JPH09310200A - Electrodeposition plating device - Google Patents
Electrodeposition plating deviceInfo
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- JPH09310200A JPH09310200A JP12581996A JP12581996A JPH09310200A JP H09310200 A JPH09310200 A JP H09310200A JP 12581996 A JP12581996 A JP 12581996A JP 12581996 A JP12581996 A JP 12581996A JP H09310200 A JPH09310200 A JP H09310200A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被めっき体に対し
てめっきをする電着めっき装置に関し、特に、組成のば
らつきがなく被めっき体に対してめっきすることが可能
な電着めっき装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeposition plating apparatus for plating an object to be plated, and more particularly to an electrodeposition plating apparatus capable of plating an object to be plated without variations in composition. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば磁気センサ、磁気ヘッド等
に用いられる軟磁性薄膜等を成膜する際、電着めっき装
置が採用されている。そして、特に、薄膜磁気ヘッドの
磁気コアに用いられるＮｉ−Ｆｅ膜を成膜する際の電着
めっき装置では、高度な均一性を有する薄膜を形成する
ことが必要となる。2. Description of the Related Art In recent years, an electrodeposition plating apparatus has been adopted for forming a soft magnetic thin film or the like used in, for example, a magnetic sensor or a magnetic head. In particular, it is necessary to form a thin film having a high degree of uniformity in an electrodeposition plating apparatus for forming a Ni—Fe film used for a magnetic core of a thin film magnetic head.
【０００３】そして、この薄膜磁気ヘッドのＮｉ−Ｆｅ
膜において、電着めっき装置が用いられる理由として
は、電着めっき法によれば、凹凸のある被めっき体表面
に対して均一な膜質及び膜厚で成膜できること、狭トラ
ック幅、特に１０μｍ以下のトラック幅を高精度に形成
できることが挙げられる。The Ni--Fe of this thin film magnetic head is
The reason why the electrodeposition plating apparatus is used for the film is that the electrodeposition plating method allows the film to be formed with a uniform film quality and film thickness on the uneven surface of the object to be plated, and the narrow track width, particularly 10 μm or less The track width can be formed with high precision.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一方、上述したような
Ｎｉ−Ｆｅ膜では、薄膜磁気ヘッド等に用いられる場
合、その電磁変換特性を均一に保持するために、膜特性
のコントロールが要求されている。特に、薄膜磁気ヘッ
ド等に用いられるＮｉ−Ｆｅ膜は、磁気特性の変動を抑
えるため、ばらつきのない均一な膜組成を有することが
必要不可欠である。On the other hand, when the Ni-Fe film as described above is used in a thin-film magnetic head or the like, it is required to control the film characteristics in order to keep its electromagnetic conversion characteristics uniform. There is. In particular, it is essential that the Ni-Fe film used for a thin film magnetic head or the like has a uniform film composition without variation in order to suppress fluctuations in magnetic characteristics.
【０００５】具体的には、Ｎｉ−Ｆｅ膜の膜特性は、Ｆ
ｅの組成分散３σが±０．３ａｔ％以下となることが望
まれている。Specifically, the film characteristics of the Ni-Fe film are F
It is desired that the compositional dispersion 3σ of e be ± 0.3 at% or less.
【０００６】しかしながら、上述したような従来の電着
めっき装置では、上述したＮｉ−Ｆｅ膜の膜特性が達成
されていなかった。すなわち、従来の電着めっき装置で
は、ばらつきのない均一な膜組成を有するＮｉ−Ｆｅ膜
を形成することが困難であるといった問題点があった。However, the above-mentioned film characteristics of the Ni--Fe film have not been achieved by the conventional electrodeposition plating apparatus as described above. That is, there is a problem in that it is difficult to form a Ni—Fe film having a uniform film composition with no variation in the conventional electrodeposition plating apparatus.
【０００７】そこで、本発明は、上述したような従来の
電着めっき装置の実状に鑑み、ばらつきのない均一な膜
組成を有するめっき層を形成することのできる電着めっ
き装置を提供することを目的とする。Therefore, in view of the actual condition of the conventional electrodeposition plating apparatus as described above, the present invention provides an electrodeposition plating apparatus capable of forming a plating layer having a uniform film composition without variation. To aim.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成した
本発明に係る電着めっき装置は、めっき液が充填される
めっき槽と、このめっき槽内に配設され、めっき液に浸
漬する陽極部と、この陽極部に対向して配設され、被め
っき体を支持する陰極部とを備える。また、この電着め
っき装置は、上記めっき槽内に配され、回転駆動される
ことによりめっき液を攪拌する攪拌翼と、この攪拌翼と
上記被めっき体との間に位置して、往復駆動されること
によりめっき液を攪拌する攪拌棒とを備える。The electrodeposition plating apparatus according to the present invention, which has achieved the above-mentioned object, is a plating tank filled with a plating solution, and an anode disposed in the plating tank and immersed in the plating solution. And a cathode part that is disposed so as to face the anode part and supports the object to be plated. Further, this electrodeposition plating apparatus is disposed in the plating tank and is rotated and driven to stir the plating solution, and is positioned between the stirring blade and the object to be plated and reciprocally driven. And a stirring rod for stirring the plating solution.
