JPH05234020A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録・再生特性にすぐれた複合型磁気ヘッド
を構成する。 【構成】 対のコア半体１，２が突き合わされて形成さ
れる磁気ギャップｇの少なくとも一方が強磁性金属膜４
によって構成され、そのギャップ面との対向面の強磁性
金属膜の成膜面４ａがギャップ面と角度αをもって傾斜
した磁気ヘッドにおいて、強磁性金属膜４の組成を特定
し、かつ０＜α≦３０°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、ビデオテープレコー
ダ、磁気ディスク装置等に使用される磁気ヘッドに関す
る。

【０００２】

【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、画質等を向上させる
ために記録信号の高密度化が進められており、これに対
応して磁性粉に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等
の手法により直接ベースフィルム上に被着した所謂蒸着
テープ等の高抗磁力媒体の開発が進められている。

【０００３】ところで、磁気記録媒体の高抗磁力化が進
むにつれ、記録再生に使用する磁気ヘッドのヘッド材料
に高飽和磁束密度化が要求される。例えば、従来ヘッド
材料として多用されている酸化物磁性材の磁性フェライ
ト材では、飽和磁束密度が低く、媒体の高抗磁力化に充
分対処することはむずかしい。

【０００４】このような状況から、磁気ヘッドを構成す
る磁気コアをフェライトやセラミックス等と、高飽和磁
束密度を有する強磁性金属膜との複合構造とし、強磁性
金属膜同士を突き合わせ磁気ギャップを構成するように
した複合型磁気ヘッドが開発されている。

【０００５】この種の複合型磁気ヘッドでは、再生特性
は磁気ギャップを構成する高飽和磁束密度の磁性材料の
軟磁気特性に大きく依存し、軟磁気特性に優れた強磁性
金属膜を使用する必要がある。この種の複合型磁気ヘッ
ドに使用される強磁性金属膜としては、例えばＦｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ合金所謂センダスト合金や、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ
等の非晶質軟磁性膜が知られている。

【０００６】この種の複合型磁気ヘッドの構造として
は、例えば図５にその拡大斜視図を示すように対のコア
半体１及び２が突き合わされて、その突き合わせ前方端
面間に磁気ギャップｇが形成される。

【０００７】これらコア半体１及び２は、磁性フェライ
ト、非磁性セラミックス等より成るコア部３と、少なく
とも磁気ギャップｇを形成する磁気ギャップ形成面を形
成する高飽和磁束密度を有する強磁性金属膜４とより成
る。

【０００８】この場合、コア部３が磁性体によって構成
される場合は、一方の磁気コア１または２についての
み、磁気ギャップｇを形成する磁気ギャップ形成面に強
磁性金属膜４を形成し得るものである。

【０００９】５は、コア部３に設けられた磁気ギャップ
ｇのトラック幅規制溝６等に充填されたガラス材等の充
填非磁性材を示す。

【００１０】ところが、この種の磁気ヘッドは、図６に
その正面図を更に拡大して示すように、両コア部３のト
ラック幅規制溝６の斜面に形成された強磁性金属膜に亀
裂７が生じ易く、軟磁気特性が劣化し、磁気ヘッドの記
録再生特性を劣化させる。

【００１１】さらに、このような構造の磁気ヘッドにお
いて、コア部３と強磁性金属膜４との境界面が疑似ギャ
ップＧとして作用し再生信号の周波数特性のうねりを生
じることを回避すべく、この疑似ギャップＧ即ちコア部
３と強磁性金属膜４との境界面を、磁気ギャップｇ面に
対して傾けて疑似ギャップＧについてはそのアジマス損
失が大となるようにすることによってこの疑似ギャップ
Ｇの記録再生特性への影響を低減化したヘッドが提案さ
れている。

【００１２】ところが、このヘッド構造においては上述
した亀裂の問題が、より顕著となって磁気ギャップに対
して傾けて成膜された強磁性金属膜の軟磁気特性が磁気
ヘッドの記録再生特性上問題となる。

