JPH06122990A - Co-fe-b alloy electroplating film and its production - Google Patents

Co-fe-b alloy electroplating film and its production

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JPH06122990A
JPH06122990A JP27294092A JP27294092A JPH06122990A JP H06122990 A JPH06122990 A JP H06122990A JP 27294092 A JP27294092 A JP 27294092A JP 27294092 A JP27294092 A JP 27294092A JP H06122990 A JPH06122990 A JP H06122990A
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JP
Japan
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plating
film
magnetic
coercive force
alloy
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JP27294092A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohiko Kamimura
裕彦 上村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】一般式、(Co100-X FeX ) BY (但し、原子%
で、9≦X≦12、0<Y≦0.2 )で表される軟磁性Co−
Fe−B合金電気めっき被膜。このめっき被膜は、Co2+
Fe2+が原子比で91/9〜88/12 となるようにCo2+及びFe2+
を硫酸塩および/または塩化物として含み、さらに、ジ
メチルアミンボランおよび/またはトリメチルアミンボ
ランを1g/リットル以上含有する酸性液中で電気めっき
することにより製造することができる。 【効果】飽和磁束密度が高く、保磁力が低く、かつ磁歪
定数が0またはわずかに負で、書き込み及び読み取り性
能に優れ、薄膜磁気ヘッドの磁性体として好適である。
(57) [Summary] [Structure] General formula, (Co 100-X Fe X ) BY (however, atomic%
Where 9 ≦ X ≦ 12, 0 <Y ≦ 0.2)
Fe-B alloy electroplating film. This plating film is Co 2+ /
Co 2+ and Fe 2+ so that Fe 2+ has an atomic ratio of 91/9 to 88/12
In the form of sulfate and / or chloride, and further electroplating in an acidic solution containing 1 g / liter or more of dimethylamine borane and / or trimethylamine borane. [Effect] It has a high saturation magnetic flux density, a low coercive force, a magnetostriction constant of 0 or slightly negative, and is excellent in writing and reading performance, and is suitable as a magnetic material of a thin film magnetic head.

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、高密度の磁気記録に適
した薄膜磁気ヘッドの磁性体として主に用いられるめっ
き被膜であって、飽和磁束密度が高く、保磁力が低く、
かつ磁歪定数が0またはわずかに負である軟磁性Co−Fe
−B合金めっき被膜、および、その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a plating film mainly used as a magnetic material of a thin film magnetic head suitable for high density magnetic recording, which has a high saturation magnetic flux density and a low coercive force.
And the soft magnetic Co-Fe whose magnetostriction constant is 0 or slightly negative
-B alloy plating film and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、めっき被膜は、装飾、防蝕用に限
らず、機能性被膜として電子部品等に幅広く使用されて
いる。例えば、コンピュータ用の固定磁気記録装置(ハ
ードディスクドライブ)のなかでも記録密度の高い機種
に用いられている薄膜磁気ヘッドには、磁性体としてめ
っき法により製造されたパーマロイ薄膜が用いられてい
る。パーマロイは典型的な軟磁性材料であり、特に、現
在使用されているパーマロイめっき被膜は、およそ82/1
8 のNi−Fe合金(Niがおよそ82原子%、Feがおよそ18重
量%の合金を意味する。以下の記載においても同じ表記
方法を用いる)で、磁歪定数が0またはわずかに負の値
を有する点が特徴である。
2. Description of the Related Art In recent years, plated coatings have been widely used not only for decoration and anticorrosion, but also as functional coatings for electronic parts and the like. For example, a thin film magnetic head used in a model having a high recording density among fixed magnetic recording devices (hard disk drives) for computers uses a permalloy thin film produced by a plating method as a magnetic body. Permalloy is a typical soft magnetic material, and in particular, the permalloy plating film currently used is approximately 82/1.
No. 8 Ni-Fe alloy (Ni means about 82 atomic% and about 18% by weight of Fe. The same notation is used in the following description), and the magnetostriction constant is 0 or a slightly negative value. The point is that it has.

【0003】固定磁気記録装置(ハードディスクドライ
ブ)については、年々大容量化および小型化に対する要
求が強くなってきており、それに伴って高記録密度化が
進み、書き込み(記録)性能を一層向上させるため、薄
膜磁気ヘッドの磁性体として磁束密度の高い材料が要求
され始めた。しかし、パーマロイ膜でより高い飽和磁束
密度を得るためにFe含有量を増加させると、磁歪定数が
現在使用されているパーマロイ膜の値より大きくなって
正の値を示し、読み取り(再生)性能の不安定性の大き
な要因となる。従って、パーマロイ膜では高磁束密度化
に限界がある。
With respect to fixed magnetic recording devices (hard disk drives), demands for larger capacity and smaller size have been increasing year by year, and along with this, high recording density has progressed, and in order to further improve writing (recording) performance. , A material having a high magnetic flux density has begun to be required as a magnetic material of a thin film magnetic head. However, when the Fe content is increased in order to obtain a higher saturation magnetic flux density in the permalloy film, the magnetostriction constant becomes larger than the value of the permalloy film currently used and shows a positive value, and the read (reproduction) performance is improved. It is a major cause of instability. Therefore, the permalloy film has a limit in increasing the magnetic flux density.

