JPH05325126A - 積層型磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ５０ＭＨｚ以上の周波数帯域におけるＳ／Ｎ
比などの特性を向上させることができる積層型磁気ヘッ
ドを提供する。 【構成】 薄膜積層型ヘッド１０はヘッドコア１１，１
２を備える。一方のヘッドコア１１は、一対の基板１３
および磁性膜１４からなる。各基板１３は、非磁性体部
１３ａを構成する非磁性セラミックス材と、磁性体部１
３ｂを構成する酸化物磁性材と、非磁性体部１３ｃを構
成するガラス材との複合基材からなる。各基板１３の非
磁性体部１３ａと磁性体部１３ｂとにまたがる領域に
は、巻線用穴１６を形成するための溝が形成されてい
る。他方のヘッドコア１２は、ヘッドコア１１と同様
に、複合基材からなる一対の基板１７および磁性膜１４
からなる。各基板１７の磁性体部１７ｂは基板１３の巻
線用穴１６を形成するための溝に対向するように配置さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性薄膜と絶縁膜との
多層膜構造からなる磁性膜が基板に形成されている積層
型磁気ヘッドに関し、特に、高品位用ＶＴＲなどの高密
度記録媒体を用いる記録再生装置に適する積層型磁気ヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、処理される情報量の増加に伴い大
きな記憶容量を有する磁気記録再生装置が出現し、該磁
気記録再生装置には、記憶容量を大きくするために、高
い抗磁力Ｈｃを有する磁性材料からなる高密度記録媒体
が用いられている。

【０００３】高密度記録媒体の実用化に伴い磁気ヘッド
には、ヘッドコア材の高飽和磁束密度化、高周波数帯域
での高透磁率化などの性能向上に対する高い要求がなさ
れている。この要求を満足する磁気ヘッドとして、高飽
和磁束密度を有するFe-Al-Si合金材（通称、セメンダス
ト）からなる合金磁性薄膜を用いている薄膜積層型ヘッ
ドがある。

【０００４】まず、従来の薄膜積層型ヘッドについて図
面を参照しながら説明する。図１５は従来の薄膜積層型
ヘッドを示す斜視図、図１６は図１５の薄膜積層型ヘッ
ドのギャップ近傍部位を拡大して示す平面図である。

【０００５】薄膜積層型ヘッドは、図１５に示すよう
に、一対のヘッドコア１を備える。各ヘッドコア１は、
互いに接合されている非磁性の一対の基板１ａ，１ｂ
と、該基板１ａ，１ｂ間に挟み込まれている磁性膜２と
からなる。

【０００６】一方のヘッドコア１には、巻線用溝４およ
び接合に用いられるガラス材充填用溝５が形成されてい
る。ヘッドコア１の一方と他方とはそれぞれの磁性膜２
が互いに突き合わされるように接合され、一方の磁性膜
２と他方の磁性膜２との間にはギャップ３が形成されて
いる。

【０００７】磁性膜２は、図１６に示すように、磁性薄
膜２ａと絶縁膜２ｂとが交互に積層されている多層膜か
らなる。磁性薄膜２ａは高飽和磁束密度を有する合金材
からなり、絶縁膜２ｂは二酸化けい素（ＳｉＯ₂ ）から
なる。磁性膜２はスパッタリングなどの薄膜形成手段で
基板１ａに形成され、磁性膜２と基板１ｂとはガラス膜
２ｃで接合されている。磁性膜２の厚さ寸法はトラック
幅に等しい。

【０００８】薄膜積層型ヘッドでは、磁性薄膜２ａおよ
び絶縁膜２ｂの多層膜からなるから、高い書込磁界強度
が得られ、また、渦電流損失量は磁性薄膜２ａの一層の
厚さ（４〜５μｍ）分に対する量となり、渦電流損失は
少なくなる。よって、高い書込能力が得られるととも
に、かなりの高周波数帯域まで高い透磁率が得られる、
すなわち高い再生能力が得られる。また、基板１ａ，１
ｂが非磁性体からなるから、摺動ノイズの発生が少なく
なり、低ノイズの特性が得られる。

