JPS63307294A

JPS63307294A - 強磁性コーティング用メッキ浴及びその使用方法

Info

Publication number: JPS63307294A
Application number: JP63128564A
Authority: JP
Inventors: シモン　ファング　チュング　リアオ; チャールズ　ヘンリィ　トルマン
Original assignee: Magnetic Peripherals Inc
Current assignee: Magnetic Peripherals Inc
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1988-12-14
Also published as: CA1329916C; EP0293107A2; JPH0225996B2; EP0293107A3; AU1635788A; US4756816A

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】［発明の背景］（１）発明の分野本発明は、ＣｏＦｅ合金の薄層フィルムを形成するため
に用いる電着工程に関するものであり、特に、比較的低
い操作温度で、低毒性の浴を利用し、磁気ヘッドの製造
に最適な磁気特性をもつＣｏＦｅ薄層フィルムを製造す
る工程に関するものである。

（２）　　関連技術の説明電気化学処理や基材上にＮ屑フイルム合金を電着するメ
ッキ装置と同様に、電気メツキ法は周知である。例えば
、１９７８年７月２５日刊行の米国特許第４，１０３，
７５６号で、カステラニイらは基材上にパーマロイ（Ｎ
ｉＦｅ）電気メッキを施す方法と装置を教示している。

カステラニイらによれば、概ね８０％のニッケルと２０
％の鉄の低磁気歪パーマロイの薄層フィルムを、基体上
に電気メッキすることができ、浴の条件は、シー１〜状
のメッキの場合には、Ｎｉ対Ｆｅイオンの比率が約１．
８：１〜２４：１ｇ／ｌで、メッキ電流密度が１０〜２
００ｍａ／ｃｍ２、マスクを通してメッキする場合には
、Ｎｉ／Ｆｅの比率が２５：１〜８５：１で、電流比；
度が２〜１１０ｍａ／ｃｍ２である。カステラニイらの
システムでは、メッキ浴の液体は、温度調節した環境下
で絶えず混合し、補給して、特定の電解液を提供し、所
望のパーマロイ薄層フィルムの電着を促進する。

電着されたパーマロイ薄層フィルムは、高飽和モーメン
ト、殆／υどゼロの磁気歪、高透磁率の如き卓抜した磁
気特性ゆえに、記録コアーの様な磁気記憶装置の応用で
広く用いられてきた。

記録密度が増加するにつれ、自己消磁損失を減少させて
アウトプットを増すために、高抗磁力をもつ記録媒体が
求められている。その結果、高抗磁力媒体を磁化する高
飽和モーメントをもつ記録コアーを有することが必要で
ある。

高密度媒体用途のために、パーマロイよりすぐれた飽和
モーメントと磁気特性をもっ薄層フィルムヘッドの開発
に努めた結果、種々の１層フィルム合金と製造法が開発
された。

１９８０年６月１７日刊行のミッモ１〜らの米国特許第
４．２０８．２５４号には、コバルトと鉄を用いて基体
上に薄層フィルムを形成させる電着の例が開示されてい
る。開示された合金は、７゜５〜５５％の鉄と９２．５
〜４５％のコバルト組成で、フッ素を含有するメッキ浴
を用いて得ている。

ミツモトらの技術で作られる合金は、高磁気歪をもつが
、メッキ中は比較的低温度のメッキ浴を用いて製造でき
る。ミツモトらの以前には、ＣｏＦｅ合金メッキは８０
〜９０℃の範囲の高温度が用いられ、浴組成は、例えば
、塩化コバル１〜、塩化第一鉄と塩化カルシウムが用い
られた。

ミツモトの目的とする用途には、高磁気歪は望ましい。

然し、この特性の磁気ヘッドには望ましくない。さらに
、ミツモトらのフッ素含有メッキ浴は、可成り危険であ
り、有毒液体である。従っ−１０＝て、磁気歪が殆んどゼロの薄層フィルムを生成するＣｏ
Ｆｅメッキに使用する、比較的低毒性の浴を、代替物と
して開発することが望まれた。

その伯の周知のＣｏＦｅ沈積技術には、真空蒸着又はス
パッタリング技術の如き、ドライメツソド（非電解液）
がある。真空蒸着法は可成り高い作業温度、通常２５０
℃以上の温度が必要であり、電気メツキフィルムに比較
して、可成り劣る磁気特性のフィルムが生成する。

