JPH06119613A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
磁気ヘッドおよびその製造方法Info
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- JPH06119613A JPH06119613A JP26693892A JP26693892A JPH06119613A JP H06119613 A JPH06119613 A JP H06119613A JP 26693892 A JP26693892 A JP 26693892A JP 26693892 A JP26693892 A JP 26693892A JP H06119613 A JPH06119613 A JP H06119613A
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- carbon
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- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐摩耗特性ならびに信頼性に優れた磁気ヘッド
を提供することを目的とする。 【構成】 磁気ヘッドのコア部１およびギャップ部２の
表面にＤＬＣ（DiamondLike Carbon)膜３を約１０００
Å合成してあり、スペーシング損失が小さく耐摩耗特
性、耐蝕性を飛躍的に向上させるようにした。
を提供することを目的とする。 【構成】 磁気ヘッドのコア部１およびギャップ部２の
表面にＤＬＣ（DiamondLike Carbon)膜３を約１０００
Å合成してあり、スペーシング損失が小さく耐摩耗特
性、耐蝕性を飛躍的に向上させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テープ状やディスク状
の磁気記録媒体に摺接して信号を記録再生するのに使用
される磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものであ
る。
の磁気記録媒体に摺接して信号を記録再生するのに使用
される磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来からビデオテープレコーダーなどの
磁気記録装置では、磁気記録媒体に対し信号を記録再生
および消去するための電磁変換素子として磁気ヘッドが
使用されている。磁気ヘッドは基板部とコアギャップ部
とから構成され、記録時にはコアに巻かれたコイルに信
号に応じた電流を流すことで磁界を発生させ、コアギャ
ップからの漏れ磁界により媒体に信号を記録する。再生
時は媒体からの磁界をコアギャップで検出し、前記コイ
ルにより磁力の変化を電流に変換して信号を検出する。
このような記録、再生を効率良く行なうためには磁気記
録媒体と磁気ヘッドをできるだけ近づけることが望まし
く、テープ状の磁気記録媒体（以下テープと称する）を
使用したオーディオテープレコーダーやビデオテープレ
コーダーでは、通常磁気ヘッドとテープが接触摺動する
ようになっている。
磁気記録装置では、磁気記録媒体に対し信号を記録再生
および消去するための電磁変換素子として磁気ヘッドが
使用されている。磁気ヘッドは基板部とコアギャップ部
とから構成され、記録時にはコアに巻かれたコイルに信
号に応じた電流を流すことで磁界を発生させ、コアギャ
ップからの漏れ磁界により媒体に信号を記録する。再生
時は媒体からの磁界をコアギャップで検出し、前記コイ
ルにより磁力の変化を電流に変換して信号を検出する。
このような記録、再生を効率良く行なうためには磁気記
録媒体と磁気ヘッドをできるだけ近づけることが望まし
く、テープ状の磁気記録媒体（以下テープと称する）を
