JP2579063B2 - Magnetic head - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気ヘッド、特に磁気ギャップ部に高飽和磁
束密度，高透磁率の磁性材を配置した、いわゆるMIGタ
イプの磁気ヘッドに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head, and more particularly to a so-called MIG type magnetic head in which a magnetic material having a high saturation magnetic flux density and a high magnetic permeability is disposed in a magnetic gap.
従来の技術 近年、映像，音響，情報関連機器の進歩はめざまし
い。これらの分野での記録の主流は磁気記録であり、記
録密度の高密度化への強い要求により、高保磁力メタル
媒体、及びそれに対応すべく十分な記録能力を持つ磁気
ヘッドの開発が精力的に進められている。2. Description of the Related Art In recent years, video, audio, and information-related devices have made remarkable progress. The mainstream of recording in these fields is magnetic recording, and due to the strong demand for higher recording density, the development of high coercivity metal media and magnetic heads with sufficient recording capacity to respond to it has been vigorous. Is underway.
磁気ヘッドに関して言えば、高飽和磁束密度を有する
センダストやCo基アモルファス,Fe基合金等を用いた多
種多様の磁気ヘッドが開発され、既に一部については実
用化されている。それらの中にあって、主コアが磁性フ
ェライトからなり、ギャップに対して平行に高飽和磁束
密度，高透磁率の金属磁性膜が形成されたタイプのヘッ
ド、いわゆる平行ギャップ型MIGヘッドは、比較的単純
な構造で生産性に富むという長所がありながら、熱処理
時の反応、拡散に起因して、フェライトと金属膜の界面
での疑似ギャップの生成による疑似信号が発生するた
め、実用化は困難であった。そこで近年、フェライトと
の反応，拡散の少ない金属膜や非磁性の反応防止膜等の
研究が行われ、平行ギャップ型のMIGヘッドも実用化し
つつある。（例えば、「日本応用磁気学会誌」12、103-
106（1988）あるいは「日本応用磁気学会誌」13、277-2
80（1989）） 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の平行ギャップ型MIGヘッドでは、
フェライトとの反応，拡散の少ない金属膜を使用する場
合には、既に開発され、他の型の磁気ヘッドで実用され
ている高飽和磁束密度，高透磁率の金属磁性膜をそのま
ま応用することができず、それに適した組成を新たに開
発しなければならない。また、非磁性の反応防止膜を使
用する場合には、その非磁性膜自体がギャップとなるた
め、疑似ギャップの生成を完全に抑えることができない
という課題を有していた。With respect to magnetic heads, various types of magnetic heads using sendust, Co-based amorphous, Fe-based alloy, or the like having a high saturation magnetic flux density have been developed, and some of them have already been put into practical use. Among them, a head with a main core made of magnetic ferrite and a metal magnetic film with high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability formed parallel to the gap, so-called parallel gap type MIG head, Signal is generated due to the formation of a pseudo gap at the interface between the ferrite and the metal film due to the reaction and diffusion during the heat treatment, which has the advantage of high productivity due to the simple structure and high productivity. Met. Therefore, in recent years, research has been conducted on a metal film with little reaction with ferrite and diffusion, a nonmagnetic reaction prevention film, and the like, and a parallel gap type MIG head is being put into practical use. (For example, "Journal of the Japan Society of Applied Magnetics" 12, 103-
106 (1988) or "Journal of the Japan Society of Applied Magnetics" 13, 277-2
80 (1989)) Problems to be Solved by the Invention However, in the above parallel gap type MIG head,
When using a metal film with little reaction with ferrite and low diffusion, it is possible to apply the metal magnetic film with high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability already developed and used in other types of magnetic heads as it is. It is not possible, and a new composition suitable for it must be developed. Further, when a non-magnetic reaction preventing film is used, the non-magnetic film itself becomes a gap, so that there is a problem that generation of a pseudo gap cannot be completely suppressed.