【００１３】そこで、この種の複合型磁気ヘッドのコア
材に用いる強磁性金属膜においては、高い飽和磁束密度
と共に優れた軟磁気特性が要求される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来上述の複合型磁気
ヘッドの強磁性金属膜としては、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金
（センダスト）やＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ非晶質合金等が使用
されてきた。しかし、センダスト合金は結晶質であり、
磁気ギャップ面と平行でない斜面に成膜した場合には膜
の亀裂が生じ易く、この亀裂が磁気特性を劣化させる等
の問題を生じる。

【００１５】これに対して、非晶質膜は膜の亀裂等の問
題は生じにくいが、ヘッドの加工時の加熱工程で例えば
コア半体の相互のガラス接合等の加熱過程で軟磁気特性
が劣化するため高温の加熱工程を行えず、その加工工程
での低温化をはかるときは充分な信頼性を得ることが難
しいという問題が生じる。

【００１６】そこで、本発明は、かかる従来の事情に鑑
みて提案されたものであって、信頼性が高く、優れた記
録再生特性を有する磁気ヘッドを提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の目
的を達成せんものと鋭意研究を重ねた結果、Ｃｏを基本
としてＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｙ等を含む選移金属と
窒素ゾクとからなる合金薄膜に於いて非常に微細な結晶
粒からなる微結晶質が得られ、この強磁性金属膜を複合
型の磁気ヘッドに用いることによって、磁気ギャップ面
から傾斜した部分の強磁性金属膜の亀裂等の軟磁気特性
の低下を防止し、かつ高温の加工工程に対応でき、記録
再生特性に優れた磁気ヘッドが得られることを見出し、
本発明を提供するに至った。

【００１８】即ち、本発明は、例えば図１にその拡大斜
視図を示し、図２に更に拡大した正面を示すように、対
のコア半体１及び２が突き合わされて磁気ギャップｇを
形成し、その磁気ギャップ形成面の少なくとも一方が強
磁性金属膜４より成る磁気ヘッドにおいて、

【化１】Ｃｏ_x Ｍ_y Ｌ_z Ｎ_w なる一般式で表わされ、その組成範囲が、 ６０≦ｘ≦９５ ０≦ｙ≦２０ ２≦ｚ≦２０ ２≦ｗ≦２０ を有する。

【００１９】そして上記（化１）の一般式中、ＭはＦ
ｅ，Ｎｉより選ばれた少なくとも１種であり、ＬはＮ
ｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｓｉの少なくとも１種を表わし、ｘ，ｙ，ｚはそれ
ぞれ各元素の原子％を示す。

【００２０】強磁性金属膜４の、磁気ギャップ形成面と
対向する強磁性金属膜４の成膜面４ａの、磁気ギャップ
面に対しての角度αを

【００２１】

【数１】０＜α≦３０° とする。

【００２２】

【作用】本発明は強磁性金属膜と、磁性体もしくは非磁
性体からなる複合型磁気ヘッドにおいて、磁気ギャップ
形成面と平行でない斜面部を少なくとも一部にもつ強磁
性金属膜４を有して成る構造の磁気ヘッドにおいて、そ
の磁気ギャップ形成面と平行でない強磁性金属膜の少な
くとも一部にＣｏを基本としてＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｙ等を含む遷移金属元素と窒素からなる強磁性金属
膜を使用することによって記録再生特性に優れた磁気ヘ
ッドを得ることができるものである。

【００２３】そして、強磁性金属膜４の磁気ギャップ面
との対向面４ａと磁気ギャップ面とのなす角度αを上記
（数１）の範囲に特定することによって磁気ギャップ面
を構成する強磁性金属膜４の特性の低下を最小限に抑え
ることによって優れた記録再生特性を有する磁気ヘッド
とすることができるものである。

