DE3752246T2

DE3752246T2 - Dünnschicht-Aufnahme-Wiedergabemagnetkopf und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE3752246T2
Application number: DE3752246T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude F-92402 Courbevoie Cedex Lehureau
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2007-10-29
Also published as: EP0270404A1; FR2605783A1; ES2060605T3; DE3750607T2; DE3752246D1; WO1988003307A1; ES2127880T3; DE3750607D1; EP0270404B1; EP0618568B1; JP2935365B2; US4942490A; FR2605783B1; EP0618568A3; EP0618568A2; JPH01501105A

Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnschicht-Aufnahme/Wiedergabekopf und ein Verfahren zu seiner Herstellung, das insbesondere auf Magnetköpfe anzuwenden ist.
Bei der bekannten Technik zur Herstellung von Dünnschicht- Magnetköpfen ist der Spalt des Magnetkopfes durch Übereinanderlagerung von Magnetschichten, die den ersten Magnetpol bilden, einer nichtmagnetischen Schicht, die den eigentlichen Spalt bildet, und schließlich einer weiteren Abfolge von Magnetschichten hergestellt, die den zweiten Pol bilden.
Ein solcher Magnetkopf ist beispielsweise in der FR-A-2 597 247 beschrieben.
Die Einheit ist derart geätzt, daß die der Spurbreite entsprechende Höhe des Spalts definiert ist. Nach dem Sägen wird dieser Spalt derart poliert, daß die Tiefe des Spalts eingestellt wird.
Die zahlreichen Typen von Dünnschicht-Magnetköpfen unterscheiden sich in der Beschaffenheit der Substrate, des Superstrats und der verwendeten Schichten sowie der Art der Herstellung der Wicklung. Jedenfalls wird der Spalt stets wie oben erörtert hergestellt.
Die Operation der Einstellung der Tiefe des Spalts ist individuell und sehr diffizil. Diese Tiefe darf nämlich etwa zehn Mikron nicht überschreiten, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Wirkungsgrad des Magnetkopfes zu stark vermindert wird. Aus der Sägeoperation selbst ergibt sich eine Ungenauigkeit von mehreren zehn Mikron.
Die bekannte Technologie von Dünnschicht-Magnetköpfen gerät also hauptsächlich mit einer individuellen Polierphase für die Köpfe in Konflikt, die sehr kostspielig ist und eine niedrige Erfolgsrate aufweist.
Die Erfindung sieht also vor, daß diese Polierphase in die Operationen vor dem Sägen des Substrats integriert ist, womit ihre Kosten in einem Verhältnis reduziert sind, das dem Integrationsgrad der Köpfe nahekommt, der die Rate von 1000 erreichen kann. Im übrigen ist der hergestellte Typ eines Kopfes nach der Erfindung wirksamer als die Köpfe aus dem Stand der Technik.
Die Erfindung betrifft also einen Dünnschicht-Aufnahme/Wiedergabe-Magnetkopf mit
- einem Substratstück aus magnetischem Material, das eine Hauptfläche aufweist;
- einem ersten Magnetkreispol, der auf der Hauptfläche angeordnet ist und eine erste Seitenwand aufweist, die in einem Winkel zur Hauptfläche steht;
- einem zweiten Magnetkreispol, der über der Hauptfläche angeordnet ist, wobei eine Schicht aus nichtmagnetischem Material zwischen dem zweiten Pol und der Hauptfläche liegt und der zweite Pol auch eine zweite Seitenwand aufweist, die im wesentlichen parallel zur ersten Seitenwand steht und zusammen mit der ersten Seitenwand einen Spalt mit im wesentlichen konstanter Dicke bildet (vgl. z. B. JP-A-61-151818), dadurch gekennzeichnet, daß er ein Teil aus nichtmagnetischem Material, das unter den Abschnitten der Pole liegt, die an die Seitenwände des Spalts angrenzen, und wenigstens eine erste Magnetinduktionswicklung umfaßt, die auf dem Substrat und auf dem Teil aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist und wenigstens den Abschnitt eines Pols umgibt, der nicht auf dem Teil aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist.
