JPH01298509A - 複合磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合磁気へンドに関し、特に主コア部の材料と
して軟磁性の磁性金属薄膜を、補助コア部の材料として
酸化物磁性材料を用い、高周波記録・再生に適する複合
磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録の分野においては、記録信号の高密度化
が進行しており、高い抗磁力と残留磁束密度を有する磁
気記録媒体が使用されるようになっている。これに伴っ
て、磁気ヘッドのコア材料には高い飽和磁束密度および
透磁率を有することが要求されている。

このコア材料としては一般的に酸化物磁性材料が用いら
れ、なかでもフェライトが最も広く使用されているが、
上述の要求に対応するためには飽和磁束密度がまだ不足
している。そこで、磁気ヘッドを補助コア部、および該
補助コア部に積層され磁気ギャップ部に臨んで形成され
る主コア部の三部分から構成し、上記補助コア部の材料
としてフェライト等の酸化′＃Ｊ磁性材料、上記主コア
部の材料として高飽和磁束密度を有する軟磁性合金を使
用した、いわゆるメタル・イン・ギャップ型の複合磁気
ヘッドが以前から提案されている。ここで上記主コア部
は、軟磁性合金からなる磁性金属薄膜として形成されて
いる。このような複合磁気ヘッドは、既に一部の消去用
ヘッドに採用されている。

ところで、このようなメタル・イン・ギャップ型の複合
磁気ヘッドにおいては、再生信号の周波数特性が周期的
に変動する、いわゆるうねりが観測されていた。これは
、複合磁気ヘッドの製造工程において不可欠なガラス融
着工程時の高温加熱により、上記磁性金属薄膜と酸化物
磁性材料とがその界面において反応し、著しく透磁率の
低下した領域、すなわち反応層が形成されるためである
。

上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との界面の一部
が上記磁気ギ中ツブの近傍において該磁気ギャップと略
平行に形成されている複合磁気ヘッドにおいては、この
反応層は疑似ギャップとして作用する。このような疑似
ギャップが形成されると、本来の磁気ギヤノブを通過す
る磁束と干渉を起こして疑似信号を生成し、再生出力の
Ｓ／Ｎ比を低下させる。このような欠点が、複合磁気ヘ
ッドの記録・再生兼用ヘッドとしての実用化を妨げる原
因となっていた。

この反応層の形成を防止するため、本発明者らは先に、
窒化ケイ素、酸化ケイ素等を使用した窒化物薄膜あるい
は酸化物薄膜を上記界面に下地層として設ける技術を提
案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでメタル・イン・ギャップ型の複合磁気ヘンドに
おいては、その構造上、磁束はほぼ磁性金属薄膜をその
膜厚方向に貫通するように通過する。したがって、従来
提案されている窒化物’？ｌ膜あるいは酸化物薄膜のよ
うに透磁率の極めて小さい非磁性材料を下地層に使用す
ると、これらが大きな磁気抵抗として作用し、再生効率
を低下させることがわかってきた。

そこで本発明は、下地層の材料を適切に選ぶことにより
、大きな磁気抵抗を発生しない複合磁気ヘッドの提供を
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述のかかる目的を達成すべく提案されたもの
である。すなわち、本発明にかかる複合磁気ヘッドは、
少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物磁性材料と磁性
金属薄膜により構成される一対の磁気コア半体が突き合
わされ、上記磁性金属薄膜の突き合わせ面に磁気ギャッ
プが形成されてなる複合磁気ヘッドであって、上記磁性
金属薄膜と上記酸化物磁性材料との界面の一部が上記磁
気ギャップの近傍において該磁気ギャップと略平行であ
り、かつ上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との間
に耐蝕性金属を含有する磁性下地層を配したことを特徴
とするものである。

〔作用〕

いま、複合磁気ヘッドのギャップ近傍において透磁率μ
の磁性金属薄膜と透磁率ρの下地層が設けられており、
全磁束は磁性金属薄膜と下地層を垂直に貫通するものと
仮定すると、膜厚方向で測定される実効透磁率ρは次式
により簡単に計算される。

ここで、上記ｔは下地層と磁性金属薄膜の合計の膜厚（
以下、全厚と称する。）、上記ｆは下地層の膜厚である
。たとえば、全厚を４μｍに固定し、下地層の透磁率ρ
と膜厚ｒ、および磁性金属薄膜の透磁率μを種々に変化
させて実効透磁率ρを計算した結果を第１図ないし第３
図に示す。第１図はρ＝１であって下地層が実質的に非
磁性とみなされる場合、第２図はβ＝５、第３図はρ＝
１００の場合に相当し、各場合について磁性金属薄膜の
透磁率μを１００．２００．５００．１０００．２００
０と変化させた。図中、縦軸は実効透磁率ρ、横軸は下
地層の膜厚ｆ　（人）をそれぞれ表す。第１図をみると
、たとえば磁性金属薄膜がμ＝　２０００という高い透
磁率を有していても、透磁率の極めて低い材料が下地層
に使用されていると、該下地層の膜厚ｆが１００人程度
であっても実効透磁率ρは約３３３と大幅に低下してし
まうことがわかる。同一の下地層の膜厚ｆについて比較
してみると、磁性金属薄膜の透磁率μが高いほど実効透
磁率ρの低下の度合が大きく、これらは全て下地層の膜
厚ｆが増加するにつれて一定の値へ収束する傾向を有す
る。

