JP2000260007A - 磁気ヘッド用封着ガラスおよびこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な耐候性を有し、フェライトあるいは金
属強磁性膜の磁気的劣化が小さく、磁気ギャップの精度
が良好であって、しかも加工時の割れや欠けが発生しに
くく、かつ良好な記録再生特性を有する磁気ヘッドを提
供する。 【解決手段】 磁気ヘッド用封着ガラスとして、モル％
表示で、ＳｉＯ₂：２０〜３０％、Ｂ₂Ｏ₃：１０〜３０
％、ＺｎＯ：１５〜３０％、Ｒ₂Ｏ：１０〜２０％（た
だし、ＲはＮａ，ＫおよびＬｉから選ばれる少なくとも
１種のアルカリ金属）、ＭＯ：１０〜１５％（ただし、
ＭはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくと
も１種のアルカリ土類金属）、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜５％、な
る組成を有するガラスを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に対
する多量の磁気情報の記録・再生に適した磁気ヘッドに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本格的なマルチメディア時代が到来し、
磁気記録の高密度化に伴って磁気記録媒体の高保磁力化
や記録再生周波数の広帯域化が図られている。従来より
高密度な記録再生を行うために、磁気ヘッドにおいて
も、高性能化が要求されている。このため、磁気ヘッド
としては、狭ギャップでも十分な記録能力を有し、狭ト
ラック化された場合でも高いヘッド出力を得ることが必
要となる。

【０００３】このようなヘッドの高性能化の要求に対応
するため、磁気特性、耐摩耗特性、機械加工性等が優れ
ているフェライト材が、磁気ヘッド用コア材として広く
用いられている。

【０００４】また、ヘッドの更なる高性能化の要求に対
応するために、高い飽和磁束密度を有するともに、同一
の磁気ヘッドで記録再生を行う場合においてはコア材料
として高い透磁率を兼ね備えている、センダスト合金や
Ｃｏ系アモルファス合金等の金属強磁性膜を磁気ギャッ
プ部に配したメタル・イン・ギャップ型（ＭＩＧ）ヘッ
ドの開発が盛んに行われている。

【０００５】このようなフェライトヘッドおよびＭＩＧ
ヘッド等の磁気ヘッドにおいて、封着ガラスとして最も
広く使用されているのは、ＰｂＯ系、具体的には、Ｐｂ
Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃系、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系、ＰｂＯ−
Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系等の低融点ガラスである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記低
融点ガラスは、耐水性等の耐候性が不十分である。ま
た、被接着材料、すなわち磁気ヘッドのコア材料である
フェライトまたは金属強磁性膜と反応し、これら材料を
変質させて磁気特性を劣化させたり、磁気ギャップを構
成するギャップ部材とも反応し、この部材を変質させて
磁気ギャップの精度を低下させるという問題もあった。
さらに、ガラスの硬度が低いために、他の磁気ヘッド構
成材料との摩耗性の相違により偏摩耗を起し易く、加工
時に割れ、欠け等の欠陥を発生し易いという問題も有し
ていた。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来の問題点を解
決して、磁気ヘッドを封着するために適した特性を備え
た封着ガラス、およびこのガラスを用いて構成した磁気
ヘッドを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の磁気ヘッド用封着ガラスは、モル％
により表示して、ＳｉＯ₂：２０〜３０％、Ｂ₂Ｏ₃：１
０〜３０％、ＺｎＯ：１５〜３０％、Ｒ₂Ｏ：１０〜２
０％（ただし、Ｒは、Ｎａ，ＫおよびＬｉからなる群か
ら選択される少なくとも１種のアルカリ金属；以下にお
いて同様）、ＭＯ：１０〜１５％（ただし、Ｍは、Ｍ
ｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａからなる群から選択される少
なくとも１種のアルカリ土類金属；以下において同
様）、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜５％、なる組成を有することを特
徴とする。

【０００９】第１の磁気ヘッド用封着ガラスにおいて
は、３０℃〜３００℃の平均熱膨張係数（以下、単に
「熱膨張係数」という）が８０×１０^-7／℃〜９５×１
０^-7／℃であることが好ましい。

