JP2004326979A - 磁性膜形成用電析めっき浴及びそれを用いた電析めっき方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気記録媒体をコバルト−白金合金磁性膜で構成する際に、湿式法により形成するために、新たな組成のＣｏ−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴を提供する。
【解決手段】塩化コバルト六水和物を０．５〜２０ｇ／Ｌと、塩化白金酸（ＩＶ）を２〜６０ｇ／Ｌと、酒石酸アンモニウムを０．５〜５０ｇ／Ｌとを含有することを特徴とするコバルト−白金合金の磁性膜形成用電析めっき浴とした。
【選択図】 なし
【解決手段】塩化コバルト六水和物を０．５〜２０ｇ／Ｌと、塩化白金酸（ＩＶ）を２〜６０ｇ／Ｌと、酒石酸アンモニウムを０．５〜５０ｇ／Ｌとを含有することを特徴とするコバルト−白金合金の磁性膜形成用電析めっき浴とした。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体を構成する磁性膜の形成に関し、特に、コバルト−白金合金（以下、Ｃｏ−Ｐｔ合金と略す場合もある）磁性膜を電析めっきにより形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体の製造においては、記録密度の高密度化のため、スパッタリング法や真空蒸着法のような乾式法によりディスク基板上に形成した磁性膜を記録層とする薄膜型の磁気記録媒体の研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
この磁気記録媒体の磁性膜材料としては、コバルトを含むコバルト系合金が一般的に知られている。これらの磁性膜は高記録密度特性を有し、乾式法により形成した薄膜の記録層はその記録密度を飛躍的に向上させているのが現状である。
【０００４】
しかしながら、乾式法により磁性膜を形成する場合、大量生産性の観点からすると、十分に満足するものとはいえない。いわゆるブロードバンド化による大量情報通信技術の進展を考慮すると、今後、高密度の記録媒体は必須であり、このような高密度記録媒体を大量且つ低コストで提供できる製造技術が必要となる。このようなことから、大量生産が可能となる電析めっきという湿式法による磁性膜製造技術が現在注目されている。
【０００５】
このコバルト系合金磁性膜としては、例えばＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜形成用のめっき浴が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３０７４１９号公報
【０００７】
このＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜は原子組成比が１：１である場合、高密度の磁気記録媒体への応用としての可能性があり、近年特に注目されている。それは、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜が通常不規則なｆｃｃ構造をとっているものの、６００〜７００℃付近で熱処理を行うと、ＡｕＣｌ型、Ｌ１０のｆｃｔ構造の規則構造となり、高い一軸結晶磁気異方性を有するためである。
【０００８】
【発明の解決する課題】
しかしながら、特許文献１の先行技術の電解めっき液は、酸性の電解めっき液であり、析出物の合金比率の安定性などの点において検討する余地がある。また、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜を湿式法により形成する技術開発は注目されているものの、めっき浴の種類やその条件等について、あまり多く報告されていない。そのため、現在も、乾式法による磁性膜形成が主流であり、飛躍的な生産性の向上や低コスト化への対応が今ひとつ十分であるとはいえない状況である。
【０００９】
本発明は、以上のような事情のもとになされたもので、磁気記録媒体をコバルト−白金合金磁性膜で構成する際に、湿式法により形成するために、新たな組成のコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明のＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜形成用電析めっき浴は、塩化コバルト六水和物を０．５〜２０ｇ／Ｌと、塩化白金酸（ＩＶ）を２〜６０ｇ／Ｌと、酒石酸アンモニウムを０．５〜５０ｇ／Ｌとを含有するものとした。
【００１１】
塩化コバルト六水和物は、０．５ｇ／Ｌ未満であると、コバルトが共析不可能となり、２０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中で不安定となり、沈殿しやすくなる傾向となる。塩化白金酸（ＩＶ）は、２ｇ／Ｌ未満であると、白金が共析しづらくなり、５０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中から塩析が発生し易くなる傾向となる。
【００１２】
酒石酸アンモニウムは、コバルトの錯化剤の役割をし、０．５ｇ／Ｌ未満であると、コバルトが沈殿しやすくなり、５０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中から塩析が発生し易くなる傾向となる。
【００１３】
