JPH06228716A - Soft-magnetic alloy film - Google Patents

Soft-magnetic alloy film

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JPH06228716A
JPH06228716A JP3456293A JP3456293A JPH06228716A JP H06228716 A JPH06228716 A JP H06228716A JP 3456293 A JP3456293 A JP 3456293A JP 3456293 A JP3456293 A JP 3456293A JP H06228716 A JPH06228716 A JP H06228716A
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JP
Japan
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alloy film
soft magnetic
magnetic alloy
atomic
soft
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Application number
JP3456293A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaji Saito
正路 斎藤
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a soft-magnetic alloy film excellent in soft-magnetic properties, thermal stability, and corrosion resistance. CONSTITUTION:The alloy of this invention is a soft-magnetic alloy film having a composition represented by FeaLfMcBdCe, (Fe1-bXb)aLfMcBdCe, FeaYgMcBdCe, (Fe1-bXb)aYgMcBdCe, and (Fe1-bXb)aYgLfMcBdCe. In the above composition, L is at least one or >=2 elements among Ti, V, Mo, and W, M is at least one or >=2 elements among Zr, Nb, Hf, and Ta, X is Co and/or Ni, and Y is at least one or >=2 elements among Cr, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, and Au.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置、V
TRなどに用いる磁気ヘッドのコア材に係わり、特に高
透磁率、低保磁力、低磁歪、高飽和磁束密度、耐蝕性等
を備えた軟磁合金膜に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic disk device, V
The present invention relates to a core material of a magnetic head used for TR and the like, and particularly to a soft magnetic alloy film having high magnetic permeability, low coercive force, low magnetostriction, high saturation magnetic flux density, corrosion resistance and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気記録分野における高記録密度化にと
もない、磁気ヘッド用、特にメタル・イン・ギャップヘ
ッド、薄膜磁気ヘッド等の軟磁性薄膜材料として高い飽
和磁束密度のものが要求されている。またギャップ形成
等をガラス溶着で行う必要のあるものもありガラス溶着
工程での高温に耐えうる熱安定性も合わせて要求されて
きている。
2. Description of the Related Art With increasing recording density in the field of magnetic recording, soft magnetic thin film materials for magnetic heads, particularly metal-in-gap heads, thin film magnetic heads, etc., are required to have high saturation magnetic flux density. Further, there are some cases in which gap formation or the like needs to be performed by glass welding, and thermal stability capable of withstanding high temperatures in the glass welding process has also been demanded.

【0003】磁気ヘッド用軟磁性薄膜において一般的に
要求される諸特性は次の通りである。 1.飽和磁束密度(以下Bsとする)が高いこと。 2.透磁率(以下μとする)が高いこと。 3.保磁力(以下Hcとする)が低いこと。 4.磁歪定数(以下λsとする)が小さいこと。 5.軟磁気特性が熱的に安定であること。
The characteristics generally required in a soft magnetic thin film for a magnetic head are as follows. 1. High saturation magnetic flux density (hereinafter referred to as Bs). 2. High magnetic permeability (hereinafter referred to as μ). 3. Low coercive force (hereinafter referred to as Hc). 4. The magnetostriction constant (hereinafter referred to as λs) is small. 5. The soft magnetic characteristics are thermally stable.

【0004】これらの特性を満たすような軟磁性薄膜を
得るべく従来より種々の薄膜が開発されてきた。従来の
軟磁性薄膜としては、Fe−Si−Al系合金(センダ
スト)、Fe−Ni系合金(パーマロイ)、または特開
平1−125911号や特開平1−181503号等に
見られるようなCo基非晶質合金等がある。
Various thin films have been developed so far in order to obtain a soft magnetic thin film satisfying these characteristics. As the conventional soft magnetic thin film, an Fe-Si-Al-based alloy (Sendust), an Fe-Ni-based alloy (Permalloy), or a Co-based alloy as found in JP-A-1-125911, JP-A-1-181503, or the like. There are amorphous alloys and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記セ
ンダストは軟磁気特性は優れているもののBsが11K
Gと低い欠点がある。パーマロイもBsが10KGと低
く、ガラス溶着工程の高温では軟磁気特性が劣化してし
まうとともに、電気抵抗が低いため高周波帯域での透磁
率が低くなってしまう。またCo基非晶質合金ではBs
を9KGいかに抑えれば低融点ガラスによる溶着は可能
であるが600℃以上での溶着は困難であり耐環境性に
優れた中〜高融点ガラスを使用できない。
However, although the sendust has excellent soft magnetic characteristics, it has a Bs of 11K.
G has a low defect. Permalloy also has a low Bs of 10 KG, which deteriorates the soft magnetic characteristics at a high temperature in the glass welding process, and also lowers the magnetic permeability in the high frequency band due to the low electric resistance. Also, in Co-based amorphous alloys, Bs
9KG, it is possible to weld with a low melting point glass, but it is difficult to weld at 600 ° C. or higher, and a medium to high melting point glass excellent in environmental resistance cannot be used.

