DE4022318C2 - Magnetkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf und insbe­ sondere auf einen zusammengesetzten Magnetkopf mit einem Paar Kernhälften, die jeweils aus einem Ferritplättchen gebildet sind, dessen einem Kopfspaltteil zugewandte Fläche mit einem Film aus magnetischem Metall bedeckt ist.

In der letzten Zeit wurden auf dem Gebiet der magnetischen Aufzeichnung infolge der erhöhten Forderungen hinsichtlich Aufzeichnungssignalen mit einem breiteren Frequenzband und einer höheren Aufzeichnungsdichte in zunehmendem Ausmaß Metall-Aufzeichnungsträger mit hoher Koerzitivkraft verwen­ det.

Wenn mit solchen Aufzeichnungsträgern wie Metall-Magnetbän­ dern oder dergleichen, die eine hohe Remanenz-Magnetfluß­ dichte haben, die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe ausgeführt wird, müssen Magnetköpfe verwendet werden, mit denen im Kopfspalt ein Magnetfeld in einer Stärke erzeugt werden kann, die höher als die Feldstärke für die herkömmli­ chen Aufzeichnungsträger ist.

Auf diesem Grund wurden sog. zusammengesetzte bzw. Verbund- Magnetköpfe mit Kernhälften eingesetzt, die hauptsächlich aus Ferrit bestanden, auf dem an den in der Nähe des Kopf­ spalts gelegenen Bereichen der Kernhälften in einem Vakuum- Filmformungsverfahren ein Film aus einem Metall aufgebracht war, das eine höhere Sättigungs-Magnetflußdichte als das Ferrit hat.

Da die Magnetköpfe dieser Art durch Zusammensetzen verschie­ denartiger Materialien aufgebaut sind, die im allgemeinen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, können infolge innerer Spannungen, die bei dem Verbinden bzw. Verschweißen der Kernhälften mit Glas entstehen, in den Ferritteilen Sprünge und in den Glasteilen Blasen oder Risse auftreten. Daher ist es notwendig, die maximale Temperatur bei dem Verschweißen mit Glas auf ungefähr 600°C oder dar­ unter zu halten. Wenn andererseits der Erweichungspunkt von Schweißglas verringert wird, ändert sich dieses derart, daß die Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse wie die Wasserbeständigkeit, die Witterungsbeständigkeit oder Ab­ riebfestigkeit verringert ist.

Bei der Herstellung der Magnetköpfe dieser Art ist es daher anzustreben, die Temperatur bei dem Zusammenschweißen so niedrig wie möglich zu halten und ein Schweißglas mit einem möglichst hohen Erweichungspunkt zu verwenden. Hierzu ist es erforderlich, das Fließverhalten von Glas bei dem Auf­ schweißen zu verbessern.

Eine Eigenschaft, die das Fließverhalten von Glas beein­ flußt, ist die Benetzungseigenschaft. Die Benetzungseigen­ schaft wird nach einem Verfahren bewertet, bei dem gemäß Fig. 6 auf ein Substrat 1 geschmolzenes Glas 2 aufgebracht wird und ein Winkel zwischen deren Oberflächen am Berüh­ rungspunkt bzw. Kontaktwinkel R gemessen wird. In diesem Fall zeigt ein kleinerer Kontaktwinkel R ein besseres Benetzungsverhalten an.

Das Benetzungsverhalten von Glas auf Ferrit kann als gut bezeichnet werden, da der Kontaktwinkel R von Glas auf Ferrit 35° beträgt. Andererseits hat das Glas auf anderen Materialien wie Sendust (einer Legierung mit hoher magneti­ scher Permeabilität, bestehend aus 5% Al, 10% Si und 85% Fe), Cr, SiO₂, Ti, Cr₂O₃, Ta₂O₅ und Al₂O₃ gemäß der nachste­ henden Aufstellung jeweils Kontaktwinkel R, die größer als derjenige auf dem Ferrit ist.

