DE69534614T2

DE69534614T2 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE69534614T2
Application number: DE69534614T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Shinagawa-ku Suzuki; Masatoshi Shinagawa-ku Hayakawa; Toru Shinagawa-ku Matsunaga; Takashi Shinagawa-ku Tamaru; Akira Shinagawa-ku Urai
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: EP0703571B1; DE69534614D1; EP0703571A2; KR960011861A; JPH08147617A; EP0703571A3; JP3538930B2; US5875081A; KR100402198B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Magnetkopf, der z.B. für einen Videorecorder eingesetzt wird. Insbesondere betrifft sie einen derartigen Magnetkopf, der eine verbesserte Verschleißbeständigkeit aufweist.
In 1 ist ein Magnetkopf gezeigt, der aus einem Paar von Magnetkernhälften 33m, 33n ausgeführt ist, die aneinander bondiert sind, wobei ein magnetischer Spalte g3 zwischen angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 33m, 33n definiert ist. Die Magnetkernhälften 33m, 33n sind durch ein Bondieren von Einkristall-Ferritstücken 31m, 31n und Polykristall-Ferritstücken 32m, 32n aneinander gebildet, um einen Verbundferrit zu bilden. Der somit gebildete Magnetkopf weist seinen obersten Abschnitt, der eine Oberfläche ist, die konfiguriert ist, einen Gleitkontakt mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufzuweisen, gebildet durch die Einkristall-Ferritstücke 31m, 31n auf, während er seinen untersten Abschnitt, der seine untere Oberfläche ist, gebildet durch die Polykristall-Ferritstücke 32m, 32n, ausgebildet aufweist.
Mit dem oben beschriebenen Magnetkopf sind der magnetische Spalt g3, der an dem Verbindungsabschnitt der Magnetkernhälften 33m, 33n gebildet ist und die Oberseite der Flächen der Einkristall-Ferritstücke 31m, 31n, auf welchen das magnetische Aufzeichnungsmedium gleitet, die nachstehend als ein R-TOP bezeichnet wird, ausgelegt, miteinander zusammenfallend zu sein, so dass das magnetische Aufzeichnungsmedium mit dem Magnetkopf an der Seite des magnetischen Spalts g3 kontaktiert werden wird.
Dieser Typ des Magnetkopfs ist wirksam, das Gleitrauschen zu verringern, da die Einkristall-Ferritstücke 31m, 31n von ge ringem Volumen sind und die Polykristall-Ferritstücke 32m, 32n den Hauptteil des Volumens des Magnetkopfs einnehmen.
Zusätzlich können mit einem derartigen Magnetkopf überlegene elektromagnetische Konversionseigenschaften verwirklicht werden, indem die Orientierung der Atomebene der Einkristall-Ferritstücke 31m, 31n so gewählt wird, dass eine Fläche 31a des Magnetkopfs, auf welcher das magnetische Aufzeichnungsmedium gleitet, eine {211}-Ebene ist, die Spaltfläche, die durch die angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften definiert ist, eine {111}-Ebene ist und die laterale Fläche 31c, die der lateralen Fläche des Magnetkopfs entspricht, eine {110}-Ebene ist, und indem die Richtung A3 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 31m eingerichtet wird, bezüglich der Richtung A4 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 31n der gegenüberliegenden Seite auf beiden Seiten des magnetischen Spalts g3 symmetrisch zu sein.
Jedoch unterscheidet sich, wenn die Richtung A3 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 31m eingerichtet ist, symmetrisch bezüglich der Richtung A4 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 31n auf beiden Seiten des magnetischen Spalts g3 zu sein, wie in den 2 und 3 gezeigt, ein teilweise fortschreitender Verschleiß der Magnetkernhälfte 33m von jener der Magnetkernhälfte der gegenüberliegenden Seite, da der Winkel der Kristallachse des Einkristall-Ferritkerns 31m bezüglich der Gleitrichtung B des magnetischen Aufzeichnungsmediums sich von jener des Einkristall-Ferritkerns 31n der gegenüberliegenden Seite unterscheidet, als Folge dessen ein teilweise fortschreitender Verschleiß, der ein Verschleiß ist, der nicht-gleichförmig für die Magnetkernhälften 33m, 33n fortschreitet, erzeugt wird.
