DE3447700C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Wandlerkopf
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft
insbesondere solche Wandlerköpfe, die aus verschiedenen
magnetischen Materialien, wie z. B. ferromagnetischen
Oxiden und ferromagnetischen Metallen bestehen. Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines
magnetischen Wandlerkopfes.
Magnetbänder, die als Aufzeichnungsmedium in Videobandgeräten
(VTRs) verwendet werden, besitzen bei großer Aufzeichnungsdichte
eine relativ große Remanenz Br (Restflußdichte)
und eine hohe Koerzitivfeldstärke Hc. Diese Magnetbänder,
die beispielsweise metallische Magnetbänder sein
können, bei denen auf einem nichtmagnetischen Substrat mit
Hilfe eines Binders ein metallisches magnetisches Pulver
zur Bildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht aufgebracht
ist, werden zunehmend verwendet.
Wird ein magnetischer Wandlerkopf im Zusammenhang mit einem
derartigen Metallmagnetband eingesetzt, so muß die
magnetische Feldstärke des magnetischen Spalts des Wandlerkopfs
erhöht werden, um diese an die hohe Koerzitivfeldstärke
Hc des Metallmagnetbandes anzupassen. Weiterhin
ist es erforderlich, die Spurbreite des magnetischen
Wandlerkopfs (Magnetwandlerkopfs) mit steigender Aufzeichnungsdichte
zu vermindern. Es sind bereits verschiedene
magnetische Wandlerköpfe entwickelt worden, die diesen
Forderungen Rechnung tragen. Ein magnetischer Wandlerkopf
mit einer schmalen Spurbreite ist beispielsweise in Fig. 1
gezeigt. Der Hauptteil dieses magnetischen Wandlerkopfs
besitzt zwei Schichten 1A, 1B aus Glas oder einem ähnlichen
nichtmagnetischen Material, zwischen denen ein dünner
ferromagnetischer Metallfilm 2 zentral angeordnet
ist, der eine Dicke aufweist, die gleich der Spurbreite
ist. Dieser dünne ferromagnetische Metallfilm 2 wird dadurch
erhalten, daß eine Legierung mit hoher Permeabilität,
wie z. B. eine Fe-Al-Si-Legierung (Sendust) auf der nichtmagnetischen
Materialschicht 1A in Form einer Kernhälfte
durch Niederschlag im Vakuum, beispielsweise durch Sputtern,
aufgebracht wird. Während die Spurbreite auf diese
Weise relativ klein gehalten werden kann, wird der Weg des
magnetischen Flusses nur durch den dünnen ferromagnetischen
Metallfilm 2 bestimmt, so daß sich ein nur geringer
Betriebswirkungsgrad aufgrund des relativ hohen magnetischen
Widerstands (Reluktanz) ergibt.
Der dünne Metallfilm 2 wird, wie bereits erwähnt, zur Erzielung
einer Filmdicke, die gleich der Spurbreite ist,
durch Vakuumniederschlag, z. B. durch Sputtern, hergestellt.
Aufgrund der relativ geringen Niederschlagsrate,
die beim Vakuumniederschlag erreichbar ist, wird zur Bildung
eines magnetischen Wandlerkopfs eine beträchtliche
Zeit benötigt. Da andererseits der dünne Metallfilm 2 auf
einer relativ großen Fläche aufgebracht werden muß, können
nur relativ wenige Exemplare innerhalb einer Sputtereinheit
angeordnet werden. Eine wirtschaftliche Herstellung
großer Stückzahlen derartiger magnetischer Wandlerköpfe
läßt sich somit nicht erreichen. Darüber hinaus müssen
die Metallfilme 2 mit extrem geringer Filmdicke zur
Bildung des magnetischen Spalts des magnetischen Wandlerkopfs
so positioniert werden, daß ihre Stirnseiten einander
gegenüberliegen und Kontakt miteinander haben. Die
Größe des magnetischen Spalts läßt sich auf diese Weise
nur ungefähr einstellen, so daß nur eine verminderte Betriebssicherheit
erreicht wird.
Der in Fig. 2 dargestellte magnetische Wandlerkopf ist so
hergestellt, daß zur Erhöhung der magnetischen Feldstärke
innerhalb des magnetischen Spalts ferromagnetische dünne
Metallfilme 4, z. B. Sendust-Filme, auf einen magnetischen
Spalt bildende Oberflächen von Kernhälften aus ferromagnetischem
Oxid durch Vakuumniederschlag, z. B. durch Sputtern,
aufgebracht sind. Die Kernhälften 3 sind mit Hilfe
von Glas 5 miteinander verbunden. Zwar ist der magnetische
Widerstand des magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 2,
der aus verschiedenen magnetischen Materialien besteht,
geringer als derjenige des in Fig. 1 gezeigten magnetischen
Wandlerkopfs, seine Wiedergabequalität ist jedoch
aufgrund von Wirbelstromverlusten vermindert, da die dünnen
Metallfilme 4 in einer Richtung normal bzw. senkrecht
zum Weg des magnetischen Flusses geformt sind. Ferner können
zusätzliche Spalte zwischen den ferromagnetischen Oxidkernen
3 und den dünnen Metallfilmen 4 entstehen, so daß
sich hierdurch eine weitere Verminderung der Betriebszuverlässigkeit
des magnetischen Übertragungskopfs ergibt.
Bei einem weiteren bekannten magnetischen Wandlerkopf aus
verschiedenen magnetischen Materialien ist die die magnetische
Lücke bildende Oberfläche gegenüber der Oberfläche
des ferromagnetischen Metallfilms geneigt. In Fig. 3 ist
beispielsweise die Draufsicht auf eine mit einem Magnetband
in Kontakt stehende Oberfläche eines magnetischen
Wandlerkopfs dargestellt, der in der japanischen Patentanmeldung
JP 58-1 55 513 A näher beschrieben ist.
Der magnetische Wandlerkopf nach Fig. 3 besitzt Kernhälften
oder Kernelemente 150, 151, die aus ferromagnetischen
Oxiden bestehen, beispielsweise aus Mn-Zn-Ferrit. Ferromagnetische
dünne Metallfilme 155, 156, wie z. B. Sendust-
Filme (Fe-Al-Si-Legierungen), sind an beiden Seiten von
keilförmig ausgebildeten Ferritteilen 153, 154 aufgebracht,
deren Spitzen aufeinander zu und auf eine einen
magnetischen Spalt 152 bildende Oberfläche gerichtet sind.
Als Verstärkung ist ein Glasmaterial 157 vorgesehen. Der
magnetische Spalt des magnetischen Wandlerkopfs wird durch
die dünnen Metallfilme 155, 156 gebildet, die in der Nähe
der Endspitzen der aufeinander zu weisenden Ferritteile
153, 154 niedergeschlagen sind. Bei diesen Metallfilmen
155, 156 aus ferromagnetischem Material ist die Wachstumsrichtung
der säulenförmigen Kornstruktur an den Endspitzen
der aufeinander zu weisenden Ferritteile 153, 154 von derjenigen
an den geneigten Flächen der Ferritteile 153, 154
verschieden. An diesen geneigten Flächen verläuft die Kristallstruktur
parallel bzw. gleichförmig mit einem konstanten
Winkel relativ zu diesen Seiten, wohingegen die Kristallstruktur
an den Endspitzen der Ferritteile 153, 154
fächerförmig ausgebildet ist. Die Kristalle sind dabei in
Richtung ihrer Endspitzen voneinander gespreizt. Dies hat
zur Folge, daß die magnetische Permeabilität der ferromagnetischen
dünnen Metallfilme 155, 156 an den Endspitzen
der Ferritteile 153, 154 absinkt, so daß sich dadurch die
Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften des magnetischen
Wandlerkopfs verschlechtern.
Bei der Herstellung der dünnen ferromagnetischen Metallfilme
durch Vakuumniederschlag auf ein Ferritsubstrat ist
es daher zweckmäßig, den Oberflächenzustand z. B. der Ferritsubstratoberfläche
zu berücksichtigen, der das Kristallwachstum
beeinflußt.
Im allgemeinen hängt das Kristallwachstum eines dünnen magnetischen
Films, der durch Niederschlag im Vakuum gebildet
wird, in mehr oder weniger starker Weise von den Unterlagebedingungen
ab. Neben der Kristallstruktur des Substrats
und eines eventuell vorhandenen Unterlagefilms,
der auf dem Substrat mit extrem geringer Dicke aufgebracht
ist, spielen auch die geometrische Ausbildung und die
Gleichförmigkeit der Substratoberfläche eine erhebliche
Rolle.
Die Fig. 4A zeigt eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme
(SEM-Aufnahme) eines Doppelschicht-Sendust-Films, der durch
Sputtern auf einem Ferritsubstrat erzeugt worden ist, wobei
zwischen den Sendust-Schichten eine 50 nm (500 Å) dicke
Schicht aus SiO₂ liegt. Diese Fig. 4A zeigt im Vergleich
zu einer anderen SEM-Aufnahme nach Fig. 5A den Einfluß der
Ferritsubstratoberfläche auf die Filmbildung. Die Fig. 4B
und 5B sind lediglich Skizzen, die jeweils die wesentlichen
Strukturen in den Aufnahmen nach den Fig. 4A und 5A
zeigen.
In Fig. 4A ist ein Sendust-Film auf einer ebenen Oberfläche
eines Ferritsubstrats aufgebracht. Die Sendust-Filmoberflächen
159A, 159B auf der ebenen Substratoberfläche
sind gleichförmig. Auch das Wachstum der säulenförmigen
Kornstrukturen der Kristalle in den Bereichen 160A, 160B
der Sendust-Filme ist gleichförmig und verläuft senkrecht
zur Filmfläche bzw. parallel zur Dickenausbreitung der
Filme. Der Bruchbereich nach Fig. 4A umfaßt nicht nur die
Sendust-Filme, sondern auch das Ferritsubstrat. Dieser
Bruchbereich wurde unter einem schrägen Winkel mit Hilfe
eines Rasterelektronenmikroskops aufgenommen. Auf dem Bereich
des Ferritsubstrats 161 liegt der Bereich 160A der
ersten Sendust-Schicht, an den sich der Bereich 160B der
zweiten Sendust-Schicht anschließt. Die Filmoberflächen
159A, 159B gehören jeweils zu der ersten bzw. zu der zweiten
Sendust-Schicht. Die auf der Oberfläche 159B der zweiten
Sendust-Schicht erscheinenden dünnen Linien stammen
von Mikrolinien-Verunreinigungen auf der polierten Oberfläche
der Ferritsubstratscheibe, die zwar den Aufbau der
Sendust-Filme, nicht jedoch deren magnetische Permeabilität
beeinflussen. Die Fig. 4A, 4B stellen Umkehrbilder
dar, derart, daß die Ober- und Unterseiten miteinander vertauscht
sind.
In Fig. 5A ist ein Sendust-Film dargestellt, der auf einer
unregelmäßigen Oberfläche eines Ferritsubstrats aufgebracht
ist. Seine Kornstruktur ist unregelmäßig aufgrund
eines unregelmäßigen Kristallwachstums, das nicht beobachtet
wird, wenn der Kristall auf einer glatten ebenen
Oberfläche aufwächst. Auch die Richtung der säulenförmigen
Kristallstrukturen ist nicht überall parallel, wie
beispielsweise im Bereich 163 des Sendust-Films zu sehen
ist. An den hervorstehenden Teilen des Ferritsubstrats
sind die säulenförmigen Kristallstrukturen vielmehr voneinander
gespreizt und fächerförmig zueinander angeordnet.
Die vorliegende SEM-Aufnahme zeigt nicht nur die Bruchkante
des Sendust-Films, sondern auch die des Ferritsubstrats.
Die Aufnahme der oberen Seite wurde aus einer schrägen
Richtung gemacht. Dabei liegt ein Sendust-Filmbereich 163
auf einem Ferritsubstratbereich 164. Eine Grenzlinie 164A
zwischen den Bereichen 163 und 164 gibt den Verlauf eines
vorspringenden Bereichs auf der Ferritsubstratoberfläche
an.
Der Sendust-Film ist auf dem Ferritsubstrat angeordnet,
welches Vertiefungen und Vorsprünge aufweist und die Richtung
der säulenförmigen Kristallstrukturen bestimmt, die
je nach Neigung der Vertiefungen verschieden ist. Richtung
und Größe der säulenförmigen Kristallstrukturen sind somit
unterschiedlich und hängen vom Profil bzw. von der Neigung
des Bodens der Substratvertiefungen ab. Die Oberfläche
162 des Sendust-Films ist darüber hinaus gestört und
die Kristallstruktur des Films ändert sich merklich mit unterschiedlicher
Neigung des Bodens der Vertiefungen. Derartige
Unterschiede in der Kristallkornstruktur erklären
die großen Schwankungen in der magnetischen Permeabilität
des Sendust-Films. Die Fig. 5A, 5B sind ebenfalls Umkehrbilder,
derart, daß Ober- und Unterseiten vertauscht sind.
Es sei darauf hingewiesen, daß für einen magnetischen Wandlerkopf,
speziell für einen solchen zur magnetischen Aufzeichnung
und Reproduktion, ein magnetischer Film mit
gleichförmiger Struktur benötigt wird, da sowohl die magnetische
Permeabilität als auch die anisotropen Eigenschaften
eines ferromagnetischen Films, z. B. die Richtung der
leichten Magnetisierung, von der Filmstruktur in starker
Weise abhängen. Beispielsweise ist es erforderlich, daß
die säulenförmigen Kristallstrukturen im zuvor erwähnten
Sendust-Film gleichförmig und in einer Richtung angeordnet
bzw. aufgewachsen sind. Ist die Orientierung des Kristallwachstums
in einem magnetischen Film nicht gleichförmig,
so besitzen bestimmte Bereiche des Films gute magnetische
Eigenschaften, während andere Bereiche minderwertige magnetische
Eigenschaften besitzen (Anisotropiewirkung).
In Fig. 6 ist die Orientierung säulenförmiger Kristallstrukturen
eines Sendust-Films schematisch dargestellt, der
durch Sputtern auf einem hervorstehenden Bereich eines
Ferritsubstrats aufgebracht worden ist. Die säulenförmigen
Kristallstrukturen des Sendust-Films 171 sind an beiden
Seiten 170A des vorspringenden Teils 170 des Ferritsubstrats
gleichförmig und parallel zueinander aufgewachsen.
Im Spitzenbereich 170B des Ferritsubstrats sind sie dagegen
voneinander gespreizt aufgewachsen. Die Säulen stehen
unmittelbar an der Spitze näher zusammen als an den der
Spitze abgewandten Säulenenden.
Wird der Sendust-Film 171 auf dem Spitzenende 170B des
Ferritsubstrats abgetragen bzw. abgeschliffen, um eine
Oberfläche 172 für einen magnetischen Spalt zu schaffen,
so ist die Filmstruktur an oder in der Näher der Spaltoberfläche
172 von derjenigen an den Seiten 170A verschieden.
Dies hat zur Folge, daß bei einem magnetischen Wandlerkopf
mit verschiedenen magnetischen Materialien, bei
dem ein Sendust-Film 171 auf einem hervorspringenden Teil
170 eines Ferritsubstrats aufgebracht ist, der Sendust-
Film 171 an den Seiten 170A eine höhere magnetische Permeabilität
in Richtung des Wegs des magnetischen Flusses
aufweist als in der Nähe der Endspitze 170B, wo der magnetische
Film nur eine geringe magnetische Permeabilität besitzt
(Fig. 7).
Anstatt die Spitze eines hervorspringenden Teils des Ferritsubstrats
beidseitig mit einem Sendust-Film zu bedecken,
kann ein solcher Sendust-Film 177, wie in Fig. 8 gezeigt,
auch nur auf einer Seite eines hervorspringenden Teils 175,
z. B. durch Sputtern, aufgebracht werden. Hierzu kann eine
plattenförmige Maske 176 über einer Seite des vorspringenden
Bereichs 175 angeordnet sein, um diesen entsprechend
abzudecken. Die plattenförmige Maske 176 bewirkt jedoch
einen Schatteneffekt, da sie wenigstens eine Dicke von
mehreren Zehnteln µm aufweisen muß, um gehandhabt bzw. positioniert
werden zu können. Aufgrund des Schatteneffekts
besitzt die Filmstruktur des Sendust-Films 177 in der Nähe
der Enspitze 175B des hervorstehenden Teils 175 eine andere
magnetische Permeabilität als diejenige Filmstruktur im
Bereich der Seite 175A. Bei diesem Magnetkopf wird somit
nicht erreicht, daß sowohl der Filmteil im Bereich der Endspitze
175B als auch der Filmteil an der Seite 175A eine
gleich hohe magnetische Permeabilität entlang des Weges
des magnetischen Flusses aufweisen, wenn der auf der Endspitze
175B niedergeschlagene Sendust-Film 177 zur Bildung
einer Oberfläche 178 für einen magnetischen Spalt abgetragen
bzw. abgeschliffen wird (vgl. Fig. 9).
Es ist ferner möglich, die Grundoberfläche des magnetischen
Spalts so vorzusehen, daß die Filmstruktur im Spitzenbereich
175B des Sendust-Films identisch ist mit derjenigen
Struktur an der Seite 175A. In diesem Fall liegt jedoch
der Ferritbereich an der magnetischen Spaltoberfläche 179
des magnetischen Wandlerkopfs frei, so daß keine hinreichend
gute magnetische Aufzeichnung in den Spurbereichen
eines eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweisenden Magnetbandes,
beispielsweise eines Metallbandes, aufgrund der
Breite des freiliegenden Ferritbereichs erhalten wird (vgl.
Fig. 10).
Die Fig. 11 und 12 zeigen Draufsichten auf die mit einem
Magnetband in Kontakt stehenden Oberflächen zweier weiterer
bekannter magnetischer Wandlerköpfe, wobei der Magnetspaltbereich
vergrößert dargestellt ist. Bei dem Magnetkopf
nach Fig. 11 sind die Sendust-Filme 183 beispielsweise
nur an beiden Seiten der Ferritteile 181, 182 angeordnet,
die sich in Richtung der den magnetischen Spalt bildenden
ebenen Fläche 180 erstrecken. Die Ferritteile 181,
182 liegen in der ebenen Fläche 180 teilweise frei. Zur
Verstärkung der Anordnung dient ein Glasfüllmaterial 184.
Bei diesem magnetischen Wandlerkopf wird von einem Sendust-
Film 183 Gebrauch gemacht, der auf einer ebenen Oberfläche
liegt. Er weist daher keine ungleichmäßige Filmstruktur
auf. Allerdings ist die magnetische Aufzeichnung auf einem
Magnetband mit großer Koerzitivkraft bzw. Koerzitivfeldstärke
aufgrund der Breite des Ferritbereichs, der innerhalb
der den magnetischen Spalt bildenden Oberfläche freiliegt,
nicht befriedigend. Das Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabevermögen
ist dementsprechend vermindert.
Bei dem magnetischen Wandlerkopf nach Fig. 12 ist z. B.
ein Sendust-Film 187 auf Ferritteilen und nichtmagnetischen
Glasteilen 188 mit hohem Schmelzpunkt von Kernelementen 185,
186 angeordnet, so daß der Magnetkopf aus verschiedenen magnetischen
Materialien gebildet ist, wie z. B. Ferrit und
Sendust. Es sind ferner Glasteile 190 vorgesehen, die einen
geringeren Schmelzpunkt als die Glasteile 188 haben.
Der magnetische Spalt 189 des magnetischen Wandlerkopfs
wird durch Bereiche des Sendust-Films 187A gebildet, die
parallel zum Weg des magnetischen Flusses verlaufen, so
daß der Sendust-Film 187A in der Nähe des magnetischen
Spalts 189 eine gleichförmige Filmstruktur besitzt. In den
Bereichen 187B ist der Sendust-Film 187 jedoch gekrümmt
und weist einen knieförmigen Verlauf auf, so daß er sich
entlang zweier verschiedener ebener Flächen erstreckt. Er
besitzt daher keine einheitliche Filmstruktur und weist
als Ganzes keine gleichmäßige magnetische Permeabilität
auf. Auch bei diesem magnetischen Wandlerkopf weisen die
Sendust-Filmteile 187A eine Filmdicke auf, die der Spurbreite
entspricht. Aufgrund der geringen Niederschlagsrate
beim Aufbringen des Films unter Vakuumbedingungen nimmt
der Herstellungsprozeß auch dieser magnetischen Wandlerköpfe
relativ viel Zeit in Anspruch.
In der japanischen Patentanmeldung JP 56-1 69 214 A ist ein
magnetischer Wandlerkopf beschrieben, wie er in Fig. 13
gezeigt ist. Bei diesem magnetischen Wandlerkopf laufen
Verbindungsflächen 195, 196 zwischen magnetischen Legierungsfilmen
191, 192 und Ferritteilen 193, 194 unter spitzem
Winkel in bezug zu den gegenüberliegenden Flächen des
Kopfspaltes 197 oder in bezug zu einer Richtung normal bzw.
senkrecht zu der relativen Bewegungsrichtung des magnetischen
Aufzeichnungsmediums. Bei dem magnetischen Wandlerkopf
nach Fig. 13 sind die magnetischen Legierungsfilme
191, 192 einander gegenüberliegend in verschiedenen Bereichen
neben dem Kopfspalt 197 angeordnet, so daß ein Übersprechen
hervorgerufen werden kann, speziell im Bereich
langer Signalwellenlängen durch Erfassung von Signalen benachbarter
Spuren oder beliebiger anderer Spuren. Einrichtungen
zur effektiven Unterdrückung bzw. Vermeidung dieses
Effekts sind bis jetzt nicht beschrieben worden. Darüber
hinaus können durch einen Kopfspaltversatz zu einer
Seitenkante des Kopfbausteins lokale Abnutzungserscheinungen
hervorgerufen werden. Die magnetischen Legierungsfilme
191, 192 grenzen so aneinander an, daß die Richtung der
säulenförmigen Strukturen im Film 191 nicht mit der Richtung
derjenigen Strukturen im Film 192 übereinstimmt.
Gleichförmige magnetische Eigenschaften innerhalb des Kopfspalts
197 können daher praktisch nicht erzielt werden.
Im Vorhergehenden wurde als Beispiel einer dünnen ferromagnetischen
Schicht bzw. eines dünnen ferromagnetischen
Films ein kristalliner Sendust-Film beschrieben, der z. B.
aus einer Fe-Al-Si-Legierung besteht. Eine einheitliche
Filmstruktur ist allerdings auch erforderlich, wenn der
Film durch eine amorphe Legierung gebildet ist. In diesem
Fall bezieht sich die Gleichmäßigkeit der Struktur nicht
auf die Kristallstruktur, sondern auf die magnetische Anisotropie
des Materials. Liegt die amorphe Legierung zur
Bildung eines dünnen Films auf einer ebenen Oberfläche,
so ist die magnetische Anisotropie überall im Film identisch.
Überdeckt dagegen die Legierung einen hervorstehenden
Teil und einen ebenen Teil, so sind die magnetische
Domänenstruktur oder die magnetische Permeabilität nicht
einheitlich.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Wandlerkopf
zu schaffen, der massenfertigungstechnisch leicht
herstellbar und zur Aufzeichnung von Information mit hoher
Dichte auf einem magnetischen Band mit großer Koerzitivfeldstärke
Hc, beispielsweise einem Magnetband, geeignet
ist, der darüber hinaus zuverlässig im Betrieb ist und
gleichförmige Filmeigenschaften innerhalb des dünnen ferromagnetischen
Metallfilms in der Nachbarschaft des magnetischen
Spalts aufweist und ein hohes Ausgangssignal liefert.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfes anzugeben, das eine
leichte massenfertigungstechnische Herstellung und gleichförmige Filmeigenschaften
gewährleistet.
Darüber hinaus soll der magnetische Wandlerkopf eine hohe
Verschleißfestigkeit aufweisen und keine lokalen Abnutzungserscheinungen
zeigen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist für den Wandlerkopf dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 und für das Verfahren dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 25 zu entnehmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht kurzgefaßt darin, daß
der magnetische dünne Metallfilm auf der zweiten ebenen Oberfläche angeordnet ist und mit seiner Kante zu der ersten ebenen Oberfläche weist, wobei die zweite ebene Oberfläche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche geneigt ist,
die ersten und zweiten Kernelemente so miteinander verbunden sind, daß ein magnetischer Betriebsspalt zwischen der genannten Kante des magnetischen dünnen Metallfilms auf dem ersten Kernelement und der genannten Kante des magnetischen dünnen Metallfilms auf dem zweiten Kernelement gebildet ist, wobei der magnetische dünne Metallfilm auf dem ersten Kernelement und der magnetische dünne Metallfilm auf dem zweiten Kernelement in einer gemeinsamen Ebene liegen, und daß
durch das erste und zweite Kernelement eine gemeinsame Kontaktoberfläche gebildet ist, mit der ein sich bewegendes magnetisches Aufzeichnungsmedium in Kontakt gebracht werden kann.
der magnetische dünne Metallfilm auf der zweiten ebenen Oberfläche angeordnet ist und mit seiner Kante zu der ersten ebenen Oberfläche weist, wobei die zweite ebene Oberfläche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche geneigt ist,
die ersten und zweiten Kernelemente so miteinander verbunden sind, daß ein magnetischer Betriebsspalt zwischen der genannten Kante des magnetischen dünnen Metallfilms auf dem ersten Kernelement und der genannten Kante des magnetischen dünnen Metallfilms auf dem zweiten Kernelement gebildet ist, wobei der magnetische dünne Metallfilm auf dem ersten Kernelement und der magnetische dünne Metallfilm auf dem zweiten Kernelement in einer gemeinsamen Ebene liegen, und daß
durch das erste und zweite Kernelement eine gemeinsame Kontaktoberfläche gebildet ist, mit der ein sich bewegendes magnetisches Aufzeichnungsmedium in Kontakt gebracht werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfes
ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: Anfertigung eines Paares
magnetischer Ferritblöcke, von denen jeder eine erste und eine zweite benachbarte
Oberfläche aufweist, Bildung einer ersten Furche an einer Kante der ersten und der
zweiten Oberfläche, derart, daß sich die erste Furche bis zu der ersten und zweiten
Oberfläche ausdehnt, Bildung einer zweiten Furche an der genannten Kante in der
Nähe der ersten Furche, wobei die zweite Furche eine dritte Oberfläche benachbart
zur ersten Furche besitzt, die dritte Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche
geneigt ist, und eine durch die zweite Oberfläche und die dritte Oberfläche gebildete
Linie senkrecht zur ersten Oberfläche verläuft, Aufbringung eines magnetischen Metalldünnfilms
auf die Oberfläche durch Niederschlag im Vakuum, Polieren einer Seite
der zweiten Oberfläche, um eine Kante des magnetischen Metalldünnfilms freizulegen
bzw. zu bilden, Bildung einer dritten Furche zur Aufnahme einer Spulenwicklung
durch wenigstens einen der Ferritblöcke, Verbinden der Ferritblöcke, um einen
magnetischen Spalt zwischen den Kanten der magnetischen Metalldünnfilme auf
den genannten Ferritblöcken zu erhalten.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung
dar. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten von zwei konventionellen
magnetischen Wandlerköpfen,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Bandkontaktfläche
eines konventionellen Magnetkopfs in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 4A eine SEM-Aufnahme zur Erläuterung der kristallinen
Struktur eines Doppelschicht-Sendust-Films,
der durch Sputtern auf einer ebenen Ferrit-Substratoberfläche
erzeugt worden ist,
Fig. 4B eine Skizze der Aufnahme nach Fig. 4A,
Fig. 5A eine SEM-Aufnahme zur Erläuterung der kristallinen
Struktur eines Sendust-Films, der durch
Sputtern auf einer unregelmäßigen Ferrit-Substratoberfläche
erzeugt worden ist,
Fig. 5B eine Skizze der Aufnahme nach Fig. 5A,
Fig. 6 bis 10 schematische Querschnittsdarstellungen zur
Erläuterung des Herstellungsprozesses konventioneller
magnetischer Wandlerköpfe bzw. zur Erläuterung
der Orientierung säulenförmiger Kristallstrukturen,
beispielsweise von Sendust-Filmen,
die auf vorspringenden Ferritteilen gebildet
sind,
Fig. 11 und 12 vergrößerte Darstellungen der mit einem
Magnetband in Kontakt stehenden Oberflächen von
konventionellen magnetischen Wandlerköpfen,
Fig. 13 eine vergrößerte Draufsicht auf eine mit einem
Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche eines
weiteren konventionellen magnetischen Wandlerkopfs,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen
Wandlerkopfs gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 15 eine vergrößerte Draufsicht auf die mit einem
Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche des
magnetischen Wandlerkopfes nach Fig. 14,
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht des magnetischen
Wandlerkopfes nach Fig. 14, der entlang der Kernseparationsebene
in zwei Teile unterteilt ist,
Fig. 17 bis 23 verschiedene Darstellungen zur Erläuterung
der Herstellungsschritte des magnetischen
Wandlerkopfs nach Fig. 14,
Fig. 24 und 25 schematische Querschnittsdarstellungen zur
Erläuterung der Orientierung der säulenförmigen
Kristallstrukturen in ferromagnetischen Metallfilmen
(Fe-Al-Si-Legierungsfilmen), welche auf
einem Substrat entsprechend den in Fig. 20 und
21 dargestellten Herstellungsschritten erzeugt
worden sind,
Fig. 26 eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten
Furchenprofils für den Herstellungsschritt gemäß
Fig. 17,
Fig. 27 eine vergrößerte Draufsicht auf die mit einem Magnetband
in Kontakt stehende Oberfläche des magnetischen
Wandlerkopfs bei Wahl eines Furchenprofils
gemäß Fig. 26,
Fig. 28 bis 30 vergrößerte Draufsichten auf die mit einem
Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche eines
magnetischen Wandlerkopfs entsprechend einer Abwandlung
gemäß Fig. 26,
Fig. 31 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen
Wandlerkopfs entsprechend einer weiteren Abwandlung,
Fig. 32 eine vergrößerte Draufsicht der mit einem Magnetband
in Kontakt stehenden Oberfläche eines magnetischen
Wandlerkopfs gemäß Fig. 31,
Fig. 33 bis 39 perspektivische Ansichten zur Erläuterung
aufeinanderfolgender Herstellungsschritte zur Erzeugung
des magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 31,
Fig. 40 und 41 schematische Querschnittsdarstellungen zur
Erläuterung der Orientierung der säulenförmigen
Kristallstruktur in einem ferromagnetischen Metallfilm
(Fe-Al-Si-Legierungsfilm), welcher auf
dem Substrat entsprechend den Herstellungsschritten
nach den Fig. 36 und 37 erzeugt worden ist,
Fig. 42 bis 48 perspektivische Darstellungen zur Erläuterung
nacheinander vorzunehmender Herstellungsschritte
zur Erzeugung eines magnetischen Wandlerkopfs
gemäß einer anderen Abwandlung, und
Fig. 49 eine perspektivische Ansicht eines magnetischen
Wandlerkopfs, der entsprechend den in den Fig. 42
bis 48 erläuterten Schritten hergestellt worden
ist.
Anhand der nachfolgenden Figuren werden mehrere bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
In der Fig. 14 ist ein magnetischer Wandlerkopf gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei dem ein ferromagnetischer dünner Metallfilm kontinuierlich
bzw. durchgehend von der Vorderseite bzw. von der den
Frontspalt bildenden Oberfläche zur Rückseite bzw. der den
Rückspalt bildenden Oberfläche des magnetischen Wandlerkopfs
verläuft.
Dieser Wandlerkopf besitzt Kernelemente 80, 81, die aus
ferromagnetischen Oxiden, z. B. Mn-Zn-Ferriten, bestehen.
Auf den Verbindungsoberflächen der Kernelemente 80, 81
sind dünne Metallfilme 82 aus ferromagnetischem Metall oder
einer Metallegierung mit hoher Permeabilität, beispielsweise
aus einer Fe-Al-Si-Legierung, durch Niederschlag im Vakuum
aufgebracht, beispielsweise durch Sputtern. Diese Metallfilme
82 sind kontinuierlich bzw. durchgehend von der
den Frontspalt formenden Oberfläche zu der den Rückspalt
formenden Oberfläche ausgebildet. Ein magnetischer Spalt g
wird nur durch diese dünnen Filme 82 gebildet. Diese Filme
82 auf den Kernelementen 80, 81 dehnen sich entlang einer
querverlaufenden geraden Linie aus, wenn man auf die Bandkontaktoberfläche
des magnetischen Wandlerkopfs schaut und
die geringe Dicke dieser Filme 82 vernachlässigt. Nichtmagnetisches
Verstärkungsmaterial 83, 84 dient zur Ausfüllung
von Einschnitten in der Nähe der Verbindungsoberfläche bzw.
Trennungsebene und zur Festlegung einer Spurbreite Tw. Mit
85 ist eine Öffnung für Spulen bezeichnet.
Die dünnen Metallfilme 82 sind auf ebenen Grundflächen bzw.
Basisflächen aufgebracht, wobei eine dieser Flächen die geneigte
Oberfläche 80A des Kernelements 80 und die andere
die geneigte Oberfläche 81A des Kernelements 81 ist. Die
dünnen Metallfilme 82 besitzen deswegen in ihrer Gesamtheit
eine gleichmäßige Filmstruktur und weisen eine hohe magnetische
Permeabilität in Richtung des Wegs des magnetischen
Flusses auf, so daß der in Fig. 14 dargestellte magnetische
Wandlerkopf eine verbesserte Aufzeichnungscharakteristik
und Wiedergabequalität besitzt.
Die Oberflächen zur Aufnahme der dünnen Filme 82 liegen
unter einem spitzen Winkel R zu derjenigen Oberfläche, die
zur Bildung der magnetischen Lücke g dient, wie in Fig. 15
anhand einer Draufsicht auf die mit einem Magnetband in
Kontakt stehende Oberfläche des Wandlerkopfs dargestellt
ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Winkel
R relativ klein gewählt und beträgt etwa 45°, so daß die
Wechselwirkung der magnetischen Lücke g mit der Grenzschicht
zwischen den geneigten Oberflächen 80A, 81A und
den dünnen Filmen 82 vernachlässigbar ist.
Die Dicke t der niedergeschlagenen dünnen Metallfilme 82
bestimmt sich zu
t = Tw sin R.
Hierin bedeuten Tw die Spurenbreite und R den Winkel zwischen
der Oberfläche zur Aufnahme des dünnen Metallfilms
und derjenigen Fläche, die zur Bildung der magnetischen
Lücke g dient. Die zuletztgenannte Fläche stellt somit
eine Seitenfläche der magnetischen Lücke g dar. Aufgrund
des geneigten Filmverlaufs braucht ein Film nicht so lange
niedergeschlagen zu werden, bis seine Dicke gleich der
Spurbreite Tw ist, so daß der magnetische Wandlerkopf nach
der Erfindung in einer relativ kurzen Zeit hergestellt werden
kann.
Es sei darauf angewiesen, daß der Winkel R zwischen den
Oberflächen zur Aufnahme der Filme 82 und der Fläche zur
Bildung der magnetischen Lücke g nicht unbedingt 45° betragen
muß. Er kann vielmehr im Bereich zwischen etwa 20°
und etwa 80° liegen. Vorzugsweise ist der Winkel R größer
als 30°, da ein Übersprechen benachbarter Spuren dann zunimmt,
wenn der Winkel R kleiner als 20° ist. Winkel R
kleiner als etwa 80° sind deswegen bevorzugt, weil sich eine
verminderte Verschleißfestigkeit bei Winkeln R von etwa
90° oder gleich 90° ergibt. Ein Winkel R gleich 90° wird
auch deswegen nicht gewählt, weil dann die Dicke der ferromagnetischen
dünnen Metallfilme 82 gleich der Spurbreite
sein muß. Mit größer werdender Filmdicke wird jedoch
die Gleichmäßigkeit der Filmstruktur zunehmend gestört. Darüber
hinaus erhöht sich die Herstellungszeit des magnetischen
Wandlerkopfs, wie bereits beschrieben.
Die dünnen Metallfilme 82 können aus ferromagnetischen Metallen
bestehen, wie z. B. aus Fe-Al-Si-Legierungen, Fe-
Al-Legierungen, Fe-Si-Legierungen, Fe-Si-Co-Legierungen,
Ni-Fe-Legierungen (sogenannte Permalloys), ferromagnetischen
amorphen Metallegierungen, sogenannten amorphen Legierungen,
wie z. B. Legierungen aus Metall und metallischen
amorphen Legierungen, z. B. eine Legierung aus einem
oder mehreren Elementen der Gruppe Fe, Ni und Co mit einem
oder mehreren Elementen, die aus der Gruppe P, C, B bzw.
Si ausgewählt sind, oder eine Legierung, die im wesentlichen
eine der zuerst genannten Legierungen und darüber
hinaus Al, Ge, Be, Sn, In, Mo, W, Ti, Mn, Cr, Zr, Hf oder
Nb enthält, oder aus einer Legierung aus Metall und amorphem
Metall, die im wesentlichen Übergangsmetallelemente
und glasbildende Metallelemente, wie z. B. Hf oder Zr enthält.
Bei einer Fe-Al-Si-Legierung ist die Zusammensetzung vorzugsweise
so gewählt, daß der Al-Gehalt im Bereich von
2 bis 10 Gew.-% und der Si-Gehalt im Bereich von 4 bis
15 Gew.-% liegt, wobei der Rest jeweils durch Fe ausgeglichen
wird. Allgemein kann bei Verwendung einer Fe-Al-
Si-Legierung die Zusammensetzung durch den Ausdruck
Fe a Al b Si c
dargestellt werden. Hierbei sind a, b und c die jeweiligen
Gewichtsverhältnisse der zugeordneten Komponenten, wobei
die Werte für a, b und c (jeweils in Gew.-%) in folgenden
Bereichen liegen:
70 ≦ a ≦ 95
2 ≦ b ≦ 10
4 ≦ c ≦ 15
2 ≦ b ≦ 10
4 ≦ c ≦ 15
Sind der Al- oder Si-Gehalt zu gering oder zu hoch, so
vermindern sich die magnetischen Eigenschaften der Fe-Al-
Si-Legierung. Bei der oben genannten Zusammensetzung kann
das Fe wenigstens durch eines der Elemente Co und Ni ersetzt
werden.
Die Sättigungsmagnetflußdichte läßt sich dadurch verbessern,
daß ein Teil des Fe durch Co ersetzt wird. Eine maximale
Sättigungsmagnetflußdichte Bs wird dann erreicht,
wenn 40 Gew.-% Fe durch Co ersetzt sind. Der Anteil an Co
beträgt vorzugsweise 0 bis 60 Gew.-%, relativ zu Fe.
Wird andererseits ein Teil Fe durch Ni ersetzt, so kann
die magnetische Permeabilität auf einem höheren Wert aufrechterhalten
werden, ohne daß dabei die Sättigungsmagnetflußdichte
Bs vermindert wird. In diesem Fall beträgt der
Anteil Ni relativ zu Fe vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%.
Selbstverständlich können zu einer Fe-Al-Si-Legierung auch
andere Elemente hinzugefügt werden, um Korrosion und Verschleißfestigkeit
zu verbessern. Diese zusätzlichen Elemente
können Elemente der Gruppe IIIa umfassen, einschließlich
Lanthanide, wie z. B. Sc, Y, La, Ce, Nd und Gd, Elemente
der Gruppe IVa, wie z. B. Ti, Zr oder Hf, Elemente
der Gruppe Va, wie z. B. V, Nb oder Ta, Elemente der Gruppe
VIa, wie z. B. Cr, Mo oder W, Elemente der Gruppe VIIa,
wie z. B. Mn, Tc oder Re, Elemente der Gruppe Ib, wie z. B.
Cu, Ag oder Au, und Elemente der Platingruppe, wie z. B.
Ru, Rh, Pd sowie Ga, In, Ge, Sn, Sb oder Bi.
Zur Filmbildung können die bekannten Vakuum-Niederschlagsverfahren
angewandt werden, beispielsweise Schnellaufdampf-,
Ionenplattierungs-, Sputter- oder Komplexionenstrahlverfahren.
Es ist bekannt, daß z. B. beim Sputtern des oben beschriebenen
dünnen ferromagnetischen Metallfilms eine säulenförmige
Struktur in dem dünnen Film entsteht, wenn bestimmte
Voraussetzungen vorhanden sind, so daß der dünne Film ausgezeichnete
magnetische Eigenschaften aufweist. Soll dieser
dünne ferromagnetische Metallfilm in einem zusammengesetzten
magnetischen Wandlerkopf verwendet werden, so wird
im allgemeinen zunächst daran gedacht, das Kristallwachstum
so zu beeinflussen, daß säulenförmige Filmstrukturen
unter rechtem Winkel zur Substratoberfläche entstehen, auf
die der Film aufgebracht wird, um auf diese Weise eine
Filmanisotropie zu unterdrücken. Wird der dünne ferromagnetische
Metallfilm in dieser Weise hergestellt, also mit
einer säulenförmigen Struktur, die unter rechtem Winkel
zur Substratoberfläche aufwächst, so können schon die geringsten
Änderungen der Sputterbedingungen bzw. der Substratposition
einen erheblichen Einfluß auf das Wachstum
der säulenförmigen Strukturen ausüben, so daß sich letztlich
die magnetische Permeabilität des dünnen Films erheblich
ändert und das Ausgangssignal des magnetischen Wandlerkopfs
Dispersionserscheinungen zeigt.
Die dünnen ferromagnetischen Metallfilme 82 werden daher
vorzugsweise so aufgebracht, daß die Wachstumsrichtung der
säulenförmigen Kristallstrukturen gegenüber einer senkrechten
Linie auf jeder der geneigten ebenen Oberflächen
80A, 81A um einen vorbestimmten Winkel λ geneigt ist, der
zwischen 5° und 45° liegt. In Fig. 15 ist die Senkrechte
bzw. Normale auf der Fläche 80A eingezeichnet.
Wachsen die dünnen Metallfilme 82 unter einem vorbestimmten
Winkel λ relativ zur Normalen auf den geneigten Oberflächen
80A, 81A auf, wie beschrieben, sind die Eigenschaften
der entstehenden ferromagnetischen dünnen Metallfilme
82 stabil, so daß sich dadurch verbesserte magnetische
Eigenschaften des magnetischen Wandlerkopfs ergeben.
Der Winkel zwischen der Wachstumsrichtung der säulenförmigen
Strukturen der dünnen Metallfilme 82 und der Normalenrichtung
auf den geneigten Oberflächen 80A, 81A liegt zur
Erzielung bester Ergebnisse vorzugsweise im Bereich zwischen
5° und 45°.
Ist der Winkel λ kleiner als 5°, so ist das Wiedergabe-Ausgangssignal
des magnetischen Wandlerkopfs großen Schwankungen
unterworfen, was zur Verringerung der Nutzsignalrate
und zu erhöhten Kosten führt. Ist dagegen der Winkel λ größer
als 45°, so werden die magnetischen Eigenschaften der
dünnen Filme 82 dadurch erheblich beeinflußt, daß sich die
Stabilität der säulenförmigen Kristallstrukturen bzw. der
Oberfläche beträchtlich vermindert, wodurch die Wiedergabequalität
des magnetischen Wandlerkopfs herabgesetzt wird.
Liegt der Winkel λ dagegen im Bereich zwischen 5° und 45°,
so ist das Kristallwachstum der säulenförmigen Kristalle
aufgrund des schrägen Einfalls stabil, so daß keine merklichen
Änderungen der magnetischen Eigenschaften auftreten,
wenn sich die Sputterbedingungen oder die Substratposition
geringfügig ändern. Aufgrund der abwechselnden Verdichtung
und Auflockerung zwischen den oder innerhalb der in
schräger Richtung augewachsenen säulenförmigen Kristallstrukturen
werden mechanische Spannungen während des Sputterns,
des Filmtemperns und des Betriebs des magnetischen
Wandlerkopfs abgebaut, so daß eine verbesserte Wiedergabequalität
bzw. ein verbessertes Wiedergabe-Ausgangssignal
erhalten wird, das nur noch Schwankungen aufweist, die
kleiner als etwa 2 dB sind.
Um die Wachstumsrichtung des ferromagnetischen dünnen Metallfilms
82 einzustellen, kann die Substratoberfläche in
bezug auf eine Verdampfungsquelle geneigt werden. Andererseits
kann ein Substrat um eine Verdampfungsquelle herum
so angeordnet werden, daß durch Verdampfung erzeugte magnetische
Teilchen aus einer schrägen Richtung kommen und auf
dem Substrat abgeschieden werden.
Wie bereits erwähnt, werden die dünnen Metallfilme 82 als
Einzelschichten durch Niederschlag im Vakuum gebildet.
Auf diese Weise können aber auch dünne Metallfilme mit mehreren
übereinanderliegenden dünnen Metallschichten hergestellt
werden, wobei zwischen jeweils zwei Metallschichten
ein oder mehrere elektrisch isolierende Filme aus SiO₂,
Ta₂O₅, Al₂O₃, ZrO₂ oder Si₃N₄ angeordnet sind. Zur Bildung
eines dünnen Metallfilms kann irgendeine gewünschte
Anzahl ferromagnetischer Metallschichten übereinanderliegend
angeordnet werden.
Da die magnetische Lücke g nur durch die mit hoher magnetischer
Permeabilität ausgestatteten dünnen Metallfilme 82
gebildet wird, besitzt der magnetische Wandlerkopf ein hohes
Aufzeichnungs- und Wiedergabevermögen, das in Einklang
mit einem Magnetband steht, welches eine hohe Koerzitivkraft
Hc besitzt, wie beispielsweise ein Metallband.
Die dünnen Metallfilme 82 (Fe-Al-Si-Legierungsfilme) sind
auf gleichen ebenen Oberflächen aufgebracht. Dies sind
beispielsweise die geneigte Oberfläche 80A des vorstehenden
Teils des Kernelements 80 und die geneigte Oberfläche
81A des vorstehenden Teils des Kernelements 81. Die Filmstrukturen
beider Filme 82 sind daher gleich. Beispielsweise
verlaufen die säulenförmigen Kristallstrukturen
nicht nur in der Nachbarschaft des magnetischen Spalts g,
sondern im gesamten Bereich der geneigten Oberflächen 80A,
81A gleichförmig und parallel zueinander. Die dünnen Metallfilme
82 besitzen somit eine hohe magnetische Permeabilität
in ihrem gesamten Bereich und entlang des Weges
des magnetischen Flusses, so daß der magnetische Wandlerkopf
verbesserte Aufzeichnungseigenschaften und ein erhöhtes
Wiedergabevermögen aufweist.
Die mit dem Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche des
magnetischen Wandlerkopfs besteht im wesentlichen aus ferromagnetischem
Oxidmaterial, so daß die Verschleißfestigkeit
des Kopfs ebenfalls verbessert ist.
Im Gegensatz zur konventionellen Praxis, nach der ferromagnetische
Metallfolien von Hand mit Hilfe von Glas oder organischen
bzw. anorganischen Klebstoffen aufgebracht werden,
werden die dünnen Metallfilme 82 durch Niederschlag
im Vakuum erzeugt, so daß homogenere Filme erhalten werden
und die Betriebszuverlässigkeit des magnetischen Wandlerkopfes
dadurch verbessert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Spurbreite im
Bereich von mehreren µm bis mehreren 10 µm leicht eingestellt
werden, wobei eine schmale Spur für den Kopf dadurch
erhalten wird, daß die Anzahl der Schichten des dünnen
Metallfilms 82 oder die Filmdicke des Metallfilms 82
selbst (bestehend aus einer einzigen Schicht) verringert
werden.
Der magnetische Wandlerkopf nach der Erfindung eignet sich
insbesondere zur Aufzeichnung von Information mit hoher
Dichte auf einem Magnetband mit großer Koerzitivkraft Hc
aufgrund der hohen magnetischen Feldstärke innerhalb des
magnetischen Spalts g und der verbesserten Wiedergabequalität
bzw. des verbesserten Wiedergabe-Ausgangssignals.
Nachfolgend wird der Herstellungsprozeß des magnetischen
Wandlerkopfs anhand der Fig. 17 bis 23 näher erläutert, um
seinen Aufbau noch deutlicher zu machen.
Zur Herstellung des magnetischen Wandlerkopfs nach der vorliegenden
Erfindung werden mehrere V-förmige Furchen 91
quer in die obere Fläche eines Substrats 90 aus ferromagnetischen
Oxiden eingebracht. Dieses Substrat 90 besteht beispielsweise
aus einem Mn-Zn-Ferrit. Die Furchen 91 werden
beispielsweise mit Hilfe eines sich drehenden Schleifsteins
erzeugt (Fig. 17).
Diese Furchen 91 können auch einen polygonalen Querschnitt
besitzen, wobei ihre inneren Wandflächen in zwei oder mehreren
Schritten bzw. Stufen zur Vergrößerung des Abstands
zwischen den ferromagnetischen Oxiden und dem ferromagnetischen
dünnen Metallfilm gekrümmt sein können. Mit einem
derartigen Furchenprofil wird ein magnetischer Wandlerkopf
mit hohem Wiedergabevermögen (hoher Ausgang) und geringem
Nebensprechen erhalten, speziell im Bereich langer Wellenlängen,
während gleichzeitig ein großer Übergangsbereich
zwischen dem ferromagnetischen Oxid an einer Kernhälfte
und dem ferromagnetischen dünnen Metallfilm an einer anderen
Kernhälfte aufrechterhalten bleibt.
Beispielsweise kann das Profil der Furchen 91 auch entsprechend
der Fig. 26 ausgebildet sein. Die mit dem Magnetband
in Kontakt stehende Oberfläche des sich ergebenden magnetischen
Wandlerkopfs ist in Fig. 27 dargestellt, wonach
die Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen
der Kernelemente 80, 81 jeweils zwei unterschiedliche Neigungen
aufweisen. Sie stehen in Übereinstimmung mit dem
Profil der Furchen 91 und bilden einen Polygonzug.
Hierdurch wird einiger Abstand zwischen den Endflächen
80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen und den ferromagnetischen
dünnen Metallfilmen 82 erhalten, so daß Nebensprechkomponenten,
die sich bei der Reproduktion langer
Wellenlängenkomponenten ergeben, verhindert werden.
Zusätzlich besitzen die Endflächenbereiche 80B₁, 80B₂ bzw.
81B₁, 81B₂, die die Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-
Einstellfurchen bilden, gegenüber dem Azimutwinkel des magnetischen
Spalts g unterschiedliche Neigungen bzw. Neigungswinkel,
so daß sich dadurch eine weitere Verminderung
des Nebensprechens benachbarter Spuren ergibt.
Um das Nebensprechen bzw. Übersprechen zwischen benachbarten
Spuren auf einem vernachlässigbaren Pegel zu halten,
werden beispielsweise benachbarte Spuren mit unterschiedlichem
Azimutwinkel aufgezeichnet (bei Magnetbändern in VTR-
Geräten). Allerdings tritt dann ein Nebensprechen bzw.
Übersprechen zwischen benachbarten Spuren mit gleichem Azimutwinkel
auf. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen
der Kernelemente 80, 81 jeweils in zwei verschiedenen
Abschnitten unterschiedlich geneigt (doppelt geneigt), und
zwar mit Neigungswinkeln, die vom Azimutwinkel des magnetischen
Spalts g verschieden sind. Selbst wenn die Kanten
der Endflächenteile 80B₁, 80B₂, 81B₁, 81B₂ der Kernelemente
80, 81 in Übereinstimmung mit irgendeiner benachbarten oder
anderen Spur stehen, werden eine Signalaufnahme von jeder
benachbarten Spur oder jeder anderen Spur oder ein Nebensprechen
durch Azimutverluste verringert.
Die Fig. 28, 29 und 30 zeigen Draufsichten auf mit einem Magnetband
in Kontakt stehende Oberflächen von magnetischen
Wandlerköpfen, bei denen das Profil der Furchen 91 jeweils
abgewandelt ist. Bei diesen Abwandlungen ist jeweils das
Profil der Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen
an beiden Seiten des magnetischen Spalts g anders ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 28 sind die
Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen in den
Kernelementen 80, 81 als schwach geneigte Flächen ausgebildet,
die Endflächenteile bzw. Kniestücke 80B₁, 80B₂, 81B₁,
81B₂ aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 29
sind die Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-Einstellfurchen
in den Kernelementen 80, 81 als Flächen mit Kniestücken
80B₁, 80B₂, 81B₁, 81B₂ ausgebildet, die stärker zueinander
geneigt bzw. gekrümmt sind. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 30 dagegen sind die Endflächen 80B, 81B der Spurbreiten-
Einstellfurchen in den Kernelementen 80, 81 so ausgebildet,
daß jeweils drei Kniestücke 80B₁, 80B₂, 80B₃ und
81B₁, 81B₂, 81B₃ bzw. jeweils zwei Knickstellen vorhanden
sind.
Die Endflächen der Spurbreiten-Einstellfurchen können also
so modifiziert werden, daß die Flächen unterschiedliche
Neigungswinkel in den jeweiligen Segmenten aufweisen, die
durch die Knickstellen voneinander getrennt sind, während
andererseits die geneigten Flächen auch mehr als zwei
Knickstellen haben können.
Als nächstes wird Glas 92 mit hohem Schmelzpunkt in geschmolzenem
Zustand in die Furchen 91 eingefüllt. Anschließend
wird die Substratoberfläche glattgeschliffen (Fig. 1).
Danach werden mehrere V-förmig ausgebildete Furchen 93 so
in das Substrat eingebracht, daß sie benachbart zu den zuvor
erwähnten V-förmigen Furchen 91 liegen und sich mit
diesen nicht überlappen. Die inneren Wandflächen jeder
Furche 93 bilden einen Winkel von z. B. 45° in bezug auf
die obere Substratfläche (Fig. 19).
Wird eine ferromagnetische Legierung, beispielsweise eine
Fe-Al-Si-Legierung, auf die obere Fläche des Substrats 90
durch Niederschlag im Vakuum, beispielsweise durch Sputtern,
Ionenplattierung oder Vakuumverdampfung, aufgebracht,
so bildet sich ein dünner Metallfilm 94 in den V-förmigen
Furchen 93 (Fig. 20).
In einem nächsten Schritt werden die obere Fläche und die
Vorderfläche des Substrats 90 glattgeschliffen, wobei der
dünne Metallfilm auf der Oberfläche des Substrats entfernt
wird (Fig. 21).
Zur weiteren Ausbildung des Kernelements auf der Windungsseite
(Furchenseite, an der die Windung angeordnet ist)
werden eine Furche 95 und eine Glaseinfüllfurche 96 aus
dem gemäß Fig. 21 erhaltenen Substrat 90 herausgeschnitten,
um ein Substrat 97 aus ferromagnetischem Oxid gemäß
Fig. 22 zu erhalten. Die Furche 95 dient zur Aufnahme von
Spulen für den resultierenden magnetischen Wandlerkopf.
Substrate 90 und 97 gemäß den Fig. 21 und 22 werden dann
derart übereinandergeschichtet, daß alle Furchen 91, 93,
parallel zueinander verlaufen. Die Substrate 90, 97 sind
dabei so aufeinander angeordnet, daß sich die ebenen Oberflächen
mit den dünnen Metallfilmen 94 direkt gegenüberliegen.
Zwischen den genannten Oberflächen sind Abstandstücke
zur Erzeugung eines Spalts angeordnet. Niedrigschmelzende
Glasstäbe werden in die Furche 95 für die Spulen und in
die Glasfüllungsfurche 96 zur Verbindung der Substrate
durch Glasschmelzung zu einem Block 98 eingesetzt. Zu dieser
Zeit wird Glas 99 mit geringem Schmelzpunkt in die
verbleibenden Furchen in den dünnen Metallfilmen 94 der
Substrate 90, 97 eingefüllt (Fig. 23).
Der Block 98 wird dann entlang der Linien b-b und b′-b′
zur Erzeugung mehrerer Kopfbausteine zerschnitten.
Die Kontaktoberfläche jedes Kopfbausteins, die später mit
einem Magnetband in Berührung steht, wird dann derart geschliffen,
daß sie ein zylindrisches Profil erhält, so daß
ein magnetischer Wandlerkopf, wie er in Fig. 14 gezeigt
ist, erhalten wird. Dieser magnetische Wandlerkopf besitzt
ein Kernelement 80, das aus dem Substrat 90 besteht, und
ein weiteres Kernelement 81, welches aus dem Substrat 97
besteht. Der dünne Metallfilm 82 in Fig. 14 entspricht dem
dünnen Metallfilm 94 in Fig. 23, das nichtmagnetische Füllmaterial
83 dem Glas 92 mit hohem Schmelzpunkt, und das
nichtmagnetische Füllmaterial 94 dem Glas 99 mit niedrigem
Schmelzpunkt. Die Öffnung 85 für die Spule entspricht der
Furche 95 in Fig. 23.
Die Fig. 24 und 25 zeigen Querschnitte durch das Substrat
90 entsprechend den Fig. 20 und 21, um die Filmstruktur
des dünnen Metallfilms 94 (Fe-Al-Si-Legierungsfilm) bzw.
die Orientierung seiner säulenförmigen Kristallstrukturen
oder die Wachstumsrichtung dieser Kristallstrukturen näher
zu erläutern. Wie diese Figuren zeigen, wird ein nichteinheitlicher
Filmstrukturbereich R während der Bildung der
Spaltoberfläche im Schleifschritt gemäß Fig. 21 abgetragen,
so daß letztlich nur ein dünner Metallfilm 94 verbleibt,
der eine einheitliche Filmstruktur aufweist (Fig. 25). Dieser
dünne Metallfilm 94 liegt auf der geneigten Oberfläche
der Furche 93. Als Ergebnis wird somit ein magnetischer
Wandlerkopf mit hohem und stabilem Ausgang erhalten, da
jeder Teil des dünnen Metallfilms 82 auf einer gleichen
ebenen Oberfläche gebildet ist und daher eine hohe Permeabilität
entlang des Wegs des magnetischen Flusses aufweist.
Nachfolgend wird ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei der der ferromagnetische dünne Metallfilm
nur in der Nähe des magnetischen Spalts ausgebildet ist.
Die Fig. 31 zeigt in perspektivischer Ansicht einen magnetischen
Wandlerkopf gemäß diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel.
Der magnetische Wandlerkopf besteht aus unterschiedlichem
magnetischem Material und besitzt zwei Kernelemente
10, 11 aus ferromagnetischem Oxidmaterial. Beispielsweise
bestehen die Kernelemente 10, 11 aus Mn-Zn-
Ferriten. In der Nähe des magnetischen Spalts g sind dünne
Metallfilme 14A, 14B aus ferromagnetischem Material oder
einer Metallegierung mit hoher Permeabilität gebildet. Diese
Legierung kann beispielsweise eine Fe-Al-Si-Legierung
sein. Die dünnen Metallfilme 14A, 14B sind dabei durch Niederschlag
im Vakuum, z. B. durch Sputtern, hergestellt.
Nichtmagnetisches Füllmaterial 12A, 12B und 13 wurde in
geschmolzenem Zustand in der Nähe der ebenen Fläche des
magnetischen Spalts g angeordnet.
Auch hier sind die ebenen Flächen, die die dünnen Metallfilme
14A, 14B aufnehmen, relativ zu der ebenen Fläche zur
Bildung des magnetischen Spalts g geneigt, und zwar um einen
Winkel R, wie in Fig. 32 dargestellt ist. Diese Fig. 32
zeigt die mit einem Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche
des magnetischen Wandlerkopfs. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
beträgt der Winkel Φ etwa 45°.
Da die dünnen Metallfilme 14A, 14B nur in der Nähe des magnetischen
Spalts g ausgebildet sind, weisen sie nur eine
geringe Filmoberfläche auf. Dies bedeutet, daß die Anzahl
der Baueinheiten, die pro Zeit, z. B. durch Sputtern, hergestellt
werden kann, erheblich gesteigert werden kann, so
daß dadurch die Effektivität des Herstellungsverfahrens
verbessert wird. Mit steigender Anzahl von magnetischen
Wandlerköpfen, die pro Filmbereichseinheit hergestellt
werden können, lassen sich die Herstellungskosten der magnetischen
Wandlerköpfe weiter verringern.
In Anbetracht der verkleinerten Fläche der dünnen Metallfilme
14A, 14B auf den Kernelementen 10, 11 aus ferromagnetischem
Oxid wird das Auftreten mechanischer Spannungen in
den dünnen Metallfilmen 14A, 14B weitgehend vermieden, welche
etwa durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
der Kernelemente und der dünnen Metallfilme
oder aufgrund von Bruch oder Sprungerscheinungen in
den Kernelementen 10, 11 hervorgerufen werden können. Betriebssicherheit,
Betriebswirkungsgrad und Ertragsrate bei
der Herstellung der magnetischen Wandlerköpfe werden dadurch
erheblich gesteigert.
Die dünnen Metallfilme 14A, 14B mit hoher magnetischer
Permeabilität zur Bildung des magnetischen Spalts g sind,
wie bereits ausgeführt, nur in der Nachbarschaft des magnetischen
Spalts g vorhanden. Die Rückseite des magnetischen
Wandlerkopfs besteht lediglich aus ferromagnetischem Oxidmaterial.
Beide Kernhälften liegen über einen großen Bereich
bzw. entlang einer großen Verbindungsfläche direkt
aufeinander. Der Wandlerkopf weist somit einen geringeren
magnetischen Widerstand und eine höhere Empfindlichkeit
und daher insgesamt bessere Betriebseigenschaften auf.
Da der magnetische Spalt g nur durch die dünnen ferromagnetischen
Metallfilme 14A, 14B mit hoher magnetischer Permeabilität
gebildet wird, besitzt der magnetische Wandlerkopf
im Zusammenwirken mit Magnetbändern hoher Koerzitivkraft,
wie z. B. Metallbändern, ein hohes Aufzeichnungs-
und Wiedergabevermögen.
Der dünne Metallfilm 14A ist auf einer ebenen Oberfläche
eines nichtmagnetischen Füllmaterials 12A und der Seite
10A des hervorspringenden Teils des Kernelements 10 angeordnet,
während der dünne Metallfilm 14B auf der ebenen
Oberfläche des nichtmagnetischen Füllmaterials 12B und
auf der Seite 11A des hervorstehenden Teils des Kernelements
11 liegt. Filmstruktur bzw. Orientierung der säulenförmigen
Kristallstrukturen der dünnen Metallfilme 14A,
14B (Fe-Al-Si-Legierungsfilme) sind daher gleichmäßig sowohl
in der Nähe des magnetischen Spalts g als auch an
den Seiten 10A, 11A. Die säulenförmigen Strukturen verlaufen
überall parallel. Da die dünnen Metallfilme 14A, 14B
in ihrem gesamten Bereich eine hohe magnetische Permeabilität
in Richtung des Weges des magnetischen Flusses aufweisen,
besitzt der magnetische Wandlerkopf auch aus diesem
Grund verbesserte Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften.
An der Rückseite des magnetischen Wandlerkopfs sind die
Kernelemente 10, 11 aus ferromagnetischem Oxid, z. B. Mn-
Zn-Ferrite, direkt miteinander verbunden. Diese Verbindung
ist relativ stark, ungeachtet der schwächeren Verbindung
zwischen den dünnen Metallfilmen 14A, 14B und den Kernelementen
10, 11 im Bereich des magnetischen Spalts. Der Ausschuß
bei der Produktion der magnetischen Wandlerköpfe wird
hierdurch vermindert. Es besteht darüber hinaus keine Gefahr,
daß während des Verfahrens rückseitige Spurabweichungen
erzeugt werden, so daß ferner eine erhöhte Betriebssicherheit
des magnetischen Wandlerkopfs erhalten wird.
Da der Hauptteil der mit einem Magnetteil in Kontakt stehenden
Oberfläche des magnetischen Wandlerkopfs aus ferromagnetischem
Oxidmaterial besteht, besitzt der magnetische
Wandlerkopf ferner einen erhöhten Verschleißwiderstand.
Im Unterschied zur konventionellen Praxis, nach der ferromagnetische
Metallfolien von Hand übereinander aufgebracht
werden, und zwar mit Hilfe von Glasverbindungsschichten
oder organischen bzw. anorganischen Klebern, werden die
dünnen Metallfilme 14A, 14B durch Niederschlag im Vakuum
erzeugt, so daß der gebildete Film homogen ist und somit
die Betriebssicherheit des magnetischen Wandlerkopfs weiter
erhöht wird.
Die Spurbreite kann in einem großen Bereich von mehreren µm
bis zu mehreren 10 µm leicht eingestellt werden, so daß ein
magnetischer Wandlerkopf mit einer schmalen Spurbreite dadurch
erhalten wird, daß entweder die Anzahl der Filmschichten
im dünnen Metallfilm verringert wird, oder bei
einem einzigen Film, dessen Filmdicke.
Wie beschrieben, besitzt der magnetische Wandlerkopf nach
der vorliegenden Erfindung eine hohe magnetische Feldstärke
in dem magnetischen Spalt g und eine hohe Wiedergabequalität
bzw. einen hohen Wiedergabeausgang. Er eignet sich
daher für Aufzeichnungen mit hoher Dichte auf einem magnetischen
Band mit großer Koerzitivkraft Hc, wie beispielsweise
einem Metallband. Darüber hinaus besitzt der magnetische
Wandlerkopf eine hohe Betriebssicherheit bzw. Betriebszuverlässigkeit
und kann ferner ohne großen Ausschuß
produziert werden.
Der Herstellungsprozeß des in Fig. 31 dargestellten magnetischen
Wandlerkopfs wird im folgenden anhand der Fig. 33
bis 39 näher erläutert.
An der Längskante eines Substrats 20 aus ferromagnetischem
Oxid (Mn-Zn-Ferrit) werden mehrere diedrische bzw. zweiflächige
Ausnehmungen 21 eingebracht, z. B. mit Hilfe einer
drehbaren Schleifeinrichtung oder durch elektrolytisches
Ätzen (Fig. 33). Die obere Seite bzw. Oberfläche 23 des
Substrats 20 entspricht derjenigen Fläche, die zur Bildung
des magnetischen Spalts dient. Jeweils eine Ausnehmung
bzw. Vertiefung 21 ist dort im Substrat eingebracht,
wo später ein magnetischer Spalt entstehen soll. Eine Vertiefung
21 kann auch mehr als zwei Flächen besitzen, die
unterschiedlich zueinander geneigt sind, wie anhand der
vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschrieben.
Glas 22A mit hohem Schmelzpunkt wird in geschmolzenen Zustand
in die Vertiefungen 21 eingefüllt. Anschließend werden
sowohl die obere Seite 23 als auch die Vorderseite 24
des Substrats 20 glattgeschliffen (Fig. 34).
An derselben Längskante werden dann mehrere zweite diedrische
bzw. zweiflächige Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 25
gebildet. Diese Vertiefungen 25 sind den mit dem Glas 22A
ausgefüllten Vertiefungen 21 benachbart und überlappen diese
Vertiefungen 21 teilweise (Fig. 35). Ein Teil des Glasmaterials
22A liegt dabei an der inneren Wandfläche bzw.
Schrägfläche 26 der Vertiefung 25 frei. Die entstehende
Schnittlinie 27 in der Wandseite 26 und die obere Seite 23
verlaufen dabei rechtwinklig zu der Frontseite 24, während
die innere Wandseite 26 unter einem Winkel von z. B. 45°
gegenüber der oberen Seite 23 geneigt ist.
Eine Legierung mit hoher Permeabilität, z. B. eine Fe-Al-
Si-Legierung, wird als nächstes im Bereich der Vertiefungen
25 auf das Substrat 20 mit einem dazwischenliegenden
Isolierfilm sowie durch Vakuumniederschlag, z. B. durch
Sputtern, zur Bildung eines ferromagnetischen dünnen Metallfilms
28 aufgebracht (Fig. 36). Das Substrat 20 ist
zu dieser Zeit beispielsweise in der Sputtervorrichtung
angeordnet und so geneigt, daß das Material sich im wesentlichen
auf der inneren Wandfläche 26 niederschlägt.
Als nächstes wird Glasmaterial 29 mit einem Schmelzpunkt,
der niedriger als derjenige des Glasmaterials 22A ist, in
geschmolzenem Zustand in die Ausnehmungen 25 eingebracht,
in denen bereits der dünne Metallfilm 28 vorhanden ist. Danach
werden die obere Seite 23 und die Vorderseite 24 derart
glattgeschliffen, daß sie spiegelnde Flächen bilden
(Fig. 37). Ein Teil des dünnen Metallfilms 28, der während
des vorhergehenden Schrittes niedergeschlagen wurde, verbleibt
dabei an der inneren Wandseite 26 der Ausnehmungen
25 als ferromagnetischer dünner Metallfilm 28A.
Zur Bildung eines Kernelements zur Aufnahme von Spulen
wird eine Furche 31 in das in Fig. 37 dargestellte Substrat
20 eingebracht, um letztlich ein Substrat 30 aus
ferromagnetischem Oxid zu erhalten, wie es in Fig. 38 gezeigt
ist. Die Ausnehmungen 21 im Substrat 30 nach Fig. 38
sind mit Glasmaterial 22B mit hohem Schmelzpunkt gefüllt,
das in geschmolzenem Zustand eingebracht wurde. An den inneren
Wandseiten 26 der Ausnehmungen 25 liegt jeweils ein
ferromagnetischer dünner Film 28B an.
Substrate 20 und 30 werden übereinanderliegend angeordnet
und mit Hilfe von geschmolzenem Glas miteinander verbunden.
Die obere Seite 23 bzw. die den magnetischen Spalt
bildende Oberfläche des Substrats 20 und die obere Seite
32 bzw. die den magnetischen Spalt bildende Oberfläche des
Substrats 30 liegen aufeinander, wobei zwischen beiden
Flächen Abstandselemente (nicht dargestellt) zur Bildung
des magnetischen Spalts vorgesehen sind (Fig. 39). Die
übereinander angeordneten Substrate 20 und 30 bilden einen
Block 33. Dieser Block 33 wird entlang der Linien a-a,
a′-a′ zur Erzeugung einer Vielzahl von Kopfbausteinen in
Scheiben zerschnitten. Die Abstandselemente zur Bildung
des magnetischen Spalts können beispielsweise aus SiO₂,
ZrO₂, Ta₂O₅ oder Cr bestehen.
Zur Bildung eines magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 31
wird dann die mit einem Magnetband in Kontakt stehende
Oberfläche eines Kopfbausteins derart geschliffen, daß
sie eine zylindrische Form bekommt. Die Kernelemente 10
und 11 des magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 31 werden
jeweils durch die Substrate 20 und 30 gebildet. Das nichtmagnetische
Füllmaterial 12A, 12B entspricht jeweils dem
Glasmaterial 22A, 22B mit hohem Schmelzpunkt, während das
nichtmagnetische Füllmaterial 13 nach Fig. 31 dem Glasmaterial
29 mit niedrigem Schmelzpunkt in Fig. 39 entspricht.
Die ferromagnetischen dünnen Metallfilme 14A, 14B des magnetischen
Wandlerkopfs nach Fig. 31 stimmen mit den dünnen
Metallfilmen 28A, 28B in Fig. 39 überein, während die
Spulenöffnung 15 durch die Furche 31 im Substrat 30 gemäß
Fig. 38 gebildet wird.
Bei dem oben beschriebenen magnetischen Wandlerkopf bzw.
Magnetwandlerkopf wird ein Teil Q des dünnen Metallfilms
28 mit nicht-einheitlicher bzw. ungleichförmiger Filmstruktur,
der während des Verfahrensschritts gemäß Fig. 36 erzeugt
worden ist, durch einen Schleifvorgang an der Spaltoberfläche
entfernt, wie anhand der Fig. 40, 41 schematisch
dargestellt ist. Diese Fig. 40, 41 zeigen die Orientierung
der säulenförmigen Kristallstrukturen bzw. die
Orientierung des Kristallwachstums oder die Filmstruktur
des ferromagnetischen dünnen Metallfilms, der beispielsweise
ein Fe-Al-Si-Legierungsfilm ist. Wie in Fig. 41 gezeigt,
verbleiben somit nur noch dünne Metallfilme 28A,
28B mit einheitlicher Struktur auf den einzelnen geneigten,
ebenen Oberflächen, die die inneren Wandseiten 26 der Vertiefungen
25 sind. Jeder dünne Metallfilm 28A, 28B besitzt
somit eine hohe magnetische Permeabilität entlang des Weges
des magnetischen Flusses, so daß der magnetische Wandlerkopf
ein hohes und stabiles Wiedergabevermögen aufweist.
Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt
eine zweite ebene Oberfläche 26 einen Winkel zwischen 20°
und 80° in bezug auf eine erste ebene Oberfläche, welche
später eine magnetische Spaltfläche bildet, wobei die
zweite ebene Oberfläche 26 mittels eines Schleifprozesses
in der Nähe einer ersten Ausnehmung 21, die zuvor mit einem
Glas mit hohem Schmelzpunkt gefüllt wurde, gebildet
ist. Der durch Niederschlag im Vakuum erzeugte dünne Metallfilm
28 liegt auf der genannten zweiten Oberfläche
auf, die gegenüber der ersten ebenen Oberfläche geneigt
ist. Letztere wird nach Aufbringen des Metallfilms so abgeschliffen,
daß nur der dünne Film auf der geneigten zweiten
ebenen Oberfläche verbleibt, und zwar in der Nähe des
magnetischen Spalts. Die dünnen Metallfilme 28A, 28B besitzen
somit eine gleichmäßige Filmstruktur über ihre gesamte
Fläche, so daß der magnetische Wandlerkopf einen hohen
und stabilen Ausgang bzw. ein hohes und stabiles Wiedergabeverhalten
besitzt.
Die aus ferromagnetischen Oxiden bestehenden zwei Kernelemente
des magnetischen Wandlerkopfs sind in ihren hinteren
Verbindungsflächen bzw. an den rückwärtigen Spaltflächen
direkt mit Hilfe von geschmolzenem Glas miteinander verbunden.
Der Kopfbaustein weist somit eine bessere Bruchfestigkeit
auf und kann bei gleichzeitiger Verringerung
des Ausschusses leichter hergestellt werden.
In den Fig. 42 bis 48 werden weitere Verfahrensschritte zur
Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfs nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung genauer erläutert.
Auf der Oberfläche 41 eines Substrats 40 werden mehrere
Furchen 42 mit rechteckfömigem Querschnitt in einer quer
verlaufenden Richtung erzeugt, wie in Fig. 42 dargestellt
ist. Das Substrat 40 besteht wiederum aus ferromagnetischen
Oxiden und ist beispielsweise ein Mn-Zn-Ferrit. Die
Oberfläche 41 ist diejenige Fläche, die später mit einem
Magnetband in Kontakt steht. Jede Furche 42 besitzt eine
solche Tiefe, daß sie die Spulenöffnung des magnetischen
Wandlerkopfs erreicht.
Glasmaterial 43A mit hohem Schmelzpunkt wird anschließend
in geschmolzenem Zustand in jede Furche 42 eingefüllt. Danach
werden die obere Seite 41 und die Frontseite 44 glattgeschliffen
(Fig. 43).
In einem nächsten Schritt werden mehrere zweite Furchen 45
mit rechteckfömigem Querschnitt wiederum auf der oberen
Seite 41 des Substrats 40 gebildet. In bezug zu den Furchen
42 verlaufen die Furchen 45 in einer anderen bzw.
entgegengesetzten Querrichtung, derart, daß sie sich mit
den Furchen 42 teilweise überlappen, die mit Glasmaterial
43A mit hohem Schmelzpunkt gefüllt sind (Fig. 44). Die
Furchen 45 besitzen ungefähr die gleiche Tiefe wie die mit
Glasmaterial gefüllten Furchen 42. Die Schnittlinie 47,
die durch die innere Seitenfläche 46 der Furchen 45 und
die Frontseite 44 gebildet wird, liegt im ebenen Bereich
des Glasmaterials 43A an der Frontseite 44 und verläuft
unter rechtem Winkel zur oberen Seite 41 des Substrats 40.
Die innere Seite 46 der Furchen 45 verläuft z. B. unter
einem Winkel von 45° zu der Frontseite 44.
Ein Legierungsfilm mit hoher Permeabilität, beispielsweise
ein Fe-Al-Si-Legierungsfilm, wird mit Hilfe eines Vakuum-
Niederschlagsverfahrens, beispielsweise durch Sputtern,
auf das Substrat in der Nähe der Furchen 45 aufgebracht,
um auf diese Weise einen ferromagnetischen dünnen Metallfilm
48 zu bilden, wie in Fig. 45 dargestellt ist. Das
Substrat 40 wird dabei z. B. in der Sputtervorrichtung so
geneigt, daß sich der dünne Film im wesentlichen auf der
inneren Seite 46 der Furchen 45 niederschlägt.
Anschließend wird Glasmaterial 49 mit einem Schmelzpunkt,
der geringer ist als der des Glasmaterials 43A, in geschmolzenem
Zustand in die Furchen 45 eingebracht, in denen
bereits der dünne Metallfilm 48 vorhanden ist. Die
obere Seite 41 und die Frontseite 44 des Substrats 40 werden
dann so geschliffen, daß sie spiegelnde Flächen bilden
(Fig. 46). Ein Teil des dünnen Metallfilms 48 verbleibt
somit an der inneren Seite 46 der Furchen 45 und
bildet einen ferromagnetischen Metalldünnfilm 48A an dieser
inneren Seite 46.
Zur Erzeugung von Kernelementen zur Aufnahme von Spulen
wird in das Substrat 40 aus ferromagnetischen Oxiden gemäß
Fig. 46 eine Furche 61 eingebracht, um letztlich ein
Substrat 60 aus ferromagnetischen Oxiden zu erhalten, wie
es in Fig. 47 dargestellt ist. Die Furchen 42 des Substrats
60 nach Fig. 47 sind mit Glasmaterial 43B mit hohem
Schmelzpunkt gefüllt, während die ferromagnetischen dünnen
Metallfilme 48B an den inneren Seiten 46 der Furchen 45 anliegen.
Die Substrate 40, 60 werden aneinandergelegt und mit Hilfe
von geschmolzenem Glas miteinander verbunden. Dabei liegen
sich die Frontseiten 44 und 62 der Substrate 40 und 60
unmittelbar gegenüber und bilden später den magnetischen
Spalt, wobei zwischen beiden Frontseiten 44, 62 Abstandseinrichtungen
bzw. Abstandselemente vorgesehen sind (Fig. 48).
Beide Substrate 40, 60 bilden den in Fig. 48 dargestellten
Block 63. Dieser Block 63 wird entlang der Linien
A-A, A′-A′ in Scheiben unterteilt, um auf diese Weise mehrere
Kopfbausteine zu erzeugen.
Zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 49
werden die mit einem Magnetband in Kontakt stehenden
Oberflächen der Kopfbausteine so geschliffen, daß sie eine
zylindrische Form bekommen. Die Kernelemente 70, 71 des
magnetischen Wandlerkopfs nach Fig. 49 werden jeweils
durch die Substrate 40, 60 gebildet. Das nichtmagnetische
Füllmaterial 72A, 72B entspricht dem Glasmaterial 43A, 43B
mit hohem Schmelzpunkt, das sich in den Furchen 42 befindet.
Dagegen ist das nichtmagnetische Füllmaterial 73 das
Glasmaterial 49 mit geringerem Schmelzpunkt in den Furchen
45. Die ferromagnetischen dünnen Metallfilme 74A, 74B des
magnetischen Wandlerkopfs stimmen mit den dünnen Metallfilmen
48A, 48B überein, die auf den inneren Seiten 46 der
Furchen 45 liegen, während die Spulenöffnung 75 der Furche
61 in Fig. 47 entspricht.
Bei dem so hergestellten magnetischen Wandlerkopf gemäß
Fig. 49 liegt die den magnetischen Spalt bildende Fläche
unter einem geeigneten Winkel geneigt zu der ebenen Fläche
der ferromagnetischen dünnen Filme 74A, 74B, die nur
in der Nähe des magnetischen Spalts g angeordnet sind. Der
magnetische Wandlerkopf nach Fig. 49 besitzt somit gleich
gute Eigenschaften wie derjenige nach Fig. 31.
Da der magnetische Spalt g nur durch die dünnen Metallfilme
74A, 74B gebildet wird, besitzt auch dieser Wandlerkopf
ein verbessertes Ausgangsverhalten bzw. eine verbesserte
Wiedergabecharakteristik. Mit ihm läßt sich darüber
hinaus Information mit hoher Dichte auf einem Metallmagnetband
aufzeichnen.
Der dünne Metallfilm 74A liegt auf einer gleichmäßigen
ebenen Oberfläche 70A des vorspringenden Teils des Kernelements
70 und auf einer Seite des nichtmagnetischen Füllmaterials
72A, wohingegen der dünne Metallfilm 74B auf einer
gleichmäßigen ebenen Oberfläche 71A des vorspringenden
Teils des Kernelements 71 und auf einer Seite des
nichtmagnetischen Materials 72B angeordnet ist. Beide Metallfilme
74A, 74B besitzen daher eine einheitliche bzw.
gleichmäßige Filmstruktur über ihren gesamten Filmbereich
und weisen eine hohe magnetische Permeabilität in Richtung
des Weges des magnetischen Flusses auf, so daß insgesamt
ein magnetischer Wandlerkopf mit verbesserter Aufzeichnungs-
und Wiedergabecharakteristik erhalten wird.
Beim zuvor genannten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 39
wird der Block 33 entlang von Linien a-a, a′-a′ zerschnitten,
die unter rechtem Winkel bzw. in Normalrichtung zu
den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Substrate 20
und 30 verlaufen. Selbstverständlich ist es auch möglich,
den Block in einer anderen als unter den genannten rechten
Winkel liegenden Richtung zu zerschneiden, um einen
magnetischen Wandlerkopf für die Azimutaufzeichnung zu
erzeugen. Es ist weiterhin möglich, den Block 63 nach dem
in Fig. 48 dargestellten Ausführungsbeispiel unter einer
schrägen Richtung relativ zu den aneinander angrenzenden
Oberflächen der Substrate 40, 60 zu zerschneiden, anstatt
entlang der Linien A-A, A′-A′ bzw. unter rechten Winkeln
zu den genannten gegenüberliegenden Oberflächen, um auch
auf diese Weise magnetische Wandlerköpfe für die Azimutaufzeichnung
zu erhalten.
Bei den erfindungsgemäßen magnetischen Wandlerköpfen nach
den Fig. 14, 31 und 49 werden Furchen innerhalb des Substrats
aus ferromagnetischem Oxid zunächst mit Glas gefüllt
und dann zweite Furchen in der Nachbarschaft der
ersten Furchen erzeugt, um auf diese Weise geneigte ebene
Flächen zu erhalten, die zur Aufnahme von ferromagnetischen
dünnen Metallfilmen dienen. Hierdurch wird erreicht,
daß die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Wandlerkopfs
nicht nur in den Filmbereichen in der Nähe des
magnetischen Spalts, sondern auch in den Filmbereichen an
den Seiten der hervorstehenden Substratteile einheitlich
bzw. untereinander gleich sind, wobei im Bereich des magnetischen
Spalts keine ferromagnetischen Oxidteile freiliegen.
Wird der magnetische Wandlerkopf nach der vorliegenden Erfindung
gemeinsam mit einem Magnetband mit großer Koerzitivkraft
betrieben, z. B. mit einem Metallband, so besitzt
er, wie Untersuchungen gezeigt haben, im Vergleich
zu einem konventionellen magnetischen Wandlerkopf gemäß
Fig. 11, bei dem der Ferrit im Spaltbereich über eine Länge
von etwa 40% der Spurbreite freiliegt, einem um etwa
3 dB höheren Wiedergabeausgang im Frequenzbereich von 1
bis 5 MHz. Der magnetische Wandlerkopf nach der Erfindung
kann ferner mit geringeren geometrischen Abweichungen bzw.
genauer hergestellt werden als ein konventioneller magnetischer
Wandlerkopf, wie er beispielsweise in Fig. 3 gezeigt
ist. Gegenüber diesem konventionellen Wandlerkopf
besitzt derjenige nach der Erfindung ebenfalls einen um
etwa 3 dB höheren Wiedergabeausgang bzw. ein entsprechend
erhöhtes Ausgangssignal.
Zur Bildung der Kernelemente aus magnetischem Oxid können
statt der Mn-Zn-Ferrite auch Ni-Zn-Ferrite verwendet werden.
Permalloy oder amorphe Legierungen können als hochpermeables
magnetisches Material zur Bildung der ferromagnetischen
dünnen Metallfilme an die Stelle der Fe-Al-Si-
Legierungen treten, wie bereits erwähnt.
Bei amorphen Legierungen besitzen die ferromagnetischen
dünnen Filme gleichmäßige bzw. einheitliche Filmeigenschaften
bezüglich der magnetischen Anisotropie. Die magnetischen
Eigenschaften der dünnen Metallfilme sind überall
gleich, da sie gemäß der Erfindung jeweils auf einer einzelnen
ebenen Grundoberfläche angeordnet sind.
Die ferromagnetischen dünnen Metallfilme können darüber
hinaus statt aus einer einzelnen Schicht auch aus mehreren
übereinander angeordneten Schichten bestehen, ohne
daß der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Ein magnetischer Wandlerkopf bzw. Magnetwandlerkopf nach
der vorliegenden Erfindung ist aus zwei Kernelementen aus
ferromagnetischen Oxiden zusammengesetzt. Ferromagnetische
dünne Metallfilme sind durch Niederschlag im Vakuum in der
Nähe der Verbindungsflächen der Kernelemente erzeugt, wobei
die Hauptebene dieser dünnen Metallfilme gegenüber
der Verbindungsfläche der Kernelemente um einen vorgegebenen
Winkel geneigt ist. Die Verbindungsfläche der Kernelemente
formt später die magnetische Spaltfläche. Der magnetische
Spalt wird nur durch die dünnen Metallfilme gebildet,
welche in einer gemeinsamen ebenen Fläche liegen.
Bei der Herstellung der dünnen Metallfilme ist es nicht
erforderlich, eine Filmdicke entsprechend der Spurbreite
zu erzeugen, so daß der magnetische Wandlerkopf nach der
Erfindung als Massenprodukt in einer kürzeren Zeit hergestellt
werden kann.
Der Hauptteil bzw. größte Teil der mit einem Magnetband in
Kontakt stehenden Oberfläche des magnetischen Wandlerkopfs
besteht aus ferromagnetischen Oxiden, so daß der Kopf eine
sehr hohe Verschleißfestigkeit besitzt.
Da der magnetische Spalt nur durch die dünnen Metallfilme
gebildet wird, liefert der magnetische Wandlerkopf darüber
hinaus ein erhöhtes Ausgangssignal und kann in Verbindung
mit Bändern hoher Koerzitivkraft bzw. Koerzitivfeldstärke,
wie z. B. Metallbändern, verwendet werden.