【0006】また、上記の軟磁性薄膜の欠点を改善すべ
く、本出願人は特願平3−131977号においてFe
−M−B−C系の軟磁性合金薄膜を提案したが耐蝕性が
不十分であり、耐環境性に問題があった。
Further, in order to improve the above-mentioned drawbacks of the soft magnetic thin film, the applicant of the present invention has proposed Fe in Japanese Patent Application No. 3-131977.
A -M-B-C type soft magnetic alloy thin film was proposed, but its corrosion resistance was insufficient and there was a problem in the environment resistance.

【0007】本発明は上述した課題に鑑みてなされたも
のであり、良好な軟磁気特性と熱安定性を兼ね備えた軟
磁性合金膜を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a soft magnetic alloy film having both good soft magnetic characteristics and thermal stability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明は
上記課題を解決するため、合金膜に熱処理を施すことに
より作成された金属組織が基本的に平均結晶粒径0.0
8μm以下の結晶粒からなる軟磁性合金膜であり、その
組成式は Fea f c d e としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 has a metal structure formed by subjecting an alloy film to a heat treatment, which basically has an average crystal grain size of 0.0.
It is a soft magnetic alloy film composed of crystal grains of 8 μm or less, and its composition formula is Fe a L f M c B d C e .

【0009】但し、LはTi,V,Mo,Wのうち少な
くとも1種または2種以上、MはZr,Nb,Hf,T
aのうち少なくとも1種又は2種以上の元素であり、そ
の組成範囲は原子%で70≦a≦90、5≦c≦15、
0.5≦d≦15、0.5≦e≦15、0.1≦f≦1
5、1≦d+e≦20である。
However, L is at least one or more of Ti, V, Mo and W, and M is Zr, Nb, Hf and T.
a is at least one element or two or more elements, and the composition range thereof in atomic% is 70 ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15,
0.5 ≦ d ≦ 15, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 1
5, 1 ≦ d + e ≦ 20.

【0010】請求項2に記載した発明は上記課題を解決
するために、合金膜に熱処理を施すことにより作成され
た金属組織が基本的に平均結晶粒径0.08μm以下の
結晶粒からなる軟磁性合金膜であり、その組成式は(F
1-b b a f c de としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 2 is a soft structure in which a metal structure formed by subjecting an alloy film to heat treatment is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. It is a magnetic alloy film and its composition formula is (F
e 1-b X b ) a L f M c B d C e .

【0011】但し、XはCo,Niのうち1種または2
種、LはTi,V,Mo,Wのうち少なくとも1種また
は2種以上、MはZr,Nb,Hf,Taのうち少なく
とも1種又は2種以上の元素であり、その組成範囲はb
≦0.05、原子%で70≦a≦90、5≦c≦15、
0.5≦d≦15、0.5≦e≦15、0.1≦f≦1
5、1≦d+e≦20である。
However, X is one or two of Co and Ni.
, L is at least one or more of Ti, V, Mo and W, M is at least one or more of Zr, Nb, Hf and Ta, and the composition range is b
≤0.05, in atomic% 70≤a≤90, 5≤c≤15,
0.5 ≦ d ≦ 15, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 1
5, 1 ≦ d + e ≦ 20.

【0012】請求項3に記載した発明は上記課題を解決
するために、合金膜に熱処理を施すことにより作成され
た金属組織が基本的に平均結晶粒径0.08μm以下の
結晶粒からなる軟磁性合金膜であり、その組成式はFe
a g c d e としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 3 is a soft structure in which a metal structure formed by subjecting an alloy film to heat treatment is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. It is a magnetic alloy film and its composition formula is Fe.
It is obtained by a a Y g M c B d C e.

【0013】但し、YはCr,Cu,Ru,Rh,P
d,Ag,Ir,Pt,Auのうち少なくとも1種また
は2種以上、MはZr,Nb,Hf,Taのうち少なく
とも1種又は2種以上の元素であり、その組成範囲は原
子%で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦1
5、0.5≦e≦15、0.1≦g≦10、1≦d+e
≦20である。
However, Y is Cr, Cu, Ru, Rh, P
At least one or more elements selected from d, Ag, Ir, Pt, and Au, M is at least one element or two or more elements selected from Zr, Nb, Hf, and Ta, and the composition range is 70% by atomic%. ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦ 1
5, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ g ≦ 10, 1 ≦ d + e
≦ 20.

【0014】請求項4に記載した発明は上記課題を解決
するために、合金膜に熱処理を施すことにより作成され
た金属組織が基本的に平均結晶粒径0.08μm以下の
結晶粒からなる軟磁性合金膜であり、その組成式は(F
1-b b a g c de としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is a soft structure in which a metal structure formed by subjecting an alloy film to heat treatment is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. It is a magnetic alloy film and its composition formula is (F
It is obtained by the e 1-b X b) a Y g M c B d C e.

