DE69016834T2

DE69016834T2 - Herstellungsverfahren eines Magnetkopfes.

Info

Publication number: DE69016834T2
Application number: DE69016834T
Authority: DE
Inventors: Masaru Kadono; Masashi Michijima; Tatsushi Yamamoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2010-05-30
Also published as: EP0400966B1; EP0400966A3; DE69016834D1; US5020212A; EP0400966A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs zum magnetischen Aufzeichnen und Wiedergeben mit hoher Dichte, und speziell betrifft sie ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs, bei dem ein aus einem ferromagnetischen Metall hergestellter Dünnfilm ein Kernmaterial ist und von einem Substrat getragen wird.

Beschreibung des Stands der Technik

Derzeit wird für magnetisches Aufzeichnen mit hoher Dichte hauptsächlich ein Medium mit hoher Koerzitivkraft wie ein Band mit Metallteilchen verwendet. Daher ist es erforderlich, daß das in einem Magnetkopf verwendete Kernmaterial über hohe magnetische Sättigungsflußdichte verfügt.
Abhängig von den Umständen wurde ein Magnetkopf aus einem Dünnfilm aus einem ferromagnetischen Material als Kernmaterial, der von einem unmagnetischen Substrat oder einem ferromagnetischen Ferrit getragen wird, hergestellt (siehe Veröffentlichung Nr. 62-54808 zu einem ungeprüften japanischen Patent, Veröffentlichung Nr. 64-72306 zu einem japanischen Patent, Veröffentlichung Nr. 64-72307 zu einem japanischen Patent und Veröffentlichung Nr. 63-146204 zu einem ungeprüften japanischen Patent). Das Dokument JP-A-01- 072 306 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Das Dokument EP-A-0 299 480 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs mit einer Laminatstruktur aus ferromagnetischen, metallischen Dünnfilmen und Isolierschichten.
Jedoch sind herkömmliche Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs hinsichtlich der Produktivität wie des Herstellwirkungsgrads, der Bearbeitungszeit-Zeiteinheiten, der Ausbeute oder dergleichen, der Funktionsfähigkeit der hergestellten Magnetköpfe oder der Herstellkosten nicht perfekt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs mit einem ersten Schritt des Herstellens mehrerer gerader, paralleler V-Nuten auf der Oberseite eines Substrats; einem zweiten Schritt des Herstellens eines Magnetfilms auf einer der schrägen Flächen jeder der V-Nuten; einem dritten Schritt des Auffüllens der V-Nuten mit Glas und des Ausnivellierens der Oberfläche des Substrats; einem vierten Schritt des Zerschneidens des Substrats entlang einer Ebene rechtwinklig zu den V-Nuten, um das Substrat in ein erstes und ein zweites Substrat zu unterteilen; einem fünften Schritt des Herstellens von Nuten zum Aufwickeln von Spulen auf der Ober- und Unterseite des ersten und des zweiten Substrats in der Richtung rechtwinklig zu den V-Nuten; einem sechsten Schritt des Auflegens des ersten Substrats auf das zweite Substrat in solcher Weise, daß die Oberseiten des ersten und zweiten Substrats miteinander in Kontakt kommen und ein Ende jedes Magnetfilms des ersten Substrats und entsprechend des zweiten Substrats einander zugewandt sind, und des Aufschmelzen des Glases in den V-Nuten, um das erste und das zweite Substrat miteinander zu verbinden, um einen Verbundkörper herzustellen; und einem siebten Schritt des Zerteilens des Verbundkörpers entlang einer Ebene, die um einen vorgegebenen Winkel zur Ebene der oberen, verbundenen Flächen des ersten und zweiten Substrats geneigt ist; dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt einen Schritt des Herstellens der V-Nuten durch ein erstes Schleifrad und einen Schritt des Endbearbeitens der schrägen Fläche jeder V-Nut durch ein zweites Schleifrad mit V-förmiger Schneide zum Verringern der Oberflächenrauhigkeit der schrägen Fläche beinhaltet, wobei das zweite Schleifrad so geformt ist, daß eine der Schleifradflächen mit einer der schrägen Flächen der V-Nuten in Kontakt kommt, während die andere Schleifradfläche gegen die andere schräge Fläche der V-Nuten einen Zwischenraum einhält, wobei der Magnetfilm abwechselnde Laminatschichten aus einem ferromagnetischen, metallischen Film und einem elektrisch isolierenden Film aufweist, und daß die Nuten zum Aufwickeln von Spulen im fünften Schritt durch ein rotierendes Schleifrad hergestellt werden, wobei das rotierende Schleifrad und das Substrat in der Richtung leichten Laufs bezogen auf die Drehrichtung des rotierenden Schleifrads relativ zueinander verstellt werden, um dafür zu sorgen, daß das rotierende Schleifrad die V-Nuten in der Richtung von der schrägen Fläche mit dem magnetischen Film zur schrägen Fläche ohne den magnetischen Film jeder V-Nut überquert.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
Das erste und das zweite Schleifrad sind z. B. rotierende Diamanträder.
Es ist bevorzugt, daß das erste oder das zweite Schleifrad in eine Bewegungsbahn in einer Abrichtplatte, die auf der Seite des Substrats angebracht ist, einschneiden, wenn die V-Nuten hergestellt werden, wodurch ein Abrichtvorgang ausgeführt wird.
Beim zweiten Schritt ist es bevorzugt, daß magnetische Filme über Filmen ausgebildet werden, die durch Aufbringen von Siliziumoxid auf die schrägen Flächen der V-Nuten und durch Ausführen eines Brennvorgangs ausgebildet wurden.
Das Beschichtungssiliziumoxid wird durch z. B. ein Schleuderbeschichtungsverfahren auf die schrägen Flächen der V-Nuten aufgetragen.
Beim sechsten Schritt ist es bevorzugt, daß der Schritt einer Wärmebehandlung des Glases des zusammengeklebten Körpers zusätzlich ausgeführt wird, und zwar bei höherer Temperatur als dem Übergangspunkt desselben, nach dem Ausbilden des zusammengeklebten Körpers
Vorzugsweise beinhaltet der sechste Schritt weiterhin einen Schritt des Schleifens einer der freiliegenden Endflächen der V-Nut des zusammengeklebten Körpers in eine Zylinderfläche in Richtung der Nuten, um eine Spule aufzuwickeln. Es ist erwünscht, daß der siebte Schritt einen Schritt zum Herstellen zweiter V-Nuten, die parallel zueinander stehen und einen vorgegebenen Winkel zu einer Ebene rechtwinklig zu den Wickelnuten auf der Zylinderfläche des zusammengeklebten Körpers mit einem vorgegebenen Abstand aufweisen, und einen Schritt beinhaltet, bei dem der zusammengeklebte Körper durch die Böden der zweiten V-Nuten entlang Ebenen zerschnitten wird, die parallel zu diesen zweiten V-Nuten sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1 bis 3 sind Seitenansichten, die Hauptherstellschritte eines Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen;
Fig 4 bis 7 sind perspektivische Ansichten, die Hauptherstellschritte eines Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfs, wie er bei den Hauptherstellschritten erhalten wird;
Fig. 9 und 10 sind Querschnitte durch ein Schleifrad, das beim in Fig. 1 dargestellten Schritt verwendet wird;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Abrichtplatte an der Seite des Substrats angebracht ist;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Schritts veranschaulicht;
Fig. 13 und 14 sind eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht zum Erläutern eines Schleuderbeschichtungsverfahrens bei dem in Fig. 1 dargestellten Schritt;
Fig. 15 und 16 sind Seitenansichten, die einen Zustand zeigen, bei dem ein Beschichtungsfilm durch das Schleuderbeschichtungsverfahren hergestellt wird;
Fig. 17 ist eine Seitenansicht zum Erläutern des in Fig. 5 dargestellten Schritts;
Fig. 18 und 19 sind vergrößerte Ansichten von Hauptteilen in Fig. 17;
Fig. 20 zeigt die Frequenz-Induktivität-Charakteristik eines hergestellten Magnetkopfs;
Fig 21 ist eine Seitenansicht, die die Hauptteile des Schritts von Fig. 7 veranschaulicht;
Fig. 22 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für einen hergestellten Kopfchip zeigt;
Fig. 23 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Hauptteile von Fig. 22 und
Fig. 24 ist eine Charakteristik, die die Abhängigkeit zwischen einer Änderung der Breite der Mediumgleitfläche des Kopfchips und der Änderung der Spalttiefe zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen die nachfolgend erörterten Schritte 1 bis 7.

