DE2024865A1

DE2024865A1 - Magnetkopf und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2024865A1
Application number: DE19702024865
Authority: DE
Inventors: Keiji Tsuru Yamanashi Sugiyama (Japan) P
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1970-05-21
Publication date: 1971-04-08
Also published as: JPS4912174B1; CH517986A; US3686751A; GB1294903A; DE2024865B2; FR2048749A5; BE750713A; NL7007476A

Description

PATENTANVtfÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HAMBURG 50, 20. Mai I97O

TELEGRAMMe=KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

VJ. 14871/70 12/Ne.

Pioneer Electronic Corporation, Tokyo (Japan).

Magnetkopf und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Magnetkopf zur Verwendung mit magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabeausrüstung, und insbesondere auf einen Magnetkopf, bei dem eine Mehrzahl von magneto-elektrischen Umwandlungseinrichtungen mittels Aufdampfung gebildet ist.

Es sind neuerdings Anstrengungen gemacht worden in der Absicht, die Menge an gespeicherten Informationen je Flächeneinheit eines Magnetbandes zu vergrößern, indem auf einem : Magnetband mehrere Spuren, beispielsweise vier oder acht ™ Spuren, geschaffen worden sind.' Um mehrere Spuren innerhalb einer gewissen Breite des Magnetbandes zu schaffen, muß der vordere Aufzeichnungsteil des Magnetkopfes abgeflacht werden derart, daß die benachbarten Spuren nicht beeinflußt oder beeinträchtigt werden, so daß die Spalte dazwischen genügend klein sind, um innerhalb der Breite der dazu entsprechenden Spur zu liegen.

Bisher ist das magnetische Material sogenannter Ringgerstalt unter Verwendung zweier Verfahren mit einer Spule für einen mehrkanaligen Magnetkopf gewickelt worden. Das erste Verfahren umfaßt die Schritte der Schaffung einer geforderten

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Anzahl von Spaltteilen innerhalb eines Magnetkopfes und das elektrische Auswählen eines der Spaltteile in Abhängigkeit davon, ob Informationen aufgezeichnet oder wiedergegeben werden sollen, während das zweite Verfahren das Schaffen eines oder zweier Spaltteile in einem Magnetkopf und das Aufzeichnen oder Wiedergeben auf oder von mehreren Spuren auf dem Magnetband durch senkrechtes Bewegen des Magnetkopfes selbst umfaßt.

Es ist jedoch außerordentlich schwierig, eine Herstellung nach dem ersten Verfahren auszuführen, weil mehrere Spulen in einem Magnetkopf vorgesehen sind, und dieses Verfahren führt zu einer Vergrößerung des Kopiereffektes bzw. des Übersprechens, wenn nicht der Magnetkopf durch das zweite Verfahren mit beträchtlicher Genauigkeit in der Höhe bewegt wird.

Weiterhin verhindert der Mechanismus der Höhenbewegung des Magnetkopfes, daß die magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabeausrüstung kompakt und leicht gemacht werden kann.

Andererseits ist, um die genannten Nachteile des Magnetkopfes zu beseitigen, ein Halbleitermagnetkopf vorhanden, der ein magneto-elektrisches Umwandlungselement, beispielsweise ein Hall-Element, verwendet, so daß der Magnetkopf außerordentlich kompakt gemacht werden kann bei der Herstellung des Mechanismus, was zum Erhalten eines mehrkanaligen Magnetkopfes bevorzugt wird. Jedoch hat der Magnetkopf, der das magneto-elektrische Umwandlungselernent verwendet, viele Nachteile, die nachstehend beschrieben werden,, Ein erster Nachteil besteht darin, daß viele Hall-Elemente genau angeordnet werden müssen, so daß sie jeder Spur eines Magnetbandes genau entsprechen.

Zweitens muß eine Mehrzahl von Magnetkreisen, die hochpermeable Materialien aufweisen, entsprechend jeder Spur angeordnet werden, und ein Hall-Element muß in einem Spalt jedes Magnetkreises gehalten werden, so daß magnetische Signale, die auf dem Magnetband aufgezeichnet werden,

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durch die Hall-Elemente hindurchgehen können.

Ein dritter Nachteil ergibt sich daraus, daß der Spalt des Magnetkreises so schmal wie möglich gewünscht wird, so daß die Frequenzcharakteristiken des Kopfes im Hochfrequenzbereich verbessert sind. Es ist daher notwendig, daS das Hall-Element ein sehr dünner Film ist.

