DE2413489C2

DE2413489C2 - Magnetkopf nit quer zur Bandlaufrichtung verschiebbarer Aufzeichnungsstelle und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2413489C2
Application number: DE2413489A
Authority: DE
Inventors: Kenji Neyagawa Kanai; Norimoto Hirakata Nouchi; Eisuke Katano Sawai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-03-20
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1984-04-05
Also published as: US3893187A; DE2413489A1; GB1463120A

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf gemäß

Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Für Magnetköpfe mit quer zur Bandlaufrichtung verschiebbarer Aufzeichnungsstelle wurde bereits eine Vielzahl von Verbesserungen entwickelt So ist bereits ein Magnetkopf für magnetische Au^eichnungssysteme bekannt (US-PS 29 55 169), der eine Vielzahl von Magnetkopfelementen aufweist, die in einer Reihe in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Dieser Magnetkopf hat eine magnetisch mit den Magnetkopfelementen gekoppelte Signalspule und getrennt von der Signalspule eine Magnetisiereinrichtung zum Anlegen eines magnetischen Feldes an die Elemente in der Reihe. Das magnetisch« Feid weist an einem Ende der Reihe eine Polarität auf, die der Polarität am anderen Ende der Reihe entgegengesetzt ist und die Feldstärke nimmt zur Mitte der Reihe hin auf Null ab. Weiterhin sind zweite Magnetisiereinrichtungen getrennt von der Signalspule vorgesehen, um an die Magnetkopfelemente in der Reihe ein magnetisches Feld einer gleichförmigen Feldstärke und der gleichen Polarität über der Reihe anzulegen, sowie Einrichtungen zum Ändern der Feldstärke des zweiten magnetischen Feldes.

Die Montage dieses bekannten Magnetkopfes ist sehr schwierig, da eine Vielzahl von beispielsweise mehr als einigen hundert Magnetkopfelementen aus dünnem magnetischen Material in einer Reihe geschichtet werden muß, und jedes der Magnetkopfelemente unterliegt einer beträchtlichen Störung von den benachbarten Magnetkopfelementen, da die Magnetkopfelemente über eine beträchtliche Fläche nebeneinander angeordnet sind, was einen beträchtlichen magnetischen Leitwert zwischen diesen erzeugt. Ersteres führt zu hohen Herstellungskosten, während letzteres das Unterscheiden zwischen dem Aufzeichnungspunkt und dem restlichen Teil des Aufzeichnungsspaltes erschwert und somit das Hochfrequenzverhalten verschlechtert.

Bei einer Magnetband-Wandlervorrichtung mit einer Einrichtung zum Transportieren des Bandes in Richtung seiner Längsachse ist weiterhin ein Magnetkopf bekannt (US-PS 3152 225, Anspruch 20), der ein langgestrecktes Teil aus einem magnetischen permeablen Material mit einer im wesentlichen rechteckigen Magnetisierungscharakteristik hat. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die mit diesem Teil gekoppelt sind, um magnetische Gegenfelder in dem Teil mit einer solchen Stärke ~u erzeugen, daß das Material des Teils überall gesättigt ist, ausgenommen in einem Bereich um eine Linie, wo sich die Felder aufheben. Dieser Bereich verschiebt sich längs des Teils quer zum Band, wenn die Stärken der Gegenfelder unterschiedlich variiert werden. Die Permeabilität dieses Bereichs ist in ausreichendem Maße höher als die des restlichen Teils, so daß nur das Längenteilelement des Polstücks gegenüber diesem Bereich in wirksamer magnetischer Kopplung mit dem Band steht. Weiterhin ist ein Magnetkreis vorgesehen, der eine längliche Sonde aufweist, welche aus magnetischem permeablen Material besteht, sich in geringem Abstand von dem Teil befindet und damit einen Aufzeichnungsspalt begrenzt, durch den das Band transportiert wird. Mit dem Magnetkreis sind Einrichtungen gekoppelt, um über dem Spalt in der gesamten Verschiebungs/.one dieses Bereichs ein magnetisches Feld zu schaffen, welches entsprechend dem aufzuzeichnenden Signa! moduliert ist.

Bei diesem bekannten Magnetkopf hat der langgestreckte Teil oder der Aufzeichnungspol weder

kammartige Schlitze noch anisotrope Eigenschaften. Deshalb kann die Größe des Bereichs, in dem sich die Felder aufheben, nämlich die Aufzeichnungsstelle, nicht ausreichend klein sein, was zu einem schlechten Hochfrequenzverhalten führt Weiterhin muß das Band durch einen empfindlichen engen Spalt unter der Messerkante des länglichen Teils transportiert werden, so daß das Einbringen des Bandes in den Kopf schwierig ist Außerdem kann das Band leicht durchgeschnitten werden.

