JPH04111207A - 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、いわゆるメタルテープ等の高抗磁力磁気記録
媒体への記録再生に使用される磁気ヘッドに関するもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は、少なくとも一方の磁気コアの半体が酸化物コ
ア部と金属磁性薄膜とからなり、前記酸化物コア部と金
属磁性薄膜の間に金属磁性’ａＰＩＪ、の構成元素を含
み且つ酸素を含む雰囲気中でスパッタされたリアクティ
ブスパッタ膜を介在させることにより、酸化物コア部か
らの酸素拡散反応を抑制し、酸化物コア部と金属磁性薄
膜の界面に拡散層が形成されることによる電磁変換特性
の劣化を防止するとともに、金属磁性薄膜と酸化物コア
部を強固に付着させ、さらに加熱処理によって両者の間
に生じる応力を緩和し、金属磁性薄膜の剥がれ、酸化物
コア部の割れやひびが発生しない信頼性の高い磁気ヘッ
ドを提供するものである。

〔従来の技術〕

例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）等の磁気記録再
生装置においては、高画質化等を目的として情報信号の
短波長記録化等が進められており、これに伴い磁性粉末
に強磁性金属粉末を用いたいわゆるメタルテープや、ベ
ースフィルム上に強磁性金属材料を直接被着した蒸着テ
ープ等の高抗磁力磁気記録媒体が使用されるようになっ
てきている。

一方、磁気ヘッドの分野においてもこれに対処するべく
研究が進められており、高抗磁力磁気記憶媒体に好適な
磁気ヘッドとして磁性コアに金属磁性薄膜を用いた磁気
ヘッドが種々開発されている。

このような磁気ヘッドは、磁気ギャップ近傍部が高飽和
磁束密度を有する金属磁性薄膜、たとえばセンダストや
アモルファス等の強磁性金属薄膜で形成されているため
、磁気ギャップから発生する磁界強度は大きくなりメタ
ルテープ等の高抗磁力磁気記録媒体に好適なものとなっ
ている。

しかしながら、上述のような磁気ヘッドにおいては、通
常金属磁性薄膜はスパンタリング法等の真空薄膜技術に
よって成膜されるため、その際に酸化物コア部として使
用されるフェライトの酸素原子がセンダストに拡散し、
酸化物コア部と金属磁性薄膜の界面にいわゆる拡散層が
形成され、電磁変換特性に劣化が生しる。この酸素原子
の拡散反応は、金属磁性薄膜成膜時以外に、ガラス融着
工程の加熱処理によっても生じてしまう。また、共有結
合結晶であるフェライトと金属磁性薄膜とは結合様式が
異なるために付着性が悪く、熱膨張係数にも差があるの
で加熱によってフェライトと金属磁性薄膜の間の応力が
生し、フェライトにひびが入ったり金属磁性薄膜がはが
れる等種々の不都合が生しる。

そこで、従来、上述のような不都合に対処するために、
上記酸化物コア部と金属磁性薄膜との界面に下地膜とし
て５ｉＯｚ膜およびＣｒ膜を配した磁気ヘッドが提案さ
れている。このＳｉＯ□膜は、酸化物コア部の酸素が金
属磁性薄膜に拡散するのを防止するものであり、また、
Ｃｒ膜は加熱によって生じる酸化物コア部と金属磁性薄
膜との間の応力を分散させて、酸化物コアのひびや割れ
を防ぐ作用を有している。

しかしながら、上述のような磁気ヘッドにおいて、下地
膜として形成される５ｉＯｚ膜及びＣｒ膜は、互いに異
種元素であるため付着性が悪く、膜間にはがれが生じて
しまうことがある。また、二層構成となっているため、
下地膜形成が２工程となり時間や手間がかかり生産コス
トが高くなるという欠点がある。さらに酸素拡散反応に
対する防止効果、酸化物コア部と金属磁性薄膜との応力
分散性についても満足のいくものとは言えず、加熱処理
による電磁変換特性の劣化、フェライトのひびや割れを
充分に防止することができない。

そこで、このような欠点を解消するものとして、ＡＩ等
の金属元素と該金属元素の酸化物を混合した単層膜また
はＳｉ等の非金属元素と該非金属元素の酸化物を混合し
た単層膜を下地膜として形成した磁気ヘッドが特開平１
−９４５０７号において提案されている。

