JP2007141368A - Magnetic head and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行する記録媒体にサーボ信号を書き込むための磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic head for writing a servo signal on a traveling recording medium and a method for manufacturing the same.
例えば、コンピューター用バックアップ装置など、記録媒体(磁気テープ)に記録するデータの容量と転送レートが益々高くなると、記録再生ヘッドは定められたトラックを高速に、そして正確にトレースしなければならない。また、記録再生ヘッドはトラック間を高速に移動し、特定のトラックの特定の位置に瞬時に移動する必要がある。 For example, as the capacity and transfer rate of data to be recorded on a recording medium (magnetic tape) such as a computer backup device increases, the recording / reproducing head must trace a predetermined track at high speed and accurately. Further, the recording / reproducing head needs to move between tracks at a high speed and instantly move to a specific position of a specific track.
この動作を安定させる方法として、予め磁気テープにサーボ信号を書き込み、そのサーボ信号を読み込んだサーボ専用再生ヘッドの信号を基に磁気テープ上の位置を検出し、記録再生ヘッドを安定して走行させる方法がある。また、このようにサーボ信号をテープに予め書き込んだ方式は、異なる記録再生装置間での互換性に有利であり、今後の更なる高密度化に対応することができる。 As a method of stabilizing this operation, a servo signal is written on the magnetic tape in advance, the position on the magnetic tape is detected based on the signal of the servo-only reproducing head that has read the servo signal, and the recording / reproducing head runs stably. There is a way. In addition, such a method in which servo signals are written in advance on a tape is advantageous for compatibility between different recording / reproducing apparatuses, and can cope with further higher density in the future.
サーボ信号を書き込む磁気ヘッドは、一般に、高透磁率である磁性材料によって形成された磁気コアに対して、コイルが巻回されることによって構成されている(例えば、特許文献1参照。)。このような磁気ヘッドは、磁気コアとコイルとの電磁誘導を利用して磁気記録媒体に対する記録を行うことから、電磁誘導型(インダクティブ型)の磁気ヘッドと称されている。 A magnetic head for writing a servo signal is generally configured by winding a coil around a magnetic core formed of a magnetic material having a high magnetic permeability (see, for example, Patent Document 1). Such a magnetic head is called an electromagnetic induction type (inductive type) magnetic head because it performs recording on a magnetic recording medium using electromagnetic induction between a magnetic core and a coil.
磁気ヘッドにおいて、磁気コアは、記録時にはコイルから磁気記録媒体へ、再生時には磁気記録媒体からコイルへといった具合に、磁束を伝達するための通路としての働きをする。また、磁気コアには、磁気記録媒体と対向する部位に、微小な間隙、すなわち磁気ギャップが形成されている。磁気ヘッドは、磁気ギャップに生じる漏れ磁界を磁気記録媒体に印加することによって、この磁気記録媒体に対して磁気信号の記録を行う。 In the magnetic head, the magnetic core functions as a path for transmitting magnetic flux, such as from the coil to the magnetic recording medium during recording and from the magnetic recording medium to the coil during reproduction. Further, in the magnetic core, a minute gap, that is, a magnetic gap is formed at a portion facing the magnetic recording medium. The magnetic head records a magnetic signal on the magnetic recording medium by applying a leakage magnetic field generated in the magnetic gap to the magnetic recording medium.
ところで、近年、磁気記録の分野においては、磁気記録媒体の小型化及び大容量化のために、磁気信号の高記録密度化がより一層進められており、微細な磁気信号を正確に記録再生することが要求されている。そのため、例えば、磁気信号を記録する磁性層に用いる磁性粉としての強磁性金属粉末を塗料化してベースフィルム上に塗布したメタルテープや、強磁性金属材料をベースフィルム上に直接蒸着させた蒸着テープなどのような高抗磁力を示す磁気記録媒体が広く利用されるようになってきている。 Incidentally, in recent years, in the field of magnetic recording, in order to reduce the size and increase the capacity of magnetic recording media, the recording density of magnetic signals has been further increased, and fine magnetic signals are accurately recorded and reproduced. It is requested. Therefore, for example, a metal tape in which a ferromagnetic metal powder as a magnetic powder used for a magnetic layer for recording magnetic signals is coated and applied on a base film, or a vapor deposition tape in which a ferromagnetic metal material is directly deposited on the base film. Magnetic recording media exhibiting a high coercive force such as the above have been widely used.
そして、これらの高抗磁力を示す磁気記録媒体に記録することを可能とするために、例えば、Fe系合金、Fe−Ni系合金、Fe−Co系合金等のような高透磁率を示すとともに、高い飽和磁束密度を示す金属磁性材料を例えばフェライト材と組み合わせた磁気ヘッドが提案されている。 In order to enable recording on a magnetic recording medium exhibiting these high coercive forces, for example, high magnetic permeability such as Fe-based alloys, Fe-Ni-based alloys, Fe-Co-based alloys and the like is shown. A magnetic head in which a metal magnetic material exhibiting a high saturation magnetic flux density is combined with, for example, a ferrite material has been proposed.
