JPH02226505A - プレーナ型磁気ヘッドの製造方法と、それによって得られる磁気ヘッド - 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、３次元ウェファ上に複数のプレーナ型磁気ヘ
ッドを同時に製造し、このウェファを切断して各ヘッド
に分離させる方法に関するものである。本発明のプレー
ナ型磁気ヘッドは、特に、テープレコーダやビデオレコ
ーダ等に使用される磁気テープへの書き込み・読出しに
用いられる。

従来の技術 公知の第１の磁気ヘッド構造では、コイル１２を有する
磁性体１１にエアギャップ１０を形成している（第１図
に図示）。この形式の磁気ヘッドでは、コイル１２によ
って生じた励起磁界の変化によってエアギャップ１１の
近傍に可変磁束が誘導され、それを移動する磁気テープ
に書き込みが行われる。

逆に、磁気テープを読出す場合には、磁気テープ１３の
磁化部分間の変化をエアギャップ１０を介してピックア
ップして、磁性体１１に生じた磁界の変化をコイル１２
に誘導させる。

この形式の磁気ヘッドでは、磁気テープ１３に書込み・
読出しできる磁気情報の密度を大きくすることは困難で
ある。すなわち、密度を大きくするためには、飽和保磁
力の高い磁気テープを用いる必要があるが、そうすると
、読出し・書込みの磁束強度を大きくすることが必要に
なる。しかし、磁束強度がある値を越えると、フェライ
トは飽和現象を示してしまう。この欠点を解決するため
に、エアギャップ１０の対向面上に飽和磁化の高い磁気
層１４．１５を付けることが提案されている（ＭＩＧヘ
ッド）。しかし、この方法は実施するには複雑すぎ、し
かも、層の堆積面が磁路１３の進行面に垂直であるため
、工業的な見地からは十分に満足できるものではない。

そこで、第２図に示すようなプレーナ構造の磁気ヘッド
が開発されている。この新規な設計概念では、磁性材料
の薄膜層１６．１７を磁路１３の進行面に平行な平面内
で、空気ギャップ１０の所に付けている。上記薄膜層１
６．１７の構成材料は、飽和保磁力の高い磁気媒体１３
に書込みができるように、磁性基板１１の材料よりも高
い磁界を生じさせることができるような材料の中から選
択される。この方法は、特に、高周波の場合に有利な各
種ヘッド特性を得る場合に有利である。この一つの有利
な応用は高速ビット速度（数１０Ｍビット／秒）で使わ
れる回転ヘッドの場合である。

このプレーナ型磁気ヘッドの特徴は、例えば約２００〜
３００　μｍのミクロギャップ１８を有し、また、堆積
された２つの薄膜１６．１７０間に約０．２〜０．３μ
ｍのミクロギャップが作られる点にある。なお、これら
の寸法は単に説明のために例示したものであり、何ら本
発明を限定するものではない。

本発明は上記のプレーナ型磁気ヘッドの製造方法を提供
するものである。

なお、第７図および第８図に図示したようなプレーナ型
磁気ヘッドの製造方法は既に公知である。

この公知方法では、フェライト基板７０にチャネル７１
を形成し、次いで、形成されたチャネル７１の底部の一
部にガラス等の非磁気材料７２を充填する。

その後、上記基板７０上にフェライトの対向部分７３を
粘着剤７４を用いて付着させる（第８図）。次に、基板
６８の外側表面を加工・研磨して、非磁気材料のス）　
ＩＪツブ７２を表面に平らにする。その後、薄膜１６．
１７を堆積させ、ミクロギャップを明けた後に、基板を
切断して個々のプレーナ型磁気ヘッドに分離する。

この方法は、研磨作業中にフェライト基板７０の上側表
面に対してガラスストリップ７２０表面が収縮するとい
う欠点がある。この収縮は一般に約１μｍであり、（結
合剤、粒子等を用いて）研磨する際にいくら努力をして
も約０．４　μｍ以下にすることはほとんどできない。

この収縮は、主として加工時の材料の抵抗の違いによる
ものであり、特に、フェライト粒子が露出することによ
る「ドラム−ヘッド」現象として説明される。

この収縮が起こると、ヘッドの表面が凸凹になるので、
異方性の強いくセンダス）　（Ｓｅｎｄｕｓｔ）型の）
材料を堆積させたり、薄膜を堆積させるには不利である
。この収縮量は、ガラスストリップ７２の厚さを厚くす
ることによって小さ（することができることが分かって
いるが、その場合には磁気ヘッドの極とフェライト「柱
」の回りに付けた非磁気材料の下方に巻き付けたコイル
との間の距離を大きくする必要があるので、常に利用で
きるわけではない。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は上記の欠点を解消することのできる方法
を提供することにある。