この磁気ヘッドにおいては、下地膜が単層膜であるので
、上述の二層構成の下地膜で見られたような膜間の剥が
れの問題は解消され、下地膜形成も一工程ですむので、
生産工程に要する時間も短縮される。また、膜応力の分
散性、酸素拡散反応の防止効果についてもＳｉＯｔＭや
Ｃｒ膜と比べて改善が得られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、フェライトのひびや割れ、金属磁性薄膜
の剥がれ等の問題を考えた場合には、さらに応力分散性
、付着性の高い下地膜の開発が望まれる。

そこで、本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案さ
れたものであり、酸素拡散反応に対する防止効果を有す
るとともに、付着性、応力分散性の高い下地膜を形成す
ることにより、良好な電磁変換特性を有し、金属磁性薄
膜の剥がれ、酸化物コア部に割れやひびの生しない信較
性の高い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〕

上述の目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドは、
少なくとも一方の磁気コアの半体が酸化物コア部と金属
磁性薄膜とからなり、前記酸化物コア部と金属磁性薄膜
の間に金属磁性薄膜の構成元素を含み且つ酸素を含む雰
囲気中でスパツクされたリアクティブスパッタ膜が介在
されてなる。

〔作用〕

本発明の磁気ヘッドは、金属磁性薄膜と酸化物コア部と
の間に金属磁性薄膜の構成元素および酸素を含むリアク
ティブスパッタ膜が介在されているので、金属磁性薄膜
成膜時やガラス融着等の熱処理によっても酸化物コア部
の酸素原子が金属磁性薄膜に拡散することがない。した
がって、酸化物コア部と金属磁性薄膜の界面に拡散層が
形成されることによる電磁変換特性の劣化が防止される
。

また、上記リアクティブスパッタ膜は、金属磁性薄膜及
び酸化物コア部のいずれに対しても良好な付着性を示す
とともに熱膨張性も両者の中間を示す。こ患は、上記リ
アクティブスパッタ膜が、金属磁性薄膜の構成元素及び
酸素を含有することにより、金属磁性薄膜と酸化物コア
部の中間の結晶構造、結合様式を持つようになるためと
考えられる。

したがって、酸化物コア部と金属磁性薄膜は上記リアク
ティブスパッタ膜によって完全に付着されるとともにガ
ラス融着工程等の熱処理によって生じる酸化物コア部と
金属磁性薄膜との間に応力は上記リアクティブスパッタ
膜によって緩和されるので、金属磁性薄膜の剥がれ、酸
化物コア部の割れやひびが生じる虞れがない。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本実施例の磁気ヘッドは、第１図及び第２図で示すよう
に、フェライト等の酸化物コア部（１）　、　（２）と
金属磁性薄膜（３）　、　（４）とを主要な構成要素と
する磁気コア半体（５）、（６）が突き合わされてなる
ものである。

上記酸化物コア部（１）　、　（２）は、略直方体形状
の板状体で、その磁気ギャップ形成面（７）　、　（８
）側に対して所定角度傾斜を有して切り欠かれた一生面
（９）　、　（１０）が形成されている。そして、一方
の磁気コア半体（５）の該−主面（９）の延在方向と直
交する方向に巻線溝（１１）が形成されている。上記巻
線溝（１１）は、磁気ギャップｇを規定するとともに、
上記磁気ヘッドに駆動信号を供給するコイルが巻回され
るようになっている。

またこのような形状を有する上記酸化物コア部（１）、
（２）のギャップ形成面＜７）　、　（８）側には、金
属磁性薄膜（３）　、　（４）が被着形成されている。

この金属磁性薄膜（１）　、　（２）の膜厚は、磁気ギ
ャップのトラック幅を確保するようになっている。

上記金属磁性薄膜（３）　、　（４）としては、高い飽
和磁束密度を有し且つ軟磁気特性に優れた強磁性材料が
使用される０例示するならば、Ｆｅ−ＡｌＳｉ系合金、
Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｃ。

系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、
Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｇｅ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−３１−Ａｌ系合金等の強磁性金属材料、ある
いは、Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ系合金、さらには、上記Ｆｅ−
Ｇａ−５ｉ系合金の耐蝕性や耐摩耗性の一層の向上を図
るために、Ｆｅ、Ｇａ。