前述の観点から、高い毒性の浴を必要とせず、磁気ヘッ
ド製造に用いろる適切な磁気特性を有する薄層フィルム
を生成する電着手法を用いて、低い温度環境下で、パー
マロイより大きい飽和モーメントを有するＣｏＦｅｖＩ
ｑ層フィルムを製造するのが望ましいのである。前に６
述べた如く、この様な特性は、高飽和モーメント以外に
、殆Ｉυどゼロの磁気歪、良好な透磁率、安定な磁気ド
メインをもつ薄層フィルムに含まれる。

「発明の概要］本発明によれば、強磁性のコバルト・鉄（ＣｏＦｅ）が
、導電性基体に電着され、ＣｏＦｅｌＪ層フィルムが作
られる。開示する湿式電着工程は、可成り低毒性のメッ
キ浴液の使用であり、その浴には、成分たるコバルトと
鉄が可溶塩として導入される。鉄の量はコバルトより少
なく、薄層フィルム中で概ね９０％のコバルトと１０％
の鉄の比率で沈積される。さらに、メッキ液は、ナトリ
ウムサッカリン、ドデシル硫酸ナトリウム、湿潤剤、緩
衝剤を含んでいる。

開示する電着工程と浴を使用して得られるＣｏＦｅ１層
フィルムは、磁気歪が殆んどゼロであり、磁気ヘッドに
適した透磁率、高度に安定化された磁気ドメインとパー
マロイの概ね２倍の飽和モーメントを有する。このフィ
ルムから作られる磁気ヘッドは、高密度、高抗磁力記録
媒体と組合せた用途に好適である。

高飽和モーメントをもつＣｏＦｅの薄層フィルムを沈積
させるために、電着工程に用いるに適した、比較的低毒
性のメッキ浴液を提供することが、本発明の目的である
。

電着工程に使用され、メッキが行われる浴温度が、既知
のＣ０ＦＯメツキ液と工程に比べて、比較的低温度が維
持されるメッキ浴液を提供することが、さらなる本発明
の目的である。

２ミクロンの範囲でＣｏＦｅ１層フィルムを生成させ、
該フィルムが磁性ヘッド製造に適した全磁気特性を示し
、特に高密度記録のための高抗磁力媒体と組合せで用い
るのに好適な磁気特性を示す、電着工程に用いるに適し
たメッキ浴液を提供することが、さらなる本発明の目的
である。

本発明は、前記の全ての目的を同時に実現するメッキ浴
を特徴とする。前記した浴と工程を用いて得られたＣｏ
Ｆｅフィルムは、全ての前記した望ましい磁気特性を有
する。さらに、開示したＣｏＦｅ電着工程に用いる比較
的に低毒性の浴は、この種の工程につきものである環境
上の問題を処理する。

本発明の目的と特徴は、以下の本発明の詳細な説明から
明白になる。

［詳細なる説明］特に、本メッキ浴は、下記の成分を、実質的に以下に示
した範囲で含有する。

表成　　　分　　　　　　　　　　　　吊、　５Ｊ／ｌ硫
酸コバルト　　　　　　　　　１００〜１２０［Ｃ０３
Ｏ−７１１２０］硫酸鉄　　　　　　　　　　　　　　γ〜　１０［Ｆｅ
ＳＯ４４−７Ｈ２０］ホウ！１２５〜３５［１１３ＢＯ４］ナトリウムサッカリン　　　　　　　１〜３［Ｃ７Ｈ４
ＮＮａＯ３Ｓ　−２Ｈ２０］ドデシル硫酸ナトリウム　　　　　０．１〜０，５
［Ｃ１１３（ＣＨ２）　１１０８０３　Ｎａミコましい
浴温度範囲は、３０〜４０℃である。

好ましい維持すべきｐＨ範囲は３〜４である。電着を完
了する好ましい電流は、５ｍａ／ｃｍ２〜２０ｍａ／ｃ
１１２の電流密度範囲を生成する０、５〜２　ａｍｐで
ある。

ＣｏＦｅＲ層フィルムが沈積される基体は、電気メツキ
槽の陰極に保持される。該槽は、カステラニイらの米国
特許第４，１０４７５６号に教示されており、該特許を
文献として編入する。

この教示に従って調整した浴を槽内に置き、前記した範
囲の電流を適用する。当業者なら容易に認識するように
、沈積速度は、電流が増大するにつれて増加する。然し
、後述の実施例で判るように、沈積速度は、特定した電
流密度範囲で達成される限度内に、保たれるべきであり
、さもなくば得られる薄層フィルムの磁気特性の劣化が
発生する。

