DE3019366A1

DE3019366A1 - Magnetkopf und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3019366A1
Application number: DE19803019366
Authority: DE
Inventors: Naohiro Hanaoka
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-05-24
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE3019366C2; JPS55157122A; US4369477A

Description

Magnetkopf und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere einen Magnetkopf der zur Wiedergabe eines Magnetbandes verwendet wird, das z.B. mit einem vertikalmagnetisierenden Aufnahmesystem bespielt worden ist.

Bei einem vertikalmagnetisierenden Aufnahmesystem, bei welchem eine dünne Magnetschicht normalerweise in einer Richtung zu deren Oberfläche magnetisiert wird, wird ein Dünnschichtmagnetband mit magnetischer Anisotropie in einer Richtung normal zu deren Oberfläche als Äufnahmemedium verwendet. Bei diesem Aufnahmesystem wird die Magnetisierung des Aufnahmemediums in der Richtung normal zu deren Oberfläche ohne Selbst-Demagnetisierung durch ein Demagnetisierungsfeld bewirkt. Daher erlaubt dieses System die Aufnahme von Informationen mit einer sehr hohen Dichte, verglichen mit herkömmlichen Aufnahmesystemen mit

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horizontaler oder Oberflächenrichtung. Bei diesem vertikalen Aufnahmesystem ist das Verfahren der Aufnahme von Informationen auf einem Magnetband erheblich von demjenigen Aufnahmesystem verschieden, bei welchem eine horizontale oder oberflächengerichtete Aufnahme erfolgt. Aus diesem Grunde wurde ein Magnetkopf mit einer neuer Konstruktion als Aufnahmekopf für dieses System entwickelt. Bisher wurde jedoch ein einfacher, ringähnlicher Kopf als Wiedergabekopf verwendet.-.

. ■ ■ ■ ■ Mit dem ringähnlichen Wiedergabekopf ist jedoch die Reduktion oder Verkleinerung der Luftspaltbreite durch die Reproduktionseffizienz beschränkt. Mit den bekannten ringähnlichen Magnetköpfen treten daher Schwierigkeiten bei der Reproduktion von Informationen mit sehr kurzen Wellenlängen auf. Obwohl sogar die Hauptintension auf die Verringerung der Luftspaltbreite unter Vernachlässigung der Wiedergabeeffizienz gerichtet ist, ist es unmöglich, die Luftspaltbreite extrem schmal zu machen, was sich aus den durch die Herstelltechniken auferlegten Beschränkungen ergibt. Bei der Herstellung eines sehr schmalen Luftspaltabschnittes wird die magnetische Permeabilität des magnetischen Materials von dem Magnetkopf in einem Hochfrequenzbereich durch diesen Prozeß reduziert. Dies bedeutet, daß die Luftspaltbreite in der Praxis vergrößert wird. Mit anderen Worten, wird sogar dann, wenn ein Luftspalt eines mechanisch schmalen Umfangs lediglich produziert worden ist, die effektive Luft— spaltbreite nicht exakt so schmal wie deren Größe. Des weiteren wird die Oberflächenrauhigkeit des Luftspaltabschnittes beachtlich, wenn die Luftspaltbreite schmal gemacht wird. Diese Oberflächenrauhigkeit ist ein Paktor zur Vergrößerung der wirksamen Luftspaltbreite.

Die untere Grenze der wirksamen Luftspaltbreite, die bei bekannten Herstellungstechniken erreichbar ist, liegt ungefähr bei 1 um.

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Mit vertikalmagnetisierenden Aufnahmesystemen ist es möglich, eine sehr hohe Informationsaufnahmedichte zu erlangen· Jedoch ist es mit den bekannten ringähnlichen Wiedergabemagnetköpfen schwierig, eine wirksame Luftspaltbreite kleiner als ein Mikrometer aus den vorerwähnten Gründen zu errei^^ so daß die aufgenommenen Informationen mit sehr hoher Dichte· nicht reproduziert

■ν. werden können. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß der Frequenzbereich der Wiedergabe schmäler ist, als derjenigen der Aufnahme. Wenn eine Ausdehnung des Frequenzbereiches für die Wiedergabe beabsichtigt ist, dann treten sehr schwierige Herstellungstechniken mit den bekannten ringähnlichen Magnetköpfen auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, aus den vorerwähnten Gründen einen Magrietkopf und ein Verfahren zu dessen Herstellung für vertikalmagnetisierende Aufnahmesysteme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und der nebengeordneten Ansprüche derart zu schaffen, daß mit einer vergleichsweise einfachen Herstelltechnik die Reprodu- - zierung sehr kurzer Wellenlängen erreicht wird, und damit für dieses Verfahren ein Magnetkopf mit einem breiten Frequenzerfassungsbereich geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen*

