CN85108011B - 磁头及生产该类磁头的方法 - Google Patents

Abstract

一种磁头包括一对磁头片，各由一双板状磁芯互相叠合连接，一垫片插在它们之间在连接处形成间隙Ｇ１（Ｇ２）；一对分别连接磁头片的底板设置在与含有间隙Ｇ１，Ｇ２的平面平行的两侧；每一磁芯在一端有小的与磁迹宽度相同的头部，及相对于头部的加宽尾部；一屏蔽件插在两磁头片头部之间；至少在磁芯的其中一块上提供芯撑３，并凸向另一磁芯；及围绕着芯撑３的线圈４。本发明亦公开了生产该磁头的方法，磁头中的磁芯设置得非常接近，而且间隙Ｇ１及Ｇ２准确地处于同一平面。

Description

磁头及生产该类磁头的方法

将静止影像记录在一盘形的磁性记录介质上的电子摄相机包括一对与旋转的记录介质的带有信号的表面滑动接触的磁头，利用该双磁头可以同时或交替地将信号传递到或从该磁性记录介质的两条磁迹中摄取。

本申请人已经提出了一个如图23及图24所示的复合磁头。该磁头在已公开的未经实质审查的日本专利申请昭60-147912中详细披露。

磁头包括一对互相固定的磁头片25′，26′，在它们之间插有屏蔽部件12′;及分别固定在磁头片25′，26′外侧的底板1′，10′，以加强该组件的强度。每个磁头片25′（26′）包括一双由磁性块状材料制成的板状磁芯2′，20′（21′，22′），该磁芯的厚度与磁迹的宽度相同，并且互相对接。在对接处的前端形成间隙G1及G2。每一个磁头片25′，26′及底板1′，10′均设有线圈窗14′以容纳线圈4′。磁性记录介质在与含有间隙G1及G2的平面垂直的方向移动。

根据现时的标准，磁迹的宽度，即磁芯2′，20′，21′，22′的厚度X约为60微米，而该双磁头片25′及26′之间的距离H则为40微米。

插在两个磁头片25′及26′之间的屏蔽部件12′防止了因为两个间隙非常接近而在信号记录或再生时由于电磁场的干扰产生信号间的串扰。

为了要保证磁头在不同种类的摄像机中均能使用，两个磁头片25′及26′一定要把间隙G1及间隙G2的位置安排在同一个平面上。

可是，因为需要形成线圈，磁头的制成便需要将两个磁头片单独制造，将一条导线绕着每一个片25′，26′缠绕，然后将磁头片25′，26′按磁迹特定的间距并列。生产这些磁头便因此需要一个调校的工序，将两个间隙安排在同一平面，调校工序使生产该磁头的效率很低。再者，即使进行了调校工序两个间隙亦无可避免地存在一些调校误差，致使调校误差的变化将磁头的输出讯号或记录再生能力下降。

本发明的一个目的是提供一种磁头的结构而其中的一对间隙可以准确地安排在同一平面，并提供一种生产该磁头的方法。

本发明的另一个目的是提供一种磁头，包括一对构成每一个磁头片的磁芯，并固定地互相叠合在一个基本上与含有两个间隙的平面平行的平面，每一个磁芯有一个其宽度与磁迹宽度相等的头部，在一对互相连接的磁芯的头部之间形成间隙，在磁芯之间的接合处有一芯撑并与接合处的平面垂直，围绕着芯撑有一线圈。

本发明的另一个目的是利用片状线圈配合在上述磁芯的芯撑上，以提高生产速度，该片状线圈包括一块由绝缘物质制成的带基薄膜，一条在带基薄膜上螺旋伸展的带状导体及一层盖着导体的绝缘薄膜。

本发明的另一个目的是提供一个生产上述磁头的方法，其特征在于单块磁板制成为一双安排在一平面的磁芯，并有屏蔽部分在两个磁芯之间。

本发明的另一个目的是提供一种所述的磁头，其中两个磁头片更有效地互相磁屏蔽，以上所述是通过在拥有磁头片间隙的平面的两侧固定地提供与之平行的两块底板来达到的，该底板是由磁性或非磁性金属材料制成。