また、サーボ信号を書き込む磁気ヘッドには、複数の傾きが異なる空隙(以下Gapと言う)が所定の間隔を持って配置されている。Gap材は非磁性材料からなるもので構成されている。また、非磁性材を覆うように金属膜を各種法によって付着させるとGap部の強度が高くなる事も周知の事実である。このGapを製作する工程には、古くから使われている一般的な写真印刷法を使用する事で達成する事が出来る。このGap部をテープと隙間無く接触させる事で記録する信号を効率良く強く書き込む事が出来ることから、その磁気テープと摺動する磁気ヘッドの面(以下摺動面と言う)は、レンズ研摩装置等を使用して平坦な鏡面仕上げを施している。 In addition, a plurality of gaps (hereinafter referred to as “Gap”) having different inclinations are arranged at predetermined intervals on the magnetic head for writing servo signals. The gap material is made of a nonmagnetic material. It is also a well-known fact that the strength of the gap part increases when a metal film is deposited by various methods so as to cover the nonmagnetic material. The process of manufacturing the gap can be achieved by using a general photographic printing method that has been used for a long time. Since the Gap portion is brought into contact with the tape without any gap, a signal to be recorded can be written efficiently and strongly, so the surface of the magnetic head that slides with the magnetic tape (hereinafter referred to as the sliding surface) is a lens polishing device. Etc. to give a flat mirror finish.
しかしながら、平坦かつ鏡面状態に加工された理想的な摺動面をもつ磁気ヘッドは装置への取り付けの際に高精度の調整が必要とされていた。全てのGap部で磁気テープと均一に接触する必要があるが、磁気ヘッドを装置に取り付ける際の位置ズレや傾き、テープの幅方向の湾曲のバラツキ等によって常に理想的なテープコンタクトを全てのGap部で行われているわけではない。 However, a magnetic head having an ideal sliding surface processed into a flat and mirror-like state needs to be adjusted with high accuracy when attached to the apparatus. Although it is necessary to make uniform contact with the magnetic tape at all gaps, the ideal tape contact is always set to all gaps due to misalignment and inclination when the magnetic head is attached to the apparatus, and variations in the tape width direction. It is not done in the department.
また、テープとサーボヘッドの間に空隙が生じると、Gap部から漏れた磁束がテープ媒体を効率よく磁化することが出来ず、記録されたサーボパターンの磁化強度が弱くなり結果記録出力の低下が起きる。このようになると空隙による記録のロスを回避する事を目的としてサーボヘッドとテープの面圧を上げるためにヘッドの突出しを上げる事になり、ヘッドの摩耗を促進する事になってしまう。また、テープとヘッド摺動面の密着が不均一になるために偏摩耗が起こり、ヘッドの長寿命化の妨げとなっていた。 If a gap is generated between the tape and the servo head, the magnetic flux leaked from the gap part cannot magnetize the tape medium efficiently, and the magnetization intensity of the recorded servo pattern becomes weak, resulting in a decrease in the recorded output. Get up. In this case, the protrusion of the head is increased in order to increase the surface pressure between the servo head and the tape for the purpose of avoiding the loss of recording due to the gap, and the wear of the head is promoted. Further, uneven wear occurs due to non-uniform adhesion between the tape and the head sliding surface, which hinders the extension of the head life.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、摺動面のギャップ部全面において良好なテープコンタクトを得ることができる磁気ヘッド及び該磁気ヘッドを簡便な方法で得ることのできる製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and can provide a magnetic head capable of obtaining a good tape contact over the entire gap portion of the sliding surface and a simple method for obtaining the magnetic head. It aims at providing the manufacturing method which can be performed.
前記課題を解決するために提供する本発明は、走行する記録媒体にサーボ信号を書き込むためのものであり、前記記録媒体との摺動面となる金属磁性膜を表面に有する磁気コア半体Aと、巻線溝を有する磁気コア半体Bとが接合されてなる磁気コアと、該磁気コアの巻線溝に導線が巻かれてなる励磁コイルとを備える磁気ヘッドにおいて、前記磁気コア半体Aは、前記金属磁性膜形成面とは反対面側に開口し前記記録媒体走行方向の開口長さとして該金属磁性膜形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる溝を有するとともに、該溝に硬質非磁性材料が充填され融着しており、前記硬質非磁性材料の熱膨張係数が、磁気コア半体Aを構成する材料の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッドである(請求項1)。 The present invention provided to solve the above problems is for writing a servo signal on a traveling recording medium, and has a magnetic core half A having a metal magnetic film on the surface as a sliding surface with the recording medium. And a magnetic core formed by joining a magnetic core half B having a winding groove and an excitation coil in which a conducting wire is wound around the winding groove of the magnetic core. A is composed of two inclined surfaces that open on the side opposite to the surface on which the metal magnetic film is formed and have an opening length in the running direction of the recording medium that is longer on the side opposite to the surface on which the metal magnetic film is formed. The groove has a hard nonmagnetic material filled and fused, and the hard nonmagnetic material has a thermal expansion coefficient smaller than that of the material constituting the magnetic core half A. A magnetic head characterized by the above-mentioned (claim) ).
