DE3421083C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Bei einem solchen Magnetkopf handelt es sich um einen der Haupt­ polmagnetisierungsart zum vertikalen Aufzeichnen von Informationen auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger. Bekanntlich sind Magnetköpfe der Hauptpolmagnetisierungsart vorteilhaft für die vertikale Aufzeichnung von Daten auf einem Aufzeichnungsträger.

In Fig. 1 ist ein typischer Magnetkopf der Hauptpolmagnetisierung zur Aufzeichnung auf einer Seite eines Aufzeichnungsträgers 3 mit einer Grundschicht 1 und einer Magnetschicht 2 gezeigt. Der Magnetkopf umfaßt einen Kern 5 aus weichmagnetischem Material mit einer Magnetisierungsspule 4, die nahe dem den magnetischen Aufzeich­ nungsträger berührenden Ende eingebettet ist, ein Schutz­ teil 6 aus nichtmagnetischem Material, das am oberen Teil des Kerns 5 befestigt ist, und eine magnetische Dünn­ schicht 7, die zwischen sich gegenüberliegenden Oberflä­ chen zweier Hälften des Kerns 5 sowie des Schutzteils 6 vorgesehen ist. Eine bereits konzipierte Methode zur Er­ zeugung des Magnetkopfs ist in den Fig. 2(a) bis 2(e) ge­ zeigt. Eine Nut 9 ist in der oberen Oberfläche eines Kernmaterials 8 gebildet, das aus weichmagnetischem Mate­ rial wie Ferrit, Sendust, laminiertem Permalloy oder der­ gleichen besteht und die Form eines Stabes mit Rechteck­ querschnitt aufweist (Fig. 2(a)). Die Oberfläche des die Nut 9 enthaltenden Kernmaterials 8 wird dann gemäß Fig. 2(b) abgeschrägt und es wird ein Körper aus einem Mate­ rial 10 über der abgeschrägten Oberfläche angeordnet, der eine planare obere Oberfläche bildet, wie dies in Fig. 2(c) gezeigt ist. Der Körper aus dem Material 10 dient der Erzeugung des Schutzgebildes oder Schutzteils 6 und besteht aus einem abriebfesten, nichtmagnetischen Mate­ rial wie Keramik, Glas, einem zusammengesetzten Material aus Kohlenstoff und Metall oder dergleichen, das an die abgeschrägte Oberfläche geheftet ist, und zwar mittels geschmolzenen Glases oder dergleichen. Dann wird eine Oberfläche 12 der Kombination 11 aus dem Kernmaterial 8 und dem planaren Material 10, auf der eine den Hauptpol bildende magnetische Dünnschicht 7 gebildet werden soll, geschliffen. Und auf dieser Oberfläche 12 wird eine magne­ tische Dünnschicht 7 aus beispielsweise Permalloy oder amorphem Kobalt-Zirkonium aufgebracht, und zwar mittels eines Verfahrens des Aufdampfens, Zerstäubens, Plattierens oder dergleichen. Die solchermaßen erzeugte Kombination 11 mit der magnetischen Dünnschicht 7 wird da­ nach einer Vergütungs- oder Annealbehandlung unterzogen und es wird die in Fig. 2(d) gezeigte Struktur gebildet. Dann wird eine weitere Kombination 13, die den Herstel­ lungsschritten gemäß Fig. 2(a) bis 2(c) unterzogen worden ist, mit der Kombination 11 verbunden (Fig. 2(e)). Das durch diese Verbindung erhaltene Produkt wird auf den oberen Oberflächen des planaren Materials 10 geschliffen, um die gekrümmte Oberfläche des Schutzteils 6 zu bilden, wie es in Fig. 2(e) mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist. Das längliche Produkt wird dann in scheibenförmige Stücke geschnit­ ten, die je eine gewünschte Dicke aufweisen, und in die Nut des Kerns 5 eines jeden Stücks wird eine Magnetisie­ rungsspule 4 gewickelt, um einen Magnetkopf zu bilden.

Nun muß aber die Kombination 11 nach dem Aufbringen der magnetischen Dünnschicht 7 vergütet bzw. der Annealbehand­ lung unterzogen werden und diese Annealbehandlung erhöht die Entmagnetisierungskraft des weichmagnetischen Kernma­ terials 8, so daß dessen Eigenschaften verschlechtert werden.

