JP2000036107A

JP2000036107A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2000036107A
Application number: JP11199516A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sakata; 勝美坂田; Tatsuo Hisamura; 達雄久村; Yoshito Ikeda; 義人池田; Hironari Eguchi; 裕也江口; Hideaki Matsuyama; 秀昭松山; Hideaki Karakado; 秀明唐門; Ikuko Sato; 郁子佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気特性の劣化及び疑似ギャップの発生を防
止し、接合強度を改善する。【解決手段】一対の磁気コアがギャップ材を介して接
合されてなる磁気ヘッドが開示される。少なくとも一方
の磁気コアは酸化物基板と金属磁性薄膜とからなる。各
磁気コアの接合面には、Ｃｒ又はＴｉからなる第１の金
属層が直接接して形成され、この第１の金属層上にＡｕ
からなる第２の金属層が積層形成されてギャップ材とさ
れ、第２の金属層同士の熱拡散により磁気コアが接合さ
れている。あるいは、磁路が金属磁性薄膜のみにより形
成され、各磁気コアの接合面にギャップ材として少なく
ともＣｒ又はＴｉからなる第１の金属層とＡｕからなる
第２の金属層とが積層され、第２の金属層同士の熱拡散
により磁気コアが接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダ等の磁気記録再生装置又はフロッピーディスク駆動
装置あるいはハードディスク駆動装置等に搭載される磁
気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｍｎ−Ｚｎフェライトやセラミクス等の
酸化物材料と金属磁性薄膜が複合化された，いわゆる複
合型の磁気ヘッドにおいては、その製造工程において酸
化物材料と金属磁性薄膜との接合を必要とする場合があ
る。例えば、ギャップ部に対して垂直方向に金属磁性薄
膜が複合化されている磁気ヘッドでは、金属磁性薄膜が
成膜された酸化物基板に対し、当該金属磁性薄膜を挾み
込むように別の酸化物基板を接合したり、薄帯化された
金属磁性薄膜の両側に酸化物基板を接合する必要があ
る。従来の技術では、上述のような酸化物基板と金属
磁性薄膜の接合には、問題が生じない場合に限り、高融
点の融着ガラスが使用されている。これは、高融点ガラ
スが化学的に安定なため有機溶剤による洗浄が可能であ
ること、強固な接合が得られること等の利点を有するか
らである。

【０００３】ところが、高融点ガラスによるガラス接合
においては、融着温度を５５０℃以上とする必要があ
り、熱膨張に起因する歪みがフェライトや金属磁性薄膜
に加わる虞れがある。この影響で磁気コアにヒビ割れが
生じ、結果として磁気特性が劣化することがある。ある
いは、金属磁性薄膜に強磁性非晶質金属合金，いわゆる
アモルファス合金等を用いた場合には、一般に前記融着
温度が結晶化温度（一般に結晶化温度は４００℃〜５０
０℃）以上であることから、結晶化による軟磁気特性の
劣化を生じている。また、酸化物基板と金属磁性薄膜と
が高融点ガラスによりガラス接合された場合には、ガラ
スと金属磁性薄膜，あるいは酸化物基板と金属磁性薄膜
とがその界面において酸化還元反応を起こし、著しく透
磁率の低下した領域、すなわち反応層が形成されること
がある。

【０００４】以上のような点が問題となる場合には、酸
化物基板と金属磁性薄膜の接合には低融点の融着ガラ
ス，水ガラス又は有機接着剤等の低温接合剤が使用され
る。ところが、酸化物磁性材料と金属磁性薄膜の接合に
上記のような低温接合剤を使用した場合、接合強度，耐
候性，耐磨耗性，表面性あるいは接合層の厚さの精度の
点で高融点ガラスに比べて劣るという欠点がある。

【０００５】一方、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の酸化物磁
性材料からなる磁気ヘッド、あるいはこれら酸化物磁性
材料と金属磁性薄膜が複合化された磁気ヘッドにおける
磁気コア同士のギャップ接合についても、上述した複合
型の磁気ヘッドにおける酸化物基板と金属磁性薄膜の接
合と同様に、化学的に安定であり接合強度の高いとされ
る高融点ガラスによる接合が望ましいとされている。特
に、ビデオテープレコーダ等の磁気記録再生装置等に搭
載される磁気ヘッドでは、耐久性が要求されるため、こ
の傾向が強い。

