JPH0754189A - 電気メッキ装置 - Google Patents

電気メッキ装置

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JPH0754189A
JPH0754189A JP5200499A JP20049993A JPH0754189A JP H0754189 A JPH0754189 A JP H0754189A JP 5200499 A JP5200499 A JP 5200499A JP 20049993 A JP20049993 A JP 20049993A JP H0754189 A JPH0754189 A JP H0754189A
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plated
substrate
plating
stirrer
plating tank
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Tetsuji Soeda
哲司 添田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は被メッキ基板上のメッキ膜の組成の
変動を抑え磁気特性の優れた磁性膜を形成することので
きる電気メッキ装置の提供を提供する。 【構成】 メッキ槽1と、メッキ槽1内に装着される被
メッキ基板4を装着部で保持する基板ホルダー11と、
装着部と同心円状に基板ホルダー11内又はその周囲に
配設された補助電極12と、基板ホルダー11と対向し
てメッキ槽1内に装設された陽極5と、被メッキ基板4
上の近傍を往復運動する各一辺の平面部が被メッキ基板
4と略平行になるように上下に一対配設された三角柱状
の攪拌子と、被メッキ面と平行で、かつ攪拌子が往復運
動する方向と直交方向に磁界が印加できるメッキ槽1を
挟んで平行に配設された磁石10と、攪拌子13,14
を両端で固定する一対の直立腕7と、を備え、攪拌子1
3,14が2以上略平行に一対の直立腕7に配設されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は優れた磁気特性を具備す
る磁性薄膜を磁気ヘッドや記録ヘッド等に使用される被
メッキ基板に付与するのに好適な電気メッキ装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高性能の磁性薄膜を得るために電
気メッキ方法が利用されている。
【0003】電気メッキ装置としては特公昭57−96
36号公報に提案されたものが実用化され広く使用され
つつある。
【0004】以下に従来の電気メッキ装置について説明
する。図8は従来の電気メッキ装置のメッキ槽の要部斜
視図である。1はメッキ液が注入されたガラス,合成樹
脂等の誘電体材料よりなるメッキ槽、2はメッキ槽1の
底面に取り付けられた陰極、3は陰極2の所定部に形成
された開孔部、4は開孔部3の外側にメッキ面側を押し
つけて密着された被メッキ基板、5は陰極2と対向して
配設された不活性Pt,固体Ni又は不活性Ptシート
とNiワイヤメッシュの組合せ等よりなる陽極、6は駆
動時乱流の発生を最大限抑えるように三角柱状の各一辺
の平面部が基板ホルダーの上面と略平行に上下に並設さ
れた一対の攪拌子、7は一対の攪拌子6を両端で各々平
行に固定する直立腕、8は2本の直立腕7を固定する横
部材、9は横部材の中央部に一端が固定され他端がクラ
ンク軸(図示せず)を介して電動機の軸(図示せず)と
直結されたリンク材、10は攪拌子6の運動方向と直交
する方向に磁界を印加するようにメッキ槽1の両側部に
配設された一対の磁石である。
【0005】以上のように構成されたメッキ装置につい
て、以下その動作を説明する。電気メッキ時には電動機
が回転し、クランク軸によりリンク材9が前後に往復運
動する。この往復運動は攪拌子6の往復運動となり、一
対の攪拌子6間の開口面を通過するメッキ液が陰極2近
傍で乱流の少ない層流となる。この層流により、被メッ
キ基板4上に一様なメッキ膜が得られる。また、メッキ
膜には磁石10により一軸磁気異方性が付与される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、被メッキ基板4の表面近傍を攪拌子6が往
復運動するため、攪拌子6の位置により被メッキ基板4
上のメッキ効率が変化し、攪拌子6の位置で電気力線が
遮断状態となり、メッキ時の電流密度が変化するという
問題点を有していた。その結果、被メッキ基板4上での
電流密度の変化により、形成されたFe−Ni合金等の
メッキ膜の組成が変動し、均一なメッキ膜を得難いとい
う問題点があった。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、被メッキ基板上のメッキ膜の組成の変動を抑え磁気
特性の優れた磁性膜を形成することのできる電気メッキ
装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電気メッキ装置は、メッキ槽と、前記メッキ
槽内に装着される被メッキ基板を装着部で保持する基板
ホルダーと、前記被メッキ基板の装着部と同心円状に前
記基板ホルダー内又は前記基板ホルダーの周囲に配設さ
れた補助電極と、前記基板ホルダーと対向して前記メッ
キ槽内に装設された陽極と、前記被メッキ基板の被メッ
キ面上の近傍を往復運動する各一辺の平面部が被メッキ