【0004】図5は、Co−Fe−Ni3元系合金の蒸着膜で
の磁歪定数が0である組成を示す図である(Journal of
Applied Physics Vol.38(1967) p.3409)。この図に示
された組成付近の材料が薄膜磁気ヘッドの磁性体材料と
して有望であることは十分予想され、米国特許第4,661,
216 号の明細書においても、磁歪定数が0で、飽和磁束
密度の高い組成のCo−Fe−Ni3元系合金でめっきする方
法が記載されている。
FIG. 5 is a diagram showing a composition in which a magnetostriction constant is 0 in a vapor deposited film of a Co-Fe-Ni ternary alloy (Journal of
Applied Physics Vol.38 (1967) p.3409). It is fully expected that materials near the composition shown in this figure are promising as magnetic materials for thin-film magnetic heads, and U.S. Pat.
The specification of No. 216 also describes a method of plating with a Co-Fe-Ni ternary alloy having a composition with a magnetostriction constant of 0 and a high saturation magnetic flux density.

【0005】しかし、3種類の金属元素を含む合金めっ
きにおいてめっき被膜の組成を制御するのは困難であ
り、特に、Co−Fe−Ni3元系合金の析出は電気化学的に
卑なFeが優先的に析出する異常共析型に属し、組成が変
動しやすい。
However, it is difficult to control the composition of the plating film in alloy plating containing three kinds of metal elements. Particularly, in the precipitation of a Co--Fe--Ni ternary alloy, Fe which is electrochemically base takes precedence. It belongs to the anomalous eutectoid type where it precipitates rapidly and its composition tends to change.

【0006】図5に示した磁歪定数が0である組成のな
かで飽和磁束密度が最も大きいのはCo−Fe2元系合金に
相当する組成のもので、約90/10 のCo−Fe系合金でめっ
きするのがよいと考えられる。米国特許第4,756,816 号
の明細書には約90/10 のCo−Fe合金めっきをする方法が
記載されており、磁歪定数の低いめっき被膜が得られて
いる。しかしながら、その値、特に正負の符号について
の明確な記述はなされていない。
Of the compositions having a magnetostriction constant of 0 shown in FIG. 5, the highest saturation magnetic flux density is the composition corresponding to the Co-Fe binary alloy, which is about 90/10 of the Co-Fe alloy. It is considered good to plate with. The specification of U.S. Pat. No. 4,756,816 describes a Co-Fe alloy plating method of about 90/10, and a plating film having a low magnetostriction constant is obtained. However, there is no clear description of the value, especially the sign of the sign.

【0007】一方、読み取り性能を向上させるために
は、保磁力が低く(即ち、軟磁性であり)、磁歪定数が
小さいことが必要で、Co−Fe−Ni3元系合金を用いた材
料の開発が検討されている。Co−Fe−Ni3元系合金は薄
膜磁気ヘッドの磁性体材料として有望であるが、前述の
ように、製造に際しめっき被膜の組成の制御が困難であ
る。
On the other hand, in order to improve the reading performance, it is necessary to have a low coercive force (that is, soft magnetism) and a small magnetostriction constant, and the development of a material using a Co-Fe-Ni ternary alloy. Is being considered. Co-Fe-Ni ternary alloy is promising as a magnetic material for thin-film magnetic heads, but as described above, it is difficult to control the composition of the plating film during manufacturing.

【0008】約90/10 のCo−Fe2元系合金は磁歪定数が
低く、読み取り性能の向上が期待できる材料であるが、
薄膜磁気ヘッド等に使用される磁性体に要求される性能
は、保磁力が小さく、磁歪定数が小さいだけでなく、磁
歪定数が0もしくはわずかに負の値であることが必要で
ある。
The Co-Fe binary alloy of about 90/10 has a low magnetostriction constant and is expected to improve reading performance.
The performance required of a magnetic material used in a thin film magnetic head or the like is that not only the coercive force is small and the magnetostriction constant is small, but also the magnetostriction constant is 0 or a slightly negative value.