本发明的再一个目的是提供上述的一种磁头，其中为在安排磁头片间隙的方向上提供相对的固定磁块，从而进一步改善了的磁屏蔽特性。

图1是磁头的立体图;

图2是图1的截面图;

图3（a）至（f）是生产图1所示磁头过程的立体图;

图4是一个包括片状线圈的磁头的断块的立体图;

图5是片状线圈的放大平面图;

图6是沿图5线Ⅵ-Ⅵ的截面图;

图7及图8是构成两层结构的片状线圈的一双线圈半部分的平面图;

图9是两层结构的片状线圈的截面图;

图10是两层结构的片状线圈另一个实施例的截面图;

图11是两层结构的片状线圈另一个实施例的平面图;

图12是沿图11线Ⅻ-Ⅻ的截面图;

图13是一个有后屏蔽板的磁头的立体图;

图14（a）及（b）是图13所示磁头生产时的过程的立体图;

图15是包括磁性金属材料的底板及相对侧面的磁块的磁头的立体图;

图16及图17是图15所示磁头的生产过程的立体图;

图18及图19是通过图15所示的磁头的磁力线的平面图;

图20是包括非磁性金属材料的底板的磁头的立体图;

图21（a）及（b）是生产图20所示磁头过程的立体图;

图22是图20所示磁头的磁场的平面图;

图23是一般磁头的部分分解的立体图;

图24是一般磁头的平面图;

图1显示了本发明的磁头的外观，图2是沿着穿过磁头间隙G1及G2的平面的截面图以显示它的内部。

磁头包括两双由高磁导性的材料例如铁硅铝磁合金或钴铁非晶质合金制成的板状磁芯2，20及21，22，并构成一双对称的磁头片25及26。每一双磁芯是固定地面对面的叠合。磁头片25及26固定地夹在非磁性底板1及10之间，以加强整个组件的强度。底板1及10是由热涨系数与铁硅铝磁合金非常接近的材料制成，例如α-石英、α-方晶石等有晶相的结晶玻璃、或二氧化锰-氧化镍非磁性陶瓷。

每一个磁芯2，20，21及22有一个宽度被斜削成与磁迹宽度差不多的头部31。一个二氧化硅之类的非磁性垫片15夹在每一双磁芯2，20，（21，22）的头部间形成间隙G1（G2）。

在相对着的一双头部31之间即在间隙G1及G2之间插有一磁屏蔽部件12，以防止串扰。屏蔽件12可以通过将如铜或银一类的导电板固定在坡莫合金磁性片的每一个表面而成。

参照图1及图2，每一个下面的磁芯20及22在其后面包括一矩形芯撑部分3，该芯撑部分3的厚度与头部31的厚度相同，并以一较薄的阶梯部分30与头部31连成一体。该芯撑部分3在阶梯部分30之上突出的高度约为50-100微米或更高。另一方面，上面的磁芯2及21是一块厚度均匀并分别与下面的磁芯20及22有相同外形的平板。

线圈4围绕着每个磁芯20及22的芯撑部分3。线圈线的每个末端连接在底板10后端的线圈电极40上。

屏蔽部件12有一从底板1伸展至另一底板10的高度及一个在磁芯20，22的头部31之间向后伸展至超出阶梯部分30的长度。

在结构上，本磁头与一般磁头不同的地方将在以下介绍。在图23所示的一般磁头中，磁芯2′和20′，以及21′和22′均固定地末端与末端相接，而它们的内或外表面均安排在与含有间隙G1及G2的平面垂直的平面。而图1所示的磁头，不仅磁芯2及20，而且21及22也在一个含有间隙G1及G2的平面互相叠放连接在一起。这个结构便是本发明的磁头的特征，本发明的生产过程亦非常特别，如以下所述有各种优点。

