JPH0529172A - 軟磁性多層めつき膜の製造方法および軟磁性多層めつき膜ならびに磁気ヘツド - Google Patents
軟磁性多層めつき膜の製造方法および軟磁性多層めつき膜ならびに磁気ヘツドInfo
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Abstract
は、Pd、Cu、Pt、Au、Ag、Ir、Rhまたは
Ruである。)からなる軟磁性薄膜と、この軟磁性薄膜
よりもMの含有量が多い中間薄膜とが交互に積層された
構成の軟磁性多層めっき膜を製造するに際し、Coイオ
ンとFeイオンの合計含有量=0.05〜10mol/l 、
Coイオン/(Coイオン+Feイオン)=0.4〜
0.8(モル比)、Mイオンの含有量=CoイオンとF
eイオンの合計重量の10〜1000ppm であるめっき
浴を用いる。 【効果】 高飽和磁束密度、低保磁力、高透磁率を有す
る軟磁性多層めっき膜を、設備コストが低く量産性が高
い液相めっき法により製造することができる。特に、M
としてPdを用いれば、磁歪を極めて低くすることがで
きる。
Description
っき膜およびその製造方法ならびに前記多層めっき膜を
磁極として有する磁気ヘッドに関する。
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。
ル)は、飽和磁束密度Bs が2.4Tと合金中で最も高
く、かつ異方性定数K1 が零であるが、飽和磁歪定数λ
s が10-5と大きいため、高い透磁率が得られない。
Fe/CoFe多層膜の磁気特性」(MR87−36第
7〜12ページ)では、Fe層とCo層とを積層し、さ
らに熱処理を施すことによって界面にCoFe層を形成
する提案およびFe層とCoFe層とを積層することが
提案されている。この提案は、FeおよびCoは負磁歪
であるが、CoFe合金層はほとんどの組成範囲で正磁
歪であることから、これらを積層することにより零磁歪
を実現するというものである。この提案において、Fe
層、Co層およびCoFe層は、イオンビームスパッタ
法により形成されている。
は、50wt% Co・50wt% Fe合金と81wt% Ni・
19wt% Fe合金とをそれぞれ30A づつ交互に積層し
た人工格子磁性薄膜で、飽和磁束密度が17kG、5MHz
の透磁率が1500となっている。この人工格子磁性薄
膜は、EB蒸着法で形成されている。
うに一般に蒸着法等の気相めっき法により形成される
が、気相めっき法では真空が必要とされるため、設備コ
ストが高く量産性がない。しかし、Fe/Coや、Fe
/CoFe、CoFe/NiFe多層膜は、液相めっき
法では形成困難である。
であり、優れた軟磁気特性、特に高い飽和磁束密度を有
する軟磁性多層膜を、設備コストが低く量産性が高い液
相めっき法を用いて実現することを目的とし、また、こ
のような軟磁性多層膜を磁極として利用することによ
り、記録密度を著しく高くすることが可能な磁気ヘッド
を提供することを目的とする。
(1)〜(10)の本発明により達成される。
だし、Mは、Pd、Cu、Pt、Au、Ag、Ir、R
hまたはRuである。)からなる軟磁性薄膜と、この軟
磁性薄膜よりもMの含有量が多い中間薄膜とが交互に積
層された構成の軟磁性多層めっき膜を製造する方法であ
って、前記軟磁性薄膜および前記中間薄膜を形成する際
に用いるめっき浴が、CoイオンとFeイオンの合計含
有量=0.05〜10mol/l 、Coイオン/(Coイオ
ン+Feイオン)=0.4〜0.8(モル比)、Mイオ
ンの含有量=CoイオンとFeイオンの合計重量の10
〜1000ppmであることを特徴とする軟磁性多層めっ
き膜の製造方法。
より形成し、前記中間薄膜を電気めっき法、置換めっき
法または無電解めっき法により形成する上記(1)に記
載の軟磁性多層めっき膜の製造方法。
により形成し、前記中間薄膜を電気めっき法により形成
する上記(1)に記載の軟磁性多層めっき膜の製造方
法。
処理を施す上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の
軟磁性多層めっき膜の製造方法。
u、Ag、Ir、RhまたはRuであり、また、xおよ
びyは原子比を表わし、0.4≦x≦0.8、y≦0.
