DE2164005A1

DE2164005A1 - Magnetkopf und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2164005A1
Application number: DE19712164005
Authority: DE
Inventors: Masanobu; Asai Osamu; Hitachi Hanazono (Japan). M
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1970-12-25
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1972-08-24
Also published as: JPS5038325B1; US3781476A

Description

PATENTANWÄLTE &> I UtV w3

DR. O. DlTTMANN K. L·. SCHIFF DR. A. v. FÜNKR DIPL. ING. P. StHBHL 8 MÜNCHEN 90 MARIAHILFPIjATZ S &3

Beschreibung DA-4638

zu der

Pat entanmeldung
der !Firma

HITACHI LIMITED

1-5-1. Marunouchi, Chiyoda-ku,

Tokyo, Japan

betreffend

Magnetkopf und Verfahren zu seiner Herstellung ä^; 25. Dezember 1970, Japan, Nr. 117 606)

Die Erfindung betrifft einen nach einem Dünnschichtverfahren hergestellten Magnetkopf zur Verwendung für Magnetscheiben von Rechnern, für Magnettrommeln und für Video-JBandaufZeichnungsgeräte.

Bei bekannten Magnetköpfen wird der Magnetkern durch Plattieren oder durch Ablagerung gebildet. Derartige Magnetkerne haben jedoch im allgemeinen schlechte magnetische Eigenschaften, so daß der magnetische Yfirkungsgrad oder der Kopfwirkungsgrad bei der Aufzeichnung und Wiedergabe der magnetischen Signale ebenfalls schlecht

ist. Ferner variieren die magnetischen Eigenschaften entsprechend den jeweiligen Bedingungen beim Plattieren oder bei der Ablagerung, so daß die Massenproduktion von Magnetköpfen nach der Dünnschicht-

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technik schwierig ist. Ferner ist es leicht möglich, daß sich der schichtartige Magnetkern vom Basismaterial infolge von Restspannungen löst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf mit extrem verringerter Größe zu schaffen, der entsprechend klein und genau ausgebildet ist, dessen magnetische Eigenschaften oder Kopf wirkungsgrad verbessert sind, und der mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung des Magnetkopfes nach der Dünnschichttechnik angegeben werden, das sich für die Massenproduktion des Magnetkopfes eignet.

Der erfindungsgemäße Magnetkopf wird mit Hilfe der Dünnschichttechnik hergestellt. Ein vorbehandelter Film aus magnetischem Material, vorzugsweise gewalztes Permalloy- oder Ferrit-Teil mit hoher magnetischer Permeabilität wird als erstes oder Basis-Magnetteil des Magnetkerns des Kopfes verwendet. Die anderen Bestandteile des Magnetkopfes, nämlich eine erste dielektrische Schicht, eine leitende Schiqht, eine zweite dielektrische Schicht, ein zweiter Magnetteil des Magnetkerns, dessen eines Ende mit dem ersten Magnetteil des Magnetkerns verbunden ist, und dessen anderes Ende zusammen mit dem ersten Teil des Magnetkerns einen Magnetspalt bildet und eine Trägerschicht aus isolierendem Material werden nach der Dünnschichttechnik aufeinander folgend auf dem ersten Teil des Magnetkerns ausgebildet.

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Hierdurch wird die Größe des Magnetkopfs extrem verringert, so daß die in einem bestimmten Bereich eines Aufzeichnungsmediums in Form magnetischer Signale gespeicherte Informationsmenge, d. h. die Aufzeichnungsdichte, stark erhöht wird.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes, wobei jedoch der äußere, als Träger dienende Isolator der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen ist;

Fig. 2a Teilschnitte während verschiedener aufeinander folgender bis 2i

Arbeitsgänge bei der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Hagnetkopfes; und

