JPH05128431A

JPH05128431A - 磁気ヘツド

Info

Publication number: JPH05128431A
Application number: JP28639591A
Authority: JP
Inventors: Akira Urai; 彰浦井; Heikichi Sato; 平吉佐藤; Akira Murakami; 明村上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】メタル・イン・ギャップ型構成の磁気ヘッド
における金属磁性薄膜の歪みや剥離を低減化して、生産
性及び歩留りの向上をはかる。【構成】少なくとも一方の磁気コア半体１１及び１２
が酸化物磁性材料部１及び２と金属磁性薄膜部３により
構成される一対の磁気コア半体１１及び１２が衝き合わ
され、この金属磁性薄膜部３の衝き合わせ面に磁気ギャ
ップｇが形成されて成る磁気ヘッド２０であって、金属
磁性薄膜部３は金属磁性薄膜と絶縁層とが積層されて成
り、この絶縁層を、Ｆｅと元素Ｍの少なくとも１種とを
含む酸化物により構成し、この元素ＭをＡｌ、Ｇａ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド特に例えば
いわゆるメタルテープ等の高保磁力磁気記録媒体に対す
る記録再生に好適な、磁気ギャップを挟んで高透磁率の
金属薄膜を介して磁気コアを相対向させるいわゆるメタ
ル・イン・ギャップ型の磁気ヘッドに係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年ＶＴＲ（ビデオテープレコーダー）
等の磁気記録再生装置において、高画質化等を目的とし
て情報信号の短波長記録化が進められており、これに伴
い磁性粉として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保磁力の磁気記録媒体が使用さ
れつつあり、この高保磁力の磁気記録媒体に用いて好適
な磁気ヘッドとして、磁性コアの磁気ギャップを構成す
る部分が金属磁性膜より成る磁気ヘッドが提案されてい
る。

【０００３】即ち高飽和磁束密度の金属磁性膜により磁
気ギャップｇ近傍が構成される磁気ヘッドでは、磁気ギ
ャップｇから発生する磁界強度が大となるため、メタル
テープ等の高保磁力磁気記録媒体に対して良好に記録を
行うことができる。

【０００４】また一部の磁気ヘッドにおいては、高周波
領域の渦電流損を改善するために、金属磁性薄膜と絶縁
層とを積層した金属磁性薄膜部によってギャップ付近の
金属膜を構成する磁気ヘッドが提案されており、その絶
縁層の材料としてはＳｉＯ₂が用いられている。

【０００５】しかしながら、ＳｉＯ₂は金属膜との密着
性に劣り、またＳｉＯ₂と金属膜との熱膨張率の差が大
きいため、ガラス融着等の加熱時の歪みが大となり、金
属磁性薄膜の剥離が生じ易いという問題があった。この
ため、不良品が発生し易く、生産性の低下、歩留りの低
下を招来していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属磁性薄
膜との密着性が良好で且つ熱膨張率の差が小なる絶縁層
を用いて、これと金属薄膜とを積層した金属磁性薄膜部
を構成し、メタル・イン・ギャップ型構成の磁気ヘッド
における金属磁性薄膜の歪みや剥離を低減化して、生産
性及び歩留りの向上をはかる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明磁気ヘッドの一例
の略線的拡大斜視図を図１に示し、その要部の略線的拡
大断面図を図２に示す。本発明は図１に示すように、少
なくとも一方の磁気コア半体１１及び１２が酸化物磁性
材料部１及び２と金属磁性薄膜部３により構成される一
対の磁気コア半体１１及び１２が衝き合わされ、この金
属磁性薄膜部３の衝き合わせ面に磁気ギャップｇが形成
されて成る磁気ヘッド２０であって、図２に示すよう
に、金属磁性薄膜部３は金属磁性薄膜３１と絶縁層３２
とが積層されて成り、この絶縁層３２を、Ｆｅと、元素
Ｍの少なくとも１種とを含む酸化物より構成し、この元
素Ｍを、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａに選定す
る。

【０００８】また本発明の他の一においては、上述の磁
気ヘッド２０において、図２に示すように、金属磁性薄
膜３１の厚さｔ_mと、絶縁層３２の厚さｔ_iとを、１μ
ｍ≦ｔ_m≦５μｍ、５００Å≦ｔ_i≦３０００Åに選定
して構成する。

