合金を使用する理由は、
その磁歪定数がほぼ零付近にあることと、異方性磁界が
低く、保持力が低いことから透磁率が高いことによっ
て、薄膜磁気記録用ヘッドの材料として適しているから
である。次に、めっき槽内で電気めっきを行い、めっき
膜を形成する。その際、めっき浴の組成およびめっき条
件は、以下の通りである。
【0017】[めっき浴組成] 硫酸ニッケル 90g/l(リットル) 硫酸第一鉄 10g/l ホウ酸 25g/l サッカリン 1.5g/l ラウリル硫酸ナトリウム 0.1g/l ここで、ホウ酸はpH緩衝剤,サッカリンは応力緩和
剤,ラウリル硫酸ナトリウムは界面活性剤として使用す
る。
剤,ラウリル硫酸ナトリウムは界面活性剤として使用す
る。
【0018】[めっき条件] 電流密度 3.5mA/cm2 (ON/OFF=2/1
秒パルス) 通電時間 60分間 電流密度は、従来の方法と比較して、小さくしている
が、これは、電流密度を大きくするにつれて、全重量に
対するFeの重量の比が大きくなり、結晶構造が、(1
00)配向から(111)配向となるからである。
秒パルス) 通電時間 60分間 電流密度は、従来の方法と比較して、小さくしている
が、これは、電流密度を大きくするにつれて、全重量に
対するFeの重量の比が大きくなり、結晶構造が、(1
00)配向から(111)配向となるからである。
【0019】実際に、このNi−Fe合金電気めっき膜
を分析した結果、NiおよびFeの合計重量に対するF
eの重量比は55%であり、膜厚は2μmであった。ま
た、Ni−Fe合金電気めっき膜について、結晶構造を
X線回折装置により調査した。その結果、形成されたN
i−Fe合金電気めっき膜は、(111)配向のピーク
強度I2 (X線ビームのピーク強度を示す。以下同様)
=552cps(サイクル/秒)に対し、(100)配
向のピーク強度I2 =580cpsとなり、ピーク強度
比I2 /I1 =105%となった。(100)配向と
(111)配向がランダムに配列したランダム配向時に
おけるピーク強度比I2 /I1 =80%なので、このN
i−Fe合金電気めっき膜の結晶構造は、(100)配
向であることが確認できた。さらに、この試料のNi−
Fe合金電気めっき膜の飽和磁歪値を飽和磁歪測定器に
より測定したところ、2.5×10-6であり、6.6×
10 -6以下であった。
を分析した結果、NiおよびFeの合計重量に対するF
eの重量比は55%であり、膜厚は2μmであった。ま
た、Ni−Fe合金電気めっき膜について、結晶構造を
X線回折装置により調査した。その結果、形成されたN
i−Fe合金電気めっき膜は、(111)配向のピーク
強度I2 (X線ビームのピーク強度を示す。以下同様)
=552cps(サイクル/秒)に対し、(100)配
向のピーク強度I2 =580cpsとなり、ピーク強度
比I2 /I1 =105%となった。(100)配向と
(111)配向がランダムに配列したランダム配向時に
おけるピーク強度比I2 /I1 =80%なので、このN
i−Fe合金電気めっき膜の結晶構造は、(100)配
向であることが確認できた。さらに、この試料のNi−
Fe合金電気めっき膜の飽和磁歪値を飽和磁歪測定器に
より測定したところ、2.5×10-6であり、6.6×
10 -6以下であった。
【0020】上述した実施例では、電流密度3.5mA
/cm2 で行ったが、さらに、電流密度を変えて実験を
行い、その結晶構造をX線回折装置により調査してピー
ク強度比を求めて、電流密度とピーク強度比との関係を
示したものが図1である。従って、図1は、本発明によ
るNi−Fe合金電気めっき膜を形成するときの電流密
度と、形成されためっき膜のピーク強度比との関係を示
すグラフである。図中、電流密度(mA/cm2 )を横
軸で示し、(100)配向のピーク強度をI1,(11
1)配向のピーク強度をI2 としたとき、その強度比I
2 /I1 を%で示したものを縦軸に示している。そし
て、ランダム配向時の強度比I2 /I1 が80%である
ので、80%以上を(100)配向、80%以下を(1
11)配向とする。曲線は、曲線1の(100)配向領
域から、境界点2を通過して、曲線3の(111)配向
領域に移っている。
/cm2 で行ったが、さらに、電流密度を変えて実験を
行い、その結晶構造をX線回折装置により調査してピー
ク強度比を求めて、電流密度とピーク強度比との関係を
示したものが図1である。従って、図1は、本発明によ
るNi−Fe合金電気めっき膜を形成するときの電流密
度と、形成されためっき膜のピーク強度比との関係を示
すグラフである。図中、電流密度(mA/cm2 )を横
軸で示し、(100)配向のピーク強度をI1,(11
1)配向のピーク強度をI2 としたとき、その強度比I
2 /I1 を%で示したものを縦軸に示している。そし
て、ランダム配向時の強度比I2 /I1 が80%である
ので、80%以上を(100)配向、80%以下を(1
11)配向とする。曲線は、曲線1の(100)配向領
域から、境界点2を通過して、曲線3の(111)配向
領域に移っている。
【0021】図1のデータによると、45Ni−Fe合
金の電気めっき膜の結晶構造は、電流密度により変化し