【０００９】上述の長所を合せ持つことから、薄膜積層
型ヘッドは高密度記録媒体に最も適する磁気ヘッドとし
て期待されている。

【００１０】しかし、磁性膜２の膜厚が磁路断面積を決
定するから、磁性膜２の膜厚で決定される磁路の断面積
は小さく、周波数が所定の数値以上に高くなると、透磁
率の低下による再生能力の低下が発生する。

【００１１】透磁率の低下を防止するために、磁性膜２
を構成する磁性薄膜２ａの厚さ寸法を小さくすることが
考えられるが、現在の状況では、初期層劣化、異方性の
出現などによって、磁性薄膜２ａの厚さ寸法は４〜５μ
ｍに制限されるから、この厚さ寸法が制限されている磁
性膜２ａでは５０ＭＨｚ以上の周波数帯域における透磁
率が１／３以下に低下し、この周波数帯域における再生
能力が大幅に低下する。よって、５０ＭＨｚ以上の周波
数帯域におけるＳ／Ｎ比は摺動ノイズが低いことを考慮
してもフェライト磁気ヘッドのＳ／Ｎ比より小さくな
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の薄膜積層型ヘッドでは、５０ＭＨｚ以上の周波数帯域
におけるＳ／Ｎ比がフェライト磁気ヘッドのＳ／Ｎ比よ
り小さくなり、Ｓ／Ｎ比を向上させることは難しい。

【００１３】本発明は、上述の問題を解決すべく、５０
ＭＨｚ以上の周波数帯域におけるＳ／Ｎ比などの特性を
向上させることができる積層型磁気ヘッドおよびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る積層型磁
気ヘッドは、巻線用穴を形成するための穴がそれぞれ設
けられ、互いに対向する一対の基体であって少なくとも
一方が非磁性体と前記穴の近傍部位を構成する磁性体と
の複合基材からなる一対の基体と、該基体間に挟み込ま
れ、磁性薄膜および絶縁膜が交互に積層されている多層
膜からなる磁性膜であってその膜厚がトラック幅を規定
し、前記基体の穴と共働して前記巻線用穴を形成する穴
が設けられている磁性膜とを備える。

【００１５】請求項２に係る積層型磁気ヘッドは、請求
項１のそれにおける前記基体を、記録媒体との摺動面を
規定するための摺動規定面から前記巻線用穴の近傍まで
の部位を構成する非磁性のセラミックス材と、前記巻線
用穴の近傍部位を構成する酸化物磁性材と、他の部位を
構成するガラス材との複合基材で形成するようにしたも
のである。

【００１６】請求項３に係る積層型磁気ヘッドの製造方
法は、非磁性セラミックス材などの非磁性体上に置かれ
ている磁性体の上方から溶融ガラス材を流し込み、前記
磁性体が前記ガラス材からなるガラス体と前記非磁性体
との間に包み込まれた構造体を形成する工程と、前記構
造体から前記非磁性体と前記ガラス体との間に前記磁性
体が配置されている複合基板を形成する工程と、磁性薄
膜と絶縁膜とが交互に積層されている多層膜からなる磁
性膜を前記複合基板面に形成し、該磁性膜上にガラス膜
を形成する工程と、前記ガラス膜が形成されている複合
基材を重ね合わせ、加熱、加圧処理を施すことによって
互いに接合されている複合基板からなるブロックを形成
する工程と、前記ブロックから、前記複合基板間に前記
磁性膜が挟み込まれているウェハ対を形成する工程と、
前記ウェハ対の少なくとも一方の前記磁性体で構成され
る部分に巻線用溝を形成し、該ウェハの一方と他方とを
それぞれの磁性膜間にギャップが形成されるように接合
する工程とを有する。

