JPH01303612A - 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〕 本発明は複合磁気ヘッドに関し、特に主コア部の材料と
して軟磁性の金属磁性薄膜を、補助コア部の材料として
単結晶フェライトを用い、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、中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
主コア部の二部分から構成し、上記補助コア部の材料と
してフェライト等の酸化物磁性材料、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
磁性合金からなる金属磁性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スパッタ
リングやガラス融着工程時の高温加熱により、上記金属
磁性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。上記酸化物磁性材料の研削面のうち
磁気ギャップに臨む部分が該磁気ギャップと略平行な主
面となされているような複合磁気ヘッドにおいては、反
応層のうち該主面に沿って形成された部分が疑似ギャッ
プとして作用する可能性がある。この疑似ギャップは、
本来の磁気ギャップ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。か
かる欠点が、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。

上述のような欠点を回避するための一方法として、反応
層が仮に形成されたとしてもこれが磁気ギャップと略平
行な面を持たないようにする方法が従来提案されている
。たとえば特開昭５５−５８８２４号公報には、補助コ
ア部として使用されるフェライトの表面のうち上記界面
に露出する面をラッピングにより粗面化した後、主コア
部となる金属磁性薄膜をスパッタリングにより被着形成
することにより、補助コア部と主コア部との界面の中で
磁気ギャップと平行となる部分を少なくする技術が開示
されている。また、この技術において発生する戊れのあ
る加工変質層の問題を解決するために、特開昭６２−１
０２４０９号公報には単結晶フェライトの表面のうち上
記界面に露出する面を（１００１面以外の結晶面方位を
有する面とし、この面に対してラッピングおよびエツチ
ングを行う技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来の技術によれば、補助コア部と主コア部との
界面に磁気ギャップと平行な面が発生する割合は確かに
低くなるので疑似ギャップの影響は低減させることがで
きる。しかしながら、反応層の形成自体が抑制されるわ
けではないので、磁気抵抗の増大や透磁率の低下を防止
することは依然として困難である。

そこで本発明は、疑似ギャップの影響を低減させると共
に、磁気抵抗の増大や透磁率の低下をも防止することの
可能な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〕

本発明者らは上述の課題を解決すべ（鋭意研究を行った
結果、補助コア部と主コア部との界面における反応層の
形成速度が補助コア部の材料である単結晶フェライトの
表面の結晶面方位に依存することを見出し、本発明に到
ったものである。

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単結晶フェライトと該単結晶フェ
ライトに積層される金属磁性薄膜から構成される一対の
磁気コア半体が突き合わされ、上記金属磁性薄膜の突き
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、上記単結晶フェライトの研削面のうち磁気
ギャップに臨む部分は該磁気ギャップと略平行な主面と
なされ、かつ上記主面が（１００１面から＜１１０〉方
向へ１０〜３０度傾斜した面、または（１１０１面から
Ｎ　１０）方向へ１０〜３０度傾斜した面、または（１
００１面から＜１００＞方向へ１０〜３０度傾斜した面
のいずれかであることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明においては、補助コア部の材料となる単結晶フェ
ライトの表面のうち、磁気ギャップに臨みかつ該磁気ギ
ャップと略平行な主面の結晶面方位が＋１００）面から
＜１１０＞方向へ１０〜３０度傾斜した面、または（ｌ
　Ｉ　Ｑ）面から＜１１０＞方向へ１０〜３０度傾斜し
た面、または（１００）面から＜１００＞方向へ１０〜
３０度傾斜した面のいずれかひとつに選ばれている。こ
れらの面を第３図に示す面心立方晶の極点図を参照しな
がら説明する。これらの面はおおよそ図中の破線で囲ん
だ領域に存在し、たとえば＋１００）面から＜１１０＞
方向へ１０〜３０度傾斜した面には（Ｉ　Ｌ　５）面や
（１１３１面等が、（１１０）面からＨ１０＞方向へ１
０〜３０度傾斜した面には（１３３１面やＮ　２２）面
等が、また（１００１面から＜１００〉方向へ１０〜３
０度傾斜した面には（０１３１面や（０１２）面等が含
まれる。これらの面は、高温下でも主コア部として積層
される軟磁性金属との間で反応を起こしにくい性質を有
している。したがってこれらの面を単結晶フェライトの
主面とした場合、該主面に沿った軟磁性金属との界面が
磁気ギャップと略平行であっても、この部分には透磁率
低下の原因となる反応層が形成されにくくなり、疑（以
ギャップによる悪影響を低減させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を実験例にもとづいて説明
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Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ系フェライトを、主コア部となる
金属磁性薄膜に使用される軟磁性合金としてＦ　ｅ−Ｇ
ａ−３１−Ｒｕ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ッドの構成を第１図
を参照しながら説明する。この図は、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もので
ある。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
右別々の磁気コア半体Ｎ）、　（ＩＩ）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）、　
（ＩＩ）が対向して接合される。上記磁気コア半体（１
）、（ｎ）の少なくとも一方には、コイルを巻装するた
めの巻線溝（１１）が穿設されている。各磁気コア半体
（１）、（ＩＩ）はＭｎ−Ｚｎ系フェライトからなる補
助コア部（３）１（４）とＦｅ−Ｇａ　　５ｉ−Ｒｕ系
合金からなる主コア部である金属磁性薄膜（５）　、　
（６）とに大別される。上記磁気ギャップ（２）の両端
にはトラック幅Ｔｗ　　（第２図参照、）を規制するた
めの略円弧状の切溝（７）　、　（８）が設けられてお
り、該切溝（７）　、　（８）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り
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、ガラス充填層（９）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、上記金属磁性薄膜
（５）　、　（６）の中で磁気ギャップ（２）が形成さ
れる部分、および該金属磁性薄膜（５）　、　（６）と
ガラス充填層（９）との界面となる部分に酸化シリコン
層が（１０）が被着形成されており、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（１０）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、上記金
属磁性薄膜（５）　、　（６）が上記切溝（７）　、　
（８）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。