基板と略平行になるように上下に一対配設された三角柱
状の攪拌子と、前記被メッキ基板の被メッキ面と平行
で、かつ攪拌子が往復運動する方向と直交方向に磁界が
印加できる前記メッキ槽を挟んで平行に配設された磁石
と、前記攪拌子を両端で固定する一対の直立腕と、を備
えた電気メッキ装置であって、前記攪拌子が2以上略平
行に前記一対の直立腕に配設されている構成を有してい
る。
【0009】
【作用】この構成によって、一対の第1攪拌子と第2攪
拌子が複数対あるので、従来に比べ被メッキ基板と平行
な一辺の幅を狭めても同等又はそれ以上の攪拌効果を有
しながら、一辺の幅が狭いので電気メッキ時の電流密度
の変化を抑制できる。電流密度の変化が抑制されるので
Fe−Ni等の合金メッキ膜の組成を均一化することが
できる。またメッキ膜の膜厚を均一化できる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例における電気メッ
キ装置の全体概略構成図であり、図2は電気メッキ装置
の攪拌子部の要部斜視図である。
【0012】1はメッキ槽、4は被メッキ基板、5は陽
極、7は直立腕、8は横部材、9はリンク材、10は磁
石であり、これらは図8の従来例と同様なものなので同
一の番号を付し説明を省略する。11はメッキ槽1の底
部に配置された基板ホルダー、12は被メッキ基板4の
装着部の周囲に同心円状に配設された補助電極、13,
14は各々直立腕7,7に両端を固定された三角柱状の
各一辺の平面部が基板ホルダー11に装着された被メッ
キ基板4のメッキ面と略平行に上下に並設された一対の
攪拌子、15は攪拌子13,14及び直立腕7で構成さ
れる攪拌部で、攪拌部15は矢印aで示す方向に往復運
動を行う。16は被メッキ基板4に通電する通電部、1
7はメッキ液を貯槽するとともにメッキ液の濃度を調整
するメッキ液タンク、18はメッキ液の循環流路、19
はメッキ液タンク17のメッキ液をメッキ槽1へ循環供
給する供給ポンプ、20はメッキ液中の夾雑物等を濾過
する0.1〜1μmの通過孔を有するフィルター、21
はメッキ液をメッキ槽1へ供給する供給管、22はメッ
キ槽1のメッキ液をメッキ液タンク17へ返送する返流
管である。
【0013】図2において、攪拌部15の一対の攪拌子
13と攪拌子14は各々、中実又は中空状の三角柱から
なり、各々の稜線が同一方向で平行になるように対向し
て配置されている。
【0014】以上のように構成された本実施例のメッキ
装置について、以下その動作を図面を参照しながら説明
する。図3は本発明の電気メッキ装置のメッキ部の模式
図である。
【0015】被メッキ基板4のメッキ面側を陽極5側に
向けて基板ホルダー11に固定する。電極は被メッキ基
板4のメッキ面側から導電ゴム(図示せず)を介して導
通をとり、陰極とする。陽極5と陰極となる被メッキ基
板4との間に電圧を印加して電解メッキする。尚、被メ
ッキ基板4と導電ゴム(図示せず)との導通をとるため
に、予め被メッキ基板4の表面にパーマロイ(Fe−N
i合金)をスパッタ法あるいは蒸着法により付着してお
く必要がある。
【0016】次に、磁気特性に優れたパーマロイ(Fe
−Ni合金)にメッキ膜を得るための、好適なメッキ条
件を示す。
【0017】(i)メッキ液の調整 NiSO4 ・6H2 Oを250〜350g/l、NiC
2 ・6H2 Oを40〜60g/l、H3 BO4 を20
〜30g/l、スルホベンズイミドナトリウムを0.5
〜2.0g/l、FeSO4 ・6H2 Oを10〜20g
/l、ラウリル硫酸ナトリウムを0.1〜0.5g/l
とし、pHが2.2〜3.0となるように硫酸を追加す
る。
【0018】メッキ条件はメッキ液の流量速度を7〜2
0l/min、メッキ電流密度を2〜20mA/cm2
パドルスピードを30〜400mm/sec、メッキ液
の温度を28〜43℃となるのが好ましく、陽極5に
は、Ti,PtあるいはNi等を使用するのが好まし
い。
【0019】攪拌部15の攪拌子13,14が被メッキ
基板4上を左右に移動するごとに、メッキによって反応
した被メッキ基板4近傍のOH- や、Fe2+(O
H)2 ,H+ H2 等を攪拌子13,14の下部攪拌子が
矢印bのようにかき上げ、新鮮なメッキ液を各上部攪拌
子が被メッキ基板4側へ矢印cのように供給する。ま
た、被メッキ基板4の周辺部に電気力線が集中しやす
く、Ni組成の変動や膜厚の変動を生じやすいが、被メ
ッキ基板4の周辺に補助電極12を被メッキ基板4と同
心円状に配設し、陽極5と補助電極12間に電圧を印加
し、被メッキ基板4内の基板周辺部に電気力線が集中す
るのを抑制し、Ni組成の変動や膜厚の変動も抑えるこ
とができる。
【0020】これら攪拌子13,14を小型にし、かつ
複数並設することにより、被メッキ基板4近傍を移動す
る際、被メッキ基板4近傍の液は理想的な層流状態を形
成することができ金属イオンの濃度を均一にすることが
できる。
【0021】(実験例1)次に本実施例の電気メッキ装
置を用いメッキ効率を評価した。評価方法はパーマロイ
(Fe−Ni合金)のメッキ膜製造条件下で電流密度を
測定して行った。その結果を図4に示した。図4は本実
施例の電気メッキ装置におけるメッキ時の電流密度の経
時変化図である。
【0022】メッキ液の調整 NiSO4 ・6H2 Oを320g/l、NiCl2 ・6
2 Oを50g/l、H3 BO4 を30g/l、スルホ
ベンズイミドナトリウムを1.5g/l、FeSO4
6H2 Oを15g/l、ラウリル硫酸ナトリウムを0.
