JPH042101A

JPH042101A - 軟磁性材料

Info

Publication number: JPH042101A
Application number: JP10354890A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Maro; 毅麿
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-01-07

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］本発明は軟磁性材料に関する。更に詳細には、本発明は
軟磁気特性が改良された軟磁性材料に関する。

［従来の技術］近年、薄膜ヘッドの実用化やマイクロトランスの研究の
進展にともない、高飽和磁束密度で、かつ、高周波域で
もある程度の透磁率を有する軟磁性材料が盛んに研究さ
れている。その中で、強磁性金属とポリマからなる軟磁
性膜が高飽和磁束密度高透磁率軟磁性材料として公開さ
れている。（特開昭８２−１８８３１号公報および特開
昭６３−２３８２０６号公報参照）この軟磁性材料は、高周波領域でのうず電流損失を抑え
るため、ポリマの含有量を多くすると、針状粒が形成さ
れ、その粒間にポリマが析出するようになる。このよう
な構造をとると粒間に析出した絶縁性のポリマにより、
全体の電気抵抗率は高くなるが、ポリマにより磁気的に
分離された針状粒の形状により磁気異方性が発生し、軟
磁気特性が劣化するという問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、上記従来技術が持っていた軟磁気特性の劣化
という欠点を解決し、以て高周波領域で優れた透磁率を
有する軟磁性材料を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するために、本発明では、ポリマと強磁
性金属からなる軟磁性層を有する軟磁性材料において、
ポリマと強磁性金属からなる軟磁性層と、非磁性材から
なる層を相互に積層したことを特徴とする軟磁性材料を
提供する。

ポリマと強磁性金属からなる軟磁性層に含まれる炭素の
一部が強磁性金属と化合し、炭化物を形成していること
もある。

［作用］本発明者が長年にわたり、広範な実験と研究を続けた結
果、強磁性金属とポリマーからなる軟磁性層だけから軟
磁性材料を構成するのではなく、この軟磁性層と非磁性
材からなる層とを交互に積層させることにより軟磁性材
料を構成すると、軟磁気特性が向上されることを発見し
た。

正確なメカニズムは未だ解明されていないので推測の域
を出ないが、軟磁気特性が改善される理由としては、非
磁性層により、軟磁性層の針杖粒構造の成長が抑えられ
ること、また非磁性層により、軟磁性層間に磁気的に相
互作用が働き、磁化パターンが安定化するためと考えら
れる。

強磁性金属とポリマからなる軟磁性層の膜厚は一層あた
り１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下、更に好まし
くは０．１μｍ以下にすることが望ましい。−層あたり
の厚さが１μｍ以上では、積層構造にしても軟磁気特性
の改善効果は小さい。

非磁性層の厚さは、飽和磁束密度の減少を小さくするた
め磁性層の厚さの２倍以内にすることが望ましい。

本発明の軟磁性材料における、軟磁性層およ非磁性層は
何れも、常用のベーパーデポジション法により作製され
る。ペーパーデポジション法には、真空蒸着法、スパッ
タ法、イオンブレーティング法、高周波イオンブレーテ
ィング法、クラスター・イオンビーム法、サイクロトロ
ン共鳴スパッタ法などがある。

軟磁性層形成用の磁性金属としては、飽和磁束密度を大
きくするため、Ｆｅ、ｃｏもしくはＦ　ｅ　＋Ｃｏ基合
金を用いることが望ましい。

非磁性層材としては、非磁性金属およびそのチフ化物、
酸化物＋　Ｓ　１．Ｇｅおよびそのチッ化物。

酸化物ｖ　Ｚｎ５ｅｙ　ＧａＡｓなどの化合物半導体な
どが使用できる。

また、軟磁性層を形成するためのポリマは、強磁性金属
と、同時にペーパーデポジシロンするかもしくは、ガス
化してデポ２７１７部に導入してもよい。本発明で使用
される有機ポリマとは、有機重合体、即ち合成樹脂重合
体の他、これらの重合により生成する重合性モノマ、オ
リゴマを含む。

具体的には、ヒドロキシエチルアクリレート、ヘキサン
ジオールジアクリレート、メチル−α−クロロアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペ
ンタオールへキサアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリジエチレングリコールアクリレート、ウレタンア
クリレートなどのアクリル系モノマー或はオリゴマなど
紫外線。

電子線硬化型樹脂、或は、ポリエチレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ
ブタジェン、ポリカーボネイト、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリテトラフロロエチレンのようなフッ素系ポリマ、シ
リコン油などのシリコン系ポリマなどがあげられる。ポ
リマーはアルキル鎖の側鎖に金属、ＯＨ，ハロゲン、ア
ルキル等の他の官能基を有することもできる。

本発明の軟磁性材料は磁気ヘッドや小型高周波用トラン
スのコア材に好適に使用できる。本発明の軟磁性材料は
一般的な軟磁性材料が有するその他の用途にも当然使用
できる。このような用途は当業者に周知である。

本発明の軟磁性材料を磁気記録媒体に使用する場合、第
１図に示されるように、非磁性基体１の表面にポリマー
と強磁性金属を同時ベーパデポジションして軟磁性膜３
を形成し、その後、この軟磁性膜表面に非磁性金属層５
をベーパデポジションして形成し、更に、この非磁性金
属層の表面に新たな軟磁性膜３を形成することにより作
製する。

