JPH0354707A - 複合型磁気ヘッド - 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、強磁性酸化物のギャップ対向面でギャップに
対して平行に合金磁性材料薄膜が形戒されている所謂Ｍ
ＩＧ（Ｍｅｔａｌ　　Ｉｎ　　Ｇａｐ）型ヘッドの特性
改善に関するものであり、ＶＴＲ（ビデオテープレコー
ダ）等の磁気記録再生装置の高密度記録用磁気ヘッドと
して利用されるものである。

〔従来の技術〕

例えばＶＴＲをはしめとする磁気記録再生装置において
、記録波長は、高密度記録に伴って短波長化が進行し、
記録媒体は、酸化鉄系およびメタル系共に高保持力化が
急速に進行している。

また、磁気ヘッドにおいては、狭トラック化が高密度化
のため必要になっている。さらに、記録時に高保持力媒
体に対応させる磁気ヘッドとするには、高飽和磁束密度
を有する材料の選定が重要になり、また、短波長再生に
対応する磁気ヘッドとするには、高周波まで高い透磁率
を有する材料の選定が重要になっている。

特に、記録再生を兼用する所謂自己記録再生型の磁気ヘ
ッドにおいては、上記の高飽和磁束密度および高透磁率
の両方を有する材料が必要とされでいる。

一般に、上記の磁気ヘッドの材料には、強磁性酸化物で
あるＭｎ−Ｚｎ系またはＮｉＺｎ系のフエライト材が用
いられている。そして、この磁気ヘッドは、保持力Ｈｃ
が６５０〜７５００ｅのコバルト含有酸化鉄を磁性体と
する記録媒体に対応されるようになっている。

ところが、上記の磁気ヘッドに用いられるフエライト材
では、保持力Ｈｃが９０００ｅ以上のコバルト含有酸化
物テープや蒸着テープ、或いは１．５０００ｅ程度のメ
タル（パウダー）テープを記録媒体とした場合、高密度
記録に不十分なものとなっている。これは、上記のフエ
ライト材の飽和磁束密度ＢＳが５，ＯＯＯＧ程度である
ため、記録媒体を充分磁化する前に、特に記録時にギャ
ップ部で磁気飽和が起こるためである。

そこで、上記の磁気ヘッドに代えて磁気コア全体を合金
磁性材料で構威した所謂バルク型合金ヘッドとした場合
には、このバルク型合金ヘッドが１２．０００Ｇ程度の
飽和磁束密度Ｂｓを有しているため、高密度記録に１一
分対応ずることができるようになっている。

ところが、この場合には、バルク型合金ヘンドの比抵抗
が小さいため、使用周波数帯域で渦電流損失が増大して
実効透磁率が低下し、充分な再生出力を得ることができ
ないという問題を有している。さらに、このバルク型合
金ヘッドは、フエライト材の磁気ヘッドと比較した場合
、硬度が低く耐摩耗性に劣るという問題も有している。

そこで、磁気ヘッドには、上記のバルク型合金ヘッドと
略同様の工程で作或可能な強磁性酸化物と合金磁性材料
とを複合化した複合型磁気ヘッドとしてのＭ　Ｉ　Ｇヘ
ッドが提案されている。

従来、上記のＭＩＧヘッドには、第３図に示すように、
テープ摺動面において、強磁性酸化物コア３１・３２の
ギャップ対向面３３・３３に対して平行に合金磁性材料
薄膜３５・３５が形成されている。

これにより、ＭｒＧヘンドは、ギャップ対向面３３・３
３の近傍が高飽和磁束密度を有した軟磁性薄膜で形成さ
れているため、高保持力媒体への記録が可能になってい
る。また、このＭＩＧヘッドは、合金磁性材料薄膜３５
・３５が形或されているため、再生時にバルク型合金ヘ
ッドと異なり高透磁率が得られるようになっている。さ
らに、このＭＩＧへ冫ドは、合金磁性材料薄膜３５・３
５以外の磁気コアの大部分が強磁性酸化物コア３１・３
２であることより、充分な実効透磁率が得られることで
磁気抵抗を低下させることが可能になっている。

