JPS62284071A - ニツケル基材面にパ−マロイ層を形成する方法 - Google Patents

ニツケル基材面にパ−マロイ層を形成する方法

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JPS62284071A
JPS62284071A JP12670386A JP12670386A JPS62284071A JP S62284071 A JPS62284071 A JP S62284071A JP 12670386 A JP12670386 A JP 12670386A JP 12670386 A JP12670386 A JP 12670386A JP S62284071 A JPS62284071 A JP S62284071A
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JP
Japan
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nickel
layer
base material
nickel base
ion implantation
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Pending
Application number
JP12670386A
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English (en)
Inventor
Shigeo Ohira
重男 大平
Kayako Hiei
日江井 香弥子
Masaya Iwaki
正哉 岩木
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Nippon Light Metal Co Ltd
RIKEN
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
RIKEN
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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】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 仁の発明は、軟磁性体としてオーディオ用、ビデオ用、
ディジタル用等に用いられる磁気ヘッド打釦好適なパー
マロイ層、%にニッケル基材面にノぐ−マウイ層をイオ
ン注入法を利用して形成する方法に関するものである。
(従来の技術) 磁気ヘッド材料には飽和磁束密度胸、電気比抵抗ρ及び
使用周波数帯域での実効透磁率が大きいことと共に、抗
磁力Haが小さく、又各特性の温度変化による劣化、耐
摩耗性、摺動ノイズなどが少(第 2 頁) ないこと等が要求され、ノ々−マロイ合金、センダスト
合金、フェライト合金等が実用化されている。
近年磁気記録機器の高性能化、小形化が求められ、これ
に伴ない磁気ヘッド材料に高記録密度化、高飽和磁束密
度(B−)、高透磁率(μ)等の高性nヒ化が要求され
、これに対応できるものとして薄膜状材料が試みられて
いる。更に、高軟磁気特性を得るためハイブリット薄膜
やアモルファス薄膜の製作が試みられてお夛、その製作
法として真空蒸着法、スフ餐ツタリング法、イオンブレ
ーティング法などの気相法並びにメッキ法などの液相法
が提来されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、いずれの方法も組成制御が困難である。
一方組成制御が容易であシ、溶湯から製造する超急冷凝
固法もあるが、ここでいう薄膜(0,1μ以下のオーダ
ー)を得ることは出来ないのが現状であるという問題点
があった。
したがって、この発明の目的はニッケル基材面にイオン
注入法によシアモルファス状、Q−マロイ(第 3 頁
) 層を形成することを提案するものであり、これKよシ組
成による磁気特性が大きく変化するパーマロイの生成に
際して答易に組成制御をなし得ると共に軟磁気特性が優
れたアモルファス状層を直接得る方法を提供するもので
ある。
なおこの発明において、ニッケル基材とはニッケル単材
、高純度ニッケルとニッケル合金のり2ツド材はもとよ
シ、アルミニウムや銅等の金属、或いはガラスやアルミ
ナ等のセラミックスなどの基板上にニッケル膜を真空蒸
着法、スパッタリング法、イオンブレーティング法並び
にメッキ法等の造膜法によって50OA’以上形成した
ものを総称するものであl?に耐剥離性が要求される場
合にはニッケル単材が好ましい。
また、パーマ四イ層を裏打ち層として利用する場合には
、半導体材料(Ge、81%GaAs等)やプラスチッ
ク(主として耐熱性樹脂)等にニッケル膜を形成したも
のも適用される。
又、ニッケル自体は、よシ高純度のもの楊、生成パーマ
