JP4415535B2

JP4415535B2 - Gap bonding glass for magnetic head and magnetic head

Info

Publication number: JP4415535B2
Application number: JP2002308206A
Authority: JP
Inventors: 美紀江金井; 真也長谷川; 博史足立; 徹也紙本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: WO2004037736A1; JP2004142982A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体に対する磁気情報の記録・再生に適した磁気ヘッドに関するものであり、磁気ヘッドを構成する磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ヘッドは、磁気特性劣化防止の点で、より低温で磁気ギャップを形成できることが望まれている。
【０００３】
一般に、磁気ヘッドはコイルを巻いたリング状の高透磁率磁性体(ヘッドコア)に非常に狭い隙間(磁気ギャップ)を設けたものである。磁気ヘッドの磁気ギャップ部分は、間隙を有する高透磁率磁性体と、この間隙に充填された非磁性材料とで構成されている。
【０００４】
また、ビデオテープレコーダー用磁気ヘッドでは、高透磁率磁性体として、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の酸化物材料、Ｍｎ−Ｚｎフェライトやセラミックス等の酸化物材料と金属磁性薄膜が複合されたもの等が、使用されている。また、間隙の充填材（磁気ギャップ材）として、非磁性金属、金属酸化物、石英ガラス等の高融点ガラス等が、使用されている。
【０００５】
磁気ギャップ形成の一方法として、高透磁率磁性体表面に、非磁性ギャップ材をスパッタまたは、蒸着法で薄膜状に形成して、一対の磁気コア半体とし、さらに、前記一対の磁気コア半体を、ギャップ材同士をつき合わせて接合する方法がある。
【０００６】
磁気コア半体の接合は、ギャップ材同士が融着する温度で行なわれる。この時、高温で融着を行なうと、高透磁率磁性体の特性劣化とギャップ材の変形とが発生し、磁気ヘッド特性が劣化する。そのため、高温による磁気特性劣化の発生を防止する為に、一般に、ギャップ材として図１に示すものがある。図１は磁気コア半体の接合面近傍の要部拡大断面図である。図１に示すように、高透磁率磁性体１に少なくとも第一層目に非磁性物質層２、第二層目にガラス層３を積層し、ガラス層３同士を熱融着により接合し、磁気ギャップを形成する方法が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
従来、ガラス層３に使用する、接合ガラスとして、ＰｂＯを成分とするガラスが用いられていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２１９００９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰｂＯを成分とするガラスは、耐水性が低いという問題点があった。
【００１０】
上述のように、高透磁率磁性体１に少なくとも第一層目に非磁性物質層２、第二層目にガラス層３を積層し、第二層目のガラス層３同士を熱融着により接合してなる、磁気ギャップを有する磁気ヘッドにおいて、ガラス層３にＰｂＯを成分とするガラスを使用した場合、低温で磁気ギャップを形成することができ、高温による磁気特性の劣化の発生を防止することができるが、耐水性が劣り、ギャップ材同士の接合強度の信頼性に問題があった。
【００１１】
本発明は、かかる従来の実状に鑑みて提案されたものであって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラス及び磁気ヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、酸化物換算で、ＳｉＯ₂を０．５〜１４重量％、Ｂ₂Ｏ₃を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ₂Ｏ₃を５５〜９０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を０〜４重量％、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏから選ばれる少なくとも一種を０〜５重量％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも一種を０〜１２重量％、Ｓｃ ₂ Ｏ ₃ 、Ｙ ₂ Ｏ ₃ 、Ｌａ ₂ Ｏ ₃ 、ＣｅＯ ₂ 、Ｐｒ ₂ Ｏ ₃ 、Ｎｄ ₂ Ｏ ₃ 、Ｓｍ ₂ Ｏ ₃ 、Ｅｕ ₂ Ｏ ₃ 、Ｇｄ ₂ Ｏ ₃ 、Ｔｂ ₂ Ｏ ₃ 、Ｄｙ ₂ Ｏ ₃ 、Ｈｏ ₂ Ｏ ₃ 、Ｅｒ ₂ Ｏ ₃ 、Ｔｍ ₂ Ｏ ₃ 、Ｙｂ ₂ Ｏ ₃ およびＬｕ ₂ Ｏ ₃ から選ばれる少なくとも一種を０．１〜１０重量％含む組成を有するものである。
【００１３】
これにより、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラス及び磁気ヘッドを提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、酸化物換算で、ＳｉＯ₂を０．５〜１４重量％、Ｂ₂Ｏ₃を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ₂Ｏ₃を５５〜９０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を０〜４重量％、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏから選ばれる少なくとも一種を０〜５重量％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも一種を０〜１２重量％、Ｓｃ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｔｂ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｔｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃およびＬｕ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも一種を０．１〜１０重量％含む組成を有することを特徴とする磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスであって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを提供するという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、酸化物換算で、ＳｉＯ₂を０．５〜１２重量％、Ｂ₂Ｏ₃を３〜９重量％、ＺｎＯを４〜１９重量％、Ｂｉ₂Ｏ₃を５５〜８５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を０．１〜４重量％、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏから選ばれる少なくとも一種を０〜４重量％（ただし、Ｌｉ₂Ｏを０〜２重量％、Ｎａ₂Ｏを０〜３重量％、Ｋ₂Ｏを０〜４重量％）、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少なくとも一種を０〜１０重量％（ただし、ＭｇＯを０〜５重量％、ＣａＯを０〜６重量％、ＳｒＯを０〜８重量％、ＢａＯを０〜１０重量％）、Ｓｃ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｔｂ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｔｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃およびＬｕ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも一種を０．１〜１０重量％含む組成を有することを特徴とする磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスであって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを提供するという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、酸化物換算で、ＺｎＯとＢ₂Ｏ₃の重量比（ＺｎＯ／Ｂ₂Ｏ₃）を０．８〜２．８とすることを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスあって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを提供するという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、酸化物換算で、Ａｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂の重量比（Ａｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂）を０．５以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスであって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを提供するという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、少なくとも一方に巻線溝を設けた一対の磁気コア半体を、磁気ギャップ材を介して突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体が、ギャップ対向面に設けた請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気ヘッドであって、ＰｂＯを主成分としない低融点のホウケイ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッドを提供するという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、少なくとも一方に巻線用溝を設け、少なくとも一方のギャップ対向面に金属磁性膜を形成した一対の磁気コア半体を、磁気ギャップ材を介して前記ギャップ対向面を突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体が、ギャップ対向面に設けた請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気ヘッドであって、ＰｂＯを主成分としない低融点のホウケイ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッドを提供するという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、少なくとも一方に巻線溝を設け、非磁性基板により金属磁性膜を挟み込んでなる一対の磁気コア半体を、磁気ギャップ材を介して前記両金属磁性膜の端面を突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体が、ギャップ対向面に設けた請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気ヘッドであって、ＰｂＯを主成分としない低融点のホウケイ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気ヘッドを提供するという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスおよび磁気ヘッドの実施の形態について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
（表１）〜（表１３）は、本発明の請求項１、２、３、４及び５に記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスの一例を示すものである。それぞれの成分の含有量の範囲を上記のように限定した理由は、実施例において詳細に説明する。
【００２４】
なお、以上の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスにおける構成成分以外の成分については、本発明の効果を損なわない範囲で、ある種の改質のために添加させることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の請求項６に記載の磁気ヘッドの一例を示すものであり、少なくとも一方に巻線溝４を設けた一対の磁気コア半体５を、磁気ギャップ材６を介して突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、一対の磁気コア半体５が、ギャップ対向面に設けた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されているものである。
【００２６】
図３は、本発明の請求項７に記載の磁気ヘッドの一例を示すものであり、少なくとも一方に巻線溝４を設け、少なくとも一方のギャップ対向面に金属磁性膜を形成した一対の磁気コア半体５を、磁気ギャップ材６を介してギャップ対向面を突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、一対の磁気コア半体５が、ギャップ対向面に設けた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されているものである。
【００２７】
図４は、本発明の請求項８に記載の磁気ヘッドの一例を示すものであり、少なくとも一方に巻線溝４を設け、非磁性基板により金属磁性膜を挟み込んでなる一対の磁気コア半体５を、磁気ギャップ材６を介して両金属磁性膜の端面を突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、一対の磁気コア半体５が、ギャップ対向面に設けた磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されているものである。
【００２８】
図２〜図４の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで使用される成分は、実施の形態１に示すものである。
【００２９】
以上のような本実施の形態の磁気ヘッドは、いずれも耐水性に優れた本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを使用しているので、信頼性の高い磁気ヘッドとして供給することができる。
【００３０】
なお、以上の磁気ヘッドにおける、高透磁率磁性体、金属磁性膜、非磁性基板等には、基本的に従来から用いられてきた材料を用いることができる。
【００３１】
また、本発明における磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、以上の磁気ヘッド以外の構造を有する磁気ヘッドにも使用することができる。
【００３２】
（実施例１〜８３及び比較例１〜４６）
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
まず、表中の実施例１〜８３および比較例１〜４６について説明する。
【００３４】
本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスの実施例および比較例として、（表１）〜（表１３）に示す組成のガラス組成物を作製した。
【００３５】
所定の原料を調合および混合した後、得られた混合物を白金るつぼに入れ、電気炉にて９００〜１３００℃で１時間溶融させた。次いで、得られた溶融ガラスをローラーで急冷することによってガラス組成物を作製した。得られたガラス組成物の組成、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性を（表１）〜（表１３）に示した。
【００３６】
ここで、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性は以下のようにして評価した。
【００３７】
ガラスの安定性は、作製時に失透せず、作業点での熱処理において結晶が析出しなかったものを○、作製時には失透しなかったものの、作業点での熱処理において結晶が析出したものを△、作製時に失透し、ガラスが得られなかったものを×で示した。磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスとして使用する際には流動性などの面で非晶質であることが好ましい。しかし、クラックが発生したり、強度が低下したりするなどの問題がなければ、封着後のガラスに結晶が析出していてもよい。
【００３８】
ガラスの作業点は、溶融したガラスの粘度を測定し、粘度が１０³Ｐａ・ｓとなる温度より求めた。磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスとして使用する際には、この作業点付近の温度で軟化、流動させて接着すると良いが、磁気ヘッドの製造方法によっては、それぞれに適合した粘度を有する温度で使用してもよい。磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスとしては、作業点が６５０℃以下であることが好ましい。
【００３９】
熱膨張係数は、直径４ｍｍ、長さ２０ｍｍのガラスロッドを１０℃／ｍｉｎで昇温したときの線膨張率を測定し、３０〜３００℃における平均熱膨張係数を算出した。磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスとしては、熱膨張係数が７０×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃であることが好ましい。
【００４０】
機械的強度は、三点曲げ法により測定した。直径１ｍｍ、長さ３０ｍｍのガラスロッドの中央部を２０ｍｍの間隔で水平に二点支持し、支持二点間の中央に上部からロードセルにより１ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を印加し、ガラスロッドが破断した荷重より強度を算出した。
【００４１】
耐水性は、一辺が１０ｍｍの立方体のガラス試料を沸騰したイオン交換水中に１時間浸漬し、単位面積あたりの重量減少の値で示した。磁気ヘッドに供するためには、この値が１．０ｍｇ／ｃｍ²以下であることが望ましい。
【００４２】
（表１）に本発明におけるＳｉＯ₂の含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例１〜４および比較例１〜２を示した。
【００４３】
【表１】

