JP2008176861A - Magnetic head and its manufacturing method - Google Patents

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Tetsuo Shimada
哲夫 島田
Izumi Kobayashi
泉 小林
Heikichi Sato
平吉 佐藤
Hironobu Wakamatsu
浩信 若松
Tetsuo Endo
哲雄 遠藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic head employing a lead-free glass composition having no problem in a work environment and disposal processing while securing fusion bonding strength and wear resistance of the magnetic head and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The magnetic head 31 is composed by fusion-bonding of a pair of magnetic cores by sheets of glass 34 and 35 via a gap material, wherein the pair of magnetic cores are bonded by using unleaded glass having ≤7.3×10<SP>-6</SP>mm<SP>2</SP>wear area by a regulated wear test as the glass 34 appearing in a sliding surface on a front side 36 and nonleaded glass having a glass transition temperature lower than that of the glass 34 on the front side 36 by 15 to 25°C as the glass 35 on a back side 37. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、無鉛ガラス組成物を用いた磁気ヘッドに関する。
より詳しくは、フェライトやメタルなどの融着に使用される磁気ヘッド用無鉛ボンディングガラスの組み合わせに関するものであり、例えば磁気ヘッドのギャップ形成、接合に好適な無鉛ボンディングガラスを組み合わせた磁気ヘッドに関するものである。
さらに、本発明は、上記無鉛ガラス組成物を用いた磁気ヘッドの製造方法に関する。
The present invention relates to a magnetic head using a lead-free glass composition.
More specifically, it relates to a combination of lead-free bonding glass for magnetic heads used for fusion of ferrite or metal, for example, a magnetic head combined with lead-free bonding glass suitable for gap formation and bonding of magnetic heads is there.
Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the magnetic head using the said lead-free glass composition.

一般に磁気ヘッドは、Mn−Znフェライトなどの酸化物磁性材料やこれら酸化物磁性材料とセンダスト等の金属磁性薄膜との複合体よりなる磁気コア同士を、ボンディングガラスを用いて接合一体化することにより構成される。例えば、磁気ヘッドの作動ギャップ部は、ロッド状に線引きされたボンディングガラスを融点以上の作業高温まで加熱・溶融し、磁気コアの間に流し込ませた後冷却して、これら磁気コア間にガラスを融着させることによって構成される。   In general, a magnetic head is formed by bonding and integrating magnetic cores made of an oxide magnetic material such as Mn-Zn ferrite or a composite of these oxide magnetic material and a metal magnetic thin film such as Sendust using bonding glass. Composed. For example, the working gap part of a magnetic head can be obtained by heating and melting a bonding glass drawn in a rod shape to a working high temperature above the melting point, pouring it between magnetic cores, and then cooling the glass between these magnetic cores. It is configured by fusing.

かかるボンディングガラスには、耐水性、耐食性、耐摩耗性、接合強度などの点で厳しい特性が要求され、またロッド状に線引きできることから、PbO、SiO等を主成分とするボンディングガラスが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Such bonding glass is required to have severe characteristics in terms of water resistance, corrosion resistance, wear resistance, bonding strength, and the like, and since it can be drawn in a rod shape, a bonding glass mainly composed of PbO, SiO 2 or the like has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

上記のように従来の融着ガラスには、低融点化させるために酸化鉛PbOが含まれているが、鉛は環境管理物質であるため、環境問題や廃棄処分の問題があり、近年は鉛系成分を含まない低融点ガラスが求められ、開発されている(例えば特許文献2)。
一方、高密度記録化のために磁気テープは、磁性粉の塗布型のものだけでなく、蒸着型も多く出回るようになり、それに伴い、テープの摺動潤滑剤としても様々なものが使用され、なかには研磨性の大きい潤滑剤も使用されている。そのような磁気テープが磁気ヘッドに摺動すると、磁気ヘッドの摺動部に露出しているガラスを必要以上に研磨し、磁気ヘッドの摺動部に段差を生じさせてしまう問題があり良好な電磁変換特性を確保できなくなるため、耐摩耗性の優れたガラスが求められている。
As described above, the conventional fused glass contains lead oxide PbO in order to lower the melting point. However, since lead is an environmental management substance, there are environmental problems and disposal problems. A low-melting-point glass not containing a system component has been demanded and developed (for example, Patent Document 2).
On the other hand, in order to achieve high-density recording, not only magnetic powder coating type but also vapor deposition type has come out and various types of tape sliding lubricants are used accordingly. Of these, lubricants with high abrasiveness are also used. When such a magnetic tape slides on the magnetic head, there is a problem that the glass exposed on the sliding portion of the magnetic head is unnecessarily polished to cause a step in the sliding portion of the magnetic head. Since the electromagnetic conversion characteristics cannot be secured, a glass having excellent wear resistance is required.

特開昭61−101432号公報JP 61-101432 A 特開2006−225255号公報JP 2006-225255 A

酸化物磁性材料と金属磁性薄膜との複合体よりなる磁性コアを用いるメタルインギャップヘッドの場合、融着温度が高いと金属磁性薄膜の特性が劣化してしまうため、これに用いる無鉛融着ガラスは融着温度をできるだけ低くする必要がある。
ところが、背景技術で述べたように高密度記録化用磁気テープに対応する磁気ヘッドの摺動面には、耐摩耗性の優れたガラスが求められており、そのような耐摩耗性を満足させる無鉛ガラスで磁性コア半体を充分に融着するためには600℃を超える高温で融着せざるを得ないことが多い。
In the case of a metal-in-gap head using a magnetic core made of a composite of an oxide magnetic material and a metal magnetic thin film, the characteristics of the metal magnetic thin film deteriorate if the fusion temperature is high. It is necessary to make the fusion temperature as low as possible.
However, as described in the background art, a glass having excellent wear resistance is required for the sliding surface of the magnetic head corresponding to the magnetic tape for high-density recording, which satisfies such wear resistance. In order to sufficiently fuse the magnetic core half with lead-free glass, it often has to be fused at a high temperature exceeding 600 ° C.

