JP2633907B2

JP2633907B2 - 磁気ヘッドおよびその製造方法

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Publication number: JP2633907B2
Application number: JP63112434A
Authority: JP
Inventors: 茂一大友; 直樹小山; 登行熊坂; 武夫山下; 忍佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JPH01285009A

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およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、VTR装置などの磁気記録装置に用いられる磁気
ヘヅドとして、特開昭57−53819号明細書等に開示され
ている磁気ヘツドが用いられている。これらの磁気ヘツ
ドは、第２図に示すように、強磁性材料からなる磁気コ
ア半体10および10′をギヤツプ材11を介して接合一体化
したものであり、巻線窓12にコイル13を巻装し、これに
信号電流を流すことによつて記録・再生を行う構成とな
つている。トラツク幅規制溝にはガラスなどの充填材14
を充填している。

このような磁気ヘツドは記録再生特性に優れたヘツド
であるが、さらに記録再生効率を向上するためには、以
下のような問題があつた。すなわち、効率を高めるため
には、巻線窓12を周回する磁路長を短かくし、磁気抵抗
を減少する必要があるが、上記ヘツドでは、磁気コア半
体10,10′を接合一体化した後に巻線窓12にコイル13を
巻装するために、巻線窓12をある限度以下に小さくする
ことが出来ず、従つて磁路長を短かく出来ないという問
題がある。上記磁気ヘツドの巻線の窓の大きさは巻数に
よつても異なるが、例えば巻線径30μm,巻数20回の場
合、巻線窓を周回する磁路長は2mm以上とすることが必
要であり、これより巻線窓を小さくした場合にはコイル
を巻装することが困難になるという問題があつた。

上記問題を解決し、コイルを小さな空間に形成して磁
路長を低減した磁気ヘツドとして、第３図に示したよう
に、基板15の上に磁極16およびコイル17を薄膜作製法お
よび薄膜加工法によつて形成，整形した磁気ヘツドが知
られている。このヘツドでは巻線を薄膜作製法および薄
膜加工法で形成するため、微細なパターンが加工出来、
短かい距離に多数の巻線を形成出来るため磁路長を短か
く出来る。しかし、磁極の形成，加工にも薄膜作製法お
よび薄膜加工法を用いるため、磁気ヘツド製造のための
工程数が多くなり、生産性が低下するという問題があつ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる問題を解決するために、あらかじめ微小な巻線
窓を形成した磁気コア半体と、薄膜作製法および薄膜加
工法により作製した微小な薄膜コイルを用意し、これら
を組合わせた後磁気コア半体同士を接合一体化すると構
造した磁気ヘツドが特開昭58−137125号明細書に述べら
れている。すなわち、この明細書には第４図に示すよう
に巻線作業を簡便にするために、渦巻型の導体パターン
18が複数個印刷配線されたプリント板19を各導体パター
ン同士が重なり合うように折り曲げ、これをコア半体1
0,10′に貫通させ磁気ヘツドのコイルとすることが述べ
られている。

また、実開昭58−101315号明細書には、第５図に示す
ように、（イ）において磁気ヘツドの巻線窓に、可撓性
の絶縁フイルム20上に形成された導体パターン18を挿入
し、（ロ）において破線部で導体同志を接続してコイル
を形成することが述べられている。しかし、これらの例
では、いずれも基体となる絶縁性のフイルム上に巻線を
形成し、該巻線を絶縁性フイルムとともに巻線窓に挿入
するために、基体となる絶縁性フイルムを含めた巻線の
大きさが大きくなり、磁路那賀が十分に小さくならない
という問題がある。

