JPH02203406A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

磁気ヘッドおよびその製造方法

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JPH02203406A
JPH02203406A JP2092289A JP2092289A JPH02203406A JP H02203406 A JPH02203406 A JP H02203406A JP 2092289 A JP2092289 A JP 2092289A JP 2092289 A JP2092289 A JP 2092289A JP H02203406 A JPH02203406 A JP H02203406A
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magnetic
thin film
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magnetic head
forming
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JP2092289A
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Yuiko Matsubara
松原 結子
Yoshitsugu Miura
三浦 義従
Katsuo Konishi
小西 捷雄
Hideo Zama
座間 秀夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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〕 本発明は磁気ヘッドに係り、特にVTR等の記録再生に
好適に用いられる磁気ヘッドおよびその製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
近年、磁気記録の高密度記録化に伴い、記録効率の向上
をはかる磁気ヘッドの代表的な一例として、特開昭58
−155513号公報に複合型磁気ヘッドが提案されて
いる。この磁気ヘッドの製造工程は。
第5図に示すとと<、(1)高透磁率フェライトなどよ
りなる平板な基板1を用い〔第5図(a))。
(2)上記基板1上にトラック+1 (Tw)規制用の
略W字状の溝11を形成する工程〔第5図(b))。
(3)高透磁率フェライトよりなる基板1よりも高飽和
磁束密度を有するCo−Mo−Zr系、Co−Fe−8
L−B系などの非晶質合金よりなる金属磁性薄膜2をス
パッタリングなどの方法を用いて形成する工程〔第5図
(C))、(4)磁性薄膜2の上の略W字状の溝11の
部分を、非磁性材である溝充填用ガラス4などで充填し
た後、その表面を研磨して不要な非磁性材を除去し、磁
気ヘッドの作動ギャップ面7を研磨しブロックを作製す
る工程〔第5図(d))、(5)上記(4)の工程によ
って作製したブロックを2個用意し、その一方に巻線用
窓の加工を施した後、上記一対のブロックを突合せ、こ
の突き合せ面にギャップスペーサ材(図示せず)を介し
てガラス接着層(図示せず)を形成し、上記一対のブロ
ックを熱圧着して一体化し、その後切断して摺動面8加
工2巻線などを施す工程によって磁気ヘッド〔第5図(
e)〕が作製される。
なお、特開昭61−250806号公報に提案されてい
るように、基板1は非磁性の基板であってもよく。
磁性薄膜2としてCo系非晶質合金の他にセンダスト系
の高飽和磁束密度材料を用いてもよい。また、磁性薄膜
の形成後、その膜厚方向に磁場を印加して熱処理を行い
2作動ギャップ面に対し垂直方向に誘導磁気異方性を付
与した磁気ヘッドを作製することもできる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来技術においては、以下に示す問題があった
(1)第5図(b)に示す磁気ヘッドの製造工程におい
て、略W字状の溝11の切削機械加工の際に、溝と溝の
間の突起部に加工不良(チッピング)である欠損部13
〔第6図(a)〕が生じ易く、この加工不良である欠損