このように、複合型磁気ヘッドであるＭＩＧヘッドは、
上述のフエライト材による磁気ヘッドやバルク型合金ヘ
ッドと比較して、高保持力媒体の自己記録再生出力にお
いて優れた特性を示し高密度記録対応用ヘッドとして最
適なものとなっている。

〔発明が解決しようとする課Ｂ］ しかしながら、上記従来の複合型磁気ヘッドは、渦電流
損失が影響しない程度において、非磁性基板上で測定し
た合金磁性材料薄膜３５・３５の実効透磁率がフエライ
ト材から成る磁気へノド（以下フエライトヘノドと称す
る。）よりも優れているにもかかわらず、再生特性がフ
ェライ１・一・・ンドよりも小さいという問題を有して
いる。

即ち、母材フェライトをＭｅＦｅｚＯ，型の立方晶スビ
ネルとし、センダスト合金を体心立方構造を有したＤＯ
，型規則格子合金として、例えばＭｎ−Ｚｎ系フエライ
トから成る強磁性酸化物コア３１・３２のギャップｔ＝
Ｊ向面３３・３３」二に例えばセンダスト合金（Ｆｅ−
Ａｆｆ−Ｓｉ）の合金磁性材料薄膜３５・３５をスパッ
タリング等で被着形成して戒膜する際、合金磁性材料薄
膜３５３５の或膜初期層には、母材フ五ライトとの構造
上のミスマンチングにより磁気的な劣化層が生しること
になる。この際、ギャノプ対向面３３・３３は、鏡面状
に研磨され、加工変質層も極力小さくされているものと
する。

そして、この成膜初期層における磁気的な劣化層は、合
金磁性材料薄膜３５・３５の軟磁気特性を低下させる要
因となっている。

また、上記の被着形戒後のヘッド作或工程として高温で
ガラスのボンデイングを行った場合には、強磁性酸化物
コア３１・３２のフエライトと合金磁性材料薄膜３５・
３５のセンダスト合金との相互拡散が起こる。この相互
拡散は、特にフエライト側の酸素がセンダスト合金側の
Ａｌと結合し易くなるものであり、強磁性酸化物コア３
ｌ・３２と合金磁性材料薄膜３５・３５との境界付近で
ある界面で磁気的な劣化層を生じさせることになる。

そして、これらの成膜およびボンデイング時に生じる磁
気的な劣化層は、複合型磁気ヘッドの再生特性をフエラ
イトヘッドの再生特性よりも小さなものにしている。

このように、複合型磁気ヘッドは、自己記録再生出力が
フエライトヘッドよりも優れたものとなっているが、複
合型磁気ヘッドとフエライトヘッドとでそれぞれ記録を
行った後に、それぞれフエライトヘッドで再生を行い、
また、複合型磁気ヘッドとフエライトヘッドとでそれぞ
れ記録を行った後に、それぞれ複合型磁気ヘッドで再生
を行うことにより、記録特性と再生特性とに分離して複
合型磁気ヘッドとフエライトヘッドとを比較した場合、
記録特性は、複合型磁気ヘッドの方が優れたものとなっ
ている一方、再生特性は、アジマスロスを考慮した場合
においてもフエライトヘンドの方が優れていることが判
明した。

さらに、上述の磁気的な劣化層が大きくなると、合金磁
性材料薄膜３５・３５と強磁性酸化物コア３ｌ・３２と
の界面および合金磁性材料薄膜３５・３５の戒膜初期層
で磁気的に不連続な劣化層である不連続層を増加させる
ことになり、合金磁性材料薄膜３５・３５がギャップ３
７に対し平行に形成されている複合型磁気ヘッドである
ＭｒＧヘッド特有の形状効果（コンター効果）を招来し
ている。

上記の形状効果とは、第４図に示すように、磁気的な不
連続層および劣化層が疑似ギャップ効果として作用する
ことにより、再生出力（ｄＢ）の周波数特性が、例えば
１０ＭＨｚ以内の範囲で２ｄＢ以上のうねりとして生じ
させることである。これにより、例えばＶＴＲにおいて
、このうねりが大きい場合には、画面上でゴーストの様
なノイズを発生させることになる。