ロイト展の特性上好ましいが、例えばモリブデン(MO
)、クロム(Cr)、−rンガン(Mn )等を添加し
た改良パーマロイをi!するときには、ニッケルにそれ
らの元素を添加した合金を用いることもできる。
更に、ニッケル基材としてニッケル材(単材。
クラツド材を含む)に、予めモリブデン、クロム、マン
ガン等をその表面にイオン注入して得たものも同様に適
用できる。
なお、ノ々−マロイはニッケル(N1)が60〜90重
量%で、残部が鉄(Fe)より成る合金を標準として、
更に、 Mo、(!r1Mn等の第三添加元素を3.0
〜5.0重量Llb程度に含有させた合金を包含するも
のであシ、例えばNi79%、 Fe 17%、Mo 
4 %から成る合金が高透磁率を示すものとして知られ
ている。
(問題点を解決するための手段) この発明は上記目的達成のため、ニッケル基材面に鉄イ
オンを加速エネルギー10〜500 KeVでイオン注
入することKよりアモルファス状ノ9−マロイ層を形成
するようにしたものである。
(第 5頁) 即ちイオン注入&C当っては、イオン注入室の真空度を
2 X 10−6〜7 X 10−Torrに保持し、
−万イオン化室で鉄塩を加熱しつつ鉄(F−)イオンを
発生させ、それを10〜500 KeVの電圧で加速し
たものを質量分離室に導入して目的の#c(Fe”)イ
オンのみを通過させてイオン注入室に導き、このイオン
注入室内で、室温に保持されたニッケル基材の表面に照
射させ鉄イオンの注入を行なうものである。
この場合、鉄塩は真空度1 xlo−’ 〜3X 10
−’Torr下で500〜600℃に加熱した時、昇華
や分解で気化し得る塩が、例えば塩化物のFe0J11
、Fe(V3等が用いられアルゴンや窒素ガスをキャリ
ヤーガスとして放電させる。なお、上述のようにMo、
Or。
Mn等をイオン注入するときにはMOCI6、no(0
0)e。
0rB5.0r(Co)6 s Mn0AIsl 、M
n5l (Co)工o等の化合瞼がイオン源として使用
される。
加速エネルギーは、10Ke’V以下ではスパッタリン
グ効果が者るしく発現して、単にFe層が堆積するのみ
でイオン注入効果が不十分であシ、一方(第 6 頁) 500 KeV以上では、必要以上のイオン注入深さと
なシ、不経済である。この間においてニッケル膜の厚さ
に応じて適宜のものとなしうるがガウス分布の最大濃度
域が200〜4ooxRさに発現するようなイオン注入
状態、又は均−濃度深さが200〜4ooxmさに亘る
イオン注入状態が得られれば特性的に十分であるので、
50〜200 KeVの加速エネルギーがよシ好ましく
、又経済的でもある。
鉄イオンの注入照射量は所望の磁気特性に応じて適宜の
ものとすることができるが1例えば特に磁気ヘッド材と
して優れた特性を発現し得る鉄の最大濃度域が19〜2
1 wtチのパーマロイ膜を形成したい場合には8 X
 10”〜1×1♂フイオン/cm”の注入量となるよ
うに照射時間等を調整すればよい。
なお、ニッケル基材の表層における鉄の深さ方向に対す
る濃度分布釦おいて、ガウス分布を解消させて、一定濃
度域を形成させたい場合には、鉄イオンの加速エネルギ
ーを段階的に複数回に亘シ調整する手段換言すれば、段
階的に加速エネルギーを増加又は減少する手段を採用す
ることによつ(第 7 頁) て、注入深さが11!整され、結果として一定濃度域を
形成することができる。これはニッケル材にMo、Or
%Mn等を予めイオン注入する場合如も。
同様になし得るものである。
また、本発明はノR−マロイ層を表層とするものの製造
方法としての態様以外忙、例えば、樹脂基板−ノ々−マ
ロイ裏打ち層−co −cr垂直磁化層の構造からなる
材料の製造工程における中間工程としてのニッケル層を
形成した樹脂基板の74’−マロイ化の方法としても適
用できるものである。
(作 用) この発明は、以上のようにニッケル基材面に鉄イオンを
イオン注入することで、ニッケル表面をアモルファス状
のパーマロイ層に転換し得るものであうイオン注入量を
調整することKよって所望組成或いは特性を有するノ々
−マロイ膜を極めて容易に得ることができる。又主とし
て加速エネルギーを調整することによって鉄の注入深さ
を調節し、Ni層を残存させたハイブリッド膜状とする
こともできる。更にイオン注入機に質量分離器が付設さ
れているものを使用するときにはイオン注入時の不純物
混入を適切に防止できる。したがって、前記問題点を解
決できる。
(発明の効果) 以上説明したよう釦、この発明はニッケル基材面に鉄イ
オンを注入することにょシパーマロイ層をその上に形成
する方法であるから (1)鉄イオンの注入量をin、[することにょクパー
マロイ層の組成制御を安易に行なうことができる。
(2)更に、加速エネルギーを物足することによって、
アモルファス状ノq−マロイ層を直接得ることができる
(3)質量分離装置が付設されたイオン注入機を用いる
ときには、イオン注入時の不純物混入を適切忙防止する
ことができるので、ニッケル材の純度に応じて純度の優