【0015】但し、XはCo,Niのうち1種または2
種、YはCr,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,Ir,
Pt,Auのうち少なくとも1種または2種以上、Mは
Zr,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種又は2種
以上の元素であり、その組成範囲はb≦0.05、原子
%で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦1
5、0.5≦e≦15、0.1≦g≦10、1≦d+e
≦20である。
However, X is one or two of Co and Ni.
Seed, Y is Cr, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir,
At least one or more of Pt and Au, and M is at least one or more of Zr, Nb, Hf, and Ta, the composition range of which is b ≦ 0.05 and 70% by atom%. ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦ 1
5, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ g ≦ 10, 1 ≦ d + e
≦ 20.

【0016】請求項5に記載の発明は合金膜に熱処理を
施すことにより作成された金属組織が基本的に平均結晶
粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合金膜で
あり、その組成式は(Fe1-b b a g f c
d e としたものである。
The invention according to claim 5 is a soft magnetic alloy film, the metal structure of which is produced by heat-treating the alloy film, and is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. The formula is (Fe 1-b X b ) a Y g L f M c B
d C e .

【0017】但し、XはCo,Niのうち1種または2
種、YはCr,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,Ir,
Pt,Auのうち少なくとも1種または2種以上、Lは
Ti,V,Mo,Wのうち少なくとも1種または2種以
上、MはZr,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種
又は2種以上の元素であり、その組成範囲はb≦0.0
5、原子%で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦
d≦15、0.5≦e≦15、0.1≦f≦15、0.
1≦g≦10、1≦d+e≦20である。
However, X is one or two of Co and Ni.
Seed, Y is Cr, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir,
At least one or two or more of Pt and Au, L is at least one or two or more of Ti, V, Mo and W, and M is at least one or two or more of Zr, Nb, Hf and Ta. Element and its composition range is b ≦ 0.0
5, in atomic% 70 ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦
d ≦ 15, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 15, 0.
1 ≦ g ≦ 10 and 1 ≦ d + e ≦ 20.

【0018】請求項6に記載の発明は、上記請求項1、
2、3、4又は5に記載の軟磁性合金膜の金属組織が非
晶質相を含む軟磁性合金膜としたものである。
The invention according to claim 6 is the above-mentioned claim 1,
The soft magnetic alloy film described in 2, 3, 4 or 5 is a soft magnetic alloy film containing an amorphous phase.

【0019】以下本発明をさらに詳細に説明する。本発
明の軟磁性合金膜の各組成の限定理由、添加理由は次の
通りである。
The present invention will be described in more detail below. The reasons for limiting the compositions of the soft magnetic alloy film of the present invention and the reasons for adding them are as follows.

【0020】Feは主成分であり磁性を担う元素であ
る。軟磁気特性を得るためには90原子%以下である必
要があり、10KG以上のBsを得るためには70原子
%以上である必要がある。
Fe is a main component and an element that plays a role in magnetism. In order to obtain soft magnetic characteristics, the content needs to be 90 atomic% or less, and in order to obtain Bs of 10 KG or more, 70 atomic% or more is required.

【0021】X(=Co,Ni)は磁歪を調整するため
にFe置換で添加する元素であり、後述するようにXの
添加が無い場合あるいは、BとCの総和量が比較的少な
い場合磁歪は負の値になる。この場合Xを添加すること
により10-7台の値にすることができる。Xも磁性を担
う元素であるのでBsの現象は低く抑えられる。しか
し、多く添加し過ぎると磁歪が正に大きくなり過ぎ軟磁
気特性も得ずらくなるので、5原子%以下である必要が
ある。熱処理温度が比較的低い場合及びBとCの総和量
が比較的多い場合はXを添加する必要はない。
X (= Co, Ni) is an element added by substituting Fe for adjusting the magnetostriction. As will be described later, when X is not added or when the total amount of B and C is relatively small, the magnetostriction. Is a negative value. In this case, by adding X, it is possible to obtain a value of 10 −7 . Since X is also an element that plays a role in magnetism, the phenomenon of Bs can be suppressed low. However, if too much is added, the magnetostriction becomes too large and it becomes difficult to obtain soft magnetic characteristics, so it is necessary to be 5 atomic% or less. When the heat treatment temperature is relatively low and the total amount of B and C is relatively large, it is not necessary to add X.

【0022】M(=Ti,V,Mo,W)は軟磁気特性
を良好にするために気相急冷で作成した状態(熱処理を
施す前の状態)で非晶質相を得やすくするために、必要
である。軟磁気特性を維持するためには5原子%以上1
5原子%以下にする必要がある。15原子%以上加える
と非晶質相は得られるものの、熱処理を施しても良好な
軟磁気特性は得られなくなる。
M (= Ti, V, Mo, W) is for facilitating obtaining the amorphous phase in a state prepared by vapor phase quenching (state before heat treatment) in order to improve soft magnetic characteristics. ,is necessary. 5 atom% or more to maintain soft magnetic properties 1
It must be 5 atomic% or less. If 15 atomic% or more is added, an amorphous phase is obtained, but good soft magnetic characteristics cannot be obtained even if heat treatment is performed.