【００４４】
（表１）より明らかなように、ＳｉＯ₂の含有量が０．５重量％より少ないとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られず、１４重量％より多いと作業点が６５０℃を超えてしまうため、０．５〜１４重量％であることが好ましい。さらに、ＳｉＯ₂の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには０．５〜１２重量％であることがより好ましい。
【００４５】
次に、（表２）に本発明におけるＢ₂Ｏ₃の含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例５〜８および比較例３〜４を示した。
【００４６】
【表２】

【００４７】
（表２）より明らかなように、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が３重量％より少ないと熱膨張係数が１３０×１０^-7／℃より大きくなり、１５重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、３〜１５重量％であることが好ましい。さらに、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには３〜９重量％であることがより好ましい。
【００４８】
次に、（表３）に本発明におけるＺｎＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例９〜１２および比較例５〜６を示した。
【００４９】
【表３】

【００５０】
（表３）より明らかなように、ＺｎＯの含有量が４重量％より少ないと、重量減少が１．０ｍｇ／ｃｍ²を超えて耐水性が低下し、２２重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、４〜２２重量％であることが好ましい。さらに、ＺｎＯの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには４〜１９重量％であることがより好ましい。
【００５１】
次に、（表４）に本発明におけるＢｉ₂Ｏ₃の含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例１３〜１６および比較例７〜８を示した。
【００５２】
【表４】

【００５３】
（表４）より明らかなように、Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量が５５重量％より少ないと作業点が６５０℃を超え、９０重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、５５〜９０重量％であることが好ましい。さらに、Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには５５〜８５重量％であることがより好ましい。
【００５４】
次に、（表５）に本発明におけるＡｌ₂Ｏ₃の含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例１７〜２０および比較例９を示した。
【００５５】
【表５】