全体の積層数自体は特に限定されない。また、最−Ｌ面
が非磁性金属層であることもできる。このような目的に
使用できる非磁性基体の種類は当業者に周知である。

［実施例コ以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実、３１１ｍ第２図に示した真空蒸着装置を用い、積層軟磁性膜を下
記の蒸着条件により作製した。

蒸着条件！９強磁性金属二Ｆｅ２、ポリマ：　　　ポリエチレン３、非磁性材：Ｍｎ４、基板：　　　　ガラス５、基板温度＝　　１５０℃ ６、真空度：　　　　１．０ＸＩＯ−５Ｔｏｒｒ７、蒸
着レー）：　　Ｆｅ　　　　　　２０人／ｓｅｃポリエ
チレン　　５人／ｓｅｅＭｎ　　　　　　　　５人／５ｅｅ８、膜厚：Ｆｅ−ポリエチレン膜８５０人Ｍｎ　　　　
　１５０人９、全膜厚：　　　２μｍ積層膜はＦｅ＋　ポリエチレンルツボとＭｎルツボにつ
いているシャッタを交互に開閉し作製した。

実ｆｆｌ二Ｊ− 第３図に示した高周波スパッタ装置を用い、積層軟磁性
膜を下記のスパッタ条件により作製した。

スパッタ条件１、強磁性金属：Ｆｅ２、ポリマ：　　　ポリエチレン３、非磁性材：　　　５ｉＯｚ４、基板：　　　　ガラス５、基板ガラス：　１５０℃ Ｇ、Ａ　ｒ圧：　　　　２．　ＯｍＴｏｒｒ７、ＲＦ電
カニ　　　１００Ｗ（１３，５６ＭＨｚ）Ｓｉ０２層の
一層あたりの膜厚を５００人一定とし、Ｆ　ｅ−ポリエ
チレン膜の一層あたりの膜厚を、５００人、１０００人
、２０００人、５０００人、ｔｏｏｏｏ人とし、全膜厚
がほぼ５μｍとなるように積層させた。

Ｆｅ−ポリエチレンターゲットとしてＦｅターゲット上
にポリエチレンペレットを置いたものを使用した。

比上漕ｌ− Ｍｎを蒸着しないこと以外は、実施例１と同じ条件でＦ
ｅ−ポリエチレン層が１層だけの膜を作製した。

Ｌ１叶Ｚ実施例２〜６と同じ条件で、Ｆｅ−ポリエチレン膜の一
層あたりの膜圧を１５０００人として積層膜を作製した
。

実施例１および比較例１で得られた磁気記録媒体の磁気
特性を試料振動型磁力計で測定した。また、各磁気記録
媒体の磁性膜をＸ線光電子分光法で測定したところ、Ｆ
　ｅ−ポリエチレン膜中の炭素濃度は１８ａｔ％で、炭
素原子の約６０％はＦｅと化合していた。磁気特性を下
記の表１に示す。

（以下余白）去二り表１に示された結果から明らかなように、実施例で得ら
れた媒体のほうが保磁力が小さい。

実施例１および比較例１の各媒体の磁性膜の電気抵抗率
を４端子法で測定したところ２００μΩｃｍと高い値を
示し、実施例１で使用した非磁性材のＭｎの影響は現れ
ていなかった。

第４図に、実施例２〜６および比較例２で得られた各媒
体の磁性膜の容易軸方向の保磁力と磁性層（Ｆｅ−ポリ
エチレン膜）−層あたりの膜厚の関係を示す。

保磁力は試料振動型磁力計で測定した。また、各磁性膜
をＸ線光電子分光法で測定したところ、Ｆｅ−ポリエチ
レン膜中の炭素濃度は２０ａｔ％で、炭素原子の約７０
％はＦｅと化合していた。

第４図に示された特性図から明らかなように、磁性層−
層あたりの膜厚を１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以
下、最も好ましくは０．１μｍ以下にすることにより、
軟磁気特性は著しく改善される。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明によれば、強磁性金属とポ
リマからなる磁性層と非磁性とを交互に積層することに
より軟磁気特性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軟磁性材料の断面図であり、第２図は
実施例１および比較例１で使用する真空蒸着装置の模式
図であり、第３図は実施例２〜６および比較例２で使用
するスパッタ装置の模式図であり、第４図は、実施例２
〜６および比較例２で得られた軟磁性材料の各磁性材料
の容易軸方向の保磁力と磁性材料−層あたりの膜厚との
関係を示す特性図である。１・・・非磁性基体。３・・・ポリマー・強磁性金属軟磁性膜。５・・・非磁性層。０・・・強磁性金属用ルツボ。２・・・ポリマ用ルツボ。３・・・非磁性材用ルツボ。４・・・強磁性金属−ポリマ用シャッタ。５・・・非磁性材用シャッタ。６・・・仕切り板、１７・・・基板、１８・・・基板ホ
ルダ。９・・・基板加熱用ヒータ、２０・・・真空槽。１・・・真空排気系。１・・・強磁性金属−ポリマ複合ターゲット。２・・・非磁性体用ターゲット。３・・・高周波電源、３４・・・コンデンサ。５・・・回転型基板ホルダー、３６・・・基板。７・・・Ａｒガス導入路、３８・・・真空槽。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリマと強磁性金属からなる軟磁性層を有する軟
磁性材料において、ポリマと強磁性金属からなる軟磁性
層と、非磁性材からなる層を相互に積層したことを特徴
とする軟磁性材料。
（２）ポリマと強磁性金属からなる軟磁性層に含まれる
炭素の一部が強磁性金属と化合し、炭化物を形成してい
ることを特徴とする請求項１の軟磁性材料。