JPH02136774A

JPH02136774A - 磁性膜の透磁率測定方法

Info

Publication number: JPH02136774A
Application number: JP29064888A
Authority: JP
Inventors: Takuji Ono; 大野　卓爾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-05-25

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、磁性膜の透磁率の測定方法に関し、特に薄膜
磁気ヘッドの磁気回路を構成すべきセンダスト会金膜や
アモルファス合金膜の如く、磁気的に異方性を有する磁
性膜の厚さ方向の透磁率を高精度で測定する方法に関す
るものである。

（従来の技術）従来の透磁率測定方法に於ては、第７図の如く口字状の
磁芯（３１）にコイル（４１）を巻装したプローブが使
用される。透磁率の測定に際しては、非磁性基板（７）
の表面に、測定の対象となる磁性膜（２１）を形成し、
該磁性膜（２１）の表面に前記プローブを押し当て、磁
芯（３１）及び磁性膜（２１）からなる磁気回路にて、
コイルク４１）両端の自己インダクタンスをインピーダ
ンスメータ（６）にて測定する。

前記自己インダクタンスから磁性膜（２１）の比透磁率
を求める方法としては、例えば電子通信学会誌ＭＲ８６
−１５、第３４頁に示されている様に、プローブを磁性
膜（２１）に接触させたときの自己インダクタンスしと
、プローブを磁性［（２１）から離したときの自己イン
ダクタンスＬｏを測定し、下記の式によって比透磁率μ
を算出する方法が知られている。

μ：ＴＧＡ１．Ｎ２　　（Ｌ　　ＬＪここで、Ｗは磁芯（３１）のギャップ長、Ｔは磁性膜（
２１）の厚さ、Ｇは磁芯〈３１）の幅、μ０は４π×１
０−’ｌ−１／／鰺、Ｎはコイル（４１）の巻数である
。

（解決しようとする課題）ところが、第７図に示す測定方法に於いては、測定の対
象とする磁性膜（２１）の膜厚に限界（略１μｌ１１）
があり、これを越えると測定精度が低下する問題があっ
た。

出願人は、この問題の原因を次のように解明した。即ち
、第７図の測定系に於いては、磁気回路が磁芯（３１）
及び磁性膜（２１）によって形成され、第ｆＪＩ’３（
ｂ）の如く磁性膜（２１）内の磁力線（８１）は、表皮
効果により、磁性膜り２１〉の表面からの深さＳが１３
１μ論の表層部のみを通るに過ぎないから、実際の厚さ
Ｔの磁性膜（２１）における透磁率が測定出来ないと推
測されるのである。　　　　　　　ｌ又、特に磁気ヘッ
ドに形成される磁性膜に於いては、膜厚方向の透磁率と
膜表面に沿う方向の透磁率とが異なり、磁気ヘッドに於
いては膜厚方向の透磁率がヘッド効率に関与するから、
第６図（ｂ）の如き磁力線分布では、磁界の膜厚方向成
分よりも膜表面に沿う成分が主体であることより、磁気
ヘッドに用いる磁性膜の膜厚方向の透磁率を正確に測定
出来ないのである。

本発明の目的は、磁性膜の膜厚方向の透磁率を正確に測
定出来る透磁率測定方法を提供することである。

（課題を解決する為の手段）本発明に係る透磁率測定方法は、コ字状の磁芯（３）に
コイル（４）を巻装した測定プローブ（５）を用いるも
のであって、磁性基板（１）の表面に、透磁率の測定対
象となる一対の磁性膜（２）（２）を所定距離だけ離し
て形成し、両磁性膜（２）（２）の表面に磁芯（３）の
両端が跨って密着する様に測定プローブ〈５）を汲置し
、これによって構成された磁気回路にて、コイル（４）
両端の自己インダクタンスを測定し、該測定値に基づい
て磁性膜（２）の透磁率を算出する。

