JPH0522963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ヘツドに関するものであり、特に
磁気ギヤツプ近傍部が真空蒸着技術によつて形成
された強磁性金属薄膜からなる所謂複合型の磁気
ヘツドに関するものである。 〔背景技術とその問題点〕 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、記録信号の高密度化や
高周波数化等が進められており、この高密度記録
化に対応して磁気記録媒体として磁性粉にFe，
Co，Ni等の強磁性金属の粉末を用いた所謂メタ
ルテープや強磁性金属材料を蒸着によりベースフ
イルム上に被着した所謂蒸着テープ等が使用され
るようになつている。そして、この種の磁気記録
媒体は高い残留磁束密度Brを有するために、記
録再生に用いる磁気ヘツドのヘツド材料にも高い
飽和磁束密度Bsを有することが要求されている。
例えば、従来磁気ヘツド材料として多用されてい
るフエライト材では飽和磁束密度Bsが低く、ま
た、パーマロイでは耐摩耗性に問題がある。 一方、上述の高密度記録化に伴なつて、磁気記
録媒体に記録される記録トラツクのトラツク幅の
狭小化も進められており、これに対応して磁気ヘ
ツドのトラツク幅も極めて狭いものが要求されて
いる。 そこで従来、セラミツクス等の非磁性基板上に
強磁性金属薄膜を被着形成しこれをトラツク部分
とした複合型磁気ヘツドや、コア部がフエライト
からなり磁気ギヤツプ近傍部が強磁性金属薄膜か
らなる複合型磁気ヘツド等、各種複合型磁気ヘツ
ドが提案されており、この種の磁気ヘツドに使用
される強磁性金属薄膜としてFe，Al，Siを主成
分とするセンダスト合金薄膜が注目を集めてい
る。 このセンダスト合金薄膜は、高い飽和磁束密度
Bsを有し、比較的高硬度を有するので、上記メ
タルテープ等のように高い残留磁束密度を有する
磁気記録媒体に対しても適用することが可能であ
る。 ところで、上述の強磁性金属薄膜を例えばスパ
ツタ法により作製する場合には、ある条件下で得
られる強磁性金属薄膜に柱状構造が生起され、磁
気的に優れた薄膜が得られることが知られている
が、特に上述の複合型磁気ヘツドへの適用を見込
んだ強磁性金属薄膜においては、形成される膜の
異方性を極力抑えるという観点から、上記柱状構
造は上記強磁性金属薄膜が被着される基板面に対
して垂直に生起させるほうが有利であると考えら
れている。 しかしながら、このように基板面に対して柱状
構造が垂直となるように強磁性金属薄膜を成長さ
せて得られる磁気ヘツドにおいては、スパツタ条
件のわずかな変動や基板の配置位置等が上記柱状
構造の成長に微妙な影響を与え、得られる強磁性
金属薄膜の透磁率が大きく変動して上記磁気ヘツ
ドの再生出力にバラツキを生ずるという欠点を有
している。例えば、基板面に対して垂直に成長さ
せた強磁性金属薄膜を使用した磁気ヘツドにおい
ては、再生出力に6dB程度のバラツキを生じ、製
造に際しては歩留りが低下して量産性を悪くした
り製造コストを増大する等、好ましいものではな
い。 〔発明の目的〕 そこで本発明は、上述の従来のものの有する欠
点を解消するために提案されたものであつて、安
定かつ優れた磁気特性を有し、しかも量産性に富
んだ磁気ヘツドを提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明者等は、上述の如き目的を達成するため
に長期に亘り鋭意検討の結果、基板面に対して所
定の角度をもつて傾斜して成長される強磁性金属
薄膜が優れた特性を示し、上述の磁気ヘツドに適
用して好適であることを見出し本発明を完成する
に至つたものであつて、基板上に真空薄膜形成技
術により強磁性金属薄膜が形成され、該強磁性金
