DE3644921C2

DE3644921C2 -

Info

Publication number: DE3644921C2
Application number: DE3644921A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Sagamihara Kanagawa Jp Sato; Togo Yokohama Jp Nishiyama; Katsuhiki Fujisawa Kanagawa Jp Oguri
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1990-07-26
Anticipated expiration: 2006-02-01
Also published as: US4743988A; DE3603039A1; DE3603039C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dünnfilm-Magnetkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnetkopfs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Aus der DE-OS 23 41 832 ist ein dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 entsprechender Dünnfilm-Magnetkopf bekannt, dessen beide Spulen auf derselben Seite eines Substrats angeordnet sind und jeweils einen zentralen langgestreckten Abschnitt eines zweiteiligen Kerns umschließen. Die beiden Kernteile sind durch eine langgestreckte metallische magnetische Materialbahn gebildet, die in ihrer Mitte durch einen Ätzschritt aufgetrennt ist. Im geätzten Abschnitt bildet der Kern den Arbeitsspalt aus. Dieser Arbeitsspalt besitzt allerdings aufgrund des Ätzschritts, der regelmäßig zu einem Unterätzen führt, konischen Querschnitt, so daß sich die Breite des Arbeitsspaltes mit zunehmender Betriebsdauer des Geräts vergrößert, da die oberste Schicht des den Arbeitsluftspalt umgebenden Materials beim Betrieb des Geräts sukzessive abgetragen wird. Zudem ist auch die anfänglich erzielte Breite des Arbeitsluftspalts großen Toleranzen unterworfen, da der Ätzschritt nicht sehr präzise führbar ist. Auch die lokale Spaltbreite ist in Richtung der Länge des Arbeitsspalts unterschiedlich. Diese Effekte beeinträchtigen die Arbeitsqualität und auch die Langzeitstabilität der Betriebsparameter des Magnetkopfs.

Aus der US-PS 42 41 367, die ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 entsprechendes Verfahren offenbart, ist es bekannt, die beiden Kernteile übereinander zu schichten, und zwar unter Zwischenlage einer Isolierschicht, die die Breite des Arbeitsspalts definiert. Die Spule ist durch Leiterabschnitte gebildet, die auf der Oberfläche des magnetischen Substrats angeordnet sind. Mit dem magnetischen Substrat findet sich eine magnetische Schicht in direktem Kontakt, was dann, wenn die Magnetschicht aus metallischem ferromagnetischem Material bestehen würde, zu dem unerwünschten Effekt eines sog. "Pseudo-Magnetspalts" zwischen der Magnetschicht und dem magnetischen Substrat führen würde. Ein solcher Pseudo-Magnetspalt würde auch unerwünschte Signale erfassen, so daß der resultierende Magnetkopf ein schlechtes Signal/Rausch-Verhältnis besitzen würde.

Aus der US-PS 44 58 279 ist ein Dünnfilm-Magnetkopf bekannt, auf dessen Substrat eine magnetische Schicht ange ordnet ist, die von einer Isolierschicht überlagert ist. Auf der Isolierschicht ist eine leitende Wicklung in zwei Etagen ausgebildet, die von Isoliermaterial umhüllt ist. Auf der Oberseite des Dünnfilm-Magnetkopfs befindet sich eine zweite magnetische Schicht, die auf der Vorderseite des Magnetkopfs zusammen mit der ersten magnetischen Schicht unter Zwischenlage der Isolierschicht den Arbeits spalt ausbildet, während sie auf der Rückseite mit der ersten magnetischen Schicht in direkter Verbindung steht.

Weiterhin ist in der japanischen vorläufigen Pa tentbeschreibung JP 57-58 216 A ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Dünnfilm-Magnetkopf dadurch hergestellt wird, daß auf einer ebenen Fläche eines isolierenden Substrats ein unterer Wicklungsabschnitt ausgebildet wird, auf den eine dünne Harzschicht aufgebracht wird. Auf die erste Harzschicht wird Permalloy aufgebracht, das eine untere Kernhälfte bildet, auf der eine den Kopfspalt bestimmende Isolierschicht ausgebildet wird. Dann wird in einer auf die den Kopfspalt bestimmende Isolierschicht aufgebrachten zweiten Harzschicht ein oberer Wicklungs abschnitt ausgebildet. Schließlich wird auf der zweiten Harzschicht eine obere Kernhälfte aufgebracht. Wegen der geringen Dicke folgt die erste Harzschicht den Kon turen des unteren Wicklungsabschnitts, so daß infolge dessen die darüberliegende untere Kernhälfte der welligen Kontur der ersten Harzschicht folgt. Da diese wellige Form schlechte Betriebseigenschaften ergibt, ist dieses Verfahren nicht zufrieden stellend.