使用したオーディオテープレコーダーやビデオテープレ
コーダーでは、通常磁気ヘッドとテープが接触摺動する
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の磁
気ヘッドでは、テープとの接触摺動により摺動面が摩耗
するという課題があった。従来の磁気ヘッドではギャッ
プ部とコア部、基板部を構成する材料が異なるため、テ
ープが接触摺動したときにギャップ部とコア部や基板部
とで摩耗量に差が生じ、ギャップ部とコア部や基板部と
の間に段差が生じて信号の記録再生に支障を生じるとい
う問題があった（以下このような現象を段差摩耗と称
す）。このような現象は磁気記録媒体と磁気ヘッドとの
接触圧力が大きいほど顕著となり、例えばオーディオテ
ープレコーダーのように磁気テープのバック面からパッ
ドを押しつける場合には、大きな段差摩耗が生じる。段
差摩耗の記録再生特性低下への影響は、記録再生波長が
短くなるほど大きくなる。例えば２００ｎｍの段差摩耗
が生じた場合、従来のオーディオテープレコーダーでは
最も短い記録波長でも約１００μｍであるために特性低
下は０．１ｄＢ程度であるのに対して、最短記録波長が
１μｍのＤＣＣ（デジタルコンパクトカセット）テープ
レコーダーでは１０ｄＢ近くの出力低下が生じる。この
ように高密度記録、すなわち短波長記録が要求される最
近の磁気記録装置では、段差摩耗の少ない磁気ヘッドの
実現が望まれている。
気ヘッドでは、テープとの接触摺動により摺動面が摩耗
するという課題があった。従来の磁気ヘッドではギャッ
プ部とコア部、基板部を構成する材料が異なるため、テ
ープが接触摺動したときにギャップ部とコア部や基板部
とで摩耗量に差が生じ、ギャップ部とコア部や基板部と
の間に段差が生じて信号の記録再生に支障を生じるとい
う問題があった（以下このような現象を段差摩耗と称
す）。このような現象は磁気記録媒体と磁気ヘッドとの
接触圧力が大きいほど顕著となり、例えばオーディオテ
ープレコーダーのように磁気テープのバック面からパッ
ドを押しつける場合には、大きな段差摩耗が生じる。段
差摩耗の記録再生特性低下への影響は、記録再生波長が
短くなるほど大きくなる。例えば２００ｎｍの段差摩耗
が生じた場合、従来のオーディオテープレコーダーでは
最も短い記録波長でも約１００μｍであるために特性低
下は０．１ｄＢ程度であるのに対して、最短記録波長が
１μｍのＤＣＣ（デジタルコンパクトカセット）テープ
レコーダーでは１０ｄＢ近くの出力低下が生じる。この
ように高密度記録、すなわち短波長記録が要求される最
近の磁気記録装置では、段差摩耗の少ない磁気ヘッドの
実現が望まれている。
【０００４】また、従来のリング型バルクヘッドに代わ
って、磁気抵抗効果素子を用いたＭＲヘッドのような薄
膜磁気ヘッドが小型高性能の点から有望視されている。
しかし薄膜磁気ヘッドでは段差摩耗に伴う問題に加えて
次のような問題があった。薄膜磁気ヘッドではリング型
バルクヘッドに比べてギャップ部の有効深さが小さいた
めに、テープとの摺動で摩耗が生じると短時間でギャッ
プ部がなくなってしまうという問題があった。
って、磁気抵抗効果素子を用いたＭＲヘッドのような薄
膜磁気ヘッドが小型高性能の点から有望視されている。
しかし薄膜磁気ヘッドでは段差摩耗に伴う問題に加えて
次のような問題があった。薄膜磁気ヘッドではリング型
バルクヘッドに比べてギャップ部の有効深さが小さいた
めに、テープとの摺動で摩耗が生じると短時間でギャッ
プ部がなくなってしまうという問題があった。
【０００５】従来からこのような問題を解決するため
に、磁気ヘッドの表面に窒化ホウ素（特開平３−267363
号公報参照）やサイアロン（特開昭63−302401号公報参
照）の膜を形成することが検討されている。しかし、こ
れらの膜は基板との付着性が悪く、テープを走行させる
と膜が剥離する。また、テープの磁性粉が凝着しやす