部13が磁気ヘッドのフロント部で発生すると、磁気ヘ
ッドの摺動面上の磁性薄膜2の形状が、第6図(b)、
(c)に示すごとく変わるため、これがノイズの原因と
なる。
また、(2)第5図(d)で示す磁気ヘッドの製造工程
において、磁気ヘッドのトラック幅(Tv)規制用の略
W字状の溝11の部分を溝充填用ガラス4などの材料で
充填する場合に9巻線用窓9にガラス等がつまったり、
またガラス中に気泡が発生し易く、そのため磁気ヘッド
の破損の原因となる。その他、溝充填用ガラス4は、磁
性薄膜2およびフェライトなどよりなる磁気コア、非磁
性の基板1などとの間で熱膨張係数が異なるところから
、大きな面積にガラス等を充填する場合に、磁性薄膜2
および溝充填用のガラス4に応力が作用し、膜の剥離な
どが生じ易いという問題があった。
さらに、(3)第5図(d)に示すごとく、溝充填用ガ
ラス4は高温下で溶融させる。その際。
形成した磁性薄膜2に誘導磁気異方性を付与するために
膜面に対し垂直に磁場を印加する手段を用いている。し
かし、磁性薄膜2の膜厚は10〜30゜と非常に薄いた
め、磁性薄膜2の膜厚方向の反磁界係数(N/4π)が
0.5と大きい上、磁場印加方向に対し端部となる部分
で磁化が飽和しきらない、いわゆるカーリング等の問題
が生じ、所望する方向に磁気異方性を付与することが困
難であった。
本発明の第1の目的は、上記従来技術の問題点を解消し
、磁気ヘッド製造工程において、基板などの加工時にお
ける加工不良を低減し、l1品の歩留りを向、ヒさせる
ことにある。
また2本発明の第2の目的は、ガラスなどによる略W字
状の溝充填部分の磁性薄膜、磁気コアなどの膜の剥離を
防止し、生産性を高めると同時に耐久性に優れた磁気ヘ
ッドを得ることにある。
さらに2本発明の第3の目的は、磁場中での熱処理を簡
略化し、磁性薄膜に良好な磁気特性を付与し、高性能で
信頼性の高い磁気ヘッドを得ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記第1の目的を達成するために2本発明の磁気ヘッド
の製造工程において9機械加工を施す基板表面を研磨な
どの加工方法で粗い面となし、その上に真空蒸着、スパ
ッタリング等の物理蒸着法によってフォルステライト、
ステアタイトなどの非磁性セラミックス層を形成した後
に、略W字状の溝を形成することを基本とするものであ
る。
また、上記第2の目的を達成するために2本発明の磁気
ヘッドの製造工程において、従来はガラス等で充填して
いた磁性薄膜周辺の略W字状の溝からなる凹部に、非磁
性セラミックス層を形成し充填するものである。
さらに、上記第3の目的を達成するために2本発明の磁
気ヘッドの製造工程において、磁性薄膜の形成後、保護
膜を設けた後で、基板面内に平行で、略W字状の溝方向
に対して垂直な方向に磁場を印加し、熱処理を施すもの
である。
本発明は、磁気記録媒体との対向面における断面形状が
逆V字状に突出した突起部を有する一対の非磁性もしく
は磁性基板の、上記突起部の両側面上に磁性薄膜を被着
し、該突起部の先端部において作動ギャップを介して上
記磁性薄膜が相対峙する構造の複合型磁気ヘッドにおい
て、上記磁性薄膜と基板とが接する領域の一部もしくは
全部および上記作動ギャップを介して相対峙する磁性薄
膜の両側面部に非磁性セラミックス層を設けた構造の複
合型磁気ヘッドである。
また2本発明は、非磁性基板の表面に凹部を設け、該凹
部に埋め込んだ第1の磁気コアと、該第1の磁気コアの
上部に作動ギャップとその端面部に設けた絶縁体層を介
して薄膜コイルを形成し。
さらにその上部に第2の磁気コアを積層してなる薄膜型
磁気ヘッドにおいて、上記第1の磁気コアが上記基板と
接する領域の一部および作動ギャップ部の周囲に非磁性
セラミックス層を設けた構造の薄膜型磁気ヘッドである
本発明の磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッドを構成する材
料の熱膨張係数を、基板がαb、磁性薄膜もしくは磁気
コアがαf、非磁性セラミックスがαCであるとすると
き、αcはαhよりも小さく。
かつαcとαfはほぼ同じとなるように構成することが
好ましい。また2本発明の磁気ヘッドにおいて、用いる