て、電流密度5.0mA以下の範囲では(100)配向
となっている。一方、電流密度5.0mA/cm2 以上
の範囲では(111)配向となっている。この結果、電
流密度は、5.0mA/cm2 以下でなくてはならな
い。しかし、電流密度1.0mA/cm2 以下の範囲で
は、Ni−Fe合金の電気めっき膜の成膜に要する時間
が、非常に長くなり量産には適さない。従って、電流密
度の範囲は、1.0mA/cm2 〜5.0mA/cm2
が最適であるという結果となった。
金の電気めっき膜の結晶構造は、電流密度により変化し
て、電流密度5.0mA以下の範囲では(100)配向
となっている。一方、電流密度5.0mA/cm2 以上
の範囲では(111)配向となっている。この結果、電
流密度は、5.0mA/cm2 以下でなくてはならな
い。しかし、電流密度1.0mA/cm2 以下の範囲で
は、Ni−Fe合金の電気めっき膜の成膜に要する時間
が、非常に長くなり量産には適さない。従って、電流密
度の範囲は、1.0mA/cm2 〜5.0mA/cm2
が最適であるという結果となった。
【0022】次に、電流密度を変化させて形成しためっ
き膜の飽和磁歪値を測定した結果、図2のような電流密
度と飽和磁歪値との関係を示すグラフができた。図2に
よると、電流密度5.0mA/cm2 以下の範囲では、
飽和磁歪値が6.6×10-6以下となっている。一方、
電流密度5.0mA以上の範囲では、6.6×10-6以
上である。
き膜の飽和磁歪値を測定した結果、図2のような電流密
度と飽和磁歪値との関係を示すグラフができた。図2に
よると、電流密度5.0mA/cm2 以下の範囲では、
飽和磁歪値が6.6×10-6以下となっている。一方、
電流密度5.0mA以上の範囲では、6.6×10-6以
上である。
【0023】この磁歪値は、磁化に伴う、強磁性体の長
さの変化、より一般的には、強磁性体のひずみがその磁
化の方向と大きさに依存するもので、これが大きくなる
原因は、結晶磁気異方性エネルギーが結晶格子の歪みに
依存することによる。結晶の変形(例えばのび)に伴う
異方性エネルギーの低下が弾性エネルギーの増加よりも
大きいと、歪んだ状態の方が優先的に実現する。ニッケ
ルの場合、磁化に平行な方向の格子間隔が垂直なそれよ
りも大きい。従って、軟磁性材料では、格子のひずみに
よって生じる磁気異方性を小さくするために、磁歪値を
なるべく小さくしなければならない。
さの変化、より一般的には、強磁性体のひずみがその磁
化の方向と大きさに依存するもので、これが大きくなる
原因は、結晶磁気異方性エネルギーが結晶格子の歪みに
依存することによる。結晶の変形(例えばのび)に伴う
異方性エネルギーの低下が弾性エネルギーの増加よりも
大きいと、歪んだ状態の方が優先的に実現する。ニッケ
ルの場合、磁化に平行な方向の格子間隔が垂直なそれよ
りも大きい。従って、軟磁性材料では、格子のひずみに
よって生じる磁気異方性を小さくするために、磁歪値を
なるべく小さくしなければならない。
【0024】以上の結果によって、Ni−Fe合金電気
めっき膜において、結晶構造が(100)配向、飽和磁
歪値が6.6×10-6以下のものを形成するためには、
電流密度が、5.0mA/cm2 以下の範囲であること
が解った。そして、時間的,経済的な面から、電流密度
1.0mA/cm2 が電流密度の下限となる。このよう
にして形成した結晶構造が(100)配向、飽和磁歪値
が6.6×10-6以下のNi−Fe合金電気めっき膜
は、磁気特性に優れ、磁気記録ヘッドの材料として適し
ている。
めっき膜において、結晶構造が(100)配向、飽和磁
歪値が6.6×10-6以下のものを形成するためには、
電流密度が、5.0mA/cm2 以下の範囲であること
が解った。そして、時間的,経済的な面から、電流密度
1.0mA/cm2 が電流密度の下限となる。このよう
にして形成した結晶構造が(100)配向、飽和磁歪値
が6.6×10-6以下のNi−Fe合金電気めっき膜
は、磁気特性に優れ、磁気記録ヘッドの材料として適し
ている。
【0025】
【発明の効果】本発明のNi−Fe合金電気めっき方法
で形成されるNi−Fe合金電気めっき膜の結晶構造
は、(100)配向となる。従って、飽和磁歪値が充分
小さいNi−Fe合金電気めっき膜形成方法およびNi
−Fe合金電気めっき膜を提供することができる。
で形成されるNi−Fe合金電気めっき膜の結晶構造
は、(100)配向となる。従って、飽和磁歪値が充分
小さいNi−Fe合金電気めっき膜形成方法およびNi
−Fe合金電気めっき膜を提供することができる。
【図1】本発明のNi−Fe合金電気めっき方法におけ
る、電流密度と、形成されたNi−Fe合金電気めっき
膜のピーク強度比との関係を示すグラフである。
る、電流密度と、形成されたNi−Fe合金電気めっき
膜のピーク強度比との関係を示すグラフである。
【図2】本発明のNi−Fe合金電気めっき方法におけ
る、電流密度と、形成されたNi−Fe合金電気めっき
膜の飽和磁歪値との関係を示すグラフである。
る、電流密度と、形成されたNi−Fe合金電気めっき
膜の飽和磁歪値との関係を示すグラフである。