く、ドロップアウトやヘッド目づまりが発生しやすいこ
とから実用化には至っていない。
に、磁気ヘッドの表面に窒化ホウ素（特開平３−267363
号公報参照）やサイアロン（特開昭63−302401号公報参
照）の膜を形成することが検討されている。しかし、こ
れらの膜は基板との付着性が悪く、テープを走行させる
と膜が剥離する。また、テープの磁性粉が凝着しやす
く、ドロップアウトやヘッド目づまりが発生しやすいこ
とから実用化には至っていない。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、耐摩耗特性ならびに信頼性に優れた磁気ヘッドを提
供することを目的とするものである。
で、耐摩耗特性ならびに信頼性に優れた磁気ヘッドを提
供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒体
と摺動する部分に、炭素もしくは炭素を主成分とする保
護膜を備えたものである。また本発明は、磁気ヘッド部
材の少なくとも磁気記録媒体と摺動する部分に、ビッカ
ース硬度が１５００ｋｇ／ｍｍ2 以下の炭素もしくは炭
素を主成分とする第１の薄膜とビッカース硬度が２００
０ｋｇ／ｍｍ2 より大きな炭素もしくは炭素を主成分と
する第２の薄膜とから構成された保護膜を備えたもので
ある。このような磁気ヘッドにおいて、前記第１の薄膜
と第２の薄膜との間に第IV属の元素もしくはその炭化物
を主成分とする中間層を設けても良く、この場合中間層
の比抵抗を１×１０3 Ωｃｍ以下となるようにする。ま
た、前記保護膜の少なくとも表面に弗化処理しても良
く、また前記炭素もしくは炭素を主成分とする保護膜中
に１〜２０％のＳｉ元素を含ませても良い。なお、保護
膜が取り付けられる磁気ヘッド部材はビッカース硬度と
して１５００ｋｇ／ｍｍ2 より大きな材料で構成される
ものである。
に本発明は、磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒体
と摺動する部分に、炭素もしくは炭素を主成分とする保
護膜を備えたものである。また本発明は、磁気ヘッド部
材の少なくとも磁気記録媒体と摺動する部分に、ビッカ
ース硬度が１５００ｋｇ／ｍｍ2 以下の炭素もしくは炭
素を主成分とする第１の薄膜とビッカース硬度が２００
０ｋｇ／ｍｍ2 より大きな炭素もしくは炭素を主成分と
する第２の薄膜とから構成された保護膜を備えたもので
ある。このような磁気ヘッドにおいて、前記第１の薄膜
と第２の薄膜との間に第IV属の元素もしくはその炭化物
を主成分とする中間層を設けても良く、この場合中間層
の比抵抗を１×１０3 Ωｃｍ以下となるようにする。ま
た、前記保護膜の少なくとも表面に弗化処理しても良
く、また前記炭素もしくは炭素を主成分とする保護膜中
に１〜２０％のＳｉ元素を含ませても良い。なお、保護
膜が取り付けられる磁気ヘッド部材はビッカース硬度と
して１５００ｋｇ／ｍｍ2 より大きな材料で構成される
ものである。
【０００８】上記のような磁気ヘッドを製造する場合、
磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒体と摺動する部
分を少なくとも炭化水素気体を含むプラズマ雰囲気中に
曝し、この表面にプラズマ中のイオンやラジカルを利用
して炭素もしくは炭素を主成分とする薄膜を形成するこ
とにより行なえ、この場合成膜初期にＡｒガスやＫｒガ
スなどの不活性ガスを導入するようにしても良い。ま
た、これらの方法の他、磁気ヘッド部材の少なくとも磁
気記録媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素ガスと
Ｓｉ元素を含む気体との混合気体からなるプラズマ雰囲
気中に曝し、この表面にプラズマ中のイオンやラジカル
を利用してＳｉ元素を含む炭素もしくは炭素を主成分と