上記のようにガラスの低融化と高耐磨耗化は相反するジレンマとなっており、低融化を優先するあまり高耐磨耗ガラスを必要以下の低温で流すと、ガラスの流れる距離が短いため、ヘッドギャップの必要な接合強度を確保できない。   As mentioned above, low melting and high wear resistance of glass is a contradictory dilemma, and if high wear resistant glass is flowed at a low temperature that is less than necessary, giving priority to low melting, the distance that the glass flows is short. The necessary bonding strength of the head gap cannot be ensured.

本発明は、上述の点に鑑み、磁気ヘッドの融着接合強度と耐摩耗性とを充分に確保しながら、作業環境および廃棄処理に問題のない無鉛系のガラス組成物を用いた磁気ヘッドを提供することを目的とする。また、本発明は、このような無鉛系のガラスを用いた磁気ヘッドの製造方法をも提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned points, the present invention provides a magnetic head using a lead-free glass composition that has no problem in the working environment and disposal while ensuring sufficient fusion bonding strength and wear resistance of the magnetic head. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetic head using such a lead-free glass.

本発明者らは上記課題を達成するために、融着温度が高くて流れにくいが充分な耐摩耗性を有する無鉛ガラスと、耐摩耗性は劣るが適切な融着温度を有する無鉛ガラスとを併用し、前者をフロント側に配置し、後者をバック側に配置する磁気ヘッドを考案した。また、これら2つのガラスを同時に同条件で融着接合する磁気ヘッドの製造方法も考案した。   In order to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have made a lead-free glass having a high fusing temperature and difficult to flow but having sufficient wear resistance, and a lead-free glass having a suitable fusing temperature that is inferior in wear resistance. In combination, we devised a magnetic head in which the former was placed on the front side and the latter on the back side. We also devised a method of manufacturing a magnetic head in which these two glasses are fused and bonded simultaneously under the same conditions.

すなわち、本発明の磁気ヘッドは、一対の磁性コアがギャップ材を介して、ガラスにより融着接合されてなる磁気ヘッドにおいて、フロント側で摺動面に現れるガラスとして、規定磨耗試験による磨耗面積が7.3×10−6mm以下の無鉛ガラスを用い、バック側のガラスとして、前記フロント側のガラスよりもガラス転移点が15〜25℃低い無鉛ガラスを用いて、前記磁性コアが接合されてなることを特徴とする。 That is, the magnetic head of the present invention is a magnetic head in which a pair of magnetic cores are fusion-bonded with glass via a gap material, and has a wear area by a specified wear test as glass that appears on the sliding surface on the front side. The magnetic core is bonded using lead-free glass of 7.3 × 10 −6 mm 2 or less and lead-free glass whose glass transition point is 15 to 25 ° C. lower than that of the front glass as the back glass. It is characterized by.

本発明の磁気ヘッドでは、ギャップ接合強度が十分に確保できる上に、耐摩耗性に優れた摺動面を得ることができる。   In the magnetic head of the present invention, a sufficient gap bonding strength can be ensured and a sliding surface with excellent wear resistance can be obtained.

また、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、 一対の磁性コアがギャップ材を介して、ガラスにより融着接合されてなる磁気ヘッドの製造方法において、一対の磁性コア半体ブロックの、摺動面に現れるフロント側のガラスとして、規定磨耗試験により磨耗面積が7.3×10−6mm以下の無鉛ガラスを用い、かつバック側のガラスとして、前記フロント側のガラスよりもガラス転移点が15〜25℃低い無鉛ガラスを用い、フロント側のガラスとバック側のガラスを同時に同条件で融着接合することを特徴とする。 The magnetic head manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a magnetic head in which a pair of magnetic cores are fusion-bonded with glass via a gap material. As the front side glass, lead-free glass having a wear area of 7.3 × 10 −6 mm 2 or less is used according to the specified wear test, and the back side glass has a glass transition point of 15 than that of the front side glass. A lead-free glass having a temperature of ˜25 ° C. is used, and the glass on the front side and the glass on the back side are simultaneously fused and bonded under the same conditions.

本発明の磁気ヘッドの製造方法によれば、2種類の異なるガラスを、フロント側とバック側に一度に融着することができるので、工数も少なくなり、ガラスが流れやすく、製造が容易になる。   According to the method of manufacturing a magnetic head of the present invention, two different types of glass can be fused at the same time to the front side and the back side, so the number of steps is reduced, the glass is easy to flow, and the manufacture is facilitated. .