Insbesoridere wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Magnetkopf mit der erfindungsgemäßen Konstruktion eine erste Hälfte 16 mit einem ersten Block 10 aus ferromagnetisehern Material und einem zweiten Block 12 aus nicht magnetischem Material aufweist, der mit dem ersten Block 10 verbunden ist und wobei die erste Hälfte 16 mit einer Nute 32 versehen ist, welche mindestens den zweiten Block 12 trennt. Des weiteren ist eine ferromagnetische erste Dünnschicht 18 auf einer

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1 Oberfläche der ersten Hälfte 16 ausgebildet, welche eine Oberfläche von jeder der ersten und zweiten Blökke 10 bzw. 12 enthält-und eine durch die Nute 32 definierte Einbuchtung aufweist· Eine ferromagnetisch zweite Dünnschicht 20 und eine nichtmagnetische dritte Dünnschicht 22 sind auf der ersten Dünnschicht 18 einander gegenüberliegend mit der dazwischenliegenden Ausbuchtung ausgebildet. Eine zweite Hälfte 26, die mit der ersten Hälfte 16 einen Kernblock 34 bildet, ist derart an die erste Hälfte 16 angepaßt, daß sowohl die erste, als auch die zweite und dritte Dünnschicht bzw. 20 bzw. 22 sandwichmäßig zwischen der ersten Hälfte 16 und der zweiten Hälfte 26 sind und des weiteren weist die zweite Hälfte 26 mindestens einen nichtmagnetischen Bereich gegenüber dem zweiten Block 12 und eine Nute gegenüber der Nute 32 der ersten Hälfte 16 auf. Eine magnetflußerkennende Vorrichtung 36 ist bei einem Magnetpfad vorgesehen, der durch den Kernblock 34 mit dem ersten Block 10 gebildet wird. Ein Magnetfluß, der auf einer magnetischen Potentialdifferenz basiert, wird in ein elektrisches Signal durch die magnetflußerkennende Vorrichtung 36 umgesetzt. Die magnetische Potentialdifferenz entsteht zwischen einem magnetischen Potential, das von einem magnetisch bespielten Medium 56 zu einem Bereich der ersten Dünnschicht 18 in Kontakt mit der dritten Dünnschicht 22 anliegt und einem magnetischen Potential, das von dem magnetisch bespielten Medium 56 zu der zweiten Dünnschicht 20 am Ende des Kernblocks 34 durch die Nute 32 getrennt auf der Seite des zweiten Blocks 12 anliegt.

Gemäß Fig. 11 der beigefügten Zeichnung wird die magnetische Differentialdifferenz durch den Luftspalt erzeugt oder durch die Distanz Wg zwischen der linksseitigen Endposition der oberen Dünnschicht Ie₁ und der linksseitigen Endposition der unteren Dünnschicht Daher wird ein magnetisches Muster fi^ bei einer Position aufgenommen, die durch die Distanz Wg verschoben

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wird. Die magnetischen Muster fi^ werden über die volle Bandbreite rechtwinklig zu der Transportrichtung des Bandes 56 magnetisiert. Mit anderen Worten entspricht die Distanz Wg der Luftspaltbreite in den bekannten ringähnlichen Magnetköpfen. Dieser Abstand Wg entspricht der Schichtdicke t20 der Dünnschicht 20. Mit anderen Worten wird die praktische Lösung für den Magnetkopf 54 erfindungsgemäß durch die Schichtdicke t20 bestimmt. Wie bereits erwähnt, ist es aufgrund der

jQ Schichtdicke t20 möglich, eine sehr geringe Dicke in der Größenordnung von Teilen eines Mikrons durch Filmdickensteuerung zu erreichen. Es wird daher möglich, die Reproduktion von Informationen mit kurzen Wellenlängen zu erhalten, was bei den bekannten ringförmigen Magnetköpfen in der Praxisnahezu unmöglich war.

Der ferromagnetische Dünnschichtbereich zum Erkennen der magnetischen Potentialdifferenz die auf dem Magnetband produziert worden ist, (d.h. die Dünnschicht 18«.

und die Dünnschicht 18"_2O und 20 in Fig. 11) kann durch ein passendes Verfahren, wie z.B. durch Aufsprühen aus- *' gebildet werden, bei welchem die Steuerung der Dicke relativ leicht durchgeführt werden kann. Daher sind Präzisionsmaschinentechniken, wie sie bei der Ausbildung von Luftspalten für ringähnliche Magnetköpfe notwendig sind, nicht erforderlich, so daß ein solcher Magnetkopf relativ leicht hergestellt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Dünnschichtbereich zur Erkennung der magnetischen Potentialdifferenz, die in dem Magnetband erzeugt ist, wenn notwendig, geglüht werden kann, wenn der Block in einem Zustand gemäß Fig. 4 der beigefügten Zeichnung ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Reduktion der magnetischen Permeabilität sehr schwach, verglichen mit der Reduktion entsprechend der maschinellen Bearbeitung in dem Luftspaltabschnitt bei ringähnlichen Magnetköpfen.

