JPH03165305A - 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］ 本発明は磁気ヘッド、特に磁気コアの少なくとも一部を
磁性薄膜で構成した磁気ヘッドに関する。

［従来の技術］ 近年、磁気記録における高密度化に対応して磁性薄膜を
コア材とする磁気ヘッド特に所謂薄＠磁気ヘッドの要望
が非常に強い。特にコンピュータ外部記憶装置やスチル
ビデオ装置においては、部商品化されている。

一般に所謂薄膜磁気ヘッドは、薄膜形成技術とフォトリ
ソエツチング法を使用して作製される。

まず、基板上に下部磁性層となるセンダストやパーマロ
イ等を堆積させた後、ＳｉＯ２等の絶縁層を堆積させ、
続いてＡＪ２やＣｕからなる導電層を形成する。

再び５ｉｎ２からなる絶縁層を堆積させてから、磁気コ
ンタクトホール及び磁気ギャップをフォトリソエツチン
グ法で形成した後、センダスト等の上部磁性層を積層し
、所定の形に成形する。

次に素子部を保護するために保護層を形成あるいは保護
板を接着した後、各チップ毎にカッティングを行い、摺
動面を形成して薄膜磁気へラドチップが完成する。

以上の様に構成されるため、薄膜磁気ヘッドの基板の材
質としては、一般に次の様な特性が要求される。

（１）下部磁性層となる金属磁性材料と熱膨張係数αが
近似すること。αの不整合は、膜のはがれや、応力増大
による磁気特性の劣化また基板の反りを生ずる。

（２）空隙率が小さく、表面は鏡面が得られ、膜成長に
影響のないこと。

（３）加工性が良く、切断時にいわゆるチッピング等の
欠けを生じにくいこと。

（４）記録媒体との摺動において、耐摩耗性が良好で、
偏摩耗や媒体へのダメージを与えないこと。

（５）低コストであること。

これらの要求に対し、従来は主にフェライト及びセラミ
ックの基板が使用されており、製品における信頼性も高
い。さらに近年基板作製時に熱膨張係数や硬度、また結
晶粒径の制御が容易な結晶化ガラスが注目されている。

結晶化ガラスを用いる場合は、フェライトに比べ、熱膨
張係数の大きな基板が得られ、センダスト等の金属コア
と整合を取りやすい。また結晶粒がセラミックに比較し
て小さく、加工時のチッピングや、媒体摺動時の結晶粒
の脱落や結晶粒の偏摩耗が生じない。さらにフェライト
やセラミックに比較して大口径の基板も作製でき、大量
生産によるヘッドのコストダウンに有利である等の利点
がある。

［発明が解決しようとしている課題］ 上記の様に結晶化ガラス基板には種々の利点が認められ
るものの、未だ製品としての実績が少ないのは主に次の
理由による。すなわち、磁気媒体との摺動時における信
頼性である。従来の一般的な結晶化ガラス基板では、摩
耗速度が速く、摩耗粉が基板に凝着してしまう。かとい
って、摩耗量が小さく堅い結晶化ガラス基板を用いると
、基板に比し磁気コアの摩耗速度が大きいためにヘッド
ギャップと記録媒体とのスペースが増大する偏摩の問題
が生じたり、基板が堅いことに伴い媒体に損傷を与える
等の難点があった。

本発明は斯かる背景下に於いて、磁気コアもしくは結晶
化ガラスの偏摩耗や媒体の損傷が発生せば、低コスト化
の図れる磁気ヘッ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］ 斯かる目的下に於いて本発明では６ｕ気コアの少なくと
も一部を構成する磁性薄膜と、該磁性薄膜が堆積される
基板と、該基板と前記磁性薄膜を挾む位置に配された保
護板とを有する磁気ヘッドにおいて、前記基板もしくは
保護板の少なくとも一部を重量％で、５ｉＯ２４２〜５
２％、ＡＪ１２０３２８〜３８％、ＺｎＯ５〜１５％、
Ｔｉ０２５〜１５％、及び１０％以下のＭｇ。

とｐｂ○の各酸化物を含むガラスを熱処理して得られる
ビッカース硬度８００〜１１００Ｋｇ／　ｍ　ｍ　２の
結晶化ガラスを用いて構成した。

［作用］ 上述の如く構成することにより、摩耗特性が良好な基板
あるいは保護板が得られ、偏摩耗や記録媒体へのダメー
ジを抑えることが可能となった。

［実施例コ 第１図は本発明の第１の実施例としての６ｉｌ気ヘツド
の概略断面図を示したものである。

基板１及び保護板８に結晶化ガラスを使用し、その特徴
については後に詳述する。

基板１上に下部磁性層２となるセンダスト（Ｆｅ−ＡＪ
Ｉ−３ｔ系合金）を約１０μｍの厚さで形成し、絶縁層
１０の中にＣｕ等でコイル３及び４を形成する。なお絶
縁層ｌＯはＳｉＯ２Ａ１２０３等をスパッタリングによ
り形成する。

