JP2522246B2 - 薄膜磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は薄膜磁気記録媒体の製造方法に関するもの
である。

（従来技術） 今日、磁気記録装置において磁気記録媒体の記録密度
の向上は最も重要な技術課題となっている。この記録媒
体において記録密度向上を図る上での主要なパラメータ
は保持力Hc、残留磁束Br、磁性層の厚さδである。

そして、これらパラメータと電磁気特性との間には以
下の関係がある。

磁気ヘッドの再生出力をＥ、再生波形の波形幅をＷと
すると、 Ｗ∝（Br/Hc）^β・δ^α Ｅ∝Br・（Hc/Br）^β・δ^α α＝0.85〜0.50 β＝0.15〜0.50 上記関係から磁性記録媒体の記録密度の向上を図るに
は出力Ｅの低下をできるだけ押えて、波形幅Ｗを小さく
する必要がある。

従って、波形幅Ｗを小さくするには（Br/Hc）を小さ
くし、δを小さくする必要がある。この時、再生出力Ｅ
の低下を避けるためにBrとδの積が大きい方が望まし
く、薄膜磁気記録媒体ではδを小さくし、その分だけBr
を大きくしてHcも大きくすることが望ましい。そして、
この観点に基づいて従来の磁気ディスク等の磁気記録媒
体は製造されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、薄膜磁気記録媒体においてさらに高記録密
度を図るべくHcを大きくする試みがなされているが、第
４図に示すようにHcを大きくしようとすると、δを小さ
くする必要があり、その結果、磁性層の厚さが不均一に
なる問題が生じる。又、δを小さくすることによってBr
を大きくしない限り再生出力Ｅの低下につながる問題も
含んでいた。

この磁性層の厚さδが厚いところではHcが小さくなる
ことはその磁性層を形成しているコバルト−リン等の結
晶構造に原因があると考えられる。即ち、第５図に示す
ようにコバルト−リン等の結晶１の成長過程におけるグ
レーンサイズＤの変化が一因と考えられる。そして、第
６図に示すようにグレーンサイズがアモルファス化しな
い限り小さい方が保持力Hcを高くすることができると考
えられる。即ち、グレーンサイズＤが50オングストロー
ム近辺の結晶構造が保持力Hcが最も大きいと考えられ
る。

以上のことから、グレーンサイズを適宜に調整するこ
とができれば、高い保持力を持ち非常に高い記録密度を
有した磁気記録媒体を得ることも可能となることが理解
される。

ところで、この種の磁気記録媒体を得るための製造方
法として無電解コバルトメッキを利用したものが知られ
ている。この無電解コバルトメッキ法は、他の製造方法
に比べて高密度磁気記録に適し、しかも比較的均一なめ
っき膜が得られやすく、量産に適するなど有利な点が多
いことから注目を集めている。

しかしながら、この無電解コバルトメッキ法を利用し
ても上記グレーンサイズをコントロールすることは困難
であった。すなわち、無電解コバルトメッキ法において
グレーンサイズをコントロールしようとすれば、基材上
の磁性層が所定のグレーンサイズに成長した時に即座に
メッキ液から取り出さなければならず、基材をメッキ液
に浸漬しておく時間をシビアに制御する必要がある。

しかも、メッキ液から取り出したとき、磁性層の表面
にはメッキ液が残留しその残留したメッキ液が乾燥する
までに時間がかかるばかりか、その乾燥途中において残
留したメッキ液から磁性層の析出現象が磁性層表面で部
分的に発生してしまい全面が均一に乾燥するとは限らな
い。

従って、無電解コバルトメッキ法を用いても、グレー
ンサイズの小さな均一な薄層の磁性層を得ることはでき
ず、それに近い磁性層を製造するにも長時間を要する。

（発明の目的） この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、無電解コバルトメッキ法を利用しても磁性
層のグレーンサイズを簡単にコントロールでき、しかも
短時間で所望のグレーンサイズの磁性層をもった磁気記
録媒体を得ることができる製造方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この発明は、コバルト系磁
性材料の結晶を析出させる無電解メッキ液に基材を浸漬
して該基材上に結晶膜を形成し、基材上に所定のグレー
ンサイズの結晶膜を得るために基材を前記無電解メッキ
液に浸漬したままの状態でグレーンサイズ抑制のための
金属塩溶液を前記無電解メッキ液に添加して、前記無電
解メッキ液に浸漬して析出した結晶膜上にグレーンサイ
ズ抑制膜を析出させる薄膜磁気記録媒体の製造方法をそ
の要旨とする。

