JPH0372611A

JPH0372611A - 無電解めっき軟磁性薄膜

Info

Publication number: JPH0372611A
Application number: JP20913089A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Aisaka; 哲彌逢坂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-27

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〉本発明は良好な磁気特性を示す磁気ヘッド材料、センサ
ー材料、あるいはトランス、チョークコイル、過飽和リ
アクトル、ノイズフィルター等の磁心用材料等に使用さ
れる軟磁性薄膜に関するものである。

〈従来の技術〉例えば磁気記録の分野では、高記録密度の実現のために
記録媒体の高保磁力化が進んでおり、この特性を十分発
揮するために、薄膜ヘッドやメタル・イン・ギャップタ
イプヘッド等の磁気ヘッドに用いられる磁性薄膜は、高
い飽和磁束密度と高い透磁率とを有している必要がある
。

また、工業的に安価に大量に生産できる必要がある。

このことは磁気ヘッド以外の軟磁性薄膜においても同様
である。

従来、このような目的の軟磁性薄膜は、スパッタ等の真
空成膜法や電気めっき法により作製されており、組成と
してはパーマロイ等が船釣である。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、従来軟磁性薄膜として広く使用されてい
るパーマロイでは、良好な軟磁性特性を示すＦ　ｅ　／
　Ｎ　ｉ量比の範囲が狭く、スパッタ法により成膜され
る場合には量産性に乏しく、大面積への均一製膜は困難
である。

また、電気めっき法で成膜される場合には、２価鉄の酸
化の問題や電流分布による組成ずれ等の問題をのこして
いる。

さらに、無電解法によるパーマロイ膜についても、小島
ら（東北大学科学研究所報告第３３巻　第１号　Ｐ１〜
１３　１９８４）や、鷹野ら（金属表面技術協会　第７
４回講演大会要旨集　１６Ａ−１１）により提案はされ
ているが、やはり組成制御が難しく、良好な特性を示す
狭いＦ　ｅ　／　Ｎ　ｉ組成範囲を再現性よく得ること
は困難である。　しかも、実際には、還元剤として次亜
りん酸を用いるため、Ｆｅ−Ｎ１−Ｐの３元系となり管
理が面倒で、それほど高い特性が要求されない用途に限
られているのが現状である。

また、前述の小島らにより無電解めっきＣｏ−Ｐ薄膜も
検討されているが、保磁力Ｈｅはせいぜい５０ｅまでし
か低下せず、十分な特性は得られていない。

本発明の目的は、良好な軟磁気特性を示し、管理および
制御が容易で、膜の均一性が高く、生産性にすぐれた無
電解めっき軟磁性薄膜を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉このような目的は下記（１）〜（４）の本発明によって
達成される。

（１）コバルトを主成分とし、８重量％以下のほう素を
含有することを特徴とする無電解めっき軟磁性薄膜。

（２）保磁力が１　０ｅ以下である上記（１）に記載の
無電解めっき軟磁性薄膜。

（３）コバルトを主成分とし、８重量％以下のホウ素を
含有する無電解めっき軟磁性層と無電解めっき層とを積
層したことを特徴とする無電解めっき軟磁性薄膜。

（４）前記無電解めっき層がニッケルおよびリンを含有
する上記（３）に記載の無電解めっき軟磁性薄膜。

く作用〉すなわち、本発明は、特にＣｏ−Ｂ２元系の軟磁性薄膜
である。

そして、無電解法によって作製されるので、量産性にす
ぐれ、かつ膜の均一性においても何ら問題はない。　こ
の場合、本発明ではＣｏ無電解めっきの還元剤として、
特にジメチルアミンボラン等のホウ素含有化合物を使用
するので、Ｂが第２元素として含まれることになり、こ
のＢの混入により従来研究されてきたＣｏ−Ｐ系ではま
ったく得られなかったすぐれた磁気特性が得られる。

