JPH03228207A - 浮上型磁気ヘッド - 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］ 本発明は浮上型磁気ヘッドに係り、特に酸化物磁性材料
により主磁気回路を構成し、補助磁気回路を構成する金
属磁性薄膜を少なくとも磁気ギャップ部側面に形成した
磁気コアを有する磁気ヘッドに関する。詳しくはビット
シフトを改良した浮上型磁気ヘッドに関する。

［従来の技術］ 浮上型磁気ヘッドは、周知の通り、円盤状の磁気記録デ
ィスク（媒体）を回転させ、この回転に伴って生じる空
気流によってごくわずかに浮上される磁気ヘッドである
。

第１図は浮上型磁気ヘッドの概略図である。磁気ヘッド
１は非磁性スライダ２とチップ３とからなり、チップ３
はスライダ２の２本の空気ベアリング面４．５の一方の
面４に形成されたスリット６中に、ガラス等でモールド
固定されている。

チップ３の一例の詳細な構造を第２．３図に示す。第２
．３図において、酸化物磁性材料によりなるＩ形コア１
０上にスパッタ膜よりなる金属磁性薄膜１１が形成され
ている。１２はＣ形コアである。一対のコア１０，１２
は、ギャップＧを有するように、金属磁性薄膜１１を挟
んでガラス接合されている。１３はガラスを示す、また
、巻線窓１４を通して所定の巻線がコア１０に巻き付け
られる。なお、第４図（ｂ）はこの磁気−ヘッドにおけ
るギヤツブＧ付近の磁力線分布図である。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図及び第４図（ｂ）の如く金属磁性薄膜１１を形成
したものは、第４図（ａ）の如く金属磁性薄膜を形成し
ない浮上型磁気ヘッドに比べ、金属磁性膜１１ｉ１１に
磁束が集中し、ビットシフトが向上することがわかった
。

ところが、従来、金属磁性薄膜の磁化困難軸方向あるい
は磁化容易軸方向とビットシフトとの関係は検討されて
おらず、酸化物磁性材料により主磁気回路を構成し、補
助磁気回路を構成する金属磁性薄膜を少なくとも磁気ギ
ャップ部側面に形成した磁気コアにおいては金属磁性薄
膜の磁化困難軸方向等を特定方向とすることは行なわれ
ていなかった。

なお、特開昭６３−２９３７１０号には基板面上にＦｅ
−Ａλ−３ｉ系磁性膜を蒸着して作った磁気コアを有す
る磁気ヘッドにおいて、上記Ｆｅ−ＡＬＬ−Ｓｉ系磁性
膜を主磁路の方向とほぼ垂直方向を容易磁化方向とした
浮上型磁気ヘッドが提案されている。同号公報によると
、このように磁化容易軸方向を指向させると金属磁性薄
膜の膜厚が小さくとも金属磁性薄膜の透磁率が高くなる
と記載されている。同号公報における主磁路とは、第５
図の如くギャップ部Ｇを短絡的に流れる磁束のことであ
るから、磁化容易軸方向は金属磁性薄膜１１の膜面方向
（例えばギャップ深さ方向）ということになる。

また、特開昭６２−２２９５１１号公報には、磁気誘導
型薄膜磁気ヘッドにおいて、ギャップ深さ方向に磁化困
難軸を指向させることが記載されている。ところが、同
号公報は磁気誘導型薄膜磁気ヘッドに関するものであり
、本発明の如く磁性コアで主磁路を構成し、金属磁性薄
膜の補助磁路を形成した場合とは自ずとその作用が異な
る。即ち、磁気誘導型薄幕磁気ヘッドにおいていは、第
６図に示す如く、金属磁性薄膜１７．１８そのものが主
磁路となっており、ギャップ部から漏れる磁束は金属磁
性薄膜に集中した尖鋭なループ状を呈している。これに
対し、本発明の如く酸化物磁性材料により主磁気回路を
構成し、補助磁気回路を構成する金属磁性薄膜を少なく
とも磁気ギャップ部側面に形成した磁気コアを用いた浮
上型磁気ヘッドにおいては、前記第４図（ｂ）の如くギ
ャップ部から漏れる磁束はコアからも多量に流出した比
較的緩く湾曲したループ状のものであり、磁気誘導型薄
膜磁気ヘッドとは金属磁性薄膜の作用が異なる。