【００１０】また、本発明の第２の磁気ヘッド用封着ガ
ラスは、モル％により表示して、ＳｉＯ₂：２０〜３０
％、Ｂ₂Ｏ₃：１０〜３０％、ＺｎＯ：１５〜３０％、Ｒ
₂Ｏ：５〜１５％（ただし、Ｒは、Ｎａ，ＫおよびＬｉ
からなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ金
属）、ＭＯ：５〜１０％（ただし、Ｍは、Ｍｇ，Ｃａ，
ＳｒおよびＢａからなる群から選択される少なくとも１
種のアルカリ土類金属）、Ｂｉ₂Ｏ₃：５〜１５％、Ａｌ
₂Ｏ₃：０〜５％、なる組成を有することを特徴とする。

【００１１】第２の磁気ヘッド用封着ガラスにおいて
は、熱膨張係数が７５×１０^-7／℃〜９０×１０^-7／℃
であることが好ましい。

【００１２】本発明の磁気ヘッド封着用ガラスは、従来
の低融点ガラスよりも改善された耐候性を備えている。
また、フェライトや金属強磁性膜との反応による磁気的
劣化を抑制し、ギャップ部材との反応による磁気ギャッ
プの精度劣化を抑制することもできる。さらに、硬度も
高いため、偏摩耗、および加工時の割れや欠けを抑制で
きる。

【００１３】また、上記目的を達成するために、本発明
の磁気ヘッドは、上記封着ガラスを用いて、磁気コア半
体を接着したことを特徴とする。

【００１４】本発明の磁気ヘッドは、例えば、一対の磁
気コア半体の少なくとも一方に巻線溝を設け、前記一対
の磁気コア半体を磁気ギャップ材を介して突き合わせた
状態で封着ガラスを用いて接着した磁気ヘッドであっ
て、前記封着ガラスとして、上記第１の磁気ヘッド用封
着ガラスを用いたものである。

【００１５】この磁気ヘッドは、いわゆるフェライト磁
気ヘッドである。この場合、封着ガラスは、熱膨張係数
が８０×１０^-7／℃〜９５×１０^-7／℃であることが好
ましい。

【００１６】また、本発明の磁気ヘッドは、例えば、一
対の磁気コア半体の少なくとも一方に巻線溝を設け、前
記一対の磁気コアの少なくとも一方のギャップ対向面に
金属強磁性膜を形成し、前記一対の磁気コアを磁気ギャ
ップ材を介して突き合わせた状態で封着ガラスを用いて
接着した磁気ヘッドであって、前記封着ガラスとして、
上記第２の磁気ヘッド用封着ガラスを用いたものであ
る。

【００１７】この磁気ヘッドは、いわゆるＭＩＧヘッド
である。この場合、封着ガラスは、熱膨張係数が７５×
１０^-7／℃〜９０×１０^-7／℃であることが好ましい。

【００１８】上記のように、封着用ガラスの熱膨張係数
と、フェライトまたは金属強磁性膜の熱膨張係数との差
異を適切に制御することにより、良好な記録再生特性を
有する磁気ヘッドを得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の封着用ガラスの各
成分およびその含有量の限定理由について説明する。な
お、以下、各成分の含有量を示す％表示はすべてモル％
である。

【００２０】ＳｉＯ₂は２０％より少ないと熱膨張係数
が大きくなり、３０％より多いと作業温度が高くなる。
Ｂ₂Ｏ₃は１０％より少ないと作業温度が高くなり、３０
％より多いと熱膨張係数が小さくなる。以上の２種類は
ガラスの網目形成酸化物であり、ガラスの信頼性を向上
させ、またガラス化範囲を広げるという役割も果たす。

【００２１】なお、Ｂ₂Ｏ₃の好ましい含有量は１９〜２
９％である。

【００２２】ＺｎＯは１５％より少ないと作業温度が低
くなり、３０％より多いと作業温度が高くなる。Ａｌ₂
Ｏ₃は５％より多いと作業温度が高くなる。以上の２種
類はガラスの中間酸化物であり、耐水性向上の役割を果
たす。