れた7々−マロイ層を生成できる。
(4)  ニッケル材として、例えばニッケルーモリブ
デン合金を用いれば、モリブデンパーマロイ層(第9 
頁) を生成できる。
(5) ニッケル基材におけるニッケk N カ100
OA’以上である場合には、パーマロイ層と未注入ニッ
ケル層が共存するハイブリッド層が形成される。
(6)磁気ヘッド材として好適なパーマロイ組成になる
ように鉄イオン注入量を選定するととKよって優れた磁
気ヘッド材を得ることができる。
等の効果が発現されるので工業上極めて有利な方法であ
る。
(実施例) 以下本発明を実施例によシ詳述する。
実施例−1 アルミナ基板を高周波イオンブレーティング装置に搬入
し、真空度5 X Io−’ Torrのアルゴンガス
算−気で、 −0,5KeVの電圧と400 Wの高周
波を印加しつつイオンボンバード処理を行ない、純度9
9.99 %のニッケルメタルをN1源として真空度6
X IF’ Torrで、−0,5KeVの基板電圧と
400 Wの高周波を印加しつつ1000 AoのN1
イオンゾレーテ(第10頁) イング膜をアルミナ基板上に形成させた。
次いでアルミナ基板をイオン注入4fi (R工fEN
200KV Low Current工mplante
r )にセットした。
イオン注入機ではイオン注入室の真空度が2×10−’
 Torr K運したとき、イオン化室の塩化鉄(Fe
01g )を500℃に加熱して気化放電させた後15
0 KeVの加速エネルギーで加速しつつ買置分離室で
Fe+イオンのみを分離させ、真空度8 X iO−’
Torrに保持されたイオン注入量のアルミナ基板(常
温下)にF−イオンを照射注入し、I X 101フイ
オン/cIIL2の注入照射量となった時点でイオン注
入を終了させた。
イオン注入を行なったアルミナ基板を観察したところ、
アルミナ基板上にアモルファス状パーマロイ膜が形成さ
れておシ、パーマロイ膜中の平均Ni/Fe原子比は約
4.0でろシ、最高Fθ磯度深さが40OA’であるガ
ウス分布を示していた。
又、撮動試料型磁力計(理研電子社製EHV −35)
を用いて磁気時性を測定したところ第1図に示すような
磁束密度(B)−保磁力(HJ忙関するヒステリ/(第
11頁) ス曲線が得られ、飽和磁束密度Bsが16750ガウス
(G)を、[磁力Haが3 xルスfy Y (os 
) f各に示し%磁気ヘッド材料として適用し得るもの
であった。
なお、同時に市販のノーマロイ′f3(6μm厚で主成
分がNi72wt%、Fe 13 wt%s Mo2 
* 4 wt % %Ou 5.4 wt%等から成る
)について磁気特性を測定したところ、飽和磁束密度が
2600 (G)、抗磁力が5(Os)であり、上述の
実施例よシ何れも劣るものであった。
’i%鬼例−2 ニッケルー4 vrt %モリブデン合金箔に対して実
施例−1と同一の条件で鉄イオンの注入を行なって得ら
れたパーマロイ層について磁気特性を測定したところ、
各々飽和磁束密度Bsが20,000 (G)、抗磁力
が0.1[Oθ]であった。
実施例−3 実施例−1と同一のイオン注入機を用いて純度99.0
%のニッケル箔に対して150 KeVの加速エネルギ
ー テMO(Co)、をMO源どしテ4 X lo′6
イオン7、/の注入量でイオン注入を行ない、続いてF
eOAIgをFe源として同一の加速エネルギーでI 
X 101フイオン/cm”のイオン注入を行なった。
得られたパーマ四イ層の磁気特性は朗和磁気腎度で20
,000 CG)、抗磁力で帆1(Oe)の値をそれぞ
れ示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例−1によシ製作したパーマロイ層につい
ての保磁力(刊に対する磁束密度(B)の変化を示すグ
ラフである。 特許出願人 日本軽金属株式会社 同 理化学研死所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ニッケル基材面に鉄イオンを加速エネルギー10〜50
    0KeVでイオン注入することにより、その表層にパー
    マロイ層を形成せしめることを特徴とするニッケル基材
    面にパーマロイ層を形成する方法。
JP12670386A 1986-05-31 1986-05-31 ニツケル基材面にパ−マロイ層を形成する方法 Pending JPS62284071A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009238291A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体及びその製造方法
CN115181934A (zh) * 2022-06-21 2022-10-14 广州国显科技有限公司 掩膜板及掩膜板的制备方法

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