【０００６】しかし、ギャップ接合においても、融着温
度が高温とされると、熱膨張に起因する歪みの発生やそ
の影響で生じる磁気特性の劣化が問題となる。特に、フ
ェライト等の酸化物磁性材料と金属磁性薄膜が複合化さ
れた磁気コア同士が高温でガラス接合された場合には、
反応層が形成されることがある。この反応層は、フェラ
イトと金属磁性薄膜との界面が磁気ギャップと平行に形
成されるような場合には、疑似ギャップとして作用し、
再生出力の周波数特性にうねりを生ずる。

【０００７】しかし、この疑似ギャップを避けるために
融着温度が５５０℃以下のガラスを使用すると、耐湿性
や硬度等の点で信頼性に欠け、特に、複数回のガラス接
合を必要とするフロッピーディスク駆動装置やハードデ
ィスク駆動装置等に搭載されるコンポジット型の磁気ヘ
ッド（スライダーと称される非磁性部材に一体化された
磁気コアがガラス融着により埋め込まれたもの。）で
は、２次融着ガラスに信頼性の低い低融点ガラスの使用
が余儀無くされる。すなわち、この種の磁気ヘッドは、
最初に高融点ガラスでギャップ接合（１次融着）を行っ
た後、接合一体化された磁気コアをスライダーに低融点
ガラスで融着（２次融着）して埋め込み固定することに
より作製される。このため、２次融着の際に１次融着ガ
ラスが溶け出してギャップ長やトラック幅等がずれると
磁気ヘッドの信頼性は大きく低下するので、当該２次融
着ガラスにはどうしても低融点ガラスを使用するしかな
かった。

【０００８】このように、ギャップ接合においても、融
着ガラスを使用する方法では、磁気コアの本来有する磁
気特性の維持、疑似ギャップの発生防止、２以上のガラ
ス接合を必要とする磁気ヘッドでの接合強度をいずれも
満足させることは難しい。

【０００９】そこで、例えばギャップ接合に関しては、
融着ガラスにかえてギャップ材に主としてＡｕを用い、
当該Ａｕ同士を低温で熱拡散して接合するようにしたも
のが、アイ・イー・イー・イートランザクションズ
オンマグネティクス第２４号２号，１９８８年（IE
EE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL. 24,NO.2, MARCH
1 1988）により報告されている。この磁気ヘッドは、一
対の磁気コアの突合わせ面にそれぞれＳｉＯ2 ，Ｍｏ，
Ａｕを所定の膜厚に順次積層し、Ａｕ同士を突き合わせ
て熱拡散し、接合一体化したものである。Ａｕによる熱
拡散は、ガラス接合による融着温度に比べて極めて低温
で行われるため、熱膨張に起因する歪みの影響や疑似ギ
ャップの発生が無く、さらには結晶化によるヘッド特性
の劣化も防止できるとされている。

【００１０】しかしながら、ギャップ部の接合につい
て、ギャップ材に主としてＡｕを用い、当該Ａｕ同士を
低温で熱拡散して接合する方法は、融着ガラスを用いる
ことによる従来の問題をある程度解消することができる
ものの、Ａｕ層と酸化物材料，あるいはＡｕ層と金属磁
性薄膜間の接合強度に不満があり、特に耐久性が要求さ
れるビデオテープレコーダ等の磁気記録再生装置に搭載
される磁気ヘッドとして満足のいく値であるとは言い難
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、複合型
磁気ヘッドにおける磁気コア同士のギャップ接合に、高
融点ガラスを使用したガラス融着を採用すると、金属磁
性薄膜の磁気特性の劣化や反応層の形成による疑似ギャ
ップの発生等が問題となる。これに対して、低融点ガラ
スや有機接着剤等による接合では、接合強度を確保する
ことが難しく、信頼性の点で問題が残る。また、ギャッ
プ接合にＡｕ層の熱拡散を利用する方法も提案されてい
るが、やはり、接合強度の点で十分なものとは言えな
い。

【００１２】このように、従来の技術では、磁気特性の
確保と接合強度の確保を両立するのは難しいのが実情で
ある。

【００１３】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、磁気特性の劣化及び疑似ギ
ャップの発生が防止でき、しかも接合強度の点で信頼性
に優れた磁気ヘッドを提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものであって、一対の磁気コ
アがギャップ材を介して接合されてなる磁気ヘッドにお
いて、少なくとも一方の磁気コアは酸化物基板と金属磁
性薄膜とからなり、各磁気コアの接合面にＣｒ又はＴｉ
からなる第１の金属層が直接接して形成されるととも
に、この第１の金属層上にＡｕからなる第２の金属層が
積層形成されてギャップ材とされ、当該第２の金属層同
士の熱拡散により前記磁気コアが接合されていることを
特徴とするものである。