従って、本発明においては、合金磁性材料薄膜３５・３
５の或膜初期層および合金磁性材料薄膜３５・３５と強
磁性酸化物コア３１・３２との界面での磁気的な劣化層
の発生を防止すると共に、疑似ギャップ効果を抑制する
ことで再生出力の周波数特性のうねりを低減させること
ができる複合型磁気ヘッドを提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明に係る複合型磁気ヘッドは、上記課題を解決する
ために、高透磁率および高飽和磁束密度を有した体心立
方構造の合金磁性材料薄膜が強磁性酸化物コアのギャッ
プ対向面にギャップに対して平行に形成されている複合
型磁気ヘッドにおいて、上記合金磁性材料薄膜とギャッ
プ対向面との間には、体心立方構造を有したＶ，Ｎｂ，
Ｍｏ、Ｔａ、およびＷの内の１種類の金属から成る金属
単体薄膜が形成されていることを特徴としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、強磁性酸化物コアには、体心立方
構造を有した金属単体薄膜と、同じく体心立方構造を有
した合金磁性材料薄膜とがこの順に形成されている。

この際、上記の金属単体薄膜は、戒膜時の条件によらず
結晶構造が合金磁性材料薄膜よりも安定している。従っ
て、金属単体薄膜の結晶配向は、乱れの少ない良好なも
のとなっている。これにより、金属単体薄膜に合金磁性
材料薄膜が形成される場合には、下地となる金属単体薄
膜の良好な結晶配向に沿ってエビタキシャル戒長が促進
されることになり、合金磁性材料薄膜の或膜初３ｌＩＩ
層における結晶配向の乱れが抑制されることになる。従
って、金属単体薄膜は、戒膜による磁気的な劣化層の発
生が防止されることになる。

さらに、金属単体薄膜は、ボンディング時の強磁性酸化
物コアと合金磁性材料薄膜との相互拡散をバリャとして
働くことで防止している。従って、合金磁性材料薄膜は
、相互拡散による磁気的な劣化層の発生が抑制されるこ
とになる。

これにより、複合型磁気ヘッドは、上記の磁気的な劣化
層の発生が防止されることで、形状効果による疑似ギャ
ップ効果が抑制され、再生出力の周波数特性のうねりを
低滅させることが可能になる。

［実施例〕 本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本実施例に係る複合型磁気ヘノドは、第ｌ図に示すよう
に、強磁性酸化物コア１・２と、これらの強磁性酸化物
コア１・２間に形成されたギャップ７に対し平行に形成
された金属単体薄膜４・４と合金磁性材料薄膜５・５と
を有している。

上記の強磁性酸化物コアｌ・２には、所定幅を有し、且
つギャップ７に対し平行な面を有する突出部１ａ・２ａ
が形成されている。また、これらの突出部１ａ・２ａの
端面には、ギャップ対向面３・３が形成されている。

上記の突出部１ａ・２ａの両側面、強磁性酸化物コア１
・２の傾斜面１ｂ・１ｂ・２ｂ・２ｂ、およびギャンブ
対向而３・３には、１０〜２００人の厚みで金属単体薄
膜４・４が形成されており、これらの金属単体薄膜４・
４は、体心立方構造（以下ｂｃｃ構造と称する。）を有
する■、Ｎｂ、Ｍｏ，Ｔａ、およびＷの内のｌ種類の金
属により形成されている。

さらに、上記の金属単体薄膜４・４には、２〜６一の厚
みで、高透磁率および高飽和密度を存ずるｂｃｃ構造の
合金磁性材料薄膜５・５が形成されている。そして、こ
れらの合金磁性利料薄膜５・５は、例えばＦｅ−Ａｆｆ
ｉ−Ｓｉ合金やＣｒ，Ｔｉ、或いはＮｂ等を添加したＦ
ｅ−Ａｆｆ−＝Ｓｉ合金により形成されている。