また、上記のように絶縁性のフイルムを基体とした薄
膜コイルを用いた場合には、以下のような問題を生ず
る。すなわち、第２図に示すようなVTR用ヘツドを作製
する場合には磁気コア半体を接合一体化する工程でガラ
ス接合を行なうのが一般的である。上記接合一体化の工
程に樹脂等の有機接着剤を用いた場合には、磁気コア半
体の接合強度が小さいためヘツドがこわれやすい、空気
中の水分が有機接着剤に吸収されて膨潤を生じ、ギヤツ
プ長が変動する、等の問題を生ずる。上記のように磁気
コア半体の接合一体化の工程にガラス接合を行う必要が
あるが、この際に少なくとも400℃以上の高温に加熱す
る必要がある。一方、上記の薄膜コイルの基体となる絶
縁性フイルムは、ポリエステル等の有機物から成つてお
り、これは400℃以上に加熱した場合には変形，分解す
るために、ガラス接合工程のように高温加熱を行う。工
程には耐えることが出来ない。

本発明は、微小な巻線窓を形成した磁気コア半体と微
小な薄膜コイルを組合わせた後、磁気コア半体同士を接
合一体化するヘツドにおいて、前述の如き従来技術の問
題点を解消することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明では磁気ヘツド
コアと組合わせて用いる薄膜コイルの基体を、薄膜コイ
ル形成後に除去し、基体のない薄膜コイルと磁気ヘツド
コア半体を組合わせた後、磁気ヘツドコア半体同士を接
合一体化し、磁気ヘツドとする。上記のように薄膜コイ
ルの基体を取除くことにより、薄膜コイルを挿入すべき
巻線窓を小さくすることが出来、磁路長を低減し、記録
再生効率を向上することが出来る。

〔作用〕

本発明の薄膜コイルの基体としてはポリエステル，ポ
リイミド系等の有機物フイルムを用いることが出来る。
また、Si,セラミツクス等の基板上にレジスト等の有機
溶剤によつて溶解する有機物層を設け、さらにこの上に
薄膜コイルを形成することが出来る。これらの薄膜コイ
ルの基体となる有機物フイルムまたは有機物層は、有機
溶剤で溶解するか、あるいは酸素プラズマ中で酸化除去
し、基体のない薄膜コイルのみを取出すことが出来る。
上記の基体を除去する工程は、磁気ヘツドコア半体と薄
膜コイルとを組合わせる工程の前に行つてもよいが、上
記工程の後に基体を除去する工程を行つたほうが磁気ヘ
ツドコア半体と薄膜コイルの組合わせ工程において、薄
膜コイルの取扱いが容易であり、生産性に優れるという
利点がある。

本発明において、薄膜コイル作製方法として導体膜を
形成した後この上にレジストのパターンを形成し、さら
にウエツトエツチング，イオンミリング，プラズマエツ
チング等により導体のパターンニングを行う方法、およ
び導体上にレジストのパターンを形成し、レジストパタ
ーンの凹部に蒸着またはメツキなどにより導体を形成す
る方法等がある。本発明に用いる薄膜コイルの製造に
は、上記のいずれの方法も用いることが出来る。

本発明に用いる薄膜コイルの導体としては、Cu,Al等
を用いる。これらは耐熱性、強度を向上するために、微
量の不純物を添加する場合がある。また密着性を改善し
あるいはガラスとの反応を防ぐために、導体の表面にCr
膜を形成する場合がある。薄膜コイルの表面には無機物
の絶縁層を形成する。この絶縁層としては、SiO₂,SiO,A
l₂O₃等の酸化物を用いることができる。上記酸化物層は
スパツタリング法、CVD法（気相成長法）等により形成
することが出来る。また、有機溶媒等にSiの水酸化物を
溶解した液（いわゆる塗布型SiO₂液）中に上記薄膜コイ
ルを浸漬し、乾燥することにより薄膜コイル表面にSiO₂
等の酸化物絶縁層を形成することも出来る。