【０００９】以上のように構成された本発明に係る電着
めっき装置では、めっき液が攪拌翼及び攪拌棒により十
分に攪拌される。これにより、この電着めっき装置は、
被めっき体に対して組成にばらつきのないめっき層を形
成することができる。In the electrodeposition plating apparatus according to the present invention configured as described above, the plating solution is sufficiently stirred by the stirring blade and the stirring rod. As a result, this electroplating equipment
A plating layer having a uniform composition can be formed on the object to be plated.
【００１０】また、この電着めっき装置は、上記陰極部
に対してパルス電流を供給する電源を備えていることが
好ましい。Further, it is preferable that the electroplating apparatus is equipped with a power source for supplying a pulse current to the cathode section.
【００１１】このように、電着めっき装置では、パルス
電流を供給する電源を備えることによって、被めっき体
が成膜されるめっき層の厚み方向での組成にばらつきが
なく形成される。As described above, in the electrodeposition plating apparatus, by providing the power source for supplying the pulse current, the composition in the thickness direction of the plated layer on which the object to be plated is formed is formed without variation.
【００１２】さらに、この電着めっき装置は、めっき槽
内に充填されためっき液の温度変化量を±０．４℃以内
で制御する温度制御装置を備えていることが望ましい。Further, this electrodeposition plating apparatus is preferably equipped with a temperature control device for controlling the temperature change amount of the plating solution filled in the plating tank within ± 0.4 ° C.
【００１３】このように、電着めっき装置は、温度制御
装置によりめっき液の温度変化を±０．４℃以内に制御
することができる。これにより、電着めっき装置は、め
っき層中の組成をより均一化できる。As described above, the electrodeposition plating apparatus can control the temperature change of the plating solution within ± 0.4 ° C. by the temperature control device. Thereby, the electrodeposition plating apparatus can make the composition in the plating layer more uniform.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電着めっき装
置の好適な実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of an electrodeposition plating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１５】本実施の形態に係る電着めっき装置１は、
図１に示すように、めっき槽２と、このめっき槽２内に
配された陽極部３及び陰極部４と、この陽極部３と陰極
部４とに電気的に接続された電源部５と、この陽極部３
と陰極部４との間に配された攪拌翼６と、この攪拌翼６
と陰極部４との間に配された攪拌棒７と、めっき槽２内
に配された温度制御装置８と、めっき槽２の外部に配さ
れた磁界発生装置９とから構成されている。また、この
電着めっき装置１では、そのめっき槽２内にめっき液が
貯められている。さらに、この電着めっき装置１には、
めっき液を保存するための温度制御装置付保存槽（図示
せず。）が設けられている。この温度制御装置付保存槽
は、めっき槽内でめっきが施されないときにめっき液を
保存するための保存槽と、この保存槽内に保存されため
っき液の温度を制御する保存用温度制御装置とを有して
構成されている。The electrodeposition plating apparatus 1 according to this embodiment is
As shown in FIG. 1, a plating bath 2, an anode part 3 and a cathode part 4 arranged in the plating bath 2, and a power supply part 5 electrically connected to the anode part 3 and the cathode part 4. , This anode part 3
And a stirring blade 6 arranged between the cathode part 4 and the cathode part 4.
And a cathode section 4, a stirring rod 7, a temperature control device 8 arranged inside the plating tank 2, and a magnetic field generator 9 arranged outside the plating tank 2. Further, in this electrodeposition plating apparatus 1, a plating solution is stored in the plating tank 2. Furthermore, this electrodeposition plating apparatus 1 has
A storage tank with a temperature control device (not shown) for storing the plating solution is provided. This storage tank with temperature control device is a storage tank for storing the plating solution when plating is not performed in the plating tank, and a storage temperature control device for controlling the temperature of the plating solution stored in this storage tank. And is configured.
【００１６】めっき液は、表１に示すような組成からな
る。The plating solution has a composition as shown in Table 1.
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】陽極部３及び陰極部４は、めっき槽２内に
おいて相対向して配されている。そして、この陰極部４
には、被めっき体である基板１０が装着されている。ま
た、陽極部３及び陰極部４に接続された電源部５は、詳
細は後述するがパルス電流を発生し、このパルス電流を
陽極部３から陰極部４に対して供給する。The anode part 3 and the cathode part 4 are arranged facing each other in the plating tank 2. And this cathode part 4
A substrate 10, which is an object to be plated, is mounted on. The power supply unit 5 connected to the anode unit 3 and the cathode unit 4 generates a pulse current, which will be described in detail later, and supplies the pulse current from the anode unit 3 to the cathode unit 4.
【００１９】攪拌翼６は、陽極部３と陰極部４との間
で、図１中Ｔ1で示すように、陰極部４から約５ｃｍ離
間した位置に配されている。そして、この攪拌翼６に
は、図示しない動力源が接続されている。この攪拌翼６
は、この動力源によりめっき槽２内で回転駆動し、めっ
き槽２内に貯められためっき液を攪拌するように構成さ
れている。The stirring blade 6 is arranged between the anode portion 3 and the cathode portion 4 at a position separated from the cathode portion 4 by about 5 cm, as indicated by T 1 in FIG. A power source (not shown) is connected to the stirring blade 6. This stirring blade 6
Is configured to be rotationally driven in the plating tank 2 by this power source to agitate the plating solution stored in the plating tank 2.
