JPS6081815A - 無電解めつき浴 - Google Patents

無電解めつき浴

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JPS6081815A
JPS6081815A JP18984683A JP18984683A JPS6081815A JP S6081815 A JPS6081815 A JP S6081815A JP 18984683 A JP18984683 A JP 18984683A JP 18984683 A JP18984683 A JP 18984683A JP S6081815 A JPS6081815 A JP S6081815A
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JP
Japan
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ions
film
plating bath
pyrophosphate
plating
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Application number
JP18984683A
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English (en)
Inventor
Yoshio Matsuwake
松分 良雄
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Chemically Coating (AREA)
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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、磁気記録媒体の磁性膜の膜厚方向の磁化によ
って記録を行な5いわゆる垂直記録に用いる磁気記録媒
体を作製する無電解めっき浴に関するものである。
従来一般の磁気ディスク装置、磁気ドラム装置などの磁
気記録装置においては、基板上に形成された磁性膜をリ
ング型磁気ヘッドによって水平長手方向に磁化すること
により記録を行なっている。
しかし水平磁化による記録には、記録信号が短波長にな
るに従い、すなわち記録線密度の増加にしたがって、媒
体内の反磁界が増大して、残留磁化の減衰と回転を生じ
、再生出力が著じるしく減少するという欠点が存在する
。そこでこの問題を解決するため、短波長になる程、反
磁界が小さくなる性質をもつ垂直記録方式が提案され、
この垂直記録に適する磁性膜として、膜面に垂直な方向
に磁化容易軸(α−Co 結晶のC軸)をもつCo −
Cr合金スパッタ膜が提案され、検討されている。そし
てこの垂直磁気記録方式は、従来の水平長手方向磁化に
よる記録方式にくらべて高密度記録にすぐれていること
が報告されている(特開昭52−134706 号)。
ところでCo−Cr合金膜をスパッタ法で作製する場合
、真空系内で行なうため生産性に問題があり、またスパ
ッタによる基板温度の上昇によって使用する基板材質に
制限を与える問題がある。
一方無電解めっき法で、化学的に垂直磁性膜を作製する
試みは、従来いくつかの方法が提案されている。たとえ
ばグルコン酸な錯化剤とするco−Pめつき浴にMn 
イオンを添加する方法(特開昭57−140869) 
、またマロン酸およびリンゴ酸を錯化剤とするCo −
Ni −Pめつき浴にλ石 イオンを添加する方法(金
属表面技術協会、第64回学術講演大会要旨集P140
)、さらには酒石酸を錯化剤とするCo−N1−Pめつ
き浴に施 不jオンおよびRe イオンを添加する方法
(金属表面技術協会第67回学術講演大会要旨集P16
)などがある。これらの方法は無電解めっき法で垂直磁
性膜を得る上で有望な方法であるが、めっき温度がいず
れも80゜C以上と高く、ポリエステル樹脂等軟化点の
低い基板に膜を形成する場合に問題を有する。また、め
っき膜結晶のC軸垂直配向化に無電解めっきの触媒毒の
一つであるMn イオンを用いるために、その添加量に
よっては、めっき析出速度が極端に小さくなったり、め
っき膜面が荒れ易く、平滑めっき面の得にくいことも問
題であり、改良が強く望まれていた。他方無電解C・o