（作用） 上記手段により、この発明において、無電解メッキ液
に基材を浸漬した状態でグレーンサイズ抑制のための金
属塩溶液を前記無電解メッキ液に添加すると、その間に
析出していたコバルト系磁性材料の結晶膜の上にグレー
ンサイズ抑制膜が析出されてコバルト系磁性材料の結晶
膜の成長が止まる。そして、グレーンサイズ抑制膜の析
出が終わると、再びそのグレーンサイズ抑制膜の上から
新たなコバルト系磁性材料の結晶膜が析出される。すな
わち、第１図に示すように基材１上に形成される磁性層
２が、コバルト系磁性材料よりなる磁性膜４とグレーン
サイズ抑制金属よりなる抑制膜３とが交互に積層された
状態となる。

その結果、基材上にはコバルト系磁性材料の結晶膜の
グレーンサイズが大きくなる前に新たなグレーンサイズ
の小さい結晶膜が形成されることとなり、金属塩溶液を
無電解メッキ液に添加するタイミングによってグレーン
サイズをコントロールすることが可能となる。この金属
塩溶液を添加する際にも基材は無電解メッキ液に浸漬さ
れたままであるため、基材を取り出して乾燥する等の作
業は不要となり、製造に要する時間が短くなり、しかも
膜厚をより均一にすることが可能となる。

（実施例） 以下、この発明の薄膜磁気記録媒体を具体化した一実
施例を説明する。

第２図において、アルミニウム（Al）よりなる基材11
には非磁性層12が形成されている。非磁性層12は本実施
例ではニッケル−リン（Ni−Ｐ）よりなり、公知の薄膜
形成方法で形成している。尚、前記基材11はアルミニウ
ムに限定されず、例えばポリスルホン、ポリイソイミ
ド、ポリイミド等の合成樹脂又はその他基材に適した材
料にて実施してもよい。又、非磁性層12もニッケル−リ
ン（Ni−Ｐ）にて成形したがその他の非磁性材料で実施
してもよい。

前記非磁性層12の上には磁性膜13が形成され、この磁
性膜13はコバルト−リン（Co−Ｐ）よりなる磁性材料の
結晶膜にて構成されている。磁性膜13を形成しているコ
バルト−リン（Co−Ｐ）の結晶構造はグレーンサイズの
小さな結晶構造となっている。

磁性膜13の上にはグレーンサイズ抑制金属としての銀
（Ag）よりなる抑制膜14が積層されていて、この抑制膜
14は前記グレーンサイズの小さい結晶構造よりなる磁性
膜13を生成するための、即ち、結晶の成長を停止させる
ための膜である。抑制膜14の上には磁性膜15が形成され
ている。この磁性膜15は前記磁性膜13と同様にコバルト
−リン（Co−Ｐ）よりなる磁性材料の結晶膜にて構成さ
れ、グレーンサイズの小さな結晶構造となっている。

磁性膜15の上には前記抑制膜14と同じ抑制膜16が積層
され、この抑制膜16の上には前記磁性膜13,15と同じグ
レーンサイズの小さな結晶構造の結晶膜よりなる磁性膜
17が形成されている。そして、この磁性膜13,15,17と抑
制膜14,16とで本実施例では磁性層18を構成している。

前記磁性膜17の上には公知の保護層19が形成されてい
る。

次に、上記のように構成した薄膜磁気記録媒体の製造
方法について説明する。

まず、表面にニッケル−リン（Ni−Ｐ）よりなる非磁
性層12を形成したアルミニウム（Al）よりなる基材11を
無電解メッキ液に浸漬し、無電解メッキにより磁性膜13
を非磁性層12上に形成する。この無電解メッキ液は 硫酸コバルト［CoSO₄］ ……10g/l ジアリン酸ナトリウム［NaH₂PO₂］ ……20g/l 硫酸アンモニウム［(NH₄)₂SO₄］ ……80g/l 酒石酸（錯化剤） ……200g/l PH 10.0 温度 80℃ からなり、同メッキ液に基材11を浸漬することにより、
無電解メッキにて非磁性層12の表面にはコバルト−リン
（Co−Ｐ）の結晶膜（磁性膜13）が形成される。この結
晶の成長は浸漬時間が経過するにつれてグレーンサイズ
が大きくなる。従って、保持力Hcを大きくするためには
結晶膜はグレーンサイズの小さい結晶構造が必要である
ことからグレーンサイズの大きい結晶構造の結晶膜が形
成される前にその結晶の成長を停止させる必要がある。