Ｃｏ　（Ｆｅの一部をＣｏで置換したものを含む）。

Ｓｉを基本組成とする合金に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。

Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ。

Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈｆ、Ｖの少なくとも
一種を添加したものであってもよい。また、強磁性非晶
質金属合金、いわゆるアモルファス合金（例えば、Ｆｅ
、Ｎｉ、Ｃｏの１つ以上の元素トＰ、　Ｃ，Ｂ、　Ｓｉ
の１つ以上の元素からなる合金、またはこれを主成分と
しＡＩ　　Ｇｅ　　ＢｅＳｎ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メタロイド系ア
モルファス合金、あるいはＣｏ、Ｈｆ、Ｚｒ等の遷移元
素や希土類元素等を主成分とするメタル−メタル系アモ
ルファス合金）等も使用される。

なお、本実施例では強磁性材料であるＦｅ−ＡｌＳｉ系
合金を金属磁性薄膜として使用している。

これらの金属磁性薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法
、スパッタリング法、イオンブレーティング法、クラス
ター・イオンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術
が採用される。

また、上記金属磁性薄膜は前記強磁性合金材料の単層膜
であってもよいが、例えばＳ　ｉ　Ｏｚ、　Ｔ　ａ　ｚ
Ｏ：＋、ＡＩｚ　Ｃｈ、Ｚｒ０ｚ、Ｓｉ、ＩＮａ等の絶
縁膜を介して多層膜としてもよい。

さらに、本実施例に係る磁気へンドにあっては、上記酸
化物コア部（１）　、　（２）と上記金属磁性薄膜（３
）（４）との間に、」二記金属磁性薄膜（３）　、　（
４）の構成元素を含み且つ酸素を含む雰囲気中でスパッ
タされたりアクティブスパック膜（１２）　、　（１３
）が下地膜として介在されている。このリアクティブス
バ／り膜（１２）　、　（１３）は、上記酸化物コア部
（１）、（２）から金属磁性薄膜に酸素原子が拡散する
のを防止するとともに上記金属磁性薄１１１２　（３）
　、　（４）と酸化物コア（１）　、　（２）を密着さ
せ、さらに加熱によって両者の間に生しる応力を緩和す
るために配されるものである。

このリアクティブスパッタ膜（１２）、（１３）　ハ、
上記金属磁性薄膜（３）　、　（４）の構成元素および
酸素とを含んでいるので、上記金属磁性薄膜（３）　、
　（４）及び上記酸化物コア部（１）、　（２）のいず
れに対しても良好な付着性を示すとともに、熱膨張性に
おいても、両者の中間的特性を示す。そのため、上記金
属磁性薄膜（３）　、　（４）と上記酸化物コア部（１
）、（２）はこのリアクティブスパッタ膜によって強固
に密着されるとともに加熱処理によって両者の間に生じ
る応力は充分に緩和される。したがって、ガラス融着工
程等の熱処理を経ても上記金属磁性薄膜（３）　、　（
４）の剥がれ、酸化物コア部（１）　、　（２）のひび
、割れ等の生じる虞れがない。

また上記リアクティブスパック膜（１２）、　（２３）
は、上述の条件を満たすものであればいずれも良好な効
果を示すが、金属元素や酸素原子の組成比等を工夫する
ことにより一層の効果が得られる。たとえば、より金属
性の高いリアクティブスパッタ膜を得ようとする場合に
は、酸化状態を低くすればよくまた逆に酸化物性の高い
リアクティブスパッタ膜を得ようとする場合には酸化状
態を高くすればよい。これらの酸化状態はりアクティブ
スパンクリングの際のガス圧を変化させることにより容
易に制御される。

なお、本実施例においては、金属磁性薄膜としてＦｅ−
Ａｌ−３ｉ系合金を使用しているので、下地膜としては
、たとえばＡＩ、ＦｅＡｌ３ＦｅＡｌ、Ｆｅｚ　Ａ１等
を酸素雰囲気中でスパッタリングしたリアクティブスパ
ッタ膜が採用可能である。しかし、Ａ１は、酸化し易い
ために酸化状態を制御するのが困難であり、また表面に
錆が生じる虞れがある。そのためＦｅを添加して酸化性
を制御することが好ましい。この場合、Ｆｅの濃度が高
くなりすぎると今度は付着性が低下してしまう虞れがあ
る。したがってリアクティブスパッタ膜の構成元素（酸
素は除く）の中のＦｅの濃度は２５〜７５原子％である
ことが好ましい。特に下記の組成式で示されるリアクテ
ィブスパッタ膜において、優れた付着性、保存性が得ら
れる。