Die verschiedenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen:
- Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Dünnschicht-Magnetkopfes;
- Fig. 2 eine Schnittansicht des Kopfes von Fig. 1 mit den Magnetfeldinduktionskreisen;
- Fig. 3 eine erste Ausführungsvariante eines Magnetkopfes;
- Fig. 4 eine zweite Ausführungsvariante eins Magnetkopfes;
- Fig. 5 und 6 ein Ausführungsbeispiel eines Magnetkopfes nach der Erfindung, bei dem die Magnetfeldinduktionswicklungen auf ein und derselben Substratfläche wie die Magnetpole des Kopfes aufgebracht sind;
- Fig. 7 bis 11 verschiedene Herstellungsschritte des Verfahrens nach der Erfindung; und
- Fig. 12 eine kollektive Herstellungsart für Magnetköpfe nach der Erfindung.
Unter Bezug auf Fig. 1 wird zunächst ein Ausführungsbeispiel eines Magnetkopfes beschrieben.
Dieser Kopf weist ein Substratteil oder ein Trägerteil 1 auf, das eine ebene Fläche 10 besitzt.
Diese ebene Fläche 10 trägt einen ersten Magnetkopfpol 2, der eine Seitenwand 20 aufweist, die einen Winkel mit der Ebene der Fläche 10 bildet. Nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Seitenwand 20 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Fläche 10. Die Fläche 10 trägt auch eine Schicht 4 aus einem nichtmagnetischen Material, die die Seitenwand 20 des ersten Pols 2 bedeckt. Die Schicht 4 trägt einen zweiten Pol 3, von dem eine Seitenwand 30 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Fläche 10 und parallel zu der Seitenwand 20 liegt.
Die Seitenwände 20 und 30 bilden zwischen den Polen 2 und 3 einen Spalt 5.
Die oberen Flächen der Pole 2 und 3 und der nichtmagnetischen Schicht 4 liegen wenigstens am Ort des Spalts 5 auf gleicher Höhe.
Ein nicht dargestellter Magnetträger, der vor diesem Spalt 5 angeordnet ist, ermöglicht es, die beiden Pole magnetisch zu verbinden und den Magnetkreis des Kopfes zu schließen.
Fig. 2 stellt den Kopf von Fig. 1 in einer Schnittansicht dar. Das Trägerteil 1 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie Glas hergestellt und hat eine so geringe Dicke, daß ein Aufnahme- oder Wiedergabemagnetfeld es ohne zuviel Verlust durchqueren kann.
An der anderen Seite der Fläche 10 des Trägerteils 1 sind gegenüber den Polen 2 und 3 die Enden 60 bzw. 61 eines Magnetkreises 6 angeordnet. An diesem Magnetkreis sind Magnetfeldinduktionsspulen 7 und 7' in der Nähe der Enden 60 und 61 angeordnet. Diese Spulen induzieren ein Magnetfeld, das durch die Pole 2 und 3 nach den in Fig. 2 angegebenen Pfeilen 0 fließt. In dieser Figur ist zu sehen, daß ein Magnetträger wie z. B. ein Magnetband, das an der oberen Fläche der Pole 2 und 3 angeordnet wäre, die beiden Pole über dem Spalt magnetisch koppeln würde. Der in Fig. 2 dargestellte Kopf bildet also einen Aufnahme-/Wiedergabe-Magnetkopf.
In Fig. 1 und 2 ist die obere Fläche des Kopfes eben. In Fig. 3 ist dargestellt, daß sie konvex gekrümmt sein kann. Das Trägerteil 1 ist insbesondere in seiner Fläche 10 gekrümmt. Die Pole 2 und 3 und die nichtmagnetische Schicht 4 sind auf dieser Fläche 10 hergestellt und haben also eine gekrümmte Form. Es ist zu bemerken, daß die Enden 60 und 61 des Magnetkreises 6 gekrümmt sein müssen, damit sie zu der Form des Teils 1 passen.