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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 bis 9 Ansichten zur Darstellung einer Ausführungsform des Herstellverfahrens eines magnetischen Kopfes gemäß der Erfindung; '

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung des Erscheinungsbildes eines fertigen Magnetkopfes der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist;

Fig. 11 ist eine Ansicht zur Darstellung des Weges, mit welchem mit einem vertikalen Magnetisierungsaufnahmesystem auf ein Magnetband aufgenommene Informationen durch den Magnetkopf gemäß Fig. 10 reproduziert werden können;

Fig. 12 bis 15 perspektivische Darstellungen anderer

Ausführungsformen gemäß dem Aufbau entsprechend den Fig. 6 bis 9; und

Fig. 16 die Ansicht einer Magnetkopfoberfläche mit einem Magnetkopf, der eine schräg verlaufende Nute

aufweist, die anstelle der Nut 32 gemäß Fig. 7 ausgebildet ist.

Bei der nachfolgenden Beschreibung des Herstellverfahrens für einen Magnetkopf gemäß der Erfindung und für den Magnetkopf der mit diesem Verfahren hergestellt worden ist, werden zugunsten einer kürzeren Beschreibung gleiche Teile in den dazugehörigen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen, damit dadurch auch ·" Wiederholungen vermieden werden können.

Gemäß Fig. 1 sind ein ferromagnetic eher Block 10 und ein nichtmagnetischer Block 12 vorbereitet, welche ent-

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sprechend vorbestimmten Größen aufeinander zugeschnitten sind. Für den Block 10 kann ein Oxid eines ferromagnetischen Materials (M O-Typ) wie z.B. Ferrit verwendet werden und für den Block 12 kann ein keramisches Material mit ähnlich physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Die Blöcke 10 und 12 weisen einander entsprechend schräg geschnittene Oberflächen auf, welche mit einer Verbindungsschicht 14 gemäß der Darstellung von Fig. 2 verbunden werden, um so eine recht-

]0 winklig erste Hälfte 16 einer Blockanordnung zu schaffen. Als Klebe- oder Verbindungsmittel kann Glas oder ein organisches Verbindungsmaterial verwendet werden. Es wird dann, wie in Fig. 3 dargestellt, eine ferromagnetische Dünnschicht 18 auf der oberen Oberfläche der ersten Hälfte 16 dort ausgebildet, wo der Block 16 einen größeren Bereich umfaßt als er auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite umfassen würde. Diese Schicht 18 kann beispielsweise durch Belegen, Dampfablagerung oder /luf-<s;prühen od. dgl. aufgebracht und ausgebildet werden. Als Material für die Dünnschicht 18 kann Permalloy, Sendust (5% Al, 10% Si, 85/6 Fi) amorphe \ magnetische Verbindungen und dgl. verwendet werden. Dieses Material ist wunschgemäß hoch in der Sättigung der Magnetflußdichte und der magnetischen Permeabilität.

Die äußere Oberfläche der Dünnschicht 18 ist oberflächenvergütet, um eine glatte Oberfläche zu schaffen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, werden auf der oberflächenvergüteten Dünnschicht 18 eine ferromagnetische Dünnschicht 20 und eine nichtmagnetische Dünnschicht 22 ausgebildet. Diese Dünnschicht 20 und Dünnschicht 22 können ebenfalls durch Beschichten oder Aufsprühen od. dgl. ausgebildet werden. Die Schicht 20 wird durch Verwendung einer Maske entsprechender Größe (nicht dar— gestellt) hergestellt. Gleichfalls wird die Dünnschicht 22 durch Verwendung einer Maske ausgebildet. Bei der Ausbildung der Schichten 20 und 22 wird eine Grenze oder Trennungszone 24 dazwischen mit entsprechenden

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Maskenverfahren ausgebildet. Diese Grenzzone 24 ist zur Verhinderung einer Überlappung der Dünnschichten und 22 vorgesehen. Um diese Dünnschichten auszubilden, kann entweder die Schicht 20 oder die Schicht 22 zuerst ausgebildet werden. Das Material der Dünnschicht kann das gleiche wie das der Dünnschicht 18 sein. Als Material für die Dünnschicht 22 kann z.B. Chrom (Cr) verwendet werden. Die auf der ersten Hälfte 16 ausgebildeten Dünnschichten werden, wenn notwendig, einem Temperverfahren ausgesetzt· Wenn ein Temperverfahren notwendig ist, wird z.B. für die Verbindung der Blöcke 10 und 12 ein hochschmelzendes Glas verwendet. Wenn die Dünnschiehten 18 und 20 aus Permalloy sind, wird das Temperverfahren in der folgenden Art und Weise ausgeführt. Die erste Hälfte 16 mit den Dünnschiehten 18, 20 und 22 wird auf eine Temperatur von über 1000⁰C in Wasserstoffgas aufgeheizt und dann allmählich abgekühlt. Mit dieser Temperbehandlung wird eine in dem magnetischen Material während des Herstellverfahrens erzeugte Spannung entfernt.

