DE3920319A1 - Magnetkopf - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnet­ kopf gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 3 und genauer gesagt auf einen Magnetkopf zur Verwendung in einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung, wie z. B. einem Videobandgerät (Video tape deck).

Bei Magnetköpfen des vorstehend erläuterten Typs be­ steht die Notwendigkeit, daß sie magnetische Eigen­ schaften aufweisen, die der zunehmenden Aufzeichnungs­ dichte von Magnetaufzeichnungsträgern Rechnung tragen können und die auch hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, wie Abriebfestigkeit oder Formbarkeit, ausgezeichnet ausgebildet sind. In Anbetracht der ge­ nannten Erfordernisse hat man als Manetkopf mit einer zur Erfüllung dieser Erfordernisse geeigneten Aus­ bildung Magnetköpfe des zusammengesetzten Typs vorge­ schlagen, bei denen an der Oberfläche des bisher allge­ mein verwendeten Ferrits weichmagnetische Schichten ausgebildet sind, die eine höhere Sättigungs-Magnetfluß­ dichte als das Ferrit besitzen (derartige Köpfe werden häufig als MIG-Köpfe bezeichnet).

Der Magnetkopf des zusammengesetzten Typs besitzt im allemeinen eine derartige Ausbildung, daß ein Paar aus Ferrit gebildeter Magnetkernhälften durch Ver­ binden mittels Glasmaterial miteinander verbunden sind, wobei dazwischen weichmagnetische Schichten sowie ein Spaltbereich vorgesehen werden.

Da es bei der Herstellung eines Magnetkopfes mit der vorstehend erläuterten Ausbildung erforderlich ist, die beiden Magnetkernhälften unter Verwendung von Glasmaterial miteinander zu verbinden, werden die Magnetkernhälften beim Verbinden mittels Glasmaterial normalerweise auf eine hohe Temperatur von 520°C oder mehr erhitzt.

Wenn jedoch die Magnetkernhälften auf eine derart hohe Temperatur erhitzt werden, wird aufgrund es Sauerstoffs an der Grenzfläche zwischen den Magnet­ kernhälften und der weichmagnetischen Schicht eine Diffusionsreaktion verursacht, wodurch sich die magnetischen Eigenschaften an der Grenzfläche ver­ schlechtern. Das heißt, die Sauerstoffatome in dem die Magnetkernhälften bildenden Ferrit werden bei hohen Temperaturen in Richtung auf die weichmagnetische Schicht diffundiert, wodurch ein Mangel an Sauer­ stoffatomen in dem Ferrit entsteht und dadurch eine Denaturierung der Zusammensetzung des Ferrits sowie eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften verursacht werden. Wenn ein derartiger Bereich mit schlechten magnetischen Eigenschaften entlang der weichmagnetischen Schicht ausgebildet ist, so ver­ ursacht dies das Problem, daß dieser Bereich einen Pseudospalt bildet, und dies kann möglicherweise zu einer Reduzierung der Leistung des Magnetkopfes, wie z. B. einer Zunahme des Rauschens, führen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Magnetkopfes, bei dem sich der Pseudospalt während der bei einer hohen Temperatur ausgeführten Verbindung mittels Glasmaterial nicht vergrößert und sich somit durch den Pseudospalt ver­ ursachtes Rauschen reduzieren läßt, bei dem sich die Zuverlässigkeit des Glasmaterials durch Verwendung von Glasverbindungsmaterial mit höheren Schmelzpunkten verbessern läßt und bei dem sich außerdem die allge­ meine Widerstandsfähigkeit der weichmagnetischen Schichten verbessern läßt.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Kennzeichen der Ansprüche 1, 2 und 3.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Magnetkopf ein Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausgebildete amorphe weichmagnetische Serienschicht aus Co-Ta-Hf aufweist und die über die amorphen weichmagnetischen Schichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Ver­ binden, mittels Glasmaterial miteinander verbunden sind, wobei sich dieser Magnetkopf erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au der amorphen weichmagnetischen Schicht zugesetzt ist, und daß das Zusammensetzungsverhältnis von y, z, w in Atom-% in der Zusammensetzung der amorphen weich­ magnetischen Schicht, die durch die allgemeine Formel

Co _x Ta _y Hf _z X _w

dargestellt ist (wobei X das Zusatzelement darstellt), in folgendem Bereich festgelegt ist:

4 y 15
1 z 14
1 w 18

worin x + y + z + w = 100 ergibt.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Magnetkopf ein Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausgebildete amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf aufweist und die über die amorphen weichmagnetischen Hauptschichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Verbinden mittels Glasmaterial miteinander verbunden sind, wobei sich dieser Magnetkopf gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, daß eine amorphe weichmagnetische Hilfsschicht aus Co-Ta-Hf, der wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au zugesetzt ist, zwischen jeder Magnetkernhälfte und jeder amorphen weichmagnetischen Hauptschicht angeordnet ist.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Magnetkopf ein Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausge­ bildete amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf aufweist und die über die amorphen weich­ magnetischen Schichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Verbinden mittels Glasmaterial miteinander ver­ bunden sind, wobei sich dieser Magnetkopf erfindungs­ gemäß dadurch auszeichnet, daß eine amorphe weich­ magnetische Hilfsschicht aus Co-Ta-Hf, der wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au zugesetzt ist, zwischen jeder Magnetkernhälfte und jeder amorphen weichmagnetischen Hauptschicht angeordnet ist, und daß das Zusammen­ setzungsverhältnis von y, z, w in Atom-% in der Zusammensetzung der amorphen weichmagnetischen Schicht, die durch die allgemeine Formel

Co _x Ta _y Hf _z X _w

dargestellt ist (wobei X das Zusatzelement darstellt), in folgendem Bereich festgelegt ist:

4 y 15
1 z 14
18 w 35

worin x + y + z + w = 100 ergibt.