また、前記金属磁性膜は、漏れ磁束の発生源となるギャップ部を有しており、前記溝の2つの傾斜面は前記ギャップ部の中心線に対して線対称となるよう配置されていることが好ましい。 Further, the metal magnetic film has a gap portion that is a source of leakage magnetic flux, and the two inclined surfaces of the groove are arranged so as to be axisymmetric with respect to the center line of the gap portion. Is preferred.
さらに、前記記録媒体との摺動面の形状が、前記磁気記録媒体の走行方向において凸形状となっているとよい。このとき、前記凸形状の高さが、5〜80nmであることが好適である。 Furthermore, the shape of the sliding surface with the recording medium may be convex in the running direction of the magnetic recording medium. At this time, the height of the convex shape is preferably 5 to 80 nm.
前記課題を解決するために提供する本発明は、走行する記録媒体にサーボ信号を書き込むためのものであり、前記記録媒体との摺動面となる金属磁性膜を表面に有する磁気コア半体Aと、巻線溝を有する磁気コア半体Bとが接合されてなる磁気コアと、該磁気コアの巻線溝に導線が巻かれてなる励磁コイルとを備える磁気ヘッドの製造方法において、複数の磁気コア半体Aの原板である磁気コア基板Aの一方の主面に第1の溝を形成し、該第1の溝に硬質非磁性材料Aを充填し融着させベースガラスとする工程と、前記磁気コア基板Aのベースガラス形成面上に金属磁性膜を形成する工程と、前記磁気コア基板Aのベースガラス形成面とは反対の主面に記録媒体走行方向の開口長さとして前記ベースガラス形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる第2の溝を形成する工程と、前記第2の溝に磁気コア基板Aを構成する材料よりも熱膨張係数が小さい硬質非磁性材料Bを充填し融着させ形状支持部とする工程と、前記磁気コア基板Aと、複数の磁気コア半体Bの原板で一方の主面に巻線溝が形成された磁気コア基板Bとを、前記磁気コア基板Aの形状支持部形成面と前記磁気コア基板Bの巻線溝形成面とが接するように接合する工程と、前記磁気コア基板Aと磁気コア基板Bとが接合されたものを磁気コアブロックごとに切断して磁気コアを得る工程とを備えることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法である(請求項5)。 The present invention provided to solve the above problems is for writing a servo signal on a traveling recording medium, and has a magnetic core half A having a metal magnetic film on the surface as a sliding surface with the recording medium. And a magnetic core formed by joining a magnetic core half B having a winding groove and an exciting coil in which a conducting wire is wound around the winding groove of the magnetic core. Forming a first groove on one main surface of a magnetic core substrate A which is an original plate of the magnetic core half A, filling the first groove with a hard nonmagnetic material A, and fusing it to form a base glass; A step of forming a metal magnetic film on the base glass forming surface of the magnetic core substrate A, and an opening length in the recording medium running direction on the main surface opposite to the base glass forming surface of the magnetic core substrate A. The opposite side is longer than the glass forming side Forming a second groove having two inclined surfaces, and filling the second groove with a hard non-magnetic material B having a smaller coefficient of thermal expansion than the material constituting the magnetic core substrate A. A step of forming a shape support portion, the magnetic core substrate A, and a magnetic core substrate B having a plurality of magnetic core halves B having a winding groove formed on one main surface thereof. For each magnetic core block, the step of joining so that the shape support portion forming surface of the magnetic core substrate B and the winding groove forming surface of the magnetic core substrate B are in contact with each other, and the magnetic core substrate A and the magnetic core substrate B bonded And a step of obtaining a magnetic core by cutting. A method of manufacturing a magnetic head (claim 5).
ここで、前記硬質非磁性材料Aと前記磁気コア基板Aの構成材料の熱膨張係数がほぼ同じであることが好ましい。 Here, it is preferable that the hard nonmagnetic material A and the constituent material of the magnetic core substrate A have substantially the same thermal expansion coefficient.
また、前記金属磁性膜は、漏れ磁束の発生源となるギャップ部を有しており、前記第2の溝の2つの傾斜面は前記ギャップ部の中心線に対して線対称となるように形成されていることが好ましい。 Further, the metal magnetic film has a gap portion that is a source of leakage magnetic flux, and the two inclined surfaces of the second groove are formed so as to be symmetric with respect to the center line of the gap portion. It is preferable that
また、前記磁気コア基板Aと磁気コア基板Bとの接合は、前記磁気コア基板Aの形状支持部形成面に設けられた金属層と前記磁気コア基板Bの巻線溝形成面に設けられた金属層とを前記硬質非磁性材料のガラス転移点以下の温度で拡散接合するものであることが好適である。 The magnetic core substrate A and the magnetic core substrate B are bonded to each other on the metal layer provided on the shape support portion forming surface of the magnetic core substrate A and the winding groove forming surface of the magnetic core substrate B. It is preferable that the metal layer is diffusion bonded at a temperature below the glass transition point of the hard nonmagnetic material.
