JPS60155700A - 基板上に磁性体層を付着する装置および方法 - Google Patents

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】 本発明は磁性体層を付着する装置および方法に関するも
のである。

今日のデータ処理装置においては、デジタルデータを表
す２進ビツトを格納するために磁気記憶ディスクを用い
ることが通常行われている。記憶ディスクは磁気トラン
スデユーサヘッドにより走査される磁気ディスクを通常
行する。磁気ヘッドはディスクの磁区の磁化の向きを反
転させる磁束を発生すること、ディスクの磁化の向きの
パターンを読取ること、および磁化の向きの変化を一連
のデジタル符号化された２進ビツトに変換することがで
きる。

今日のデータ処理装置には何種類かの磁気ヘッド／磁気
メモリディスク・インターフェイスが用いられている。

たとえば、磁気テープメモリとフロッピーディスクメモ
リは磁気メモリに密着される磁気ヘッドを含む。別の種
類の磁気メモリは硬い磁気ディスクを用いるウィンチェ
スタ−型として知られている。ウィンチェスタ−型磁気
ディスクメモリは、磁気ヘッドと磁気ディスクを物理的
に接触させないことにより信頼度を高くし、誤差発生を
少くしている。これは、磁気ディスクの表面には実際に
接触しない浮上磁気ヘッドにより行われる。

効率を最高にするためには、磁気ディスクの表面と磁気
ヘッドの間隔をできるだけ狭くすることが重要である。

現在はその間隔が１０〜１４ミクロン台のものを入手で
きる。したがって、ウィンチェスタ型装置を満足に動作
させるためには、磁気ディスクの表面を極めて平らにし
、かつ一様圧することが重要である。

ウィンチェスタ−装置のための磁気ディスクは、一様な
薄い駁を形成できる有機物質のマｌ−ＩＪフックス混合
されるガンマ酸化鉄のスラリーから現在作られている。

硬質ディスクが用いられたが、その硬質ディスクに付着
された磁性膜を研摩して、その種の駆動装置においてめ
られている一様な表面特性を得る。

米国特許第３６３４０４７号には、ウィンチェスタ−装
置に使用するのに適当な磁気メモリディスクを得るよう
罠、ディ・スフ基板上に磁性膜を電着するための方法と
装置が開示されている。しかし、主磁性膜の電着に先立
って、微細な粒子の反磁性膜を付着することが普通のや
り方である。これは、反磁性のニッケル／りん物質の膜
の無電解付着技術により行われることが普通である。し
かし、主膜の電着前に反磁性のニッケル／りん膜を研摩
して、無電解付着法の結果化じた小さなかだすりのいく
らかを除去することが必要である。

米国特許第３６３４２０９号には、ニッケル／りんの微
細粒子反磁性膜を電着装置により基板に付着し、その反
磁性膜の上に主磁性膜を電着することにより磁気メモリ
装置を製造する方法が開示されている。しかし、ウィン
チェスタ−型ｉｔに要求される一様な密度を達成するた
めには、反磁性ニッケル／りん膜を研摩してから主磁性
膜を電着せねばならない。

従来の方法において研摩しなければならない主な理由は
、電着作業中にディスクの全電着面圧わたって一定の電
流密度を維持することが困難なことである。とくに、付
着可能な表面上の任意の点における電着層の厚さがその
点における電流の時間積分圧比例するから、および付着
膜の磁気特性は電着中に生ずる電流密度とともに多少変
化するから、従来の電着装置において電流密度を精密に
制御できないと、高密度記録できる磁性膜を付着するこ
とが非常に困難になる。

したがって、高密度記録ができ、ウィンチェスタ−装置
に使用するのに適当な磁気メモリディスクを製造する従
来の技術は下記の工程を含む。

（１）アルミニウム板を打ち抜いて適切な所定寸法のア
ルミニウム基板を作る。

（２）　その基板を機械加工して、ひずみを除去し、で
きる限り誤差の小さい基板を得る。

（３）　それから基板をダイアモンドで研摩して超精密
仕上げをする。

（４）仕上げられた基板に一連のめつき作業な施して、
基板の全面に微細な粒子の反磁性ニッケル／りん物質の
薄膜を付着する。この薄膜の厚さは約０．０００５１ｃ
ｍ　（０，０００２インチ）台とすることができる。そ
の薄膜は無電解めっき技術、または電気めっき（電着）
により、研摩されている表面に付着できる（ウォルフ（
県北Ｆ）特許参照）。

