JP3435177B2 - Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法Info
- Publication number
- JP3435177B2 JP3435177B2 JP30510292A JP30510292A JP3435177B2 JP 3435177 B2 JP3435177 B2 JP 3435177B2 JP 30510292 A JP30510292 A JP 30510292A JP 30510292 A JP30510292 A JP 30510292A JP 3435177 B2 JP3435177 B2 JP 3435177B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- thin film
- magnetic head
- film
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ヘッドコアのギ
ャップ形成面に高飽和磁束密度の金属磁性薄膜を被着す
るＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎ Ｇａｐ）型磁気ヘッドの
製造方法の改良に係り、特にガラス部材溶着温度を金属
磁性薄膜の膜応力を考慮して特定温度範囲内に設定する
ことによって、磁気ヘッドコアが本来有する磁気特性を
劣化させることなく、かつ、製造工程中のクラック発生
等を低減して製造歩留りを向上させたＭＩＧ型磁気ヘッ
ドの製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】コンピューター等の磁気記録装置である
固定ディスク装置、ＶＴＲ等においては、近年、記録密
度が飛躍的に向上している。この磁気記録の高密度化に
伴い、記録媒体の高保磁力化が進んでおり、これらの記
録媒体に対応して充分な書き込みを可能にするため、酸
化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッドコアの磁気ギャッ
プ形成面に高飽和磁束密度を有する軟質磁性材料からな
る金属磁性薄膜を被着した所謂ＭＩＧ型磁気ヘッドが実
用化されている。 【０００３】すなわち、ＭＩＧ型磁気ヘッドは、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物
軟質磁性材料からなる一対の磁気ヘッドコアの少なくと
も一方の磁気ギャップ形成面に、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金、Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の高飽和磁束密度を有する軟質
磁性材料からなる金属磁性薄膜をスパッタリング等の成
膜方法にて被着した後、該一対の磁気ヘッドコアを所定
寸法の磁気ギャップを形成してガラス部材にて溶着一体
化して製造される構成が知られている。 【０００４】また、従来のＭＩＧ型磁気ヘッドにおいて
は、金属磁性薄膜の厚さも〜３μｍ程度であったが、最
近では、高保磁力を有する記録媒体への十分な書き込み
能力を発揮するために、比較的膜厚を厚くする傾向にあ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、ＭＩＧ
型磁気ヘッドを製造するに際しては、一対の磁気ヘッド
コアをガラス部材にて一体化する工程が不可欠であるこ
とから、必然的に金属磁性薄膜を被着した磁気ヘッドコ
アを、少なくともガラス部材の溶着可能温度以上に加熱
することとなる。従来から、このガラス溶着のための加
熱工程の存在によって、金属磁性薄膜の磁気特性の劣化
とともに磁気ヘッドコア本来の磁気特性、特に、初期透
磁率（μi）が損なわれ、また、磁気ヘッドコアにクラ
ックが発生して製造歩留りが低下することが問題となっ
ている。 【０００６】この発明は、上記のごとき問題点を解決
し、磁気ヘッドコアが本来有する磁気特性を劣化させる
ことなく、かつ、製造工程中のクラック発生等を低減し
て製造歩留りを向上させたＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方
法の提供を目的とするもので、特に、金属磁性薄膜の厚
さが比較的厚い構成からなるＭＩＧ型磁気ヘッドの製造
に有効な製造方法の提供を目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】従来から、上記のごとき
問題点を発生する要因として、磁気ヘッドコアと金属磁
性薄膜との互いの熱膨張係数の不整合によるものである
と考えられていた。したがって、ガラス部材溶着温度を
極力低温度に設定することが好ましいとされていた。し
かし、発明者らは、従来の観点に変えて金属磁性薄膜の
内部応力による影響に着目し、実験を繰り返した結果、
熱膨張係数の不整合に比べ金属磁性薄膜の膜応力（内部
応力）による影響が大きいことを確認し、磁気ヘッドコ
アに被着された該金属磁性薄膜の内部応力を所定範囲と
したＭＩＧ型磁気ヘッドにおいては、磁気ヘッドコアが
有する本来の磁気特性を損なうことなく、歩留り良く製
造可能であることを知見し、この発明を提案するに至っ
た。詳述すると、かかるガラス溶着工程において、フェ
ライトの初期透磁率μｉは成膜する金属磁性薄膜の熱膨
張係数の差異による影響は小さく、むしろ金属磁性薄膜
の膜応力σの影響が大であることに着目し、フェライト
の初期透磁率μｉと金属磁性薄膜の膜応力σとの関係を
種々検討したところ、初期透磁率μｉが最大になる熱処
理温度と膜応力の絶対値が最小なる熱処理温度とが一致
することを知見した。そこで、磁気ヘッドコアの材質や