この原因について、本発明者は多くの検討を行っている
が、残念ながら、いまだ明確な根拠は得られていない。

ただ、析出粒子が極めて微細ななことがその重要なポイ
ントであることは明白である。

特に構造がアモルファス類似となった膜では、磁気特性
がすぐれている。　この場合、アモルファス類似構造と
は、Ｘ線回折によるとブロードビークを得る非常に微細
な構造を有するもので、微細な構造１つ１つは結晶であ
ろうと考えられる。　すなわち、あくまでＸ線回折パタ
ーンよりアモルファス類似構造とよべるものを指すもの
である。

なお、Ｃｏ−Ｂ系合金としてはＧＯ２Ｂ（８，４１重量
％Ｂ）やＣｏＢ　（１５，５１重量％Ｂ）等が知られて
いるが、本発明によって得られる膜はこれらとはまった
く異なるものである。

本発明のＣｏ−Ｂ膜はＢの含有量はたかだか８％程度で
完全な均質膜ではない。　すなわちＢリッチ相とＢブア
相とでも呼ぶべき部分よりなる微細構造により成り立っ
ている。　無電解めっき法によると、このような複雑な
微細構造が容易に再現性よく形成されることになる。

〈具体的構成〉以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明に□おける無電解めっき軟磁性薄膜のＢ含有量は
、８重量％以下、特に２〜８重量％、より好ましくは、
３〜６重量％である。

Ｂ含有量が８重量％をこえ、Ｃｏ−Ｂ合金が主成分とな
ってしまい、またＢ含有量が少なすぎ、Ｃｏ結晶が主成
分となり両者とも微細構造を形成できず、好ましい特性
が得られない。

軟磁性薄膜の残部は実質的にＣ−ｏから形成されるが、
Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｓ、Ｃａ等の
１種以上が総計１重量％以下含有されていてもよい。

また、膜厚は、０．０５戸以上であれば均一な膜となる
。

このため、通常は膜厚０．０５〜５戸程度とする。

ただし、膜厚が厚くなると、結晶構造をとりやすくなる
。　このため、膜厚は０．０５〜１戸であることが好ま
しい。

より厚い膜厚を得たい場合には、他の無電解めっき層と
積層することができる。

他の無電解めっき層としては、例えばニッケル・リン層
がある。

すなわち、好ましくは非磁性の無電解ニッケルリン層を
中間層として設層し、その上下にＣｏＢ層を形成するこ
とも可能である。　さらに中間層を増やし何層にも積層
することも可能である。　これはＣｏＢの膜の構造が厚
みにより変化してしまう場合に、薄い膜厚の層を何層も
重ね目的厚みにするのに役立つ。

なお、このように積層する場合、ＣｏＢ層は、上記のと
おり、０．０５〜１戸程度とし、中間層はその５〜３０
％程度の膜厚とする。

また、中間層として用いるＮｉＰは、Ｐ５〜１８重量％
程度の組成とすることが好ましい。

この他、中間層は、Ｏ，，０１戸以下のＣｏＰ、ＣｏＮ
１Ｐであってもよい。

このような無電解めっき軟磁性薄膜は、前記のとおりア
モルファス類似構造をとるものであることが好ましい。

例えば、１００Å以下程度と想定される平均粒径の結晶
質であると考えられる微細構造をもつ。

本発明の軟磁性薄膜は、１　０ｅ以下、特に０．１〜０
．９０ｅの保Ｉｉ鼓力と、１００００〜２００００Ｇの
飽和磁束密度と、０．８〜０．９９の角形比を示す。

なお、このような軟磁性薄膜、を担持する基板は公知の
いずれのものであってもよく、必要に応じ薄膜を基板か
ら剥離して用いてもよい。

このような軟磁性薄膜は、無電解めっきによって作製さ
れる。

用いる基板には、予め、公知の無電解めっきの活性化処
理を施すことができる。

用いる無電解めっき浴のＧｏソースとしては、硫酸コバ
ルト、塩化コバルト等が可能であり、これらは０．０５
〜０．３０モル／Ｃ程度にて使用される。

Ｂソースは、還元剤を兼ねるものであり、ジメチルアミ
ンボラン、水素化ホウ素ナトリウム等を好適に使用でき
る。　そして、その濃度は０．０１〜０．３０モル八程
度とする。