本発明は上記課題に鑑み、既に実用化されている高飽
和磁束密度，高透磁率の金属磁性膜をそのまま、単純な
構造で生産性に富む平行ギャップ型MIGヘッドに応用
し、しかも疑似ギャップのほとんど生成しない磁気ヘッ
ドを提供するものである。In view of the above problems, the present invention applies a metal magnetic film having a high saturation magnetic flux density and a high magnetic permeability, which has already been put into practical use, to a parallel gap type MIG head which has a simple structure and high productivity, and has a pseudo gap. This is to provide a magnetic head that hardly generates.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の磁気ヘッドは、軟
磁性膜を、フェライトコアのギャップ部に配したMIGタ
イプのヘッドにおいて、軟磁性膜がフェライトと接する
界面近傍に、フェライト側から順に、窒素を含む軟磁性
膜の層，窒素を含まない軟磁性膜の層，窒素を含む軟磁
性膜の層の３層を設け、その上に単一の軟磁性膜を配す
るという構成を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a magnetic head of the present invention is a MIG type head in which a soft magnetic film is disposed in a gap portion of a ferrite core, in the vicinity of an interface where the soft magnetic film contacts the ferrite. And a layer of a soft magnetic film containing nitrogen, a layer of a soft magnetic film containing no nitrogen, and a layer of a soft magnetic film containing nitrogen in this order from the ferrite side, and a single soft magnetic film is disposed thereon. It is provided with a configuration of performing
作用 本発明は、上記した構成によってギャップ形成のため
の熱処理時に、フェライトに隣接する窒化層からさらに
隣接する非窒化層に、まず金属原子に比べて軽い窒素原
子が拡散する。次に窒化層に挟まれた上記非窒化層が、
フェライトに隣接する窒化層と同程度に薄けらば、もと
もと非窒化層の方が窒素の分だけ金属の組成が大きいの
で、初めの非窒化層の金属の窒化物の濃度が、初めの窒
化層の金属の窒化物の濃度に比べて充分に高くなり、こ
れがフェライトからの酸素等の元素の拡散を完全に抑え
てしまう。従ってフェライトからの拡散は、高々最初の
窒化層までであり、しかも既に窒化されているこの層に
は、酸素等の元素は非常に拡散しにくい。According to the present invention, at the time of the heat treatment for forming a gap, nitrogen atoms, which are lighter than metal atoms, diffuse from the nitride layer adjacent to the ferrite to the non-nitride layer adjacent to the ferrite layer. Next, the non-nitrided layer sandwiched between the nitrided layers is
If it is as thin as the nitride layer adjacent to the ferrite, the metal composition of the non-nitride layer is originally larger by the amount of nitrogen. Is sufficiently higher than the concentration of the metal nitride, which completely suppresses diffusion of elements such as oxygen from the ferrite. Therefore, diffusion from ferrite is at most the first nitrided layer, and elements such as oxygen are very unlikely to diffuse into this nitrided layer.
即ち、窒化層と非窒化層を組み合わせて使用すること
によって、軟磁性膜とフェライトとの間での元素の拡散
が抑えられ、従って疑似ギャップの影響が抑えられて、
ヘッド特性の低下が防がれることとなる。That is, by using the nitrided layer and the non-nitrided layer in combination, the diffusion of the element between the soft magnetic film and the ferrite is suppressed, so that the influence of the pseudo gap is suppressed,
This prevents the head characteristics from deteriorating.
