JP2001273606A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

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JP2001273606A
JP2001273606A JP2000088381A JP2000088381A JP2001273606A JP 2001273606 A JP2001273606 A JP 2001273606A JP 2000088381 A JP2000088381 A JP 2000088381A JP 2000088381 A JP2000088381 A JP 2000088381A JP 2001273606 A JP2001273606 A JP 2001273606A
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thin
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magnetic head
film magnetic
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Hiroshi Fukuyama
博 福山
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜磁気ヘッドに係り、特にVTR等の小さ
な外径の回転シリンダに搭載される薄膜磁気ヘッドにお
いて、その磁気テープとの安定した摺接状態を得るため
の構造上の改良に関する。 【解決手段】 非磁性基板上に下側コア71b、コイル
部58、磁気ギャップg、上側コア71aを少なくとも
形成してなるヘッド本体を、ヘッドチップに埋め込んで
なる薄膜磁気ヘッドにおいて、前記ヘッド本体の磁気ギ
ャップを含む摺動部は、前記ヘッドチップの一側部に断
面略直角形状の段部として突出形成されており、この突
出形成された摺動部の先端の摺動面は摺動方向に沿って
一定の幅を有して形成され、その摺動方向に略垂直方向
の摺動幅Wsは、65μm以下の幅に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜磁気ヘッドに係
り、特に小型VTR等の小さな外径の回転シリンダに搭
載される薄膜磁気ヘッドにおいて、その磁気テープとの
安定した摺接状態を得るためのヘッド構造上の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】VTRやDAT等の回転ヘッド型磁気記
録再生装置では、回転シリンダの外周部に磁気ヘッドを
搭載させ、磁気テープと高速に摺動させながら信号の記
録・再生を行なうが、最近では磁気テープに対する記録
が益々高密度化してトラック幅が10μm以下になるも
のもあり、今後はさらに高密度化が進み、従来のフェラ
イト接合型のものに代わって薄膜磁気ヘッドが用いられ
る傾向にある。
【0003】薄膜磁気ヘッドは、非磁性セラミックス等
の非磁性材料に対して薄膜成形技術やホトエッチング技
術等を駆使したウェハープロセスによってIC工程と同
様の量産性で製造され、数100μm3程度の基板にお
けるテープ摺接面となる面及びそのテープ摺動方向に対
して垂直な端面にヘッドコアや薄膜コイルや絶縁層等を
形成し、薄膜コイルの両端をボンディングパッドを介し
て所定の端子位置まで導いた構成を有している。
【0004】例えば、小型VTR用の薄膜磁気ヘッド全
体は図2に示すような外観形状をなしており、ヘッド基
板51の片面に前記のウェハープロセスで各磁気ヘッド
素子を薄膜形成し、その薄膜形成層52の表面を絶縁層
53で覆い、更にガラス接合等によって保護基板54を
接着してある。
【0005】なお、図2において、55は磁気テープと
の摺動面Sに現れているヘッドコア部であり、56,5
7は薄膜形成層の薄膜コイル部58から導出された夫々
の端子である。
【0006】そして、前記の薄膜磁気ヘッドはヘッドベ
ースを介して回転シリンダに取付けられるが、回転シリ
ンダの径が小さくなると薄膜磁気ヘッドと磁気テープの
摺動接触に係る安定性が損なわれ易くなるため、摺接面
Sのテープ摺動方向に関する曲率半径を小さくする必要
があると共にテープ摺動方向に垂直な方向に係る曲率半
径も小さくしなければならない。
【0007】その場合、後者の曲率半径は前者のそれに
比較して遥かに小さいが、摺接面Sの摺動方向に垂直な
方向の幅が大きいと、薄膜形成層52やヘッド基板51
に対する加工量が大きくなるために加工精度を確保する
ことが難しくなり、また磁気テープとの摺動によって摺
接面が部分的に摩耗変形する等の問題が生じる。
【0008】そこで、図2及び図3(A)に示すように、
摺接面Sの部分を凸状断面にして他の部分より幅を狭く
形成し、磁気テープとの摺動状態を安定化させる構成が
採用されている。
【0009】なお、図3(B)のように、台形状断面で構
成してもよいが、その場合には摺接面Sが摩耗すると摺
動幅が拡大し、結果的に摺動状態が不安定化するという
問題点を有しているため、図3(A)に示す凸状断面のも