1である。)で表わされる組成を有する軟磁性薄膜と、
この軟磁性薄膜よりもMの含有量が多い中間薄膜とが交
互に積層されていることを特徴とする軟磁性多層めっき
膜。
上記(5)に記載の軟磁性多層めっき膜。
数λs が+3×10-6以下である上記(5または(6)
に記載の軟磁性多層めっき膜。
A 以下であり、前記中間薄膜の厚さが2500A 以下で
ある上記(5)ないし(7)のいずれかに記載の軟磁性
多層めっき膜。
かに記載の軟磁性多層めっき膜の製造方法により製造さ
れた上記(5)ないし(8)のいずれかに記載の軟磁性
多層めっき膜。
れかに記載の軟磁性多層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。
磁束密度の軟磁性薄膜とM(ただし、Mは、Pd、C
u、Pt、Au、Ag、Ir、RhまたはRuであ
る。)を主成分とする中間薄膜とを液相めっき法により
交互に積層して、軟磁性多層めっき膜を形成する。
より形成し、中間薄膜を電気めっき法、置換めっき法ま
たは無電解めっき法により形成する。なお、軟磁性薄膜
および中間薄膜は、通常、Co、FeおよびMを含有す
る上記めっき浴中において連続的に形成する。
により形成する場合、Coの析出電位およびFeの析出
電位はMの析出電位よりも負側、すなわち卑であるた
め、Coの析出電位およびFeの析出電位より卑側の電
位を陰極に付与することにより、Co、FeおよびMを
陰極に析出させて軟磁性薄膜を形成し、Mだけが析出す
る電位を陰極に付与することにより中間薄膜を形成す
る。
する場合、軟磁性薄膜を電気めっき法により形成した
後、電圧印加を中断する。CoおよびFeは、Mよりも
イオン化傾向が大きいため、この電圧印加中断時にCo
およびFeがめっき浴中に溶出し、替わりにMが軟磁性
薄膜上に析出して中間薄膜となる。
成する場合、無電解めっき中に所定の電圧を印加すれば
Co、FeおよびMが析出し、軟磁性薄膜を形成するこ
とができる。
により形成し、中間薄膜を電気めっき法により形成する
こともできる。この場合、無電解めっき中に所定の電圧
を印加すればMが析出し、中間薄膜を形成することがで
きる。
組成のめっき浴を用いることにより、高飽和磁束密度か
つ低保磁力を有する良質な軟磁性多層めっき膜が得られ
る。
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る。その結果、
軟磁性薄膜内における結晶磁気異方性の分散が抑えら
れ、低保磁力および高透磁率等の優れた軟磁気特性が得
られる。
っき膜を形成すると、各層は完全には分離せず、隣接す
る2層の境界付近には、厚さ方向に組成が変化する遷移
領域が形成されるが、本発明では、このような遷移領域
を中間薄膜の一部として考える。
切るために設けられる。遷移領域が薄いほど軟磁性薄膜
の結晶粒径を小さくすることができるため、一般に遷移
領域が薄くなるようなめっき条件を選択することが好ま
しい。
o、FeおよびPdを含有する遷移領域は、軟磁性多層
めっき膜の磁歪を負側にシフトする作用を有するため、
遷移領域を敢えて設けることにより、軟磁性多層めっき
膜全体の磁歪を著しく低減することができる。Co−F
e−Pdの単層膜では、Pd含有量を増加させるにつれ
て磁歪は低下するが、保磁力Hc が高くなってしまう。
しかし、本発明では、Pdを殆ど含有せずHc が低い軟
磁性薄膜と、Pd含有量が高く磁歪の低い遷移領域を有
する中間薄膜とを積層して多層膜とすることにより、低
Hc かつ低磁歪が実現する。
っき後の熱処理などにより制御することができる。
質的にMからなる非磁性体である。
多層めっき膜は、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。
Ni、Feおよび30%以下のCuを含有する磁性層
と、Ni、Feおよび30%以上のCuを含有する非磁
性層とを有する多層薄膜が開示されている。この多層薄
膜はCo−Feを用いるものではないが、液相めっき法
により形成されるものである。しかし、その作用効果は
本発明とは異なる。同公報の記載によれば、パルス電圧
の印加中に、まず、Cuの豊富な非磁性層がめっきさ
れ、次により少ないCuを含有する磁性層がめっきされ
るということになる。
にして形成されるとすると、非磁性層と磁性層の界面が
不明瞭となり、本発明の効果である結晶粒微細化効果は
得られない。また、めっき浴中のCuイオンの含有量が
多いため、磁性層のCu含有量が多くなり、高い飽和磁
束密度が得られない。
に説明する。
層めっき膜(以下、単に多層めっき膜という。)は、そ
れぞれ液相めっき法により形成された軟磁性薄膜と中間
薄膜とが基体上に積層された構成を有する。
MはPd、Cu、Pt、Au、Ag、Ir、Rhまたは
Ruである。また、xおよびyは原子比を表わし、0.
