CN1009136B - 磁性传感器头 - Google Patents

Abstract

一种磁性传感器头，在它里面，由铁磁氧化材料所组成的一对磁芯部件的交界表面上开了槽，槽口确定表面在那里有被支持的金属铁磁层。正如大家本来所知道的那样，物理汽相沉积的方法被用来形成这些层，第一磁头的传感器耦合间隙是由排列成一直线的并由铁磁材料构成的磁极片层对形成的。极片层与耦合间隙的平面斜交或某一角度，并且具有由沉积金属铁磁材料构成的延伸部分。这延伸部分在极片层和磁芯部件的横向侧边之间呈现了弯曲的外形轮廓。

Description

本发明涉及磁性传感器头，或者更具体说，涉及一种复合型的磁性传感器头，其中磁头的间隙限定区域部分是由金属磁性材料薄层所构成的。

在磁性录放装置，例如磁带录象机中，现在的趋势是希望增加记录介质中的信号密度。为了增加被记录的信号密度，正越来越多的采用具有高矫顽力（Hc）的所谓的金属粉末带和所谓的金属化磁带。金属粉末带采用铁磁材料例如铁，钴或镍或它们的合金的粉末，而所谓的金属化带是藉助于汽相沉积的方法将铁磁金属材料镀复在薄膜基片上。由于这些类型的磁性记录介质的高矫顽力，这就要求磁性传感器头特别是被用于信号录制运行的磁头的磁芯材料具有高的饱和磁通密度（Bs）。对在磁性记录中主要被采用的铁氧体磁性材料而言，它的饱和磁通密度是相当低的，而对金属磁性材料例如坡莫合金而言，它的耐磨性能不佳。

根据上面所提到的希望增加被录制的信号的密度的趋势，这就要求在磁性记录介质上采用窄的记录磁道宽度，为此必须要求磁性传感器头耦合间隙有着相应的窄的横向尺寸。

为了设法满足这些要求，早先就发展了一种复合型的磁性传感器头。在它里面，在非磁性的基片例如陶瓷材料的基片上，沉积上一层铁磁性金属材料，沉积层的厚度相应于记录磁道宽度。然而这种类型的磁性传感器头对高频信号分量表现出高的磁阻，原因是在磁头中整个磁信号通量回路是由低电阻率的铁磁性金属层所构成。此外，由于金属磁性层是采用物理的汽相沉积方法生成的，而这种方法的特征是具有低的沉积速率，这样对沉积层的厚度必须等于磁道宽度的要求将会导致相当长的间隔时间，最终将显著地提高生产成本。

在1983年9月16日已公开的日本专利申请JP    58155513A中，具体描 述了一种复合磁头及其制造方法。该复合磁头在结构上包括：（a）由两个复合磁芯部件构成的复合磁芯，有耦合间隔32，并且有相应的两部分相互贴合的平面表面以及与磁带相接触的接触表面。（b）两复合磁芯部件是由铁氧体单元31和31′构成，其上由突出部分35和35′两侧形成槽口结构，槽表面被覆有高导磁性合金材料，形成磁极片层。c）槽口确定表面分别配置在突起部分35和35′的两侧，并且与耦合间隙所处的贴合表面形成一倾斜角度。作为该复合磁头的制造方法的加工工序，主要包括：a）在铁氧体块贴合表面上开槽，加工一对芯块，b）在相应的槽上被覆高饱合磁场强度的磁极片层，c）在磁极片层表面充填非磁性材料，d）加工形成贴合表面，其上显露出确定间隙宽度的间隙形成表面。e）在一片芯块的贴合表面加工出绕线窗，f）在贴合面上形成所要求厚度的间隙隔层，g）贴合芯块成一体，h）按确定厚度切片，成单个磁头片。该复合磁头及其制造方法构成了本申请密切相关的先有技术。

现在还知道一种复合型的磁性传感器头，在这种磁头中磁芯单元是由铁磁性氧化物例如铁氧体构成，而在形成传感器间隙的磁芯单元的交界表面处采用铁磁性金属层。然而在这种情况下磁通回路垂直于金属磁性层的宽面，这样由于涡流损耗的原因，可能会使播放输出减弱。此外，在每一个铁氧体磁芯单元和相关连的金属磁性层之间的交界处所形成的伪间隙损坏所希望的播放频率响应的均匀性。

这里，还要涉及一种具体的复合类型的磁头，这种磁头适用于在具有高矫顽力的磁带例如前面所提到的所谓的金属粉末带和金属化磁带上作高密度记录，在附图20中给出了这种类型磁头的一个例子。在这种磁头中有一对由铁氧体材料构成的磁芯单元101和102，它们有着倾斜配置的表面103和104，在这两个表面上采用物理汽相沉积过程沉积上了一层金属磁性材料例如铁硅铝磁合金105和106。层105和106b排成一直线，以便它们的边缘能形成一与大于沉积层厚度的记录磁道宽度相当的传感器间隙107。在间隙区域107的每一处，铁氧体磁 芯部件101和102的前沿部份被非磁性填充材料108，109，110和111所间隔。非磁性材料108，109和沉积层105和106的与记录磁带贴合的表面保持在同一平面上相互支持而延伸，这就保护了沉积层不被磨损。根据所希望的记录磁道宽度，非磁性材料108-111形成了一种传感器磁头的磁结构形态。作为例子，图20中的108和109的材料可以是具有相当低熔点的玻璃材料，而110和111的材料可以是具有高熔点的玻璃材料。图20所示的磁头与过去的磁头比较起来，在运行的可靠性、磁特性和耐磨性等方面表现了优良的特性。

