JPH05114111A - 磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも一方の磁気コア半体が磁性材料と
非磁性材料よりなる磁気コア基板３，４と金属磁性膜１
からなる磁気コア半体７対を突合わせ、閉磁路を構成し
てなる磁気ヘッドにおいて、上記磁気コア半体７の突合
わせ面７ａが金属磁性膜１と非磁性基板３ｂ，４ｂから
なる。 【効果】 ヘッドのインダクタンスの周波数特性及びＱ
値並びにヘッドの再生特性が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルビデ
オテープレコーダ（ＶＴＲ）等に搭載される磁気ヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、記録
信号の高密度化が進行しており、高い抗磁力と高い残留
磁束密度を有する磁気記録媒体が使用されるようになっ
てきている。これに伴って、磁気ヘッドのコア材には高
飽和磁束密度を有するとともに高透磁率を有することが
要求されている。

【０００３】このような要求を満たすため、従来から用
いられてきたフェライト等の酸化物磁性材料に代わっ
て、強磁性材料よりなる金属磁性膜を主コア材として用
いた金属薄膜型の磁気ヘッド、いわゆるメタル・イン・
ギャップ型の磁気ヘッドがメタルテープ等の高抗磁力媒
体用に開発されている。例えば、フェライトを補助コア
材とし磁気ギャップ部に金属磁性膜を配したヘッド（こ
れをヘッド１と称する。）や、非磁性材料よりなる磁気
コア基板に金属磁性膜を成膜してなるヘッド（これをヘ
ッド２と称する。）、或いはフェライトと非磁性材料を
複合化した磁気コア基板に金属磁性膜を成膜したヘッド
（これをヘッド３と称する。）等が挙げられる。

【０００４】ところが、ヘッド１では、フェライト部の
飽和や磁性膜の特性が出難い等の問題により、出力が頭
打ちになってきている。また、リップル、ノイズの問題
もある。一方、ヘッド２では、インダクタンスＬのｆ
（周波数）特性やＱ値が悪く、ヘッド３では高いＱ値及
び良好なｆ特性が得られるものの、摺動面全部を非磁性
材で構成する場合にはヘッド摩耗の問題やギャップ面の
鏡面加工時の研磨レートの違いによる磁性，非磁性材間
の段差から生じるギャップ不良や生産性の低下等の問題
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
の技術的な課題を解消するべく提案されたものであっ
て、生産性並びに耐久性に優れ、ｆ特性及びＱ値の高い
高出力の磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００６】

【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、本発明は、少なくとも一方の磁気コア半体が磁性
材料と非磁性材料よりなる磁気コア基板と金属磁性膜か
らなる磁気コア半体対を突合わせ、閉磁路を構成してな
る磁気ヘッドにおいて、上記磁気コア半体の突合わせ面
が金属磁性膜と非磁性材料から構成されていることを特
徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明に係る磁気ヘッドにおいては、磁気コア
半体が磁性材料と非磁性材料よりなる磁気コア基板と金
属磁性膜から構成されており、その磁気コア半体の突合
わせ面が金属磁性膜と非磁性材料からなるので、ヘッド
のインダクタンスのｆ特性及びＱ値が大幅に向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例の磁
気ヘッドは、図１に示すように、金属磁性膜１，２を一
対の磁気コア基板３，４，５，６により膜厚方向で挟み
込み接合一体化してなる一対の磁気コア半体７，８から
なり、これら磁気コア半体７，８を金属磁性膜１，２の
端面同士を対向させるように突合わせ接合一体化したも
のである。

【０００９】上記磁気コア半体７，８は、磁路を構成す
る金属磁性膜１，２と、この金属磁性膜１，２を膜厚方
向より挾み込み当該金属磁性膜１，２を補強する一対の
磁気コア基板３，４及び５，６とから構成される。上記
金属磁性膜１，２は、高出力化並びに高帯域での渦電流
損失を回避するために、強磁性金属材料よりなる薄膜の
磁性金属層１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂを絶縁膜（図示は省
略する。）を介して積層した多層構造とされている。な
お、本実施例では、磁性金属層を２層とした。

【００１０】上記磁性金属層１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂに
使用される強磁性金属材料としては、従来より公知の高
飽和磁束密度且つ軟磁気特性に優れた強磁性合金材料が
使用され、結晶質，非結晶質を問わない。例示するなら
ば、Ｆｅ系合金、Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｃ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓ
ｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ
系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ系
合金、Ｆｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金等の結晶質合金材料や、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎ
ｂ，Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔａ等のアモルファス合金等が
挙げられる。ももちろん、一般に使用されるアモルファ
ス合金（例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうち１以上の元素と
Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉのうち１以上の元素とからなる合金、
またはこれを主成分としＡｌ，Ｂｅ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｍ
ｏ，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、或
いはＣｏ−Ｚｒ，Ｃｏ−Ｈｆ等の遷移元素を主成分とす
る合金、またはこれらに希土類元素を添加した合金等の
メタル−メタル系アモルファス合金。）等も使用可能で
ある。

【００１１】上記絶縁膜には、従来より多く使用されて
いるＳｉＯ₂ の他、例えばＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔａ等の窒化物、炭化物等の如き材料からなる膜が
使用される。これら磁性金属層１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂ
及び絶縁膜の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法、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挙げられ
る。

【００１２】一方、磁気コア基板３，４，５，６は、磁
性材料よりなる磁性基板３ａ，４ａ，５ａ，６ａと非磁
性材料よりなる非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂとか
ら構成されている。上記磁性基板３ａ，４ａ，５ａ，６
ａは、例えばＭｎ−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェラ
イト等の酸化物磁性材料からなる。一方、非磁性基板３
ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂは、結晶化ガラスやセラミックス
等の非磁性材料からなる。これら磁性基板３ａ，４ａ，
５ａ，６ａと非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂは、当
該非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂがギャップ側に来
るように側面同士を熱圧着、ガラス融着、低温熱拡散接
合等の手法によって接合一体化されることにより、磁気
コア基板３，４，５，６を構成するようになっている。

【００１３】なお、本実施例では、磁性基板３ａ，４
ａ，５ａ，６ａにはフェライトを用い、非磁性基板３
ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂには結晶化ガラスを用い、これら
を熱圧着によって接合一体化した。

【００１４】そして、上記磁性基板３ａ，４ａ，５ａ，
６ａと非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂよりなる磁気
コア基板３，４，５，６の間に金属磁性膜１，２をその
膜厚方向より挾み込むことによって磁気コア半体７，８
を構成するようになっている。なお、上記磁気コア基板
３，４，５，６の金属磁性膜１，２を挾み込む対向面
は、磁気ギャップｇに対して斜めに傾斜されている。こ
のように構成された磁気コア半体７，８は、その一方の
みを図２に示すように、磁気ギャップ形成面となる突合
わせ面７ａが金属磁性膜１と非磁性基板３ｂ，４ｂのみ
から構成されている。逆の見方をすれば、突合わせ面７
ａには磁性基板３ａ，４ａが存在しないようになってい
る。

【００１５】また、一方の磁気コア半体８の突合わせ面
８ａも同様に金属磁性膜２と非磁性基板５ｂ，６ｂのみ
の構成となっている。なお、この一方の磁気コア半体８
の突合わせ面８ａには、記録情報に基づく電気信号をヘ
ッドに供給し、媒体からの磁気信号を電気信号として装
置側へ伝達するためのコイルを巻装させる巻線溝９が設
けられている。上記巻線溝９は、断面略コ字状の溝とし
て形成され、磁気ギャップｇ側に設けられる傾斜面１１
によって上記磁気ギャップｇのデプスを規制するように
なっている。

【００１６】そして、上述のように構成された一対の磁
気コア半体７，８は、互いの金属磁性膜１，２の端面同
士をＡｕ等の導電性金属材料よりなるギャップ膜（図示
は省略する。）を介して突合わせ、これらＡｕ同士の低
温熱拡散接合により一体化されている。すなわち、これ
ら磁気コア半体７，８に１０ＭＰａ以上の圧力を加え、
１５０度〜３００度程度の温度で熱処理して接合されて
いる。上記金属層同士の熱拡散接合は、１５０度〜３０
０度と極めて低温で行われるため、融着ガラスを用いた
場合の融着温度（５５０度程度）に比較して２５０度〜
４００度も低い。このため、金属磁性膜１，２への高温
加熱による熱膨張に起因する歪みの影響が回避される。
特にアモルファス合金を用いた場合には磁気特性の劣化
が生じない。

【００１７】上述のようにして構成された磁気ヘッドに
おいては、それぞれの突合わせ面７ａ，８ａが金属磁性
膜１，２と非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂからのみ
なるため、ヘッドのインダクタンスのｆ特性及びＱ値が
大幅に向上する。また、上記金属磁性膜１，２間に構成
される磁気ギャップｇのトラック幅Ｔｗは、これら金属
磁性膜１，２の対向幅によって規制されるため、狭ギャ
ップ化が容易に行える利点を持つ。さらに、磁気ギャッ
プ近傍部以外は磁性基板３ａ，４ａ，５ａ，６ａからな
るので、バック側のコア断面積が確保されヘッド出力の
向上が望める。さらには、磁気記録媒体摺動面１０が非
磁性材料と磁性材料及び金属磁性膜１，２によって構成
されるため、ヘッド摩耗が少なくヘッド寿命が格段に伸
びる。また、非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂに金属
磁性膜１，２の摩耗特性に合わせた材料を選択して使用
すれば、磁気ギャップ形成面となる突合わせ面７ａ，８
ａの鏡面加工時における磁性，非磁性材間の段差が抑制
で、ギャップ不良を防止することができる。

【００１８】ところで、上述の磁気ヘッドを作製するに
は、以下のようにして行う。先ず、図３に示すように、
フェライトよりなる磁性基板１２と結晶化ガラスよりな
る非磁性基板１３を用意する。そして、図４に示すよう
に、これら磁性基板１２と非磁性基板１３とを接合一体
化する。

【００１９】これらの接合には、熱圧着、ガラス融着、
低温熱拡散接合等の手法がいずれも採用できる。なお、
本実施例では、熱圧着法を採用した。次に、図４に示す
ように、磁性基板１２と非磁性基板１３の接合ブロック
の一主面にＣｏ系アモルファス合金をＳｉＯ₂ を介して
積層し、当該アモルファス合金よりなる磁性金属層を２
層積層とした金属磁性膜１４を形成した。

【００２０】次いで、このブロック１５を幾つか作製
し、これらブロック１５を図６に示すように配列して接
合一体化する。上記ブロック１５同士の接合には、金属
磁性膜１４がアモルファス合金であることから低温熱拡
散接合を用いた。具体的には、一方のブロック１５の金
属磁性膜１４と他方のブロック１５の金属磁性膜１４と
は反対の面にそれぞれＣｒとＡｕを順次スパッタリング
した後、これらＡｕ同士を突合わせて一定の温度条件下
で圧力を加えることで接合一体化した。

【００２１】このＡｕ同士による低温熱拡散接合によれ
ば、極めて低温で接合できるため、上記金属磁性膜１４
への高温加熱による熱膨張に起因する歪みの影響を回避
することができ、磁気特性の劣化が生じない。

【００２２】次に、上述のようにして接合一体化した磁
気コアブロック１６を図７に示すように２分する。そし
て、２分された磁気コア半体ブロック１７，１８のう
ち、一方の磁気コア半体ブロック１８に巻線溝１９を形
成する。上記巻線溝１９は、非磁性基板１３側に断面略
コ字状の溝として形成する。

【００２３】次に、これら磁気コア半体ブロック１７，
１８の突合わせ面を鏡面加工する。このとき、突合わせ
面は、金属磁性膜１４と非磁性基板１３より構成される
ため、上記非磁性基板１３に金属磁性膜１４の摩耗特性
に合わせた材料を使用すれば、磁性，非磁性間の研磨レ
ートの違いにより生ずる段差が減少でき、ギャップ不良
を無くすことができる。

【００２４】次に、上記磁気コア半体ブロック１７，１
８のそれぞれの突合わせ面にＣｒとＡｕを順次スパッタ
リングする。次いで、これら磁気コア半体ブロック１
７，１８を、図８に示すように互いの金属磁性膜１４，
１４同士が対向するようにトラック位置合わせしながら
突合わせ、上記Ａｕ同士の低温熱拡散接合によって接合
一体化する。

【００２５】そして最後に、アジマス角度分だけ傾けて
スライシングし、ヘッドチップに切り出して磁気ヘッド
を完成する。

【００２６】以上のようにして作製された磁気ヘッドの
インダクタンスＬ及びＱ値を測定した。なお、比較例と
して一対の非磁性基板によって金属磁性膜をラミネート
してなる磁気ヘッドのインダクタンスＬとＱ値も併せて
測定した。その結果を図９及び図１０に示す。なお、コ
イルの巻数は、５ＭＨｚのインダクタンスＬが同じにな
るようにした。

【００２７】これら図９及び図１０からわかるように、
周波数が高くなっても高出力が得られ、またＱ値が高い
ことから、高いＣ／Ｎ比が得られることがわかる。

【００２８】また、実際にメタルテープに対して相対ス
ピード約１２ｍ／ｓで、前述したヘッド１及びヘッド２
並びに本実施例のヘッドで再生した場合、本実施例のヘ
ッドではヘッド２に比べて１８ＭＨｚで＋１ｄＢ、ヘッ
ド１に比べて＋３ｄＢ向上するという結果が得られた。
したがって、本実施例の磁気ヘッドをハイビジョンＶＴ
ＲやディジタルＶＴＲ用のビデオヘッドに用いて極めて
有用なものとなる。

【００２９】以上、本発明を適用した具体的な実施例に
ついて説明したが、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく種々の変更が可能である。例えば、前述の磁気
ヘッドでは、金属磁性膜１，２を膜厚の薄い磁性金属層
を絶縁膜を介して積層した多層膜構造としたが、単層の
金属磁性膜であっても同様の作用効果がある。