【００２４】

【実施例】本発明による磁気ヘッドの実施例を図１及び
図２を参照して説明する。前述したと同様に対のコア半
体１及び２が突き合わされて、その突き合わせ前方端面
間に磁気ギャップｇが形成される。

【００２５】これらコア半体１及び２は、それぞれ磁性
フェライト、非磁性セラミックス等より成るコア部３
と、少なくとも磁気ギャップｇを形成する磁気ギャップ
形成面を形成する高飽和磁束密度を有する強磁性金属膜
４とより成る。

【００２６】この場合、コア部３が磁性体によって構成
される場合は、一方のコア半体１または２にのみ、その
磁気ギャップｇを形成する磁気ギャップ形成面に強磁性
金属膜４を形成し得るものである。

【００２７】５は、コア部３に設けられた磁気ギャップ
ｇのトラック幅規制溝６等に充填された充填ガラス等の
充填非磁性材を示す。また、７は少なくとも一方のコア
半体１または２に設けられたヘッド巻線を巻装するため
の巻線溝で、同時に磁気ギャップｇのギャップデプスを
規制する。

【００２８】本発明は、上述の強磁性金属膜４として、
特にＣｏ_x Ｍ_y Ｌ_z Ｎ_w によって構成する。そしてこの
組成式中Ｃｏはコバルト、ＭはＦｅ，Ｎｉより選ばれた
少なくとも１種を表わし、ＬはＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉの少なくと
も１種を表わし、Ｎは窒素を表わし、ｘ，ｙ，ｚはそれ
ぞれ各元素の割合を原子％で示すものである。

【００２９】そして、その組成範囲を ６０≦ｘ≦９５ ０≦ｙ≦２０ ２≦ｚ≦２０ ２≦ｗ≦２０ とする。

【００３０】そして、その強磁性金属膜４の、磁気ギャ
ップ面との対向部におけるその成膜面４ａを、磁気ギャ
ップ面とのなす角度αを、 ０≦α≦３０ とする。

【００３１】強磁性金属膜４は、Ｃｏを基本とし強磁性
合金であるＦｅ，Ｎｉの少なくとも１種と、Ｎｂ，Ｚ
ｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓ
ｉの少なくとも１種と窒素Ｎによって構成される薄膜で
微細な結晶粒からなる微結晶質で、優れた耐熱性と軟磁
気特性が得られる。

【００３２】ここで、軟磁気特性と高い飽和磁束密度を
得るためにはＣｏは原子量％で６０％以上９５％以下で
あることが望ましい。

【００３３】また、Ｆｅの添加は飽和磁束密度を増加さ
せ、Ｎｉの添加は対蝕性の改善に有効であるが、Ｆｅ，
Ｎｉともに添加量が増加すると磁歪が増加する傾向があ
り、磁気ヘッドに使用するためには２０原子％以下であ
ることが有効である。

【００３４】Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉの少なくとも１種類と窒素は微
結晶質を得るために必須であり、軟磁気特性を安定に得
るためにはそれぞれ２原子％以上が必要であるが、飽和
磁束密度の低下を防ぐためにそれぞれ２０原子％以下で
あることが望ましい。

【００３５】この強磁性金属膜４は、スパッタリング等
の所謂気相メッキ技術によって製造される。

【００３６】このスパッタリングは、所望の組成比とな
るように調整された合金ターゲットを用いて行っても良
いし、各原子のターゲットを個別に用意し、その面積や
印加出力等を調整して組成をコントロールするようにし
て行なっても良い。特に前者の方法を採用した場合、膜
組成はターゲット組成によってほぼ一意に決まるので、
例えば大量生産するうえで好適である。

【００３７】窒素を添加する方法としては、雰囲気中に
窒素またはアンモニアガスを導入してスパッタを行なう
方法等がある。

【００３８】また、強磁性金属膜４は、単層膜であって
もよく、パーマロイ等の磁性金属膜を、Ａｇ，Ｃｕ等の
非磁性金属、さらにはＳｉ₃ Ｎ₄ ，ＳｉＯ₂ 等の非磁性
材料等を介在させた積層構造とした多層膜としてもよ
い。