Material
Kontaktwinkel R
Sendust|70°
Cr	40°
SiO₂	75°
Ti	45°
Cr₂O₃	41°
Ta₂O₅	75°
Al₂O₃	70°

Daher zeigt das Glas ein gutes Fließverhalten an Magnetköp­ fen mit Kernhälften, die nur aus Ferrit hergestellt sind. Bei den zusammengesetzten Magnetköpfen der vorstehend be­ schriebenen Art ist jedoch der mit dem Schweißglas in Berüh­ rung kommende Teil ein Magnetmetallfilm aus einem Metall wie Sendust, so daß das Fließverhalten von Glas nicht gut ist. Daher besteht keine andere Möglichkeit als ein Schweißglas zu wählen, das einen niedrigen Erweichungspunkt hat. Infolg­ edessen sind im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse die vorstehend beschriebenen zusammengesetz­ ten Magnetköpfe den nur mit Ferrit hergestellten Magnetköp­ fen unterlegen.

In den "IEEE Transactions On Magnetics" Vol. MAG-18, Nr. 6, Nov. 1982, Seiten 1146-1148 ist ein Magnetkopf beschrieben, der einen bezüglich des Magnetspaltes symmetrischen Aufbau aufweist. Bei diesem bekannten Magnetkopf sind die Magnetmetall-Filme auf beiden Kernhälften entlang des Kopfspaltes in gleichem Maße angeordnet. Weiterhin ist zum Verbinden der beiden Kernhälften in die Nuten des Magnetkopfes ein Schmelzglas eingebracht.

Zudem ist aus der japanischen Patentanmeldung JP 63-46607 A (In: Patents Abstracts of Japan, P-733, Vol. 12, No. 259, 21. Juli 1988) ein Magnetkopf mit unsymmetrischem Aufbau bekannt. Bei diesem bekannten Aufbau erstrecken sich die Magnetmetall-Filme auf den beiden Kernhälften in unterschiedlichem Maße, wobei das Schmelzglas nur bis zum jeweiligen Ende des Magnetmetall-Filmes eingefügt ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Benetzung des Magnetmetall-Filmes mit dem Schmelzglas nur ungenügend erfolgt, so daß es zu mangelhaften Verbindungen der beiden Kernhälften kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln die Haltekraft zwischen den beiden Kernhälften optimiert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Mittel gelöst.

Dadurch, daß das Schmelzglas mit den beiden Ferrit-Plättchen in direkter Berührung steht, ist eine hervorragende Verbindung zwischen dem Schmelzglas und den beiden Kernhälften gegeben, wodurch gleichzeitig eine Verbesserung der Haltekraft zwischen den beiden Kernhälften erzielt ist.

Weiterhin ist dadurch, daß die Magnetmetall-Filme sich in gleichem Maße erstrecken, sichergestellt, daß die direkte Berührung zwischen dem Schmelzglas und der Ferrit-Plättchen stets auf einfache Weise herstellbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf den Magnetkopf gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2A, 2B, 2C, 2D und 2E sind perspektivi­ sche Ansichten, die zur Erläuterung der Herstellung des Magnetkopfes nach Fig. 1 jeweils ein Zwischenprodukt für den Magnetkopf zeigen.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Magnet­ kopf für einen Vergleich mit dem in Fig. 1 gezeigten Magnet­ kopf.

Fig. 4A und 4B sind schematische Darstellun­ gen, die das Fließen von Glas bei der Herstellung des in Fig. 3 gezeigten Magnetkopfes zeigen.

Fig. 5A und 5B sind schematische Darstellun­ gen, die das Fließen von Glas bei der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Magnetkopfes zeigen.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zum Bewerten der Benetzungseigenschaften von Glas veranschaulicht.

Die Fig. 1 zeigt in Draufsicht als Ausführungsbeispiel einen Magnetkopf für ein Diskettenlaufwerk.

Der Magnetkopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zwei Ferrit-Teile 10a und 10b auf, die an nachstehend als Kopfspalt-Stoßflächen bezeichneten, einander gegenüberliegenden Flächen gegeneinander gesetzt sind. An bestimmten Teilen der Kopfspalt-Stoßflächen sind die Ferrit-Teile 10a und 10b mit Sendust- Filmen (Magnetmetall-Filmen) 11a bzw. 11b versehen. Zwischen den Sendust-Filmen 11a und 11b ist ein Magnetspaltbereich bzw. Kopfspalt 12 gebildet, über den hinweg die Ferrit-Teile miteinander mit Schweißglas verbunden sind.

