JPH03257191A - めっき方法 - Google Patents
めっき方法Info
- Publication number
- JPH03257191A JPH03257191A JP2211259A JP21125990A JPH03257191A JP H03257191 A JPH03257191 A JP H03257191A JP 2211259 A JP2211259 A JP 2211259A JP 21125990 A JP21125990 A JP 21125990A JP H03257191 A JPH03257191 A JP H03257191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- plated
- metal
- composition ratio
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は広く言って例えばニッケルー鉄合金(Ni
−Fe )の電気めっきに関し、特定して言えば、例え
ば磁気記録ヘッド用の80:2ONi −Fe磁気コア
薄膜等のような磁性膜に均一なNi −Fe威酸分の合
金膜を与えるためのめっき方法に関するものである。
−Fe )の電気めっきに関し、特定して言えば、例え
ば磁気記録ヘッド用の80:2ONi −Fe磁気コア
薄膜等のような磁性膜に均一なNi −Fe威酸分の合
金膜を与えるためのめっき方法に関するものである。
磁性膜として利用されるニッケルー鉄のめっき膜は、そ
の合金組成の違いによって、磁気特性が大きく左右され
る0合金組成を左右する要占の1つとして、第1図に示
すようにめっき液のPH値がある。めっき液のPl(値
を上げると、合金めっき中の鉄重量組成比は上昇し、P
Hi、で鉄重量組成比は極大値Femaxをもつ。
の合金組成の違いによって、磁気特性が大きく左右され
る0合金組成を左右する要占の1つとして、第1図に示
すようにめっき液のPH値がある。めっき液のPl(値
を上げると、合金めっき中の鉄重量組成比は上昇し、P
Hi、で鉄重量組成比は極大値Femaxをもつ。
合金組成比を最も安定した状態にするためには、めっき
液のPH値の変動に対する鉄重量組成比の変動が最も少
ない点、すなわち、めっき液のPHMi2を選択すれば
良い、従って従来のめっき方法は鉄重量組成比が極大に
な・7時のめっき液OPH値を採用していた。
液のPH値の変動に対する鉄重量組成比の変動が最も少
ない点、すなわち、めっき液のPHMi2を選択すれば
良い、従って従来のめっき方法は鉄重量組成比が極大に
な・7時のめっき液OPH値を採用していた。
従来のめっき方法において選定されためっき液のPH値
により金属のめっきを行なう場合、めっき膜の析出の経
過とともに、めっき溶液中の鉄イオン濃度が減少するた
め、めっき膜の鉄重量組成比も同じように減少していた
ので、膜厚方向の酸分均−性を得るために、めっき中に
鉄イオンをめっき溶液中に補給しなければならず、高精
度な定量ポンプを使った滴下装置を付加することが必要
で、また、その運転にかかる手間も多大であり、膜厚方
向で成分均一化が得られたかどうかの信頼性、再現性に
も問題があった。
により金属のめっきを行なう場合、めっき膜の析出の経
過とともに、めっき溶液中の鉄イオン濃度が減少するた
め、めっき膜の鉄重量組成比も同じように減少していた
ので、膜厚方向の酸分均−性を得るために、めっき中に
鉄イオンをめっき溶液中に補給しなければならず、高精
度な定量ポンプを使った滴下装置を付加することが必要
で、また、その運転にかかる手間も多大であり、膜厚方
向で成分均一化が得られたかどうかの信頼性、再現性に
も問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、めっき中に被めっき金属イオン(例えば鉄イ
オン)の補給をしなくても、膜厚方向の合金成分比の均
一化を行なうことができるめっき方法を得ることを目的