無電解メッキによるコバルト−リンの結晶の析出速度
は硫酸コバルトの濃度に起因することから、メッキ速度
が一定であればその成長して行く時々における結晶膜の
グレーンサイズは非常に容易に求まる。その結果、停止
させるタイミングは理論的又は実験的にも予め求めるこ
とができる。従って、本実施例ではメッキ中において常
にメッキ速度をモニター装置でモニターし一定のメッキ
速度となるようにメッキ液の濃度をコントロールしてい
るとともに、保持力Hcを低下させる大きなグレーンサイ
ズの結晶膜が形成される前に結晶の成長を停止させる時
間（本実施例では30秒）T1も予め設定している。

勿論、無電解メッキ速度を一定にコントロールするた
めに還元剤であるジアリン酸ナトリウム及びPHを自動コ
ントロールしているとともに、コバルトイオン濃度、浴
温、錯化剤の量を分析する装置でモニターしコントロー
ルしている。

基材11を浸漬した後、前記予め定めた時間T1が経過し
た時、前記結晶膜の成長を停止させるための抑制膜14の
形成に移る。

この抑制膜14の形成は無電解メッキ液中に金属塩溶液
を添加することによって行われる。この金属塩溶液は エチレンジアミン四酢酸銀［EDTA・Ag］ ……5ppm（銀として） ヨウ化ナトリウム［NaI］ ……5ppm シアン化ナトリウム［NaCN］ ……100ppm とを含み、無電解メッキ液に銀塩溶液を添加し攪拌する
ことにより、金属塩溶液にて前記結晶膜（磁性膜13）の
表面に銀（Ag）よりなる抑制膜14が析出される。

金属塩溶液中のヨウ化ナトリウムはアニオン種の特異
吸着に基づく銀のメッキ速度のコントロールを図るもの
で、シアン化ナトリウムはエチレンジアミン四酢酸銀の
溶解促進剤として使用している。

従って、前記結晶膜（磁性膜13）の表面にはコバルト
−銀−リン（Co−Ag−Ｐ）よりなる合金メッキ、即ち、
抑制膜14が形成され前記コバルト−リンよりなる結晶膜
の形成は止る。

この場合において抑制膜14は無電解メッキ液中で形成
されることから、コバルト−銀−リン（Co−Ag−Ｐ）よ
りなる構成で形成されると考えられるが、銀だけの膜に
て構成されることも考えられるが、いずれにしてもグレ
ーンサイズが大きい結晶膜（磁性膜13）となる前にその
成長を停止できることには変りがない。尚、この場合に
得られたコバルト−銀−リン（Co−Ag−Ｐ）の組成はコ
バルト77％、銀20％、リン３％を示した。そして、この
時の銀の含有量は10％以上入れるほうが保持力等磁気特
性に良い影響を与える。又、抑制膜14の厚さと形成速度
は銀塩溶液の濃度と量によって決定される。

又、銀塩溶液の添加に基づく抑制膜14の形成が終了す
ると、再び無電解メッキ液に基づく無電解メッキが行わ
れる。この時、銀塩溶液の添加によって無電解メッキ速
度は低下するが、前記モニター装置及び分析装置等によ
ってジアリン酸ナトリウム、PH、コバルトイオン濃度、
浴温、錯化剤の量をコントロールしている。

この無電解メッキによって前記抑制膜14上にコバルト
−リンよりなる結晶膜（磁性膜15）が最初から形成され
る。即ち、結晶膜はグレーンサイズの小さな結晶構造か
らグレーンサイズが大きい結晶構造に成長していく。そ
して、前記磁性膜13を形成する場合と同様にグレーンサ
イズの小さな結晶膜を形成すべく、グレーンサイズが大
きくなる前に再び前記前記銀塩溶液を無電解メッキ液に
添加する。そして、この銀塩溶液の添加時間（本実施例
では30秒）T2は予め決められている。

そして、この結晶膜（磁性膜15）の形成開始から予め
定めた時間T2が形成すると、再び前記銀塩溶液を添加し
て前記と抑制膜14と同じ抑制膜16を結晶膜（磁性膜15）
の上に形成する。抑制膜16が形成されると、再び前記磁
性膜15と同じプロセスで結晶膜（磁性膜17）を形成して
メッキ工程は終了する。

そして、磁性膜13,15,17及び抑制膜14,16にて構成さ
れた磁性層18が形成されると、公知の方法で保護層19を
形成して薄膜磁気記録媒体の製造は終了する。

このように本実施例においては、磁性膜13,15の形成
中、グレーンサイズが大きくなる結晶構造にまで成長す
る前に無電解メッキ液に銀塩溶液を添加して抑制膜14,1
6を形成し、磁性膜14,15の形成を止め、同抑制膜14,16
上からグレーンサイズが小さな新たな磁性膜15,17を形
成させるようにしたので、磁性層18はグレーンサイズの
小さい結晶構造のコバルト−リンよりなる磁性層を形成
することができる。