An dem Ferrit-Teil 10a ist eine erste Nut 14 zur Aufnahme einer Wicklung auf einem Spulenkörper ausgebildet. Die Nut 14 kann derart geformt werden, daß ein Teil der Kopfspalt-Stoßfläche des Ferrit-Teils 10a gemäß Fig. 1 abgetragen oder wegge­ schnitten wird. Infolgedessen sind die Innenwände bzw. der Boden und die Seitenwand der nachträglich durch das Ausneh­ men des Ferrit-Teils gebildeten Nut 14 nicht mit dem Sen­ dust-Film abgedeckt. Außerdem ist ein Teil der Kopfspalt-Stoßfläche des Ferrit-Teils 10a, nämlich ein Bereich zwischen einer Innenwand der Nut 14 und einer dem Kopfspalt 12 gegenüberge­ setzten Kopfspalt-Stoßfläche zu einer Schrägfläche 15 ge­ formt. Die dem Kopfspalt 12 gegenübergesetzte Kopfspalt- Stoßfläche des Ferrit-Teils 10a und die daran angrenzende Schrägfläche 15 sind mit dem Sendust-Film 11a überdeckt.

Andererseits ist die Kopfspalt-Stoßfläche des Ferrit-Teils 10b mit dem Sendust-Film 11b an einer Stelle bedeckt, an der dieser dem Film 11a auf dem Ferrit-Teil 10a gegenüberliegt. In einem Bereich der Kopfspalt-Stoßfläche außerhalb des von dem Sendust-Film 11b bedeckten Bereichs ist eine zweite Nut 16 ausgebildet, die flacher bzw. weniger tief als die erste Nut 14 ist. Die zweite Nut 16 dient dazu, Schweißglas 13 mit dem Ferrit-Teil 10b in Berührung zu bringen.

Auf die Sendust-Filme 11a und 11b sind als Material zum Bilden des Kopfspaltteils SiO₂-Filme 17a und 17b aufge­ bracht, die somit den Magnetspalt bzw. Kopfspalt 12 bilden. Die Ferrit-Teile 10a und 10b mit der vorstehend beschriebe­ nen Gestaltung werden einander zum Bilden eines Paars von Kernhälften gegenübergesetzt. In dem Magnetkopf mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau wird das Schweißglas 13 in den Nuten 14 und 16 mit den Ferrit-Teilen 10a und 10b in Berüh­ rung gebracht und ein gutes Fließen des Schweißglases in der Richtung zu der Magnetkopf-Gleitfläche hin erreicht, was zur Folge hat, daß die Wasserbeständigkeit und Witterungsbestän­ digkeit des Magnetkopfes verbessert werden kann.

Nachstehend wird anhand der Fig. 2A bis 2E ausführlich ein Beispiel für einen Prozeß zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Magnetkopfes erläutert.

Als erstes werden gemäß Fig. 2A zwei Ferritblöcke 21 herge­ stellt, an denen jeweils an einer Seitenfläche eine Vielzahl von Spurbreitensteuerung-Nuten 22 in einem vorbestimmten Teilungsabstand in der zur Längsrichtung des Blocks senk­ rechten Richtung ausgebildet wird. Dann werden gemäß Fig. 2B und 2C auf die Seitenfläche des Blocks, an der die Nuten 22 gebildet sind, durch Aufsprühen Sendust-Filme 24 in einer Dicke von ungefähr 10 µm aufgebracht, wonach an den Ferrit- Blöcken 21 jeweils eine Nut 23 für das Einlegen eines Spu­ lenkörpers bzw. eine Nut 25 für das Einfüllen von Glas geformt wird. Zum Bilden einer in Fig. 2B gezeigten Schräg­ fläche 23a an der Seitenwand der Nut 23 wird jedoch zuerst vor dem Aufbringen des Sendust-Films 24 die Schrägfläche 23a geformt und dann nach dem Aufbringen des Sendust-Films 24 die Nut 23 ausgebildet. Weiterhin wird an dem Sendust-Film 24 an jedem der in Fig. 2B und 2C gezeigten Ferrit-Blöcke 21 ein Film aus SiO₂ als Material für das Bilden des Kopfspalt­ teils bzw. Kopfspalts 12 gebildet.

