CS266563B2

CS266563B2 - Magnetic for information recording and/or reading and method of its production

Info

Publication number: CS266563B2
Application number: CS849561A
Authority: CS
Inventors: Istvan Grimm; Sandor Stenczinger; Istvan Bolla; Istvan Csanyi
Original assignee: Budapesti Radiotechnikai Gyar
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS956184A2

Abstract

Magnetická hlava obsahuje dvojici polopólů, z nichž každý sestává ze soustavy plechů z měkkého železa o předem určených profilech. Polopóly jsou k sobě navzájem připojeny tak, aby vytvářely vzduchovou mezeru před magnetickým nosičem jako je páska. Na jádře je uspořádána cívka. Tenké tvrdé pokovené vrstvy či fólie jsou rozmístěny na površích plechů alespoň v oblasti vzduchové mezery a čelního pásma s nosičem, čímž se získá laminátová sendvičová struktura, ve které se tvrdost periodicky mění podle šířky nosiče. Vzhledem k tuhosti nosiče tvrdé pokovené vrstvy vzdoruji otěru způsobenému klouzavým pohybem nosiče. Přítomnost tenkých pokovených vrstev nesnižuje výslednou permeabilitu jádra. Pokovení je provedeno prostřednictvím techniky vysoce intenzivního reaktivního katodového nanášení, která zajištuje optimální tvrdost a kohezi k železné podložce. Výhodný materiál pro pokovení je nitrid titanu.The magnetic head contains a pair of poles, each of which consists of a system soft iron sheets of predetermined profiles. Half-poles are to each other connected to form air a gap in front of a magnetic carrier such as tape. A coil is arranged on the core. Thin the hard plated layers or films are spaced on sheet metal surfaces at least in the area air gap and headband with carrier thereby obtaining a laminate sandwich structure in which the hardness periodically varies with the width of the carrier. Due to stiffness I resist the hard plated layer carriers abrasion caused by the sliding movement of the carrier. The presence of thin plated layers does not decrease the resulting core permeability. Plating it is done by high technology intensive reactive cathodic deposition, which ensures optimum hardness and cohesiveness to the iron backing. Advantageous material for plating is titanium nitride.

Description

Vynález se týká magnetické hlavy pro záznam a/nebo čtení informace, opatřená magnetickým jádrem sestávajícím z tvarovaných plechů, cívkou uspořádanou kolem jádra, vzduchovou mezerou vytvořenou napříč aktivního čelního pásma jádra, jsoucího v kluzném kontaktu s nosičem informace, přičemž ve vzduchové mezeře k bočním povrchům plechů přiléhá nemagnetický materiál a hlava je opatřena nosičem pro držení jádra a způsobu její výroby.The invention relates to a magnetic head for recording and / or reading information, provided with a magnetic core consisting of shaped sheets, a coil arranged around the core, an air gap formed across the active front zone of the core in sliding contact with the information carrier, in the air gap to the side surfaces non-magnetic material adheres to the sheets and the head is provided with a carrier for holding the core and the method of its production.

Vývoj techniky záznamu informací vytvořil několik typů hlav. Běžně používaná hlava obsahuje magnetické jádro vyrobené z profilovaných plátů z měkkého železa v laminovaném uspořádání, přičemž mezi plechy je uspořádána vzduchová mezera právě přes čelní zónu, která přiléhá k magnetickému nosiči. Okolo jádra je navinuta cívka, která je připojena k vhodným elektronickým obvodům. Takové hlavy jsou upevněny v nosiči hlav a jsou obklopeny magnetickým stíněním. Ukázalo se, že tyto hlavy jsou populárním mají dosti dobré elektrické vlastnosti, alespoň v aplikacích pro záznam zvuku, a jejich výroba nebyla příliš drahá. Základní nevýhodou takových hlav je to, že měkký materiál jádra se brzy opotřebí třecími účinky pásky.The development of information recording techniques has created several types of heads. A commonly used head comprises a magnetic core made of profiled soft iron sheets in a laminated arrangement, an air gap being arranged between the sheets just over the front zone, which is adjacent to the magnetic carrier. A coil is wound around the core, which is connected to suitable electronic circuits. Such heads are mounted in the head carrier and are surrounded by a magnetic shield. These heads turned out to be popular, they have quite good electrical properties, at least in sound recording applications, and their production was not very expensive. The main disadvantage of such heads is that the soft core material soon wears off the frictional effects of the tape.

Technický vývoj sebou přinesl materiál chromdioxidové a kovové pásky, které byly mnohem tvrdší než normální pásky, a laminátovaná jádra nebyla schopna vydržet opotřebení způsobené takovými materiály.Technical developments have resulted in chromium dioxide and metal tape materials that were much harder than normal tapes, and laminated cores were unable to withstand the wear and tear caused by such materials.