本発明に係るコバルト−白金合金の磁性膜形成用電析めっき浴により磁性膜を形成する場合、電析電流密度を１００〜２０００Ａ／ｍ２、液温５０〜７０℃でめっき処理を行うことが好ましい。電流密度が１００Ａ／ｍ２未満であると、析出物の外観が不均一となり、２０００Ａ／ｍ２を超えると、析出物の外観が焼け状態になる傾向がある。そして、液温が５０℃未満であると白金が共析しづらくなり、７０℃を超えるとアンモニアが揮発し、めっき液の安定性が悪くなる傾向とある。
【００１４】
本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴により磁性膜を形成すると、得られる磁性膜は微細な結晶により構成されており、磁性膜中の白金濃度が増加するに従い、膜の構造は微細化されるものとなる。そして、本発明のコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴によれば、１０ａｔ％〜６０ａｔ％Ｐｔの組成範囲を有するＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態は、表１に示す組成の各めっき浴により、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成した結果である。磁性膜の形成は、表１に示す各組成のめっき浴を準備し、チタン製のメッシュコーティングがされたＰｔアノード電極と、Ｃｕカソード電極とを用いて電析めっきすることで行った。めっき処理は、液温６０℃、電流密度を１００、４００、６００、８００、１０００、１２００、１５００、２０００Ａ／ｍ２の８つの条件で行い、電析厚み０．２〜０．５μｍの磁性膜を形成した。また、電析中にめっき液の撹拌を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】
実施例１〜４の各めっき浴において、８つの電流密度条件により得られた各Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜をそれぞれエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）により分析し、磁性膜のＰｔ比率（ａｔ％）を調べた。その結果を図１に示す。図１より、電流密度が大きくなると、磁性膜中でのＰｔの占める割合が増加していることが判明した。また、めっき浴中のＰｔ濃度が高いほど磁性膜中でのＰｔの占める割合が増加することも確認された。この結果より、めっき浴の組成や電流密度を変化させることにより、組成の異なるＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜（Ｐｔ １０ａｔ％〜６０ａｔ％）が得られることが判明した。
【００１９】
次に、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の化学結合状態をＸ線光電子回折法（ＸＰＳ）により調べた結果について説明する。この測定は、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７．２ａｔ％、図１参照）で得られた膜により行った。その結果、膜中のＣｏ、Ｐｔは、ともに金属状態のものであることが判明した。
【００２０】
続いて、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ）により調べた結果について説明する。この測定は、Ｐｔが５７ａｔ％（実施例１）、５１ａｔ％（実施例２）、４１ａｔ％（実施例２）、２５ａｔ％（実施例４）、１６ａｔ％（実施例４）の組成を有する５つの膜により行った。その結果、膜中のＰｔ濃度が低いとき（２５ａｔ％、１６ａｔ％）はｈｃｐ構造をしており、膜中のＰｔ濃度が高いとき（５７ａｔ％、５１ａｔ％、４１ａｔ％、）はｆｃｃ構造をしていることが判明した。
【００２１】
そして、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の結晶粒径を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、倍率６０万倍）により観察した結果について説明する。この観察は、Ｐｔが５７ａｔ％（実施例１）、５１ａｔ％（実施例２）、４１ａｔ％（実施例２）、３７ａｔ％（実施例３）、１６ａｔ％（実施例４）の組成を有する５つの膜により行った。その結果、電析めっきにより得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜は、５〜１０ｎｍオーダーの非常に微細化した結晶であり、膜中のＰｔ比率が高くなると結晶粒径が小さくなる傾向も判明した。また、Ｐｔが１６ａｔ％の低い比率の磁性膜ではｈｃｐ構造をしており、それ以上の高いＰｔ比率の磁性膜ではｆｃｃ構造であることが確認された。
【００２２】
さらに、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の磁気的性質を振動型磁気天秤（ＶＳＭ）により調査した結果について説明する。この測定は、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％、図１参照）で得られた膜を、真空下（１０−５〜１０−６Ｐａ）４５０℃、６時間のアニール処理をした磁性膜について行った。Ｘ線回折（ＸＲＤ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、倍率６０万倍）により、アニール処理した磁性膜の構造の規則化を調べたところ、アニール処理した磁性膜は、規則ｆｃｔ構造に変化していることが判った。そして、保持力は、面内方向で２４４Ｏｅで、面垂直方向で６７３Ｏｅであった。
【００２３】