−PもしくはCo −Ni−Pめつき浴にW8+イオン
を加えた時析出するめつき膜結晶のC軸か膜面内から膜
面に垂直な方向に配向変化することが報告されているが
(金属表面技術協会 第63回学術講演大会要旨集P5
6および金属表面技術協会誌■0TA32、No、6P
309〜P3151981)、C軸の配向分散性が大き
いために、磁化容易軸を膜面に対し、良好な垂直配向で
きず、したがってすぐれた垂直磁性膜を実現するに至っ
ていない。
本発明の目的は、低い浴温で極めて良好な垂直配向を得
る無電解めっき浴を提供するものである。
また本発明の他の目的は、垂直磁性めっき膜の磁気特性
をコントロールできる無電解めっき浴を提供するもので
ある。
本出願人は、上述の点に鑑みて研究を重ねたところ、特
定な金属イオンを特定量含み、且つピロリン酸基をこの
金属イオンの錯化剤とし、更に特定量のV+イオンを加
えた無電解めっき浴にて上記目的が達成できることを見
出して、本発明に至った。
本発明による無電解めっき浴は、金属イオン、金属イオ
ン還元剤、PH緩衝剤、PH調整剤および前記金属イオ
ンの錯化剤を主構成要素として含む無電解めっき浴にお
いて、前記金属イオンとして、0.1〜0.3−ntJ
−/lのCo イオンおよび0.1〜0.4−/lのN
t イオンを含み、かつ前記錯化剤として少なくともビ
ロリン酸基を含む水溶液に0.01〜1、QwJ/lの
W6+イオンを加えることを特徴とするものである。
なお、W6+イオンが無電解Co−P およびCo −
Ni−Pめつき膜の水平方向磁化に対する磁気特性コン
トロールに有効なことは、すでに公知である(特開昭5
6−142867)。しかしながら垂直磁性膜について
のめつき膜の垂直方向磁化に対する磁気特性コントロー
ルについては、いまだ成功した例がなく、前記の如く、
Wを共析しためつき膜についてすぐれた垂直磁気特性を
示す膜自体も得られていない。したがって従来、垂直磁
性めっき膜について、その磁気特性をコントロールする
方法は、γ七 Re イオンをめっき浴に添加する以外に方法はなかっ
た(金属表面技術協会 第67回学術講演大会要旨集P
16)。本発明は、特定の構成要素を有する無電解めっ
き浴にW61イオンを添加することによって、垂直磁性
めっき膜の磁気特性なコン)・ロールできる無電解めっ
き浴を実現したものであって、この新規な組合せによっ
てこの様な予期せぬ効果が得られることは従来技術によ
って全(予想し得ない。
以下、本発明について説明する。
本発明の無電解めっき浴に金属イオンとして用いられる
CO!+イオンは、硫酸塩、スルファミン酸塩、塩化塩
、酢酸塩などの水に対して可溶性を示す塩としてめっき
浴中に供給されろ。COイオンの濃度は0.1〜0.3
WL/L の範囲が用いられるが、0、1 m−17を
以下では、得られるめっき膜の磁化容易軸が膜面に対し
て水平方向に配向する傾向が強くなり、すぐれた垂直磁
性膜が得られない。一方Coff1+イオン濃度が0.
3−ru4/を以上になると、水酸化コバルトの沈澱に
より浴の分解が急速に発生する。
したがって実用的に好ましいCot+イオン濃度は、0
.1〜0.3−々であるが、さらに好ましくは、0.1
〜0.2−w−17tの範囲である。Nt イオンは、
硫酸塩、スル7アミノ酸塩、塩化塩、酢酸塩などの、水
に対して可溶性を示す塩としてめっき浴中に供給される
。Ni’+イオンの濃度は0.1〜0.4−tJ/lの
範囲が用いられるが、0.1w−1)/を以下では、得
られるめつぎ膜の磁化容易軸が膜面に対して水平方向に
配向する傾向が強くなり、また、めっき膜の結晶発達性
が低下するためすぐれた垂直磁性膜が得られない。一方
Nl イオン濃度がo、4−vyt以上になると、浴の
自然分解によりめっき粒子がめつき浴中に異常析出しや
すくなり、平滑性にすぐれためつき膜が得にくくなると
共に、浴寿命が低下する。したがって実用的に好ましい
Ni1+イオン濃度は0.1〜0.4冑ytである。
金属イオンの錯化剤として用いられるピロリン酸基は、
ピロリン酸またはピロリン酸の水に対する可溶塩によっ
て供給されるが、たとえばピロリン酸ナトリウム、ピロ
リン酸カリウム、ピロリン酸アンモニウムなどが使用で
き、またピロリン酸コバルトおよびビロリン酸ニッケル
のように、前記金属イオンの供給源をかねて供給するこ
ともできる。ピロリン酸基の好ましい濃度はおおむね、
0.3〜Q、5 WLt4/l−の範囲にあるが、ビロ
