JP2850134B2

JP2850134B2 - 磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2850134B2
Application number: JP13646889A
Authority: JP
Inventors: 太起山田; 善人小林; 裕貴保坂
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH031309A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、フロッピーディスク、ハードディスク、各
種磁気テープ等の磁気記録媒体用のメタル・イン・ギャ
ップ（MIG）型の磁気ヘッドの製造方法に関する。

＜従来の技術＞第３図に示されるような、フェライト製の第１および
第２コア１、２の少なくとも一方のギャップ部対向面に
コア１、２よりも飽和磁束密度の高いセンダスト等の磁
性合金薄膜40を有するMIG型磁気ヘッドが知られてい
る。

この磁気ヘッドでは、磁性合金薄膜40から強力な磁束
を磁気記録媒体に印加できるため、高い保磁力を有する
媒体に有効な記録が行える。

そして、MIG型磁気ヘッドの場合、記録・再生感度を
向上させるために、磁性合金薄膜40の保磁力H_cは低いほ
ど好ましく、具体的には２〜3 Oe程度以下であることが
要求される。

一方、磁気ヘッドは、その接着耐久性を向上させるた
め、通常図示のように溶着ガラス３により溶着一体化さ
れ、補強される。

この場合、強固な補強を行うためには、作業温度Twの
高いガラスを用いて高温で溶着する必要がある。

なお、作業温度Twとは、周知のように、ガラスの粘度
が10⁴ポアズとなる温度をいう。

＜発明が解決しようとする課題＞ところで、ガラス溶着の際熱処理を行うと、磁性合金
薄膜40の保磁力H_cが増大する。このため透磁率が低下
し、良好な記録・再生感度を有する磁気ヘッドを得るこ
とは困難である。

特に作業温度Twの高いガラスを用いて、高温で溶着す
るほど保磁力H_cは増大し、例えば、650℃程度以上で溶
着を行うと、磁性合金薄膜40の保持力H_cは3 Oeをこえて
しまう。

本発明の目的は、ガラス溶着等のため熱処理を行って
も保持力H_cが増大しないMIG型磁気ヘッド用磁性合金薄
膜を有し、優れた記録・再生感度と接着耐久性とを有す
るMIG型磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞このような目的は下記の（１）、（２）の本発明によ
って達成される。

（１）下記式で示される原子比組成を有する磁性合金薄
膜を一対のコアの少なくとも一方に設け、この一対のコアを、作業温度Twが600〜750℃の溶着鉛
ケイ酸ガラスにより、550〜800℃の温度で溶着一体化し
て、前記磁性合金薄膜の直流での保磁力Hcを3 Oe以下と
する磁気ヘッドの製造方法。

式 Fe_100-(x+y+z)Si_xAl_yN_z （上式において15≦ｘ≦19、５≦ｙ≦11、0.1≦ｚ≦1.5
である。）（２）Fe、SiおよびAlを含有する合金をターゲットと
し、Ar中にN₂を0.1〜1.5体積％含有する雰囲気下で、ス
パッタリングを行い、上記（１）の磁性合金薄膜を得る
磁気ヘッドの製造方法。

＜作用＞本発明では、磁性合金薄膜を所定の組成とすることに
より、ガラス溶着等の熱処理を行う場合、その保磁力H_c
の増加を低減することができる。

このため保持力H_cの小さいMIG型磁気ヘッド用磁性合
金薄膜を得ることができる。

また、このような所定組成の磁性合金薄膜を有する本
発明の磁気ヘッドは、優れた記録・再生感度を有する。

そして、磁性合金薄膜の熱処理による保磁力H_cの増加
量が小さいため、作業温度Twの高いガラスにより高温で
溶着熱処理を行っても十分小さい保磁力H_cが得られる。

従って磁気ヘッドの強固な補強を行うことができ、信
頼性の高い磁気ヘッドを得ることができる。

＜具体的構成＞本発明のMIG型磁気ヘッドの好適実施例を、第１図お
よび第２図に示す。

第１図に示される磁気ヘッドは、ギャップ部対向面
に、磁性合金薄膜４が形成されている第１コア１と、第
２コア２とを有し、両コアがギャップ５を介して接合さ
れ、溶着ガラス３により溶着一体化されている。

