JPH02116625A - フェライト膜の形成方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、磁気へ、ラ
ド、磁気光学素子、マイクロ波素子、磁歪素子、磁気音
響素子などに広く応用されているスピネ／１／型フェラ
イト膜の作製におけるフェライト１僕の形成方法に関す
るものである。

従来の技術 フェライトめっきとは１例えば、特開昭６９−１１１９
２９号公報に示されているように、固体表面に、金属イ
オンとして少なくとも第１鉄イオンを含む水溶液を接触
させて、固体表面にＦｅＯＨ＋またはこれと他の水酸化
合４イオンを吸着させ。

次いで、吸着したＦｅＯＨ＋　を竣化させることにより
ＦｅＯＨを得、これが水溶液中の水酸化金屑イオンとの
間でフェライト結晶化反応を起こし、これによって固体
表面にフェライト膜を形成することをいう。

従来、この技術を基にめっき膜の均質化１反応速度の向
と等を図ったもの（特開昭６０−１４０７１３号公報）
、固体表面に界面活性を付与して種々の固体にフェライ
ト膜を形成しようとするもの（特開昭６１−３０６７４
号公報）、あるいはフェライト膜の形成速度の向上に関
するもの（特開昭６１−１７９８７７号公報ないし特開
昭６１−２２２９２４号公報）がある。

フェライトめっきは、膜を形成しようとする固体が前述
した水溶液に対して耐性があれば、何でもよい。さらに
５水溶液を介した反応であるため温度が比較的低温（水
溶液の１弗点以下）でスピネル型フェライト膜を作製で
きるという特徴がある。

そのため、他のフェライト膜作製技術に比べて。

固体の限定範囲が小さい。

発明が解決しようとする課題 しかし、前述したように、これまで模の均質性あるいは
膜の生成速度等に種４の改善が提案されているが、潜ら
れる１摸の軟質磁気特性あるいは生産性に対しては、ま
だまだ不十分である。そのため、各種電子部品等への応
用・適用等に関して大きな課題があった。

課題を解決するだめの手段 以上の課題を解決するために本発明は、溶液中に金属イ
オンとして少な（とも第１鉄イオンを含んだ溶液を６０
′Ｃ〜沸点以下に加熱した後、順欠溶液を基体に供給し
て、基体表面にフェライト膜を堆積させる方法としたも
のである。

作用 前述した方法によって、つまり溶液中に金属イオンとし
て少なくとも第１鉄イオンを含んだ溶液を５０’Ｃ〜沸
点以下に加熱した後、溶液を順欠基体に供給して、基体
表面にフェライト膜を形成することによって、これまで
に潜られていない高い生産性（膜の堆積速友が大きい）
あるいは膜の均一性およびソフトフェライト膜としての
十分な軟質磁気特性（小さい保磁力あるいは高い透磁率
）を得ることができる。

実施例 以下１本発明の実施例について説明する。

本発明のフェライト膜の形成方法の基本的な部分は、公
知の方法と大部分同じである。

しかし１本発明では、金属イオンとして少なくとも第１
鉄イオンを含んだ溶液を６０℃〜溶液の沸点以下に加熱
した後、順欠溶液を基体に供給して、フェライト膜を形
成するため、これまでの方法に比べると速い堆積速度、
均一なフェライト膜あるいはソフトフェライトとしての
十分な軟質磁気特性（小さい保磁力あるいは高い透磁率
）を有する膜を得ることができる。

基体に接触させる前に、めっき液を所定の温度内に加熱
することが、基体表面でのフェライト膜の形成反応を兄
進し、しかも基体に分布の小さい均一なフェライト膜を
形成することができる。しかも、痔られるフェライト、
寞の磁気特性は、これまでの方法では認められていない
軟質磁性材料としての十分な磁気特性を示す。これらの
現象に対する原因は明確ではない。

第１銖イオンを酸化させるために、酸化剤を用いる場合
でも、第１鉄イオンと酸化剤の両者を基体に供給する前
に所定の温度に加熱すればよい。

つまり、めっきに必・要な液をすべて６０℃〜溶液の沸
点以下に加熱した後、ｌｌｌｉ次、溶液を基体に供給す
ればよい。

本発明のフェライト膜の形成方法のいくつかの例を図を
用いて説明する。

例えば、−例の装置の概略図を第１図に示す。

３はフェライト膜を形成しようとする基体である。

４は基体３を取り付けて１回転することができる回転台
である。この図の場合、基体３にめっき液を供給する時
点ではめっき液は１液であるが、得られるフェライト膜
の特性のバラツキを小さくシ。