【0023】Bは軟磁気特性を良好にする効果、非晶質
相を得やすくする効果、熱処理を施した時に軟磁気特性
に悪影響を及ぼす化合物相の生成を抑制する効果、及び
Feを主成分とするb.c.c粒成長を抑制する効果が
あると考えられる。良好な軟磁気特性を得るためには、
0.5原子%以上15原子%以下にする必要がある。
B has the effect of improving the soft magnetic characteristics, the effect of easily obtaining an amorphous phase, the effect of suppressing the formation of a compound phase which adversely affects the soft magnetic characteristics when heat treatment is applied, and Fe as a main component. And b. c. It is considered to have the effect of suppressing c-grain growth. To obtain good soft magnetic properties,
It is necessary to be 0.5 at% or more and 15 at% or less.

【0024】Cは軟磁気特性を良好にするために、非晶
質相を得やすくする効果とともに、熱処理を施した時に
b.c.cの析出を均一にする効果がある。良好な軟磁
気特性を得るためには0.5原子%以上15原子%以下
にする必要がある。
C has the effect of making it easier to obtain an amorphous phase in order to improve the soft magnetic characteristics, and b. c. It has the effect of making the precipitation of c uniform. In order to obtain good soft magnetic characteristics, it is necessary to set the content to 0.5 at% or more and 15 at% or less.

【0025】BとCを複合添加することにより、b.
c.c相の析出を均一にし、析出した結晶粒の成長が抑
制され組織が微結晶粒組織になり、比較的広い組成範囲
において良好な軟磁気特性が得られる。なお、BとCの
送料を20原子%以上にするとas depoで非晶質
が得られるものの熱処理を施しても良好な軟磁気特性が
得られないので、BとCの総量は20原子%とする必要
がある。
By adding B and C in combination, b.
c. The precipitation of the c phase is made uniform, the growth of the precipitated crystal grains is suppressed, and the structure becomes a fine crystal grain structure, and good soft magnetic characteristics can be obtained in a relatively wide composition range. It should be noted that if the shipping costs of B and C are 20 atomic% or more, amorphous can be obtained by as depo, but good soft magnetic properties cannot be obtained even by heat treatment, so the total amount of B and C is 20 atomic%. There is a need to.

【0026】L(=Ti,V,Mo,W)は軟磁気特性
を良好にするために、気相急冷で作成した状態で非晶質
相を得やすくするために必要である。
L (= Ti, V, Mo, W) is necessary in order to improve the soft magnetic characteristics, and to facilitate obtaining an amorphous phase in the state of being prepared by vapor phase quenching.

【0027】Y(=Cr,Cu,Ru,Rh,Pd,A
g,Ir,Pt,Au)には膜の耐蝕性を向上させる働
きがある。飽和磁束密度と軟磁気特性を大きく劣化させ
ないためには10原子%以下とする必要がある。
Y (= Cr, Cu, Ru, Rh, Pd, A
g, Ir, Pt, Au) has a function of improving the corrosion resistance of the film. In order not to significantly deteriorate the saturation magnetic flux density and the soft magnetic characteristics, the content needs to be 10 atomic% or less.

【0028】[0028]

【実施例】以下の実施例の薄膜はRF2極スパッタ装置
を用いてFeターゲット上にCo,Ni,Nb,Hf,
Ta,B,C(グラファイト)Ti,V,Mo,W,C
r,Ru,Rhのペレットを適宜選択して配置した複合
ターゲットをArガスを用いてスパッタすることによ
り、膜厚5〜6μmの膜を作成した。基板は4mm×2
4mmの結晶化ガラス基板を用いた。
EXAMPLES The thin films of the following examples were prepared by using an RF bipolar sputtering device on a Fe target to form Co, Ni, Nb, Hf,
Ta, B, C (graphite) Ti, V, Mo, W, C
A composite target in which r, Ru, and Rh pellets were appropriately selected and arranged was sputtered using Ar gas to form a film having a thickness of 5 to 6 μm. Substrate is 4mm x 2
A 4 mm crystallized glass substrate was used.

【0029】得られた各合金膜に種々の熱処理を施し
て、合金膜の組成がμ、Hc、λs、Bsに及ぼす影響
を調べた。熱処理はすべて無磁場中で行い、設定温度ま
での昇温を40分、設定温度での保持を20分、設定温
度から室温までの降温を1.5℃/分で行った。また、
その時の膜構造をCo−Kα線を使ったX線回折装置を
用いて調べた。
Various heat treatments were applied to each of the obtained alloy films to examine the influence of the composition of the alloy film on μ, Hc, λs and Bs. All the heat treatments were performed in the absence of a magnetic field, the temperature was raised to the set temperature for 40 minutes, kept at the set temperature for 20 minutes, and lowered from the set temperature to room temperature at 1.5 ° C./min. Also,
The film structure at that time was examined by using an X-ray diffractometer using Co-Kα rays.