する薄膜を形成する方法や、磁気ヘッド部材の少なくと
も磁気記録媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素気
体を含むプラズマ雰囲気中に曝し、この表面にプラズマ
中のイオンやラジカルを利用して炭素もしくは炭素を主
成分とする薄膜を形成した後、この炭素もしくは炭素を
主成分とする薄膜の表面を弗素元素を含むプラズマ雰囲
気中に曝して弗化処理する方法により製造することもで
きる。
磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒体と摺動する部
分を少なくとも炭化水素気体を含むプラズマ雰囲気中に
曝し、この表面にプラズマ中のイオンやラジカルを利用
して炭素もしくは炭素を主成分とする薄膜を形成するこ
とにより行なえ、この場合成膜初期にＡｒガスやＫｒガ
スなどの不活性ガスを導入するようにしても良い。ま
た、これらの方法の他、磁気ヘッド部材の少なくとも磁
気記録媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素ガスと
Ｓｉ元素を含む気体との混合気体からなるプラズマ雰囲
気中に曝し、この表面にプラズマ中のイオンやラジカル
を利用してＳｉ元素を含む炭素もしくは炭素を主成分と
する薄膜を形成する方法や、磁気ヘッド部材の少なくと
も磁気記録媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素気
体を含むプラズマ雰囲気中に曝し、この表面にプラズマ
中のイオンやラジカルを利用して炭素もしくは炭素を主
成分とする薄膜を形成した後、この炭素もしくは炭素を
主成分とする薄膜の表面を弗素元素を含むプラズマ雰囲
気中に曝して弗化処理する方法により製造することもで
きる。
【０００９】上記のように本発明は磁気ヘッドの少なく
ともテープと接触摺動する表面に炭素もしくは炭素を主
成分とする薄膜をコーティングし、耐摩耗特性等の機械
強度を補強して摩耗を防ぐものである。磁気ヘッド表面
の薄膜はスペーシング損失として磁気ヘッドの記録再生
特性を低下させるため、できる限り薄いことが望まし
い。このため磁気ヘッド表面の炭素膜は薄い膜厚でも耐
摩耗特性を改善できるだけの強度が必要であり、本発明
ではＤＬＣ（Diamond Like Carbon ）膜を使用してい
る。ＤＬＣ膜はアモルファス（非晶質）でありながらダ
イヤモンド結合を含むために硬くて耐摩耗特性に優れて
おり、テープとの摺動による磁気ヘッドの摩耗や段差摩
耗を防ぐことができる。またＤＬＣ膜はほとんどの酸や
アルカリに対して安定であるため磁性粉の凝着も少な
く、磁気ヘッドの保護膜としては最適な膜である。磁気
ヘッドの表面にＤＬＣ膜を合成する場合、磁気ヘッドの
機能を損なってはならない。このためできる限り低温
（１５０℃以下）で成膜することが望ましい。さらにＤ
ＬＣ膜と磁気ヘッドとが強固に付着しなければならな
い。ＤＬＣ膜の合成方法については従来から種々の方法
が報告されており、例えばメタンガスやベンゼンガスの
ような炭化水素ガスを高周波やマイクロ波などでプラズ
マに分解して合成する方法が一般に知られている（例え
ば特開昭62−290869号公報参照）。しかし従来の方法で
は磁気ヘッド保護膜として利用するには、付着性の点で
課題があった。本発明ではプラズマ中のイオンやラジカ
ルを活用することで課題を解決している。
ともテープと接触摺動する表面に炭素もしくは炭素を主
成分とする薄膜をコーティングし、耐摩耗特性等の機械
強度を補強して摩耗を防ぐものである。磁気ヘッド表面
の薄膜はスペーシング損失として磁気ヘッドの記録再生
特性を低下させるため、できる限り薄いことが望まし
い。このため磁気ヘッド表面の炭素膜は薄い膜厚でも耐
摩耗特性を改善できるだけの強度が必要であり、本発明