Wenn ein derartiger teilweise fortschreitender Verschleiß erzeugt wird, wird ein so genannter R-TOP-Versatz T zwischen der Position R des R-TOP und der Position G des magnetischen Spalts g3 eingeführt, wie in den 2 und 3 gezeigt, so dass die Position G des magnetischen Spalts g3 nicht-zusammenfallend mit der Position R des R-TOP wird, was somit einen an grenzenden Kontakt zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf verschlechtert. D.h., dass die Kontaktposition zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf eine Versatzposition R aufgrund der teilweise fortschreitenden Abnutzung ist, so dass das magnetische Aufzeichnungsmedium mit dem Magnetkopf an der Stelle des magnetischen Spalts g3 nicht kontaktiert werden kann.
Das Dokument GB-A-2 012 468 nach dem Stand der Technik offenbart einen Magnetkopf, bei welchem jeder der beiden Magnetkerne aus einem Monokristall-Ferrit ausgeführt ist und die Spaltflächen durch {111}-Kristallebenen gebildet sind.
Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Magnetkopf bereitzustellen, der ein geringes Gleitrauschen und überlegene elektromagnetische Konversionseigenschaften und überlegene Abnutzungseigenschaften durch eine Verhinderung der teilweise fortschreitenden Abnutzung der Gleitflächen für das magnetische Aufzeichnungsmedium aufweist.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen Magnetkopf bereit, wie er in Anspruch 1 spezifiziert ist.
Ein Magnetkopf weist ein Paar von Magnetkernhälften auf, die integral aneinander bondiert sind, wobei jede Magnetkernhälfte durch ein Einkristall-Ferritstück und ein Polykristall-Ferritstück gebildet ist, die zusammen bondiert sind, um einen Verbundferrit auszubilden, wobei ein magnetischer Spalt zwischen angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften definiert ist. Die Einkristall-Ferritstücke sind zu den angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften hin angeordnet, und die Polykristall-Ferritstücke sind auf der gegenüberliegenden Seite der angrenzenden Flächen bezüglich der Einkristall-Ferritstücke angeordnet.
Die Fläche des Einkristall-Ferritstücks, das einen Gleitkontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufweist, ist eine {211}-Ebene, während die Spaltfläche davon eine {110}-Ebene ist und die Oberfläche davon, die der lateralen Fläche des Magnetkopfs entspricht, eine {110}-Ebene ist. Die Richtungen der <110>-Kristallachsen innerhalb der Ebene {110} sind auf beiden Seiten des magnetischen Spalts zueinander symmetrisch.
Unterdessen existieren zahlreiche Poren in dem Polykristall-Ferrit. Falls Poren in dem Polykristall-Ferrit existieren, wenn der Polykristall-Ferrit an der Fläche des Magnetkopfs, der konfiguriert ist, einen Gleitkontakt mit dem Aufzeichnungsmedium aufzuweisen, freigelegt ist, neigen die Gleiteigenschaften des Aufzeichnungsmediums dazu, aufgrund dieser Poren verschlechtert zu sein. Es ist deswegen vorzuziehen, Polykristall-Ferrit zu verwenden, in welchem die Anzahl der Poren vermindert ist. Spezifisch ist es vorzuziehen, Polykristall-Ferrit zu verwenden, das seine Poren in der Anzahl verringert aufweist, indem es zuvor durch isostatisches Heißpressen verarbeitet ist.
Der Magnetkopf der vorliegenden Erfindung kann jedweder Magnetkopf unter der Bedingung sein, dass ein Paar von Magnetkernhälften integral aneinander bondiert ist und ein magnetischer Spalt zwischen angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften gebildet ist. Somit kann der Magnetkopf von einem so genannten Metall-in-Spalt-Typ sein, in welchem ein dünner magnetischer Metallfilm an angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften angeordnet ist, oder von einem so genannten geneigten Sendust-Sputter-Typ sein, bei welchem ein dünner magnetischer Metallfilm auf jeder der angrenzenden Flächen der Magnetkernhälften angeordnet ist und die Grenzfläche zwischen der Magnetkernhälfte und dem dünnen magnetischen Metallfilm um einen voreingestellten Winkel relativ zu der Fläche des magnetischen Spalts geneigt ist.
Unter Bezug auf den Magnetkopf der vorliegenden Erfindung ist der Hauptabschnitt der Fläche davon, die konfiguriert ist, ei nen Gleitkontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufzuweisen, außer dem Bereich in der Nähe des magnetischen Spalts, aus einem Polykristall-Ferrit gebildet, der einen gleichförmigen Verschleiß durchläuft, so dass die zwei Magnetkernhälften im Wesentlichen gleiche Verschleißeigenschaften aufzeigen. Das Ergebnis ist, dass die zwei Magnetkernhälften gleichmäßig abgenutzt werden und somit nicht einem teilweise fortschreitenden Verschleiß unterworfen sind.