金属磁性薄膜の材質及びスパッタなどの種々製造条件に
応じて予め求めておいた初期透磁率μｉと膜応力σとの
関係から、磁気ヘッドコアに被着された金属磁性薄膜の
膜応力とその膜厚との積が一定値以下となるようにガラ
ス溶着温度を設定することにより、膜応力の発生を起因
とする磁気ヘッドコアの磁気特性の劣化を防止して、磁
気ヘッドの再生出力を向上させ、かつクラックを抑制し
て製造歩留りを大幅に向上させ得ることを知見した。 【０００８】すなわち、この発明は、酸化物軟質磁性材
料からなる一対の磁気ヘッドコアの少なくとも一方の磁
気ギャップ形成面に金属磁性薄膜を被着し、該一対の磁
気ヘッドコアを所定寸法の磁気ギャップを形成してガラ
ス部材にて溶着一体化したＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方
法において、ガラス部材溶着を、前記磁気ヘッドコアの
初期透磁率μｉが略最大となるよう、溶着温度が７００
℃未満でかつ磁気ヘッドコアに被着された前記金属磁性
薄膜の膜応力σが下記の条件からなる温度にて実施する
ことを特徴とするＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方法であ
る。 ｔ×｜σ｜≦７ （ＧＰａ・μｍ） ただし、 σ：金属磁性薄膜の膜応力（ＧＰａ） ｔ：金属磁性薄膜の膜厚（μｍ） 【０００９】 【作用】発明者らは、ガラス部材溶着時における磁気ヘ
ッドコアに被着された金属磁性薄膜の膜応力と磁気ヘッ
ドコアの初期透磁率μiとの関係を以下の方法によって
確認した。通常磁気ヘッドコア材として使用される酸化
物軟質磁性材料であるＭｎ−Ｚｎ系フェライト（５３．
３ｍｏｌ％Ｆｅ2Ｏ3−３０ｍｏｌ％ＭｎＯ−１６．７ｍ
ｏｌ％ＺｎＯ）を公知の製造方法にてリング状及び短冊
状の焼成体として得た。さらに各々の一方主面にダイヤ
モンド砥粒によるラッピングを施して面粗度Ｒｍａｘ＝
１０ｎｍに鏡面仕上げし、最終的に外径８ｍｍ×内径４
ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのリング状試料１，２と、長さ３
０ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍの短冊状試料３，４をそ
れぞれの試料毎に複数個作成した。 【００１０】さらに、リング状試料１，２および短冊状
試料３，４の鏡面側に、ＲＦマグネトロンスパッタリン
グにてＡｌ2Ｏ3膜を２０ｎｍ被着した。該Ａｌ2Ｏ3膜
は、この膜上に積層被着する金属磁性薄膜のＭｎ−Ｚｎ
系フェライトへの拡散防止膜としての機能を有する。 【００１１】リング状試料１と短冊状試料３のＡｌ2Ｏ3
膜被着面に、さらにＲＦマグネトロンスパッタリングに
て９．６ｗｔ％Ｓｉ−５．１ｗｔ％Ａｌ−８５．３ｗｔ
％Ｆｅなる組成を有する厚さ１０μｍの金属磁性薄膜
（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）を被着した。該金属磁性薄膜
（１）の熱膨張係数はα1＝１６０×１０-7／℃であっ
た。またリング状試料２と短冊状試料４にもＲＦマグネ
トロンスパッタリングにて６．２ｗｔ％Ｓｉ−４．７ｗ
ｔ％Ａｌ−８９．１ｗｔ％Ｆｅなる組成を有する厚さ１
０μｍの金属磁性薄膜（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）（２）を被
着した。該金属磁性薄膜（２）の熱膨張係数はα1＝１
４５×１０-7／℃であった。上記Ａｌ2Ｏ3膜、Ｆｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ膜のＲＦマグネトロンスパッタリング条件は、
全て下記の同一条件で行った。 電源： ＲＦ ５．５Ｗ／ｃｍ2、雰囲気： Ａｒ ５
ｍＴｏｒｒ、基板加熱温度： ２００℃ 【００１２】これらの試料１，２，３，４をそれぞれ４
００℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、７
００℃の窒素雰囲気中に３０分間保持して熱処理を施し
た。それぞれの熱処理を施したリング状試料１，２に所
定量のコイルを巻回し、公知のインピーダンス法にて５
００ｋＨｚにおける初期透磁率μiを測定した。その結
果を図１の熱処理温度と初期透磁率μiとの関係のグラ
フに示す。図１中の上側の○印は試料１、●印は試料２
の結果を示す。なお、図１中＋印にて示す結果は、Ａｌ
2Ｏ3膜、Ｓｉ−Ａｌ−Ｆｅ膜ともに被着していない状態
で測定した初期透磁率μiである（参考例）。 【００１３】ただし、ここで測定された初期透磁率μi
は、金属磁性薄膜が被着されている状態で測定された値
であるが、金属磁性薄膜の膜厚（１０μｍ）はフェライ
トの厚さ（０．５ｍｍ ： ５００μｍ）に比べて非常
に薄く、また別途測定した磁性薄膜のみの初期透磁率μ
iはμi≦２０００程度であり、またフェライトのみの初
期透磁率μiは２０００〜４０００程度であることか
ら、金属磁性薄膜の存在によって該リング状試料に与え
る初期透磁率μiの影響は２％程度以下となり、この発
明の目的を達成するためには十分無視できる値であるこ
とから、該測定値をフェライト自体の初期透磁率μiと
して評価することができる。 【００１４】また、それぞれの熱処理を施した短冊状試
料３，４を用いて試料に被着された金属磁性薄膜の膜応
力σを測定した。その結果を図１の熱処理温度と膜応力
σとの関係のグラフに示す。図１中の下側の○印は試料
３、●印は試料４の結果を示す。 【００１５】なお、金属磁性薄膜の膜応力σの具体的な
測定方法は、公知の撓み測定方法に基づくものである。
すなわち、前記各温度での熱処理を施した後の短冊状試
料を熱処理炉から取り出し、冷却後、短冊状試料の長手