最後に、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の表面状態を操作電子顕微鏡（ＳＥＭ、傾斜角３０°倍率６５０００倍）により観察した結果について説明する。この観察は、実施例４の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ１６ａｔ％、）、実施例４の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ２５ａｔ％）、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７ａｔ％）、実施例２の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ４１ａｔ％）、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％）、実施例１の電流密度８００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５７ａｔ％）で得られた６つの膜について行った。その結果、実施例４の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ１６ａｔ％）、実施例４の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ２５ａｔ％）、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％）、実施例１の電流密度８００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５７ａｔ％）の磁性膜の表面には若干の起伏が見られるものの、その状態は滑らかであることが判った。また、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７ａｔ％）、実施例２の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ４１ａｔ％）、表面に起伏がほとんど認められず、表面状態は非常に滑らかであることが観察された。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁性膜形成用電析めっき浴によれば、異なる組成（Ｐｔ１０ａｔ％〜６０ａｔ％）のＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成することができ、高保持力を有するＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電流密度とＰｔ比率の関係を示すグラフ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体を構成する磁性膜の形成に関し、特に、コバルト−白金合金（以下、Ｃｏ−Ｐｔ合金と略す場合もある）磁性膜を電析めっきにより形成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体の製造においては、記録密度の高密度化のため、スパッタリング法や真空蒸着法のような乾式法によりディスク基板上に形成した磁性膜を記録層とする薄膜型の磁気記録媒体の研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
この磁気記録媒体の磁性膜材料としては、コバルトを含むコバルト系合金が一般的に知られている。これらの磁性膜は高記録密度特性を有し、乾式法により形成した薄膜の記録層はその記録密度を飛躍的に向上させているのが現状である。
【０００４】
しかしながら、乾式法により磁性膜を形成する場合、大量生産性の観点からすると、十分に満足するものとはいえない。いわゆるブロードバンド化による大量情報通信技術の進展を考慮すると、今後、高密度の記録媒体は必須であり、このような高密度記録媒体を大量且つ低コストで提供できる製造技術が必要となる。このようなことから、大量生産が可能となる電析めっきという湿式法による磁性膜製造技術が現在注目されている。
【０００５】
このコバルト系合金磁性膜としては、例えばＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜形成用のめっき浴が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３０７４１９号公報
【０００７】
このＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜は原子組成比が１：１である場合、高密度の磁気記録媒体への応用としての可能性があり、近年特に注目されている。それは、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜が通常不規則なｆｃｃ構造をとっているものの、６００〜７００℃付近で熱処理を行うと、ＡｕＣｌ型、Ｌ１０のｆｃｔ構造の規則構造となり、高い一軸結晶磁気異方性を有するためである。
【０００８】
【発明の解決する課題】
しかしながら、特許文献１の先行技術の電解めっき液は、酸性の電解めっき液であり、析出物の合金比率の安定性などの点において検討する余地がある。また、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜を湿式法により形成する技術開発は注目されているものの、めっき浴の種類やその条件等について、あまり多く報告されていない。そのため、現在も、乾式法による磁性膜形成が主流であり、飛躍的な生産性の向上や低コスト化への対応が今ひとつ十分であるとはいえない状況である。