【0009】本発明者は、Co−Fe合金電気めっきを試み
て低磁歪定数の膜を得たが、図4に示すように、数エル
ステッド(Oe)以下の保磁力の組成範囲では磁歪定数は正
の値を示した(表面技術協会 第83回講演大会講演要旨
集 27B-4(1991) )。低磁歪定数をもつCo−Feめっき被
膜で保磁力の最も小さい組成は Co/Fe原子比が約88/12
のものであるが、磁歪定数は正の値を示す。Feの含有量
をそれよりさらに減少させると磁歪定数は負になるが、
保磁力が大きくなる。
The present inventor tried electroplating a Co--Fe alloy to obtain a film having a low magnetostriction constant, but as shown in FIG. 4, the magnetostriction constant is in the composition range of coercive force of several Oersted (Oe) or less. It showed a positive value (Summary of the 83rd Conference of Surface Engineering Society of Japan, 27B-4 (1991)). The composition with the smallest coercive force in a Co-Fe plating film with a low magnetostriction constant has a Co / Fe atomic ratio of about 88/12.
However, the magnetostriction constant shows a positive value. If the Fe content is further reduced, the magnetostriction constant becomes negative,
Coercive force increases.

【0010】以上述べたように、書き込み、読み取りの
両方に適した薄膜磁気ヘッド用のめっき磁性膜として、
パーマロイに代わる材料は未だ開発されていないのが現
状である。
As described above, as a plated magnetic film for a thin film magnetic head suitable for both writing and reading,
The current situation is that no alternative material for permalloy has been developed yet.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高密度の磁
気記録に適した薄膜磁気ヘッドの磁性体として主に用い
られるめっき被膜であって、飽和磁束密度が高く、保磁
力が低く、かつ磁歪定数が0またはわずかに負であり、
書き込みおよび読み取り性能に優れためっき被膜、およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a plating film mainly used as a magnetic material of a thin film magnetic head suitable for high density magnetic recording, which has a high saturation magnetic flux density and a low coercive force, and The magnetostriction constant is 0 or slightly negative,
An object of the present invention is to provide a plating film having excellent writing and reading performances and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記のように、Co−Feめ
っき被膜では、磁歪定数が小さく、しかもわずかに負の
値を示す組成では保磁力が大きくなり、一方、保磁力の
小さい組成領域(Co/Feがおよそ88/12)では磁歪定数が正
になってしまう。磁歪定数と保磁力を共に小さくするた
めに、本発明者は、Co−Fe系合金のめっき被膜に第3元
素を添加することを検討し、本発明を完成した。本発明
の要旨は、下記のCo−Fe−B合金めっき被膜、および
のこの被膜の製造方法である。
[Means for Solving the Problems] As described above, in the Co-Fe plating film, the composition having a small magnetostriction constant and a slightly negative value has a large coercive force, while the coercive force is small. (Co / Fe is about 88/12), the magnetostriction constant becomes positive. In order to reduce both the magnetostriction constant and the coercive force, the present inventor has studied adding a third element to the plating film of a Co—Fe alloy and completed the present invention. The gist of the present invention is the following Co-Fe-B alloy plating film and a method for producing this film.

【0013】 一般式、(Co100-X FeX ) BY で表さ
れる軟磁性Co−Fe−B合金電気めっき被膜。但し、上記
一般式のXおよびYは、原子%で、 9≦X≦12 0<Y≦0.2 である。
A soft magnetic Co—Fe—B alloy electroplating film represented by the general formula: (Co 100-X Fe X ) BY . However, X and Y in the above general formula, in atomic%, are 9 ≦ X ≦ 120 <Y ≦ 0.2.

【0014】 Co2+/Fe2+が原子比で91/9から88/12
までとなるようにCo2+およびFe2+を硫酸塩および/また
は塩化物として含み、さらに、ジメチルアミンボランお
よび/またはトリメチルアミンボランを1g/リットル以
上10g/リットル未満含有し、pHが4以下の酸性浴中で電
気めっきを行うことを特徴とする上記のCo−Fe−B合
金電気めっき被膜の製造方法。
Co 2+ / Fe 2+ in atomic ratio 91/9 to 88/12
Up to 10 Co / + and Fe 2+ as sulfates and / or chlorides, and further contains dimethylamine borane and / or trimethylamine borane in an amount of 1 g / liter or more and less than 10 g / liter and having a pH of 4 or less. A method for producing the above Co-Fe-B alloy electroplated coating, which comprises performing electroplating in an acidic bath.