〔実施例〕

次に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１第１図は、本発明の磁気ヘツドの一実施例を示したも
のである。第１図（イ）のように、本発明の磁気ヘツド
では、強磁性体からなる磁気コア半体10に形成した微小
な巻線窓12に、基体を除去した薄膜コイル17を組み合わ
せ、第１図（ロ）のように磁気コア半体10,10′をギア
ツプ材11を介し、ガラス等の接合材21を用いて接合一体
化する。薄膜コイル17の表面にはSiO₂等の酸化物層によ
り絶縁を施す。薄膜コイルの端子部22からは上記酸化物
層を除去する。本実施例のように、磁気コア半体に設け
た微小な巻線窓に、基体を除去した薄膜コイルを組合わ
せることにより、ガラスを用いた高温での接合が可能と
なり、さらに磁路長を短縮した高効率の磁気ヘツドの得
ることが出来る。

第６図は、本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄
膜コイルの製造方法を示したものである。

第６図（イ）において、ポリエステル，ポリイミド等
の有機物フイルム23上に、コイルのリード線24と形成す
る。リード線24の形成方法としては、Cu等の導体膜を形
成した後、リード線として残すべき部分をレジスト膜等
で保護し、その他の部分をイオンミリング法，リアクテ
イブイオンビームエツチング法，プラズマエツチング
法，ウエツトエツチング法等で除去する方法がある。ま
た、上記フイルム上にレジストを塗布してリード線とな
るべき部分のレジストを除去し、除去部分にCu等の導体
膜をリフトオフ法，メツキ法等で形成してリード線とす
ることが出来る。次にリード線24の上にSiO₂,Al₂O₃等の
絶縁膜を形成し、上述のイオンミリング法，リアクテイ
ブイオンビームエツチング法，プラズマエツチング法，
ウエツトエツチング法等によりリード線とコイルとを接
続するためのスルーホールを形成する。

次に第６図（ロ）において薄膜コイル25を、上述のイ
オンミリング法，リアクテイブイオンビームエツチング
法，プラズマエツチング法，ウエツトエツチング法、あ
るいはシフトオフ法，メツキ法等で形成する。

次に第６図（ハ）において、上記の有機物フイルムを
ヒドラジン等の溶剤で除去し、薄膜コイルとそのリード
線部分のみを取り出す。この薄膜コイルにおいて、個々
の薄膜コイルがばらばらになるのを防ぐためにフレーム
26を付けると取扱いが容易となり、生産性が向上するた
め好ましい。次に第６図（ニ）において端子部27を除い
て、薄膜コイル表面に絶縁層を施す。本実施例において
は、端子部27を除いて、薄膜コイルを塗布型SiO₂の溶液
に浸漬し、乾燥して、薄膜コイル表面にSiO₂等の無機物
絶縁層36を形成する。

次に第６図（ホ）において、あらかじめ形成した磁気
コア半体ブロツク28の後部コンタクト部29が、薄膜コイ
ルの中央孔30に貫通するように設置する。次に第６図
（ヘ）において、もう一方の磁気コア半体ブロツク28′
を、トラツク幅が一致するように合わせ、ガラス等の接
合材31を用いて加熱・溶融・固着させ、接合ブロツク32
とする。次いで、第６図（ヘ）の破線部を切断して第１
図に示したと同様の磁気ヘツド33を得る。

本実施例のように、基体となる有機物フイルムを除去
した薄膜コイルを用いることにより、微小な巻線窓34に
コイルを装着でき、磁路長が短かく、記録再生効率の優
れた磁気ヘツドを得ることが出来る。また有機物フイル
ムを除去するため、ガラス等の高温で加熱する結合材を
使用できるため、ギヤツプ長が経時変化せず、また破壊
強度も高い磁気ヘツドを得ることが出来る。本実施例の
製造方法は、多数個の磁気ヘツドコア半体を含む磁気ヘ
ツドコア半体ブロツク28と、１つのフレームに多数個の
薄膜コイルを接続した薄膜コイル集合体35を組合わせる
ことにより、多数個の磁気ヘツドを同時に得ることが出
来るため、量産性に優れている。

実施例２本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄膜コイルの
製造方法の他の例を第７図に示した。本実施例では、薄
膜コイル表面の絶縁層形成法として、第６図（ニ）に示
した塗布型SiO₂を用いる替りに、スパツタリング等の薄
膜形成法による作製した絶縁層を用いる。

