JP2003242605A - 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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JP2003242605A
JP2003242605A JP2002036495A JP2002036495A JP2003242605A JP 2003242605 A JP2003242605 A JP 2003242605A JP 2002036495 A JP2002036495 A JP 2002036495A JP 2002036495 A JP2002036495 A JP 2002036495A JP 2003242605 A JP2003242605 A JP 2003242605A
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metal magnetic
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Osamu Kohama
修 小浜
Kazuji Shikama
和司 志鎌
Hiroshi Adachi
博史 足立
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層型構造の磁気ヘッドにおいて磁気ギャッ
プ面と層面内でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金
属磁性膜を用いた場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で
形成されることは不可能であり効率は低下する。更に、
挟トラック幅構成においては、低域特性が低下する。 【解決手段】 一方の非磁性基板2にバックトラック幅
となる金属磁性層10を形成した非磁性基板2にAl2
3膜7を配して、トラック幅となる金属磁性層を構成
されてなり、前記磁気コアは、金属磁性層1と非磁性層
を交互に積層した積層膜とされ、且つ、金属磁性層1の
磁気ギャップ近傍の磁化容易軸方向9を磁気ギャップ面
3と層面内でほぼ平行であり、且つ金属磁性膜の少なく
一部が磁化容易軸方向8が磁気ギャップ面3とほぼ直交
した金属磁性膜と非磁性膜とを交互に積層で構成であ
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金属磁性層の両側を
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】しかし、この様な積層型磁気ヘッドは金属
磁性膜だけで磁路が構成されており、磁路全体にわたっ
て高い透磁率が求められ、磁気困難軸方向だけで磁路を
構成することが望まれるが、金属磁性膜面内の全ての方
向をとるために、磁化困難軸方向だけで磁路を構成する
ことは困難であり、よって金属磁性膜は異方性が小さく
等方であることが要求されていた。そのために、金属磁
性膜の高周波帯域における透磁率は自然共鳴のため低下
し、磁気ヘッドの高周波特性が劣化するという問題があ
った。最近このような問題を解決する方法として、積層
膜の絶縁膜を挟んで隣接する金属磁性膜の磁化容易軸方
向をほぼ直交させたり、任意の角度にずらせるように異
方性を付与した積層膜が提案されている(特開昭63−
217511号公報,特開平5−47555号公報)。
【0004】また、詳細な検討により、等方膜よりも磁
気ギャップ近傍の磁気抵抗を重視してギャップ面と平行
な方向に若干の磁化安易軸方向に付与したほうが効率を
高める上で有利であることが知られている。しかし、積
層型構造の磁気ヘッドはギャップ面に向かって急激に磁
路断面積が減少しており、磁気ギャップ近傍の形状を考
えると、形状異方性によって磁気ギャップ面と直交する
方向が磁化容易軸方向となり効率が低下する。そこで、
金属磁性膜と非磁性膜を適当な厚みで積層することで、
積層された金属磁性膜同士の端部で相互に静磁的結合が
生じ、各金属磁性層は端磁区構造になり、形状異方性の
影響を受けにくいことが知られており、これを利用し
て、積層型構造の磁気ヘッドは磁気ギャップ面と層面内
でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を静
磁的に結合させて用いていた(特開平7−65316公
報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積層型
構造の磁気ヘッドにおいて磁気ギャップ面と層面内でほ
ぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を用いた
場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で形成されることは
不可能であり効率は低下する。更に、挟トラック幅構成
においては、低域特性が低下する。
【0006】また、積層される金属磁性膜の応力も大き
くなり、非磁性基板との着膜強度が低下し、積層型構造
の磁気ヘッドを生産中において、金属磁性層が非磁性基
板から剥離し生産歩留まりや特性も悪化したり、最悪の
場合、磁気ヘッドが割れて記録再生するテープにダメー
ジを与えるなどの課題があった。
【0007】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決するものであって、非磁性基板と金属磁性層との着膜
強度を向上させ、膜剥離が発生せず、生産性が高く、ま
た、高周波特性及び挟トラック化での低域特性の優れた
積層型構造の磁気ヘッドを安定に提供することにある。
【0008】
【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、金属磁性膜と非磁性膜とを積
層した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、その両端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
気コアは、非磁性基板にAl23膜を配して、金属磁性
膜と非磁性膜を交互に積層した構成であって、絶縁膜磁
気容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行であ
る金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層され、前記金属磁
性膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直
交した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶
縁膜を積層したことを特徴とする磁気ヘッド。
【0009】また、前記本発明の磁気ヘッドにおいて