本発明のこの目的は、マクロギャップを形成するまで集
積方法（３次元方法）で複数プレーナ型磁気ヘッドを同
時に製造することが可能なプレーナ型磁気ヘッドの製造
方法によって達成される。

課題を解決するための手段 本発明の目的および以下の説明によって明らかになるそ
の他の目的は、下記の段階を有することを特徴とする特
に、コイルを備えた磁性材料中にエアギャップが形成さ
れた形式の磁気テープのエンコードおよび読出し用のプ
レーナ型磁気ヘッドの製造方法によって達成することが
できる。すなわち、本発明の製造方法は下記の段階を有
することを特徴としている： （ａ）３次元磁性ブロックに任意の第１の孔のマトリッ
クスを形成し、 （ｂ）　　この第１の孔に非磁性材料を注入し、（ｃ）
　　上記の非磁性材料の注入物の近傍に上記第１の孔と
平行な少なくとも第２の孔を形成し、（ｄ）　　上記ブ
ロックを上記第１の孔の軸線に平行且つ上記非磁気材料
の注入物中を通る平面に沿って切断して、表面に互いに
隣接した平行な非磁性材料のス）　ＩＪツブを備えたウ
ェファとし、 （ｅ）　　各ウェファを上記ス）　ＩＪツブの位置で切
断して各磁気ヘッドを切り出す。

従って、上記の３次元的製造方法によって、極めて多数
のプレーナ型磁気ヘッドを同時に製造することができる
。この方法は、各プレーナ型磁気ヘッドの単価が安くな
り、生産速度が高くなり、さらに、製造工程での材料の
ロスが少なくなる点で極め有利である。

本発明の一つの実施態様では、フランス国特許出願第１
３６／１４９’７４号に記載のように、上記の磁気ヘッ
ドに切り出す段階の前に、ウェファの表面に透磁性の高
い材料の薄膜層を堆積させて、磁極が形成される。この
飽和保磁力の係数の高い材料の薄膜層は、互いにに並ん
だ「蝶」の羽根の形の磁極の形状に堆積させるのが好ま
しい。

この「蝶」の羽根の形に上記薄膜層を堆積させるために
は、ウェファ表面を適当にマスクした後にイオンビーム
加工することができる。

プレーナ型磁気ヘッドに仕上げるには、非磁性材料の注
入物の両側に形成された側孔にワイヤを通して誘導コイ
ルを形成する。

好ましくは、上記磁性材料をフェライトとし、上記非磁
性材料をガラスとし、この非磁性材料は加圧下に注入す
るのが好ましい。しかし、これらに限定されるわけでは
ない。

上記の番孔は、非磁性材料の注入物に接触するか、それ
と部分的に重なるように形成することもできる。また、
これらの孔の横断面は円筒形または楕円形にすることが
でき、さらには、番孔を互いに接線状に接触した２つの
孔にするか、互いに一部重なった２つの孔にすることも
できる。

本発明のその他の特徴および利点は添付図面を参照した
以下の実施例の説明からより明瞭になるであろう。

実施例 第３図に示すように、本発明の方法は、例えば、フェラ
イト等の磁性材料の「３次元」基板３０を用いて実施す
ることができる。

上記基板３０は四角形および／または円形断面のブロッ
クの形をしている。

本発明の主要工程は以下の通りである：（１）磁性ブロ
ック３０に平行な孔３１ＸＹのマトリックスを形成する
。これらの孔は、例えば直径が３００〜６００μｍの端
部が開いた孔であるのが好ましい。

このような孔は機械加工またはレーザー加工で形成でき
る。

（２）次に、こうして形成された番孔３１ＸＹに非磁性
材料を充填する。この非磁気材料は、例えばガラスであ
る。充填作業は注入によって行うのが好ましい。ガラス
は加熱して溶融状態で輸送すれことができる。例えば「
コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ）　１４１７　Ｊ（登録商
標）で知られる棒状のガラスを使用することができる。

また、溶融粉末をスラリー状で使用することもできる。

孔の充填すなわち注入は当業者には公知の他の方法で行
うこともできる。このガラスの充填作業は加圧下で行う
のが好ましくは、それによって、ガラスをフェライトに
良好に付着させることができる。

孔３１ＸＹ中にガラスストリップを形成する作業に続い
て、上記の非誘電性材料３１．、　、の各注入位置に対
称且つその横側に互いに対になった孔３２．．　ｙ、３
３、、　ｙを形成する。これらの孔は横座標軸Ｘ（３２
ＸＹ、；３３、、　、）に沿って形成するか、縦座標軸
ｙ　（３２＋、　２；３３、．２および３２．．３．３
３．、、）に沿って形成される。