Ein Magnetkopf dieser Art und mit den gleichen Nachteilen ist auch aus der US-PS 30 84 227 bekannt

Ein Magnetkopf der eingangs genannten Art ist in der US-PS 36 96 216 beschrieben. Dabeisind die magnetischen Dünnschichten auf nichtmagnetische Körper aufgebracht, die dort, wo sie die magnetischen Dünnschichten tragen, mindestens fünf verschiedene Oberflächen und entsprechend viele Kanten aufweisen. An Dünnschichtteile an seitlichen Oberflächen dieser nichtmagnetischen Körper sind die Außenkerne angesetzt. Nach unten ragende Teile der magnetischen Dünnschichten stehen in Berührung mit einem Mittelkern. Zwischen dem Mittelkern und den Außenkernen ist ein nichtmagnetischer Körper eingefügt. Der Mittelkern, der nichtmagnetische Körper zwischen dem Mittelkern und den Außenkernen und die Außenkerne werden mittels einer Schraube zusammengehalten. Zwischen den Ausnehmungen der U-förmigen nichtmagnetischen Körper, welche die Dvinnschichten tragen, entsteht ein Freiraum, in den die Signalwicklung eingebracht werden muß. Die beiden E-förmigen Jochteile mit den Verschiebefeldwicklungen auf deren Mittelschenkeln werden an die Stirnflächen des Mittelkerns bzw. der Außenkerne angesetzt.

Es hat sich nun als sehr schwer erwiesen, auf der vielkantig ausgebildeten Fläche des nichtmagnetischen Körpers über die gesamte Breite des Arbeitsspaltes eine magnetische Dünnschicht gleichmäßig und zuverlässig aufzubringen. Es kommt leicht zu einer Abschälung der magnetischen Dünnschicht von diesem nichtmagnetischen Körper. Somit ergibt sich nicht nur eine relativ aufwendige Herstellungsweise sondern die magnetischen Dünnschichten weisen aufgrund der vielen Kanten, über denen sie aufgebracht sind, viele mechanische Schwachstellen auf.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, einen Magnetkopf der eingangs angegebenen Art mit einem Aufbau verfügbar zu machen, der zu einer einfach herzustellenden und sicher haftenden magnetischen Dünnschicht führt und sich gut für eine Massenherstellung eignet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben und in den Ansprüchen 2 bis 8 vorteilhaft weitergebildet. Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Magnetkopfes ist im Anspruch 9 angegeben und in den Ansprüchen 10 und 11 vorteilhaft weitergebildet.

Der erfindungsgemäße Magnetkopf weist einen einfachen und unkompliziert herzustellenden Aufbau auf. Er kann deshalb preisgünstig und in Massenproduktion hergestellt werden. Dadurch daß man äußere Pole verwendet, die vor dem Aufdampfen der aus magnetischer Dünnschicht bestehenden Polstücke fest mit den nichtmagnetischen Substratplatten verbunden werden, kann der Abtast-Magnetkreis auf fertigungstechnisch einfache Weise dadurch vervollständigt werden, daß die bereits mit den Abtast-Wicklungen versehenen E-förmigen Jochteile an die Stirnflächen der äußeren Pole und

des Mitte'kerns ausgesetzt werden. Die Dünnschichten sind zum Erhalt einer magnetischen Anisotropie vorzugsweise in einem Magnetfeld aus der Dampfphase abgeschieden. Durch die Verwendung magnetisch anisotroper Dünnschichten wird die Tauglichkeit des Magnetkopfes für höhere Frequenzen verbessert.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt perspektisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes.

Fig.2 zeigt perspektivisch einen Teil des Magnetkopfes von Fig. 1.

Fig.3 zeigt perspektivisch den Magnetkopf von F i g. 1 auseinandergezogen.

Fig.4a zeigt schematisch in einer Seitenansicht den Magnetkopf mit seinem einen nach unten abgewickelten E-förmigen Kern, damit der Verlauf der Signalmagnetflüsse erkennbar wird.

Fig.4b zeigt schematisch in einer Draufsicht des Magnetkopfes den Verlauf der Verschiebemagnetflüsse.

F i g. 5 zeigt als Fabrikationsstufe in einer Seitenansicht Halbfabrikatteile des Magnetkopfes.

F i g. 6a und 6b zeigen in Schnittansichten einen Guß für die Herstellung von Halbfabrikatteilen einer anderen Ausführungsform.