Ve zlepšené technologii se na snímací části takových hlav provádí tvrdé pokovení, čímž se tvrdost povrchu zdála dostatečně vysokou. Problém spojený s takovými hlavami spočívá v tom, že pokovovací materiál zvyšuje efektivní vzduchovou mezeru podle dvojnásobku své tloušEky a ve většině aplikací se vysokofrekvenční odezva záznamu značně zhoršila oproti hlavám bez takového pokovení.In the improved technology, hard plating is performed on the sensing part of such heads, whereby the surface hardness seemed to be sufficiently high. The problem associated with such heads is that the plating material increases the effective air gap by twice its thickness, and in most applications, the high frequency response of the recording has deteriorated significantly compared to heads without such plating.

Další druh konstrukce hlavy je založen na aplikaci feritových nebo skleněných keramických materiálů. Tyto materiály mají dostatečnou tvrdost, aby vydržely zvýšené opotřebení, a jsou také výhodné vzhledem ke své kmitočtové odezvě. Nevýhoda takových hlav spočívá v poměrně nízké hodnotě permeability, čímž jsou elektrické signály na nižší úrovni než v případě permaloyových jader. Největší nevýhoda takových hlav spočívá v obtížích objevujících se v průběhu výroby. Tyto tvrdé materiály se obtížně formují a opracovávají a jejich výroba je nákladná a vyžaduje mnoho času a práce. Další nevýhodou takových hlav je jejich nízká tepelná vodivost. V činnosti může účinek tření způsobovat extrémní teploty v sousedství vzduchové mezery a za těchto zvýšených teplot může na hraničním povrchu skla a feritového materiálu dojít k rekrystalizaci, což efektivně zvětšuje vzduchovou mezeru a snižuje frekvenční odezvu. Teplotní singularity mohou často vést k malým prasklinám, což znamená konec jejich životnosti.Another type of head construction is based on the application of ferrite or glass ceramic materials. These materials have sufficient hardness to withstand increased wear and are also advantageous due to their frequency response. The disadvantage of such heads is the relatively low value of permeability, which means that the electrical signals are at a lower level than in the case of permaloy nuclei. The biggest disadvantage of such heads lies in the difficulties encountered during production. These hard materials are difficult to form and machine and are expensive to manufacture and require a lot of time and labor. Another disadvantage of such heads is their low thermal conductivity. In operation, the effect of friction can cause extreme temperatures in the vicinity of the air gap, and at these elevated temperatures recrystallization can occur at the boundary surface of the glass and ferrite material, effectively increasing the air gap and reducing the frequency response. Temperature singularities can often lead to small cracks, which means the end of their service life.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje magnetická hlava pro záznam a/nebo čtení informace, opatřená magnetickým jádrem sestávajícím z tvarovaných plechů, cívkou uspořádanou kolem jádra, vzduchovou mezerou vytvořenou napříč aktivního čelního pásma jádra, jsoucího v kluzném kontaktu s nosičem informace, přičemž ve vzduchové mezeře k bočním povrchům plechů přiléhá nemagnetický materiál a hlava je opatřena nosičem pro držení jádra, podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezi plechy jsou uspořádány fólie, sahající až k čelnímu pásmu a k bočním povrchům plechů, přičemž fólie jsou z materiálu tvrdšího než plechy. Výhodné přitom, je jestliže fólie jsou tvořeny povlaky umístěnými na povrchu plechů, případně jestliže tloušEka povlaků je rovna alespoň polovině mikrometru a/nebo jestliže povlak je umístěn na každém plechu a/nebo jestliže povlaky jsou z nitridu titanu, nitridu chrómu, karbidu křemíku, nitridu tantalu, nitridu wolframu nebo z podobných tvrdých slitin a/nebo jestliže plechy jsou sdruženy do samostatných jader pro jednotlivé stopy a mezi sousedními jádry je uspořádáno magnetické stínění, přičemž stínění jsou opatřena fóliemi tvořenými tvrdými povlaky. Tyto nevýhody odstraňuje i způsob výroby magnetické hlavy podle vynálezu, jehož podstatou je, že se z materiálu s vysokou permeabilitou vyrobí pólové plechy, alespoň na jednom z obou protilehlých bočních povrchů plechů se vytvoří nemagnetická vrstva v tloušEoe alespoň 0,5 jum a plechy se spojí, přičemž jejich bočníThese disadvantages of the prior art are largely eliminated by a magnetic head for recording and / or reading information, provided with a magnetic core consisting of shaped sheets, a coil arranged around the core, an air gap formed across the active front zone of the core in sliding contact with the information carrier. a non-magnetic material abuts the side surfaces of the sheets and the head is provided with a core support according to the invention, the essence of which is that foils extending up to the front zone and to the side surfaces of the sheets are arranged between the sheets, the foils being of harder material than the sheets. . It is advantageous if the films are formed by coatings placed on the surface of the sheets, or if the thickness of the coatings is at least half a micrometer and / or if the coating is placed on each sheet and / or if the coatings are made of titanium nitride, chromium nitride, silicon carbide, nitride. tantalum, tungsten nitride or similar hard alloys and / or if the sheets are combined into separate cores for individual tracks and a magnetic shield is arranged between adjacent cores, the shields being provided with foils formed by hard coatings. These disadvantages are eliminated by the method of manufacturing a magnetic head according to the invention, the essence of which is to produce pole sheets from a material with high permeability, at least one of the two opposite side surfaces of the sheets to form a non-magnetic layer at least 0.5 .mu.m thick and taking their side