4≦x≦0.8、好ましくは0.4≦x≦0.6、y≦
0.1、好ましくはy≦0.05である。xが前記範囲
を外れると飽和磁束密度が不十分である。yが前記範囲
を超えると保磁力が高くなって良好な軟磁気特性が得ら
れなくなる傾向にある。なお、軟磁性薄膜形成時には、
CoイオンおよびFeイオンに加えてMイオンが析出す
るので、y>0となる。
が多い。前述したように、軟磁性薄膜から中間薄膜に移
行する領域は、CoおよびFeが漸減しMが漸増する遷
移領域であり、また、中間薄膜から軟磁性薄膜に移行す
る領域は、CoおよびFeが漸増しMが漸減する遷移領
域である。MとしてPdを用いる場合、遷移領域の磁歪
は軟磁性薄膜の磁歪よりも小さくなるため、遷移領域を
形成することにより軟磁性多層めっき膜の磁歪を低減す
ることができる。Pdを含む遷移領域が形成されている
場合、軟磁性多層めっき膜の飽和磁歪定数λs は、+3
×10-6以下、特に0〜+3×10-6程度とすることが
できる。この場合、遷移領域は厚いほうが好ましく、中
間薄膜全体が遷移領域となっていてもよい。
合、軟磁性薄膜の結晶粒径を小さくするために遷移領域
は薄いほうが好ましい。
径を50〜200A 程度とすることができる。
質的にMからなる非磁性体である。
eおよびMの他、B、S、C等が全体の5原子%以下含
有されていてもよい。
に1000A 以下とすることが好ましい。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る。
250A 以下とすることが好ましい。そして、中間薄膜
の厚さを軟磁性薄膜の厚さの1/20〜1/5とするこ
とが好ましい。中間薄膜の厚さが前記範囲を超えると、
多層めっき膜のBs が不十分となる。
厚さの下限は特にないが、厚さを20A 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。
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。
束密度が20kG以上、保磁力が5 Oe 以下、5MHz にお
ける透磁率が1000以上である優れた磁気特性が得ら
れる。
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
多層めっき膜の全厚に応じて適宜決定すればよい。
素や酸化けい素等の酸化防止膜が設けられていてもよ
く、用途によっては電極引き出しのための金属導電層が
設けられてもよい。
体の材質に特に制限はなく、用途等に応じて適宜選択す
ればよいが、例えば、酸化マグネシウム、ガラス、けい
素単結晶、チタン酸ストロンチウム単結晶、ガリウム−
ヒ素単結晶、あるいは銅、鉄、コバルト等の金属単結晶
などが特に好ましいが、通常の導電性金属や、アルティ
ック(Al2O3-TiC )等のセラミックスを用いることもで
きる。また、基体の寸法も用途に応じて適宜決定すれば
よい。
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1000A 程度以下、特
に200A 以下であることが好ましい。下地膜は、無電