【００５６】
Ａｌ₂Ｏ₃は必ずしも必須の成分ではないが、ガラス化を促進させ、耐水性を向上させる働きがある。しかし、表５より明らかに、４重量％より多いと作業点が６５０℃を超えるため、０〜４重量％であることが好ましい。さらに、使用時の熱処理においてガラス中に析出する結晶を低減するためには、０．１重量％以上含有することがより好ましい。
【００５７】
次に、（表６）に本発明におけるＬｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例２１〜３１および比較例１０〜１３を示した。
【００５８】
【表６】

【００５９】
Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちの一種以上を含有することにより作業点を低下させることができる。しかし、表６より明らかに、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの合計量が５重量％を超えると熱膨張係数が大きくなり、耐水性も低下するため、０〜５重量％であることが好ましい。さらに、これらの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためにはＬｉ₂Ｏは０〜２重量％、Ｎａ₂Ｏは０〜３重量％、Ｋ₂Ｏは０〜４重量％であり、さらに、これらの合計量は０〜４重量％であることがより好ましい。
【００６０】
次に、（表７）に本発明におけるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例３２〜４５および比較例１４〜１８を示した。
【００６１】
【表７】

【００６２】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちの一種以上を含有することにより安定なガラスが得られる。しかし、表７より明らかに、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計量が１２重量％を超えるとガラス作製時に失透するので、０〜１２重量％であることが好ましい。さらに、これらの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためにはＭｇＯは０〜５重量％、ＣａＯは０〜６重量％、ＳｒＯは０〜８重量％、ＢａＯは０〜１０重量％であり、さらに、これらの合計量は０〜１０重量％であることがより好ましい。
【００６３】
次に、（表８）〜（表１０）に本発明におけるＳｃ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｔｂ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｔｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃およびＬｕ₂Ｏ₃ の含有量を検討するために作製したガラス組成物の実施例４６〜７７および比較例１９〜３５を示した。
【００６４】
【表８】

【００６５】
【表９】

【００６６】
【表１０】

【００６７】
（表１０）より明らかなように、Ｓｃ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｐｒ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｓｍ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃、Ｔｂ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｈｏ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｔｍ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃およびＬｕ₂Ｏ₃ は機械的強度を向上させる働きがあり、これらの少なくとも一種の含有量が０．１重量％以上であるとこの効果が発揮される。しかし、１０重量%より多いと、作製時に失透して安定なガラスが得られないため、０．１〜１０重量％であることが好ましい。
【００６８】
次に、（表１１）に本発明におけるＺｎＯとＢ₂Ｏ₃の重量比（ＺｎＯ／Ｂ₂Ｏ₃）を検討するために作製したガラス組成物の実施例７８〜８０および比較例３６〜３７を示した。
【００６９】
【表１１】

【００７０】
（表１１）より明らかなように、さらに、使用時の熱処理において結晶が析出し難い安定なガラスを得るためには、ＺｎＯとＢ₂Ｏ₃の重量比（ＺｎＯ／Ｂ₂Ｏ₃）が０．８〜２．８であることがより好ましい。
【００７１】
次に、（表１２）に本発明におけるＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂の重量比（Ａｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂）を検討するために作製したガラス組成物の実施例８１〜８３および比較例３８〜３９を示した。
【００７２】
【表１２】

【００７３】
（表１２）より明らかなように、さらに、使用時の熱処理において結晶が析出し難い安定なガラスを得るためには、Ａｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂の重量比（Ａｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂）が０．５以下あることがより好ましい。
【００７４】
次に、（表１３）に本発明における磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスと比較するために作製した鉛ガラス組成物の比較例４０〜４６を示した。
【００７５】
【表１３】