CS 266 563 B2 povrchy leží na sobě, vyznačující se tím, že nemagnetická vrstva se vytváří vysoce intenzivním reaktivním nanášením povlaku nitridu titanu, nitridu chrómu, karbidu křemíku, nitridu tantalu nebo nitridu wolframu. Výhodné je, jestliže povlak se nanáší v pásmu kontaktu pólových plechů jader s magnetickou páskou;The surfaces are superimposed, characterized in that the non-magnetic layer is formed by high-intensity reactive coating of titanium nitride, chromium nitride, silicon carbide, tantalum nitride or tungsten nitride. It is advantageous if the coating is applied in the zone of contact of the pole pieces of the cores with the magnetic tape;

Vynález je založen na myšlence, že při zvyšování tvrdosti hlav s měkkým jádrem by vhodný materiál měl být uspořádán spíše mezi plechy z měkkého železa než na zrcátku magnetické hlavy. Pokud je tvrdý materiál, jako například nitrid titanu, umístěn na hlavním povrchu železných plechů vytvářejících jádro, potom tvrdost takto získané laminární sendvičové struktury bude kolísat podél tloušEky nosiče informací, to jest pásku, jako hřebenová funkce. Poněvadž páska má dostatečnou tuhost v napjatém stavu vzhledem k malým rozměrům, klouže jen na tvrdých okrajích a nezpůsobuje tak otěr materiálu z měkkého železa mezi tvrdými povlaky. Tento účinek je podobný přejíždění kol auta na mřížce uličního kanálu nebo podobně. Kolo se nemůže dostat mezi kovové tyče, pokud jsou tyče uspořádány v dostatečné hustotě. .The invention is based on the idea that when increasing the hardness of soft core heads, a suitable material should be arranged between the soft iron sheets rather than on the mirror of the magnetic head. If a hard material, such as titanium nitride, is placed on the main surface of the iron sheets forming the core, then the hardness of the laminar sandwich structure thus obtained will vary along the thickness of the information carrier, i.e. the tape, as a ridge function. Since the tape has sufficient stiffness in the tensioned state due to its small dimensions, it slides only on the hard edges and thus does not cause abrasion of the soft iron material between the hard coatings. This effect is similar to running over the wheels of a car on a street canal grille or the like. The wheel cannot get between the metal bars if the bars are arranged in a sufficient density. .

Výhody magnetické hlavy podle vynálezu spočívají zejména v tom, že jak bylo experimentem zjištěno, dokonce tak tenká pokovení, jako je půl mikrometru nebo menší, mohou zajistit zvýšenou výslednou tvrdost. Pokud je tloušťka pokovené vrstvy nad asi 2 mikrometry, výsledná tvrdost se zvyšující se tloušEkou pokovení nebude význačně zvyšovat. Uspořádání tvrdého materiálu mezi plechy má za následek další výhodu spočívající v tom, že struktura hlavy zůstává nezměněna i po určitém opotřebení. Zatímco na čelní desce uložená tvrdá vrstva se zničí po otěru asi jednoho mikrometru, sendvičová struktura podle vynálezu zachovává svou tvrdost až do konce hloubky vzduchové mezery.The advantages of the magnetic head according to the invention are in particular that, as has been found experimentally, even thin coatings, such as half a micrometer or less, can provide an increased final hardness. If the thickness of the plated layer is above about 2 micrometers, the resulting hardness will not increase significantly with increasing plating thickness. The arrangement of the hard material between the sheets results in the further advantage that the structure of the head remains unchanged even after some wear. While the hard layer deposited on the front plate is destroyed after abrasion by about one micrometer, the sandwich structure according to the invention retains its hardness until the end of the depth of the air gap.

