JPH04122009A - 軟磁性人工格子めっき膜およびその製造方法ならびに磁気ヘッド - Google Patents

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、軟磁性を有する人工格子めっき膜およびその
製造方法と、この人工格子めっき膜を磁極として有する
磁気ヘッドとに関する。

〈従来の技術〉 薄膜磁気ヘッドの磁極や、メタルインギャップ（ＭＩＧ
）型磁気ヘッドのギャップ部に形成される磁性膜などに
は、高い飽和磁束密度が要求され、さらに、高透磁率、
低保磁力等の優れた軟磁気特性が要求される。

このような磁性膜の軟磁気特性向上の提案は種々なされ
ており、例えば、特開平１−２８３９０７号公報では、
５〜１０００人厚の中間膜を介して主磁性膜を積層する
ことにより、主磁性膜を構成する結晶粒を微細化し、磁
気異方性の分散を小さくして軟磁気特性の向上をはかっ
ている。

また、例えば、特開平２−４２７０２号公報では、３〜
８００　ｎｍ厚の炭化鉄の暦と０．５〜６０ｎｍ厚の鉄
の層とを交互に積層し、鉄層の負の磁歪と炭化鉄層の正
の磁歪とを相殺して高い透磁率を得ることが提案されて
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、金属の原子径オーダーの厚さの薄膜が周期的
に積層された構成をもつ人工格子は、バルク状の金属と
は異なった特性を示すために、近年注目されるようにな
ってきている。

上記各提案の多層膜も、このような人工格子の特性の一
部を利用したものと考えられる。

人工格子は一般に蒸着法等の気相めっき法により形成さ
れ、上記各提案に示される多層膜もスパッタ法により形
成されている。

しかし、気相めっき法では、超高真空が必要とされるた
め、設備コストが高（、量産性がない。

なお、人工格子を気相めっき性態外の方法により製造す
る提案は、例えばＭａｔ、Ｒｅｓ、Ｓｏｃ。

Ｓｙｍｐ、Ｐｒｏｃ、Ｖｏｌ、１３２．１９８９　Ｍａ
ｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈＳｏｃｉｅｔｙの第
２１９〜２２４ページに記載されている。

この提案では、電気めっき法により薄膜を積層して人工
格子を製造しているが、析出電位の異なる２種の金属な
一浴中で電気めっき法により積層する場合、同提案に示
されるように各金属の析出電位に応じた電圧を交互に印
加する必要がある。

ただし、このように変化する電圧を印加する電源の汎用
品はないため特別に製造しなければならず、コスト高を
招く。

また、この方法では、析出電位がある程度離れている金
属を用いる必要があり、積層可能な組成の組み合わせが
限られてしまい、例えば、Ｆｅ薄膜とＦｅ−Ｎｉ合金薄
膜のような磁気ヘッドの磁極として好ましい組み合わせ
は成膜することができない。

さらに、通常の液相めつき法では、人工格子程度の厚さ
、例えば５００Å以下程度の薄膜を均質に形成すること
は極めて困難である。

本発明はこのような事情からなされたものであり、優れ
た軟磁気特性を有する軟磁性人工格子を、設備コストが
低く量産性が高い液相めつき法を用いて、かつ複雑な電
位制御を行なうことなく実現することを目的とし、また
、このような軟磁性人工格子を磁極として有する磁気特
性の優れた磁気ヘッドを実現することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により
達成される。

（１）少な（とも２層の軟磁性薄膜を含む薄膜が液相め
っき法により基体上に積層されており、無電解めっき法
により形成された薄膜および／または置換めっき法によ
り形成された薄膜を有することを特徴とする軟磁性人工
格子めつき膜。

（２）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
無電解めっき法により形成された薄膜が存在する上記（
１）に記載の軟磁性人工格子めっき膜。

（３）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
置換めっき法により形成された薄膜が存在する上記（１
）に記載の軟磁性人工格子めっき膜。

（４）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
電気めっき法により形成された薄膜が存在する上記（１
）に記載の軟磁性人工格子めっき膜。

（５）置換めっき法により形成された薄膜に隣接して電
気めっき法により形成された薄膜が存在する上記（１）
に記載の軟磁性人工格子めっき膜。

（６）前記薄膜の厚さが５００Å以下である上記（１）
ないしく５）のいずれかに記載の軟磁性人工格子めっき
膜。

（７）上記（１）ないしく６）のいずれかに記載の軟磁
性人工格子めっき膜を製造する方法であって、液相めつ
き法により薄膜を形成する際に、高速めつき法を用いる
ことを特徴とする軟磁性人工格子めっき膜の製造方法。

（８）上２（１）ないしく６）のいずれかに記載の軟磁
性人工格子めっき膜を磁極として有することを特徴とす
る磁気ヘッド。

く作用〉 本発明の軟磁性人工格子めっき膜は、液相めっき法によ
り形成された金属または合金の薄膜が基体上に積層され
た構成を有する。　このため、気相めっき法に比べ設備
コストが低く、また、量産性が高い。

そして、本発明の軟磁性人工格子めっき膜は、無電解め
っき法により形成された薄膜および／または置換めっき
法により形成された薄膜を有する。

本発明における各薄膜の好ましい組み合わせ態様は、下
記のとおりである。

（１）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
無電解めっき法により形成された薄膜が存在する軟磁性
人工格子めっき膜 （ＩＩ）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接し
て置換めっき法により形成された薄膜が存在する軟磁性
人工格子めっき膜 （ＩＩＩ）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接
して電気めっき法により形成された薄膜が存在する軟磁
性人工格子めっき膜 （■）置換めっき法により形成された薄膜に隣接して電
気めっき法により形成された薄膜が存在する軟磁性人工
格子めっき膜 上言己各態様では、隣接する２層の薄膜のうち少なくと
も一方の形成に無電解めっき法または置換めっき法を用
い、隣接する両薄膜を連続して電気めっき法により形成
することがないので、電位を周期的に変えるための特殊
な電源を必要としない。