のがより望ましい。
【0010】そして、以上の問題点を従来の薄膜磁気ヘ
ッドの構成を示す図4及び図5を用いて具体的に説明す
る。
【0011】先ず、図5は薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド
素子形成部を基板に垂直な方向から見た平面図(A)とそ
のY‐Y矢視断面図(B)であり、gは磁気ギャップ、5
5はヘッドコア部、55aはヘッドコア部55の上側コ
ア、55bはヘッドコア部55の下側コア、58はヘッ
ドコア部55の周回磁路と鎖交する複数ターンコイル部
(薄膜コイル)、59,60は端子を示し、それらの各素
子が基板51の面に絶縁体61を介在させて薄膜形成さ
れている。
【0012】なお、図面による表現の複雑化を避けるた
めに絶縁体61に関しては輪郭のみを示してあり、以下
の説明で用いる図面の平面図や断面図においても同様で
ある
【0013】図5(A)から明らかなように、各素子の
内、複数ターンコイル部58が占める平面面積が相当に
大きくなり、この薄膜磁気ヘッドの場合は摺接面Sに加
工を施していないために摺接面Sの幅W6は複数ターン
コイル58の形成領域の幅に基づいて決定され、一般に
は300μm以上になっている。
【0014】それに対して、図4に示される薄膜磁気ヘ
ッドでは、ヘッドコア部71の上側コア71aと下側コ
ア71bを磁気ギャップgから摺接面Sに垂直な方向へ
長く構成することで磁気ギャップgと複数ターンコイル
58の間隔を大きくし、それらの両側部を大きく切り欠
いて前記の図2及び図3(A)に示したような凸状断面を
形成させている。従って、この薄膜磁気ヘッドでは、摺
接面Sの幅Wsを100μm以下の小さな値にすること
が出来、磁気テープとの摺動状態の安定化を図ることが
可能になっている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、薄膜磁気ヘ
ッドにおける磁気テープとの摺動状態の安定化対策とし
ては、上記のように磁気テープとの摺接面Sの幅を狭く
することが必要となる。そこで図2及び図3(A)に示し
たように凸状断面に構成させている。
【0016】この摺動面Sの幅Wは従来のようなトラッ
ク幅10μm以上の磁気ヘッドにおいては、一般に10
0μm程度であった。この100μm程度の摺動幅で十
分安定な摺動状態を得ることが可能であった。発明者の
実験では、トラック幅7μmのヘッドにおいても、10
0μmの摺動幅では十分に安定な摺動状態を得られてい
ることが確認されている。
【0017】しかし、磁気記録分野での高密度記録技術
の進歩は著しく、磁気テープに対する記録が益々高密度
化して、益々狭トラック化が進行し、トラック幅7μm
以下になる磁気ヘッドも現れ始めている。
【0018】このような狭トラックの磁気ヘッドでは、
どの程度の摺動幅で安定的な摺動状態を得られるのかま
だ明らかにされていない。
【0019】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、非磁性基板上に下側コア、
コイル部、磁気ギャップ、上側コアを少なくとも形成し
てなるヘッド本体を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄
膜磁気ヘッドにおいて、前記ヘッド本体の磁気ギャップ
を含む摺動部は、前記ヘッドチップの一側部に断面略直
角形状の段部として突出形成されており、この突出形成
された摺動部の先端の摺動面は摺動方向に沿って一定の
幅を有して形成され、その摺動方向に略垂直方向の摺動
幅は、65μm以下の幅に形成したことを特徴とする薄
膜磁気ヘッドを提供し、請求項2の発明は、請求項1に
記載された薄膜磁気ヘッドにおいて、前記薄膜磁気ヘッ
ドのトラック幅は、4.0μm乃至4.5μmに形成さ
れるようにしたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドを提供
し、請求項3の発明は、非磁性基板上に下側コア、コイ
ル部、磁気ギャップ、上側コアを少なくとも形成してな
るヘッド本体を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁
気ヘッドの製造方法において、前記ヘッド本体の磁気ギ
ャップを含む摺動部は、前記ヘッドチップの一側部に断
面略直角形状の段部として突出形成され、この突出形成
された摺動部の先端の摺動面は摺動方向に沿って一定の
幅を有して形成され、その摺動方向に略垂直方向の摺動
幅は、65μm以下の幅に形成するようにしたことを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供し、請求項4
の発明は、請求項3に記載された薄膜磁気ヘッドの製造
方法において、前記薄膜磁気ヘッドのトラック幅は、
4.0μm乃至4.5μmに形成されるようにしたこと
を特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供しようと
するものである。
【0020】すなわち、薄膜磁気ヘッドにおいて、摺動