上記金属磁性薄Ｉｔ！　（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−Ａｊ！−３ｉ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ
系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系
合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−３ｉ系合
金、ｐｅ−Ｃｏ−３ｉ−ｋｌ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−Ｇ
ａ−３１−Ｒｕ系合金はＲｕで置換した場合に相当して
いる。実際に使用して好結果をもたらした典型的な組成
としては、Ｆｅ、４Ｇａｇｓ　１ｓＲｕｑ等が挙げられ
る。

なお、補助コア部（３）　、　（４）と上記金属磁性薄
膜（５）　、　（６）との間にはさらにこの両者の間の
反応を防止するために下地層を設けると一層効果的に疑
領ギャップの形成を抑制することができる。このような
下地層の材料としては、１〜３０原子％の耐蝕性金属を
含有する磁性金属や磁性合金、あるいは非磁性酸化物や
非磁性窒化物等が使用される。

上記金属磁性薄膜（５）　、　（６）および必要に応じ
て設けられる下地層は、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。

本発明者らは上述のような複合磁気ヘッドを作成するに
際し、まずＭｎ−Ｚｎ系単結晶フェライトを研削して第
２図に示すような補助コア部（３）を作成した。この補
助コア部（３）の研削面のうち、磁気ギャップに臨みか
つトラック幅Ｔ＠を規制する面が主面（１２）である６
本発明は、この主面の結晶面方位を従来量も一般的に使
用されている（１００１面あるいは（１１０）面等から
角度θだけ傾けた面とすることを主旨としており、第２
図には（１００１面を＜１１０＞方向へ１５〜２５度傾
けてこれを（１１５３面ないしく１１　Ｌ１面とした場
合が図示されている。ただし図中ではこれらの面は方向
ベクトルで説明されており、実線はく１００）方向を、
また主面（１２）の法線である点線は＜１１５＞方向な
いしく１１３＞方向を表す。本実施例においては、主面
（１２）をそれぞれ（５１１）面、　　（３１１）面、
　　（２２１１面および（３３１）面とした４種類の補
助コア部を作成した。これらの主面に対して鏡面研磨を
行った後、金属磁性薄膜としてＦｓ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ
系合金の薄膜をスパッタリングにより被着形成した。次
にガラス融着工程を想定して６５０℃、１時間の熱処理
を行い、Ａｒ”イオンスパッタリングを併用したオージ
ェ電子分光法により深さ方向分析を行った。これらの結
果を第４図（Ａ）ないし第４図（Ｄ）にそれぞれ示す。

また比較のために、主面に（１００）面、　　（１１１
）面、　　（１１０）面および＋１１２）面を有する補
助コア部も作成し、同様に金属磁性薄膜を被着形成して
熱処理を行い、深さ方向分析を行った。特に上記（１１
２）面は、＋１００１面からＨ１０）方向に傾いた面で
はあるが、その傾斜角が１０〜３０度の範囲に含まれな
いような面の代表例として挙げたものである。これらの
結果を第５図（Ａ）ないし第５図（Ｄ）にそれぞれ示す
。

これらの第４図（Ａ）ないし第４図（Ｄ）、および第５
図（Ａ）ないし第５図（Ｄ）において、縦軸はオージェ
ピーク高さを任意単位にて表し、各元素の濃度の尺度を
提供するものである。また、横軸は表面からの深さをス
パンタリング時間（分）により表すものである。したが
って各図の左端は磁気ギャップ側に対応し、そこから右
方向にたどってゆくと金属磁性薄膜、界面領域、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライトの各相が順次現れることになる。