方向の撓み量を測定し下記の式にて算出した値である。 σ＝Ｅs・ｔs 2・δ／３・（１−ν）・ｌs 2・ｔ ただし、 σ ： 金属磁性薄膜の膜応力 Ｅs ： フェライトのヤング率 ｔs ： フェライトの厚さ δ ： フェライトの撓み量 ν ： フェライトのポアソン比 ｌs ： フェライトの長さ ｔ ： 金属磁性薄膜の膜厚 また、ここで測定された膜応力σは、拡散防止膜である
Ａｌ2Ｏ3膜が被着されている状態で測定された値である
が、Ａｌ2Ｏ3膜の厚さ（２０ｎｍ，０．０２μｍ）は金
属磁性薄膜の厚さ（１０μｍ）に比べて極端に薄いた
め、Ａｌ2Ｏ3膜の膜応力によって発生するフェライトの
撓み量も非常に小さく、この発明の目的を達成するため
には十分無視できる値であることから、金属磁性薄膜自
体の膜応力σとして評価することができる。 【００１６】図１に示す初期透磁率μiの測定結果から
明らかなように、金属磁性薄膜を被着したフェライトに
おける熱処理以前の初期透磁率μi（図中Ａ．Ｄ（ａｓ
Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）にて示す位置を参照のこと）
は、金属磁性薄膜を被着しないフェライトの初期透磁率
μiに比べて低い値を示すが、熱処理温度を上昇させる
とともに、徐々に増加し、６００℃付近にて最大となる
とともに、同温度で熱処理した金属磁性薄膜を被着しな
いフェライトの初期透磁率μiとほぼ同一の値を示す。 【００１７】また、図１に示す金属磁性薄膜の膜応力σ
の測定結果から明らかなように、金属磁性薄膜を被着し
たフェライトにおける金属磁性薄膜の熱処理以前の初期
応力はσ＜０であるが、５００℃以上の熱処理を施すこ
とにより、該膜応力は徐々に変化し６００℃付近にてσ
＝０となり、さらに熱処理温度を上昇させるとσ＞０と
なり、７００℃ではフェライトにクラックが生じ金属磁
性薄膜が剥離した。 【００１８】ここで、図１に示す金属磁性薄膜を被着し
たフェライトの初期透磁率μiと金属磁性薄膜の膜応力
σとの関係に着目すると、初期透磁率μiが最大になる
熱処理温度と膜応力の絶対値が最小なる熱処理温度とが
一致していることが分かる。しかも、熱膨張係数の異な
る金属磁性薄膜を被着した試料でも、それぞれ初期透磁
率μi、膜応力σの測定値ともにほぼ同様な値を示して
いることから、熱膨張係数の差異による初期透磁率μi
への影響は、従来から考えられているほど大きな要因と
ならないことが分かった。発明者らは、さらに従来から
磁気ヘッドコアとして使用されている他の材質からなる
酸化物軟質磁性材料（フェライト）を試料として採用し
た場合、また金属磁性薄膜としても従来から公知の種々
の組成からなる膜を被着した場合も上記と同様な傾向を
示すことを確認した。 【００１９】これらの多くの実験結果に基づき、いずれ
の酸化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッドコア材や金属
磁性薄膜を使用した場合でも、磁気ヘッドコアに被着さ
れた金属磁性薄膜が以下の条件からなる膜応力σとなる
ように、ガラス部材の材料を選定し、その溶着温度（条
件）を上記の最適な熱処理温度と一致させることが可能
となる。 ｔ×｜σ｜≦７ （ＧＰａ・μｍ） ただし、 σ ： 金属磁性薄膜の膜応力（ＧＰａ） ｔ ： 金属磁性薄膜の膜厚（μｍ） 【００２０】上記の条件を満たさない場合は、金属磁性
薄膜を被着しない酸化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッ
ドコアが有する本来の磁気特性（初期透磁率μi）の値
を２０％以上も低下させ、この発明の目的を達成できな
い。その磁気特性の低下（劣化）を１０％以内にする為
には、上記の条件をｔ×｜σ｜≦３ (ＧＰａ・μｍ）
とすることが望ましい。 【００２１】以上に示す膜応力σを有するＭＩＧ型磁気
ヘッドを製造するためには、該膜応力σは磁気ヘッドコ
アの材質、金属磁性薄膜の被着面性状、金属磁性薄膜の
材質、金属磁性薄膜の成膜条件等によっても変化するた
め、予めこれらの各条件のもとに先に示した実験等によ
り、初期透磁率μiと膜応力σとの関係を求め最適なガ
ラス部材の溶着温度（条件）を確認しておくことが必要
である。 【００２２】発明者らの実験によれば、上記の条件を満
たすガラス部材の溶着温度は例えば、磁気ヘッドコアと
して磁気ギャップ形成面に通常の鏡面仕上げを施したＭ
ｎ−Ｚｎ系フェライトを用い、金属磁性薄膜としてＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金（所謂センダスト合金）を被着した
構成の場合は、ガラス部材の溶着温度を６００℃±３０
℃、好ましくは６００℃±１０℃、金属磁性薄膜として
Ｎｉ−Ｆｅ系合金（所謂パーマロイ合金）を被着した構
成の場合は、ガラス部材の溶着温度を６４０℃±３０
℃、好ましくは６４０℃±１０℃であり、いずれも量産
規模において従来から採用しているガラス部材の溶着温
度よりも若干高めの温度であった。 【００２３】また、この発明の製造法は、高保磁力を有
する記録媒体への十分な書き込み能力を発揮することを
目的に、金属磁性薄膜の厚さが３μｍを超えるような比
較的膜厚を厚くしたＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方法にお
いて特に有効である。発明者らによれば、この発明の製
造法は、特に、金属磁性薄膜の厚さが３μｍを超え１５
μｍ程度までの範囲において、製造性、実用性の観点か
ら有効であり、５μｍから１２μｍの膜厚範囲がこの発
明の効果を最も有効に実現できることを確認した。 【００２４】 【実施例】磁気ヘッドコア材として酸化物軟質磁性材料
であるMn-Zn系フェライト(53.3mol%Fe2O3-30mol%MnO-1