は、金属磁性層が一対の非磁性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、磁気容易軸方向が磁気ギ
ャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性膜と非磁性
膜を交互に1層以上積層され、前記金属磁性膜の一部の
磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁
性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜を積層し
た前記金属磁性層が1層以上積層されてトラック幅を構
成された磁気ヘッドにおいて、反摺動面側の有効トラッ
ク幅を摺動面側のトラック幅より大きくするバックトラ
ック幅となる金属磁性層が1層以上積層された構成であ
って、前記一方の非磁性基板にバックトラック幅となる
金属磁性層を形成した非磁性基板にAl23膜を配し
て、トラック幅となる金属磁性層を構成されてなること
を特徴とする磁気ヘッド。
【0010】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。
【0011】
【発明の実施の形態】(実施例1)以下、本発明の磁気
ヘッドの実施例について、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。
【0012】図1は本発明の第1の実施例の磁気ヘッド
の構成を示す図である。図1において、1は金属磁性層
であって、金属磁性膜と絶縁膜を積層してなる、2は金
属磁性層1を挟んで配された非磁性基板、3は一対のコ
ア半体の間に介在した磁気ギャップ、4は金属磁性層1
と一方の非磁性基板2との接着を行う接着層、5は巻線
窓、6は巻線窓5に配された巻線窓ガラス、7は非磁性
基板2に配したAl23膜である。
【0013】本実施例では磁気コアである金属磁性層1
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Fe−Ta−Nであって、Si或いはZnな
どのの金属が含まれる物であってもよく、また、Co系
のCoNbZrTaなどの物であっても良い、絶縁膜に
はSi02膜で、基板には非磁性のNi−Ti−Caセ
ラミックスであって、非磁性単結晶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を用いており、
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。
【0014】また、図2は金属磁性層の構成を示す平面
図である。1aは金属磁性膜、1bは金属磁性層1aの
間に介在した絶縁膜で、それぞれを積層することで金属
磁性層1を構成している。
【0015】実施例1では磁気ヘッドのトラック幅を1
2μmにするために、Ni−Ti−Caセラッミクス基
板に、公知のスパッタリングによりAl23膜を1μm
成膜し、金属磁性膜であるFe−Ta−Nを同様に公知
のスパッタリングにより4.0μm成膜し、絶縁膜であ
るSi02膜で0.15μm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。Al23膜の膜厚は0.
5〜2μm以下が望ましく、構成されるトラック幅によ
り最適な膜厚構成されるものである。また、絶縁膜の膜
厚は0.001〜0.25μm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。構成された金属磁性層を用いて磁気ヘッドを作
成した。
【0016】(実施例2)図3は、第2の実施例におけ
る磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍の拡大図を示す。図に
おいて、9は磁気容易軸方向を示し、ギャップ3のギャ
ップ面に対して直交する方向になっている。
【0017】なお、この磁気容易軸9に示すような方向
を有する金属磁性膜は、図中矢印にて示す金属磁性膜で
あり、それ以外の金属磁性膜は磁気容易軸方向がギャッ
プ面に対して平行な方向になっている。その様子を図4
に示した。図4はギャップ面近傍の拡大斜視図を示して
おり、8はギャップ面に対して平行な磁気容易軸を示し
ている。
【0018】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12μmにするために、Ni−Ti−C
aセラミックス基板に公知のスパッタリングによりAl
23膜を1μm成膜し、非磁性層を挟んで隣接する一対
の金属磁性膜の磁化容易軸方向8が磁気ギャップ面と層
面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁性膜以外の磁
化容易軸方向9が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁
性膜であるFe−Ta−Nを同様に公知のスパッタリン
グにより0.4μm成膜し、非磁性膜であるSi02
で0.005μm成膜した金属磁性膜を6層成膜した多
層金属磁性膜に絶縁膜であるSi02膜を0.15μm
成膜した金属磁性層を5層積層し、トラック幅を構成
し、実施例1と同様に磁気ヘッドを作成した。
【0019】尚、非磁性膜及び絶縁膜は実施例以外のも
のであっても良く、金属磁性膜と反応しないものであれ
ばよい。また、金属磁性膜及び非磁性膜の膜厚及び金属
磁性層の積層数は求められるトラック幅により最適な膜
厚および積層数になるものである。
【0020】(実施例3)図5は、実施例3の磁気ヘッ
ドの側面図である。10はバックトラック幅の金属磁性
層である。
【0021】実施例3は非磁性基板2にバックトラック
幅として、一対の金属磁性膜の磁化容易軸方向が磁気ギ
ャップ面と層面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁
性膜以外の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交
した金属磁性膜であるFe−Ta−Nを、同様に公知の
スパッタリングにより0.4μm成膜し、非磁性膜であ
るSi02膜で0.005μm成膜した金属磁性膜を6
層成膜した多層金属磁性膜に、絶縁膜であるSi02
を0.15μm成膜した金属磁性層を2層積層し、バッ
クトラック幅を構成した非磁性基板2を準備し、前記非
磁性基板2にAl23膜を1μm成膜し、実施例2と同
様な構成でトラック幅12μmとなる金属磁性層5層で
構成される磁気ヘッドを作成した。
【0022】(比較例)比較例1,2,3として、実施
例1,2,3の非磁性基板にAl23膜を成膜せずに、
それ以外同一構成とし、比較例1は実施例1の、比較例
2は実施例2の、比較例3は実施例3の比較例として、
磁気ヘッドを作成した。
【0023】本発明の作成された磁気ヘッドの生産中の