【００７６】
（表１３）より明らかなように、本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは鉛を含有することなく、作業点が６５０℃以下であり、かつ熱膨張係数が７０×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃であり、鉛ガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性に優れたものであることがわかる。
【００７７】
なお、以上の磁気ギャップ材は、バルク、粉末、ファイバーまたは薄膜などの形状にして磁気ヘッドの製造に用いることができる。その他の形状にしてもよい。さらに、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、ガラス組成物単独からなる材料、またはガラス組成物と他の材料との複合材料として使用することができる。
【００７８】
また、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、熱処理などによって結晶化させたり、他の材料との複合材料として使用したりすることによって、７０×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃の範囲を超えた熱膨張係数を有する材料として使用することができる。
【００７９】
さらに、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスを使用する際の熱処理温度は６５０℃以下の作業点に限るものではなく、用途に応じて適した粘性を有する温度で使用できることは言うまでもない。
【００８０】
また、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスはセラミック、ガラスおよび金属などの各種材料の接着材料、封着材料、被覆材料、または種々の機能を有するペースト材料として、電子機器用の各種部品をはじめ、あらゆる用途において従来使用されていたガラス材料に代えて使用することができる。例えば、各種ＬＣＲ部品、半導体パッケージ、その他の電子部品、ＣＲＴ、蛍光表示管、プラズマディスプレイパネルなどの表示デバイスに使用することができる。さらに照明用の管球製品、ホーロー製品および陶磁器製品などにおいても使用することができる。
【００８１】
（実施例８４）
次に、本発明の実施例８４について説明する。
【００８２】
本発明の一実施例として、図２に示したフェライトヘッドを作製し、これを用いた磁気ヘッドを作製した。
【００８３】
高透磁率磁性体としてＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライトを、磁気ギャップ材として第１層目にＳｉＯ₂を、第２層目に（表３）中の実施例１０のガラスをスパッタして一対の磁気コア半体５をなし、一対の磁気コア半体５を第２のガラス層を着き合わせて、ちっ素雰囲気中で６１０℃で熱融着させ、一対の磁気コア半体５を互いに接合し、磁気ギャップ６を形成した。
【００８４】
なお、高透磁率磁性体としてＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライトを磁気ギャップ材として第１層目にＳｉＯ₂を用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（実施例８５）
次に、本発明の実施例８５について説明する。
【００８６】
本発明の一実施例として、図３に示したＭＩＧヘッド（Metal in Gapヘッド）を作製し、これを用いた磁気ヘッドを作製した。
【００８７】
高透磁率磁性体としてＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライトを、金属磁性膜として飽和磁束密度（Ｂｓ）が１．６ＴのＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜を用い、磁気ギャップ材として第１層目にＳｉＯ₂を、第２層目に（表１）中の実施例２のガラスをスパッタして一対の磁気コア半体５をなし、前記一対の磁気コア半体５を第２のガラス層を着き合わせて、前記一対の磁気コア半体５を互いに接合し、ちっ素雰囲気中で５１０℃で熱融着させ、磁気ギャップ６を形成した。
【００８８】
なお、高透磁率磁性体としてＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライトを、金属磁性膜として飽和磁束密度（Ｂｓ）が１．６ＴのＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜を、非磁性ギャップ材として第１層目にＳｉＯ₂を用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００８９】
（実施例８６）
次に、本発明の実施例８６について説明する。
【００９０】
本発明の一実施例として、図４に示した積層型ヘッドを作製し、これを用いた磁気ヘッドを作製した。
【００９１】
非磁性基板にＴｉ−Ｍｇ−Ｎｉ焼結体を、金属磁性膜にＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔａアモルファス磁性材料を用い、磁気ギャップ材として第１層目にパイレックス（Ｒ）ガラスを、第２層目に（表１）中の実施例２のガラスをスパッタして一対の磁気コア半体５となし、一対の磁気コア半体５を前記第２のガラス層を着き合わせて、ちっ素雰囲気中で４８０℃で熱融着させ、前記一対の磁気コア半体５を互いに接合し、磁気ギャップ６を形成した。
【００９２】
なお、非磁性基板にＴｉ−Ｍｇ−Ｎｉ焼結体を、金属磁性膜にＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔａアモルファス磁性材料を用い、非磁性ギャップ材として第１層目にパイレックス（Ｒ）ガラスを用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、ＰｂＯを成分としないホウケイ酸ビスマスガラスであるため、作業点が６５０℃以下であり、かつ熱膨張係数が７０×１０^-7〜１３０×１０^-7／℃であり、鉛ガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性に優れているという効果を奏するものである。
【００９４】
また、本発明の磁気ヘッドは、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも耐水性に優れているので接合強度の点で信頼性に優れたものとなるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によって得られる磁気ヘッドのギャップ部分を示す要部断面図
【図２】本発明の実施の形態による磁気ヘッドの概略を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態による磁気へッドの概略を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態による磁気ヘッドの概略を示す斜視図
【符号の説明】
１高透磁率磁性体
２非磁性体層
３ガラス層
４巻線溝
５一対の磁気コア半体
６磁気ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic head suitable for recording / reproducing magnetic information on a magnetic recording medium, and relates to a gap bonding glass for a magnetic head constituting the magnetic head.
[0002]
[Prior art]
In recent years, it has been desired that a magnetic head can form a magnetic gap at a lower temperature in terms of preventing deterioration of magnetic characteristics.
[0003]
In general, a magnetic head is a ring-shaped high permeability magnetic body (head core) wound with a coil and provided with a very narrow gap (magnetic gap). The magnetic gap portion of the magnetic head is composed of a high permeability magnetic body having a gap and a nonmagnetic material filled in the gap.
[0004]
Moreover, in the magnetic head for a video tape recorder, as a high permeability magnetic body, an oxide material such as Mn-Zn ferrite, an oxide material such as Mn-Zn ferrite or ceramics and a metal magnetic thin film are combined, etc. in use. Further, as the gap filler (magnetic gap material), non-magnetic metal, metal oxide, high melting point glass such as quartz glass, and the like are used.
[0005]
As one method of forming the magnetic gap, a nonmagnetic gap material is formed on the surface of the high permeability magnetic body in a thin film by sputtering or vapor deposition to form a pair of magnetic core halves, and the pair of magnetic core halves. There is a method of joining the bodies together with the gap materials.
[0006]
The joining of the magnetic core halves is performed at a temperature at which the gap members are fused. At this time, if fusion is performed at a high temperature, the characteristics of the high permeability magnetic body and the deformation of the gap material are generated, and the characteristics of the magnetic head are deteriorated. Therefore, in order to prevent the occurrence of deterioration of magnetic characteristics due to high temperature, there is generally a gap material shown in FIG. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the main part in the vicinity of the joint surface of the magnetic core half. As shown in FIG. 1, a high-permeability magnetic body 1 is laminated with a nonmagnetic material layer 2 at least as a first layer and a glass layer 3 as a second layer, and the glass layers 3 are bonded together by thermal fusion, A method of forming a magnetic gap is used (see, for example, Patent Document 1).
[0007]
Conventionally, glass containing PbO as a component has been used as the bonding glass used for the glass layer 3.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-219009
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the glass containing PbO as a component has a problem of low water resistance.
[0010]
As described above, the non-magnetic material layer 2 is laminated on at least the first layer and the glass layer 3 is laminated on the second layer, and the second glass layer 3 is bonded to the high permeability magnetic body 1 by heat fusion. In a magnetic head having a magnetic gap formed by bonding, when glass containing PbO as a component is used for the glass layer 3, the magnetic gap can be formed at a low temperature, and the occurrence of deterioration of magnetic characteristics due to the high temperature is prevented. However, the water resistance is inferior, and there is a problem in the reliability of the bonding strength between the gap materials.
[0011]