6.7mol%ZnO)を用い、公知の製造方法にて磁気ヘッドコ
アの形状に加工した。最終的に得られた一対の磁気ヘッ
ドコアの磁気ギャップ形成面の面粗度はRmax=10nmであ
った。該磁気ギャップ形成面にそれぞれ20nmのAl2O3膜
からなる拡散防止膜、10μmの9.6wt%Si-5.1wt%Al-85.3w
t%Feなる組成を有する金属磁性薄膜をRFマグネトロンス
パッタリングにて被着した。スパッタリング条件は電
源:RF 5.5W/cm2、雰囲気:Ar 5mTorr、基板加熱温度:200
℃であった。さらに、金属磁性薄膜の上面に磁気ギャッ
プ形成部材としてSiO2膜を、ガラス部材による溶着後に
0.4μmの磁気ギャップを形成するようRFマグネトロンス
パッタリングにて、電源:RF 2.7W/cm2、雰囲気:Ar+10%O
2、5mTorr、基板:水冷の条件で被着した。 【００２５】このようにして得られた一対の磁気ヘッド
コアを、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−ＺｎＯ系
ガラスの組成割合を調整して得られた溶着温度がそれぞ
れ５００℃、６００℃、６５０℃、７００℃からなる低
軟化点ガラスを用いて接合一体化し、所定寸法からなる
モノリシック型のＭＩＧ型磁気ヘッドを構成した。な
お、ＭＩＧ型磁気ヘッドのトラック幅は１２μｍ、コイ
ル巻数は２２ターンであり、上記の低軟化点ガラスの熱
膨張係数は１００〜１０５×１０-7／℃の範囲であっ
た。 【００２６】これらのＭＩＧ型磁気ヘッドを、Ｈｃ＝１
２５０（Ｏｅ）の３．５インチ径、メタルスパッター媒
体に対して相対速度８．２ｍ／ｓｅｃ、浮上量０．１３
μｍの条件にて配置し、４ＭＨｚの周波数での書き込
み、読み出し特性（再生出力特性）を測定し、その結果
を表１に示す。なお、表１中の歩留りはガラス溶着時に
発生するクラック発生率を基に算出したものである。さ
らに再生出力特性とともに併記する透磁率μｉと膜応力
σとは先に同材質の酸化物軟質磁性材料、金属磁性薄膜
を用い、同一条件にて成膜した試料に基づく実験データ
（図１のデータ）である。 【００２７】 【表１】【００２８】表１からも明らかなように、膜応力σがこ
の発明の条件を満たすガラス溶着温度（６００℃）にて
一体化されたＭＩＧ型磁気ヘッドでは、この発明の条件
以外のガラス溶着温度にて一体化されたＭＩＧ型磁気ヘ
ッドに比べ、再生出力が優れているだけでなく、歩留り
も極めて高いことがわかる。 【００２９】 【発明の効果】この発明は、ＭＩＧ型磁気ヘッドを製造
する際に不可欠である、ガラス部材による金属磁性薄膜
を被着した磁気ヘッドコアの溶着一体化工程において、
該溶着温度を磁気ヘッドコアに被着された金属磁性薄膜
に発生する膜応力に基づいて設定することから、膜応力
の発生を起因とする磁気ヘッドコアの磁気特性の劣化を
防止することができる。さらに、発生する膜応力が非常
に小さいことから、磁気ヘッドコアに発生するクラック
の抑制が可能となり、製造歩留りを大幅に向上すること
ができる。同様に、膜応力発生に伴う磁気ヘッドコア内
の磁壁のピンニング発生が減少されることが予測され、
ヘッドノイズの低減が可能となる。また、先の実施例か
らも明らかなように、磁気ヘッドの感度（再生出力）の
向上が可能となり、磁気ヘッドコアの励磁電流に対する
応答性が向上し、従来よりも小さい励磁電流で記録媒体
への書き込みが可能となる。
ャップ形成面に高飽和磁束密度の金属磁性薄膜を被着す
るＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎ Ｇａｐ）型磁気ヘッドの
製造方法の改良に係り、特にガラス部材溶着温度を金属
磁性薄膜の膜応力を考慮して特定温度範囲内に設定する
ことによって、磁気ヘッドコアが本来有する磁気特性を
劣化させることなく、かつ、製造工程中のクラック発生
等を低減して製造歩留りを向上させたＭＩＧ型磁気ヘッ
ドの製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】コンピューター等の磁気記録装置である
固定ディスク装置、ＶＴＲ等においては、近年、記録密
度が飛躍的に向上している。この磁気記録の高密度化に
伴い、記録媒体の高保磁力化が進んでおり、これらの記
録媒体に対応して充分な書き込みを可能にするため、酸
化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッドコアの磁気ギャッ
プ形成面に高飽和磁束密度を有する軟質磁性材料からな
る金属磁性薄膜を被着した所謂ＭＩＧ型磁気ヘッドが実
用化されている。 【０００３】すなわち、ＭＩＧ型磁気ヘッドは、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等の酸化物
軟質磁性材料からなる一対の磁気ヘッドコアの少なくと
も一方の磁気ギャップ形成面に、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金、Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の高飽和磁束密度を有する軟質
磁性材料からなる金属磁性薄膜をスパッタリング等の成
膜方法にて被着した後、該一対の磁気ヘッドコアを所定
寸法の磁気ギャップを形成してガラス部材にて溶着一体
化して製造される構成が知られている。 【０００４】また、従来のＭＩＧ型磁気ヘッドにおいて
は、金属磁性薄膜の厚さも〜３μｍ程度であったが、最
近では、高保磁力を有する記録媒体への十分な書き込み
能力を発揮するために、比較的膜厚を厚くする傾向にあ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、ＭＩＧ