る。

（６）この研摩作業の後で、検数のティスフをならべ、
反磁性膜の上に主磁性験を所要の一様さで付着できるよ
うにディスクに電着作業を施す（フォウルクナー（ＦＡ
ＵＩＸＮＦＩＲ）特許参照。

（７）それから、めっきされたディスクの表面に保護障
壁被覆を付着できる。

以上述べた従来の方法は比較的経費がかかり、とくに研
摩作業を要求されるために経費がかかる。

それらの研摩作業は通常は手作業で行われ、そのために
製品に欠陥を生ずるもとになる。

また１反磁性ニッケル／りん膜を無電解めっき法で付着
する場合に、ディスクの表面に付着−された膜の特性の
僅かな変化のために別の問題が起る。

それらの特性の変化のために、読出し／書込み動作中の
信号応答が大幅に変化することになる。

本発明の主な目的は、無電解めっきが用いられる場合に
生ずる諸問題を避けるように、反磁性ニッケル／りん膜
を電着技術により基板上に付着でき、かつ手間と経費の
かかる手動研摩作業を行う必要をなくすように１反磁性
膜を高い一様度で付着する方法を得ることである。

電着された金属膜における粒子成長の誘導と、膜表面に
おける核形成の誘導とについての詳細を先行技術に見出
すことができる。安定な核がひとたび形成されると、周
囲の原子ステップ（実際には格子粒）が、更に別の原子
を付着させるための高結合エネルギーの活動的に有利な
場所である。

したがって、層が完全になる才では表面の絶対障壁エネ
ルギーレベルより十分に低いレベルで成長は起ることが
できる。多数の表面欠陥が存在するから、格子形成のた
めに必要な臨界エネルギーな与え、電気化学的反応によ
る表面上の成長の開始を不当な強制なしに続行させるこ
とができる。

金属電着膜の成長は、平面格子におけるランダムなカー
ドにより断片的である。各縦続段階によりカードがある
数のサブカードにより置き換えらｊＬる。サブカード・
ランダムの位置ばかりではなく、それらのサブカード・
ランダムの数および結果としてのそれらの分布は古典的
な生成過程と死滅過程を含む。各段階において、各カー
ドの縁部なサブカード縁部で作られたランダムな結果を
得たと見ることができる。生成過程と死滅過程について
の古典的な結果は、結果のサブカードの数Ｎ（ｍ）が、
ｍ回目の発生が下記のような別のやり方により決定され
る。

くＮ、〉≦１、すなわち、Ｄ≦２、の時には結果が最終
的にはしだいに消えて、縁部が最終的には空となり、し
たがって零次元となることを童味することがほとんど確
実である。一方、＜Ｎｔ＞＞１、すなわち、Ｄ〉２、の
時には結果サブカードが次第に消える確率は１以下で、
数が永久に増大する確率は０ではない。Ｄは事実の相互
作用を記述する際における類似性の大きさを表す。

したがって、下記の漸近関係があてはまる。

上記の関係は一般化された類似性の大きさＤ−２を示唆
するものである。

二次元の渦の跡は、＜Ｎｔ＞＝ＮｒとなるようにＮ、を
ランダムなＮ、で置き換えた後で、同じ解析の明らかな
修正に従う。（Ｎ”、　）≦１、すなわち、Ｄ≦１、の
時には、各渦の面は最終的には空となる。（Ｎｔ）＞ｔ
、すなわち、Ｄ＞　１、の時にはしたがって、電着され
た反磁性ニッケル／りん膜内の格子成長の実際の動作は
、非零ランダムカード・フラクタルと構造の格子付着平
衡の間の競合的なレートである。観察により、競合的な
反応により一様でないしが生ずる。したがって、格子エ
ネルギーによる凝固のバイアスによって真に一様な反磁
性膜が得ら扛る結果となる。

反磁性膜は微細な磁性体粒子で構成され、ニッケル９２
〜８８％とりん８〜１２％より成る。電着によって真に
一様な反磁性ニッケル／りんＩＩΦを得るために１欠陥
のある格子領域上に電着するための核形成エネルギーを
与えるよう圧電着過程を制御せねばならず、かつそｌυ
非零凝固成長を所定期間行い、その後で強制的に凝固を
終らせることにより次の成長サイクルのために十分ラン
ダムに向けられた核形成場所を残す。本発明の実施にお
いては、以上述べたことは、電解液の中で陽極とターゲ
ット電極の間に穴のあけられている回転マスクを設けて
、電解液内の一様な電流の流れの周期性を維持するよう
にする。付着速度はマスクの周期的な回転周期と、平均
粒子寸法の関数であり１粒子寸法の分布は容易に制御で
きる。