Ein ähnlicher Magnetkopf ist aus der US-PS 43 83 284 bekannt. Diese zeigt einen Magnetkopfkörper mit einem Mittelschenkel, der einen Kern aus weichmagnetischem Material darstellt, und zwei Seitenschenkel aus nicht-magnetischem Material wie Glas oder Keramik. Auf einen Teilbereich des magnetischen Mittel­ schenkels ist eine magnetische Dünnschicht aufgebracht. Diese muß nach dem Aufbringen auf den weichmagnetischen Mittelschenkel der bereits erwähnten Vergütungsprozedur unter­ zogen werden, bei welcher die magnetischen Eigenschaften des weichmagnetischen Mittelschenkels beeinträchtigt werden.

Aus Fig. 4 der DE-OS 32 31 286 ist ein Magnetkopf der ein­ leitend angegebenen Art bekannt, bei welchem auf eine Stirn­ fläche eines eine elektromagnetische Spule tragenden Magnet­ kerns ein nicht-magnetisches Gebilde aufgesetzt ist, das sich aus zwei symmetrischen Teilen zusammensetzt, zwischen denen sich eine magnetische Dünnschicht befindet, deren eine Stirn­ fläche auf der Stirnfläche des Magnetkerns aufgesetzt ist und deren andere Stirnfläche zum Aufzeichnungsträger weist. Die Vergütungsprozedur der auf das nicht-magnetische Gebilde aufgedampften magnetischen Dünnschicht kann durchgeführt werden, bevor die Verbindung mit dem Magnetkern hergestellt wird. Dadurch braucht der Magnetkern durch die Vergütungs­ prozedur nicht beeinträchtigt zu werden.

Diese bekannte Struktur führt allerdings dazu, daß die Be­ rührungsfläche zwischen der magnetischen Dünnschicht und dem Magnetkern auf die eine Stirnfläche der magnetischen Dünn­ schicht begrenzt ist, also auf eine äußerst geringe Fläche. Dies führt zu einem hohen magnetischen Widerstand des Magnet­ kopfes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Magnetkopf der eingangs angegebenen Art eine Verringerung des magnetischen Widerstandes zu erreichen.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 1 und 3 ange­ geben, die gemäß den Ansprüchen 2 bzw. 4 vorteilhaft weiter­ gebildet werden können.

Bei der Lösung gemäß Anspruch 1 kann die Berührungsfläche zwischen magnetischer Dünnschicht und Magnetkern auf die gesamte Stirnfläche des Mittelschenkels des Magnetkerns er­ streckt werden. Dies führt zu einer enormen Herabsetzung des magnetischen Widerstandes zwischen Magnetkern und mag­ netischer Dünnschicht.

Bei der Lösung gemäß Anspruch 3 findet eine Berührung zwischen magnetischer Dünnschicht und Magnetkern nicht nur an der Stirnfläche der magnetischen Dünnschicht sondern zusätzlich auf der gesamten vertikalen Stufenfläche des Mittelschenkels statt. Dadurch ist auch bei dieser Lösung die Berührungsfläche zwischen Magnetkern und magnetischer Dünnschicht enorm erweitert worden, was wieder zu einer ent­ sprechenden Verringerung des magnetischen Widerstandes zwischen Kern und magnetischer Dünnschicht führt.

Mit der Erfindung ist somit ein vertikal aufzeichnender Magnet­ kopf des Hauptpolmagnetisierungstyps verfügbar gemacht worden, bei dem nicht nur die Entmagnetisierungskraft des Kernmaterials reduziert worden ist sondern dessen magnetischer Widerstand auch vergleichsweise klein ist.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Magnetkopfs, der dem in Fig. 4 der DE-OS 32 31 286 gezeigten Magnetkopf ähnlich ist;

Fig. 2(a) bis 2(e) Darstellungen von Herstellungsschrit­ ten des Magnetkopfs nach Fig. 1;