F i g. 6c ist eine Schnittansicht eines solchen Halbfabrikatteils und zeigt geläppte Ebenen längs Linien 24-24' und 25-25'.

Fig.6d zeigt perspektivisch dieses Halbfabrikatteil nach dem Beschichten mit der weichmagnetischen Dünnschicht.

Der in Fig. 1 gezeigte Magnetkopf weist ein Paar von weichmagnetischen Dünnschichten auf, die von oberen Teilen 1,1' unter spitzen Winkeln, beispielsweise von 60° bis 80°, nach unten in schräge Teile 101, 101' übergehen und die Oberseiten von Außenkernen 3, 3' und die Seitenflächen eines Mittelkernes 2 magnetisch überbrücken. Zwischen den Eckkanten der spitzwinklig aufeinander zulaufenden Teile 1, Γ und 101, 101' der Dünnschichten ist ein Arbeitsspalt 4 gebildet. Die oberen Dünnschichtteile 1, Γ bilden eine Oberseite des Magnetkopfes für den Kontakt mit einem Magnetband 14, das in Längsrichtung verläuft. Der Mittelkern 2 ist zwischen die schräg nach unten verlaufenden Teile 101, 101' der Dünnschichten eingesetzt. Quer über eine Außenfläche des einen Außenkerns 3, einen dreieckigen Raum 6, der von der Oberseite 5 des Mittelkerns 2 und den nach unten verlaufenden Teilen 101, 10Γ der Dünnschichten begrenzt wird, bzw. quer über eine Außenfläche des anderen Außenkerns 3' und den dreieckigen Raum 6 sind Signalspulen 7 und T gewickelt. Die Signalspulen 7 und T sind, wie in F i g. 4a gezeigt ist, miteinander in Reihe geschaltet, so daß ein Signalfluß erzeugt wird, der quer über den Spalt 4 verläuft Die schräg nach unten verlaufenden Teile 101, 10Γ sowie enge Streifenteile der oberen Teile 1, Γ der magnetischen Dünnschichten beidseits des Spaltes 4 werden durch Dampfabscheidung bzw. durch Aufbringen auf Substraten 15 und 15' aus einer nicht-magnetischen, hitzebeständigen Substanz gebildet

Von einem Paar E-förmiger Jochteile 10 und 10' berühren die Mittelschenkel die beiden Stirnseiten des Mittelskerns 2 und berühren die äußeren Schenkel die Stirnseiten der Außenkerne 3 und 3', so daß Magnetflüsse für das Verschieben der Arbeitsstelle des Arbeitsspaltes 4 aufgeprägt werden können, indem Verschiebefeldwicklungen (Verschiebespulen) 11 bzw. W Ströme 12 bzw. 12' mit einem Sägezahnverlauf, was später noch erläutert wird, zugeführt werden.

Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, steht zwischen dem Ende 13 des Außenkerns 3 und der Oberseite 5 des Mittelkerns 2 der obere Teil der ■-, Dünnschicht 1, 101 nur mit dem nichtmagnetischen Substrat 15 in Berührung. Zwischen dem Ende 13' des Außenkerns 3' und der Oberseite 5 des Mittelkerns 2 steht der obere Teil der Dünnschicht Γ, 10Γ nur mit dem nichtmagnetischen Substrat 15' in Berührung. Der

id Arbeitsspalt 4 wird gebildet, indem ein Spaltdistanzstück 41 einer festgelegten Stärke zwischen die abgewinkelten Kantenteile der oberen Teile 1, Γ der Dünnschicht aus weichmagnetischem Material eingeführt wird.

Bei dem vorstehenden Aufbau werden die Materialen der einzelnen Teile folgendermaßen gewählt:

Der anisotrope Charakter des weichmagnetischen Materials der als Polstücke wirkenden oberen Teile 1 und der Dünnschicht sollte derart sein, daß die

2(] Richtungen der größeren Permeabilität, wie in F i g. 2 durch Pfeile gezeigt, rechtwinklig zum Aufzeichnungsspalt 4 verlaufen.

Die Außenkerne 3, 3' sollen aus weichmagnetischem Material mit ausreichend hoher Permeabilität hergestellt werden, damit die Magnetflüsse wirksam hindurchgehen können. Vorzugsweise benutzt man als Material für die Außenkerne 3, 3' ein Ferrit mit weichmagnetischem, hochpermeablen Charakter, beispielsweise heißgepreßtes Ferrit. Die weichmagnetische

in Eigenschaft ist in Übereinstimmung mit üblicher Praxis so definiert, daß die Koerzitivkraft des Materials unter 2 Oe liegt.