2g/lのメッキ液を調整した。
【0023】メッキ条件 メッキ液のpHを2.5〜2.6となるように調整しな
がら、パーマロイをスパッタリングした基板を用い、メ
ッキ液の流量速度を12l/min、メッキ電流密度を
3.8mA/cm2 、攪拌子の往復スピードを60mm/
sec、メッキ液の温度を30〜35℃とし、陽極5に
は、Niを使用して行った。
【0024】(比較例)本実施例の電気メッキ装置の代
わりに従来の電気メッキ装置を用いた他は、実験例と同
一の条件でメッキ液を調整し、同一のメッキ条件でパー
マロイのメッキ膜製造条件下で電流密度を測定して行っ
た。その結果を図5に示した。
【0025】図5は従来の電気メッキ装置におけるメッ
キ時の電流密度の経時変化図である。
【0026】この図4,図5から明らかなように、本実
施例によれば電流密度の変化が従来例に比べ35%以上
抑制できることがわかった。
【0027】これを模式的に示すと次のようになる。図
6は本実験例の陽極5−基板間の電気力線の状態図であ
り、図7は比較例のメッキ装置での陽極5−基板間の電
気力線の状態図である。図6からも明らかなように、本
実験例では攪拌子13,14が従来の攪拌子に比べ、略
1/2に分割されて小型になっているので、電気力線が
攪拌子13と攪拌子14の間にも流れその結果、電流密
度の変動が抑制されていると言える。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明は、対になった攪拌
子を複数用いるので、攪拌子の形状を小さくすることが
でき、電流密度の変動を抑制できる。形状の小さい攪拌
子を複数並設することにより、メッキ液の攪拌効率を著
しく向上させることができ、その結果、膜質が極めて優
れ、基板内のマクロな分布並びにミクロな分布も抑制し
た安定な磁性膜を付与できる電気メッキ装置を実現でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における電気メッキ装置の全
体概略構成図
【図2】本発明の一実施例における電気メッキ装置の攪
拌子部の要部斜視図
【図3】本発明の電気メッキ装置のメッキ部の模式図
【図4】本実施例の電気メッキ装置におけるメッキ時の
電流密度の経時変化図
【図5】従来の電気メッキ装置におけるメッキ時の電流
密度の経時変化図
【図6】本実験例の陽極−基板間の電気力線の状態図
【図7】比較例のメッキ装置での陽極−基板間の電気力
線の状態図
【図8】従来の電気メッキ装置のメッキ槽の要部斜視図
【符号の説明】
1 メッキ槽 2 陰極 3 開孔部 4 被メッキ基板 5 陽極 6 攪拌子 7 直立腕 8 横部材 9 リンク材 10 磁石 11 基板ホルダー 12 補助電極 13,14 攪拌子 15 攪拌部 16 通電部 17 メッキ液タンク 18 循環流路 19 供給ポンプ 20 フィルター 21 供給管 22 返流管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メッキ槽と、前記メッキ槽内に装着される
    被メッキ基板を装着部で保持する基板ホルダーと、前記
    被メッキ基板の装着部と同心円状に前記基板ホルダー内
    又は前記基板ホルダーの周囲に配設された補助電極と、
    前記基板ホルダーと対向して前記メッキ槽内に装設され
    た陽極と、前記被メッキ基板の被メッキ面上の近傍を往
    復運動する各一辺の平面部が被メッキ基板と略平行にな
    るように上下に一対配設された三角柱状の攪拌子と、前
    記被メッキ基板の被メッキ面と平行で、かつ攪拌子が往
    復運動する方向と直交方向に磁界が印加できる前記メッ
    キ槽を挟んで平行に配設された磁石と、前記攪拌子を両
    端で固定する一対の直立腕と、を備えた電気メッキ装置
    であって、前記攪拌子が2以上略平行に前記一対の直立
    腕に配設されていることを特徴とする電気メッキ装置。
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