すなわち第７図（イ）において、有機物フイルム23の
上に、SiO₂,Al₂O₃等の無機物絶縁層36を所定のパターン
に形成する。次いで第７図（ロ）において、この上に第
６図（イ）の方法と同様にリード線24を形成し、さらに
第６図（ロ）の符号25と同様に薄膜コイルを形成する。
次いで第７図（ハ）において、端子部27以外のコイル表
面に、SiO₂,Al₂O₃等の無機物絶縁層36を形成する。次い
で第６図（ハ）と同様に、有機物フイルム23を除去して
薄膜コイル集合体35を取出し、さらに第６図（ホ），
（ヘ）と同様に磁気ヘツドコア半体ブロツクと組合せて
磁気ヘツドとする。

実施例３本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄膜コイルの
製造方法の他の例を第８図に示した。本実施例では、S
i,ガラス，セラミツクス，金属板等の基板37の上に、有
機物フイルム23を形成し、さらにこの上に実施例１およ
び２で述べたと同様の方法により薄膜コイルおよび磁気
ヘツドを作製する。本実施例に用いる有機物フイルム
は、基板上にポリイミド系樹脂等を塗布し、加熱硬化さ
せて得ることが出来る。また、環化ゴム系レジスト用樹
脂等を塗布し、硬化して用いることが出来る。これらの
有機物フイルムは、薄膜コイル形成後、ヒトラジン、あ
るいはフエノール系レジスト除去液等の溶剤を用いて溶
解し、薄膜コイルのみを取出すことが出来る。本実施例
のように、有機物フイルムの下に固い基板を用いること
により、可撓性の高い有機物フイルムのみの場合にはコ
イルや絶縁層形成の際に生じやすいフイルムのたわみ、
曲がりが改善でき、薄膜コイルを作製しやすいという利
点がある。

実施例４本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄膜コイルの
製造方法の他の例を第９図に示した。本実施例では、実
施例３に述べたと同様の方法により、第９図（イ）にお
いて、基板37上に有機物フイルム23を形成し、さらに絶
縁層36を付着した薄膜コイル集合体35を形成する。次
に、第９図（ロ）の断面図のように、薄膜コイルを基板
につけたまま裏返しし、磁気ヘツドコア半体ブロツク28
の後部コンタクト部29を、薄膜コイルの中央孔30に貫通
させる。この後、有機物フイルム23を有機溶媒で溶解
し、基板37と薄膜コイルを分離する。その後、第６図
（ヘ）と同様にもう一方の磁気ヘツドコア半体ブロツク
28´と結合一体化し、磁気ヘツドを得る。

本実施例では、薄膜コイルを基板から分離する前に磁
気コア半体ブロツクに組合せるため、位置合わせが確実
であり、基板から分離した時に薄膜コイルのそり，曲が
りが生ずる場合にも、コイルと磁気コアの組合わせを容
易に行うことが出来る。なお、本実施例では第６図，第
７図に示したフレーム26は必要でないため取除いてい
る。

本実施例において、第９図（イ）に示した基板上に形
成した薄膜コイルの代りに、第７図（ハ）に示したよう
に、有機フイルムの上に形成した薄膜コイルを用い、有
機フイルムを溶解する前に、有機フイルムと薄膜コイル
を裏返して、第９図（ロ）に述べたと同様に、第９図
（ハ）のように薄膜コイルと磁気コア半体ブロツクを組
合わせ、その後有機溶媒により有機フイルムを溶解する
ことも出来る。本方法によれば、透明な有機フイルムを
用いることにより、磁気コア半体ブロツクとの位置合わ
せが容易となり、作業性が向上する。また、本方法の場
合には、除去すべき有機フイルムが表面に出ているた
め、溶剤で除去しやすいという利点がある。また、溶剤
による除去以外にも、酸素プラズマ中で有機フイルムを
配下し、除去することもできる。この場合には有機溶剤
を用いる場合に比較して、ゴミや異物が磁気コアに付着
することが少ないという利点がある。