属薄膜により磁気ギヤツプが形成され、該強磁性
金属薄膜により磁気ギヤツプが形成されてなる磁
気ヘツドにおいて、上記磁気ギヤツプを挟む双方
の強磁性金属薄膜の成長方向が上記基板の法線に
対して5゜〜45゜傾斜していることを特徴とするも
のである。 本発明において重要なことは、磁気ギヤツプを
形成するための強磁性金属薄膜の柱状晶成長方向
がこの薄膜が被着される基板に対して所定の角度
で傾斜していることである。 例えば、第１図は本発明が適用される複合型磁
気ヘツドの一例を示す外観斜視図であり、第２図
はその磁気テープ摺接面を示す平面図である。こ
の磁気ヘツドは、磁気コア半体１，２が例えば
Mn−Znフエライトにより形成され、例えば45゜
の角度をもつて傾斜するこれら磁気コア半体１，
２の突き合わせ面１ａ，２ａにセンダスト合金薄
膜である強磁性金属薄膜３，４が被着形成され
て、これら強磁性金属薄膜３，４の当接面間がト
ラツク幅Twの磁気ギヤツプ５となるように構成
されている。なお、上記磁気ギヤツプ５を近傍部
には、例えば高融点ガラス等の非磁性材６，７が
充填され、上記強磁性金属薄膜３，４の摩耗を防
止するようになされている。 ここで、上記強磁性金属薄膜３，４の柱状晶成
長方向Ａは、上記磁気コア半体１，２の突き合わ
せ面１ａ，２ａの法線方向Ｘに対してθなる角度
で傾斜しているのである。 第３図は、本発明が適用される複合型磁気ヘツ
ドの他の例を示す外観斜視図であり、第４図は、
その磁気テープ摺接面を示す平面図である。この
磁気ヘツドは、強磁性金属薄膜８，９がそれぞれ
非磁性ガード材１０，１１によつて挾み付けら
れ、これら強磁性金属薄膜８，９の突き合わせ面
が、これら金属薄膜８，９の厚さｔをトラツク幅
とする磁気ギヤツプ１２となるように構成されて
いる。 この場合にも、上記強磁性金属薄膜８，９の柱
状晶成長方向Ｂは、これら強磁性金属薄膜８，９
が被着される非磁性ガード材１０，１１の被着面
１０ａ，１１ａの法線方向Ｙに対してθなる角度
で傾斜しているのである。 このように、強磁性金属薄膜を磁気コア半体や
非磁性ガード材等の基板の法線方向に対して所定
の角度θをもつて傾斜して成長させることによ
り、得られる強磁性金属薄膜の磁気特性は安定か
つ優れたものとなり、したがつて磁気ヘツドの品
質や性能も向上するのである。 ところで、上記強磁性金属薄膜の柱状晶成長方
向と基板の法線方向とがなす角度θは、あまり小
さすぎても、逆に大きすぎても効果が得られず、
本発明者等の実験によれば上記θは5゜〜45゜の範
囲内であることが好ましいことが判明した。 すなわち、上記θが5゜未満では、得られる磁気
ヘツドの再生出力のバラツキが大きく、製造に際
して歩留りが低下し高価格なものとなつてしま
う。逆に、θが45゜を越えると、柱状晶間の大き
な空乏と表面の著しい荒れのために強磁性金属薄
膜の磁気特性は著しく低下し、得られる磁気ヘツ
ドは再生出力が小さなものとなつてしまう。これ
に対して、上記θが5゜〜45゜の範囲内にあるとき
には、斜入射のために柱状晶の成長が固定され、
わずかなスパツタ条件の変動や基板の配置位置の
違いにより磁気特性が大きく変わることはなく、
しかも斜め成長のために生ずる柱状晶間や柱状晶
内の粗密がスパツタ時、膜アニール時、ヘツド加
工時に加わるひずみを分散させることにより、得
られる磁気ヘツドの再生出力は大きく、また出力
のバラツキも2dB程度に抑えられるのである。 一方、上記強磁性金属薄膜の材質としては、上
述のFe−Al−Si系合金であるセンダスト合金の
他に、Fe−Al系合金、Fe−Si系合金、パーマロ
イ等でも同様の効果を得ることができる。 また、上記強磁性金属薄膜は、例えばフラツシ
ユ蒸着、ガス中蒸着、イオンプレーテイング、ス