Andererseits besteht, wenn der Polykristall-Ferrit, der mit isostatischem Heißpressen verarbeitet ist, eingesetzt wird, da kaum Poren in dem Polykristall-Ferrit existieren, kein Risiko, dass Poren die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums verkratzen oder dass die Beabstandung aufgrund der Magnetpulver, die die Poren zusetzen, erzeugt wird, so dass zufrieden stellende Gleitkontakteigenschaften des Aufzeichnungsmediums erreicht werden können.
Zusätzlich kann, da der Verbundferrit, der durch ein Bondieren des Einkristall-Ferrits und des Polykristall-Ferrits gebildet ist, in dem Magnetkopf der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, das Gleitrauschen auf einen niedrigeren Wert gedrückt werden. Insbesondere können überlegene elektromagnetische Konversionseigenschaften erreicht werden, wenn der magnetische Spalt durch einen Einkristall-Ferrit gebildet ist, in welchem seine Fläche, die einen Gleitkontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufweist, eine {211}-Ebene ist, seine magnetische Spaltfläche, die eine angrenzende Fläche der Magnetkernhälfte darstellt, eine {111}-Ebene ist, und seine Fläche, die der lateralen Seite des Magnetkopfs entspricht, eine {110}-Ebene ist, und bei welchem die Richtungen der <100>-Kristallachsen in der Ebene {110}, die der lateralen Fläche der Magnetkopfachsen entspricht, symmetrisch zueinander auf beiden Seiten des magnetischen Spalts sind.
In Summe besteht mit dem Magnetkopf der vorliegenden Erfindung, da die Magnetkernhälften gleiche Verschleiß-Beständigkeitseigenschaften aufweisen und eine Abnutzung auf eine zueinander ähnliche Weise durchlaufen, kein Risiko einer teil weise fortschreitenden Abnutzung, so dass zufrieden stellende Verschleißeigenschaften erreicht werden können.
Wenn der Polykristall-Ferrit durch HIP-Verarbeiten verarbeitet wird, existieren kaum irgendwelche Poren in dem Polykristall-Ferritabschnitt des Magnetkopfs, so dass ausgezeichnete Gleiteigenschaften des Aufzeichnungsmediums auch dann verwirklicht werden können, wenn der Polykristall-Ferrit auf der Fläche des Magnetkopfs, die ausgelegt ist, einen Gleitkontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufzuweisen, freigelegt ist.
Zusätzlich wird es, da der Magnetkopf der vorliegenden Erfindung einen Verbundferrit benutzt, möglich, das Gleitkontaktrauschen auf einen kleinen Wert zu drücken und zufrieden stellende Gleitkontakteigenschaften des Aufzeichnungsmediums zu erreichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen typischen herkömmlichen Magnetkopf zeigt;
2 eine transversale Querschnittsansicht, die einen typischen herkömmlichen Magnetkopf zeigt, der eine teilweise fortschreitende Abnutzung durchlaufen hat;
3 eine transversale Querschnittsansicht, die einen weiteren typischen herkömmlichen Magnetkopf zeigt, der eine teilweise fortschreitende Abnutzung durchlaufen hat;
4 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen typischen Aufbau eines Magnetkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht, die typische Richtungen von Kristallachsen von Einkristall-Ferritstücken zeigt;
6 eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht, die alternative typische: Richtungen von Kristallachsen von Einkristall-Ferritstücken zeigt,
7 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein typisches Verbundferrit-Substrat zeigt;
8 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen typischen Magnetkern-Halbblock zeigt;
9 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Paar von typischen Magnetkern-Halbblöcken zeigt;
10 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen typischen Magnetkernblock zeigt; und
11 eine schematische perspektivische Ansicht, die einen weiteren typischen Aufbau eines Magnetkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden.