実施例５本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄膜コイルの
製造方法のもう一つの例を第10図に示す。本実施例て
は、第10図（イ）のように基板37と有機フイルム23との
間に第２の有機物フイルム38を設けている。この後、第
２の有機物フイルム38のみを溶解する溶媒を用いて基板
37と薄膜コイルの形成された有機物フイルム23を分離す
る。その後、第９図（ハ）に述べたと同様の方法により
有機物フイルム23を除去して、磁気ヘツドを作製する。
本実施例において、例えば有機物フイルム23としてポリ
イミド樹脂，第２の有機物フイルム38として環状ゴム系
レジスト樹脂を用い、第２の有機物のフイルムの溶剤と
してフエノール系レジスト除去液，有機物フイルム23の
溶剤としてヒドラジンなどの塩基性溶液を用いることが
出来る。これらの有機フイルムはアセトンには不溶であ
るため、コイル形成等に用いるレジストの除去にアセト
ン等の有機溶媒を用いても問題はない。本実施例によ
り、固い基板で支持された有機フイルム上に薄膜コイル
を形成するために、薄膜コイル形成工程における作業性
に優れ、また、磁気ヘツド半体コアと薄膜コイルとの組
合わせの工程においては位置合わせが容易になるという
利点がある。

実施例６本発明の磁気ヘツドおよびこれに用いる薄膜コイルの
製造方法のもう一つの例を第11図に示す。本実施例で
は、第９図（イ）に示したと同様に、基板37の上に有機
フイルム23を形成し、この上に薄膜コイル集合体35を形
成する。次に第11図に示したように薄膜コイルが形成さ
れた部分の基板を、プラズマエツチング，ウエツトエツ
チング，リアクテイブイオンビームミリング等の方法に
より除去する。例えば、基板としてSiを用いた場合、フ
ツ酸を用いることにより有機フイルム23を溶かすことが
なく、基板を溶解すること出来る。次に、第９図（ハ）
に示したと同様の方法により、磁気コア半体ブロツクと
薄膜コイルを組合せわせ、次いで有機フイルム23を前記
のように溶媒もしくは酸素プラズマにより除去して、磁
気ヘツドを作製する。

参考例薄膜コイルを形成するための基体を用いない参考例を
第12図に示す。本実施例における薄膜コイルは、導体と
してCuなどの金属シートを用い、これにレジストパター
ンを形成しエツチングする薄膜加工法により、コイルの
形状に加工する。

第12図（イ）において、金属シート46に、SiO₂,Al₂O₃
などの無機物絶縁層36を形成し、次いでリード線とコイ
ルとを接続するためのスルーホール47を含めた所定の形
状に無機絶縁層36の不要部分を除去する。次に第12図
（ロ）においてリード線24を実施例２と同様の方法で形
成する。次いで第12図（ハ）において、金属シート46の
裏面にレジストを形成してパターンニングを行ない、さ
らにレジストにおおわれていない部分を、ウエツトエツ
チング，イオンミリング，リアクテイブイオンビームエ
ツチング，プラズマエツチング等により除去し、破線部
で示された薄膜コイル25を取出す。その後第６図（ハ）
〜（ヘ）に述べたと同様の方法により、薄膜コイル表面
に無機物絶縁層を形成し、磁気ヘツドを組立てる。本実
施例では、金属シートを導体に用いるため、導体厚さを
大きくすることが容易であり、低抵抗のコイルを得やす
いという利点がある。

本発明の磁気ヘツドの１例として第１図に示した磁気
ヘツドを挙げたが、このように磁気コアが強磁性フエラ
イト等の単一の磁性材からなる場合の他に、本発明の磁
気ヘツドに用いる磁気コアとしては強磁性フエライトの
ギヤツプ近傍に、Fe−Al−Si系合金，非晶質合金,Fe−S
i系合金,Fe−Ｃ系合金等の高飽和磁束密度を有する金属
磁性膜を形成した磁気コア、あるいは非磁性基板上に上
記金属磁性膜を形成した磁気コアも用いることが出来
る。