次にＥｌｌ気ギャップを形成後、上部磁性層７のセンダ
ストをさらに約１０μｍの厚さで形成し、素子パターン
の形成を終了する。さらに基板１と同一材の保護板８を
５５０〜６５０℃にてガラス接着９を行ない、研磨ラッ
ピングにより摺動面１１を得て磁気ヘッドが完成する。

なお、ガラス接着時の溶着工程は同時にセンダストの磁
気特性向上のための熱処理の役割も担フている。

上記結晶化ガラス基板は、５ｉＯ２４８重量（ｗｔ）％
、Ａｊ２□０，３２ｗｔ％、Ｚｎ０８ｗｔ％、ＴｉＯ２
７ｗｔ％及び４ｗｔ％のＭｇＯと１ｗｔ％のＰｂＯの各
酸化物を含むガラスを熱処理して得られたものでビッカ
ース硬度は大略１０００　Ｋ　ｇ　／　ｍ　ｍ　２のも
のを使用した。

第２図は本発明における上記結晶化ガラス基板（Ｃ）と
、Ｌ　ｉ　２０−　Ｓ　ｉ　Ｏ２ヲ主成分とし、ビッカ
ース硬度綿７００の結晶化ガラス基板（Ｄ）とのメタル
塗布テープに対する摩耗加速試験を行なった結果を示す
。なお第２図には他の基板材として、或いはスライダー
として従来よく使われてきたＮｉＺｎ−フェライト（Ｂ
）及びＴｉＯ２−ＢａＯ系セラミック（Ａ）を用いた場
合の結果を合わせて示す。

この試験により、上記本実施例の結晶化ガラス（Ｃ）は
、基板材として実績あるフェライトとほぼ同様の良好な
摩耗特性を有し、結晶化ガラス（Ｃ）とは異なる成分構
成で、ビッカース硬度の小さい結晶化ガラス（Ｄ）から
なる基板の摩耗量は大きいことが判った。

また、ビッカース硬度が約１，１００以上の結晶化ガラ
スについてはその加工性が劣り、歩留り低下につながる
ことが判明している。また、メタル塗布ディスクに対す
る摩耗加速試験によれば、他の結晶化ガラスは摩耗粉の
凝着や、媒体へのダメージが発生したのに対し、本実施
例で使用した結晶化ガラスでは、その様な欠点はなく、
良好な結果が得られ、本実施例の結晶化ガラス基板は良
好な摩耗及び摺動特性を備えていることが判った。

ざらに、本実施例のヘッドは、高保磁力媒体に対し、ア
ナログビデオ信号を記録するために、長波長信号におい
ても、充分な記録深さを得られる様に上述の如くセンダ
ストの磁性層を約１０μｍと厚（形成している。従って
センダストの熱膨張係数１４０〜１５０Ｘ１０−’／ｌ
：と基板の熱膨張係数の整合が重要である。ところが、
本実施例のヘッドでは、絶縁材料として５ｉｎ２等の低
膨張係数の材料も併用するので、基板の熱膨張係数が過
大であると、絶縁材料堆積時に、基板の反りを生じ、フ
ォトプロセスでのバターニング精度悪化等の不具合が発
生する。

また、本実施例においてはガラス接着を行なっているが
、このガラスにおいても熱膨張係数の不整合があると、
クラック等の不良原因が発生する。ところが、接着用ガ
ラスの熱膨張係数を大きくするためにアルカリ成分やＰ
ｂＯ成分を増すと、耐候性が悪化するため、接着用ガラ
スの熱膨張係数は大きくても１２０Ｘ１０−’／を以下
でないと信頼性が低下してしまう。

そこで、本実施例において基板の熱膨張係数をセンダス
トより小さい１２０〜１４０Ｘ１０−’／℃とすると良
好な結果を示すことが判った。

この様に構成された薄膜磁気ヘッドは、１０００時間以
上の記録媒体との摺動においても、電磁変換特性の劣化
がなく、また媒体へのダメージもなく信頼性の高いこと
が確認されている。

本実施例における結晶化ガラスの組成系において、上述
したビッカース硬度８００〜１，１００ｋ　ｇ／　ｍ　
ｍ　’及び熱膨張係数１２０〜１４０ｘ１０−’／ｌ：
の各最適範囲を実現し、かつ耐候性化学的安定化が良好
でまた結晶粒がｍ密で機械的強度の良好な結晶化ガラス
を得るためには、本実施例のガラス組成を含む下記成分
範囲が望ましい。すなわち、Ｓｉ０．４２〜５２ｗｔ％
、Ａ　ｆｌ　２０　ｓ　２８〜３８　Ｗ　ｔ％、ＺｎＯ
５〜１５％、ＴｉＯ２５〜１５ｗｔ％でＭｇＯとＰｂＯ
は１０ｗｔ％以下である。