実施例 実施例１ 以下本発明の第１の実施例の磁気ヘッドについて、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の、窒素を
含まない軟磁性膜をフェライトコアのギャップ部に配し
たMIGタイプの磁気ヘッドの、磁気記録媒体との摺動面
のギャップ近傍を示した平面図、第２図は参考例の、窒
素を含む軟磁性膜をフェライトコアのキャップ部に配し
たMIGタイプの磁気ヘッドの、磁気記録媒体との摺動面
のギャップ近傍を示した平面図、第３図は従来の、高飽
和磁束密度，高透磁率の金属磁性膜をそのままフェライ
トコアのキャップ部に配したMIGタイプの磁気ヘッド
の、磁気記録媒体との摺動面のギャップ近傍を示した平
面図、第４図は、窒素を含まない軟磁性膜を、その窒化
層１層のみを介して、フェライトコアのキャップ部に配
したMIGタイプの磁気ヘッドの、磁気記録媒体との摺動
面のギャップ近傍を示した平面図である。First Embodiment A magnetic head according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the vicinity of a gap on a sliding surface with a magnetic recording medium of a MIG type magnetic head according to the present invention in which a soft magnetic film containing no nitrogen is disposed in a gap portion of a ferrite core. The figure is a plan view showing the vicinity of the gap of the sliding surface with the magnetic recording medium of the MIG type magnetic head in which the soft magnetic film containing nitrogen is arranged on the cap part of the ferrite core of the reference example, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of a gap on a sliding surface with a magnetic recording medium of a MIG type magnetic head in which a metal magnetic film having high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability is directly disposed on a cap portion of a ferrite core; The figure shows the vicinity of the gap on the sliding surface with the magnetic recording medium of a MIG type magnetic head in which a soft magnetic film containing no nitrogen is arranged on the cap portion of the ferrite core via only one nitride layer. FIG.
第1,第2,第3,第４図において、11はメインギャップ、
12はファライトコア、16はモールドガラスである。また
第１図において13はCoNbZrおよびFeAlSi、14はCoNbZrN
およびFeAlSiN、15は13と同じであり、第２図におい
て、13はFeNbN、14は13と同じ、15はFeNbであり、第３
図において、13はCoNbZr,FeAlSiおよびFeNbNであり、第
４図において13はCoNbZrおよびFeAlSi、14はCoNbZrNお
よびFeAlSiNである。なお第１の実施例に於いては、第
１〜第４図中の軟磁性膜13の厚さは4.2μｍ、窒化層14
および非窒化層15の１層の厚さは270Å、窒化層14での
窒素含有量は原子％でほぼ９％、磁気ギャップの形成温
度は550℃である。In FIGS. 1, 2, 3, and 4, 11 is the main gap,
12 is a farite core and 16 is a mold glass. In FIG. 1, 13 is CoNbZr and FeAlSi, and 14 is CoNbZrN.
In FIG. 2, 13 is FeNbN, 14 is the same as 13, and 15 is FeNb.
In the figure, 13 is CoNbZr, FeAlSi and FeNbN, 13 in FIG. 4 is CoNbZr and FeAlSi, and 14 is CoNbZrN and FeAlSiN. In the first embodiment, the thickness of the soft magnetic film 13 in FIGS.
The thickness of one layer of the non-nitrided layer 15 is 270 °, the nitrogen content in the nitrided layer 14 is approximately 9% in atomic%, and the temperature for forming the magnetic gap is 550 ° C.
以上のように構成された磁気ヘッドについて、以下第
１表を用いてその特徴を説明する。The characteristics of the magnetic head configured as described above will be described below with reference to Table 1.
第１表は、第１〜第４図に示したそれぞれの磁気ヘッ
ドの、ヘッドと磁気記録媒体（メタルパウダーの塗布テ
ープ）との相対速度が3.1m/sの時の、起磁力550mA・tur
n、書き込み周波数65kHz、に於ける疑似出力（メインギ
ャップに於ける出力VMに対する、疑似ギャップにおける
出力VGの比）と、周波数特性のうねりを示したものであ
る。Table 1 shows that the magnetomotive force of each magnetic head shown in FIGS. 1 to 4 is 550 mA · tur when the relative speed between the head and the magnetic recording medium (coated tape of metal powder) is 3.1 m / s.
n, write frequency 65 kHz, (for at output V M in the main gap, the ratio of the output V G in false gap) in a pseudo output to the shows the waviness of the frequency characteristic.
第１表から、従来の第３図の構成のヘッドに比べて、
本発明と参考例のように窒化層と非窒化層を組み合わせ
たヘッドの方が、疑似ギャップの影響が小さくなってい
ることが分かる。またギャップ部に配した軟磁性膜が窒
素を含まない場合、軟磁性膜とフェライトとが接する面
に、単に窒化層１層だけを設けるよりも、窒化層，非窒
化層，窒化層の３層を設けた方が、疑似ギャップの影響
が小さくなっていることが分かる。特に参考例の第２図
の構成よりも、本発明の構成の方が、疑似ギャップの影
響が小さい。 From Table 1, compared to the conventional head of the configuration of FIG.
