JPH03272006A - 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、磁気記録再生用の磁気ヘッドに係り、特に、
高密度磁気記録に適した複合材からなる磁気ヘッドに関
する。

〔従来の技術〕

従来の磁気ヘッドとしては、特開昭５８−１５５５１３
号公報や特開昭６０−２３４２０９号公報に記載される
ように、ヘッドギャップを介して高飽和磁束密度を有す
る非晶質磁性膜等の磁性膜からなる主磁気コアと、この
主磁気コアの両側に接合されたフェライトからなる補助
磁気コアとで磁気回路が構成され、主磁気コアの記録媒
体摺動面における形状を略Ｘ字状にしたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、一対の逆Ｖ字状の突起部を有するフェ
ライト基板上に磁性膜を被着し、これら突起部の先端部
で、磁気ギャップを介し、ガラス材等により熱圧着ボン
ディングした構成となっているが、磁性膜の磁気特性の
保護などの点については充分配慮されておらず、このた
め、磁性膜とガラスとが反応をすることにより、磁気特
性が劣化するという問題があった。

また、上記従来技術において、記録媒体摺動面における
形状および構成材は、高密度磁気記録における記録媒体
との安定なコンタクトに関して充分に配慮されていると
は言い難く、特に、この記録媒体摺動面におけるフェラ
イトによる補助磁気コア、磁性膜による主磁気コアおよ
び充填ガラス材の構成材間では、記録媒体の走行による
摩耗が進行するにつれて摩耗差（偏摩耗）が生じ、記録
媒体との安定なコンタクトが得られずに再生出力が低下
するという問題もあった。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、主磁気コアの
磁気特性の劣化の防止と高密度磁気記録における記録媒
体との安定なコンタクトとを実現可能とした磁気ヘッド
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、磁性膜とガラス
材との間に該ガラス材より融点の高い保護膜を形成し、
かつ該保護膜のビッカース硬度を該ガラス材のビッカー
ス硬度より大きくして基板のビッカース硬度より小さく
し、さらに、記録媒体摺動面における該保護膜の保護膜
幅（Ｐ）が、ヘッド摺動面の幅（Ｗ）、　トラック幅（
ＴＷ）に対しつ　　　　　　　　　２ を満たすようにする。

〔作用〕

保護膜は、磁性膜とガラス材との間に比較的厚く形成さ
れ、かつガラス材の融点より高い融点を有するので、ガ
ラスボンディング時の温度上昇に際しても、ガラスと磁
性膜とが反応することがなく、磁気特性の劣化が防止で
きる。

また、保護膜のビッカース硬度は、ガラス材のビッカー
ス硬度より大きくかつ基板材のビッカース硬度より小さ
て、しかも、記録媒体摺動面の形状として、保護膜の幅
（Ｐ）がヘッド摺動面の幅（Ｗ）。

トラック幅（ＴＷ）に対して を満たすようになっていることから、記録媒体の走行に
よる摩耗が進んだ場合に生ずるガラス材（一般に、ビッ
カース硬度が小さく摩耗が早い）の摩耗に連鎖した磁性
膜との間の偏摩耗等の安定コンタクトの阻害要因も防ぐ
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による磁気ヘッドの一実施例の記録媒体
摺動面を示す平面図であって、ｌａ。

１ｂは基板、２ａ、２ｂは磁性膜、３ａ、３ｂは保護膜
、４は充填ガラス材、５はギャップである。

同図において、基板１ａ、ｌｂは逆Ｖ字状の突起部を有
し、材料としてはＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライト等の磁性材料あるいはＺｎ−フェライト等の非
磁性材料を用いることができるが、ここでは、Ｍｎ−Ｚ
ｎ単結晶フェライト基板としている。

この基板１ａ、ｌｂの突起部の斜面に主磁気コアを構成
する磁性膜２ａ、２ｂが形成されており、これら磁性膜
２ａ、２ｂの材料としてはＦｅ−５ｉ。

Ｆｅ−ＡＱ　−５ｉ、　Ｆｅ−Ｎｉ、　Ｆｅ−Ｇａ−３
ｉ等の結晶質磁性材料あるいは非晶質磁性材料を用いる
ことができるが、ここでは、Ｃｏ　−Ｎｂ　−Ｚｒ非晶
質磁性材料を用いている。これら磁性膜２ａ、２ｂの上
に保護１１ｊ３ａ、３ｂが積層されている。このように
磁性膜２ａ、２ｂおよび保護膜３ａ、３ｂが形成された
一対の基板１ａ、ｌｂがＳｉｎ、あるいはＡ［，０１等
のギャップ材５を介し、充填ガラス材４によりギャップ
ボンディングされている。この充填ガラス材４は、ここ
では、鉛硼酸系低融点ガラスである。