【００２０】攪拌棒７は、上述した攪拌翼６と陰極部４
との間で、図１中Ｔ2で示すように、陰極部４から約３
ｃｍ未満、より好ましくは約１ｃｍ未満の位置に配され
ている。また、この攪拌棒７には、図示しない動力源が
接続されている。この攪拌棒７は、この動力源によりめ
っき槽２内で往復駆動し、めっき槽２内に貯められため
っき液を攪拌するように構成されている。このとき、攪
拌棒７は、図１中矢印で示すように、陰極部４に装着さ
れた基板１０の外形寸法よりも大きな領域を往復駆動す
る。なお、ここで、攪拌棒７は、その断面形状が略円形
とされているが、かかる形状に限定されるものではな
い。すなわち、攪拌棒７は、その断面形状が多角形等で
あってもよい。The stirring rod 7 includes the stirring blade 6 and the cathode portion 4 described above.
Between the cathode part 4 and the cathode part 4 as shown by T 2 in FIG.
It is arranged at a position less than cm, more preferably less than about 1 cm. A power source (not shown) is connected to the stirring rod 7. The stirring rod 7 is configured to be reciprocally driven in the plating tank 2 by this power source to stir the plating solution stored in the plating tank 2. At this time, the stirring rod 7 reciprocates in a region larger than the outer dimension of the substrate 10 mounted on the cathode portion 4, as shown by the arrow in FIG. Here, the stirring rod 7 has a substantially circular cross-sectional shape, but is not limited to this shape. That is, the stirring rod 7 may have a polygonal cross section or the like.
【００２１】温度制御装置８は、めっき槽２内に配さ
れ、めっき槽２内に貯められためっき液の温度を制御す
るためのものである。この温度制御装置８は、めっき液
の温度を所望の温度とし、その温度変化を±０．４℃以
内となるように制御することが可能である。The temperature controller 8 is arranged in the plating tank 2 and controls the temperature of the plating solution stored in the plating tank 2. The temperature control device 8 can control the temperature of the plating solution to a desired temperature and control the temperature change to be within ± 0.4 ° C.
【００２２】磁界発生装置９は、めっき槽２の外部に配
され、めっき槽２内に一定方向の磁界を発生させる、例
えばヘルムホルツコイル等からなる。この磁界発生装置
９は、発生する磁界により陰極部４に装着された基板１
０に対して一定の磁界を印加する。The magnetic field generator 9 is arranged outside the plating tank 2 and is composed of, for example, a Helmholtz coil or the like for generating a magnetic field in a predetermined direction inside the plating tank 2. This magnetic field generator 9 is provided with the substrate 1 mounted on the cathode part 4 by the generated magnetic field.
A constant magnetic field is applied to 0.
【００２３】温度制御装置付保存槽は、図示しないが、
上述しためっき槽の外部に設けられている。そして、こ
の温度制御装置付保存槽は、その保存用温度制御装置に
より保存槽内に保存されているめっき液を所望の温度に
保持するようになっている。The storage tank with a temperature control device is not shown,
It is provided outside the plating bath described above. The storage tank with the temperature control device is configured to hold the plating solution stored in the storage tank at a desired temperature by the storage temperature control device.
【００２４】以上のように構成された電着めっき装置１
は、図２に示すようなオリフラ面を有する略円盤状の基
板１０に対してＦｅ−Ｎｉのめっきを施す。Electrodeposition plating apparatus 1 configured as described above
Performs Fe—Ni plating on a substantially disk-shaped substrate 10 having an orientation flat surface as shown in FIG.
【００２５】この基板１０は、Ｔｉを主成分とする下地
上にスパッタリング法を用いて約６．６ｎｍの膜厚でＮ
ｉ−Ｆｅ層を形成してなる。そして、この基板１０は、
陰極部４に装着され、めっき槽２内に充填されためっき
液内に浸漬される。This substrate 10 has a thickness of about 6.6 nm and is N
An i-Fe layer is formed. And this substrate 10 is
It is mounted on the cathode part 4 and immersed in the plating solution filled in the plating tank 2.
【００２６】そして、電着めっき装置１では、この状態
で攪拌翼６が回転駆動することによって、めっき槽２内
でめっき液が十分に攪拌される。これと同時に、電着め
っき装置１では、攪拌棒７が往復駆動することによっ
て、基板１０表面の近傍において、めっき液の濃度がば
らつきがなく均一な状態とされる。In the electrodeposition plating apparatus 1, the stirring blade 6 is rotationally driven in this state so that the plating solution is sufficiently stirred in the plating tank 2. At the same time, in the electrodeposition plating apparatus 1, the stirring rod 7 is reciprocally driven, so that the concentration of the plating solution is uniform in the vicinity of the surface of the substrate 10 without variation.
【００２７】そして、電着めっき装置１では、上述した
ように、めっき液が十分攪拌された状態で、電源部５よ
り約３０Ａのパルス電流が陽極部３側に供給される。こ
のとき、めっき液中のＦｅイオンとＮｉイオンとは、正
に帯電しているため、陰極部４へと移動する。そして、
基板１０には、その表面近傍に存在するＦｅイオンとＮ
ｉイオンとがその表面に被着することによって、Ｎｉ−
Ｆｅめっき層が形成される。ここで、電源部５より供給
されるパルス電流は、約３０Ａに限定されず、被めっき
体により最適の電流量に変化される。Then, in the electrodeposition plating apparatus 1, as described above, a pulse current of about 30 A is supplied from the power source section 5 to the anode section 3 side in a state where the plating solution is sufficiently stirred. At this time, since Fe ions and Ni ions in the plating solution are positively charged, they move to the cathode portion 4. And
The substrate 10 has Fe ions and N existing near its surface.