さらに、第１図を第２図および第３図と比較すると、下
地層の透磁率βが大きくなるほど膜ｒｇ、ｆの増加に伴
う実効透磁率ρの減少が抑制されている。

したがって、実効透磁率ρを低下させないためには、あ
る程度の磁性を有する下地層（以下、磁性下地層と称す
る。）が適当な膜厚の範囲で形成されることが有効であ
ることがわかる。

本発明にかかる複合磁気ヘッドにおいては、磁性金属薄
膜と酸化物磁性材料との間に耐蝕性金属を含有する磁性
下地層が配されているので、ガラス融着等の熱処理を経
た場合にも上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との
間に反応が起こらず、したがって疑似ギャップの発生を
抑制することができる。また下地層自身が磁性を有する
ために、複合磁気ヘッドの実効透磁率が低下することも
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

本実施例は、補助コア部の材料となる酸化物磁性材料と
してＭｎ−Ｚｎ系フェライトを、主コア部となる磁性金
属薄膜に使用される軟磁性合金としてＦｅ−Ｇａ−３ｉ
−Ｒｕ系合金を、また磁性下地層の材料としてＦｅ−Ｒ
ｕ−３ｉ系合金を使用した複合磁気ヘッドの例である。

以下、本実施例にかかる複合磁気ヘンドの構成を第４図
および第５図を参照しながら説明する。

まず第４図に、いわゆるメタル・イン・ギャップ型の複
合磁気ヘッドの外観を示す、このような複合磁気ヘッド
は、記録媒体対接面（１）の中央に位置する磁気ギャッ
プ（２）を境として左右側々の磁気コア半体（１）、　
（ｎ）として作成され、最後にガラス融着等により該磁
気コア半体（１）、　（Ｉｔ）が対向して接合される。

上記磁気コア半体（１）、　（ＩＩ）の少なくとも一方
には、コイルを巻装するための巻線溝（１３）が穿設さ
れている。

第５図は、この複合磁気ヘッドを記録媒体対接面（１）
から見た拡大図である。各磁気コア半体（■）。

（ＩＩ）はＭｎ−Ｚｎ系フェライトからなる補助コア部
（３）、　（４）とＦｅ−Ｇａ−３１−Ｒｕ系合金から
なる主コア部である磁性金属薄膜（５）　、　（６）と
に大別され、上記補助コア部（３）、　（４）と上記磁
性金属薄膜（５）、　（６）との間にはＦｅ−Ｒｕ−３
ｉ系合金からなる磁性下地１（７）、　（８）がそれぞ
れ形成されている。上記磁気ギャップ（２）の両端には
トラック幅Ｔ、を規制するための略円弧状の切溝（９）
　、　（１０）が設けられており、該切溝（９）　、　
（１０）には磁気記録媒体との当たり特性を確保すると
ともに磁気記録媒体の摺接による偏摩耗を防止するため
にガラス等の非磁性材料が充填され、ガラス充填Ｎ（１
１）となっている。さらに本実施例にかかる複合磁気ヘ
ッドにおいては、上記磁性金属薄膜（５）　、　（６）
の中で磁気ギャップ（２）が形成される部分、および該
磁性金属薄膜（５）　、　（６）とガラス充填層（１１
）との界面となる部分に酸化シリコン層が（１２）が被
着形成さ株ており、ギャップ・スペーサーとして機能す
るようになっている。ここで、酸化シリコン層（１２）
を使用せずに、融着ガラスをギャップ・スペーサーとし
て使用しても良い。

上述のような複合磁気ヘッドの構成においては、上記磁
性金属薄膜（５）　、　（６）が上記切溝（９）、（１
０）に沿い、かつ磁気ギャップ（２）を囲むように形成
され、磁気ギャップ（２）へ向かって収束する形状を有
しているので、磁束を集中的に該磁気ギャップ（２）へ
導くことができる。

上記磁性金属薄膜（５）　、　（６）としては、上述の
Ｆｅ−Ｇａ−３１−Ｒｕ系合金以外にも軟磁気特性に優
れた結晶質軟磁性合金材料を使用することができ、例え
ばＦｅ−Ａ／！−５ｉ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ系合金
、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、
Ｆｅ−３ｔ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−３ｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−３ｉ−ＡＮ系合金等が使用される。