本発明によれば、磁気ヘッドに用いられるガラス組成物は鉛成分を含有しないことから、磁気ヘッドの製造環境の改善につながり、さらに廃棄処理に困らない効果がある。また、本発明によれば、磁気ヘッドの摺動面に現れるガラス部は従来の鉛ガラスを使用する磁気ヘッドの摺動面のガラス部と同等以上の耐摩耗性を有し、且つ、ガラス転移点の低いガラスを磁気ヘッドのバック側に併用するので、磁気コア半体同士の接合強度も十分に確保できる。   According to the present invention, since the glass composition used for the magnetic head does not contain a lead component, the manufacturing environment of the magnetic head is improved, and there is an effect that the disposal process is not troubled. Further, according to the present invention, the glass portion appearing on the sliding surface of the magnetic head has a wear resistance equal to or higher than the glass portion of the sliding surface of the magnetic head using conventional lead glass, and has a glass transition. Since glass with a low point is used together on the back side of the magnetic head, the bonding strength between the magnetic core halves can be sufficiently secured.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に、本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの概略構成を示す。この磁気ヘッド31は、所謂メタルインギャップ(MIG)型の磁気ヘッドであって、フェライトコア半体32L及び32Rの突合せ面に高透磁率の金属磁性薄膜33を成膜し、金属磁性薄膜33間にギャップ膜(図示せず)を介して磁気ギャップgが形成されるように、両フェライトコア半体32L,32Rを、後述の実施の形態に係る無鉛ガラス組成物34,35を用いて接合し、構成される。フェライトコア半体32L,32Rには、巻線溝41を介してコイル38が巻回される。図1に示すように、本例においては、磁気ヘッド31の巻線溝41よりも摺動面側をフロント側36、巻線溝41よりも摺動面と反対側をバック側37と定義する。また、ガラス組成物34,35において、フロント側36に形成されたガラス組成物をフロント側融着ガラス34、バック側37に形成されたガラスをバック側融着ガラス35と呼ぶことにする。
ここで、フロント側融着ガラス34としては、耐摩耗性に優れた無鉛ガラス組成物が用いられ、バック側融着ガラス35としては、フロント側に比べてガラス転移点が低いガラス組成物が用いられる。このときのガラス組成物については、後の表1を用いて説明する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a magnetic head according to an embodiment of the present invention. This magnetic head 31 is a so-called metal-in-gap (MIG) type magnetic head, and a high magnetic permeability metal magnetic thin film 33 is formed on the abutting surfaces of the ferrite core halves 32L and 32R. Both ferrite core halves 32L and 32R are joined using lead-free glass compositions 34 and 35 according to the embodiments described later so that a magnetic gap g is formed through a gap film (not shown). Configured. A coil 38 is wound around the ferrite core halves 32L and 32R via a winding groove 41. As shown in FIG. 1, in this example, the sliding surface side of the magnetic head 31 with respect to the winding groove 41 is defined as the front side 36, and the side opposite to the sliding surface with respect to the winding groove 41 is defined as the back side 37. . In the glass compositions 34 and 35, the glass composition formed on the front side 36 is referred to as a front side fused glass 34, and the glass formed on the back side 37 is referred to as a back side fused glass 35.
Here, as the front side fused glass 34, a lead-free glass composition having excellent wear resistance is used, and as the back side fused glass 35, a glass composition having a glass transition point lower than that of the front side is used. It is done. The glass composition at this time will be described with reference to Table 1 later.

また、摺動面から巻線溝41までの最短距離をフロントデプスの長さDf、ガラスの底面部から巻線窓までの最短距離をバックデプスの長さDbとする。このとき、バックデプスの長さDbは必ずフロントデプスの長さDfより長い。本例においては、バックデプスの長さDbがフロントデプスの長さDfの50〜80倍であるのが最適である。DbがDfの50倍より短いと磁気ヘッドとしての機械的強度を確保できない。またDbがDfの80倍より大きくても機械的強度は飽和しており、材料費や工数が無駄になるだけである。   The shortest distance from the sliding surface to the winding groove 41 is the front depth Df, and the shortest distance from the bottom surface of the glass to the winding window is the back depth Db. At this time, the length Db of the back depth is always longer than the length Df of the front depth. In this example, it is optimal that the length Db of the back depth is 50 to 80 times the length Df of the front depth. If Db is shorter than 50 times Df, the mechanical strength as a magnetic head cannot be secured. Further, even if Db is larger than 80 times Df, the mechanical strength is saturated, and only material costs and man-hours are wasted.

磁気テープが摺動するのは、磁気ヘッド31の摺動面だけであり、バック側融着ガラス35が摺動されることはない。したがって、耐摩耗性はフロント側融着ガラス34が担当し、ギャップの接合強度向上は主に体積の大きいバック側融着ガラス35が担当する。   The magnetic tape slides only on the sliding surface of the magnetic head 31, and the back-side fused glass 35 is not slid. Accordingly, the front side fused glass 34 is responsible for wear resistance, and the back side fused glass 35 having a large volume is mainly responsible for improving the bonding strength of the gap.