本発明の磁気ヘッドによれば、摺動面が表面のうねりがなく適度な凸形状となることにより、摺動面のギャップ部全面において良好なテープコンタクトを得ることができる。また、これにより、磁気ヘッドの長寿命化を図ることができる。
本発明の磁気ヘッドの製造方法によれば、簡便な方法により、磁気ヘッドの摺動面を表面のうねりがなく適度な凸形状とすることができ、該摺動面のギャップ部全面において良好なテープコンタクトを得るようにすることが可能となる。
According to the magnetic head of the present invention, since the sliding surface has no surface undulation and has an appropriate convex shape, a good tape contact can be obtained over the entire gap portion of the sliding surface. Thereby, the life of the magnetic head can be extended.
According to the method for manufacturing a magnetic head of the present invention, the sliding surface of the magnetic head can be formed into an appropriate convex shape without surface undulation by a simple method, and the entire gap portion of the sliding surface is satisfactory. It becomes possible to obtain a tape contact.
以下に、本発明に係る磁気ヘッドの構成について説明する。
図1は、本発明に係る磁気ヘッドの構成を示す概略図である。
本発明の磁気ヘッド10は、複数の傾きが異なるギャップ部をもち走行する記録媒体にサーボ信号を同時に書き込むために用いるバルク薄膜ヘッドの構成例であり、前記記録媒体との摺動面となり磁路を構成する金属磁性膜2を表面に有する磁気コア半体3と、巻線溝4aを有する磁気コア半体4とが接合されてなる磁気コアと、該磁気コアの巻線溝に導線が巻かれてなる励磁コイル(図示せず)とを備える。
The configuration of the magnetic head according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a magnetic head according to the present invention.
A
ここで、磁気コア半体3,4を構成する材料は、従来公知の磁性材料であり、単結晶フェライト、多結晶フェライトのいずれでもよい。例えばMn−Zn系フェライトなどが挙げられる。
Here, the material constituting the
図2に、磁気ヘッド10の磁気コア3の部分を拡大して示す。
磁気コア半体3は、金属磁性膜2のギャップ部2g直下に磁気記録媒体幅方向Wに延びる第1の溝3aを有し、さらに該第1の溝3aに硬質非磁性材料Aが充填され融着されてなるベースガラス7aを有している。
FIG. 2 shows an enlarged portion of the
The magnetic
なお、金属磁性膜2は、Fe系微結晶膜、あるいはNiFe等これに類似した高飽和磁束密度を有する他の軟磁性合金からなる膜が数μmの厚さで成膜されたものである。また、ギャップ部2gは、ベースガラス7a上に形成され金属磁性膜2を分断するように記録媒体摺動面まで達する高さを有する非磁性材からなる書き込みパターン(空隙)である。記録媒体への記録に際しては、励磁コイルに電流が流されて発生する磁束をギャップ部2gが妨げることにより、走行する記録媒体にそのギャップパターンを記録することができる。
The metal
硬質非磁性材料Aは、磁気コア半体3に融着してある程度の強度を確保することができる非磁性の材料であればよい。例えば、シリカガラスなどが挙げられる。また、硬質非磁性材料Aは硬質非磁性材料Bと同一であってもよいが、後述するように100〜500℃の温度領域における熱膨張係数が磁気コア半体3の熱膨張係数とほぼ同じであることが好ましい。なお、熱膨張係数がほぼ同じとは、両者の差が±1×10−7以内であることをいう。
The hard nonmagnetic material A may be any nonmagnetic material that can be fused to the magnetic
また、磁気コア半体3は、金属磁性膜2形成面とは反対面側に開口し記録媒体走行方向Lの開口長さとして金属磁性膜形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる第2の溝3bを有し、さらに該第2の溝3bに硬質非磁性材料Bが充填され融着されてなる形状支持部7bを有している。
Further, the magnetic
ここで、硬質非磁性材料Bは、磁気コア半体3に融着して磁気コアとしての形状を保持することができる程度の剛性を有する非磁性の材料であり、その熱膨張係数αGは磁気コア半体3を構成する材料の熱膨張係数αCよりも小さい。詳しくは、この硬質非磁性材料Bと磁気コア半体3の構成材料の熱膨張係数の関係としては、温度領域100〜500℃においてつぎの関係式となることが好ましい。
0<αC−αG≦10×10−7
Here, the hard non-magnetic material B is a non-magnetic material having such rigidity that it can be fused to the magnetic
0 <α C −α G ≦ 10 × 10 −7
また、第2の溝3bの2つの傾斜面はギャップ部2gの中心線CLに対して線対称となるよう配置されていることが好ましい。ギャップ部2gの中心線CLとは、複数のギャップ部2gすべての平均的な中心位置における金属磁性膜2表面に対する法線である。
Moreover, it is preferable that the two inclined surfaces of the
また、磁気コア半体3と磁気コア半体4との接合部6は、瞬間接着剤やエポキシ樹脂接着剤を使用した接着接合によってもよいが、後述の低温金属拡散接合法によりなることが好ましい。これにより、磁気コアとしての平坦性、寸法安定性が向上し、本発明の効果に寄与する。
Moreover, although the
図3に、磁気コア半体3と磁気コア半体4との接合部6の詳細を示す。
磁気コア半体3と磁気コア半体4との接合部6は、磁気コア半体3の接合面と磁気コア半体4の接合面と間に金属膜6a/拡散金属膜6b/金属膜6aが密着性よく積層された構造となっている。また、磁気コア半体3と金属膜6a、磁気コア半体4と金属膜6aもそれぞれ密着しており、磁気コア半体3と磁気コア半体4とは強固に接合されている。
In FIG. 3, the detail of the
The
金属膜6aは、例えば厚さ50nm程度のCrまたはTiからなる薄膜である。
