JP2625888B2 - 複合磁気ヘッド - Google Patents

複合磁気ヘッド

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JP2625888B2 JP63127942A JP12794288A JP2625888B2 JP 2625888 B2 JP2625888 B2 JP 2625888B2 JP 63127942 A JP63127942 A JP 63127942A JP 12794288 A JP12794288 A JP 12794288A JP 2625888 B2 JP2625888 B2 JP 2625888B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合磁気ヘッドに関し、特に主コア部の材料
として軟磁性の磁性金属薄膜を、補助コア部の材料とし
て酸化物磁性材料を用い、高周波記録・再生に適する複
合磁気ヘッドに関する。
〔従来の技術〕
近年、磁気記録の分野においては、記録信号の高密度
化が進行しており、高い抗磁力と残留磁束密度を有する
磁気記録媒体が使用されるようになっている。これに伴
って、磁気ヘッドのコア材料には高い飽和磁束密度およ
び透磁率を有することが要求されている。
このコア材料としては一般的に酸化物磁性材料が用い
られ、なかでもフェライトが最も広く使用されている
が、上述の要求に対応するためには飽和磁束密度がまだ
不足している。そこで、磁気ヘッドを補助コア部、およ
び該補助コア部に積層され磁気ギャップ部に臨んで形成
される主コア部の二部分から構成し、上記補助コア部の
材料としてフェライト等の酸化物磁性材料、上記主コア
部の材料として高飽和磁束密度を有する軟磁性合金を使
用した、いわゆるメタル・イン・ギャップ型の複合磁気
ヘッドが以前から提案されている。ここで上記主コア部
は、軟磁性合金からなる磁性金属薄膜として形成されて
いる。このような複合磁気ヘッドは、既に一部の消去用
ヘッドに採用されている。
ところで、このようなメタル・イン・ギャップ型の複
合磁気ヘッドにおいては、再生信号の周波数特性が周期
的に変動する、いわゆるうねりが観測されていた。これ
は、複合磁気ヘッドの製造工程において不可欠なガラス
融着工程時の高温加熱により、上記磁性金属薄膜と酸化
物磁性材料とがその界面において反応し、著しく透磁率
の低下した領域、すなわち反応層が形成されるためであ
る。上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との界面の
一部が上記磁気ギャップの近傍において該磁気ギャップ
と略平行に形成されている複合磁気ヘッドにおいては、
この反応層は疑似ギャップとして作用する。このような
疑似ギャップが形成されると、本来の磁気ギャップを通
過する磁束と干渉を起こして疑似信号を生成し、再生出
力のS/N比を低下させる。このような欠点が、複合磁気
ヘッドの記録・再生兼用ヘッドとしての実用化を妨げる
原因となっていた。
この反応層の形成を防止するため、本発明者らは先
に、窒化ケイ素,酸化ケイ素等を使用した窒化物薄膜あ
るいは酸化物薄膜を上記界面に下地層として設ける技術
を提案している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところでメタル・イン・ギャップ型の複合磁気ヘッド
においては、その構造上、磁束はほぼ磁性金属薄膜をそ
の膜厚方向に貫通するように通過する。したがって、従
来提案されている窒化物薄膜あるいは酸化物薄膜のよう
に透磁率の極めて小さい非磁性材料を下地層に使用する
と、これらが大きな磁気抵抗として作用し、再生効率を
低下させることがわかってきた。
そこで本発明は、下地層の材料を適切に選ぶことによ
り、大きな磁気抵抗を発生しない複合磁気ヘッドの提供
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上述のかかる目的を達成すべく提案されたも
のである。すなわち、本発明は、少なくとも一方の磁気
コア半体が酸化物磁性材料と磁性金属薄膜により構成さ
れる一対の磁気コア半体が突き合わされ、上記磁性金属
薄膜の突き合わせ面に磁気ギャップが形成されてなる複
合磁気ヘッドであって、上記磁性金属薄膜と上記酸化物
磁性材料との界面の一部が上記磁気ギャップの近傍にお
いて該磁気ギャップと略平行であり、上記磁性金属薄膜
が、Fe−Ga−Si系合金のFeの一部をCo,Ni,Ruのうちの少
なくとも1種によって置換した合金からなり、上記磁性
金属薄膜と上記酸化物磁性材料との間に、耐蝕性金属を
含有する磁性下地層が配されており、上記磁性下地層の
膜厚が、上記磁性金属薄膜の膜厚の半分以下であり、上
記磁性下地層が、V,Cr,Ru,Rh,Pd,Hf,Ta,W,Ptのうちの少
なくとも1種を含有することを特徴とするものである。
〔作用〕
いま、複合磁気ヘッドのギャップ近傍において透磁率
μの磁性金属薄膜と透磁率 の下地層が設けられており、全磁束は磁性金属薄膜と下
地層を垂直に貫通するものと仮定すると、膜厚方向で測
定される実効透磁率は次式により簡単に計算される。
ここで、上記tは下地層と磁性金属薄膜の合計の膜厚