リン酸以外の他の金属イオン錯化剤、たとえば、ホウ酸
基、アミノ酢酸基、マロン酸基、リンゴ酸基、コノ1り
酸基、グルコン酸基等、無機酸又は有機酸またはこれら
の水に対する可溶性塩と併用してもよく、この場合、ピ
ロリン酸基の最適濃度は前記濃度範囲よりも若干小さい
方向に変化する。
ピロリン酸基のめつき浴中への添加は得られるめっき膜
の磁化容易軸を膜面に対し、垂直な方向へ配向させる上
で極めて重要な役割を果す。ピロリン酸基が、めっき膜
を垂直配向化する機構は、いまだ明らかではないが、析
出めっき膜の活性点のうちCo(002)面以外の結晶
面に選択的にピロリン酸基が吸着される結果、他の結晶
面の成長が抑制され、Co(002)面のみが、選択成
長し、結果として膜面の成長方向である膜面に対して垂
直な方向に磁化容易軸が配向するものと考えられもする
。この際、結晶面の成長性は、結晶の成長速度と強い関
係があるとみられ、前記CO!+イオンおよびN、1#
イオンの濃度およびこれら金属イオンとピロリン酸基の
配位の状態およびその安定性が、めっき膜結晶の成長性
に大きく関与すると考えられる。したがってピロリン酸
基の濃度は、それが単独では、前記Q、3〜0.6 m
ytの範囲が垂直磁性膜を得る上で好ましいが、他の錯
化剤の影響がある場合、錯体の配位状態が微妙に異なる
ので、必ずしもこの範囲に限定されない。しかし、ピロ
リン酸基の濃度が、0.6−→を以上と余り高くなりす
ぎると、結晶の成長性が抑えられるため、結晶粒子が微
細化し、かえって垂直配向性にすぐれためつき膜が得に
くくなる。一方ピロリン酸基の濃度がo、3?+/を以
下では、めっき浴中における金属イオンの安定化が不充
分であり、浴分解が起り易くなり、この時浴安定のため
に他の錯化剤と併用しても、めっき膜結晶のCo(00
2)面への選択的成長性が弱くなるため、必ずしもすぐ
れた垂直磁性膜は得られない。W イオンはタングステ
ン酸もしくは、その水に対して可溶性を示す塩としてめ
っき浴中に供給されるが、具体的例としては、タングス
テン酸ナトリウム、り/グステ/酸カリウム、タングス
テン酸アンモニウム等が挙げられる。W6+イオンは、
得られる垂直磁性めっき膜の磁気特性をコントロールす
る上で、きわめて重要な役割を果す。ピロリン酸基の存
在下にて、めっき浴中に供給されたW6+イオンは、タ
ングステン酸イオンWO4!−とじて、めっき浴中に共
存するCOイオンおよびN ilイオンと錯体を形成し
、前記金属錯化剤の補助錯化剤として作用すると共に、
自ら還元剤の還元作用を受けて′、めっき膜の垂直磁気
異方性を劣化させることなく、めっき膜中にCo やN
iと共にWを共析させる。この際、W6+イオンの濃度
は、0.01〜1.0 mt4/lの範囲が用いられる
が、0.0l−nJ/を以下では、磁気特性に対する影
響は、はとんどな(、1,0−t=J、71以上では、
めっき膜析出速度を著じるしく低下させ、まためっき膜
結晶の発達を抑制し、かえってすぐれた垂直磁性膜を得
にくくする。
上述の本発明の無電解めっき浴の構成要素の働きを、第
1図〜第4図に示すグラフを用いてさらに詳しく説明す
る。
第1図は、めっき浴中のCoイオンおよびN+イ°、f
ン濃度と、得られるめっき膜の結晶性の関係を示すグラ
フであり、図中(3)は、めつぎ膜結晶の磁化容易軸が
面内配向する領域、図中03)は、磁化容易軸が面内お
よび垂直方向に等方配向するか、または垂直方向に弱く
配向する領域、図中(Qは、CoイオンおよびN+ イ
オンについて本発明の梢求の範囲に該当する領域であっ
て、磁化容易軸が、強く垂直配向する領域である。第2
図は第1図をさらに詳しく説明するものであって、めっ
き浴中のCo イオンおよびNit+イオン濃度と得ら
れるめっき膜の磁化容易軸垂直配向性の一つの尺度とな
るCo(002)面のX線回析強度の関係を示すグラフ
であり、Co イオンおよびNi!+イオン濃度が共に
0.1璽〆を以上の時、得られるめっき膜結晶のC。
(002)面が強く発達し、C軸が垂直方向に配向して
いることを示している。
第3図は、めっき浴中のビロリン酸基の濃度と得られる
めっき膜のCo(002)面のX線回析強度の関係を示
すグラフであり、Q、3−tl/を以下では、浴が不安
定化し、0.6−d/を以上では、めっき膜の結晶性が
著じるしく低下する。
第4図は、めっき浴中のw@+イオン濃度とめつき膜の
