JP2002163805A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

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JP2002163805A
JP2002163805A JP2000358976A JP2000358976A JP2002163805A JP 2002163805 A JP2002163805 A JP 2002163805A JP 2000358976 A JP2000358976 A JP 2000358976A JP 2000358976 A JP2000358976 A JP 2000358976A JP 2002163805 A JP2002163805 A JP 2002163805A
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Japan
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magnetic
magnetic head
gap
metal
head
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Osamu Kohama
修 小浜
匡史 ▲たか▼畑
Tadashi Takahata
Satoshi Yamanouchi
敏 山之内
Junichi Fujita
純一 藤田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録再生を行う積層型磁気ヘッドにお
いて、挟ギャップ長化にともない磁気ギャップの接合強
度劣化と生産性の低下などの信頼性の向上改善を図り、
より高性能な積層磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気ヘッドの基板と金属磁性層に凹段差
を設けた磁気ギャップを形成することにより生産性も向
上し、磁気ギャップの挟ギャップ長化が可能になり、高
周波特性の優れた信頼性の高い積層型磁気ヘッドを実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波帯域で使用さ
れるデバイス、例えばハイビジョンデジタルVTRやデ
ーターストリーマーなどの高周波信号を記録再生するの
に適した磁気ヘッド、及びそれを用いた磁気記録再生装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ハイビジョンデジタルVTRやデ
ーターストリーマー等の広帯域の信号を取り扱うシステ
ムの開発が盛んに行われており、磁気記録媒体もこのよ
うな大量の情報を記録するために、従来の酸化鉄系から
合金粉末媒体や金属蒸着媒体等の高抗磁力媒体へと変わ
ってきた。磁気ヘッドとしても、これら高抗磁力媒体に
対応できるような高飽和磁束密度を有し、40MHz以
上の高周波帯域での特性の優れた磁気ヘッドの開発が望
まれてきた。そこで、このような要求に対応するため
に、センダストやアモルファス磁性合金、FeTaN等
の金属磁性膜と絶縁膜とを積層した磁性膜の両側を非磁
性基板で挟持した構造にして高周波特性を向上させた磁
気ヘッド、いわゆる積層型磁気ヘッドが開発されてい
る。また、非磁性基板としてはチタン酸マグネシウム系
やチタン酸カルシュウム系等のセラミックス材料が多く
用いられている。
【0003】一方、VTRやストリーマは高密度化、高
転送レート化、小型化が進んでおり、それに伴ってドラ
ム装置の小型化、高速回転化が進んでいる。例えば、V
HS方式のVTRではドラム装置の直径が62mmで相
対速度が5.8m/s、磁気テープの厚みが約18×1
-6mであったのに対して、DV(デジタルビデオ)方
式やDVCPRO方式のVTRではドラム装置の直径が
21.7mmで相対速度10m/s以上となっている。
それに伴って更なる高密度化や相対速度の高速化や磁気
テープの薄手高密度化が要求されている。ドラム装置に
搭載される磁気ヘッドにおいても記録密度を上げるため
に高飽和磁束密度を有し、高精度な磁気ギャップの挟ギ
ャップ長化が求めらている。挟ギャップ長化をはかるた
めに磁気ギャップ膜の薄膜化と接合強度確保された高性
能、信頼性の高い磁気ヘッドが要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高精度
な磁気ギャップの挟ギャップ長化をはかるために磁気ギ
ャップ膜の膜厚を薄くすると磁気ギャップの接合強度が
低下し、磁気ヘッドの生産工程中に磁気ギャップから割
れ生産性の低下や、また、VTRやストリーマーのドラ
ムに搭載し高速回転中に磁気テープと高テープテンショ
ン化で接することにより磁気ギャップにクラックが入