在图20所示磁头的制作过程中，一对芯块应这样来配置，在将它们以适宜的定位关系组合在一起后，可以把芯块切出若干单个的传感器头芯片。正如从图20可以见到的那样，包含相应的铁氧体磁芯单元101和102的复合磁芯部件可以由用同样方法加工的芯块形成，例外的是，在某一块芯块上将开一槽以提供在最后完成的磁芯装配件上所需要的绕组孔112。在一个典型的制作工艺步骤的程序中，首先在一块铁氧体的基片上开一系列平行的V形槽，然后用高熔点的玻璃填充它们。这样对每一单个的最终完成的磁头，玻璃材料最终地提供了非磁性的填充材料110，111。下一加工步骤是在原先的V形槽之间再开一些另外的V形槽。每一个这样的槽的侧壁将最终地相应于最后完成的传感器头芯块装配件的倾斜配置的表面103或104，如图20所表示的那样。作为制作过程的再下一步骤将是，在由每一个铁氧体基片和它的用玻璃填充的第一槽和另一组开口的槽所形成的表面上现在可以沉积上一层合适的金属磁性材料，例如铁硅铝磁合金。带有沉积层的开口槽可以用低熔点的玻璃填充，它最终提 供了非磁性玻璃材料，正如图20中所示的108和109。多余的被沉积的金属磁性材料被除去，最终的表面被抛光以形成一平面的贴合表面。两块这样的芯块的平面贴合表面，面对面地配置在一起，在它们之间有一层间隙隔离材料，于是这两个芯块便结合在一起形成一装配件，然后将这装配件沿着平行的切割平面切成若干单个磁头芯片。参看图20的单个的传感器头芯片，沿着平行切割平面的切割操作造成了传感器头的横向侧边114和115。

图20所示的磁头仍然不是最佳的，其原因是在芯片操作过程中，沉积金属磁性层105和106的横向边缘部分105a和106a被这样地切割以致对层105和106的磁特性产生有害的影响。特别是在录制过程中，层105和106的基本磁信号通量回路的磁阻增加了，而在间隙107中产生的有用的记录磁通密度减少了。在播放过程中，传感器头的灵敏度也降低了。可以认为，基本磁信号通量回路的磁阻的有害增加是由于在铁氧体表面103和104和金属磁性材料沉积层105和106之间的不同的热膨胀引起的，具体说，可以认为不同的热膨胀引起了机械应力，而这机械应力导致了沉积层105和106的断裂。从而最终破坏了原先形成的层的均匀磁特性。

因而本发明的一个课题是要克服前面所提到的形成复合磁性传感器头的间隙区域的金属磁性层所遇到的困难，也就是使构成传感器磁头磁信号通量回路基本部分的沉积金属磁性层能根本地摆脱有害的热应力的作用。

本发明的另一个课题是提供一个制作复合磁性传感器头的方法。用这种方法生产的磁头具有改善的磁特性均匀性和运行可靠性。与此相关的一个课题是提供一复合磁性传感器头，它具有本质上最佳的磁 特性和能够高效和经济地制作。在这种磁头中，作为磁信号通量回路基本部分的沉积金属磁性层（以后称为磁极片层）再也不会受到有害的应力的作用了。这种有害的应力产生的原因是当从贴合和定位在一起的芯块上切下单个的传感器头芯片时，产生了不同的热膨胀。

本发明的另一个课题是提供一个复合磁性传感器头批量生产的方法。利用这种方法使得具有优良磁特性的磁性传感器头的生产率得到显著的改善。

在本发明所提出的方法的实施过程中，由铁磁氧化材料组成的芯块以紧密配合的关系组合在一起，由沉积金属磁性材料构成的倾斜配置的极片层成一直线地横过面对面排列的芯块之间的交界区域。在芯块装配件的前沿平面中可看到装有极片层的槽的槽口结构，第一槽口形成的表面支撑了极片层，这极片层从相应的交界表面偏斜地延伸下去。由于槽的外形轮廓，构成第一槽口形成表面的延伸部分的另外的槽口形成表面包括了弯曲的轮廓部分和由极片层横向外侧配置的横向延伸部分。在弯曲轮廓的外侧切割芯块装配件时，极片层得到了保护而不致于受到因切割力引起的热应力的作用。为了限制记录磁带接触表面的宽度到所要求的尺寸，槽口结构可以开一剖口，使得在记录磁带接触面处仅仅只是极片层才有边缘面，并从这表面上去掉了横向的延伸部分。

在用前述的方法生产的较好的磁性传感器头中，从芯块装配件上切下的复合磁芯具有与极片层横向地向外隔开的侧边，这就使极片层实际上免受热应力的作用。而这种热应力在图20所示的传感器头中是有害的。最佳的磁性传感器头应该具有这样的极片层，它成一直线地横跨过整个记录磁带接触表面。把传感器头芯片切成具有比所希望 的记录磁带接触面宽度稍大一些的横向尺寸的切片，然后去掉不需要的多余部分（从极片层横向延伸出来的部分）。例如在传感器头的横向侧边处开一剖口就可以将有害的热应力避免掉。最可取的是，当从复合芯块装配件上切下单个的磁性传感器头时，将切割面移到弯曲轮廓部分的横向外侧，这样就使极片层能免遭由于切割力引起的有害的热应力的作用，甚至在批量生产的情况下也可以得到稳定的和高度可靠的传感器头。

作为一个修改方案，极片层的延伸部分一般可以从交界平面沿着横向外侧方向延伸，并具有弯曲的轮廓和减薄的厚度以使极片层免受热应力的影响。此外，切割面可以位于各自的在延伸部分中的相当尖锐的弯曲轮廓部分的横向外侧，并且横切相当薄的从尖锐弯曲轮廓部分向交界平面延伸的沉积层的横向末端。可以用开剖口的办法再把这横向末端从磁带接触表面处去掉。

本发明的其它目的，特点和优点可以从下面结合附图的详细描述中找到，可以从有关发明的课题和特点中找到，以及可以从附加在各自的发明上的权利要求中找到。特别提醒一下在这里所命名的发明的实质部分可以扩大到包含所有这些课题，特点和优点。