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer ersten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein nichtmagnetisches Gebilde, das bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 5(a) und 5(b) Darstellungen von Herstellungsschritten für einen Magnetkern, der für die in Fig. 3 ge­ zeigte Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Darstellung eines Herstellungsschritts für ein nichtmagnetisches Gebilde, das bei der zwei­ ten Ausführungsform verwendet wird; und

Fig. 8(a) und 8(b) Darstellungen von Herstellungsschrit­ ten für einen Magnetkern, der bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Fig. 3 bis 5(b) beschrieben.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt ein Magnetkopf, der diese Ausführungsform der Erfindung bildet, einen Magnet­ kern 5 mit einer Oberfläche, die mit einem Mittelschenkel 5 a und zwei Seitenschenkeln 5 b und 5 c, die durch zwei Nu­ ten 9 voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, sowie eine elektromagnetische Spule 4, die in die Nuten 6 einge­ bettet ist, ein Schutzteil 6 aus nichtmagnetischem Mate­ rial, das an der zuvor erwähnten Oberfläche des Magnet­ kerns 5 befestigt ist, und magnetische Dünnschichten 7 und 7 a, die als ein Hauptmagnetpol dienen. Die Dünnschicht 7 erstreckt sich vertikal zur oberen Oberfläche des Mittel­ schenkels 5 a, während die Dünnschicht 7 a sich horizontal in Berührung mit der oberen Oberfläche des Mittelschenkels 5 a erstreckt. Beide Seitenoberflächen des Schutzteils 6 sind in gekrümmte Form gebracht, um eine glatte Berührung des Schutzteils 6 mit einem Aufzeichnungsträger 3 zu ermög­ lichen.

Der Magnetkopf des zuvor beschriebenen Aufbaus kann auf folgende Weise hergestellt werden. Eine magnetische Dünnschicht 7 aus Permalloy, amorphem Kobalt-Zirkonium oder dergleichen wird auf einer Seitenoberfläche eines planaren Stabes 10 aus abriebfestem, nichtmagnetischem Material wie Keramik, Glas, einem zusammengesetzten Material aus Kohlenstoff und Metall oder dergleichen mittels Aufdampfens, Aufstäubens, Plattierens oder der­ gleichen erzeugt. Der Stab 10, auf dem auf solche Weise eine magnetische Dünnschicht 7 aufgebracht worden ist, wird dann mit einem anderen Stab 14 desselben Materials und derselben Konfiguration zusammengeheftet, und zwar mittels eines Haftmittels, wie Glas. Die magneti­ sche Dünnschicht 7 a wird dann auf der unteren Oberfläche der Stäbe 10 und 14 in gleicher Weise, wie sie für die Dünnschicht 7 beschrieben worden ist, erzeugt, und zwar derart, daß sich die Dünnschicht 7 a horizontal erstreckt, während sie in Berührung mit der Dünnschicht 7 gehalten wird (Fig. 4). Die zusammengefügten Stäbe 10 und 14, die solchermaßen mit den Dünnschichten 7 und 7 a versehen wor­ den sind, werden dann einem Annealprozeß unterzogen.

Andererseits werden auf der oberen Oberfläche eines Recht­ eckstabs 8 aus Ferrit, Sendust (Legierung aus 84,5% Fe, 9,7% Si, 5,8% Al), laminiertem Permalloy (Legierung aus 78,5% Ni, 21,5% Fe) oder dergleichen ein Mittelschenkel 5 a und zwei Seitenschenkel 5 b und 5 c gebildet, die durch Nuten 9 voneinander getrennt sind, wie dies in Fig. 5(a) gezeigt ist. Die Höhe des Mittelschenkels 5 a ist etwas niedriger als die der Seiten­ schenkel 5 b und 5 c . Der kernbildende Stab 8 wird dann in Scheiben gewünschter Dicke geschnitten, und in die Nuten 9 eines jeden Scheibenstücks wird eine elektromagneti­ sche Spule 4 eingesetzt.