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and can prevent the occurrence of magnetic property deterioration due to high temperature when forming a magnetic gap, and is excellent in reliability in terms of bonding strength. Another object of the present invention is to provide a gap bonding glass for a magnetic head and a magnetic head.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, the gap bonding glass for a magnetic head according to the present invention is SiO in terms of oxide.₂0.5 to 14% by weight, B₂O_Three3 to 15 wt%, ZnO 4 to 22 wt%, Bi₂O_Three55 to 90% by weight, Al₂O_Three0 to 4% by weight, Li₂O, Na₂O and K₂0 to 5% by weight of at least one selected from O, 0 to 12% by weight of at least one selected from MgO, CaO, SrO and BaO, Sc ₂ O _Three , Y ₂ O _Three , La ₂ O _Three , CeO ₂ , Pr ₂ O _Three , Nd ₂ O _Three , Sm ₂ O _Three , Eu ₂ O _Three , Gd ₂ O _Three , Tb ₂ O _Three , Dy ₂ O _Three , Ho ₂ O _Three , Er ₂ O _Three , Tm ₂ O _Three , Yb ₂ O _Three And Lu ₂ O _Three 0.1 to 10% by weight of at least one selected fromIt has the composition which contains.
[0013]
Accordingly, it is possible to provide a magnetic head gap bonding glass and a magnetic head which can prevent the deterioration of magnetic characteristics due to a high temperature when forming a magnetic gap, and which are excellent in terms of bonding strength. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Claims of the invention1In the invention described in the above, in terms of oxide, SiO₂0.5 to 14% by weight, B₂O_Three3 to 15 wt%, ZnO 4 to 22 wt%, Bi₂O_Three55 to 90% by weight, Al₂O_Three0 to 4% by weight, Li₂O, Na₂O and K₂0 to 5 wt% of at least one selected from O, 0 to 12 wt% of at least one selected from MgO, CaO, SrO and BaO, Sc₂O_Three, Y₂O_Three, La₂O_Three, CeO₂, Pr₂O_Three, Nd₂O_Three, Sm₂O_Three, Eu₂O_Three, Gd₂O_Three, Tb₂O_Three, Dy₂O_Three, Ho₂O_Three, Er₂O_Three, Tm₂O_Three, Yb₂O_ThreeAnd Lu₂O_ThreeA gap-bonding glass for a magnetic head having a composition containing 0.1 to 10% by weight of at least one selected from the above, and preventing the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap In addition, it has the effect of providing a gap bonding glass for a magnetic head that is excellent in reliability in terms of bonding strength.
[0016]
  Claims of the invention2In the invention described in the above, in terms of oxide, SiO₂0.5 to 12% by weight, B₂O_Three3 to 9% by weight, ZnO 4 to 19% by weight, Bi₂O_Three55 to 85% by weight, Al₂O_Three0.1 to 4% by weight, Li₂O, Na₂O and K₂0 to 4% by weight (provided that Li is selected from O)₂0 to 2% by weight of O, Na₂0 to 3% by weight of O, K₂0 to 4 wt% of O), 0 to 10 wt% of at least one selected from MgO, CaO, SrO and BaO (provided that 0 to 5 wt% of MgO, 0 to 6 wt% of CaO and 0 to 0 of SrO) 8 wt%, BaO 0-10 wt%), Sc₂O_Three, Y₂O_Three, La₂O_Three, CeO₂, Pr₂O_Three, Nd₂O_Three, Sm₂O_Three, Eu₂O_Three, Gd₂O_Three, Tb₂O_Three, Dy₂O_Three, Ho₂O_Three, Er₂O_Three, Tm₂O_Three, Yb₂O_ThreeAnd Lu₂O_ThreeA gap-bonding glass for a magnetic head having a composition containing 0.1 to 10% by weight of at least one selected from the above, and preventing the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap In addition, it has the effect of providing a gap bonding glass for a magnetic head that is excellent in reliability in terms of bonding strength.
[0017]
  Claims of the invention3In the invention described in the above, ZnO and B are converted into oxides.₂O_ThreeWeight ratio (ZnO / B₂O_Three) Between 0.8 and 2.8.Or eitherThe gap bonding glass for a magnetic head according to claim 1, which can prevent the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming a magnetic gap, and has excellent reliability in terms of bonding strength Has the effect of providing
[0018]
  Claims of the invention4In the invention described in the above, in terms of oxide, Al₂O_ThreeAnd SiO₂Weight ratio (Al₂O_Three/ SiO₂) Is 0.5 or less.3The magnetic head gap bonding glass according to any one of the above, which can prevent the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap, and has excellent reliability in terms of bonding strength The gap bonding glass is provided.
[0019]
  Claims of the invention5The invention described in (1) is a magnetic head having a structure in which a pair of magnetic core halves each provided with a winding groove is abutted and joined via a magnetic gap material, and the pair of magnetic core halves are 1 to 3 provided on the gap facing surface.4The magnetic head is bonded with the gap bonding glass for a magnetic head according to any one of the above, and is bonded using a low melting point borosilicate glass not containing PbO as a main component. It is possible to prevent the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap, and to provide a magnetic head excellent in reliability in terms of bonding strength.
[0020]
  Claims of the invention6In the invention described in the above, a pair of magnetic core halves in which a winding groove is provided on at least one and a metal magnetic film is formed on at least one gap facing surface are abutted against the gap facing surface via a magnetic gap material, A magnetic head having a bonded structure, wherein the pair of magnetic core halves are provided on a gap facing surface.4The magnetic head is bonded with the gap bonding glass for a magnetic head according to any one of the above, and is bonded using a low melting point borosilicate glass not containing PbO as a main component. It is possible to prevent the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap, and to provide a magnetic head excellent in reliability in terms of bonding strength.
[0021]
  Claims of the invention7In the invention described in the above, a winding groove is provided in at least one, and a pair of magnetic core halves formed by sandwiching the metal magnetic film with a nonmagnetic substrate are abutted against the end faces of the two metal magnetic films via a magnetic gap material, A magnetic head having a bonded structure, wherein the pair of magnetic core halves are provided on a gap facing surface.4The magnetic head is bonded with the gap bonding glass for a magnetic head according to any one of the above, and is bonded using a low melting point borosilicate glass not containing PbO as a main component. It is possible to prevent the deterioration of magnetic characteristics due to high temperature when forming the magnetic gap, and to provide a magnetic head excellent in reliability in terms of bonding strength.
[0022]
Hereinafter, embodiments of the gap bonding glass for a magnetic head and a magnetic head according to the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
[0023]
(Embodiment 1)
(Table 1) to (Table 13) show examples of gap bonding glasses for magnetic heads according to