Je výhodné, je-li tvrdé pokovení prováděno technikou nanášení, zvláště vysoce intenzivním reaktivním katodovým naprašováním. Tato výroba může zajistit řízené fyzikální vlastnosti prostřednictvím příslušného řízení procesů v průběhu nanášení.It is advantageous if the hard metal plating is carried out by a deposition technique, in particular by high-intensity reactive sputtering. This production can provide controlled physical properties through appropriate process control during application.

Vickerova tvrdost povrchu může být vysoká až = 3 000 kp/mm , což je tvrdost dvacetkrát vyšší než je tvrdost materiálu z měkkého železa.The Vicker surface hardness can be as high as = 3,000 kp / mm, which is a hardness twenty times higher than the hardness of the soft iron material.

Výsledné otěrové vlastnosti hlavy podle vynálezu jsou tak dobré, jako je tomu u feritových a keramických hlav, přičemž vyšší výsledná permeabilita materiálu jádra má za následek zvýšení úrovně signálu a takto i lepší poměr signál-šum. Nanášení tvrdé vrstvy nezvyšuje podstatně náklady ve srovnání s dobře známou výrobní technologií hlav s jádry z měkkého železa, což znamená, že tyto hlavy mohou být vyráběny za rozumnou cenu.The resulting abrasion properties of the head according to the invention are as good as those of ferrite and ceramic heads, the higher resulting permeability of the core material resulting in an increase in the signal level and thus a better signal-to-noise ratio. Hard coating does not significantly increase costs compared to the well-known production technology of heads with soft iron cores, which means that these heads can be manufactured at a reasonable cost.

Několik dalších vlastností a výhod vynálezu bude popsáno při rozboru několika jeho vhodných provedení podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je zvětšený pohled na polovinu jádra, na obr. 2 je boční pohled na obr. 1, obr. 3 je schematické uspořádání hlavy a pásky, která pro lepší porozumění nebyly nakresleny v měřítku, na obr. 4 je zvětšený částečný řez podél čáry IV-IV z obr. 3, na obr. 5 je křivka závislosti tvrdosti na šířce pro konstrukci z obr. 4, na obr. 6 je zvětšený půdorys čelní zóny z obr. 3 při pohledu přes pásku, na obr. 7 je schematický perspektivní pohled na mnohokanálovou soustavu hlavy a na obr. 8 je křivka tvrdosti podobná křivce na obr. 5 pro hlavu z obr. 7.Several other features and advantages of the invention will be described in the analysis of several suitable embodiments thereof according to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is an enlarged view of half a core, Fig. 2 is a side view of Fig. 1, Fig. 3 is a schematic arrangement of a head; tape, which for better understanding were not drawn to scale, Fig. 4 is an enlarged partial section along the line IV-IV of Fig. 3, Fig. 5 is a curve of hardness versus width for the structure of Fig. 4, Fig. 6 Fig. 7 is an enlarged plan view of the front zone of Fig. 3 when viewed through the tape; Fig. 7 is a schematic perspective view of a multi-channel head assembly; and Fig. 8 is a hardness curve similar to Fig. 5 for the head of Fig. 7.

Obr. 1, 2 a 3 znázorňují schematicky magnetické póly záznamové snímací hlavy vyrobené podle vynálezu. Hlava obsahuje první a druhý polopól 10 a 11, z nichž každý obsahuje soustavu profilovaných plechů 12 z měkkého železa s vysokou permeabilitou. Plechy 12 jsou poskládány na sebe a spojeny prostřednictvím adhezního lepidla. První a druhý polopól 10 a 11 jsou k sobě navzájem připevněny, jak je znázorněno na obr. 3 a mezi nimi je definována vzduchová mezera 13, vytvořená vložením nemagnetické fólie mezi plochy jejich bočních stran, to jest plochy 14 na obr. 1. šířka vzduchové mezery 13 je v řádu mikrometrů a typicky je mezi 0,6 a 10 mikrometry. Výška boční plochy 14 určuje plnou hloubku vzduchové mezery 13. Cívka 15 je uspořádána na prvním a druhém polopólu 10 a 11 a slouží jako snímací cívka v přehrávacím režimu a jako magnetizační cívka v záznamovém režimu.Giant. 1, 2 and 3 show schematically the magnetic poles of a recording sensor head made according to the invention. The head comprises first and second half-poles 10 and 11, each of which comprises a set of profiled sheets 12 of soft iron with high permeability. The sheets 12 are stacked on top of each other and joined by means of an adhesive. The first and second half-poles 10 and 11 are fixed to each other as shown in Fig. 3 and an air gap 13 is defined between them, formed by inserting a non-magnetic foil between the surfaces of their sides, i.e. the surfaces 14 in Fig. 1. the gap 13 is in the order of micrometers and is typically between 0.6 and 10 micrometers. The height of the side surface 14 determines the full depth of the air gap 13. The coil 15 is arranged on the first and second half-poles 10 and 11 and serves as a sensing coil in the playback mode and as a magnetizing coil in the recording mode.