【0030】透磁率は8の字コイルを用いて測定し、保
磁力は直流B−Hループとレーサーにより測定し、飽和
磁束密度はVSM、磁歪定数は光てこ法で測定した。
The magnetic permeability was measured by using a figure 8 coil, the coercive force was measured by a DC BH loop and a racer, the saturation magnetic flux density was measured by VSM, and the magnetostriction constant was measured by an optical lever method.

【0031】[0031]

【表1】 表1はFe−(Co,Ni)−Ta−B−CにTi,
V,Mo,Wを各々添加したものを600℃で熱処理を
行ったときの1MHzのμ、Hc、λs、Bsと膜組成
との関係を示したものである。表1から明らかなよう
に、各組成とも2000以上のμと1Oe以下のHcが
得られている。また、特にNo.1〜3、5、7の組成
では10-7台の磁歪が得られており、No.1〜4、
6、7、9の組成は15KG以上のBsが得られてお
り、本発明の軟磁性合金膜が良好な軟磁気特性を備えて
いることが分かる。これに対し本発明の範囲外である比
較例1では軟磁性合金膜として必要な特性を備えておら
ず、磁気ヘッド等への応用は不可能である。なお、上記
Taの他にZr,Nb,Hf等の元素を単独もしくは複
合添加した場合も同様な特性が得られる。
[Table 1] Table 1 shows that Fe- (Co, Ni) -Ta-BC has Ti,
FIG. 3 shows the relationship between μ, Hc, λs, and Bs at 1 MHz and the film composition when V, Mo, and W were added and heat-treated at 600 ° C. As is clear from Table 1, μ of 2000 or more and Hc of 1 Oe or less were obtained for each composition. In addition, especially No. Magnetostriction on the order of 10 −7 was obtained in the compositions of Nos. 1 to 3, 5, and 7 . 1-4,
Bs of 15 KG or more were obtained for the compositions of 6, 7, and 9, indicating that the soft magnetic alloy film of the present invention has excellent soft magnetic properties. On the other hand, Comparative Example 1, which is out of the scope of the present invention, does not have the properties required for the soft magnetic alloy film, and cannot be applied to a magnetic head or the like. Similar characteristics can be obtained when elements such as Zr, Nb, and Hf other than Ta are added alone or in combination.

【0032】[0032]

【表2】 表2はFe−(Co,Ni)−Ta−B−CにCr,R
u,Rhを添加したものを600℃で熱処理を行った時
の1MHzのμ、Hcと膜組成との関係を示したもので
ある。各組成とも、1000以上のμを有しており、特
に上記表中No.1、2、4、7の各組成は1Oe以下
の保磁力とを兼ね備えており良好な軟磁気特性を有して
いる。
[Table 2] Table 2 shows that Fe- (Co, Ni) -Ta-BC has Cr, R
FIG. 3 shows the relationship between μ and Hc at 1 MHz and the film composition when heat treatment is performed at 600 ° C. with u and Rh added. Each composition has μ of 1000 or more. Each of the compositions 1, 2, 4, and 7 has a coercive force of 1 Oe or less, and has excellent soft magnetic characteristics.

【0033】また、表2には磁気測定を終えた後のサン
プルを室温において、生理食塩水に24時間浸漬したと
きの腐食進行度の相対比較を示した。◎は腐食が全く認
められなかったものであり、○は腐食量が20%以下で
あったものである。さらに、△は腐食量が20%以上で
あったものを示す。この結果Cr,Ru,Rhを複合添
加することにより、μが若干低下するものの耐蝕性が著
しく向上しており、本発明の軟磁性合金膜が優れた軟磁
気特性と耐蝕性を有していることが分かる。また、上記
Cr,Ru,Rhの他にCu,Pd,Ag,Ir,P
t,Au等を単独もしくは複合添加しても同様な効果が
得られる。
In addition, Table 2 shows a relative comparison of the degree of corrosion progress when the samples after magnetic measurement were immersed in physiological saline for 24 hours at room temperature. ⊚ indicates that no corrosion was observed at all, and ∘ indicates that the amount of corrosion was 20% or less. Further, Δ indicates that the amount of corrosion was 20% or more. As a result, by adding Cr, Ru, and Rh in combination, the corrosion resistance is remarkably improved although μ is slightly decreased, and the soft magnetic alloy film of the present invention has excellent soft magnetic characteristics and corrosion resistance. I understand. In addition to the above Cr, Ru, Rh, Cu, Pd, Ag, Ir, P
Similar effects can be obtained by adding t, Au or the like alone or in combination.