Durch die Zugabe des aus einem oder mehreren Elementen bestehenden Zusatzes zu der amorphen weichmagnetischen Schicht wird die Diffusion von Sauerstoff aus den Magnetkernhälften zu der weich­ magnetischen Schicht bei Erwärmung der Glasmaterial­ verbindung unterdrückt, wodurch sich eine Vergrößerung des Pseudospalts verhindern läßt. Außerdem läßt sich durch die Zugabe Zusatzelements zu der amorphen weichmagnetischen Schicht auch die chemische Stabilität de amorphen weichmagnetischen Schicht verbessern, wodurch sich wiederum die Korrosionsfestig­ keit des Magnetkopfes verbessern läßt.

Die zwischen jeder amorphen weichmagnetischen Haupt­ schicht und jeder Magnetkernhälfte ausgebildete amorphe weichmagnetische Hilfsschicht kann ebenfalls die Diffusion von Sauerstoff aus der jeweiligen Magnet­ kernhälfte zu der jeweiligen amorphen weichmagnetischen Hauptschicht bei der Erwärmung der Glasverbindung unterdrücken und dadurch eine Vergrößerung des Pseudo­ spalts verhindern. Da sich zusätzlich dazu eine Ver­ größerung des Pseudospalts ohne Verminderung der magnetischen Eigenschaften der amorphen weichmagnetischen Hauptschicht verhindern läßt, läßt sich eine ausge­ zeichnete elektromagnetische Umwandlungscharakteristik erhalten.

Wenn außerdem die zwischen jeder amorphen weich­ magnetischen Hauptschicht und jeder Magnetkernhälfte ausgebildete amorphe weichmagnetische Hilfsschicht mit einer speziellen Zusammensetzung ausgebildet ist, wie sie vorstehend beschrieben wurde, läßt sich eine Vergrößerung des Pseudospalts bei der Verbindung mittels Glasmaterial unterdrücken und das durch den Pseudospalt verursachte Rauschen läßt sich auf weniger als 0,8 dB ohne Verschlechterung der elektro­ magnetischen Umwandlungscharakteristik reduzieren.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar­ stellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs eines Magnetkopfes zeigt und Fig. 2 eine Perspektivansicht des Magnetkopfes zeigt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, in der die Permeabilität einer bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten amorphen weichmagnetischen Schicht dargestellt ist;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, in der die Sättigungs-Magnetflußdichte der bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten amorphen weichmagnetischen Schicht dargestellt ist;

Fig. 5 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 6 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung bei einem herkömmlichen Magnetkopf dargestellt ist;

Fig. 7 und 8 jeweils ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in Fig. 7 eine ver­ größerte Ansicht eines Bereichs eines Magnetkopfes gezeigt ist und in Fig. 8 eine Perspektivansicht des Magnetkopfes gezeigt ist;

Fig. 9 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung des zweiten Ausführungs­ beispiels der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 10 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung bei einem herkömmlichen Magnetkopf dargestellt ist;

Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Magnetkopf gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine graphische Darstellung, in der die Veränderung der Sättigungs-Magnetfluß­ dichte eine Co-Ta-Hf-Pt-Schicht in Ab­ hängigkeit von der Veränderung der Pt- Konzentration, dargestellt ist;

Fig. 13 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung dargestellt ist; und

Fig. 14 eine graphische Darstellung, in der die Wiedergabeleistung bei einem Vergleichs­ beispiel dargestellt ist.

Im folgenden werden nun die bevorzugten Ausführungsbei­ spiele der Erfindung erläutert.

Beispiel 1

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung. Ein Magnetkopf A gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfaßt Magnetkernhälften 1 und 2, die aus Oxidmagnetmaterial wie z. B. Mn-Zn-Ferrit hergestellt sind und über einen Spaltbereich 3 anein­ ander anstoßen. Eine amorphe weichmagnetische Schicht 4 auf Co-Ta-Hf-Basis ist auf der Seite des Spalts 3 für jede der Magnetkernhälften 1 und 2 ausgebildet. Die Ma­ gnetkernhälften 1 und 2 definieren den Spaltbereich 3, wobei eine Spaltabstandsschicht aus SiSO₂ oder derglei­ chen zwischen jeder der amorphen weichmagnetischen Schichten 4 angeordnet ist, und außerdem sind die Magnet­ kernhälften 1 und 2 mittels Verbindungsmaterial 6, wie z. B. Glas, miteinander verbunden, das in Nuten 6 einge­ füllt ist, die in den Magnetkernhälften 1 und 2 derart ausgebildet sind, daß der Spaltbereich 3 in diesem Zustand dazwischen angeordnet ist.

Bei dem Magnetkopf A mit der vorstehend erläuterten Ausbildung besitzt die amorphe weichmagnetische Schicht 4 eine Zusammensetzung aus Co _x Ta _y Hf _z X _w , wobei X eines oder mehrere der Elemente Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au darstellt, und das Zusammensetzungs­ verhältnis für jedes der enthaltenen Elemente in Atom-% ist vorzugsweise derart gewählt, daß sich folgende Beziehung ergibt:

4 y 15,
1 z 14, und
1 w 18

wobei x + y + z + w = 100 sind.

