JP3211295B2 - 積層型磁気ヘッド - Google Patents

積層型磁気ヘッド

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JP3211295B2 JP30880091A JP30880091A JP3211295B2 JP 3211295 B2 JP3211295 B2 JP 3211295B2 JP 30880091 A JP30880091 A JP 30880091A JP 30880091 A JP30880091 A JP 30880091A JP 3211295 B2 JP3211295 B2 JP 3211295B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録再生装置等に
用いられ、磁気コアを金属磁性膜と絶縁膜を交互に積層
して構成した積層型磁気ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記憶装置の高密度化に伴い記
録媒体の高抗磁力化、薄膜化が進み、これに対応して磁
気ヘッドでは、フェライトヘッドのギャップ対向面に高
飽和磁束密度の金属磁性膜を設けたメタル・イン・ギャ
ップヘッドや、薄膜磁気ヘッドが実用化されつつある。
【0003】さらに最近ではVTR用ヘッドとして、高
飽和磁束密度のセンダスト膜やアモルファス膜をコア材
とする金属磁性膜ヘッドが注目されてきている。かかる
金属磁性膜ヘッドは、基本的には、2つの非磁性基板間
に金属磁性膜を挟み込んで構成されるものであるが、金
属磁性膜の膜厚がトラック幅を決定するものであること
から、金属磁性膜の膜厚を比較的大きくしなければなら
ない。しかしながら金属磁性膜の抵抗値は非常に小さ
く、その膜厚を大きくすると、高周波渦電流損失が著し
く大きくなり、高周波での再生効率が低下してしまうこ
とになる。
【0004】そこで、この欠点を除去するために、非磁
性基板間で金属磁性膜と電気的絶縁性を有する絶縁膜と
を交互に複数積層し、多層構造にして所定のトラック幅
を得るようにし、コア材の電気抵抗を増大させて、高周
波での渦電流損失が大幅に減少するように構成してい
る。例えば、飽和磁束密度が十分に高い金属磁性膜とS
iO2等の絶縁膜をスパッタリング、蒸着等の方法で薄
膜化し、交互に積層してその両面を非磁性基板で挟み磁
気コアブロックを形成し、この磁気コアブロックより磁
気コアを製作した積層型磁気ヘッドがその一例である。
【0005】以下従来の積層型磁気ヘッドについて説明
する。図16は従来の積層型磁気ヘッドを示す斜視図
で、図17は図16のA部の部分拡大図である。図16
及び図17において、1はスライダーで、スライダー1
には一対の互いに平行な浮上レール2,3が設けられて
いる。スライダー1はチタン酸カルシウム,α−ヘマタ
イト,結晶化ガラス等の非磁性材料でできた基板4と、
基板4と同じ材料で構成された基板5と、基板4と基板
5の間に設けられた積層コア6によって構成されてい
る。またスライダー1の端面には巻線溝7が設けられて
いる。8,9はそれぞれ浮上レール3,2の端面に磁気
ギャップとなる非磁性膜12を介して接合されたコア
で、コア8はセラミック等のチタン酸カルシウム,α−
ヘマタイト,結晶化ガラス等の非磁性材料によって構成
された基板10,11とその基板10,11間に設けら
れた積層コア6によって構成されている。このときスラ
イダー1の積層コア6とコア8の積層コア6が対向する
ように、スライダー1とコア8は接合されている。また
コア9は全てチタン酸カルシウム,α−ヘマタイト,結晶
化ガラス等の非磁性材料によって構成されている。積層
コア6は図17に示す様に基板5の上に金属磁性膜6a
を形成し、金属磁性膜6aの上に絶縁膜6bを形成す
る。この金属磁性膜6aと絶縁膜6bを所定のトラック
幅になるまで交互に積層していく。そして基板4を積層
コア6の表面に低融点ガラス13によって接合する。コ
ア8の積層コア6も同様に構成される。この時金属磁性
膜6aはセンダスト合金やパーマロイ合金,アモルファ
ス磁性合金等の金属磁性材料が用いられ、絶縁膜6bに
はSiO2等の絶縁材料が用いられる。また金属磁性膜
6aはスパッタリング法や蒸着等の薄膜形成技術で作成