It can be seen that the effect of the pseudo gap is smaller in the head in which the nitride layer and the non-nitride layer are combined as in the present invention and the reference example. When the soft magnetic film disposed in the gap portion does not contain nitrogen, three layers of a nitrided layer, a non-nitrided layer, and a nitrided layer are provided on the surface where the soft magnetic film and the ferrite are in contact with each other, rather than providing only one nitrided layer. It can be seen that the influence of the pseudo gap is smaller when the is provided. In particular, the configuration of the present invention is less affected by the pseudo gap than the configuration of FIG. 2 of the reference example.
上記のヘッドをギャップ面に平行に、フェライトの近
くの軟磁性膜の面で切断し、オージェ電子分光法で解析
すると、窒化層１層だけを設けたヘッドでは、フェライ
トの酸素が窒化層を越えて軟磁性膜中まで少量拡散して
いるのに対し、窒化層，非窒化層，窒化層の３層を設け
たヘッドでは、フェライトの酸素は非窒化層中にはな
く、拡散している酸素の絶対量も少ない。When the above head is cut parallel to the gap plane at the surface of the soft magnetic film near the ferrite and analyzed by Auger electron spectroscopy, oxygen in the ferrite passes over the nitride layer in the head provided with only one nitride layer. In a head provided with a nitrided layer, a non-nitrided layer, and a nitrided layer, oxygen in the ferrite is not in the non-nitrided layer, but diffused into the soft magnetic film. The absolute amount is also small.
以上のように本実施例によれば、窒化層と非窒化層を
組み合わせて使用することによって、既に実用化されて
いる高飽和磁束密度，高透磁率の金属磁性膜をそのま
ま、単純な構造で生産性に富む平行ギャップ型MIGヘッ
ドに応用しても、軟磁性膜とフェライトとの間の元素の
拡散を抑えて疑似ギャップの影響の小さなMIGヘッドを
提供することができる。As described above, according to the present embodiment, by using a nitrided layer and a non-nitrided layer in combination, a metal magnetic film having a high saturation magnetic flux density and a high magnetic permeability already in practical use can be used as it is with a simple structure. Even when applied to a parallel gap type MIG head having high productivity, it is possible to provide a MIG head which suppresses the diffusion of elements between the soft magnetic film and the ferrite and is less affected by the pseudo gap.
実施例２ 以下本発明の第２の実施例について第１図と第２表を
参照しながら説明する。Embodiment 2 Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and Table 2.
第２表は、第１図の軟磁性膜13にCoNbZrを用いたヘッ
ドに於いて、窒化層14と非窒化層15の厚さを変化させた
場合の、550℃での元素の拡散の様子をオージェ電子分
光法で解析した結果である。表中で○は元素の拡散が殆
ど見えないもの、△は少しだけ見えるもの、×はかなり
多量の元素の拡散が観察されるものを示している。Table 2 shows the state of diffusion of elements at 550 ° C. when the thickness of the nitrided layer 14 and the non-nitrided layer 15 was changed in the head using CoNbZr for the soft magnetic film 13 of FIG. Is a result of analyzing by using Auger electron spectroscopy. In the table, ○ indicates that the element diffusion is hardly visible, Δ indicates that the element is slightly visible, and X indicates that a considerably large amount of element diffusion is observed.
第２表から、窒素を含む層の厚さＡと、窒素を含まな
い層の厚さＢが、それぞれ50Å＜Ａ＜1000Å,50Å＜Ｂ
＜1000Åの範囲にある場合に、軟磁性膜とフェライトと
の間の拡散が非常に少なくなっていることが分かる。 From Table 2, it can be seen that the thickness A of the layer containing nitrogen and the thickness B of the layer not containing nitrogen are 50 ° <A <1000 ° and 50 ° <B, respectively.
It can be seen that the diffusion between the soft magnetic film and the ferrite is very small in the range of <1000 °.