図2に、本実施の形態に係る磁気ヘッド1の製造工程における、フェライトコア半体ブロックの融着時の概略構成を示す。まず、巻線溝41とガラス溝40及び、巻線溝41とガラス溝40に直交するトラック幅規制溝42が形成された2つのフェライトコア半体ブロック43,43を、巻線溝41及びガラス溝40が互いに対向するように、突き合わせる。これらのフェライトコア半体ブロック43,43の突合せ面側には、各溝内も含め、それぞれ被着形成した金属磁性薄膜が形成されている(図示せず)。そして、巻線溝41及びガラス溝40にロッド状のガラス組成物44,45を配置し、ガラスを融着して接合を行う。ガラス融着時においては、図2に示すように、フェライトコア半体ブロック43,43を上下逆にして摺動面側になる部分、所謂フロント側36を下にしてガラス融着を行う。よって、フロント側融着ガラス34となるロッド状のガラス44を巻線溝41に挿入し、バック側融着ガラス35となるロッド状のガラス45をガラス溝40に挿入する。この場合、フェライトコア半体ブロック43,43のバック側37にガラスを流す距離L2は、フロント側36にガラスを流す距離L1の距離より長い。このため、ガラスが距離L2を完全に流せる温度が融着温度となる。そして、本例においては、ガラス転移温度が異なるフロント側融着ガラス34とバック側融着ガラス35を同時に同条件で融着する。   FIG. 2 shows a schematic configuration at the time of fusion of the ferrite core half block in the manufacturing process of the magnetic head 1 according to the present embodiment. First, the two ferrite core half blocks 43 and 43 in which the winding groove 41 and the glass groove 40 and the track width regulating groove 42 orthogonal to the winding groove 41 and the glass groove 40 are formed are connected to the winding groove 41 and the glass. Abutment is made so that the grooves 40 face each other. On the abutting surface side of these ferrite core half blocks 43, 43, a metal magnetic thin film formed by deposition is formed (not shown) including the inside of each groove. Then, rod-shaped glass compositions 44 and 45 are disposed in the winding groove 41 and the glass groove 40, and the glass is fused to perform bonding. At the time of glass fusing, as shown in FIG. 2, glass fusing is performed with the ferrite core half blocks 43 and 43 turned upside down so that the portion on the sliding surface side, the so-called front side 36, faces down. Therefore, the rod-shaped glass 44 serving as the front-side fused glass 34 is inserted into the winding groove 41, and the rod-shaped glass 45 serving as the back-side fused glass 35 is inserted into the glass groove 40. In this case, the distance L2 for flowing the glass to the back side 37 of the ferrite core half blocks 43, 43 is longer than the distance L1 for flowing the glass to the front side 36. For this reason, the temperature at which the glass can completely flow the distance L2 is the fusing temperature. In this example, the front-side fused glass 34 and the back-side fused glass 35 having different glass transition temperatures are simultaneously fused under the same conditions.

このように、フロント側融着ガラス34とバック側融着ガラス35を同時に同条件で融着できることによって、工数を減らすことが出来る。融着されたフェライトコア半体ブロック43,43は、切断、研磨される。   As described above, the front side fused glass 34 and the back side fused glass 35 can be fused simultaneously under the same conditions, thereby reducing the number of steps. The fused ferrite core half blocks 43 and 43 are cut and polished.

上述のような、フェライトコア半体32L,32R同士の突合せ面に高透磁率の金属磁性薄膜33を成膜し、金属磁性薄膜33間にギャップ膜を介して磁気ギャップgが形成されるように、両フェライトコア半体32L,32R同士をガラス組成物で接合して構成されたヘッドチップには、コイル38が巻回される。そして、図1に示すような磁気ヘッド31が形成される。   As described above, the high magnetic permeability metal magnetic thin film 33 is formed on the butt surfaces of the ferrite core halves 32L and 32R, and the magnetic gap g is formed between the metal magnetic thin films 33 via the gap film. The coil 38 is wound around a head chip formed by joining the ferrite core halves 32L and 32R with a glass composition. Then, the magnetic head 31 as shown in FIG. 1 is formed.

ここで、フェライトコア半体ブロック43,43のバック側37にガラス45を流す距離L2はフェライトコア半体ブロック43,43のフロント側36にガラス44を流す距離L1の7〜10倍であるのが好ましい。L2がL1の7倍より短いと磁気ヘッドの製造工程において機械的強度を確保できない。またL2がL1の10倍より大きくても機械的強度は飽和しており、材料費や工数が無駄になるだけである。   Here, the distance L2 for flowing the glass 45 to the back side 37 of the ferrite core half blocks 43, 43 is 7 to 10 times the distance L1 for flowing the glass 44 to the front side 36 of the ferrite core half blocks 43, 43. Is preferred. If L2 is shorter than 7 times L1, mechanical strength cannot be secured in the manufacturing process of the magnetic head. Further, even if L2 is larger than 10 times L1, the mechanical strength is saturated and only material costs and man-hours are wasted.

本実施の形態では、磁気ヘッドの製造工程中ならびに完成品の各寸法は、以下のようにした。図2におけるヘッドブロックのフロント側36にガラス44を流す距離L1は75μm、ヘッドブロックのバック側37にガラス45を流す距離L2は650μm、さらに図1におけるフロントデプスの長さDfは、L1を整形加工において円筒研磨するので10μmとなり、バックデプスの長さDbは、L2と同様650μmである。   In the present embodiment, the dimensions of the finished product and the manufacturing process of the magnetic head are as follows. The distance L1 for flowing the glass 44 to the front side 36 of the head block in FIG. 2 is 75 μm, the distance L2 for flowing the glass 45 to the back side 37 of the head block is 650 μm, and the length Df of the front depth in FIG. Since the cylindrical polishing is performed in the processing, the length is 10 μm, and the length Db of the back depth is 650 μm like L2.

次に表1に、本例の磁気ヘッド1の、フロント側36及びバック側37に用いられる融着ガラスの組成及び、比較例に係る磁気ヘッドに用いられる融着ガラスの組成を示す。
Next, Table 1 shows the composition of the fused glass used for the front side 36 and the back side 37 of the magnetic head 1 of this example and the composition of the fused glass used for the magnetic head according to the comparative example.

表1の実施例のガラスに示した試料1〜11のガラスにおいて、試料1〜7のガラスが、フロント側融着ガラス34に用いられるもので、試料8〜11のガラスがバック側融着ガラス35に用いられているものである。表1に表示されている数値の単位は質量%である。尚、「比較例のガラス」に載せたものは本実施の形態を外れる磁気ヘッドに用いる無鉛ガラスならびに鉛系ガラスを構成する各成分である。   In the glasses of samples 1 to 11 shown in the glass of Examples in Table 1, the glasses of samples 1 to 7 are used for the front side fused glass 34, and the glasses of samples 8 to 11 are the back side fused glass. 35 is used. The unit of numerical values displayed in Table 1 is mass%. In addition, what was put on "the glass of a comparative example" is each component which comprises the lead-free glass used for the magnetic head which remove | deviates this Embodiment, and lead-type glass.