非磁性セラミックス層の材料は、フォルステライト、ス
テアタイト、アルミナ、ジルコニア、マグネシアのうち
より選択される少なくとも1種のセラミックスからなる
ものである。
そして1本発明の複合型磁気ヘッドの製造方法は、非磁
性もしくは磁性基板の表面を所定の粗さに加工した後、
フォルステライト、ステアタイトなどよりなる非磁性セ
ラミックス層を形成して。
上記基板の表面を逆V字状の突起部を有する略W字状の
溝を機械研削加工法によって形成する工程と、上記略W
字状の溝の表面部に、スパッタリング、真空蒸着などの
物理蒸着法によって設定の磁性薄膜を形成する工程と、
さらに上記磁性薄膜の上に上記非磁性セラミックス暦を
形成する工程と。
上記非磁性セラミックス層を形成した略W字状の溝の上
面の突起部を平面状に研磨して、上記突起部における磁
性薄膜の幅が目的とするトラック幅になるまで研磨加工
する工程と、上記の工程により加工した2個の基板のう
ちの一方に巻線用窓を加工して、上記一対の基板を対向
させ作動ギャップを形成した後、これを接合して磁気ヘ
ッドに加工する工程を含むことを特徴とするものである
さらに2本発明による薄膜型磁気ヘッドの製造方法は、
非磁性基板の表面に上記の非磁性セラミックス層を形成
した後、上記基板の表面に凹部を形成して第1の磁気コ
アを埋め込む工程と、上記第1の磁気コアの上記基板と
接する領域の一部に非磁性セラミックス層を充填する工
程と、上記第1の磁気コアの上に作動ギャップおよびそ
の端面部に形成する非磁性セラミックス層を介して薄膜
コイルを形成する工程と、上記作動ギャップの上部に第
2の磁気コアを積層した後、磁気ヘッドに加工する工程
を含むことを特徴とするものである。
そして9本発明の複合型磁気ヘッドまたは薄膜型磁気ヘ
ッドの製造方法において、磁性薄膜の形成後もしくは第
2の磁気コアの形成後に、磁束伝播方向に対してほぼ垂
直、かつ基板面に対してほぼ平行に磁場を印加しながら
、400℃以上、結晶化温度以下の温度で熱処理を行い
、磁束伝播方向の透磁率を向上させることも可能である
〔作用〕
従来の磁気ヘッドの製造における2例えば第6図(a)
に示す基板1の加工工程において、略W字状の溝11部
の突起部分に加工不良である欠損部13が生ずると9次
の磁性薄膜の形成工程である第6図(b)において、磁
性薄膜2が欠損部13に形成される。この欠損部13が
第6図(Q)に示すごとく、磁気ヘッドの摺動面に現わ
れた場合に、これがコンタ−効果の原因となり、また磁
性基板を用いた場合には摺動雑音の原因となっていた。
本発明の磁気ヘッドを製造する場合の基板加工工程にお
いては、加工による微小な欠損(チッピング)が生じに
くいセラミックス材料を基板の表面に被覆させるため′
、これにより微小な欠損部13が生じ易い逆V字状の突
起部にチッピング等の発生がなくなるので磁気記録再生
におけるS/N比が向上することになる。
また、基板上に形成する非磁性セラミックス暦は、基板
および磁性薄膜と接触するため、これらと熱膨張係数の
近いセラミックス材料を選択した。
これにより、高温の熱処理工程を経由する場合の膜剥離
が低減し、磁気ヘッドの製品歩留りが向上することにな
る。
さらに、磁性薄膜の形成後に、基板面に平行方向で、か
つ略W字状の溝に対し垂直となる方向に磁場を印加する
ことにより、磁束伝播方向の透磁率を向上させることが
できる。また、矩形もしくは正方形の基板上に形成した
磁性薄膜の面内に磁界を印加する場合9反磁界係数は、
N/4π=10−5〜10”’となるため、小さな磁界
によって磁化を飽和させることができる。また、カーリ
ングなどの問題もほとんど無視することができ、磁性薄
膜の磁化容易軸の方向制御も従来技術に比べ一段と容易
となる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を挙げ9図面に基づいて、さら
に詳細に説明する。
(実施例1) 第2図(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に本実
施例において作製した磁気ヘッドの製造工程を示す。す
なわち。
(1)磁性体よりなる基板1として2表面を粗に加工し