Ein solcher Kopf ist insbesondere bei Aufnahme-/Wiedergabe- Vorrichtungen mit Magnetbändern zu verwenden, wo das Band besser gegen den Kopf anliegen kann.
In Fig. 4 ist dargestellt, daß die Krümmung des Kopfes auf einen den Spalt 5 umgebenden Bereich begrenzt sein kann. In diesem Fall ist der Trägerteil 1 nur in einem kleinen Bereich gekrümmt, und der Magnetkreis 6 kann derart ausgelegt sein, daß seine Enden 60 und 61 zu ebenen Abschnitten des Teils 1 passen, wodurch die Herstellung des Kreises 6 vereinfacht wird.
Unter Bezug auf Fig. 5 und 6 wird ein Ausführungsbeispiel eines Magnetkopfes nach der Erfindung beschrieben, bei dem die Wicklung flach realisiert ist.
Dieser Kopf weist eine Substratplatte 8 auf, die im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen aus einem magnetischen Material besteht. Auf dieser Substratplatte 8 ist ein Teil 9 aus nichtmagnetischem Material mit konvex gekrümmtem Querschnitt angeordnet, wodurch der Kopf eine gewölbte Form erhalten kann. Auf dem Substrat 8 und dem Teil 9 ist eine erste, z. B. schraubenlinienförmige Wicklung 7 hergestellt, wobei ein Abschnitt der Wicklung das Teil 9 überlappt. Sie wird beispielsweise durch Siebdruck hergestellt.
Ein erster Magnetpol 2 liegt über einen Abschnitt 21 im Zentrum der schraubenförmigen Wicklung mit dem Substrat 9 in Kontakt. Darüberhinaus überlappt er über einen Abschnitt 22 die Wicklung 7 und das Teil 9. Er besitzt eine Seitenwand 20, die im wesentlichen in der Mitte des Teils 9 liegt.
Eine Schicht 4 aus einem nichtmagnetischen Material bedeckt das Teil 9, das Substrat 1 und die Seitenwand 20 des Pols 2.
Eine zweite, der ersten Wicklung 7 entsprechende, schraubenlinienförmige Wicklung 7' ruht auf der Schicht 4 aus nichtmagnetischem Material, wobei ein Abschnitt das Teil 9 überlappt.
Schließlich liegt ein zweiter Magnetpol 3 über einen Abschnitt 31 mit der Schicht 4 im Zentrum der Wicklung 7' in Kontakt.
Darüber hinaus überlappt er mit einem Abschnitt 32 die Wicklung 7' und das Teil 9 derart, daß er eine Seitenwand 30 in Kontakt mit dem Isolierstoff aufweist, der gegen die Seitenwand 20 des Pols 2 anliegt. Die Seitenwände 20 und 30 bestimmen also den Spalt des Magnetkopfes.
Unter Bezug auf Fig. 7 bis 11 wird nun ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Magnetkopfes wie in Fig. 1 nach der Erfindung beschrieben.
Im Verlauf eines ersten Schritts wird auf einer Fläche 10 eines Substrats 1 ein magnetisches Material abgeschieden, dann wird aus dieser Schicht ein Magnetpol 2 zugeschnitten, der wenigstens eine Seitenwand 20 besitzt, die im wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Substrats 1 liegt.
So erhält man ein Bauteil, wie es in Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
Im Verlauf eines zweiten, in Fig. 9 dargestellten Schritts wird eine Schicht 4 aus einem nichtmagnetischen Material abgeschieden.
Im Verlauf eines dritten, in Fig. 10 dargestellten Schritts wird eine Schicht aus einem magnetischen Material abgeschieden, worauf das Zuschneiden eines Magnetpols 3 mit einer Seitenwand 30 gegenüber der Seitenwand 20 des Pols 2 aus dieser Schicht folgt.
Im Verlauf eines vierten Schritts wird eine Bearbeitung durchgeführt, worauf ein Polieren folgt und wodurch bewirkt wird, daß die auf dem Magnetpol 2 liegende Isolierstoffschicht entfernt und die beiden Pole 2 und 3 auf Höhe der beiden Seitenwände 20 und 30 abgeglichen werden, die den Spalt des Magnetkopfes bestimmen, der in Fig. 1 dargestellt ist.