【０００９】
本発明は、以上のような事情のもとになされたもので、磁気記録媒体をコバルト−白金合金磁性膜で構成する際に、湿式法により形成するために、新たな組成のコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明のＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜形成用電析めっき浴は、塩化コバルト六水和物を０．５〜２０ｇ／Ｌと、塩化白金酸（ＩＶ）を２〜６０ｇ／Ｌと、酒石酸アンモニウムを０．５〜５０ｇ／Ｌとを含有するものとした。
【００１１】
塩化コバルト六水和物は、０．５ｇ／Ｌ未満であると、コバルトが共析不可能となり、２０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中で不安定となり、沈殿しやすくなる傾向となる。塩化白金酸（ＩＶ）は、２ｇ／Ｌ未満であると、白金が共析しづらくなり、５０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中から塩析が発生し易くなる傾向となる。
【００１２】
酒石酸アンモニウムは、コバルトの錯化剤の役割をし、０．５ｇ／Ｌ未満であると、コバルトが沈殿しやすくなり、５０ｇ／Ｌを超えるとめっき液中から塩析が発生し易くなる傾向となる。
【００１３】
本発明に係るコバルト−白金合金の磁性膜形成用電析めっき浴により磁性膜を形成する場合、電析電流密度を１００〜２０００Ａ／ｍ２、液温５０〜７０℃でめっき処理を行うことが好ましい。電流密度が１００Ａ／ｍ２未満であると、析出物の外観が不均一となり、２０００Ａ／ｍ２を超えると、析出物の外観が焼け状態になる傾向がある。そして、液温が５０℃未満であると白金が共析しづらくなり、７０℃を超えるとアンモニアが揮発し、めっき液の安定性が悪くなる傾向とある。
【００１４】
本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴により磁性膜を形成すると、得られる磁性膜は微細な結晶により構成されており、磁性膜中の白金濃度が増加するに従い、膜の構造は微細化されるものとなる。そして、本発明のコバルト−白金合金磁性膜形成用電析めっき浴によれば、１０ａｔ％〜６０ａｔ％Ｐｔの組成範囲を有するＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態は、表１に示す組成の各めっき浴により、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成した結果である。磁性膜の形成は、表１に示す各組成のめっき浴を準備し、チタン製のメッシュコーティングがされたＰｔアノード電極と、Ｃｕカソード電極とを用いて電析めっきすることで行った。めっき処理は、液温６０℃、電流密度を１００、４００、６００、８００、１０００、１２００、１５００、２０００Ａ／ｍ２の８つの条件で行い、電析厚み０．２〜０．５μｍの磁性膜を形成した。また、電析中にめっき液の撹拌を行った。
【００１７】
【表１】
実施例１〜４の各めっき浴において、８つの電流密度条件により得られた各Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜をそれぞれエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）により分析し、磁性膜のＰｔ比率（ａｔ％）を調べた。その結果を図１に示す。図１より、電流密度が大きくなると、磁性膜中でのＰｔの占める割合が増加していることが判明した。また、めっき浴中のＰｔ濃度が高いほど磁性膜中でのＰｔの占める割合が増加することも確認された。この結果より、めっき浴の組成や電流密度を変化させることにより、組成の異なるＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜（Ｐｔ １０ａｔ％〜６０ａｔ％）が得られることが判明した。
【００１９】
次に、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の化学結合状態をＸ線光電子回折法（ＸＰＳ）により調べた結果について説明する。この測定は、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７．２ａｔ％、図１参照）で得られた膜により行った。その結果、膜中のＣｏ、Ｐｔは、ともに金属状態のものであることが判明した。
【００２０】
続いて、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ）により調べた結果について説明する。この測定は、Ｐｔが５７ａｔ％（実施例１）、５１ａｔ％（実施例２）、４１ａｔ％（実施例２）、２５ａｔ％（実施例４）、１６ａｔ％（実施例４）の組成を有する５つの膜により行った。その結果、膜中のＰｔ濃度が低いとき（２５ａｔ％、１６ａｔ％）はｈｃｐ構造をしており、膜中のＰｔ濃度が高いとき（５７ａｔ％、５１ａｔ％、４１ａｔ％、）はｆｃｃ構造をしていることが判明した。
【００２１】