CS 266 563 B2CS 266 563 B2

Obr. 3 znázorňuje hlavu v činnosti, když je páska 16 tlačena k čelnímu pásmu 17 a páska 16 se pohybuje předem určenou rychlostí ve směru šipky A. Celní pásmo 17 hlavy je vyrobeno s výhodou broušením a jeho profil je obroben tak, aby dával optimální vedení pásky 16. o čelním pásmu 17 se často hovoří jako o zrcadle hlavy.Giant. 3 shows the head in operation when the tape 16 is pressed against the front zone 17 and the tape 16 moves at a predetermined speed in the direction of the arrow A. The front zone 17 of the head is preferably made by grinding and its profile is machined to give optimal guidance of the tape 16. The front zone 17 is often referred to as the head mirror.

Hlava znázorněná na obr. 1 až 3 vypadá jako konvenční hlavy s laminátovým jádrem nebo hlavy široce používané v komerčních magnetofonech. Základní rozdíl mezi hlavou podle vynálezu a běžnou hlavou spočívá v tom, že každý plech 12 je na svém povrchu opatřen fólií 18, a to v oblasti určené hloubkou vzduchové mezery 13 a čelním pásem 17. Fólie 18 je vyrobena z tvrdého materiálu, který má zvýšenou rezistivitu vůči abrazi.The head shown in Figures 1 to 3 looks like conventional laminate core heads or heads widely used in commercial tape recorders. The basic difference between the head according to the invention and a conventional head is that each sheet 12 is provided on its surface with a foil 18 in the area determined by the depth of the air gap 13 and the front strip 17. The foil 18 is made of a hard material abrasion resistance.

Pokování může být provedeno konvenční technikou pokovování srážením par, jako je iontové galvanické pokovování nebo katodové naprašování. Poněvadž magnetické hlavy se vyrábějí velkosériově je výhodné, je-li fólie 18 provedena prostřednictvím vysoce intenzivního katodového nanášení, které nabízí nejenom vysokou produktivitu, ale také jednotnou tlouštku fólie 18, perfektní adhezi k materiálu podložky a programovatelné vlastnosti fólie 18. Technika vysoce Intenzivního katodového nanášení je v oboru dobře známá a široce užívaná pro různé aplikace včetně tvrzení břitu, pokovování těles hodinek a náramků a v technice tenkých vrstev. V této technice se na terčík přivádí magnetické pole o speciálním rozložení, čímž jsou elektrony koncentrovány před terčíkem a takto se získávají vysoké hustoty částic, které vedou ke snížení výbojového napětí a vedou k vyšší rychlosti nanášení. Pro vytváření velmi tvrdých vrstev je výhodné použití reaktivního katodového nanášení. Tato technika se používá, mají-li být napařeny oxidy, nitridy nebo karbidy základního kovového materiálu. Základní materiál, například titan, je používán jako štítek. Atmosféra ve vybíjecí komoře je směsí inertního plynu jako argon, a reaktivního plynu, například dusíku. V průběhu procesu nanášení reaguje reaktivní plyn s terčíkem a je bud znovu rozprášen z terčíku nebo se integruje do rozprášené vrstvy v průběhu kondenzace kovových atomů. Tvrdost vrstvy závisí na parciálním tlaku reaktivního plynu a prostřednictvím příslušného řízení procesu lze dosáhnout optimální tvrdosti. .The plating can be performed by a conventional vapor deposition technique, such as ion electroplating or sputtering. Since magnetic heads are mass-produced, it is advantageous if the film 18 is made by high-intensity cathodic deposition, which offers not only high productivity but also uniform film thickness 18, perfect adhesion to substrate material and programmable film properties 18. High-intensity cathodic deposition technique is well known in the art and widely used for a variety of applications including blade hardening, watch body and bracelet plating, and thin film technology. In this technique, a magnetic field with a special distribution is applied to the target, whereby the electrons are concentrated in front of the target and thus high particle densities are obtained, which leads to a reduction of the discharge voltage and to a higher deposition rate. The use of reactive cathodic deposition is advantageous for the formation of very hard layers. This technique is used when oxides, nitrides or carbides of a base metal material are to be vapor deposited. A base material, such as titanium, is used as a label. The atmosphere in the discharge chamber is a mixture of an inert gas such as argon, and a reactive gas such as nitrogen. During the deposition process, the reactive gas reacts with the target and is either re-atomized from the target or integrated into the atomized layer during the condensation of metal atoms. The hardness of the layer depends on the partial pressure of the reactive gas and optimal hardness can be achieved by means of appropriate process control. .