【００１５】さらに、本発明は、一対の磁気コアがギャ
ップ材を介して接合されてなる磁気ヘッドにおいて、こ
れら一対の磁気コアは酸化物基板と金属磁性薄膜とから
なり、磁路が金属磁性薄膜のみにより形成されるととも
に、各磁気コアの接合面にギャップ材として少なくとも
Ｃｒ又はＴｉからなる第１の金属層とＡｕからなる第２
の金属層とが積層され、当該第２の金属層同士の熱拡散
により前記磁気コアが接合されていることを特徴とする
ものである。

【００１６】Ａｕによる熱拡散接合は、その接合温度が
１５０℃〜３００℃と極めて低温で行われる。これは、
ガラス接合による融着温度５５０℃と比較するとその差
が２５０〜４００℃にもなる。従って、磁気特性の劣化
や熱膨張に起因する歪みの影響，界面での酸化拡散反応
等が抑えられる。

【００１７】これは、特に金属磁性薄膜にアモルファス
合金を使用した場合に有利で、熱拡散温度が結晶化温度
（４００℃〜５００℃）以上となることはないので、結
晶化による軟磁気特性の劣化が防止される。さらに、２
以上のガラス接合を必要とする磁気ヘッドにおいては、
２次融着ガラスに信頼性の高い融着ガラスの使用が可能
となり、接合強度のより一層の向上が図れる。

【００１８】一方、Ａｕからなる第２の金属層の下地層
としてＣｒ又はＴｉよりなる第１の金属層を設けている
ので、高い接合強度が確保される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した磁気ヘッ
ドについて図面を参照しながら説明する。

【００２０】第一の例本例の磁気ヘッドは、いわゆるラミネートタイプの磁気
ヘッドで、図１に示すように、フェライトやセラミクス
等の酸化物材料からなる基板(1),(2) 及び基板(3),(4)
の間にアモルファス合金等よりなる金属磁性薄膜(5),
(6) がそれぞれ挾持されている一対の磁気コア（Ｉ），
（II）同士が接合され、上記金属磁性薄膜(5),(6) の突
き合わせ面に磁気ギャップｇが形成され、閉磁路が構成
されたものである。

【００２１】ここで、上記基板(1),(2),(3),(4) は、磁
気ギャップｇ近傍部が切り取られ、その切欠き部にはガ
ラス材(7),(8) が充填されている。従って、磁気ギャッ
プｇは、金属磁性薄膜(5),(6) の端面間に形成されるこ
ととなり、この金属磁性薄膜(5),(6) の膜厚がトラック
幅に相当することになる。

【００２２】なお、基板(3),(4) 及び金属磁性薄膜(6)
からなる磁気コア（II）にはコイルを巻回するための巻
線溝(9) が形成されており、図示されない巻線を施すこ
とによって当該磁気ヘッドに信号を供給し、あるいは当
該磁気ヘッドで読み取った信号を取り出すようになって
いる。この巻線溝は基板(1),(2) 及び金属磁性薄膜(5)
からなる磁気コア（Ｉ）または上記磁気コア（II）のう
ち少なくとも一方の側に形成すればよい。

【００２３】金属磁性薄膜(5),(6) には、前記アモルフ
ァス合金の他に、例えば次のような合金がいずれも使用
可能である。例示するならば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ
−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−
Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金等が挙げられ
る。さらには、耐蝕性や耐摩耗性等の一層の向上を図る
ために、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｗ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐ
ｔ，Ｈｆ，Ｖ等の少なくとも１種を添加したものであっ
てもよい。

【００２４】金属磁性薄膜(5),(6) は、先ず基板(2),
(4) 上の表面(2a),(4a) に、例えばスパッタリング法,
真空蒸着法, イオンプレーティング法, クラスター・イ
オンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術により形
成される。そして、次に金属磁性薄膜(5),(6) の基板
(2),(4) に膜付けされた面とは反対側の面が基板(1),
(3)と接合され、上述のようなラミネート構造とされ
る。なお、この接合面Ｃには接合材(14)が形成される。

【００２５】また、磁気コア（Ｉ），（II）同士の接合
を補強するために、磁気コア（Ｉ），（II）の両端にそ
れぞれ補助部材(10),(11) が形成される。この補助部材
(10),(11) の幅及び高さは磁気コア（Ｉ），（II）の端
面部と同じ寸法であればよく、使用する材料も基板(1),
(2),(3),(4) と同じでよい。磁気コア（Ｉ）と補助部材
(10)の接合面Ａには接合材(12)が形成され、磁気コア
（II）と補助部材(11)の接合面Ｂには接合材(13)が形成
される。