そして、態様（Ｉ　）および（ｎ）では、薄膜を無電解
めっき法または置換めっき法により形成するので、人工
格子を構成する５００人程度量下、特に２００人程度量
下の厚さにおいて、電気めっき法に比べ、より均質な膜
が得られ、特に無電解めっき法では、電気めっき法より
緻密な膜が得られる。　また、これらの態様では各薄膜
は別個の洛中にて形成されるが、無電解めっき法および
置換めっき法では電気めっき法と異なり電気接点を必要
としないので、めつき俗間の移動が容易であり生産性に
優れる。　さらに、これらのめっき法では電流分布がな
いので、大面積で均質な膜が得られる。

また、態様（’Ｉ）および（ＩＩＩ）では、隣接する２
層の薄膜の析畠電位の差を考慮することなく、めっき可
能なものから各薄膜の組成を選択して、自由に組み合わ
せることができる。

さらに、態様（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）では、
３種以上の組成を用いた多層膜の形成が容易にできる。

態様（ＩＶ）では、隣接する２層の薄膜を同一めっき浴
中で形成することができ、生産性が高い。　具体的には
、析８電位の異なる２種の金属のイオンを含有するめっ
き浴を用い、より低い析出電位を有する金属を含有する
薄膜を電気めっき法により形成し、より高い析出電位を
有する薄膜を置換めっき法により形成する。　この方法
では、電圧印加が間欠的に行なわれ、電圧印加休止時に
置換めっきが行なわれることになる。　そして、この場
合、電圧印加時間や電圧印加休止時間を制御することに
より、種々の組成および厚さの薄膜を極めて容易に形成
できる。

本発明では、各薄膜な液相めっきにより形成する際に、
高速めっき法を用いる。

厚さ５００人程度量下の薄膜を液相めっき法により形成
しようとすると、めっき膜がクラスター状に成長する傾
向が強く、このため人工格子としての効果が得られない
が、高速めっき法を用いることによりこれが防止され、
均質な薄膜が得られる。　高速めっき法によるこのよう
な効果は、薄膜が薄（なるほど顕著であり、２００人程
度量下、特に１００人程度量下の厚さとする場合、高速
めっき法を用いないと均質な膜の形成は不可能である。

以上説明したようなめっき法の組み合わせにより形成さ
れる本発明の軟磁性人工格子めっき膜は、少な（とも２
層の軟磁性薄膜を有し、高透磁率および低保磁力を示す
、　これは、下記の理由による。

液相めっき法により膜を形成する場合、膜が薄いほど結
晶粒径は小さくなるので、積層膜は同一厚さの単層膜に
比べ結晶粒径を小さくでき、その結果、積層膜内におけ
る結晶磁気異方性の分散が抑えられて優れた軟磁気特性
が得られる。

また、本発明の軟磁性人工格子めっき膜では、各軟磁性
薄膜の厚さが極めて薄いため、各軟磁性薄膜のスピンを
平行にしようとする交換相互作用が強（はたらく、　こ
のため、積層膜内における結晶磁気異方性の分散が著し
く減少し、優れた軟磁気特性が得られる。

なお、これら軟磁気特性向上効果は、各薄膜の厚さが５
００Å以下、特に２００Å以下、さらには１００Å以下
であると顕著である。

このような本発明の軟磁性人工格子めっき膜は、薄膜磁
気ヘッドやＭＩＧ型磁気ヘッド、垂直磁気ヘッドの磁極
に好適であり、また、薄膜トランスにも好適である。

く具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成について、詳細に説明する。

本発明の軟磁性人工格子めっき膜（以下、単に人工格子
めっき膜という）は、液相めつき法により形成された金
属または合金の薄膜が基体上に積層された構成を有し、
前記薄膜のうち少なくとも２層が軟磁性薄膜である。

軟磁性薄膜は隣接して存在してもよく、また、それらの
間に非磁性薄膜が存在してもよい。　軟磁性薄膜が隣接
して存在する場合、これらの組成は異なるものであるが
、軟磁性薄膜間に非磁性薄膜が存在する場合、両歌磁性
薄膜の組成は同一であっても異なっていてもよい。

人工格子めっき膜は、軟磁性薄膜だけを積層した構成で
あってもよく、軟磁性薄膜と非磁性薄膜が交互に積層さ
れた構成であってもよい。

また、軟磁性薄膜の積層体が非磁性薄膜を介して積層さ
れた構成等、これらが混在している構成であってもよく
、目的に応じて各種構成を適宜選択すればよい。

例えば、特開平２−４２７０２号公報に示されるように
、正の磁歪を有する薄膜と負の磁歪を有する薄膜とを隣
接させて磁歪を相殺し、軟磁気特性の向上をはかる構成
とすることができる。　また、３種以上の薄膜を用いれ
ば磁歪の相殺がより容易となり、磁歪制御のために他の
磁気特性を犠牲にする必要も少なくなる。

また、例えば、Ｂｇは高いが渦電流による高周波特性に
問題のあるＦｅ等の軟磁性薄膜を、それよりも電気伝導
度の低い薄膜を介して積層することにより、高周波特性
の改善をはかることができる。　この場合、より高いＢ
ｓが得られることから電気伝導度の低い薄膜は軟磁性薄
膜であることが好ましいが、電気伝導度のより低い非磁
性薄膜を選択してもよく、どちらを重視するかによって
適宜選択すればよい。