Ein vierter Nachteil besteht darin, daß ein Halteteil notwendig ist, durch den eine Mehrzahl von Teilen aus hochpermeablem Material in der richtigen Stellung gehalten werden. Der Halteteil muß hart und glatt sein, damit er das Laufen des Magnetbandes erträgt.

Ein fünfter Nachteil besteht darin, daß ein kräftiges Bindemittel, welches nur wenig altert, notwendig ist, um die hochpermeablen Materialien innerhalb des Halteteiles zu binden.

Ein sechster Nachteil besteht darin, daß, wenn die Hall-Elemente durch Aufdampfung auf jeder Fläche gebildet werden, die den Spaltteil der hochpermeablen Materialien bildet, die in dem Halteteil gehalten sind, zur Lösung des oben genannten ersten und dritten Nachteiles die Elemente dünn und mit genauen Abmessungen gebildet werden können, das Bindemittel jedoch für die hohen Verdampfungstemperatu~ ren ungleich oder' unangemessen ist. Daher kann der Magnetkopf praktisch nicht verwendet werden.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Magnetkopf zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile der üblichen Magnetköpfe vermieden sind, die ein elektromagnetisches Umwandlungselement verwenden, wobei der Magnetkopf die vorbeschriebenen Vorteile in genügendem Ausmaß aufweist.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen mehrkanaligen Magnetkopf zu schaffen, bei dem das Übersprechen bzw. das Kopieren zwischen den betreffenden Kanälen außerordentlich verringert ist.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der die Erfindung an

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Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist.

Fig, 1 ist eine Vorderansicht eines Magnetkopfes gemäß der Erfindung an der anfänglichen Herstellungsstufe des Kopfes, in der magnetische Späne oder- Teilchen noch nicht in Halteringe bzw. Fassungen gebracht sind, die an einem Halteteil gebildet sind. Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Magnetkopfes in der nächsten Stufe der Herstellung des Kopfes, in der die magnetische Späne oder Teilchen in die Fassungen in den Halteteilen gebracht sind.

Fig. J5 ist eine Schnittansicht der Fassung oder Ausnehmung, wobei der Zustand wiedergegeben ist, in welchem das magnetische Teilchen in der Ausnehmung mit etwas Glasur angeordnet ist. Fig. 4 ist eine rechte Seitenansicht des Halteteiles gemäß Fig. 1, wobei die Herstellungsstufe wiedergegeben ist, in der magneto-elektrische Umwandlungsmittel und Leiter mit Aufdampfen gebildet sind.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Magnetkopfes in der Herstellungsstufe, in der der rechte und der linke Halteteil gemäß Fig. 2 symmetrisch vereinigt sind.

In Figo 1 sind mit 1 und 2 Halteteile bezeichnet, die aus einem nicht permeablen Material gebildet sind, beispielsweise aus einem keramischen Glas, das eine Kontraktionsfähigkeit beim Kristallisieren hat, oder aus anderen keramischen Materialien, die Kontraktionsfähigkeit beim Sintern haben. Mit 11 und 21 sind Fassungen oder Ausnehmungen bezeichnet, die in den Halteteilen 1 und 2 vor dem Kristallisieren oder Sintern gebildet sind, so daß sie nach dem Kristallisieren oder Sintern Jeweils einer Spur eines Magnetbandes entsprechen. Mit 5 u^d ^ sind magnetische Späne oder

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magnetische Teilchen "bezeichnet, die aus einer hochpermeablen magnetischen Substanz gebildet sind, beispielsweise aus einem Ferrit, und die geringfügig kleiner als die Ausnehmungen 11, 21 gebildet sind, so daß sie in diese eingebracht werden können, wobei das Teilchen J5 in die Ausnehmung 11 und das Teilchen 4 in die Ausnehmung 21 gebracht wird, wie es in Pig. 2 dargestellt ist. Nach Anordnen der magnetischen Teilchen J5 und 4 werden die Halteteile 1 und 2 kristallisiert oder gesintert, so daß sie sich zusammenziehen und die Teilchen "5, 4 fest halten.

Wenn das Ausmaß der Kontraktion der Halteteile 1 und zu groß ist und die magnetischen Teilchen 5 und 4 zu stark zusammengedrückt werden, springen sie. Fig. 3 ist eine Schnittansicht, in der ein Verfahren dargestellt ist, mit dem dieses Problem vermieden wird.