【００２６】実際、本発明者等は接合材(12),(13),(14)
を下記の条件で形成し、図１に示した構造を有する磁気
ヘッドを作成した。なお、接合面Ａ，Ｂ，Ｃにおいて接
合材(12),(13),(14)はいずれも同様にして形成される
が、ここでは接合材(12)の形成方法についてのみ説明を
行う。

【００２７】接合材(12)は、Ｃｒ又はＴｉからなる第１
の金属層(12a) 及びＡｕからなる第２の金属層(12b) よ
り構成されている。すなわち、図２に示すように、磁気
コア（Ｉ）と補助部材(10)上にそれぞれ順次第１の金属
層(12a) 、第２の金属層(12b) がスパッタリング又は蒸
着により積層され、２層構造となされている。上記第１
の金属層(12a) 及び第２の金属層(12b) の膜厚はそれぞ
れ適宜選定されるが、通常は数百〜数千Åの範囲とされ
る。本実施例においては、それぞれ１２００Åとしたと
ころ良好な結果が得られた。そして、図３に示すよう
に、磁気コア（Ｉ）と補助部材(10) は、前記第２の金
属層(12b) 同士が突合わされ熱拡散されることにより接
合されている。これら第２の金属層(12b) の熱拡散によ
る接合は、当該第２の金属層(12b) を突合わせ面として
磁気コア (Ｉ) と補助部材(10)を突合わせ、１０ＭＰａ
以上の圧力を加えて３００℃程度の温度で熱処理するこ
とにより接合される。このとき、熱処理雰囲気を１０^-5
Torr程度の真空とすれば、より強固な接合強度が得られ
る。

【００２８】これら第２の金属層(12b) の熱拡散による
接合は、高融点ガラスの融着温度（５５０℃）に比較し
て２５０℃〜４００℃も低い。このため、磁気コア
（Ｉ）は、高温加熱による熱膨張に起因する歪みの影響
を受けることがない。また、基板(1),(2) と金属磁性薄
膜(5) との界面に反応層が形成される虞れもない。さら
には、上記金属磁性薄膜(5) がアモルファス合金であっ
ても、当該熱拡散温度は結晶化温度以下であるため、磁
気特性が劣化することはない。

【００２９】また、低温で接合したにもかかわらず上記
第２の金属層(12b) の接合強度は高く、磁気ヘッドの加
工にも十分耐えるものである。

【００３０】従って、本例の磁気ヘッドは、磁気コアの
本来有する磁気特性が損なわれることがなく、電磁変換
特性に優れている。このため、再生出力特性の向上が期
待できる。さらに、接合強度においても高い信頼性が確
保できる。

【００３１】さらに、上記第２の金属層(12b) の熱拡散
接合は、耐候性，耐磨耗性，表面性及び接合層の厚さの
精度の点で信頼性が高い。例えば、接合面Ａ，Ｂ及びＣ
をＡｕの熱拡散により接合した場合、磁気記録媒体摺動
面の表面性が良いので、テープの走行時のクロッグや焼
きつき等の問題はおこらない。

【００３２】また、Ａｕ層の熱拡散による接合を磁気コ
ア同士のギャップ部の接合にも適用することが可能であ
る。本例でも、ギャップ接合を上述の磁気コア（Ｉ）と
補助部材(10)の接合と同様、第１の金属層と第２の金属
層の積層による４層構造を形成し、Ａｕの熱拡散接合を
行い、非常に良好な結果を得た。すなわち、ギャップ接
合にＡｕの熱拡散を利用することでガラス融着を不必要
とし、熱による磁気特性の劣化を皆無とすることができ
た。

【００３３】第二の例本例の磁気ヘッドは、図４及び図５に示すように、フェ
ライト等の酸化物磁性材料よりなる基板(23),(24) にア
モルファス合金等よりなる金属磁性薄膜(25),(26) が被
着された一対の磁気コア（III），（IV）がギャップ材
(21),(22) を用いて接合され、当該磁気コア（III），
（IV）の突合わせ面に磁気ギャップｇが形成され、閉
磁路が構成されたものである。

【００３４】なお、上記基板(23),(24) にはコイルを巻
回するための巻線溝(23a),(24a) が形成されている。

【００３５】上記金属磁性薄膜(25),(26) には、前記ア
モルファス合金の他に、例えば次のような合金がいずれ
も使用可能である。例示するならば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ
系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ系合金、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇ
ａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金等が挙げ
られる。さらには、耐蝕性や耐摩耗性等の一層の向上を
図るために、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｎｉ，Ｐｂ，
Ｐｔ，Ｈｆ，Ｖ等の少なくとも１種を添加したものであ
ってもよい。