【００１７】

【作 用】請求項１に係る積層型磁気ヘッドでは、前記
基体の内の少なくとも一方が非磁性体と前記巻線用穴の
近傍部位を構成する磁性体との複合基材からなる。

【００１８】前記基体の巻線用穴の近傍部位が前記磁性
体から構成されるから、磁路の断面積は前記磁性体によ
って前記磁性膜の膜厚で決定される磁路の断面積より増
し、磁気抵抗が低下する。よって、５０ＭＨｚ以上の周
波数帯域におけるＳ／Ｎ比などの特性が向上する。

【００１９】特に、記録媒体との摺動面が形成されてい
る前記基体部分を非磁性のセラミックス材で構成すれ
ば、高い耐摩耗性が得られ、また、前記基体の巻線用穴
の近傍部位を酸化物磁性材で構成することによって、イ
ンダクタンスの過上昇を阻止することができ、単位イン
ダクタンス当りの再生出力を大きくすることができる。

【００２０】請求項３に係る積層型磁気ヘッドの製造方
法では、前記構造体から前記複合基板を形成し、該複合
基板間に前記磁性膜が挟み込まれているウェハ対を形成
し、該ウェハ対の一方に巻線用溝を形成した後にウェハ
対の接合をすることによって、基体の巻線用穴近傍部位
が磁性体からなる積層型磁気ヘッドが容易に得られる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図１は本発明の積層型磁気ヘッドの一実施
例を示す斜視図、図２は図１の積層型磁気ヘッドのギャ
ップ近傍部位を拡大して示す平面図である。

【００２３】薄膜積層型ヘッド１０は、図１に示すよう
に、一対のヘッドコア１１，１２を備える。一方のヘッ
ドコア１１は、互いに接合されている一対の基板１３
と、該基板１３間に挟み込まれている磁性膜１４とから
なる。

【００２４】各基板１３は、非磁性体部１３ａを構成す
る非磁性セラミックス材と、磁性体部１３ｂを構成する
酸化物磁性材と、非磁性体部１３ｃを構成するガラス材
との複合基材からなる。各基板１３の非磁性体部１３ａ
には、記録媒体との摺動面を規定するための摺動規定面
が設けられている。各基板１３の非磁性体部１３ａと磁
性体部１３ｂとにまたがる領域には、巻線用穴１６を形
成するための溝が形成されている。各基板１３の非磁性
体部１３ｃには、ガラス材充填用穴１６を形成するため
の溝が設けられている。磁性体部１３ｂの平面領域を表
すための寸法ｍ，ｎは、１００μｍにそれぞれ設定され
ている。

【００２５】他方のヘッドコア１２は、一方のヘッドコ
ア１１と同様に、互いに接合されている一対の基板１７
と、該基板１７間に挟み込まれている磁性膜１４とから
なる。各基板１７は、非磁性体部１７ａを構成する非磁
性セラミックス材と、磁性体部１７ｂを構成する酸化物
磁性材と、非磁性体部１７ｃを構成するガラス材との複
合基材からなる。各基板１７の非磁性体部１７ａには、
記録媒体との摺動面を規定するための規定摺動面が設け
られている。磁性体部１７ｂは基板１３の巻線用穴１６
を形成するための溝に対向するように基板１７に配置さ
れている。磁性体部１７ｂの平面領域を表すための寸法
ｎは、１００μｍに設定されている。

【００２６】各ヘッドコア１１，１２はそれぞれの磁性
膜１４が互いに突き合わされるように接合され、一方の
磁性膜１４と他方の磁性膜１４との間にはギャップ１８
が形成されている。ギャップ１８のデプスエンドは、非
磁性体部１３ａに位置する。

【００２７】各磁性膜１４は、図２に示すように、磁性
薄膜１４ａと絶縁膜１４ｂとが交互に積層されている多
層膜からなる。磁性薄膜１４ａは高飽和磁束密度を有す
る合金材からなり、絶縁膜１４ｂは二酸化けい素（Ｓｉ
Ｏ₂ ）からなる。各磁性膜１４はスパッタリングなどの
薄膜形成手段で基板１３，１７の一方にそれぞれ形成さ
れ、各磁性膜１４と対応する一方の基板１３，１７とは
ガラス膜１４ｃでそれぞれ接合されている。各磁性膜１
４の厚さ寸法はトラック幅に等しい。