【００２３】なお、ＺｎＯの好ましい含有量は１６〜２
６％であり、Ａｌ₂Ｏ₃の好ましい含有量は２〜４％であ
る。

【００２４】Ｒ₂Ｏは少なすぎると作業温度が高くな
り、多すぎると熱膨張係数が高くなる。ＭＯは少なすぎ
ると作業温度が高くなり、多すぎると熱膨張係数が高く
なる。以上の２種類はガラスの修飾酸化物であり、低融
点化と熱膨張係数を調整する役割を果たす。このような
理由から、Ｒ₂Ｏは、第１の封着ガラスにおいては１０
〜２０％の範囲に、第２の封着ガラスにおいては５〜１
５％の範囲にそれぞれ調整される。また、ＭＯは、第１
の封着ガラスにおいては１０〜１５％に、第２の封着ガ
ラスにおいては５〜１０％にそれぞれ調整される。

【００２５】なお、第１の封着ガラスにおけるＲ₂Ｏの
好ましい含有量は１１〜１８％であり、ＭＯの好ましい
含有量は１０〜１４％である。また、第２の封着ガラス
におけるＲ₂Ｏの好ましい含有量は８〜１４％であり、
ＭＯの好ましい含有量は６〜１０％である。

【００２６】さらに、第２の封着ガラスにおいて、Ｂｉ
₂Ｏ₃が５％よりも少ないと作業温度が高くなり、１５％
よりも多いと熱膨張係数が高くなる。

【００２７】なお、Ｂｉ₂Ｏ₃の好ましい含有量は１０〜
１５％である。

【００２８】本発明の封着ガラスは、実質的に上記成分
から構成されるが、本発明の上記目的が達成される限
り、その他微量成分の混入が制限されるわけではない。
ただし、この場合にも、上記第１の封着ガラスにおいて
は、熱膨張係数が８０×１０^-7〜９５×１０^-7／℃とな
る範囲内で、第２の封着ガラスにおいては、熱膨張係数
が７５×１０^-7〜９０×１０^-7／℃となる範囲内に、微
量成分の添加を制限することが好ましい。

【００２９】また、本発明の第１の封着ガラスは、作業
温度が６５０〜７５０℃であることが好ましく、第２の
封着ガラスは、作業温度が５００〜６００℃であること
が好ましい。なお、作業温度とは、ガラスの粘度が１０
⁴ｄＰａ・ｓとなる温度である。さらに、両封着ガラス
とも、ビッカース硬度が５５０〜６５０［Ｈｖ］である
ことが好ましい。

【００３０】次に、図面を参照しながら、本発明の磁気
ヘッドの好ましい形態について説明する。

【００３１】図１に示したように、本発明の磁気ヘッド
であるフェライト磁気ヘッドの一形態は、基本的には従
来のヘッドと同様に、磁気コアを構成するフェライト材
１、フェライト材の磁気ギャップ対向面に配置されて磁
気ギャップを構成するギャップ部材２、およびギャップ
部材を介して突き合わされたフェライト材を封着するた
めの封着ガラス３、から構成されている。

【００３２】また、図２に示したように、本発明の磁気
ヘッドであるＭＩＧヘッドの一形態は、基本的には従来
のヘッドと同様に、磁気コアを構成するフェライト材
４、フェライト材の磁気ギャップ対向面上に形成された
金属強磁性膜５、フェライト材の磁気ギャップ対向面に
配置されて磁気ギャップを構成するギャップ部材６、お
よびギャップ部材を介して突き合わされたフェライト材
を封着するための封着ガラス７、から構成されている。

【００３３】封着ガラス３，７としては、本発明の封着
ガラスが用いられるが、図１の磁気ヘッドには上記第１
の封着ガラスを、図２に磁気ヘッドには上記第２の封着
ガラスを用いることが好ましい。