型磁気ヘッドを製造するに際しては、一対の磁気ヘッド
コアをガラス部材にて一体化する工程が不可欠であるこ
とから、必然的に金属磁性薄膜を被着した磁気ヘッドコ
アを、少なくともガラス部材の溶着可能温度以上に加熱
することとなる。従来から、このガラス溶着のための加
熱工程の存在によって、金属磁性薄膜の磁気特性の劣化
とともに磁気ヘッドコア本来の磁気特性、特に、初期透
磁率（μi）が損なわれ、また、磁気ヘッドコアにクラ
ックが発生して製造歩留りが低下することが問題となっ
ている。 【０００６】この発明は、上記のごとき問題点を解決
し、磁気ヘッドコアが本来有する磁気特性を劣化させる
ことなく、かつ、製造工程中のクラック発生等を低減し
て製造歩留りを向上させたＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方
法の提供を目的とするもので、特に、金属磁性薄膜の厚
さが比較的厚い構成からなるＭＩＧ型磁気ヘッドの製造
に有効な製造方法の提供を目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】従来から、上記のごとき
問題点を発生する要因として、磁気ヘッドコアと金属磁
性薄膜との互いの熱膨張係数の不整合によるものである
と考えられていた。したがって、ガラス部材溶着温度を
極力低温度に設定することが好ましいとされていた。し
かし、発明者らは、従来の観点に変えて金属磁性薄膜の
内部応力による影響に着目し、実験を繰り返した結果、
熱膨張係数の不整合に比べ金属磁性薄膜の膜応力（内部
応力）による影響が大きいことを確認し、磁気ヘッドコ
アに被着された該金属磁性薄膜の内部応力を所定範囲と
したＭＩＧ型磁気ヘッドにおいては、磁気ヘッドコアが
有する本来の磁気特性を損なうことなく、歩留り良く製
造可能であることを知見し、この発明を提案するに至っ
た。詳述すると、かかるガラス溶着工程において、フェ
ライトの初期透磁率μｉは成膜する金属磁性薄膜の熱膨
張係数の差異による影響は小さく、むしろ金属磁性薄膜
の膜応力σの影響が大であることに着目し、フェライト
の初期透磁率μｉと金属磁性薄膜の膜応力σとの関係を
種々検討したところ、初期透磁率μｉが最大になる熱処
理温度と膜応力の絶対値が最小なる熱処理温度とが一致
することを知見した。そこで、磁気ヘッドコアの材質や
金属磁性薄膜の材質及びスパッタなどの種々製造条件に
応じて予め求めておいた初期透磁率μｉと膜応力σとの
関係から、磁気ヘッドコアに被着された金属磁性薄膜の
膜応力とその膜厚との積が一定値以下となるようにガラ
ス溶着温度を設定することにより、膜応力の発生を起因
とする磁気ヘッドコアの磁気特性の劣化を防止して、磁
気ヘッドの再生出力を向上させ、かつクラックを抑制し
て製造歩留りを大幅に向上させ得ることを知見した。 【０００８】すなわち、この発明は、酸化物軟質磁性材
料からなる一対の磁気ヘッドコアの少なくとも一方の磁
気ギャップ形成面に金属磁性薄膜を被着し、該一対の磁
気ヘッドコアを所定寸法の磁気ギャップを形成してガラ
ス部材にて溶着一体化したＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方
法において、ガラス部材溶着を、前記磁気ヘッドコアの
初期透磁率μｉが略最大となるよう、溶着温度が７００
℃未満でかつ磁気ヘッドコアに被着された前記金属磁性
薄膜の膜応力σが下記の条件からなる温度にて実施する
ことを特徴とするＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方法であ
る。 ｔ×｜σ｜≦７ （ＧＰａ・μｍ） ただし、 σ：金属磁性薄膜の膜応力（ＧＰａ） ｔ：金属磁性薄膜の膜厚（μｍ） 【０００９】 【作用】発明者らは、ガラス部材溶着時における磁気ヘ
ッドコアに被着された金属磁性薄膜の膜応力と磁気ヘッ
ドコアの初期透磁率μiとの関係を以下の方法によって
確認した。通常磁気ヘッドコア材として使用される酸化
物軟質磁性材料であるＭｎ−Ｚｎ系フェライト（５３．
３ｍｏｌ％Ｆｅ2Ｏ3−３０ｍｏｌ％ＭｎＯ−１６．７ｍ
ｏｌ％ＺｎＯ）を公知の製造方法にてリング状及び短冊
状の焼成体として得た。さらに各々の一方主面にダイヤ
モンド砥粒によるラッピングを施して面粗度Ｒｍａｘ＝
１０ｎｍに鏡面仕上げし、最終的に外径８ｍｍ×内径４
ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのリング状試料１，２と、長さ３
０ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍの短冊状試料３，４をそ
れぞれの試料毎に複数個作成した。 【００１０】さらに、リング状試料１，２および短冊状
試料３，４の鏡面側に、ＲＦマグネトロンスパッタリン
グにてＡｌ2Ｏ3膜を２０ｎｍ被着した。該Ａｌ2Ｏ3膜
は、この膜上に積層被着する金属磁性薄膜のＭｎ−Ｚｎ
系フェライトへの拡散防止膜としての機能を有する。 【００１１】リング状試料１と短冊状試料３のＡｌ2Ｏ3
膜被着面に、さらにＲＦマグネトロンスパッタリングに
て９．６ｗｔ％Ｓｉ−５．１ｗｔ％Ａｌ−８５．３ｗｔ
％Ｆｅなる組成を有する厚さ１０μｍの金属磁性薄膜
（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）を被着した。該金属磁性薄膜
（１）の熱膨張係数はα1＝１６０×１０-7／℃であっ
た。またリング状試料２と短冊状試料４にもＲＦマグネ
トロンスパッタリングにて６．２ｗｔ％Ｓｉ−４．７ｗ
ｔ％Ａｌ−８９．１ｗｔ％Ｆｅなる組成を有する厚さ１
０μｍの金属磁性薄膜（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）（２）を被