そして、上記の方法にて形成した磁気記録媒体につい
て磁性層18の厚さδに対する保持力Hcについて調べた結
果、第３図に示すよう結果が得られた。従って、磁性層
18の厚さδが厚くなっても保持力Hcが僅かに減少はみら
れるものの従来に比べて遥かに高い保持力Hcを得ること
ができた。

従って、従来のように保持力Hcが高い磁気記録媒体を
製造する場合にはその磁性層の厚さδを薄くする必要も
なく、薄くするための高度な薄膜形成技術を必要としな
いで遥かに保持力Hcが高い磁気記録媒体を製造すること
ができる。

尚、本発明は前記銀塩溶液の添加の時間T1,T2は磁性
膜13,15の厚さ（許容されるグレーンサイズの結晶構造
に基づいて決定される厚さ）と無電解メッキ液の濃度に
よって適宜変更されるものであって、その時間T1,T2は
予め実験的に若しくは理論的に求めて実施される。

又、本実施例では銀塩溶液を２回添加して３層の磁性
膜13,15,17を形成したが、この回数は限定されるもので
はなく、磁性層18の厚さδや磁性膜のグレーンサイズ等
に応じて１回若しくは２回以上の銀塩溶液を添加して実
施してもよい。又、前記実施例では銀塩溶液で実施した
が、その他の金属塩溶液で実施してもよい。

さらに、前記実施例では磁性膜13,15,17をコバルト−
リンにて形成したが、コバルト−ホウ素（Co−Ｂ）、コ
バルト−タングステン（Co−Ｗ）又はコバルト−ニッケ
ル（Co−Ni）等のその他コバルト系磁性材料にて実施し
てもよい。

又、前記実施例では無電解メッキ液の温度を80度、PH
10で最適な結果がえられたが、これに限定されるもので
はなく、磁性膜が形成可能な範囲で適宜変更してもよ
い。さらに、各磁性膜13,15,17の結晶構造においてグレ
ーンサイズが50オングストローム近辺が最も保持力を大
きくすることができると考えられるが、このグレーンサ
イズに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱
しない範囲で適宜変更して実施してもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば、無電解メッ
キ液に金属塩溶液を添加するタイミングによって磁性層
のグレーンサイズを簡単にコントロールでき、しかも短
時間で所望のグレーンサイズの磁性層をもった磁気記録
媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法により製造される磁気記録
媒体の原理図、第２図はこの発明を具体化した一実施例
の薄膜磁気記録媒体の構成を示す図、第３図は同じく磁
性層の厚さに対する保持力の関係を示す図、第４図は従
来の薄膜磁気記録媒体における磁性層の厚さに対する保
持力の関係を示す図、第５図は結晶の成長過程を説明す
るための図、第６図はグレーンサイズと保持力との関係
を説明するための図である。 図中、11は基材、12は非磁性層、13,15,17は磁性膜、1
4,16は抑制膜、18は磁性層、Ｄはグレーンサイズであ
る。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コバルト系磁性材料の結晶を析出させる無
   電解メッキ液に基材を浸漬して該基材上に結晶膜を形成
   し、基材上に所定のグレーンサイズの結晶膜を得るため
   に基材を前記無電解メッキ液に浸漬したままの状態でグ
   レーンサイズ抑制のための金属塩溶液を前記無電解メッ
   キ液に添加して、前記無電解メッキ液に浸漬して析出し
   た結晶膜上にグレーンサイズ抑制膜を析出させる薄膜磁
   気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】無電解メッキ液は、硫酸コバルト〔CoS
   O₄〕、ジアリン酸ナトリウム〔NaH₂PO₂〕、硫酸アンモ
   ニウム〔(NH₄)₂SO₄〕及び錯化剤（酒石酸）とを含む水
   溶液からなる特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気記録
   媒体の製造方法。
3. 【請求項３】無電解メッキ液はPHがほぼ10で、温度がほ
   ぼ80度である特許請求の範囲第２項記載の薄膜磁気記録
   媒体の製造方法。
4. 【請求項４】金属塩溶液は、エチレンジアミン四酢酸銀
   〔EDTA・Ag〕、ヨウ化ナトリウム〔NaI〕及びシアン化
   ナトリウム〔NaCN〕を含む水溶液からなる特許請求の範
   囲第１項記載の薄膜磁気記録媒体の製造方法。