ガラス充填材の直径がコイルを収納するための孔の直径
より４〜５倍大きければ、前記のいわゆる「ドラム−ヘ
ッド」現象は無くなる。

上記の側孔３２．、．３３．、を形成する方法としては
、以下の複数の方法が考えられる。

（ａ）　　図示した孔３２３１．３３１１の場合のよう
に非誘電性材料３１．、の注入物に接線状に側孔３２．
、、３３．。

を形成する方法、 ら）図示した孔３２８．２．３３．．２および３２．．
３．３３．．３の場合にように非誘電性材料の注入物３
１８ｙと部分的に重なるように側孔３２８７．３３８ｙ
を形成する方法。

側孔の平面配置と、それに対応する非誘電性材料の注入
物に対する側孔の形成方法とに関しては全ての組み合わ
せを考えることができる。

側孔３２．３３の直径は１５０〜３００μｍであるのが
好ましい。

こうして非誘電性材料の注入物３１．、と、対応する側
孔３２．、、３３ＸＹとを備えたブロック３０はウェフ
ァを切断される。この切断作業は平面Ａ１、屓、Ａ３・
・・に沿ったＸ軸または平面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・に
沿ったｙ軸で行う。平面＾１、Ａ２、Ａ３・・・に沿っ
て切断した場合には、図示した素子３１．、　、の場合
のように側孔が「鉛直に」配置する場合に対応する。一
方、平面Ｂ１．８２、Ｂ３・・・に沿って切断した場合
には、側孔（３２ＸＹ、，３１ＸＹ、）の場合のように
側孔が「水平に」配置する場合に対応する。

奇数平面Ａｌ５Ａ３、・・・、８１、Ｂ３．８５・・・
が切断されたウェファの上側能動面（アクティブ面）を
構成し、偶数平面Ａ２、Ａ４、・・・、８２、Ｂ４・・
が切断されたウェファの底面を構成する。この切断作業
は、ソー（鋸）または研削砥石によって行うことができ
る。切断厚さは数十ミクロンであり、精度は約数ミクロ
ンである。この切断は、切断線の両側で注入した非磁性
材料３１ＸＹのストリップが対称または非対称な半分の
ストリップとなって露出するように行う。

この切断作業によって得られる互いに分離したウェファ
の（奇数の）各能動面を適当に研磨する。

第４図は円形横断面のフェライトブロックを切断するこ
とによって得られる典型的なウェファ４０を図示したも
のである。このウェファ４０の能動面上には複数の非誘
電性材料のストリップ４１が形成されている。これらの
ストリップは、互いに平行である。これらの非誘電性ス
トリップは、フェライトブロック３０に形成された孔３
２．ｌｙまたは３３ＸＹに対応するキャビチー４２（空
洞部分）の上方に位置している。各ストリップ４１の幅
４３は、第２図に概略的に図示したプレーナ型磁気ヘッ
ドのマクロギャップ１８に対応している。

次に、マクロギャップを形成するために、飽和係数の高
い磁性材料の薄膜層を堆積させ、次に、マスキング操作
とイオンビーム加工によって堆積した薄膜を「蝶」形部
分４４に加工する。最後に、「蝶」形部分４４の堆積物
を除去して、２つの羽根部分４４．４５の間にミクロギ
ャップ４６を形成する。

その後、互いに直交した２つの対を成す平行平面４７．
４８に従ってウェファ４０を切断して、個々のプレーナ
型磁気へラド４９に分ける。第５図は誘導コイル１２を
取付けた後の一つのプレーナ型磁気ヘッドを図示したも
のである。

本発明の製造方法の利点は、ヘッドの能動部分に対して
コイル１２位置を正確に調整することかできるという点
にある。さらに、従来の製造方法に較べて、コイルをヘ
ッドの極により近づけることができ、例えば、それらの
間隔を１００〜２００　μｍにすることができる。

さらに、本発明の製造方法では、対向部材が不必要にな
り、従って、磁性材料をアニールすることができるよう
になり、例えば、センダスト形の材料種を６２０℃でア
ニールすることができるようになるということも理解で
きよう。

本発明では、プレーナ型磁気ヘッドの所望の形状および
特性に従って、第６図に図示したような種々の形状を有
する側孔を形成することができる。

例えば、横断面が楕円形の側孔６１、互いに接触した２
つの孔６２、あるいは、互いに重なった孔６３等を形成
すふることができる。その他の幾何学的形状も当業者に
は明らかであろう。