【００３６】金属磁性薄膜(25),(26) は、基板(23),(2
4) 上に、例えばスパッタリング法,真空蒸着法, イオン
プレーティング法, クラスター・イオンビーム法等に代
表される真空薄膜形成技術により被着される。また、金
属磁性薄膜(25),(26) が膜付けされた磁気コア（II
I），（IV）の接合面には、ギャップ材(21),(22) がそ
れぞれ形成されている。上記ギャップ材(21),(22) は、
ＳｉＯ₂層(21a),(22a) とＣｒ又はＴｉからなる第１の
金属層(21b),(22b) 及びＡｕからなる第２の金属層(21
c),(22c) より構成されている。すなわち、金属磁性薄
膜(25), (26)上に順次ＳｉＯ₂層(21a),(22a) 、第１の
金属層(21b),(22b) 、第２の金属層(21c),(22c) がスパ
ッタリング又は蒸着により積層され、３層構造となされ
ている。これらギャップ材(21),(22) の膜厚のトータル
が当該磁気ヘッドの磁気ギャップｇ長に相当する。上記
第１の金属層(21b),(22b) の膜厚は１００〜６００Å、
第２の金属層(21c),(22c) の膜厚は２００〜６００Å程
度とすることが好ましい。

【００３７】なお、上記ＳｉＯ₂層(21a),(22a) は、前
記金属磁性薄膜(25),(26) と密着性が悪い場合には省略
しても差し支えない。また、ＳｉＯ₂層(21a),(22a) を
省略せずに前記金属磁性薄膜(25),(26) とＳｉＯ₂層(2
1a),(22a) 間にさらに別のＣｒ又はＴｉよりなる金属層
を介在させ、４層構造( 全体としては８層）としてもよ
い。

【００３８】上記のように構成された磁気コア（II
I），（IV）は、前記第２の金属層(21c),(22c) 同士が
突合わされ熱拡散されることにより接合されている。こ
れら第２の金属層(21c),(22c) の熱拡散による接合は、
当該第２の金属層(21c),(22c) を突合わせ面として磁気
コア（III），（IV）同士を突合わせ、１０ＭＰａ以上
の圧力を加え、１５０℃〜３００℃程度の温度で熱処理
することにより接合される。このとき、熱処理雰囲気を
１０^-5Torr程度の真空とすれば、より強固な接合強度が
得られる。上記第２の金属層(21c),(22c) の熱拡散接合
は、上記のように１５０℃〜３００℃と極めて低温で行
われるため、融着ガラスを用いた場合の融着温度（５５
０℃）に比較して２５０℃〜４００℃も低い。このた
め、基板(23),(24)及び金属磁性薄膜(25),(26) は、高
温加熱による熱膨張に起因する歪みの影響を受けること
がない。また、基板(23),(24) と金属磁性薄膜(25),(2
6) との界面に反応層が形成される虞れもないので、当
該界面が磁気ギャップｇと平行に位置する場合でも疑似
ギャップの発生を心配する必要がない。さらには、上記
金属磁性薄膜(25),(26) がアモルファス合金であって
も、当該熱拡散温度は結晶化温度以下であるため、磁気
特性が劣化することはない。

【００３９】また、上記第２の金属層(21c),(22c) の接
合強度は融着ガラスを用いた場合より数倍高く、熱拡散
接合後に再加熱してもギャップ開きが無い。このため、
ヘッドチップへの加工後、高温でアニール処理を行うこ
とができ、加工ストレスを除去することができる。

【００４０】したがって、本例の磁気ヘッドによれば、
磁気コアの本来有する磁気特性が損なわれることがな
く、また疑似ギャップの発生がない。よって、電磁変換
特性に優れ、再生出力特性のより一層の向上が期待でき
る。もちろん、磁気コア同士の接合強度も十分高く、信
頼性も向上する。また、本実施例の磁気ヘッドをフロッ
ピーディスク駆動装置やハードディスク駆動装置等に搭
載されるコンポジット型の磁気ヘッドに適用すれば、ス
ライダーとの固定に使用される２次融着ガラスに信頼性
の高い高融点ガラスを使用することができる。