［課題を解決するための手段］ 本発明の浮上型磁気ヘッドは、酸化物磁性材料により主
磁気回路を構成し、補助磁気回路を構成する金属磁性薄
膜を少なくとも磁気ギャップ部側面に形成した磁気コア
を用い、そのトラック幅が１６μｍ以下である浮上型磁
気ヘッドにおいて、金属磁性膜の磁化困難軸がギャップ
深さ方向を向いたことを特徴とするものである。

本発明では、特許請求の範囲第１項において、磁化困難
軸とギャップ深さ方向とのなす角度が３０°以下とする
のが好適である。

本発明において、コア材の酸化物磁性材料としてはＭｎ
−Ｚｎフェライトが好適である。好適組成としてはＭｎ
０２６〜３２モル％、Ｚｎ０１４〜２１モル％残部Ｆｅ
Ｏ３が挙げられる。

金属磁性薄膜としてはセンダストと呼ばれるＦｅ−Ａｌ
１−３ｉ系磁性膜が好適である。

Ｆｅ−Ａｆｔ−３ｉ系磁性膜としては、重量％にてＡｌ
２：２〜１０％、Ｓｉ：３−１６％、残部実質的にＦｅ
であるものが好適であり、特に八１：４〜８％、Ｓｉ：
６−１１％、残部実質的にＦｅであるものが好適である
。なお、Ｔｉ１Ｒｕをそれぞれ２％以下ずつ含んでいて
も、耐食性、耐摩耗性を向上させることができ、好適で
ある。また、Ｃｒを４％含んでいても同様の効果が得ら
れる。

このＦｅ−Ａｌ２−３ｉ系磁性膜は、−軸異方性が付与
されるようにスパッタリング等の気相蒸着法により基板
面上に形成される。このように−軸異方性を付与するた
めの例としては、 ■　基板表面に磁界を印加しながらスパッタリングする
。

■　マグネトロンスパッタリングの漏れ磁界を利用して
基板表面に磁界を形成する。

のいずれかの手法によれば良い。また、■と■の併用に
よっても良いし、更には実質的に一軸異方性を付与でき
る他の手法によっても良い。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例を参照しながら本発明について
さらに詳細に説明する。

直径７６ｍｍｂ厚さ２ｍｍのＦｅ、Ａｊ２及びＳｉを含
有する合金ターゲットを用い、下記のスパッタ条件に従
ってマグネトロンスパッタ法によるスパッタリングを行
い、Ｆｅ−ＡＬＬ−５ｉ系磁性膜を第７図に示す平板状
Ｍｎ−Ｚｎフェライト基板７１（幅２．５ｍｍ、長さ２
５．５ｍｍ、厚さ１　ｍｍ）上に形成した。

なお、基板の長さ方向に、マグネトロンターゲットの漏
れ磁界を利用して磁界を加えた。

ＲＦパワー　　　　　　　　　３５０ｗターゲット基板
間距離　　　７０ｍｍ 基板温度　　　　　　　　　３００℃ 到達真空度　　　　　　　　５ｘｌＯ−’Ｐａガス圧力
　　　　　　　　　７Ｘ１０−’Ｐａ金属磁性薄膜の厚
さは次の通りである。

次に、第７図に示す凹断面形Ｍｎ−Ｚｎフェライト基板
７２のギャップ予定部７２ｇに５ｉ０２を０．６μｍ厚
にスパッタした。この後、基板７１．７２同志をガラス
（ＰｂＯ−３ｉＯ２−ＡｊＺ２０３−Ｂ２０ｓ　−Ｂ２
０ｓ−Ｎａ２０系）で７００℃にて溶着した。次いで、
この溶着体を第７図のＣ−Ｃ線方向に切断、ラップし、
トラック幅１１μｍの磁気コアとした。５６ターンの巻
線を施した後、非磁性スライダに装着し、媒体対向面を
加工し、３４８図に示す磁気ヘッドを作成した。このヘ
ッドのギャップ深さは２μｍ１ギヤツプ長は０．６μｍ
である。