图1给出了一个根据本发明所制作的磁头样品的透视图，为了便于说明图中省略了磁头绕组。

图2给出了图1所示的磁头的局部放大的平面图，显示了包括在间隙附近区域中的磁带接触表面的磁头前沿区域。

图3-9给出了为制作图1和2所示的磁头的典型加工步骤的示意透视图。

图10给出了一磁芯装配件的前沿区域的局部放大平面图，这个 磁芯装配件被沿着间隔为W的切割平面所切割，而不是沿着大于D的间隔被切割（如图9所示）;

图11给出了类似于图10所示部分的放大平面图，显示了由本发明给出的进一步的改进，

图12给出了显示本发明的一种方案的透视图，在那里金属磁性层仅仅提供到低于磁性传感器头的记录磁带接触面以下的一有限深度;

图13-19给出了制作图12所示的磁头的典型的加工步骤的透视图;

图20给出了一种复合磁性传感器头的透视图，这种磁头的结构及典型的制作方法已在前面给出了。

典型的被推荐的磁性传感器头和根据本发明所给出的方法将详细描述如下，参考附图1-19。

图1以透视图的形式给出了能反映本发明所提出的一种改进的复合磁头的实例。图中数字Ⅰ和Ⅱ标示了复合磁芯的相应两部分。这两部分磁芯先被结合起来，然后从磁芯装配件沿着平行于磁芯部件的宽阔的横向侧边的切割平面切出如图1所示的单个的磁芯装配件。磁芯部分Ⅰ是由具有前沿部分1A和主体部分1B的磁芯单元1所组成。相应的磁芯部分Ⅱ是由具有前沿部分2A和主体部分2B的磁芯单元2所组成。磁芯单元2还具有一绕组槽2c，这种围绕着由磁芯单元2所提供的信号磁通回路可设置一线圈。

图2给出了一局限于间隙区域的放大平面图，显示了复合磁芯部分Ⅰ，Ⅱ的前沿表面部分ⅠA和ⅡA。在图2中主体部分1B和2B的宽度是用字母W表示的。作为一个例子，磁芯单元1和2可以由铁 磁氧化料例如锰-锌铁氧体构成。由图2可见，复合磁芯部件显示了各自的槽口结构3和4，它们又包含了各自的金属磁性材料层5和6，层5和6包括了成一直线的部分5A和6A，在这里它们被称为磁极片层，这磁极片层包括了记录磁带贴合边缘面5a和6a，同时它还提供了传感器头的磁性记录信号通量回路的基本部分。极片层5A和6A以准确一致的关系延伸到槽口形成平面7和8的倾斜部分7A和8A。作为一种实现方案，层5和6是通过用汽相沉积的方法在槽口形成表面7和8上沉积金属磁性材料而形成的。

正如图2所示，表面7A和8A的每一个与复磁芯部分Ⅰ和Ⅱ之间的交界区域9的交界平面形成一角度。如图中所示，极片层5A和6A有着大体上均匀的厚度t。极片层5A和6A在交界区域9的相对边处有着交接的边缘面，这交接的边缘面形成了为使磁性传感器头与一磁道宽度的磁带记录记介质相耦合的传感器耦合间隙10，间隙10的横向宽窄基本上确定基本上确定了一磁道宽度的尺寸TW，也就是相当于传感器头在录制和播放时所扫描的记录磁道宽度。

正如图2所示，复合磁芯部件呈现出凹形结构11和12而层5和6呈现出了另外的凹形结构。与层5和6相关连的凹形结构被非磁性材料所填充，在图上用13和14标出，而凹形结构11和12含有非磁性材料，在图上用15和16标示。作为一个例子，非磁性材料13和14采用高熔点的玻璃，而非磁性材料15和16采用低熔点的玻璃。

交界区域9可以由间隙材料例如二氧化硅构成，这材料被用于复合芯部分Ⅰ和Ⅱ的贴合表面的一个面上或同时两个面上。在支撑极片层5A和6A的各自的倾斜表面7A、8A和交界区域9的交界平面 之间的交角θ最好是在20°-80°范围内。当角度θ小于20°时相邻磁道的交叉干扰串音增加了，因而角度Q最好选择为大于30°，角度θ也被选择为小于80°，这是因为当角度θ达到90°时，耐磨性降低了。此外当角度等于90°时，沉积金属磁性层5和6的厚度必须等于磁道宽度TW，这是不希望的，因为利用物理汽相沉积方法来沉积材料的操作是十分费时的，另外，当层的厚度增加以后，层结构的均匀性也就变差了，这样传感器头的磁特性也就相应地降低了。

根据图2所示的几何关系，显然沉积极片层5A和6A的厚度t小于磁道宽度。

t＝TWSinθ

此处TW表示磁道宽度，而θ是各自的倾斜平面7A和8A与交界区域9的交界平面之间的交角。适当地选择角度θ的大小，薄膜厚度t与磁道宽度TW相比较可以被减小，从而磁头的加工时间可以相应的减少。

金属磁性层5和6所采用的材料包括非结晶的铁磁合金，即所谓的非晶质合金。例如金属-非金属非结晶合金，这种合金是由一组金属元素铁，镍和钴中的一种或几种元素与一组非金属元素磷、碳、硼和硅中的一种或几种元素组成，或者它除了主要是由这几组中的元素组成外，还含有元素铝、锗、铍、锡、铟、钼，钨、钛、锰、铬、锆、铪或铌，或者是金属-金属非结晶合金，由钴、铪或锆构成的合金，铁-铝-硅合金;铁-铝合金;镍-铁合金。在这里沉积层的生成可采用任何通常的物理汽相沉积的方法，例如闪蒸汽化，气体汽化，离子喷镀，溅射或集束离子束沉积。

包含非磁性材料13、14、15和16的传感器头的凹形结构形成了一定的传感器头的磁结构形式，这种结构形式能将在间隙区域10上的信号磁通集中，从而提供了高稳定的和耐磨的传感器头磁带接触表面。