Im folgenden wird nun der Grund für die vorstehend beschriebene zahlenmäßige Definition erläutert.

Die Anmelderin hat bereits verschiedene weichmagnetische Materialien aus Co-Ta-Hf vorgeschlagen, wie z. B. ein weichmagnetisches Material aus Co-Ta-Hf mit 4 bis 10 Atom-% Ta und 1 bis 15 Atom-% Hf, wie dies in dem japanischen Patent mit der Offenlagungsnummer Sho 60-21054 offenbart ist, und außerdem hat die Anmelderin bereits eine hitzebeständige amorphe Legierung vorgeschlagen, die 81 bis 85 Atom-% Co, 8 bis 13 Atom-% Ta und 5 bis 10 Atom-% Hf enthält und bei der der Wert für den Gehalt von Ta zu dem Gehalt von Hf auf 1 bis 2,5 festgelegt wurde, wobei letzteres in der japanischen Patentanmeldung Sho 63-68844 offen­ bart ist. Zusätzlich dazu unterliegt der vorstehend genannte Bereich dem Erfordernis, daß die Sättigungs- Magnetflußdichte mehr als 6000 G beträgt.

In Anbetracht des Bereichs für die aus den beiden Vorschlägen abgeleitete zahlenmäßige Definition sowie des Erfordernisses einer Sättigungs-Magnetflußdichte bei dem genannten Beispiel von mehr als 5000 G bei Ferrit, werden somit die vorstehend genannten Bereiche 4 y 15 sowie 1 z 14 bevorzugt.

Bei den Bestandteilen für die amorphe weichmagnetische Schicht 4 handelt es sich bei dem Hauptbestandteil Co um ein magnetisches Element und bei Ta und Hf um Elemente, die zur Bildung eines amorphen Zustandes erforderlich sind (wie in der japanischen Patentver­ öffentlichung Sho 63-68844 beschrieben ist, läßt sich die magnetische Verzerrung auf 0 reduzieren und die Hitzebeständigkeit läßt sich dadurch verbessern, daß man ein geeignetes Verhältnis zwischen Ta und Hf wählt). Das zusätzliche Element X wird zur Verbesserung der chemischen Stabilität der amorphen Co-Ta-Hf- Schicht verwendet, wobei die Diffusionsreaktion durch Sauerstoff in bezug auf das Oxidmagnetmaterial als Bestandteil der Magnetkernhälften 1 und 2 unterdrückt wird, wobei das zusätzliche Element X auch zur Ver­ besserung der allgemeinen Widerstandsfähigkeit ver­ wendet wird.

Außerdem ist die Hitzebeständigkeit der weichmagnetischen Co-Ta-Hf-X-Schicht (d. h. die durch die Kristallisierungs­ temperatur gesteuerte Hitzebeständigkeit) im wesent­ lichen bestimmt durch die Konzentration von Ta und Hf sowie durch das Verhältnis von Ta : Hf. Das heißt, es ist erforderlich, einen Teil des Co durch X zu ersetzen, um die Konzentration von X zu erhöhen, während die Hitzebeständigkeit auf einem konstanten Niveau gehalten wird. In diesem Fall kann eine Verminderung in der Sättigungs-Magnetflußdichte Bs zu befürchten sein, doch die Verminderung in der Sättigungs-Magnetflußdichte ist weniger von der er­ setzten Menge an X anstelle des Co abhängig, wenn eine Hitzebeständigkeit von bis zu 550°C für die weich­ magnetische Schicht mit der vorstehend erläuterten Zusammensetzung erforderlich ist. Aus diesem Grund kann der Zusammensetzungsanteil von w bis zu 18 Atom-% betragen, um dadurch die Sättigungs-Magnetflußdichte über 5000 G zu steigern. Daraus ergibt sich die vorstehend genannte Definition für den Bereich des Zusammensetzungsanteils von w.

Die amorphe weichmagnetische Schicht 4 kann durch verschiedene Aufdampfverfahren, wie z. B. Aufdampfen mit zwei Elektroden, Gleichstrom-Aufdampfen, Auf­ dampfen mit drei Elektroden, Aufdampfen mittels Ionenschicht usw. oder anderen Verfahren zur Dünnschichtbildung hergestellt sein. Bei der Aus­ führung des Aufdampfverfahrens kann ein Target bzw. Ziel aus einer Co-Ta-Hf-X-Legierung oder ein zusammengesetztes Target mit auf eine Co-Platte angeordneten Ta-, Hf-, X-Pellets bzw. -Tabletten verwendet werden, oder es können mehrere Legierungs- Targets verwendet werden, deren jedes eines oder mehrere der Elemente aus der Gruppe Co, Ta, Hf und X in derartiger Weise enthält, daß das Co, Ta, Hf und X für die Zusammensetzung gut ausgelegt sind.

Der Magnetkopf A mit der vorstehend beschriebenen Aus­ bildung läßt sich z. B. dadurch herstellen, daß man die amorphe weichmagnetische Schicht 4 auf der oberen Oberfläche eines in der vorstehend beschriebenen Weise aus Mn-Zn-Ferrit hergestellten Paares von mit Nuten versehenen Kernblöcken bildet, daß man die beiden Kernblöcke dann durch Verbindung mittels Glasmaterial über eine z. B. aus SiO₂ hergestellte Spalt-Abstandsschicht hinweg miteinander verbindet und daß man sodann die Kernblöcke zerspanend be­ arbeitet.