このように金属磁性膜を用いた磁気コアと、本発明の
薄膜コイルを組合わせた磁気ヘツドの例を第13図に示し
た。第13図（ａ）は山形に突出した基板39に金属磁性膜
40を形成した磁気コア半体41,41´を形成し、磁気コア
半体の巻線窓に薄膜コイル43を組合わせた後、結合材44
を用いて、磁気コア半体同志をギヤツプ42を介して接合
一体化し、磁気ヘツドしたものである。摺動面近傍の溝
には充填材45を充填してある。なお結合材44としてガラ
スを用いた場合、充填材45としてはこれと軟化温度が同
じか、あるいは軟化温度の高いガラス、または高耐熱性
のセラミツクス、酸化物等の非磁性材を用いることが出
来る。

第13図（ｂ）は金属磁性膜をギヤツプ面に対して斜め
の面に形成して、磁気ヘツドとした例、同図（ｃ）は、
金属磁性膜を基板上に形成した凹状の溝に埋めるように
形成して、磁気ヘツドとした例である。

このように高い飽和磁束密度を有する金属磁性膜を用
いた磁気コアと、本発明の薄膜コイルを組合わせること
により、記録特性がさらに優れ、磁路長が短いために再
生効率も優れた磁気ヘツドを、生産性高く製造すること
が出来る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の磁気ヘツドにおいて、基
体となる有機フイルムを除去した薄膜コイルと磁気ヘツ
ドコアを組合わせることにより、磁路長が小さく、記録
・再生効率に優れ、かつギヤツプ長の経時変化がなく、
ヘツドの破壊強度が高く、さらに量産性に優れた磁気ヘ
ツドを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第13図は本発明の磁気ヘツドの１実施例を
示す斜視図、第２図は従来の磁気ヘツドの平面図および
正面図、第３図は従来の磁気ヘツドのコイル部断面図お
よび平面図、第４図〜第５図は従来の磁気ヘツドの例を
示す斜視図、第６図〜第12図は本発明の磁気ヘツドおよ
び薄膜コイルの製造方法を示す斜視図および断面図であ
る。 10,10´,41,41´……磁気コア半体、11,42……ギヤツプ
材、12,34……巻線窓、13……コイル、14,45……充填
材、15,37,39……基板、16……磁極、17,25,43……薄膜
コイル、18……導体パターン、19……プリント板、20…
…絶縁フイルム、21,31,44……接合材、22,27……端子
部、23……有機物フイルム、24……リード線、26……フ
レーム、28,28´……磁気ヘツドコア半体ブロツク、29
……後部コンタクト部、30……コイル中央孔、32……結
合ブロツク、33……磁気ヘツド、35……薄膜コイル集合
体、36……無機物絶縁層、38……第２の有機フイルム、
40……金属磁性膜、46……金属シート、47……スルーホ
ール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下武夫東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者佐々木忍東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭59−5413（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−239307（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−197906（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−227208（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−39114（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドコア半体同士をギャッブ材を介
して結合一体化した磁気ヘッドにおいて、該磁気ヘッド
の磁気ギャップ近傍に高飽和磁束密度の金属磁性膜が形
成され、該磁気ヘッドの巻線窓に基体のない薄膜コイル
が挿入されてなることを特徴とした磁気ヘッド。
【請求項２】磁気ヘッドコア半体に形成された巻線窓
に、基体を除去した薄膜コイルを挿入し、その後もう一
方の磁気ヘッドコア半体と前記磁気ヘッドコア半体を組
み合わせて接合一体化することを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項３】磁気ヘッドコア半体に形成された巻線窓
に、基体上に形成された薄膜コイルを挿入し、その後、
前記基体を除去し、さらにもう一方の磁気ヘッドコア半
体と前記磁気ヘッドコア半体を組合わせて接合一体化す
ることを特徴とした磁気ヘッドの製造方法。