Erste Ausführungsform
Der Magnetkopf der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Paar von Magnetkernhälften 3m, 3n, wie in 4 gezeigt. Die Magnetkernhälfte 3m besteht aus einem Verbundferrit, der aus einem Einkristall-Ferritstück 1m und einem Polykristall-Ferritstück 2m ausgeführt ist, die aneinander bondiert sind, während die Magnetkernhälfte 3n aus einem Verbundferrit besteht, der aus einem Einkristall-Ferritstück 1n und einem Polykristall-Ferritstück 2n ausgeführt ist, die aneinander bondiert sind. Die somit zusammen bondierten Magnetkernhälften 3m, 3n bilden einen geschlossenen magnetischen Pfad aus. Zwi schen den angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 3m, 3n ist ein magnetischer Spalt g1 mit einem voreingestellten Azimutwinkel zum Betreiben als ein Aufzeichnungs-Wiedergabespalt definiert.
Zum Begrenzen der Spurbreite des magnetischen Spalts g1 sind die Magnetkernhälften 3m, 3n jeweils mit Spurbreiten-Steuernuten 4m, 4n auf beiden lateralen Seiten des magnetischen Spalts g1 gebildet, so dass die angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 3m, 3n im Wesentlichen in der Konfiguration trapezförmig sein werden. Die Trapez-Form ist durch eine flache Seite, die durch eine den flachen Spalt bildende Oberfläche definiert ist, die den magnetischen Spalt g1 definiert, und durch die Spurbreiten-Steuernuten 4m, 4n definiert, die geneigte gekrümmte Oberflächen an beiden lateralen Seiten der spaltbildenden Oberfläche sind. Die angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 3m, 3n sind mit im Wesentlichen rechtwinkligen Nuten jeweils als Wicklungsschlitze 5m, 5n zum Platzieren nicht gezeigter Spulen gebildet. Diese Wicklungsschlitze sind als Durch-Schlitze gebildet, die entlang der Dicke des Magnetkerns jeweils in den Magnetkernhälften 3m, 3n verlaufen, um einander gegenüberzustehen. Die Magnetkernhälften 3m, 3n sind miteinander durch geschmolzenes Glas 8 vereint.
Die Verbindungsoberflächen zwischen den Einkristall-Ferritstücken 1m, 1n und den Polykristall-Ferritstücken 2m, 2n, die die Magnetkernhälften 3m, 3n ausbilden, verlaufen parallel zu der Spaltoberfläche, die die angrenzende Oberfläche der Magnetkernhälften 3m, 3n darstellt, wobei die Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n und die Polykristall-Ferritstücke 2m, 2n auf den angrenzenden Oberflächen bzw. auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen der Magnetkernhälften 3m, 3n sind. Somit sind ein Abschnitt nahe des magnetischen Spalts g1 und der übrige Abschnitt der Oberfläche des Magnetkopfs, der von dem Magnetaufzeichnungsmedium kontaktiert wird, durch die Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n bzw. durch die Polykristall-Ferritstücke 2m, 2n ausgebildet.
Der Abstand zwischen der Verbindungsoberfläche der Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n und der Polykristall-Ferritstücke 2m, 2n und der Spaltoberfläche, d.h. die Dicke t1 der Einkristall-Ferritstücke 1m oder 1n, ist gewählt, kleiner als die angrenzende Länge des Magnetaufzeichnungsmediums an dem Magnetkopf entlang der Gleitrichtung des Magnetaufzeichnungsmediums relativ zu dem Magnetkopf zu sein. Der Grund dafür besteht darin, dass, um eine teilweise fortschreitende Abnutzung zu verhindern, das Magnetaufzeichnungsmedium konfiguriert ist, nicht nur in Kontakt mit der Umgebung des magnetischen Spalts g1 begrenzt durch die Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n, sondern auch in Kontakt mit den Polykristall-Ferritstücken 2m, 2n zu gleiten, was gleichmäßige Verschleißeigenschaften aufzeigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke t1 jedes der Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n auf ungefähr 50 μm eingerichtet.
Zum Erreichen zufrieden stellender elektromagnetischer Konversionseigenschaften ist jedes der Einkristall-Ferritstücke 1m, 1n so eingerichtet, dass seine Oberfläche 1a, die einen Gleitkontakt mit dem Magnetaufzeichnungsmedium aufweist, eine {211}-Ebene ist, seine Spaltoberfläche 1b eine {111}-Ebene ist und seine laterale Oberfläche 1c, die der lateralen Seite des Magnetkopfs entspricht, eine {110}-Ebene ist. Zusätzlich ist die Richtung der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 1m eingerichtet, symmetrisch bezüglich der Richtung <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 1n mit dem magnetischen Spalte g1 dazwischen zu sein.