前に述べ、表に示した如く、コバル１−と鉄は可溶性塩
として導入される。表に示したホウ酸は、浴中でほぼ一
定したｐＨを維持するためのｐＨ緩衝剤として用いられ
る。

ナトリウムサッカリンは歪緩和剤として作用する。最後
に、ドデシル硫酸ナトリウムは局部的腐蝕を排除する作
用をする界面活性剤である。

また、前に説明したように、浴中のフッ素成分から硫酸
成分への発展は、低毒性の溶液の成果を生む。

液中の、コバルトに比較して少い量の鉄は、概ね９０％
のコバルトと１０％の鉄の合金を生成し、該合金は１９
キロガウスの飽和モーメントであり、８２／１８パーマ
ロイの飽和モーメントのほぼ２倍である。

結果として得られる異方性界（＾ｎ１ｓＯｔｒｏｐｉｃ
ｆｉｅｌｄ　）　、Ｈｋ　、は概ね１００ｅｔ’あり、
パーマロイでは３０ｅである。しかし、結果として得ら
れるＣｏＦｅフィルムの透磁率は、およそ２０００であ
り、磁気ヘッドの製造に好適であり、パーマロイに比較
して高いＨｋはフィルムの磁気ドメインの安定化を助け
る。

以下の実施例は、本発明の詳細な説明するが、これらの
特定の数値に限定されるものではない。

実施例１ＣＯ８０４・７Ｈ２Ｏ］０５ｇ／ｌＦｅＳＯ４・７Ｈ２ｏ　　　　　　　　９ホウ酸　　　　
　　　　　　　　　　３０ナトリウム　サッカリン　　
　　　　　２ドデシル硫酸ナトリウム　　　　　　　０
．２２０００人／分の沈積速度の前記した浴は、１ミク
ロン厚のフィルムを沈積させ、その引張り歪はフィルム
の磁気特性を劣化させるに至らない。

本実施例に示された値は、本発明に示された教示に従い
調整された、好適なメッキ浴液を構成する。

実施例２実施例１に用いたと同じ数値を使用し、沈積速度を４０
００人／分に増加（５１１１８／　ｃｍ２〜２０　Ｐａ
／ｃｍ２の電流密度範囲外）することにより、１ミクロ
ン厚で９１．５％ＣＯと８．５％Ｆｅ組成のフィルムを
生成した。しかし、高引張り歪はフィルムの磁気特性を
劣化させた。この事実は、最上の沈積速度に関し到達し
た結論を強化した。

実施例３実施例１のように、再び２０００人／分の沈積速度を用
い、Ｆｅ５０　−７Ｈ２０を９９／ｌの代りに、範囲外
の５ｇ／ｌとして浴の成分を変更して、１ミクロンの厚
みと９４％ＣＯと６％Ｆｅ組成のフィルムを結果として
得た。フルイムは輝き、光沢があり、一方、磁気歪が負
で磁気ヘッド製造には不適当であった。これは、前記し
た最上の浴の組成範囲に関して到達した結論を強化した
。

最後に、以下の表は、種々の技術によって製造したＣｏ
Ｆｅフィルムの磁気特性をリストした。

」Ｌ電気メッキ　　　　真空蒸着　　　　真空スパッターフ
ィルム厚さ　　　２ミクロン　　　１ｏｏｏ〜５０００
人　　　１０００〜５０００人作業温度　　　　　　４
０″２５０℃以上　　　　２５０℃以上Ｈｃ　　　　　
　　　４０ｅ　　　　　　　１８０ｅ　　　　　　　２
００ｅＨｋ　　　　　　　　１０−１３０ｅ　　　　　
３００ｅ　　　　　　　３００ｅ透磁率（ＩＩ略’）　
　　　１７００　　　　　　６００　　　　　　　６０
０表の第１欄は、本発明で教示した浴液と工程を用いて
得られたデータである。第２．３欄は、出版された文献
から得たもので、真空蒸着と真空スパッター法で作られ
たＣｏＦｅフィルムの磁気特性を示している。

表で証明された結論は、本発明のＣｏＦｅ電着技術を用
いた透磁率は、真空蒸着法で得られるものの２倍、スパ
ッター法より数倍大きいということである。

本発明の浴と工程を用いて作ったフィルムの低Ｈｋは、
フィルムから作られた磁気ヘッドを用い媒体を磁化する
ために、低電流（及び副生物とし゛で低熱）が必要であ
ることを示している。