(以下、全厚と称する。)、上記fは下地層の膜厚であ
る。たとえば、全厚を4μmに固定し、下地層の透磁率 と膜厚f,および磁性金属薄膜の透磁率μを種々に変化さ
せて実効透磁率を計算した結果を第1図ないし第3図
に示す。第1図は であって下地層が実質的に非磁性とみなされる場合、第
2図は 、第3図は の場合に相当し、各場合について磁性金属薄膜の透磁率
μを100,200,500,1000,2000と変化させた。図中、縦軸
は実効透磁率、横軸は下地層の膜厚f(Å)をそれぞ
れ表す。第1図をみると、たとえば磁性金属薄膜がμ=
2000という高い透磁率を有していても、透磁率の極めて
低い材料が下地層に使用されていると、該下地層の膜厚
fが100Å程度であっても実効透磁率は約333と大幅に
低下してしまうことがわかる。同一の下地層の膜厚fに
ついて比較してみると、磁性金属薄膜の透磁率μが高い
ほど実効透磁率の低下の度合が大きく、これらは全て
下地層の膜厚fが増加するにつれて一定の値へ収束する
傾向を有する。さらに、第1図を第2図および第3図と
比較すると、下地層の透磁率 が大きくなるほど膜厚fの増加に伴う実効透磁率の減
少が抑制されている。したがって、実効透磁率を低下
させないためには、ある程度の磁性を有する下地層(以
下、磁性下地層と称する。)が適当な膜厚の範囲で形成
されることが有効うであることがわかる。
本発明にかかる複合磁気ヘッドにおいては、磁性金属
薄膜と酸化物磁性材料との間に耐蝕性金属を含有する磁
性下地層が配されているので、ガラス融着等の熱処理を
経た場合にも上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料と
の間に反応が起こらず、したがって疑似ギャップの発生
を抑制することができる。また下地層自身が磁性を有す
るために、複合磁気ヘッドの実効透磁率が低下すること
もない。
〔実施例〕
以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しな
がら説明する。
本実施例は、補助コア部の材料となる酸化物磁性材料
としてMn−Zn系フェライトを、主コア部となる磁性金属
薄膜に使用される軟磁性合金としてFe−Ga−Si−Ru系合
金を、また磁性下地層の材料としてFe−Ru−Si系合金を
使用した複合磁気ヘッドの例である。
以下、本実施例にかかる複合磁気ヘッドの構成を第4
図および第5図を参照しながら説明する。
まず第4図に、いわゆるメタル・イン・ギャップ型の
複合磁気ヘッドの外観を示す。このような複合磁気ヘッ
ドは、記録媒体対接面(1)の中央に位置する磁気ギャ
ップ(2)を境として左右別々の磁気コア半体(I),
(II)として作成され、最後にガラス融着等により該磁
気コア半体(I),(II)が対向して接合される。上記
磁気コア半体(I),(II)の少なくとも一方には、コ
イルを巻装するための巻線溝(13)が穿設されている。
第5図は、この複合磁気ヘッドを記録媒体対接面
(1)から見た拡大図である。各磁気コア半体(I),
(II)はMn−Zn系フェライトからなる補助コア部
(3),(4)とFe−Ga−Si−Ru系合金からなる主コア
部である磁性金属薄膜(5),(6)とに大別され、上
記補助コア部(3),(4)と上記磁性金属薄膜
(5),(6)との間にはFe−Ru−Si系合金からなる磁
性下地層(7),(8)がそれぞれ形成されている。上
記磁気ギャップ(2)の両端にはトラック幅TWを規制す
るための略円弧状の切溝(9),(10)が設けられてお
り、該切溝(9),(10)には磁気記録媒体との当たり
特性を確保するとともに磁気記録媒体の摺接による偏摩
耗を防止するためにガラス等の非磁性材料が充填され、
ガラス充填層(11)となっている。さらに本実施例にか
かる複合磁気ヘッドにおいては、上記磁性金属薄膜
(5),(6)の中で磁気ギャップ(2)が形成される
部分、および該磁性金属薄膜(5),(6)とガラス充
填層(11)との界面となる部分に酸化シリコン層が(1
2)が被着形成されており、ギャップ・スペーサーとし
て機能するようになっている。ここで、酸化シリコン層
(12)を使用せずに、融着ガラスをギャップ・スペーサ
ーとして使用しても良い。
上述のような複合磁気ヘッドの構成においては、上記
磁性金属薄膜(5),(6)が上記切溝(9),(10)
に沿い、かつ磁気ギャップ(2)を囲むように形成さ
れ、磁気ギャップ(2)へ向かって収束する形状を有し
ているので、磁束を集中的に該磁気ギャップ(2)へ導
くことができる。
上記磁性金属薄膜(5),(6)としては、上述のFe
−Ga−Si−Ru系合金以外にも、Fe−Ga−Si系合金のFeの
一部をCo,Ni,Ruのうちの少なくとも1種によって置換し
た合金からなるあ、軟磁気特性に優れた結晶質軟磁性合
金材料を使用することができる。
ここで、Fe−Ga−Si系合金の組成は次式 FexGaySiz (ただし、式中のx,y,zは各元素の組成を原子%で表
す。) で表され、その組成範囲は 68≦x≦84 1≦y≦23 6≦z≦31 であることが望ましい。
そして、本発明では、上記合金の耐蝕性,耐磨耗性を
向上させるために、例えばFeの15原子%までを、Co,Ni,
Ruのいずれか、あるいはこれらの組み合わせにより置換