【0015】[0015]

【作用】磁性体の保磁力を変化させる原因とそのメカニ
ズムは必ずしも明らかにはされていないが、その要因の
一つとして結晶粒径が挙げられる。溶解材料などでは、
通常、結晶粒界が磁気モーメント間の相互作用を抑制す
るので、結晶粒が一つの磁区をなすことが多い。このと
きは、主として結晶磁気異方性や結晶粒径の形状磁気異
方性などが強く作用する。磁気異方性は、内部磁化の方
向の回転のしやすさを表すもので、磁気異方性が小さい
ときは回転しやすくなるため軟磁性材料になりやすい。
パーマロイやセンダストが典型的な軟磁気特性を示すの
は結晶磁気異方性が小さいからである。
[Function] The cause and mechanism of changing the coercive force of the magnetic substance have not been clarified, but one of the factors is the crystal grain size. For melting materials, etc.,
Usually, the crystal grain boundaries suppress the interaction between magnetic moments, and thus the crystal grains often form one magnetic domain. At this time, mainly the crystal magnetic anisotropy and the shape magnetic anisotropy of the crystal grain size act strongly. The magnetic anisotropy expresses the easiness of rotation in the direction of the internal magnetization, and when the magnetic anisotropy is small, the magnetic anisotropy tends to rotate, so that the magnetic anisotropy easily becomes a soft magnetic material.
Permalloy and Sendust show typical soft magnetic properties because of their small magnetocrystalline anisotropy.

【0016】結晶粒が一つの磁区をなすような、すなわ
ち、磁気的な相互作用が断ち切られたような状態で結晶
粒径を減少させると、単一の磁区が小さくなるため磁化
の方向が回転しにくくなり、軟磁気特性が劣化して保磁
力が増加する。磁気媒体材料などでは、B、Pを添加す
ることにより結晶粒径を減少させ、保磁力を増大させる
方法がよく採られている。
If the crystal grain size is reduced in such a state that the crystal grains form one magnetic domain, that is, the magnetic interaction is cut off, the single magnetic domain becomes smaller and the magnetization direction rotates. It becomes difficult to do so, the soft magnetic characteristics deteriorate, and the coercive force increases. For magnetic medium materials and the like, the method of decreasing the crystal grain size and increasing the coercive force by adding B and P is often adopted.

【0017】ところが、結晶粒径をさらに減少させる
と、それまで磁気的相互作用がなく孤立していた結晶粒
の間に磁気的相互作用が働くようになり、磁区は結晶粒
よりも大きくなる。このように結晶粒径が磁区構造に比
べて十分微細化すると、結晶磁気異方性が作用しなくな
り、磁気異方性が小さくなって軟磁性を示すようにな
り、保磁力が低下する。このため、結晶磁気異方性が大
きく、軟磁性を示さなかった材料でも、結晶粒径を微細
化することにより軟磁性材料になる。
However, when the crystal grain size is further reduced, magnetic interaction is exerted between isolated crystal grains without magnetic interaction, and the magnetic domain becomes larger than the crystal grain. When the crystal grain size is sufficiently finer than that of the magnetic domain structure, the crystal magnetic anisotropy does not act, the magnetic anisotropy becomes small and soft magnetism is exhibited, and the coercive force decreases. Therefore, even a material having a large crystal magnetic anisotropy and exhibiting no soft magnetism can be a soft magnetic material by reducing the crystal grain size.

【0018】本発明(の発明)において、Co−Fe系合
金のめっき被膜に第3元素としてBを添加するのはこの
ような効果を利用するためで、Bを加えることにより結
晶粒が十分微細化し、保磁力が小さくなる。すなわち、
これまで、保磁力を増加させると考えられていたBが、
本発明(の発明)では保磁力を低下させるように作用
するのである。
In the present invention (the invention), B is added as the third element to the Co—Fe alloy plating film in order to utilize such an effect. By adding B, the crystal grains are sufficiently fine. And the coercive force decreases. That is,
B, which was previously thought to increase coercive force,
In the present invention (invention thereof), it acts to reduce the coercive force.

【0019】また、Co−Fe−B合金めっき被膜の組成
は、(Co100-X FeX ) BY (但し、原子%で、9≦X≦
12、0<Y≦0.2 )で表されるものとすることが必要で
ある。
The composition of the Co-Fe-B alloy plating film is (Co 100-X Fe X ) BY (however, in atomic%, 9 ≦ X ≦
It is necessary to be represented by 12, 0 <Y ≦ 0.2).

【0020】Xを原子%で、9≦X≦12と限定したの
は、磁歪定数を0または負にするためである。また、
Y、すなわちBの含有量を原子%で、0<Y≦0.2 とし
たのは、めっき被膜にBを少しでも含有させると保磁力
が低下し、一方、 0.2原子%を超えて含有させると保磁
力が上昇するからである。
The reason why X is limited in atomic% to 9≤X≤12 is to make the magnetostriction constant zero or negative. Also,
The content of Y, that is, B, in atomic% was set to 0 <Y ≦ 0.2, because the coercive force was decreased when B was contained in the plating film as much as possible, while the coercive force was decreased when it was contained in excess of 0.2 atomic%. This is because the magnetic force increases.