Die Fig. 4A und 4B stellen Seitenansichten entsprechend den Pfeilen A und B in Fig. 4 dar. Die Dicke der nichtmagnetischen Dünnschicht 22 ist mit t22 in Fig. 4A ge- kennzeichnet und die Dicke der ferromagnetischen Dünnschicht 20 ist in Fig. 4B mit t20 gekennzeichnet. In diesen Figuren ist die Dicke der ferromagnetischen Dünnschicht 18 mit ti8 gekennzeichnet. Diese Schichtdicke ti8 ist größer als einige um und sie ist wünschenswerterweise so dick als möglich. Dies deshalb, weil für den Fall, daß die Dicke ti8 so gering ist, die Glätte der Oberflache auf der Dünnschicht 18 durch die Oberflächenrauhigkeit der ersten Hälfte 16 beeinflußt wird. Die Schaffung einer großen Dicke für die Schicht ist auch vom Standpunkt der Reduzierung der magnetischen Reluktanz des magnetischen Schaltkreises um den Luftspalt herum wünschenswert· In der Praxis weist die Dünnschicht ti8 die Dicke von einigen um auf (meistfcum).

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Die Dicke t20 der Dünnschicht 20 ist andererseits sehr sqhmal; z.B. ist die Dicke wünschenswert bei einem : Halben bis einem Drittel eines Mikron. Wenn technisch möglich, kann die Schichtdicke t20 noch geringer sein (ein Zehntel eines Mikron dürfte die praktische Grenze nach unten sein). Die Dicke t22 der Dünnschicht 20 wird, soweit dies durch herkömmliche Schichtdickensteuerungen möglich ist* gleich der Schichtdicke t20 gemacht. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß eine derartige. Steue- IQ rung erwünscht ist, um die Dünnschicht 20 und die Dünnschicht 22 gleich dick bzw. dünn zueinander zu machen.

Eine zweite Hälfte 26 der Blockanordnung, die mit der ersten Hälfte zusammengesetzt werden soll, wird separat hergestellt. Wie in Fig. 5 dargestellt, hat die zweite Hälfte 26 eine rechtwinklige Form, wie die erste Hälfte 16. Wie dargestellt, wird ein nichtmagnetischer Block 28 als zweite Hälfte 26 verwendet, der zu einer vorbestimmten Größe und Form gleich den Blöcken 10 und 1.2 geschnitten wird. Der Block 28 ist beispielsweise ~ aus einem keramischen Material hergestellt. Die zweite Hälfte 26 kann jedoch eine ähnliche Struktur zu der integralen Anordnung der Blöcke 10 und 12 wie in Pig· 2 dargestellt, aufweisen. Eine Oberfläche der zweiten Hälfte 26 (untere Oberfläche in Fig. 5) ist oberflächenvergütet. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird die zweite Hälfte 26 mit der Oberfläche der Dünnschicht 20 und 22 verbunden, um die Blockanordnung 30 zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wird die oberflächenvorbereitete Oberfläche der zweiten Hälfte 26 mit den ,Oberflächen der Dünnschichten von der ersten Hälfte 16 verbunden. Für diese Verbindung kann ein organischer Klebstoff oder Bindemittel oder niedrigschmelzendes Glas verwendet werden.

Wie in Fig. 7 dargestellt, wird die Blockanordnung 30, welche einen eventuellen Kernblock dargestellt, durch

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einen Schneidevorgang geschaffen, in dem eine zentrale Nut 32.vorgesehen wird, die sich in Längsrichtung zu der Grenzzone 24 erstreckt, d.h. entlang der Grenzzone zwischen der Dünnschicht 20 und der Dünnschicht 22 und diese Nut 32 weist eine Breite auf, die größer ist als die Grenzzone 24, wodurch ein Unförmiger Kernblock 34 erzeugt wird. In Fig. 7a ist eine Ansicht dargestellt, welche die untere, erste Hälfte 16 des Kernblocks 16 zeigt, die sich durch einen Schnitt entlang der Linie 7A-7A in Fig. 7 ergibt. Der Zustand für die Ausbildung der Nut 32 wird klarer verständlich unter Bezugnahme auf Fig. 7A. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist eine Spule ,.36 auf den Zentralbereich des Kernblocks 34 gewickelt, der durch den Boden der Nut 32 bestimmt wird. Der Kernblock 34 mit der daraufgewickelten Spule 36 bildet den magnetischen Schaltkreisblock 38.