とする。
たもので、めっき中に被めっき金属イオン(例えば鉄イ
オン)の補給をしなくても、膜厚方向の合金成分比の均
一化を行なうことができるめっき方法を得ることを目的
とする。
この発明に係るめっき方法は、めっき時に起こるめっき
溶液中のPH値の増加(△I〉による被めっき金属(例
えば鉄)の重量組成比(F−t)の増加(ΔF、)と、
めっき時の被めっき金属イオン(鉄イオン)濃度の減少
によって起こる被めっき金属の重量組成比(F、)の減
少(△F、)とを相殺するようなPH値を選定し、この
選定されたPH値のめっき液により被めっき金属をめっ
きするものである。
溶液中のPH値の増加(△I〉による被めっき金属(例
えば鉄)の重量組成比(F−t)の増加(ΔF、)と、
めっき時の被めっき金属イオン(鉄イオン)濃度の減少
によって起こる被めっき金属の重量組成比(F、)の減
少(△F、)とを相殺するようなPH値を選定し、この
選定されたPH値のめっき液により被めっき金属をめっ
きするものである。
例えばPH値ilのめっき液でめっきを行った場合、め
っき中の被めっき金属(鉄)の重量組成比(Fl)は、
PH値の増加(Δ■)による被めっき金属の重量組成比
(Fl)の増加(△F、)と、めっき溶液中の被めっき
金属イオン(鉄イオン)1度の減少による被めっき金属
の重量組成比(Fl)の減少(ΔF、)とで、相殺し合
い、めっき膜の析出方向では常に均一な被めっき金属の
重量組成比(Fl)となる。
っき中の被めっき金属(鉄)の重量組成比(Fl)は、
PH値の増加(Δ■)による被めっき金属の重量組成比
(Fl)の増加(△F、)と、めっき溶液中の被めっき
金属イオン(鉄イオン)1度の減少による被めっき金属
の重量組成比(Fl)の減少(ΔF、)とで、相殺し合
い、めっき膜の析出方向では常に均一な被めっき金属の
重量組成比(Fl)となる。
例えば磁性膜として利用されるニッケルー鉄のめっき膜
は、その合金組成の違いによって、磁気特性が大きく左
右される合金組成を左右する要因として前述した第1図
に示すようにめっき液のPH値がある。又、第2図に示
すようにめっき溶液中のPH値は、めっきの経過時間に
比例して増加する。又、第4図に示すように、めっき溶
液中のF0イオン(被めっき金属イオン)濃度は、めっ
きの経過時間に比例して減少し、その結果合金めっき中
の鉄重量組成比も減少する。
は、その合金組成の違いによって、磁気特性が大きく左
右される合金組成を左右する要因として前述した第1図
に示すようにめっき液のPH値がある。又、第2図に示
すようにめっき溶液中のPH値は、めっきの経過時間に
比例して増加する。又、第4図に示すように、めっき溶
液中のF0イオン(被めっき金属イオン)濃度は、めっ
きの経過時間に比例して減少し、その結果合金めっき中
の鉄重量組成比も減少する。
例えば第4図において、めっき時間を七分とした時の、
めっき溶液中のF、イオン濃度減少における合金めっき
中の鉄重量組成比減少量がΔF。
めっき溶液中のF、イオン濃度減少における合金めっき
中の鉄重量組成比減少量がΔF。
であるとき、第2図においてめっき時間の七分における
PH上昇量がΔ■であったならば、第3図においてめっ
き時間の七分におけるPH上昇における合金めっき中の
鉄重量組成比増加量が上記鉄重量組成比減少量ΔF、と
同じになる鉄重量組成比F1を選び、第1図よりその鉄
重量組成比Fll+におけるPH値ilを選定する。
PH上昇量がΔ■であったならば、第3図においてめっ
き時間の七分におけるPH上昇における合金めっき中の
鉄重量組成比増加量が上記鉄重量組成比減少量ΔF、と
同じになる鉄重量組成比F1を選び、第1図よりその鉄
重量組成比Fll+におけるPH値ilを選定する。
第1図において選定したPH値i、でめっき時間七分め
っきを行う場合、△■だけPH値が上昇する。その時の
合金めっき中の鉄重量組成比の増加量ΔF0とF、イオ
ン濃度減少における合金めっき中の鉄重量組成比の減少
量ΔF、とが同じ量であるため、膜厚方向の合金成分比