本発明の浴と工程を用いた結果得られたＣｏＦｅフィル
ムの磁気特性は、他の工程によって作られたフィルムに
比較すれば、磁気ヘッド製造用途に優れている。

本発明の前述した開示及び説明は、例にすぎない。本発
明の精神と観点から離れない範囲で、追加した特許請求
の範囲内で、種々変更が可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電着工程で陰極として調整された導電性基体に強
磁性コーティングを沈積するための水性電解メッキ浴で
あって、（ａ）実質的に３．０〜４．０の範囲のｐＨを有し；（
ｂ）（１）実質的に１００〜１２０ｇ／ｌの濃度の溶解
した硫酸コバルト［ＣｏＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］、及び
（２）実質的に７〜１０ｇ／ｌの濃度の溶解した硫酸鉄
［ＦｅＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］を必須成分として含む；ことを特徴とする水性電解メッキ浴。（２）強磁性コーティングの応力を緩和するために、ナ
トリウムサッカリン［Ｃ＿７Ｈ＿４ＮＮａＯ＿３Ｓ・２Ｈ＿２Ｏ］を含む請
求項１記載のメッキ浴。
（３）該ナトリウムサッカリンが実質的に１〜３ｇ／ｌ
の濃度である請求項２記載のメッキ浴。
（４）実質的に２５〜３５ｇ／ｌの濃度の溶解したホウ
酸（Ｈ＿３ＢＯ＿３）を含み、該ホウ酸が浴ｐＨを３．
０〜４．０の範囲に維持するためのｐＨ緩衝剤として働
く請求項１記載のメッキ浴。
（５）実質的に０．１〜０．５ｇ／ｌの濃度の溶解した
ドデシル硫酸ナトリウム［ＣＨ＿３（ＣＨ＿２）＿１＿１ＯＳＯ＿３Ｎａ］を含
み、該ドデシル硫酸ナトリウムが局部的腐蝕を排除する
界面活性剤として働く請求項１記載のメッキ浴。
（６）基体上にコバルト・鉄合金を電着させる方法であ
って、該コバルト・鉄合金は８９〜９３重量％のコバル
トと１１〜７重量％の鉄から成り、基体上の電着は基体
に電流を適用したときにメッキ浴中で起り、以下の（ａ
）〜（ｅ）を含有する水性浴をメッキ浴として用いるこ
とを特徴とする改善された方法：（ａ）実質的に１００〜１２０ｇ／ｌの濃度の溶解した
硫酸コバルト［ＣｏＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］；（ｂ）実
質的に７〜１０ｇ／ｌの濃度の溶解した硫酸鉄［ＦｅＳ
Ｏ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］；（ｃ）応力を緩和するように働く、実質的に１〜３ｇ／
ｌの濃度の溶解したナトリウムサッカリン［Ｃ＿７Ｈ＿
４ＮＮａＯ＿３Ｓ・２Ｈ＿２Ｏ］；（ｄ）浴ｐＨを３〜
４の範囲に維持するためのｐＨ緩衝剤として働く、実質
的に２５〜３５ｇ／ｌの濃度の溶解したホウ酸［Ｈ＿３
ＢＯ＿３］；（ｅ）局部的腐蝕を排除する界面活性剤と
して働く、実質的に０．１〜０．５ｇ／ｌの濃度の溶解
したドデシル硫酸ナトリウム［ＣＨ＿３（ＣＨ＿２）＿１＿１ＯＳＯ＿３Ｎａ］。
（７）該メッキ浴を実質的に３０〜４０℃に維持し、約
５ｍａ／ｃｍ＾２〜２０ｍａ／ｃｍ＾２のメッキ電流密
度を採用し、均一な厚みにＣｏＦｅを沈積させる請求項
６記載の工程。
（８）電着工程によって導電性基体上に、磁気歪がほと
んどゼロのＣｏＦｅフィルムを電気メッキする方法であ
って、（ａ）１、充分な硫酸コバルト［ＣｏＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］及び２、充分な硫酸鉄［ＦｅＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］を含有
する電解液を準備し、該溶液を電解した後、該基体上に