拡散金属膜6bは、もともと磁気コア半体3の金属膜6a、磁気コア半体4の金属膜6aそれぞれの上に形成されたAuなどの蒸着膜が接合時の相互拡散により1つの層となったものであり、20〜400nmの範囲で均一な厚さとなっている。
The
The
以上の構成により、本発明の磁気ヘッド10は、記録媒体との摺動面の形状として、表面のうねりがなく(平坦性がよく)前記磁気記録媒体の走行方向Lにおいて適度な凸形状となることにより、摺動面のギャップ部全面において良好なテープコンタクトを得ることができる(図4)。また、これにより、磁気ヘッドの長寿命化を図ることができる。なお、前記凸形状の高さは5〜80nmであることが好ましい。
With the configuration described above, the
つぎに、本発明の磁気ヘッドの製造方法について説明する。
本発明は、前述の磁気ヘッド10を製造するための方法である。以下、図5〜図11を参照しながら、工程別に本発明の磁気ヘッドの製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the magnetic head of the present invention will be described.
The present invention is a method for manufacturing the
(S11)複数の磁気コア半体3の原板である磁気コア基板13の一方の主面に磁気コア半体3に対応させた第1の溝3aを形成する(図5(a))。
(S11) A first groove 3a corresponding to the magnetic core
(S12)ついで、第1の溝3aに硬質非磁性材料A(7L)を充填し融着させ(図5(b))、このときはみ出した硬質非磁性材料Aを研磨してベースガラス7aを形成するとともにベースガラス7a形成面が平坦になるようにする。このとき、硬質非磁性材料Aとして磁気コア基板13の構成材料の熱膨張係数とほぼ同じとなる材料を用いると、融着時点に夫々の材料が体積収縮するバランスがとれて磁気コア基板13ひいては磁気コア半体3として研磨により平坦性を確保することが容易となり好ましい。なお、本発明では、当該面の研磨後の平坦度(凹凸のうねり)を記録媒体幅方向の一方の端部から他方の端部までにおいて100nm以下とすることができる。
(S12) Next, the hard nonmagnetic material A (7L) is filled and fused in the first groove 3a (FIG. 5 (b)), and the hard nonmagnetic material A protruding at this time is polished to remove the
(S13)磁気コア基板13のベースガラス形成面上に金属磁性膜2を形成する(図6)。
詳しくは、まず磁気コア基板13のベースガラス形成面上ほぼ全面に二酸化珪素等の非磁性硬質膜をスパッタリング法により形成する。ついで、該非磁性硬質膜上にレジスト材料を均一の厚さでムラ無く塗り、ギャップパターンが施されている半導体マスクを用いて光を当て露光する。そして、この磁気コア基板13を現像液に所定の時間浸し、前記マスクに従った不必要なレジストは溶解除去し必要な形状のみレジストを残す。ついで、リアクティブイオンエッチングあるいは、イオンエッチング法を使用して残存レジストから露出した不必要な非磁性硬質膜を除去し、ついで残ったギャップ/レジストの柱についてレジストを溶剤にて洗い流すことにより、ギャップ部2gを得る。その後、ベースガラス形成面上にスパッタリング法、蒸着法、プラズマCVD法のいずれかにより高飽和磁束密度を有する金属磁性膜を成膜し、ギャップ部2g上に堆積した金属磁性膜をバフ研磨またはレンズ研磨により削り取り、必要に応じてレンズ研磨等の鏡面加工により更に平坦な面に仕上げて金属磁性膜2を完成する。
(S13) The metal
Specifically, first, a nonmagnetic hard film such as silicon dioxide is formed by sputtering on almost the entire surface of the base glass forming surface of the
(S14)ついで磁気コア基板13を反転させベースガラス形成面とは反対の主面に記録媒体走行方向の開口長さとしてベースガラス形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる第2の溝3bを形成する(図5(c))。このとき、第2の溝3bの2つの傾斜面はギャップ部2gの中心線CLに対して線対称となるよう配置されていることが好ましい(図2参照。)。
(S14) Then, two inclined surfaces are formed so that the opposite surface side is longer than the base glass forming surface side as the opening length in the recording medium running direction on the main surface opposite to the base glass forming surface by inverting the magnetic core substrate 13 A
(S15)第2の溝3bに磁気コア基板13を構成する材料よりも熱膨張係数が小さい硬質非磁性材料B(7M)を充填し融着させる(図7(d))。このとき、両者の熱膨張係数の差により、磁気コア基板13のブロック(磁気コア半体3)ごとに第2の溝3bに沿って形状支持部7b側に磁気コア半体3を引っ張る応力が生じる。これにより、磁気コア半体3とした場合に、記録媒体との摺動面の形状として、磁気記録媒体の走行方向Lにおいてギャップ部2gを頂点とした適度な凸形状とすることができる。
(S15) The
なお、この硬質非磁性材料Bと磁気コア基板13(磁気コア半体3)の構成材料の熱膨張係数の関係としては、温度領域100〜500℃においてつぎの関係式とすることにより、凸形状の高さは5〜80nmとなり摺動面のギャップ部全面において良好なテープコンタクトをとる上で好ましい。
0<αC−αG≦10×10−7
The relationship between the thermal expansion coefficients of the hard nonmagnetic material B and the constituent material of the magnetic core substrate 13 (magnetic core half 3) is a convex shape by using the following relational expression in the temperature range of 100 to 500 ° C. The height is 5 to 80 nm, which is preferable for obtaining good tape contact over the entire gap portion of the sliding surface.