Erster Schritt

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden mehrere gerade V-Nuten 2 durch ein rotierendes Schleifrad aufeinanderfolgend parallel auf der Oberfläche eines Substrats 1 ausgebildet.
Während für das Substrat 1 im allgemeinen ein unmagnetisches Substrat wie ein solches aus photoempfindlichem, kistallisiertem Glas, kristallisiertem Glas, Keramik oder dergleichen verwendet wird, kann auch ein Substrat aus magnetischen Material wie einem ferromagnetischen Ferrit verwendet werden In diesem Fall wird das Substrat hauptsächlich auf Grundlage der Abnutzungseigenschaften ausgewählt. Darüber hinaus ist es erwünscht, daß das Substrat unter Berücksichtigung der Induktivität des gewünschten Magnetkopfs ausgewählt wird.

Zweiter Schritt

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Dünnfilmen, bei dem die Flugrichtung von Teilchen, die zu einer Aufdampfung aus dem Vakuum beitragen, wie bei einem Elektronenstrahl-Aufdampfungsverfahren, konstant gehalten wird, wird ein Magnetfilm, d. h. eine Laminatschicht 3, in der ferromagnetische, metallische Dünnfilme und elektrisch isolierende Dünnfilme abwechselnd ausgebildet sind, auf einer der schrägen Flächen der V-Nut 2 unter Verwendung des Eigenabschattungseffekts ausgebildet (Fig. 2). Die ferromagnetischen Metalle bestehen aus FeAlSi-Legierungen (Handelsbezeichnung: SENDUST), FeNi- Legierungen (Handelsbezeichnung: PERMALLOY) und dergleichen. Die elektrisch isolierenden Dünnfilme bestehen aus SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; oder dergleichen. Der geeignete Dickenwert der ferromagnetischen, metallischen Schicht hängt vom Frequenzband ab, in dem der Magnetkopf betrieben werden soll, der Permeabilität des ferromagnetischen Materials, dem spezifischen Widerstand oder dergleichen ab. Der elektrisch isolierende Dünnfilm verfügt über eine solche Dicke, daß es zu keinem Kurzschluß zwischen den ferromagnetischen, metallischen Dünnfilmen kommt (im allgemeinen 0,1 bis 0,2 um). Ein metallischer Dünnfilm wie ein solcher aus Cr, Ta oder dergleichen wird mit einer Dicke von 0,1 bis 1 um ausgebildet, um die Laminatschicht 3 gegen Glas zu schützen, das im nächsten Schritt in die V-Nut 2 eingefüllt wird, und um die Benetzung zum Glas zu erhöhen.