ここで、フロント側に用いられるガラスは、酸化物基準の質量%表示でBi:60〜68%、B:7〜9%、ZnO:4〜6%、SiO:13%を超え18%以下、NaO:2〜4%、Sb:0〜2%、Fe:2〜7%、ZrO:0〜1%からなる無鉛ガラス組成物であることが好ましい(試料1〜試料5)。この場合、Bに対してSiOを一定割合以上含有することにより、有鉛ガラスと同等以上の耐磨耗性を有し、かつ化学的耐久性を確保しながら融着温度が600℃以下に抑えられるため、摺動面のガラスの凹みが生じにくい。 Here, the glass used for the front side is Bi 2 O 3 : 60 to 68%, B 2 O 3 : 7 to 9%, ZnO: 4 to 6%, SiO 2 : 13 in terms of mass% based on oxide. And lead-free glass composition comprising Na 2 O: 2-4%, Sb 2 O 3 : 0-2%, Fe 2 O 3 : 2-7%, ZrO 2 : 0-1% It is preferable (Sample 1 to Sample 5). In this case, by containing SiO 2 at a certain ratio or more with respect to B 2 O 3 , the fusion temperature is 600 while having the wear resistance equivalent to or higher than that of leaded glass and ensuring chemical durability. Since it can be kept at or below ℃, the glass dent on the sliding surface is unlikely to occur.

また、試料6及び7においては、Bの含有量が多くなっているが、SiOと、Al系成分、またはZr系成分を含有することにより、耐磨耗性を有し、かつ化学的耐久性を確保しながら融着温度が600℃以下に抑えられる。 In Samples 6 and 7, the content of B 2 O 3 is increased, but it has wear resistance by containing SiO 2 and an Al-based component or Zr-based component, and The fusion temperature is suppressed to 600 ° C. or lower while ensuring chemical durability.

次に、表1の組成の各ガラスについて、熱膨張係数(100〜350℃)及びガラス転移温度、規定摩耗試験による摩耗面積を測定した。結果を表2に記す。   Next, about each glass of the composition of Table 1, the thermal expansion coefficient (100-350 degreeC), glass transition temperature, and the wear area by a regular wear test were measured. The results are shown in Table 2.

ここで、上記で記載した規定磨耗試験について説明する。
規定磨耗試験の方法は、図3に示すようにオープンリールの長距離摩擦測定器を利用し、固定されたドラム1の側面上の磁気テープ2が摺動する位置にテープ走行方向と垂直方向にロッド状のガラス3を樹脂で貼り付け、そのガラス上に一定テンションで接触させた磁気テープ2を一定距離だけ摺動させる。そのときのガラス3の側面を図4に示すが、ガラスの一部がテープで削られ、その削られた部分を密な斜線領域Aとする。削られた幅2Yを測定してガラス3の線径2Rと削られた幅2Yと削られた長さ(奥行き)から削られた体積を算出した。ただし削られたガラス3の長さ(奥行き)はテープ幅であるので一定であり、削られた寸法の比較の為には計算に入れなくても問題ないために、体積ではなく面積を算出して、比較した。よって、面積が小さいほど耐磨耗性が良いといえる。試料のサイズは外径0.5±0.02mmに線引きしたガラスで1本ずつ外径を測定し、ガラス3の接着にはエポキシ樹脂を用い、ガラス3の磁気テープ2との摺動面には樹脂が付着しないようにした。環境(温湿度)は恒温槽にて40℃、30%に設定し、テープ2はデジタルビデオ用の1/4インチ幅の蒸着テープ(固体潤滑剤使用)を用い、ガラスを変える毎に新しいテープを使用し、片道140mを10往復させた。このときのテープ速度は5m/secであり、ドラム1は回転しない。また、ガラスに接触させるテープのテンション量は17gとする。
Here, the specified wear test described above will be described.
As shown in FIG. 3, the specified wear test method uses an open reel long-distance friction measuring device, and the magnetic tape 2 on the side surface of the fixed drum 1 slides in a direction perpendicular to the tape running direction. The rod-shaped glass 3 is bonded with resin, and the magnetic tape 2 brought into contact with the glass with a constant tension is slid by a predetermined distance. The side surface of the glass 3 at that time is shown in FIG. 4, and a part of the glass is shaved with a tape, and the shaved portion is defined as a dense hatched area A. The scraped width 2Y was measured, and the scraped volume was calculated from the wire diameter 2R of the glass 3, the scraped width 2Y and the scraped length (depth). However, since the length (depth) of the cut glass 3 is the tape width, it is constant and there is no problem even if it is not included in the calculation for the comparison of the cut dimensions. And compared. Therefore, it can be said that the smaller the area, the better the wear resistance. Measure the outer diameter of each sample with glass drawn to an outer diameter of 0.5 ± 0.02 mm, and use epoxy resin to adhere the glass 3 to the sliding surface of the glass 3 with the magnetic tape 2. The resin was not attached. The environment (temperature and humidity) is set to 40 ° C and 30% in a thermostatic chamber, and Tape 2 uses a 1/4 inch wide vapor deposition tape (uses solid lubricant) for digital video. Every time the glass is changed, a new tape is used. Was used, and one way 140m was reciprocated 10 times. The tape speed at this time is 5 m / sec, and the drum 1 does not rotate. Moreover, the tension amount of the tape brought into contact with the glass is 17 g.