Als nächstes wird auch an der dem Kopfspalt abgewandten Rückseite des in Fig. 2B gezeigten Blocks eine Nut 26 für das Einfüllen von Glas gebildet (siehe Fig. 2D), wonach der in Fig. 2B gezeigte Block und der in Fig. 2C gezeigte Block derart gegeneinander gesetzt werden, daß die mit den Sen­ dust-Filmen versehenen Kopfspalt-Stoßflächen miteinander über die SiO₂-Filme in Berührung stehen. Danach wird gemäß Fig. 2D in die Nut 26 ein Glasstab 27 eingelegt, während andererseits in die Nuten 23 und 25 ein Glasstab 28 eingelegt wird. In diesem Zustand wird der Aufbau über ungefähr 80 Minuten auf ungefähr 570°C gehalten, um damit das Zusammenschmelzen bzw. Zusammenschweißen mit dem Glas gemäß Fig. 2E zu erreichen. Nach dem Abdecken der Gleitfläche für das Magnetaufzeich­ nungsmaterial mit einem geeigneten Umhüllungsmaterial werden ein rückwärtiger Teil 29 und Seitenteile 30 und 31 gemäß der Darstellung durch gestrichelte Linien in Fig. 2E abgetragen, um ein Kopfplättchen gemäß Fig. 1 zu erhalten.

Die auf diese Weise geformten beiden Seitenflächen des Kopfplättchens werden mit einem geeigneten Umhüllungsmate­ rial abgedeckt, wonach dann der Aufbau in eine Schneidevor­ richtung eingesetzt und zu Plättchen geschnitten wird.

Danach wird ein mit der Nut 14 gebildeter Schenkelabschnitt 18 gemäß Fig. 1 in die Höhlung eines Spulenkörpers einge­ setzt, wodurch der Magnetkopf für das Diskettenlaufwerk fertiggestellt ist.

Zur Verdeutlichung der Auswirkungen bei dem Magnetkopf gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde für einen Vergleich ein in Fig. 3 gezeigter Magnetkopf ohne die in Fig. 1 gezeigte zweite Nut 16 im Magnetkopf hergestellt. Der zum Vergleich dienende Magnetkopf kann nach dem gleichen Verfahren wie der erfindungsgemäße Magnetkopf auf die in Fig. 2A bis 2E dargestellte Weise mit der Ausnahme hergestellt werden, daß bei dem Formen des in Fig. 2C ge­ zeigten Blocks das Bilden der Nut 25 entfällt.

Die Fig. 4A, 4B, 5A und 5B zeigen das Fließen von Schweiß­ glas 13 in dem in Fig. 3 gezeigten Magnetkopf und in dem in Fig. 1 gezeigten Magnetkopf unter den gleichen Bedingungen. Die Fig. 4A und 5A zeigen das Einlegen des Glasstabes 28, während die Fig. 4B und 5B die Zustände nach dem Schmelzen des Glases zeigen. Gemäß Fig. 4B wird in dem in Fig. 3 gezeigten Magnetkopf das Schweißglas in einer Richtung gezogen, die zur Richtung zu der Gleitfläche hin entgegenge­ setzt ist.

In den Fig. 4B und 5B ist mit Lup eine Strecke bezeichnet, über die das Schweißglas 13 in der zu der Richtung zu der Gleitfläche hin entgegengesetzten Richtung fließt, während mit Ldown eine Strecke bezeichnet ist, über die es in der Richtung zu der Gleitfläche hin fließt. Aus den Fig. 4B und 5B ist ersichtlich, daß im Vergleich zu dem in Fig. 3 ge­ zeigten Magnetkopf in dem in Fig. 1 gezeigten Magnetkopf das Glas gut fließt und die Verbindungsfe­ stigkeit hoch ist.

Bei dem Magnetkopf kann daher eine Schweißtemperatur auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert angesetzt werden und als Schweißglas ein Glas mit einem hohen Erweichungspunkt verwendet werden, das hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen Umgebungseinflüsse überlegen ist. Infolgedessen kann bei dem in Fig. 1 dargestellten Magnetkopf das Auftreten von Teil-Brüchen oder Sprüngen in den Ferrit-Teilen 10a und 10b auf ein Mindestmaß herabge­ setzt werden und zugleich die Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse erhöht werden.