ではＤＬＣ（Diamond Like Carbon ）膜を使用してい
る。ＤＬＣ膜はアモルファス（非晶質）でありながらダ
イヤモンド結合を含むために硬くて耐摩耗特性に優れて
おり、テープとの摺動による磁気ヘッドの摩耗や段差摩
耗を防ぐことができる。またＤＬＣ膜はほとんどの酸や
アルカリに対して安定であるため磁性粉の凝着も少な
く、磁気ヘッドの保護膜としては最適な膜である。磁気
ヘッドの表面にＤＬＣ膜を合成する場合、磁気ヘッドの
機能を損なってはならない。このためできる限り低温
（１５０℃以下）で成膜することが望ましい。さらにＤ
ＬＣ膜と磁気ヘッドとが強固に付着しなければならな
い。ＤＬＣ膜の合成方法については従来から種々の方法
が報告されており、例えばメタンガスやベンゼンガスの
ような炭化水素ガスを高周波やマイクロ波などでプラズ
マに分解して合成する方法が一般に知られている（例え
ば特開昭62−290869号公報参照）。しかし従来の方法で
は磁気ヘッド保護膜として利用するには、付着性の点で
課題があった。本発明ではプラズマ中のイオンやラジカ
ルを活用することで課題を解決している。
【００１０】
【作用】以上の説明のごとく、本発明の磁気ヘッドは、
少なくともテープと接触摺動する部分に炭素もしくは炭
素を主成分とする保護膜を備えており、スペーシング損
失が小さく耐摩耗特性、耐蝕性を飛躍的に向上させるこ
とができる。
少なくともテープと接触摺動する部分に炭素もしくは炭
素を主成分とする保護膜を備えており、スペーシング損
失が小さく耐摩耗特性、耐蝕性を飛躍的に向上させるこ
とができる。
【００１１】磁気ヘッド表面のＤＬＣ膜はビッカース硬
度が２０００ｋｇ／ｍｍ2 以上でテープの磁性層よりは
るかに硬く、またテープに対する摩擦係数も小さく安定
しているために、テープとの接触摺動による機械的な摩
耗（いわゆるアブレージョン摩耗）に対して極めて効果
がある。また化学的にも安定なことから特殊な環境状態
（例えば３０℃、８０％のような高温高湿度環境下、Ｎ
Ｈ3 やＳＯ2 など微量の酸やアリカリ性の環境下など）
でも変質しにくく保護膜としては最適な材料である。こ
のようなＤＬＣ膜の特性を活かすには、ＤＬＣ膜と磁気
ヘッドが強固に付着して剥がれないことが必要である。
本発明では磁気ヘッド表面に導電性の下地層を設け、下
地層に負の電位を印加した状態でＤＬＣ膜を合成してい
る。これによりプラズマ中のイオンは下地層に加速衝突
する。イオンの衝突はＤＬＣ膜と下地層との付着性を高
めるとともに、衝突エネルギーを制御することでＤＬＣ
膜の硬質化を促進する。ＤＬＣ膜はダイヤモンド結合
（ＳＰ３結合）とグラファイト結合（ＳＰ２結合）とが
混在した構造であると考えられており、ＳＰ３結合が多
いほど特性はダイヤモンドに近くなる。通常の環境下で
はＳＰ２結合の方が安定であるため、プラズマ中の炭素
原子をＳＰ３結合とするためには何らかのエネルギーが
必要である。イオンの衝突エネルギーはＳＰ３結合の形
成にも利用され、硬質なＤＬＣ膜が形成される。
度が２０００ｋｇ／ｍｍ2 以上でテープの磁性層よりは
るかに硬く、またテープに対する摩擦係数も小さく安定
しているために、テープとの接触摺動による機械的な摩
耗（いわゆるアブレージョン摩耗）に対して極めて効果
がある。また化学的にも安定なことから特殊な環境状態
（例えば３０℃、８０％のような高温高湿度環境下、Ｎ
Ｈ3 やＳＯ2 など微量の酸やアリカリ性の環境下など）
でも変質しにくく保護膜としては最適な材料である。こ
のようなＤＬＣ膜の特性を活かすには、ＤＬＣ膜と磁気
ヘッドが強固に付着して剥がれないことが必要である。
本発明では磁気ヘッド表面に導電性の下地層を設け、下
地層に負の電位を印加した状態でＤＬＣ膜を合成してい
る。これによりプラズマ中のイオンは下地層に加速衝突
する。イオンの衝突はＤＬＣ膜と下地層との付着性を高
めるとともに、衝突エネルギーを制御することでＤＬＣ
