DE68916869T2

DE68916869T2 - Herstellungsverfahren eines Aufzeichnungs-Wiedergabemagnetkopfes aus einem magnetischen Substrat.

Info

Publication number: DE68916869T2
Application number: DE68916869T
Authority: DE
Inventors: Claude Bussac; Jean-Marc Coutellier; Paul-Louis Meunier; Alain Penot
Original assignee: EUROP COMPOSANTS ELECTRON
Current assignee: Vantiva SA
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2009-06-10
Also published as: KR900000845A; US4939836A; DE68916869D1; EP0348265A1; JPH02132608A; FR2633430B1; JP2753049B2; FR2633430A1; EP0348265B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines magnetischen Schreib-/Lesekopfs ausgehend von einem Substrat aus magnetischem Material.
Magnetische Lese- und/oder Schreibköpfe bestehen aus einem ringförmigen Magnetkreis, der von einem schmalen, aus einem unmagnetischen Material bestehenden Spalt zerschnitten ist.
Man kann Magnetköpfe in drei große Familien einteilen:
- massive Köpfe werden durch spanende Herstellung und Zusammenbau von zwei Halbköpfen aus Magnetmaterial hergestellt, wie beispielsweise Videoköpfe (VHS-Köpfe) oder analoge Tonköpfe. Die Bewicklung dieser Köpfe erfolgt am Ende des Herstellungsverfahrens.
- Dünnschichtköpfe werden durch Stapeln mehrerer Schichten aus magnetischem, dielektrischem und leitendem Material realisiert. Diese Schichten werden maskiert und abgeätzt, so daß sich der Magnetkreis, der Spalt und die leitenden Windungen ergeben.
- Köpfe mit einer magnetischen Metallegierung einer zwischen 0,1 und 40 Mikrometer variierenden Dicke zu beiden Seiten des Spalts, während der Rest des Magnetkreises und die leitenden Windungen genauso wie bei massiven Köpfen realisiert werden. Es handelt sich um sogenannte MIG-Köpfe (Metal In Gap), die heute in 8-mm-Videosystemen oder digitalen Audiosystemen vom Typ RDAT (Rotary Digital Audio Tape) verwendet werden.
In dem Verfahren zur Herstellung eines Schreib-/Lesekopfes ist es oft nötig, einen heterogenen Bereich, der aus der Kombination eines magnetischen Materials (z.B. Ferrit) und eines nicht-magnetischen Materials (beispielsweise Glas) hergestellt ist, spanend zu bearbeiten. Dies gilt insbesondere für die Herstellung des Magnetkopfs, der in dem französischen Patent 87 14824 der Anmelderin beschrieben ist. Wenn eine dünne Magnetschicht auf diese bearbeitete Fläche aufgebracht werden soll, wie für den Magnetkopf gemäß dem französischen Patent 87 14820 der Anmelderin, braucht man eine ausgezeichnete Oberflächenqualität.
Das Polieren eines heterogenen Bereichs führt jedoch stets zu einer ungleichmäßigen Abtragung der beiden Materialien, aus denen der heterogene Bereich besteht. Diese unterschiedliche Abtragung ist umso ausgeprägter, je größer die Härteunterschiede der Materialien sind. Dies gilt insbesondere für Ferrit, das üblicherweise mit einer Diamantpulvermischung poliert wird, und für Glas, das üblicherweise mit Ceroxid poliert wird. Die so bearbeitete Ebene weist also eine Unebenheit auf, die mit den Erfordernissen der nachfolgenden Verfahrensschritte bei der Herstellung des Magnetkopfes nicht vereinbar ist.
Um dieses Problem zu beheben, schlägt die Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung mindestens eines Magnetkopfes vor, das die zetlich versetzte Polierung der magnetischen Materialien und der nicht-magnetischen Materialien, die die aktive Fläche des Kopfs bilden, erlaubt.
Das Patent JP-A-61-39207 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Schreib-/Lesekopfes, bei dem eine Rinne in eine Seite des Substrats eingeschnitten wird, die die Innenseite des Magnetkreises werden soll. Diese Rinne wird mit Hilfe eines Stäbchens aus geschmolzenem Glas gefüllt, und der Magnetspalt wird durch Polieren der aktiven Fläche erreicht. Die Innenseite wird dann nicht mehr bearbeitet.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines magnetischen Schreib-/Lesekopfs ausgehend von einem Substrat aus einem Magnetmaterial, wobei der Magnetkopf eine aktive Fläche besitzt, die durch die von einem Magnetspalt getrennten Magnetpole des Kopfes definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Verfahrensschritte aufweist:
- erster Schritt: Herstellung einer Rinne einer bestimmten Breite auf einer Substratfläche, die später die aktive Fläche des Kopfes werden soll,
- zweiter Schritt: Polieren der die Rinne aufweisenden Substratfläche,
- dritter Schritt: Füllen der Rinne mit einem unmagnetischen Material, das den Magnetspalt bilden soll, wobei beim Füllen das unmagnetische Material über die Rinne überläuft,
- vierter Schritt: Polieren des überstehenden Materials, bis die Substratebene erreicht ist,
- fünfter Schritt: spanende Bearbeitung des Substrats von einer anderen als der aktiven Fläche her, um einen Magnetspalt einer bestimmten Tiefe zu erhalten,
- sechster Schritt: Befestigung eines Gegenstücks zum Schließen des Magnetkreises auf den Magnetpolen,
- siebter Schritt: Anbringen einer Spule in dem durch die Pole und das Gegenstück gebildeten Magnetkreis.
Die Erfindung sowie weitere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels anhand der bei liegenden Zeichnungen hervor.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen die vier ersten Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine erste Variante der Abfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine zweite Variante der Abfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Form eines Ausführungsbeispiels bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf die Herstellung eines einzigen Magnetkopfs, aber die Erfindung kann mit Vorteil auch zur gleichzeitigen Herstellung einer großen Zahl von Magnetköpfen ausgehend von demselben Substrat verwendet werden.