たとえばＦｅ−Ｇａ−３ｉ系合金を使用する場合、その
組成は次式 ％式％ （ただし、式中のｘ、ｙ、ｚは各元素の組成を原子％で
表す、） で表され、その組成範囲は ６８≦Ｘ≦８４ １≦ｙ≦２３ ６≦２≦３１ であることが望ましい。上記合金の耐蝕性、耐摩耗性を
向上させるために、Ｆｅの１５原子％までをＣｏ、Ｎｉ
、Ｒｕのいずれか、あるいはこれらの組み合わせにより
置換しても良く、本実施例において使用したＦｅ−Ｇａ
−５１−Ｒｕ系合金はＲｕで置換した場合に相当してい
る。実際に通用して好結果をもたらした典型的な組成と
しては、ＦｅｙｎＧａｖＳ　１ｓＲｕｑ等が挙げられる
。

また、上記磁性下地層（７）　、　（８）は本発明にお
いて従来の反応防止層に代わって提案されるものであり
、その材料は、１）フふライト等の補助コア部の材料と
反応しにくいこと、２）透磁率が１より大きいこと、お
よび３）主コア部中に拡散しにくく、また拡散しても主
コア部の軟磁気特性を阻害しないこと等の要件を考慮し
て選択される。上記要件２）からも明らかなように、こ
の６Ｐ１性下地層（７）　、　（８）の材料はある程度
の磁性を有するものではあるが、上述の磁性金属薄膜（
５）　、　（６）の材料が軟磁気特性に主眼を置いて選
ばれるのに対し、該磁性下地層（７）　、　（８）の材
料はむしろ反応防止効果や低拡散性に主眼を置いて選ば
れるべきものである。例えばＦｅ−Ｇａ−５ｉ系合金を
磁性金属薄膜（５）　、　（６）に使用した場合はＧａ
が拡散し易いため、磁性下地層（７）　、　（８）には
Ｇａを含有しない材料が好ましい。

上述の要件を満たす材料としては、Ｔｉ、Ｖ。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ等の耐蝕性金属を含有する磁性金
属もしくは合金を使用することができる。

これら磁性金属もしくは合金中に占める耐蝕性金属の割
合は１〜３０原子％に選ばれる。１原子％未満では磁性
金属薄膜と酸化物磁性材料との間の反応を十分に防止す
ることができず、また３０原子％を越えると透磁率が１
より小さくなってほぼ非磁性に近くなる虞れがある。本
実施例においては、Ｆｅ、。Ｒｕ、。Ｓｉ＋。合金を使
用して好結果を得た。

また、上記磁性下地層の膜厚は特に限定されるものでは
ないが、一般的には反応防止効果を生じる約１００人か
ら主コア材の膜厚の半分程度までが許容される。磁性下
地層の透磁率は一般的には５〜３０程度で十分であるの
で、上記耐蝕性金属の割合や磁性下地層の膜厚は所望の
特性に応じて適宜選択すれば良い。

なお、上記磁性金属薄膜（５）、（６）および磁性下地
層（７）　、　（８）は、各種スパッタリング、イオン
・ブレーティング、真空蒸着法、クラスター・イオン・
ビーム蒸着法等の従来公知の方法により形成することが
できる。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明にかかるメタ
ル・イン・ギャップ型の複合磁気ヘッドにおいては耐蝕
性金属を含有する磁性下地層が使用されているので、複
合磁気ヘッドの実効透磁率を低下させることなく酸化物
磁性材料と磁性金属薄膜の界面における反応層の形成を
抑制することができる。

したがって、本発明によれば、記録・再生効率に優れ、
特に再生時の周波数特性にうねりのない複合磁気ヘッド
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は下地層の透磁率が複合磁気ヘッド
の実効透磁率に及ぼす影響を計算した結果を示す特性図
であり、第１図は下地層の透磁率が１である場合、第２
図は下地層の透磁率が５である場合、第３図は下地層の
透磁率が１００である場合をそれぞれ表す、第４図は本
発明が適用される複合磁気ヘッドの一例を示す概略斜視
図、第５図はその磁気記録媒体対接面を示す要部拡大平
面図である。 １、　　ｎ　　・・・磁気コア半体 ２　　　・・・磁気ギャップ ３．４　　・・・補助コア部 ５．６　・・・磁性金属薄膜 ７．８　・・・磁性下地層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物磁性材料と磁性
   金属薄膜により構成される一対の磁気コア半体が突き合
   わされ、上記磁性金属薄膜の突き合わせ面に磁気ギャッ
   プが形成されてなる複合磁気ヘッドであって、上記磁性
   金属薄膜と上記酸化物磁性材料との界面の一部が上記磁
   気ギャップの近傍において該磁気ギャップと略平行であ
   り、かつ上記磁性金属薄膜と上記酸化物磁性材料との間
   に耐蝕性金属を含有する磁性下地層を配したことを特徴
   とする複合磁気ヘッド。