垂直方向の磁気特性の関係を示したものであり、w”イ
オン濃度が、0.0l−se=−1/を以上の時、めっ
き膜の保磁力Heおよび飽和磁化Msは、Nv8+イオ
ン濃度が高まるにつれ、除々に低下する傾向を示してい
る。
次に本発明のめつき浴におけるその他の構成要素につい
て説明すると、 金属イオンの還元剤としては、一般に次亜リン酸または
そのアルカリ金属塩たとえば次亜リン酸ナトリウムまた
は次亜リン酸カリウム等が用いられる。
PH緩衝剤としては、一般にたとえば硫酸ア、ンモニウ
ム、炭酸ナトリウム、酢酸アンモニウム等、アンモニウ
ム塩、炭酸塩、有機酸塩が用いられる。
PH調節剤としては、PHの上昇には、一般にアンモニ
ア水またはアンモニア水と水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等考性アルカリが併用されPHの降下には、一般
に硫酸スルファミン酸、塩酸、酢酸等の酸が用いられ、
これらのPH調節剤により、めっき浴のPHは常に65
°Cを基準として、8.0〜10.0 に調節される。
さらに追記するに本発明のめつき浴は、アンモニアによ
って基本的にPHが調節されるアンモニアアルカリ性浴
とした時、浴の安定性が最もすぐれたものとなり、得ら
れるめっき膜もすぐれた垂直磁性膜となる。
めっき浴の温度は、好ましくは60〜70°Cに調節さ
れる。浴温度が600C以下になると、めっき析出速度
が極端に低下するため、めっき膜を作製する上で効率的
でない。一方70°C以上になると、めっき膜結晶の垂
直配向性は除々に低下しはじめ、浴の安定性もいくぶん
劣化する傾向がある。
以上、本発明のめつき浴によれば、従来のめつき浴が8
0°C以上の浴温度を必要としたのに対し、60〜70
°Cの浴温度で、磁化容易軸が、膜面に対して強く垂直
配向しためつぎ膜が得られるので、ポリエステル樹脂等
の軟化点の低い基板にも磁性膜が形成でき、まためっき
膜の磁気特性コントロールもめつき浴中のW6+イオン
濃度を調節することによってきわめて容易に行なえる。
一方めっきの解媒毒となる金属イオンを用いないため、
析出速度の大きい、しかも平滑性にすぐれためっき膜が
得られる。
以下、本発明による無電解めっき浴を実施例によって具
体的に説明する。
実施例 1 表面に予じめ無電解N1−Pめっき膜を下地めっき層と
して施したポリエステル樹脂フィルム状基板に下記のめ
つき浴組成および条件にて無電解めっき膜を形成した。
めっき浴組成 硫酸コバル) 0.13TNy−1/L
硫酸ニツケル o、13乱1/1 次亜リン酸ナトリウム0.2−r=tl/を硫酸アンモ
ニウム0.5 ?7Ia7tビロリン酸ナトリウムQ、
4−=tJ−/l−タングステン酸ナトリウム Q、5rrei/l めっき条件 PHさ9.0(65°Cに2NH,OHでPH微調節)
浴温度=65°に の時、めっき析出速度は0.09m7/crn1分であ
り、膜厚1μを得るのに、約11分裂した。析出めっき
膜の結晶構造は、Co(002)面が、きわめて強く成
長しており、Co(002)面のロッキング曲線により
Δθ50の分散角をX線回析装置で測定したところ、お
よそ11.0°であった。また、めっき膜の成分を走査
型電子顕微鏡で面分析したところ、Co −Ni −W
 −P膜であることが判明した。一方めっき膜の膜面に
対して垂直方向および水平方向の磁気特性を、振動試料
型磁力計(VSM)で測定した結果、得られた磁化ヒス
テリシス曲線を第5図に示す。この時めっき膜の垂直方
向の保磁力I−Icr、は約7900eであり、水平方
向の保磁力He 1.、は約5900eであった。また
飽和磁化Msは、約540 emu/ωであり、水平方
向の磁化ヒステリシス曲線よりめた異方性磁界HKは、
約5.2KOeであった。
実施例 2 表面に予じめ無電解N1−Pめつき膜を施した銅基板に
下記のめつき浴組成および条件にて本発明による無電解
めっき膜を形成した。
めっき組成 硫酸コバルト 0.15宥j−/l− 硫酸ニッケル 0.15宥1/1 次亜リン酸ナトリウム 0.2−t=−1/を硫酸アン
モニウム 0.5世−eat ピロリン酸ナトリウム Q、4−aJ/Aタングステン
酸ナトリウム 0.1 md/lめっき条件 PH= 9.0 (65°Cに2NH4Cl(でPH微
調節)浴温度=65°に の時、めっき析出速度は0.17mシ漏゛21分であり