Der Mittelkern 2 soll aus einem magnetischen Material mit vergleichsweise niedriger Permeabilität,

r> beispielsweise zwischen 10 und 200 Oe, liegen und eine konstante Permeabilität haben. Dje Charakteristik für die konstante Permeabilität ist in Übereinstimmung mit üblicher Praxis so definiert, daß das Verhältnis aus der remanenten Induktion Br und der Sättigung bzw. der

4(i Sättigungsinduktion Bs weniger als 0,3 ist also Br/Bs<0,3. Als derartiges Material bevorzugt man einen sogenannten Staubkern bzw. Massekern oder ein pulverförmiges magnetisches Material, wie Carbonylcisen öder cine Fe-Al-Si-Legierung ~·Λ greyer ^stti-

4-j gung Bs. Ein solches Material recht geringer und konstanter Permeabilität setzt man ein, damit der Mittelkern 2 durch die Induktion nicht gesättigt wird, die durch das Paar E-förmiger Jochteile 10,10' gegeben ist. Dementsprechend erhält man in der Richtung

5(i parallel zum Spalt 4 eine lineare Verteilung der Induktion in dem Mittelkern 2, so daß dem Spalt 4 über die schräg nach unten verlaufenden Teile 101,101' der magnetischen Dünnschicht eine solche lineare Verteilung der Induktion verliehen werden kann.

Vorzugsweise wird der Abstand zwischen dem Eckkantenteil der Dünnschicht am Arbeitsspalt 4 und der Oberkante des Mittelkerns 2, der den unteren Teil 101, 101' der Dünnschicht kontaktiert kürzer gemacht als der Abstand zwischen dem Eckkantenteil der

bo Dünnschicht und dem oberen Ende 13 oder 13' des Außenkerns 3 oder 3'. Je kürzer der erstere Abstand ist desto genauer ist die lineare Verteilung der Verschiebefeldintensität längs des Arbeitsspaltes.

Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen

b5 Magnetkopfes wird anhand von Fig.4a, in der schematisch in einer Seitenansicht das eine E-förmige Jochteil 10 für eine einfachere Darstellung der Signalflüsse nach unten abgewickelt gezeigt ist und

anhand von F i g. 4b näher erläutert, in der schematisch der Magnetkopf in einer Draufsicht gezeigt ist.

Im folgenden wird das Verschieben des Aufzeichnungspunktes beschrieben. Wenn Ströme gleicher Größe den Verschiebespulen 11 und 11', die in Fig. 4b zu sehen sind, mit solchen Polaritäten zugeführt werden, daß die Verschiebeflüsse in den Mittelschenkeln die gleiche Richtung haben, wie sie durch die Pfeile und 12' gezeigt ist, gehen Magnetisierungskräfte, nämlich Bruchteile der Verschiebeflüsse, in die Dünnschichtteile to lundr.

Die von dem Strom in der Verschiebespüle 11 induzierte magnetische Feldstärke und die von dem Strom in der Verschiebespule 11' induzierte magnetische Feldstärke haben auf den oberen Teilen 1 und Γ is der Diinnsehichten, d, h, auf der Bandkontaktfläche zueinander entgegengesetzte Richtungen, wie dies in Fig.4b gezeigt ist. Somit liegt eine magnetische Feldstärke mit der einen Polarität an einem Ende des Arbeitsspaltes 4 an und nimmt an einer Stelle zwischen den beiden Enden des Arbeitsspaltes 4 in ihrem Wert auf null ab, kehrt dann die Polarität um und nimmt zu dem anderen Ende des Arbeitsspaltes 4 hin in ihrem Wert zu. Die Polarität der Magnetflüsse ändert sich an einer unsichtbaren Grenzlinie 380-380, die durch den Aufzeichnungspunkt hindurchgeht. Die Grenzlinie 380-380 kreuzt den Arbeitsspalt 4 in der Mitte der Länge des Arbeitsspaltes 4, wenn die Ströme an beiden Verschiebespulen 11 und W gleich sind. Der Verschiebemagnetfluß, der von den Strömen der Verschiebespu- jo len U und 11' erzeugt wird, wird in einer sehr schmalen Zone, welche die Grenzlinie 380-380 einschließt, null, während der Bereich außerhalb dieser schmalen Zone einen Magnetfluß mit beträchtlichem Wert von den Verschiebespulen 11 und 11' her hat. Wegen des Magnetflusses Null in der schmalen Zone hat das weichmagnetische Material der Dünnschichtteile 1 und Y in dieser Zone eine Permeabilität, die von dem Verschiebefluß nicht beeinflußt wird, während das weichmagnetische Material der Dünnschichtteile 1 und Γ in dem Bereich außerhalb der schmalen Zone durch den Verschiebemagneifluß gesättigt ist, so daß die Permeabilität des Materials sehr niedrig wird. Deshalb hat nur ein kleiner Bereich an der Kxeuzungsstelle des Arbeitsspaltes 4 mit der Grenzlinie 380-380 eine beachtliche Permeabilität.