コントロールしやすくするためには、めっきに必要な液
はいくつかに分割して準備する方がよい。

この図では２分割した場合を示す。これらの液を予熱部
７で６０℃〜溶液の沸点以下に加熱した後、混合部１で
混合し、混合しためっき液をノズ／Ｌ／２を介して、基
体３に供給する。混合部１は、２つのノズルから液を滴
下させ、ロートで混合して１つの口から流出させる方式
やあるいは２本の管を１本にしてノズルから液を出す方
式など適当な方式を選択すればよい。ノズル２の形状・
構造は適当なものを選択することによって、液を滴下あ
るいは噴霧状等で基体３に供給することができる。

前述した混合部１は特に必要はない。例えば、予熱部７
で各めっき液を予熱した後、２つのノズルで別々にめっ
き液を基体３に供給してもよい。６および６は、各めっ
き液を貯蔵するタンクである。

また、図に示すように基体３および回転台４等のフェラ
イトめっき反応を行う部分はケースにょって仕切シ、場
合によっては、非酸化：生（例えば窒素）ガスをケース
内に送ることによって、非酸化性雰囲気にすることがで
きる。タンク６には、例えば酸化剤として亜硝酸す）　
ＩＪウムＮＩＬＮＯ２を用い。

さらに緩衝剤あるいは錯化剤として酢酸アンモニウムＣ
Ｈ、Ｃ００ＮＨ４をいれた水溶液（酸化液）を入れ、タ
ンク５に少なくとも第１秩イオンを含む水溶液（反応液
）を入れて、ポンプ等で液を予熱部７へ送り、混合部１
に供給する。反応液にさらにＮ１イオンおよびＺｎイオ
ンが含まれると得られるフェライト膜はＮｉＺｎ系フェ
ライト膜であシ。

ＭｎイオンおよびＺｎイオンが含まれると得られるフェ
ライト膜はＭｎＺｎ系フェラフェライト膜。

基体３には１回転台４によシ回転した状態で多液が供給
される。回転台４は、ヒーターを内蔵しているため６０
〜１ｏｏ℃に加熱することができる。

このようにして、基体３上でフェライト結晶化反応を行
わせて、基本３にフェライト膜を形成する。

前述した例は、酸化剤を用いる方法であるが。

たとえば酸化剤を用いずにケース内に窒素と酸素の混合
ガスあるいは空気を供給して、酸素によって酸化させて
もよい。

さらに、別の方法の一例の装置の概略図を第２図に示す
。混合部１．タンク５およびｅは、第１図のものと同様
である。めっき反応部８およびウォーターバス９が本方
法の異なる部分である。つまシ１本方法では、第１図に
示した方法と異なり回転台を使用せずにしかもめっき反
応部分などを気体から隔離した状態で行うことができる
。めっき反応部８にはフェライト膜を形成しようとする
基体３が組み込まれている。めっき反応部８では物理的
に基体３の表面上をめっき液が均一に流れるようにして
いる。混合部１およびめっき反応部８をウォーターバス
９内にセットすることによって、混合部１にめっき液が
到達する前にめっき液を６０〜溶液の沸点以下に加熱す
ることができる。

このようにすれば、混合部１およびめっき反応部８等も
所定の温度に保持することができる。このようにして、
１６つき反応部８にセットした基体３０表面にフェライ
ト膜を堆積させる。

さらに、別の方法の一例の装置の概略図を第３図に示す
。これは先に示した第２図の方法とほぼ同様であるが、
基体３の一平面のある部分だけにフェライトめっきする
のに適した方法である。それ以外は先に説明した第２図
の方法と同様である。

タンク５および６よりポンプを介して、各めっき液を混
合部１に供給し、その部分でめっき液を混合して、めっ
き反応部８へ送シ込む。めっき反応部８にはフェライト
膜を形成しようとする基体３の一部の部分が組み込まれ
ている。めっき反応部８では、第２図に示した方法と同
様に、物理的に基体３の表面上をめっき液が薄く均一に
流れるようにしている。各めっき液の供給パイプ、混合
部１、めっき反応部８および基体３をウォーターバス９
内にセットすることによって、５０〜溶液の沸点以下に
加熱する。このようにして、めっき反応部８にセットし
た基体３０表面にフェライト膜を堆積させる。

以上、示してきた３種類の方法とも２つのめっき液を加
熱した後、１液に混合して基体３に供給する方法を示し
たが、多液を分離して基体３に供給する方式でもよい。

基体の材質としては、特に限定はない。いくつか例をあ
げると、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテンフタレ
ート（Ｐｉ！：Ｔ）などの各種フラスチック類、銅、ニ
ッケル、銀、金、タングステン。