Fig. 3a Teilschnitte während verschiedener aufeinander folgender

bis 3e

Arbeitsgänge bei der Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetkopfes.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dient eine erste magnetische Schicht 1 als Basiselement und bildet einen ersten Teil des Magnetkerns. Es ist aus einer vorbehandelten Folie aus magnetischem Material ausgeschnitten. Das magnetische Material wird aus einem der folgenden Stoffe ausgewählt: Permalloy, Ni-Fe-Mo-Legierungen, Ni-Co-Legierungen, Fe-Ni-Co-Al-Legierungen, Kobalt, !"e-Cu-Ni-Legierungen, Fe-Cu-Hi-Co-Legierungen, Fe-Go- und Mn-Bi-Legierungen.Wenn die mechanische Festigkeit der Folie gering

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ist, so kann zeitweilig eine Grundplatte, z. B. aus Spinel oder Glas verwendet werden, auf der das folienartige magnetische Material mittels eines geeigneten Klebers befestigt wird. Zur elektrischen Isolation der ersten magnetischen Schicht 1 von einer leitfähigen Schicht 3 wird eine erste dielektrische Schicht 2 gebildet, und zwar durch Dampfablagerung, Zerstäubung oder chemische Dampfablagerung von Materialien wie SiO₂, Al₂O^, Ta₂O^, TaN, ZnFe_?0., CdFepOc und Glas. Das Material der leitfähigen Schicht W wird auf der dielektrischen Schiht 2 durch lackieren, Dampf ablagerung, Zerstäuben, Plattieren oder durch epitaxiales Aufwachsen von Materialien wie Al, Cu, Pt, Pd, Au und Ag gebildet. Eine zweite dielektrische Schicht 5 zur elektrischen Isolation der leitfähigen Schicht 3 von einer zweiten magnetischen Schicht 7 wird über der leitfähigen Schicht 3 wie die erste dielektrische Schicht 2 durch Dampfablagerung, Zerstäubung oder chemische Dampfablagerung 'über der leitfähigen Schicht 3 gebildet. Das dielektrische Material für die zweite dielektrische Schicht 5 ist das gleiche wie das für die erste dielektrische Schicht. Über der zweiten dielektrischen Schicht 5 wird durch Plattieren, chemische Dampfablagerung, Zerstäubung oder Lackieren von Materialien wie Permalloy, MnFe.0., NiFe₂O., (NiZn)Fe₂O. oder Ni-Co-Legierungen eine zweite magnetische Schicht 7 von etwa 10 /u Stärke gebildet. Das eine Ende der zweiten magnetischen Schicht 7 wird mit der ersten magnetischen Schicht 1 verbunden, so daß sich ein Magnetkern mit einem Spalt zwischen den anderen beiden Enden der ersten magnetischen Schicht 1 und der zweiten magnetischen Schicht 7 ergibt. In dem

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Spalt liegen die erste und zweite dielektrische Schicht 2 bzw. 5. Eine nicht gezeigte Stützschicht aus einem organischen Isoliermaterial, wie "beispielsweise Acrylharz, Polyesterharz oder Epoxyharz bedeckt die Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 7. Da die Hälfte des Magnetkerns, d. h. die erste magnetische Schicht 1, durch Ausschneiden aus vorbehandeltem magnetischen Material, vorzugsweise einer gewalzten Permalloy-Folie gebildet ist und gute magnetische Eigenschaften aufweist, insbesondere eine hohe magnet tische Permeabilität, und da die Länge des magnetischen Weges der \ ersten magnetischen Schicht 1 annähernd die Hälfte des gesamten magnetischen Weges des Magnetkerns ausmacht, ist der magnetische Widerstand gegenüber dem der zweiten magnetischen Schicht vernachlässigbar gering. Hierdurch wird der magnetische Widerstand des Magnetkerns gegenüber bekannten Magnetkernen auf etwa die Hälfte verringert. Hierdurch wird' der magnetische Wirkungsgrad oder der Kopfwirkungsgrad beträchtlich erhöht.