Bei der vorstehenden Ausbildung wird der Magnetfluß des Arbeitsspaltes 4 der Dünnschichtteile 1 und Γ von Strömen in den Signalspulen 7 und T nur an der Kreuzungsstelle des Arbeitsspaltes 4 mit der Grenzlinie 380-380 erzeugt Die Grenzlinie 380-380 bewegt sich in F i g, 4b nach unten oder nach oben, was vor. der Änderung des Verhältnisses zwischen den Strömen in den Verschiebespulen 11 und 11' abhängt Deshalb bewegt sich der Umsetzungspunkt, wo die elektromagnetischen Umsetzungen der Signale erfolgen, über der Länge des Arbeitsspaltes 4. Wenn also das Magnetband 14 auf den oberen Dünnschichtteilen 1 und Γ läuft, dann kann der Umsetzungspunkt auf dem Band 14 abgetastet werden.

Im folgenden wird der Signalfluß für den Arbeitsspalt 4 näher erläutert Wie in Fig.4a gezeigt ist, ist eine Signalspule 7 so gewickelt daß sie den Außenkern 3 und zusammen damit den unteren Teil 101 der Dünnschicht umgibt Eine weitere Signalspule 7' ist so gewickelt, daß sie den Außenkern 3' und den unteren Teil 101' der Dünnschicht umgibt Diese Art des Wickeins ist vorteilhaft, da dadurch ein unerwünschter Nebenstrom durch die Außenkerne 3 und 3' und somit ein Lecken des Signalflusses zu den Außenkernen 3 und 3' unterbunden wird. Die Signalspulen 7 und T sind derart miteinander verbunden, daß, wie in Fig. 4a gezeigt ist, die von den an die Signalspulen 7 und T angelegten Signalströmen erzeugten Magnetflüsse einen Hauptmagnetfluß bilden, der durch den unteren Dünnschichtteil 101, den Arbeitsspalt 4, den unteren Dünnschichtteil 101', den Mittelkern 2 und zurück zu dem unteren Dünnschichtteil 101 geht. Außerdem wird ein abhängiger Magnetfluß gebildet, der nacheinander durch die Teile 3, 4, 3', 10 oder 10' und 3 geht. Sowohl der Hauptfluß als auch der abhängige Fluß sind bei der Umsetzung wirksam.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung noch näher erläutert, wobei noch auf die F i g. 5 und 6 eingegangen wird.

Beispiel 1

Die Außenkerne 3 und 3' und die nichtmagnetischen Substrate 15 und 15' sind, wie aus Fi g. 5 zu ersehen ist, an ihren Endteilen 13 bzw. 13' durch einen Glaskleber 16 bzw. 16' verbunden. Die Außenkerne 3 und 3' können, wie dies durch strichpunktierte Linien gezeigt ist, am Anfang U-förmig ausgebildet sein, so daß sie zunächst an ihren beiden Endteilen mit den beiden Enden der Substrate 15 bzw. 15' verbunden sind. Dann werden die unteren Teile 17,17' der Außenkerne 3 und 3' sowie die unteren Teile 18, 18' der Substrate 15 und 15' abgeschnitten, was durch ausgezogene Linien dargestellt ist. Die Substrate 15, 15' bestehen vorzugsweise aus hitzebeständigen glatten keramischen Substanzen, wie Tonerde (AI₂O₃), Forsterit (2 MgO ■ SiO₂), Steatit (MgO · SiO₂), Titanat (TiO₂) oder Bariumtitanat (BaTiO₃). Dadurch können hohe Temperaturen, beispielsweise 400° C, ausgehalten werden, da die Substrate 15, 15' während der Dampfabscheidung der weichmagnetischen Dünnschichten 1, 101, 1' und 10Γ auf einer solchen Temperatur gehalten werden sollten. Die weichmagnettschen Dünnschichten können auch auf das Substrat aufgeklebt werden, die Dampfabscheidung bzw. das Aufdampfen ist jedoch zur Bildung einer sehr dünnen Schicht mit einem feinen Streifenmuster besser.