【0021】の発明は、の発明の電気めっき被膜の
製造方法である。この方法で用いるめっき浴は、Coイオ
ン(Co2+)およびFeイオン(Fe2+)を、硫酸塩(CoSO4
よび/またはFeSO4 ) および塩化物(CoCl2および/また
はFeCl2 ) として、または、それらのいずれか(硫酸塩
単独もしくは塩化物単独)として含み、Bを供給する添
加物として、ジメチルアミンボラン(DMAB)、トリ
メチルアミンボラン(TMAB)のいずれか、あるいは
両方を含む。めっき浴中に含まれる陰イオンとしては、
Cl- およびSO4 2- のいずれか一方だけでもよいが、両方
が含まれている方がよい。
[0021] The invention of is a method for producing an electroplating film of the invention of. The plating bath used in this method uses Co ions (Co 2+ ) and Fe ions (Fe 2+ ) as sulfates (CoSO 4 and / or FeSO 4 ) and chlorides (CoCl 2 and / or FeCl 2 ). Alternatively, any one of them (sulfate alone or chloride alone) is contained, and as an additive for supplying B, either or both of dimethylamine borane (DMAB) and trimethylamine borane (TMAB) are contained. As anions contained in the plating bath,
Only one of Cl and SO 4 2− may be contained, but it is preferable that both are contained.

【0022】めっき浴中のCo2+/Fe2+原子比(以下、Co
2+/Fe2+比率という)は、めっき電流などめっき条件に
応じて調整する。例えばめっき電流が大きくなるとめっ
き被膜中のFeの比率が大きくなるから、浴中のFe2+は相
対的に少なくてよい。しかし、パーマロイめっきの場合
ほどめっき電流で大きく変化することはないので、めっ
き浴中のCo2+/Fe2+の比率は、製造しようとするめっき
被膜のCo/Fe原子比(以下、Co/Fe比率という)、すな
わち磁歪定数が0かわずかに負になる比率とほぼ同じ
か、それよりもわずかにFe2+が少ない比率とすればよ
い。
Co 2+ / Fe 2+ atomic ratio in the plating bath (hereinafter Co
2 + / Fe 2+ ratio) is adjusted according to plating conditions such as plating current. For example, as the plating current increases, the proportion of Fe in the plating film increases, so Fe 2+ in the bath may be relatively small. However, since it does not change as much with the plating current as in the case of permalloy plating, the ratio of Co 2+ / Fe 2+ in the plating bath is the Co / Fe atomic ratio (hereinafter Co / Fe) of the plating film to be manufactured. (Fe ratio), that is, a ratio at which the magnetostriction constant is 0 or slightly negative, or a ratio in which Fe 2+ is slightly smaller than that.

【0023】ジメチルアミンボラン(DMAB)、もし
くはトリメチルアミンボラン(TMAB)、またはこれ
らの合計添加量は、1g/リットル以上10g/リットル未満
とする。
Dimethylamine borane (DMAB), trimethylamine borane (TMAB), or the total addition amount thereof is 1 g / liter or more and less than 10 g / liter.

【0024】図1は、後述の実施例に記載した試験の結
果で、TMABまたはDMABの添加量と得られためっ
き被膜の保磁力との関係を示す図であるが、いずれも、
0.5g/リットルの添加で保磁力低下の効果が認められ、
1g/リットル以上とすることにより特に効果が顕著にな
る。しかし、添加量が10g/リットル以上になると保磁力
は上昇する。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of TMAB or DMAB added and the coercive force of the obtained plating film, which is the result of the test described in Examples below.
The effect of lowering the coercive force is recognized with the addition of 0.5 g / liter,
The effect becomes particularly remarkable when the amount is 1 g / liter or more. However, the coercive force increases when the amount added exceeds 10 g / liter.

【0025】図3は、TMABを添加しためっき液を使
用して得られためっき被膜についてのCoKα線を用いた
X線回折の強度分布を示す図である。図中のピークは面
心立方(fcc) 構造をなす結晶の (111)面を表している
が、このピークの拡がり(半値幅)から、TMABの添
加量を 1.5〜3.5 g/リットル程度とすると、結晶粒径が
減少し、保磁力の低下に特に効果があり、好ましいと言
える。
FIG. 3 is a diagram showing an intensity distribution of X-ray diffraction using CoKα rays for a plating film obtained by using a plating solution containing TMAB. The peak in the figure represents the (111) plane of a crystal with a face-centered cubic (fcc) structure. From the spread of this peak (half-value width), the amount of TMAB added should be approximately 1.5 to 3.5 g / liter. It can be said that it is preferable because the crystal grain size is reduced and the coercive force is particularly effective.