参考附图3（a）至（f）该磁头是由以下所述的生产过程所制造的。

一块例如铁硅铝磁合金或类似的高导磁性材料经过机械加工而成一个如图3（a）所示的梳形磁板23。该磁板23有一高度平坦的表面。

如图3（b）所见，磁板23连接到在其较后部分经已装有多个电极40的非磁性板14。该磁板23可以用搪瓷用玻璃料或聚酰胺类或环氧类的有机树脂粘剂与非磁性板14粘合。

将图3（b）所示的磁板23沿着假想线B，B切割，去掉板23上两线之间的部分。在板23上形成一个横着的凹槽24，从而得到一条伸长的隆起物32及多个凸出部分33，并通过图3（c）和（d）所示的薄的台阶部分30与隆起物32连成整体。用真空蒸发方法在隆起物32的表面形成一层厚度为0.2至0.3微米的二氧化硅的垫片15。

围绕着每个凸出部分33均有一个线圈4，每一个线圈的线的末端均连接到电极40〔如图3（d）〕。

接着，如图3（e）所见，把一块形状与图3（a）所示的磁板23大致相同的磁板27固定在非磁性板16上形成一体，放在图3（d）中的块之上，并用搪瓷用玻璃料或有机树脂粘剂结合成所示的组件。

如图3（f）所示以两倍于凸出部分33的间距在组件的前面形成凹进部分17，在凹进部分17之间形成凸出部分18。如图2所见，凸出部分18对准一对相邻的凸出部分33与33之间的中线。

在每个凸出部分18中做成一个向着组件后面伸展并超出凹槽24的切口11，把一块屏蔽件12装在切口之内。切口11可以在形成凹进部分17之前形成。切口11的宽度为40微米而深度则约为400微米。接着，磁板23可以被分开成多个磁件，而每一个有两个凸出部分33（如图2所见）。屏蔽部件12可以依照切口11的形状而预先制成一块类似的板，然后插入该切口。另外，屏蔽件亦可以将铝、银或类似的粉末混入树脂，再将该混合物灌入切口11并将该混合物固化而成。

沿着图3（f）所示的线A将组件切割这样便同时完成了多个如图1所示的磁头。非磁性板14，16作为底板1，10，而磁性板23，27则提供磁芯2，20，21及22。磁板23的隆起物32及凸出部分33分别提供了磁芯20，22的头部31及芯撑部分3。

最后，把每一个磁头磨光，而与记录介质作滑动接触的头部的表面则被做成一个预定的向外的曲面。

磁头的磁头片上的线圈通以电流，磁芯2，20或21，22会便形成一个包括芯撑部分的闭合磁路，并带动间隙G1或G2工作。

在以上所述的生产过程中，提供间隙G1及G2的非磁性垫片15是在图3（a）至（d）所示的一块磁板23上形成的。在图3（f）所示的步骤中，整个组件被切成一个个磁头，而每双磁头片25，26的垫片部分则保持在互相相对的固定位置。结果，这两个间隙G1及G2便可以准确地放置在同一平面，从而可以避免在传统的组装程序中所出现的位置误差。

又因为该磁头的生产过程毋须进行调校间隙G1及G2的位置，工艺过程更简单并明显提高了生产速度。

每个磁芯2，20，21及22的厚度至少有50微米时，头部的厚度可以确定出一个最佳值。这样便加长了磁头的寿命。

图4至图12显示另一个实施例，其中在图3（d）的步骤中围绕在凸出部分33的线圈由一片状线圈4所代替。该片状线圈是将导体在一柔性带基薄膜的平面中螺旋地缠绕并将绕组固定在薄膜上。

图4显示围绕着凸出部分33的片状线圈4。线圈4有小于凸出部分33的高度（例如200微米）的厚度，并有一用以套入凸出部分的中心孔51，而且在同一整体上提供电极43，43。

参考附图5及图6，片状线圈包括一块由绝缘材料所制的柔性带基薄膜5，厚度为30微米，一厚度达10微米的导体44在带基薄膜5上螺旋地围绕孔51，及一块盖在导体44之上厚度约为10微米的绝缘膜50。导体44的内端是利用连接件52电性地连在一个电极43上，而另一个末端则电性地连接另一个电极43。聚脂、聚酰胺或类似的物质都可以用来制成带基薄膜5。导体44是铜或银经布线而成一条带。该线圈中，导体44的宽度及导体与导体之间的距离均为10微米。线圈的圈数是任选的，例如图中所示的实施例是4圈。片状线圈4可以以低成本大量生产。由于片状线圈4的整体厚度为70微米是足够地少于凸出部分33的高度（例如，100微米），因此，磁板23及27便可以在图3（e）中的步骤没有困难地连接在一起。