【００３４】なお、フェライト材１，４、ギャップ部材
２，６、および金属強磁性膜５としては、従来から用い
られてきた材料を特に制限することなく用いることがで
きる。特に制限されないが、フェライト材としては、例
えばＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライトを、
ギャップ部材としては、例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚ
ｒＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｔａ₂Ｏ₅、ガラス、Ｃｒ、あるいは
これらの複合体を、金属強磁性膜としては、例えば、Ｆ
ｅＴａＮ系、ＦｅＴａＣ系、センダスト、ＦｅＧａＳｉ
Ｒｕ、Ｃｏ系アモルファスの膜を使用できる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により制限されるもの
ではない。

【００３６】（実施例１〜６、比較例１〜３）図１に示
したと同様の構成を有するフェライト磁気ヘッドを作製
した。ここで、フェライト材としてＭｎ−Ｚｎフェライ
トを、ギャップ部材としては石英ガラス（ＳｉＯ₂）を
用いた。一方、封着ガラスは、表１に示す各組成のガラ
スを用いた。なお、表１に示した組成もすべてモル％に
よる。

【００３７】磁気ヘッドの主な諸元は、トラック幅２０
μｍ、ギャップ長０．３０μｍ、ギャップ深さ３５μｍ
とした。

【００３８】こうして得た磁気ヘッドの諸特性および用
いた各ガラスの諸特性を測定した。結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】ここで、熱膨張係数としては、３０〜３０
０℃の平均熱膨張係数を採用した。ビッカース硬度は、
ビッカース微小硬度計により測定した。

【００４１】また、耐水性は、１０ｍｍ角のガラスブロ
ックを１００ｍｌの沸騰純水中に１時間浸漬し、重量減
少量および表面の侵食状況により評価した。加工歩留ま
りは、ヘッド加工時の割れ、欠けの発生率および磁気ギ
ャップの安定性により評価した。

【００４２】ヘッド出力特性は、回転ドラムテスターを
用いて行い、測定はスペクトラムアナライザによる基本
波成分で評価した。このときの測定条件は、相対速度＝
５．８ｍ／ｓ、録再周波数＝０．５ＭＨｚ，７ＭＨｚ、
測定テープ＝Ｓ−ＶＨＳテープ、とした。

【００４３】実装信頼性（走行信頼性）は、磁気ヘッド
をＶＨＳ型ＶＴＲデッキに搭載し、１０００時間走行後
の出力変化および磁気ヘッド摺動面の封着ガラスの面状
態により評価した。

【００４４】耐水性、加工歩留まり、ヘッド出力特性、
実装信頼性の評価基準は、○：実用上まったく問題のな
いレベル、△：実用上問題の無いレベル（条件付きで使
用可能）、×：実用上問題になるレベルとした。

【００４５】なお、測定に用いた磁気ヘッドは、加工歩
留まりについては各５００個、ヘッド出力特性について
は各２００個、実装信頼性評価については各４０個とし
た。また、上記のようにガラスブロックを用いて測定し
た耐水性については、各５個のサンプルを用いた。

【００４６】表１に示したように、実施例１〜６の封着
ガラスを用いることにより、ヘッド構成材として充分な
耐水性を有し、ヘッド加工時に割れや欠けが発生しにく
く、加工歩留まりが良好で、しかも磁気ヘッドのコア材
であるフェライトとの熱膨張差が適切な範囲であって低
周波域および高周波域において良好な記録再生特性を有
し、かつ実用的な実装信頼性も兼ね備えた磁気ヘッドを
得ることができた。

【００４７】（実施例７〜１２，比較例４〜７）次に、
図２に示したと同様の構成を有するＭＩＧヘッドを作製
した。ここで、フェライト材としてはＭｎ−Ｚｎフェラ
イトを、金属強磁性膜としては飽和磁束密度（Ｂｓ）が
１．６ＴのＦｅＴａＮ膜を、ギャップ部材としては石英
ガラス（ＳｉＯ₂）を用いた。一方、封着ガラスは、表
２に示す各組成のガラスを用いた。なお、表２に示した
組成もすべてモル％による。また、磁気ヘッドの諸元
は、上記と同様とした。