同様に、磁性体ブロック３０中へ非磁性材料を充填／注
入する前に形成される孔３１ＸＹも、本発明の範囲内で
種々の幾何学的形状にすることができる。

寸法が１．２ｍｍＸ　２００μｍ　Ｘ　２．３ｍｍのＲ
ＤＡＴ型の磁気ヘッドを製造する場合には、−片が２５
．４＋ｎｍの立方形のブロックから２０．０００個のヘ
ッドを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の磁気ヘッドの概略構造図であり、 第２図はミクロギャップを備えた薄膜プレーナ型磁気ヘ
ッドの構造の概略図であり、 第３図は３次元基板を用いて本発明の方法を実施する場
合を示す概略図であり、 第４図は本発明の方法によって第３図に図示した形式の
基板から切り出したウェファの概略図であり、 第５図は誘導コイルを付けた後の本発明の方法によって
製造されたプレーナ型ヘッドの図であり、第６図は本発
明方法を実施する際に使用可能な非誘電性材料注入用側
孔の３つの形状を概念的に図示したものであり、 第７図と第８図は公知のプレーナ型磁気ヘッドの製造方
法を概略的に図示したものであり、この方法の欠点は本
発明によって解決される。 （主な参照番号） １０・・・エアギャップ　　１１・・・磁性材料基板１
２・・・コイル　　　　　１３・・・磁気テープ１４．
１５・磁性層 １８・・・マクロギャップ ３０・・・基板 ４０・・・ウェファ ４２・・・キャビチー ４４．４５・・・コイル ４９・・・ヘッド ７０・・・フェライト基板 ７２・・・非磁気材料 ７４・・・粘着剤、 １６．１７・・・磁性薄膜層 １９・・・ミクロギャップ ３１．３２．３３・・・孔 ４１・・・ストリップ ４３・・・ストリップの幅 ４６・・・ミクロギャップ ６１．６２．６３・・・側孔 ７１・・・チャネル ７３・・・対向部材 ７６・・・収縮量 特許出願人トムソンーセーエスエフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）コイル（１２）を備える磁性材料（１１）中にエ
   アギャップが形成されている形式の磁気テープのエンコ
   ードおよび読取り用のプレーナ型磁気ヘッドの製造方法
   において、 （ａ）３次元磁性ブロック（３０）に任意の第１の孔（
   ３１＿Ｘ＿Ｙ）のマトリックスを形成し、（ｂ）この第
   １の孔（３１＿Ｘ＿Ｙ）に非磁性材料を注入し、（ｃ）
   上記の非磁性材料の注入物（３１＿Ｘ＿Ｙ）の近傍に上
   記第１の孔と平行な少なくとも第２の孔（３２＿Ｘ＿Ｙ
   、（３３＿Ｘ＿Ｙ）を形成し、 （ｄ）上記ブロック（３０）を上記第１の孔の軸線に平
   行且つ上記非磁気材料の注入物中を通る平面（Ａｘ、Ｂ
   ｙ）に沿って切断して、表面に互いに隣接した平行な非
   磁性材料のストリップ（４３）を（２）上記第２の孔を
   形成する際に、１つの第２の孔に平行な第３の孔を形成
   し、この第３の孔と上記第２の孔とによって上記の非磁
   気材料の各注入物（３１＿Ｘ＿Ｙ）の両側に１組の互い
   に平行且つ対称な側孔（３２＿Ｘ＿Ｙ、３３＿Ｘ＿Ｙ）
   を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。 （３）上記磁気ヘッドに切り出す段階の前に、上記ウェ
   ファ（４０）の表面上に透磁性が高く且つ飽和保磁力が
   低い材料の薄膜層（４４、４５）を堆積する段階を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 （４）上記透磁性が高く且つ飽和保磁力が低い材料の薄
   膜層（４４、４５）を互いに並んだ「蝶」の羽根形状に
   堆積させることを特徴とする請求項２に記載の方法。 （５）上記磁性材料ブロック（３０）がフェライトであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の方法。 （６）上記非磁性材料がガラスであることを特徴とする
   請求項１に記載の方法。 （７）上記側孔（３２＿Ｘ＿Ｙ、３３＿Ｘ＿Ｙ）の少な
   くとも１つが、上記非磁性材料の注入物（３１＿Ｘ＿Ｙ
   ）と接するように形成されることを特徴とする請求項１
   に記載の方法。 （８）上記側孔（３２＿Ｘ＿Ｙ、３３＿Ｘ＿Ｙ）の少な
   くとも１つが、上記非磁気材料の注入物（３１＿Ｘ＿Ｙ
   ）の一部と上記磁性材料ブロックとの中に形成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の方法。 （９）上記側孔（３２＿Ｘ＿Ｘ、３３＿Ｘ＿Ｙ）の少な
   くとも１つが、単一の円筒形の孔、互いに並列した一対
   の孔、互いに接触した一対の孔または互いに重なった一
   対の孔および横断面が楕円形の孔によって構成される群
   から選択される孔であることを特徴とする請求項１に記
   載の方法。 （１０）上記非磁性材料が加圧下に注入されることを特
   徴とする請求項１に記載の方法。 （１１）上記ヘッドの誘導コイル（１２）を少なくとも
   上記側孔（３２、３３；４２）の一部分に巻き付けるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の方法。 （１２）請求項１〜１１項の何れか一項に記載の方法に
   よって製造された磁気ヘッド。