【００４１】上記磁気ヘッドを作製するには、以下のよ
うにして行われる。

【００４２】先ず、フェライトよりなる基板(23),(24)
を用意し、これに所望形状の巻線溝(23a),(24a) を切削
加工等によって形成する。

【００４３】次に、上記基板(23),(24) の突合わせ面と
なる面上に上記巻線溝（２３ａ），（２４ａ）を含めて
アモルファス合金を所望膜厚にスパッタリングして金属
磁性薄膜（２５），（２６）を形成する。

【００４４】次に、上記金属磁性薄膜(25),(26) 上に順
次ＳｉＯ₂、Ｃｒ又はＴｉ、Ａｕをそれぞれ所望膜厚
にスパッタリングし、ＳｉＯ₂層(21a),(22a) 、Ｃｒ又
はＴｉからなる第１の金属層(21b),(22b) 、Ａｕからな
る第２の金属層(21c),(22c)の３層構造としたギャップ
材(21),(22) を形成する。

【００４５】次に、上記第２の金属層(21c),(22c) を接
合面として磁性コア（III），（IV）を突合わせ、治具
等を使用してこれらに１０ＭＰａ以上の圧力を前記接合
面に加える。

【００４６】そして、この状態で約１０^-5Torrとなされ
た熱処理雰囲気中で１５０℃〜３００℃の熱をかけて一
定時間熱処理する。

【００４７】すると、上記Ａｕ同士の熱拡散が進行して
接合が行われる。この結果、上記磁気コア（III），（I
V）は強固に接合される。もちろん、熱拡散は低温で行
われるので当該磁気コア（III），（IV）の本来有する
特性が劣化することもない。

【００４８】最後に、所望の大きさのヘッドチップに切
り出することにより完成する。

【００４９】以上が本発明を適用した具体的な実施例で
あるが、ここではさらに前記実施例で使用したギャップ
材を用いた場合、どの程度の接合強度が得られるかにつ
いて検討してみた。なお、接合強度の測定にあたって
は、ＳｉＯ₂層と第２の金属層たるＡｕ層との間に介在
されるＡｕ層の下地材たるＣｒ，Ｔｉの他にＭｏも使用
した。

【００５０】接合強度を測定するには、以下のようにし
て行った。

【００５１】先ず、フェライトからなる第１のブロック
(27)を用意し、これに図６に示すように、両端縁部に長
手方向に亘って切削溝(28),(29) を形成した後、当該第
１のブロック(27)の一主面を鏡面仕上げして接合面(30)
を形成した。

【００５２】なお、上記第１のブロック(27)は、長さ13
045 μｍ，幅2573μｍ，高さ1000μｍ，切削溝(28),(2
9) の深さ150 μｍ，接合面(30)の幅2435μｍとした。

【００５３】次に、同様にしてフェライトからなる第２
のブロック(31)に対して、図７に示すように、両端縁部
に長手方向に亘って切削溝(32),(33) を形成した後、前
記一主面を鏡面仕上げした。

【００５４】次いで、上記一主面に対して先の切削溝(3
2), (33)と直交する方向に切削加工を施し、ギャップ材
を被着する接合面(34)を有する凸部(35)を形成した。

【００５５】なお、上記第２のブロック(31)は、長さ13
045 μｍ，幅2573μｍ，高さ1000μｍ，切削溝(32),(3
3) の深さ150 μｍ，凸部(35)の長手方向の長さ2264μ
ｍ，凸部(35)の短辺方向の幅２６mm，凸部(35)の高さ10
0 μｍとした。また、上記凸部(35)は２３個形成した。

【００５６】次に、上記第１のブロック(27)と第２のブ
ロック(31)の各接合面(30),(34) にそれぞれギャップ材
をスパッタリングした。

【００５７】上記ギャップ材は、ＳｉＯ₂６００Å，Ｍ
ｏ３００Å，Ａｕ６００Åを順次積層したものを実験
１、ＳｉＯ₂６００Å，Ｃｒ３００Å，Ａｕ６００Åを
順次積層したものを実験２、ＳｉＯ₂６００Å，Ｔｉ３
００Å，Ａｕ６００Åを順次積層したものを実験３とし
た。

【００５８】なお、スパッタリングは、４．０×１０^-2
TorrのＡｒ雰囲気中で行い、ＳｉＯ ₂，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔ
ｉをスパッタリングする際の出力を３００Ｗとし、また
Ａｕをスパッタリングする際の出力を１００Ｗとした。
なお、これら第１のブロック(27)及び第２のブロック(3
1)の加熱は行わなかった。