保護膜３ａ、３ｂとしては、融点が充填ガラス材４の融
点（鉛硼酸系低融点ガラスの場合、３００〜４５０°Ｃ
）よりも高く、かつ、ビッカース硬度が充填ガラス材４
のビッカース硬度（鉛硼酸系低融点ガラスの場合、ビッ
カース硬度（Ｈｖ）≧４００）より大きくて基板１ａ、
ｌｂのビッカース硬度（Ｍｎ　−Ｚｎ単結晶フェライト
では７５０）より小さいものであって、更に、ギャップ
ボンディング時での温度の昇降温によるクラックの発生
を防止するために、基板１ａ、ｌｂおよび磁性膜２ａ、
２ｂの熱膨張率（α）（Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトで
はαｊ；１１５Ｘ１０−’Ｉ／°Ｃ，Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ
非晶質磁性膜ではα＝１２０〜１２５Ｘ１０−７１／’
　Ｃ）に近い熱膨張率を有する材料が選ばれる。表１に
保護膜３ａ、３ｂに適した材料、それらのビッカース硬
度（Ｈｖ）および熱膨張率（α）を示した。

く表 １〉 表１における硬度Ｈｖおよび熱膨張率αの値は、同一材
料であっても、保ｉ１［１１ｊ３ａ、３ｂの形成方法（
スパッタリング法、蒸着法、イオンブレーティング法等
）や形成プロセス条件（成膜速度、真空度、ガス圧、基
板温度等）等によって異なることが知られており、表１
の値はその代表的な一例を示すものである。最適な形成
方法および形成プロセス条件を選定することにより、表
１に示した所望の特性を有する保護膜３ａ、３ｂを形成
することができる。また、材料組成としては、表１に示
した組成に限定する必要がなく、表１内の組み合わせ組
成でも、組成比を変えても、保護膜３ａ。

３ｂ特性が上記所望特性を満たしていればよい。

さらに、保護膜３ａ、３ｂを２層構成とすることも可能
である。磁性膜２ａ、２ｂ上には、上記のように、保護
膜３ａ、３ｂが形成され、この保護膜３ａ、３ｂの２層
構成の例としては、その上に形成される充填ガラス材４
との界面に反応防止のために極薄（０，０５ｐｍ　〜０
．５　μｍ）のＣｒ、　Ｔａ、　Ｔｉ、　Ｗ。

責○等のうちのいずれかの非磁性金属を形成するものが
ある。記録媒体とのコンタクトの安定化の点からはこの
非磁性金属を薄くした方が好ましく、充填ガラス材４と
の反応防止のための必要最小限の膜厚とする必要がある
。

一方、表１に示した保護膜３ａ、３ｂの形成膜厚は、記
録媒体との安定したコンタクトを実現する上で重要であ
る。第２図は第１図に示した磁気ヘッドが記録媒体と一
定時間コンタクトして摩耗したときの第１図のＡ−Ａ’
断面を示したものである。ここで、保護膜３ａ、３ｂと
して表１に示す（ＭｇＯ）ｘ−３ｉＯ，（ｘ　＝　１〜
２　）の材料をスパッタリング法によって形成された膜
としており、記録媒体摺動面の幅（Ｗ）６０μｍ−１７
０μｍ、　　トラック幅（ＴＷ）は２０〜６０μｍの範
囲とし、記録媒体はＶＴＲ用磁気テープを用いた。

保護膜３ａが薄い場合には、第２図（ａ）に示すように
、特に、低融点の充填ガラス材４が大幅に摩耗し、更に
、これに連鎖して磁性膜２ａが摩耗してＭｎ−Ｚｎ単結
晶フェライトの基板１ｂとの間に大きな段差（偏摩耗）
が生ずる。この偏摩耗により、特に高密度磁気記録の場
合、スペーシング損失が大きくなって再生出力が劣化す
ることになる。

また、保護膜３ａが比較的厚く形成されて第１図に示す
保護膜３ａの幅（Ｐ）と記録媒体摺動面の幅（Ｗ）、　
　トラック幅（ＴＶ）とがの関係にあるときには、第２
図（ｂ）に示すように、充填ガラス材４の摩耗とこれに
連鎖した磁性膜２ａの摩耗とが保護膜３ａによって断ち
切られており、このため、基板１ａと磁性膜２ａとの段
差が小さくなってスペーシング損失による再生出力の劣
化が改善されている。

第３図に、保護膜３ａの幅（Ｐ）、記録媒体摺動の幅（
Ｗ）、トラック幅（ＴＷ）からなるパラメータ定時間（
ｉｏｏ時間）走行させた後の記録波長１．０μｍの再生
出力の関係を示した。

同図より、保護膜（Ｐ）が厚くなるに従って再生出力が
高くなり、磁気テープの走行による出力劣化が生じなく
なっている。特に、 の条件では、殆んど出力劣化が生ぜず、また、ことが分
かる。記録媒体との安定なコンタクトを実現するために
は（２）式の条件が望ましいが、保護膜３ａ、３ｂの膜
厚を厚くすると、保護膜３ａ。

３ｂの形成時間が長くなって製造コストが高くなるとい
う問題もあり、性能と製造コストの両者を考慮した場合
、（３）式の条件とすることも可能である。

なお、磁性膜２ａ、２ｂとして、単層構造としてもよい
が、高周波帯域での性能向上を図る上から層間絶縁膜と
磁性膜との多層構造としてもよく、同様の効果は充分得
られる。