When the i-ion is deposited on the surface, Ni-
An Fe plating layer is formed. Here, the pulse current supplied from the power supply unit 5 is not limited to about 30 A, and is changed to an optimum amount of current depending on the object to be plated.
【００２８】また、この電着めっき装置１では、温度制
御装置８がめっき液の温度を約５６．３℃近傍に設定
し、めっき液の温度変化を±０．４℃以内に制御する。
これにより、電着めっき装置１では、めっき液の温度に
依存する濃度変化を制御することができる。ここで、め
っき液の温度は、約５６．３℃に限定されず、めっき液
の組成等により最適な温度とされる。In the electrodeposition plating apparatus 1, the temperature controller 8 sets the temperature of the plating solution to about 56.3 ° C. and controls the temperature change of the plating solution within ± 0.4 ° C.
As a result, the electrodeposition plating apparatus 1 can control the change in concentration depending on the temperature of the plating solution. Here, the temperature of the plating solution is not limited to about 56.3 ° C., and is set to an optimum temperature depending on the composition of the plating solution and the like.
【００２９】ここで、表２に上述した電着めっき装置１
の諸条件をまとめて示す。Here, the electrodeposition plating apparatus 1 described above in Table 2 is used.
The various conditions of are summarized below.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】そして、磁界発生装置９は、一定方向の磁
界を発生し、めっき槽２内にその磁界を印加している。
このとき、磁界発生装置９は、１００〜２０００Ｏｅの
磁界を発生し、特に２００〜１０００Ｏｅ程度の磁界を
発生することが好ましい。これにより、基板１０表面に
は、一定方向の異方性が付与されたＮｉ−Ｆｅめっき層
が形成される。The magnetic field generator 9 generates a magnetic field in a fixed direction and applies the magnetic field to the plating tank 2.
At this time, the magnetic field generator 9 preferably generates a magnetic field of 100 to 2000 Oe, and particularly preferably a magnetic field of about 200 to 1000 Oe. As a result, a Ni—Fe plating layer provided with anisotropy in a certain direction is formed on the surface of the substrate 10.
【００３２】以上のように電着めっき装置１により形成
されたＮｉ−Ｆｅめっき層は、図３に示すように、その
Ｆｅイオンの濃度にばらつきが生じることなく形成され
る。この図３は、図２に示した基板１０上に形成された
Ｎｉ−Ｆｅめっき層中のＦｅ組成分布を示している。The Ni--Fe plating layer formed by the electrodeposition plating apparatus 1 as described above is formed without variations in the Fe ion concentration, as shown in FIG. FIG. 3 shows the Fe composition distribution in the Ni—Fe plating layer formed on the substrate 10 shown in FIG.
【００３３】また、この電着めっき装置１では、攪拌翼
６と攪拌棒７とを用いてめっき液を攪拌することによっ
て、十分にめっき液を攪拌することができる。このと
き、電着めっき装置１では、図４に示すように、めっき
槽２に供給される電流値に応じてＦｅの組成分散３σの
値が変化する。In this electrodeposition plating apparatus 1, the plating solution can be sufficiently stirred by stirring the plating solution using the stirring blade 6 and the stirring rod 7. At this time, in the electrodeposition plating apparatus 1, as shown in FIG. 4, the value of the compositional dispersion 3σ of Fe changes according to the current value supplied to the plating tank 2.
【００３４】この図４から明らかなように、この電着め
っき装置１では、めっき槽２に供給される電流値が３０
Ａ近傍で、基板１０に施されたＮｉ−Ｆｅめっき層中の
Ｆｅの組成分散３σの値が０．３ａｔ％以下となる。し
たがって、この電着めっき装置１では、図３に示したよ
うに、基板１０に対して均一な組成を有するＮｉ−Ｆｅ
めっき層を施すことができる。As is apparent from FIG. 4, in this electrodeposition plating apparatus 1, the current value supplied to the plating tank 2 is 30.
In the vicinity of A, the value of the compositional dispersion 3σ of Fe in the Ni—Fe plating layer applied to the substrate 10 becomes 0.3 at% or less. Therefore, in this electrodeposition plating apparatus 1, as shown in FIG. 3, Ni-Fe having a uniform composition with respect to the substrate 10 is used.
A plating layer can be applied.
【００３５】また、この図４から明らかなように、この
電着めっき装置１では、めっき槽２に供給される電流値
が３０Ａより大の領域で、Ｆｅの組成分散３σの電流値
依存性が低くなる。したがって、この電着めっき装置１
では、電流値が３０Ａより大とされても、Ｆｅの組成分
散３σが急激に変化することなく、比較的良好な膜特性
となる。Further, as is clear from FIG. 4, in this electrodeposition plating apparatus 1, in the region where the current value supplied to the plating tank 2 is larger than 30 A, the dependence of the Fe composition dispersion 3σ on the current value is shown. Get lower. Therefore, this electrodeposition plating apparatus 1
Then, even if the current value is set to be larger than 30 A, the compositional distribution 3σ of Fe does not change abruptly and the film characteristics are relatively good.