したり、材料等によっては鍍金法等でも作成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、低融点ガラス13と絶縁膜6bが相互拡散
し、金属磁性膜6aとその拡散した低融点ガラスが反応
することによって金属磁性膜6aの磁気特性が劣化して
しまい、磁気ヘッドとしての諸特性が悪くなったり、低
融点ガラスと基板が反応し、低融点ガラス内に気泡が発
生したり、基板にチッピングが発生するという問題点が
あった。さらに低融点ガラス13の拡散によって低融点
ガラス自体の組成が変化し、充分な基板と積層コア6の
接合強度が得られないという問題点も有していた。
【0007】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、低融点ガラスの拡散による積層コア中の金属磁性膜
の特性劣化を防止することができ、低融点ガラスの特性
劣化による接着強度の低下を防止できる積層型磁気ヘッ
ドを提供することを目的としている。
【0008】この目的を達成するために、基板上に金属
磁性膜と絶縁膜を交互に積層した積層コアを設け、積層
コアの上に低融点ガラスで接合した他の基板を備えた一
対のコア体を有し、一対のコア体を互いの積層コア同
士,互いの基板同士,互いの他の基板同士それぞれが対
向するように磁気ギャップを介して接合された積層型磁
気ヘッドであって、積層コアと低融点ガラスの間に積層
コア側から順に酸化物薄膜と反応防止膜を設けるととも
に、低融点ガラスと基板の間に酸化物薄膜を設け、反応
防止膜の構成材料として高融点金属材料かもしくは高融
点金属材料酸化物を用いた。
【0009】
【作用】この構成により、低融点ガラスの金属磁性膜へ
の拡散を防止することができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例における積層型磁気
ヘッドを示す斜視図、図2は図1のA部の部分拡大図で
ある。図1及び図2において、1はスライダー、2,3
は浮上レール、4,5は基板、6は積層コア、6aは金
属磁性膜、6bは絶縁膜、7は巻線溝、8,9はコア、
10,11は基板、12は非磁性膜で、これらは従来の
構成と同じである。14はコア8に巻回された巻線、1
5は積層コア6の上に形成された酸化物薄膜、16は酸
化物薄膜15の上に形成された反応防止膜、17は基板
4と積層コア6を接合する低融点ガラス、18は低融点
ガラス17と基板4の間に設けられた酸化物薄膜であ
る。コア8の方も同様な構成になっている。
【0011】以下、本実施例による磁気ヘッドの製造方
法を図3から図10を用いて説明する。
【0012】まず図3に示すように、チタン酸カルシウ
ム,α−ヘマタイト,結晶化ガラス等の非磁性材料からな
る基板19上に、Fe-Al-Si系合金(センダスト)
をDCまたはRFスパッタリング装置により所定の厚さ
例えば3μmの膜厚で付着させ金属磁性膜6aを形成す
る。その上に、電気的絶縁性を有するSiO2薄膜等の
絶縁膜6bをスパッタリングにより例えばスパッタ圧力
5〜40mTorr、スパッタ電力1kWの条件で膜厚
0.1〜0.3μmになる様に成膜する。この絶縁膜6
b上に再び金属磁性材料をスパッタリングにより前回の
場合と同様に所要の厚さ付着させ金属磁性膜6aを形成
する。この様に金属磁性膜6aと絶縁膜6bを所定のト
ラック幅になるまで積層していく。次にこの様に構成さ
れた積層コア6の上に汚染物質の吸着や酸化の防止、耐
摩耗性の向上の目的でSiO2膜、Al23膜、SiO
N膜等の酸化物薄膜15を形成し、その上に接着材とな
る低融点ガラスと金属磁性膜6aとの反応拡散を防止す
るような、例えばCr膜、Ti膜等の高融点金属薄膜を
200〜1000Åの膜厚になる様に成膜形成する。こ
こで、反応防止膜16としての高融点金属薄膜として
は、磁性薄膜と低融点ガラスとの反応を防ぐことができ
るものであればとくに限定せず、例えば、Mo、W、
V、Nb、Ta、Zr、Hfなどの金属膜を用いてもよ
いし、その酸化物膜でも構わない。
【0013】一方、図4に示すように基板19と同材質
の非磁性材料からなる基板20上に酸化物薄膜18を形
成し、その上にPbO−B23−ZnO系の結晶化ガラ
スで構成された低融点ガラス17をスパッタ法または粉
末沈降法を用いて形成する。この低融点結晶化ガラスの