由图2可见，沉积金属磁性层5和6有着大体上为V形的结构，其上的极片层5A和6A通过各自的弯曲部分5C和6C与显著地减小厚度的横向末端5B和6B相连接。沉积层的横向末端5B和6B从磁头的磁带接触表面的水平面为基准以其深度方向相隔开。图1最好地显示了末端6B的情形。从图1可观察到，层5和6的主要部分5A和6A从与传感器头磁带接触面等高的水平面处向传感器间隙10纵深方向延伸相当大的距离。在图1和2的方案中，通过在复合磁芯部分Ⅰ和Ⅱ上开一L形沟槽17和18（从图1易见）的方法，从传感器头磁带接触表面的水平面处割去了层的部分5B、5C和6B、6C。

在以后将要解释，并参考图8和9，图2显示了一对并列的槽口结构3和4的整个横向长度D，它在这个方案中被选择得比传感器头主体部分1B和2B的厚度W要小些。这样，当一对互相贴合并对位的芯块被切割生成如图1和2所示的单个磁头切片时，切割操作发生在可成一直线的极片层对5A和6A有一定横向间隔的地方，这就使这些层免遭因切割引起的热应力作用，结果极片层5A和6A保持了它们原有的磁特性，实际上就是避免了在层5A和6A中形成对磁特性有害的断裂。

对于上面所提到的磁头，金属磁性材料构成的沉积层的横向末端5B和6B从弯曲部分5C，6C处朝着交界区域9的方向延伸，如图2所示。如果这样的横向末端5B和6B位于传感器头磁带接触面 处这将形成所谓的伪磁间隙，然而根据现在的方案，包含横向末端5B和6B以及相邻的磁芯单元1和2的横向边缘部分的表面17a和18a离磁带接触表面的水平面处有偏移量，这样仅仅由极片层5A和6A所形成的传感器间隙10才出现于磁带接触表面处。

下面将给出制作图1和2所示的磁性传感器头所采用的较好的方法，它将提供对这种方案结构的更进一步的了解。

在图3所示的制作方法的步骤中，在基片20的上表面20a处用砂轮刻了若干间隔开的V形槽21，它们提供了斜表面21a。表面20a被称为贴合面或交接面，因为两个相类似的基片的相应的表面经进一步的加工后将按一定的交接关系贴合在一起，如图8所示。贴合表面20a将与最终形成的磁头装配件的交界平面平行。斜面21a将与表面20a成一选定的角度θ（图2所示）。在目前的方案中，角θ被选为45°。

正如图4所示，由铁硅铝合金或类似的材料构成的金属磁性层23沉积于基片20形槽的一侧，以便在图3所示的斜面21a上形成一厚度为t的层的部分23A。层23的外表面提供了与表面20a平行的表面部分和与原先的槽21的轮廓相一致的凹形部分24。如图4所示在槽21的侧边21b处沉积的层23在它的部分23A处有着减少的厚度，这和图2中在单独的层5和6的各自的末端5B和6B处有减少的厚度是一样的，层23是用物理汽相沉积的办法生成的，例如用溅射的办法。在溅射处理时，基片20与溅射装置成一合适的角度使材料能比较好的沉积在各自的倾斜表面21a上，而希望减少厚度的沉积材料则生成在V形槽21的表面21b上。

如图5所示，图4中的凹口24可以用非磁性材料25，例如高 熔点玻璃填充。图4中的层23的表面被弄平，使得沉积金属磁性层23的边缘部分23a和23b与贴合表面20a紧密无缝地结合在一起，这样在基片20的整个槽边上提供一实质上连续的平滑平坦的平面表面。

然后，正如图6所示，研磨出与图3所示的原有的V形槽21平行的第二组槽27，槽27的每一个紧挨着各自的沉积极片层23A的边缘部分23a（这一步提供了图2所示的凹口11和12，这凹口延伸到与间隙10的边缘十分接近的地方）基片的贴合表面20a、层23的共同平面表面23a和23b、非磁性材料25的共同平面表面25a都被抛光。槽27与磁极片层边缘面23a的相邻边缘处可以稍稍有一些重迭，这样就可以除去在相应于图2中间隙10的传感器头耦合间隙的横向末端处的磁性基底材料。在本方案中，槽21和27的联合横向延伸就相应于图2中的尺寸D，它被选择得小于切割宽度（这相应于图8中的M亦即相应于图2中的宽度W）。

图6中的第二组槽27的横截面形状可以举例而言，是多角形的，从而每一槽的内壁表面被弯成两个或多个台阶，与极片层23A毗邻的这表面的部分用符号27a标示，在图6中，它与表面20a的平面部分形成了所要求的相当尖锐的角度。槽口27的轮廓形状被选成这样，以保证在磁芯单元1的磁性氧化材料和金属磁性层例如6A之间有所希望的距离。槽27的纵向轮廓形状被选成这样，以使得在放音过程中能减少被录制的长波信号中的交叉干扰。磁芯单元1和2的磁性氧化物材料支持极片层5A和6A，使它在磁带接触表面处与极片层5A和6A的整个延伸部分紧密相接，并在与间隙10的深度尺寸相应的深度尺寸上紧密相接。由图1可见，间隙10的深度尺寸是 受到了在磁芯单元2B中所出现的限制。图6中槽口27的纵向轮廓也允许磁芯单元1和2的金属氧化物材料的交接面相对于间隙10的平面是斜的，从而避免了在磁头的扫描方向上的不真实的录音，并且也减少了在放音过程中邻近磁道之间的信号交叉干扰。例如，在邻近磁道中的拾音是不允许的。这种情形的发生是因为在图2中所标示的1a和2a平面之间出现的斜角会导致方位角损耗，而平面1a和2a之间出现的斜角最终是由于在图6的27a和27b处的槽27的轮廓形状所引起的。