Spezifisch sind diese Richtungen der <100>-Kristallachsen so eingerichtet, dass ein Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferritstücks 1m einer der Magnetkernhälften und die Gleitrichtung B1 des Aufzeichnungsmediums ungefähr 125° ist und ein Winkel θ2 zwischen der Richtung A2 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferrits 1n der verbleibenden Magnetkernhälfte und der Gleitrichtung B1 des Aufzeichnungsmediums ungefähr 55° ist, wie in 5 gezeigt. Umgekehrt ist ein Winkel θ1 zwischen der Richtung A1 der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferrits 1n einer der Magnetkernhälften und der Gleitrichtung B1 des Aufzeichnungsmediums un gefähr 55°, und ein Winkel θ2 zwischen der Richtung der <100>-Kristallachse des Einkristall-Ferrits 1n der verbleibenden Magnetkernhälfte und der Gleitrichtung B1 des Aufzeichnungsmediums ist ungefähr 125°, wie in 6 gezeigt.
Zum Herstellen des Magnetkopfs werden ein Einkristall-Ferritsubstrat 1 in der Form einer flachen Platte und ein Polykristall-Ferritsubstrat in der Form einer flachen Platte aneinander bondiert, um ein Verbundferrit-Substrat 3 in der Form einer flachen Platte zu bilden, wie in 7 gezeigt. Als Einkristall-Ferritsubstrat 1 wird vorzugsweise ein Mn-Zn-Einkristall-Ferritstück eingesetzt. Zum Zusammenbondieren des Einkristall-Ferritsubstrats 1 und des Polykristall-Ferritsubstrats 2 wird das Einkristall-Ferritsubstrat so platziert, dass die Gleitkontaktoberfläche 1a mit dem Aufzeichnungsmedium, die Spaltoberfläche 1b und die laterale Oberfläche, die der lateralen Seite des Magnetkopfs 1c entspricht, einer {211}-Ebene, einer {111}-Ebene bzw. einer {110}-Ebene entsprechen, und das Einkristall-Ferritsubstrat 1 wird an das Polykristall-Ferritsubstrat 2 bondiert, so dass die resultierende Verbindungsoberfläche parallel zu der Spaltoberfläche 1b sein wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke des Einkristall-Ferritsubstrats 1 gewählt, ungefähr 50 μm zu sein.
Dann werden, wie in 8 gezeigt, ein Wicklungsschlitz 5 und ein Glasladeschlitz 6 in der Spaltoberfläche 1b in einer Richtung parallel zu der Gleitkontaktoberfläche 1a gebildet. Dann werden eine Mehrzahl von Spurbreiten-Steuernuten 4 bei einer voreingestellten konstanten Teilung in der Spaltoberfläche 1b in einer Richtung normal zu dem Wicklungsschlitz 5 und dem Glasladeschlitz 6 gebildet. Die Spaltoberfläche 1b wird dann auf einen Spiegeloberflächenzustand geschliffen, um ein Paar von Magnetkern-Halbblöcken 7m, 7n zu bilden.
Dann wird auf den Spaltoberflächen 1b der Magnetkern-Halbblöcke 7m, 7n ein nicht gezeigter Spaltfilm, der aus einem nicht-magnetischen Material, wie etwa SiO₂ gebildet ist, gebildet. Der Spaltfilm, der auf den Magnetkern-Halbblöcken 7m, 7n gebildet ist, muss ein magnetischer Spalt sein und weist eine Filmdicke gleich einer Hälfte der Spaltlänge des Magnetkopfs auf, der hergestellt wird.
Dann werden, wie in 9 gezeigt, die somit hergestellten Magnetkern-Halbblöcke 7m, 7n so platziert, dass die jeweiligen Spaltoberflächen 1b einander gegenüberstehen werden. Glasstäbe werden in die Wicklungsschlitze 5, die einander gegenüberstehen, und die Glasladeschlitze 6, die einander auf ähnliche Weise gegenüberstehen, eingeführt und verschmolzen, woraufhin die Magnetkern-Halbblöcke 7m, 7n durch die geschmolzenen Glasstäbe aneinander bondiert werden, wie in 10 gezeigt, um einen Magnetkernblock 9 zu bilden.