Um eine sehr guie anisotrope Charakteristik zu erzielen, haben die weichmagnetischen Dünnschichten vorzugsweise ein sehr feines Streifenmuster, wobei die Teilung zwischen 20 und 200 μπι beträgt.

Zur Ausbildung der weichmagnetischen Dünnschichten mit einem solchen feinen Streifenmuster werden vorzugsweise folgende Schritte ausgeführt:

Das durch die ausgezogene Linie in F i g. 5 gezeigte Halbfabrikat-Halbeiement 3, 15, 16 wird mit der weichrnagnetischer. Dünnschicht beschichtet, und zwar durch Aufdampfen. Die aus der Dampfphase abgeschiedene Substanz ist beispielsweise Permalloy (Eisen-Nikkel-Legierung mit besonders weichem magnetischen Verhalten, Lueger Band 3, Seite 474) oder eine bekannte Fe-Al-Si-Legierung. Das Aufdampfen erfolgt nacheinander aus zwei Richtungen, nämlich den Richtungen, die im wesentlichen senkrecht zu den zu beschichtenden Flächen verlaufen. Das Aufdampfen erfolgt während das Substrat auf einer Temperatur von 200^eC bis 500° C gehalten wird, um die Dünnschicht 1, 101 mit einer Stärke zwischen 1 und 10 μπι, vorzugsweise zwischen 1 und 5 μηι, auszubilden. Durch dieses aufeinanderfolgende Abscheiden werden die Dünnschichten 1 und 101 an dem Eckkantenteil durchgehend ausgebildet

Dann werden nach einem photochemischen Verfahren Ätzmasken für das Streifenmuster hergestellt

welche die aufgedampften weichmagnetischen Dünnsc.'hichten abdecken. Anschließend werden die weichmagnetischen Dünnschichten geätzt, um ihnen ein Streifenmuster zu geben, wobei die Streifen in Richtung der in F i g. 2 gezeigten Pfeile verlaufen. Dann werden die aus den Teilen 3,15,1,101 bestehende linke Hälfte und die aus den Teilen 3', 15', Γ, 10Γ bestehende rechte Hälfte zusammengefügt, indem das Spalldistanzstück 41 am Arbeitsspalt 4 und der Mittelkern 2 zwischen die unteren Dünnschichtteile 101 und 101' auf den Substraten 15 und 15' eingefügt werden. Da die Substrate 15 und 15' zwischen sich einen sich verjüngenden Raum bilden, der von den Oberflächen der mit den Dünnschichten versehenen Substraten 15 und 15' begrenzt wird, und die Seitenflächen des Mittelkerns 2 mit einer solchen Verjüngung angeordnet sind, daß sie in den sich verjüngenden Raum passen, stehen die Seitenflächen des Mittelkerns 2 mit den Innenflächen des sich verjüngenden Raums lose und genau in Berührung. Durch Verwendung einer hochgenauen Einstellung der Maskenposition beim Photoätzen, wie sie bei der Herstellung von integrierten Schaltungen hohen Integrationsgrad (LSI) entwickelt wurde, ist eine Feineinstellung des geätzten Musters, bei welchem sich die kammartigen Dünnschichten 1 und 101 oder Γ oder 101' Zahn an Zahn berühren, auch auf der Basis der Massenproduktion möglich. Deshalb erhält man feine Streifen, die an den Eckkanten am Arbeitsspalt 4 abgebogen sind, und eine ausreichend kleine Umsetzstelle bzw. -zone, die beispielsweise j₀ miehrere μπι beträgt.

Durch Wickeln der Signalspulen 7 und 7' und durch das Ansetzen der E-förmigen Jochteile 10 und 10' wird der Magnetkopf, wie er in F i g. 1 gezeigt ist, vervollständigt.

Wie bereits erwähnt, werden die Außenkerne 3,3' aus Ferrit und die Substrate 15, 15' aus hitzebeständiger Keramik oder einem ähnlichen Material hergestellt. Die Substrate 15 und 15' werden mit den Außenkernen 3 und 3' durch Glas 16,16' als Bindemittel verbunden. Die Halbfabrikatelemente sind also hitzebeständig, als Ganzes thermisch stabil und bei einer erhöhten Temperatur von etwa 400° C durch Dampf abscheidung fest mit Permalloy beschichtet.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient des aufgedampften weichmagnetischen Materials sollte in der Nähe des Koeffizienten der Substrate 15,15' oder der Außenkerne 3, 3' liegen oder damit zusammenfallen, um einen langlebigen stabilen Magnetkern zu erzielen.