Dritter Schritt

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die V-Nut 2 mit einem Glas 4 mit niedrigem Schmelzpunkt aufgefüllt, und die Oberfläche des Substrats 1 wird durch Entfernen überschüssigen Glases einnivelliert. Es ist erwünscht, daß Glas 4 mit niedrigem Schmelzpunkt über Abnutzungseigenschaften verfügt, die denen des Substrats 1 entsprechen, mit einer Fließtemperatur von 350 bis 500ºC.

Vierter Schritt

Wie in Fig. 4 dargestellt, werden mehrere Kernblöcke 5 dadurch erhalten, daß das Substrat 1 entlang einer gestrichelten Linie zerschnitten wird. Der Schnittabstand wird abhängig von den Abmessungen der Endform des Magnetkopfs festgelegt.

Fünfter Schritt

Durch ein Schleifrad werden auf der Seite 5a mit den V-Nuten des Kernblocks 5 und auf der dieser Seite gegenüberliegenden Seite eine bootförmige Nut 6 für eine Spulenwicklung bzw. eine Außennut 7 für eine dieser gegenüberliegende Spulenwicklung eingeschnitten. Danach wird die Oberfläche 5a, auf der die bootförmige Nut 6 ausgebildet ist, genau poliert.
Dann wird auf der polierten Oberfläche 5a ein Dünnfilm aus einem unmagnetischen Material ausgebildet, das den Spalt des Magnetkopfs bilden soll.

Sechster Schritt

Laminatschichten 3, in denen die ferromagnetischen, metallischen Dünnfilme und die elektrisch isolierenden Dünnfilme in einem Paar Kernblöcke 5, 5 aufeinanderlaminiert sind, werden z. B. so positioniert und fixiert, daß sie geradlinig ausgerichtet sind (Fig. 6). Das Paar Kernblöcke 5, 5 wird dadurch miteinander verbunden, daß das in die V-Nuten 2 eingefüllte Glas 4 mittels Wärme aufgeschmolzen wird, um einen Magnetkopfstab 8 auszubilden, der mehrere Magnetspaltteile G enthält. Danach wird die Fläche 9 auf der Seite, die die Mediumgleitfläche werden soll, als Zylinderfläche geschliffen. Falls erforderlich, wird die Breite der Mediumgleitfläche kontrolliert.

Siebter Schritt

Mehrere Magnetkopfchips werden dadurch erhalten, daß der Magnetkopfstab 8 entlang einer Ebene zerschnitten wird, die um den Azimutwinkel des Magnetkopfs zur Verbindungsfläche der Kernblöcke 5, 5 geneigt ist, wie in Fig. 7 dargestellt. Ferner werden die Magnetkopfchips mit einer Trägerplatte (nicht dargestellt) verbunden und an dieser fixiert, eine Spule wird aufgewickelt, die Bandgleitfläche wird durch Bandpolieren endbearbeitet und dergleichen Schritte werden ausgeführt. Dadurch kann der in Fig. 8 dargestellte Magnetkopf erhalten werden.
Im folgenden werden Hauptteile der vorstehend genannten Schritte detaillierter beschrieben.

(1) Herstellen von V-Nuten mit mehreren Schleifrädern

Im ersten Schritt werden mehrere Nuten 2 aufeinanderfolgend auf der Oberfläche des Substrats 1 mit einem Abstand unter Berücksichtigung der Enddicke des Magnetkopfs und dem Schneidevorhalt für den Trennvorgang ausgebildet. Das Schleifrad 11 ist ein erstes Diamantrad, dessen Korndurchmesser 8 - 16 um beträgt, wie in Fig. 9 dargestellt. Dann wird ein Schleifrad 12 in den Nuten 2 verstellt, um sie leicht einzuschneiden, wodurch eine Endbearbeitung erfolgt. Das Schleifrad 12 ist ein zweites Diamantrad, dessen mittlerer Korndurchmesser nicht mehr als 4 um beträgt, wie in Fig. 10 dargestellt. Das Schleifrad 12 verfügt über zwei einander gegenüberstehende Schleifradflächen, und es ist so geformt, daß der Winkel β zwischen einer Schleifradfläche 13 und der Mittellinie des Diamantrads kleiner als der Winkel α zwischen der anderen Schleifradfläche 14 und der Mittellinie des Diamantrads ist. Genauer gesagt, führt dann, wenn die Nuten 2 durch ein Schleifrad 11 mit dem Winkel α zwischen jeder Schleifradfläche und der Mittellinie, wie in Fig. 9 dargestellt, hergestellt werden und danach die Wände der Nuten durch das Schleifrad 12 endbearbeitet werden, die Schleifradfläche 14 mit dem Winkel α eine Endbearbeitung einer der Wände der Nut 2 aus, d. h. der schrägen Fläche, auf der die Magnetfilm-Laminatschicht 3 im zweiten Schritt ausgebildet wird, was mit einer vorgegebenen Oberflächenrauhigkeit erfolgt. Andererseits besteht zwischen der Schleifradfläche 13 mit dem Winkel β und der anderen Wand der Nut ein Zwischenraum. Daher nimmt die Schleifradfläche 13 keinen Abrieb an der anderen Wand vor.
Gemäß dem vorstehend angegebenen Verfahren werden dann, wenn eine Endbearbeitung jeder Nut mittels des zweiten Diamantrads erfolgt die Wände in einem Zustand endbearbeitet, bei dem ein Zwischenraum zwischen einer der Wände der Nut und einer der Schleifradflächen besteht, die einander gegenüberstehen. Genauer gesagt, nimmt eine der Schleifradflächen eine Endbearbeitung der Wände der Nut mit vorgegebener Oberflächenrauhigkeit vor, während die andere Schleifradfläche nicht in Kontakt mit der anderen Wand der Nuten kommt und diese demgemäß nicht abschleift. Demgemäß ruft eine der Schleifradflächen des zweiten Diamantrads kein Einglasen oder Einfüllen von Diamantkörnern hervor. Demgemäß kann verhindert werden, daß das Substrat in den Nutwänden bricht. Darüber hinaus können die ferromagnetischen Dünnfilme auf den Wänden mit vorgegebener Oberflächenrauhigkeit in den Nuten ausgebildet werden. Daher kann ein wirkungsvoller Magnetkopf hergestellt werden, bei dem die guten Eigenschaften der ferromagnetischen Dünnfilme die besten sind.