Bei der Herstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetkopfes (Fig. 2a bis 2i) wird zunächst gemaß Fig. 2a eine erste magnetische Schicht 1 als Basisteil in Form einer Folie hergestellt, die aus dem vorbehandelten magnetischen Material ausgeschnitten ist. Sie wird zunächst sorgfältig auf Fehler untersucht. Gemäß Fig. 2b wird darauf eine dünne dielektrische Schicht 2 über der ersten Hauptfläche der ersten magnetischen Schicht 1 ausgebildet. Auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 2 wird durch Ablagerung aus der Dampfphase und Plattieren die leitfähige Schicht 3 hergestellt (Fig.2c).Danach wird gem.Fig.2d

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die leitfäMge Schicht 3 geätzt, so daß ein zu dem ersten Seitenteil 4 der ersten magnetischen-Schicht 1 paralleler Teil stehenbleibt, über den das Aufzeichnungsmedium läuft, und der in einem Abstand vom ersten Seitenteil 4 liegt. Die verbleibende leitfähige Schicht 3 dient als Spule des Magnetkopfes. Darauf wird gemäß Fig. 2e eine zweite dielektrische Schicht 5 auf die freiligende Oberfläche der verbliebenen leitenden Schicht 3 aufgebracht, sowie ferner auf die Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2 zwischen der verbliebenen leitenden Schicht 3 und dem ersten Seitenteil 4 und, in einem vorherbestimmten Abstand von der verbliebenen leitfähigen Schicht 3 auf die andere Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2. Danach wird ein bestimmter Bereich der ersten dielektrischen Schicht 2, der von der verbliebenen leitfähigen Schicht 3 auf der gegenüberliegenden Seite von dem ersten Seitenteil 4 liegt, teilweise weggeätzt und so die erste Hauptfläche der ersten magnetischen Schicht 1 freigelegt. Darauf wird gemäß Fig. 2g eine zweite magnetische Schicht 7 auf der zweiten dielektrischen Schicht 5 und dem freiliegenden Teil der ersten magnetischen Schicht 1 ausgebildet, so daß die beiden magnetischen Schichten zu einem gemeinsamen Magnetkern des Magnetkopfes zusaiamengefügt werden. Zwischen den beiden anderen Enden der ersten und zweiten magnetischen Schicht 1 bzw. 7 bildet sich dabei ein Magnetspalt. Danach wird gemäß Fig. 2h eine verhältnismäßig dicke Iso-

lierschicht 8 über der zweiten magnetischen Schicht und der verbliebenen Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 2 ausgebildet, und zwar durch Formung oder Schichtung von Hand. Schließlich wird die erste magnetische Schicht 1 von der gegenüberliegen-

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den Fläche derselben geätzt, wobei der der zweiten magnetischen Schicht 7 entsprechende Bereich mit einem lichtbeständigen Material abgedeckt wird. Dadurch wird die erste magnetische Schicht 1 entsprechend der zweiten magnetischen Schicht 7 ausgeschnitten und der erfindungsgemäße Magnetkopf ist fertig.

In dem Magnetspalt liegen also zwei verschiedene dielektrische Schichten, nämlich die erste und .die zweite dielektrische Schicht 2 bzw. 7. Die Spaltbreite kann also auf einfache Weise während der Herstellung der beiden dielektrischen Schichten eingestellt werden.

Bei der in den Fig. 3a his 3s gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes wird zunächst gemäß Fig. 3a eine erste magnetische Schicht 11 als Basisschicht hergestellt, die aus dem vorbehandelten magnetischen Material ausgeschnitten ist. Danach wird eine in Form einer bestimmten Schaltungsausbildung ausgeschnittene leitfähige Schicht 13 mittels eines geeigneten Klebers, beispielsweise Epoxyharz, auf der ersten Hauptfläche der ersten magnetischen Schicht 11 befestigt, und zwar so, daß dessen Seitenkanten mit der ersten Seite 14 der magnetischen Schicht 11 fluchtet, über die das Aufzeichnungsmedium läuft. Die gesamte Oberfläche der leitfähigen Schicht 13 wird mit einer dielektrischen, durch eine elektrolytische Oxydation ausgebildete Schicht 12 abgedeckt. Im nächsten Arbeitsgang (Fig. 3c) wird über der dielektrischen Schicht 12 und der freiliegenden Oberfläche der

