JPH05255886A - Ｃｏ−Ｆｅ系磁性膜およびそのメッキ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気記録装置における磁性材として開発が進め
られているCo−Fe系磁性膜およびそのメッキ方法に関
し、膜組成が一定で、しかも錆び難いCo−Fe系磁性膜お
よびそのメッキ方法を実現することを目的とする。 【構成】Co−Fe系磁性膜を電気メッキするメッキ浴にお
いて、酒石酸を含む材料を添加する。また、Co、Fe、Rh
を含んだメッキ浴において、Fe：Coのイオン比を１：５
〜１：20とし、Fe：Rhのイオン比を１：0.01〜１：0.06
とすることで、Co含有量：77〜94重量％、Rh含有量：１
〜３重量％のCo−Fe系磁性膜をメッキする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】コンピュータシステムの外部記憶
装置として用いられている磁気ディスク装置に搭載され
る薄膜磁気ヘッドや磁気記録媒体には、磁性膜や導電膜
がメッキなどの手法で成膜される。本発明は、磁気記録
装置における磁性材として開発が進められているCo−Fe
系磁性膜およびそのメッキ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、薄膜磁気ヘッドの全容を示す斜
視図である。近年、薄膜磁気ヘッドは、スライダ部ｓと
ヘッド素子部ｈとで構成され、ヘッド素子部ｈは、薄膜
技術とリソグラフィ技術によって積層形成される。ここ
で、磁極部をメッキ法で形成する場合、被メッキ物とな
る基板ｓが導電体のときは、該基板ｓ上に形成されるメ
ッキ膜との絶縁のために、図6のように、絶縁性膜１を形
成し、その上にNiFeなどでメッキベース11を蒸着あるい
はスパッタリング形成する必要がある。

【０００３】しかしながら、基板保護膜１は10μｍ程度
であり、導電性の基板ｓ側にも電流が流れることがあ
る。その結果、メッキ成膜を要しない基板側面や裏面に
もメッキ膜が形成され、これが原因となってメッキベー
ス11上のメッキ膜の膜厚が不均一となってしまう。ま
た、成膜時間が長くなり、生産性も低下する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、磁気記録装置
の高性能化のためには、磁気記録媒体の高抗磁力(Hc)化
が必要である。このような高抗磁力磁気記録媒体に情報
を記録する磁気ヘッドとしては、媒体Hcの２〜３倍の大
きな磁場を発生することが要求されている。このような
高飽和磁化の磁性膜として、Co−Fe系磁性膜の検討を進
めている。

【０００５】図７はCo−Fe系磁性膜の従来のメッキ方法
を示す図である。従来のコバルト−鉄のメッキ浴17は、
例えば表−１に示すように硫酸コバルト、塩化コバル
ト、硫酸第一鉄硼酸、ラウリルソーダ、サッカリンソー
ダ等で構成されている。両極に電位を与えることによっ
て、２＋のCoイオンと２＋のFeイオンが陰極側の基板ｓ
に付着し、OH等の−イオンが陽極側に付着することで、
Co−Fe系磁性膜が成膜される。

【０００６】

【表１】

【０００７】ところが、このメッキ浴では、循環・攪拌
等により、鉄イオン（Fe²⁺）がFe³⁺に変化し、浴中のOH
^- と結合して、水酸化鉄となって析出し、循環用の管路
18中のフィルター19が目詰まりするなどの問題が発生し
ている。この水酸化鉄の析出は、メッキ処理を行なって
いない間にも進行する。

【０００８】しかも、水酸化鉄が析出すると、浴中の鉄
イオンが減少し、コバルトイオンの比率が高くなるた
め、メッキ膜中の鉄成分が次第に減少することになる。
薄膜磁気ヘッドは、磁性膜組成が例えばコバルト：90wt
％〜91wt％、鉄：９wt％〜10wt％のように高度な組成均
一性が必要なため、メッキ浴の組成を安定化することが
必要となる。

【０００９】また前記特願平２−81809 号で提案したよ
うに、鉄：コバルトのイオン比を１：５〜１：30の浴組
成とする事により、Bsが15000Gauss以上で、しかも表面
粗さが小さく、光沢面の膜が得られる。ところが、Co−
Fe系磁性膜は、研摩などの加工を行なう際の水によって
錆びやすいということが明らかになってきた。