Při výrobě fólie 18 jsou plechy 12 vloženy do vybíjecí komory a používají se jako podložky. Proces pokovení je usnadněn. Jestliže dvě vysokofrekvenční katody jsou montovány v protilehlých polohách a podložky jsou umístěny ve střední zóně mezi dvěma katodami.In the manufacture of the film 18, the sheets 12 are inserted into a discharge chamber and used as pads. The plating process is facilitated. If two high-frequency cathodes are mounted in opposite positions and the washers are located in the middle zone between the two cathodes.

Výhodná vrstva pokovení je nitrid titanu, který může mít tvrdost HV₁₀ asi 30 000 N/mm , je-li parciální tlak dusíku asi 5 až 10.10 ² pascalu. Podobně tvrdé vrstvy lze získat použitím jiných druhů filmů, jako je nitrid chrómu, karbid křemíku, nitrid tantalu, nitrid wolframu a další tvrdé sloučeniny. Existuje několik publikací, které pojednávají o nanášení tvrdých povlaků na kovové substráty, a proto vynález nemůže být omezen na jakoukoliv jednotlivou sloučeninu.The preferred plating layer is titanium nitride, which may have a hardness HV _{10 of} about 30,000 N / mm when the nitrogen partial pressure is about 5 to 10.10 ² pascal. Similarly, hard layers can be obtained using other types of films, such as chromium nitride, silicon carbide, tantalum nitride, tungsten nitride, and other hard compounds. There are several publications that deal with the application of hard coatings to metal substrates, and therefore the invention cannot be limited to any single compound.

Je třeba poznamenat, že technika vysoce intenzivního reaktivního nanášení zajistila extrémní dobrou přilnavost mezi podložkou a vrstvou pokovení a tato přilnavost vydrží silové a teplotní podmínky, převažující v čelním pásmu 17 mezi páskou a hlavou.It should be noted that the high intensity reactive coating technique ensured extremely good adhesion between the substrate and the plating layer, and this adhesion withstands the force and temperature conditions prevailing in the front zone 17 between the tape and the head.

Na obr. 4 je znázorněn zvětšený průřez podél čáry IV-IV z obr. 3. Průřez není pro lepší názornost vyobrazení zakreslen v jednotném měřítku. Páska 16 se pohybuje kolmo k rovině obrázku a tlačí na hlavu tlakem P. Nosná plocha hlavy sestává z laminární sendvičové struktury železných plechů 12 a tenkých fólií 18 na nich umístěných. Tlouštka plechu je přibližně mezi 0,1 až 0,15 mm, zatímco tlouštka tenké fólie 18 je řádu mikrometrů, s výhodou alespoň 1 mikrometr. Vickersova tvrdost Ην^θ struktury měřená podél šířky W pásku je zřejmá z obrázku 5 v jednotkách kp/mm². Výsledná křivka závislosti tvrdosti na šířce má hřebenový 2 2 průběh s hodnotou špiček asi 3 000 kp/mm a s hodnotou základní tvrdosti 150 kp/mm . Experimentálně bylo zjištěno, že vzhledem k tuhosti materiálu pásky na krátké vzdálenosti mezi sousedními tvrdými tenkými fóliemi 18 je výsledná tvrdost struktury určena materiálem tenké fólie 18 a plechy 12 z měkkého železa nemají prakticky funkční roli při určováníFig. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV of Fig. 3. The cross-section is not drawn to uniformity for clarity. The tape 16 moves perpendicular to the plane of the figure and presses on the head by the pressure P. The bearing surface of the head consists of a laminar sandwich structure of iron sheets 12 and thin foils 18 placed thereon. The thickness of the sheet is approximately between 0.1 and 0.15 mm, while the thickness of the thin film 18 is of the order of micrometers, preferably at least 1 micrometer. The Vickers hardness Ην ^ θ of the structure measured along the width W of the strip is evident from Figure 5 in units of kp / mm ² . The resulting hardness-width curve has a ridge 2 2 with a peak value of about 3,000 kp / mm and a basic hardness value of 150 kp / mm. It has been found experimentally that due to the stiffness of the tape material at short distances between adjacent hard thin films 18, the resulting hardness of the structure is determined by the thin film material 18 and the soft iron sheets 12 have virtually no functional role in determining