当片状线圈4向后伸展以致电极43，43凸出底板10之外时，可以不要图2所示的线圈电极40。

图7至图12所示的一些实施例，其中导体44是两层的。

参照图7及图8，对称的线圈提供了两半线圈45及46，它们如图9所示互相重叠并且连接在一起。导体44的内端均暴露在半线圈45，46的上或下的表面形成连接部分47，48，并电性地连接在一起，如图9所见。因此，两个半线圈45，46便形成一个片状线圈4。

图10所示的另一个片状线圈4是利用两个如图7所示的半线圈45，将其中一个部分45反转并将之叠在另一个部分45上而获得的。

图11及图12所示的另一种片状线圈4，其包括在单个带基薄膜5的每一个表面设有导体44并用一绝缘薄膜50将之盖着。该两个导体则利用连接件49连接在一起。

在以上所述的片状线圈4的情况中，只要将线圈装入芯撑部分3，线圈便可安装在磁芯20或22上，这样可以将线圈放在芯撑之间的空间而毋须将一导体围绕着芯撑部分3缠绕。这样便可以明显地提高生产速度。又因为导体44是完全受到带基薄膜5及绝缘薄膜50的保护，导体便没有绝缘击穿，因此也不会在制造时发生短路。

片状线圈4并不限于所述的单层或两层结构而可以包括三层或更多层的多层结构，从而增加线圈的圈数。

图13所示的磁头的一双间隙G1及G2是更有效地互相磁性绝缘的。

在图1至图3中所示的磁头，其切口11是由机械切削而成，宽度需要固定在约40微米以配合磁迹间距的标准，在此情形下，切口深度的极限为400微米。因此，磁头的后部包括线圈的磁绝缘便不足够，这使得在磁头后部出现了信道之间的串扰。

为了消除以上的缺点，便在底板1，10之间插入一块面对屏蔽件12的屏蔽板6将两个芯撑部分3，3之间的空间分开。

生产这种磁头的过程包括与图3（b）及（f）的步骤相对应的在图14（a）及（b）所示的两个步骤。参照图14（a），在图3（b）所示的非磁性板14的上表面形成凹槽60，该凹槽从后端向磁板23伸展使其对着屏蔽件12。图3（e）所示的非磁性板16亦在其内表面形成对着凹槽60的凹槽（没有示出）。当图14（b）的组件形成后，分开制造的屏蔽板6沿着凹槽60插入组件内并将之固定于非磁性板14，16。接着沿所示的线A把组件切开，如图13所示的磁头就作成了。

除了插入后屏蔽板6外，可以把含有银的树脂或类似的物质如前面屏蔽件12的情况一样地用在凹槽60及附近的地方以代替屏蔽板6，也能达到屏蔽板6的相同效果。

在以上所述的磁头，其一双磁头片25，26在从头部31至芯撑部分3的整个面积里均被屏蔽件12及屏蔽板6完全磁屏蔽了，因此能更有效地防止它们之间的串扰。

图15至17显示另一种磁头，其中两块底板1及10均由磁性金属材料例如铁硅铝磁合金制成，并具有与磁芯相近的机械特性。相面对的磁头片25，26便有改善了的互相磁屏蔽效能，并且磁头的机械强度及可靠性亦改善了。

参考图15，每一块铁硅铝磁合金底板1及10内表面均形成一层银薄膜（电阻率为1.6×10^-8欧姆厘米）的电磁屏蔽层80，在薄层80之上形成一层二氧化硅薄膜（电阻率至少为10¹⁵欧姆厘米）绝缘层8。磁芯2，21（20，22）则固定在绝缘层8的上表面。铜（电阻率为1.7×10^-8欧姆厘米）亦可用作为电磁屏蔽层80来代替银。在任何一个情形下，导电性的材料都可用。

