JPH02123507A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ビデオテープデツキなどの磁気記録装置に
用いられる磁気ヘッドに関する。

［従来の技術〕 この種の磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体の高密度
化に対応し得る磁気特性を有し、耐摩耗性あるいは成形
性などの機械的性質の面においても優れていることが要
求されている。

そこで、これらの要求に答えることができる構造の磁気
ヘッドとして、従来からヘッド材料として多用されてい
るフェライトの表面に、フェライトよりも高い飽和磁束
密度を有する軟磁性膜を形成した腹合型磁気ヘッド（通
称ＭＩＧヘッド）が提供されるに至っている。

この複合型磁気ヘッドは、一般に、フェライトからなる
一対の磁気コア半体が、それらの間に軟磁性膜とギャッ
プ部を介在させてガラスボンディングにより接合された
構造となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構造の磁気ヘッドを製造する場合、一対の磁気コア
半体をガラスホンディングによって接合する必要がある
ので、磁気コア半体は、ガラスボンディング時に、通常
５２０°Ｃ以上の高温に加熱されるものである。

ところで、Ｃｏ−Ｔ　ａ−、Ｈｆ系のような従来のＣｏ
−Ｍ系非晶質軟磁性膜（ＭはＴ　！　、　Ｚ　ｒ　、Ｈ
ｆ　、Ｎ　ｂ、Ｔ　ａ。

Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種以上）を用いて磁気ヘ
ッドを製造しようとする場合、ガラスボンディングを行
うと、磁気コア半体と軟磁性膜との境界面で酸素が関与
する拡散反応が生じて、境界部分の磁気特性が劣化する
問題がある。すなわち、軟磁性膜中のＭ（Ｔａ、Ｈｒ等
）が酸素との親和力が大きいために、磁気コア半体を構
成するフェライト中の酸素原子が高温状態で軟磁性膜側
に拡散し、フェライト中の酸素原子が不足してフエライ
）・の組成に変化を来し、磁気特性が劣化するのである
。

このような磁気特性に劣る部分が軟磁性膜に沿って形成
された場合、この部分が疑似ギャップを形成してしまい
、この疑似ギャップの形成によりノイズが増えるなど、
磁気ヘッドの性能が低下するおそれがある。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので
、ガラスボンディング時の酸素の拡散を阻止して疑似ギ
ャップの形成を抑制し、疑似ギャップに起因するノイズ
を低減できる磁気へノドを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明の磁気へノドは、
軟磁性膜を、磁気コア半体側は、ＣｏｘＭｚＣｗ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち
の少なくとも１種以上であり、ｘ　、ｚ　、ｗは組成比
（原子％）である　） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μ自以下
の微細結晶質組織で形成し、 ギャップ部側は、 ＯＸＭＺ （ＭはＴ　ｉ、　Ｚ　ｒ、　Ｈｆ、　Ｎ　ｂ、Ｔ　ａ、
Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種以上であり、ｘ、ｚは
組成比（原子％）である　） なる組成を有する非晶質で形成したことを特徴とするも
のである。

また、軟磁性膜を、磁気コア半体側は、ＣｏｘＴｙＭｚ
Ｃｗ （ＴはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎのうちの少なくとも１種以上で
あり、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈ「、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの
うちの少な（とも１種以上であり、ｘ　、ｙ　、ｚ　、
ｗは組成比（原子％）である） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下
の微細結晶質組織で形成し、 ギャップ部側は、 ｏｘＭｚ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち
の少なくとも１種以上であり、ｘ、ｚは組成比（原子％
）である） なる組成を有する非晶質で形成したことを特徴とするも
のである。

また、軟磁性膜全部を、上記ＣｏｘＭｙＣｚなる組成を
有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下の微細結晶
質組織で形成したものである。