Nach einem anderen Verfahren wird in einer Nut in einem Ferrit-Substrat durch Aufbringen von Kupfer oder Alumi nium ein unterer Wicklungsabschnitt ausgebildet, auf den danach geschmolzenes Glas typischerweise bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen 450° und 750°C auf gebracht wird. Das Substrat wird dann poliert, um die überschüssige Menge an geschmolzenem Glas abzutragen, bis dieses eine gemeinsame ebene Fläche bildet. Auf dem mit Glas gefüllten Bereich wird ein oberer Wicklungs abschnitt ausgebildet, wonach aufeinanderfolgend auf diesen eine den Kopfspalt bestimmende Schicht und eine Ferrit-Kernschicht aufgebracht werden.

Mit diesem Verfahren wird zwar das Welligkeitsproblem gelöst, jedoch neigt infolge der hohen Schmelztemperatur des Füllglases der darunterliegende Leiter zur Oxidation. Da der Leiter einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Substrat hat, könnte die von dem geschmolzenem Glas abgegebene Wärme zu einer schwerwiegenden Beschädi gung der Kernstruktur führen. Ein weiterer Nachteil be steht darin, daß wegen der Ausbildung des unteren Wick lungsteils auf dem Boden einer Nut Schwierigkeiten hin sichtlich des gleichförmigen Aufbringens einer Foto lackschicht entstehen. Da die Fotomaske auf die Ober fläche des Substrats aufgelegt werden muß, besteht die Tendenz, daß das durch die Maske hindurchtretende Licht nicht auf dem Boden der Nut gebündelt wird, so daß ein unscharfes bzw. verschwommenes Bild entsteht. Hierdurch entstehen Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl her stellbarer Windungen der Wicklung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünn film-Magnetkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1 zu schaffen, der gute Betriebseigenschaften und eine hohe Anzahl von Wicklungswindungen besitzt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnetkopfs mit solchen Eigenschaften aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Maßnahmen des Patentan spruchs 4 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Dünnfilm-Magnetkopfs,

Fig. 2 eine Ansicht eines Schnitts entlang von Linien 16-16 in Fig. 1, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Dünnfilm-Magnetkopfs. Mit 51 ist ein nichtmagnetisches Substrat be zeichnet, das aus einem abriebbeständigen Material wie Keramikmaterial (Al₂O₃-TiN) oder Saphir (Al₂O₃) herge stellt ist. In das Substrat 51 ist eine untere Wick lungshälfte 52 eingebettet. Dies wird dadurch bewerkstel ligt, daß Kupfer oder Molybdän in der Form paralleler Streifen aufgebracht und über der ganzen Oberfläche des Substrats das gleiche Material wie dasjenige des Substrats 51 aufgesprüht wird, bis es eine Dicke er reicht, die größer als die Dicke der aufgebrachten Wick lungshälfte ist. Nach dem Aufbringen dieses Materials wird die Oberfläche bis zum Fluchten mit der Wicklungs hälfte poliert.

Der Magnetkopf erhält eine auf die untere Wicklungshälfte 52 aufgebrachte Isolierschicht 53, auf die eine metalli sche ferromagnetische Schicht 54 als untere Kernhälfte aufgebracht wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel ist eine Mehrfachkopfeinheit gezeigt. Daher wird gemäß Fig. 2 auf einem einzigen Substrat gleichzeitig eine Mehrzahl von unteren Kernhälften ausgebildet. Über einer auf die untere Kernhälfte 54 aufgebrachten Isolier schicht 55 wird eine obere Wicklungshälfte 56 ausgebildet. Die obere Wicklungshälfte 56 wird mit einer Isolierschicht 57 abgeschlossen. Zwischen den einander entsprechenden Streifen der unteren und der oberen Wicklungshälfte werden (nicht gezeigte) Durchgangsöffnungen zum Vervoll ständigen der Wicklung gebildet. Auf einem Bereich, der den linken Randbereich der unteren Kernhälfte 54 und die Isolierschicht 57 enthält, wird eine den Magnetspalt bildende Schicht 58 aufgebracht. Auf der direkt oberhalb der oberen Wicklungshälfte 56 gelegenen oberen Fläche der den Magnetspalt bildenden Schicht 58 wird eine verhält nismäßig dicke Schicht 59 aus isolierendem Material aus gebildet. Der linke Randbereich der den Spalt bildenden Schicht 58, die isolierende Schicht 59 und der freilie gende Bereich der unteren Kernhälfte 54 werden mit einer oberen Kernhälfte 60 abgedeckt, die aus dem gleichen Material wie die untere Kernhälfte 54 besteht. Geeignete Materialien für die Kernhälften bzw. Kernteile 54 und 60 sind Sendust oder Permalloy. Da die metallischen ferro magnetischen Materialien eine höhere Permeabilität als die nichtmetallischen ferromagnetischen Materialien haben, ergibt die Verwendung solcher metallischer Kernma terialien einen Dünnfilm-Magnetkopf hoher Leistungsfähig keit. Die verhältnismäßig dicke isolierende Schicht 59 dient dazu, den Ab stand zwischen denjenigen Bereichen zu vergrößern, zwischen die die Wicklungshälfte eingelegt ist, um die Magnetflußstreuung zwischen der oberen und der unteren Kernhälfte zu vermindern.