一块由例如铁硅铝磁合金或坡莫合金高磁导率的材料制成的磁块7固定垮接在装配的底板1，10的每一边。

由于底板及磁芯均由金属制成，形成它们的磁板14及23不仅可以用搪瓷用玻璃料或有机树脂粘剂结合，而且可以用银或类似的焊料或钎焊金属来焊接。

在磁头的底板1，10是由非磁性材料制成并没有磁块7的情况下，在屏蔽部件12两边相对的磁芯2，21及20，22之间产生了如图19所见的泄漏磁通90，虽然泄漏磁通细小，但是很可能在两个磁头片25，26之间出现串扰。图15所示有金属磁性材料的底板1，10及磁块7，7的磁头，由每一双磁芯2，20（21，22）所产生的磁通9穿过有更低磁阻的底板1，10及磁块7形成了一个如图18所示的磁路，因此在磁头片25（26）内形成一个闭合磁回路，即使有泄漏磁通亦因此不会产生串扰。底板1，10亦可以将外界的噪音阻隔。

在底板1，10由非磁性的非金属材料例如陶瓷或类似的材料制成的情况下，底板1，10的材料及磁芯2，20，21，22的材料之间可加工性的不同使利用磨石或研磨剂难于对这样的底板及磁芯所结合的组件进行加工。再者，底板1，10的材料与磁芯2，20，21，22的材料的线涨系数有差异（例如：铁硅铝磁合金材料的线涨系数是15-20×10^-6/摄氏度，而陶瓷材料的线涨系数为8-13×10^-6/摄氏度）。可是，当磁板23与非磁性板14在图3（b）的步骤中利用搪瓷用玻璃料进行接合，两块板均须要加热。两板23及14之间热线涨系数的差异便容易使板的组件产生变形或裂开。

相反地，将图15的磁头进行如图3（f）所示的加工步骤时，该组件可以用例如一块由氮化硼（BN）类制成的薄磨盘容易地进行加工，这是由于磁板14，16及磁板23，27均为金属。其次，由于磁板14及磁板23的热线涨系数并没有差别或是差别很小，因此与上述的情况不同，不会发生变形或分离。又因为那些将会粘合的板可以加热至更高的温度，玻璃料、银钎焊材料或类似的高结合强度的粘剂均可使用。这使生产过程更加可靠。

图20显示另一种磁头，其底板1及10均由非磁性金属材料制造成将两个磁头片25及26更有效地磁屏蔽并对磁头提供更佳的机械强度及可靠性。

在该双由非磁性金属材料制成的底板1，10中，底板10后半部的内表面形成一绝缘层81而线圈电极40亦固定在此，适合底板1，10的非磁性金属材料为那些拥有与铁硅铝磁合金的磁屏蔽功能及硬度（维氏硬度Hv＝400至500）差不多的材料，例如钛铜合金，其电阻率为11-25×10^-8欧姆厘米、硬度Hv为270至450及热线涨系数为18.6×10^-6/摄氏度;铍铜合金，其电阻率为6.8-8.6×10^-8欧姆厘米，硬度Hv为300至450及热线涨系数为17.2×10^-5/摄氏度;及烧结硬质合金材料，它们有与铝硅铁粉差不多的可加工性，例如高导电的ASTM（铜占77至80%的重量及铅占1至2%的重量）。

制造这种磁头的过程包括与图3（b）步骤相对应的在图21（a）及21（b）所显示的步骤。如图21（a）所见，首先，通过例如真空蒸发方法在非磁性金属的非磁性板14的表面形成一层二氧化硅之类的绝缘层，至少要在设有线圈电极40的较后部分形成。接着在非磁性板14的后端装上线圈电极40。

如图21（b）所见，把磁板23与非磁性板14粘合。然后进行如图3（c）至（f）的相同步骤，如图20所示的磁头就制成了。

一个其底板1及10为非金属材料制成的磁头会出现如图19所示的细小磁通而产生串扰，以上所述其底板1及10为非磁性金属所制的磁头的情形下，由磁芯2，20，21及22所产生的泄漏磁通会通过被限制在底板之内形成如图22所示的涡流而挡隔开，串扰便可被减轻了。