厚みは0.2〜1.5μm程度になるようにする。尚本
実施例では、基板20側に、低融点ガラスを形成するよ
うにしたが、積層コア6側の最上面に形成してもよい
し、また両基板の最上面に、所要の膜厚の半分低融点ガ
ラス薄膜を形成してもかまわない。
【0014】以上の様にして成膜形成された基板19と
基板20を治具を用いて加圧、加温接着して図5示す様
なブロックを形成する。実際には、図6に示す様に基板
20の上に更に積層コア6を形成し、その上に新たな基
板を張り付ける。この様に複数個積み重ねて接合し複合
ブロック21を形成する。次に図6の複合ブロック21
を一点鎖線で示す様に積層面に対しほぼ直角に切断して
図7の様なプレ−ト22を形成し、更に一点鎖線で示し
た様にプレ−ト面と積層コア6が直交するように短冊状
に切断して、図8に示す様な一対のヘッドコアブロック
23,24を作成する。また、図8に示す様に少なくと
も一方のヘッドコアブロックのギャップ対向面に積層磁
性体に直交する巻線溝7を形成し両ヘッドコアブロック
23,24のギャップ対向面を鏡面加工する。しかる
後、ヘッドコアブロックの何れか一方または両方のギャ
ップ対向面にギャップスペ−サとして、ギャップ長に相
当する厚さの非磁性膜12をスパッタリングにより形成
し、図9に示す様にヘ ッドコアブロック23,24と
を非磁性膜12を介して各コア部の積層コア6が互いに
相対する様に位置合わせしながら加圧保持し、その状態
でボンディングを行う。
【0015】以上述べた工程によって得られたボンディ
ング済みのブロックをヘッド外形寸法に切断(図10)
してヘッドブロック25を形成し、ヘッド全厚の薄肉
化、研磨等の工程を経て、図1に示す様な積層型磁気ヘ
ッドを形成する。
【0016】ここで、本実施例の金属磁性膜と低融点ガ
ラスの間に酸化物薄膜及び反応防止膜を介在させたヘッ
ドと従来例のヘツドについて、金属磁性膜と低融点ガラ
スの界面の各構成原子の拡散状況をX線光電子分光分析
によるデ−タをもとに説明する。従来例の組合せサンプ
ルとして、α−ヘマタイト基板上にFe−Al−Siを
スパッタリング法により3μm形成し、その上にSiO
2を0.1μm、低融点ガラスを0.3μm形成し、5
50℃の熱処理を行ったものを第1のサンプルとした。
【0017】本発明の組合せサンプルとして、α−ヘマ
タイト基板上にFe−Al−Siを3μm形成し、その
上にSiO2を0.1μm、Crを0.05μmその上
に低融点ガラスを0.3μm形成し、550℃の熱処理
を行ったものを第2のサンプルとした。
【0018】第1〜2のサンプルを低融点ガラス表面上
からX線光電子分光分析により、拡散、反応状態を観察
し測定した。第1のサンプル及び第2のサンプルの測定
結果をそれぞれ図11及び図12に示す。縦軸は各原子
のX線強度、横軸はエッチング時間(分)でこれは膜表
面からの深さを示している。図11から明かなように反
応防止膜(Cr膜)16がない場合には、低融点ガラス
17と酸化物薄膜15は反応、拡散して混合してしまう
ことが判る。一方、反応防止膜16を用いた場合には、
図12から明かなように、反応、拡散していないことが
判る。
【0019】次に、第1のサンプルと第2のサンプルの
磁気特性(透磁率と周波数の関係)の測定結果を図13
に示す。図13から明かなように、金属磁性膜6aと低
融点ガラス17の間に反応防止膜16のない従来例の構
成では、磁気特性が劣化していることが判る。
【0020】次に、本実施例の磁気ヘツドと従来例の磁
気ヘツドの金属磁性膜及び低融点ガラス近傍を顕微鏡で
観察した結果を図14、図15に示す。図14の従来例
の磁気ヘッドでは接着材(低融点ガラス)内に気泡(ボ
イド)が発生しているのに対し、図15の本実施例の磁
気ヘッドでは気泡の発生がないことが判る。
【0021】
【発明の効果】本発明は、基板上に金属磁性膜と絶縁膜
を交互に積層した積層コアを設け、積層コアの上に低融
点ガラスで接合した他の基板を備えた一対のコア体を有
し、一対のコア体を互いの積層コア同士,互いの基板同
士,互いの他の基板同士それぞれが対向するように磁気
ギャップを介して接合された積層型磁気ヘッドであっ
て、積層コアと低融点ガラスの間に積層コア側から順に
酸化物薄膜と反応防止膜を設けるとともに、低融点ガラ
スと基板の間に酸化物薄膜を設け、反応防止膜の構成材