Wenn das magnetische Teilchen 3 in die Ausnehmung 11 des Halteteiles 1 gebracht wird, wird eine Glasur 5 od.dgl», die bei einer niedrigeren Temperatur als der Kristallisierungio- oder Sintertemperatur des Halteteiles 1 schmilzt, beispielsweise Puder aus keramischem Glas, das bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur schmilzt, in die Ausnehmung 11 eingebracht. Wenn das Magnetteilchen 3 geringfügig kleiner als die Ausnehmung 11 vor Kristallisieren oder Sintern des Halteteiles 1 gebildet wird, dringt die geschmolzene Glasur 5 in den Spalt zwischen dem Halteteil 1 und dem Magnetteilchen 3 ein, und zwar kurz bevor der Halteteil 1 zu kristallisieren oder zu sintern beginnt.

Weiterhin bleiben, wenn der Halteteil 1 unter Vakuum kristallisiert oder gesintert wird, irgendwelche Blasen nicht in dem Spalt, und es wird eine welter verbesserte Qualität des Magnetkopfes erhalten.

Ea ist sehr schwierig, die Ausnehmung 11 in dem Halteteil 1 genau kubisch zu bilden, jedoch kann durch Verwendung der Glasur oder des Glasmaterials 5 dieses Problem gelöst werden. D.h. die Ecken des Bodens der Ausnehmung 11 können

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rund sein, wie es in Fig. j5 dargestellt ist.

Fig< 4 ist eine rechte Seitenansicht des Halteteiles i gemäß Fig. 2. In dem Fall, daß der Halteteil 1, das Magnetteilchen 3 und die Glasur 5 aus nicht leitendem Material bestehen, wird eine Folie eines Hall-Elementes 6 direkt auf dem Magnetteilchen 3 gebildet durch Aufdampfen von beispielsweise Indiumantimonid (InSb). In dem Fall, daß das Teilchen 3 und die Glasur 5 oder nur eines von ihnen aus leitendem Material bestehen, muß das Hall-Element 6 durch einen isolierenden dünnen Film gebildet werden. Mit 7 und 8 sina Anschlüsse bezeichnet, die durcii Aufdampfen gebildet sind und die einen Steuerstrom für die Hall-Elemente liefern.

Ein Leiter 9 schaltet die Hall-Elemente 6 in Reihe miteinander. Mit 10 ist eine gemeinsame Erdungsleitung jedes Hall-Elementes 6 bezeichnet. Mit 11 ist ein Anschluß für eine Ausgangsspannung jedes Hall-Elements 6 bezeichnet» Ein Ausgangssignal wird von dem Hall-Element 6 in Übereinstimmung mit einem Magnetfluß, der von jeder Spur einesAiit Aufzeichnung versehenen Magnetbandes hergeleitet wird, und dem Steuerstrom erzeugt, der in den Anschluß 7 (oder 8) geführt wird, und das Signal wird zwischen der gemeinsamen Erdungsleitung 10 und jedem Anschluß 11 herausgeführt. Der Leiter 9, die gemeinsame Erdungsleitung und die Anschlüsse 11 sind zusammen mit den Anschlüssen 7 wnd 8 durch Aufdampfen gebildet ο

Wenn die Temperatur, bei welcher der Halteteil 1 kristallisiert oder gesintert wird, mit Tl, die Temperatur, bei welcher die Glasur 5 geschmolzen wird, mit T2, und die Temperatur, bei welcher das Hall-Element 6 aufgedampft wird, mit T^ bezeichnet werden, müssen diese Materialien so ausgewählt werden, daß zwischen diesen Temperaturen die Beziehung besteht

Tl > T2 > T3.

Daher wird die Glasur 5 bei der Aufdampfungstemperatur nicht wiederum erweicht.