た高透磁率フェライトを用いた。フェライトの表面粗さ
はS>lI!Imである〔第2図(a))。
(2)基板1上に、非磁性セラミックス層3を。
磁性薄膜2を形成させる略W字状の溝11の深さの17
2程度の厚さに、スパッタリング法により形成した。こ
の場合、ターゲット材料として、ステアタイト(MgO
−8xo*)またはフォルステライト(2Mgo−8j
O□)と類似組成のものを用いた。この非磁性セラミッ
クスの熱膨張係数は約9X10″″/℃で、基板1とし
て用いた高透磁率フェライトの熱膨張係数(12xtO
−@/’C)より小さく、磁性薄膜として用いるCo−
Nb−Zr合金の熱膨張係数10 X 10−” / 
’Cに近いものを使用した〔第2図(b))。
(3)上記(2)の工程で作製した基板1上に。
略W字状の溝11を切削加工により形成した〔第2図(
Q)]。
(4)上記(3)の工程で作製した基板1上に。
Co−Nb−Zr合金よりなる磁性薄膜(熱膨張係数1
0xtO−’/’C)2をスパッタリング法により形成
し、その後、上記(2)の工程で用いた同じセラミック
スをターゲット材料として、スパッタリング法により、
磁性薄膜2上に略W字状の溝充填用の非磁性セラミック
ス層3を形成して、 W8W字状の溝11に充填した〔
第2図(d))、さらに、略W字状の溝11の長手方向
に対し直角方向の磁場を印加(第3図参照)L、460
℃の温度で熱処理を行った。この熱処理により、磁性薄
膜2に良好な磁気特性を付与すると共に2次の突起部の
一部を平滑にする工程(5)の前に、磁性薄膜2および
非磁性セラミックス層3のスパッタリングにより生じた
基板1の反りを修正することができる。
(5)非磁性セラミックス層3および磁性薄膜2の不要
部分を除去し、磁性薄膜2により形成される突起部の幅
を、目的とするトラック幅(Tv)になるまで研磨加工
を施し、第2図(e)に示すブロックを形成した。
次に、上記(5)の工程で作製した第2図(e)に示す
ブロックにおいて、磁気ヘッドの作動ギャップ面7とな
る部分に、非磁性スペーサ(Sin2゜Crなと)を形
成した後、鉛ガラス系の低融点ガラス層(融点350〜
400℃)を、上記ブロックの接合部の全面にスパッタ
リング法により形成し、−対の上記ブロックを突合せて
、熱圧着を行い、これを通常行われている加工組立法に
よって複合型の磁気ヘッドを作製した。
なお1本実施例により作製した複合型磁気ヘッドを用い
記録再生テストを行った結果、S/N比で1〜2dB向
上させることができた。
また、非磁性セラミックス材料としては、上記めステア
タイト、フォルステライトの他に、アルミナCN1xo
zLジルコニア(ZrO,)、7グネシア(MgO)等
のセラミックスを好適に用いることができる。
(実施例2) 本実施例においては、非磁性基板材料としてMno−N
i0よりなる焼結体(熱膨張係数12〜13XIO−6
/℃)を用いた0本実施例においても、上記実施例1と
同様の良好な結果が得られた。基板材料としては、上記
の他、アルミナ、 Ca T i O3等の焼結体など
も好適に用いることができた。
(実施例3) 上記実施例1において示した第2図(d)の工程におい
て、溝充填用の非磁性セラミックス層3を、磁性薄膜2
の上に約30.の厚さに形成し、さらに残りの溝部分を
従来と同様のガラス材で充填し、実施例1と同様の工程
で磁気ヘッドを作製した0本実施例においては、実施例
1と比較してスパッタリング時間が短縮でき、また従来
技術に比較してガラス充填容積が小さいため、熱溶融時
間を短縮することができ、形成した磁性薄膜2.非磁性
セラミックス層3などの剥離等の問題が生じないという
効果が認められた。
(実施例4) 本実施例において作製した磁気ヘッドを第4図に基づい
て説明する。
まず、(1)MnO−NiO焼結体などよりなる非磁性
の基板1上に、フォルステライト、ステアタイトなどよ
りなる非磁性セラミックス層3を形成した後、切削加工
によって凹部12を形成し。
Co系非晶質合金よりなる第1の磁気コア(磁性膜)1
4を埋め込んだ〔第4図(a))。
(2)基板1の一部を削除し、第1の磁気コア(磁性膜
)14の周囲を非磁性セラミックスによって充填し、非
磁性セラミックス層3を形成した〔第4図(b))。