Empirisch wurde festgestellt, daß die Glätte der Oberflächen der Substrate 15, 15' und der Außenkerne 3, 3', auf deren Flächen die weichmagnetischen Dunnschichisn aufgedampft werden, ein bedeutender

Faktor ist, um eine kleine Koerzitivkraft und eine gute Rechteckcharakteristik der aufgedampften Dünnschicht zu erzielen. Aufgrund dieses empirischen Ergebnisses wird bevorzugt ein Material wie nichtmagnetisches, heißgepreßtes Zinkferrit verwendet.

Beispiel 2

In den F i g. 6a bis 6d sind die Stufen der Herstellung von Halbfabrikat-Halbelementen eines Magnetkopfes einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Wie aus F i g. 6a zu ersehen ist, ist ein Außenkern 3 am Boden einer Form 20 angeordnet. Auf dem Außenkern 3 wird eine Glasmasse 22 positioniert. Glimmerfolien 21 und 21' werden für das Entformen und als polsternde Zwischenschichten verwendet. Dann wird die Form in einen Ofen gebracht und über den Schmelzpunkt des Glases erhitzt, so daß das geschmolzene Glas 23' den Außenkern 3 überzieht, wie dies in Fig.6b gezeigt ist. Der Schmelzpunkt sollte über der Temperatur liegen, die für das darauffolgende Aufdampfen der weichmagnetischen Dünnschichten 1 und 101 erforderlich ist. Das Element wird dann geläppt, um Präzisionsflächen zu erzielen, wie sie durch die Linie 24-24' und durch die Linie 25-25' angedeutet sind. Der Glaskörper 23 ist sehr glatt und gegenüber einer Temperatur von 500°C hitzefest. Dann folgt das sequentielle Aufdampfen der weichmagnetischen Dünnschichten auf die erforderlichen Flächen, wie es aus F i g. 6d zu ersehen ist, während das Element auf einer Temperatur von etwa 400° C gehalten wird.

Dann werden die abgeschiedenen Dünnschichten durch nach einem bekannten photochemischen Verfahren hergestellte Ätzmasken hindurch geätzt, so daß man ein feines Streifenmuster erhält. Die Halbelemente werden dann zur Bildung eines Magneikopfes in ähnlicher Weise wie bei dem vorstehenden Beispiel zusammengefügt.

Die aufgedampften magnetischen Dünnschichten werden bei dieser Ausführungsform von der schrägen Oberfläche des kompakten Glaskörpers 23 gehalten, der starr auf den Außenkern 3, 3' aufgegossen ist. Deshalb sind die magnetischen Dünnschichten frei von Substratspannungen.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Magnetkopfes ist nicht auf ein Magnetaufzeichnungsband beschränkt, sondern auch für die Verwendung von Magnetscheiben oder Magnettrommeln geeignet Bei diesen Anwendungen kann die herkömmliche mechanische Verschiebung des Kopfes für die Spurenwahl durch Einstellungen auf verschiedene vorgegebene Werte der Verschiebeströme in den Verschiebespulen 11 und 11' ersetzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetkopf mit quer zur Bandlaufrichtung entlang eines Arbeitsspaltes verschiebbarer Aufzeichnungssteile, mit einem dreischenkligen Elektromagneten, der in zwei äußere E-förmige Jochteile, einen zwischen deren Mittelschenkeln liegenden, sich parallel zum Arbeitsspalt erstreckenden Mittelkern und zwei je zwischen zwei gegenüberliegenden Außenschenkeln der beiden Jochteile liegende massive Außenkerne aufgeteilt ist, wobei die Schenkel der E-förmigen Jochteile an die Stirnflächen des Miitelkerns bzw. der Außenkerne angedrückt sind,

mit einer Verschiebefeldwicklung auf dem Mittelschenkel eines jeden der" beiden E-förmigen Jochteile,

mit einem Paar weichmagnetischer, sättigbarer Dünnschichten als Polstückteile, die zwischen sich den Arbeitsspalt bilden und je ein an den Arbeitsspalt angrenzendes, spitzwinklig abgewinkeltes Stück mit einem oberen Teil für den Kontakt mit einem Magnetband und mit einem sich vom Arbeitsspalt von unten erstreckenden, auf einem nichtmagnetischen Träger aufgebrachten und mit dem Mittelkern in Berührung stehenden unteren Teil aufweisen, wobei um jeden unteren Teil der Polstückteile eine Signalwicklung geführt ist und die Polstückteile je mit dem Mittelkern und mit einem Außenkern des Elektromagneten in Magnetflußverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Außenkerne (3, 3') mit einem der nichtmagnetischen Träger (15,15') einen festzusammengefügten Verbundkörper bildet, wobei der Träger die Form einer vom Arbeitsspalt (4) nach unten ragenden ebenen Substratplatte (15, 15') aufweist,