また、軟磁性膜全部を、上記ＣｏｘＴｙＭｚＣｍなる組
成を有し、優位的に結晶粒径が０゜０５μｍ以下の微細
結晶質組織で形成したものである。

［作用コ このような磁気ヘッドにおいては、ＣＯＸＭＺＣｗある
いはＣｏｘＴｙＭｚＣｗなる組成を有し、優位的に結晶
粒径が０．０５μｍ以下の微細結晶質組織中のＭ（Ｔａ
、）（ｒ等）が炭素と化学結合して炭化物（ＴａＣ，Ｈ
ｒＣ等）として存在するので、磁気コア半体の酸素との
親和力が弱まるため、ガラスボンディング時に、磁気コ
ア半体側から軟磁性腹側へ酸素が拡散するのを阻止され
て疑似ギャップの形成が抑制される。

［実施例］ 以下、この発明の磁気ヘッドの一実施例を説明する。

第１図および第２図はこの発明の磁気ヘッドを示すもの
で、Ｍｎ−Ｚｎフェライトなどのフェライトからなる磁
気コア半体１１．１２をギャップ部１３を介して突き合
わせて構成されている。

これらの磁気コア半体１１．１２のギヤツブ部１３側に
は、ＣｏｘＭｚＣｗ（Ｍは、Ｔ　ｔ、　Ｚ　ｒ。

Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種以
上からなるものである）で示される組成を有し、組成比
ｘ、ｚ、ｗは、原子％で、 ５５％≦Ｘ≦９６％ ２％≦２≦２５％ ０．１％≦智≦２０％ Ｘ＋Ｚ十豐＝ｌＯＯ％、 なる関係を満足させるとともに、優位的に結晶粒径が０
．０５μｍ以下の微細結晶組織からなる軟磁性膜１４と
、従来から使用されているＣｏ　ｘ　Ｍｚ（Ｍは、Ｔｉ
、Ｚｒ、＋（ｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なく
とも１種以上からなるものであり、ｘ、ｚは、組成比（
原子％）を示す）で示される組成を有する非晶質軟磁性
膜１５が順次形成され、磁気コア半体１１．１２は、各
非晶質軟磁性膜１５の間にＳｉｎ、などからなるギャッ
プスペーサ層を介在させてギヤツブ部１３を形成すると
ともに、この状態でギャップ部１３を挟むように磁気コ
ア半体１１．１２に形成された溝１６にガラスなどのボ
ンディング材１７を充填して接合されている。

ここで、軟磁性膜１４の各成分を上記のような組成比に
したのは以下の理由による。

Ｃｏは、主成分であり、磁性を担う元素であり、少なく
ともフェライト（Ｂｓ’＝５０００Ｇ　）以上のＢｓ（
飽和磁束密度）を得るためには、Ｘ≧５５ａｔ％が必要
である。また、軟磁性を得るためには、Ｘ≦９６ａｔ％
でなければならない。

Ｍは、軟磁気特性を良好にするために必要であり、また
Ｃと結合して炭化物の微細結晶を形成する。軟磁性を維
持するためには、２≧２ａｔ％とする必要があるが、多
すぎるとＢｓが低下してしまうので、２≦２５ａｔ％と
する必要がある。

Ｃは、軟磁気特性を良好にするため及び耐熱性を向上さ
せるために必要であり、またＭと結合して炭化物の微細
結晶を形成する。軟磁性及び熱的安定性を維持するには
、Ｗ≧０．ｌａｔ％とする必要がある。多すぎるとＢｓ
が低下してしまうので、豐≦２０ａＬ％とする必要があ
る。

次に、フェライトからなるコア基体の表面に軟磁性膜１
４と非晶質軟磁性＠１５を積層形成して磁気コア半体１
１．１２を形成する方法の一例を説明する。

ガスの導入系が２系統以上あり、各々を独立に流量制御
できるスパッタ装置により、Ｃｏ−Ｔ　ａ−８１合金タ
ーゲツトを用いて、初期の５０〜２０００人は、Ａｒと
ＣＨ，の混合ガス中でスパッタを行ってＣ。