着した。該金属磁性薄膜（２）の熱膨張係数はα1＝１
４５×１０-7／℃であった。上記Ａｌ2Ｏ3膜、Ｆｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ膜のＲＦマグネトロンスパッタリング条件は、
全て下記の同一条件で行った。 電源： ＲＦ ５．５Ｗ／ｃｍ2、雰囲気： Ａｒ ５
ｍＴｏｒｒ、基板加熱温度： ２００℃ 【００１２】これらの試料１，２，３，４をそれぞれ４
００℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６５０℃、７
００℃の窒素雰囲気中に３０分間保持して熱処理を施し
た。それぞれの熱処理を施したリング状試料１，２に所
定量のコイルを巻回し、公知のインピーダンス法にて５
００ｋＨｚにおける初期透磁率μiを測定した。その結
果を図１の熱処理温度と初期透磁率μiとの関係のグラ
フに示す。図１中の上側の○印は試料１、●印は試料２
の結果を示す。なお、図１中＋印にて示す結果は、Ａｌ
2Ｏ3膜、Ｓｉ−Ａｌ−Ｆｅ膜ともに被着していない状態
で測定した初期透磁率μiである（参考例）。 【００１３】ただし、ここで測定された初期透磁率μi
は、金属磁性薄膜が被着されている状態で測定された値
であるが、金属磁性薄膜の膜厚（１０μｍ）はフェライ
トの厚さ（０．５ｍｍ ： ５００μｍ）に比べて非常
に薄く、また別途測定した磁性薄膜のみの初期透磁率μ
iはμi≦２０００程度であり、またフェライトのみの初
期透磁率μiは２０００〜４０００程度であることか
ら、金属磁性薄膜の存在によって該リング状試料に与え
る初期透磁率μiの影響は２％程度以下となり、この発
明の目的を達成するためには十分無視できる値であるこ
とから、該測定値をフェライト自体の初期透磁率μiと
して評価することができる。 【００１４】また、それぞれの熱処理を施した短冊状試
料３，４を用いて試料に被着された金属磁性薄膜の膜応
力σを測定した。その結果を図１の熱処理温度と膜応力
σとの関係のグラフに示す。図１中の下側の○印は試料
３、●印は試料４の結果を示す。 【００１５】なお、金属磁性薄膜の膜応力σの具体的な
測定方法は、公知の撓み測定方法に基づくものである。
すなわち、前記各温度での熱処理を施した後の短冊状試
料を熱処理炉から取り出し、冷却後、短冊状試料の長手
方向の撓み量を測定し下記の式にて算出した値である。 σ＝Ｅs・ｔs 2・δ／３・（１−ν）・ｌs 2・ｔ ただし、 σ ： 金属磁性薄膜の膜応力 Ｅs ： フェライトのヤング率 ｔs ： フェライトの厚さ δ ： フェライトの撓み量 ν ： フェライトのポアソン比 ｌs ： フェライトの長さ ｔ ： 金属磁性薄膜の膜厚 また、ここで測定された膜応力σは、拡散防止膜である
Ａｌ2Ｏ3膜が被着されている状態で測定された値である
が、Ａｌ2Ｏ3膜の厚さ（２０ｎｍ，０．０２μｍ）は金
属磁性薄膜の厚さ（１０μｍ）に比べて極端に薄いた
め、Ａｌ2Ｏ3膜の膜応力によって発生するフェライトの
撓み量も非常に小さく、この発明の目的を達成するため
には十分無視できる値であることから、金属磁性薄膜自
体の膜応力σとして評価することができる。 【００１６】図１に示す初期透磁率μiの測定結果から
明らかなように、金属磁性薄膜を被着したフェライトに
おける熱処理以前の初期透磁率μi（図中Ａ．Ｄ（ａｓ
Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）にて示す位置を参照のこと）
は、金属磁性薄膜を被着しないフェライトの初期透磁率
μiに比べて低い値を示すが、熱処理温度を上昇させる
とともに、徐々に増加し、６００℃付近にて最大となる
とともに、同温度で熱処理した金属磁性薄膜を被着しな
いフェライトの初期透磁率μiとほぼ同一の値を示す。 【００１７】また、図１に示す金属磁性薄膜の膜応力σ
の測定結果から明らかなように、金属磁性薄膜を被着し
たフェライトにおける金属磁性薄膜の熱処理以前の初期
応力はσ＜０であるが、５００℃以上の熱処理を施すこ
とにより、該膜応力は徐々に変化し６００℃付近にてσ
＝０となり、さらに熱処理温度を上昇させるとσ＞０と
なり、７００℃ではフェライトにクラックが生じ金属磁
性薄膜が剥離した。 【００１８】ここで、図１に示す金属磁性薄膜を被着し
たフェライトの初期透磁率μiと金属磁性薄膜の膜応力
σとの関係に着目すると、初期透磁率μiが最大になる
熱処理温度と膜応力の絶対値が最小なる熱処理温度とが
一致していることが分かる。しかも、熱膨張係数の異な
る金属磁性薄膜を被着した試料でも、それぞれ初期透磁
率μi、膜応力σの測定値ともにほぼ同様な値を示して
いることから、熱膨張係数の差異による初期透磁率μi
への影響は、従来から考えられているほど大きな要因と
ならないことが分かった。発明者らは、さらに従来から
磁気ヘッドコアとして使用されている他の材質からなる
酸化物軟質磁性材料（フェライト）を試料として採用し
た場合、また金属磁性薄膜としても従来から公知の種々
の組成からなる膜を被着した場合も上記と同様な傾向を
示すことを確認した。 【００１９】これらの多くの実験結果に基づき、いずれ
の酸化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッドコア材や金属
磁性薄膜を使用した場合でも、磁気ヘッドコアに被着さ
れた金属磁性薄膜が以下の条件からなる膜応力σとなる
ように、ガラス部材の材料を選定し、その溶着温度（条
件）を上記の最適な熱処理温度と一致させることが可能
となる。 ｔ×｜σ｜≦７ （ＧＰａ・μｍ） ただし、 σ ： 金属磁性薄膜の膜応力（ＧＰａ） ｔ ： 金属磁性薄膜の膜厚（μｍ） 【００２０】上記の条件を満たさない場合は、金属磁性