Ｆ　ｅ　　Ａ　Ｉ　　０ｘ（１−ｘ＋ ０≦χ≦０．７ このような組成を有するリアクティブスパッタ膜を形成
するには、Ｆ　ｅ　Ａ　Ｉをターゲントとして、酸素を
含有するアルゴン雰囲気中、ガス圧２．２×１Ｏ−６Ｐ
ａ程度でリアクティブスパッタリングすればよい。

なお、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金を金属磁性薄膜とする場合
のリアクティブスパッタ膜の構成元素としては、前記Ｆ
ｅＡ］に限らず、Ｆｅ、Ｆｅ５ｉＦｅＡ］Ｓｉ等であっ
てもよい。またその他の金属磁性薄膜、たとえばＣＯ系
金金属磁性薄膜場合にも、同様の観点からりアクティブ
スパック膜の構成元素を選択すればよい。

本発明を適用した磁気ヘッドは、上述のように酸化物コ
ア部（１）　、　（２）と金属磁性薄膜（３）、（４）
の間に下地膜としてリアクティブスパッタ膜（１２）（
１３）が介在された磁気コア半体（５）　、　（６）が
ギャップスペーサ（図示せず。）を介して突き合わされ
、磁気ギャップを形成して接合一体化されてなるもので
ある。上記磁気ヘッドの磁気ギャップｇのトラック幅は
、前述したように金属磁性薄膜（３）　、　（４）の膜
厚によって規制されている。そして磁気コア半体（５）
、（６）を接合した際に存在する空間には当り特性を確
保し、耐摩耗性を向上させるたガラス等の非磁性材（１
５）　、　（１６）が充填されている。

以上にように構成された磁気ヘッドにおいては、酸化物
コア部とＦｅ−Ａｌ−３ｉ系合金よりなる金属磁性薄膜
の間にＦｅＡｌおよび酸素を含有したリアクティブスパ
ッタ膜が下地膜として介在しているので、ガラス融着工
程等の熱処理によって酸化物コア部から酸素原子が金属
磁性薄膜に拡散することがない。したがって、両者の界
面に拡散層が形成されることによって生じる電磁変換特
性の劣化を防止することが可能となり、極めて良好な記
録再生特性を示す磁気ヘッドが実現される。

また上記下地膜はＦｅＡ１および酸素とを含有している
ので、金属磁性薄膜と酸化物コア部は強固に密着される
とともに熱処理によって両者の間に生じる応力は充分緩
和される。したがって、熱処理等の製造工程において、
金属磁性薄膜が剥がれたり、酸化物コア部に割れやひび
が入ったりすることがない。

なお、本実施例においては、両方の磁気コア半体に金属
磁性薄膜が形成された磁気ヘッドについて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば片方の
磁気コア半体のみに金属磁性薄膜が形成された磁気ヘッ
ド等にも適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気ヘッド
においては、金属磁性薄膜と酸化物コア部との間に該金
属磁性薄膜の構成元素および酸素を含有したリアクティ
ブスパッタ膜が介在されているので、酸化物コア部から
金属磁性薄膜への酸素拡散反応が防止され、良好な電磁
変換特性を得ることができる。

また、上記リアクティブスパッタ膜は上記金属磁性薄膜
の構成元素および酸素とを含有することにより、酸化物
コア部及び金属磁性薄膜のいずれに対しても良好な付着
性を示すとともに熱膨張性においても両者の中間を示す
ようになる。このため、上記金属磁性Ｗｔ膜と酸化物コ
ア部は上記リアクティブスパッタ膜によって強固に密着
され、またガラス融着工程の熱処理等によって両者の間
に生しる応力も充分緩和される。したがって、金属磁性
薄膜の剥がれ、フェライトの割れやひびが発生すること
がなく信顛性の高い磁気へ・ンドを得ることができ、ま
た歩留まりの向上の点でも有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す外観
斜視図であり、第２図は磁気記録媒体摺動面を示す平面
図である。 １．２・・・酸化物コア部 ３．４・・・金ｌＸ磁性薄膜 ５．６・・・磁気コア半体 ７．８・・・磁気ギャップ形成面 ９１０・・・−主面 １１　・・・巻線溝 １２．１３・・・リアクティブスパッタ膜第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも一方の磁気コアの半体が酸化物コア部と金属
   磁性薄膜とからなり、 前記酸化物コア部と金属磁性薄膜の間に金属磁性薄膜の
   構成元素を含み且つ酸素を含む雰囲気中でスパッタされ
   たリアクティブスパッタ膜が介在されてなる磁気ヘッド
   。