−Ｔａ−Ｈｒ−Ｃ膜を形成し、残りの厚み分く数μｌ！
１）は、純Ａｒ中でスパッタを行ってＣｏ　−Ｔ　ａ　
−Ｈｆ膜を形成する。

スパッタ方式は、高周波２極スパツタ、マグネトロン（
ＲＦ、ＤＣ）スパッタ、３極スパツタ、対向ターゲット
スパッタ、イオンビームスパッタ等の方式が使用される
。

このような磁気ヘッドにあっては、ＣｏｘＭｚＣｍから
なる軟磁性膜１４中のＭ（Ｔａ、Ｈｒ等）が炭素と化学
結合して炭化物ＭＣ（ＴａＣ，）ＩｆＣ等）として存在
するので、磁気コア半体１１．１２の酸素との親和力が
弱まるため、ガラスボンディング時に、磁気コア半体１
１．１２側から軟磁性膜１４、非晶質軟磁性膜１５側へ
酸素が拡散するのを阻止することができ、したがって疑
似ギャップの形成を抑制することができる。

さらに、軟磁性膜１４は、金属組織が微細な結晶粒から
なっており、結晶磁気異方性による軟磁性への影響が軽
減されるので、良好な軟磁性が得られる。

さらには、軟磁性膜１４のＭＣの微細結晶は、磁壁のピ
ンニングサイトとして働き、透磁率の高周波特性を上げ
る働きがあるとともに、均一に膜中に分散していること
により、ＣＯの微結晶が熱処理により成長して軟磁性を
損うことを防ぐ働きがある。つまり、Ｃｏの結晶粒が成
長して大きくなると結晶磁気異方性の悪影響が大きくな
り、軟磁性が悪化するか、ＭＣの微結晶がＧｏの粒成長
の障壁として働くことによりこれを防止している。

そして、金属組織が優位的に微結晶からなっているから
、非晶質に比べて熱的安定性に優れており、添加元素を
少なくでき、Ｂｓを高（することができる。

加えて、軟磁性膜１４および非晶質軟磁性膜１５を形成
する場合に、ガス導入系が２系統以上あるスパッタ装置
であれば、１系統のＣＨ，ガスを途中で止めるだけの操
作で、スパッタターゲット等の変更なしに従来と同様に
製造できる利点がある。

（製造例） 高周波２極スパツタにより、Ｍｎ−Ｚｎフェライトから
なるコア基体の表面に、Ｃ０７１１，＋Ｔ　”＠、。Ｈ
ｆ４．１ｌＣ１１，３を、ＡｒとＣＨ，の混合ガス中で
スパッタした膜を厚さ３００人まで形成し、引き続いて
純Ａｒ中でスパッタしてＣＯａａ、　ａＴ　ａｇｏ、　
ｏＨｆ＊、　ｏの膜を５μ市形成した。

次いで、得られた１対の磁気コア半体を突き合わせ、こ
れを５５０℃でガラスボンディングするとともに、ギャ
ップ部を形成して磁気ヘッドを製造した。

この磁気ヘッドの再生出力の周波数特性を第３図に示す
とともに、第４図に従来公知のＣ０６４，ＯＴ＆＋。、
。Ｈ「６．。の非晶質軟磁性膜を用いた磁気ヘッドの再
生出力の周波数特性を示す。

第３図と第４図によれば、従来の磁気ヘッドにおいては
、一定の周波数毎に出力の低下が見られる。これは、主
ギャップと疑似ギャップとの干渉による出力損失がある
ためと考九られ、その疑似ギャップノイズは４〜６ｄＢ
であった。

一方、この発明に係る磁気ヘッドにおいては、全周波数
域において滑らかな出力が得られ、その疑似ギャップノ
イズは０．７ｄＢ以内であり、大幅に改善できたことが
明らかとなった。

なお、前記実施例では、軟磁性膜を、軟磁性膜１４と非
晶質軟磁性膜１５の２層構造としたが、この代わりに、
軟磁性膜１４のみで形成しても、前記実施例と同様に酸
素の拡散を阻止して疑似ギャップの形成を抑制すること
ができ、また良好な軟磁性が得られ、さらにガラスボン
ディング時に加熱されても、結晶粒が粗大化することが
なく、軟磁性を維持することができる。