この他、浴には、塩化アンモニウム、はう酸、クエン酸
等のバッファ剤を添加し所定のｐＨ２〜１３とする。

さらに、酒石酸、コハク酸、マロン酸、リンゴ酸、グル
コン酸等の塩を錯化剤を浴中に０．０５〜１．０モル八
程度添加することが好ましい。

めっきの浴温は、３０〜９５℃程度、特に６５〜８５℃
、めっき時間は、２〜６０分、特に１０〜２０分で所定
の膜厚とすることが、工程上好ましい。

なお、中間層を設ける場合、Ｐソースとしては、次亜リ
ン酸ナトリウム等を用いればよく、Ｎｉソースとしては
、硫酸ニッケル、塩化ニッケル等が可能である。

このようにして作製される本発明の無電解めっき軟磁性
膜は、薄膜磁気ヘッドの磁極材料、メタル・イン・ギャ
ップ型の磁気ヘッドの軟磁性薄膜、垂直磁気記録媒体の
軟磁性下地膜、磁気センサ、距離センサ、方位センサ、
傾斜センサ等のセンサ薄膜、トランス、チョークコイル
、ノイズフィルター、過飽和リアクトル等の薄膜磁心、
磁気シールド用薄膜等として有用である。

〈実施例〉以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１〜４ｐｂスパッタを施した５０戸厚のポリイミドフィルムを
用意した。

このフィルムを５％水酸化ナトリウム溶液（室温）に３
０秒間浸漬脱脂し、水洗し、この後１０％塩酸溶液（室
温）に３０秒間浸漬活性化した。

このものを基板とし、下記表１に示される条件で無電解
めっきを行い、各々０．５−に成膜した。

１２また、下記表２の組成の無電解ニッケルリンを中間層と
して、コバルトボロン層を積層した。

すなわち、基板上に実施例１と同等の処理にて１０００
人のＣｏＢ層を成膜した後、表２の浴にてＮ１Ｐ（Ｐ１
３重量％）を１００人ＣｏＢ層の上に積層した。

そして、さらにＣｏＢ層を１０００人積層、ＮｉＰ層を
１００人積層と、順次成膜しＣｏＢ５層（計５０００人
）、ＮｉＰ層４層（計４００人）の多層膜を得た。　こ
れを実施例５とする。

表　　　　　２めっき浴組成Ｅモル／ｊ］（実施例５）次亜リン酸ナト
リウム硫安クエン酸Ｎａ硫酸Ｎｉ９０”ＣｐＨ６，００，１５０、５００、２００，１０このようにして得られた磁性膜の磁気特性を測定した。

さらに、薄膜を硝酸にて溶解し、これをプラズマ発光分
析し、膜中のほう素含有量を定量した。

これらの結果を表３に示す。

なお、実施例３のサンプルのＸ線回折チャートを第１図
に示す。

５６表３に示される結果から、本発明の無電解めっき軟磁性
薄膜は、良好な磁気特性を示すことがわかる。

さらに、１５ｃｍ角のポリイミドフィルムに実施例３と
同様に成膜し析出均一性を確認した。

すなわち、縦横６５ｍｍ間隔の９点のサンプリング点を
設け、このサンプリング点にて７ｍｍ径のサンプルを打
ち抜いた。　これら各サンプルの磁気特性と膜厚を測定
した。

この結果、保磁力Ｈｃは、０．５５± ０．０７０ｅ、膜厚は、０．７０±０．０５−であり、
大面積にわたり均一な膜かえられることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例３のサンプルのＸ線回折チャートであ
る。出　　願　　人代　　理　　人同辿　　坂　　哲　　彌

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　コバルトを主成分とし、８重量％以下のほう素
を含有することを特徴とする無電解めっき軟磁性薄膜。
（２）　保磁力が１０ｅ以下である請求項１に記載の無
電解めっき軟磁性薄膜。
（３）　コバルトを主成分とし、８重量％以下のホウ素
を含有する無電解めっき軟磁性層と無電解めっき層とを
積層したことを特徴とする無電解めっき軟磁性薄膜。
（４）　前記無電解めっき層がニッケルおよびリンを含
有する請求項３に記載の無電解めっき軟磁性薄膜。