【００２８】次に、積層型磁気ヘッド１０の再生時の磁
束の流れについて説明する。

【００２９】ギャップ１８から流入する磁束は、磁性膜
１４のデプス近傍部位を通過した後、磁性膜１４と磁性
体部１３ｂ，１７ｂとに分流する。分流した各磁束は、
巻線用穴１５の周囲を周回した後、デプス近傍部位の磁
性膜１４を通過し、ギャップ１８に戻る。よって、磁性
体部１３ｂ，１７ｂによる磁路の断面積の増大に伴い磁
気抵抗が大きく低下するから、磁束が増加し、再生出力
が増す。

【００３０】なお、磁気抵抗の低下と同時にインダクタ
ンスも増加するが、磁気ヘッドの性能の比較にはその基
準としてインダクタンスが用いられるから、インダクタ
ンスの増加分を考慮した結果でなければ再生出力が向上
していると判断することはできない。そこで、インダク
タンスの増加分と再生出力との関係を検討し、その検討
の結果、再生出力とインダクタンスの増加率との比が磁
性体部１３ｂ，１７ｂの形状、寸法に応じて決定される
ことが明らかになった。

【００３１】次に、周波数と単位インダクタンス当りの
出力増加率との関係を図３に示す。図３は図１の積層型
磁気ヘッドにおける周波数と単位インダクタンス当りの
出力増加率との関係を示す図である。なお、図中の比較
例としては、記録媒体との摺動面から巻線用穴の近傍ま
での部位が非磁性セラミックス材で構成され、他の部位
が酸化物磁性体で構成されている基板を備える積層型磁
気ヘッドが用いられている。

【００３２】図３の比較例から明らかなように、磁性体
部分の体積が所定の値以上に大きくなると、磁性体部分
は再生出力の向上よりインダクタンスの増加に貢献し、
出力向上効果が低減される。この現象は、再生時の磁束
が巻線用穴の近傍部位を通過する傾向になることから、
定性的に理解される。

【００３３】インダクタンスの増加率に対する再生出力
の増加率は、次の（１）式で求められる。

【００３４】

【数１】 ただし、δＶ_L ・・・単位インダクタンス当りの出力増
加率 δＶ ・・・単位巻数当りの出力増加率 δＬ ・・・単位巻数当りのインダクタンス増加率 なお、本実施例では、磁性体部１３ａの寸法ｍ，ｎをそ
れぞれ１００μｍとし、磁性体部１７ａの寸法ｎを１０
０μｍとすることによって単位インダクタンス当りの出
力の最大値を得ている。

【００３５】また、記録媒体との摺動面を形成する非磁
性体部１３ａ，１７ａが非磁性セラミックス材からなる
から、高い周波数帯域まで摺動ノイズの発生がほぼ抑え
られ、高いＳ／Ｎ比を得ることができる。

【００３６】さらに、高飽和磁束密度を有する磁性薄膜
１４ａを用いているから、高い書込磁界強度を得ること
ができる。

【００３７】さらに、磁性体部１３ｂ，１７ｂを設ける
ことによって磁性膜１４の出来上がり精度に起因する再
生特性のばらつきを安定させることができ、歩留まりの
向上を図ることができる。

【００３８】次に、積層型磁気ヘッドの製造方法につい
て図面を参照しながら説明する。図４ないし図１４は図
１の磁気ヘッドの製造方法を示す図であって、それぞれ
の第１の工程ないし第１１の工程を示す。

【００３９】まず、図４に示すように、厚板状の非磁性
セラミックス体２１が準備される。非磁性セラミックス
体２１の一つの面には、棒状の一対の酸化物磁性体２２
が互いに平行になるように置かれる。非磁性セラミック
ス体２１の酸化物磁性体２２の上方から溶融されたガラ
ス材が流し込まれ、該ガラス材を固化するための冷却処
理が行われる。