claims

1, 2, 3, 4 and 5 of the present invention. The reason why the range of the content of each component is limited as described above will be described in detail in Examples.
[0024]
It should be noted that components other than the constituent components in the above-described gap bonding glass for a magnetic head can be added for a certain modification within a range not impairing the effects of the present invention.
[0025]
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows an example of a magnetic head according to a sixth aspect of the present invention, in which a pair of magnetic core halves 5 each provided with a winding groove 4 are butted via a magnetic gap material 6. A magnetic head having a bonded structure, in which a pair of magnetic core halves 5 are bonded with a gap bonding glass for a magnetic head provided on a gap facing surface.
[0026]
FIG. 3 shows an example of a magnetic head according to claim 7 of the present invention, wherein a pair of magnetic cores are provided with a winding groove 4 in at least one and a metal magnetic film formed on at least one gap facing surface. A magnetic head having a structure in which a half body 5 is bonded to a gap facing surface via a magnetic gap material 6 and bonded, and a pair of magnetic core halves 5 are provided on the gap facing surface. Are joined together.
[0027]
FIG. 4 shows an example of a magnetic head according to claim 8 of the present invention, in which a winding core 4 is provided at least on one side and a pair of magnetic core halves in which a metal magnetic film is sandwiched between nonmagnetic substrates. 5 is a magnetic head having a structure in which the end faces of both metal magnetic films are abutted and joined via a magnetic gap material 6, and a pair of magnetic core halves 5 are provided on the gap facing surface. It is bonded with glass.
[0028]
Components used in the gap bonding glass for a magnetic head shown in FIGS. 2 to 4 are those shown in the first embodiment.
[0029]
Since the magnetic heads of the present embodiment as described above all use the gap bonding glass for magnetic heads of the present invention having excellent water resistance, they can be supplied as highly reliable magnetic heads.
[0030]
In the magnetic head described above, materials that have been conventionally used can be basically used for the high permeability magnetic material, the metal magnetic film, the nonmagnetic substrate, and the like.
[0031]
Further, the gap bonding glass for a magnetic head in the present invention can be used for a magnetic head having a structure other than the above magnetic head.
[0032]
(Examples 1 to 83 and Comparative Examples 1 to 46)
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
[0033]
First, Examples 1 to 83 and Comparative Examples 1 to 46 in the table will be described.
[0034]
As examples and comparative examples of the gap bonding glass for a magnetic head of the present invention, glass compositions having compositions shown in (Table 1) to (Table 13) were prepared.
[0035]
After preparing and mixing predetermined raw materials, the obtained mixture was put into a platinum crucible and melted at 900 to 1300 ° C. for 1 hour in an electric furnace. Subsequently, the glass composition was produced by quenching the obtained molten glass with a roller. The composition of the obtained glass composition, the stability of the glass, the working point, the thermal expansion coefficient, the strength and the water resistance are shown in (Table 1) to (Table 13).
[0036]
Here, the stability, working point, thermal expansion coefficient, strength and water resistance of the glass were evaluated as follows.
[0037]
The stability of the glass means that the glass was not devitrified at the time of production and the crystal was not precipitated by the heat treatment at the working point, and the glass was not devitrified at the time of the production, but the crystal was precipitated by the heat treatment at the working point. Δ, devitrification at the time of production and glass was not obtained is indicated by ×. When used as a gap bonding glass for a magnetic head, it is preferably amorphous in terms of fluidity. However, if there are no problems such as generation of cracks or decrease in strength, crystals may be deposited on the glass after sealing.
[0038]
The working point of the glass is to measure the viscosity of the molten glass and the viscosity is 10^ThreeIt calculated | required from the temperature used as Pa * s. When used as a gap bonding glass for a magnetic head, it may be softened and fluidized and bonded at a temperature near this working point, but depending on the method of manufacturing the magnetic head, it should be used at a temperature having a viscosity suitable for each. Also good. As the gap bonding glass for a magnetic head, the working point is preferably 650 ° C. or less.
[0039]
The coefficient of thermal expansion was determined by measuring the linear expansion coefficient when a glass rod having a diameter of 4 mm and a length of 20 mm was heated at 10 ° C./min, and calculating an average coefficient of thermal expansion at 30 to 300 ° C. Gap bonding glass for magnetic head has a thermal expansion coefficient of 70 × 10^-7~ 130 × 10^-7/ ° C is preferred.
[0040]
Mechanical strength was measured by a three-point bending method. A glass rod with a diameter of 1 mm and a length of 30 mm is supported horizontally at two points at intervals of 20 mm, and a load is applied from the top to the center between the two points by a load cell at a speed of 1 mm / min. The strength was calculated from the applied load.
[0041]
The water resistance was indicated by the weight loss per unit area by immersing a cubic glass sample with a side of 10 mm in boiling ion exchange water for 1 hour. This value is 1.0 mg / cm for use in a magnetic head.²The following is desirable.
[0042]
Table 1 shows SiO in the present invention.₂Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 of the glass compositions prepared for studying the content of were shown.
[0043]
[Table 1]

[0044]
As is clear from Table 1, SiO₂If the content is less than 0.5% by weight, the glass is devitrified at the time of glass production and a stable glass cannot be obtained. If the content is more than 14% by weight, the working point exceeds 650 ° C. % Is preferred. Furthermore, SiO₂If the content of is large, crystals are likely to precipitate in the glass during heat treatment during use, so that it is more preferably 0.5 to 12% by weight in order to reduce this.
[0045]
Next, (Table 2) shows B in the present invention.₂O_ThreeExamples 5 to 8 and Comparative Examples 3 to 4 of the glass compositions prepared for examining the content of were shown.
[0046]
[Table 2]

[0047]
As shown in Table 2, B₂O_ThreeWhen the content of slag is less than 3% by weight, the thermal expansion coefficient is 130 × 10^-7When it is higher than / ° C. and more than 15% by weight, it becomes devitrified at the time of glass production and a stable glass cannot be obtained. Therefore, it is preferably 3 to 15% by weight. In addition, B₂O_ThreeIf the content of is large, crystals are likely to precipitate in the glass during heat treatment during use. Therefore, in order to reduce this, the content is more preferably 3 to 9% by weight.
[0048]
Next, Table 9 shows Examples 9 to 12 and Comparative Examples 5 to 6 of the glass compositions prepared for examining the content of ZnO in the present invention.
[0049]
[Table 3]

[0050]
As is clear from Table 3, when the ZnO content is less than 4% by weight, the weight loss is 1.0 mg / cm.²When the water resistance is more than 22% by weight, the glass is devitrified during glass production and a stable glass cannot be obtained, so that the content is preferably 4 to 22% by weight. Furthermore, if the content of ZnO is large, crystals are likely to precipitate in the glass during heat treatment during use. Therefore, in order to reduce this, the content is more preferably 4 to 19% by weight.
[0051]
Next, (Table 4) shows Bi in the present invention.₂O_ThreeExamples 13 to 16 and Comparative Examples 7 to 8 of the glass compositions prepared for studying the content of were shown.
[0052]
[Table 4]

[0053]
As is clear from (Table 4), Bi₂O_ThreeIf the content is less than 55% by weight, the working point exceeds 650 ° C., and if it is more than 90% by weight, it is devitrified during glass production and a stable glass cannot be obtained. . Bi₂O_ThreeWhen the content of is large, crystals are likely to be precipitated in the glass during heat treatment during use. In order to reduce this, the content is more preferably 55 to 85% by weight.
[0054]
Next, (Table 5) shows Al in the present invention.₂O_ThreeExamples 17 to 20 and Comparative Example 9 of the glass compositions prepared for studying the content of were shown.
[0055]
[Table 5]

[0056]
Al₂O_ThreeIs not necessarily an essential component, but has the function of promoting vitrification and improving water resistance. However, as apparent from Table 5, since the working point exceeds 650 ° C. when it exceeds 4% by weight, it is preferably 0 to 4% by weight. Furthermore, in order to reduce the crystal | crystallization which precipitates in glass in the heat processing at the time of use, it is more preferable to contain 0.1weight% or more.
[0057]
Next, (Table 6) shows Li in the present invention.₂O, Na₂O and K₂Examples 21 to 31 and Comparative Examples 10 to 13 of the glass compositions prepared for examining the O content were shown.
[0058]
[Table 6]