モリブデン、白金、パラジウム、鉄、鉄合金などの金属
類、各種の有機積層板、つまり紙基材エポキシ、ガラヌ
布基材エポキシ、ガラス基材ポリエステル、ガラス布基
材テフロン等の積層板など。

各種ガラス類、セラミックスなどがある。

さらに、基体３の表面あらさが、中心線平均粗さ（Ｒａ
）で０．０１μｍ以上であれば、膜の堆蹟速度あるいは
限界膜厚（めっき膜の厚みが厚くなると剥離する）の向
上が図れる。この堆積速度の向上は、ＦｅＯＨ＋の吸着
や酸化反応あるいはフェライト結晶化反応に対して、特
に吸着等に対してプラスに働らき、水溶液中で生成した
微粒子が基体表面、つまりフェライト結晶化反応をして
いる表面にとらえられたり、あるいは集まり、さらには
膜成長を促進・加担すると考えられる。まだ、ある程度
以上の表面粗さを有していることによって。

実質的な基体の表面積が増加して吸着等の反応に携わる
面積の増加も影響を与えているとも考えられる。

実験的に、特にフェライト膜形成に対して相性がよかっ
たものが、酸素、窒素あるいは硫黄のいずれか１つ以上
を含むものあるいは特に酸化物類である。

この酸化物としては、アルミナ（ム１２０．　）、　　
ムライト（３ム１２０．　＋＋　２５ｉｏ２）　、ベリ
リア（Ｂｏｏ）。

ステアタイト（ＭｇＯ・５ｉｎ２）、フォμステライト
（２Ｍｇｏ・５ｉｎ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタ
ニア（ＴｉＯ２）、チタニア＋ジルコニア（ｚｒＯ□）
、チタニア＋マグネシア等の各岨セラミックス。

ム１２ｏ、　−５ｉｏ２　・Ｂ２０．　Ｓ・ム１２０．
−　ＰｂＯ拳ＳｉＯ２・Ｂ２０．．１１２０３−ＭｇＯ
−５ｉｎ２−　Ｂ２０．　、　　ム１２０３ＣａＯ−Ｍ
ｇＯ−５ｉｎ２−　Ｂ２０．　　などのカラスセラミッ
クス、　（ＵＯｌＮｉＯなどの金属酸化物あるいはフェ
ライト等の鉄を含んだ酸化物などがある。

次に本発明の更に具体的な実施例について説明する。

（実施例１） イオン交換水（以下単に水とする。）２βに塩化第１鉄
４１．塩化マンガン６１および塩化亜鉛５０、％をそれ
ぞれ溶解した水＠液（反応液）を作製した。さらに別の
溶液として、水２１に亜硝酸ナトリウム１２と酢酸アン
モニウム１０１を溶解した水溶液（腹化液）を作製した
。

これらの溶液を用いて、第１図に示すような装置でフェ
ライトめっきを行った。ただし、混合部１を用いずに２
つのノズルを用いて液を別々に供給した。装置には窒素
ガスを毎分１．６４で送り込み非酸化性雰囲気を得１回
転台をヒータにより９０℃一定にした。回転台４は毎分
３００回転の速度で回転させた。各溶液はウォーターバ
スによって約８０℃に加熱した。各溶液を毎分８０−の
流量で噴霧して、基体３に供給した。めっきに用いた基
体３はアルミナ基板である。

比較のために、第１図に示した装置の予熱部７を除いて
、２つのめつき液を責霧状にして、基体３に供給し、先
に示しだ条件と同様に、フェライトめっきを行った。

本発明の方法で得たフェライト膜と比較のために作製し
たフェライト膜の・膜厚測定、微小部分の狙Ｊ文分析お
よび磁気測定をしたところ、・膜厚は本発明の形成方法
で得た。貞の方が厚く約１．６倍であり、　　Ｈａの値
：は１／６であり、微小部分の＠成変化は本発明の方法
による膜では、±０．５π内であり、比較品は±８に内
であった。つまり、本発明の形成方法による・漠の方が
厚みが厚く、膜の均一性が高く、シかもソフト特性の優
れたフェライト膜である。

（実施例２） 水２１に塩化第１鉄４ｙ、塩化ニッケ／Ｌ／４Ｆおよび
塩化亜鉛１００キをそれぞれ溶解した反応液を作製した
。さらに酸化液として、水２４に亜硝酸ナトリウム０．
６ｇと酢酸アンモニウム１ｇを溶解した液を作製した。