【0034】[0034]

【表3】 表3はFe−(Co,Ni)−Ta−B−CにTi,C
rを添加したものを600℃で熱処理を行った時の1M
Hzのμ、Hcと膜組成との関係を示したものである。
これらの組成においても良好な軟磁気特性が得られてい
る。
[Table 3] Table 3 shows that Fe- (Co, Ni) -Ta-BC has Ti, C
1M when heat-treated at 600 ° C with r added
It shows the relationship between μ and Hc of Hz and film composition.
Good soft magnetic properties are obtained also in these compositions.

【0035】図1は表1のNo.1の膜のX線回折パタ
ーンである。アズ・デポ(as depo)状態でのパ
ターンは非晶質特有のハローパターンを示しているが、
600度で熱処理した後のパターンはb.c.c−Fe
の{110}面と{200}面の反射が現れている。S
herrerの式から求めた結晶粒径は約10nmであ
り微細な結晶相が析出していることを示している。ま
た、上記表に示した組成とも回折パターンにに大きな相
違はなく結晶構造は基本的に同じになっている。このよ
うに合金膜の結晶組織が微細化することにより、優れた
軟磁気特性が得られるようになる。
FIG. 1 shows No. 1 in Table 1. 2 is an X-ray diffraction pattern of the film of No. 1. The pattern in the as depo state shows a halo pattern peculiar to amorphous,
The pattern after the heat treatment at 600 degrees is b. c. c-Fe
The reflections of the {110} plane and the {200} plane of are shown. S
The crystal grain size obtained from the Herrer's equation is about 10 nm, which indicates that a fine crystal phase is precipitated. Further, there is no big difference in the diffraction pattern from the compositions shown in the above table, and the crystal structures are basically the same. By thus making the crystal structure of the alloy film finer, excellent soft magnetic characteristics can be obtained.

【0036】なお、本発明に係わる軟磁性合金膜は結晶
組織が基本的に平均結晶粒径が0.08μm以下の微結
晶組織からなるものであればよいので、微結晶組織が全
体の50vol%以上を占めていれば、非晶質相が混合
していても本発明の目的とする磁気特性等を得ることが
可能である。
Since the soft magnetic alloy film according to the present invention basically has a crystal structure of a fine crystal structure having an average crystal grain size of 0.08 μm or less, the fine crystal structure is 50 vol% of the whole. As long as it is in the above range, it is possible to obtain the magnetic characteristics and the like targeted by the present invention even when the amorphous phase is mixed.

【0037】図2は表1のサンプルNo.1(白丸)お
よびサンプルNo.9(黒丸)の磁歪λsと熱処理温度
の関係を示したグラフである。図2からサンプルNo.
1、9とも適当な温度の熱処理を施すことにより、λs
が10-7台と小さな値を示すことがわかる。
FIG. 2 shows sample No. 1 in Table 1. 1 (white circle) and sample No. It is the graph which showed the magnetostriction (lambda) of 9 (black circle), and the relationship of heat processing temperature. Sample No.
By subjecting both 1 and 9 to heat treatment at an appropriate temperature, λs
It can be seen that shows a small value of 10 -7 .

【0038】本実施例の熱処理はすべて無磁界中熱処理
であるが、静磁界中で熱処理を行い磁化困難軸を磁路と
して用いることにより、あるいは、回転磁界中で熱処理
を行い巨視的な異方性分散を抑制することにより軟磁気
特性をさらに向上させることが可能である。
Although all the heat treatments in this embodiment are heat treatments in a non-magnetic field, they are macroscopically anisotropic by heat treatment in a static magnetic field and using the hard axis of magnetization as a magnetic path, or heat treatment in a rotating magnetic field. It is possible to further improve the soft magnetic characteristics by suppressing the property dispersion.

【0039】次に、本発明の軟磁性合金膜を磁気ヘッド
に使用した場合の一例を図2を参照して説明する。図3
は上記本実施例による軟磁性合金膜を用いた磁気ヘッド
の斜視図である。この種の磁気ヘッドはMIG(メタル
・イン・ギャップ)ヘッドと呼ばれるものであり、Mn
−Znフェライトから作成されたじきこあ(1a)、
(1b)に軟磁性合金膜(2)がスパッタリング法など
により形成され、溶着ガラス(3)によって磁気コア
(1a)、(1b)が接合一体化される。このとき軟磁
性合金膜(2)の熱処理を同時に行う。さらに、磁気コ
ア(1a)、(1b)の突き合わせ面にギャップ(4)
が形成され、巻線穴(6)、巻線係止溝(7a)、(7
b)を通して線材(5)を所定ターン巻回し、コイル
(8)を形成する。
Next, an example of using the soft magnetic alloy film of the present invention in a magnetic head will be described with reference to FIG. Figure 3
FIG. 6 is a perspective view of a magnetic head using the soft magnetic alloy film according to the present embodiment. This type of magnetic head is called an MIG (metal-in-gap) head.
-Jikikoa (1a) made from Zn ferrite,
A soft magnetic alloy film (2) is formed on (1b) by a sputtering method or the like, and magnetic cores (1a) and (1b) are joined and integrated by a fused glass (3). At this time, heat treatment of the soft magnetic alloy film (2) is simultaneously performed. Further, a gap (4) is formed on the abutting surfaces of the magnetic cores (1a) and (1b).
Is formed, the winding hole (6), the winding locking groove (7a), (7
The wire (5) is wound for a predetermined turn through b) to form the coil (8).