0 <α C −α G ≦ 10 × 10 −7
ついで、はみ出した硬質非磁性材料Bをレンズ研磨により研磨除去部Pを除去して(図8)、形状支持部7bを形成するとともに形状支持部7b形成面が平坦になるようにする(図7(e))。なお、後工程で接合用の金属膜6a/拡散金属膜6bを形成することから、形状支持部形成面側の接合面3cの表面粗さRaは10nm以下であることが望ましい。また、当該面の平坦度(凹凸のうねり)も記録媒体幅方向の一方の端部から他方の端部までにおいて100nm以下であるとよい。
Next, the polishing removal portion P is removed by polishing the hard nonmagnetic material B that protrudes (FIG. 8) to form the
(S16)磁気コア基板13において、当該基板13からヘッド寸法の磁気コア半体3を切り出す際の加工に伴うチッピング対策としてガイド溝13aを形成する。次に、磁気ヘッドとした場合に、記録媒体(テープ)がスムーズに摺動面に進入できることを目的とした斜度をもつ肩落とし溝13bを形成する(図7(f))。
(S16) In the
(S17)磁気コア基板13の接合面3cに、金属膜6a/拡散金属膜6bの2層構造の蒸着膜を形成する。ここで、金属膜6aは、磁気コア基板13と拡散金属膜6bとの密着性を確保するためのものであり、例えば厚さ50nm程度のCrまたはTiからなる薄膜である。また、拡散金属膜6bは、硬質非磁性材料A,Bのガラス転移点以下の温度で拡散接合可能な金属薄膜であり、例えば厚さ10〜200nm、好ましくは10〜100nmで均一な厚さとなっているAuなどの蒸着膜である。
(S17) A vapor deposition film having a two-layer structure of
(S18)複数の磁気コア半体4の原板である磁気コア基板14の接合面4bとは反対の主面について、当該面の平坦度が記録媒体幅方向の一方の端部から他方の端部までにおいて100nm以下となるように研磨し、ついで接合面4bに磁気コア半体4に対応させた巻線溝4aを形成する(図9)。その後、接合面4bをレンズ研磨等により平坦に仕上げる。なお、後工程で接合用の金属膜6a/拡散金属膜6bを形成することから、接合面4bの表面粗さRaは10nm以下であることが望ましい。また、当該面の平坦度も記録媒体幅方向の一方の端部から他方の端部までにおいて100nm以下であるとよい。
(S18) For the main surface opposite to the
(S19)ついで、磁気コア基板14の接合面4bについて、ステップS17と同様の金属膜6a/拡散金属膜6bの2層構造の蒸着膜を形成する。
(S19) Next, on the
(S1a)ステップS17後の磁気コア基板13と、ステップS19後の磁気コア基板14とを用い、磁気コア基板13の接合面3c(形状支持部7b形成面)と磁気コア基板14の接合面4b(巻線溝4a形成面)とを向かい合わせてそれぞれの金属膜6a/拡散金属膜6b同士を接触させ、低温金属拡散接合を行う(図10)。
(S1a) Using the
ここで、低温金属拡散接合とは、磁気コア基板13の接合面3cに設けられた拡散金属膜6bと磁気コア基板14の接合面4bに設けられた拡散金属膜6bとを硬質非磁性材料A,Bのガラス転移点以下の温度で拡散接合するものである。具体的には、Auからなる拡散金属膜6bの場合、10〜20MPa程度の圧力で両拡散金属膜6bを突き合わせた状態で加熱温度150〜300℃、処理時間数分〜数時間の熱処理により接合が可能である。
Here, the low temperature metal diffusion bonding means that the
(S1b)最後に、磁気コア基板13と磁気コア基板14とが接合された合体基板16を切断箇所a−a´にて切断し、磁気コアを構成する1列ずつの磁気コアブロック17を得る(図11)。
その後、得られた磁気コアの巻線溝5aに導線を巻いて励磁コイルを形成し、磁気ヘッド10を完成する。
(S1b) Finally, the combined
Thereafter, a conducting wire is wound around the winding groove 5a of the obtained magnetic core to form an exciting coil, and the
以上の本発明の製造方法により、記録媒体との摺動面の形状として、表面のうねりがなく(平坦性がよく)前記磁気記録媒体の走行方向Lにおいて適度な凸形状となり、摺動面のギャップ部全面においてテープコンタクトが良好な磁気ヘッド10を簡便な方法で得ることができる。
With the manufacturing method of the present invention described above, the shape of the sliding surface with the recording medium has no surface undulation (good flatness) and has an appropriate convex shape in the running direction L of the magnetic recording medium, and the sliding surface The
以下、本発明の磁気ヘッドを実際に作製した例を説明する。
(実施例1)
前述した磁気ヘッドの製造方法に従い、以下の条件で1/2インチ幅の磁気テープ対応磁気ヘッド10を作製した。
(1)磁気コア3,4;フェライト基板(寸法30×30mm)、熱膨張係数(100〜500℃):105×10−7
(2)硬質非磁性材料A;熱膨張係数(100〜500℃):105×10−7
(3)硬質非磁性材料B;熱膨張係数(100〜500℃):95×10−7
(4)金属膜6a/拡散金属膜6b;Cr(厚さ50nm)/Au(厚さ100nm)
(5)ステップS1aの低温金属拡散接合条件;加圧:20MPa、加熱温度:290℃、処理時間:1.5時間
Hereinafter, an example in which the magnetic head of the present invention was actually manufactured will be described.
Example 1
In accordance with the magnetic head manufacturing method described above, a
(1)