上記第１の実施例ではコイル等をフォトリソグラフィー
により形成するタイプの所謂薄膜磁気ヘッドを例示した
が、第３図に示す如く磁気コアが積層された磁性薄膜を
突合せてなるヘッドにも本発明は応用可能である。

本第２実施例では、第１実施例と同様の結晶化ガラス基
板１にセンダストの磁気コア１２をスパッタリング等に
より形成する。一般にこのタイプのヘッドでは１０μｍ
以上の厚さに金属コアを堆積する場合、渦電流による高
周波特性の劣化を防止するため磁気コアを数層に積層し
た磁性薄膜より構成し、５ｉｎ２等の眉間絶縁材を挟む
ことが有利である。その後、ガラス接着等で保護板８を
基板と同一材で形成し、ＳｉＯ２等の６ｎ気ギヤツプを
介して左右のチップ半休を接着する。

摺動面１１を形成後、コイル３を巻き、磁気へラドチッ
プは完成する。

本実施例においても媒体摺動面１１の相当部分が結晶化
ガラスにより構成されるため、上述の如き結晶化ガラス
部材を用いることの効果は犬である。ざらにその熱膨張
係数も金属コア、及び接着用ガラスが同時に用いられる
ため、１２０〜＋４０Ｘ１（Ｍ’／ｌが望ましい。

以上の様に構成された第１、第２の実施例の磁気ヘッド
は次の様な効果を有する。

（１）媒体摺動による過大な摩耗や１ＩＴｉ気コアの偏
摩耗、及び結晶粒の偏摩耗或いは媒体の損傷がなく、信
頼性が高い。

（２）結晶化ガラス基板は低コストである。

（３）基板径をφ４インチ以上と大口径化することによ
り、さらにコストダウンをはかれる。

（４）飽和磁束密度の大きな金属コアを厚く形成でき、
高保磁力媒体への対応が容易である。

尚、本発明は上記第１、第２の実施例に限らず特許請求
の範囲の記載内に於いて適宜変更可能なものである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば磁性薄膜を用いる磁
気ヘッドに於いて偏摩耗や記録媒体へのダメージを抑え
ることが可能となった。

４、図面のＰＪ、！ＩＬな説明 第１図は本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の断面を示
す図、 第２図は第１図の磁気ヘッドを構成する結晶化ガラス基
板と他の基板材料の摩耗特性を示す図、第３図は本発明
の磁気ヘッドの第２の実施例の断面を示す図 である。

図中１は基板、２は磁性薄膜よりなる下部磁性層、３．
４はコイル、６は磁気ギャップ、７は磁性薄膜よりなる
上部磁性層、８は保護板、９は接着材、１０は絶縁層で
ある。

第２図 比Ｒ丸量 （χｌＯ−’　％ｍ’Ｉ　Ｎ−ｒｒ＋）剛１０ １線植吸へ、７ドの断面■ ０ 馳傳層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気コアの少なくとも一部を構成する磁性薄膜と
   、該磁性薄膜が堆積される基板と、該基板と前記磁性薄
   膜を挟む位置に配された保護板とを有する磁気ヘッドに
   おいて、前記基板もしくは保護板の少なくとも一部を重
   量％で、 ＳｉＯ＿２４２〜５２％、Ａｌ＿２Ｏ＿３２８〜３８％
   、ＺｎＯ５〜１５％、ＴｉＯ＿２５〜１５％、及び１０
   ％以下のＭｇＯとＰｂＯの各酸化物を含むガラスを熱処
   理して得られるビッカース硬度８００〜１１００Ｋｇ／
   ｍｍ＾２の結晶化ガラスを用いて構成したことを特徴と
   する磁気ヘッド。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項記載の磁気ヘッドに於
   いて、前記磁性薄膜が金属磁性膜であり、該金属磁性膜
   とコイルとの絶縁層として無機酸化物を用いると共に、
   前記結晶化ガラスの熱膨張係数を１２０〜１４０×１０
   ＾−＾７／℃としたことを特徴とする磁気ヘッド。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項記載の磁気ヘッドに於
   いて、前記磁性薄膜が金属磁性膜であり、少なくとも前
   記基板と前記保護板とを無機ガラスにより結合すると共
   に、前記結晶化ガラスの熱膨張係数を１２０〜１４０×
   １０＾−＾７／℃としたことを特徴とする磁気ヘッド。
4. （４）特許請求の範囲第（３）項記載の磁気ヘッドにお
   いて、前記無機ガラスの熱膨張係数を１２０×１０＾−
   ＾７／℃以下としたことを特徴とする磁気ヘッド。