また、前記実施例の軟磁性膜１４の代わりに、磁歪を調
整し、かつ結晶格子構造を安定化する目的でＴ　（Ｆ　
ｅ、　Ｎ　ｉ、　Ｃｏ　）を添加したもの、すなわち、
ＣｏｘＴｙＭｚＣｗ（Ｔは、Ｆ　ｅ、　Ｎ　ｔ　＊　Ｃ
。

であり、Ｍは、Ｔ　ｉ、　Ｚ　ｒ、　Ｈｆ、　Ｎ　ｂ、
　Ｔ　ａ、Ｍｏ、Ｗのうちの少なくとも１種以上からな
るものである）で示される組成を有し、組成比Ｘ　）　
Ｚ　＋　１は、原子％で、 ５０％≦Ｘ≦９６％ ０．１％≦ｙ≦２０％ ２％≦２≦２５％ ０．１％≦Ｗ≦２０％ ｘ十ｙ＋ｚ十１＝１００％、 なる関係を満足させるとともに、優位的に結晶粒径が０
．０５μｍ以下の微細結晶組織からなる軟磁性膜で形成
してもよい。

ＴすなわちＦｅ、Ｎｉ、Ｇｏの成分を上記のような組成
比にしたのは次の理由による。

ＴすなわちＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎは、磁歪の調整の目的で添
加する元素である。ＣｏｘＭｚＣｗでは、磁歪はｔｏ−
’代の負の値であり、使用可能であるが、磁気ヘッドへ
の加工に伴う加工歪みや、ガラス溶着に伴う熱歪みによ
る磁気特性の劣化を最小限に抑えるには、磁歪が零であ
ることが望ましく、そのためには磁歪を正にする効果の
あるＦｅ、Ｍｎの添加が有効である。添加の上限は、磁
歪が＋１０°５代以上とならないように、ｙ≦２０ａｔ
％とじなければならない。また、Ｆｅ、Ｎｉは、Ｃｏの
結晶構造をｆｅｅ（面心立方構造）として安定化する作
用があり、このｒｃｃは、ｃｏの他の結晶構造であるｈ
ｃｐ（稠密六方構造）よりも軟磁性に優れているととも
に、結晶磁気異方性が小さく、軟磁性合金膜として好ま
しい特性を発揮させる。

Ｎｉは、磁歪を負にする元素であり、磁歪を負とするＦ
ｅやＭｎと組み合わせることにより、磁歪を調整するこ
とができ、これらの組み合わせにより軟磁性を損なわな
いためにはＴの総計を、ｙ≦２０ａｔ％としなければな
らない。

なお、Ｔを添加した場合には、Ｔ　（Ｆ　ｅ＋　Ｎ　＋
、ＣＯ）が磁性を補うので、Ｃｏは、Ｘ≧５０ａｔ％で
よい。

このような磁気ヘッドにあっては、前記実施例のものと
同様な効果が得られ、さらにはＴ（Ｆｅ。

Ｎｉ、Ｃｏ）を添加し、磁歪を調整し、結晶構造を調整
することにより、さらに良好な軟磁性を得ることができ
る。

さらに、上記Ｔを添加したもの、すなわちＣ。

ｘ　Ｔ　　ｙ　Ｍ　ｚ　Ｃｗ　（Ｔは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏであり、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ
、Ｗのうちの少なくとも１種以上からなるものである）
で示される組成を有し、組成比ｘ、ｚ、ｖは、原子％で
、５０％≦Ｘ≦９６％ ０、１％≦ｙ≦２０％ ２％≦２≦２５％ ０、　１　％≦Ｗ≦２０％ Ｘ＋Ｖ＋Ｚ＋Ｖ＝　　１　００％、 なる関係を満足させるとともに、優位的に結晶粒径が０
．０５μｍ以下の微細結晶組織で、転磁性膜全部を形成
してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明の磁気ヘッドにあっては
、軟磁性膜の少なくとも磁気コア半体側を、ＣｏｘＭｚ
ＣｗあるいはＣＯｘＴｙＭｚＣｍなる組成を有し、優位
的に結晶粒径が０゜０５μｍ以下の微細結晶質組織で形
成したから、ガラスボンディング時に、磁気コア半体側
から軟磁性腹側への酸素拡散を阻止することができる。