また、第２図に示される磁気ヘッドは、磁性合金薄膜
４を第１コア１、第２コア２の双方のギャップ部対向面
に形成したタイプのものである。

本発明において、コア１、２はフェライトから構成さ
れることが好ましい。

この場合、用いるフェライトに特に制限はないが、Mn
−ZnフェライトまたはNi−Znフェライトを、目的に応じ
て用いることが好ましい。

Mn−Znフェライトとしては、Fe₂O₃50〜60モル％程
度、ZnO 8〜25モル％程度、残部が実質的にMnOのものが
好適である。

また、Ni−Znフェライトは特に高周波領域において優
れた特性を示すものであり、好ましい組成としては、Fe
₂O₃が30〜60モル％、NiOが15〜50モル％、ZnOが５〜40
モル％程度のものである。

コア１、２の直流での飽和磁束密度B_sは、好ましくは
3,000〜6,000Gとする。

飽和磁束密度が前記範囲未満であると、インピーダン
スが低くなるため再生感度が低下する他、このような飽
和磁束密度の組成では、キュリー温度が低くなるため熱
的安定性が低下してしまう。前記範囲をこえると、磁歪
が増加して磁気ヘッドとしての特性が悪化したり、着磁
し易くなる。

コア１、２の直流での初透磁率μ_ｉは1,000以上、保
磁力Hcは0.3 Oe以下であることが好ましい。

また、コア１、２のギャップ部対向面は、鏡面研磨等
により平滑化し、後述する磁性合金薄膜４や下地膜等が
形成され易いようにすることが好ましい。

磁性合金薄膜４は、記録時に密度の高い磁束を発生さ
せ、高い保磁力を有する磁気記録媒体に有効な記録を行
なうために設けられる。

この場合、コア１、２と磁性合金薄膜４の間には、ガ
ラス等の下地膜を形成してもよい。下地膜の材料として
は、特願平１−71506号に示されるガラス等が好適であ
る。

本発明の磁性合金薄膜４は、下記式で示される原子比
組成を有する。

式 Fe_100-(x+y+z)Si_xAl_yN_z 上式においてｘは15〜19、好ましくは17〜18である。

前記範囲外では、熱処理により、保磁力H_cが3 Oeをこ
え、良好な軟磁気特性を有する磁性合金薄膜が得られな
い。

また、ｙは５〜11、好ましくは７〜10である。

また、ｚは0.1〜1.5、好ましくは0.2〜0.5である。

前記範囲外ではガラス溶着等の熱処理を行う場合、保
磁力H_cが増大し、良好な記録・再生感度を得ることが困
難である。

なお、前記組成にはＯ、Ca、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Co、N
i、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Ta、Ｗ、P
t、AuおよびPb等から選ばれる１種以上の元素が2at％程
度以下含有されていてもよい。

ここで、ヘッド完成時における磁性合金薄膜４の直流
での保磁力H_cは、3 Oe以下、より好ましくは1 Oe以下、
特に好ましくは0.5 Oe以下であることが好ましい。

直流での初透磁率μ_ｉは、500以上、より好ましくは1
000以上であることが好ましい。

保磁力H_cが前記範囲をこえると、あるいは初透磁率μ
_ｉが前記範囲未満であると、記録・再生感度が低下する
傾向にある。

また、磁性合金薄膜４の飽和磁束密度B_sは、10000G以
上であることが好ましい。

前記範囲未満であると密度の高い磁束を発生すること
ができず、高保磁力の磁気記録媒体への記録が困難とな
り、また、高密度記録にも不適当となる。

本発明では、磁性合金薄膜４の組成を前記範囲内とす
ることにより、例えば下記に示される直流での磁気特性
を得ることができる。

保磁力H_c:0.1〜3 Oe、さらに0.1〜1 Oe、特に0.1〜0.5 Oe 初透磁率μ_i:500〜10000、特に1000〜10000 飽和磁束密度B_s:1000〜13000G なお、磁性合金薄膜４の磁気特性は、磁気ヘッドに形
成する場合と同一条件で非磁性基板上に成膜し、同一条
件の熱処理を行った後測定すればよい。