【００４０】冷却処理後、図５に示すように、酸化物磁
性体２２が非磁性セラミックス体２１とガラス体２３と
の間に包み込まれた構造体２４が形成される。構造体２
４に機械加工を施すことによって構造体２４の外形を直
方体状に成形した後、図６に示すように、構造体２４は
予め設定されている切断線（図中の２点鎖線で示す）に
沿って切断される。

【００４１】切断処理後、図７に示すように、非磁性セ
ラミックス体２１とガラス体２３との間に酸化物磁性体
２２が埋め込まれている複数の複合基板２５が得られ
る。

【００４２】複合基板２５面上には、図８に示すよう
に、磁性薄膜（図示せず）と絶縁膜（図示せず）とが交
互に積層され、磁性膜２６が形成される。磁性膜２６の
形成後、図９に示すように、磁性膜２６の表面にはガラ
ス膜２７が形成され、複合基板２５に磁性膜２６とガラ
ス膜２７とが形成された基板２８が得られる。

【００４３】複数の基板２８を形成した後、図１０に示
すように、各基板２８は重ね合わされる。互いに重ね合
わされている複数の基板２８に対する加熱、加圧処理が
行われ、各基板２８はガラス膜２７の溶融固化によって
互いに一体的に接合される。

【００４４】各基板２８の接合後、図１１に示すよう
に、互いに接合されている複数の基板２８からなるブロ
ック２９が得られ、ブロック２９は、各酸化物磁性体２
２が２つに分割されるように予め設定されている切断線
（図中の２点鎖線で示す）に沿って切断される。なお、
切断によって得られるウェハの内、分割された酸化物磁
性体２２の一方を有するウェハと他方の酸化物磁性体２
２を有するウェハとが対に用いられる。

【００４５】対として用いられる一方のウェハ３０に
は、図１２に示すように、磁性膜２６の膜厚方向に伸び
る２つの溝３１，３２が形成される。溝３１は酸化物磁
性体２２とが非磁性セラミックス体２１とで構成される
部分に配置されている。溝３２は、ガラス体２３で構成
される部分に配置されている。

【００４６】一方のウェハ３０の溝３１，３２の形成
後、図１３および図１４に示すように、一方のウェハ３
０と他方のウェハ３０とはそれぞれの酸化物磁性体２２
が互いに対向するように突き合わされ、巻線用穴３３お
よびガラス材充填用穴３４が形成される。巻線用穴３３
およびガラス材充填用穴３４には棒状の低融点ガラス材
３５がそれぞれ挿入され、低融点ガラス材３５を溶融固
化することによってウェハ３０の一方と他方とが一体的
に接合される。

【００４７】ガラス接合によって得られた接合ウェハ３
６は、図１４に示すように、磁性膜２６に平行な切断線
（図中の２点鎖線で示す）に沿って切断され、複数のヘ
ッド基材が得られる。ヘッド基材に機械加工を施した
後、図１に示すように、積層型磁気ヘッド１０が得られ
る。

【００４８】以上により、５０ＭＨｚ以上の周波数帯域
におけるＳ／Ｎ比などの特性が高い積層型磁気ヘッド１
０を容易に得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明になる積
層型磁気ヘッドによれば、５０ＭＨｚ以上の周波数帯域
におけるＳ／Ｎ比などの特性を向上させることができ
る。

【００５０】記録媒体との摺動面が形成されている前記
基板部分を非磁性のセラミックス材で構成することによ
って高い耐摩耗性が得られ、また、前記基板の巻線用穴
の近傍部位を酸化物磁性材で構成することによって、イ
ンダクタンスの過上昇を阻止することができ、単位イン
ダクタンス当りの再生出力を大きくすることができる。

【００５１】また、本発明になる積層型磁気ヘッドの製
造方法によれば、５０ＭＨｚ以上の周波数帯域における
Ｓ／Ｎ比などの特性が高い積層型磁気ヘッドを容易に得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層型磁気ヘッドの一実施例を示す斜
視図である。