Da bei dem Magnetkopf A mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Pseudospaltbereich selbst dann nicht vergrößert wird, wenn die Verbindung mittels Glas­ material bei hohen Temperaturen ausgeführt wird, kann man ein Verbindungsmaterial 6 mit mittlerem bis hohem Schmelzpunkt verwenden, und da sich die Zuver­ lässigkeit des Glasverbindungsmaterials dadurch ver­ bessern läßt, läßt sich auch die Zuverlässigkeit des Magnetkopfes verbessern. Da außerdem die chemische Stabilität der amorphen weichmagnetischen Schicht 4 durch Zugabe eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au verbessert wird, wird die Widerstandsfähigkeit gegen Entfärbung oder Korrosion verbessert. Wenn das Element X in einem derartigen Ausmaß vorgesehen wird, daß es die magnetischen Eigenschaften der amorphen weichmagnetischen Schicht 4 aus Co-Ta-Hf nicht vermindert, ist es außerdem aufgrund der Tatsache, daß die magnetischen Eigenschaften und zusätzlich dazu der Pseudospalt verbessert werden können, möglich, einen Magnetkopf mit ausgezeichneten Aufzeichnungs-/Wieder­ gabecharakteristika zu schaffen.

Herstellungsbeispiel 1

Eine amorphe weichmagnetische Schicht mit der Zusammensetzung Co_73,2Ta_9,9Hf_4,7Pt_12,2 sowie eine amorphe weichmagnetische Schicht mit der Zu­ sammensetzung Co_81,6Ta_11,0Hf_5,7Au_1,7 wurden jeweils auf einem Substrat ausgebildet und zwar unter Verwendung eines zusammengesetzten Targets, bei dem Pt-Pellets auf einem Target aus einer Co-Ta-Hf- Legierung angeordnet waren, bzw. unter Verwendung eines zusammengesetzten Targets, bei dem Au-Pellets auf einem Target aus einer Co-Ta-Hf-Legierung angeordnet waren, wobei in beiden Fällen ein Hochfrequenz-Auf­ dampfverfahren mit zwei Elektroden verwendet wurde. Für jede der amorphen weichmagnetischen Schichten erfolgte eine Wärmebehandlung mit einer Erwärmung bei 480°C für 1 h unter einem rotierenden Magnetfeld, und danach wurde die Frequenzkennlinie für die effektive Permeabilität für jede der weichmagnetischen Schichten festgestellt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, hat man festgestellt, daß man ausgezeichnete weichmagnetische Eigenschaften in beiden Fällen erzielen kann, in denen die Zusatz­ menge von Pt auf einen Wert von mehr als 10 Atom-% erhöht wurde und die Zusatzmenge von Au nur 1,7 Atom-% betragen hat.

Weiterhin wurden mehrere weichmagnetische Schichten mit der Zusammensetzung Co_84,4-ATa_10,2Hf_5,4X_A hergestellt, wobei X aus der Gruppe der Elemente Au, Pd, Pt und Ir ausgewählt wurde und der Wert für A variiert wurde, wobei die Herstellung unter Ausführung desselben Aufdampfverfahrens wie bei dem zuvor er­ läuterten Aufdampfverfahren ausgeführt wurde, und danach wurde die Sättigungs-Magnetflußdichte für jede der weichmagnetischen Schichten gemessen. Außerdem wurde die Veränderung der Sättigungs-Magnetflußdichte bei einer weichmagnetischen Schicht mit der vorstehend genannten Zusammensetzung gemessen, bei der ein Teil des Co durch Ta und Hf ersetzt wurde. Die Ergebnisse sind insgesamt in Fig. 4 gezeigt.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist die Verminderungsrate der Sättigungs-Magnetflußdichte in bezug auf die ersetzte Menge an Co durch das Element X zwar mäßig, doch die Reduzierung der Sättigungs-Magnetflußdichte in bezug auf die substituierte Menge an Hf und Ta ist groß. Es ist somit offensichtlich, daß die Reduzierung der Sättigungs-Magnetflußdichte selbst dann gering ist, wenn das Element X in einer Menge von mehr als 15 Atom-% zugefügt wird. Für den Fall, daß die Magnetflußdichte gleich oder größer als 5000 G bei Ferrit gemacht wird, kann das Element X in einer Menge bis zu 18 Atom-% zugesetzt werden, und zwar selbst in Anbetracht der Reduzierung der Sättigungs-Magnetflußdichte durch die Zugabe jedes einzelnen der Elemente.

Weiterhin wurde ein Magnetkopf mit der in Fig. 1 gezeigten Ausbildung hergestellt, indem eine weich­ magnetische Schicht mit der Zusammensetzung Co_75,2Ta_10,5Hf_5,9Pt_8,4 auf einem aus Mn-Zn- Ferrit hergestellten Paar von mit Nuten versehenen Kernblöcken ausgebildet wurde, die beiden Kernblöcke über eine aus SiO₂ hergestellte Spalt-Abstandsschicht hinweg miteinander verbunden wurden und dann bei 550°C durch Verbindung mittels Glasmaterial mitein­ ander verschweißt wurden sowie schließlich einer zerspanenden Bearbeitung unterzogen wurden.