そして、これらのいずれの構成においても、積層体の厚
さと同一厚さの単層膜に比べ、軟磁性薄膜の結晶粒径を
小さ（でき、より高い軟磁気特性が得られる。　また、
積層体内では交換相互作用により各磁性薄膜のスピンを
平行にしようとする力がはたらき、磁気異方性の分散が
減少して軟磁気特性が向上する。

軟磁性薄膜の厚さは、好ましくは５００Å以下、より好
ましくは２００Å以下、さらに好ましくは１００Å以下
とする。　軟磁性薄膜の厚さが前記範囲を超えると、結
晶粒が大きくなりすぎ、また、交換相互作用によるスピ
ン平行化が不十分となる。

また、非磁性薄膜が存在する場合、非磁性薄膜の厚さも
軟磁性薄膜と同様な範囲から選択することが好ましい。

　非磁性薄膜の厚さが前記範囲を超えると、人工格子め
っき膜のＢｓが不十分となる。

なお、各薄膜の厚さの下限は特にないが、厚さを４Å以
上とすれば膜厚を均一に保つことが容易となり、膜質も
良好となる。

各薄膜の厚さは透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、
オージェ電子分光分析等により測定することができ、ま
た、その結晶構造等はＸ線回折や高速反射電子線回折等
により確認することができる。

本発明の人工格子めっき膜の磁気特性は、要求される特
性およびそれにより選択される各薄膜の組成によっても
異なるが、本発明によれば、通常、保磁力が３　０ｅ以
下、５　ＭＨｚにおける透磁率が２０００以上である優
れた軟磁気特性が得られる。

なお、組成の異なる軟磁性薄膜を２種以上有する人工格
子めっき膜では、人工格子めっき膜中に存在する各軟磁
性薄膜の磁気特性を独立して測定することができないた
め、通常、測定すべき軟磁性薄膜を、合計厚さが２００
〜４００人程度になる度量積層して測定用サンプルを作
製し、これについて測定する。　人工格子めっき膜中に
おいて非磁性薄膜と組み合わせて使用する場合は、非磁
性薄膜も積層する。　この際、軟磁性薄膜の厚さ、非磁
性薄膜の厚さおよびその組成は、人工格子めっき膜中に
おけるものと同じとする。

本発明の人工格子めりき膜において、薄膜の積層数に特
に制限はなく、各薄膜の厚さを上記した好ましい範囲内
から選択し、かつ、使用目的により決定される人工格子
めっき膜の全厚に応じて適宜決定すればよいが、生産性
を考慮して、通常、積層数を１０００以下とすることが
好ましい。

なお、最上層の薄膜の表面には、窒化けい素や酸化けい
素等の酸化防止膜が設けられてもよく、用途によっては
電極引き８しのだめの金属導電層が設けられてもよい。

このような本発明の人工格子めっき膜は、無電解めっき
法により形成された薄膜（以下、無電解めっき薄膜とい
う）および／または置換めっき法により形成された薄膜
（以下、置換めっき薄膜という）を有する。

なお、本明細書において単に薄膜と記載しである場合は
、軟磁性薄膜および非磁性薄膜のいずれであってもよい
ことを意味する。

本発明の人工格子めっき膜の好ましい態様としては、上
記した（Ｉ）〜（ＩＶ　）が挙げられる。　以下、各態
様毎に説明する。

１１ユニ上 ［無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して無電
解めっき法により形成された薄膜が存在する人工格子め
っき膜］ この態様では、各薄膜の組成に対応した複数の無電解め
っき浴を用い、組成の異なるめっき薄膜を積層する。

従って、隣接する２層の薄膜の析８電位の差を考慮する
ことなく、めっき可能なものから各薄膜の組成を選択し
て、自由に組み合わせることができる。　例えば、Ｂｓ
の高いＦｅやＦｅ系合金は析出電位の差が小さいが、こ
の態様により容易に積層することができ、高Ｂｓの人工
格子めっき膜とすることができる。

また、この態様では、組成の異なる３種以上の薄膜の積
層も容易である。

悪」Ｌ工」」− 〔無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して置換
めっき法により形成された薄膜が存在する人工格子めっ
き膜〕 この態様では、無電解めっき浴と置換めっき浴とを用い
、無電解めっき薄膜形成後、めっき浴を換えて置換めっ
き薄膜を形成する。

置換めっき法は、被めっき物の金属よりも責な金属のイ
オンを含有するめっき浴を用い、被めっき物をめっき洛
中に溶出させ、換わりに責な金属を被めっき物上に析出
させるものである。

この態様の場合、通常、無電解めっき薄膜が被めっき物
である。　置換めっき法により無電解めっき薄膜上に析
出する金属の析出電位は、無電解めっき薄膜から溶出す
る金属の析出電位よりも０．３Ｖ以上高いことが好まし
い。　無電解めっき薄膜が２種以上の金属を含む合金の
場合は、合金構成金属のうち最も析出電位の高い金属と
めっき洛中の金属とを比較したときに０．３Ｖ以上の差
があればよい。

なお、基体に最も近い薄膜を置換めっき薄膜とする場合
は、基体あるいは基体と置換めっき薄膜との間に設ける
下地膜が被めっき物となる。　そして、置換めっき薄膜
上に、無電解めっき薄膜を積層する。

無電解めっき浴の組成および置換めっき浴の組成を適当
に選択することにより、上記態様（Ｔ）と同様に、組成
の異なる３種以上の薄膜の積層を容易に行なうことがで
きる。

１１−仁Ｌｌ ［無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して電気
めっき法により形成された薄膜が存在する人工格子めっ
き膜］ この態様では、無電解めっき浴と電気めっき浴とを用い
、無電解めっき薄膜形成後、めっき浴を換えて電気めっ
き薄膜を積層するが、あるいは電気めっき薄膜形成後、
無電解めっき薄膜を積層する。