上記の合金磁性材料薄膜５・５および金属単体薄膜４・
４が形成された強磁性酸化物コア１・２同士は、突出部
１ａ・２８間にギャップ材として厚みが約０．２〜０６
３μの非磁性材料を介装した状態でギャンブ対向面３・
３を互いに突き合わせて溶融ガラス６により固着されて
いる。

尚、上記の非磁性材料には、ＳｉＯｚ、ＺｒＯｔ、Ｔａ
ｚＯ，、またはＡＰ．ｚＯ３等が主として用いられてい
る。

上記の横威において、複合型磁気ヘッドの製造方法を第
２図に基づいて以下に説明する。

先ず、第２図（ａ）に示すように、コアとなる強磁性酸
化物材料の一方のブロックｌ１に外部巻線用溝１１ａと
ガラス充填用溝１ｌｂと内部巻線用溝１１ｃとを形或す
る。次いで、第２図（ｂ）に示すように、同しくコアと
なる酸化物磁性材料の他方のブロック１２に外部巻線用
溝１２ａとガラス充填用溝１２ｂとを形或する。

そし７て、上記のプロ・ンク１１・１２におけるそれぞ
れのギャソプ対向面３・３を研磨する。この際、最終仕
上研磨は、メカノケミカルポリシングまたはフロートポ
リシング等の精密加工を行うことで、ギャップ対向面３
・３の加工変質層の発生を極力抑制するようにする。

この後、第２図（ｃ）および第２図（ｄ）に示すように
、所定のトランク幅を得るためのトランク？？４８・・
・を形戒する。そして、ギャノプ対向面３・３の表層付
近の加工変質層をエッチングにより除去した後、第２図
（ｅ）　　・　（ｆ）　　・　（ｇ）４こ示すように、
■、Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ、およびＷの内の１種類のｂｃｃ
構造を有する金属単体薄膜４をスパッタリング等により
ｌＯ〜２００入の厚みで形成する。

この際、金属単体薄膜４・４の膜厚が１０入より薄い場
合には、金属単体薄膜４・４が不連続となって島状に形
戒されるため、合金磁性材料７ｉｖ膜５・５の結晶配向
に沿ったエビタキシャル或長が充分なものにならない。

一方、金属単体薄膜４４の膜厚が２００人より厚い場合
には、金属ｑｉ体薄膜４・４自体がギャップ層として作
用することになる。従って、金属単体薄膜４・４の膜厚
は、１０〜２００入の範囲が好適なものとなる。

次に、例えばＦｅ−ＡＩ！．−Ｓｉ合金からなるｂｃｃ
構造の合金磁性材料薄膜５・５を金属単体薄膜４・４上
にスパッタリング等により２〜６−の厚みで形戒する。

そして、合金磁性材料薄膜５・５におけるギャップ形或
部位にギャップ材としてＳｉＯｚ等の非磁性材料を約０
．２〜０．３１Ｍの厚みで形成する。

この後、第２図（ｈ）に示すように、上記のブロックｌ
１・■２同士をギャップ対向面３・３を突き合わせて貼
り合わせ、ガラス充填用溝１ｌｂ・１２ｂおよび内部巻
線用溝１１ｃと巻線溝対向面１２ｃとにより形成される
空洞部位に溶融ガラス６・６を載置して加熱溶着する。

そして、第２図（ｉ）に示すように、このようにして得
られたブロックｌ１・ｌ２におけるテープ摺動面９に、
曲面を形成した後、図示２点鎖線ａ・・・に沿って切断
して、第２図（ｊ）に示すヘッドチップとする。そして
、このヘンドチップを図示しないホルダーベースに接着
して巻線を施して磁気ヘッドとする。

このように、強磁性酸化物コアｌ・２には、第１図に示
すように、ｂｃｃ構造を成した金属単体薄膜４・４が形
成されている。これらの金属単体薄膜４・４は、或膜時
の条件によらず結晶構造が合金磁性材料薄膜５・５より
も安定なものであり、乱れの少ない結晶配向を形或でき
るようになっている。