磁性合金薄膜４の膜厚は、好ましくは0.2〜５μｍ、
さらに好ましくは0.5〜３μｍである。

膜厚が前記範囲未満であると、磁性合金薄膜４全体の
体積が不足して飽和し易くなり、前記のような作用を十
分に果たすことが困難となる。また、前記範囲をこえる
と、磁性合金薄膜４の摩耗が大きくなる他、渦電流損失
が増大してしまう。

このような磁性合金薄膜４を有することにより、本発
明の磁気ヘッドは保持力800 Oe以上、特に900〜1,500 O
eの磁気記録媒体に対し有効な記録を行なうことができ
る。

本発明の磁性合金薄膜４は、スパッタ法により形成さ
れることが好ましい。

本発明のスパッタリングでは、ターゲットとしてFe、
SiおよびAlを含有する合金を用いる。

ターゲットの組成は前述の式において、Ｎが含有され
ないものとほぼ同一とすればよい。

そして、スパッタリングは、Ar中にN₂を0.1〜1.5体積
％、好ましくは0.2〜0.5体積％含有する雰囲気下で行わ
れる。

前記範囲外であると、ガラス容積等の熱処理を行う場
合、磁性合金薄膜４の保磁力H_cが増大する傾向にある。

なお、動作圧力は0.3〜2.0Pa程度とすればよい。

この場合、スパッタ投入電圧や電流等の諸条件は、ス
パッタ方式の種類に応じ適宜決定する。

また、前記のような磁性合金薄膜４は、スパッタ法の
他、蒸着法、CVD法等の公知の各種気相成膜法により形
成することもできる。

コア１、コア２および磁性合金薄膜４が前述したよう
な磁気特性であれば、磁気ヘッドとして高い出力と分解
能とが得られる。また、オーバーライト特性も−30dB以
下の良好な値が得られる。

なお、分解能とは、例えば、1f信号の出力をV_1f、2f
信号の出力をV_2fとしたとき、（V_2f/V_1f）×100［％］
で表わされるものである。

また、オーバライト特性とは、例えば、1f信号の上に
2f信号を重ね書きしたときの2f信号出力に対する1f信号
出力である。

ギャップ５は、非磁性材質から形成される。

特に、ギャップ５には、接着強度を高めるため接着ガ
ラスを用いることが好ましく、例えば、特願平１−7150
6号等に示されるガラスが好適である。

また、ギャップ５は、接着ガラスのみで形成されてい
てもよいが、ギャップ形成速度やギャップ強度を高める
ため、図示のようにギャップ51とギャップ53との２層で
形成されることが好ましい。