Wie in Fig. 9 dargestellt, wird der magnetische Schaltkreis 38 innerhalb eines Schutzgehäuses 42 mit einem Sicherheitsfüller 40, wie z.B. einem organischen Mittel fixiert. Vor der Sicherung mit dem Füller 40 werden die Verdrahtungsenden der Spule 36 mit den Anschlüssen 44 und 46 an deren Enden 44- und 44« befestigt. Die Anschlüsse 44 und 46 sind in einem Preßsitz an einer Isolationsplatte 48 befestigt, die in dem Schutzgehäuse 42 angeordnet ist. Sodann wird eine gekrümmte Oberfläche 50, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 9 dargestellt, durch Schleifen zu einer Magnetkopfoberfläche 50 ausgebildet, die dann in einem Reibungskontakt mit dem Magnetband steht. Durch diesen Schleifvorgang wird der Abstand Lg von der Verbindung zwischen _ den Blöcken 10 und 12 verbunden, mit der Dünnschicht 18 an die Magnetkopfoberfläche 50 angepaßt. Der Abstand Lg sollte nicht Null sein, aber er sollte auch nicht zu groß sein. Wenn der Abstand Lg zu groß gemacht wird, dann wird die magnetische Reluktanz des Magnetkreises vergrößert, wodurch die Reproduktionseffizienz verringert wird. Andererseits, wenn Lg zu klein gemacht

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wird, dann wird die Fokussierung des Luftspaltabschnittes X zu breit, so daß der Magnetfluß in Bereichen, die von dem Luftspaltabschnitt X räumlich entfernt sind, gleichsam mit eingefangen wird und so ein Rauschen entsteht«Konsequenterweise ergibt sich für diesen Abstand Lg ein bestimmter Wert. Es ist daher angebracht, wenige oder einige TO Mikrometer (20 bis 50 Mikrometer) zu wählen, obwohl das Maß von der Form und der Größe des Magnetkopfes abhängt. Vom Standpunkt der Wirksamkeit ist: das Maß für den Abstand von Lg wünschenswerterweise geringer als 200 Mikrometer· Der Abstand Lg ist wünschenswerterweise so klein als möglich, so lange die zuvor erwähnten Probleme wie z.B. das Rauschen nicht auftreten, aber in der Praxis wird ein Maß von ungefähr 50 Mikrometer bis ungefähr 200 Mikrometer ausgewählt, wobei sich diese Auswahl aus der Begrenzung ergibt, die durch die Hersteiltechniken und Probleme der Verschleißbeständigkeit des Magnetkopfes auferlegt wer-

V -■■..-.- ■■.'.

- In Fig. 10 ist die Darstellung eines Magnetkopfes 54 gezeigt, der durch die Montage einer Bandführung 52 auf der Anordnung gemäß dem Herstellprozeß nach den Fig. 1 bis 9 vervollständigt ist. Der Magnetkopf 54 gleicht einem herkömmlichen Magnetkopf für ein Zweikanalsystem, beim ersten Anschein, ist jedoch in Wirklichkeit ein Magnetkopf für ein Einkanalsystem. Fig. 11 zeigt den Magnetkopf 54 zusammen mit einem Magnetband 56 in Reibkontakt mit der Magnetkopfoberfläche 50 des Magnetkopfes 54· Die magnetische Dünnschicht 18 und die Dünnschicht 20 sind magnetisch zu einem ferromagnetischen Block 10 innerhalb des Schutzgehäuses 42 gekoppelt· Wie in Fig· 9 dargestellt, ist die Spule 36 um den Block 10 gewickelt. Daher wird ein magnetischer Fluß innerhalb des Blocks 10 erzeugt, wenn eine magnetische Potentialdifferenz zwischen der oberen Seite der Dünnschicht 18- und der unteren Seite der Dünnschichten 18₂ und 20 erzeugt wird. Da der Magnetfluß mit der Spule 36 zusammen-

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hängt, wird eine Spannung entsprechend einer Änderung der zuvor erwähnten magnetischen Potentialdifferenz an der Spule 36 erzeugt.

Die magnetische Potentialdifferenz ist ableitbar von dem Luftspalt oder dem Abstand Wg zwischen der linksseitigen Endposition der oberen Dünnschicht 18.. und der linksseitigen Endposition der unteren Dünnschicht in Pig. 11. Es wird daher ein magnetisches Muster f&l bei einer Position aufgenommen, welche durch den Abstand Wg im Hinblick auf die benachbarten magnetischen Muster jtfi verschoben wird. Die Muster fii werden über die volle Bandbreite unter rechtem Winkel zu der Transportrichtung des Magnetbandes 56 magnetisiert.

Mit anderen Worten entspricht der Abstand Wg der Luft— spaltbreite in den bekannten ringförmigen Magnetköpfen. Dieser Abstand Wg entspricht der Dicke t20 der Dünnschicht 20. Mit anderen Worten wird die praktische Auflösung des Magnetkopfes 54 gemäß der Erfindung durch die Schichtdicke t20 bestimmt. Wie oben erwähnt, ist es für die Schichtdicke t20 möglich, eine sehr geringe Dicke in der Größenordnung von Teilen eines Mikron durch Schichtdickensteuerung zu verwirklichen. Daher wird es möglich, die Reproduktion von kurzwelligen Informationen zu erreichen, welche bisher beinahe in der Praxis unmöglich mit bekannten ringähnlichen Magnetköpfen zu reproduzieren waren.

Der ferromagnetische Dünnschichtbereich zur Erkennung magnetischer Potentialdifferenzen, die auf einem Magnetband erzeugt werden oder sind (d.h. die Dünnschicht 18.. und die Dünnschicht 18„ und 20 in Fig. 11) kann durch passende Verfahren wie z.B. Aufsprühen ausgebildet werden, in dem damit die Steuerung der Dicke vergleichsweise einfach durchgeführt werden kann. Daher sind besondere Präzisionsmaschinentechniken wie für die Herstellung von ringförmigen Magnetkopfluftspalten nicht notwendig, so daß ein Magnetkopf relativ einfach her-

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gestellt werden kann.

Des weiteren kann der Dünnschichtbereich zum Erkennen der magnetischen Potentialdifferenzen die auf einem Magnetband vorhanden sind, wenn notwendig, im Zustand des Blockes wie in Fig. 4 beispielsweise dargestellt, auch getempert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Reduktion der magnetischen Permeabilität gering, verglichen mit der Reduktion gemäß einer maschinellen Bearbeitung in einem Luftspaltabschnitt eines ringförmigen Magnetkopfes.

Es ist selbstverständlich, daß die besondere Konstruktion der oben beschriebenen Ausführungsform und Darstellung in derZeichnung keiner Begrenzung für verschiedene Abänderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung unterliegt. Beispielsweise können die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Konstruktionsmerkmale durch diejenigen in den Darstellungen von den Fig. 12 bis 15 ersetzt werden. Im Falle der Fig. 12 bis 15 wird eine zweite Hälfte 16b ähnlich der ersten Hälfte 16 von Fig· 2 anstelle der zweiten Hälfte 26 in Fig. 5 verwendet. Mit anderen Worten, haben die ersten und zweiten Blockanordnungshälften 16a und 16b, die miteinander verbunden sind, gleiche Strukturen. Der Block lOb in Fig. 12 bis 15-kann entweder von nichtmagnetischem oder ferromagnetische!!! Material sein. Wenn der Block 10b ferromagnetisch ist, dann ist ein nichtmagnetischer Eckbereich 58 notwendig, wie in Fig. 15 dargestellt.

Die Tiefe Le des Eckbereichs muß nicht gleich dem zuvor erwähnten Abstand Lg sein, sollte jedoch aber auch nicht zu flach sein. Dies ist deshalb notwendig, weil für den Fall, bei dem die Spitze des Blockes 10b gut den magnetischen Fluß von dem Magnetband abfühlt, die Reproduk— tionsauflösung verschlechtert würde.

Die vorliegende Erfindung ist auch für einen Vielkanalmagnetkopf für ein Vielspursystem anwendbar. Beispiels-

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weise kann ein Zweikanalmagnetkopf durch Einsetzen von zwei magnetischen Schaltkreisblöcken ähnlich dem Block 38 in der Darstellung von Fig. 8 in Stapelanordnung hergestellt und in einem einzigen Schutzgehäuse ausgebildet werden, in deni die Magnetkopfoberfläche nach der Sicherung des Kopfblockes geschliffen wird.

Weiterhin kann die Spule 36 durch andere magnetflußaufnehmende Elemente, wie z.B. Halbleiter-Hall-Elemente ersetzt werden. Auch müssen die ersten und zweiten _rft s Blockhälften 16 und 26 (oder I6a und 16b) nicht notwendigerweise rechtwinklig sein. Darüber hinaus muß die Nute 32 nicht so ausgebildet werden, daß sie sich bis zu dem Kernbiock 34 erstreckt, sondern kann auch schrägverlaufend dazu ausgebildet werden. In diesem Falle ergibt sich ein Erscheinungsbild für den Magnetkopf in einer Ansicht, wie in Fig. 16 dargestellt, mit der zugehörigen Magnetkopfoberfläche 50.

· Sicherlich sind neben den eben erwähnten Abänderungsmöglichkeiten noch weitere Möglichkeiten für den Fachmann ausführbar, ohne daß ein erfinderisches Zutun über Umfang und Ziel der Erfindung hinausgeht.

Zusammenfassend wird daher der Magnetkopf gekennzeichnet durch eine erste Hälfte mit einem ersten Block aus ferromagnetischem Material und einem zweiten Block aus nichtmagnetischem Material, das mit dem ersten Block verbunden ist, wobei eine Nut in der ersten Hälfte mindestens den zweiten Block auftrennt und mit einer ferromagnetischen ersten Dünnschicht, die auf einer Oberfläche der ersten Hälfte ausgebildet ist und eine Oberfläche von jedem der ersten und zweiten Blöcke umfaßt und eine durch die Nut bestimmte Einbuchtung aufweist und mit einer ferromagnetisch zweiten Dünnschicht und einer nichtmagnetischen dritten Dünnschicht, die auf der ersten Dünnschicht ausgebildet sind und die

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einander gegenüberliegend mit der dazwischen befindlichen/Einbuchtung angeordnet sind und mit einer zweiten Hälfte, die einen Kernblock mit der ersten Hälfte bildet und die derart an die erste Hälfte angepaßt ist, daß die erste, die zweite und die dritte Dünnschicht sandwichförmig zwischen die erste und zweite Hälfte eingebettet sind und welche zumindest einen nichtmagnetischen Bereich aufweist, der dem zweiten Block gegenüberliegend angeordnet und mit einer Aussparung gegenüber

IQ der Nut in der ersten Hälfte ausgebildet ist und mit einer einen magnetischen Fluß erkennenden Vorrichtung, die an einem magnetischen Pfad vorgesehen ist, der durch den Kernblock einschließlich dem ersten Block gebildet wird, wobei ein Magnetfluß auf einer magnetisehen Potentialdifferenz basierend in ein elektrisches Signal durch die Magnetflußerkennungsvorrichtung umgesetzt wird, wenn die magnetische Potentialdifferenz von einem magnetisch bespielten Medium zu einem Bereich der ersten Dünnschicht in Kontakt mit der dritten Dünnschicht und ein anderes magnetisches Potential von dem magnetisch bespielten Medium zu der zweiten Dünnschicht an der Endoberfläche des Kernblockes auf der Seite des zweiten Blockes und davon durch die Nut getrennt kommt.

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Claims

P at ent ans prüche

Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopf es, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Ausbildung einer ferr©magnetischen ersten Dünnschicht (18) auf einer Oberfläche einer ersten Hälfte (16 oder 16a), die durch die Kombination von einem ersten Block (lO oder 10a) von einem ferromagnetischen Material und einem zweiten Block (12 oder 12a) von einem nichtmagnetischen Material gebildet ist,wobei diese Oberfläche eine Oberfläehe sowohl des ersten als auch zweiten Blocks enthält; und
2. Ausbildung einer ferromagnetischen zweiten Dünnschicht (20) und einer nichtmagnetischen dritten Dünnschicht (22) auf der ersten Dünnschicht (18), so daß die zweite und die dritte Dünnschicht (20 und 22) einander nicht überlappen; und
3. durch Verbindung einer zweiten Hälfte (26 oder 26b) mit der zweiten und dritten Dünnschicht (20 und 22),

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die auf der ersten Hälfte (16 oder 16a) ausgebildet sind, zur Bildung einer Blockanordnung (30), wobei die zweite Hälfte (26 oder 26b) mindestens auf derjenigen Seite nichtmagnetisch ist, welche den zweiten Block (12 oder 12a) von der ersten Hälfte (16 oder 16a) über die erste, zweite und dritte Dünnschicht (18, 20 und 22) zugewandt ist; und
4. Ausformung der Blockanordnung (30) mit einer Nut (32), welche sich entlang einer Grenzzone (24) zwischen der ersten und zweiten Dünnschicht (18 und 20) erstreckt, um einen Kernblock (34) zu bilden, wobei die Nut (32) den Endbereich der Blockanordnung (.30) auf derjenigen Seite voneinander trennt, auf welcher der zweite Block (12 oder 12a) in einer Richtung nicht parallel zu der Verbindung zwischen den ersten und zweiten Hälften (16 oder I6a und 26 oder 26b) mit einem Zwischenraum ausgebildet ist, in welchem die Grenzzone (24) enthalten ist; und
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5· das Vorsehen einer Magnetflußerkennungsvorrichtung (36) in einem magnetischen Pfad, welcher durch den Kernblock (34) einschließlich des ersten Blocks (1O oder 10a) gebildet wird; und
6. Maschinenbehandlung der Endoberfläche dieser Blockanordnung (30) oder des Kernblocks (34) die durch die Nut (32) voneiander getrennt sind, in einer Art und Weise, daß nur eine Oberfläche an dem zweiten Block (12 oder 12a) übrigbleibt, die den ersten Dünnfilm (18) fortsetzt und daß die resultierende Form der behandelten Oberfläche für einen Reibkontakt mit einem magnetischen bespielbaren Medium geeignet wird (Fig. 1 bis 10 oder Fig. 12 bis 16).

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2* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß.die Oberfläche der ersten Dünnschicht (18) vor der darauf folgenden Ausbildung der zweiten und dritten Dünnschicht (20 und 22) geschliffen wird; und * die zweite Dünnschicht (20) auf einer Hälfte der geschliffenen Oberflächenebene von der ersten Dünnschicht (18) ausgebildet wird; und daß die dritte Dünnschicht (22) auf der verbleibenden Hälfte der geschliffenen Oberflächenebene der ersten Dünnschicht (18) räumlich getrennt durch eine Grenzzone (24) derart ausgebildet wird, daß die dritte Dünnschicht (22) praktisch dieselbe Dicke wie die zweite Dünnschicht (20) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der ersten Dünnschicht (18) vor der Ausbildung der zweiten und dritten Dünnschicht (20 und 22) darauf geschliffen wird; und die dritte Dünnschicht (22) auf einer Hälfte dieser geschliffenen Oberflächenebene der ersten Dünnschicht (18) ausgebildet wird; und daß die zweite Dünnschicht (20) auf der verbleibenden Hälfte der geschliffenen Oberflächenebene von der ersten Dünnschicht (i8) räumlich davon getrennt durch eine Grenzzone (24) derart ausgebildet wird, daß die zweite Dünnschicht (20) praktisch dieselbe Dicke wie die dritte Dünnschicht (22) aufweist.

4» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Dünnschicht (18,20 und 22) durch Aufsprühen, und/ oder Aufschichten und/oder Aufdampfen ausgebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ausbildung der Biockanordnung (.30) die erste Hälfte (16 oder 16a) mit den darauf ausgebildeten ersten, zweiten und

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dritten Dünnschichten (18, 20 und 22) einer Temperbehandlung unterzogen wird.

6. Magnetkopfanordnung gekennzeichnet durch:

Eine erste Hälfte (16 oder 16a) mit einem ersten

Block (1O oder 10a) aus ferromagnetisehern Material und einem zweiten Block (12 oder 12a) aus nichtmagnetischem Material, der mit dem ersten Block (1O) IQ . verbunden ist, wobei die erste Hälfte (i6) mit einer Nut (32) ausgebildet ist, welche mindestens den zweiten Block (12) auftrennt; und

durch eine ferromagnetische erste Dünnschicht (18), j5 welche auf einer Oberfläche der ersten Hälfte (1 6 oder 16a) ausgebildet ist und eine Oberfläche sowohl von dem ersten als auch dem zweiten Block (1O oder 10a und 12 oder 12a) und eine durch die Nut (32) bestimmte Einbuchtung aufweist; und

durch eine Ferromagnetische zweite Dünnschicht (20) und eine nichtmagnetische dritte Dünnschicht (22) die auf der ersten Dünnschicht (18) einander gegenüberliegend mit der dazwischen befindlichen Einbuch- tung angeordnet sind; und durch eine zweite Hälfte (26) die mit der ersten Hälfte (16 oder 16a) einen Kernblock (34) bildet, der an die erste Hälfte derart angepaßt ist, daß die erste, zweite und dritte Dünnschicht (18, 20 und 22) zwischen der ersten und der zweiten Hälfte (16 oder 16a und 26 oder 26b) sandwichförmig zwischengelagert ist und welche mindestens einen nichtmagnetischen Bereich auf der entgegengesetzten Seite des zweiten Blocks (12 oder 12a) aufweist und welcher mit einer Nut versehen ist, die der anderen Nut (32) der ersten Hälfte (16 oder 16a) entgegengesetzt ist; und

durch eine Magnetflußerkennungsvorrichtung (36) die

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in einem magnetischen Pfad vorgesehen ist, welcher durch den Kernblock (34) einschließlich dem ersten Block (10 oder TOa) gebildet wird, wobei ein auf einer Magnetpotentialdifferenz basierender Magnetfluß ein elektrisches Signal durch diese Magnetflußerkennungsvorrichtung (36) erzeugt und die magnetische Potentialdifferenz zwischen einem magnetischen Potential entsteht, welches von einem magnetisch bespielten Medium (56) zu einem Teil der ersten Dünnschicht .(18.) in Kontakt mit der dritten Dünnschicht (22) gegeben wird und einem magnetischen Potential, welches von dem magnetisch bespielten Medium (56) an die zweite Dünnschicht (20) an dem Endbereich des Kernblocks (34) auf der Seite des zweiten Blocks (12 oder 12a) und durch eine Nut (32) davon getrennt gegeben wird.
7. Magnetkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hälfte (26 oder 26b) aus einem Material besteht, welches im wesentlichen dieselben physikali- - sehen Eigenschaften wie jenes des zweiten Blocks (12 oder 12a) aufweist.
8. Magnetkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hälfte (26 oder 26b) durch Zusammenfügung mit einem dritten Block (10b) aus einem ferromagnetischen Material und einem vierten Block (I2b) aus einem nichtmagnetischen Material gebildet wird und daß der Magnetkopf praktisch eine Struktur aufweist, die symmetrisch mit der ersten Hälfte (16 oder 16a) im Hinblick auf die erste Dünnschicht (18) ist, .-■■..
9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da-

durch gekennzeichnet, daß die erste Dünnschicht (i8) eine größere Dicke als ungefähr ein Mikron aufweist und weniger als ungefähr 10 Mikron hat und daß auch die zweite Dünnschicht (20) eine Dicke mit weniger

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als ungefähr 1 Mikron aufweist und größer als ungefähr 0,1 Mikron ist.
10. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand (Lg) entlang der ersten Dünnschicht (18) von der Bestimmung¹der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Block (1O oder 10a und 12 oder 12a) fortgesetzt zu der ersten Dünnschicht (18) zu einem Punkt in Kontakt mit dem magnetisch bespielten Medium (56) größer ist als ungefähr 10 Mikron und weniger als ungefähr 200 Mikron ist.

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