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Nunmehr wird der Halteteil 2, der die Magnetteilchen 4 hält, mit dem Halteteil 1 vereinigt durch eine entsprechende Einrichtung,, beispielsweise eine Schraube, In dem Fall, daß der Halteteil 2, die Magnetteilchen 4 und die Glasur 5 aus nicht leitendem Material bestehen, können die Halteteile 1 und 2 direkt vereinigt werden. In dem Fall, daß sie oder nur einer von ihnen aus leitendem Material bestehen, müssen sie über eine dünne Isolierfolie vereinigt werden. Beim Durchführen des oben genannten Herstellungsverfahrens werden die Hall-Elemente 6 vollständig in einem Spalt jedes Magnetkreises, der die Magnetteliehen 3 und 4 umfaßt, angeordnet und so ausgerichtet, daß sie jeder Spur eines Magnetbandes entsprechen. Nunmehr wird die Vorderfläche des Magnetkopfes, der in Fig. 5 dargestellt ist, poliert, um angemessene Form und Glätte zu erhalten, wonach er in Benutzung genommen wird.

Gemäß der Erfindung werden die Magnetteilchen, wie es doen beschrieben ist, unter Ausnutzung der Tatsache, daß der Halteteil sich beim Kristallisieren oder Sintern zusammenzieht,, gehalten ohne verwendung eines Bindemittels. das geringe Hitzebeständigkeit hat.

Daher können die Magnetteliehen in genauen Stellen sicher gehalten xVerden, und ihre Stellungen werden nicht geändert, selbst wenn sie der Aufdämpfungstemperatur ausgesetzt werden. Die Hall-Elemente können zu einem Zeitpunkt durch Aufdampfen mit dünnen und genauen Abmessungen so gebildet werden, daß sie jeder Spur eines Magnetbandes entsprechen, und ein mehrkanaliger Kopf kann geschaffen werden, bei dem Übersprechen oder Kopieren zwischen den Kanälen außerordentlich gering ist. Weiterhin ist das Herstellungsverfahren für Massenproduktion gut geeignet, und der mehrkanalige Kopf gemäß der Erfindung ist billig herzustellen· und zuverlässig in der Ausführung.

Gemäß vorstehender Besehreibung wird ein Hall-Element als eine Ausführung einer magneto-elektrischen Umwandlungs-

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einrichtung verwendet, jedoch ist offensichtlich, daß andere Elemente, die in ihrer Wirkung ähnlich sind, anstelle der Hall-Elemente verwendet werden können.

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Claims

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Patentansprüche

1 - Magnetkopf, gekennzeichnet durch zwei Halteteile (1, 2), die aus einer nicht perm%blen Substanz, beispielsweise einem keramischen Glas oder einem keramischen Material, gebildet sind und sich beim Kristallisieren oder Sintern zusammenziehen, wenigstens zwei hochpermeable magnetische Teilchen (3, 4), die in Ausnehmungen (11, 21) in den Halteteil^en angeordnet und gehalten sind, und durch eine Mehrzahl von magneto-elektrischen Umwandlungseinrichtungen (6), die auf die Magnetteilchen eines der Halteteile aufgedampft sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, inefoe«©näea?e-flaeh-AH6pFtieh-l7 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halteteil, der aus einer nicht permeablen Substanz, beispielsweise einem keramischen Glas oder einem keramischen Material gebildet ist und sich beim Kristallisieren oder Sintern zusammenzieht, wenigstens eine Ausnehmung gebildet wird, in der Ausnehmung ein hochpermeables magnetisches Teilchen angeordnet ,wird, das etwas kleiner als die Ausnehmung ist, der Halteteil kristallisiert oder gesintert wird, um das hochpermeable Magnetteilchen sicher zu halten, magneto-elektrische Umwandungseinrichtungen auf das hochpermeable magnetische Teilchen aufgedampft werden, notwendige. Leiter und Anschlüsse an dem Halteteil gebildet werden, und daß der Halteteil und ein anderer Halteteil vereinigt werden, der ein hochpermeables Magnetteilchen derart hält, daß es dem vorgenannten Teilchen entspricht und daß ein magnetischer Kreis gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der oder jeder Haiteteilausnehmung vor Anordnen-des oder der Magnetteilchen ein Glasurmaterial oder Glasmaterial angeordnet wird, welches bei einer Temperatur schmilzt, die niedriger als die Krlstallisierungs- oder Sintertempei'atur des Halteteiles ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 3>, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kristallisierungs- oder Sintertemperatur (Tl) des Halteteiles, der Schmelztemperatur (T2) der
Glasur oder des Glasmaterials und der Aufdampfungstemperatur (Tj) folgende Beziehung ausgewählt wird

Tl > T2 > T>.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als magneto-elektrieche Umwandlungseinrichtung ein Hall-Element verwendet wird.

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