(3)Sin、等の非磁性層よりなる作動ギャップ6お
よび非磁性セラミックス層3を作動ギャップ6の端面部
に形成し、薄膜コイル5を設けた〔第4図(c))。
(4)上記作動ギャップ6の上部に第1の磁気コア14
と同じ材料を用いて、第2の磁気コア(m性膜)15を
形成した後、磁束伝播方向に垂直、かつ基板面内に磁界
を印加して磁場中で熱処理を施した〔第4図(d))。
そして2通常行われている加工組立方法によって薄膜型
磁気ヘッドを作製した。
本実施例において作製した薄膜型磁気ヘッドは。
耐摩耗性に優れ、特に、偏摩耗が少なく、優れた磁気特
性を示した。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したごとく1本発明の磁気ヘッドによれ
ば、磁気ヘッドの媒体に対する摺動面に現われる磁性薄
膜の周辺部を、耐摩耗性で耐摺動性に優れた非磁性セラ
ミックス層でカバーしているため、磁気ヘッドの摩耗寿
命を一段と向上させることができ、また適切な性質を有
する非磁性セラミックス材料を自在に選択することがで
きるので、耐摩耗性の小さな磁性薄膜であっても、その
偏摩耗を防止することができ、磁気ヘッドの寿命の延長
がはかられる。さらに、熱膨張係数も、基板もしくは磁
性薄膜に合わせて非磁性セラミックス材料を自由に選択
できるため、膜剥離などによる損傷を防止することがで
きる。
また2本発明の磁気ヘッドの製造方法によれば。
基板加工時において、基板の表面部における加工不良率
を低減することができるため、磁気ヘッドによるコンタ
−効果の発生を低減させることができる。さらに、略W
字状の溝部に充填する充填材をガラスから非磁性セラミ
ックス材料に変更することで、従来のガラス中の気泡の
発生、ヘッド摺動面の鉛ガラスの剥離、欠損の問題を解
消することができ2巻線用窓に流入する非磁性セラミッ
クス材料も最大1〇−程度に少なくすることができるた
め、磁気ヘッドの製造工程数の短縮および製品歩留りの
向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の磁気ヘッド摺動面の構成の一例
を示す模式図、第1図(b)は第1図(a)に示した磁
気ヘッドの構造を示す斜視図。 第2図(a)、(b)、(Q)、(d)、Ce)は実施
例1において例示し゛た磁気ヘッドの製造工程を示す説
明図、第3図は実施例1において例示した磁気ヘッドの
製造工程における磁場中での熱処理を示す説明図、第4
図(a)、(b)、(Q)、(d)は実施例4において
例示した薄膜型の磁気ヘッドの製造工程を示す説明図、
第5図(a)、(b)、(c)。 (d)、(e)は従来の磁気ヘッドの製造工程を示す説
明図、第6図(a)、(b)、(c)は従来の磁気ヘッ
ドにおける欠陥の発生状況を示す説明図である。 1・・・基板       2・・・磁性薄膜3・・・
非磁性セラミックス層 4・・・溝充填用ガラス  5−・・薄膜コイル6・・
・作動ギャップ   7・・・作動ギャップ面8・・・
摺動面 9・・・巻線用窓 11・・・略W字状の溝 12・・・凹部 13・・・欠損部 14・・・第1の磁気コア 15・・・第2の磁気コア

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁気記録媒体との対向面における断面形状が逆V字
    状に突出した突起部を有する一対の非磁性もしくは磁性
    基板の、上記突起部の両側面上に磁性薄膜を被着し、該
    突起部の先端部において作動ギャップを介して上記磁性
    薄膜が相対峙する構造の複合型磁気ヘッドにおいて、上
    記磁性薄膜と基板とが接する領域の一部もしくは全部お
    よび上記作動ギャップを介して相対峙する磁性薄膜の両
    側面部に非磁性セラミックス層を設けたことを特徴とす
    る磁気ヘッド。 2、非磁性基板の表面に凹部を設け、該凹部に埋め込ん
    だ第1の磁気コアと、該第1の磁気コアの上部に作動ギ
    ャップとその端面部に設けた絶縁体層を介して薄膜コイ
    ルを形成し、さらにその上部に第2の磁気コアを積層し
    てなる薄膜型磁気ヘッドにおいて、上記第1の磁気コア
    が上記基板と接する領域の一部および上記作動ギャップ