(2) Abrichten eines Schleifrads durch eine Abrichtplatte

Wie in Fig. 11 dargestellt, wird eine Abrichtplatte 13 so auf einer Seite des Substrats 1 angeordnet, daß sie im wesentlichen mit dem Substrat 1 fluchtet, wenn V-Nuten durch die mehreren oben angegebenen Schleifräder hergestellt werden. Dann werden mehrere Nuten 2 aufeinanderfolgend auf der Oberfläche des Substrats 1 ausgebildet, was mit einem Abstand unter Berücksichtigung der Enddicke des Magnetkopfs und des Schneidvorhalts für die Unterteilung erfoigt, während ein Einschneiden in die Abrichtplatte 13 durch ein (nicht dargestelltes) Diamantrad erfolgt. Der Effekt ist weitgehend derselbe mit Ausnahme des Falls, daß die Abrichtplatte 13 viel größere Oberflächenrauhigkeit aufweist, als es dem Diamantkorndurchmesser des Diamantrads entspricht. In der Praxis wird eine Abrichtplatte 13 verwendet, deren Oberfläche ungefähr # 1000 bis # 3000 beträgt. Wenn die Oberflächenrauhigkeit nicht mit dem Diamantkorndurchmesser übereinstimmt, kann das Diamantrad beschädigt werden.
Gemäß dem vorstehend angegebenen Verfahren wird dann, wenn jede Nut zumindest durch das zweite Diamantrad 12 endbearbeitet wird, vom zweiten Diamantrad 12 in die auf der Seite des Substrats angeordnete Abrichtplatte 13 eingeschnitten, wodurch automatisches Abrichten des Diamantrads erfolgt.
Demgemäß kann ein Einglasen oder Einfüllen von Diamantkörnern in das Diamantrad verhindert werden. Darüber hinaus kann die Endbearbeitung jeder Nut gut und gleichmäßig erfolgen, und es kann verhindert werden, daß das Substrat zerbricht. Demgemäß kann die Wirkung erzielt werden, daß der Herstellvorgang für den Magnetkopf wirkungsvoll erfolgt und die Ausbeute für den Kopf verbessert ist.
Da die Abrichtplatte in einer Bewegungsbahn des Diamantrads angeordnet ist, kann das Abrichten des Diamantrads ausgeführt werden, ohne die Bewegungsbahn zu stören.