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ersten magnetischen Schicht bis zu einem bestimmten Abstand von der leitfähigen Schicht 13 eine zweite magnetische Schicht 16 ausgebildet. Darauf wird, wie in Fig. Jd gezeigt ist, auf die zweite magnetische Schicht 16 und die freiligende Oberfläche der ersten Magnetschicht 11 durch Formung bzw. Spritzen eine verhältnismäßig dicke Isolierschicht 15 aufgebracht. Schließlich wird die erste

der

magnetische Schicht 11 von der/ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Fläche geätzt, wobei der der zweiten magnetischen Schicht 16 entsprechende Bereich mit einem fotobeständigen Material abgedeckt wird. Danach ist der erfindungsgemäße Magnetkopf fertig. Bei der zuletzt beschriebenen Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes ist die Zahl der Arbeitsgänge gegenüber dem Magnetkopf der Fig. 2i verringert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur bei der Herst ellung einzelner Magnetköpfe mit Erfolg angewandt werden, sondern auch bei der Herstellung mehrerer paralleler Magnetköpfe auf einer ρ gemeinsamen Unterlage, beispielsweise Spinel oder Glas.

Patentansprüche

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Claims

IT SPRÜCHE

f\ J . Magnetkopf, gekennzeichnet durch eine vorbehandelte erste magnetische Schicht (1), durch eine auf der ersten vorbehandelten magnetischen Schicht (T) und einer da·=· rüber angebrachten dielektrischen Schicht (2) ausgebildete leitfähige Schicht (3)j die in einem Abstand von und parallel zu einer Seite (4) der ersten magnetischen Schicht (1) liegt, wobei die erste dielektrische Schicht bis zu der Seite (4) der ersten magnetischen Schicht (1) reicht, durch eine zweite dielektrische Schicht (5) auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht (5) und der ersten dielektrischen Schicht (2), und durch eine über der zweiten dielektrischen Schicht (5) ausgebildete zweite magnetische Schicht (7), deren eines Ende mit der ersten magnetischen Schicht (1) verbunden ist, und deren anderes Ende zusammen mit dem der ersten magnetischen Schicht (1) einen Magnetspalt bildet, in dem die erste und zweite dielektrische Schicht (2, 5) liegen.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbehandelte magnetische Schicht (1) aus gewalztem Permalloy besteht.
3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß über der zweiten magnetischen Schicht

(7) eine als Träger dienende Isolierschicht (8) ausgebildet ist.

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- ίο -
4. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer ersten Hauptfläche einer vorbehandelten magnetischen Schicht eine erste dielektrische Schicht ausgebildet wird, daß auf der ersten dielektrischen Schicht eine leitfähige Schicht ausgebildet wird, daß die leitfähige Schicht so geätzt wird, daß ein von der Seite der magnetischen Schicht in einem Abstand liegender und zu ihr paralleler Teil stehenbleibt, daß auf der

W Oberfläche der zweiten leitfähigen Schicht und der Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht zwischen der einen Seite der vorbehandelten magnetischen Schicht und der leitfähigen Schicht und die andere Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht von der leitfähigen Schicht bis zu einem bestimmten Abstand von derselben eine zweite dielektrische Schicht ausgebildet wird, daß ein vorherbestimmter Bereich der ersten dielektrischen Schicht geätzt wird, der auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Seite der vorbehandelten magnetischen Schicht bezüglich

* der leitfähigen Schicht liegt, so daß die Oberfläche der vorbehandelten magnetischen Schicht teilweise freigelegt wird, und daß auf der zweiten dielektrischen Schicht und der freiliegenden Oberfläche der vorbehandelten magnetischen Schicht eine zweite magnetische Schicht ausgebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten magnetischen Schicht und der ersten dielektrischen Schicht eine Träger-Isolierschicht ausgebildet wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die vorbehandelte magnetische Schicht von der anderen Hauptseite geätzt wird, so daß der der zweiten magnetisehen Schicht entsprechende Teil stehenbleibt.

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