图7表示了由第二基片30组成的芯块，该基片同样经过了由图3到图6所示的加工工艺，此外还在它上面开了一个与槽21′和27成直角的槽29。槽21′和27′分别与基片20的槽21和27相对应。槽29为最后获得的各个单独的磁芯装配件提供了安放绕组的槽口如图1中所标示的2C。这基片包含有金属磁性材料沉积层33，而层33又提供了极片层33A和极片边缘面33a。包含基片30的芯块有一抛光了的开有槽口的表面30a，这个平坦的平面表面被用来与图6中所示的平坦的平面表面20a相贴合。图7还显示了槽21′和它邻近的槽27′的总长DW，它相应于图2中的尺寸D。一种间隙分隔材料被沉积在图6所示的基片20的抛光的贴合面20a上或者被沉积在图7所示的基片30的抛光的贴合面30a上，因而成一直线排列的23a和33a将有一层间隙分隔材料在它们中间，这样也就造成了所希望的在它们之间的纵向间隙尺寸。然后，正如图8所示，包含基片20和30的磁芯块被贴合和彼此间精确定位，以便各自的沉积极片层对23A和23A能彼此位于一直线上，正如图8所示的那样。这样就形成了相应于图2中间隙10的传感器间隙。包含有加工过的基片20和30磁芯块被用玻璃粘合在一起，槽27和27′被用各自的非磁性玻璃28和28′所填充。用来形 成图2所示的交界区域9和提供图2所示的传感器间隙10的间隙材料可以从一系列材料中来选择，这些材料是二氧化硅、二氧化锆、五氧化二钽和铬。

由加工过的基片20和30组成的贴合芯块沿着图8中所示的线A-A和A′和-A′被切割。线A-A和A′-A′之间的间距在图8中用M来标示，M大于图7中所示的尺寸DW，也即大于图2中所示的尺寸D。图9给出了从贴合芯块切下的磁头切片的透视图。每一个这样的切片或者叫磁芯装配件有着侧边38和39，如图9所示，这两侧边是平坦的平面，与磁芯部分之间的交界平面成直角，这样的传感器磁头的侧面确定了宽度W，它们配置在层5和6的末端部分5B和6B的外侧，并有一定的间隔。由于这样的安排，使得基本磁通回路确定的部分即金属磁性层5和6的5A和6A与侧边38和39之间形成了一热绝缘。这样在由图8所示的贴合磁芯块切出磁芯部件时，不致于使得加在切割平面A-A和A′-A′的切割力产生的有害的热应力作用于基本磁通回路确定的部分5A和6A上。因此可以看到，层5A和6A上保持了在图8所示的切割操作以前它们在图6和图7的状况下所具有的均匀的磁特性。

正如图9所示，由图8所得到的单个磁头切片40包含了图8所示的基片20的20A和基片30的30A部分。为了从磁芯材料在40a处形成传感器磁头的磁带接触面，在图9中位于直线c-c和c′-c′横向外侧的40b和40c处的材料将被研磨掉，而剩下的表面部分40a将被磨成部分园柱结构，以形成如图1和2所示的完全的磁头形态。由于切去纵向边缘40b和40c的一部分，图9， 这样在边缘40b和40c处所形成的另外的伪间隙便与中央部分40a所形成的磁带接触表面不在同一水平面上。纵向边缘40b和40c也可以被切成斜角形式而不是象图1中17，18所示的台阶面的形式。

在上面所描述的制作过程中，并不一定非要在将基片20和30彼此粘合在一起形成芯块的同时用玻璃材料28和28′去填充各自的第二组槽27和27′。例如，在图6和7所示的加工操作中就可以将玻璃材料28和28′填充到第二组槽27和27′中去，而在图8所示的加工操作中可以仅仅包括玻璃粘合操作，使芯块被粘合在一起而形成一整体。

本发明所推荐的方案并不局限于上面所描述的方案。例如，如图10所示，被并置的槽口结构3和4的宽度以及凹口结构11和12的总横向长度（图10中用D标示）可以选择得比磁芯体部分1B和2B的宽度W稍稍长一些。这样切割平面就横切位于弯处5c和6c横向外侧的沉积金属磁性材料的横向末端5B和6B（从相对于有关的传感器间隙10处观察）。在这些横向末端5B和6B处的沉积金属磁性材料的厚度实际上是减小的，这样使得因切割操作产生的热应力引起的对磁极片层5A和6A的破坏尽可能减小。一般对每一个推荐的方案而言，在横向末端处的沉积金属磁性材料越薄，传到传感器间隙10附近的极片层处的热应力也就越小。应该指出，位于线E-E和E′-E′外侧的磁芯部分的纵向边缘部分41b和41c被斜切，这样就将它们从与图1中所示的区域ⅠA和ⅡA相应的中央区域41a所提供的磁带接触面处除去。

图11给出了另外一种变化。并置的槽口结构3和4在第一槽口 所确定的表面3A和4A的延伸部分3B和4B处有着弯曲的形状。在这个例子中，层5和6的沉积金属磁性材料具有相当一致的S形弯曲，在5D和6D处形成较尖锐的反向弯转，而位于极片层5A和6A以及相当尖锐的弯曲部分5D和6D之间的区域5E和6E是背离交界面而弯曲的，并具有逐渐减少的厚度，横向末端5F和6F具有显著减少的厚度并从相当尖锐的弯曲部分5D和6D处出发朝着交界平面和横向外侧方向延伸。在所给出的例子中，切割平面横切位于尖锐弯曲部分5D和6D横向外侧的横向末端5F和6F，并形成了单个传感器磁头的横向侧边43和44。正如前面图10所示的方案，这里不存在对在传感器间隙10附近的沉积极片层5A和6A的有害的破坏的危险性，或者说也不存在这样的危险性，即在确定磁性氧化材料表面3A和4A的紧密一致的槽口中会断裂。于是，在图10和11所示的方案中，极片层5A和6A在本质上不致遭受会导致它本身产生有害的断裂的有害热应力的作用。在图11中，位于线F-F和F′-F′外侧的横向边缘部分42b和42c被切去，这相应于图1所示的情形。这样，尖锐弯曲部分5D和6D以及横向末端5F和6F被从42a所形成的记录磁带接触面处移开。