【図２】図１の積層型磁気ヘッドのギャップ近傍部位を
拡大して示す平面図である。

【図３】図１の積層型磁気ヘッドにおける周波数と単位
インダクタンス当りの出力増加率との関係を示す図であ
る。

【図４】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第１の工
程を説明するための図である。

【図５】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第２の工
程を説明するための図である。

【図６】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第３の工
程を説明するための図である。

【図７】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第４の工
程を説明するための図である。

【図８】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第５の工
程を説明するための図である。

【図９】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第６の工
程を説明するための図である。

【図１０】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第７の
工程を説明するための図である。

【図１１】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第８の
工程を説明するための図である。

【図１２】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第９の
工程を説明するための図である。

【図１３】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第１０
の工程を説明するための図である。

【図１４】図１の積層型磁気ヘッドの製造方法の第１１
の工程を説明するための図である。

【図１５】従来の薄膜積層型ヘッドを示す斜視図であ
る。

【図１６】図１５の薄膜積層型ヘッドのギャップ近傍部
位を拡大して示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 積層型磁気ヘッド １１，１２ ヘッドコア １３，１７ 基板 １３ａ，１７ａ 非磁性体部 １３ｂ，１７ｂ 磁性体部 １３ｃ，１７ｃ 非磁性体部 １４ 磁性膜 １４ａ 磁性薄膜 １４ｂ 絶縁膜 １４ｃ ガラス膜 １５，３３ 巻線用穴 １８ ギャップ ２１ 非磁性セラミックス体 ２２ 酸化物磁性体 ２３ ガラス体 ２５ 複合基板 ２６ 磁性膜 ２８ 基板 ３０ ウェハ ３６ 接合ウェハ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻線用穴を形成するための穴がそれぞれ設
   けられ、互いに対向する一対の基体であって少なくとも
   一方が非磁性体と前記穴の近傍部位を構成する磁性体と
   の複合基材からなる一対の基体と、 該基体間に挟み込まれ、磁性薄膜および絶縁膜が交互に
   積層されている多層膜からなる磁性膜であってその膜厚
   がトラック幅を規定し、前記基体の穴と共働して前記巻
   線用穴を形成する穴が設けられている磁性膜とを備えた
   ことを特徴とする積層型磁気ヘッド。
2. 【請求項２】前記基体は、記録媒体との摺動面を規定す
   るための摺動規定面から前記巻線用穴の近傍までの部位
   を構成する非磁性のセラミックス材と、前記巻線用穴の
   近傍部位を構成する酸化物磁性材と、他の部位を構成す
   るガラス材との複合基材からなることを特徴とする請求
   項１に記載の積層型磁気ヘッド。
3. 【請求項３】非磁性セラミックス材などの非磁性体上に
   置かれている磁性体の上方から溶融ガラス材を流し込
   み、前記磁性体が前記ガラス材からなるガラス体と前記
   非磁性体との間に包み込まれた構造体を形成する工程
   と、 前記構造体から前記非磁性体と前記ガラス体との間に前
   記磁性体が配置されている複合基板を形成する工程と、 磁性薄膜と絶縁膜とが交互に積層されている多層膜から
   なる磁性膜を前記複合基板面に形成し、該磁性膜上にガ
   ラス膜を形成する工程と、 前記ガラス膜が形成されている複合基材を重ね合わせ、
   加熱、加圧処理を施すことによって互いに接合されてい
   る複合基板からなるブロックを形成する工程と、 前記ブロックから、前記複合基板間に前記磁性膜が挟み
   込まれているウェハ対を形成する工程と、 前記ウェハ対の少なくとも一方の前記磁性体で構成され
   る部分に巻線用溝を形成し、該ウェハの一方と他方とを
   それぞれの磁性膜間にギャップが形成されるように接合
   する工程とを有したことを特徴とする積層型磁気ヘッド
   の製造方法。