削られた面積は次のようにして求めた。図4(ロッド状のガラス3の断面)に示すように、削られた幅を2Y、削られた断面積を密な斜線領域Aとし、密な斜線領域Aと粗い斜線領域Bを含む扇形面積から、三角形(粗い斜線領域B)の面積を差し引いて、削られた面積Aとした。   The shaved area was determined as follows. As shown in FIG. 4 (cross section of the rod-shaped glass 3), the cut width is 2Y, the cut cross-sectional area is the dense shaded area A, and the sector area including the dense shaded area A and the coarse shaded area B From this, the area of the triangle (rough hatched area B) was subtracted to obtain a scraped area A.

次に、表3に、本実施の形態に係る磁気ヘッド31に用いるフロント側とバック側の無鉛ガラスの組み合わせと、その組み合わせに係る磁気ヘッド31における、ギャップ接合強度、巻線溝41の巻線スペース、及び、テープを50時間走行させた後の磁気ヘッド摺動面のガラス段差についての判定結果を示す。
また、表3の比較例は、表1及び表2における比較例のガラスの組み合わせによるものである。
Next, Table 3 shows combinations of lead-free glass on the front side and back side used in the magnetic head 31 according to the present embodiment, and the gap bonding strength and the winding of the winding groove 41 in the magnetic head 31 according to the combination. The determination result about the glass level difference of the space and the magnetic head sliding surface after running the tape for 50 hours is shown.
Moreover, the comparative example of Table 3 is based on the combination of the glass of the comparative example in Table 1 and Table 2.

本例では、フロント側のガラスとして、規定摩耗試験による摩耗面積が従来の鉛含有ガラスである試料14と同等(7.3×10−6〔mm〕)以下の無鉛ガラス、すなわち表1の試料1〜7を選択した。さらに、バック側のガラスとしては、各フロントガラスと同じ融着条件でフロントガラスがヘッドブロックのトラック幅規制溝を流れる距離の7〜10倍の距離を流れるガラスを選択した。 In this example, as the front glass, a lead-free glass whose wear area by the specified wear test is equal to or less than that of the conventional lead-containing glass sample 14 (7.3 × 10 −6 [mm 2 ]), that is, in Table 1 Samples 1-7 were selected. Furthermore, as the glass on the back side, a glass that flows a distance of 7 to 10 times the distance that the front glass flows through the track width regulating groove of the head block under the same fusing condition as each front glass was selected.

このとき、フロント側のガラスのガラス転移温度とバック側のガラスのガラス転移温度を比較すると流れやすい後者の方が低く、その差は15〜25℃が適していることが判明した。ガラス転移温度の差が15℃よりも小さいと、バック側のガラスがトラック幅規制溝を完全に埋めきれず、ギャップの接合強度が充分に確保できない。これが比較例1に示す例である。また、ガラス転移温度の差が25℃よりも大きいと、バック側のガラスがトラック幅規制溝を越えて流れすぎてしまい、図2の巻線穴になる溝まで達してその一部を埋めてしまうため、巻線穴が小さくなって巻線作業が困難になる。これが比較例2に示す例である。   At this time, when comparing the glass transition temperature of the glass on the front side and the glass transition temperature of the glass on the back side, it was found that the latter, which is easy to flow, is lower, and the difference between 15 and 25 ° C. is suitable. If the difference in glass transition temperature is smaller than 15 ° C., the glass on the back side cannot completely fill the track width regulating groove, and the bonding strength of the gap cannot be sufficiently secured. This is an example shown in Comparative Example 1. If the difference in glass transition temperature is greater than 25 ° C., the glass on the back side will flow too much beyond the track width regulating groove, reaching the groove that becomes the winding hole in FIG. Therefore, the winding hole becomes small, and the winding work becomes difficult. This is an example shown in Comparative Example 2.

次に、上記の各磁気ヘッドにデジタルビデオ用の1/4インチ幅の蒸着テープ(固体潤滑剤使用)を摺動させて摺動面のフェライトとガラスとの段差を評価した。磁気ヘッドにテープを摺動させたときの摺動面のフェライトとガラスとの段差は、ガラス単体の耐摩耗性ではなく、ヘッドとしての耐摩耗性を示す。段差が無いほど、耐摩耗性に優れていることになる。ここでは表3のガラスの組み合わせで作製したヘッドのうち、代表して実施例1、実施例3、比較例1、比較例3の結果を図5に記す。実施例1と実施例3は、比較例1に比べて、75時間後のフェライトとガラスの段差が抑えられており、鉛系ガラスである比較例3と同程度を保っている。   Next, a 1/4 inch wide vapor-deposited tape for digital video (using a solid lubricant) was slid on each of the magnetic heads, and the step between the ferrite on the sliding surface and the glass was evaluated. The step between the ferrite and glass on the sliding surface when the tape is slid on the magnetic head shows the wear resistance of the head, not the wear resistance of the glass alone. The lower the step, the better the wear resistance. Here, the results of Example 1, Example 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 3 are shown in FIG. In Example 1 and Example 3, the step difference between ferrite and glass after 75 hours is suppressed as compared with Comparative Example 1, and the same level as Comparative Example 3 which is a lead-based glass is maintained.