CS 266 563 B2 5 obroušení povrchu. Značný nárůst tvrdosti byl zjištěn dokonce i tehdy, jestliže tlouštka tenké fólie 18 byla zlomkem mikrometru, nicméně z důvodů bezpečnostních je výhodné, je-li tlouštka tenké fólie 18 alespoň 0,5 až 1 mikrometru ještě lépe 2 mikrometry. Jestliže se tlouštka tenké fólie 18 zvětšuje za tuto.hodnotu, nemá to žádný další účinek na tvrdost, nicméně lze silnějších povlaků použít také. Plechy 12 z měkkého železa představují dobrou podložku pro tenké fólie 18 a proto tato tenká vrstva mezi plechy dobře drží. Poněvadž plechy 12 jsou vyrobeny z kovu, který dobře vede teplo, bude teplo vytvářené třením mezi páskou a hlavou, odváděno a proto nemůže docházet ke strmějším gradientům místní teploty. Pokud se struktura hlavy obrousí, sendvičová struktura zůstává nezměněna a lze využít plnou hloubku hlavy v oblasti vzduchové mezery 13. Tyto faktory vysvětlují, proč očekávaná životnost hlavy podle vynálezu je v porovnání s životností běžných hlav z laminátových^ železných plechů podstatně vyšší.CS 266 563 B2 5 surface grinding. A significant increase in hardness was found even when the thickness of the thin film 18 was a fraction of a micrometer, however, for safety reasons, it is preferred that the thickness of the thin film 18 be at least 0.5 to 1 micrometer, more preferably 2 micrometers. If the thickness of the thin film 18 increases beyond this value, it has no further effect on the hardness, however, thicker coatings can also be used. The soft iron sheets 12 provide a good support for the thin films 18 and therefore this thin layer holds well between the sheets. Since the sheets 12 are made of a metal that conducts heat well, the heat generated by the friction between the tape and the head will be dissipated and therefore steeper local temperature gradients cannot occur. If the structure of the head is abraded, the sandwich structure remains unchanged and the full depth of the head in the region of the air gap 13 can be used.

Obrázek 6 znázorňuje pohled shora na oblast zrcadla hlavy z pohledu přes pásku v případě dvoustopé hlavy. V čelním pásmu 17 mezi hlavou a páskou je první a druhá sendvičová struktura 19, případně 20 a každá z nich sestává ze soustavy plechů 12 a k nim přidružených nanesených fólií 18. Páska 16 je širší než stopy a mezi stopami je uspořádáno magnetické stínění 21. Je výhodné, je-li stínění 21 také vyrobeno z železných plechů o vysoké permeabilitě a je pokryto pokovenou vrstvou bud na jedné straně, nebo na obou. Zjištěním tvrdého pokovení na stínění je eliminováno nebezpečí magnetického zkratu mezi drahami, nebot pokovení je provedeno z nemagnetického materiálu. Navíc k této výhodě pokovení stínění 21 může zajistit další oporu pro pásku. Obrázek 6 znázorňuje první a druhý přídavný pokovený plech 22 a 23 na obou stranách struktur 19 a 20, které mohou být umístěny v nosném materiálu hlavy a provedeny obecně v mědi. Použití prvního a druhého pokoveného plechu 22 a 23 může zajistit další oporu pro pásku 16.Figure 6 shows a top view of the head mirror area as seen through the tape in the case of a two-foot head. In the front zone 17 between the head and the tape, there are first and second sandwich structures 19 and 20, respectively, and each of them consists of a set of sheets 12 and associated foils 18 applied. Advantageously, the shield 21 is also made of iron sheets of high permeability and is covered with a metallized layer either on one side or on both. The detection of hard plating on the shield eliminates the risk of magnetic short circuit between the tracks, as the plating is made of non-magnetic material. In addition to this advantage, the metallization of the shield 21 can provide additional support for the tape. Figure 6 shows the first and second additional metallized sheets 22 and 23 on both sides of the structures 19 and 20, which can be placed in the head support material and made generally in copper. The use of the first and second plated sheets 22 and 23 may provide additional support for the tape 16.

Zatímco nanešená fólie 18 byla myšlena jako vrstva uložená na povrchu pólů, je zřejmé, že místo ní mohou být stejně tak dobře použity oddělené fólie, například wolframové fólie nebo fólie z jakéhokoliv tvrdého materiálu. V současných technologiích se nicméně použití nanešené fólie 18 zdá být mnohem výhodnější než použití oddělené fólie.While the applied film 18 was intended as a layer deposited on the surface of the poles, it will be appreciated that separate films, such as tungsten films or films of any hard material, may just as well be used instead. In current technologies, however, the use of a coated film 18 appears to be much more advantageous than the use of a separate film.

Plechy 12 mohou být pokoveny na obou stranách nebo pouze na jedné straně nebo lze používat střídavě pokovené a nepokovené plechy. Důležitou věcí je uspořádat tvrdé okraje s takovými roztečemi, aby výsledná tvrdost povrchu čelního pásma 17 byla určena z největší míry právě jimi. Je často výhodné, jsou-li pokoveny celé plochy plechů 12.The sheets 12 may be plated on both sides or only on one side, or alternately plated and non-plated sheets may be used. The important thing is to arrange the hard edges with such spacings that the resulting hardness of the surface of the front zone 17 is determined for the most part by them. It is often advantageous if the entire surfaces of the sheets 12 are plated.