この態様においても、無電解めっき浴の組成および電気
めっき浴の組成を適当に選択することにより、上記態様
（１）と同様に、組成の異なる３種以上の薄膜の積層を
容易に行なうことができる。

１１−仁ｎ ［置換めっき法により形成された薄膜に隣接して電気め
っき法により形成された薄膜が存在する人工格子めっき
膜］ この態様では、！１１接する２層の薄膜を同一めっき浴
中で形成することができる。

具体的には、析出電位の異なる２種の金属のイオンを含
有するめつき浴を用い、より低い析出電位を有する金属
を電気めっき法により析出させ、より高い析出電位を有
する薄膜を置換めっき法により析出させる。

この場合、電流遮断時に置換めっきが行なわれるので、
電圧を間欠的に印加することにより、電気めっき薄膜と
置換めっき薄膜を交互に積層することができ、複雑な電
圧制御を行なうことなく組成の異なる２種の薄膜の積層
を行なうことができる。

なお、このような方法の他、置換めっき浴と電気めっき
浴を独立して設けて各めっきを行なうこともできる。　
この場合、２種以上の置換めっき浴を用いることにより
、上記態様（Ｉ）と同様に、組成の異なる３種以上の薄
膜の積層を容易に行なうことができる。

態様（■）では、通常、電気めっき薄膜が置換めっき法
における被めっき物となる。　置換めっき法により電気
めっき薄膜上に析出する金属の析出電位は、電気めっき
薄膜から溶８する金属の析出電位よりも０．３Ｖ以上高
いことが好ましい。　電気めっき薄膜が２種以上の金属
を含む合金の場合は、合金構成金属のうち最も析出電位
の高い金属と析比する金属とを比較したときに０．３Ｖ
以上の差があればよい。

なお、基体に最も近い薄膜を置換めっき薄膜とする場合
は、基体あるいは基体と置換めっき薄膜の間に設ける下
地膜が被めっき物となる。

本発明では、以上説明した態様（Ｉ）〜（ｒＶ）を組み
合わせることも好ましい。　例えば、無電解めっき法、
置換めっき法および電気めっき法を用いて組成の異なる
３種以上の薄膜を積層してもよ（、無電解めっき薄膜を
２層以上積層した積層体と電気めっき薄膜や置換めっき
薄膜とを積層した構成の人工格子めっき膜としてもよい
。

すなわち、この他の組み合わせであっても、上記した態
様（Ｉ）〜（ＴＶ）の効果のいずれかが利用できるもの
であれば好ましい組み合わせである。

本発明では、上記各態様のように電気めっき薄膜が２層
以上連続して積層されることがないので、複雑な電圧印
加を行なう必要がなく、また、めっき塔間を移動するた
び毎に電気接点の接続を行なう必要がな（なり、生産性
は著しく向上する。

本発明の人工格子めっき膜の各薄膜を構成する金属や合
金は、各めっき法で成膜可能な金属や合金から、軟磁性
薄膜や非磁性薄膜として好ましい特性を有するものを適
宜選択すればよい。

例えば、無電解めっき法で成膜可能な金属としては、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｔ％Ｒｈ、Ｐｄ
、Ｉｎ等の比較的電位の高い金属が挙げられ、また、こ
れらの金属同士の合金も成膜可能である。　さらに、こ
れらの金属は、Ｂ、Ｍｏ、Ｐ、Ｗ、Ｚｎ％Ｍｎ、Ｓｂ、
Ｇａ等の１種以上の共析も可能であるので、上記金属あ
るいは上記金属同士の合金とこｌらの元素の１種以上と
の合金も成膜可能である。

置換めっき法で成膜可能な金属としては、無電解めっき
薄膜や電気めっき薄膜、基体、基体上の下地膜などの被
めっき物に含有される金属よりも責な金属であり、被め
っき物の組成にもよるが、例えば、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｈ％
Ｐｄ。

Ｉｎ、Ａｕ等であり、また、これらの金属のうち、析出
電位の近いもの同士の合金も成膜可能である。

薄膜積層体が形成される基体の材質に特に制限はなく、
用途等に応じて、例えば、酸化マグネシウム、ガラス、
けい索車結晶、チタン酸ストロンチウム単結晶、ガリウ
ムーヒ素単結晶、あるいは銅、鉄、コバルト等の金属単
結晶など、通常の人工格子に用いられる基体材質から適
宜選択すればよい、　また、基体の寸法も用途に応じて
適宜決定すればよい。

なお、基体に導電性がない場合には、薄膜との間に必要
に応じて下地膜を設けてもよい。

下地膜としては、Ａｕ、Ｃｕ％Ａｇ％Ｐｄ、パーマロイ
、ｐｔ等の薄膜が好ましく、その厚さは５００人程度量
下、特に２００Å以下であることが好ましい。　下地膜
は、ＭＢＥ法等の真空成膜法により形成することが好ま
しい。

このような下地膜を設けることにより、めっき薄膜の成
長をより均質なものとすることができ、また、基体に導
電性を付与することもできる。

以下、本発明の人工格子めっき膜の製造方法について説
明する。

めっき膜が形成される基体には、必要に応じて前記した
ような下地膜が設けられる。　次いで、基体は酸洗され
て表面が活性化され、さらに純水で水洗された後、めっ
き膜が形成される。　なお、酸洗および水洗は、室温に
て行なうことが好ましい。

本発明において用いる無電解めっき浴の組成に特に制限
はく、薄膜組成に応じて通常の無電解めっき浴から適宜
選択すればよい。

例えば、析出金属源としての各種金属塩と、これを還元
析出させるための各種這元剤とを主成分とし、さらに、
ｐＨ調整剤、緩衝剤、錯化剤、促進剤、安定剤、改良剤
等の各種補助成分を含む無電解めっき浴を用いる。