は均一化される。
っきを行う場合、△■だけPH値が上昇する。その時の
合金めっき中の鉄重量組成比の増加量ΔF0とF、イオ
ン濃度減少における合金めっき中の鉄重量組成比の減少
量ΔF、とが同じ量であるため、膜厚方向の合金成分比
は均一化される。
ここで、ニッケルー鉄合金の電気メツキにおいて、合金
めっき中の鉄重量組成比の増加量ΔF。
めっき中の鉄重量組成比の増加量ΔF。
と、F、イオン濃度減少における合金めっき中の鉄重量
組成比の減少量ΔF、とが相殺し合うことにより、均一
なめっきが得られる合理的根拠について説明する。めっ
き中のめっき液のPHは微少だが上昇する。その結果、
PH依存性の強いF。
組成比の減少量ΔF、とが相殺し合うことにより、均一
なめっきが得られる合理的根拠について説明する。めっ
き中のめっき液のPHは微少だが上昇する。その結果、
PH依存性の強いF。
の析出速度が増大する。このときNi2+はF、2+は
どのPH依存性はないので、N、の析出速度は殆んど変
わらない、よってF%+の補給があり、F、1+が一定
に保たれておれば、F1組成比は増大する(上記ΔF、
に相当)、ところが、本発明のように、あえてF、2+
の補給をしない場合にはめっきの進行と共にF、t+濃
度の減少が起こる。
どのPH依存性はないので、N、の析出速度は殆んど変
わらない、よってF%+の補給があり、F、1+が一定
に保たれておれば、F1組成比は増大する(上記ΔF、
に相当)、ところが、本発明のように、あえてF、2+
の補給をしない場合にはめっきの進行と共にF、t+濃
度の減少が起こる。
例えば11のめっき重量があり、F、析出量(g) /
17 (1) (7)F、 ”?IIt減少トナル。
17 (1) (7)F、 ”?IIt減少トナル。
この濃度減少の結果、上記のようなF、!+依存のPH
依存性がなければ、F、の析出速度はN1のそれより落
ちる所であるが(17Ilのめっき重量の場合にΔF、
となる)、このPH依存性があるために、+ΔF、−△
F、−0となり、F1組成比は変化しない結果になる。
依存性がなければ、F、の析出速度はN1のそれより落
ちる所であるが(17Ilのめっき重量の場合にΔF、
となる)、このPH依存性があるために、+ΔF、−△
F、−0となり、F1組成比は変化しない結果になる。
次にめっき方法の具体例を説明する。めっき浴としては
、硫酸ニッケル、塩化ニッケル〈Nム”濃度、10g/
l)、硫酸鉄(F、′+濃度、 0.25g/j!以下
)、PH緩衝材としての硼酸、その他の添加剤より成る
酸性浴を用いる。めっき重量は例えば171とし、めっ
き温度は室温近辺の一定温度に設定する。めっき液の撹
拌強度がめつき膜の析出組成や膜厚分布等の析出状態に
与える影響は大きいので、厳密に制御する必要がある。
、硫酸ニッケル、塩化ニッケル〈Nム”濃度、10g/
l)、硫酸鉄(F、′+濃度、 0.25g/j!以下
)、PH緩衝材としての硼酸、その他の添加剤より成る
酸性浴を用いる。めっき重量は例えば171とし、めっ
き温度は室温近辺の一定温度に設定する。めっき液の撹
拌強度がめつき膜の析出組成や膜厚分布等の析出状態に
与える影響は大きいので、厳密に制御する必要がある。
ここでは被めっき物であるウェハ表面に近接して平行に
往復運動する撹拌棒を利用する。めっき電流密度は極力
低くし、5mA/−程度以下とする。
往復運動する撹拌棒を利用する。めっき電流密度は極力
低くし、5mA/−程度以下とする。
このような条件でめっきを行なった結果のデータを第5
図に示す、第5図によれば、被めっき金属である鉄の重
量組成比F1は17.5 (w t%〕、重量組成比F
□の増加量又は減少量ΔF、は0.1(wt%)、めっ
き時に起こるめっき溶液中のPH値の増加量ΔIは0.
08(PH)となる。
図に示す、第5図によれば、被めっき金属である鉄の重
量組成比F1は17.5 (w t%〕、重量組成比F
□の増加量又は減少量ΔF、は0.1(wt%)、めっ
き時に起こるめっき溶液中のPH値の増加量ΔIは0.