薄膜を被着しない酸化物軟質磁性材料からなる磁気ヘッ
ドコアが有する本来の磁気特性（初期透磁率μi）の値
を２０％以上も低下させ、この発明の目的を達成できな
い。その磁気特性の低下（劣化）を１０％以内にする為
には、上記の条件をｔ×｜σ｜≦３ (ＧＰａ・μｍ）
とすることが望ましい。 【００２１】以上に示す膜応力σを有するＭＩＧ型磁気
ヘッドを製造するためには、該膜応力σは磁気ヘッドコ
アの材質、金属磁性薄膜の被着面性状、金属磁性薄膜の
材質、金属磁性薄膜の成膜条件等によっても変化するた
め、予めこれらの各条件のもとに先に示した実験等によ
り、初期透磁率μiと膜応力σとの関係を求め最適なガ
ラス部材の溶着温度（条件）を確認しておくことが必要
である。 【００２２】発明者らの実験によれば、上記の条件を満
たすガラス部材の溶着温度は例えば、磁気ヘッドコアと
して磁気ギャップ形成面に通常の鏡面仕上げを施したＭ
ｎ−Ｚｎ系フェライトを用い、金属磁性薄膜としてＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金（所謂センダスト合金）を被着した
構成の場合は、ガラス部材の溶着温度を６００℃±３０
℃、好ましくは６００℃±１０℃、金属磁性薄膜として
Ｎｉ−Ｆｅ系合金（所謂パーマロイ合金）を被着した構
成の場合は、ガラス部材の溶着温度を６４０℃±３０
℃、好ましくは６４０℃±１０℃であり、いずれも量産
規模において従来から採用しているガラス部材の溶着温
度よりも若干高めの温度であった。 【００２３】また、この発明の製造法は、高保磁力を有
する記録媒体への十分な書き込み能力を発揮することを
目的に、金属磁性薄膜の厚さが３μｍを超えるような比
較的膜厚を厚くしたＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方法にお
いて特に有効である。発明者らによれば、この発明の製
造法は、特に、金属磁性薄膜の厚さが３μｍを超え１５
μｍ程度までの範囲において、製造性、実用性の観点か
ら有効であり、５μｍから１２μｍの膜厚範囲がこの発
明の効果を最も有効に実現できることを確認した。 【００２４】 【実施例】磁気ヘッドコア材として酸化物軟質磁性材料
であるMn-Zn系フェライト(53.3mol%Fe2O3-30mol%MnO-1
6.7mol%ZnO)を用い、公知の製造方法にて磁気ヘッドコ
アの形状に加工した。最終的に得られた一対の磁気ヘッ
ドコアの磁気ギャップ形成面の面粗度はRmax=10nmであ
った。該磁気ギャップ形成面にそれぞれ20nmのAl2O3膜
からなる拡散防止膜、10μmの9.6wt%Si-5.1wt%Al-85.3w
t%Feなる組成を有する金属磁性薄膜をRFマグネトロンス
パッタリングにて被着した。スパッタリング条件は電
源:RF 5.5W/cm2、雰囲気:Ar 5mTorr、基板加熱温度:200
℃であった。さらに、金属磁性薄膜の上面に磁気ギャッ
プ形成部材としてSiO2膜を、ガラス部材による溶着後に
0.4μmの磁気ギャップを形成するようRFマグネトロンス
パッタリングにて、電源:RF 2.7W/cm2、雰囲気:Ar+10%O
2、5mTorr、基板:水冷の条件で被着した。 【００２５】このようにして得られた一対の磁気ヘッド
コアを、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−ＺｎＯ系
ガラスの組成割合を調整して得られた溶着温度がそれぞ
れ５００℃、６００℃、６５０℃、７００℃からなる低
軟化点ガラスを用いて接合一体化し、所定寸法からなる
モノリシック型のＭＩＧ型磁気ヘッドを構成した。な
お、ＭＩＧ型磁気ヘッドのトラック幅は１２μｍ、コイ
ル巻数は２２ターンであり、上記の低軟化点ガラスの熱
膨張係数は１００〜１０５×１０-7／℃の範囲であっ
た。 【００２６】これらのＭＩＧ型磁気ヘッドを、Ｈｃ＝１
２５０（Ｏｅ）の３．５インチ径、メタルスパッター媒
体に対して相対速度８．２ｍ／ｓｅｃ、浮上量０．１３
μｍの条件にて配置し、４ＭＨｚの周波数での書き込
み、読み出し特性（再生出力特性）を測定し、その結果
を表１に示す。なお、表１中の歩留りはガラス溶着時に
発生するクラック発生率を基に算出したものである。さ
らに再生出力特性とともに併記する透磁率μｉと膜応力
σとは先に同材質の酸化物軟質磁性材料、金属磁性薄膜
を用い、同一条件にて成膜した試料に基づく実験データ
（図１のデータ）である。 【００２７】 【表１】【００２８】表１からも明らかなように、膜応力σがこ
の発明の条件を満たすガラス溶着温度（６００℃）にて
一体化されたＭＩＧ型磁気ヘッドでは、この発明の条件
以外のガラス溶着温度にて一体化されたＭＩＧ型磁気ヘ
ッドに比べ、再生出力が優れているだけでなく、歩留り
も極めて高いことがわかる。 【００２９】 【発明の効果】この発明は、ＭＩＧ型磁気ヘッドを製造
する際に不可欠である、ガラス部材による金属磁性薄膜
を被着した磁気ヘッドコアの溶着一体化工程において、
該溶着温度を磁気ヘッドコアに被着された金属磁性薄膜
に発生する膜応力に基づいて設定することから、膜応力
の発生を起因とする磁気ヘッドコアの磁気特性の劣化を
防止することができる。さらに、発生する膜応力が非常
に小さいことから、磁気ヘッドコアに発生するクラック
の抑制が可能となり、製造歩留りを大幅に向上すること
ができる。同様に、膜応力発生に伴う磁気ヘッドコア内
の磁壁のピンニング発生が減少されることが予測され、
ヘッドノイズの低減が可能となる。また、先の実施例か
らも明らかなように、磁気ヘッドの感度（再生出力）の
向上が可能となり、磁気ヘッドコアの励磁電流に対する
応答性が向上し、従来よりも小さい励磁電流で記録媒体