無電解めっき浴のｐＨや温度等の各種条件は、浴組成等
に応じて適当な値を選択すればよい。

置換めっき浴としては、例えば、析出金属源としての各
種金属塩を主成分とし、さらに必要に応じて、過硫酸ア
ンモニウム、硝酸第一タリウム等の置換性向上剤や、塩
化ナトリウム等の導電助剤なとの各種補助成分を含むも
のを用いる。

また、上記した態様（ＩＶ）を含む構成の人工格子めっ
き膜、すなわち、電気めっき薄膜に隣接して置換めっき
薄膜を設ける態様において、−浴中で電気めっきと置換
めっきを連続して行なう場合に用いるめっき浴としては
、析出電位の異なる２種の金属のイオンを含有するもの
を用いる。　この態様では、より低い析出電位を有する
金属が電気めっき法により析比し、電圧印加を休止して
いるときに、より高い析出電位を有する金属が置換めっ
き法により析８する。

電圧印加をパルス状に行なえば、所望の積層数の人工格
子めっき膜を形成することができる。

なお、この態様では、電気めっき法により合金を成膜す
ることができる。

上記態様（ＴＶ）以外では、薄膜を１層成膜する毎にめ
っき浴を換えるが、めっき浴を換える際に基体は純水に
て水洗されることが好ましい。　水洗は室温にて行なう
ことが好ましい。

なお、置換めっき法を用いる態様では、被めっき物中の
金属とめつき浴中の金属が置換し、被めっき物の厚さが
減少するので、被めっき物となる無電解めっき薄膜や電
気めっき薄膜等は、厚さ減少分を見込んだ厚さに成膜す
ることが好ましい。

また、析出電位の異なる２種以上の金属イオンを含有す
るめつき浴に錯化剤を添加することにより、各金属イオ
ンの析出電位を同程度とすることができるので、無電解
めっき法や電気めっき法により合金を成膜する場合に錯
化剤の添加は有用である。

薄膜の形成速度、すなわちめっき速度は、用いるめっき
法によっても異なるが、通常、５０〜１０００人／　ｍ
　ｉ　ｎ程度とすることが好ましい。

本発明では、各めっき法を用いる際に、高速めっき法を
利用する。

高速めっき法は、一般に電気めっき法において用いられ
る手法であり、陰極（被めっき物）近傍でめっき浴を強
制流動させ、これにより陰極表面付近の拡散層の形成を
阻害して、陰極表面に金属イオンを十分に供給する方法
である。

本発明では、このような高速めっき法を、電気めっき法
、無電解めっき法および置換めっき法のいずれにも適用
することが好ましい、　これらのめっき法では、金属の
析出に伴い基体近傍の金属イオン濃度が不均一となって
、めっき膜がクラスター状に成長する傾向があり、本発
明の人工格子めっき膜を構成する各薄膜は上記したよう
に極めて薄いので、膜状とならないことがある。　しか
し、高速めっき法では、基体近傍のめっき浴を強制流動
させるので、基体近傍において金属イオン濃度が不均一
となることが殆どなくなる。

高速めっき法としては、基体に対しめっき液を相対的に
強制流動させながらめっきを行なうか、めっき薄膜表面
を摩擦しながらめっきを行なう方法を用いることが好ま
しく、特に、めっき液を強制流動させる方法が好ましい
。

また、これらの方法を併用することも好ましい。

そして、これらの方法を用いた際の基体に対するめっき
液の流速は、０．５ｍ／ｓ以上、特に５〜３００　ｍ　
／　ｓとすることが好ましい。

このような範囲で基体に対してめっき液を相対的に流動
させることにより、めっき薄膜の均質性は著しく向上す
る。

より具体的に説明すると、高速めっき法としては、平行
流法、ジ）ツト流法、超音波照射法、電極振動法、電極
の高速回転法、めっき中に電極面を摩擦する方法等を用
いることが好ましい。

平行流法は、電気めっき法に適用することが好ましい。

　この方法では、陽極と陰極（基体）の間隔を狭く保ち
、その間隙のめっき液を高速度で流動させる。　なお、
無電解めっき法に適用する場合には、陽極のかわりにテ
フロン板等を基体に対向して配置し、これらの間隙のめ
っき液を高速度で流動させればよい。　平行流法を本発
明の人工格子めっき膜形成に適用する場合、めっき液の
流動速度は０．５ｍ／ｓ程度以上とすることが好ましい
。

ジェット流法は、いずれのめっき法にも適用することが
できる。　この方法は、ノズルから基体に向けてめっき
液をジェット流状に噴射するものである。　ノズルおよ
び基体は、めっき浴中にあってもよく、めっき洛外にあ
ってもよい。　ジェット流法を本発明の人工格子めっき
膜形成に適用する場合、層流に近い流れが望ましいため
、基体の中央付近にノズルを配置するのではなく、基体
の端部付近あるいは基体の保持体付近にノズルを配置し
、その位置からめつき液を噴射して、基体上に高速かつ
一定方向の流れを形成することが好ましい。

超音波照射法は、いずれのめつき法にも適用することが
できる。　この方法は、基体に超音波を照射し、基体付
近のめっき液を撹拌するものである。　超音波照射法を
本発明の人工格子めっき膜形成に適用する場合、振動数
は５００ＭＨｚ以上とすることが好ましい。

電極振動法は、いずれのめっき法にも適用することがで
きる。　この方法では、基体を振動させながらめっきす
る。　本発明の人工格子めっき膜形成に適用する場合、
基体の振幅は０．０５〜ｌｌｌ１ｍ程度、振動数は１０
０Ｈ２〜１０ｋＨｚ程度とすることが好ましい。