08(PH)となる。
次にこの実施例のめっき方法を計真機用8インチ固定デ
ィスク装置に適用した場合を説明する。
ィスク装置に適用した場合を説明する。
第6図は8インチ固定ディスク装置における薄膜ヘッド
の素子拡大構造図である。この薄膜ヘッドの素子は、厚
さ4m+のA l z Os / Ti C(アルミナ
チタンカーバイト)の3インチウェハ10にコア(上部
コア12、下部コア11)、ギャップ層13、コイル1
4、保護膜15などを積層して作成される。この素子中
心部にある上部コア12と下部コア11はパーマロイめ
っき(N、とF。
の素子拡大構造図である。この薄膜ヘッドの素子は、厚
さ4m+のA l z Os / Ti C(アルミナ
チタンカーバイト)の3インチウェハ10にコア(上部
コア12、下部コア11)、ギャップ層13、コイル1
4、保護膜15などを積層して作成される。この素子中
心部にある上部コア12と下部コア11はパーマロイめ
っき(N、とF。
の合金メツキ〉でIi膜されている。
この上部コア12と下部コア11のF0組組成比び膜厚
は、ヘッドの電気特性に大きく影響すると考えられてい
る。従ってヘッドの電気特性の歩留りを向上させるため
に、パーマロイめっきのF0組組成比び膜厚の均一化を
図るために本発明のめっき方法が採用される。
は、ヘッドの電気特性に大きく影響すると考えられてい
る。従ってヘッドの電気特性の歩留りを向上させるため
に、パーマロイめっきのF0組組成比び膜厚の均一化を
図るために本発明のめっき方法が採用される。
ところで、第6図の上部コア12の膜厚方向の合金組成
比は第8図に示すようになり、第1図に示す13OPH
値でめっきを行なう場合、第7図に示すように上部コア
の膜厚が3.3μmの場合ではその下側と上側のF0組
酸比差は17.50−17.32=0.18 (w t
%〕となる。ところが、上記実施例のめっき方法を用い
てめっきを行なうと、組成比差はほぼ0となる。
比は第8図に示すようになり、第1図に示す13OPH
値でめっきを行なう場合、第7図に示すように上部コア
の膜厚が3.3μmの場合ではその下側と上側のF0組
酸比差は17.50−17.32=0.18 (w t
%〕となる。ところが、上記実施例のめっき方法を用い
てめっきを行なうと、組成比差はほぼ0となる。
このように上記実施例によれば、めっき析出膜の析出方
向での鉄重量組成比が均一となり、磁気特性の均一なニ
ッケルー鉄めつき膜を得ることができる。
向での鉄重量組成比が均一となり、磁気特性の均一なニ
ッケルー鉄めつき膜を得ることができる。
なお、上記実施例では、ニッケルー鉄合金の電気めっき
の場合について説明したが他の同様のめっきによる磁性
膜成膜の場合であってもよく、この場合も上記実施例と
同様の効果を奏する。
の場合について説明したが他の同様のめっきによる磁性
膜成膜の場合であってもよく、この場合も上記実施例と
同様の効果を奏する。
ここで、ニッケルー鉄合金めっき以外の例を述べておく
、この発明のめっき方法は類似の電解析出機構を有する
他の合金めっきにも十分に応用できる。上記実施例のニ
ッケルー鉄合金めっきにおけるF、の析出は以下のよう
に2段階に進行すると考えられている。
、この発明のめっき方法は類似の電解析出機構を有する
他の合金めっきにも十分に応用できる。上記実施例のニ
ッケルー鉄合金めっきにおけるF、の析出は以下のよう
に2段階に進行すると考えられている。
(xlF、 ” ” 20 H−−Fa (OH)z
(2)Fll (OH:h+2H”→F@+2H!
○(H”は水素発生機からの水素) このように、上記実施例のめっき方法はめっきの過程に
おいて一旦水酸化物が生成されるという考えの元で行な
われ、これが他の一般のめっき方法と異なる点である。
(2)Fll (OH:h+2H”→F@+2H!