したがって、疑似ギャップの形成を抑制することができ
て、疑似ギャップに起因するノイズを低減することがで
きる。

さらに、上記微細結晶組織からなる部分は、Ｍ（Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ　）およびＣという
軟磁性を良好とする成分が添加されるとともに、金属組
織が微細な結晶粒からなり、結晶磁気異方性による軟磁
性への影響が軽減されるので、良好な軟磁性が得られる
。さらには、微細結晶粒からなるとともに上記ＭがＣと
炭化物を形成するから、ガラスボンディング時に加熱さ
れても、結晶粒が粗大化することがなく、軟磁性を維持
することができる。

加えて、Ｔ（Ｆｅ、ＮＬＭｎ　）を添加した微細結晶組
織の場合には、磁歪を調整し、結晶組織構造を調整する
ことにより、さらに軟磁性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の磁気ヘッドの一実施例
を示す図であって、第１図は要部拡大断面図、第２図は
斜視図であり、第３図はこの発明に係る磁気ヘッドの再
生出力を示す線図、第４図は従来の磁気ヘッドの再生出
力を示す線図である。 １１．１２・・・・・・磁気コア半体、３・・・・・・
ギャップ部、 ４・・・・・・軟磁性膜、 ５・・・・・・非晶質軟磁性膜、 ６・・・・溝、 ７・・・・・・ホンディング材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ギャップ部側に軟磁性膜を形成した一対の磁気コ
   ア半体を上記軟磁性膜と上記ギャップ部を介してガラス
   ボンディングにより接合してなる磁気ヘッドにおいて、 上記軟磁性膜は、上記磁気コア半体側が、 ＣｏｘＭｚＣｗ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち
   の少なくとも１種以上であり、ｘ、ｚ、ｗは組成比（原
   子％）である　） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下
   の微細結晶質組織からなり、 上記ギャップ部側が、 ＣｏｘＭｚＣｗ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち
   の少なくとも１種以上であり、ｘ、ｚは組成比（原子％
   ）である） なる組成を有する非晶質からなることを特徴とする磁気
   ヘッド。
2. （２）ギャップ部側に軟磁性膜を形成した一対の磁気コ
   ア半体を上記軟磁性膜と上記ギャップ部を介してガラス
   ボンディングにより接合してなる磁気ヘッドにおいて、 上記軟磁性膜は、上記磁気コア半体側が、 ＣｏｘＴｙＭｚＣｗ （ＴはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎのうちの少なくとも１種以上で
   あり、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの
   うちの少なくとも１種以上であり、ｘ、ｙ、ｚ、ｗは組
   成比（原子％）である） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下
   の微細結晶質組織からなり、 上記ギャップ部側が、 ＣｏｘＭｚＣｗ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうち
   の少なくとも１種以上であり、ｘ、ｚは組成比（原子％
   ）である） なる組成を有する非晶質からなることを特徴とする磁気
   ヘッド。
3. （３）ギャップ部側に軟磁性膜を形成した一対の磁気コ
   ア半体を上記軟磁性膜と上記ギャップ部を介してガラス
   ボンディングにより接合してなる磁気ヘッドにおいて、 上記軟磁性膜は、 ＣｏｘＭｚＣｗ （ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗのうちの少な
   くとも１種以上であり、ｘ、ｚ、ｗは組成比（原子％）
   である） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下
   の微細結晶質組織からなることを特徴とする磁気ヘッド
   。
4. （４）ギャップ部側に軟磁性膜を形成した一対の磁気コ
   ア半体を上記軟磁性膜と上記ギャップ部を介してガラス
   ボンディングにより接合してなる磁気ヘッドにおいて、 上記軟磁性膜は、 ＣｏｘＴｙＭｚＣｗ （ＴはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎのうちの少なくとも１種以上で
   あり、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗの
   うちの少なくとも１種以上であり、ｘ、ｙ、ｚ、ｗは組
   成比（原子％）である） なる組成を有し、優位的に結晶粒径が０．０５μｍ以下
   の微細結晶質組織からなることを特徴とする磁気ヘッド
   。