图20所示的磁头的底板1及10均由金属材料制成，如图15中的磁头，磁板23或非磁性板14不会在生产过程中变形或分开。而且，各个部分亦容易进行加工。因此，该磁头有图15中磁头同样的优点。

本发明的磁头的结构并不限于前面所提的实施例，但当然可以在附带的权利要求的范围内作多种改良。

Claims (10)

1、一种磁头，该磁头有一对磁头片，每一个片包括一双连接在一起的板状磁芯及一个在连接处的间隙，该对磁头片固定地结合成诸间隙位于同一平面的一组件，并附有插在两磁头片之间的屏蔽部分，构成各磁头片的磁芯对是固定地互相叠合在一个基本上平行于含有两间隙的平面的平面中，各磁芯具有基本上等于磁迹宽度的小宽度头部，在每一对磁头片的每一个与含有诸间隙的平面平行的侧面有一块底板，该磁头的特征在于，一个对着头部加宽的尾部，一个同头部一样材料的芯撑部分设置在至少磁芯对中的一个的加宽部分上且凸向另一个磁芯，以及一个线圈设置在芯撑部分的周围。

2、如权利要求1所述的磁头，其特征在于线圈的形状是片状的并包括一层绝缘物质的带基薄膜、螺旋地设在带基薄膜上的带状导体、一层复盖着该导体的绝缘层，线圈中心有一个供磁芯的芯撑部分插入的孔。

3、如权利要求1所述的磁头，其特征在于线圈是多层结构，包括多个互相重叠的片状线圈件，每一线圈件包括一层绝缘材料的带基薄膜，一条螺旋在带基薄膜的带状导体及一层盖导体的绝缘薄膜，线圈件的导体导电性地末端与末端相接。

4、如权利要求1所述的磁头，其特征在于屏蔽部分的组件包括设置在两磁头片组件头部的前面，两双磁芯之间形成的切口中的一个屏蔽部件。

5、如权利要求4所述的磁头，其特征在于该磁头的屏蔽部分进一步包括一块插在在组件后部该两双磁芯之间将两个芯撑部分的空间分开的屏蔽板。

6、如权利要求1所述的磁头，其特征在于，底板是由磁性金属材料制成，和磁芯是用银钎焊材料焊接于底板上。

7、如权利要求1所述的磁头，其特征在于底板是由磁性金属材料制成，并且有一层在底板上面的磁电屏蔽层及在该磁电屏蔽层上与磁芯相接的平面形成的电性绝缘层。

8、如权利要求1所述的磁头，其特征在于底板是由非磁性金属材料制成，至少在底板表面后部形成一电性绝缘层。

9、如权利要求1所述的磁头，其特征在于，底板及磁头片组件在相对于间隙配置的方向固定有互相面对的磁块，而为各磁头片形成通过磁头片、磁块和底板的磁路。

10、一种生产磁头的方法包括以下程序：将一双磁板及一双底板分别地面对面连接，每一块磁板有一高度平滑的表面并在其一端形成多个梳似的切口，沿着该磁板的其中一块的另一端的表面形成凹槽，其宽度包括了上述切口的底部，从而沿着所述的另一端伸展形成一隆起物及沿着隆起物排列着互相分隔的多个凸起物;在隆起物的表面形成一非磁性垫片;围绕着每一个凸出物提供一个线圈;该两块磁板以非磁性垫片插在两者之间而互相叠着地连接在一起来形成一个组件;在组件于隆起物那一边的端面开槽，从而在两倍于凸出物的间距的距离形成凹槽部分，每一个在一双凸出部分之间的凹槽在组件的整个厚度上伸展，并在该组件的所述端面在凹槽部分间形成凹进部分从而形成每个都有凹槽部分的多个伸出部分;将一个磁性屏蔽部件放入该凹槽部分;及将该组件切成每个都包括伸出部分的单体而获得多个磁头。

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