[0059]
Li₂O, Na₂O and K₂O is not necessarily an essential component, but the work point can be lowered by containing one or more of these. However, clearly from Table 6, Li₂O, Na₂O and K₂When the total amount of O exceeds 5% by weight, the coefficient of thermal expansion increases and the water resistance also decreases, so 0 to 5% by weight is preferable. Furthermore, if these contents are large, crystals tend to precipitate in the glass during heat treatment at the time of use, so in order to reduce this, Li₂O is 0 to 2% by weight, Na₂O is 0 to 3% by weight, K₂O is 0 to 4% by weight, and the total amount thereof is more preferably 0 to 4% by weight.
[0060]
Next, Tables 7 to 45 and Comparative Examples 14 to 18 of the glass compositions prepared for examining the contents of MgO, CaO, SrO and BaO in the present invention are shown in (Table 7).
[0061]
[Table 7]

[0062]
MgO, CaO, SrO and BaO are not necessarily essential components, but a stable glass can be obtained by containing one or more of these. However, as apparent from Table 7, when the total amount of MgO, CaO, SrO and BaO exceeds 12% by weight, devitrification occurs at the time of glass production, so 0 to 12% by weight is preferable. Furthermore, when these contents are large, crystals tend to precipitate in the glass during heat treatment during use, so to reduce this, MgO is 0 to 5 wt%, CaO is 0 to 6 wt%, SrO is 0 to 8% by weight, BaO is 0 to 10% by weight, and the total amount of these is more preferably 0 to 10% by weight.
[0063]
Next, (Table 8) to (Table 10) are Sc in the present invention.₂O_Three, Y₂O_Three, La₂O_Three, CeO₂, Pr₂O_Three, Nd₂O_Three, Sm₂O_Three, Eu₂O_Three, Gd₂O_Three, Tb₂O_Three, Dy₂O_Three, Ho₂O_Three, Er₂O_Three, Tm₂O_Three, Yb₂O_ThreeAnd Lu₂O_Three Example 46-77 and Comparative Examples 19-35 of the glass composition produced in order to examine content of A were shown.
[0064]
[Table 8]

[0065]
[Table 9]

[0066]
[Table 10]

[0067]
As is clear from (Table 10), Sc₂O_Three, Y₂O_Three, La₂O_Three, CeO₂, Pr₂O_Three, Nd₂O_Three, Sm₂O_Three, Eu₂O_Three, Gd₂O_Three, Tb₂O_Three, Dy₂O_Three, Ho₂O_Three, Er₂O_Three, Tm₂O_Three, Yb₂O_ThreeAnd Lu₂O_Three Has the function of improving the mechanical strength, and this effect is exhibited when the content of at least one of these is 0.1% by weight or more. However, if it is more than 10% by weight, it is devitrified during production and a stable glass cannot be obtained.
[0068]
Next, (Table 11) shows ZnO and B in the present invention.₂O_ThreeWeight ratio (ZnO / B₂O_Three) Examples 78 to 80 and Comparative Examples 36 to 37 of the glass compositions prepared for studying were shown.
[0069]
[Table 11]

[0070]
As is clear from (Table 11), in order to obtain a stable glass in which crystals are difficult to precipitate during heat treatment during use, ZnO and B₂O_ThreeWeight ratio (ZnO / B₂O_Three) Is more preferably 0.8 to 2.8.
[0071]
Next, (Table 12) shows Al in the present invention.₂O_ThreeAnd SiO₂Weight ratio (Al₂O_Three/ SiO₂Example 81-83 and Comparative Examples 38-39 of the glass composition produced in order to study ()) were shown.
[0072]
[Table 12]

[0073]
As is clear from (Table 12), in order to obtain a stable glass in which crystals are difficult to precipitate during heat treatment during use, Al₂O_ThreeAnd SiO₂Weight ratio (Al₂O_Three/ SiO₂) Is more preferably 0.5 or less.
[0074]
Next, (Table 13) shows Comparative Examples 40 to 46 of lead glass compositions prepared for comparison with the gap bonding glass for magnetic heads in the present invention.
[0075]
[Table 13]