また、図5の測定において、テープを50時間走行させた後の摺動面の干渉縞を観察した結果を写真1に記す。図6Aに磁気ヘッド摺動面の模式図を示す(但し、アジマスの向きが異なる2つのヘッドのうち一方を代表して示す)。写真1は磁気ヘッド摺動面の顕微鏡写真であり、それぞれ、ヘッドの金属磁性薄膜33、フェライトコア半体32L、32R、フロント側融着ガラス34が写っている。写真1において、ヘッドに架かるいくつかのリング状の縞は、干渉縞であり、同じ高さの部分が同じ線で繋がれている。干渉縞のずれが段差を表す。つまり、干渉縞のずれが大きいほど、摺動面のフェライトコア半体32L,32Rとガラス34の段差は大きく、耐摩耗性は弱い。摺動させる前の干渉縞はズレが無く、段差のない状態である(図示せず)。写真1は、それぞれテープ走行50時間後の状態、すなわち50時間摺動させた摺動面における干渉縞の状態を写したものである。それぞれ左右の写真はアジマスの向きが異なる1ペアの磁気ヘッドの摺動面である。比較例1では50時間テープを走行させた後干渉縞のずれが大きいのに対して、実施例1及び実施例3では、50時間テープを走行させても段差が見られず、鉛系ガラスである比較例3と同程度を保つことが可能であることがわかる。以上のように、実施例1及び実施例3では、比較例1に比べて、ヘッドとしての耐摩耗性に優れているということができる。   5 shows the result of observing the interference fringes on the sliding surface after running the tape for 50 hours in the measurement of FIG. FIG. 6A shows a schematic diagram of the sliding surface of the magnetic head (however, one of the two heads with different azimuth directions is shown as a representative). Photo 1 is a photomicrograph of the sliding surface of the magnetic head, showing the magnetic metal thin film 33, ferrite core halves 32L and 32R, and front-side fused glass 34 of the head, respectively. In Photo 1, some ring-shaped fringes over the head are interference fringes, and the same height portions are connected by the same line. The deviation of the interference fringes represents a step. That is, the greater the deviation of the interference fringes, the greater the step between the ferrite core halves 32L, 32R and the glass 34 on the sliding surface, and the lower the wear resistance. The interference fringes before sliding are in a state of no deviation and no step (not shown). Photo 1 shows a state after 50 hours of tape running, that is, a state of interference fringes on a sliding surface slid for 50 hours. The left and right photographs are the sliding surfaces of a pair of magnetic heads with different azimuth orientations. In Comparative Example 1, the deviation of the interference fringes is large after running the tape for 50 hours, whereas in Examples 1 and 3, no step is seen even if the tape is run for 50 hours, and lead glass is used. It can be seen that it is possible to maintain the same level as that of a certain comparative example 3. As described above, it can be said that Example 1 and Example 3 are superior in wear resistance as a head as compared with Comparative Example 1.

比較例1や比較例2で用いたフロント側ガラスは規定摩耗試験による摩耗面積が7.3×10−6〔mm〕よりも大きい為、このガラスを摺動面に用いると段差が発生してしまう。よって、このガラスを磁気ヘッドの摺動面には使用することが出来ない。
請求項1、2の条件を満たす磁気ヘッドは耐摩耗性、ギャップ接合強度において従来の鉛系ガラスを用いる優良磁気ヘッドと同等の特性を有することが判明した。
さらに、請求項3、4の条件を満たす磁気ヘッドの製造方法では、耐摩耗性、ギャップ接合強度において従来の鉛系ガラスを用いる優良磁気ヘッドと同等の磁気ヘッドを作製でき、また巻線穴にバック側のガラスが侵入することも防止でき、歩留まりと信頼性の高い磁気ヘッドを生産することが可能であることが判明した。
The front side glass used in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 has a wear area by a specified wear test larger than 7.3 × 10 −6 [mm 2 ]. End up. Therefore, this glass cannot be used for the sliding surface of the magnetic head.
It has been found that a magnetic head satisfying the conditions of claims 1 and 2 has characteristics equivalent to those of a conventional magnetic head using lead-based glass in wear resistance and gap bonding strength.
Furthermore, in the method of manufacturing a magnetic head satisfying the conditions of claims 3 and 4, a magnetic head equivalent to a conventional magnetic head using lead-based glass in wear resistance and gap junction strength can be produced, and a winding hole can be formed. It was found that the glass on the back side can be prevented from entering, and it is possible to produce a magnetic head with high yield and reliability.

以上のように、本発明によれば、磁気ヘッドに用いられるガラス組成物は鉛成分を含有しないことから、磁気ヘッドの製造作業環境の改善につながり、さらに廃棄処理に困らない効果がある。
また従来は、酸化物磁性材料と金属磁性薄膜との複合体よりなる磁気コアを用いるメタルインギャップヘッドに無鉛ガラスを用いた場合、金属磁性薄膜の特性を劣化させない低温で融着すると、摺動面の耐磨耗性が大幅に劣っていたが、本発明による磁気ヘッドの摺動面は、有鉛ガラスを使用する磁気ヘッドと同等以上の耐磨耗性を有し、かつガラス転移点の低いガラスをバック側に併用するので磁気コア半体同士の接合強度も充分に確保できる。
いかなる磁気テープに対しても摺動部にガラスの凹みが生じにくく良好な電磁変換特性を有し、かつ接合強度の高い磁気ヘッドとして実用化できる。
また、本発明に係る磁気ヘッドの製造方法は、2種類のガラスを一度に融着するので、工数も少なく、ガラスが流れやすいため、磁気ヘッドの製造を容易にする。
As described above, according to the present invention, since the glass composition used for the magnetic head does not contain a lead component, it leads to an improvement in the manufacturing work environment of the magnetic head, and there is an effect that the disposal process is not troubled.
Conventionally, when lead-free glass is used for a metal-in-gap head that uses a magnetic core composed of a composite of an oxide magnetic material and a metal magnetic thin film, if it is fused at a low temperature that does not deteriorate the characteristics of the metal magnetic thin film, Although the surface wear resistance was significantly inferior, the sliding surface of the magnetic head according to the present invention has wear resistance equal to or higher than that of a magnetic head using leaded glass and has a glass transition point. Since low glass is used on the back side, the bonding strength between the magnetic core halves can be sufficiently secured.
It is possible to put it into practical use as a magnetic head that has a good electromagnetic conversion characteristic and a high bonding strength, in which glass dents hardly occur in any sliding part with respect to any magnetic tape.
In addition, since the method for manufacturing a magnetic head according to the present invention fuses two types of glass at the same time, the number of processes is small and the glass is easy to flow.