作为一种变形，可以仅仅在磁性传感器头的耦合间隙附近提供金属磁性层。

图12给出了一修改了的磁性传感器头，在它里面仅仅在耦合间隙附近才有金属磁性层。这种磁头由一对由铁磁氧化材料例如锰锌铁氧体构成的磁芯单元51和52组成，这种磁头仅仅在磁间隙g附近的磁芯部分的前沿区域用真空薄膜形成技术，例如溅射技术沉积上一层具有高磁导率的合金例如铁硅铝合金的金属磁性层54。在间隙 g的各自的横向边缘部分的凹形结构中填充以熔化态的非磁性填充材料例如玻璃填充材料55和56。正如前面所推荐的方案，构成磁头磁通回路基本部分的极片层54A具有相当均匀的磁特性，并且实际上免受有害的热应力的影响，从而提供了一种具有最佳的，极稳定的磁特性和能够在延长的使用期中可靠运行的磁性传感器头。

在图12所示的方案中，位于磁带接触表面59两侧的纵向边缘部分57和58被斜切成一倒角的形式。

图13到19显示了制作图12所示的磁传感器头的制作步骤。

首先参看图13，利用砂轮或者是电蚀的方法在由铁磁氧化材料，例如锰锌铁氧体构成的基片60的横向边缘上刻出一些等间隔的双面角形的槽61。由图13所示的基片60的上表面60a形成了正如在前面例子中所提到的芯块的贴合表面部分。然而，在表面60a上仅有一部分上刻有槽61，这部分将相应于从这样的一对芯块上切出的单个磁性传感器头的传感器磁头耦合间隙的邻近部分。

在图14中，熔化态的玻璃材料62被充填到每一个槽61中，然后表面62a和62b被研平以形成磁芯块的贴合表面和平面的正表面。

在图15中，与用玻璃材料62填充的槽61紧靠着并稍稍重迭地刻上第二组槽65。在刻槽65过程中，玻璃材料62的一部分62c被暴露出来，它和每一个槽65的槽壁65a一起构成了一确定槽口的表面部分。每一个最终的槽口确定表面67沿着直线66横切表平面60a，直线66延伸到由基片60的正表面60b所确定的正平面，并与它成90°角。每一个槽口确定的表面67和由上表面60a所确定的平面形成一预先选定的角度例如45°。在由基片 的正前表面所确定的正平面中每一对相邻的槽61和65的联合宽度选择得比每一个磁头切片的宽度（相应于图2中尺寸W）稍小一些。由切割获得单个磁头切片的过程将在以后描述。

然后，利用物理汽相沉积的方法，例如溅射的方法，将一金属磁性材料例如具有高导磁率的合金铁硅铝合金沉积而生成图16所示的一薄层68，沉积层至少复盖了第二组槽65，并留下残余的凹口65′。在这个加工步骤中，图15所示的基片60被倾斜地放在溅射装置中，为了更有效的将具有高导磁率的合金材料沉积在槽口确定的表面上例如图15中所示的表面67上。于是在最后的单个传感器磁头芯片中，横向末端（图12中的54B）处的沉积层厚度比在极片层（图12中54A）上的厚度要薄得多。

然后，如图17所示，具有比原先所用的玻璃材料62的熔点要低的熔化的玻璃材料69被充填到带有沉积金属磁性材料衬里68的第二槽65所确定的凹口65′中去。磁芯块的上表面60a和正前表面60b被抛光。这时，部分沉积金属磁性材料68残留在第二槽65中，当观看由基片60的正前边60b所确定的磁芯块的正前平面时，可以看到由层68A和68B所组成的V形层结构仍然沉积在第二槽65的壁上。

为了提供带有绕组孔的磁芯部件，一类似于图17中包含磁性氧化基片60的第二磁芯块被进一步加工以形成一绕组槽71，（图18）。图18给出了包括一由铁磁氧化材料构成的基片70的第二磁性块，它提供了一包括表面70a在内的平面贴合表面。

由加工过的基片60和70构成的芯块的贴合表面彼此迭合在一起如图19所示，包含表面60a和70a的贴合表面被面对面地配 置在一起并且仅仅被一沉积间隙隔离材料所分开，正如前面的方案那样。然后，包含基片60和70的芯块被熔化的玻璃粘结在一起。这个由基片60和70组成的最终的整体芯块装配件被沿着图19中的G-G和G′-G′直线切割成若干单个的传感器磁头切片。

每一个最终的传感器磁头切片的的磁带接触面被研磨成部分的园柱表面正如图12中的59。而位于磁带接触表面59两侧的纵向切片边缘部分被磨去，以提供一台阶形或倒角形的横向边缘57和58，从而最后完成了图12所示的磁头的加工。

由图13到19所示的加工步骤制作的如图12所示的磁头具有优良的特性，因为它便于大批量的生产，还因为它不具有在极片层54A或槽口确定表面78和79中形成有害断裂的危险性，这已在前面提到的方案中作过解释。此外，由于沉积操作被局限在每一磁头切片的传感器区域，这就使得图12-19所示的方案实质上减少了对高导磁率合金的需要量。对玻璃或对其它非磁性材料的需要量与由图1到9所示的方案相比较也在实质上被减少了。图10和11所示的磁头可以采用由图3至9所示的方法或者采用由图13至19所示的方法进行加工。