第４図は本発明による磁気ヘッドの他の実施例の記録媒
体摺動面を示す平面図であって、６は基板であり、第１
図に対応する部分には同一符号をつけている。

同図において、基板１ｂ、磁性膜２　ｂ　、保護膜３ａ
、３ｂ、充填ガラス材４および磁気ギャップ５は第１図
に示した実施例と同じ構成である。基板６はＭｎ−Ｚｎ
フェライト、　Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の磁性基板であ
り、ギャップ５を挾んで磁性膜２ｂと磁性基板６とでト
ラック幅Ｔｗを形成している。

かかる構成の磁気ヘッドでは、磁性膜２ｂが記録媒体の
走行方向に対して磁性基板６の後方になるように、磁気
ヘッドを記録媒体に対して配置することにより、ギャッ
プ５を磁性膜２ａ、２ｂで構成した第１図の実施例と同
等の記録特性を実現することができる。また、磁性基板
６側では磁性膜２ａが不要になるため、製造コストの低
減が図れる。しかも、保護膜３ｂは第１図に示した実施
例の保護膜３ｂと同様の効果を示し、記録媒体との安定
なコンタクトを実現することができる。

但し、磁性基板６側の保護膜３ａは、保護膜３ｂ程度の
膜層とする必要はなく、必要量低減の膜厚でよくて上記
条件式（２）式、（３）式を満たす必要はない。

第５図は本発明による磁気ヘッドのさらに他の実施例の
記録媒体摺動面を示す平面図であって、第１図に対応す
る部分には同一符号をつけている。

この実施例の構成材等は第１図に示した実施例と全く同
じである。異なるのは、基板１ａ、ｌｂの突起部の形状
として、突起先端部に平坦部がある点である。

かかる構成の磁気ヘッドでは、主に基板１ａ。

１ｂと磁性膜２ａ、２ｂとの平坦部界面が、ギャップ５
と平行になるため、擬似磁気ギャップとなり易く、いわ
ゆる再生周波数特性にうねりを生ずるコンタ−効果が生
ずる場合がある。しかし、基板１ａ、ｌｂの突起部の平
坦な領域をトラック幅（ＴＷ）に対して小さな値とする
ことにより、コンタ−効果を少なくすることができ、特
に、ディジタル信号の記録再生用ヘッドとしては充分に
使用が可能であるし、また、磁性膜２ａ、２ｂの膜厚が
少なくてすむために、製造コストが低いという利点があ
る。

この実施例においても、保護膜３ａ、３ｂは第１図に示
した実施例と同等の効果が得られ、記録媒体との安定な
コンタクトが実現できる。

なお、上記各実施例においては、基板１ａ−。

１ｂを、Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライト等の磁性基板とし
たが、非磁性基板としてもよく、この場合においても磁
性膜２ａ、２ｂで磁気回路が構成され、フェライト材を
用いたときにこれによって発生する摺動ノイズを回避で
きるし、上記各実施例と同様の効果を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ガラス材と磁性
膜との反応による磁気特性の劣化や記録媒体が一定時間
走行した場合に生ずる基板と磁性膜との間の摩耗段差（
偏摩耗）による再生出力の劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気ヘッドの一実施例を示す平面
図、第２図は第１図に示した実施例の記録媒体走行後の
Ａ−Ａ’断面を示す図、第３図は記録媒体走行後の再生
出力と第１図における保護膜の幅との間の測定例を示す
図、第４図および第５図は夫々本発明による磁気ヘッド
の他の実施例を示す平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、突出部を有する一対の基板夫々の該突出部の両側面
   に少なくとも磁性膜と保護膜とを積層し、突出部の先端
   部で、ギャップ材を介し、ガラス材により該一対の基板
   をボンディングしてなる磁気ヘッドにおいて、記録媒体
   と当接するヘッド摺動面におけるヘッド摺動幅（Ｗ）、
   トラック幅（Ｔ＿Ｗ）および上記夫々の保護膜の幅（Ｐ
   ）が Ｐ／［（Ｗ／２）−（Ｔ＿Ｗ／２）］≧０．０７の関係
   を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。 ２、突出部を有する第１の磁性基板と突出部の両側面に
   少なくとも磁性膜と保護膜とが積送された第２の基板を
   、該夫々の突出部の先端部で、ギャップ材を介しガラス
   材によりボンディングしてなる磁気ヘッドにおいて、記
   録媒体と当接するヘッド摺動面におけるヘッド摺動幅（
   Ｗ）、トラック幅（Ｔ＿Ｗ）および上記保護膜の幅（Ｐ
   ）がＰ／［（Ｗ／２）−（Ｔ＿Ｗ／２）］≧０．０７の
   関係を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。 ３、請求項１または２において、前記保護膜のビッカー
   ス硬度が前記がラス材のビッカース硬度より大きくて前
   記基板のビッカース硬度よりも小さく、かつ前記保護膜
   の融点が前記ガラス材の融点よりも高いことを特徴とす
   る磁気ヘッド。