実施例３ 以下本発明の第３の実施例について第１図と第３表を
参照しながら説明する。Embodiment 3 Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and Table 3.
第３表は、第１図の軟磁性膜13にCoNbZrを用いたヘッ
ドに於いて、窒化層14の窒素濃度を変化させた場合の、
550℃での元素の拡散の様子をオージェ電子分光法で解
析した結果である。表中で○は元素の拡散が殆ど見えな
いもの、△は少しだけ見えるもの、×かなり多量の元素
の拡散が観察されるものを示している。Table 3 shows that when the nitrogen concentration of the nitride layer 14 was changed in the head using CoNbZr for the soft magnetic film 13 in FIG.
It is the result of analyzing the state of element diffusion at 550 ° C by Auger electron spectroscopy. In the table, ○ indicates that the element diffusion was hardly visible, Δ indicates that the element was slightly visible, and X indicates that a considerably large amount of element diffusion was observed.
第３表から、窒化層の窒素濃度Ｃが、原子％で、３％
＜Ａ＜50％の範囲にある場合に、軟磁性膜とフェライト
との間の拡散が非常に少なくなっていることが分かる。 From Table 3, the nitrogen concentration C of the nitrided layer is 3% in atomic%.
It can be seen that the diffusion between the soft magnetic film and the ferrite is very small when <A <50%.
なお、第１の実施例に於いて軟磁性膜13はCoNbZr,FeA
lSiまたはFeNbNとしたが、Co−Ｍ（Ｍ＝Nb,Ta,Zr,Ti,H
f,B,Si,Ga）等の他のCo系アモルファスやFe−Ｍ−Si
（Ｍ＝Al,Ga,Ru）等のセンダスト系合金あるいはFe−Ｍ
（Ｍ＝Ti,Zr,B,Hf,Nb,Ta,Al,Mo）、Fe−Ｍ−Ｃ（Ｍ＝T
I,Zr,Hf,V,Nb,Ta）、Fe−Ｎ等の他の鉄基合金でもよ
い。また第2,第３の実施例でも、軟磁性膜13はCoNbZrと
したが、同様に他の軟磁性膜でもよい。In the first embodiment, the soft magnetic film 13 is made of CoNbZr, FeA.
lSi or FeNbN, but Co-M (M = Nb, Ta, Zr, Ti, H
f, B, Si, Ga) and other Co-based amorphous and Fe-M-Si
(M = Al, Ga, Ru) Sendust alloy or Fe-M
(M = Ti, Zr, B, Hf, Nb, Ta, Al, Mo), Fe-MC (M = T
Other iron-based alloys such as I, Zr, Hf, V, Nb, and Ta) and Fe-N may be used. In the second and third embodiments, the soft magnetic film 13 is made of CoNbZr. However, other soft magnetic films may be used.
発明の効果 以上のように本発明は、窒素を含む軟磁性膜を、フェ
ライトコアのギャップ部に配したMIGタイプのヘッドに
おいて、軟磁性膜がフェライトと接する界面近傍に、フ
ェライト側から順に、窒素を含む軟磁性膜の層、窒素を
含まない軟磁性膜の層、窒素を含む軟磁性膜の層の３層
を設け、その上に単一の軟磁性膜を配することにより、
既に実用化されている高飽和磁束密度，高透磁率の金属
磁性膜をそのまま、単純な構造で生産性に富む平行ギャ
ップ型MIGヘッドに応用し、しかも疑似ギャップのほと
んど生成しない磁気ヘッドを提供することができる。As described above, the present invention provides a MIG type head in which a soft magnetic film containing nitrogen is disposed in a gap portion of a ferrite core. By providing three layers of a soft magnetic film layer containing, a soft magnetic film layer containing no nitrogen, and a soft magnetic film layer containing nitrogen, and disposing a single soft magnetic film thereon,
Providing a magnetic head with a simple structure and high productivity of a parallel gap type MIG head that uses a metal magnetic film with a high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability that has already been put into practical use, and has almost no pseudo gap. be able to.