对于在这里所描述的每一种推荐的磁头的结构，由沉积金属磁性材料所形成的极片层偏斜地延伸到在耦合间隙附近的交界平面处，并形成一被选定的较大的锐角，例如在大约20°到80°左右的范围内。此外，在极片层和磁头横向边缘之间的槽口结构提供了一相当尖锐的弯曲外形轮廓，因而使极片层能免遭有害的热应力的作用，并且明显地减少了在极片层中或者在邻近的铁磁氧化材料中由于将磁头切片从芯块组合件切割出来而造成的断裂。另外，用本发明所推荐的加 工方法能够生产出具有稳定磁特性和可靠的长寿命的磁性传感器头。由于沉积磁极片层不受切割操作的热应力的影响，在极片层中或者在支撑铁磁氧化材料中断中裂形成的危险明显地减少，从而废品率可减到最小。

此外，由于在槽口结构中反向弯曲的出现，这就使得充填到磁道宽度控制凹口结构中的玻璃或者非磁性材料的体积被减少。由于在槽口结构中反向弯曲的出现，从而使得在这个非磁性材料中，在沉积的极片层中或者在支撑磁性氧化物材料中断裂的形成可以不再发生。

若干建议的方案已被详细地说明和描述，显然，对本技术领域比较熟悉的人来说，可以提出许多的改变和修改而不在大范围内离开这个已经说明的发明;并且希望后面的权利要求将涉及所有这些改变和修改，它们反映了在工艺方面所作的贡献的实质和广度。

Claims (18)

1、一种磁性传感器头，包括：

(a)具有第一和第二复合磁芯部件的复合磁芯，这两个部件有着能保证彼此间的精密对准关系的各自的平坦的平面表面，它们还带有一确定该复合磁芯交界平面的交接区，该复合磁芯有一个与磁记录介质贴合的传感器磁头、记录磁带接触表面，它还有着一传感器头耦合间隙，这间隙位于复合磁芯部件的平坦的平面表面之间的交接区域中，并被用来使复合磁芯和位于该记录磁带接触表面处的磁记录介质发生耦合，

(b)该第一和第二复合磁芯部件有着各自的铁氧体磁芯单元并有着槽口结构，该槽口结构具有由集成在相应的铁氧体磁芯单元上的金属磁性材料构成的磁极片层，相应的磁极片层被配置成倾斜于复合磁芯部件的相应的平坦的平面表面，该极片层还有与记录磁带接触表面实际上贴合无缝的相应的记录磁带相对边缘面，

(c)相应的磁芯部件的槽口结构，正如从记录磁带接触表面处所见到的那样，有着第一个槽口确定表面，这槽口确定表面偏斜地从各自的磁芯部件的相应的平坦的平面表面沿着由金属磁性材料构成的磁极片层的相应边以紧密符合的关系延伸出去，该相应的磁极片层具有用以确定在该交接区的相对边处的极片边缘和确定该传感器头耦合间隙的间隙，

(d)邻近于所述交接区而设置的开口，该开口至少穿过第一和第二复合磁芯部件之一，用于将绕组容纳在其中，

所述磁性传感器头的特征在于，所述各记录磁带相对边缘面实际被设置在所述记录磁带接触表面上的一个公共直线上，所述槽口结构还有着一个另外的槽口确定表面，它是从各自的第一槽口确定表面延伸出去的延伸部分，它还包括了位于各自的第一个槽口确定表面横向外侧的各自的横向末端，该另外的槽口确定表面的横向末端位于所述记录磁带接触表面之外，并且该磁芯的横向侧边所确定的磁芯厚度尺寸明显地大于记录磁带接触表面的宽度，上述另外的槽口确定表面在各自的第一个槽口确定表面和各自的横向末端之间有着各自的中间弯曲部分，并且横向末端由各自的中间弯曲部分一般地朝向交界平面延伸，该横向末端在从记录磁带接触表面的水平面出发的深度方向上有偏移，这样也就使处在记录磁带接触表面处的磁性记录介质的水平面对横向末端有偏移。

2、根据权利要求1的磁性传感器头，其特征在于具有由金属磁性材料构成的相应的磁极片层，该磁极片层实际上至少在记录磁带接触表面处是位于一公共直线上，并且有着与磁芯部件的平坦的平面表面相平行的间隙确定边缘面，该金属磁性材料从间隙确定边缘面出发，沿着每一个磁芯部件的第一个和另外的槽口确定表面延伸，以便在每一磁芯部件的金属磁性层和平面表面之间确定一相应的第一凹口，相应的磁芯部件在从各自的第一凹口出发的极片层的各自的相对边处有着各自的另外的凹口，这些凹口用非磁性材料填充，使得与磁记录介质的耦合集中在传感器头的耦合间隙处。

3、根据权利要求2的磁性传感器头，其特征在于所述金属磁性材料以与各自的另外的槽口确定表面密切贴合的方式从各自的中间弯曲处沿着并朝着交界平面的各自的方向延伸，但是它在从磁记录介质的水平面的出发的深度方向上有偏移，这正如另外的槽口确定表面那样。

4、根据权利要求3的磁性传感器头，其特征在于所述相应的磁芯部件的金属磁性材料在各自的另外的槽口确定表面的横向末端附近与它所形成的极片层相比其厚度明显减少。

5、根据权利要求1的磁性传感器头，其特征在于所述相应的复合磁芯部件的槽口结构有着各自的中间弯曲部分，并使得各自的另外的槽口确定平面的横向末端从相应的中间弯曲部分朝着磁芯交界平面延伸，金属磁性材料以紧密贴合的方式延伸到横向末端，并且所述金属磁性材料在各自的横向末端沿着从记录磁带接触表面的水平面出发的深度方向有偏移从而避免了与传感器头所扫描的磁记录介质的接触。

6、根据权利要求5的磁性传感器头，其特征在于所述金属磁性材料在横向末端处的厚度与它所形成的磁极片层的厚度比较是相当薄的。

7、根据权利要求5的磁性传感器头，其特征在于由磁芯横向侧边所确定的该复合磁芯的厚度尺寸明显地大于记录磁带接触面的宽度，该金属磁性材料以紧密贴合的方式延伸到另外的槽口确定表面的横向末端，并终止与磁芯横向侧边的贴合，该复合磁芯部件带有在各自的磁芯部件的金属材料和交界平面之间的凹口。