Die Magnetkern-Halbblöcke 7m, 7n können auch durch ein Niedrigtemperatur-Wärmediffusionsbondieren durch eine thermische Diffusion von Metallfilmen verschmolzen werden anstelle durch ein Bondieren durch eine Glasverschmelzung, die oben beschrieben ist. Zum Bondieren der Magnetkern-Halbblöcke durch ein Niedrigtemperatur-Wärmediffusionsbondieren werden dünne Metallfilme, wie etwa Au-Filme, auf den angrenzenden Oberflächen der Magnetkern-Halbblöcke gebildet und unter einem voreingestellten Druck und unter der Anlegung einer niedrigen Temperatur zum Erwärmen aneinander gesetzt, um das Bondieren zu bewirken.
Die Gleitkontaktoberfläche des Magnetkernblocks 9 wird auf einen zylindrischen Oberflächenzustand geschliffen, während angrenzende Breitensteuernuten in einem voreingestellten Azimutwinkel an beiden Enden der Gleitkontaktoberfläche für das Magnetaufzeichnungsmedium gebildet werden, um die Angrenzbreite des Magnetaufzeichnungsmediums relativ zu dem Magnetkopf zu beschränken.
Der Magnetkernblock 9 wird schließlich in mehrfache Magnetkerne geschnitten. Jeder Magnetkern, der somit aus dem Magnetkernblock herausgeschnitten ist, wird in eine gewünschte Form getrimmt, um einen Magnetkopf herzustellen, der in 4 gezeigt ist.
Die Verschleißeigenschaften des Magnetkopfs wurden im Vergleich zu einem herkömmlichen Magnetkopf bewertet. Zur Bewertung wurden die Magnetköpfe auf einem Deck für Beta-cam-SP, hergestellt von der SONY CORPORATION (Maschinentyp, BVW-50), angebracht, und ein Magnetband für Beta-Cam-SP, das von der SONY CORPORATION hergestellt wird (Handelsname BCT-90ML), wurde für 24 Stunden in einer Umgebung von 25°C und 80% rel. Feuchte betrieben, und der R-TOP-Versatz, d.h. der Abstand zwischen der Oberseite der Gleitkontaktoberfläche für das Magnetaufzeichnungsmedium und dem magnetischen Spalt wurde daraufhin gemessen. Der R-TOP-Versatz wurde unter Verwendung eines Interferenzstreifen-Mikroskops gemessen. Die Messergebnisse des R-TOP-Versatzes sind in Tabelle 1 gezeigt.
TABELLE 1
Aus den obigen Ergebnissen ist zu ersehen, dass der R-TOP-Versatz mit dem Magnetkopf der vorliegenden Ausführungsform verglichen mit jenem des herkömmlichen Magnetkopfs beträchtlich verringert ist. D.h., der Magnetkopf der vorliegenden Ausführungsform kann als weniger anfällig gegenüber einer teilweise fortschreitende Abnutzung angesehen werden, während er ausgezeichnete Verschleißeigenschaften aufweist.
Zweite Ausführungsform
Der Magnetkopf der vorliegenden Ausführungsform ist ein Magnetkopf vom Metall-im-Spalt-Typ und ist ähnlich der ersten Ausführungsform konfiguriert, außer dass dünne magnetische Metallfilme 24m, 24n auf angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 23m, 23n gebildet sind. D.h., dass der Magnetkopf der vorliegenden Ausführungsform auf eine derartige Weise hergestellt ist, dass ein Paar von Magnetkernhälften 23m, 23n, die aus Verbundferritstücken ausgeführt sind, die durch ein Bondieren von Einkristall-Ferritstücken 21m, 21n und Polykris tall-Ferritstücken 22m, 22n hergestellt sind, mit der Einfügung der dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n, die an den angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 23m, 23n gebildet sind, aneinander bondiert sind. Ein geschlossener magnetischer Pfad ist durch die Magnetkernhälften 23m, 23n und die dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n gebildet, und ein magnetischer Spalt g2 mit einem voreingestellten Azimutwinkel, der als ein Aufzeichnungs-/Wiedergabespalt arbeitet, ist zwischen diesen angrenzenden Oberflächen gebildet.
Die dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n sind auf den angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften 23m, 23n als kontinuierliche Filme gebildet, die von den Vorder- zu den Rückseiten verlaufen. D.h., dass die dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n auf den Magnetkernhälften 23m, 23n als kontinuierliche Filme gebildet sind, die auf den den magnetischen Spalt bildenden Oberflächen und auf den Spurbreiten-Steuernuten 25m, 25n verlaufen.