【００５９】次に、これら第１のブロック(27)と第２の
ブロック(31)を前記Ａｕ層を接合面として突合わせ、図
８に示す接合治具を用いて当該接合面に所望の圧力を加
えた。なお、本実験では接合圧力を８０ＭＰａとした。

【００６０】上記接合治具は、基台(36)と、前記第１の
ブロック(27)及び第２のブロック(31)を挾み込む一対の
平ブロック(37),(38) と、リングバネ(39)と、該リング
バネ(39)を押圧する板体(40)と、この板体(40)を前後さ
せる回転棒(41)とから構成されている。なお、上記リン
グバネ(39)を除いたものはいずれもＡｌ₂Ｏ₃によって形
成されている。

【００６１】上記基台(36)は、長手方向の両端部に凸部
(36a),(36b) を有している。上記一方の凸部(36a) は、
前記一方の平ブロック(37)を固定するためのもので、他
方の凸部(36b) は回転棒(41)を取付ける役目をするもの
である。なお、上記他方の凸部(36b) には、前記回転棒
(41)に設けられたねじ部(41a) に螺合するねじ部が設け
られている。上記凸部(36a),(36b) 間には、前記一対の
平ブロック(37), (38)、リングバネ(39)、板体(40)、回
転棒(41)が配設されている。すなわち、上記一方の凸部
(36a) に接して一方の平ブロック(37)が設けられ、これ
に対向して他方の平ブロック(38)が設けられている。そ
して、上記他方の平ブロック(38)と板体(40)との間にス
ペーサ(42)を介してリングバネ(39)が配設され、さらに
上記板体(40)に先の回転棒(41)が当接する形となされて
いる。

【００６２】上記接合治具を用いて前記第１のブロック
(27)と第２のブロック(31)の接合面に所望の圧力を加え
るには、先ず、一対の平ブロック(37),(38) 間に第１の
ブロック(27)と第２のブロック(31)を配置させる。そし
て、上記第１のブロック(27)と第２のブロック(31)の接
合面に８０ＭＰａの圧力が加わるようにトルクドライバ
ーによって前記回転棒(41)を第３図(c) 中矢印方向に回
転させる。すると、上記回転棒(41)が前に出て前記板体
(40)を押圧し、さらに該板体(40)がリングバネ(39)を押
すことになる。そして、上記リングバネ(39)の弾性力で
スペーサ(42)を介して前記他方の平ブロック(38)が押圧
される。この結果、上記第１のブロック(27)と第２のブ
ロック(31)の接合面に所望の圧力が加えられる。

【００６３】次に、上記第１のブロック(27)と第２のブ
ロック(31)を熱処理した。なお、このとき上記第１のブ
ロック(27)と第２のブロック(31)の当接面には先の工程
で所望の圧力が加えられた状態のままである。

【００６４】熱処理は、１０^-5Torrの真空炉内で２０℃
から３００℃となるまでを１時間、３００℃を保持した
状態で１時間、３００℃から５０℃となるまでを１時間
として熱処理した。

【００６５】次に、熱拡散接合された第１のブロック(2
7)と第２のブロック(31)を図９に示すように、切削加工
してヘッドチップ(43)を作製した。

【００６６】本実験では、上記ヘッドチップ(43)の大き
さを幅Ｗ₁240 μ，長さＬ₁1900μｍ，接合部の幅Ｗ₂
26μｍ，接合部の長さＬ₂1746μｍとした。なお、上記
ヘッドチップ(43)の接合面積は、45396 μｍ²である。

【００６７】次に、図１０に示すように、凹溝(44)を有
しその両側に所定間隔で凸状の支持部(45),(46) が形成
された抗折試験治具(47)に上記ヘッドチップ(43)を支持
させた。

【００６８】すなわち、上記支持部(45),(46) 間距離ｌ
〔凹溝(44)の幅に相当する。〕のｌ／２の位置に前記ヘ
ッドチップ(43)の接合面(43a) がくるように前記ヘッド
チップ(43)を２点支持させた。

【００６９】次に、上記ヘッドチップ(43)の接合面(43
a) 上に所定の重さのナイフ(48)を落としてヘッドチッ
プ(43)を抗折させ、そのときの荷重Ｐを読み取った。な
お、抗折試験はそれぞれ１０回行った。その結果を表１
に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】次に、上記のようにして求められた抗折荷
重Ｐより、各ヘッドチップ(43)の抗折力を求めた。上記
抗折力σmax は下記数１に示される（１）式により求め
られる。