膜厚5μを得るのに約30分裂した。析出めっき膜の結
晶構造はCo(002)面がきわめて強く成長しており
、Co(002)面のロッキング曲線によりΔθ50の
分散角を測定したところ、およそ9.5°であった。め
っき膜の膜面に対して垂直方向および水平方向の磁気特
性を振動試料型磁力計で測定した結果、得られた磁化ヒ
ステリシス曲線を第6図に示す。この時めっき膜の垂直
方向の保磁力HCLは、約13800 eであり、水平
方向の保磁力Hc11は約80008であった。また飽
和磁化Msは約600 emu/ ccであり、異方性
磁界I(Kは約5.7KOeであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のめつき浴中に含まれるCo1イオン
オヨヒNl イオン濃度と得られるめっき膜の結晶性の
関係を示すグラフであり、図中(イ)はめつき膜結晶の
磁化容易軸が面内配向する領域、(B)は、磁化容易軸
が面内および垂直方向に等方配向するか、または垂直方
向に弱く配向する領域、(Qは、co イオンおよびN
1イオン濃度について本発明の請求の範囲に該当する領
域であって、磁化容易軸が強く垂直配向する領域である
。 第2図は、本発明のめっき浴中に含まれるco計イオン
およびNi!“イオン濃度と得られるめっき膜のCo(
002)面のX線回折強度の関係を示すグラフである。 第3図は、本発明のめっき浴中に含まれるピロリン酸基
の濃度と得られるめっき膜のCo(002)面のX線回
析強度の関係を示すグラフである。 第4図は、本発明のめつき浴中に含まれるW6+イオン
濃度と得られるめっき膜の磁気特性の関係を示すグラフ
である。 第5図は、本発明の実施例1について得られためつき膜
の磁化ヒステリシス曲線である。 第6図は、本発明の実施例2について得られためつき膜
の磁化ヒステリシス曲線である。 第1履 CO”1オン癲度醪ツヱ〕

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属イオン、金属イオン還元剤、P H緩衝剤、
    PH調節剤および前記金属イオンの錯化剤を主構成要素
    として含む無電解めっき浴において、前記金属イオンと
    して0.1〜0.3τ1/1のCo イオ/および0.
    1〜Q、4−rnJ7A のNi”イオンを含み、かつ
    前記錯化剤として少なくともピロリン酸基を含む水溶液
    に、0101〜L、Owt7tのセヤオンを加えること
    を特徴とする垂直磁気記録媒体を作製するための無電解
    めっき浴。
  2. (2)上記ピロリン酸基が、ピロリン酸ナトリウム、ピ
    ロリン酸カリウム、ピロリン酸アンモニウム、ビロリン
    酸コバルトおよびピロリン酸ニッケルの少なくとも1m
    によって供給されることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の無電解めっき浴。
  3. (3)上記ピロリン酸基の濃度が0.6−rvJ−/を
    以下であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    又は第(2)項記載の無電解めっき浴。
  4. (4)上記w6檜オンが、タングステン酸ナトリウム、
    タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム
    の少なくとも111によって供給されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(1)項、第(2)項または第(3
    )項記載の無電解めっき浴。
  5. (5)上記無電解めっき浴の浴温度が60〜70℃であ
    る特許請求の範囲第(1)項乃至第(4)項のいずれか
    の項記載の無電解めっき浴。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204084A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204084A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd 内燃機関

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