Was das Material der dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n betrifft, ist es ausreichend, wenn es ein magnetisches Metallmaterial ist, das eine hohe Sättigungs-Magnetflussdichte und überlegene weichmagnetische Eigenschaften aufweist. Ein derartiges Material kann durch kristalline Materialien, wie etwa Fe-Legierungen, Fe-Ni-basierte Legierungen, Fe-C-basierte Legierungen, Fe-Al-Si-basierte Legierungen, Fe-Ga-Si-basierte Legierungen, Fe-Al-Ge-basierte Legierungen, Fe-Ga-Ge-basierte Legierungen, Fe-Si-Ge-basierte Legierungen, Fe-Co-Si-basierte Legierungen, Fe-Ru-Ga-Si-basierte Legierungen oder Fe-Co-Si-Al-basierte Legierungen, und amorphe Legierungen, wie etwa Co-Zr-Nb-, Co-Zr-Nb-Ta-, Co-Zr-Pd-Mo- oder Co-Zr-Pd-Ru-Legierungen spezifiziert werden. Natürlich können routinemäßig eingesetzte amorphe Legierungen, wie etwa Legierungen aus einem oder mehreren Elementen, die aus Fe, Ni und Co gewählt sind, und einem oder mehreren Elementen, die aus P, C, B und Si gewählt sind, Metall-Metalloxid-amorphe Legierungen, die hauptsächlich aus diesen amorphen Legierungen bestehen und denen Al, Be, Sn, In, Mo, W, Ti, Mn, Cr, Zr, Hf und Nb zugemischt sind, Legierungen, die hauptsächlich aus Übergangselementen, wie etwa Co-Zr oder Co-Hf bestehen, und Metall-Metallbasierten Legierungen, die hauptsächlich aus diesen Elementen bestehen und denen Seltene-Erden-Elemente zugemischt sind, auch eingesetzt werden.
Obwohl die dünnen magnetischen Metallfilme 24m, 24n einzelne Schichten sind, können diese auch alternierend mit nichtmagnetischen isolierenden Schichten laminiert sein, um Wirbelstromverluste in einem hohen Frequenzbereich zu vermindern. In einem derartigen Fall können die nicht-magnetischen isolierenden Schichten aus derartigen Materialien wie SiO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, ZrO₂ oder Si₃O₄ gebildet werden.
Zum Herstellen des Magnetkopfs wird ein Paar von Magnetkern-Halbblöcken auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform vorbereitet, und ein magnetisches Metallmaterial wird auf der Spaltoberfläche jedes Magnetkern-Halbblocks auf eine voreingestellte Dicke abgeschieden. Der Spaltfilm eines nicht-magnetischen Materials, wie etwa SiO₂, kann dann auf dem dünnen magnetischen Metallfilm gebildet werden. Der Magnetkopf kann auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform hergestellt werden, außer einem Bilden des dünnen magnetischen Metallfilms auf diese Weise.
Mit dem Magnetkopf der vorliegenden zweiten Ausführungsform zeigen, da die Gleitkontaktoberfläche für das magnetische Aufzeichnungsmedium außer dem Bereich in der Nähe des magnetischen Spalts aus einem Polykristall-Ferrit gebildet ist, der einen gleichförmigen Verschleiß durchläuft, die Magnetkernhälften eine im Wesentlichen gleiche Beständigkeit gegenüber Verschleiß auf, so dass ein teilweise fortschreitender Verschleiß wie in dem Fall des Magnetkopfs der ersten Ausführungsform verhindert werden kann.
Dritte Ausführungsform
Der Magnetkopf der vorliegenden dritten Ausführungsform wird auf die gleiche Weise wie der Magnetkopf der ersten und zweiten Ausführungsform hergestellt, außer dass ein Polykristall- Ferrit eingesetzt wird, der durch isostatisches Heißpressen (HIP-Verarbeiten) verarbeitet ist.
D.h., dass zum Herstellen des Magnetkopfs der vorliegenden Ausführungsform Start-Ferritpulver nassgemischt, getrocknet und in einen Block einer vorbestimmten Größe pressgeformt werden. Dieser Block wird für ungefähr fünf Stunden bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C gesintert, um ein Polykristall-Ferritsubstrat zu erzeugen. Zahlreiche Poren einer Größe in der Größenordnung von 2 bis 5 μm sind in dem Polykristall-Ferritsubstrat vorhanden. Die Porosität des Polykristall-Ferritsubstrats ist in der Größenordnung von 4 bis 5%.