Eine Abwandlungsform des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 und 2 ist in Fig. 3 gezeigt. Bei dieser Abwandlungs form hat ein nichtmagnetisches Substrat 61 langgestreckte Nuten 62, in denen jeweils untere Wicklungshälften 63 derart eingelegt sind, daß die einzelnen Streifen einer jeweiligen Wicklungshälfte parallel über den einander gegenüberliegenden Rändern der Nut 62 liegen. Auf das Substrat 61 und die Leiter der Wicklungshälften 63 wird eine isolierende Schicht 64 aufgebracht, die es zuläßt, an den isolierten Nuten 62 ein leitendes ferromagneti sches Material zum Bilden von unteren Kernhälften 65 aufzubringen, auf denen eine isolierende Schicht 66 gebildet wird, über der obere Wicklungshälften 67 ausge bildet werden können. Danach werden zur Fertigstellung einer Mehrfachkopfeinheit Herstellungsschritte ausge führt, die den vorstehend beschriebenen Schritten gleich artig sind.

Claims

1. Dünnfilm-Magnetkopf mit einem Substrat aus nichtmagneti schem Material, einem ersten Kernteil aus metallischem ferromagnetischem Material auf dem Substrat in elektrisch nichtleitender Verbindung mit einem ersten Wicklungsab schnitt, der derart in das Substrat eingebettet ist, daß er mit diesem eine gemeinsame Fläche bildet, und ferner mit einem zweiten Wicklungsabschnitt elektrisch leitend verbunden ist, um mit diesem die Wicklung zu bilden, wobei der zweite Wicklungsabschnitt mit dem ersten Kernteil elektrisch nicht leitend verbunden ist, einer Isolierschicht auf dem ersten Kernteil und einem zweiten Kernteil aus metallischem ferro magnetischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kernteil (60) auf der Isolierschicht (58), die den Kopfspalt bestimmt, angeordnet ist und mit dem ersten Kernteil (54) magnetisch leitend verbunden ist.

2. Dünnfilm-Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (51) aus einem Keramik material oder Saphir gebildet ist.

3. Dünnfilm-Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kernteil (60) einen über dem zweiten Wicklungsabschnitt (56) liegenden Bereich besitzt, der durch eine isolierende Schicht (59) in Abstand vom ersten Kernteil (54) gehalten ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnetkopfs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an einem ersten Bereich einer ersten ferromagnetischen Schicht in elektrisch nichtleitender Verbindung mit dieser ein Wicklungsabschnitt ausgebildet wird, an einem zweiten Bereich der ersten ferromagnetischen Schicht eine den Kopfspalt bildende Schicht ausgebildet wird und auf der den Kopfspalt bildenden Schicht über dem Wicklungsab schnitt in elektrisch nichtleitender Verbindung mit diesem sowie in magnetisch leitender Verbindung mit der ersten ferromagnetischen Schicht eine zweite metallische ferromag netische Schicht ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- zuvor auf ein nichtmagnetisches Substrat leitendes Material aufgebracht wird, um einen ersten Wicklungsabschnitt zu bilden,
- auf das Substrat das gleiche Material wie das Substrat aufgebracht wird, bis es eine Dicke erreicht, die größer als die Dicke des ersten Wicklungsabschnitts ist,
- das Substrat so poliert wird, daß der erste Wicklungsteil und das Substrat eine gemeinsame ebene Fläche bilden, und
- auf der gemeinsamen Fläche die erste metallische ferromagne tische Schicht in elektrisch nichtleitender Verbindung mit dem ersten Wicklungsabschnitt ausgebildet wird.