(3) Verringerung der Oberflächenrauhigkeit von V-Nuten

Falls erforderlich, werden dem ersten Schritt die folgenden Schritte hinzugefügt, um die Oberflächenrauhigkeit der V- Nuten weiter zu verringern.
Genauer gesagt, wird eine Siliziumoxidflüssigkeit 14 für Beschichtungszwecke auf die schrägen Flächen der V-Nuten 2 aufgetropft, wie in Fig. 12 dargestellt, dann wird überschüssige Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft unter Verwendung eines Schleuderbeschichtungsverfahrens entfernt und danach erfolgt ein Brennen mittels eines Elektroofens. In diesem Fall wird das Substrat 1 auf einer rotierenden Platte 15 für Schleuderbeschichtung versetzt gegenüber dem Zentrum O auf solche Weise angeordnet, daß die Fläche, auf der die V-Nuten ausgebildet sind, zum Zentrum O hinzeigen, wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Ferner erfolgt eine Wärmebehandlung bei den höchsten Temperaturen oder noch höheren (z. B. 700ºC), wie sie sich in den folgenden Herstellschritten für den Magnetkopf ergeben. Die Wärmebehandlung kann in einer Atmosphäre mit Sauerstoffpartialdruck ausgeführt werden, um die Stöchiometrie des Beschichtungssiliziumoxids aufrechtzuerhalten.
Die Oberflächenrauhigkeit der schrägen Flächen der parallelen V-Nuten wird dadurch verbessert, daß Siliziumoxid auf diese schrägen Flächen aufgetragen wird und die so hergestellten Flächen gebrannt werden. Da die Beschichtungsdicke des Siliziumoxids höchstens einige tausend Å beträgt, können größere Wellen in der Größenordnung von 10 um nicht aufgefüllt werden, sondern nur kleinere Wellen in der Größenordnung einiger hundert Å, wodurch diese geglättet werden. Demgemäß ist es nicht erforderlich, daß die Korngröße des zum Herstellen der parallelen V-Nuten verwendeten Schleifrads zu klein ist, was das Bearbeitungsvermögen beeinträchtigen würde. Darüber hinaus kann ein Dünnfilm mit ausgezeichnetem Weichmagnetismus erhalten werden, und das Funktionsvermögen des Magnetkopfs kann sichergestellt werden, da der ferromagnetische, metallische Dünnfilm oder die Laminatschicht aus den ferromagnetischen, metallischen Dünnfilmen und den elektrisch isolierenden Dünnfilmen auf einer Oberfläche mit verbesserter Oberflächenrauhigkeit ausgebildet ist.
Während beim vorstehend angegebenen ersten Schritt die V- Nuten durch zwei Arten von Schleifrädern hergestellt werden, kann das Endbearbeitungsschleifrad wegen der Beschichtungsbehandlung weggelassen werden. Beim Schleuderbeschichtungsverfahren erfährt das Beschichtungssiliziumoxid die Zentrifugalkraft, die in Fig. 16 durch Pfeile gekennzeichnet ist, da das Substrat 1, auf dem die parallelen V-Nuten 2 ausgebildet sind, gegen das Zentrum der rotierenden Platte versetzt ist und die oberen Teile 2a der parallelen V-Nuten zum Zentrum der rotierenden Platte hin ausgerichtet sind. Aus diesem Grund erfährt das Beschichtungssiliziumoxid, das an den oberen Teilen 2a der V-Nuten konvergierend anhaftet, eine Kraft in Richtung der Böden der V-Nuten 2 und wird über die gesamten schrägen Flächen verteilt. Daher ist die Dicke der Überzugsschichten in der Nähe der Oberseite der V-Nut, wofür eine enge Beziehung zur Formgenauigkeit und zum Funktionsvermögen des Magnetkopfs besteht, besonders gleichmäßig gemacht.
Bevor der ferromagnetische, metallische Dünnfilm oder die Laminatschicht aus den ferromagnetischen, metallischen Dünnfilmen und den elektrisch isolierenden Dünnfilmen hergestellt wird, wird das Substrat 1, bei dem die parallelen V- Nuten mit den schrägen Flächen mit Beschichtungssiliziumoxid beschichtet sind, bei der höchsten Temperatur oder einer noch höheren wärmebehandelt, die in den folgenden Herstellschritten für den Magnetkopf auftritt. Daher tritt in den folgenden Schritten keine Störung wie eine Gasabgabe aus dem Beschichtungssiliziumoxid, ein Abbrechen des ferromagnetischen, metallischen Dünnfilms oder der aus den ferromagnetischen, metallischen Dünnfilmen und den elektrisch isolierenden Dünnfilmen bestehenden Laminatschicht vom Substrat aufgrund einer Qualitätsänderung des Beschichtungssiliziumoxids oder dergleichen auf.

(4) Ausbilden von Nuten für Spulenwicklungen

Im fünften Schritt wird die bootförmige Nut 6 auf der Oberseite 5a (auf der die V-Nuten ausgebildet sind) des Kernblocks 5 auffolgende Weise hergestellt. Wie in Fig. 17 dargestellt, wird ein Schleifrad 16 zum Herstellen der bootförmigen Nut 6 in einer Bearbeitungseinrichtung so bereitgestellt, daß es sich in der Richtung eines Pfeils A dreht. Der zu bearbeitende Kernblock 5 wird auf einem in der Richtung eines Pfeils B (in der Richtung leichten Fortlaufens bezogen auf die Drehung des Schleifrads 16) verstellbaren Vorschubmechanismus 17 so befestigt, daß die Oberseite 5a nach oben zeigt. Der so befestigte Kernblock 5 wird durch den Vorschubmechanismus 17 der Bearbeitungsvorrichtung in der Richtung des Pfeils B vorwärts bewegt, er kommt in Kontakt mit dem Schleifrad 16, und dadurch wird die bootförmige Nut 6 ausgebildet. Wenn der Magnetfilm 3 aus einer Laminatschicht mit ferromagnetischen, metallischen Filmen und elektrisch isolierenden Filmen besteht, wird die bootförmige Nut 6 insbesondere gemäß dem Folgenden ausgebildet.
Genauer gesagt, wird der Kernblock 5 so auf dem Vorschubmechanismus 17 angeordnet, daß das Schleifrad 16 die Anordnung der V-Nuten 2 von der schrägen Fläche mit der Laminatschicht 3 aus dem Magnetfeld zur schrägen Fläche ohne Laminatschicht 3 aus dem Magnetfilm jeder V-Nut 2 überquert, wie in Fig. 18 dargestellt. Dadurch wird verhindert, daß die ferromagnetischen, metallischen Filme wegen der metallischen Duktilität über die elektrischen Isolierfilme gezogen werden und sie elektrisch und magnetisch beim Herstellen der Nuten gegeneinander kurzgeschlossen werden. Es hat sich herausgestellt, daß, während beim Verfahren gemäß Fig. 18 keine Kurzschlüsse auftreten, Kurzschlüsse auftreten, wenn die Nutherstellung so ausgeführt wird, daß der Kernblock 5 so, wie in Fig. 19 dargestellt, am Vorschubmechanismus 17 befestigt wird, wodurch die Frequenzquarakteristik des Magnetkopfs verdorben wird, wenn dieser mit hoher Frequenz betrieben wird.
Fig. 20 zeigt ein Beispiel für die Frequenzcharakteristik der Induktivität eines Magnetkopfs. Die Kurve (a) zeigt die Charakteristik eines durch das Verfahren von Fig. 18 hergestellten Magnetkopfs, und die Kurve (b) zeigt die Charakteristik eines durch das Verfahren von Fig. 19 hergestellten Magnetkopfs. Wie es aus Fig. 20 erkennbar ist, ruft die Kurve (b) mehr Dämpfung als die Kurve (a) hervor, wenn die Induktivitätsfrequenz ansteigt.