Dieses Polykristall-Ferritsubstrat wird dann durch HIP-Verarbeiten verarbeitet, was für ungefähr zwei bis fünf Stunden unter einem Druck von ungefähr 100 MPa und bei einer Temperatur von ungefähr 1200°C unter Verwendung von z.B. einem Ar-Gas ausgeführt wird. Durch ein derartiges HIP-Verarbeiten des Polykristall-Ferritsubstrats werden die Poren in der Anzahl vermindert, derart, dass die Porosität des Polykristall-Ferritsubstrats 0,1% oder weniger ist.
Das somit durch HIP-Verarbeiten verarbeitete Polykristall-Ferritsubstrat und das Einkristall-Ferritsubstrat werden für ungefähr drei Stunden unter Erwärmung bei ungefähr 1100°C aneinander bondiert, um ein Verbundferritsubstrat herzustellen.
Unter Verwendung des somit vorbereitenden Verbundferritsubstrats wird auf die gleiche Weise wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen ein Magnetkopf hergestellt.
Mit dem Magnetkopf der vorliegenden Ausführungsform, der das Polykristall-Ferrit einsetzt, das durch HIP-Verarbeiten verarbeitet ist, besteht, da kaum irgendwelche Poren in dem Polykristall-Ferritabschnitt existieren, kein Risiko von Beschädigungen, die der Oberfläche des Magnetaufzeichnungsmediums durch Porenkanten oder eine Beabstandung zugefügt werden, die in den Poren aufgrund darin zugesetzter Magnetpulver erzeugt werden, so dass zufrieden stellende Gleiteigenschaften für das Aufzeichnungsmedium sichergestellt werden können.
Mit dem Magnetkopf, der Polykristall-Ferrit einsetzt, das nicht durch HIP-Verarbeiten verarbeitet ist, ist es, da seine Poren mit Magnetpulvern zugesetzt sind, notwendig, ein Reinigungsband in einem Intervall einer voreingestellten Zeitdauer in der Größenordnung von beispielsweise 50 Stunden vorbeilaufen zu lassen, um die zugesetzte Gleitoberfläche des Magnetkopfs zu reinigen. Mit dem Magnetkopf, der das Polykristall-Ferrit einsetzt, das durch HIP-Verarbeiten verarbeitet ist, besteht kein Risiko, dass die Poren mit Magnetpulvern zugesetzt werden, so dass es unnötig ist, einen derartigen Reinigungsbetrieb durchzuführen.

Claims

Magnetkopf, umfassend ein Paar von Magnetkernhälften (23m, 23n), die integral aneinander bondiert sind, wobei jede Magnetkernhälfte (23m, 23n) durch ein Einkristall-Ferritstück (21m, 21n) und ein Polykristall-Ferritstück (22m, 22n), die zusammenbondiert sind, gebildet ist, wobei ein magnetischer Spalt zwischen angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften (23m, 23n) definiert ist, wobei die Einkristall-Ferritstücke (21m, 21n) entlang der angrenzenden Oberflächen angeordnet sind, jedes Polykristall-Ferritstück (22m, 22n) an einer Seite eines Einkristall-Ferritstücks (21m, 21n) angeordnet ist, die parallel zu den angrenzenden Oberflächen ist, und jedes Einkristall-Ferritstück (21m, 21n) zwischen der angrenzenden Oberfläche und einem jeweiligen Polykristall-Ferritstück (22m, 22n) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Atomebenen-Orientierung jedes der Einkristall-Ferritstücke (21m, 21n) so gewählt ist, dass die Oberfläche davon, die einen Gleitkontakt mit einem Magnetaufzeichnungsmedium aufweist, eine {211}-Ebene ist, die Spaltoberfläche davon, die als die angrenzende Oberfläche jeder der Magnetkernhälften wirkt, eine {111}-Ebene ist und die Oberfläche davon, die der lateralen Oberfläche des Magnetkopfes entspricht, eine {110}-Ebene ist, wobei die Richtungen der <110>-Kristallachsen innerhalb der {110}-Ebene, die der lateralen Oberfläche des Magnetkopfs entspricht, symmetrisch zueinander bezüglich des Magnetspalts sind, eine Dicke (t1) jedes der Einkristall-Ferritstücke (21m, 21n) auf ungefähr 50 μm eingestellt ist, und das Polykristall-Ferritstück (22m, 22n) ein Polykristall-Ferrit ist, der mit isostatischem Heißpressen verarbeitet ist.
Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dünner magnetischer Metallfilm (25m, 25n) auf jeder der angrenzenden Oberflächen der Magnetkernhälften (23m, 23n) gebildet ist.