概ね８９〜９３％のコバルトと１１〜７％の鉄のフィル
ムを沈着させ、（ｂ）該電解液中で該基体を陰極として調整し、（ｃ）
およそ３０〜４０℃の温度で、５〜２０ｍａ／ｃｍ＾２
の通電によって、該溶液を電解して、均一な厚みをもち
磁気歪がほとんどゼロのフィルムを該基体上に沈積させ
る諸工程から成ることを特徴とする方法。
（９）該電解液を準備する該工程が、該溶液に適量のホ
ウ酸［Ｈ＿３ＢＯ＿３］を添加し、溶液のｐＨを実質的
に３．４〜４．０に維持する工程を含む請求項８記載の
方法。
（１０）該電解液を準備する該工程が、該溶液に適量の
ナトリウムサッカリン［Ｃ＿７Ｈ＿４ＮＮａＯ＿３Ｓ・２Ｈ＿２Ｏ］を添加し
、該基体に沈積された該フィルム内の応力を緩和するこ
とを含む請求項９記載の方法。
（１１）該電解液を準備する該工程が、該溶液に適量の
ドデシル硫酸ナトリウム［ＣＨ＿３（ＣＨ＿２）＿１＿１ＯＳＯ＿３Ｎａ］を添
加し、該基体に沈積されたフィルムの局部的腐蝕を排除
することを含む請求項１０記載の方法。
（１２）ｐＨが実質的に３．０〜４．０の範囲で、実質
的に１００〜１２０ｇ／ｌの硫酸コバルト［ＣｏＳＯ＿
４・７Ｈ＿２Ｏ］と７〜１０ｇ／ｌの硫酸鉄［ＦｅＳＯ
＿４・７Ｈ＿２Ｏ］を含む溶液が電解液として作用する
電着工程により沈積された、磁気歪が殆んどゼロのＣｏ
Ｆｅの薄層フィルム。
（１３）該電解液中で陰極として調整された導電性基体
上に沈積された請求項１２記載の磁気歪が殆んどゼロの
ＣｏＦｅの薄層フィルム。
（１４）均一な厚さで、磁気歪が殆んどゼロのフィルム
が、該基体上に沈積するように、約３０〜４０℃の湿度
で、５ｍａ／ｃｍ＾２〜２０ｍａ／ｃｍ＾２の通電によ
り、該溶液を電解して沈積された請求項１３記載の磁気
歪が殆んどゼロのＣｏＦｅの薄層フィルム。
（１５）沈積した薄層フィルムの応力を緩和するために
、該溶液が適量の溶解したナトリウムサッカリン［Ｃ＿
７Ｈ＿４ＮＮａＯ＿３Ｓ・２Ｈ＿２Ｏ］を含む電着工程
により沈積された請求項１２記載の磁気歪が殆んどゼロ
のＣｏＦｅの薄層フィルム。
（１６）該溶液が、ｐＨを３．０〜４．０に維持するた
めに、適切な濃度で溶解したホウ酸（Ｈ＿３ＢＯ＿３）を含む電着工程により沈積された請
求項１２記載の磁気歪が殆んどゼロの薄層フィルム。
（１７）該溶液が、ドデシル硫酸ナトリウムが界面活性
剤として作用して局部的腐蝕を排除するために、適切な
濃度で溶解したドデシル硫酸ナトリウム［ＣＨ＿３（Ｃ
Ｈ＿２）＿１＿１ＯＳＯ＿３Ｎａ］を含む電着工程によ
り沈積された磁気歪が殆んどゼロのＣｏＦｅの薄層フィ
ルム。
（１８）導電性基体上に沈積された磁気歪が殆んどゼロ
のＣｏＦｅの薄層フィルムであって、（ａ）１、実質的に１００〜１２０ｇ／ｌの濃度の、溶
解した硫酸コバルト［ＣｏＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］；２、実質的に７〜１０ｇ／ｌの濃度の、溶解した硫酸鉄
［ＦｅＳＯ＿４・７Ｈ＿２Ｏ］；３、応力を緩和するために作用し、実質的に１〜３ｇ／
ｌの濃度の、溶解したナトリウムサッカリン［Ｃ＿７Ｈ
＿４ＮＮａＯ＿３Ｓ・２Ｈ＿２Ｏ］４、浴のｐＨを３．
０〜４．０の範囲に維持するためにｐＨ緩衝剤として作
用し、実質的に２５〜３５ｇ／ｌの濃度の、溶解したホ
ウ酸［Ｈ＿３ＢＯ＿３］：と５、局部的腐蝕を排除するために界面活性剤として作用
し、実質的に０．１〜０．５ｇ／ｌの濃度の、溶解した
ドデシル硫酸ナトリウム［ＣＨ＿３（ＣＨ＿２）＿１＿
１ＯＳＯ＿３Ｎａ］；を含む電解液を準備し；（ｂ）約５ｍａ／ｃｍ２〜２０ｍａ／ｃｍ＾２のメッキ
電流密度を使用して、該基体上に均一な厚みのＣｏＦｅの沈積を生成させる間、該電解液を実質的に３
０〜４０℃に維持する：諸工程から成る電着法により導電性基体上に沈積させた
ＣｏＦｅの薄層フィルム。