(5) Wärmebehandlung des Glases, das zwei Substrate verbindet

Beim sechsten Schritt ist die Temperatur des Glases viel höher als dessen Fließpunkt. Der von außen auf die Kernblöcke 5, 5 ausgeübte Druck wird im wesentlichen nur durch den ferromagnetischen Dünnfilm 3 an der Verbindungsfläche (Spaltteil G) abgestützt. Demgemäß ist der auf den Magnetfilm 3 ausgeübte Druck sehr hoch. Daher besteht die Möglichkeit, daß nach dem Verbindungsschritt große Innenspannungen in der Nähe des Spaltteils G des Magnetfilms zurückbleiben, wodurch sich die magnetischen Eigenschaften verschlechtern.
Daher wird nach dem Verbinden der Kernblöcke 5, 5 durch Neuschmelzen und Verfestigen des Glases mit niedrigem Schmelzpunkt die Wärmebehandlung ferner bei einer Temperatur ausgeführt, die höher als der Glasübergangspunkt ist. Dadurch werden die Innenspannungen, die vom Verbinden her in den Magnetfilmen des Spaltteils G verbleiben, abgebaut. Demgemäß erholen sich die magnetischen Eigenschaften des Spaltteils G. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur ausgeführt, die höher als der Übergangspunkt des dabei verwendeten Glases mit niedrigem Schmelzpunkt ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Schmelztemperatur nicht höher als der Fließpunkt des Glases mit niedrigem Schmelzpunkt ist. Wenn die Wärmebehandlung nach dem Verbinden der Kernblöcke ausgeführt wird, kann sie entweder vor oder nach der Unterteilung in die Kopfchips ausgeführt werden. Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung vor der Unterteilung in die Kopfchips ausgeführt, da dann einfache Handhabung möglich ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Glas 4 mit niedrigem Schmelzpunkt mit einem Glasübergangspunkt von 370ºC und einem Glasfließpunkt von 430ºC verwendet. Das Glas wird unter Berücksichtigung einer Übereinstimmung der thermischen Expansionskoeffizienten des Substrats 1 und des Magnetfilms 3 ausgewählt.
Der so hergestellte magnetische Kopfchip wird ferner in Vakuum für zwei Stunden bei 420ºC wärmebehandelt.
Zum Vergleich wurden Wiedergabeausgangssignale eines ohne Wärmebehandlung hergestellten Magnetkopfs und eines mit Wärmebehandlung hergestellten Magnetkopfs unter Verwendung eines Metallteilchenmediums mit einer Relativgeschwindigkeit von 7 m/s und einer Meßfrequenz von 6 MHz gemessen. Im Ergebnis stellt sich heraus, daß der mit der Wärmebehandlung hergestellte Magnetkopf ein um etwa 1 dB verbessertes Abspielausgangssignal aufwies, im Vergleich zum ohne Wärmebehandlung hergestellten Magnetkopf.
Darüber hinaus wurde die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unter dem Glasübergangspunkt ausgeführt. Jedoch wurde das Abspielausgangssignal durch eine Wärmebehandlung von zwei Stunden nicht verbessert.
Was die Obergrenze der Wärmebehandlungstemperatur betrifft, traten keine speziellen Schwierigkeiten auf, wenn das vorstehend angegebene Verfahren bei einer Temperatur ausgeführt wurde, die um ungefähr 20ºC über dem Fließpunkt lag. Jedoch ist es erwünscht, daß die Wärmebehandlungstemperatur auf eine Temperatur unter dem Fließpunkt begrenzt wird, und zwar angesichts der Möglichkeit, daß der Magnetspalt durch fließendes Glas vergrößert wird. Demgemäß ist die Wärmebehandlungstemperatur beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zu 420ºC gewählt. Im allgemeinen besteht keine Möglichkeit, daß sich der Magnetspalt erweitert, wenn die Wärmebehandlung bei einer Temperatur ausgeführt wird, die über dem Glasübergangspunkt und dem Glasfließpunkt liegt. Darüber hinaus werden die Innenspannungen des Magnetfilms in der Nähe des Magnetspalts in der relativ großen Zeitspanne von zwei Stunden abgebaut, wodurch sich die magnetischen Eigenschaften erholen. Demgemäß kann das Abspielausgangssignal des Magnetkopfs verbessert werden.