解めっき法等の湿式法でも形成可能であるが、MBE法
等の真空成膜法により形成することが好ましい。
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。
の製造方法を説明する。
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。
により形成する方法 軟磁性薄膜および中間薄膜をいずれも電気めっき法によ
り形成する場合、Coの析出電位およびFeの析出電位
より卑な電位を基板に付与して軟磁性薄膜を形成する。
そして、これらの析出電位より貴で、かつMの析出電位
より卑な電位を基板に付与して中間薄膜を形成する。
領域は、軟磁性薄膜形成前後に基板の電位を卑側または
貴側に変化させる際に形成される。遷移領域の厚さおよ
び遷移領域中の各元素の濃度勾配は、電位の変化パター
ンを制御することにより調整することができる。
も電気めっき法により形成する場合、通常は2種の電位
を交互に印加するが、軟磁性薄膜形成後、電位を貴側に
移動させる際に、軟磁性薄膜が形成された基板の電位を
一旦Mの析出電位よりも貴とし、その後にMの析出電位
よりも卑とするパターンとしてもよい。これによりCo
およびFeの析出を迅速に停止させることができ、上記
した遷移領域が必要以上に厚く形成されることを防ぐこ
とができる。
膜を置換めっき法により形成する方法 置換めっき法は、被めっき物の金属よりも貴な金属のイ
オンを含有するめっき浴を用い、被めっき物をめっき浴
中に溶出させ、替わりに貴な金属を被めっき物上に析出
させるものである。
るが、基体に最も近い最下層の薄膜を置換めっき法によ
り形成する場合は、基体あるいは基体と最下層との間に
設ける下地膜が被めっき物となる。具体的には、Coイ
オン、FeイオンおよびMイオンを含有するめっき浴を
用い、Co、FeおよびMを電気めっき法により析出さ
せて軟磁性薄膜を形成し、次いで電圧印加を中断すれ
ば、Mだけが析出して中間薄膜が形成される。この場
合、電圧を間欠的に印加するだけで軟磁性薄膜と中間薄
膜とを交互に積層することができ、複雑な電位制御を行
なう必要がない。
めっき浴とを独立して設けて各めっきを行なうこともで
きる。
磁性薄膜中のCoおよびFeとめっき浴中のMとが置換
して軟磁性薄膜の厚さが減少するので、軟磁性薄膜は、
厚さ減少分を見込んだ厚さに成膜することが好ましい。
合、電気めっき法を用いる場合に比べ、遷移領域の厚さ
を一般に薄くすることができる。
膜を無電解めっき法により形成する方法 無電解めっき法によりMを析出させて中間薄膜を形成中
に、Coの析出電位およびFeの析出電位より卑な電位
を基板に付与すれば、Co、FeおよびMが析出し、軟
磁性薄膜が形成される。
薄膜を電気めっき法により形成する方法 無電解めっき法によりCo、FeおよびMを析出させて
軟磁性薄膜を形成中に、Coの析出電位およびFeの析
出電位より貴で、かつMの析出電位より卑な電位を基板
に付与すれば、Mが析出して中間薄膜が形成される。
ン、FeイオンおよびMイオンを含有する。各イオンの
含有率は、CoイオンとFeイオンの合計含有量=0.