り、良好な記録再生が出来なくなり結果的に画質劣化や
エラーレートの劣化、あるいは、磁気ヘッドが割れて走
行している磁気テープに傷を入れたり、磁気テープが切
れて今までの記録情報が使用できなくなったり、また、
磁気ヘッドの破片でドラム装置の走行系のポストやドラ
ム表面などに傷などのダメージを与えドラム装置が使用
できなくなる最悪の状態になる課題があった。
【0005】また、磁気ヘッドの挟ギャップ長化での接
合強度を上げるために、磁気ギャップ形成時の加圧圧力
を上げる方法や磁気ギャップ形成時の接合温度を高くす
る方法などがとられているが、金属磁性層に応力が加わ
ったり、高温の影響で磁気特性の劣化などが発生し、高
周波帯域での記録再生特性が悪化する問題があった。
【0006】本発明は上記課題を鑑み、金属磁性層の特
性を劣化させずに磁気ギャップの接合強度を確保し、磁
気ヘッドの挟ギャップ長化をはかり信頼性が高く、ま
た、高周波特性の優れた積層型磁気ヘッドを安定に提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の磁気ヘッドは金属磁性層が一対の基板によ
り挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対
向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッ
ドにおいて、前記磁気コア半体の磁気ギャップ形成面側
の金属磁性層が基板より凹段差となる磁気ギャップ面で
形成され、挟ギャップ長化するために磁気ギャップ膜の
膜厚を薄くし、加圧圧力を高くしても磁気ギャップの接
合強度を十分確保しかつ高性能な磁気特性を有している
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【0008】また、本発明の磁気記録再生装置は上記本
発明の磁気ヘッドを搭載したことを特徴とする磁気記録
再生装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1〜4に記載の発
明は、金属磁性層が一対の基板により挟み込まれてなる
磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置し
て磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁
気コア半体の磁気ギャップ形成面側の金属磁性層が基板
より凹段差となる磁気ギャップ面で形成されているもの
であり、これにより、金属磁性層の特性を劣化させずに
磁気ギャップの接合強度を確保し、磁気ヘッドの挟ギャ
ップ長化をはかり信頼性が高く、また、高周波特性の優
れた積層型磁気ヘッドを安定に提供することができる。
【0010】(実施の形態1)以下、本発明の磁気ヘッ
ドの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明する。また、各図においては同一構成要素のものには
同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【0011】図1は本発明の第1の実施の形態の磁気ヘ
ッドの構成を示す図である。図2は本発明の第1の実施
の形態の磁気ヘッドの磁気ギャップ付近の拡大図であ
る。図1において、1は金属磁性層であって、1aは金
属磁性膜、1bは絶縁膜、2は基板、3は磁気ギャッ
プ、4は接着層、5は巻線窓、6は巻線窓ガラスであ
る。本実施例では磁気コアである金属磁性層の金属磁性
膜には飽和磁束密度が大きいアモルファス磁性合金のC
o−Nb−Zr−TaあるいはFe系磁性合金であって
も良い、絶縁膜には硬質炭素膜あるいはSiO2膜など
の絶縁膜であっても良い、基板には非磁性のNi−Ti
−CaセラミックスあるいはNi−Ti−Mgやフェラ
イト基板であっても良い、接着層にはホウ珪酸ガラス、
磁気ギャップの形成は磁気ギャップ膜として7はパイレ
ックスガラスと8は低融点ガラスであるホウ珪酸ガラス
を用いて接合しているが、磁気ギャップ膜としては金属
膜あるいは他のガラス材で構成されるものであって、単
層構造あるいは多層構造であっても良い。磁気ヘッドの
構造としては金属磁性層1の両端を一対の基板2で挟持
する構造の積層型磁気ヘッドである。
【0012】(実施例1)実施例1では磁気ヘッドのト
ラック幅を12×10-6mにするために、金属磁性膜で
あるCo−Nb−Zr−Taを公知のスパッタリングに
より4.0×10 -6m成膜し、絶縁層である硬質炭素膜
をメタンガスによる高周波スパッタリングにより0.1
5×10-6m成膜した金属磁性層を3層積層しトラック
幅を構成した。
【0013】硬質炭素膜は炭素系ガスであればベンゼ
ン、エタン、ブタンなどでの成膜されることもできるも