【0040】このように形成された磁気ヘッドは上記軟
磁性合金膜を使用しているため優れた記録再生特性を示
すことは明らかである。また、上記磁気ヘッドはMIG
ヘッドに用いた場合であるが、積層タイプの磁気ヘッド
や薄膜磁気ヘッド等にも用いることが可能である。
It is apparent that the magnetic head thus formed exhibits excellent recording / reproducing characteristics because it uses the soft magnetic alloy film. The magnetic head is MIG.
Although it is used for a head, it can also be used for a laminated type magnetic head, a thin film magnetic head, or the like.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1、2に示した発明によれば、高
透磁率と高飽和磁束密度と低保磁力とを兼ね備えた優れ
た軟磁性合金膜を提供できる。
According to the inventions set forth in claims 1 and 2, it is possible to provide an excellent soft magnetic alloy film having a high magnetic permeability, a high saturation magnetic flux density and a low coercive force.

【0042】請求項3、4、5に示した発明によれば、
高透磁率と高飽和磁束密度と低保磁力を維持しつつ優れ
た耐蝕性を備えた軟磁性合金膜を提供することができ
る。さらに、本発明によれば磁歪定数も±10-6〜10
-7と良好であり、しかも600℃以上の高温で熱処理さ
れているため、磁気ヘッドなどに応用する場合、耐環境
性に優れた中〜高融点ガラスの使用が可能である。
According to the inventions set forth in claims 3, 4, and 5,
It is possible to provide a soft magnetic alloy film having excellent corrosion resistance while maintaining high permeability, high saturation magnetic flux density and low coercive force. Furthermore, according to the present invention, the magnetostriction constant is ± 10 −6 to 10
-7 is good, and since it is heat-treated at a high temperature of 600 ° C. or higher, it is possible to use a medium to high melting point glass having excellent environmental resistance when applied to a magnetic head or the like.

【0043】また、本発明において、BとCを複合添加
することによりFeを主成分とするb.c.c相の析出
が均一な微細結晶粒組織となり、結晶磁気異方性による
軟磁性への悪影響が軽減されるため良好な軟磁気特性が
得られる。
Further, in the present invention, by adding B and C in combination, b. c. Precipitation of the c-phase results in a uniform fine grain structure, and adverse effects on soft magnetism due to crystal magnetic anisotropy are reduced, so that good soft magnetic characteristics can be obtained.

【0044】さらに、元素T(=Co,Ni)を少量添
加し、磁歪定数を調整することにより、上記の効果をさ
らに高めることができる。
Further, by adding a small amount of the element T (= Co, Ni) and adjusting the magnetostriction constant, the above effect can be further enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の軟磁性合金膜の一例のX線回折パター
ンを示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an X-ray diffraction pattern of an example of a soft magnetic alloy film of the present invention.

【図2】本発明の軟磁性合金膜の一例の磁歪定数λsと
熱処理温度の関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a magnetostriction constant λs and a heat treatment temperature of an example of a soft magnetic alloy film of the present invention.

【図3】本発明の軟磁性合金膜を磁気ヘッドに用いた時
の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view when the soft magnetic alloy film of the present invention is used in a magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 磁気コア 2 軟磁性合金膜 3 溶着ガラス 4 ギャップ 5 線材 6 巻線穴 7a,7b 巻線係止溝 1a, 1b Magnetic core 2 Soft magnetic alloy film 3 Welding glass 4 Gap 5 Wire rod 6 Winding hole 7a, 7b Winding locking groove