第１図は本発明の窒素を含まない軟磁性膜をフェライト
コアのキャップ部に配したMIGタイプの磁気ヘッドの磁
気記録媒体との摺動面のギャップ近傍を示した平面図、
第２図は参考例の窒素を含む軟磁性膜をフェライトコア
のキャップ部に配したMIGタイプの磁気ヘッドの磁気記
録媒体との摺動面のギャップ近傍を示した平面図、第３
図は従来の高飽和磁束密度，高透磁率の金属磁性層をそ
のままフェライトコアのキャップ部に配したMIGタイプ
の磁気ヘッドの磁気記録媒体との摺動面のギャップ近傍
を示した平面図、第４図は窒素を含まない軟磁性膜をそ
の窒化層１層のみを介して、フェライトコアのキャップ
部に配したMIGタイプの磁気ヘッドの磁気記録媒体との
摺動面のギャップ近傍を示した平面図である。 11……メインギャップ、12……フェライトコア、13……
軟磁性膜、14……窒化層、15……非窒化層、16……モー
ルドガラス。FIG. 1 is a plan view showing the vicinity of a gap on a sliding surface between a magnetic recording medium of a MIG type magnetic head in which a nitrogen-free soft magnetic film of the present invention is disposed on a cap portion of a ferrite core,
FIG. 2 is a plan view showing the vicinity of a gap on a sliding surface of a MIG type magnetic head in which a nitrogen-containing soft magnetic film of a reference example is disposed on a cap portion of a ferrite core with a magnetic recording medium.
The figure is a plan view showing the vicinity of a gap on the sliding surface of a conventional MIG type magnetic head in which a metal magnetic layer having a high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability is directly disposed on a cap portion of a ferrite core with a magnetic recording medium. FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of a gap of a sliding surface of a magnetic recording medium of a MIG type magnetic head in which a soft magnetic film containing no nitrogen is disposed on a cap portion of a ferrite core via only one nitride layer. FIG. 11 ... Main gap, 12 ... Ferrite core, 13 ...
Soft magnetic film, 14 ... nitride layer, 15 ... non-nitride layer, 16 ... mold glass.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−238606（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−208811（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315109（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-3-238606 (JP, A) JP-A-2-208811 (JP, A) JP-A-1-315109 (JP, A)
Claims (4)
に配したMIGタイプのヘッドにおいて、軟磁性膜がフェ
ライトと接する界面近傍に、フェライト側から順に、窒
素を含む軟磁性膜の層、窒素を含まない軟磁性膜の層、
窒素を含む軟磁性膜の層の３層を設け、その上に単一の
軟磁性膜を配することを特徴とする磁気ヘッド。In a MIG type head in which a soft magnetic film is disposed in a gap portion of a ferrite core, a layer of a soft magnetic film containing nitrogen is disposed in order from the ferrite side near an interface where the soft magnetic film contacts the ferrite. A layer of a soft magnetic film containing no
A magnetic head comprising three layers of a soft magnetic film containing nitrogen, and a single soft magnetic film disposed thereon.
層の厚さＢが、それぞれ 50Å＜Ａ＜1000Å 50Å＜Ｂ＜1000Å 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 method according to claim 1, wherein the thickness A of the layer containing nitrogen and the thickness B of the layer not containing nitrogen are respectively 50 ° <A <1000Å 50Å <B <1000Å. Magnetic head.
ド。3. The magnetic head according to claim 1, wherein the nitrogen concentration C of the layer containing nitrogen is 3% <C <50% in atomic%.
層の厚さＢが、それぞれ 50Å＜Ａ＜1000Å 50Å＜Ｂ＜1000Å であり、かつ窒素を含む層の窒素濃度Ｃが、原子％で、 ３％＜Ｃ＜50％ であることを特徴とする請求項（１）記載の磁気ヘッ
ド。4. The thickness A of the layer containing nitrogen and the thickness B of the layer not containing nitrogen are 50 ° <A <1000Å 50 ° <B <1000Å, respectively, and the nitrogen concentration C of the layer containing nitrogen is 3. The magnetic head according to claim 1, wherein 3% <C <50%.
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