(6) Festlegung der Spalttiefe eines Magnetkopfs

Um die Spalttiefe leicht festzulegen, wird der siebte Schritt wie folgt ausgeführt. Wie in Fig. 21 dargestellt, wird zunächst durch ein V-förmiges Schleifrad mit einem Winkel Θ an der Spitze von ungefähr 60º in den Magnetkopfstab 8, dessen Oberfläche 9 zylinderflächenähnlich bearbeitet ist, so eingeschnitten, daß die gewünschte Breite W der Mediumgleichfläche aufrechterhalten bleibt.
Während der Winkel Θ an der Spitze des Schleifrads beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ungefähr 60º beträgt, wird der Winkel Θ unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Medium und dem Magnetkopf oder der Abnutzungseigenschaften des Substratmaterials auf dem Magnetkopffestgelegt. In der Praxis ist es erwünscht, daß der Winkel Θ ungefähr 40 bis 80º beträgt.
Anschließend werden die Drähte einer (nicht dargestellten) Drahtsäge mit einem solchen Abstand angeordnet, daß sie jeweils durch die Böden 18a der V-Nuten 18 gehen, und dann wird der Magnetkopfstab 8 zerschnitten. Demgemäß werden die in Fig. 22 dargestellten Magnetkopfchips 19 hergestellt.
Die Magnetkopfchips verfügen über einen Aufbau, bei dem die Magnetfilm-Laminatschicht 3 durch das Substrat 1 und das Glas 4 mit niedrigem Schmelzpunkt gehalten wird. Daher ist es schwierig, für die Spalttiefe vom Chip her einen genauen Wert zu erhalten, da der Kontaktteil der Laminatschicht 3 durch das Glas 4 mit niedrigem Schmelzpunkt hindurch zu sehen ist.
Im folgenden wird ein Ablauf beschrieben, durch den die Spalttiefe praxisgerecht festgelegt wird. Fig. 23 zeigt die Nähe der Mediumgleitfläche an der Oberseite des Magnetkopfchips von Fig. 22.
Der Kopfchip verfügt anfangs über eine Zylinderfläche, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 23 angezeigt. Es ist möglich, die Anfangsspalttiefe direkt an beiden Enden des Magnetkopfstabs 8 zu messen (Fig. 21). Demgemäß hängt die Anfangsspalttiefe des aus dem Stab 8 ausgeschnittenen Magnetkopfchips von der Bearbeitungsgenauigkeit 8 des Stabs, d. h. der Geradheit des Stabs 8 in Längsrichtung beim Schleifen der bootförmigen Nut 6 und der Zylinderfläche ab. Die Streuung der Spalttiefe zwischen Chips beträgt ungefähr ± 1 um.
Unmittelbar nachdem die Chips herausgeschnitten sind, werden die Breiten der Mediumgleitflächen jeweils an den Spalten gemessen. Es wird angenommen, daß der so erhaltene Wert die Anfangsbreite 1 der Gleitfläche ist. Wenn der vorstehend angegebene Zustand als Anfangszustand angesehen wird und ein Bandpoliervorgang mit geeignetem Ausmaß ausgeführt wird, ist die Beziehung zwischen der Änderung ΔCw der Breite der Mediumgleitfläche und der Änderung Δgd der Spalttiefe theoretisch ΔCw = 2 tanΘ Δgd, wie in Fig. 23 dargestellt. Wenn ein Bandpoliervorgang in der Praxis ausgeführt wird, wird die in Fig. 24 dargestellte Beziehung erhalten.
Die Spalttiefe Δgd nach dem Bandpoliervorgang von Fig. 24 wird mit abgeschnittenen Seiten des Chips gemessen, wodurch die Verbindungsstelle (Spaltteil) der Magnetfilm-Laminatschicht 3 freigelegt wird.
Wie es aus Fig. 24 erkennbar ist, ist die Proportionalbeziehung zwischen ΔCw und Δgd beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ΔCw 1,3Δgd. Die Streuung der geraden Linie in Fig. 24 liegt innerhalb ± 1,5 um.
Demgemäß kann, wenn einmal eine Messung für das Schleifrad erfolgt ist, die Spalttiefe eines Kopfs jederzeit auf Grundlage der Proportionalbeziehung festgelegt werden.
Selbst wenn der Kopf auf einer Trommel wie einer solchen für einen Bandpoliervorgang, einer Trommel für praxisüblichen Gebrauch oder dergleichen angeordnet wird, kann die Spalttiefe jederzeit gemessen werden. Daher kann die Spalttiefe leicht kontrolliert werden und dadurch kann der Bearbeitungswirkungsgrad bei den Prozeßschritten verbessert werden.
Vorstehend wurden Merkmale beschrieben, aus denen der Fachmann erkennt, daß sie zu Vorteilen führen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs mit:

- einem ersten Schritt (Fig. 1) des Herstellens mehrerer gerader, paralleler V-Nuten (2) auf der Oberseite eines Substrats (1);

- einem zweiten Schritt (Fig. 2) des Herstellens eines Magnetfilms (3) auf einer der schrägen Flächen jeder der V- Nuten;

- einem dritten Schritt (Fig. 3) des Auffüllens der V-Nuten mit Glas (4) und des Ausnivellierens der Oberfläche des Substrats;

- einem vierten Schritt (Fig. 4) des Zerschneidens des Substrats entlang einer Ebene rechtwinklig zu den V-Nuten, um das Substrat in ein erstes und ein zweites Substrat (5) zu unterteilen;

- einem fünften Schritt (Fig. 5) des Herstellens von Nuten (6, 7) zum Aufwickeln von Spulen auf der Ober- und Unterseite (5a) des ersten und des zweiten Substrats in der Richtung rechtwinklig zu den V-Nuten;