[0076]
As is clear from Table 13, the gap bonding glass for a magnetic head of the present invention does not contain lead, has a working point of 650 ° C. or lower, and a thermal expansion coefficient of 70 × 10.^-7~ 130 × 10^-7It can be seen that it has excellent water resistance while having mechanical strength equivalent to that of the lead glass composition.
[0077]
The above magnetic gap material can be used for manufacturing a magnetic head in the form of bulk, powder, fiber, thin film or the like. Other shapes may be used. Furthermore, these gap bonding glasses for magnetic heads can be used as a material composed of a glass composition alone or as a composite material of a glass composition and other materials.
[0078]
Further, these gap bonding glasses for a magnetic head are crystallized by heat treatment or the like, or used as a composite material with other materials, thereby 70 × 10^-7~ 130 × 10^-7It can be used as a material having a thermal expansion coefficient exceeding the range of / ° C.
[0079]
Furthermore, the heat treatment temperature when using these gap bonding glasses for a magnetic head is not limited to a working point of 650 ° C. or lower, and it is needless to say that it can be used at a temperature having a viscosity suitable for the application.
[0080]
In addition, these gap bonding glasses for magnetic heads include various parts for electronic devices as adhesive materials, sealing materials, coating materials, or paste materials having various functions such as ceramics, glass and metal. It can be used in place of the glass material conventionally used in all applications. For example, it can be used for display devices such as various LCR components, semiconductor packages, other electronic components, CRTs, fluorescent display tubes, plasma display panels, and the like. Further, it can also be used in tube products for lighting, enamel products, ceramic products and the like.
[0081]
(Example 84)
Next, an embodiment 84 of the present invention will be described.
[0082]
As an example of the present invention, the ferrite head shown in FIG. 2 was manufactured, and a magnetic head using the same was manufactured.
[0083]
Mn-Zn single crystal ferrite as the high permeability magnetic material, and SiO as the first layer as the magnetic gap material₂The second layer is sputtered with the glass of Example 10 in (Table 3) to form a pair of magnetic core halves 5, and the pair of magnetic core halves 5 are bonded to the second glass layer, A pair of magnetic core halves 5 were bonded to each other at 610 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a magnetic gap 6.
[0084]
Note that Mn-Zn single crystal ferrite is used as the magnetic permeability material as the high permeability magnetic material, and the first layer is SiO.₂However, the present invention is not limited to these examples.
[0085]
(Example 85)
Next, an embodiment 85 of the present invention will be described.
[0086]
As an example of the present invention, the MIG head (Metal in Gap head) shown in FIG. 3 was manufactured, and a magnetic head using the MIG head was manufactured.
[0087]
An Mn—Zn single crystal ferrite is used as the high magnetic permeability magnetic material, an Fe—Ta—N film with a saturation magnetic flux density (Bs) of 1.6 T is used as the metal magnetic film, and the first layer is SiO as the magnetic gap material.₂The glass of Example 2 in (Table 1) is sputtered on the second layer to form a pair of magnetic core halves 5, and the pair of magnetic core halves 5 are bonded to the second glass layer. The pair of magnetic core halves 5 were joined together and thermally fused at 510 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a magnetic gap 6.
[0088]
It should be noted that Mn—Zn single crystal ferrite as the high magnetic permeability magnetic material, Fe—Ta—N film having a saturation magnetic flux density (Bs) of 1.6 T as the metal magnetic film, and SiO 1 in the first layer as the nonmagnetic gap material.₂However, the present invention is not limited to these examples.
[0089]
(Example 86)
Next, an embodiment 86 of the present invention will be described.
[0090]
As an example of the present invention, the multilayer head shown in FIG. 4 was manufactured, and a magnetic head using the same was manufactured.
[0091]
A Ti-Mg-Ni sintered body is used for the nonmagnetic substrate, a Co-Zr-Nb-Ta amorphous magnetic material is used for the metal magnetic film, and Pyrex (R) glass is used for the first layer as the magnetic gap material. The glass of Example 2 in (Table 1) is sputtered to form a pair of magnetic core halves 5, and the pair of magnetic core halves 5 are bonded to the second glass layer in a nitrogen atmosphere. Then, the pair of magnetic core halves 5 were joined to each other to form a magnetic gap 6.
[0092]
A Ti—Mg—Ni sintered body is used for the nonmagnetic substrate, a Co—Zr—Nb—Ta amorphous magnetic material is used for the metal magnetic film, and Pyrex (R) glass is used for the first layer as the nonmagnetic gap material. Although cases have been described, the present invention is not limited to these examples.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, since the gap bonding glass for a magnetic head according to the present invention is bismuth borosilicate glass not containing PbO as a component, the working point is 650 ° C. or less and the thermal expansion coefficient is 70 × 10.^-7~ 130 × 10^-7It has an effect of being excellent in water resistance while having mechanical strength equivalent to that of a lead glass composition.
[0094]
Further, the magnetic head of the present invention can prevent the occurrence of magnetic characteristic deterioration due to high temperature when forming the magnetic gap, and is excellent in water resistance, so it has excellent reliability in terms of bonding strength. The effect is to become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part showing a gap portion of a magnetic head obtained by an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a magnetic head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a magnetic head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a magnetic head according to an embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 High permeability magnetic material
2 Nonmagnetic layer
3 Glass layer
4 Winding groove
5 A pair of magnetic core halves
6 Magnetic gap

Claims

In terms of oxide, the SiO ₂ 0.5 to 14 wt%, the B ₂ O ₃ 3 to 15 wt%, the ZnO 4 to 22 wt%, the Bi ₂ O ₃ 55 to 90 wt%, Al ₂ O ₃ 0-4 wt%, Li ₂ O, at least one of 0 to 5 wt% selected from Na ₂ O and K ₂ O, MgO, CaO, at least one of 0-12 wt% selected from SrO and BaO, Sc ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , CeO ₂ , Pr ₂ O ₃ , Nd ₂ O ₃ , Sm ₂ O ₃ , Eu ₂ O ₃ , Gd ₂ O ₃ , Tb ₂ O ₃ , Dy ₂ O ₃ , a magnetic head having a composition containing 0.1 to 10% by weight of at least one selected from Ho ₂ O ₃ , Er ₂ O ₃ , Tm ₂ O ₃ , Yb ₂ O ₃ and Lu ₂ O ₃ Gap bonding glass.

In terms of oxide, the SiO ₂ 0.5 to 12 wt%, the B ₂ O ₃ 3 to 9% by weight, the ZnO 4 to 19 wt%, the Bi ₂ O ₃ 55 to 85 wt%, Al ₂ O ₃ 0.1 to 4% by weight, at least one selected from Li ₂ O, Na ₂ O and K ₂ O is 0 to 4% by weight (however, Li ₂ O is 0 to 2% by weight, Na ₂ O is 0 to 0% by weight) 3% by weight, 0 to 4% by weight of K ₂ O), 0 to 10% by weight of at least one selected from MgO, CaO, SrO and BaO (provided that 0 to 5% by weight of MgO and 0 to 6% by weight of CaO) %, SrO 0-8 wt%, BaO 0-10 wt%), Sc ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , CeO ₂ , Pr ₂ O ₃ , Nd ₂ O ₃ , Sm ₂ O ₃ , Eu ₂ O ₃ , Gd ₂ O ₃ , Tb ₂ O ₃ , Dy ₂ O ₃ , Ho ₂ O ₃ , Er ₂ O ₃ , Tm ₂ O ₃ , Yb ₂ O ₃ and Lu ₂ O _A gap bonding glass for a magnetic head having a composition containing 0.1 to 10% by weight of at least one selected from ₃ .

In terms of oxide, the magnetic head according to claim 1 or 2, characterized in that the weight ratio of ZnO and B ₂ O ₃ a (ZnO / B ₂ O ₃₎ and 0.8 to 2.8 Gap bonding glass.

In terms of oxide, Al ₂ O ₃ and the weight ratio of SiO ₂ for a magnetic head according to any one of claims 1 to 3, the _{_{_{(Al 2 O 3 / SiO 2}}} ) , characterized in that 0.5 or less Gap bonded glass.

A magnetic head having a structure in which a pair of magnetic core halves each provided with a winding groove on at least one side are butted against each other with a non-magnetic gap material, and the pair of magnetic core halves are bonded to each other. A magnetic head, which is bonded with the gap bonding glass for a magnetic head according to any one of claims 1 to 4 .

A structure in which a groove for winding is provided in at least one, and a pair of magnetic core halves in which a metal magnetic film is formed on at least one gap-facing surface, the gap-facing surfaces are abutted and bonded using the facing surfaces as nonmagnetic gap materials. A magnetic head comprising: a pair of magnetic core halves joined by the gap joining glass for a magnetic head according to any one of claims 1 to 4 .

A structure in which a groove for winding is provided in at least one and a pair of magnetic core halves sandwiched between metal magnetic films by a nonmagnetic substrate is abutted against and joined to the end surfaces of both metal magnetic films via a nonmagnetic gap material. A magnetic head comprising: a pair of magnetic core halves joined by the gap joining glass for a magnetic head according to any one of claims 1 to 4 .