Vorstehend wurde zwar ein Magnetkopf für ein Diskettenlauf­ werk beschrieben, jedoch kann die gleiche Gestaltung mit gleichartigen Auswirkungen auch bei anderen Magnetköpfen angewandt werden, sofern es sich um zusammengesetzte bzw. Verbund-Magnetköpfe handelt, die jeweils ein Paar von Kern­ hälften haben, von denen jede durch ein Ferrit-Plättchen gebildet ist, das an der einem Kopfspalt zugewandten Fläche mit einem Film aus magnetischem Metall bedeckt ist.

Claims (5)

1. Magnetkopf mit

• - einer ersten Kernhälfte und einer zweiten Kernhälfte, die beide aus einem Ferrit-Plättchen (10a, 10b) hergestellt sind und jeweils gegenüberliegende erste und zweite Kopfspalt-Stoßflächen aufweisen,
• - einer ersten Nut, die zum Bilden eines eine Spule aufnehmenden Schenkels, in einem Bereich der ersten Kopfspalt-Stoßfläche ausgebildet ist,
• - einer zweiten Nut, die in einem Bereich der zweiten Kopfspalt-Stoßfläche ausgebildet ist, wobei die zweite Nut der ersten Nut gegenüberliegt und flacher ausgebildet ist als die erste Nut,
• - einem ersten Magnetmetall-Film (11a), der ausschließlich in einem anderen Bereich der ersten Kopfspalt-Stoßfläche aufgetragen ist, der getrennt von dem Bereich ist, in dem die erste Nut ausgebildet ist,
• - einem zweiten Magnetmetall-Film (11b), der ausschließlich in einem anderen Bereich der zweiten Kopfspalt-Stoßfläche aufgetragen ist, der getrennt von dem Bereich ist, in dem die zweite Nut von dem Bereich ist, in dem die zweite Nut ausgebildet ist, wobei der erste Magnetmetall-Film (11a) und der zweite Magnetmetall-Film (11b) sich von einer Gleitfläche des Magnetkopfes, auf der das magnetische Aufzeichnungsmaterial gleitet, in gleichem Maße in eine Richtung erstrecken, die rechtwinklig zur Gleitfläche liegt,
• - einem Magnetspaltabschnitt (12), der zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Metallfilm (11a, 11b) liegt, und unmagnetisches Material enthält, und
• - einem Schmelzglas (13), das in der ersten Nut und in der zweiten Nut aufgetragen ist, so daß es mit dem Ferrit-Plättchen (10a) der ersten Kernhälfte und dem Ferrit-Plättchen (10b) der zweiten Kernhälfte zum Aneinanderbinden der beiden Kernhälften direkt in Berührung steht.

2. Magnetkopf nach Anspruch 1, wobei der erste Magnetmetall-Film (11a) und der zweite Magnetmetall-Film (11b) ein Sendust-Dünnfilm ist.

3. Magnetkopf nach Anspruch 1, wobei die erste Kernhälfte aus einem ersten Ferrit-Plättchen (10a) mit einer ersten Gleitfläche, um auf dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial zu gleiten, und einer der ersten Gleitfläche gegenüberliegenden Endfläche besteht, wobei das erste Ferrit-Plättchen (10a) einen Schenkel-Abschnitt aufweist, der sich zur Aufnahme eines Spulenkörpers in eine Richtung erstreckt, die rechtwinklig zur ersten Gleitfläche liegt, und wobei die zweite Kernhälfte aus einem zweiten Ferrit-Plättchen (10b) besteht, das an das erste Ferrit-Plättchen angrenzend angeordnet ist, und zum Gleiten auf dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial mit einer zweiten Gleitfläche versehen ist und eine zur zweiten Gleitfläche schräglaufenden Endfläche aufweist, wobei das zweite Ferrit-Plättchen (10b) einen Schenkel-Abschnitt aufweist, der sich rechtwinklig zur zweiten Gleitfläche erstreckt.

4. Magnetkopf nach Anspruch 3, wobei der erste Magnetmetall-Film und der zweite Magnetmetall-Film auf den Endflächen der ersten und zweiten Ferrit-Plättchen aufgetragen sind.

5. Magnetkopf nach Anspruch 3, wobei das erste Ferrit-Plättchen und das zweite Ferrit-Plättchen entsprechend T-förmig ausgebildet sind.