そして、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の結晶粒径を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、倍率６０万倍）により観察した結果について説明する。この観察は、Ｐｔが５７ａｔ％（実施例１）、５１ａｔ％（実施例２）、４１ａｔ％（実施例２）、３７ａｔ％（実施例３）、１６ａｔ％（実施例４）の組成を有する５つの膜により行った。その結果、電析めっきにより得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜は、５〜１０ｎｍオーダーの非常に微細化した結晶であり、膜中のＰｔ比率が高くなると結晶粒径が小さくなる傾向も判明した。また、Ｐｔが１６ａｔ％の低い比率の磁性膜ではｈｃｐ構造をしており、それ以上の高いＰｔ比率の磁性膜ではｆｃｃ構造であることが確認された。
【００２２】
さらに、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の磁気的性質を振動型磁気天秤（ＶＳＭ）により調査した結果について説明する。この測定は、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％、図１参照）で得られた膜を、真空下（１０−５〜１０−６Ｐａ）４５０℃、６時間のアニール処理をした磁性膜について行った。Ｘ線回折（ＸＲＤ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ、倍率６０万倍）により、アニール処理した磁性膜の構造の規則化を調べたところ、アニール処理した磁性膜は、規則ｆｃｔ構造に変化していることが判った。そして、保持力は、面内方向で２４４Ｏｅで、面垂直方向で６７３Ｏｅであった。
【００２３】
最後に、本実施形態で得られたＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜の表面状態を操作電子顕微鏡（ＳＥＭ、傾斜角３０°倍率６５０００倍）により観察した結果について説明する。この観察は、実施例４の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ１６ａｔ％、）、実施例４の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ２５ａｔ％）、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７ａｔ％）、実施例２の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ４１ａｔ％）、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％）、実施例１の電流密度８００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５７ａｔ％）で得られた６つの膜について行った。その結果、実施例４の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ１６ａｔ％）、実施例４の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ２５ａｔ％）、実施例２の電流密度１５００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５１ａｔ％）、実施例１の電流密度８００Ａ／ｍ２（Ｐｔ５７ａｔ％）の磁性膜の表面には若干の起伏が見られるものの、その状態は滑らかであることが判った。また、実施例３の電流密度４００Ａ／ｍ２（Ｐｔ３７ａｔ％）、実施例２の電流密度６００Ａ／ｍ２（Ｐｔ４１ａｔ％）、表面に起伏がほとんど認められず、表面状態は非常に滑らかであることが観察された。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁性膜形成用電析めっき浴によれば、異なる組成（Ｐｔ１０ａｔ％〜６０ａｔ％）のＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を形成することができ、高保持力を有するＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電流密度とＰｔ比率の関係を示すグラフ。
Claims (2)
- 塩化コバルト六水和物を０．５〜２０ｇ／Ｌと、塩化白金酸（ＩＶ）を２〜６０ｇ／Ｌと、酒石酸アンモニウムを０．５〜５０ｇ／Ｌとを含有することを特徴とするコバルト−白金合金の磁性膜形成用電析めっき浴。
- 請求項１に記載の磁性膜形成用電析めっき浴を用いて磁性膜形成のめっき処理を行う電析めっき方法であって、
電流密度１００〜２０００Ａ／ｍ２、液温５０〜７０℃でめっき処理を行う電析めっき方法。
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| JP2003123229A JP2004326979A (ja) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | 磁性膜形成用電析めっき浴及びそれを用いた電析めっき方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007154285A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Electroplating Eng Of Japan Co | コバルト−白金合金磁性膜の製造方法 |
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2003
- 2003-04-28 JP JP2003123229A patent/JP2004326979A/ja active Pending
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