穴をあけられているマスクを使用することにより研摩作
業の必要がなくなり、製造圧型する時間が数時間から約
２０分へ短縮される。回転するマスクの穴は、反磁性体
層に関する限りは、ターゲット電極の半径線に従うよう
に向けられ１表面の面積の各増分が同じ電流を受けるか
ら、そのマスクが回転するとターゲット電極の表面を横
切って一様な電流密度を与える。反磁性層の上に磁性層
を電着するために第２の穴あきマスクを使用できる。デ
ィスクの全面にわたって磁気応答を一様てするために１
磁性層をディスクの中央部へ向って僅かに厚くするよう
に、穴は平行な側を有する。

また、後で説明するように、良い結果を得るために１多
数の穴を有するマスクを２個使用できる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示す装置は電着な行うための適切な電解液を入
れるための容器１０を含む。この容器１０はポリプロピ
レンその他の適切な非濁食性の材料で作ることができる
。

容器１０の中にターゲット電極１２が設けられる。

このターゲット電極は、たとえば磁気ディスク・メモリ
を形成するためのアルミニウムディスクで構成できる。

ターゲット電極１２は、アルミニウム板を適切な所定の
寸法に打ち抜くことによりアルミニウム基板として形成
できる。そのアルミニウム基板を機械加工し、ひずみを
除去して滑らかな表面を得ることができる。それから表
面なダイアモンドで研摩して超精密仕上げする。めっき
工程を良好に行えるようにするために酸化亜鉛層１４を
ディスク面に付着する。

陽極１６を適切な基板１８により容器１ｏの中に保持す
る。陽極はたとえば９９゜９９チの純度のニッケルで作
る。芦板１８と容器１０はポリプロピレンその他の適当
なプラスチックで作ることができる。

本発明に従って、ここで説明している実施例においては
１個またはそれ以上のマスク加が容器１０の中の陽極１
６とターゲット電極、１２の間に設けられる。第１図に
示す実施例においては、２個のマスクＡ　、　ｆ（が用
いられる。マスクＡはターゲラｌ−［極から約０．５０
８Ｃｍ　（２００ミル）隔てられ、マスりＢは陽極から
約０．５０８Ｃｍ　（２００ミル）隔てられて配置され
る。各マスクかは一対の穴２２（第２図）を有する。各
穴の半径方向の長さは反磁性ニッケル／りん層を電着す
べきターゲット電極１２の領域の半径に対応し、かつ各
穴は半径方向へ延びる側を有する。各マスクＡ、Ｂはそ
れぞれの穴が整列した状態で、駆動電動機２５により一
致して回転させられる。

実際に製作した例においては、ターゲット電極１２は陽
ｆＩＪ１１６から距離的ｄ　＝　１；２６〜３．８　Ｃ
ｍ　（１／２〜１−１／２インチ）隔てられ、かつ陽極
１６に平行な関係で容器１０の中に置かれた。マスク２
０はたとえばポリプロピレン、デルリン、またはエポキ
シガラス、あるいはその他の任意の材料で作ることかで
きる。

第２図に示すように、各マスク加は円板形とすることが
でき、その直径ｄ１をたとえば約２７．９ｃｍ（１１イ
ンチ）とすることができる。各大器の形は第２図に示す
ような形にすることができ、かつ次のような寸法と形に
できる。

ｒ、＝約６．４８０ｍ（２，５５０インチ）ｒ、＝約１
．９１Ｃｍ（Ｑ、７５０インチ）ぬ２２２度 いる。図示の実施例では各マスク２１は６個の大器な有
する。前記のように磁性層の厚さを制御するために各大
器は平行な側を有する形にされる。両方のマスク２１は
穴ｎが整列させられた状態で一致して回転させられる。

第４図に示すように、陽極１６は倒木かの雄ねじ器によ
り基＆１８にとりつけることができる。

直流電源間が陽４ｉ＠１６とターゲットＮ、極１２（第
１図）の間に接続される。

ニッケル／りん層を、たとえば硫酸塩電解液のような任
意の適当な公知の電解液からターゲット電極１２０表面
に電着させることができる。次の表はニッケル／値酸塩
塩化物電解の組成を示すものである。この電解液を用い
てターゲット電極の表面にニッケル／りんの層を付着で
きる。

Ｎ　ｒ　Ｓ　Ｏ４６Ｈｚ　０　７０　ｇ／１ＮａＢ０３
　１ｓｇ／ｚ Ｎ　ａＨ２ＰＯ，Ｈ２０３ｇ／を 糖質　５ｇ７ｔ キ酸［す１−ＩＪウム（ＮａＣＯＯＨ）　１０ｇ／ｌ電
着は約２．８８〜３１　ｍＡ／　ｃｍ”　（２５〜２０
０ｍｘ／ｉｎりの電流密度で行うことができる。