- einem sechsten Schritt (Fig. 6) des Auflegens des ersten Substrats auf das zweite Substrat in solcher Weise, daß die Oberseiten des ersten und zweiten Substrats (5) miteinander in Kontakt kommen und ein Ende jedes Magnetfilms des ersten Substrats und entsprechend des zweiten Substrats einander zugewandt sind, und des Aufschmelzen des Glases in den V- Nuten, um das erste und das zweite Substrat miteinander zu verbinden, um einen Verbundkörper (8) herzustellen; und

- einem siebten Schritt (Fig. 7) des Zerteilens des Verbundkörpers entlang einer Ebene, die um einen vorgegebenen Winkel zur Ebene der oberen, verbundenen Flächen des ersten und zweiten Substrats geneigt ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

- der erste Schritt einen Schritt des Herstellens der V-Nuten durch ein erstes Schleifrad (11) und einen Schritt des Endbearbeitens der schrägen Fläche jeder V-Nut durch ein zweites Schleifrad (12) mit V-förmiger Schneide zum Verringern der Oberflächenrauhigkeit der schrägen Fläche beinhaltet, wobei das zweite Schleifrad so geformt ist, daß eine der Schleifradflächen (14) mit einer der schrägen Flächen der V-Nuten in Kontakt kommt, während die andere Schleifradfläche (13) gegen die andere schräge Fläche der V-Nuten einen Zwischenraum einhält, wobei der Magnetfilm abwechselnde Laminatschichten aus einem ferromagnetischen, metallischen Film und einem elektrisch isolierenden Film aufweist, und daß die Nuten (6, 7) zum Aufwickeln von Spulen im fünften Schritt durch ein rotierendes Schleifrad (16) hergestellt werden, wobei das rotierende Schleifrad und das Substrat in der Richtung (B) leichten Laufs bezogen auf die Drehrichtung (A) des rotierenden Schleifrads relativ zueinander verstellt werden, um dafür zu sorgen, daß das rotierende Schleifrad die V-Nuten in der Richtung von der schrägen Fläche mit dem magnetischen Film zur schrägen Fläche ohne den magnetischen Film jeder V-Nut überquert.

2. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs nach Anspruch 1, bei dem der sechste Schritt ferner einen Schritt des Schleifens einer der freiliegenden Endflächen (9) der V-Nuten des Verbundkörpers (8) zu einer Zylinderfläche (Fig. 7) in der Richtung der Spulenwicklungsnuten (6, 7) beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der siebte Schritt ferner einen Schritt (Fig. 21) des Ausbildens zweiter V- Nuten (18), die parallel zueinander sind und einen vorgegebenen Winkel zu einer Ebene rechtwinklig zu den Nuten (6, 7) für einen Spulenwickelvorgang auf der Zylinderfläche (9) des Verbundkörpers (8) mit einem vorgegebenen Abstand aufweisen, und einen Schritt des Zerschneidens des Verbundkörpers entlang Ebenen, die parallel zu den zweiten V-Nuten sind und sich durch deren Böden (18a) erstrecken, beinhaltet.

4. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das erste (11) oder zweite (12) Schleifrad im ersten Schritt in eine Abrichtplatte (13) einschneidet, die an einer Seite des Substrats (1) angeordnet ist, wenn die V-Nuten hergestellt werden, wodurch ein Abrichten ausgeführt wird.

5. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der sechste Schritt ferner einen Schritt des Wärmebehandelns des Glases des Verbundkörpers (8) nach dem Herstellen desselben bei einer Temperatur beinhaltet, die höher als die Übergangstemperatur desselben ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem Filme durch Beschichten und Brennen von Siliziumoxid (14) auf den schrägen Flächen der V-Nuten (2) hergestellt werden, wobei die Magnetfilme (3) über den Siliziumoxidfilmen hergestellt werden.

7. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs nach Anspruch 6, bei dem das Beschichtungssiliziumoxid (14) durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren (Fig. 13) auf die schrägen Flächen der V-Nuten (2) aufgetragen wird.

8. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfs, bei dem ein erstes und ein zweites Substratelement (5), die jeweils mit identisch voneinander beabstandeten, parallelen, geraden V-Nuten (2) versehen sind, die jeweils auf einer ihrer schrägen Flächen einen Magnetfilm (3) tragen und die mit Glas (4) aufgefüllt sind, einander gegenüberstehend so miteinander verbunden werden, daß die Enden der Magnetfilme auf dem einen Substratelement in der Ebene der Verbindungsflächen (5a) den Enden der Magnetfilme auf dem anderen Substratelement in der Ebene gegenüberstehen, wobei die so hergestellte Anordnung unter einem vorgegebenen Winkel zu den Ebenen der Filme zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfilm abwechselnde Laminatschichten aus einem ferromagnetischen, metallischen Film und einem elektrisch isolierenden Film aufweist und daß das erste und zweite Substratelement (5) dadurch hergestellt werden, daß ein anfänglich mit Nuten versehenes Substrat (1) mit den Magnetfilmen (3) und einer Glasfüllung (4) in der Richtung rechtwinklig zu den Nuten unter Verwendung eines Schleifrads (16) zerteilt wird, das so gedreht wird, daß es in die Nutenfläche des anfangs mit Nuten ausgebildeten Substrats einschneidet und das die Nuten in der Richtung von den schrägen Flächen mit den Magnetfilmen zu den entsprechenden schrägen Flächen ohne Magnetfilme überquert.