    部の周囲に非磁性セラミックス層を設けたことを特徴と
    する磁気ヘッド。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載の磁気ヘッ
    ドにおいて、磁気ヘッドを構成する材料の熱膨張係数を
    、基板がα_b、磁性薄膜もしくは磁気コアがα_f、
    非磁性セラミックスがα_cであるとするとき、α_c
    はα_bよりも小さく、かつα_cとα_fはほぼ同じ
    となるように構成したことを特徴とする磁気ヘッド。 4、特許請求の範囲第1項、第2項もしくは第3項記載
    の磁気ヘッドにおいて、非磁性セラミックス層の材料が
    フォルステライト、ステアタイト、アルミナ、ジルコニ
    ア、マグネシアのうちより選択される少なくとも1種の
    セラミックスからなることを特徴とする磁気ヘッド。 5、磁気記録媒体との対向面における断面形状が逆V字
    状に突出した突起部を有する一対の非磁性もしくは磁性
    基板の、上記突起部の両側面上に磁性薄膜を被着し、該
    突起部の先端部において作動ギャップを介して上記磁性
    膜が相対峙する構造の複合型磁気ヘッドの製造方法にお
    いて、上記基板の表面に非磁性セラミックス層を形成し
    た後、上記基板の表面を逆V字状の上記突起部を有する
    略W字状の溝を機械加工によって形成する工程と、上記
    略W字状の溝の表面部に物理蒸着法によって設定の磁性
    薄膜を形成する工程と、さらに上記磁性薄膜の上に上記
    非磁性セラミックス層を形成する工程と、上記非磁性セ
    ラミックス層を形成した略W字状の溝の上面の突起部を
    平面状に研磨して、上記突起部における磁性薄膜の幅が
    目的とするトラック幅になるまで研磨加工する工程と、
    上記の工程により加工した2個の基板のうちの一方に巻
    線用窓を加工して、上記一対の基板を対向させ作動ギャ
    ップを形成した後、これを接合して磁気ヘッドに加工す
    る工程を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法
    。 6、非磁性基板の表面に凹部を設け、該凹部に埋め込ん
    だ第1の磁気コアと、該第1の磁気コアの上部に作動ギ
    ャップとその端面部に設けた絶縁体層を介して薄膜コイ
    ルを形成し、さらにその上部に第2の磁気コアを積層し
    てなる薄膜型磁気ヘッドの製造方法において、上記基板
    の表面に非磁性セラミックス層を形成した後、該基板の
    表面に凹部を形成して第1の磁気コアを埋め込む工程と
    、上記第1の磁気コアの上記基板と接する領域の一部に
    非磁性セラミックス層を充填する工程と、上記第1の磁
    気コアの上に作動ギャップとその端面部に設けた非磁性
    セラミックス層を介して薄膜コイルを形成する工程と、
    上記作動ギャップの上部に第2の磁気コアを積層した後
    、磁気ヘッドに加工する工程を有することを特徴とする
    薄膜型の磁気ヘッドの製造方法。 7、特許請求の範囲第5項または第6項記載の磁気ヘッ
    ドの製造方法において、磁性薄膜の形成後もしくは第2
    の磁気コアの形成後に、磁束伝播方向に対してほぼ垂直
    、かつ基板面に対してほぼ平行に磁場を印加しながら、
    400℃以上、結晶化温度以下の温度で熱処理を行うこ
    とを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
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JP2092289A Pending JPH02203406A (ja) 1989-02-01 1989-02-01 磁気ヘッドおよびその製造方法

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JP (1) JPH02203406A (ja)

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