する。本実施例において使用したFe−Ga−Si−Ru系合金
は、Ruで置換した場合に相当している。実際に適用して
好結果をもたらした典型的な組成としては、Fe74Ga9Si8
Ru9等が挙げられる。
また、上記磁性下地層(7),(8)は本発明におい
て従来の反応防止層に代わって提案されるものであり、
その材料は、1)フェライト等の補助コア部の材料と反
応しにくいこと、2)透磁率が1より大きいこと、およ
び3)主コア部中に拡散しにくく、また拡散しても主コ
ア部の軟磁気特性を阻害しないこと等の要件を考慮して
選択される。上記要件2)からも明らかなように、この
磁性下地層(7),(8)の材料はある程度の磁性を有
するものではあるが、上述の磁性金属薄膜(5),
(6)の材料が軟磁気特性に主眼を置いて選ばれるのに
対し、該磁性下地層(7),(8)の材料はむしろ反応
防止効果や低拡散性に主眼を置いて選ばれるべきもので
ある。例えばFe−Ga−Si系合金を磁性金属薄膜(5),
(6)に使用した場合はGaが拡散し易いため、磁性下地
層(7),(8)にはGaを含有しない材料が好ましい。
上述の要件を満たす材料としては、V,Cr,Ru,Rh,Pd,H
f,Ta,W,Pt等の耐蝕性金属を含有する磁性金属もしくは
合金を使用することができる。これら磁性金属もしくは
合金中に占める耐蝕性金属の割合は1〜30原子%に選ば
れる。1原子%未満では磁性金属薄膜と酸化物磁性材料
との間の反応を十分に防止することができず、また30原
子%を越えると透磁率が1より小さくなってほぼ非磁性
に近くなる虞れがある。本実施例においては、Fe80Ru10
Si10合金を使用して好結果を得た。
また、上記磁性下地層の膜厚は、反応防止効果を生じ
る約100Åから、主コア材の膜厚の半分程度までが許容
される。磁性下地層の透磁率は一般的には5〜30程度で
十分であるので、上記耐蝕性金属の割合や磁性下地層の
膜厚は所望の特性に応じて適宜選択すれば良い。
なお、上記磁性金属薄膜(5),(6)および磁性下
地層(7),(8)は、各種スパッタリング、イオン・
プレーティング、真空蒸着法、クラスター・イオン・ビ
ーム蒸着法等の従来公知の方法により形成することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明にかかるメ
タル・イン・ギャップ型の複合磁気ヘッドにおいては耐
蝕性金属を含有する磁性下地層が使用されているので、
複合磁気ヘッドの実効透磁率を低下させることなく酸化
物磁性材料と磁性金属薄膜の界面における反応層の形成
を抑制することができる。
したがって、本発明によれば、記録・再生効率に優
れ、特に再生時の周波数特性にうねりのない複合磁気ヘ
ッドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は下地層の透磁率が複合磁気ヘッド
の実効透磁率に及ぼす影響を計算した結果を示す特性図
であり、第1図は下地層の透磁率が1である場合、第2
図は下地層の透磁率が5である場合、第3図は下地層の
透磁率が100である場合をそれぞれ表す。第4図は本発
明が適用される複合磁気ヘッドの一例を示す概略斜視
図、第5図はその磁気記録媒体対接面を示す要部拡大平
面図である。 1,II……磁気コア半体 2……磁気ギャップ 3,4……補助コア部 5,6……磁性金属薄膜 7,8……磁性下地層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿蘇 興一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−279404(JP,A) 特開 昭64−1110(JP,A) 特開 平1−223606(JP,A) 特開 昭60−57512(JP,A) 特開 昭61−34707(JP,A) 特開 昭63−39106(JP,A) 特開 昭62−139846(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物磁
    性材料と磁性金属薄膜により構成される一対の磁気コア
    半体が突き合わされ、上記磁性金属薄膜の突き合わせ面
    に磁気ギャップが形成されてなる複合磁気ヘッドであっ
    て、 上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との界面の一部
    が上記磁気ギャップの近傍において該磁気ギャップと略
    平行であり、 上記磁性金属薄膜が、Fe−Ga−Si系合金のFeの一部をC
    o,Ni,Ruのうちの少なくとも1種によって置換した合金
    からなり、 上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との間に、耐蝕
    性金属を含有する磁性下地層が配されており、 上記磁性下地層の膜厚が、上記磁性金属薄膜の膜厚の半
    分以下であり、 上記磁性下地層が、V,Cr,Ru,Rh,Pd,Hf,Ta,W,Ptのうちの
    少なくとも1種を含有すること を特徴とする複合磁気ヘッド。
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