以上、本発明の一実施の形態示しながら、本発明を説明したが、本発明に係る磁気ヘッド及び磁気ヘッドの製造方法は、上述の実施の形態に限られるものではない。例えば、本発明による磁気ヘッドとして、MIG型磁気ヘッドを例にあげて説明したが、金属薄膜積層型ヘッドなど、他の型の磁気ヘッドに適用することができる。   While the present invention has been described with reference to one embodiment of the present invention, the magnetic head and the method for manufacturing the magnetic head according to the present invention are not limited to the above-described embodiment. For example, the MIG type magnetic head has been described as an example of the magnetic head according to the present invention.

本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a magnetic head according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの製造過程における概略構成図である。It is a schematic block diagram in the manufacture process of the magnetic head based on one embodiment of this invention. 本発明の規定磨耗試験に用いられる装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the apparatus used for the regular abrasion test of this invention. 規定磨耗試験により削られたガラスの面積の算出に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for calculation of the area of the glass shaved by the regular abrasion test. 実施例の一部と比較例の一部の段差の評価結果をグラフにしたもので、摺動時間と段差の関係を示すグラフである。It is the graph which showed the evaluation result of the level | step difference of a part of Example and a part of a comparative example, and showed the relationship between sliding time and a level | step difference. A、B 磁気ヘッドの摺動面の模式図と、実施例と比較例の一部のガラスを摺動面の用いた磁気ヘッド(左右でアジマスの向きが異なる1ペア)の50時間摺動後の摺動面の顕微鏡写真である。A, B Schematic diagram of sliding surface of magnetic head and after 50 hours sliding of magnetic head (one pair with different azimuth directions on left and right) using sliding glass of part of glass of Example and Comparative Example It is a microscope picture of the sliding surface.

符号の説明Explanation of symbols

31・・磁気ヘッド、32R,32L・・フェライトコア半体、33・・金属磁性薄膜、g・・磁気ギャップ、34・・フロント側融着ガラス、35・・バック側融着ガラス、36・・フロント側、37・・バック側、38・・コイル、40・・ガラス溝、41・・巻線溝、42・・トラック幅規制溝、43・・フェライトコア半体ブロック、44,45・・ガラス 31 ... Magnetic head, 32R, 32L ... Ferrite core half, 33 ... Metal magnetic thin film, g ... Magnetic gap, 34 ... Front side fused glass, 35 ... Back side fused glass, 36 ... Front side, 37 ... Back side, 38 ... Coil, 40 ... Glass groove, 41 ... Winding groove, 42 ... Track width regulating groove, 43 ... Ferrite core half block, 44, 45 ... Glass

Claims (4)

一対の磁性コアがギャップ材を介して、ガラスにより融着接合されてなる磁気ヘッドにおいて、
フロント側で摺動面に現れるガラスとして、規定磨耗試験による磨耗面積が7.3×10−6mm以下の無鉛ガラスを用い、
バック側のガラスとして、前記フロント側のガラスよりもガラス転移点が15〜25℃低い無鉛ガラスを用いて、前記一対の磁性コアが接合されてなる
ことを特徴とする磁気ヘッド。
In a magnetic head in which a pair of magnetic cores are fusion bonded with glass via a gap material,
As the glass that appears on the sliding surface on the front side, a lead-free glass having a wear area of 7.3 × 10 −6 mm 2 or less by a specified wear test is used,
A magnetic head, wherein the pair of magnetic cores are joined using lead-free glass having a glass transition point 15 to 25 ° C. lower than that of the front-side glass as the back-side glass.
前記磁気ヘッドのバックデプスの長さがフロントデプスの長さの50〜80倍である
ことを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド。
2. The magnetic head according to claim 1, wherein the length of the back depth of the magnetic head is 50 to 80 times the length of the front depth.
一対の磁性コアがギャップ材を介して、ガラスにより融着接合されてなる磁気ヘッドの製造方法において、
一対の磁性コア半体ブロックの、摺動面に現れるフロント側のガラスとして、規定磨耗試験により磨耗面積が7.3×10−6mm以下の無鉛ガラスを用い、
かつバック側のガラスとして、前記フロント側のガラスよりもガラス転移点が15〜25℃低い無鉛ガラスを用い、
前記、フロント側のガラスとバック側のガラスを同時に同条件で融着接合する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
In a method of manufacturing a magnetic head in which a pair of magnetic cores are fusion bonded with glass through a gap material,
As the glass on the front side that appears on the sliding surface of the pair of magnetic core half blocks, lead-free glass having a wear area of 7.3 × 10 −6 mm 2 or less by a specified wear test is used.
And as the glass on the back side, lead-free glass having a glass transition point lower by 15 to 25 ° C. than the glass on the front side,
The method of manufacturing a magnetic head, wherein the front side glass and the back side glass are simultaneously fusion-bonded under the same conditions.
前記磁性コア半体ブロックのバック側のガラスを流す距離が、フロント側のガラスを流す距離の7〜10倍である
ことを特徴とする請求項3記載の磁気ヘッドの製造方法。
The method for manufacturing a magnetic head according to claim 3, wherein a distance for flowing the glass on the back side of the half core block of the magnetic core is 7 to 10 times a distance for flowing the glass on the front side.
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