Ein solchermaßen erzeugter Magnetkern 5 wird dann auf der unteren Seite des Schutzteils 6 positioniert, das gemäß vor­ ausgehender Beschreibung erzeugt und in Scheiben mit ei­ ner Dicke gleich der des Magnetkerns 5 geschnitten worden ist, und der Magnetkern 5 und das Schutzteil 6 werden mittels eines Haftmittels, wie Glas, aneinander befestigt. In diesem Fall wird die im mittleren Bereich des Schutz­ teils 6 erzeugte magnetische Dünnschicht 7 a in eine Po­ sition gebracht, in der sie über dem Mittelschenkel 5 a des Magnetkerns 5 liegt, um die Kontaktfläche zwischen dem Magnetkern 5 und den magnetischen Dünnschichten 7 und 7 a zu erweitern. Die Seitenoberflächen des Schutzteils 6 werden dann in gekrümmte Formen gebracht, wie dies in Fig. 5(b) durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, indem das Schutzglied 6 einem Schleifprozeß unterzogen wird.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Erfin­ dung weist den Vorteil auf, daß die Kontaktfläche zwi­ schen den magnetischen Dünnschichten 7 und 7 a und dem Magnetkern 5 erweitert ist und damit der magnetische Wi­ derstand des Magnetkopfs verringert ist.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Fig. 6 bis 9 beschrieben. Dabei sind Teile, die Tei­ len in den Fig. 3 bis 5 gleichen, mit gleichen Bezugs­ zeichen gekennzeichnet. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt der Magnetkopf einen Magnetkern 5, der auf seiner Oberflä­ che mit einem Mittelschenkel 5 a und zwei Seitenschenkeln 5 b und 5 c ausgebildet ist. Beidseits des Mittelschenkels 5 a sind zwei Nuten 9 gebildet, um den Mittelschenkel 5 a von den Seitenschenkeln 5 b und 5 c zu trennen. Der Mittel­ schenkel 5 a weist einen gestuften Bereich 15 auf, der zwi­ schen einem hochliegenden Bereich 15 a und einem niedrig­ liegenden Bereich 15 b gebildet ist. Eine elektromagneti­ sche Spule 4 ist in den Nuten 9 eingebettet. Ein Schutz­ teil 6 aus nichtmagnetischem Material ist an dem Magnet­ kern 5 befestigt. Das Schutzteil 6 weist einen gestuften Bereich 16 auf, der zu dem gestuften Bereich 15 komple­ mentär ist und auf diesen paßt, wie es in Fig. 8(b) gezeigt ist. Eine als Hauptmagnetpol benutzbare magnetische Dünn­ schicht 7 ist vertikal längs des gestuften Bereichs 16 des Schutzteils 6 aufgebracht. Der untere Bereich der magnetischen Dünnschicht 7 berührt den Magnetkern 5 am gestuften Bereich 15 des Mittelschenkels 5 a. Beide Sei­ tenoberflächen des Schutzteils 6 sind in gekrümmte Form gebracht, um eine glatte Berührung des Schutzteils 6 mit einem Aufzeichnungsträger 3 sicherzustellen.

Der die zweite Ausführungsform der Erfindung bildende Magnetkopf kann mit Herstellungsschritten erzeugt werden, die denen gleichen, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden sind, bei der die magnetische Dünnschicht 7 auf einer Seitenoberflä­ che des planaren Stabs 10 mittels Aufdampfens, Aufstäu­ bens, Plattierens oder dergleichen niedergeschlagen wird (Fig. 4). Der planare Stab 10, auf dem auf diese Wei­ se die magnetische Dünnschicht 7 aufgebracht worden ist, wird dann einem Annealprozeßschritt unterzogen. Ein wei­ terer Stab 14, der aus demselben Material wie der planare Stab 10 gemacht ist, jedoch eine geringere Dicke als der Stab 10 aufweist, wird unter Verwendung eines Haftmittels wie Glas oder dergleichen an der auf dem planaren Stab 10 gebildeten magnetischen Dünnschicht 7 befestigt. Auf die­ se Weise wird der gestufte Bereich 16 entlang dem Ver­ bindungsbereich zwischen den beiden Stäben 10 und 14 er­ zeugt (Fig. 7), während ein unterer Bereich der magneti­ schen Dünnschicht 7 freiliegt.