○(H”は水素発生機からの水素) このように、上記実施例のめっき方法はめっきの過程に
おいて一旦水酸化物が生成されるという考えの元で行な
われ、これが他の一般のめっき方法と異なる点である。
したがって、本めっき方法はF、の析出速度のPH依存
性が高いわけである。
性が高いわけである。
同様な反応により行なわれる合金めっきとして、N、−
Z、合金めっきにおけるZ、 、N、−C。
Z、合金めっきにおけるZ、 、N、−C。
合金めっきにおけるC、 、F、−Z11合金めっきに
おける21%などをあげることができる。これらにおい
ても、PH−析出速度の関係における上り匂配の領域で
合金組成の精密制御が可能である。
おける21%などをあげることができる。これらにおい
ても、PH−析出速度の関係における上り匂配の領域で
合金組成の精密制御が可能である。
以上のように本発明によれば、めっき時に起こるめっき
溶液中のPH値の増加による被めっき金属の重量組成比
の増加と、めっき時の被めっき金属イオン濃度の減少に
よって起こる被めっき金属の重量組成比の減少とを相殺
するようなPH値を選定し、この選定されたPH値のめ
っき液により被めっき金属をめっきするようにしたので
、めっき中に被めっき金属イオンの補給をしなくても、
めっき析出膜の析出方向での被めっき金属重量組成比が
均一となり、したがって膜厚方向の合金成分比の均一化
された合金膜を提供できるという効果が得られる。
溶液中のPH値の増加による被めっき金属の重量組成比
の増加と、めっき時の被めっき金属イオン濃度の減少に
よって起こる被めっき金属の重量組成比の減少とを相殺
するようなPH値を選定し、この選定されたPH値のめ
っき液により被めっき金属をめっきするようにしたので
、めっき中に被めっき金属イオンの補給をしなくても、
めっき析出膜の析出方向での被めっき金属重量組成比が
均一となり、したがって膜厚方向の合金成分比の均一化
された合金膜を提供できるという効果が得られる。
第1図はPH値に対する鉄重量酸比比の変化を表わした
図、第2図はめっきの経過時間に対するPHの変化を表
わした図、第3図はめっきの経過時間に対するPH上昇
における合金めっき中の鉄重量酸比比の変化を表わした
図、第4図はめっきの経過時間に対するF、イオン濃度
減少における合金めっき中の鉄重量組成比の変化を表わ
した図、第5図は上部コアめっきにおいてPHとF1組
成である。 F、・・・鉄重量組戒比(被めっき金属の重量組成比〉
、ΔF、・・・鉄重量組戒比減少量又は鉄重量組成比増
加量、△■・・・PH上昇量、11・・・下部コア、1
2・・・上部コア、13・・・ギャップ層、14・・・
コイル、15・・・保護膜。
図、第2図はめっきの経過時間に対するPHの変化を表
わした図、第3図はめっきの経過時間に対するPH上昇
における合金めっき中の鉄重量酸比比の変化を表わした
図、第4図はめっきの経過時間に対するF、イオン濃度
減少における合金めっき中の鉄重量組成比の変化を表わ
した図、第5図は上部コアめっきにおいてPHとF1組
成である。 F、・・・鉄重量組戒比(被めっき金属の重量組成比〉
、ΔF、・・・鉄重量組戒比減少量又は鉄重量組成比増
加量、△■・・・PH上昇量、11・・・下部コア、1
2・・・上部コア、13・・・ギャップ層、14・・・
コイル、15・・・保護膜。
Claims (1)
- めっきされた部分の成分比が均一性を持つように被めっ
き金属をめっきするためのめっき方法において、めっき
時に起こるめっき溶液中のPH値の増加による被めっき
金属の重量組成比の増加と、めっき時の被めっき金属イ
オン濃度の減少によって起こる被めっき金属の重量組成
比の減少とを相殺するようなPH値を選定し、この選定
されたPH値のめっき液により被めっき金属をめっきす
ることを特徴とするめっき方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE69121597T DE69121597T2 (de) | 1990-01-23 | 1991-01-22 | Plattierungsverfahren |
| EP91100754A EP0440071B1 (en) | 1990-01-23 | 1991-01-22 | Plating process |
| US07/644,824 US5182009A (en) | 1990-01-23 | 1991-01-23 | Plating process |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308090 | 1990-01-23 | ||
| JP2-13080 | 1990-01-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257191A true JPH03257191A (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=11823190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2211259A Pending JPH03257191A (ja) | 1990-01-23 | 1990-08-08 | めっき方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03257191A (ja) |
| KR (1) | KR930009993B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5650899B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2015-01-07 | 上村工業株式会社 | 電気めっき装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582793A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-21 | Ibm | Nickelliron plating method |
| JPS61159594A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | ホウ素を含有するニツケル−鉄膜を形成するめつき液 |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP2211259A patent/JPH03257191A/ja active Pending
-
1991
- 1991-01-21 KR KR1019910000942A patent/KR930009993B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582793A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-21 | Ibm | Nickelliron plating method |
| JPS61159594A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Hitachi Ltd | ホウ素を含有するニツケル−鉄膜を形成するめつき液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910021498A (ko) | 1991-12-20 |
| KR930009993B1 (ko) | 1993-10-13 |
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