この方法の実施においては、電解液の抵抗率が２５オー
ム／　ｃ　ｃ台の時に最適の結果を得ることができる。

電解液にプロピレングリコールを添加することにより抵
抗率を希望の値にできる。

第５図のカーブは真に一様な膜を得るように反磁性膜を
この装置によりターゲット電極に付着するやり方を示す
ものである。これは本発明の装置の回転マスクにより行
われる。その回転マスクは欠陥のある格子領域に電着さ
せるための核形成エネルギーを与える（第４図の第１の
期間）。それから、所定の期間だけ非零凝固成長を行う
（第２の期間）。その後で強制的に凝固を消失させる（
第３の期間）。それにより次の成長のための十分ランダ
ムに向けられた植成場所を残す。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の電着装置の一実施例の概略断面図、第
２図は反磁性層を付着するために第１図の装置に含まれ
ている回転穴あきマスクを示す第１図の２−２線に沿う
正面図、第３図は磁性層を付着するために用いられる回
転穴あきマスクの正面図、第４図は第１図の３−３線に
沿うターゲット電極の正面図、第５図は本発明の装置の
動作を説明するのに有用なグラフである。 １０・・・容器、１２・・・ターゲット電極、１６・・
・陽極、加。 ２１・・・回転穴あきマスク、１８・・・基板、２０・
・・駆動電動機、２２　、２３・・・穴、加・・・電源
。 ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５ 閥Ｊ閑　−ｍ−− 手続主１１ｌ正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 基板上に磁性体層を付＠する装置および方法３、補正を
づる者 事件との関係　特訂田願人 ダイナミック、ディスク、インコーホレイテッド４、代
理人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号銀座大
作ビル６階　電話０３−５４５−３５０８　（代表）昭
和６０年１月９日 （発送口　昭和６０年１月２９日） ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　電解液を入れるための容器と、磁性体層を付着
   すべき導電面を有する部材を構成し、前記容器の内部に
   設けられるターゲットと、このターゲットから隔てられ
   、かつそのターゲットに平行な関係で前記容器内に設け
   られる陽極と、この陽極と前記ターゲットの間に直流電
   圧を印加するための手段と、穴をあけられた少くとも１
   個のマスクと、このマスクを回転できるようにして駆動
   するためにそ′のマスクに機械的に結合される手段とを
   含み、前記マスクは、マスクが回転するＫつれてターゲ
   ットの表面における電流密度を制御するように前記容器
   内部の前記陽極と前記ターゲットの間に回転できるよう
   にして設けられることを特徴とする基板上に磁性体層を
   付着する装置。 （２、特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって、
   穴のあけられているマスクには複数の同様な穴があけら
   れることを特徴とする装置。 （３）特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって、
   穴のあけられている回転可能な前記マスクを２個含み、
   それら２個のマスクは駆動手段に機械的に結合され、か
   つそれぞれのマスクの穴を整列した状態で駆動手段によ
   り一致して駆動されるように、陽極とターゲラ）［それ
   ぞれ近接して位置させられることを特徴とする装置。 （４）特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって、
   前記ターゲットは磁気メモリのためのアルミニウム製デ
   ィスク基板を備えることを特徴とする装置。 （５）　特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって
   、マスクの穴は半径方向へ延びる側に、マスク上の半径
   方向の線上に向けられて形成されることを特徴とする装
   置。 （６）特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって、
   マスクの穴は平行な側に、マスク上の半径方向の線上に
   向けられて形成されることを特徴とする装置。 （７）　特許請求の範囲の第１項に記載の装置であって
   、前記陽極は高純度のニッケルで作られることを特徴と
   する装置。 （８）導電面を有する基板を用意する工程と、その基板
   を電解液に浸す工程と、基板の導電面に付着すべき物質
   の源から電解液を通じて電流を流す工程と、基板の導電
   面を横切って電流密度を制御する工程とを備えることを
   特徴とする基板上に物質層を電着する方法。 （９）特許請求の範囲の第８項に記載の方法であって、
   基板の導電面に付着される物質は磁性体であることを特
   徴とする方法。 ０Φ　特許請求の範囲の第８項に記載の方法であって、
   電解液中の物質源と基板の間に置かれている穴あきマス
   クを回転させることにより電流密度を制御することを特
   徴とする方法。 ０１）特許請求の範囲の第８項に記載の方法であって、
   物質源は高純度のニッケルを含むことな特徴とする方法
   。