のである。また、スパッタリングにおいてもRF法、D
C法、DVC法でも成膜できるものである。また、絶縁
層の膜厚は0.001×10-6〜0.25×10-6mで
あって、その膜厚は金属磁性膜とトラック幅により最適
な膜厚構成されるものである。
【0014】構成された金属磁性層をNi−Ti−Ca
セラミックス基板により挟み込み磁気コア半体を作成
し、磁気ギャップ形成面を片面研磨機(ラップマスター
12B型)用いて砥粒GC#1500で10分粗仕上げ
研磨、続けて砥粒DP#3×10-6mで15分中仕上げ
研磨し、砥粒DP1×10-6mで仕上げ研磨でセラミッ
ク基板と金属磁性層との凹段差を5〜25nmになるよ
うに加重と研磨時間を調整して磁気ギャップ形成面を作
成した。その磁気ギャップ面に磁気ギャップ膜としてパ
イレックス(登録商標)ガラスとホウ珪酸ガラスを公知
のスパッタリングにより磁気ギャップ膜を形成した。そ
れぞれの膜厚はパイレックスガラスを20〜35nm、
ホウ珪酸ガラスを15〜30nmで成膜した。その磁気
ギャップ膜が成膜されたそれぞれの磁気コア半体を接合
し、接合温度510℃で、0.19kg/cm2の加圧
力を加えて接合した。接合された磁気コアを用いて磁気
ヘッドを作成した。
【0015】(実施例2)実施例2では実施例1と同一
の磁気ヘッドのトラック幅を12×10-6mにするため
に、金属磁性膜であるCo−Nb−Zr−Taを公知の
スパッタリングにより 4.0×10-6m成膜し、絶縁
層である硬質炭素膜をメタンガスによる高周波スパッタ
リングにより0.15×10-6m成膜した金属磁性層を
3層積層しトラック幅を構成し、Ni−Ti−Caセラ
ミックス基板により挟み込み磁気コア半体を作成し、磁
気ギャップ形成面を片面研磨機(ラップマスター12B
型)用いて実施例1と同様にセラミック基板と金属磁性
層との凹段差を5〜20nmになるように加重と研磨時
間を調整して磁気ギャップ形成面を作成した。その磁気
ギャップ面に磁気ギャップ膜としてパイレックスガラス
とホウ珪酸ガラスを公知のスパッタリングにより磁気ギ
ャップ膜としてパイレックスガラスを15〜25nm、
ホウ珪酸ガラスを15〜20nm成膜した。その磁気ギ
ャップ膜が成膜されたそれぞれの磁気コア半体を、接合
温度510℃で、加圧力0.19〜0.95kg/cm
2を加えて接合した。接合された磁気コアを用いて磁気
ヘッドを作成した。
【0016】(比較例1)比較例は、従来構成である構
成とし、金属磁性層及びNi−Ti−Caセラミックス
基板により挟み込み磁気コア半体は実施例1と同一で、
セラミック基板と金属磁性層との凹段差を0nmとし、
磁気ギャップ膜の膜厚はそれぞれパイレックスガラスを
15〜35nm、ホウ珪酸ガラスを15〜30nmで成
膜した。また、加圧力は0.19〜0.95kg/cm
2を加えて接合した。接合された磁気コアを用いて磁気
ヘッドを作成した。
【0017】本発明の作成された磁気ヘッドの作成時の
磁気ギャップの割れ率と単品特性について比較例と比較
し説明する。
【0018】(表1)に実施例1と比較例1の磁気ギャ
ップの割れ率と単品特性を示す。磁気ギャップのワレ率
は実施例及び比較例の各それぞれの作成条件で磁気ヘッ
ドを200個作成中に磁気ギャップの割れ発生率を表し
ている。また、磁気ヘッドの単品特性としてはドラムテ
スターによる再生特性を表している。再生特性評価条件
は録再分離による再生特性評価であって、相対速度1
2.52m/sで、記録ヘッドはデーターストリーマー
であるDDS4用記録ヘッドであるMIGヘッド用い、
記録周波数は47MHzの帯域を記録し、本発明の各実
施例と比較例の作成されたそれぞれ25個の磁気ヘッド
の再生特性を評価し平均値を表している。表からわかる
ように磁気ヘッドの挟ギャップ長化により比較例の磁気
ギャップの割れ率は高い傾向を示しているが、実施例は
非常に良好な結果が確認されている。これは金属磁性層
が基板より凹段差を設けることにより実効的な接着加圧
力が高くなることにより磁気ギャップ膜の薄膜化による
ワレ率増加傾向が抑制されている。比較例1でも加圧力
を高くしているものは割れ率は低い傾向になっている。
【0019】
【表1】
【0020】しかしながら、単品の再生特性は非常に悪
く劣化している。これは、加圧力を高くすると金属磁性
層に応力がかかり、特に高帯域の磁気特性が劣化したた
めである。それに比べ、実施例は非常に良好な結果が確
認されている。これは金属磁性層が基板より凹段差を設
けることにより金属磁性層にかかる実効的な接着加圧力
が抑制されるために、金属磁性層に応力かからずに高帯
域の磁気特性の劣化がなく非常に高性能な磁気ヘッドで
あることを確認し、高周波特性の優れた積層型磁気ヘッ
ドを安定に提供することができた。
【0021】次に本発明の磁気ヘッドを用いた磁気記録