Ｍｎ−Ｚｎフェライトの組成はＭｎ０３０モル％、Ｚｎ
Ｏ１５，５モル％、Ｆｅ２ｅｓ　５４．５モル％である
。金属磁性薄膜の組成はＦｅ８５ｗｔ％、Ａ１６ｗｔ％
、Ｓ　ｉ　９ｗｔ％であった。

この金属磁性薄膜の特性は次の通りであった。

Ｂｏｏ　　　　　　　１０５（１（ＩＧＨｃ　　　　　
　　０．３２０ｅ 磁化容易軸方向の透磁率（５Ｍ　Ｈｚ　）　　　７２０
磁化困難軸方向の透磁率（５Ｍ　Ｈｚ　）　　２５３Ｏ
Ｎｏ、２．３．４のヘッドにおいては、磁化困難軸方向
はギャップ深さ方向（第８図の上下方向）となっている
。

なお、Ｎ００２のものにおいて、Ｆｅ−ＡｊＬ−Ｓｉ系
金属磁性薄膜形成時に印加する磁界方向を上記と直交方
向にし、磁化困難軸方向が金属磁性薄膜の膜面と垂直と
なる磁気ヘッドを作成した。

この磁気ヘッドをＮＯ６５の試料とした。このＮＯ３５
のヘッドにおいては、磁化困難軸はトラック幅方向とな
っている。

（１）　有限要素法による特性評価 この磁気ヘッドについて、まず有限要素法により特性評
価した。

超磁力を８０ｍＡとしたときのギャップ近傍における磁
力線の分布を′ｓ８図に示す。

第８図より金属磁性薄膜が１又は２μｍ程度であると、
Ｉ形コア１０側にあっては磁束が金属磁性薄膜１１とそ
の近傍に集中し、ｌ形コアの媒体対向面では磁力線が媒
体対向面に対し垂直又はそれに近いものとなっているこ
とが分る。また、金属磁性薄膜を設けていないＮ０９１
のものや金属磁性薄膜を著しく厚く（８μｍ）設けたも
のでは、磁力線が円弧状に緩く湾曲することが分る。

種々のシミュレーションの結果、膜厚は０．３〜３μｍ
程度が良好であることが分った。なお、このセンダスト
膜は膜厚が小さくなると透磁率が下がってくるので、１
〜２．５μｍ程度が特に好適である。

（２）　　Ｎｏ、２とＮ０１５の出力電圧の比較Ｈｃが
９５０　０ｅの３．５インチスパッタ媒体を用いてＮ０
９２とＮｏ、５の磁気ヘッドの出力特性を測定した。そ
の結果を第９図に示す。第９図は媒体から読みとられる
０、５ＭＨｚの孤立波の自己録再波形である。

第９図の通り、磁化困難軸方向がギャップ深さ方向とな
っているＮｏ、２のものは、磁化困難軸方向がトラック
幅方向となっているＮ００５のものよりもピーク出力が
大きく、ピーク幅も小さいことが認められる。

なお、媒体の測定半径は２２．９ｍｍ、回転数は３６０
０ｒｐｍ、浮上量は０．１９μｍ、トラック幅は１１μ
ｍである。

（３）　録再分離したときの出力電圧 上記（２）の媒体に対し録再（Ｗｒｉｔｅ　Ｒｅａｄ）
　Ｌ／、出力電圧を測定した。この測定は金属磁性薄膜
を有しないＮ０９１のヘッドと金属磁性薄膜を有した本
発明例のＮｏ、２のヘッドを次の４通りに組み合せて行
なった。なお、ＬＦは１゜５ ＭＨｚ、ＨＦは３．３３ＭＨｚとした。