8、根据权利要求1的磁性传感器头，其特征在于所述另外的槽口确定表面有着与它紧密贴合的金属磁性材部分，该另外的槽口确定表面和与它密切贴合的该金属磁性材料部分从各自的极片层出发延伸出去，从而形成了大致为弯曲的外形轮廓，各自的另外的槽口确定的表面的横向末端沿着从记录磁带接触表面出发的深度方向被偏移。

9、根据权利要求8的磁性传感器头，其特征在于所述金属磁性材料在另外的槽口确定表面的横向末端所呈现的厚度比起它形成的磁极片层的厚度要薄些。

10、根据权利要求8的磁性传感器头，其特征在于所述相应的另外的槽口确定表面的横向末端终止与磁芯侧边贴合。

11、制作一种复合磁性传感器头的方法，包括下列步骤。

（a）加工一对由氧化磁性材料构成的芯块，它们在各自的带有刻槽的第一平面中提供了各自的平面，这带有槽的第一平面延伸到横断的各自的相邻端面，位于相应的第二平面中的每一个端面与各自的第一平面相交，在相应的相邻端面看去，各自的芯块上的槽呈现槽口结构，它具有与相应的第二平面相交的槽的各自的第一槽口确定表面，这第一槽口确定表面在各自的第二平面处相对于各自的第一平面形成了相当大的锐角，这槽口结构还具有槽的相应的另外的槽口确定表面，这表面形成了各自的第一槽口确定表面的延伸部分并呈现了带有相应的第一槽口确定平面横向外侧的横向延伸部分的各自的弯曲的外形轮廓，

（b）沉积相应的金属磁性材料层于各自的槽中，并加工磁芯部分以形成各自的极片层系列，这极片层是由沉积在第一槽口确定平面上的金属磁性材料构成的，相应的芯块的各自的极片层倾斜地延伸到相应的芯块的各自的第一平面并提供在各自的第一和第二平面相交处与相应的第一平面平行的各自的极片边缘，这极片边缘的横向长度大于形成各自极片层的金属磁性材料层的厚度，

（c）加工芯块以形成一具有各自的芯块的第一平面表面的芯块装配件，各芯块的第一平面表面彼此紧密贴合并被确定芯块之间的交界平面的交接区域所隔开，在交接区域上，某一芯块的每一槽口结构与各自相邻的另一芯块的槽口结构并列地配置，以确定各自的相邻槽口结构对，这槽口结构对在平行于交接平面的方向上有着一总的横向长度，以便每一个芯块装配件的相邻槽口结构对有着也排成一直线的相应的极片层对，这极片层对具有实际上面对面平行的各自的极片边缘，

（d）加工芯块装配件以获得使极片层免遭有害热应力作用的单个传感器头切片，这样的加工过程包括沿着配置在各自的成一直线的极片层横向外侧的切割平面切割芯块装配件的操作，

其特征在于在这方法中，使每一个单个传感器头切片有着一记录磁带接触表面，这个记录磁带接触表面包括氧化磁性材料的前沿部分和记录磁带相对边缘面，这个面是一对对齐的并偏斜延伸的极片层，此外这还包括对槽口结构的加工以便从记录磁带接触表面上除去它的横向延伸部分。

12、根据权利要求11的方法，其特征在于，使每一个单个的传感器头切片的记录磁带接触表面包含各自的沿一直线并偏斜延伸的极片层对的记录磁带相对边缘面，此外，还包括形成一定的槽口结构的加工，以使得由另外的槽口确定表面所构成的横向延伸部分在沿着从记录磁带接触表面的平面出发的浓度方向上有偏移。

13、根据权利要求11的方法，其特征在于使单个的传感器头切片具有切口，从而将槽口结构的横向延伸部分从各自的单个传感器头切片的各自的记录磁带接触表面分隔开来。

14、根据权利要求11的方法，其特征在于该方法具有将芯块组合件加工成单个传感器头切片的过程，这过程包括沿着一定的切割平面切割芯块组合件的操作，这切割平面位于相应的相邻的槽口结构对的各自的横向延伸部分的横向外侧。

15、根据权利要求11的方法，其特征在于该方法具有将芯块组合件加工成单个传感器头切片的过程，这过程包括沿着一定的切割平面切割芯块组合件的操作，这切割平面横切位于各自的弯曲轮廓部分外侧的另外的槽口确定表面的横向延伸部分，使得这弯曲外形轮廓有助于使极片层免受热应力的作用。

16、根据权利要求11的方法，其特征在于该方法中具有将芯块组合件加工成单个传感器头切片的过程，这过程包括沿着一定的切割平面切割芯块组合件的操作，这切割平面位于成一直线的极片层对的横向外侧，它们之间的距离明显地大于构成该极片层的金属磁性材料的层厚度。

17、根据权利要求11的方法，其特征在于该方法包括了加工在相应的第一平面表面上具有第一和第二组槽的芯块对，这第一平面表面与相应的端面相交，这样就在相应的芯块中提供了各自的槽口结构和与各自的槽口结构横向毗邻的凹口结构，提供各自的槽口结构的第一组槽有着大于沉积的金属磁性材料层厚度的深度，从而提供了残余的凹口，由第二组槽形成的凹口结构以及残余的凹口在从芯块装配件切出单个的传感器头切片操作之前已被非磁性材所填充。

18、根据权利要求17的方法，其特征在于根据这种方法，第一组槽和另外的槽仅仅开在与端面相邻的相应的芯块的各自的正面部分，因此各单个传感器头切片的对齐的极片层在沿着从相应的传感器头切片的记录磁带接触表面出发的深度方向上只具有有限的长度。

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