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次式で示される組成からなる合金膜に熱
処理を施すことにより作成された金属組織が基本的に平
均結晶粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合
金膜。 Fea f c d e 但し、LはTi,V,Mo,Wのうち少なくとも1種ま
たは2種以上、MはZr,Nb,Hf,Taのうち少な
くとも1種又は2種以上の元素であり、その組成範囲は
原子%で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦
15、0.5≦e≦15、0.1≦f≦15、1≦d+
e≦20である。
1. A soft magnetic alloy film in which a metallographic structure formed by heat-treating an alloy film having a composition represented by the following formula is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. Fe a L f M c B d C e However, L is at least one or more of Ti, V, Mo and W, and M is at least one or more of Zr, Nb, Hf and Ta. It is an element, and its composition range in atomic% is 70 ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦
15, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 15, 1 ≦ d +
e ≦ 20.
【請求項2】 次式で示される組成からなる合金膜に熱
処理を施すことにより作成された金属組織が基本的に平
均結晶粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合
金膜。 (Fe1-b b a f c d e 但し、XはCo,Niのうち1種または2種、LはT
i,V,Mo,Wのうち少なくとも1種または2種以
上、MはZr,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種
又は2種以上の元素であり、その組成範囲はb≦0.0
5、原子%で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦
d≦15、0.5≦e≦15、0.1≦f≦15、1≦
d+e≦20である。
2. A soft magnetic alloy film in which a metallographic structure formed by subjecting an alloy film having a composition represented by the following formula to a heat treatment is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. (Fe 1-b X b ) a L f M c B d C e However, X is one or two of Co and Ni, and L is T.
i, V, Mo, W, at least one element or two or more elements, M is Zr, Nb, Hf, Ta, or at least one element or two or more elements, and the composition range is b ≦ 0.0.
5, in atomic% 70 ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦
d ≦ 15, 0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 15, 1 ≦
d + e ≦ 20.
【請求項3】 次式で示される組成からなる合金膜に熱
処理を施すことにより作成された金属組織が基本的に平
均結晶粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合
金膜。 Fea g c d e 但し、YはCr,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,I
r,Pt,Auのうち少なくとも1種または2種以上、
MはZr,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種又は
2種以上の元素であり、その組成範囲は原子%で70≦
a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦15、0.5≦
e≦15、0.1≦g≦10、1≦d+e≦20であ
る。
3. A soft magnetic alloy film having a metal structure basically formed by crystallizing grains having an average grain size of 0.08 μm or less by subjecting an alloy film having a composition represented by the following formula to heat treatment. Fe a Y g M c B d C e However, Y is Cr, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, I.
at least one or two or more of r, Pt, and Au,
M is at least one element or two or more elements of Zr, Nb, Hf, and Ta, and the composition range thereof is 70% in atomic%.
a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦ 15, 0.5 ≦
e ≦ 15, 0.1 ≦ g ≦ 10, 1 ≦ d + e ≦ 20.
【請求項4】 次式で示される組成からなる合金膜に熱
処理を施すことにより作成された金属組織が基本的に平
均結晶粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合
金膜。 (Fe1-b b a g c d e 但し、XはCo,Niのうち1種または2種、YはC
r,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,Ir,Pt,Au
のうち少なくとも1種または2種以上、MはZr,N
b,Hf,Taのうち少なくとも1種又は2種以上の元
素であり、その組成範囲はb≦0.05、原子%で70
≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦15、0.5
≦e≦15、0.1≦g≦10、1≦d+e≦20であ
る。
4. A soft magnetic alloy film in which a metal structure formed by subjecting an alloy film having a composition represented by the following formula to a heat treatment is basically composed of crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. (Fe 1-b X b ) a Y g M c B d C e However, X is one or two of Co and Ni, and Y is C.
r, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au
At least one or more of them, M is Zr, N
At least one element or two or more elements of b, Hf, and Ta, the composition range of which is b ≦ 0.05, 70% by atomic%
≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦ 15, 0.5
≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ g ≦ 10, 1 ≦ d + e ≦ 20.
【請求項5】 次式で示される組成からなる合金膜に熱
処理を施すことにより作成された金属組織が基本的に平
均結晶粒径0.08μm以下の結晶粒からなる軟磁性合
金膜。 (Fe1-b b a g f c d e 但し、XはCo,Niのうち1種または2種、YはC
r,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,Ir,Pt,Au
のうち少なくとも1種または2種以上、LはTi,V,
Mo,Wのうち少なくとも1種または2種以上、MはZ
r,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種又は2種以
上の元素であり、その組成範囲はb≦0.05、原子%
で70≦a≦90、5≦c≦15、0.5≦d≦15、
0.5≦e≦15、0.1≦f≦15、0.1≦g≦1
0、1≦d+e≦20である。
5. A soft magnetic alloy film in which a metal structure formed by heat-treating an alloy film having a composition represented by the following formula basically comprises crystal grains having an average crystal grain size of 0.08 μm or less. (Fe 1-b X b ) a Y g L f M c B d C e However, X is one or two of Co and Ni, and Y is C.
r, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au
Of these, at least one or more, L is Ti, V,
At least one or more of Mo and W, and M is Z
At least one element or two or more elements out of r, Nb, Hf, and Ta, the composition range of which is b ≦ 0.05, atomic%
70 ≦ a ≦ 90, 5 ≦ c ≦ 15, 0.5 ≦ d ≦ 15,
0.5 ≦ e ≦ 15, 0.1 ≦ f ≦ 15, 0.1 ≦ g ≦ 1
0 and 1 ≦ d + e ≦ 20.
【請求項6】 熱処理を施すことにより作成された金属
組織が非晶質相を含む請求項1、2、3、4または5に
記載の軟磁性合金膜。
6. The soft magnetic alloy film according to claim 1, wherein the metal structure produced by heat treatment contains an amorphous phase.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850334A1 (en) * 2006-04-27 2007-10-31 Heraeus, Inc. Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1850334A1 (en) * 2006-04-27 2007-10-31 Heraeus, Inc. Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target

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