パツタリング、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により作製される
が、その成長方向を制御する方法としては、蒸発
源に対して基板面を傾斜して配置する方法や、蒸
発源の周囲に基板を配置し斜め方向から飛来する
蒸発磁性材料を被着するようにする方法等が挙げ
られる。例えば、第５図は蒸発源に対して種々の
角度で配置される基板面に形成される強磁性金属
薄膜の結晶構造を示す電子顕微鏡写真であつて、
図中上方に位置する基板上に、この基板面の法線
方向に対して0゜傾斜する強磁性金属薄膜（図中右
側）、30゜傾斜する強磁性金属薄膜（図中中央部）、
50゜傾斜する強磁性金属薄膜（図中左側）が観察
される。 本発明が適用可能な磁気ヘツドとしては、上述
の各例ばかりでなく、強磁性金属薄膜で磁気ギヤ
ツプが形成される複合型の磁気ヘツドであれば如
何なるものであつてもよく、例えば第６図に示す
ように強磁性金属薄膜１３，１４の磁気ギヤツプ
１５近傍部のみを非磁性ガード材１６，１７によ
り挾み、それ以外をフエライト材等の強磁性酸化
物板１８，１９で挾んでバツクの磁気抵抗を小さ
くしたものや、第７図に示すように磁気ギヤツプ
２０近傍部のみを磁性材や非磁性ガード材等の基
板２１，２２に斜めに形成される強磁性金属薄膜
２３，２４で形成し、バツクギヤツプ側の磁気コ
ア半体２５，２６をフエライト材等の磁性材料で
形成したもの等が挙げられる。 次に、本発明の具体的な実施例について説明す
るが、本発明がこれら実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。 〔実施例〕 実施例 １ まず、第８図に示すように、たとえばMn−Zn
フエライト等の強磁性酸化物基板３０の長手方向
の一稜部に複数の切溝３１を、回転砥石または電
解エツチング等により複数形成した。すなわち、
上記基板３０の上面３３は磁気ギヤツプ形成面に
対応し、上記切溝３１は基板３０の磁気ギヤツプ
形成位置近傍部に相当する部分に形成される。 つぎに、第９図に示すように、上記切溝３１に
高融点ガラス３２Ａを溶融充填したのち、上面３
３と前面３４とを平面研摩した。 つぎに、第１０図に示すように、ガラス３２Ａ
を充填した上記切溝３１の一部とオーバラツプす
るように上記一稜部に切溝３１と隣り合う複数の
切溝３５を形成した。この時、形成される切溝３
５の内壁面３６には、上記ガラス３２Ａの一部が
露出している。また、この内壁面３６と上記上面
３３との交線３７は、上記前面３４と直角をなし
ている。また、この内壁面３６と上面３３とのな
す角度は、所要角度たとえば45゜となつている。 つぎに、第１１図に示すように、上記基板３０
の切溝３５近傍に、スパツタ法を用いて、高透磁
率合金のたとえばセンダストを被着形成し、強磁
性金属薄膜３８を形成した。この時、上記強磁性
金属薄膜３８が上記内壁面３６上に所定の角度を
有して成長するように、上記基板３０の配置や傾
斜角を変えてスパツタリング装置内に配置するよ
うにした。 つぎに、第１２図に示すように、上記金属薄膜
３８が被着された上記切溝３５に、上記ガラス３
２よりも低融点のガラス３９を溶融充填したの
ち、上面３３と前面３４とを平面研摩し鏡面仕上
げを行なつた。この時、前の工程で被着した上記
金属薄膜３８の一部が上記切溝３５の内壁面３６
に残り、この内壁面３６に強磁性金属薄膜３８Ａ
が被着した状態となる。 また、巻線溝側のコア半体を形成するために、
第１２図に示すように加工の施した強磁性酸化物
基板３０に、巻線溝４１を形成する溝加工を行な
い、第１３図に示す強磁性酸化物基板４０を得
た。この基板４０で、切溝３１には高融点ガラス
３２Ｂが溶融充填され、切溝３５の内壁面には強