（作　用）上記磁気回路は、第６図（ａ）の如く、磁芯（３）から
一方の磁性ｔｉｌｌ（２）、磁性基板（１）及び他方の
磁性膜（２）を経て、磁芯（３）に戻るループを描き、
両磁性膜（２）（２＞内の磁力線（８）は、膜厚方向に
伸びることになる。

上記磁気回路に於いては、磁芯（３）の形状、磁性膜（
２）の膜厚、コイル（４）の巻数、コイル（４）を流れ
る電流値、及び磁性基板（１）の材質等、磁性１１！（
２）の透磁率以外のファクターが一定であれば、コイル
（４）両端の自己インダクタンスと磁性１１５！（２）
の透磁率との間には、１対１の関係がある。

従って、この関係を予め周知の方法（後述する数値解析
手法等）によって求めておくことにより、前記自己イン
ダクタンスの実測値から磁性膜（２）の透磁率を算出す
ることが出来る。

（発明の効果）本発明に係る磁性膜の透磁率測定方法によれば、測定の
際の磁気回路に於いて、磁性１１５Ｉ（２）内の磁力線
が膜厚方向に伸びるから、膜厚方向の透磁率を精度良く
測定出来る。

（実施例）実施例は本発明を説明するためのものであって、特許請
求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様
に解すべきではない。

第１図は本発明に係る透磁率測定方法を実施する際に使
用する測定装置の概要を示している。測定プローブ（５
）は、コ字状のＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト製の磁芯（
３）にコイル（４）を巻装し、これらをジールドゲース
（５０）中に収容すると共に、合成樹脂を充填して固定
したものである。コイル（４）両端にはインピーダンス
メータ（６）が接続される。インピーダンスメータ（６
）としては、例えば横河ヒューレットバッカード社の°
“４１９２＾ＬＦインピーダンスアナライザー°゛が使
用出来る。

測定に際しては、フェライト製磁性基板（１）の表面に
、透磁率の測定対象となる一対の磁性膜（２）（２）を
、一定幅の分離帯（２２）を介して所定厚さく例えば３
０μｍ）に形成する。分離帯（２２）は単なる空隙或は
非磁性資材により形成される。

そして、両磁性Ｍ＜２　）（２）の表面に、図示の如く
磁芯（３）の両端が跨って密着する様に測定プローブ（
５）を設置し、コイル（４）両端の自己インダクタンス
をインピーダンスメータ（６）により測定する。

この測定系の磁気回路は、第２図に示す様に、磁性基板
の磁気抵抗Ｒ１、一対の磁性膜の磁気抵抗Ｒ２、磁芯の
磁気抵抗Ｒ５、及び測定電流によって発生する磁気ポテ
ンシャルＦによって形成され、該磁気回路を流れる磁束
をφで表わす。

ここで、コイルの巻数をＮ、コイルを貫通する磁束をφ
。、測定電流をＩとすると、前記磁気回路の自己インダ
クタンスＬは下式で表わされる。

Ｌ＝Ｎφ。／Ｉ　　　　　　　・・・（１）本実施例に
於いては、自己インダクタンスの実測値から磁性膜の透
磁率を算出する方法として、３次元有限要素法を用いた
磁界解析によって、先ず第１図の測定系における自己イ
ンダクタンスＬと磁性膜比透磁率μとの関係を表わすテ
ーブルを作成し、該テーブルを用いて前記自己インダク
タンスの実測値から透磁率を求める方法を採った。

尚、有限要素法を用いた磁界解析については、例えば第
１１回日本応用磁気学会学術講演概要集（１９８７年１
１月）第９３頁「媒体磁気特性を考慮した記録磁界の計
算」に概説されている。本実施例では、日本情報サービ
ス（株）袈のパッケージソフトウェア’　Ｊ　Ｍ　Ａ　
Ｇ　Ｊを使用して、電子計算機による磁界解析を行った
。