幅は、前記薄膜磁気ヘッドのトラック幅以上であり、か
つ65μm以下の幅に形成されるようにしたことを特徴
とするものである。
【0021】図1にトラック幅4.0μm乃至4.5μm
の薄膜磁気ヘッドにおける摺動幅を変化させた場合の摺
動幅(μm)と再生出力(μV)との関係を示す。図1
に示された各データは、摺動幅を夫々変化させて、小型
回転シリンダを有して構成されているドラムテスターに
よって測定したものである。他の条件は、コイルは26
T(ターン)、相対線速度は5.8m/s、使用周波数は
17.5MHz、使用テープはME、トラック幅は4.0
μmとして測定を行なった。
【0022】図1に示されるグラフから分かるように、
トラック幅4.0μm乃至4.5μmの磁気ヘッドでは黒
丸(●B印)で示される摺動幅が65μmより大きくな
る範囲になると急激に再生出力が小さくなることより、
出力が安定していないことが分かる。これは安定的な摺
動状態を得られないために発生したスペーシングロスに
よるものである。
【0023】また、黒三角(▲C印)で示される摺動幅
が55μm乃至65μmの範囲では、再生出力70μV
以上の安定した摺動状態を得ているためスペーシングロ
スによる出力の劣化が少ないため、安定して高い出力が
得られている。
【0024】このようにして薄膜磁気ヘッドを、トラッ
ク幅は4.0μm乃至4.5μmの狭トラック、摺動幅
は、55μm以上であり、かつ65μm以下の幅に形成
する条件にすると、磁気テープから安定した高再生出力
が得られることがわかる。
【0025】摺動幅が55μm未満のデータは、ヘッド
サンプルが試作しにくかった為もありデータは取られて
いないが、摺動方向の条件は余り変化がみられないの
で、この安定した傾向は、摺動幅が55μm未満の範囲
においても継続されるとみることが出来る。その傾向は
薄膜磁気ヘッドのトラック幅まで継続するとみることが
出来る。
【0026】この薄膜磁気ヘッドの出現により、現行V
HS(日本ビクター登録商標)方式に対して、12倍乃
至15倍もの高密度化率を有する高密度磁気記録再生装
置(VTR)を、例えばFM変調技術だけでMPEG等
の圧縮技術を使用しなくとも提供可能になる。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施
例について、以下に図と共に説明する。図4は本発明の
薄膜磁気ヘッドの概略構成を示す平面図、図2は本発明
の薄膜磁気ヘッドチップの斜視図である。
【0028】図4に示される本発明の薄膜磁気ヘッドチ
ップは、基板51,61、コイル部58、端子59、端
子60、上側コア71a、下側コア71b、磁気テープ
との摺動面S、及び磁気ギャップgより構成されてい
る。
【0029】前記の基板51としては、耐磨耗性を有す
る非磁性材料の基板、例えばAl23-TiC、あるい
はCaTiO3等を用いることが出来る。前記した非磁
性基板51の上には、通常の薄膜磁気ヘッドと同様に、
絶縁層、下側コア、絶縁層、導電材料によるコイルパタ
ーン、絶縁層、中間コア、上側コア等が周知の成膜技術
等の適用によって順次に積層され薄膜磁気ヘッド素子が
形成される。
【0030】前記のような工程で形成された薄膜磁気ヘ
ッド素子は、機械加工工程、ガラス溶着工程等によって
ヘッドチップへと加工され、薄膜磁気ヘッドとして完成
される。
【0031】このヘッドチップへの加工工程中に、摺動
幅Wsを加工する工程がある。この摺動幅Wsの加工工
程において、トラック幅4.0〜4.5μmの磁気ヘッド
では、摺動幅Wsを55μm〜65μmとなるように加
工する。
【0032】これによって、トラック幅4.0〜4.5μ
mの磁気ヘッドにおいても、安定的に良好な摺動状態、
その磁気テープとの安定した摺接状態が確保出来、スペ
ーシングロスによる出力劣化が少なく、安定的な高再生
出力の確保が可能な薄膜磁気ヘッドを得ることが出来
る。
【0033】
【発明の効果】本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性基板
上に下側コア、コイル部、磁気ギャップ、上側コアを少
なくとも形成してなるヘッド本体を、ヘッドチップに埋
め込んでなる薄膜磁気ヘッドにおいて、前記ヘッド本体
の磁気ギャップを含む摺動部は、前記ヘッドチップの一
側部に断面略直角形状の段部として突出形成されてお
り、この突出形成された摺動部の先端の摺動面は摺動方
向に沿って一定の幅を有して形成され、その摺動方向に
略垂直方向の摺動幅は、65μm以下の幅に形成したの
で、安定的に良好な摺動状態を得て、スペーシングロス
による出力劣化が少なく、安定した再生出力が確保出来
る。
【0034】本発明の薄膜磁気ヘッドは、前記摺動幅
は、65μm以下の幅に形成されると、磁気テープから
安定した高再生出力が得られる、例えば現行VHS方式
に対して12倍乃至15倍もの長時間記録(24時間乃
至30時間記録)がMPEG等の圧縮技術をしなくとも
可能な、次世代の高密度磁気記録再生装置(VTR)を
提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の薄膜磁気ヘッドによるトラック幅4.