【００３０】また、以下に示す図１１ないし図１６に示
す構造の磁気ヘッドに対しても本発明を適用でき、その
作用効果は先の実施例のヘッドと同じである。なお、こ
れら磁気ヘッドは、いずれも突合わせ面が金属磁性膜と
非磁性基板からなる。例えば、図１１に示す磁気ヘッド
では、図１に示す磁気ヘッドの磁気コア半体７，８の突
合わせ面７ａ，８ａを斜めに傾斜させ、磁気ギャップｇ
にアジマスを付与したものである。

【００３１】図１２に示す磁気ヘッドでは、図１１の磁
気ヘッドの非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂのうち一
方の非磁性基板４ｂ，５ｂの磁性基板４ａ，５ａとの対
向面を磁気ギャップｇと非平行となるような形成した例
である。図１３に示す磁気ヘッドでは、図１１の磁気ヘ
ッドの非磁性基板３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂの磁性基板３
ａ，４ａ，５ａ，６ａとの対向面のすべてを磁気ギャッ
プｇと非平行となるように形成した例である。

【００３２】図１４に示す磁気ヘッドは、図１１に示す
磁気ヘッドの磁気コア基板３，４及び５，６の厚みを同
一とした例である。図１５に示す磁気ヘッドは、図１２
に示す磁気ヘッドの磁気コア基板３，４及び５，６の厚
みを同一とした例である。図１６に示す磁気ヘッドは、
図１３に示す磁気ヘッドの磁気コア基板３，４及び５，
６の厚みを同一とした例である。

【００３３】

【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、閉磁路を構成する磁気コア
半体が磁性材料と非磁性材料よりなる磁気コア基板と金
属磁性膜から構成されており、その磁気コア半体の突合
わせ面が金属磁性膜と非磁性材料からなるので、ヘッド
のインダクタンスのｆ特性及びＱ値を大幅に向上させる
ことができる。したがって、ヘッド出力が向上し、より
高い抗磁力を有する磁気記録媒体に対しても良好に記録
再生することができる。

【００３４】また、磁気コア半体の突合わせ面が金属磁
性膜と非磁性材料からなるので、上記非磁性材料に金属
磁性膜の摩耗特性に合わせたものを使用すれば、当該突
合わせ面（磁気ギャップ形成面）の磁性，非磁性間の摩
耗による段差が抑制され、ギャップ不良を無くすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す斜視
図である。

【図２】本発明を適用した磁気ヘッドの一方の磁気コア
半体を示す斜視図である。

【図３】本発明を適用した磁気ヘッドを作製する工程を
順次示すもので、磁性基板と非磁性基板の接合工程を示
す斜視図である。

【図４】磁性基板と非磁性基板を接合した状態を示す斜
視図である。

【図５】本発明を適用した磁気ヘッドを作製する工程を
順次示すもので、金属磁性膜形成工程を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明を適用した磁気ヘッドを作製する工程を
順次示すもので、磁気コアブロック作製工程を示す斜視
図である。

【図７】本発明を適用した磁気ヘッドを作製する工程を
順次示すもので、磁気コア半体ブロック作製工程を示す
斜視図である。

【図８】本発明を適用した磁気ヘッドを作製する工程を
順次示すもので、ブロックの接合工程を示す斜視図であ
る。

【図９】本発明を適用した磁気ヘッドのインダクタンス
の周波数依存性を示す特性図である。

【図１０】本発明を適用した磁気ヘッドのＱ値の周波数
依存性を示す特性図である。

【図１１】本発明を適用した磁気ヘッドの他の例を示す
斜視図である。

【図１２】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す斜視図である。

【図１３】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す斜視図である。

【図１４】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す斜視図である。

【図１５】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す斜視図である。

【図１６】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，２・・・金属磁性膜 １ａ，１ｂ、２ａ，２ｂ・・・磁性金属層 ３，４，５，６・・・磁気コア基板 ３ａ，４ａ，５ａ，６ａ・・・磁性基板 ３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂ・・・非磁性基板 ７，８・・・磁気コア半体 ９・・・巻線溝 ７ａ，８ａ・・・突合わせ面（磁気ギャップ形成面）

フロントページの続き (72)発明者 渡利 浩 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者 印牧 洋一 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者 内海 ゆかり 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の磁気コア半体が磁性材
   料と非磁性材料よりなる磁気コア基板と金属磁性膜から
   なる磁気コア半体対を突合わせ、閉磁路を構成してなる
   磁気ヘッドにおいて、 上記磁気コア半体の突合わせ面が金属磁性膜と非磁性材
   料から構成されていることを特徴とする磁気ヘッド。