この場合、ギャップ51にはSiO₂を用い、ギャップ53に
は接着ガラスを用いる。

なお、後述する溶着ガラス３が、ギャップ両サイドに
流れ込むタイプの磁気ヘッドの場合は、ギャップ５を酸
化ケイ素のみで形成してもよい。

ギャップ５の形成には制限はないが、特にスパッタ法
を用いることが好ましい。

ギャップ長は、0.2〜2.0μｍ程度である。

本発明のMIG型磁気ヘッドは、第１コア１と、第２コ
ア２とがギャップ５を介して接合一体化されているもの
である。

コアの接合は、ギャップ53の接着ガラスにより熱圧着
すると同時に溶着ガラス３を流し込むことにより行う。

用いる溶着ガラス３のTwは600〜750℃である。

本発明の磁性合金薄膜は、このようなTwのガラスを用
いて熱圧着しても、保磁力H_cは3 Oe以下の値を保持す
る。

溶着ガラス３としては、特に鉛ケイ酸ガラスを用い
る。このうち、例えば、PbOを40〜70重量％、SiO₂を20
〜40重量％含有するものが好適である。

特に、PbOを50〜60重量％、SiO₂を20〜30重量％含有
するものが好ましい。

前記範囲外では、ガラスの作業温度Twが高く、溶着の
際磁性合金薄膜４の磁気特性を劣化させてしまう。

あるいは、ガラスの作業温度Twが低く、補強効果が不
十分である。

また、鉛ケイ酸ガラスは、前記組成に加えて、B₂O₃、
Al₂O₃、ZnO、Bi₂O₃、Tl₂OおよびTeO₂のうち少なくとも
１種以上を含有するものが好ましい。

この場合、各物質の含有比は、B₂O₃は、５重量％以
下、好ましくは１〜３重量％、Al₂O₃は、５重量％以
下、好ましくは３重量％以下、特に好ましくは0.5〜３
重量％、ZnOは、５重量％以下、Bi₂O₃、Tl₂OおよびTeO₂
は合計で30重量％以下、とすることが好ましい。ただ
し、Bi₂O₃とZnOとは併用しない方が好ましい。

さらに、前記鉛ケイ酸ガラスには、Na₂Oが３重量％以
下、K₂Oが５重量％以下、NiOが２重量％以下、MnOが２
重量％以下、Fe₂O₃が２重量％以下含有されていてもよ
い。

前記の組成を有する鉛ケイ酸ガラスの作業温度Twは60
0〜750℃となり、溶着温度550〜800℃にて溶着を行うこ
とができる。

この場合、本発明では、前述したように所定組成の磁
性合金薄膜４を用いるため、例えば、作業温度750℃の
ガラスを用いて、750℃で溶着を行っても磁性合金薄膜
４の保磁力H_cとして1 Oe以下の良好な値を得ることがで
きる。

そして、このような組成のガラスを用いることによ
り、堅固に溶着を行うことができ、信頼製の高い磁気ヘ
ッドが得られる。

前記の鉛ケイ酸ガラスを用いた溶着に際しては、溶着
温度を作業温度Tw近辺とし、通常の方法により行う。

本発明の磁気ヘッドは、必要に応じスライダーと一体
化され、組立てられヘッドアセンブリーとされる。

そして、いわゆるラミネートタイプやバルクタイプ等
のトンネルイレーズ型あるいはイレーズヘッドを有しな
いリードライト型などのオーバーライト記録を行なうフ
ロッピーヘッド、モノリシックタイプやコンポジットタ
イプの浮上型の計算機用ヘッド、回転型のVTR用ヘッド
やＲ−DAT用ヘッドなどの各種磁気ヘッドとして用いら
れる。

また前記の本発明の磁気ヘッドを用いて、公知の種々
の方式のオーバーライト記録を行なうことができる。

なお、本発明においては、第１コア１、第２コア２の
一方のコアに前述した磁性合金薄膜４を形成し、他方の
コアにはコアより飽和磁束密度B_sの低い磁性合金薄膜を
形成したいわゆるEDG型の磁気ヘッドとすることができ
る。

この場合も前述したMIG型磁気ヘッドと同様の効果を
得ることができる。

＜実施例＞以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに
詳細に説明する。

実施例１磁性合金薄膜を非磁性基板上に、スパッタ法により膜
厚２μｍに形成した。

スパッタはFe₇₂Si₁₉Al₉（at％）の合金をターゲット
とし、Ar中にN₂を0.3体積％含有する雰囲気下で行っ
た。動作圧力は、1.3Paとした。このようにして製造さ
れた磁性合金薄膜をサンプルNo.1とする。

また、Ar中にN₂を0.5体積％含有する雰囲気に換え、
サンプルNo.2を製造した。

さらに、雰囲気をAr100体積％に換え、比較用サンプ
ルNo.3も製造した。

各サンプルの組成は表１に示されるとおりである。

これらのサンプルに、表１に示される温度で熱処理を
30分間行って直流での保磁力H_cを測定した。

結果は表１に示されるとおりである。

表１から明らかなように、本発明のサンプルは750℃
の高温で熱処理しても1 Oe以下のH_cを保持することがわ
かる。これに対し、Ｎを含有しない比較サンプルでは、
750℃の熱処理ではH_cが4 Oe以上となってしまい、実用
できない。