【００１０】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、膜組成が一定で、しかも錆び難いCo−Fe系磁性
膜およびそのメッキ方法を実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明によるCo−
Fe系磁性膜およびそのメッキ方法の基本原理を説明する
図である。21は本発明によるメッキ浴、ｓは被メッキ体
となる基板である。請求項１の発明は、Co−Fe系磁性膜
を電気メッキで成膜するメッキ浴21において、酒石酸ナ
トリウム（Na₂ C₄H₄O₆・２H₂Ｏ）または酒石酸ナトリウ
ムカリウム（C₄H₄KNaO₆ ・４H₂Ｏ）などのように酒石酸
基を含む材料を５ｇ／Ｌ〜40ｇ／Ｌまで添加することを
特徴とするCo−Fe系磁性膜のメッキ方法である。

【００１２】請求項２の発明は、Co−Fe系磁性膜におい
て、Co含有量：77〜94重量％、Rh含有量：１〜３重量％
としたことを特徴とするものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２のCo−Fe系磁
性膜を得るために、Co、Fe、Rhを含んだメッキ浴におい
て、Fe：Coのイオン比を１：５〜１：20とすることを特
徴とするメッキ方法である。

【００１４】請求項４の発明は、請求項２のCo−Fe系磁
性膜を得るために、Co、Fe、Rhを含んだメッキ浴におい
て、Fe：Rhのイオン比を１：0.01〜１：0.06とすること
を特徴とするメッキ方法である。

【００１５】請求項５の発明は、導電性の基板ｓの表面
に、絶縁膜１を介してメッキベース11を設け、メッキを
行なう際に、該基板ｓのメッキベース11以外の領域を絶
縁性材料20で覆うことを特徴とするメッキ方法である。
これは、他のメッキに関しても適用できる。

【００１６】

【作用】請求項１のように、酒石酸ナトリウム（Na₂ C₄
H₄O₆・２H₂Ｏ）または酒石酸ナトリウムカリウム（C₄H₄
KNaO₆ ・４H₂Ｏ）等を例えば５ｇ／Ｌ〜40ｇ／Ｌ程度添
加したメッキ浴でCo−Fe系磁性膜をメッキすることによ
り、メッキ浴の安定性を阻害する水酸化鉄析出による鉄
イオン（Fe²⁺）の減少を防止でき、メッキ浴が安定とな
る。その結果、メッキ膜の組成も均一となり、組成比が
高度に均一性を要するCo−Fe系磁性膜を得ることができ
てる。しかも、析出物によってフィルターが目詰まりし
たりすることもなくなる。

【００１７】請求項２のように、Co−Fe系磁性材料にRh
( ロジウム )を含有する組成を検討したところ、Co含有
量：77〜94重量％、Rh含有量：１〜３重量％とすること
により、耐蝕性が向上することが確認された。すなわ
ち、実験の結果、耐食性の評価の一つであるピッティン
グ−ポテンシャルが＋20〜＋100mＶに向上し、また飽和
磁化Bsは 13000〜15000Gaussとなった。

【００１８】求項４のように、Co、Fe、Rhを含んだメッ
キ浴において、Fe：Coのイオン比を１：５〜１：20と
し、さらにFe：Rhのイオン比を１：0.01〜0.06としたメ
ッキ浴により、より効果的に上記膜組成のRhを含むCo−
Fe系磁性膜を成膜することができた。

【００１９】請求項５のように、導電性の基板ｓの表面
に、絶縁膜１を介してメッキベース11を設け、メッキを
行なう際に、該基板ｓのメッキベース11以外の領域を絶
縁性材料20で覆うことにより、メッキベース11が形成さ
れた領域以外、すなわちメッキを要しない領域にメッキ
が行われるのを容易に防止することができる。その結
果、メッキ膜厚が均一化し、しかも短時間に成膜でき
る。

【００２０】

【実施例】次に本発明によるCo−Fe系磁性膜およびその
メッキ方法が実際上どのように具体化されるかを実施例
で説明する。

【００２１】〔請求項１の実施例〕表−２は、請求項１
の発明の実施例であり、表−１に示す従来のメッキ浴に
酒石酸ナトリウム（Na₂ C₄H₄O₆・２H₂Ｏ）を５ｇ／Ｌ〜
50ｇ／Ｌ添加した。あるいは、酒石酸ナトリウムに代え
て酒石酸ナトリウムカリウム（C₄H₄KNaO₆ ・４H₂Ｏ）を
加えてもよい。

【００２２】

【表２】

【００２３】このメッキ浴では、酒石酸ナトリウムや酒
石酸ナトリウムカリウムが鉄分を錯化し、鉄イオンがFe
²⁺（C₄H₄O₄)^2- の錯イオン結合で安定した形になり、水
酸化鉄となるのを防いでいる。したがって、酒石酸を含
有している材料であれば、酒石酸ナトリウムや酒石酸ナ
トリウムカリウム以外も有効である。