【0026】めっき浴のpHは、4よりも大きいとFe2+
酸化およびFe(OH)3 の沈澱が生じるので、4以下に調整
する。しかし、低すぎると水素発生量が大きくなり、め
っき被膜の厚みの制御が困難になるので、2以下になら
ないようにするのが好ましい。
If the pH of the plating bath is higher than 4, oxidation of Fe 2+ and precipitation of Fe (OH) 3 will occur, so the pH is adjusted to 4 or less. However, if it is too low, the amount of hydrogen generated becomes large, and it becomes difficult to control the thickness of the plating film. Therefore, it is preferable not to be 2 or less.

【0027】めっき浴には、例えば、電解支持剤として
のNaCl、めっき被膜の残留応力減少剤としてのサッカリ
ンナトリウム、濡れ性をよくするための界面活性剤とし
てのドデシル硫酸ナトリウムなどを適当量加えるのが望
ましい。
To the plating bath, for example, NaCl as an electrolytic supporting agent, sodium saccharin as a residual stress reducing agent for the plating film, and sodium dodecyl sulfate as a surfactant for improving wettability are added in appropriate amounts. desirable.

【0028】めっき浴の最適濃度範囲は、めっき条件、
装置等により変わるが、薄膜磁気ヘッドの磁性体などの
ように微細パターン上にめっきする場合は、めっき浴の
全金属イオン濃度として、 0.1〜0.4 M程度とするのが
よい。
The optimum concentration range of the plating bath depends on the plating conditions,
When plating on a fine pattern such as a magnetic material of a thin film magnetic head, it is preferable to set the total metal ion concentration of the plating bath to about 0.1 to 0.4 M, though it depends on the apparatus.

【0029】めっき電流は2〜10mA/cm2とするのが好ま
しい。めっき電流が低い方が保磁力が減少する傾向があ
るので、2〜3mA/cm2とするのが特に好ましい。
The plating current is preferably 2 to 10 mA / cm 2 . Since the coercive force tends to decrease as the plating current decreases, it is particularly preferable to set the coercive force to 2 to 3 mA / cm 2 .

【0030】めっき浴の温度は特に低温または高温にす
る必要はなく、20〜45℃の範囲とすればよい。25℃程度
が適当である。
The temperature of the plating bath does not need to be low or high, and may be in the range of 20 to 45 ° C. About 25 ° C is suitable.

【0031】めっき装置の材料は、アクリル樹脂等のよ
うな非導電性、非磁性で、酸性のめっき浴と反応しない
材料が望ましい。塩化ビニール樹脂、ポリプロピレン、
テフロン樹脂等も使用することができる。
The material of the plating apparatus is preferably a non-conductive, non-magnetic material such as acrylic resin which does not react with an acidic plating bath. Vinyl chloride resin, polypropylene,
Teflon resin or the like can also be used.

【0032】めっきの際のアノードの材質は、めっきさ
れる合金の組成と同じ組成のものが最も望ましいが、合
金元素の一つと同じ元素の単体金属、あるいは白金のよ
うな不溶性のものを用いてもよい。
The material of the anode used for plating is most preferably the same as the composition of the alloy to be plated. However, a single metal of the same element as one of the alloy elements, or an insoluble material such as platinum is used. Good.

【0033】カソードには、ウエハ、磁気ヘッドなど被
めっき材を取り付ける。
A material to be plated such as a wafer and a magnetic head is attached to the cathode.

【0034】上記のめっき浴を用い、ウエハ、磁気ヘッ
ドなど被めっき材表面にめっきすることにより、前記
のCo−Fe−B合金電気めっき被膜を製造することができ
る。
The above Co-Fe-B alloy electroplating film can be produced by plating the surface of a material to be plated such as a wafer and a magnetic head using the above plating bath.

【0035】[0035]

【実施例】図6に示す形状を有するパドル型電解槽を用
い、Co−Fe−B合金電気めっき被膜の製造試験を行っ
た。
EXAMPLE A production test of a Co—Fe—B alloy electroplating film was conducted using a paddle type electrolytic cell having the shape shown in FIG.