【００３６】ここで、上述した電着めっき装置１と比較
するために、図５に示す電着めっき装置２０と、図６に
示す電着めっき装置３０とを比較例として示す。なお、
これら電着めっき装置２０，３０において、上述した電
着めっき装置１と同一の部材に関して、同一の符号を付
することによりその詳細な説明は省略する。Here, in order to compare with the above-mentioned electrodeposition plating apparatus 1, an electrodeposition plating apparatus 20 shown in FIG. 5 and an electrodeposition plating apparatus 30 shown in FIG. 6 are shown as comparative examples. In addition,
In these electrodeposition plating apparatuses 20 and 30, the same members as those of the above-described electrodeposition plating apparatus 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００３７】比較例１として挙げる電着めっき装置２０
は、図５に示すように、めっき槽２内に攪拌翼２１を有
している。この電着めっき装置２０では、攪拌翼２１が
回転駆動することによって、めっき槽２内に充填された
めっき液が攪拌される。Electrodeposition plating apparatus 20 listed as Comparative Example 1
Has a stirring blade 21 in the plating tank 2, as shown in FIG. In this electrodeposition plating apparatus 20, the stirring blade 21 is rotationally driven to stir the plating solution filled in the plating tank 2.
【００３８】この電着めっき装置２０を用いてＮｉ−Ｆ
ｅめっき層を形成したところ、Ｆｅ組成分布は、図７に
示すようになった。この図７から明らかなように、この
電着めっき装置２０では、攪拌翼２１によりめっき液が
十分に攪拌されず、均一な膜組成を有するＮｉ−Ｆｅめ
っき層が形成されない。Using this electrodeposition plating apparatus 20, Ni-F
When the e-plated layer was formed, the Fe composition distribution was as shown in FIG. As is clear from FIG. 7, in the electrodeposition plating apparatus 20, the stirring blade 21 does not sufficiently stir the plating solution, and the Ni—Fe plating layer having a uniform film composition is not formed.
【００３９】このときの、Ｆｅの組成分散３σは、図８
に示すように、めっき槽２に供給する電流値を変化させ
ても、０．５ａｔ％以上の値しかとらない。これは、電
着めっき装置２０では、攪拌翼２１によるめっき液の攪
拌が十分でなく、基板１０表面の近傍におけるめっき液
の濃度にばらつきがあるためであると考えられる。The compositional dispersion 3σ of Fe at this time is shown in FIG.
As shown in, even if the current value supplied to the plating tank 2 is changed, the value is only 0.5 at% or more. It is considered that this is because in the electrodeposition plating apparatus 20, the stirring of the plating solution by the stirring blade 21 is not sufficient, and the concentration of the plating solution near the surface of the substrate 10 varies.
【００４０】また、比較例２として挙げる電着めっき装
置３０は、図６に示すように、めっき槽２内に攪拌棒３
１を有している。この電着めっき装置３０では、攪拌棒
３１が基板１０の外形寸法よりも大の領域を往復駆動す
ることによって、めっき槽２内に充填されためっき液が
攪拌される。Further, as shown in FIG. 6, the electrodeposition plating apparatus 30 given as Comparative Example 2 has a stirring rod 3 inside the plating tank 2.
One. In this electrodeposition plating apparatus 30, the stir bar 31 reciprocally drives a region larger than the outer dimension of the substrate 10 to stir the plating solution filled in the plating tank 2.
【００４１】この電着めっき装置３０を用いてＮｉ−Ｆ
ｅめっき層を形成したところ、Ｆｅの組成分散３σは、
図９に示すようになった。この図９から明らかなよう
に、電着めっき装置３０では、Ｎｉ−Ｆｅめっき層中の
Ｆｅの組成分散３σが、めっき槽２に供給する電流値を
変化させても、０．４ａｔ％以上の値しかとらない。し
かも、電着めっき装置３０により形成されたＮｉ−Ｆｅ
めっき層では、高電流量の領域において、Ｆｅの組成分
散３σの値の電流依存性が高くなる。これは、めっき槽
２中のめっき液が十分に攪拌されず、めっき液中の組成
にばらつきが生じるためと考えられる。Using this electrodeposition plating apparatus 30, Ni-F
When the e plating layer was formed, the compositional dispersion 3σ of Fe was
As shown in FIG. As is clear from FIG. 9, in the electrodeposition plating apparatus 30, the compositional dispersion 3σ of Fe in the Ni—Fe plating layer is 0.4 at% or more even if the current value supplied to the plating tank 2 is changed. It only takes a value. Moreover, the Ni-Fe formed by the electrodeposition plating apparatus 30
In the plated layer, the current dependency of the value of the compositional dispersion 3σ of Fe becomes high in the high current amount region. It is considered that this is because the plating solution in the plating tank 2 is not sufficiently stirred and the composition of the plating solution varies.
【００４２】上述した比較例１及び比較例２と比較し
て、電着めっき装置１では、めっき液が攪拌翼６と攪拌
棒７とにより攪拌されることによって、めっき液全体及
び基板１０表面の近傍において、めっき液の組成が良好
に分散される。これにより、電着めっき装置１は、基板
１０上に形成されたＮｉ−Ｆｅめっき層のＦｅの組成分
散３σを±０．３ａｔ％に維持することが可能となる。
したがって、電着めっき装置１は、膜特性が良好なＮｉ
−Ｆｅめっき層を形成することができる。As compared with Comparative Examples 1 and 2 described above, in the electrodeposition plating apparatus 1, the plating solution is agitated by the agitating blades 6 and the agitating rod 7, so that the entire plating solution and the surface of the substrate 10 are covered. In the vicinity, the composition of the plating solution is well dispersed. As a result, the electrodeposition plating apparatus 1 can maintain the Fe composition dispersion 3σ of the Ni—Fe plating layer formed on the substrate 10 at ± 0.3 at%.