【００２４】添加量は５ｇ／Ｌ〜50ｇ／Ｌが限度であ
り、40ｇ／Ｌ以上添加するとメッキ膜中の鉄濃度が低く
なってくる。

【００２５】図２はメッキ浴の時間経過とCoの組成比を
示した図であり、(a) は表−１に示す従来のメッキ浴に
酒石酸ナトリウムを5g／Ｌ添加した例、(b) は同じく酒
石酸ナトリウムを20ｇ／Ｌ添加した例である。いずれ
も、従来のように時間の経過につれてCoの比率が高くな
っていくということはなく、膜中のCoの比率は安定して
おり、Fe成分が変化していないことが認められる。な
お、Coの比率にバラツキがあるが、２％以内であり、許
容される範囲内である。

【００２６】〔請求項２〜４の実施例〕請求項２〜４
は、Co−Fe系磁性材料にCo含有量：77〜94重量％、Rh含
有量：１〜３重量％のRhを含有させるものであり、この
組成の膜を得るために、Fe：Coのイオン比を１：５〜
１：20とし、Fe：Rhのイオン比を１：0.01〜１：0.06と
したメッキ浴を使用するものである。

【００２７】表−３に、本発明の実施例（２例 )とRhを
含有しない従来のCo−Fe系磁性膜の膜組成、ピッティン
グ−ポテンシャル、Bsの測定結果を示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】すなわち、メッキ浴内のFe：Coのイオン比
を１：10とし、Rhを含有しない従来のCo−Fe膜を作製し
た。また、Fe：Coのイオン比を同等とし、Fe：Rhのイオ
ン比１：0.03、１：0.06となる様にRhを添加したメッキ
浴によって２種類のCo−Fe−Rh膜を作製した。

【００３０】なお、これらのメッキ膜は、ガラス基板上
に密着性を上げるためのTi（0.02μｍ）を成膜し、その
上に形成したNiFeメッキベース(0.1μｍ）を電極にして
Co−FeまたはCo−Fe−Rhを２〜３μｍ成膜したものであ
る。

【００３１】Co−Fe磁性膜の耐蝕性の良否の評価方法と
して、自然分極測定を用いた。すなわち、図３に示すよ
うに、アノード分極曲線を測定する際に、膜の自然電極
電位（腐食電位）から＋側に電位を上げていくと、メッ
キ膜に孔のあく電位であるピッティング−ポテンシャル
（アノード分極曲線のうち曲線が折れ、電流が急激に流
れるところ）が低いと腐食しやすく、高くなるほど耐蝕
性が良い。

【００３２】図３は前記従来のCo−Fe系磁性膜のピッテ
ィング−ポテンシャルであり、−170mＶと低いため、磁
気ヘッドの磁極等に用いると腐食してしまい、特性の劣
化等が生じる可能性がある。しかしながら、飽和磁化Bs
が19800Gaussと高い。これに対し、Co−Fe−Rh膜は、飽
和磁化Bsは 14500、14000Gaussと低下するものの、ピッ
ティング−ポテンシャルは＋60、＋100mＶとプラスの電
位となっており、耐蝕性が格段と向上している。

【００３３】表−４に本発明のRhを含有するCo−Fe系磁
性膜の各種実施例とそのピッテイング−ポテンシャル、
Bsの測定結果を示す。

【００３４】

【表４】

【００３５】この実施例からも明らかなように、Rhの膜
組成を上げると、Bsが低下する傾向にある。従来から磁
気ヘッドの磁極としても使用されているNiFe膜のBsは90
00〜10000Gaussである。このため、Bs：13000Gauss以上
を目標に置くと、実験結果からRhを３重量％以下にする
必要がある。

【００３６】また、Rh含有量が３重量％より多くなる
と、膜応力が増大していることが確認された。逆にRhの
膜組成が１重量％未満では、耐蝕性の効果が見られな
い。したがって、Rhの膜組成は１〜３重量％以内とする
必要がある。

【００３７】〔請求項５の実施例〕図８で説明したよう
に、電気メッキによって磁極やコイル、端子などを形成
する際に、基板の側面や裏面などにもメッキが進行する
と、メッキ膜の膜厚の均一性が損なわれ、メッキ膜の成
長にも長時間を要するが、請求項５のように、基板のメ
ッキベース11以外の領域を絶縁性の材料で覆うことによ
って、基板をメッキ浴から遮断することにより、基板側
面や裏面にメッキが進行するを防止することができる。

【００３８】このように基板のメッキベース11以外の領
域を覆うには、図４(a) のように基板の側面および裏面
に樹脂を塗布してカバー膜20ａを形成する方法と、図４
(b)のように樹脂製のカバー20ｂを被せる方法とがあ
る。 (a)図のように基板に塗布する樹脂としては、フォ
トレジストが有効であるが、フロムマスク( 商品名 )と
呼ばれている酢酸ビニールとメチルエテルケトン、トル
エンの混合液も利用できる。メッキ膜の形成後は、基板
を有機溶剤に浸漬し洗浄することでカバー膜20ａを除去
する。