05〜10mol/l 、Coイオン/(Coイオン+Feイ
オン)=0.4〜0.8(モル比)、Mイオンの含有量
=CoイオンとFeイオンの合計重量の10〜1000
ppmとし、好ましくは、CoイオンとFeイオンの合計
含有量=0.1〜4mol/l 、Coイオン/(Coイオン
+Feイオン)=0.4〜0.6(モル比)、Mイオン
の含有量=CoイオンとFeイオンの合計重量の10〜
500ppmとする。
が前記範囲を超えている場合、これらのイオンの汲み出
し量が多くなりすぎ、また、粘度が高くなって攪拌が困
難となる。一方、含有率が前記範囲未満であると、成膜
速度が不十分である。
目的とする軟磁性薄膜の組成に応じて決定される。
場合、拡散律速を利用して軟磁性薄膜へのMの混入率を
低く抑えるので、Mイオンの含有量が前記範囲を超えて
いる場合、軟磁性薄膜へのMの混入量が多くなりすぎ
る。ただし、Mイオンの含有量が前記範囲未満である場
合、中間薄膜の成膜速度が不十分となる。
る場合、Mの析出還元電位はpH、還元剤の種類、温度
等によって異なり、電位−電流曲線の様相はpH、Mイ
オン濃度、攪拌状態等により異なるが、拡散律速を利用
するためには、Mの電流がCoとFeの電流の1/20
以下となるように各種条件を選択することが好ましい。
びFeイオンは、それぞれCo(II)およびFe(II)
イオンとして存在する。
化ナトリウム等の導電助剤や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、ほう酸等のpH調整剤、
界面活性剤等の各種補助成分が、必要に応じて含有され
ていてもよい。
りん酸塩、ジメチルアミンボラン、ホルマリン、チオ尿
素等の各種還元剤が含有される。
き法を用いる場合、高速めっき法を利用することが好ま
しい。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
厚さを減少させて、陰極表面に金属イオンを十分に供給
する方法である。
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
があるので、中間薄膜を薄く形成する場合には膜状とな
らない場合もあるが、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。また、基体
近傍のMイオンの濃度が低下することがなくなるため、
中間薄膜の形成速度が向上する。
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5〜30
0m/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、中
間薄膜の形成速度は著しく向上し、また、中間薄膜の均
質性は著しく向上する。
しては、平行流法、ジェット流法、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。
狭く保ち、その間隙のめっき液を高速度で流動させる。
平行流法を本発明の多層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。
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、めっき浴外
にあってもよい。ジェット流法を本発明の多層めっき膜
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、
その位置からめっき液を噴射して、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。
基体付近のめっき液を攪拌するものである。超音波照射
法を本発明の多層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。
っきする。本発明の多層めっき膜形成に適用する場合、
基体の振幅は0.05〜1mm程度、振動数は100Hz〜
10kHz 程度とすることが好ましい。
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。
を絶縁性物質で摩擦しながらめっきするものである。
は、「めっき教本」(電気鍍金研究会編 日刊工業新聞
社発行)の第184ページ〜第189ぺージに記載され
ている。
膜や軟磁性薄膜を電気めっき法により形成する際にも、
必要に応じて適用してもよい。
界近傍の中間薄膜に、前述したような遷移領域が形成さ
れる。そして、めっき条件を制御することにより遷移領
域の厚さや各元素の濃度勾配を制御することが可能であ
るが、各薄膜を形成後、熱処理を施せば、軟磁性薄膜構
成元素と中間薄膜構成元素とが相互に拡散するため、遷
移領域の厚さを増加させることができる。
厚さにより多層めっき膜の磁歪が変化するため、要求さ
れる範囲に磁歪が収まらない場合には熱処理を施すこと
により磁歪を調整することができる。この熱処理の条件
は特に限定されない。すなわち、めっき法により形成さ
れる遷移領域の構成に依存して熱処理条件は異なるの
で、必要とされる磁歪値が得られるように実験的に決定
すればよいが、通常、150〜300℃にて0.5〜3
時間程度とすることが好ましい。
るような条件を選択して微細な結晶粒とし、結晶粒成長
が生じないような条件にて熱処理を施して遷移領域を拡
大すれば、極めて優れた特性の多層めっき膜が得られ
る。
率、低保磁力等の優れた軟磁気特性が要求され、かつ高
飽和磁束密度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。
ップ層、コイル層などを気相めっき法や液相めっき法等