【００７２】

【数１】

【００７３】なお、上記（１）式においてＰは抗折荷重
（kg）、ｌは支持部間距離（mm）、ｈはヘッドチップの
接合部の幅（mm）、ｂはヘッドチップの接合部の長さ
（mm）をそれぞれ表す。本実験では、ｌ＝１mm，ｈ＝0.
026mm，ｂ＝1.746mmとした。

【００７４】実験１〜実験３における抗折力σmax₁〜σ
max₃を数２に示す。

【００７５】

【数２】

【００７６】なお、融着ガラスを用いて同様の実験を行
った場合の抗折力は５４kg／mm²であった。

【００７７】上記結果からわかるように、実験２及び実
験３では実験１に比べて約２〜３倍程度の強度を有す
る。したがって、Ａｕ層の下地層としてＣｒ，Ｔｉを用
いれば、Ｍｏ下地層や融着ガラスによるものと比べて遙
かに高い接合強度を有した信頼性の高い磁気ヘッドが得
られる。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッドにおいては、ギャップ部がＡｕ同士の低
温熱拡散により接合されるものであるため、疑似ギャッ
プの発生や磁気コアが本来有する磁気特性が損なわれる
ことがない。したがって、本発明の磁気ヘッドによれ
ば、電磁変換特性が向上し、優れた再生出力特性を示
す。

【００７９】また、本発明の磁気ヘッドにおいては、極
めて高い接合強度を示す。また、耐候性，耐摩擦性にお
いても優れているので、耐久性等の点で信頼性の向上が
図れる。したがって、耐久性が要求されるビデオテープ
レコーダ等に使用される磁気ヘッドに使用して有用であ
る。

【００８０】また、本発明の磁気ヘッドを複数回のガラ
ス接合を必要とするコンポジット型の磁気ヘッドに適用
すれば、信頼性の高い２次融着ガラスの使用が可能とな
り、接合強度のより一層の向上が図れ信頼性が向上す
る。

【００８１】さらに、表面性が良いので、磁気記録媒体
摺動面におけるテープの走行時のクロッグや焼きつき等
の問題が解決される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示
す概略斜視図である。

【図２】図２は接合前における金属層の積層状態を示す
要部拡大断面図である。

【図３】図３は接合材を拡大して示す要部拡大断面図で
ある。

【図４】図４は本発明を適用した磁気ヘッドの他の例を
示す断面図である。

【図５】図５は磁気ギャップ部を拡大して示す要部拡大
断面図である。

【図６】図６はヘッドチップの抗折力の測定方法をその
工程順に示すもので、第１のブロックを示す斜視図であ
る。

【図７】図７は第２のブロックを示す斜視図である。

【図８】図８は第１のブロックと第２のブロックの接合
面に圧力を加える接合治具の一例を示す斜視図である。

【図９】図９は低温で熱拡散接合されたヘッドチップを
示す斜視図である。

【図１０】図１０はヘッドチップを抗折試験治具に支持
した状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｉ，II，III，IV 磁気コア、１，２，３，４，２３，
２４基板、５，６，２５，２６金属磁性薄膜、１
２，１３，１４接合材、１２ａ，２１ｂ，２２ｂ第１
の金属層、１２ｂ，２１ｃ，２２ｃ第２の金属層、２
１，２２ギャップ材、２１ａ，２２ａＳｉＯ₂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田義人東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者江口裕也東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者松山秀昭東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者唐門秀明東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者佐藤郁子東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の磁気コアがギャップ材を介して接
合されてなる磁気ヘッドにおいて、少なくとも一方の磁気コアは酸化物基板と金属磁性薄膜
とからなり、各磁気コアの接合面にＣｒ又はＴｉからなる第１の金属
層が直接接して形成されるとともに、この第１の金属層
上にＡｕからなる第２の金属層が積層形成されてギャッ
プ材とされ、当該第２の金属層同士の熱拡散により前記
磁気コアが接合されていることを特徴とする磁気ヘッ
ド。
【請求項２】各磁気コアにおいて、酸化物基板の上記
接合面側の端面に金属磁性薄膜が成膜され、上記第１の
金属層がこれら金属磁性薄膜と直接接して形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】一対の磁気コアがギャップ材を介して接
合されてなる磁気ヘッドにおいて、これら一対の磁気コアは酸化物基板と金属磁性薄膜とか
らなり、磁路が金属磁性薄膜のみにより形成されるとと
もに、各磁気コアの接合面にギャップ材として少なくともＣｒ
又はＴｉからなる第１の金属層とＡｕからなる第２の金
属層とが積層され、当該第２の金属層同士の熱拡散によ
り前記磁気コアが接合されていることを特徴とする磁気
ヘッド。