電極の高速回転法は、いずれのめっき法にも適用するこ
とができる。　この方法は、基体を回転させながらめっ
きを行なうものであり、円板や円筒などのように軸対称
形状を有する基体に対して有用である。

めっき中に電極面を摩擦する方法は、いずれのめっき法
にも適用することができる。　この方法は、基体を絶縁
性物質で摩擦しながらめっきするものである。

なお、電気めっき法における高速めっき法は、「めっき
教本」　（電気鍍金研究会線　日刊工業新聞社発行）の
第１８４ページ〜第１８９ページに記載されている。

また、このような高速めっき法は、電気めっき法だけを
用いて人工格子めっき膜を形成する際にも有効であり、
例えば、前述したＭａｔ、　Ｒｅｓ。

Ｓｏｃ、Ｓｙｍｐ、Ｐｒｏｃ、Ｖｏｌ、１３２．１９８
９　ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ　５ｏｃｉｅ
ｔｙの第２１９〜２２４ページに記載されている提案の
ように、各金属の析出電位に応じた電圧を交互に印加し
て電気めっき薄膜を積層する方法に適用することもでき
る。

本発明の人工格子めっき膜は、高透磁率、低保磁力等の
優れた軟磁気特性が要求される各種用途に好適であるが
、特に、薄膜磁気ヘッドの磁極層に好適である。

薄膜磁気ヘッドは、基体上に磁極層、ギャップ層、コイ
ル層などを気相めっき法や液相めつき法等の薄膜形成法
により形成したものである。　このような薄膜磁気ヘッ
ドは、通常、ハードディスク用の浮上型磁気ヘッドとし
て用いられる。

本発明が適用される薄膜磁気ヘッドの構成に制限はなく
、例えば第１図に示されるような構成を有する浮上型の
薄膜磁気ヘッドを始め、様々な構成のものに適用するこ
とができる。

第１図に示される薄膜磁気ヘッド１０は、基体２０上に
、絶縁層３１、下部磁極層４１、ギャップ層５０、絶縁
層３３、コイル層６０、絶縁層３５、上部磁極層４５お
よび保護層７０を順次有し、面内記録の磁気ディスクに
対して用いられるものである。

コイル層６０は、通常、Ａβ、Ｃｕ等の金属で構成され
る。

基体２０は、通常、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトやＡｌ
ｘ　Ｏｓ　−ＴｔＣ等のセラミックスから構成される。

磁極は、通常、図示のように下部磁極層４１および上部
磁極層４５として設けられ、これらの磁極層に本発明の
人工格子めっき膜を用いる。

下部磁極層４１と上部磁極層４５の間にはギャップ層５
０が形成される。

ギャップ層５０は、Ａβｇｏｓ、ＳｉＯ□等等の非磁性
材料から構成される。

コイル層６０は、いわゆるスパイラル型として、スパイ
ラル状に下部および上部磁極層４１．４５間に配設され
ており、コイル層６０と下部および上部磁極層４１．４
５の間には絶縁層３３．３５が設層されている。　また
下部磁極層４１と基体２０の間には、絶縁層３１が設層
されている。

絶縁層の材料としては、例えば、Ｓ　ｉ　Ｏ＊、ガラス
、Ａｌ２Ｏ２等が用いられる。

上部磁極層４５上には保護層７０が設層されている。　
保護層は、例えば、Ａβ２０＠等から構成される。　ま
た、保護層上には、必要に応じて各種樹脂コート層等が
積層される。

このような薄膜磁気ヘッドの製造工程は、通常、薄膜作
成とパターン形成とから構成される。

下部および上部磁極層４１．４５は、前述した各種液相
めつき法により形成される。　なお、その際に、前述し
たような導電性下地膜を必要に応じて設けてもよい。

また、磁極層以外の各層は、例えば真空蒸着法やスパッ
タ法等の気相成膜法を用いて形成すればよいが、材質に
よっては液相めつき法を用いることもできる。

薄膜磁気ヘッドの各層のパターン形成は、通常、選択エ
ツチングや選択デポジション等により行なう。

このような薄膜磁気ヘッドは、アーム等の従来公知のア
センブリと組み合わせて使用される。

本発明の人工格子めっき膜は、このような面内記録用の
薄膜磁気ヘッドの他、Ｃｏ−Ｃｒ等の垂直磁化磁性層を
有する磁気記録媒体用の垂直磁気ヘッドにも好適である
。

本発明の人工格子めっき膜が垂直磁気ヘッドに適用され
る場合、通常、主磁極として用いられる。

また、これらの他、本発明の人工格子めっき膜は、ＭＩ
Ｇ型磁気ヘッドに適用することもできる。

ＭＩＧ型磁気ヘッドは通常のリング型磁気ヘッドのギャ
ップ近傍に、ヘッドのコアよりもＢｓの高い軟磁性膜を
設けた磁気ヘッドであり、通常、コアとしてはフェライ
トが、高Ｂｓの軟磁性膜としてはセンダスト等の高Ｂｓ
材料が用いられている。　ＭＩＧ型磁気ヘッドでは、軟
磁性膜が磁極としてはたらくことになる。

本発明の人工格子めっき膜は、このようなＭＩＧ型磁気
ヘッドの軟磁性膜に適用される。

さらに、これら各種磁気ヘッドの他、本発明の人工格子
めっき膜は優れた軟磁気特性が要求される各種用途、例
えば、薄膜トランスや磁気抵抗効果型磁気ヘッド、磁界
センサ等にも好適である。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