【0036】めっき槽1はアクリル樹脂製で、被めっき
材であるウエハが取り付けられるカソード2が下方部
に、アノード3が上方部に配置され、パドル4がめっき
槽1内を図の左右方向に往復運動する。めっき液は、調
整槽(図示せず)で温度、pHおよび濃度が管理されてお
り、矢印で示したように、ポンプ(図示せず)によりめ
っき槽1に供給され、オーバーフローしためっき液は回
収されて再び調整槽に戻される。流量は流量調整バルブ
で調整される。
The plating tank 1 is made of acrylic resin, the cathode 2 to which a wafer to be plated is attached is arranged in the lower part, the anode 3 is arranged in the upper part, and the paddle 4 is arranged in the plating tank 1 in the left-right direction in the drawing. Move back and forth. The temperature, pH and concentration of the plating solution are controlled in an adjusting tank (not shown), and as shown by the arrow, the pump (not shown) supplies the plating solution to the plating tank 1, and the overflowing plating solution is recovered. It is then returned to the adjusting tank. The flow rate is adjusted by the flow rate adjustment valve.

【0037】ウエハはアルミナ(Al2O3) と炭化チタン
(TiC)の焼結体にスパッタ法によりアルミナ膜を付け
たもので、使用に際し、下地としてスパッタ法によりパ
ーマロイ合金膜(厚さ1000Å)を形成させた。アノード
には99.9%Co板を用いた。
The wafer is a sintered body of alumina (Al 2 O 3 ) and titanium carbide (TiC) with an alumina film formed by a sputtering method. When used, a permalloy alloy film (thickness 1000Å) is used as a base by the sputtering method. Was formed. A 99.9% Co plate was used for the anode.

【0038】使用しためっき液は、 CoCl2・6H2Oを38.1
g/リットル、 CoSO4・7H2Oを16.9g/リットル、 FeSO4
7H2Oを3〜10g/リットル、TMAB又はDMABを0〜
10g/リットル含み、pH緩衝剤としてほう酸を25g/リット
ル添加し、塩酸でpHを3.00〜3.02に調整した。また、塩
化ナトリウムを25g/リットル、めっき被膜の残留応力緩
和剤としてサッカリンナトリウムを 1.5g/リットル、表
面の濡れ特性向上のためにラウリル硫酸ナトリウム(界
面活性剤)を 0.1g/リットル加えた。めっき液の温度
は、ペルティエ素子を用いた電子恒温装置を使用して、
23±0.1 ℃以内に調整した。めっき槽への流量は平均毎
分5リットルとした。
The plating solution used was CoCl 2 .6H 2 O 38.1
g / l, CoSO 4・ 7H 2 O 16.9 g / l, FeSO 4
7H 2 O 3-10 g / liter, TMAB or DMAB 0
10 g / liter was added, 25 g / liter of boric acid was added as a pH buffer, and the pH was adjusted to 3.00 to 3.02 with hydrochloric acid. In addition, 25 g / liter of sodium chloride, 1.5 g / liter of saccharin sodium as a residual stress relaxation agent for the plating film, and 0.1 g / liter of sodium lauryl sulfate (surfactant) were added to improve surface wetting properties. For the temperature of the plating solution, use an electronic thermostat using a Peltier element,
Adjusted within 23 ± 0.1 ℃. The flow rate to the plating tank was 5 liters per minute on average.

【0039】試験結果を図1および図2に示す。図1
は、TMABまたはDMABの濃度によるめっき被膜の
保磁力(Hc)の変化を示した図で、TMAB、DMAB
のいずれも、 0.5g/リットルの添加で効果があり、1g/
リットル以上とすることにより顕著な効果が認められ
た。しかし、添加量が10g/リットルでは保磁力は再び上
昇した。
The test results are shown in FIGS. 1 and 2. Figure 1
Is a diagram showing the change in coercive force (Hc) of the plating film depending on the concentration of TMAB or DMAB.
In both cases, addition of 0.5 g / liter is effective and 1 g / liter
A remarkable effect was recognized by making it more than 1 liter. However, the coercive force increased again when the amount added was 10 g / liter.