Rovina plechů 12 s fólií 18 nemusí být kolmá ke směru pohybu pásky. Náklon v kterémkoliv směru nebo náklon vzhledem k rovině pásky 16 je možný. Existuje několik uspořádání magnetické hlavy, ve kterých se používá skloněných hlav pro dosažení zvýšeného oddělení kanálů. Přítomnost fólie 18 neomezuje konvenční možnosti pro uspořádání hlavy vůči pásce 26.The plane of the sheets 12 with the foil 18 does not have to be perpendicular to the direction of movement of the tape. Tilt in any direction or tilt relative to the plane of the tape 16 is possible. There are several magnetic head arrangements in which inclined heads are used to achieve increased channel separation. The presence of the film 18 does not limit the conventional possibilities for arranging the head relative to the tape 26.

Obrázek 7 znázorňuje zjednodušený perspektivní pohled na mnohokanálovou hlavu s několika pólovými konstrukcemi, z nichž každá obsahuje plechy pokovené tvrdou tenkou fólií 18. Magnetická stínění mezi kanály obsahují také tvrdá pokovení. Křivka závislosti tvrdosti na šířce je znázorněna na obrázku 8, ve kterém přerušované čáry odpovídají stínícím deskám mezi kanály.Figure 7 shows a simplified perspective view of a multichannel head with several pole structures, each of which comprises sheets plated with a hard thin foil 18. The magnetic shields between the channels also comprise hard platings. The hardness-width curve is shown in Figure 8, in which the dashed lines correspond to the shielding plates between the channels.

Podle vynálezu může být tvrdost hlav z měkkého železa zvýšena, čímž sě·zvýší i životnost čtyř- až osmkrát a takové hlavy mohou být dobře používány s chromdioxidovými a kovovými páskami stejně jako s feritovými a sklokeramickými hlavami. Dobré magnetické vlastnosti hlav s permaloyovým jádrem zůstávají nezměněny, nebot malé množství nemagnetického pokovení může snížit masu aktivního železa pouze neznatelně. Izolační vlastnosti pokovení mohou snížit ztráty vířivými proudy, poněvadž jakýkoli proud mezi plechy 12 je dobře blokován. Další výhoda spočívá v chování vysoké produktivity práce typické pro konvenční hlavy z p.echových jader, pro vytváření vysoce kvalitních magnetických hlav s dlouhou životností.According to the invention, the hardness of the soft iron heads can be increased, thereby increasing the service life by four to eight times, and such heads can be well used with chromium oxide and metal strips as well as with ferrite and glass-ceramic heads. The good magnetic properties of permalloy core heads remain unchanged, since a small amount of non-magnetic plating can reduce the mass of active iron only imperceptibly. The insulating properties of the plating can reduce eddy current losses, as any current between the sheets 12 is well blocked. Another advantage is the high productivity behavior typical of conventional metal core heads, for creating high quality, long life magnetic heads.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A magnetic head for recording and / or reading information, provided with a magnetic core consisting of shaped sheets, a coil arranged around the core, an air gap formed across the active front zone of the core in sliding contact with the information carrier, the air gap to the side surfaces of the sheets a non-magnetic material abuts and the head is provided with a core holding carrier, characterized in that foils (18) are arranged between the sheets (12), extending up to the front zone (17) and to the side surfaces of the sheets (12), the foils (18) they are made of a harder material than the sheets (12).

2. The magnetic head according to claim 1, characterized in that the foils (18) are formed by coatings located on the surface of the sheets (12).

3. The magnetic head according to item 2, characterized in that the thickness of the coatings is at least half a micrometer.

4. A magnetic head according to claim 2, characterized in that the coating is placed on each plate (12).

5. The magnetic head according to claim 2, characterized in that the coatings are made of titanium nitride, chromium nitride, silicon carbide, tantalum nitride, tungsten nitride or similar hard alloys.

6. Magnetic head according to claim 2, characterized in that the sheets (12) are combined into separate cores for individual tracks and a magnetic shield (21) is arranged between adjacent cores, the shields (21) being provided with foils (18) formed by hard coatings.

7. A method of manufacturing a magnetic head according to items 1 to 6, wherein pole sheets are produced from a high permeability material, a non-magnetic layer at least 0.5 μm thick is formed on at least one of the two opposite side surfaces of the sheets and the sheets are joined, their side surfaces lie one on top of the other, characterized in that the coating is formed by high-intensity reactive coating of titanium nitride, chromium nitride, silicon carbide, tantalum nitride or tungsten nitride.

8. The method according to item 7, characterized in that the coating is applied in the zone of contact of the pole pieces of the cores with the magnetic tape.