【００３９】カバー膜20ａとして、フォトレジストを使
用すれば、図７の工程(1) でフォトレジストを塗布する
際に同時にあるいは前後の工程で、カバー膜20ａも塗布
することができる。また、工程(3) でレジストパターン
12を除去する際に同時にあるいは前後の工程でカバー膜
20ａも除去できる。

【００４０】図４(b) のようにシリコーンゴム等で予め
カバー20ｂを作製しておいて、メッキ工程の前に基板裏
面から被せ、メッキ処理の後に取り外すようにすれば、
作業性が容易になる。また、このように基板の側面や裏
面を絶縁材料でカバーすることにより、 (b)図に示すよ
うに絶縁膜１やメッキベース11を省き、基板表面に直接
メッキすることも可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、Co−Fe
系磁性膜を電気メッキするメッキ浴として、酒石酸ナト
リウム（Na₂ C₄H₄O₆・２H₂Ｏ）や酒石酸ナトリウムカリ
ウム（C₄H₄KNaO₆ ・４H₂Ｏ）などのように酒石酸を含む
材料を５ｇ／Ｌ〜40ｇ／Ｌまで添加することにより、メ
ッキ浴中のFe成分の減少を防止し、組成比が高度に均一
性なCo−Fe系磁性膜を得ることができる。

【００４２】また請求項２のように、Co−Fe系磁性材料
にRhを含有させ、Co含有量：77〜94重量％、Rh含有量：
１〜３重量％とすることによって、Co−Fe系磁性膜の欠
点である腐食を抑制できる。

【００４３】このようにRhを含有させるには、Co、Fe、
Rhを含んだメッキ浴において、Fe：Coのイオン比を１：
５〜１：20とし、Fe：Rhのイオン比を１：0.01〜１：0.
06とすることによって、効果的に成膜できる。

【００４４】さらに、これらのCo−Fe系磁性膜やコイ
ル、端子などを、導電性の基板の表面に絶縁膜を介して
設けたメッキベース上に成膜する際に、該基板のメッキ
ベース以外の領域を絶縁性の材料で覆うことによって、
基板側面や裏面にメッキが行われるのを防止し、厚さが
均一なメッキ膜を能率よく成長させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるCo−Fe系磁性膜およびそのメッキ
方法の基本原理を説明する図である。

【図２】請求項１の発明の実施例におけるメッキ浴の時
間経過とCoの組成比を示した図である。

【図３】従来のCo−Fe系磁性膜と本発明によるRh含有Co
−Fe系磁性膜のピッティング−ポテンシャルを比較する
ためのアノード分極曲線を示す図である。

【図４】請求項５の発明の実施例を示す断面図である。

【図５】薄膜磁気ヘッドの全容を示す斜視図である。

【図６】来のメッキ方法を示す断面図である。

【図７】従来のCo−Fe系磁性膜のメッキ装置を示す断面
図である。

【符号の説明】

ｓ 基板（スライダ） ｈ ヘッド素子部 Ｇ 記録／再生用のギャップ 15 基板ホルダー 16 電極端子 17 従来のCo−Fe系磁性膜成膜用のメッキ浴 18 循環用の管路 19 フィルター 20 絶縁性材料 20a 樹脂を塗布したカバー膜 20b 樹脂製のカバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 良夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 新島 雅章 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 飯島 国雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コバルト−鉄（Co−Fe）系磁性膜を電気
   メッキするメッキ浴において、酒石酸を含む材料を添加
   することを特徴とするCo−Fe系磁性膜のメッキ方法。
2. 【請求項２】 Co−Fe系磁性材料において、Co含有量：
   77〜94重量％、Rh含有量：１〜３重量％としたことを特
   徴とするCo−Fe系磁性膜。
3. 【請求項３】 Co（コバルト）、Fe（鉄）、Rh（ロジウ
   ム）を含んだメッキ浴において、 Fe：Coのイオン比を１：５〜１：20とすることを特徴と
   するCo−Fe系磁性膜のメッキ方法。
4. 【請求項４】 Co、Fe、Rhを含んだメッキ浴において、 Fe：Rhのイオン比を１：0.01〜１：0.06とすることを特
   徴とするCo−Fe系磁性膜のメッキ方法。
5. 【請求項５】 導電性の基板(s) の表面に、絶縁膜(1)
   を介してメッキベース(11)を設け、メッキを行なう際
   に、 該基板(s) のメッキベース(11)以外の領域を絶縁体(20)
   で覆うことを特徴とするメッキ方法。