磁性金属薄膜３８Ｂが被着形成されている。 つぎに、上記基板３０の磁気ギヤツプ形成面と
なる上面３３と上記基板４０の磁気ギヤツプ形成
面となる上面４２とを膜付けしたギヤツプスペー
サを介して第１４図に示すように突き合わせ、ガ
ラス融着を行なつた。その後、基板３０と基板４
０とを合体させたブロツク４３をａ−ａ線、a′−
a′線の位置でスライシング加工することで、複数
個のヘツドチツプを得ることができた。ここで、
上記ギヤツプスペーサとしては、SiO₂，ZrO₂，
Ta₂O₅，Cr等を用いることができる。 つぎに、上記ヘツドチツプの磁気テープ摺接面
を円筒研摩することで、第１５図に示すような磁
気ヘツドが得られた。 上記強磁性金属薄膜３８Ａ，３８Ｂを被着形成
する際の基板３０，４０の配置を変えて、サンプ
ル１〜サンプル５及び比較サンプル１〜比較サン
プル４を作製した。 得られた各サンプルそれぞれ10個について再生
出力を測定した。なお、この再生出力の測定は、
メタルテープを用い、相対速度3.5ｍ／sec、トラ
ツク幅20μ、信号周波数1MHzで行なつた。結果
を第１表に示す。

【表】 この第１表より、5゜未満では出力のバラツキが
大きく、48゜，50゜等の角度では出力が大幅に低下
してしまうことが分かる。 実施例 ２ ターゲツト５０に対して第１６図ないし第１９
図に示すようにフオトセラムからなる非磁性ガー
ド材１０あるいは１１を配置し、強磁性金属薄膜
（センダスト薄膜）をスパツタにより被着して第
３図及び第４図に示すような磁気ヘツドを作製し
た。 得られた磁気ヘツドにおいて、上記非磁性ガー
ド材１０あるいは１１の法線と強磁性金属薄膜の
成長方向とがなす角度と磁気ヘツドの自己録再出
力の関係を調べた。結果を第２表に示す。なお、
上記出力はメタルテープを使用して相対速度3.5
ｍ／sec、トラツク幅20μ、信号周波数2MHzで行
ない、各10個ずつ行なつた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明においては、磁気ギ
ヤツプを形成する強磁性金属薄膜の柱状晶成長方
向を基板の法線方向に対して所定の角度で斜めに
傾斜させることにより、バラツキが少なく、安定
で、かつ優れたヘツド出力を有する磁気ヘツドが
量産性良く得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される磁気ヘツドの一例
を示す外観斜視図、第２図はその磁気テープ摺接
面の要部平面図、第３図は本発明が適用される磁
気ヘツドの他の例を示す外観斜視図、第４図はそ
の磁気テープ摺接面の要部平面図である。第５図
は種々の角度で配置される基板面に形成される強
磁性金属薄膜の結晶構造を示す電子顕微鏡写真で
ある。第６図は本発明が適用される磁気ヘツドの
さらに他の例を示す外観斜視図であり、第７図は
さらに他の例を示す外観斜視図である。第８図な
いし第１４図は本発明の一実施例を作製するため
の製造工程をその工程順序に従つて示す斜視図で
あり、第１５図は得られる磁気ヘツドの構成を示
す斜視図である。第１６図ないし第１９図は、本
発明の他の実施例の磁気ヘツド作製時の基板とタ
ーゲツトの配置を示す概略側面図である。 ３，４，８，９，１３，１４，２３，２４，３
８Ａ，３８Ｂ…強磁性金属薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板上に真空薄膜形成技術により強磁性金属
   薄膜が形成され、該強磁性金属薄膜により磁気ギ
   ヤツプが形成されてなる磁気ヘツドにおいて、上
   記磁気ギヤツプを挟む双方の強磁性金属薄膜の成
   長方向が上記基板の法線に対して5゜〜45゜傾斜し
   ていることを特徴とする磁気ヘツド。