まず第４図（Ａ）ないし第４図（Ｄ）をみると、各図の
左端、すなわち金属磁性薄膜の表面においてＯの値が急
激に高くなっているのは、熱処理時に表面酸化が起こっ
たためである。スパンタリング時間でみておおよそ７０
〜１１０分付近を金属磁性薄膜とＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ系フ
ェライトとの界面領域とみなすことができ、金属磁性薄
膜側からＭｎ−Ｚｎ系フェライト側へのＳｉおよびＧａ
の拡散、およびＭｎ−Ｚｎフェライト側から金属磁性薄
膜側への酸素の拡散が若干みられる。しかし、上記界面
領域以外の領域では各元素に対応するオージエピ−り高
さが比較的一定であることから、該界面領域を境として
左側では金属磁性薄膜の、右側ではＭｎ−Ｚｎ系フェラ
イトの組成がそれぞれ良好に保持されていることがわか
る。したがって、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの＋１１５）
面、　　（１１３）面、　　（１２２）面および（１３
３１面における金属磁性薄膜との反応速度は十分に遅い
と言える。

また図示されてはいないが、＋０１２１面及び（０１３
）面をＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ系フェライトの主面とした場合
にも同様の効果が確認された。

なお、上述のような界面領域における元素の拡散は、従
来公知の反応防止層を設けることにより一層効果的に抑
制された。

これに対し、第５図（Ａ）ないし第５図ＣＤ）をみると
、いずれもＭｎ−Ｚｎ系フェライト側からＦｅと０が大
幅に金属磁性薄膜側へ拡散しており、これにともなって
金属磁性薄膜の組成も変動している。これらの場合には
界面領域において著しく透磁率が低下し、複合磁気ヘッ
ドとされた際に疑似ギャップの問題を生ずる原因となる
。

このように、主コア部と補助コア部の界面における反応
あるいは成分元素の拡散は、磁気ギャップに臨む主面の
結晶面方位を適切に選ぶことにより大幅に低減され得る
ことが明らかとなった。

なお、本実施例においては両方の磁気コア半体に金属磁
性薄膜が形成された複合磁気ヘッドについて説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば片
方の磁気コア半体のみに金属磁性薄膜が形成された複合
磁気ヘッドにも応用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明にかかる複合
磁気ヘッドにおいては、補助コア部となる単結晶フェラ
イトの研削面のうち磁気ギャップに臨む部分の結晶面方
位が適切に選ばれることにより、主コア部と補助コア部
の界面における反応が効果的に抑制される。この技術に
よれば、従来のような反応防止層を設けなくとも疑似ギ
ャップの形成に伴う諸影響を排除することができ、製造
コストおよび製造時間の観点からも有利である。

したがって、記録・再生特性の良好な複合磁気ヘッドを
経済的に提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を通用した複合磁気ヘッドの一実施例を
示す外観斜視図であり、第２図はその補助コア部を示す
要部拡大斜視図である。第３図は本発明に適用されるフ
ェライトの結晶面を説明するための面心立方晶の極点図
である。第４図（Ａ）ないし第４図（Ｄ）は本発明を適
用した複合磁気ヘッドのオージェ電子分光法による深さ
方向分析結果を示す特性図であり、第４図（Ａ）はＭｎ
−Ｚｎ系フェライトの主面が［１１５）面である場合、
第４図（Ｂ）は（１１３１面である場合、第４図（Ｃ）
は（１２２１面である場合、第４図（Ｄ）は（１３３）
面である場合をそれぞれ表す。 第５図（Ａ）ないし第５図（Ｄ）は比較例となる複合磁
気ヘッドのオージェ電子分光法による深さ方向分析結果
を示す特性図であり、第５図（Ａ）はＭｎ−Ｚｎ系フェ
ライトの主面が（ｌ　Ｏ０１面である場合、第５図（Ｂ
）は（１１１１面である場合、第５図（Ｃ）は（１１０
１面である場合、第５図（Ｄ）は（２１１１面である場
合をそれぞれ表す。 ■、■　・・・　磁気コア半体 １　　　・・・　記録媒体対接面 ２　　　・・・　磁気ギャップ ３．４　・・・　補助コア部 ５．６　・・・　金属磁性薄膜 １２　　　・・・　主面

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単結晶フェライトと該
   単結晶フェライトに積層される金属磁性薄膜から構成さ
   れる一対の磁気コア半体が突き合わされ、上記金属磁性
   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、上記単結晶フェライトの研削面
   のうち磁気ギャップに臨む部分は該磁気ギャップと略平
   行な主面となされ、かつ上記主面が｛１００｝面から〈
   １１０〉方向へ１０〜３０度傾斜した面、または｛１１
   ０｝面から〈１１０〉方向へ１０〜３０度傾斜した面、
   または｛１００｝面から〈１００〉方向へ１０〜３０度
   傾斜した面のいずれかであることを特徴とする複合磁気
   ヘッド。