Therefore, the electrodeposition plating apparatus 1 uses the Ni film having good film characteristics.
-Fe plating layer can be formed.
【００４３】さらに、上述した電着めっき装置１では、
陽極部３及び陰極部４に接続された電源部５がパルス電
流を発生する。これにより、電着めっき装置１では、Ｎ
ｉ−Ｆｅめっき層の厚み方向の組成が均一になる。Further, in the above electrodeposition plating apparatus 1,
The power supply unit 5 connected to the anode unit 3 and the cathode unit 4 generates a pulse current. As a result, in the electrodeposition plating apparatus 1, N
The composition in the thickness direction of the i-Fe plated layer becomes uniform.
【００４４】このことを実証するために、電源部５から
供給される電流が直流電流である場合と、電源部５から
供給される電流がパルス電流である場合とにおいて、Ｎ
ｉ−Ｆｅめっき層の厚み方向の組成を調べた。In order to verify this, when the current supplied from the power supply unit 5 is a direct current and when the current supplied from the power supply unit 5 is a pulse current, N
The composition of the i-Fe plated layer in the thickness direction was examined.
【００４５】電源部５から供給される電流が直流電流で
ある場合は、図１０に示すように、Ｎｉ−Ｆｅめっき層
の厚み方向で組成にばらつきがあった。すなわち、基板
１０に対して最初に形成されるＮｉ−Ｆｅめっき層（以
下、これを初期成長層と呼ぶ。）は、後に形成されたＮ
ｉ−Ｆｅめっき層と比較して、Ｆｅの割合が高くＮｉの
割合が低い。このように、直流電流を供給すると、Ｎｉ
−Ｆｅめっき層の厚み方向で組成にばらつきが生じるた
めに、良好な膜特性を有するＮｉ−Ｆｅめっき層を形成
することができない。When the current supplied from the power source section 5 was a direct current, the composition varied in the thickness direction of the Ni—Fe plating layer as shown in FIG. That is, the Ni—Fe plating layer that is first formed on the substrate 10 (hereinafter, this is referred to as the initial growth layer) is the N that is formed later.
The proportion of Fe is high and the proportion of Ni is low as compared with the i-Fe plated layer. Thus, when a direct current is supplied, Ni
Since the composition varies in the thickness direction of the -Fe plated layer, it is not possible to form the Ni-Fe plated layer having good film characteristics.
【００４６】これに対して、電源部５から供給される電
流がパルス電流である場合、電着めっき装置１は、図１
１に示すように、Ｎｉ−Ｆｅめっき層の厚み方向で組成
にばらつきがなく、均一にＮｉ−Ｆｅめっき層を形成す
る。すなわち、この場合の初期成長層には、後に形成さ
れたＮｉ−Ｆｅめっき層と比較して、ＦｅとＮｉとが略
々等しい割合で含有されている。On the other hand, when the current supplied from the power supply unit 5 is a pulse current, the electrodeposition plating apparatus 1 is
As shown in FIG. 1, the Ni-Fe plated layer is formed uniformly without any variation in composition in the thickness direction of the Ni-Fe plated layer. That is, in this case, the initial growth layer contains Fe and Ni at substantially the same ratio as compared with the Ni-Fe plating layer formed later.
【００４７】なお、図１０及び図１１において、横軸
は、膜厚方向の厚みを示し、縦軸は、Ｎｉ−Ｆｅめっき
層及び基板１０における組成割合を示している。また、
図１０及び図１１において、破線は、Ｎｉ−Ｆｅめっき
層と基板１０との境界を示している。10 and 11, the horizontal axis represents the thickness in the film thickness direction, and the vertical axis represents the composition ratio in the Ni—Fe plated layer and the substrate 10. Also,
10 and 11, the broken line indicates the boundary between the Ni—Fe plating layer and the substrate 10.
【００４８】さらにまた、この電着めっき装置１は、め
っき槽２に貯められためっき液の温度を制御する温度制
御装置８がめっき槽２内に設けられている。この温度制
御装置８は、めっき槽２内部に貯められためっき液の温
度変化を±０．４℃の範囲内、好ましくは±０．２℃の
範囲内に維持することができる。めっき液の温度とＮｉ
−Ｆｅめっき層中のＦｅの濃度との関係は、図１２に示
すように、直線的になっている。この図１２より明らか
なように、めっき液の温度は、Ｎｉ−Ｆｅめっき層の組
成に影響する。Furthermore, in this electrodeposition plating apparatus 1, a temperature control device 8 for controlling the temperature of the plating solution stored in the plating tank 2 is provided in the plating tank 2. This temperature control device 8 can maintain the temperature change of the plating solution stored in the plating tank 2 within a range of ± 0.4 ° C, preferably within a range of ± 0.2 ° C. Plating solution temperature and Ni
The relationship with the Fe concentration in the —Fe plating layer is linear as shown in FIG. As is clear from FIG. 12, the temperature of the plating solution affects the composition of the Ni—Fe plating layer.
【００４９】この場合、電着めっき装置１は、例えば、
めっき液の温度を５７℃に設定し、その温度変化を±
０．４℃の範囲内、好ましくは±０．２℃の範囲内に維
持する。これにより、電着めっき装置１は、薄膜磁気ヘ
ッド用として好適なＦｅ組成１９．０ａｔ％のＮｉ−Ｆ
ｅめっき層のＦｅの組成分散３σをより小さくすること
ができる。In this case, the electrodeposition plating apparatus 1 is, for example,
Set the temperature of the plating solution to 57 ° C and change the temperature by ±
Maintain within 0.4 ° C., preferably within ± 0.2 ° C. As a result, the electrodeposition plating apparatus 1 is suitable for thin-film magnetic heads and has a Ni composition of 19.0 at% Fe composition.
The compositional variation 3σ of Fe in the e-plated layer can be made smaller.
【００５０】さらにまた、この電着めっき装置１では、
図示しない外部に設けられた保存用温度制御装置８によ
りめっき液を所望の温度で保存する。Ｎｉ−Ｆｅめっき
層は、図１３に示すように、保存時の温度に応じて保存
前後でのＦｅ組成が変化する。なお、この図１３におい
ては、横軸がめっき液の保存温度を示し、縦軸が保存後
のＮｉ−Ｆｅめっき層中のＦｅの組成変化率を示したも
のである。Furthermore, in this electrodeposition plating apparatus 1,
The plating solution is stored at a desired temperature by a storage temperature controller 8 provided outside (not shown). As shown in FIG. 13, in the Ni—Fe plated layer, the Fe composition before and after storage changes according to the temperature during storage. In FIG. 13, the horizontal axis represents the storage temperature of the plating solution, and the vertical axis represents the composition change rate of Fe in the Ni-Fe plated layer after storage.
【００５１】このめっき液では、２５℃より低い温度で
保存されると、めっきの成分が析出してしまう。また、
このめっき液は、図１３に示すように、３５℃より高い
温度で保存されると、そのＦｅイオンの濃度が変化して
しまう。すなわち、これは、Ｎｉ−Ｆｅめっき層になる
Ｆｅイオンが２価のイオンであり、３５℃より高い温度
で保存することによりこの２価のＦｅイオンが３価にな
ることに起因する。In this plating solution, if it is stored at a temperature lower than 25 ° C., the plating components will be precipitated. Also,
As shown in FIG. 13, when this plating solution is stored at a temperature higher than 35 ° C., its Fe ion concentration changes. That is, this is because the Fe ions forming the Ni—Fe plating layer are divalent ions, and the bivalent Fe ions become trivalent when stored at a temperature higher than 35 ° C.
【００５２】そこで、電着めっき装置１では、めっき液
を保存する際、保存用温度制御装置によりめっき液を２
５〜３５℃に保持する。これによって、めっき液は、保
存時における組成の変化が防止される。したがって、電
着めっき装置１では、保存前後で同一の組成を有するＮ
ｉ−Ｆｅめっき層を形成することができる。Therefore, in the electrodeposition plating apparatus 1, when the plating solution is stored, the plating temperature is controlled by the storage temperature controller.
Hold at 5-35 ° C. This prevents the composition of the plating solution from changing during storage. Therefore, in the electrodeposition plating apparatus 1, N having the same composition before and after storage
An i-Fe plated layer can be formed.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る電着めっき装置では、攪拌翼と攪拌棒とによりめっ
き液を十分に攪拌することができ、めっき液全体及び被
めっき体表面の近傍で、めっき液が組成にばらつきがな
く均一な組成を有するものとすることができる。As described above in detail, in the electrodeposition plating apparatus according to the present invention, the plating solution can be sufficiently agitated by the stirring blade and the stirring rod, and the entire plating solution and the surface of the object to be plated. In the vicinity of, the plating solution can have a uniform composition with no variation in composition.
【００５４】これにより、この電着めっき装置では、被
めっき体に対して組成分散にばらつきのないめっきを施
すことができる。As a result, in this electrodeposition plating apparatus, it is possible to perform plating on the object to be plated without variation in composition dispersion.
【図１】本発明に係る電着めっき装置の構成を示す正面
図である。FIG. 1 is a front view showing a configuration of an electrodeposition plating apparatus according to the present invention.
【図２】めっきが施される基板の正面図である。FIG. 2 is a front view of a substrate to be plated.
【図３】めっきが施された基板上のＦｅの組成分布を示
す組成分布図である。FIG. 3 is a composition distribution diagram showing the composition distribution of Fe on a plated substrate.
【図４】本発明に係る電着めっき装置におけるＦｅの組
成分散３σと電流との関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between Fe composition dispersion 3σ and current in the electrodeposition plating apparatus according to the present invention.
【図５】比較例１に係る電着めっき装置の構成を示す正
面図である。5 is a front view showing the configuration of an electrodeposition plating apparatus according to Comparative Example 1. FIG.
【図６】比較例２に係る電着めっき装置の構成を示す正
面図である。FIG. 6 is a front view showing a configuration of an electrodeposition plating apparatus according to Comparative Example 2.
【図７】比較例１に係る電着めっき装置を用いてめっき
が施された基板上のＦｅの組成分布を示す組成分布図で
ある。FIG. 7 is a composition distribution diagram showing a composition distribution of Fe on a substrate plated by using the electrodeposition plating apparatus according to Comparative Example 1.
【図８】比較例１に係る電着めっき装置におけるＦｅの
組成分散３σと電流との関係を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between Fe composition dispersion 3σ and current in the electrodeposition plating apparatus according to Comparative Example 1.
【図９】比較例２に係る電着めっき装置におけるＦｅの
組成分散３σと電流との関係を示す特性図である。9 is a characteristic diagram showing the relationship between Fe composition dispersion 3σ and current in an electrodeposition plating apparatus according to Comparative Example 2. FIG.
【図１０】直流電流を用いて形成されたＮｉ−Ｆｅめっ
き層の膜厚方向の組成を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a composition in a film thickness direction of a Ni—Fe plating layer formed by using a direct current.
【図１１】パルス電流を用いて形成されたＮｉ−Ｆｅめ
っき層の膜厚方向の組成を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a composition in a film thickness direction of a Ni—Fe plated layer formed by using a pulse current.
【図１２】めっき液の温度とＮｉ−Ｆｅめっき層中のＦ
ｅ組成割合との関係を示す特性図である。FIG. 12: Temperature of plating solution and F in Ni-Fe plating layer
e is a characteristic diagram showing a relationship with a composition ratio.
【図１３】めっき液の保存温度とＮｉ−Ｆｅめっき層中
のＦｅ組成の変化率との関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the storage temperature of the plating solution and the rate of change of the Fe composition in the Ni—Fe plated layer.
１ 電着めっき装置、２ めっき槽、３ 陽極部、４
陰極部、５ 電源部、６攪拌翼、７ 攪拌棒、８ 温度
制御装置、９ 磁界発生装置、１０ 基板1 Electrodeposition plating equipment, 2 plating tanks, 3 anode parts, 4
Cathode part, 5 power supply part, 6 stirring blade, 7 stirring rod, 8 temperature control device, 9 magnetic field generating device, 10 substrate
Claims (8)
極部と、 上記陽極部に対向して配設され、被めっき体を支持する
陰極部と、 上記めっき槽内に配され、回転駆動されることによりめ
っき液を攪拌する攪拌翼と、 上記攪拌翼と上記被めっき体との間に位置して、往復駆
動されることによりめっき液を攪拌する攪拌棒と、 を備えることを特徴とする電着めっき装置。1. A plating tank filled with a plating solution, an anode section arranged in the plating tank and immersed in the plating solution, and arranged so as to face the anode section to support an object to be plated. A cathode part, a stirring blade that is placed in the plating tank, and stirs the plating solution by being driven to rotate; and a reciprocating drive that is located between the stirring blade and the object to be plated. An electrodeposition plating apparatus comprising: a stirring rod that stirs the plating solution.
法よりも大きな領域を往復運動することを特徴とする請
求項１記載の電着めっき装置。2. The electrodeposition plating apparatus according to claim 1, wherein the stirring rod reciprocates in a region larger than the outer dimension of the object to be plated.
れた上記陰極部に対して、５ｃｍ以上離れた位置に配さ
れ、上記攪拌棒は、上記被めっき体が支持された上記陰
極部に対して３ｃｍ以内に近接して配されることを特徴
とする請求項１記載の電着めっき装置。3. The stirring blade is arranged at a position separated by 5 cm or more from the cathode part on which the object to be plated is supported, and the stirring rod is the cathode part on which the object to be plated is supported. The electrodeposition plating apparatus according to claim 1, wherein the electrodeposition plating apparatus is arranged within 3 cm of the electrode.
ス電流を供給する電源を備えることを特徴とする請求項
１記載の電着めっき装置。4. The electrodeposition plating apparatus according to claim 1, further comprising a power supply for supplying a pulse current from the anode part to the cathode part.
温度変化を±０．４℃以内で制御する温度制御装置を備
えることを特徴とする請求項１記載の電着めっき装置。5. The electrodeposition plating apparatus according to claim 1, further comprising a temperature control device for controlling the temperature change of the plating solution filled in the plating tank within ± 0.4 ° C.
れた上記被めっき体の主面に対して略平行な磁界を印加
する磁界発生装置が備えられることを特徴とする請求項
１記載の電着めっき装置。6. The magnetic field generator for applying a magnetic field substantially parallel to the main surface of the object to be plated, which is supported by the cathode portion, to the plating bath. Electroplating equipment.
エルステッドの磁界を発生することを特徴とする請求項
６記載の電着めっき装置。7. The magnetic field generator is 100 to 2000.
The electrodeposition plating apparatus according to claim 6, wherein an Oersted magnetic field is generated.
の温度を制御して保存する温度制御装置付保存槽を有す
ることを特徴とする請求項１記載の電着めっき装置。8. The electrodeposition plating apparatus according to claim 1, further comprising a storage tank with a temperature control device for controlling and storing the temperature of the plating solution outside the plating tank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12581996A JPH09310200A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Electrodeposition plating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12581996A JPH09310200A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Electrodeposition plating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310200A true JPH09310200A (en) | 1997-12-02 |
Family
ID=14919731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12581996A Withdrawn JPH09310200A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Electrodeposition plating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310200A (en) |
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-
1996
- 1996-05-21 JP JP12581996A patent/JPH09310200A/en not_active Withdrawn
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