1 (100)配向領域 2 境界点 3 (111)配向領域 4 (100)配向領域 5 境界点 6 (111)配向領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 3/00 - 3/64 H01F 41/26
Claims (6)
- 【請求項1】NiイオンおよびFeイオンを含むめっき
浴中に、基板を浸漬して一定の電流密度で電気分解を行
うことによって、前記基板上にめっきを行う、Ni−F
e合金電気めっき方法において、Ni−Feの全重量に対するFeの重量の比が、55±
1%であり、 前記電流密度を、1.0〜5.0mA/c
m2 (ON/OFF=2/1秒パルス)として、前記電
気分解を行うことによって、その結晶構造が(100)
配向となるNi−Fe合金電気めっき膜を形成する、N
i−Fe合金電気めっき方法。 - 【請求項2】前記Ni−Fe合金電気めっき膜の飽和磁
歪値が、6.6×10-6以下であることを特徴とする、
請求項1に記載のNi−Fe合金電気めっき方法。 - 【請求項3】前記Ni−Fe合金電気めっき膜の厚さ
が、1μm〜5μmであることを特徴とする、請求項1
または2に記載のNi−Fe合金電気めっき方法。 - 【請求項4】前記電流密度が、3.5mA/cm2 であ
ることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の
Ni−Fe合金電気めっき方法。 - 【請求項5】前記めっき浴の組成が、硫酸ニッケル,硫
酸第一鉄,ホウ酸,サッカリン,ラウリル硫酸ナトリウ
ムであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに
記載のNi−Fe合金電気めっき方法。 - 【請求項6】NiイオンおよびFeイオンを含むめっき
浴中に、基板を浸漬して、一定の電流密度で電気分解を
行うことによって、前記基板上にめっきされるNi−F
e合金電気めっき膜において、Ni−Feの全重量に対するFeの重量の比が、55±
1%であり、 前記電流密度を、1.0〜5.0mA/c
m2 (ON/OFF=2/1秒パルス)として、前記電
気分解を行うことによって、その結晶構造が(100)
配向となることを特徴とするNi−Fe合金電気めっき
膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19995496A JP2901549B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Ni−Fe合金電気めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19995496A JP2901549B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Ni−Fe合金電気めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1046383A JPH1046383A (ja) | 1998-02-17 |
JP2901549B2 true JP2901549B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=16416370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19995496A Expired - Lifetime JP2901549B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Ni−Fe合金電気めっき方法およびNi−Fe合金電気めっき膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2901549B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3842490B2 (ja) * | 1999-09-02 | 2006-11-08 | アルプス電気株式会社 | 記録用薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
KR100858507B1 (ko) | 2007-04-02 | 2008-09-12 | 충남대학교산학협력단 | 연자성 니켈-철 퍼말로이의 제조 방법 및 그에 의해 제조된연자성 퍼말로이 박막 |
JP2010150622A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Hitachi Ltd | めっき液,凸状金属構造体を有する導電体基板、及び、その製造方法 |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP19995496A patent/JP2901549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1046383A (ja) | 1998-02-17 |
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