従って、金属単体薄膜４・４と同様のｂｃｃ構造を威し
た合金磁性材料薄膜５・５が金属単体薄膜４・４に形成
される際には、下地となる金属単体薄膜４・４の良好な
結晶配向に沿ってエビタキシャル威長が促進されること
になる。これにより、合金磁性材料薄膜５・５は、戒膜
初ｐＪｌ層の結晶配向の乱れが少なくなることで、或膜
初期層の磁気的な劣化層の発生が防止されることになる
。そして、この劣化層の発生の防止は、合金磁性材料薄
膜５・５の軟磁気特性を向上させることになっている。

さらに、上記の金属単体薄膜４・４は、強６ｆｆ性酸化
物コア１・２と合金磁性材料薄膜５・５とに介装されて
いる。従って、強磁性酸化物コア１・２と合金磁性材料
薄膜５・５との界面で生じる相互拡散は、上記の金属単
体薄ＩＩＱ４・４がバリャとして働《ことで抑制される
ことになる。これにより、金属単体薄膜４・４は、相互
拡散による合金磁性材料薄膜５・５の磁気的な劣化層の
発生を防止することが可能になっている。

そして、上記の合金磁性材料薄膜５・５における劣化層
の抑制は、複合型磁気ヘッドであるＭｒＧヘッド特有の
形状効果による疑似ギャップ効果を抑制すると共に、再
生出力の周波数特性のうねりを低減させることを可能に
している。これにより、複合型磁気ヘッドは、再生特性
が良好で、且つうねりの小さい高密度記録再生に適した
ものにすることが可能になっている。

〔発明の効果〕

本発明に係る複合型磁気ヘッドは、以上のように、高透
磁率および高飽和磁束密度を有した体心立方構造の合金
磁性材料薄膜が強磁性酸化物コアのギャップ対向面にギ
ャップに対して平行に形成されている複合型磁気ヘッド
において、上記合金磁性材料薄膜とギャップ対向面との
間には、体心立方構造を有したＶ，Ｎｂ，ＭｏＳＴａ、
およびＷの内の１種類の金属から成る金属単体３膜が形
成されている構戒である。

これにより、強磁性酸化物コアと体心立方構造を有した
合金磁性材料薄膜との間に、体心立方構造を有した金属
単体薄膜が形成されているため、合金磁性材料薄膜の或
膜初期層における磁気的な劣化層の発生を抑制すること
により軟磁気特性を向上させることが可能になる。

また、金属単体薄膜がバリャとなることで、強磁性酸化
物コアと合金磁性材料薄膜との相互拡散による磁気的な
劣化層の発生を抑制することが可能になる。そして、上
記の磁気的な劣化層の発生を抑制することで、疑似ギャ
ンプ効果による再生出力の周波数特性のうねりを低減さ
せることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第ｌ図は、複合型磁気ヘッドのテープ摺動面の状態を示
す説明図である。 第２図（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ複合型磁気へ７＋の
各製造過程を示す斜視図である。 第２図（ｇ）は、ブロックに形成された金属単体薄膜お
よび合金磁性材料薄膜の状態を示す説明図である。 第２図（　ｈ．　）〜Ｎ）は、それぞれ複合型磁気ヘン
ドの各製造過程を示す斜視図である。 第３図および第４図は、従来例を示すものである。 第３図は、複合型磁気ヘンドのテーブ摺動面の状態を示
す説明図である。 第・１図は、ＭＩＧヘッドにおける再生出力の周′６！
Ｊ．数特外のうねりを示すグラフである。 １・２は強磁性酸化物コア、３はギャンプ対向面、４は
金属単体薄膜、５は合金磁性材料薄膜、７はギャンプで
ある。 第 ３ 図 第 ４ 閃 周波教 （ＭＨｚ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高透磁率および高飽和磁束密度を有した体心立方構
   造の合金磁性材料薄膜が強磁性酸化物コアのギャップ対
   向面にギャップに対して平行に形成されている複合型磁
   気ヘッドにおいて、 上記合金磁性材料薄膜とギャップ対向面との間には、体
   心立方構造を有したＶ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、およびＷの
   内の１種類の金属から成る金属単体薄膜が形成されてい
   ることを特徴とする複合型磁気ヘッド。