【００３９】尚、本発明による磁気ヘッドも通常の複合
型磁気ヘッドにおけると同様に、コア半体１及び２をそ
れぞれ複数個構成するコアブロックとして形成し、両コ
アブロックの磁気ギャップｇを形成面を研磨し、これら
を突き合わせて接合合体し、その後各磁気ヘッド毎に切
断して得る。

【００４０】これら対のコアブロックには互いの突き合
わせ面にトラック幅規制溝６を形成して後互いの突き合
わせ対向面に強磁性金属膜４をスパッタリングし、両コ
アブロックの互いの対向面に巻線溝７を形成し、磁気ギ
ャップ形成面を研磨し、両コアブロックを例えば、巻線
溝７を通じて充填非磁性材５即ち充填ガラスを溶融充填
し、磁気ギャップｇ内にも毛管理象等によって充填して
合体する。

【００４１】その後、この合体ブロックから各磁気ヘッ
ドチップを切り出す。そしてこのチップに図示しないが
ヘッド巻線を巻装する。

【００４２】実施例１ 上述した方法によって磁気ヘッドを作製した。この場合
その強磁性金属膜４の成膜は、合金ターゲット（直径１
００ｍｍ）を用いたＲＦ（高周波）マグネトロンスパッ
タにより行った、窒素の添加はスパッタ中にＡｒとＮ₂
ガスの混合ガスを導入しながら成膜して行った。成膜時
の条件は下記の条件で行った。

【００４３】スパッタ条件 ターゲット Ｃｏ₈₂Ｆｅ₃ Ｎｉ₅ Ｚｒ₅ Ｙ₅ （添字の
数値は原子％） 到達真空度 ２×１０^-4Ｐａ Ａｒガス圧 ０．１Ｐａ 窒素分圧 ０．０５Ｐａ 投入電力 ３００Ｗ

【００４４】このようにして得た強磁性金属膜４は、厚
さ５μｍで、膜組成は原子量％でＣｏ₈₁Ｆｅ₃ Ｎｉ₅ Ｚ
ｒ_2.5 Ｙ_2.5 Ｎ₆ であった。

【００４５】比較例１ 実施例１のＣｏＦｅＮｉＺｒＹによる強磁性金属膜４に
かえて、センダスト合金膜、特にセンダスト合金薄膜と
して最も軟磁気特性が優れている８５（重量％）Ｆｅ−
６（重量％）Ａｌ−９（重量％）Ｓｉの組成とした。

【００４６】実施例１と比較例１とによる各磁気ヘッド
における強磁性金属膜４の、充填非磁性材５、即ち充填
ガラスに対しての接触状態と、この充填ガラスとの反応
状態を観察した結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１から分かるように、本発明の磁気ヘッ
ドでは強磁性金属膜４に亀裂がなく、充填ガラスとの反
応もほとんどなく、したがって信頼性が高く特性の優れ
た磁気ヘッドを得ることが出来る。

【００４９】次に、本発明による磁気ヘッドにおいて、
強磁性金属膜４の、成膜面の傾きについて考察した。主
たるスパッタ方向に対する成膜面の傾きαを、０〜４０
°として、強磁性金属膜４を成膜して磁気特性を測定し
た。