実施例２第１図に示されるように、ギャップ部対向面に磁性合
金薄膜４が形成されている第１コア１と、第２コア２と
をギャップ５を介して接合一体化し、MIG型磁気ヘッド
を製造した。

コア１、２の材質はMn−Znフェライトとし、直流での
飽和磁束密度B_sは5000G、初透磁率μ_ｉは3000、保磁力H
_cは0.1 Oeであった。

磁性合金薄膜４には実施例１のサンプルNo.1を用い
た。なお、スパッタ条件や膜厚等も同一とした。

磁性合金薄膜４の組成、直流での飽和磁束密度B_s、保
磁力H_cおよび周波数3MHzでの透磁率μは表２に示される
とおりである。

なお、磁気特性は、サンプルNo.1に対し磁気ヘッドを
形成する場合と同一の熱処理を行って測定した。

ギャップ51にはSiO₂を用い、スパッタにより形成し、
その膜厚は0.4μｍとした。

ギャップ53には、作業温度Twが630℃の接着ガラスを
用いた。

なお、ギャップ53はスパッタにより形成し、その膜厚
は0.2μｍとした。

溶着ガラス３の作業温度Twは、630℃であり、630℃で
溶着を行った。

また、コイルターン数は20×２ターンとした。

このようにして製造された磁気ヘッドをサンプルNo.4
とする。

また、磁性合金薄膜４の組成の異なる磁気ヘッドサン
プルNo.5〜No.11も製造した。

これらの各サンプルと、保磁力が1100 Oeのハードデ
ィスクとを用いて、トラック幅14μｍにて下記の特性を
測定した。

なお、測定に際しては、第２コア２を、ハードディス
クリーディング側とした。

（記録・再生感度測定） 3MHzの信号を記録し、次いで記録した信号を再生し、
その時の再生出力電圧値Ｖ′_P-P（ピーク・ツー・ピー
ク）を測定する。

結果は表２に示されるとおりである。

なお、表２には測定値Ｖ′_P-Pを規格化した値V_P-Pが
示される。

表１、表２より本発明の効果が明らかである。

＜発明の効果＞本発明のMIG型磁気ヘッド用磁性合金薄膜は、ガラス
溶着等の熱処理を行っても保持力H_cが小さい。

このため、本発明のMIG型磁気ヘッドは優れた記録・
再生感度を有する。そして保磁力800 Oe以上の磁気記録
媒体に対しても有効な記録を行うことができる。

また、作業温度Twの高いガラスにより高温で溶着を行
っても十分小さい保磁力H_cを得ることができる。このた
め接着耐久性や信頼性の高い磁気ヘッドを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明のMIG型磁気ヘッドの１
例を示す部分断面図である。第３図は、従来のMIG型磁気ヘッドを示す部分断面図で
ある。符号の説明１……第１コア２……第２コア３……溶着ガラス４、40……磁性合金薄膜５、51、53……ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１１Ｂ 5/23 Ｇ１１Ｂ 5/23 ＫＨ０１Ｆ 10/14 Ｈ０１Ｆ 10/14 41/18 41/18 (56)参考文献特開昭60−220913（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−88113（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−92306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/127 G11B 5/187 G11B 5/23 C23C 14/14 H01F 10/14 H01F 41/18 C22C 38/06 C22C 38/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式で示される原子比組成を有する磁性
合金薄膜を一対のコアの少なくとも一方に設け、この一対のコアを、作業温度Twが600〜750℃の溶着鉛ケ
イ酸ガラスにより、550〜800℃の温度で溶着一体化し
て、前記磁性合金薄膜の直流での保磁力Hcを3 Oe以下と
する磁気ヘッドの製造方法。式 Fe_100-(x+y+z)Si_xAl_yN_z （上式において15≦ｘ≦19、５≦ｙ≦11、0.1≦ｚ≦1.5
である。）
【請求項２】Fe、SiおよびAlを含有する合金をターゲッ
トとし、Ar中にN₂を0.1〜1.5体積％含有する雰囲気下
で、スパッタリングを行い、請求項１の磁性合金薄膜を
得る磁気ヘッドの製造方法。