Das Verfahren ermöglicht die Herstellung mehrerer, so beschriebener Köpfe auf ein und demselben Substrat. In diesem Fall wird nach Abschluß des vierten Schritts ein fünfter Schritt zum Zuschneiden der auf diese Weise kollektiv hergestellten Köpfe vorgesehen.
Nach dem Verfahren können auch kollektiv mehrere Magnetköpfe mit ihrem Magnetkreis hergestellt werden, wie dies unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde. Dieses Verfahren der Erfindung ist in Fig. 12 veranschaulicht.
In dieser Figur findet man eine Gruppe von Magnetköpfen 2 und 3, die auf einer Substratplatte 1 liegen.
Nach der Herstellung dieser Gruppe von Köpfen, die wie oben beschrieben im Verlauf der vier ersten Schritte des Verfahrens hergestellt wurden, werden Paare von Wicklungen wie 7-7' hergestellt, die in einem nichtmagnetischen Material geformt sind. Diese Wicklungen 7-7' sind im gleichen Schritt wie die Magnetpole 2-3 hergestellt, so daß sie miteinander in Entsprechung gebracht werden können.
Dann stellt man die Magnetkreise 6 aus einem Material wie Ferrit her. Diese Magnetkreise besitzen Paare von Kontaktstücken 60, 60' im gleichen Schritt wie die Magnetwicklungen, so daß jedem Paar von Wicklungen ein Paar von Kontaktstücken zugeordnet werden kann.
Die Substratplatte 1, die die Magnetpole 2, 3 trägt, wird dann wie in der Darstellung von Fig. 12 der Gruppe von Wicklungen und den Ferrit-Magnetkreisen 6 derart zugeordnet, daß jedem Paar von Polen 2, 3 ein Paar von Wicklungen 7, 7' und ein Paar von Ferrit-Kontaktstücken 60, 60' zugeordnet sind.
Schließlich sieht der oben erwähnte fünfte Schritt die Vereinzelung jedes Magnetkopfes durch Zuschneiden längs der gestrichelten Linien vor, die in Fig. 12 rechts dargestellt sind.
Nach dem Verfahren der Erfindung, mit dem ein Kopf hergestellt werden kann, wie er unter Bezug auf Fig. 5 und 6 beschrieben wurde, wird vor dem oben beschriebenen ersten Schritt eine Phase vorgesehen, in der auf dem Substrat 1 eine Mesainsel 9 aus nichtmagnetischem Material hergestellt wird. Diese Mesainsel 9 bedeckt eine Zone, die nach der Herstellung den Spalt 5 des Kopfes umfaßt.
Dann wird eine Phase zur Herstellung einer ersten Wicklung 7, z. B. durch Siebdruck vorgesehen.
Diese Wicklung besitzt einen zentralen Abschnitt 21 ohne Wicklung und überlappt einen Abschnitt der Mesainsel 9.
Mit dem ersten, oben beschriebenen Schritt kann dann ein erster Pol 2 hergestellt werden, von dem ein Abschnitt 21 im Zentrum der Wicklung 7 liegt und im wesentlichen die Mitte der Mesainsel 9 erreicht.
Der zweite Schritt des Abscheidens einer Isolierstoffschicht wird wie oben beschrieben durchgeführt.
Dann wird zwischen diesem zweiten Schritt und dem dritten Schritt eine Phase zur Herstellung einer zweiten Wicklung 7' vorgesehen. Diese Wicklung besitzt auch einen zentralen Abschnitt 31 ohne Wicklung und überlappt einen Teil der Mesainsel 9.
Der dritte Schritt zur Herstellung eines zweiten Magnetpols 3 wird dann wie oben beschrieben durchgeführt. Dieser Pol 3 ist derart hergestellt, daß ein Abschnitt 31 des Pols im Zentrum der Wicklung 7' liegt und ein anderer Abschnitt 32 die Wicklung 7' überdeckt und gegenüber dem ersten Pol 2 liegt.
Dann wird wie oben beschrieben der vierte Schritt der Bearbeitung und des Polierens durchgeführt.
Die obige Beschreibung wurde selbstverständlich nur beispielhaft gegeben, und weitere Varianten können ins Auge gefaßt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Dünnschicht-Aufnahme/Wiedergabe-Magnetkopf mit