［実施例１］ ５０　Ｘ　５０　Ｘ　１　ｍｍのガラス基体（コーニン
グ社製０２１１）表面に、ＭＢＥ法により厚さ１００人
のＣｕ下地膜を形成した。

この下地膜表面を室温のＯ，ＩＮ−ＨＣｌにて２０秒洗
浄し、さらに純水により２０秒間水洗した。

次いで下地膜上に、前述した態様（ＴＶ）に従い、下記
めっき浴Ａを用いて電気めっき法および置換めっき法に
より薄膜を積層した。

（めっき浴Ａ） 硫酸ニッケル　　　　　　　　　　　２ｍｏｊ／ｊ硫酸
第一鉄　　　　　　　　　　　０．０４ｍｏｊ／ｊ塩化
ナトリウム　　　　　　　　　１．５ｍｏｊ／ｊはう酸
　　　　　　　　　　　　１．０ｍｏｊ／ｊラウリル硫
酸ナトリウム　　　　　０．１ｇ／ｌ硫酸銅　　　　　
　　　　　　　　０．　Ｏ１ｍｏｊ／ｊめっき浴温度は
４０℃、めっき浴のｐ）Ｉは２．０とした。

アノードにはｐｔを用い、基体とアノードとをセルに収
め、これらの間隙にめっき液を高速度で流動させる平行
流法によりめっきを行なった。　セルの寸法は、高さ１
　ｃｒａ、幅３ｃｍ＋、長さ５ｃ＋ｎであり、セル底面
に基体を配置し、基体と対向してアノードを配置した。

　そして、セルの長さ方向に流速５０　ｍ　／　ｓでめ
っき液を流した。

基体には、 １．５Ｖ　（０，３秒） ↓ ＯＶ　（３０秒） のサイクルの電圧印加を３０回繰り返し、［Ｎ１１１ｏ
Ｆｅａｏ　（３０Ｊ−Ｃｕ（１５）］ｓ。

で表わされろ人工格子めっき膜サンプルＮｏ、　　１を
作製した。　なお、この表示は、３０人厚のＮｊａｏＦ
ｅ２゜薄膜および１５人厚のＣｕ薄膜を積層する工程を
３０回繰り返したことを意味する。

各薄膜の厚さは、透過型電子顕微鏡により測定した。　
また、各薄膜の組成は、プラズマ発光分析（ＩＣＰ）に
より測定した。

なお、電圧印加中にＮｉ、。Ｆｅｚｏ薄膜が形成され、
電圧印加休止時にＣｕ薄膜が形成された。

サンプルＮｏ、　　１の磁気特性を下記のようにして特
性した。

（保磁力Ｈｃ） Ｂ−Ｈトレーサにより測定した。

（透磁率μ） ８の字コイルにより測定した。

（飽和磁歪定数λＳ） サンプルを膜面内に回転する磁界中に配置して、サンプ
ルの反りを同期整流方式によってレーザーを用いて検出
、測定した。

これらの測定の結果、 Ｈｃ＝０．７０ｅ μ　＝３０００（５ＭＨｚ） λ５＝８Ｘ１０−’ であった。

なお、平行流法におけるセルの長さ方向のめっき液の流
動速度を１．０ｍ／ｓとしたところ、 Ｈｃ＝１．ＯＯｅ μ　　＝２５００（５ＭＨｚ） であり、十分な軟磁気特性が得られた。

また、流動速度を０．３ｍ／ｓとしたところ、 Ｈｃ＝１．９０ｅ μ　　＝５００（５ＭＨｚ） であり、軟磁気特性が不十分であった。

［実施例２］ ２５Ｘ２５ＸＯ，５ｍｍのＭｇＯ（１００）単結晶基体
の表面に、スパッタ法により厚さ１００人のＦｅ下地膜
を形成した。

この下地膜表面を室温のＯ，ｌＮ−ＨＣｌ２にて２０秒
洗浄し、さらに純水により２０秒間水洗した。

次いで下地膜上に、前述した態様（ＩＩＩ）に従い、下
記めっき浴ＢおよびＣを用いて電気めっき法および無電
解めっき法番こより薄膜を積層したＯ （めっき浴Ｂ：Ｆｅ電気めっき？谷） 硫酸第一鉄　　　　　　　　　　　０．７ａ＋ｏｊ／ｊ
ｔＭ　化ｆ　）　’）　ウム１．５ｍｏｊ／ｊ酢酸ナト
リウム　　　　　　　　　０．３ｒｒｒｏｌ／思ラウリ
ル硫酸ナトリウム　　　　　０、Ｉｇ／ｊめっき浴温度
は２５℃、めっき浴のｐＨ（ま１．４とした。

くめつき浴（、：Ｃｕ無電解めっき浴）硫酸銅　　　　
　　　　　　　　　　１３ｇ／１３７％ホルマリン　　
　　　　　　２５ｇ／意酒石酸カリウムナトリウム　　
　　　３０ｇ／ｌエチレンジアミン四酢酸 二ナトリウム塩　　　　　　　　４ｇ／ｊこのめっき浴
には安定剤としてＦｅ”を５ｐｐｉｎ含有させ、めっき
浴の温度Ｃよ２５℃とし、めっき浴のｐＨはＮａＯＨの
添力０：こより１２．３に調整した。

上記各めっき浴を用いた電気めっきおよび無電解めっき
には、ノズル力）ら基体暴こ向むすてめつき液をジェッ
ト流状龜こ噴射するジェット流法を適用した。　ノズル
径りま５ｍｍとし、めっき液の流量は１５０ρ／　ｍ　
ｉ　ｎとした。　なお、ノズルおよび基体は、めつき槽
の外番こ配置した。

そして、 めっき浴Ｂ：０．６秒間 ↓ 水洗　　　：２０秒間 ↓ めっき浴Ｃ：６０秒間 ↓ 水洗　　　：２０秒間 のサイクルを２０回繰り返し、 ＩＦｅ（８０）−Ｃｕ（３０）ｌｚ。