歩留まりついて説明する。本発明の実施例1〜3と比較
例1〜3、それぞれ実施例及び比較例各700個の磁気
ヘッドを試作した時の非磁性基板と金属磁性層の膜剥離
発生率及び生産歩留まり率を(表1)に示す。
【0024】
【表1】
【0025】(表1)に示すように、本発明の実施例は
いずれの場合も従来と比較しても良好な結果が得られ
た。また、それぞれ試作した磁気ヘッドの録再分離再生
特性をベルデックス製ドラムテスターを用いて評価した
結果を(表2)に示す。
【0026】測定条件はv=15.65m/s、テープ
はMPテープ、記録ヘッドは松下製MIGヘッドで行
い、従来例ヘッドの再生出力を0dBとした時、実施例
1〜3の再生出力を示した。
【0027】
【表2】
【0028】(表2)に示すように、本発明の実施例は
いずれの場合も従来例と比較しても良好な結果が得られ
た。これらは、結果より生産性や特性において、本発明
の品質が高く優れた磁気ヘッドであることを確認した。
【0029】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。
【0030】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、特性も品質も安定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。特に、
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。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、非磁性基
板にAl23膜を配することにより、金属磁性層との着
膜強度を向上させ、マクロ的な剥離による生産歩留まり
悪化やミクロ的な剥離による特性劣化を抑制し、特に高
周波特性が大幅に改善しすることで生産性や磁気ヘッド
性能において、飛躍的に品質が改善され、且つ、安定し
て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。
【0032】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、ヘッド寿命も大幅に向上し
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】本発明の磁気ヘッドの第1の実施例の金属磁性
層の構成図
【図3】本発明の磁気ヘッドの第2の実施例の磁気ギャ
ップ近傍の拡大図
【図4】本発明の磁気ヘッドの第2の実施例における磁
気ギャップ近傍の拡大斜視図
【図5】本発明の磁気ヘッドの第3の実施例の側面図
【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 Al23膜 8 磁気ギャップ面と層面内で平行な磁化容易軸方向の
金属磁性膜 9 磁気ギャップ面とほぼ直交な磁化容易軸方向の金属
磁性膜 10 バックトラック幅金属磁性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 博史 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 AE01 BB12 BC07 BD01 FA12 HC03 JA01 5D111 AA13 AA23 BB15 BB24 BB37 BB38 CC25 FF05 GG14 JJ05 KK01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属磁性層が一対の非磁性基板により挟
    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で
    あって、前記非磁性基板にAl23膜を配して金属磁性
    膜と絶縁膜を交互に積層した金属磁性層で形成されてな
    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非磁性基板により挟
    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で
    あって、前記非磁性基板にAl23膜を配して、磁気容
    易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金
    属磁性膜と非磁性膜を交互に積層され、前記金属磁性膜
    の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交し
    た金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜
    を交互に積層した金属磁性層で形成されてなることを特
    徴とする磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 金属磁性層が一対の非磁性基板により挟
    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、磁気容易軸方
    向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性
    膜と非磁性膜を交互に1層以上積層され、前記金属磁性
    膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交
    した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁
    膜を交互に積層した前記金属磁性層が積層されて摺動面
    側トラック幅を構成された磁気ヘッドであって、反摺動
    面側の有効トラック幅を摺動面側のトラック幅より大き
    くするバックトラック幅となる金属磁性層が積層された
    構成であって、前記一方の非磁性基板にバックトラック
    幅となる金属磁性層を形成した非磁性基板にAl203
    膜を配して、トラック幅となる金属磁性層を構成されて
    なることを特徴とする磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 金属磁性層が1層以上積層されているこ
    とを特徴とする請求項1〜3記載の磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 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であって、上記磁気ヘ
    ッドが請求項1〜4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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