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。
に制限はなく、例えば図1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。
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。
属で構成される。
やAl2 O3 −TiC等のセラミックスから構成され
る。
1および上部磁極層45として設けられ、これらの磁極
層に本発明の多層めっき膜を用いる。
ギャップ層50が形成される。ギャップ層50は、Al
2 O3 、SiO2 等の非磁性材料から構成される。
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41,45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との間には、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、SiO2 、ガラス、Al2 O3 等が用いられる。
れている。保護層は、例えば、Al2 O3 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。
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っ
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
液相めっ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、選択エッチングや選択デ
ポジション等により行なう。
従来公知のアセンブリと組み合わせて使用される。
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。本発明の多層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。
は、MIG型磁気ヘッドに適用することもできる。MI
G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飽和磁束密度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
の多層めっき膜は、このようなMIG型磁気ヘッドの軟
磁性膜に適用される。
明の多層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。
をさらに詳細に説明する。
ネシウム基体表面に、MBE法により厚さ100A のC
u下地膜を形成した。この下地膜表面を室温の0.1N
−HClにて20秒洗浄し、さらに純水により20秒間
水洗した。
電気めっき法により軟磁性薄膜および中間薄膜を積層し
た。
鉄:それぞれCoイオンおよびFeイオンに換算して合
計含有量は0.2mol/l とした。この合計中のCoイオ
ンの比率を、下記表1のめっき浴組成欄に示す。
dイオンおよびCuイオンに換算したときの含有量の、
CoイオンとFeイオンの合計重量に対する比率を、下
記表1のめっき浴組成欄に示す。
は2.7とし、アノードにはPtを用いた。
合、基体には、20V(1秒)→2.5V (5秒)のサ
イクルで電圧を印加し、このサイクルを45回繰り返し
て多層めっき膜とした。なお、20V の電圧印加後に
0.5秒間電圧印加を休止し、陰極表面の電位を調整し
たのち、2.5V の電圧を印加する構成とした。
いた場合、基体には、20V (1秒)→1.7V (10
秒)のサイクルで電圧を印加し、このサイクルを45回
繰り返して多層めっき膜とした。なお、この電圧印加時
間はCuイオン濃度が150ppm の場合であり、その他
の場合にはCuイオン濃度や中間薄膜の厚さに応じて電
圧印加時間を変更した。また、20V の電圧印加後に−
1.7V の電圧を0.5秒間印加したのち、+1.7V
の電圧を印加する構成とした。
ンプルの軟磁性薄膜中のCo含有量とFe含有量との比
は、めっき浴中のCoイオンとFeイオンとの比とほぼ
同一であり、M含有量は2原子%以下であった。また、
中間薄膜は、Mを主成分とし、CoおよびFeを含有す
るものであった。
軟磁性薄膜の結晶粒径とを、表1に示す。なお、サンプ
ルNo. 1−5は、Cuイオンを含まないめっき浴を用い
た比較サンプルである。
定し、各薄膜の組成はプラズマ発光分析(ICP)によ
り測定し、軟磁性薄膜の結晶粒径はCu−Kα線を用い
たX線回折により算出した。
にして測定した。
た。
した。
た。
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
の結果を下記表1に示す。
軟磁性薄膜を電気めっき法により、中間薄膜を置換めっ
き法により形成した。
の以外は実施例1と同一とし、めっき浴温度およびpH
も実施例1と同一とした。
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1cm、幅3cm、長さ5cm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50m/sでめっき液を流し
た。
合、基体には、22V(1秒)→0V (40秒)のサイ
クルで電圧を印加し、このサイクルを45回繰り返し
て、厚さ約1μm の多層めっき膜を形成した。
いた場合、基体には、20V (2秒)→0V (80秒)
のサイクルで電圧を印加し、このサイクルを45回繰り
返した。
の比は、めっき浴中のCoイオンとFeイオンとの比と
ほぼ同一であり、M含有量は2原子%以下であった。ま