【００４８】こうして得た磁気ヘッドの諸特性および用
いた各ガラスの諸特性を、上記と同様にして測定した。
結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２に示したように、実施例７〜１２の封
着ガラスを用いることにより、ヘッド構成材として充分
な耐水性を有し、ヘッド加工時に割れや欠けが発生しに
くく、加工歩留まりが良好で、しかも磁気ヘッドのコア
材であるフェライトとの熱膨張差が適切な範囲であって
低周波域および高周波域において良好な記録再生特性を
有し、かつ実用的な実装信頼性も兼ね備えた磁気ヘッド
を得ることができた。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐候性が良好で、加工時の割れ・欠けが発生し難く、磁
気ギャップの精度が良化であって磁気的劣化も小さく、
しかも偏摩耗を起し難く、かつ良好な記録再生特性を有
する磁気ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の磁気ヘッドであるフェライト磁気ヘ
ッドの一形態を示す斜視図である。

【図２】 本発明の磁気ヘッドであるＭＩＧヘッドの一
形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，４ フェライト材 ２，６ ギャップ部材 ３，７ 封着ガラス ５ 金属強磁性膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 佳久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 板津 信夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D093 BB05 BB18 FA21 HB15 HC09 JB03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モル％により表示して、実質的に、Ｓｉ
   Ｏ₂：２０〜３０％、Ｂ₂Ｏ₃：１０〜３０％、ＺｎＯ：
   １５〜３０％、Ｒ₂Ｏ：１０〜２０％（ただし、Ｒは、
   Ｎａ，ＫおよびＬｉからなる群から選択される少なくと
   も１種のアルカリ金属）、ＭＯ：１０〜１５％（ただ
   し、Ｍは、Ｍｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａからなる群から
   選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属）、Ａｌ
   ₂Ｏ₃：０〜５％、なる組成を有することを特徴とする磁
   気ヘッド用封着ガラス。
2. 【請求項２】 ３０℃〜３００℃の平均熱膨張係数が８
   ０×１０^-7／℃〜９５×１０^-7／℃である請求項１に記
   載の磁気ヘッド用封着ガラス。
3. 【請求項３】 モル％により表示して、実質的に、Ｓｉ
   Ｏ₂：２０〜３０％、Ｂ₂Ｏ₃：１０〜３０％、ＺｎＯ：
   １５〜３０％、Ｒ₂Ｏ：５〜１５％（ただし、Ｒは、Ｎ
   ａ，ＫおよびＬｉからなる群から選択される少なくとも
   １種のアルカリ金属）、ＭＯ：５〜１０％（ただし、Ｍ
   は、Ｍｇ，Ｃａ，ＳｒおよびＢａからなる群から選択さ
   れる少なくとも１種のアルカリ土類金属）、Ｂｉ₂Ｏ₃：
   ５〜１５％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜５％、なる組成を有するこ
   とを特徴とする磁気ヘッド用封着ガラス。
4. 【請求項４】 ３０℃〜３００℃の平均熱膨張係数が７
   ５×１０^-7／℃〜９０×１０^-7／℃である請求項３に記
   載の磁気ヘッド用封着ガラス。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の封着ガ
   ラスを用いて、磁気コア半体を接着したことを特徴とす
   る磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 一対の磁気コア半体の少なくとも一方に
   巻線溝を設け、前記一対の磁気コア半体を磁気ギャップ
   材を介して突き合わせた状態で封着ガラスを用いて接着
   した磁気ヘッドであって、前記封着ガラスとして、請求
   項１または２に記載の封着ガラスを用いたことを特徴と
   する磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 一対の磁気コア半体の少なくとも一方に
   巻線溝を設け、前記一対の磁気コア半体の少なくとも一
   方のギャップ対向面に金属強磁性膜を形成し、前記一対
   の磁気コア半体を磁気ギャップ材を介して突き合わせた
   状態で封着ガラスを用いて接着した磁気ヘッドであっ
   て、前記封着ガラスとして、請求項３または４に記載の
   封着ガラスを用いたことを特徴とする磁気ヘッド。