への書き込みが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のガラス溶着温度を設定するために実
験された、熱処理温度とフェライト（磁気ヘッドコア）
の初期透磁率μiとの関係、および熱処理温度とフェラ
イト（磁気ヘッドコア）に被着された金属磁性薄膜に発
生する膜応力σとの関係を示すグラフである。
験された、熱処理温度とフェライト（磁気ヘッドコア）
の初期透磁率μiとの関係、および熱処理温度とフェラ
イト（磁気ヘッドコア）に被着された金属磁性薄膜に発
生する膜応力σとの関係を示すグラフである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 酸化物軟質磁性材料からなる一対の磁気
ヘッドコアの少なくとも一方の磁気ギャップ形成面に金
属磁性薄膜を被着し、該一対の磁気ヘッドコアを所定寸
法の磁気ギャップを形成してガラス部材にて溶着一体化
したＭＩＧ型磁気ヘッドの製造方法において、ガラス部
材溶着を、前記磁気ヘッドコアの初期透磁率μｉが略最
大となるよう、溶着温度が７００℃未満でかつ磁気ヘッ
ドコアに被着された前記金属磁性薄膜の膜応力σが下記
の条件からなる温度にて実施することを特徴とするＭＩ
Ｇ型磁気ヘッドの製造方法。 ｔ×｜σ｜≦７ （ＧＰａ・μｍ） ただし、 σ：金属磁性薄膜の膜応力（ＧＰａ） ｔ：金属磁性薄膜の膜厚（μｍ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30510292A JP3435177B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30510292A JP3435177B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06131625A JPH06131625A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3435177B2 true JP3435177B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=17941129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30510292A Expired - Fee Related JP3435177B2 (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3435177B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP30510292A patent/JP3435177B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06131625A (ja) | 1994-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5585984A (en) | Magnetic head | |
| JP3435177B2 (ja) | Ｍｉｇ型磁気ヘッドの製造方法 | |
| JPH03165305A (ja) | 磁気ヘッド | |
| JPS6236283B2 (ja) | ||
| JPS58118015A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JPS6238518A (ja) | 複合型磁気ヘツド | |
| JP3243256B2 (ja) | 軟磁性薄膜および磁気ヘッド | |
| JP2519554B2 (ja) | Ｍｉｇ型磁気ヘッド | |
| JPS6117211A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JP3452594B2 (ja) | 磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP2826660B2 (ja) | 浮上型磁気ヘッド | |
| JPS6116005A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JPH0555036A (ja) | 軟磁性薄膜およびその製造方法、軟磁性多層膜およびその製造方法ならびに磁気ヘツド | |
| JPH053121A (ja) | 磁性部材 | |
| JPS6116002A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JPH01248303A (ja) | 浮上型複合磁気ヘッド及びその磁気コア | |
| JPH06290419A (ja) | 磁気ヘッド | |
| JPS6120209A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JPH05120624A (ja) | 磁気ヘツド | |
| JPH0636229A (ja) | 磁気ヘッド用薄膜および磁気ヘッド | |
| JPH07296322A (ja) | 磁気ヘッド | |
| JPH07326017A (ja) | 磁気ヘッド並びにその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置 | |
| JPH07225910A (ja) | 磁気ヘッドの製造方法 | |
| JPH06251332A (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JPH03113809A (ja) | 磁気ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |