DE3447700C2 - - Google Patents

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DE3447700C2
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Kazushi Yamauchi
Yoshimi Takahashi
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Seiki Konno
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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.
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
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:
  • 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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