0〜4.5μmの薄膜磁気ヘッドにおける摺動幅を変化
させた場合の摺動幅(μm)と再生出力(μV)との関
係を示した図である。
【図2】本発明の薄膜磁気ヘッド(チップ)の一実施例
の全体の外観斜視図を示したものである。
【図3】薄膜磁気ヘッドにおける磁気テープとの摺接部
分の断面図[(A)は凸状断面、(B)は台形状断面] を示
したものである。
【図4】本発明の薄膜磁気ヘッド(ヘッド本体)におけ
る磁気ヘッド素子形成部の平面図(A)と、その平面図
(A)におけるY‐Y矢視断面図(B) を示したものであ
る。
【図5】従来の薄膜磁気ヘッド(ヘッド本体)における
磁気ヘッド素子形成部の平面図(A)と、その平面図(A)
におけるY‐Y矢視断面図(B) を示したものである。
【符号の説明】
51 ヘッド基板 52 薄膜形成層(ヘッド本体) 53 絶縁層 54 保護基板 55,71 ヘッドコア部 55a,71a 上側コア 55b,71b 下側コア 56,57,59,60 端子 58 コイル部 61 絶縁体(保護膜) g 磁気ギャップ S 磁気テープとの摺接面 Ws 本発明の薄膜磁気ヘッドの摺接面の摺動方向の幅 W6 従来の薄膜磁気ヘッドの摺接面の摺動方向の幅

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基板上に下側コア、コイル部、磁気
    ギャップ、上側コアを少なくとも形成してなるヘッド本
    体を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気ヘッドに
    おいて、 前記ヘッド本体の磁気ギャップを含む摺動部は、前記ヘ
    ッドチップの一側部に断面略直角形状の段部として突出
    形成されており、この突出形成された摺動部の先端の摺
    動面は摺動方向に沿って一定の幅を有して形成され、そ
    の摺動方向に略垂直方向の摺動幅は、65μm以下の幅
    に形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1に記載された薄膜磁気ヘッドにお
    いて、 前記薄膜磁気ヘッドのトラック幅は、4.0μm乃至4.
    5μmに形成されるようにしたことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。
  3. 【請求項3】非磁性基板上に下側コア、コイル部、磁気
    ギャップ、上側コアを少なくとも形成してなるヘッド本
    体を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気ヘッドの
    製造方法において、 前記ヘッド本体の磁気ギャップを含む摺動部は、前記ヘ
    ッドチップの一側部に断面略直角形状の段部として突出
    形成され、 この突出形成された摺動部の先端の摺動面は摺動方向に
    沿って一定の幅を有して形成され、 その摺動方向に略垂直方向の摺動幅は、65μm以下の
    幅に形成するようにしたことを特徴とする薄膜磁気ヘッ
    ドの製造方法。
  4. 【請求項4】請求項3に記載された薄膜磁気ヘッドの製
    造方法において、 前記薄膜磁気ヘッドのトラック幅は、4.0μm乃至4.
    5μmに形成されるようにしたことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7457079B2 (en) * 2002-07-03 2008-11-25 Sony Corporation Magnetic head with rectangular-shaped planar spiral coil and leading core width smaller than trailing core width

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US7457079B2 (en) * 2002-07-03 2008-11-25 Sony Corporation Magnetic head with rectangular-shaped planar spiral coil and leading core width smaller than trailing core width

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