(2) Hard nonmagnetic material A; coefficient of thermal expansion (100 to 500 ° C.): 105 × 10 −7
(3) Hard non-magnetic material B; coefficient of thermal expansion (100 to 500 ° C.): 95 × 10 −7
(4)
(5) Low-temperature metal diffusion bonding conditions in step S1a; pressurization: 20 MPa, heating temperature: 290 ° C., treatment time: 1.5 hours
以上の結果、得られた磁気ヘッドの記録媒体との摺動面の形状として、平坦性がよく磁気記録媒体の走行方向Lにおいて凸形状となった。図12に、磁気ヘッドの記録媒体との摺動面(磁気記録媒体の走行方向L)の形状を測定した結果を示す。また、その凸形状の高さは8〜80nmであった。この磁気ヘッドをサーボ信号書き込み装置に用いたところ、すべてのギャップ部で高い書き込み能力をもつことができ、磁気テープに対する当該磁気ヘッドの突き出し量を変えることなく磁気テープ送り速度を従来の2倍に上げても記録出力の低下が起きないことが確認された。 As a result, the shape of the sliding surface of the obtained magnetic head with respect to the recording medium had good flatness and a convex shape in the running direction L of the magnetic recording medium. FIG. 12 shows the result of measuring the shape of the sliding surface of the magnetic head with the recording medium (travel direction L of the magnetic recording medium). The height of the convex shape was 8 to 80 nm. When this magnetic head is used in a servo signal writing device, it can have a high writing capability in all the gap portions, and the magnetic tape feeding speed can be doubled compared with the conventional one without changing the protruding amount of the magnetic head with respect to the magnetic tape. It was confirmed that there was no decrease in the recording output even when the value was raised.
(比較例1)
実施例1において、硬質非磁性材料Bの熱膨張係数(100〜500℃)を95×10−7より小とし、それ以外は実施例1と同じとして磁気ヘッドを作製した。この場合、形状支持部7bの収縮が過剰となり、ベースガラス7aに亀裂が入り、製品歩留りを著しく低下させる結果となった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the magnetic head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thermal expansion coefficient (100 to 500 ° C.) of the hard nonmagnetic material B was smaller than 95 × 10 −7 . In this case, the shrinkage of the
(比較例2)
実施例1において、硬質非磁性材料Bの熱膨張係数(100〜500℃)を105×10−7とし、それ以外は実施例1と同じとして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気ヘッドの摺動面が最大高さで40nmのうねりをもち平坦性が悪くなった。
(Comparative Example 2)
A magnetic head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thermal expansion coefficient (100 to 500 ° C.) of the hard nonmagnetic material B was 105 × 10 −7 in Example 1. In this case, the sliding surface of the magnetic head had a maximum height of 40 nm and the flatness deteriorated.
(比較例3)
実施例1において、硬質非磁性材料Bの熱膨張係数(100〜500℃)を105×10−7より大とし、それ以外は実施例1と同じとして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気ヘッドの摺動面の形状として、磁気記録媒体の走行方向Lにおいて凹形状となり、テープコンタクトとして不利な形状となった。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the magnetic head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thermal expansion coefficient (100 to 500 ° C.) of the hard nonmagnetic material B was larger than 105 × 10 −7 . In this case, the shape of the sliding surface of the magnetic head was concave in the running direction L of the magnetic recording medium, which was disadvantageous for the tape contact.