【００５０】成膜条件は以下に示す条件で膜厚は１０μ
ｍとした。熱処理は真空中で５５０℃で１時間保持した
後炉冷した。 ターゲット Ｃｏ₈₃Ｆｅ₅ Ｚｒ₇ Ｙ₅ 到達真空度 ２×１０^-4Ｐａ Ａｒガス圧 ０．１Ｐａ 窒素分圧 ０．０５Ｐａ 投入電力 ３００Ｗ 磁気特性の測定は、８の字コイル型高周波透磁率計によ
って行い、成膜面の傾斜方向と垂直な方向に測定した。
また、測定周波数は５ＭＨｚとした。成膜面の傾斜角度
αと比透磁率の関係を図４に示す。図４から、傾斜角度
３０度以下であれば傾斜角度０、つまり平行の場合と同
程度の透磁率が得られるが、傾斜角度αが３０度を越え
る場合透磁率の減少が観測され軟磁性が平行な基板の膜
と比較して劣っていることがわかり、成膜面の角度αは
３０度以下とすることが強磁性金属膜の軟磁気特性上有
効であることがわかる。したがって、ギャップ形成面を
スパッタ方向に垂直とするとき、図１及び図２で示すよ
うに、この強磁性金属膜４の作動磁気ギャップを形成す
る部分での成膜面、即ち磁気ギャップ面との対向面４ａ
に所要の傾きを与えるに、その角度αは、０＜α≦３０
°とする。

【００５１】図１及び図２で示した例では、強磁性金属
膜４の磁気ギャップｇの形成部での成膜面４ａが一方に
傾斜させた構造を採った場合であるが、図３にその拡大
正面図を示すようにそれぞれ「く」の字に屈曲した２つ
の面によって形成することもできるなど種々の構成を採
ることができ、いずれにおいてもその成膜面４ａは、傾
斜角度αが３０度以下とすることによって記録再生特性
の優れた磁気ヘッドを得ることができた。

【００５２】

【発明の効果】上述したところから明らかなように、本
発明によれば強磁性金属膜４と、磁気ギャップ面と平行
でない成膜面４ａとを持つ構造の磁気ヘッドにおいて、
磁気ギャップ面と平行でない強磁性金属膜４の少なくと
も一部にＣｏを基本としてＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｙ
等を含む遷移金属元素と窒素からなる強磁性金属膜を使
用することによって記録再生特性に優れた磁気ヘッドを
提供することができる。さらに、磁気ギャップを構成す
る強磁性金属膜４が磁気ギャップにおいてギャップ面と
平行でなく成膜された磁気ヘッドにおいて、その強磁性
金属膜の傾斜角度αを磁気ギャップ面に対して０＜α≦
３０°とすることによって優れた記録再生特性を有する
磁気ヘッドを提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ヘッドの一例の略線的拡大斜
視図である。

【図２】本発明による磁気ヘッドの一例の更に拡大した
正面図である。

【図３】本発明による磁気ヘッドの他の例の拡大正面図
である。

【図４】比透磁率−成膜角度の測定結果を示す図であ
る。

【図５】従来の磁気ヘッドの斜視図である。

【図６】従来の磁気ヘッドの正面図である。

【符号の説明】

１ コア半体 ２ コア半体 ３ コア部 ４ 強磁性金属膜 ４ａ 成膜面 ｇ 磁気ギャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対のコア半体が突き合わされて磁気ギャ
   ップを形成し、その磁気ギャップ形成面の少なくとも一
   方が強磁性金属膜より成る磁気ヘッドにおいて、 Ｃｏ_x Ｍ_y Ｌ_z Ｎ_w なる一般式で表わされ、その組成範
   囲が、 ６０≦ｘ≦９５ ０≦ｙ≦２０ ２≦ｚ≦２０ ２≦ｗ≦２０ を有し、上記一般式中、上記ＭはＦｅ，Ｎｉより選ばれ
   た少なくとも１種であり、上記ＬはＮｂ，Ｚｒ，Ｔａ，
   Ｈｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉの少なく
   とも１種を表わし、ｘ，ｙ，ｚは、それぞれ各元素の原
   子％を示し、 上記強磁性金属膜の上記磁気ギャップ面との対向する成
   膜面が磁気ギャップ面に対しての角度αが ０＜α≦３０° として成ることを特徴とする磁気ヘッド。