- einem Substratstück (1) aus magnetischem Material, das eine Hauptfläche (10) aufweist;

- einem ersten Magnetkreispol (2), der auf der Hauptfläche (10) angeordnet ist und eine erste Seitenwand (20) aufweist, die in einem Winkel zur Hauptfläche (10) steht;

- einem zweiten Magnetkreispol (3), der über der Hauptfläche (10) angeordnet ist, wobei eine Schicht (4) aus nichtmagnetischem Material zwischen dem zweiten Pol (3) und der Hauptfläche (10) liegt und der zweite Pol (3) eine zweite Seitenwand (30) aufweist, die im wesentlichen parallel zur ersten Seitenwand (20) steht und zusammen mit der ersten Seitenwand (20) einen Spalt mit im wesentlichen konstanter Dicke bildet, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Teil aus nichtmagnetischem Material (9), das unter den Abschnitten (22, 32) der Pole (2, 3) liegt, die an die Seitenwände (20, 30) des Spalts angrenzen, und wenigstens eine erste Magnetinduktionswicklung (7) umfaßt, die auf dem Substrat (1) und auf dem Teil (9) aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist und wenigstens den Abschnitt (21, 31) eines Pols umgibt, der nicht auf dem Teil (9) aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (9) aus nichtmagnetischem Material konvex gekrümmt ist.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zweite Magnetinduktionswicklung (7') umfaßt, die auf der Schicht (4) aus nichtmagnetischem Material so angeordnet ist, daß sie den Abschnitt (31) des zweiten Magnetpols (3) umgibt, der nicht über dem Teil (9) aus nichtmagnetischem Material liegt.

4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmige Wicklungen sind.

5. Magnetkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen flach sind.

6. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Raum zwischen der Hauptfläche (10) des Substrats und dem zweiten Pol durch die nichtmagnetische Schicht (4) ausgefüllt ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufgebauten Dünnschicht-Magnetkopfes mit den folgenden aufeinanderfolgenden Schritten:

a) einem ersten Schritt zur Herstellung einer Mesainsel (9), die einen Bereich eines Substrats (1) bedeckt, der den Abschnitten (22, 32) der Magnetpole (2, 3) entspricht, die die Seitenwände (20, 30) umfassen;

b) einem zweiten Schritt zur Herstellung einer Magnetinduktionsspule (7), die einen Abschnitt (21) des ersten Pols (2), der die Mesainsel (9) nicht bedeckt, außen umlaufen soll;

c) einem dritten Schritt zum Abscheiden und Zuschneiden eines ersten Magnetpols (2) auf einer Fläche (10) eines Substrats (1), der eine Seitenwand (20) besitzt, die einen Winkel mit der Fläche (10) des Substrats (1) bildet;

d) einem vierten Schritt zum Abscheiden einer Schicht (4) aus nichtmagnetischem Material auf der Fläche des Substrats (1) und des ersten Magnetpols (2);

e) einem fünften Schritt zum Abscheiden und Zuschneiden eines zweiten Magnetpols (3) auf der Schicht (4) aus nichtmagnetischen Material, von dem ein Teil über die Seitenwand (20) des ersten Pols läuft; und

f) einem sechsten Schritt zum Bearbeiten und Polieren der Schicht (4) aus nichtmagnetischem Material und des zweiten Magnetpols (3).

8. Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Magnetkopfes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten vier Schritte mehrere Magnetköpfe auf demselben Substrat hergestellt werden und daß es einen fünften Schritt zum Zuschneiden wenigstens eines Magnetkopfs umfaßt.

9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen dem dritten und vierten Schritt eine Phase der Herstellung einer Magnetinduktionsspule (7') umfaßt, die einen Abschnitt (31) des zweiten Pols (3), der die Mesainsel (9) nicht bedeckt, umgeben soll.