2…金属磁性膜、2g…ギャップ部、3,4…磁気コア半体、3a…第1の溝、3b…第2の溝、3c,4b…接合面、4a…巻線溝、6…接合部、6a…金属膜、6b…拡散金属膜、7a…ベースガラス、7b…形状支持部、7L,7M…硬質非磁性材料、10…磁気ヘッド、13,14…磁気コア基板、16…合体基板、17…磁気コアブロック
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記磁気コア半体Aは、前記金属磁性膜形成面とは反対面側に開口し前記記録媒体走行方向の開口長さとして該金属磁性膜形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる溝を有するとともに、該溝に硬質非磁性材料が充填され融着しており、
前記硬質非磁性材料の熱膨張係数が、磁気コア半体Aを構成する材料の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。 A magnetic core half A having a metal magnetic film on its surface as a sliding surface with respect to the recording medium, and a magnetic core half B having a winding groove for writing a servo signal on a traveling recording medium In a magnetic head comprising a magnetic core formed by bonding and an exciting coil in which a conducting wire is wound around a winding groove of the magnetic core,
The magnetic core half A is opened on the side opposite to the surface on which the metal magnetic film is formed, and the opening length in the recording medium running direction is 2 longer than the side on which the metal magnetic film is formed. A groove having two inclined surfaces, and the groove is filled and fused with a hard non-magnetic material,
A magnetic head characterized in that the hard nonmagnetic material has a thermal expansion coefficient smaller than that of the material constituting the magnetic core half A.
前記溝の2つの傾斜面は前記ギャップ部の中心線に対して線対称となるよう配置されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。 The metal magnetic film has a gap part that is a source of leakage magnetic flux,
2. The magnetic head according to claim 1, wherein the two inclined surfaces of the groove are arranged so as to be line-symmetric with respect to a center line of the gap portion.
複数の磁気コア半体Aの原板である磁気コア基板Aの一方の主面に第1の溝を形成し、該第1の溝に硬質非磁性材料Aを充填し融着させベースガラスとする工程と、
前記磁気コア基板Aのベースガラス形成面上に金属磁性膜を形成する工程と、
前記磁気コア基板Aのベースガラス形成面とは反対の主面に記録媒体走行方向の開口長さとして前記ベースガラス形成面側よりもその反対面側が長くなるような2つの傾斜面からなる第2の溝を形成する工程と、
前記第2の溝に磁気コア基板Aを構成する材料よりも熱膨張係数が小さい硬質非磁性材料Bを充填し融着させ形状支持部とする工程と、
前記磁気コア基板Aと、複数の磁気コア半体Bの原板で一方の主面に巻線溝が形成された磁気コア基板Bとを、前記磁気コア基板Aの形状支持部形成面と前記磁気コア基板Bの巻線溝形成面とが接するように接合する工程と、
前記磁気コア基板Aと磁気コア基板Bとが接合されたものを磁気コアブロックごとに切断して磁気コアを得る工程と
を備えることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。 A magnetic core half A having a metal magnetic film on its surface as a sliding surface with respect to the recording medium, and a magnetic core half B having a winding groove for writing a servo signal on a traveling recording medium In a method of manufacturing a magnetic head comprising: a magnetic core formed by bonding; and an exciting coil in which a conducting wire is wound around a winding groove of the magnetic core.
A first groove is formed on one main surface of a magnetic core substrate A, which is an original plate of a plurality of magnetic core halves A, and a hard nonmagnetic material A is filled in the first groove and fused to form a base glass. Process,
Forming a metal magnetic film on the base glass forming surface of the magnetic core substrate A;
A second surface comprising two inclined surfaces in which the opposite surface side of the magnetic core substrate A opposite to the base glass forming surface is longer than the base glass forming surface side as the opening length in the recording medium running direction. Forming a groove of
Filling the second groove with a hard non-magnetic material B having a smaller coefficient of thermal expansion than the material constituting the magnetic core substrate A and fusing it into a shape support portion;
The magnetic core substrate A and the magnetic core substrate B in which a winding groove is formed on one main surface of a plurality of magnetic core halves B, the shape support portion forming surface of the magnetic core substrate A, and the magnetic A step of bonding so that the winding groove forming surface of the core substrate B is in contact;
A method of manufacturing a magnetic head, comprising: a step of cutting a magnetic core substrate A and a magnetic core substrate B bonded to each magnetic core block to obtain a magnetic core.
前記第2の溝の2つの傾斜面は前記ギャップ部の中心線に対して線対称となるように形成されていることを特徴とする請求項5に記載の磁気ヘッドの製造方法。 The metal magnetic film has a gap portion that is a source of leakage magnetic flux,
6. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 5, wherein the two inclined surfaces of the second groove are formed so as to be axisymmetric with respect to a center line of the gap portion.
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