Andererseits werden ein Mittelschenkel 5 a und zwei Seiten­ schenkel 5 b und 5 c auf einer Oberfläche eines kernbilden­ den Stabs 8 aus weichmagnetischem Material gebildet. Zwei Nuten 9 werden beidseits des Mittelschenkels 5 a ausgebil­ det, um den Mittelschenkel 5 a von den Seitenschenkeln 5 b und 5 c zu trennen. Der hochliegende Bereich 15 a, der nie­ drigliegende Bereich 15 b und der zwischen den beiden Be­ reichen 15 a und 15 b definierte gestufte Bereich 15 wer­ den auf der Außenoberfläche des Mittelschenkels 5 a gebil­ det, wie es in Fig. 8(a) gezeigt ist. Der kernbildende Stab 8 wird dann in Scheiben gewünschter Dicke geschnit­ ten und in die Nut des Scheibenstücks wird eine elektro­ magnetische Spule 4 eingesetzt.

Auf der oberen Oberfläche des solchermaßen hergestellten Magnetkerns wird dann das Schutzteil 6, das gemäß obiger Beschreibung hergestellt worden und in eine Dicke gleich derjenigen des Magnetkerns 5 geschnitten worden ist, pla­ ziert und dort unter Verwendung eines Haftmittels, wie Glas, befestigt. Im befestigten Zustand ist die magneti­ sche Dünnschicht 7, die etwa in der Mittenposition des nichtmagnetischen Schutzteils 6 vorgesehen ist, so auf dem freiliegenden Mittelschenkel 5 a plaziert, daß sich der untere Bereich der Dünnschicht 7 zum niedrigliegenden Bereich 15 b des gestuften Bereichs 15 erstreckt. Als Fol­ ge davon ist die Kontaktfläche zwischen dem Magnetkern 5 und der magnetischen Dünnschicht 7 vergrößert. Schließlich werden die Seitenoberflächen des Schutzteils 6 mit Hilfe eines Schleifvorgangs in gekrümmte Formen gebracht, wie es in Fig. 8(b) gestrichelt gezeigt ist.

Mit dem zuvor beschriebenen Aufbau des Magnetkopfs kann man den magnetischen Widerstand des Magnetkopfs reduzie­ ren, und zwar aufgrund der großen Kontaktfläche, die zwi­ schen der magnetischen Dünnschicht 7 und dem Magnetkern 5 geschaffen ist.

Claims (4)

1. Magnetkopf zur Vertikalaufzeichnung auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger mittels eines Hauptpols, mit einem eine elektromagnetische Spule (4 ) tragenden Magnet­ kern (5) und einem auf dem Magnetkern (5) befestigten nicht­ magnetischen Gebilde (6), das mit einer vertikal zum Auf­ zeichnungsträger (2, 3) ausgerichteten magnetischen Dünn­ schicht (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (5) einen die Spule (4) tragenden Mittel­ schenkel (5 a) und Seitenschenkel (5 b, 5 c) aufweist und daß die magnetische Dünnschicht (7, 7 a) einen horizontal zum Aufzeichnungsträger (2, 3) ausgerichteten Bereich (7 a) aufweist, der auf dem freien Ende des Mittelschenkels (5 a) aufliegt und von dem der vertikal ausgerichtete Bereich (7) hochsteht.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschenkel (5 a) um eine der Dicke des horizontal ausgerichteten Teils der Dünnschicht (7 a) entsprechenden Betrag kürzer als die Seitenschenkel (5 b, 5 c) ist.

3. Magnetkopf zur Vertikalaufzeichnung auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger mittels eines Hauptpols, mit einem eine elektromagnetische Spule (4) tragenden Magnet­ kern (5) und einem auf dem Magnetkern (5) befestigten nicht­ magnetischen Gebilde (6), das mit einer vertikal zum Auf­ zeichnungsträger (2, 3) ausgerichteten magnetischen Dünn­ schicht (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (5) einen die Spule (4) tragenden Mittel­ schenkel (5 a) und Seitenschenkel (5 b , 5 c) aufweist, daß das freie Ende des Mittelschenkels (5 a) mit einer Stufe (15) versehen ist und daß die Dünnschicht (7) an der vertikal ausgerichteten Stufenfläche des Mittelschenkels (5 a) anliegt.

4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Gebilde (6) aus abriebfestem Material besteht und seine mit dem Aufzeichnungsträger (2, 3) in Berührung kommenden Oberflächen gekrümmt sind.