料として高融点金属材料かもしくは高融点金属材料酸化
物を用いたことにより、低融点ガラスの金属磁性膜への
拡散を防止することができるので、低融点ガラスの拡散
による積層コア中の金属磁性膜の特性劣化を防止するこ
とができ、低融点ガラスの特性劣化による接着強度の低
下を防止できる。また基板と低融点ガラスの間に酸化物
薄膜を設けたので、基板と低融点ガラスは反応を起こさ
ないので、低融点ガラス内に泡が発生したり、基板にチ
ッピングが発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドを
示す斜視図
【図2】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
A部の部分拡大図
【図3】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図4】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図5】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図6】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図7】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図8】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図9】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッドの
製造方法を示す図
【図10】本発明の一実施例における積層型磁気ヘッド
の製造方法を示す図
【図11】低融点ガラスとSiO2膜界面の反応、拡散
状態を示したX線光電子分光分析のグラフ
【図12】低融点ガラスとCr膜とSiO2膜界面の反
応、拡散状態を示したX線光電子分光分析のグラフ
【図13】透磁率と周波数の関係を示すグラフ
【図14】従来の磁気ヘッドの接着材の気泡の発生状態
を顕微鏡による観察結果で示した要部断面図
【図15】本発明の一実施例の磁気ヘッドの接着材の気
泡の発生状態を顕微鏡による観察結果で示した要部断面
【図16】従来の積層型磁気ヘツドを示す斜視図
【図17】従来の積層型磁気ヘッドのA部の部分拡大図
【符号の説明】
1 スライダー 4 基板 5 基板 6 積層コア 6a 金属磁性膜 6b 絶縁膜 8 コア 9 コア 10 基板 11 基板 12 非磁性膜 15 酸化物薄膜 16 反応防止膜 17 低融点ガラス 18 酸化物薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−250407(JP,A) 特開 平2−310807(JP,A) 特開 昭64−78410(JP,A) 特開 昭64−72307(JP,A) 特開 昭64−7305(JP,A) 特開 昭63−25824(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/127 - 5/235

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に金属磁性膜と絶縁膜を交互に積層
    した積層コアを設け、前記積層コアの上に低融点ガラス
    で接合した他の基板を備えた一対のコア体を有し、前記
    一対のコア体を互いの積層コア同士,互いの基板同士,
    互いの他の基板同士それぞれが対向するように磁気ギャ
    ップを介して接合された積層型磁気ヘッドであって、積
    層コアと低融点ガラスの間に前記積層コア側から順に酸
    化物薄膜と反応防止膜を設けるとともに、低融点ガラス
    と基板の間に酸化物薄膜を設け、前記反応防止膜の構成
    材料として高融点金属材料かもしくは高融点金属材料酸
    化物を用いたことを特徴とする積層型磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】低融点ガラスを結晶化ガラスとしたことを
    特徴とする請求項1記載の積層型磁気ヘッド。
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