再生装置の実施例について説明する。
【0022】本実施例では記録再生ヘッドの本発明の実
施例1〜3の磁気ヘッドを搭載した磁気記録再生装置を
試作した。テープとヘッドの相対速度が20m/s以上
の系においても、40MHz以上の高周波信号を良好に
記録再生ができ、走行信頼性においても10000h走
行しても磁気ヘッドの割れも発生せず、さらに高周波信
号の劣化もないことを確認した。信頼性の高い高周波特
性の優れた積層型磁気ヘッドを搭載することによりハイ
ビジョンデジタルVTRや大容量ストリーマが実現でき
た。
【0023】
【発明の効果】本発明の磁気ヘッドの基板と金属磁性層
に凹段差を設けた磁気ギャップを形成することにより生
産性も向上し、磁気ギャップの挟ギャップ長化が可能に
なり高周波特性の優れた信頼性の高い積層型磁気ヘッド
を実現することができるようになった。
【0024】その結果、テープとヘッドの相対速度が2
0m/s以上の系においても、40MHz以上の高周波
信号を良好に記録再生でき、磁気ヘッド割れなどが発生
しない、信頼性も大幅に向上したハイビジョンデジタル
VTRや大容量ストリーマが実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ヘッドの第1の実施例の磁気コア
の構成を示す斜視図
【図2】本発明の第1の実施例の磁気ヘッドの磁気ギャ
ップ付近の拡大図
【符号の説明】
1 金属磁性層 1a 金属磁性膜 1b 絶縁層 2 非磁性基板 3 磁気ギャップ 4 接着層 5 巻線窓 6 巻線窓ガラス 7 パイレックスガラス 8 ホウ珪酸ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山之内 敏 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 藤田 純一 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 AA01 AC01 AD05 BC07 BC09 BC18 CA01 CA07 FA17 FA21 HB15 HC03 HC05 JA01 JB03 5D111 AA13 AA23 BB24 BB38 BB48 CC01 CC09 CC21 CC47 FF04 FF21 FF46 GG03 GG09 JJ22 JJ32 KK02 KK05 KK11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属磁性層が一対の基板により挟み込ま
    れてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するよう
    に配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおい
    て、前記磁気コア半体の磁気ギャップ形成面側の金属磁
    性層が基板より凹段差となる磁気ギャップ面で形成され
    ていることを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 金属磁性層が一対の基板により挟み込ま
    れてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するよう
    に配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおい
    て、前記磁気コア半体の磁気ギャップ形成面側の金属磁
    性層が基板より凹段差となる段差が5〜20nmとなる
    磁気ギャップ面で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。
  3. 【請求項3】 金属磁性層が一対の基板により挟み込ま
    れてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するよう
    に配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおい
    て、前記磁気コア半体の磁気ギャップ形成面側の金属磁
    性層が基板より凹段差となる磁気ギャップ面の接合を低
    融点ガラスで接合したことを特徴とする請求項1記載の
    磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 磁気ヘッドと磁気媒体により情報を記録
    再生する形式の磁気記録再生装置において、上記磁気ヘ
    ッドが請求項1〜3記載の磁気ヘッドであることを特徴
    とする磁気記録再生装置。
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