これらの溶液を用いて、第１図に示した装置でフェライ
トめっきを行った。めっきに用いた基体３はアルミナ基
板である。

めっき時のめっき液の加熱温度と得られた膜の厚み（μ
ｍ単位）と堆積速度を表１に示す。表１の値は、基体３
内の１４Ｘ２１！１ｆｆの部分の平均膜厚である。めっ
き液の加熱温度が５０℃以上（基体ＡＣ以降）では速い
堆積速度で、膜厚の均一なフェライト膜を得ることがで
きた。

表１　各基体の予熱温度と膜厚（μｍ）、堆積速度（μ
ｍ／ｗｉｎ）さらに、得られた各めっき膜の８磁気特性
を測定したところ、予熱温度５０℃以下の膜ではＢ−Ｈ
カーブの縦（Ｂ）の値が小さかった。

（実施例３） 水２１に塩化第１秩４２と塩化ニッケｔＶ４？および塩
化亜鉛８０ηをそれぞれ溶解し、反応液を作製した。さ
らに、水２１に酢酸アンモニウム１ｇを溶解して酸化液
を作製した。

これらの溶液を用いて、実施例１と同様にフェライトめ
っきを行った。ただし、装置には空気を毎分１．６１の
量を供給し、空気中でめっきを行った。用いた基体３は
主としてＭｇＯ・５ｉｎ２．　ＭｇＯ。

ＢｅＯ、ムｌ　Ｏ−８ｉ、０２−Ｂ２Ｏ，ガラ７、セラ
ミックス基板、石英ガラヌ板、ポリイミドフィルム、ス
テンレス板、銅板、銅張りガラス布基材エポキシの９種
類である。得られたフェライト膜の膜厚は９種類の基体
ともほぼ同じで約１．３μｍ（堆積速度でｏ、ｏｒｓ　
ｐｙｎ／分）であυ、膜厚が均一で、十分な付着強度を
有した膜が得られた。

比較のだめに、第１図に示した装置の加熱部７を除いて
、同様にめっきを行った。各９種類の基体についてめっ
きを行い、得られたフェライト膜と先に示した本発明の
方法によるフェライト膜とを比較評価した。

本発明の方法で得たフェライト膜と比較のために作製し
たフェライト膜の磁気特性を比較したところ、両者のＨ
ａの比は１：４〜６であり、本発明の方法で得たフェラ
イト庚の方が、Ｈａが小さかった。さらに、膜厚は本発
明の方法で得たフェライト膜の方が、厚く１．５〜２．
６倍であった。

（実施例４） 実施例１と同じ反応液および嘴化液をそれぞれ２１作環
し、これらの溶液を用いて、第２図に示した装置を使用
して、フェライトめっきを行った。

めっき時間は１時間であり、アルミナ基板を使用した。

得られたフェライト膜は、実施例１で得られたフェライ
ト膜と同瑳の膜厚および磁気特性を示した。

（実施例５） 実施例２と同じ反応液および酸化液を各２４作製し、第
３図に示した装置を用いて、フェライトめっきを行った
。１時間のめっきを行い、基体３はアルミナ基板を用い
た。

得られたフェライト膜は、実施例２で得られた膜と同様
の膜厚および磁気特性を示した。

発明の効果 本発明によって、前述したように、めっき液を基体に供
給する前に所定の温変に予熱することによって、これま
でのフェライト膜の形成方法では達成されなかった高い
生産性（堆積速度）およびソフトフェライトとしての磁
気特性を示すフェライト膜を作製することができる。こ
れによって。

各輝電子部品等への適用に十分な磁気特性を有するフェ
ライト膜を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明のフェライト膜漠
の形成方法の実施例に用いた装置の概略図である。 １・・・・・・混合部、２・・・・・ノズル、３・・・
・・・基体、４・・・・・回転台、６．６・・・・・・
タンク、７・・・・・・予熱部。 ８・・・・・・めっき反応部、９・・・・・・ウォータ
ーバヌ。 代理人の氏名　弁理士　粟　計重　孝　ほか１名第１図 第 図 ウォーターバス 第 図 ウォーターバス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属イオンとして少なくとも第１鉄イオンを含ん
   だ溶液を５０℃〜沸点以下に加熱した後、順欠溶液を基
   体に供給して、基体表面にフェライト膜を堆積させるこ
   とを特徴とするフェライト膜の形成方法。
2. （２）溶液中に、さらに第１鉄イオンを酸化するための
   酸化剤を含んだ請求項１記載のフェライト膜の形成方法
   。