その結果を第１０図（１）、（２）に示す。

第１０図（１）　　　（２）の通り、　Ｗｒｉｔｅ側に
Ｎ０１１、Ｎ００２いずれのヘッドを用いても、Ｒｅａ
ｄ側にＮｏ、２のヘッドを用いたときの方が再生出力が
大きい。また、第１０図（２）の通り、Ｗｒｉｔｅ側に
Ｎ０１１のヘッドを用いると、Ｒｅａｄ側にＮ００１、
Ｎｏ、２といずれのヘッドを用いても、記録電流が約１
５ｍＡよりも大きな領域では記録電流の増大につれて再
生出力が低下することが分る。これは、金属磁性薄膜を
有しないＮＯ６１のヘッドでは、記録電流が１５ｍＡよ
りも大きくなると、第８図に示したよりも磁力線の分布
が円弧状に大きく膨らむためであると考えられる。

（４）　磁化困難軸方向と出力及びビットシフトとの相
関の測定 上記媒体に関しＮｏ、１の磁気ヘッドについて、出力及
びビットシフトを測定した。また、Ｎｏ、２の磁気ヘッ
ドと同様の構成を有するが、磁化困難軸方向がギャップ
深さ方向に対し、傾斜している磁気ヘッド及び垂直にな
っているＮｏ、５の磁気ヘッドについても出力及びビッ
トシフトを測定した。なお、ウィンドウ幅は４０ｎＳｅ
ｃとした。

その結果を第１１．１２図に示す。第１１．１２図より
磁化困難軸方向がギャップ深さ方向に対して±３０°以
内の範囲にあると出力が大きく、ビットシフトが低いこ
とが明らかである。

なお、第１３図はビットシフトの説明図である。本実施
例では符号が０１１００１１１と連なっているワースト
パターンについてビットシフトを測定した。

（５）　相対マージンとトラック幅の相関の測定 Ｎｏ、２とＮ０１５の磁気ヘッドを用いて相対マージン
を測定した。なお、Ｎｏ、２）Ｎ０１５と同様の構成で
あるが、トラック幅のみが相違する磁気ヘッドを用意し
、相対マージンを測定した。その結果を第１４図に示す
。

第１４図より、トラック幅が２０μｍとりわけ１６μｍ
以下にあっては、磁化困難軸方向がトラック幅方向を指
向しているＮ００５やその系統の磁気ヘッドにおいては
、相対マージンが低下する（ビットシフトが改良されな
い）ことが明らかである。このため、本発明はトラック
幅が１６μｍ以下の磁気ヘッドに特に有効である。

［効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明の磁気ヘッド
は録再特性が高く、ビットシフト特性に優れる。特に、
請求項２のようにすると、特性改善が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は浮上型磁気ヘッドの斜視図、−°第２図は磁気
へラドチップの斜視図、３４３図は第２図のｍ　−ｍ線
に沿うギャップ部の断面図である。第４図、′ｓ５図及
び第６図はギャップ部の説明図、第７図はコア製造法を
示す斜視図、第８図は磁力線分布図、第９図、第１０図
、第１１図及び第１２図は測定結果を示すグラフ、第１
３図はビットシフトの説明図、第１４図は測定結果を示
すグラフである。 ３・・・磁気へラドチップ、 １０．１２・・・コア、 １１・・・金属磁性薄膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物磁性材料により主磁気回路を構成し、補助
   磁気回路を構成する金属磁性薄膜を少なくとも磁気ギャ
   ップ部側面に形成した磁気コアを用い、そのトラック幅
   が１６μｍ以下である浮上型磁気ヘッドにおいて、金属
   磁性膜の磁化困難軸がギャップ深さ方向を向いたことを
   特徴とする浮上型磁気ヘッド。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、磁化困難軸とギ
   ャップ深さ方向とのなす角度が３０゜以下であることを
   特徴とする浮上型磁気ヘッド。