で表わされる人工格子めっき膜サンプｌしＮｏ。

を作製した。

サンプルＮｏ、　　２の磁気特性Ｃよ、Ｈｃ＝１．２０
ｅ ｕ　　＝２０００（５ＭＨｚ） λｓ：２Ｘ１０−’ であった・ ［実施例３〕 実施例２で用いた基体上に、ＭＢＥ法により厚さ２００
人のＮｉ下地膜を形成した。

下地膜上に、前述した態様（Ｉ）に従って無電解めっき
法により薄膜を積層した。

無電解めっき法には、下記めっき浴りおよびＥを用いた
。

（めっき浴Ｄ　：　Ｎ１−Ｆｅ−Ｐ無電解めっき浴）硫
酸ニッケル　　　　　　　　　　０．１ｍｏｊ／ｊ硫酸
第一鉄　　　　　　　　　　０．０２ｏ＋ｏｊ＃クエン
酸ナトリウム　　　　　　　０．２ｍｏｊ／１次亜リン
酸ナトリウム　　　　　　０．０４ｍｏｊ＃めっき浴温
度は８０℃とし、めっき浴のｐｉ（はＮＨ，０）１の添
加により４，０に調整した。

（めっき浴Ｅ：Ｎ１−Ｂ無電解めっき浴）硫酸ニッケル
　　　　　　　　　　０．５ｍｏｊ／ｊジメチルアミン
ボラン　　　　　　０．１ｍｏｌ／１塩化ナトリウム　
　　　　　　　　０．２ｍｏｊ／ｊエチレンジアミン　
　　　　　　　０．２ｍｏｊ／ｊめっき浴の温度は３０
℃とし、めっき浴のｐＨは５．５とした。

上記各めっき浴を用いた無電解めっきをこ１よ、実施例
２と同様なジェット流法を用し為だ。

そして、 めっき浴り：３０秒間 ↓ 水洗　　　：２０秒間 ↓ めつき浴Ｅ：３０秒間 ↓ 水洗　　　＝２０秒間 のサイクルを２０回繰り返し、 ［Ｎ１ｗ５Ｆｅ＋ｅＰｓ（５０）−ＮｉｅｅＢ＋　（３
０）Ｉｓ。

で表わされる人工格子めっき膜サンプルＮ０１３を作製
した。

サンプルＮ００３の磁気特性は、 Ｈｃ＝０．８０ｅ ｕ　　＝２５００（５１Ａ）ｌｚ） λ５＝９ｘｔｏ−’ であった。

なお、実施例１〜３に示す例の他、前述した態様（Ｉｎ
）に従って本発明の人工格子めつき嗅を作製したところ
、上記各実施例で作製した人工格予めっき膜と同様、優
れた軟磁気特性を示すものであった。

［実施例４］ 第１図に示される構成の薄膜磁気ヘッドを作製した。

下部磁極層４１および上部磁極層４５には、［Ｆｅ、。

ｃｏ、、（８０）−Ｃｕ（１５）−Ｆｅ（６０）−ｆ：
ｕ（１５）］−０を用いた。

また、比較のために、電気めっき法により形成した厚さ
１．５μｍのＮｉｓ。Ｆａｘ。単層膜を下部および上部
磁極層として有する薄膜磁気ヘッドを作製した。

これらの薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性を比較したとこ
ろ、本発明により再生出力が約２７％向上したことが確
認できた。

以上の各実施例から、本発明の効果が明らかである。

なお、上記実施例１〜３において、高速めっき法を用い
ずに通常の電気めっき、無電解めっきおよび置換めっき
を行なったところ、Ｈｃが１００ｅ以上でμが５００以
下であり、軟磁性膜としての使用に耐えないものであっ
た。

〈発明の効果〉 本発明によれば、設備コストが低く量産性が高い液相め
っき法を用いて、優れた軟磁気特性を示す人工格子めっ
き膜を実現できる。　そして、製造の際に複雑な電位制
御を行なう必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、浮上型の薄膜磁気ヘッドの一例を示す部分断
面図である。 符号の説明 １０・・・薄膜磁気ヘッド ２０・・・基体 ３１．３３．３５・・・絶縁層 ４１・・・下部磁極層 ４５・・・上部磁極層 ５０・・・ギャップ層 ６０・・・コイル層 ７０・・・保護層 特許昌願大 代　　理　　人 同 ティーデイ−ケイ株式会社

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２層の軟磁性薄膜を含む薄膜が液相め
   っき法により基体上に積層されており、無電解めっき法
   により形成された薄膜および／または置換めっき法によ
   り形成された薄膜を有することを特徴とする軟磁性人工
   格子めっき膜。
2. （２）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
   無電解めっき法により形成された薄膜が存在する請求項
   １に記載の軟磁性人工格子めっき膜。
3. （３）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
   置換めっき法により形成された薄膜が存在する請求項１
   に記載の軟磁性人工格子めっき膜。
4. （４）無電解めっき法により形成された薄膜に隣接して
   電気めっき法により形成された薄膜が存在する請求項１
   に記載の軟磁性人工格子めっき膜。
5. （５）置換めっき法により形成された薄膜に隣接して電
   気めっき法により形成された薄膜が存在する請求項１に
   記載の軟磁性人工格子めっき膜。
6. （６）前記薄膜の厚さが５００Å以下である請求項１な
   いし５のいずれかに記載の軟磁性人工格子めっき膜。
7. （７）請求項１ないし６のいずれかに記載の軟磁性人工
   格子めっき膜を製造する方法であつて、液相めっき法に
   より薄膜を形成する際に、高速めっき法を用いることを
   特徴とする軟磁性人工格子めっき膜の製造方法。
8. （８）請求項１ないし６のいずれかに記載の軟磁性人工
   格子めっき膜を磁極として有することを特徴とする磁気
   ヘッド。