daß die Dünnschichten (1, 101; Γ, 101') je durch einen Überzug der dem Magnetband zugewandten Oberfläche des zugehörigen Verbundkörpers (3,15; ίο 3', 15') und der zum Arbeitsspalt weisenden Oberfläche des nach unten ragenden Teils (15, 15') des Verbundkörpers (3,15; 3', 15') gebildet sind,
und daß die Signalwicklungen (7, 7') je um die vom Magnetband wegführenden Seitenwände des zügehörigen Verbundkörpers (3. 15; 3', 15') gewickelt sind.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratplatten (15, 15') aus Keramikmaterial gebildet sind.

3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material heißgepreßtes Zinkferrit ist.

4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratplatten (15, 15') mit den Außenkernen (3, 3') durch Glas verbunden oder verschweißt sind.

5. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Außenkerne (3, 3') einen Glaskörper (23) mit schräger Fläche aufweist, die mit &o der weichmagnetischen Dünnschicht des unteren TeUs(IOl, 101')des zugehörigen Polstücks beschichtet ist, wobei sich die Eckkante der Dünnschicht auf einer Eckkante des Glaskörpers befindet und der obere Teil der weichmagnetischen Dünnschicht (1, Γ) die Oberfläche des Glaskörpers (23) und die Oberfläche der Außenkerne (3, 3') ohne Unterbrechungbedeckt.

6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Dünnschicht (1, 101, 1', 10Γ) eine magnetisch anisotorpe aufgedampfte Schicht ist, wobei die Richtungen größerer Permeabilität senkrecht zi>m Arbeitsspalt verlaufen.

7. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weichmagnetische Dünnschicht feine Schlitze aufweist, die rechtwinklig zum Arbeitsspalt (4) verlaufen.

8. Magnetkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Schlitze einen Abstand bzw. eine Teilung von 20 bis 200 μσι haben.

9. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Außenkerne Kernkörper mit etwa U-förmiger Gestalt zwischen ihren Schenkeln mit Glas ausgegossen werden, derart, daß das Glas die Schenkeloberkanten überragt, daß die Oberfläche desjenigen Kernkörperschenkels, die später die Oberseite des Außenkerns bildet, und die Oberfläche des zwischen den Kernkörperschenkeln befindlichen Glases zu zwei spitzwinklig zueinander verlaufenden, ebenen, glatten Flächen geläppt werden, daß auf die geläppten Flächen aufeinanderfolgend die weichmagnetischen Dünnschichten aufgedampft werden, wobei die den oberen Polstückteil bildende obere Dünnschicht und die den unteren Polstückteil bildende untere Dünnschicht auf einer Glaseckkante auseinanderstoßend ausgebildet werden, daß die obere und die untere Dünnschicht mit Ätzmasken bedeckt werden, in denen sich feine Schlitze befinden, wobei die Schlitze auf der oberen und die Schlitze auf der unteren Dünnschicht an der Eckkante jeweils zusammenfallen, daß die Dünnschichten durch die Ätzmasken hindurch geätzt werden, daß vorzugsweise der der oberen Dünnschicht entgegengesetzte Kernkörperschenkel abgeschnitten wird, daß zwei solchermaßen erhaltene, mit weichmagnetischen Dünnschichten versehene Außenkerne unter Zwischenfügen eines Spaltdistan^stückes gegenüberliegend angeordnet werden, derart, daß ihre oberen Dünnschichten in einer gemeinsamen Ebene oder in einer leicht konvexen Fläche liegen, wobei in einen unterhalb des Spaltdistanzstückes gebildeten, sich nach unten hin verbreiternden freien Raum der Mittelkern eingefügt wird, daß beidseits an die Stirnseiten der Außenkerne und des Mittelkerns die mit der Verschiebewicklung versehenen E-förmigen Jochteile eingesetzt werden und daß die Signalwicklungen je um den unteren Teil der Dünnschicht und den diesem unteren Teil entgegengesetzten Teil eines jeden äußeren Pols gewickelt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Dünnschichten Permalloy abgeschieden wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Kernkörper mit einem Glas ausgegossen werden, dessen Schmeklimperatur höher ist als die Temperatur, auf welche der mit Glas ausgegossene Kernkörper während des Aufdampfens der weichmagnetischen Dünnschicht erwärmt wird.