【０００９】

【作用】上述したように、本発明磁気ヘッドにおいて
は、その金属磁性薄膜部の絶縁層の材料を特定すること
によって、密着性に優れ、且つ磁気特性の損失の少ない
金属磁性薄膜部を得ることができた。この材料として
は、本発明者等の鋭意考察研究の結果、Ｆｅと、Ａｌ、
Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａの各元素のうち少なくと
も１種の元素とを含む酸化物を用いる場合に充分な密着
性が得られることがわかった。以下、本発明磁気ヘッド
における金属磁性薄膜部の密着性及び磁気特性を測定し
た結果を、比較として従来の構成による金属磁性薄膜部
の測定結果と共に示す。

【００１０】先ず本発明磁気ヘッドにおける金属磁性薄
膜部の一例として、表面を鏡面に加工した結晶化ガラス
より成る基板上に、それぞれ金属磁性薄膜としてセンダ
ストを５μｍ、絶縁層としてＦｅ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃を
１５００Åの厚さとして、スパッタリング法によりそれ
ぞれ交互に２層ずつ被着した。これを試料１とする。

【００１１】また、比較のために、試料１と同様の基板
上に、スパッタリング法によりセンダストを１０μｍ被
着した。これを試料２とする。

【００１２】更に、試料１と同様の基板上に、センダス
ト５μｍとＳｉＯ₂１５００Åとをそれぞれ交互に２層
ずつスパッタリング法により被着した。これを試料３と
する。

【００１３】図３にこれら各試料１〜３の透磁率のｆ特
性即ち周波数に対する変化を示す。図３において実線ａ
は試料１における特性、一点鎖線ｂは試料２における特
性、破線ｃは試料３における特性をそれぞれ示す。図３
からわかるように、上述の試料１においては、試料２に
比して高周波における透磁率の低下が抑制されていると
共に、試料３に近いｆ特性を示し、従ってＳｉＯ₂を介
して積層する従来の磁気ヘッドとほぼ同等の渦電流損の
抑制効果を得ていることがわかる。

【００１４】次に、上述の試料１及び３において、スク
ラッチ試験法によってセンダスト上の各絶縁層の付着力
を測定した。この結果、図４においてＣで示す試料３に
比して、Ａで示す試料１においては、絶縁層即ちＦｅ₂
Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃のセンダストに対する付着力が格段に
大となっていることがわかる。

【００１５】これらの結果からわかるように、金属磁性
薄膜部の絶縁層としてＦｅとＡｌとの酸化物を用いるこ
とによって、磁気特性の大幅な劣化を招くことなく、付
着力即ち密着力の改善をはかることができる。また、こ
のような特性は、Ａｌの他、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、
Ｔａの各元素を用いたＦｅとの酸化物、更にこれらを数
種含むＦｅとの酸化物においても同様の結果を得ること
ができた。

【００１６】これは、ＦｅとＡｌ等との酸化物の熱膨張
率が、ＳｉＯ₂に比して金属磁性薄膜に近いことに因る
ものと思われる。

【００１７】また、本発明の他の一による磁気ヘッドに
おいては、図２に示すように、金属磁性薄膜３１の厚さ
ｔ_mと、絶縁層３２の厚さｔ_iとを、１μｍ≦ｔ_m≦５
μｍ、５００Å≦ｔ_i≦３０００Åに選定して構成する
ことによって、より確実に渦電流損を改善することがで
きた。以下これについて説明する。

【００１８】先ず、厚さ５μｍのセンダストよりなる２
層の磁性層を、Ｆｅ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃よりなる絶縁層
を介して積層構成し、中間の絶縁層の厚さを変化させて
周波数ｆ＝５ＭＨｚでの実効透磁率μ_eを測定した。こ
の結果を図５に示す。図５からわかるように、中間層即
ち絶縁層の厚さが５００Å以下では、絶縁層としての効
果が少なく、５００Å以上で良好な結果を得ることがわ
かる。

【００１９】また、この中間層としての絶縁層の厚さを
３０００Å以上とすると、全体としての金属磁性薄膜部
の厚さが大となってしまうため、磁気ヘッドのトラック
幅が大となってしまう。従って、これらから絶縁層の厚
さとしては５００Å以上３０００Å以下とすることによ
り、確実に渦電流損を改善することができる。