自己インダクタンスの測定及び磁界解析に際して使用し
た測定グローブ（５〉は、第３図の如く磁性膜〈２）の
厚さが３０μｍ−１分離帯（２２）の幅Ｗが４１１、磁
芯（３）の高さトＩが４１、厚さＢが２麺噛、磁芯両脚
部の高さＩが２鎗論、該脚部の幅Ａが２ＩＩ１１ｍであ
って、コイル（４）の巻数Ｎを１９回、測定電流■を３
０μＡ、測定周波数を５　Ｍ　Ｈｚ、磁性基板及び磁芯
の比透磁率を５００に設定した。

又、有限要素法の適用に際しては、第４図（、）の如く
磁性基板（１）、磁性膜（２）及び磁芯（３）を、夫々
予測される磁束分布に応じた細かさで格子状に区分した
。第４図（ｂ）は、有限要素法によって得られた磁力線
（８）の分布を表している。

本実施例で用いたソフトウェアでは、磁性膜（２）の透
磁率を含む初期データを入力することにより、コ・イル
（４）と鎖交する磁束φが得られ、該磁束を前記（１）
式のφ。に代入することにより、自己インダクタンスＬ
が求まる。

第５図はこの様にして求めた比透磁率μと自己インダク
タンスＬとの関係をグラフ化したものである。

従って、実際の比透磁率の測定に於いては、第１図の測
定系により磁性１１！（２）の自己インダクタンスを実
測し、該測定値から第５図のグラフを用いて比透磁率μ
を求めるのである０例えば、自己インダクタンスの測定
値が３９．８５μＨである場き、比透磁率はμ＝４２０
となる。

第５図のグラフを最小２乗法等で関数化し、マイクロコ
ンピュータ等に前記関数に基づく計算手続きを設定して
、これを第１図のインピーダンスメータ（６）に接続す
れば、測定と同時に比透磁率が算出される測定装置を構
成することも可能である。

尚、第１図の自己インダクタンスの測定に於いて、磁性
膜の厚さに対して磁芯（３）の磁路長を出来るだけ短く
形成して、磁芯（３）自体のインダクタンスを小さくす
れば、測定精度を可及的に上げることが出来る。

上記透磁率測定方法によれば、第６図（ａ＞の如く磁力
線（８）が磁性膜（２）内を膜厚方向の貫通するから、
第６図（ｂ）に示す従来の測定方法に比べて高い精度の
測定が可能である。

又、第１図の如く磁性膜く２）は磁性基板（１）上に形
成されており、この状態は、薄膜磁気ヘッドに於いて磁
性基板上に磁性膜が形成された状態と同じであるから、
磁性膜と磁性基板の界面における物性の変化を加味した
総括的な測定データが得られる利点がある。

図面及び上記実施例の説明は、本発明を説明するための
ものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、
或は範囲を減縮する様に解すべきではない。

又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求
の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る透磁率測定方法を実施する為の測
定系を示す斜面図、第２図は該測定系の磁気回路を示す
図、第３図は測定グローブの形状寸法を説明する斜面図
、第４図は有限要素法による磁界解析を説明する斜面図
、第５図は比透磁率と自己インダクタンスの関係を示す
グラフ、第６図は本発明と従来の測定方法の相異点を説
明する図、第７図は従来の透磁率測定系を示す斜面図で
ある。（１）・・磁性基板　　　　（２）・・・磁性膜（３）
・・・磁芯　　　　　　（４）・・・コイル二♀ブ比透磁宰ノを第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１　コ字状の磁芯（３）にコイル（４）を巻装した測定
プローブ（５）を用いて、磁性膜（２）の透磁率を測定
する方法に於て、磁性基板（１）の表面に、透磁率の測
定対象となる一対の磁性膜（２）（２）を所定距離だけ
離して形成し、両磁性膜（２）（２）の表面に磁芯（３
）の両端が跨って密着する様に測定プローブ（５）を設
置し、これによって構成された磁気回路にて、コイル（
４）両端の自己インダクタンスを測定し、該測定値に基
づいて磁性膜（２）の透磁率を算出することを特徴とす
る透磁率測定方法。