た、中間薄膜は、Mを主成分とし、CoおよびFeを含
有するものであった。
れ、電圧印加休止時に中間薄膜が形成された。
様な測定を行なった。結果を下記表2に示す。
性薄膜を電気めっき法により、中間薄膜を無電解めっき
法により形成し、多層めっきサンプルを作製した。
m めっき浴温度は40℃、めっき浴のpHは8.0とし
た。
(20秒)のサイクルを45回繰り返した。
厚さは200A 、中間薄膜の厚さは20A であり、各種
特性は、表1に示されるサンプルNo. 1−3とほぼ同等
であった。
を無電解めっき法により、中間薄膜を電気めっき法によ
り形成し、多層めっきサンプルを作製した。
m めっき浴温度は80℃、めっき浴のpHは8.0とし
た。
0V (60秒)のサイクルを45回繰り返した。
厚さは200A 、中間薄膜の厚さは20A であり、各種
特性は、表1に示されるサンプルNo. 1−3とほぼ同等
であった。
に替えてPt、Au、Ag、Ir、RhまたはRuを用
いて多層めっき膜を作製したところ、上記各実施例とほ
ぼ同等の結果が得られた。
き膜サンプルNo. 1−9に、300℃にて30分間熱処
理を施した。この結果、λs は0.2×10-5に低下
し、μは2000に向上した。
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、実施例1のサンプルNo.1−9と同
様にして形成した多層めっき膜を用いた。ただし、中間
薄膜の厚さは30A とし、軟磁性薄膜の積層数は140
とした。
形成した厚さ3.0μm のNi80Fe20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。
1500 Oeの磁気記録媒体へのオーバーライト特性
(13.44MHz −3.36MHz 、50mAop)を比較し
たところ、本発明の磁気ヘッドは比較磁気ヘッドに較べ
て8dB高い値を示した。
かである。
性が高い液相めっき法を用いて、飽和磁束密度が高く優
れた軟磁気特性を示す多層めっき膜を実現できる。
の薄膜磁気ヘッドを部分的に示す断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 実質的にCo、FeおよびM(ただし、
Mは、Pd、Cu、Pt、Au、Ag、Ir、Rhまた
はRuである。)からなる軟磁性薄膜と、この軟磁性薄
膜よりもMの含有量が多い中間薄膜とが交互に積層され
た構成の軟磁性多層めっき膜を製造する方法であって、 前記軟磁性薄膜および前記中間薄膜を形成する際に用い
るめっき浴が、 CoイオンとFeイオンの合計含有量=0.05〜10
mol/l 、 Coイオン/(Coイオン+Feイオン)=0.4〜
0.8(モル比)、 Mイオンの含有量=CoイオンとFeイオンの合計重量
の10〜1000ppmであることを特徴とする軟磁性多
層めっき膜の製造方法。 - 【請求項2】 前記軟磁性薄膜を電気めっき法により形
成し、前記中間薄膜を電気めっき法、置換めっき法また
は無電解めっき法により形成する請求項1に記載の軟磁
性多層めっき膜の製造方法。 - 【請求項3】 前記軟磁性薄膜を無電解めっき法により
形成し、前記中間薄膜を電気めっき法により形成する請
求項1に記載の軟磁性多層めっき膜の製造方法。 - 【請求項4】 軟磁性多層めっき膜を形成後、熱処理を
施す請求項1ないし3のいずれかに記載の軟磁性多層め
っき膜の製造方法。 - 【請求項5】 式 (Cox Fe1-x )1-y My (ただし、上記式においてMは、Pd、Cu、Pt、A
u、Ag、Ir、RhまたはRuであり、また、xおよ
びyは原子比を表わし、0.4≦x≦0.8、y≦0.
1である。)で表わされる組成を有する軟磁性薄膜と、
この軟磁性薄膜よりもMの含有量が多い中間薄膜とが交
互に積層されていることを特徴とする軟磁性多層めっき
膜。 - 【請求項6】 飽和磁束密度が20kG以上である請求項
5に記載の軟磁性多層めっき膜。 - 【請求項7】 前記MがPdであり、飽和磁歪定数λs
が+3×10-6以下である請求項5または6に記載の軟
磁性多層めっき膜。 - 【請求項8】 前記軟磁性薄膜の厚さが5000A 以下
であり、前記中間薄膜の厚さが2500A 以下である請
求項5ないし7のいずれかに記載の軟磁性多層めっき
膜。 - 【請求項9】 請求項1ないし4のいずれかに記載の軟
磁性多層めっき膜の製造方法により製造された請求項5
ないし8のいずれかに記載の軟磁性多層めっき膜。 - 【請求項10】 請求項5ないし9のいずれかに記載の
軟磁性多層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。
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US7564648B2 (en) * | 2004-06-07 | 2009-07-21 | Fujitsu Limited | Magnetic film for magnetic device |
CN102163432A (zh) * | 2009-10-28 | 2011-08-24 | 希捷科技有限公司 | 多层硬磁体以及包括多层硬磁体的数据存储装置读写磁头 |
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- 1991-07-18 JP JP03203819A patent/JP3102505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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