【００２０】また磁性体の渦電流損による実効透磁率μ
_eの劣化は、表皮の深さ（ｓｋｉｎｄｅｐｔｈ）δが膜
厚と同等以上になると発生する。この表皮の深さδは、
下記数１によって表され、通常のＶＴＲ用の磁気ヘッド
などで必要となる周波数帯、即ち数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ
の範囲では、約数μｍとなる。従って、上述の金属磁性
薄膜の厚さを１〜５μｍと選定することによって、実効
透磁率μ_eの劣化を抑制することができることとなる。

【数１】（但しρは比抵抗、ｆは周波数、μ_iは初透磁率を示
す。）

【００２１】これにより高周波特性に優れたメタル・イ
ン・ギャップ型磁気ヘッドを、金属膜の剥離を生ずるこ
となく、また磁気特性を損なうことなく構成することが
できて、生産性及び歩留りの向上をはかることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下本発明磁気ヘッドの各例を図１、図２及
び図６を参照して詳細に説明する。この例においては、
図１に示すように、メタル・イン・ギャップ型構成の特
に磁気ギャップを構成する金属磁性薄膜部３の膜面が、
磁気ギャップのトラック幅方向に対し非平行をなす、い
わゆるＴＳＳ（Tilted Sendust Sputter）型の磁気ヘッ
ドについて示す。

【００２３】この場合、一対の磁気コア半体１１及び１
２を高透磁率のＭｎ−Ｚｎフェライト等の強磁性の酸化
物磁性材料部１及び２により形成すると共に、これら磁
気コア半体１１及び１２の衝き合わせ面を斜めに切り欠
き、この斜面上に金属磁性薄膜部３を被着形成し、これ
ら金属磁性薄膜部３の衝き合わせ面を当接させることに
より両者間に磁気ギャップｇが形成される。そしてこの
磁気ギャップｇの例えば両端にそれぞれトラック幅規制
溝４が切り込まれ、これら溝４内に磁気記録媒体との対
接面７を確保し、金属磁性薄膜部３の磨耗を防止するた
め等のガラス融着材５を充填して磁気ヘッド２０が構成
される。

【００２４】そして特にこの磁気ヘッド２０において
は、金属磁性薄膜部３が、図２に示すように、センダス
ト、ＦｅＮｉ、ＦｅＧａＳｉＲｕ合金等の例えばセンダ
ストより成る金属磁性薄膜３１と絶縁層３２とが積層さ
れて構成され、この絶縁層３２を、Ｆｅと、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａの少なくとも１種とを含む
酸化物により構成する。

【００２５】この金属磁性薄膜部３は、例えば鏡面に加
工した酸化物磁性材料部より成る基板に、スパッタリン
グ又は蒸着等によって、厚さｔ_mを例えば３μｍとして
センダスト等の金属磁性薄膜３１を被着した後、スパッ
タリング等により厚さｔ_iを例えば１０００Åとして、
例えばＦｅ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃より成る絶縁層３２を被
着する。

【００２６】この絶縁層３２の被着方法は、例えばＦｅ
Ａｌの金属ターゲットに対して、ＡｒとＯ₂ との混合ガ
スを、例えばＡｒに対するＯ₂の流量比を１０〜８０％
とし、これを用いてＲＦ（高周波）またはＤＣ（直流）
のリアクティブスパッタにより形成することができる。
この場合ＲＦスパッタによってガス圧力を０．５Ｐａ、
Ｏ₂ 流量比を３０％として作成した。

【００２７】また或いは、Ｆｅ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃より
成る酸化物ターゲットを用いて、これに対し、ＡｒとＯ
₂ との混合ガスを、Ｏ₂ の流量比を０〜３０％として、
ＲＦスパッタ等により被着することもできる。

【００２８】このように、金属磁性薄膜３１の厚さｔ_m
と、絶縁層３２の厚さｔ_iとを、１μｍ≦ｔ_m≦５μｍ
の例えば３μｍ、５００Å≦ｔ_i≦３０００Åの例えば
１０００Åとして構成し、これらを交互に積層して全厚
さｔが１５μｍの積層膜より成る金属磁性薄膜部３を形
成した。

【００２９】このような構成とすることによって、金属
磁性薄膜部３において絶縁層３２と金属磁性薄膜３１と
の密着性が改善され、従って、この絶縁層３２の剥がれ
による不良品の発生を低減することができ、生産性及び
歩留りの向上をはかることができた。

【００３０】また、この例においては、絶縁層をＦｅ₂
Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃により構成したものであり、特にその
モル比を適切に選定することによって、良好な密着性を
示す絶縁層３２を得ることができた。即ちＦｅ₂Ｏ₃の
モル比をｘとし、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｇａ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂ 等
の他の金属による酸化物、またはＡｌ₂Ｏ₃・Ｇａ₂Ｏ
₃等のこれら酸化物の混合物のモル比をｙとすると、ｘ＋ｙ＝１００２５≦ｘ≦７５２５≦ｙ≦７５とする場合に、この絶縁層は金属磁性薄膜に対し良好な
密着性を示す。このようなモル比を変化させたときの付
着力の変化を図６に示す。

【００３１】この場合、センダスト膜上に１０００Åの
厚さのＦｅ₂Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃をスパッタリング等によ
り被着し、スクラッチ評価によりその付着力を測定し
た。図６において横軸は、酸化物全体に対するＦｅ₂Ｏ
₃のモル比ｘを示す。図６からわかるように、Ｆｅ₂Ｏ
₃が１００ｍｏｌ％、或いはＡｌ₂Ｏ₃が１００ｍｏｌ
％の場合は付着力が充分でなく、それぞれ２５〜７５％
のときに充分高い付着力を示すことがわかる。

【００３２】従って、このように絶縁層３２のＦｅ₂Ｏ
₃と他の金属酸化物との混合比を選定することによっ
て、更に優れた密着性を得ることができることとなる。

【００３３】尚、上述の実施例においては、例えば図７
Ａにその対接面７からの正面図を示すように、磁気ギャ
ップｇに対して金属磁性薄膜部３が非平行に設けられる
いわゆるＴＳＳヘッドに適用した場合を示したが、その
他例えば図７Ｂに示すように、金属磁性薄膜部３が磁気
ギャップ中心部を対称軸として、トラック幅方向及びギ
ャップ長方向に関して両側に、それぞれＸ字状に斜めに
金属磁性薄膜部３が被着されてなるいわゆるＸ型磁気ヘ
ッドや、または図７Ｃに示すように、ギャップ長方向に
金属磁性薄膜３が延長するいわゆるラミネート型磁気ヘ
ッド等、種々のメタル・イン・ギャップ型構成の磁気ヘ
ッドに本発明を適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】上述したように、本発明磁気ヘッドによ
れば、金属磁性薄膜部３による渦電流損の低減効果を損
なうことなく、充分な密着性を得ることができて、不良
品の発生を抑制し、生産性及び歩留りの向上をはかるこ
とができる。

【００３５】また、特に金属磁性薄膜部３の金属磁性薄
膜３１及び絶縁層３２の厚さの範囲を選定することによ
って、実効透磁率の低下を招くことなく、充分な密着性
を得ることができる。

【００３６】更に、絶縁層３２のＦｅ₂Ｏ₃とその他の
金属酸化物との混合比を適切に選定することによって、
より高い密着性を得ることができ、不良品のより低減
化、従って更に生産性及び歩留りの向上をはかることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明磁気ヘッドの一例の略線的拡大斜視図で
ある。

【図２】本発明磁気ヘッドの一例の要部の略線的拡大断
面図である。

【図３】金属磁性波部の周波数特性を示す図である。

【図４】絶縁層の付着力を示す図である。

【図５】絶縁層の厚さに対する実効透磁率の変化を示す
図である。

【図６】絶縁層中のＦｅ₂Ｏ₃のモル比に対する付着力
の変化を示す図である。

【図７】磁気ヘッドの各例の略線的拡大正面図である。

【符号の説明】

１酸化物磁性材料部２酸化物磁性材料部３金属磁性薄膜部４トラック幅規制溝５融着ガラス６巻線溝７対接面１１磁気コア半体１２磁気コア半体２０磁気ヘッド３１金属磁性薄膜３２絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物
磁性材料部と金属磁性薄膜部により構成される一対の磁
気コア半体が衝き合わされ、上記金属磁性薄膜部の衝き
合わせ面に磁気ギャップが形成されて成る磁気ヘッドで
あって、上記金属磁性薄膜部は金属磁性薄膜と絶縁層とが積層さ
れて成り、上記絶縁層が、Ｆｅと、元素Ｍの少なくとも１種とを含
む酸化物より成り、上記元素Ｍが、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｔａと
されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】上記請求項１に記載の磁気ヘッドにおい
て、上記金属磁性薄膜の厚さｔ_mと、上記絶縁層の厚さ
ｔ_iとが、１μｍ≦ｔ_m≦５μｍ５００Å≦ｔ_i≦３０００Å に選定されて成る磁気ヘッド。