Gemäß einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf irgendeine dem Fachmann bekannte Art eine Rinne in eine der Seiten eines Substrats aus magnetischem Material, beispielsweise aus Ferrit, eingeschnitten. Dies zeigt Figur 1, in der die Seite 1 des Substrats 2 mit einer Rinne 3 versehen wurde. Beispielsweise kann die Rinne 3 eine Breite von 200 um und eine Tiefe von 300 pm aufweisen.
Der zweite Verfahrensschritt besteht darin, die Seite 1 des Substrats 2 zu polieren. Das Polieren kann gemäß dem Fachmann bekannten Techniken ablaufen. Wenn das Substrat beispielsweise aus Ferrit ist, dann kann das Polieren mit einem Diamantpulver erfolgen.
Es ist günstig, das Polieren nach dem Einschneiden der Rinne durchzuführen, da letzteres Grate hinterlassen kann.
Der dritte Verfahrensschritt besteht darin, die Rinnen mit einem unmagnetischen Material, beispielsweise Glas, zu füllen, das den Spalt bilden soll. Besonders günstig für das Füllen einer Rinne mit so kleinen Abmessungen wie oben angegeben ist es, einen Glasstab zu verwenden. Mit einem einzigen Stab kann man dann die Magnetspalte einer ganzen Reihe von Magnetköpfen herstellen. Figur 2 zeigt in axialer Ansicht einen Glasstab 4, der auf die Rinne 3 aufgelegt ist. Der Durchmesser des Stabs 4 ist so gewählt, daß das Glas nach dem Einlaufen in die Rinne über deren Rand überläuft. Dies zeigt Figur 3, in der das dielektrische Material 5 als über die Rinne 3 vorstehend dargestellt ist. Das Füllen der Rinne kann erfolgen, indem der Glasstab auf eine über dessen Schmelztemperatur liegende Temperatur gebracht wird. Dieser Verfahrensschritt kann durch Aufheizen der aus dem Substrat und dem Glasstab gebildeten Einheit realisiert werden, wobei der Schmelzpunkt des Glases deutlich unter dem des Substrats liegt. Der Stab kann auch durch örtliche Erwärmung zum Schmelzen gebracht werden.
Der vierte Verfahrensschritt besteht darin, das aus der Rinne vorstehende Glas zu polieren. Durch dem Fachmann wohl bekannte Poliertechniken, beispielsweise mit Hilfe von Ceroxydpulver, kann das Glas bis auf die bereits polierte Oberfläche des Substrats herunterpoliert werden. Dies zeigt Figur 4. So beschränkt sich die Einwölbung des Glases bezüglich der polierten Fläche 1 auf höchstens 500 Å für eine Rinne mit den oben angegebenen Abmessungen.
Die beiden Materialien der aktiven Fläche können als in derselben Ebene liegend betrachtet werden.
Ausgehend von diesem polierten heterogenen Substrat kann man den Magnetkopf auf unterschiedliche Weise weiter erarbeiten.
Eine erste Lösung besteht darin, ausgehend von der der aktiven Fläche gegenüberliegenden Substratfläche Nuten bis zu dem nicht-magnetischen Magnetspaltmaterial vorzutreiben. Dies zeigt Figur 5, in der die Nut 6 breiter als der resultierende Magnetspalt 7 des dielektrischen Materials 5 ist. Die Tiefe des Magnetspalts kann geringer als 200 µm sein.
Wie Figur 6 zeigt, kann dann ein Gegenstück 8 zum Schließen des Magnetkreises auf die der aktiven Fläche entgegengesetzte Substratfläche aufgebracht werden. Das Gegenstück kann von derselben Art wie das Substrat 2 sein. Seine Befestigung auf dem Substrat kann durch Kleben erfolgen. Das die Verklebung gewährleistende Material kann ein Glas mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als der des für die Herstellung des Magnetspalts verwendeten Glases sein, wobei die Verklebung durch Anheben der Temperatur erfolgt. Das die Verklebung gewährleistende Material kann auch ein Polymerkunststoff sein, der ein Keramikpulver enthält.
Der Magnetkopf kann dann gemäß den Lehren der bereits erwähnten Patentanmeldungen fertiggestellt werden. Figur 7 zeigt einen magnetischen Schreib-/Lesekopf mit seiner Wicklung 13 und seinen beiden Magnetpolen 11 und 12, die auf dem Substrat 2 ausgebildet sind. Eine Herstellungsvariante würde darin bestehen, die Spule vor dem Aufkleben des Gegenstücks 8 aufzubringen.
Eine zweite Lösung für die endgültige Herstellung des Magnetkopfes besteht darin, das Substrat 2 soweit zu verdünnen, bis die Kontinuität des Ferritmaterials unterbrochen wird. Dies zeigt Figur 8, in der die beiden Magnetpole 21 und 22 durch den Magnetspalt 20 getrennt sind. Die Oberflächengüte der der aktiven Seite 1 gegenüberliegenden Seite muß nicht sehr hoch sein. Die Tiefe des Magnetspalts kann in der Größenordnung von 200 um liegen. Das Abschleifen des Substrats kann durch Polieren mit Diamantpulver geschehen.
Wie in der ersten Lösung wird ein U-förmiges Gegenstück 25 zum Schließen des Magnetkreises auf den Magnetpolen 21 und 22 befestigt, wie dies Figur 9 zeigt.
Der Magnetkopf kann dann gemäß den Lehren der bereits erwähnten Patentanmeldungen fertiggestellt werden. Figur 10 zeigt einen magnetischen Schreib-/Lesekopf mit seiner Spule 26. Eine Herstellungsvariante würde darin bestehen, die Spule auf einen Schenkel des Gegenstücks vor dessen Befestigung auf den Magnetpolen aufzubringen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines magnetischen Schreib-/Lesekopfs ausgehend von einem Substrat (2) aus einem Magnetmaterial, wobei der Magnetkopf eine aktive Fläche (1) besitzt, die durch die von einem Magnetspalt getrennten Magnetpole des Kopfes definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Verfahrensschritte aufweist:

- erster Schritt: Herstellung einer Rinne (3) einer bestimmten Breite auf einer Substratfläche, die später die aktive Fläche des Kopfes werden soll,

- zweiter Schritt: Polieren der die Rinne aufweisenden Substratfläche,

- dritter Schritt: Füllen der Rinne mit einem unmagnetischen Material (5), das den Magnetspalt bilden soll, wobei beim Füllen das unmagnetische Material über die Rinne (3) überläuft,

- vierter Schritt: Polieren des überstehenden Materials, bis die Substratebene erreicht ist,

- fünfter Schritt: spanende Bearbeitung des Substrats von einer anderen als der aktiven Fläche her, um einen Magnetspalt einer bestimmten Tiefe zu erhalten,

- sechster Schritt: Befestigung eines Gegenstücks zum Schließen des Magnetkreises auf den Magnetpolen,

- siebter Schritt: Anbringen einer Spule in dem durch die Pole und das Gegenstück gebildeten Magnetkreis.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der siebte Schritt vor dem sechsten erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des dritten Schritts das unmagnetische Material in Form eines Stabes (4) vorliegt, der erst auf die Rinne (3) aufgelegt wird, worauf das unmagnetische Material in die Rinne eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des unmagnetischen Materials in die Rinne durch Erwärmen des Stabes (4) auf eine sein Schmelzen hervorrufende Temperatur erreicht wird.

5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte und der sechste Schritt folgendermaßen ablaufen:

- fünfter Schritt: Ausschneiden einer Nut (6) auf der der aktiven Fläche (1) entgegengesetzten Substratfläche, bis das unmagnetische Material erreicht und ein Magnetspalt (7) einer bestimmten Tiefe erzielt ist,

- sechster Schritt: Befestigung des Gegenstücks (8) zum Schließen des Magnetkreises auf den Magnetpolen (11, 12), die durch die Nut (6) begrenzt sind.

6. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte und der sechste Schritt folgendermaßen ablaufen:

- fünfter Schritt: Abschleifen des Substrats (2) von der der aktiven Fläche (1) entgegengesetzten Substratfläche, bis Magnetpole (21, 22) erreicht werden, die durch einen Magnetspalt (20) einer gegebenen Tiefe voneinander getrennt sind,

- sechster Schritt: Befestigung eines U-förmigen Gegenstücks (25) auf den Magnetpolen (2l, 22), so daß der Magnetkreis geschlossen wird.

7. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Gegenstücks zum Schließen des Magnetkreises auf den Magnetpolen durch Kleben erfolgt.