Ein dünner Metallfilm ist auf einer ebenen Oberfläche angeordnet,
so daß er überall eine gleichmäßige Filmstruktur
besitzt. Der dünne Metallfilm weist darüber hinaus als
Ganzes eine hohe magnetische Permeabilität in Richtung des
Weges des magnetischen Flusses auf. Der magnetische Wandlerkopf
nach der Erfindung ist daher extrem betriebssicher
und hat ein hohes Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabevermögen.
Er ist so konstruiert, daß der magnetische Spalt im Zentrum
des Kopfbausteins liegt und an beiden Seiten mit nichtmagnetischem
Material zur Vermeidung von lokalen Abnutzungserscheinungen
des Kopfs umgeben ist.
Die ferromagnetischen dünnen Metallfilme zur Bildung des
magnetischen Spalts erstrecken sich entlang einer geraden
Linie, wenn auf die Oberfläche geschaut wird, die später
mit einem Magnetband in Berührung steht. Die ferromagnetischen
dünnen Metallfilme liegen sich daher nur im Bereich
des magnetischen Spalts gegenüber, und nicht auch noch in
anderen Bereichen. Hierdurch wird erreicht, daß insbesondere
bei langen Wellenlängen ein Nebensprechen bzw. Übersprechen
erheblich reduziert wird. Das Neben- bzw. Übersprechen
kann noch weiter dadurch gesenkt werden, daß das
Furchenprofil in bezug zu den Kernelementen in geeigneter
Weise geändert wird.
Die gleichförmigen bzw. einheitlichen magnetischen Eigenschaften
ergeben sich im wesentlichen dadurch, daß nur eine
Wachstumsrichtung der säulenförmigen Strukturen der
dünnen ferromagnetischen Metallfilme vorhanden ist, wenn
auf die mit einem Magnetband in Kontakt stehende Oberfläche
des magnetischen Wandlerkopfs geschaut wird. Die säulenförmigen
Kristallstrukturen der beiden ferromagnetischen
dünnen Metallfilme verlaufen parallel zueinander.
Claims (29)
1. Magnetischer Wandlerkopf mit
- - einem ersten magnetischen Kernelement (80; 10; 70) und einem zweiten magnetischen Kernelement (81; 11; 71), wobei
- - jedes der ersten und zweiten magnetischen Kernelemente einen magnetischen Ferritblock und einen mit dem magnetischen Ferritblock verbundenen magnetischen Metalldünnfilm (Metalldünnschicht) (82; 14A, 14B; 74A, 74B) aufweist,
- - die Kernelemente eine erste ebene Oberfläche (90a; 23; 44) und eine zweite ebene Oberfläche (80A, 81A; 10A, 11A; 70A, 71A) besitzen,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der magnetische Metalldünnfilm auf der zweiten ebenen Oberfläche angeordnet ist und mit seiner Kante zu der ersten ebenen Oberfläche weist, wobei die zweite ebene Oberfläche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche geneigt ist,
- - die ersten und zweiten Kernelemente so miteinander verbunden sind, daß ein magnetischer Betriebsspalt (g) zwischen der genannten Kante des magnetischen Metalldünnfilms auf dem ersten Kernelement und der genannten Kante des magnetischen Metalldünnfilms auf dem zweiten Kernelement gebildet ist, wobei der magnetische Metalldünnfilm auf dem ersten Kernelement und der magnetische Metalldünnfilm auf dem zweiten Kernelement in einer gemeinsamen Ebene liegen, und daß
- - durch das erste und zweite Kernelement eine gemeinsame Kontaktoberfläche gebildet ist, mit der ein sich bewegendes magnetisches Aufzeichnungsmedium in Kontakt gebracht werden kann.
2. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - das erste (80; 10; 70) und das zweite (81; 11; 71) magnetische Kernelement zur Bildung eines magnetischen Betriebsspalts (g) zwischen jeweils ersten Oberflächen (90a; 23; 44) von ihnen miteinander verbunden sind und eine Kontaktoberfläche (90b; 24; 41) besitzen, die mit einem sich bewegenden magnetischen Aufzeichnungsmedium in Kontakt gebracht werden kann,
- - der magnetische Betriebsspalt (g) sich im wesentlichen senkrecht zur Kontaktoberfläche ins Innere des Wandlerkopfs entsprechend seiner Spalttiefe erstreckt,
- - jedes der Kernelemente aus einem Ferritblock besteht, der auf einer zweiten Oberfläche (80A, 81A; 10A, 11A; 70A, 71A) einen magnetischen Metalldünnfilm (82; 14A, 14B; 74A, 74B) trägt,
- - eine Kante des magnetischen Metalldünnfilms an der ersten Oberfläche des magnetischen Kernelements erscheint und sich parallel zur Tiefenrichtung des magnetischen Betriebsspalts erstreckt,
- - eine andere Kante des magnetischen Metalldünnfilms an der Kontaktoberfläche (90b; 24; 41) erscheint und sich entlang einer Linie erstreckt, die bei Draufsicht auf die Kontaktoberfläche nicht unter rechtem Winkel zur magnetischen Spaltlinie verläuft, und daß
- - die Kernelemente so miteinander verbunden sind, daß der magnetische Betriebsspalt (g) zwischen den Kanten liegt, die an der ersten Oberfläche (90a; 23; 44) jedes Kernelements erscheinen, und die anderen Kanten auf einer gemeinsamen geraden Linien liegen.
3. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - das erste (80; 10; 70) und zweite (81; 11, 71) magnetische Kernelement zur Bildung eines magnetischen Betriebsspalts (g) zwischen jeweils ersten ebenen Oberflächen (90a, 90c; 23, 32; 44, 62) miteinander verbunden sind und eine Kontaktoberfläche (90b; 24; 41) besitzen, die mit einem sich bewegenden magnetischen Aufzeichnungsmedium in Kontakt gebracht werden kann,
- - jedes der magnetischen Kernelemente eine dritte Oberfläche aufweist, die in der Nachbarschaft der ersten ebenen Oberfläche und der Kontaktfläche liegt,
- - die magnetische Ferritblöcke aufweisenden Kernelemente eine zweite ebene Oberfläche besitzen, die sich von der ersten ebenen Oberfläche zu einer Seite der dritten Oberfläche erstreckt,
- - ein magnetischer Metalldünnfilm auf der zweiten ebenen Oberfläche angeordnet ist, der sich von der ersten ebenen Oberfläche zu der Seite der dritten Oberfläche und entlang einer Linie erstreckt, die nicht senkrecht zur magnetischen Spaltlinie bei Draufsicht auf die Kontaktoberfläche verläuft,
- - sich ein nichtmagnetischer Materialteil (92; 22A, 22B; 43A, 43B) zu der ersten ebenen Oberfläche, der Kontaktoberfläche und der dritten Fläche erstreckt,
- - sich ein Ausschnitt von der ersten ebenen Oberfläche in die Nachbarschaft des magnetischen Metalldünnfilms erstreckt, wobei sich die Kontaktoberfläche und eine andere Oberfläche bis in die Nachbarschaft der ersten ebenen Oberfläche bzw. der Kontaktoberfläche erstrecken,
- - das erste und zweite Kernelement so miteinander verbunden sind, daß der magnetische Betriebsspalt (g) zwischen Kanten des magnetischen Metalldünnfilms liegt, die an der ersten ebenen Oberfläche jedes Kernelements erscheinen, und daß
- - Filmkanten auf beiden Kernelementen auf einer gemeinsamen geraden Linie auf Draufsicht auf die Kontaktoberfläche liegen.
4. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß der
magnetische Betriebsspalt (g) im Zentralbereich der Kontaktoberfläche
(90b; 24; 41) liegt.
5. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, 2, 3 oder
4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Winkel (Φ) zwischen der ersten ebenen Oberfläche (90a;
23; 44) und der zweiten ebenen Oberfläche (80A, 81A: 10A,
11A; 70A, 71A), bei Draufsicht auf die Kontaktoberfläche,
zwischen etwa 20° bis 80°, einschließlich der Grenzwerte,
liegt.
6. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens in einem Kernelement (81; 11; 71) eine Öffnung
(85; 15; 75) an der Seite der ersten ebenen Oberfläche
(90c; 32; 62) vorhanden ist, die zur Aufnahme einer
Spulenwicklung dient, und den magnetischen Betriebsspalt
(g) von dem dahinterliegenden Spalt trennt.
7. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm (82; 10A, 11A, 74A, 74B) sich bis
zum hinteren Spalt erstreckt.
8. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der
hintere Spalt zwischen den jeweiligen Ferritblöcken der
Kernelemente (10, 11; 70, 71) liegt.
9. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Metalldünnfilm eine im wesentlichen
gleichförmige bzw. einheitliche säulenförmige Kristallstruktur
im gesamten Filmbereich besitzt.
10. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Metalldünnfilm aus einer kristallartigen
Legierung besteht.
11. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer Fe-Al-Si-Legierung
besteht.
12. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der magnetische Metalldünnfilm eine im wesentlichen
gleichförmige bzw. einheitliche magnetische Anisotropie
im gesamten Filmbereich besitzt.
13. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Legierung besteht.
14. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Metall-
Metalloid-Legierung besteht.
15. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Metall-Metall-
Legierung besteht.
16. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
3 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der nichtmagnetische Materialteil (92; 22A, 22B; 43A,
43B) aus nichtmagnetischem Glas mit einem ersten Schmelzpunkt
besteht.
17. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
3 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausschnitt mit nichtmagnetischem Material (99;
29; 49) gefüllt ist.
18. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das nichtmagnetische
Material (99; 29; 49) nichtmagnetisches Glas
mit einem geringeren Schmelzpunkt als der erste Schmelzpunkt
ist.
19. Magnetischer Wandlerkopf nach einem der Ansprüche
3 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausschnitt in Richtung des magnetischen Metalldünnfilms
einen aufgeweiteten Teil besitzt.
20. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer kristallartigen Legierung
besteht.
21. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer Fe-Al-Si-Legierung besteht.
22. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Legierung besteht.
23. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Metall-Metalloid-
Legierung besteht.
24. Magnetischer Wandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische
Metalldünnfilm aus einer amorphen Metall-Metall-
Legierung besteht.
25. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfs mit den
folgenden Verfahrensschritten:
Anfertigen eines Paares magnetischer Ferritblöcke, Bildung einer Furche, Aufbringung eines magnetischen Metalldünnfilms und Verbinden der Ferritblöcke,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Anfertigen eines Paares magnetischer Ferritblöcke, Bildung einer Furche, Aufbringung eines magnetischen Metalldünnfilms und Verbinden der Ferritblöcke,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) Anfertigung eines Paares magnetischer Ferritblöcke (90, 97; 20, 30; 40, 60), von denen jeder eine erste und eine zweite benachbarte Oberfläche aufweist,
- b) Bildung einer ersten Furche (91; 21; 42) an einer Kante der ersten und der zweiten Oberfläche, derart, daß sich die erste Furche bis zu der ersten und zweiten Oberfläche ausdehnt,
- c) Bildung einer zweiten Furche (93; 25; 45) an der genannten Kante in der Nähe der ersten Furche (91; 21; 42), wobei die zweite Furche eine dritte Oberfläche benachbart zur ersten Furche (91; 21; 42) besitzt, die dritte Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche geneigt ist, und eine durch die zweite Oberfläche und die dritte Oberfläche gebildete Linie senkrecht zur ersten Oberfläche verläuft,
- d) Aufbringung eines magnetischen Metalldünnfilms (94; 28) auf die Oberfläche durch Niederschlag im Vakuum,
- e) Polieren einer Seite der zweiten Oberfläche, um eine Kante des magnetischen Metalldünnfilms freizulegen bzw. zu bilden,
- f) Bildung einer dritten Furche (95; 31; 61) zur Aufnahme einer Spulenwicklung durch wenigstens einen der Ferritblöcke,
- g) Verbinden der Ferritblöcke, um einen magnetischen Spalt (g) zwischen den Kanten der magnetischen Metalldünnfilme auf den genannten Ferritblöcken zu erhalten.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß anschließend in die erste
Furche (91; 21; 42) ein nichtmagnetisches Material eingebracht
wird.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch
gekennzeichnet, daß anschließend in die
zweite Furche (93; 25; 45) ein nichtmagnetisches Material
eingebracht wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen
des nichtmagnetischen Materials in die zweite Furche
(93; 25; 45) und das Verbinden der Ferritblöcke zur
Bildung eines magnetischen Spalts (g) zwischen den Kanten
der magnetischen Metalldünnfilme auf den Ferritblöcken
(90, 97; 20, 30; 40, 60) zur selben Zeit durchgeführt
wird.
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