Fig. 5 zeigt die Frequenzkennlinie für die Wiedergabe­ leistung des Magnetkopfes, und Fig. 6 zeigt die Frequenzkennlinie eines Magnetkopfes, bei dem eine herkömmliche weichmagnetische Schicht aus Co-Ta-Hf verwendet wird. Bei den in den Fig. 5 und 6 darge­ stellten Kurven stellen die Amplituden der Kurven das durch den Pseudospalt verursachte Rauschen dar.

Aus den in den Fig. 5 und 6 veranschaulichten Ergebnissen wurde festgestellt, daß das Pseudospalt-Rauschen bei dem herkömmlichen Magnetkopf 5 bis 8 dB beträgt, während es bei dem Magnetkopf gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung auf weniger als 1,5 dB extrem reduziert ist.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert das zweite Ausführungsbei­ spiel der Erfindung.

Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen das zweite Aus­ führungsbeispiel, bei dem ein Magnetkopf B Magnet­ kernhälften 11 und 12 umfaßt, die aus Oxidmagnet­ material, wie z. B. Mn-Zn-Ferrit, hergestellt sind und über einen Spaltbereich 13 hinweg aneinander anliegen. Eine amorphe weichmagnetische Hilfsschicht 10 sowie eine amorphe weichmagnetische Hauptschicht 14 werden nacheinander auf der Seite des Spaltbereichs 13 für jede der Magnetkernhälften 11 und 12 ausgebildet. Die Magnetkernhälften 11 und 12 definierren den Spaltbereich 13, wobei eine aus SiO₂ oder dergleichen herge­ stellte Spalt-Abstandsschicht zwischen jeder der amorphen weichmagnetischen Hauptschichten 14 angeordnet ist, und die Magnetkernhälften 11 und 12 sind derart miteinander verbunden, daß sie den Spaltbereich 13 in diesem Zustand zwischen sich schließen, wobei Ver­ bindungsmaterial 16, wie z. B. Glas in je eine Nut 15 gefüllt ist, die in jeder der Magnetkernhälften 11 und 12 ausgebildet sind.

Die amorphe weichmagnetische Hilfsschicht 10 sowie die amorphe weichmagnetische Hauptschicht 14 werden vor­ zugsweise unter Verwendung einer Aufdampfvorrichtung gebildet, an der sich zwei oder mehr Targets anbringen lassen (und zwar Vorrichtungen mit mehreren Targets in einem identischen Vakuumbehälter oder Vorrichtungen mit zwei oder mehr Aufdampfkammern in einem Schleusen­ system), wobei die amorphe weichmagnetische Hilfs­ schicht 10 und die amorphe weichmagnetische Hauptschicht 14 nacheinander in Form von filmartigen Schichten ohne Unterbrechung des Vakuumzustands gebildet werden. In derselben Weise, wie dies bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel erläutert wurde, können auch hier verschiedene bekannte Aufdampfverfahren verwendet werden.

Obwohl sich der Effekt der Unterdrückung der Zunahme des Pseudospalts zusammen mit der Erhöhung der der amorphen weichmagnetischen Hilfsschicht 10 zuge­ gebenen Menge des Elements X steigern läßt, ist es aufgrund der Tatsache, daß die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften wie der Reduzierung der Sättigungs-Magnetflußdichte nicht mehr vernachlässigbar ist, wenn die Konzentration des Elements X übermäßig hoch ist, erforderlich, eine amorphe weichmagnetische Hilfsschicht 10 auszubilden, die das Element X in einem derartigen Ausmaß enthält, daß sich keine unerwünschten Auswirkungen auf die elektromagnetische Umwandlungscharakteristik des Magnetkopfes ergeben, und die außerdem eine derartige Dicke aufweist, daß sich ebenfalls keine unerwünschten Auswirkungen auf die elektromagnetische Umwandlungscharakteristik des Magnetkopfes ergeben. Aus diesem Grund ist es bevor­ zugt, daß die Zusammensetzung der amorphen weich­ magnetischen Hilfsschicht 10 mit der bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläuterten Zu­ sammensetzung identisch ist, und außerdem ist es bevorzugt, daß die Dicke der amorphen weich­ magnetischen Hilfsschicht 10 in einen Bereich von 100 bis 1000 Å liegt. Somit kann man eine Mehrzahl von amorphen weichmagnetischen Hilfsschichten innerhalb dieses Bereichs anfeinander laminieren.

Außerdem ist es möglich, eine Mehrzahl von amorphen weichmagnetischen Hilfsschichten zusammenzulaminieren, bei denen das Element X verschiedenartig variiert ist und die insgesamt eine Dicke von 100 bis 100 Å aufweisen, worüber dann die amorphe weichmagnetische Hauptschicht gebildet wird. Wenn die Dicke der amorphen weichmagnetischen Hilfsschicht mehr als 1000 Å beträgt so ist dies nicht wünschenswert, da sich dadurch unerwünschte Auswirkungen auf die magnetischen Eigenschaften der amorphen weichmagnetischen Hauptschicht 14 ergeben. Wenn ihre Dicke jedoch weniger als 100 Å beträgt, so ist dies ebenfalls nicht bevorzugt, da der Effekt zum Unterdrücken der Diffusion des Elements Sauerstoff unzulänglich ist.

Mit dem in der vorstehend beschriebenen Weise ausge­ bildeten Magnetkopf B lassen sich ähnliche Effekte wie bei dem Magnetkopf A gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erzielen. Da sich bei dem Magnetkopf B eine Vergrößerung des Pseudospalts ohne Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der amorphen weichmagnetischen Hauptschicht 14 verhindern läßt, kann man einen Magnetkopf schaffen, bei dem die ausgezeichnete elektromagnetische Um­ wandlungscharakteristik aufrechterhalten ist.

Herstellungsbeispiel 2

Ein Magnetkopf wurde in einem Verfahren unter Ver­ wendung von aus Mn-Zn-Ferrit hergestellten Kern­ blöcken in derselben Weise wie bei dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Bildung des Magnetkopfes angewandten Verfahrens gebildet. Dabei wurde eine filmartige amorphe magnetische Hilfsschicht mit einer Dicke von 200 Å und der Zu­ sammensetzung Co_68,8Ta_9,9Hf_5,1Pt_12,2Pd_4,0 auf den Kernblöcken durch Hochfrequenz-Aufdampfung unter Verwendung von zwei Elektroden gebildet, und eine filmartige amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf mit einer Dicke von 4 µm wurde unter Austausch des Targets in einem identischen Vakuum­ behälter gebildet, wonach dann ein Spaltbereich ge­ bildet wurde und eine spanende Bearbeitung erfolgte und anschließend daran eine Verbindung mittels Glas­ material bei 550°C vorgenommen wurde.

Fig. 9 zeigt die Frequenzkennlinie für die Wiedergabe­ leistung des Magnetkopfes, und Fig. 10 zeigt einen herkömmlichen Magnetkopf, der eine amorphe weich­ magnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf mit derselben Zusammensetzung wie bei der vorstehend beschriebenen amorphen weichmagnetischen Hauptschicht, besitzt.

Wie aus den in den Fig. 9 und 10 dargestellten Er­ gebnissen zu sehen ist, beträgt das durch den Pseudospalt bei dem herkömmlichen Magnetkopf verur­ sachte Rauschen 5 bis 8 dB, während das Rauschen bei dem Magnetkopf gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich unter 1 dB liegt und somit beträchtlich reduziert ist. Die Magnetaufzeichnungs­ charakteristik (bei Spitzenfrequenz) war bei beiden Magnetköpfen gleich.

Beispiel 3

Im folgenden wird nun das dritte Ausführungsbeispiel erläutert.

Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist in Fig. 11 ver­ anschaulicht, wobei ein Magnetkopf C die gleichen Magnetkernhälften 11 und 12 sowie einen Spaltbereich 13 wie bei dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Magnet­ kopf B besitzt und wobei eine amorphe weichmagnetische Hauptschicht 20 sowie eine weichmagnetische Hilfs­ schicht 24 auf der Seite des Spaltbereichs 13 für jede der Magnetkernhälften 11 und 12 ausgebildet sind. Außerdem wurde die unter Verwendung von Glasmaterial erfolgende Verbindung der Magnetkernhälften 11 und 12 unter denselben Bedingungen wie bei dem zuvor er­ läuterten Magnetkopf B ausgeführt.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete amorphe weichmagnetische Hilfsschicht 24 wird vorzugsweise mit einer Dicke von 100 bis 700 Å ausgebildet. Bei einer Zusammensetzung aus Co _x Ta _y Hf _z X _w ist jedes Zusammensetzungsverhältnis festgelegt innerhalb eines Bereichs von 4 y 15, 1 z 14, 18 w 35. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Zusammensetzungsverhältnis für die amorphe weichmagnetische Schicht festgelegt innerhalb eines Bereichs von 4 y 15, 1 z 14, 1 w 18, und zwar mit dem Ziel, daß man eine Hitzebeständigkeit von mehr als 550°C erreicht sowie hinsichtlich der Sättigungs-Magnetflußdichte die Beziehung Bs 5000 G erreicht. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Zusammen­ setzungsverhältnis von w auf einen Bereich von 18 w 35 festgelegt, da sich aus dem Experiment des nachfolgend beschriebenen Herstellungs­ beispiels ergeben hat, daß sich hinsichtlich des Magnetkopfes keine Probleme ergeben, selbst wenn Bs geringer als 5000 G ist, vorausgesetzt, daß die Dicke der amorphen weichmagnetischen Schicht 24 innerhalb des vorstehend genannten Bereichs festgelegt ist, wenn die amorphe weichmagnetische Hauptschicht 20 und die amorphe weichmagnetische Hilfsschicht 24 in Form eines Laminats ausgebildet sind. Wenn jedoch der Wert für den Zusammensetzungsanteil von w 35 übersteigt, so ist dies nicht wünschenswert, da sich die weichmagnetischen Eigenschaften ver­ schlechtern und die amorphe weichmagnetische Hilfs­ schicht 24 als Pseudospalt wirken kann. Wenn die Dicke der amorphen weichmagnetischen Hilfsschicht 24 geringer als 100 Å ist, so ist dies ebenfalls nicht wünschenswert, da die Diffusion von Sauerstoff aus den Magnetkernhälften 11 und 12 nicht unter­ drückt werden kann. Wenn die Dicke andererseits mehr als 700 Å beträgt, so ist dies ebenfalls nicht wünschenswert, da die amorphe weichmagnetische Hilfs­ schicht 24 möglicherweise als Pseudospalt wirken kann.

Mit dem in der vorstehend erläuterten Weise ausge­ bildeten Magnetkopf C läßt sich eine Wirkung er­ zielen, die der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebenen Wirkung gleich oder überlegen ist. Da sich bei dem Magnetkopf C die Vergrößerung des Pseudospalts ohne Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der amorphen weich­ magnetischen Hauptschicht 20 verhindern läßt, ist es außerdem möglich, einen Magnetkopf zu erzielen, der ausgezeichnete elektromagnetische Charakteristika besitzt. Zusätzlich dazu kann bei dem Magnetkopf C mit der Ausbildung gemäß dem vorstehenden Ausführungs­ beispiel das durch den Pseudospalt verursachte Rauschen auf weniger als 0,8 dB reduziert werden.

Herstellungsbeispiel 3

Es wurden Schichten mit einer Dicke von 5 bis 6 µ und der nachfolgend genannten Zusammensetzung unter Verwendung eines zusammengesetzten Targets hergestellt bei dem Pt-Pellets auf einem Target aus einer Co-Ta-Hf-Legierung angeordnet wurden, wobei eine Hochfrequenz-Aufdampfvorrichtung mit zwei Elektroden verwendet wurde. Die Permeabilität (µ) sowie die Sättigungs-Magnetflußdichte (Bs) für die auf diese Weise erzielten Schichten wurden gemessen, wobei die Resultate in der Tabelle 1 gezeigt sind.

Tabelle 1

Wie aus der Tabelle 1 zu sehen ist, hat man festge­ stellt, daß die Pt in einer Menge von mehr als 18 Atom-% enthaltende Schicht in bezug auf die Permeabilität bei 5 MHz im Vergleich zu der Pt in einer Menge von weniger als 18 Atom-% enthaltenden Schicht zwar schlechter ist, daß sie aber dennoch nicht als Pseudospalt wirkt, da die Permeabilität µ auf einem identischen Niveau im Vergleich mit 300 bis 600 µ im Fall von Ferrit liegt, bei dem es sich um das Grundmaterial handelt, das für einen Magnetkopf des zusammengesetzten Typs, wie z. B. einen MIG-Kopf, verwendet wird.

Fig. 12 zeigt eine Zusammensetzung von Co_84,4-w Ta_10,2 Hf_5,4Pt _w unter Darstellung der Beziehung zwischen der Pt-Konzentration in Atom-% und der Sättigungs- Magnetflußdichte Bs in G einer Schicht, der Pt als Ersatz für Co zugefügt ist.

Wie aus Fig. 12 zu sehen ist, kann man feststellen, daß die Abnahmerate der Sättigungs-Magnetflußdichte Bs aufgrund der Zugabe von Pt mäßig ist und daß Bs selbst bei einer Zugabe von Pt in einer Menge von 30 Atom-% noch 1700 G beträgt.

Andererseits wurde ein Magnetkopf unter Verwendung von aus Mn-Zn-Ferrit bestehenden Kernblöcken nach dem­ selben Verfahren wie bei dem Verfahren zur Herstellung des Magnetkopfes bei dem Herstellungsbeispiel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung herge­ stellt, wobei eine filmartige armorphe weichmagnetische Hilfsschicht mit einer Dicke von 500 Å und einer Zu­ sammensetzung von Co_63,4Ta_10,4Hf_5,2Pt_21,0 auf den Kernblöcken durch Hochfrequenz-Aufdampfen mit zwei Elektroden gebildet wurde und darüber eine filmartige amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf mit einer Dicke von 4 µm unter Austausch des Targets in einem identischen Vakuumbehälter ausge­ bildet wurde, sodann der Spaltbereich gebildet wurde und eine spanende Bearbeitung erfolgte, wonach dann eine Verbindung mittels Glasmaterial bei 550°C er­ folgte.

Fig. 13 veranschaulicht die Frequenzkennlinie der Wiedergabeleistung des Magnetkopfes, und Fig. 14 veranschaulicht die Frequenzkennlinie der Wiedergabe­ leistung eines Magnetkopfes gemäß einem Vergleichs­ beispiel, bei dem lediglich die amorphe weich­ magnetische Co-Ta-Hf-Schicht mit einer der amorphen weichmagnetischen Hauptschicht entsprechenden Zu­ sammensetzung ausgebildet ist.

Aus den in den Fig. 13 und 14 gezeigten Resultaten ist zu erkennen, daß im Vergleich zu dem Pseudo­ spaltrauschen (Amplitude der Kurve) von 5 bis 8 dB bei dem Magnetkopf gemäß dem Vergleichsbeispiel das Rauschen bei dem Magnetkopf gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ca. 0,5 dB betrug und somit beträchtlich reduziert ist.

Wie vorstehend in bezug auf das erste Ausführungs­ beispiel erläutert wurde, läßt sich durch die Zugabe eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Rh, Pd, Os, Pt und Au zu der amorphen weichmagnetischen Schicht eine Diffusion von Sauerstoff aus den Magnet­ kernhälften zu der weichmagnetischen Schicht dann unterdrücken, wenn die Magnetkernhälften beim Ver­ binden mittels Glasmaterial durch Erwärmung auf eine hohe Temperatur miteinander verbunden werden, und somit läßt sich eine Vergrößerung des Pseudospalts verhindern, wodurch man einen Magnetkopf mit ausge­ zeichneten Aufzeichnungs-Wiedergabecharakteristika erhält. Da sich außerdem der durch die Hitze beim Verbinden mit Glasmaterial verursachte unerwünschte Effekt eliminieren läßt, kann die Verbindung mittels Glasmaterial bei höheren Temperaturen erfolgen, als dies normalerweise der Fall ist. Somit kann man Glasverbindungsmaterial mit mittlerem bis hohem Schmelzpunkt ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften verwenden, und zwar mit dem Effekt, daß sich die Zuverlässigkeit des Glasverbindungs­ materials steigern läßt. Da sich die chemische Stabilität der amorphen weichmagnetischen Schicht durch die Zugabe des zusätzlichen Elements zu der amorphen weichmagnetischen Schicht verbessern läßt und da Entfärbung oder Korrosion weniger häufig auftreten, läßt sich außerdem die allgemeine Wider­ standsfähigkeit des Magnetkopfes verbessern.

Da gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung die amorphe weichmagnetische Hilfsschicht mit einer identischen Zusammensetzung wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene weichmagnetische Schicht zwischen der amorphen weichmagnetischen Schicht und den Magnetkernhälften angeordnet ist, läßt sich die Diffusion von Sauerstoff aus den Magnet­ kernhälften zu der weichmagnetischen Schicht ein­ schränken, wodurch sich die Vergrößerung des Pseudo­ spalts verhindern läßt und sich somit ein Magnetkopf mit ausgezeichneten Aufzeichnungs-Wiedergabe­ charakteristika erzielen läßt. Da sich außerdem der beim Verbinden mittels Glasmaterial durch die Hitze hevorgerufene unerwünschte Effekt eliminieren läßt, kann die Verbindung mittels Glasmaterial bei höheren Temperaturen erfolgen, als dies bisher der Fall war. Somit läßt sich Glasverbindungsmaterial mit mittlerem bis hohem Schmelzpunkt ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften verwenden, wodurch sich wiederum der Effekt erzielen läßt, daß die Zuver­ lässigkeit des Glasverbindungsmaterials gesteigert wird. Da sich außerdem eine Vergrößerung des Pseudo­ spalts ohne Verschlechterung der magnetischen Eigen­ schaften der amorphen weichmagnetischen Hauptschicht verhindern läßt, erzielt man einen Magnetkopf, der eine ausgezeichnete elektromagnetische Umwandlungs­ charakteristik aufrechterhalten kann.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel läßt sich zusätzlich zu dem bei dem zweiten Ausführungsbei­ spiel erreichten vorteilhaften Effekt das Spaltrauschen weiter beträchtlich reduzieren, ohne daß die elektro­ magnetische Umwandlungscharakteristik beeinträchtigt wird, wobei es möglich ist, das Pseudospaltrauschen auf weniger als 0,8 dB zu reduzieren.

Die Fig. 1, 7 und 11 zeigen, daß bei den Ausführungsbei­ spielen der Spaltbereich 3 bzw. 13 geradlinig, aber mit etwas von 90° abweichender Winkelausrichtung relativ zu den in den Zeichnungen oberen und unteren Kanten der Ma­ gnetkopfstirnseite verläuft und etwa ein Drittel des Abstands zwischen diesen Kanten einnimmt, und daß die Verbindungsmaterial-Nuten 6 bzw. 16 in der Blickrichtung dieser Figuren einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt haben.

Claims (3)

1. Magnetkopf mit einem Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausgebildete amorphe weichmagnetische Schicht auf Co-Ta-Hf-Basis aufweist und die über die amorphen weichmagnetischen Schichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Ver­ binden mittels Glasmaterial miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au der amorphen weich­ magnetischen Schicht zugesetzt ist, und
daß das Zusammensetzungsverhältnis von y, z, w in Atom-% in der Zusammensetzung der amorphen weich­ magnetischen Schicht (4), die durch die allgemeine Formel Co _x Ta _y Hf _z X _w dargestellt ist (wobei X das Zusatzelement oder die Zu­ satzelemente darstellt), in folgendem Bereich festgelegt ist: 4 y 15
1 z 1 14
1 w 18wobei x + y + z + w = 100 ergibt.

2. Magnetkopf mit einem Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausgebildete amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf aufweist und die über die amorphen weich­ magnetischen Hauptschichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Verbinden mittels Glasmaterial miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine amorphe weichmagnetische Hilfsschicht (10) auf Co-Ta-Hf-Basis, der wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au zugesetzt ist, zwischen jeder Magnetkernhälfte (11, 12) und jeder amorphen weichmagnetischen Hauptschicht (14) angeordnet ist.

3. Magnetkopf mit einem Paar Magnetkernhälften, deren jede eine auf der Seite eines Spaltbereichs ausge­ bildete amorphe weichmagnetische Hauptschicht aus Co-Ta-Hf aufweist und die über die amorphen weich­ magnetischen Hauptschichten sowie den Spaltbereich hinweg durch Verbinden mittels Glasmaterial mitein­ ander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine amorphe weichmagnetische Hilfsschicht (24) auf Co-Ta-Hf-Basis, der wenigstens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rh, Pd, Os, Ir, Pt und Au zuge­ setzt ist, zwischen jeder Magnetkernhälfte (11, 12) und jeder amorphen weichmagnetischen Hauptschicht (20) angeordnet ist, und daß das Zusammensetzungs­ verhältnis von y, z, w in Atom-% in der Zusammensetzung der amorphen weichmagnetischen Hilfsschicht, die durch die allgemeine Formel Co _x Ta _y Hf _z X _w dargestellt ist (wobei X das Zusatzelement oder die Zu­ satzelemente darstellt), in folgendem Bereich festgelegt ist:4 y 15
1 z 14
18 w 35wobei x + y + z + w = 100 ergibt.