【0040】図2は、TMABの濃度を2g/リットルと
し、めっき電流を 2.2〜13mA/cm2の範囲で変化させて得
られためっき被膜についてのFe/(Co+Fe)(原子百分
率)と磁歪定数(λ)の関係を示す図である。この図か
ら、めっき電流を変化させることにより、Fe/(Co+F
e)(原子百分率)が9〜12、すなわち、Co/Feの比率
(Co:Fe) で表して91:9〜88:12 の間で磁歪定数を0ない
しは負にし得ることがわかる。また、めっき電流が小さ
い方が保磁力が低くなる傾向があり、2.2mA/cm2で保磁
力を約2エルステッド(Oe)、磁歪定数を0もしくはわ
ずかに負とすることができた。
FIG. 2 shows the Fe / (Co + Fe) (atomic percentage) and the magnetostriction constant of the plating film obtained by changing the plating current in the range of 2.2 to 13 mA / cm 2 with the concentration of TMAB being 2 g / liter. It is a figure which shows the relationship of ((lambda)). From this figure, by changing the plating current, Fe / (Co + F
e) (atomic percentage) is 9 to 12, that is, the ratio of Co / Fe
It can be seen that the magnetostriction constant can be made 0 or negative between 91: 9 and 88:12 expressed by (Co: Fe). Further, the smaller the plating current, the lower the coercive force tends to be. At 2.2 mA / cm 2 , the coercive force could be about 2 Oersted (Oe) and the magnetostriction constant could be 0 or slightly negative.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のCo−Fe−B合金電気めっき被膜
は、飽和磁束密度が高く、保磁力が低く、かつ磁歪定数
が0またはわずかに負であり、書き込みおよび読み取り
性能に優れた薄膜磁気ヘッドの磁性体として好適であ
る。このめっき被膜は、本発明方法を適用することによ
り製造することができる。
The Co-Fe-B alloy electroplating film of the present invention has a high saturation magnetic flux density, a low coercive force, and a magnetostriction constant of 0 or slightly negative, and is a thin film excellent in writing and reading performance. It is suitable as a magnetic material for a magnetic head. This plating film can be manufactured by applying the method of the present invention.

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

【図1】TMABまたはDMABの添加濃度を変えため
っき浴を用いて製造したCo−Fe−B合金電気めっき被膜
の保磁力(Hc)の変化を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a change in coercive force (Hc) of a Co—Fe—B alloy electroplating film produced by using a plating bath in which the addition concentration of TMAB or DMAB is changed.

【図2】めっき電流を変化させて得られたCo−Fe−B合
金電気めっき被膜におけるFe/(Co+Fe)(原子百分
率)と磁歪定数(λ)の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between Fe / (Co + Fe) (atomic percentage) and a magnetostriction constant (λ) in a Co—Fe—B alloy electroplating film obtained by changing a plating current.

【図3】Co−FeおよびCo−Fe−B合金めっき被膜につい
てのCoKα線を用いたX線回折の強度分布を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an intensity distribution of X-ray diffraction using CoKα rays for Co—Fe and Co—Fe—B alloy plating films.

【図4】Co−Fe合金電気めっき被膜におけるFe濃度と保
磁力および磁歪定数の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the Fe concentration, the coercive force, and the magnetostriction constant in the Co—Fe alloy electroplating film.

【図5】Co−Fe−Ni3元系合金の蒸着膜での磁歪定数が
0である組成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a composition in which a magnetostriction constant is 0 in a vapor deposited film of a Co—Fe—Ni ternary alloy.

【図6】実施例で用いたパドル型電解槽の概略図で、
(a) は平面図、(b) は一部縦断側面図である。
FIG. 6 is a schematic view of a paddle type electrolytic cell used in the examples.
(a) is a plan view and (b) is a partially longitudinal side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:めっき槽、2:カソード、3:アノード、4:パド
ル、5:モータ
1: Plating tank, 2: Cathode, 3: Anode, 4: Paddle, 5: Motor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式、(Co100-X FeX ) BY で表される
軟磁性Co−Fe−B合金電気めっき被膜。但し、上記一般
式のXおよびYは、原子%で、 9≦X≦12 0<Y≦0.2 である。
1. A soft magnetic Co—Fe—B alloy electroplating film represented by the general formula: (Co 100-X Fe X ) BY . However, X and Y in the above general formula, in atomic%, are 9 ≦ X ≦ 120 <Y ≦ 0.2.
【請求項2】Co2+/Fe2+が原子比で91/9から88/12 まで
となるようにCo2+およびFe2+を硫酸塩および/または塩
化物として含み、さらに、ジメチルアミンボランおよび
/またはトリメチルアミンボランを1g/リットル以上10
g/リットル未満含有し、pHが4以下の酸性浴中で電気め
っきを行うことを特徴とする請求項1に記載のCo−Fe−
B合金電気めっき被膜の製造方法。
2. Co 2+ and Fe 2+ are contained as sulfates and / or chlorides so that the atomic ratio of Co 2+ / Fe 2+ is from 91/9 to 88/12, and further, dimethylamine Borane and / or trimethylamine borane 1g / l or more 10
Co-Fe- according to claim 1, characterized in that the electroplating is carried out in an acidic bath containing less than g / liter and having a pH of 4 or less.
Method for producing B alloy electroplated coating.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8000063B2 (en) 2006-04-14 2011-08-16 Tdk Corporation Magneto-resistive element, thin film magnetic head, magnetic head device, and magnetic recording/reproducing apparatus
JP2012151285A (en) * 2011-01-19 2012-08-09 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN103014417A (en) * 2013-01-17 2013-04-03 北京科技大学 Novel (FeCo)B microwave absorbing material

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