膜の硬質化を促進する。ＤＬＣ膜はダイヤモンド結合
（ＳＰ３結合）とグラファイト結合（ＳＰ２結合）とが
混在した構造であると考えられており、ＳＰ３結合が多
いほど特性はダイヤモンドに近くなる。通常の環境下で
はＳＰ２結合の方が安定であるため、プラズマ中の炭素
原子をＳＰ３結合とするためには何らかのエネルギーが
必要である。イオンの衝突エネルギーはＳＰ３結合の形
成にも利用され、硬質なＤＬＣ膜が形成される。
【００１２】
【実施例】以下、ＤＣＣ用磁気ヘッドの保護膜としてＤ
ＬＣ膜をする場合を例に、本発明の実施例について説明
する。
ＬＣ膜をする場合を例に、本発明の実施例について説明
する。
【００１３】まず、図１に基づき第１実施例について説
明すると、磁気ヘッドのコア部１およびギャップ部２の
表面にＤＬＣ膜３を約１０００Å合成してある。ＤＬＣ
膜３の合成は図２に示す薄膜形成装置で行なった。図２
において真空槽４には原料ガスをイオン化するイオン銃
５と磁気ヘッドホルダー６が設置されており、磁気ヘッ
ドホルダー６にはバイアス電圧が印加される構成になっ
ている。イオン銃内に導入された原料ガスはフィラメン
ト７から放出される熱電子によってプラズマ化され、プ
ラズマ中のイオンは磁気ヘッドホルダー６に印加された
バイアス電圧により加速されて磁気ヘッド８に衝突して
膜が形成される。このイオンエネルギーにより基板と膜
との付着性は向上する。原料はＣ6 Ｈ6 ガスで、磁気ヘ
ッドホルダー６に印加するバイアス電圧を制御して膜の
硬度を制御した。ＤＣＣ用のデッキとテープを使用して
テープ摺動試験（摺動時間５００時間）を行なった結果
を表１に示す。
明すると、磁気ヘッドのコア部１およびギャップ部２の
表面にＤＬＣ膜３を約１０００Å合成してある。ＤＬＣ
膜３の合成は図２に示す薄膜形成装置で行なった。図２
において真空槽４には原料ガスをイオン化するイオン銃
５と磁気ヘッドホルダー６が設置されており、磁気ヘッ
ドホルダー６にはバイアス電圧が印加される構成になっ
ている。イオン銃内に導入された原料ガスはフィラメン
ト７から放出される熱電子によってプラズマ化され、プ
ラズマ中のイオンは磁気ヘッドホルダー６に印加された
バイアス電圧により加速されて磁気ヘッド８に衝突して
膜が形成される。このイオンエネルギーにより基板と膜
との付着性は向上する。原料はＣ6 Ｈ6 ガスで、磁気ヘ
ッドホルダー６に印加するバイアス電圧を制御して膜の
硬度を制御した。ＤＣＣ用のデッキとテープを使用して
テープ摺動試験（摺動時間５００時間）を行なった結果
を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】基板材料がＡｌ２０３・ＴｉＣでは、ＤＬ
Ｃ膜は硬いほど効果があり、Ｈｖ２０００以上ではアブ
レージョン摩耗はほとんど発生しない。しかし硬くなる
につれて膜の内部応力が高まり、基板からの剥がれが発
生する。そこで最初に比較的軟質で内部応力が小さく付
着性に優れたＤＬＣ膜（Ｈｖ１３００）を基板上に形成
し、その上に硬いＤＬＣ膜を形成すると、基板との付着
力が向上して優れた摩耗特性の保護膜を実現できた。軟
質で内部応力が小さいＤＬＣ膜の合成方法は２通りあ
る。１つはバイアス電圧を大きくする方法で、他方はＡ
ｒガスやＫｒガスの不活性ガスを混入する方法である。
本実施例の成膜方法では、ＤＬＣ膜の硬さはバイアス電
圧と深く関わりがあり、バイアス電圧が−０．７ｋｖの
条件で最も硬いＤＬＣ膜が形成される。さらにバイアス
を大きくしていくと硬度は低下していく。バイアスを大
きくする方法はこの現象を利用したもので、バイアスが
−４ｋｖの条件でＨｖ１３００の膜が形成される。一
方、成膜時にＡｒガスやＫｒガスを混入しても膜が軟ら
かくなる。例えばＣＨ4 ガスを原料として３０％（体積
比率）のＡｒガスを混入した場合には、バイアス電力が
−１ｋｖの条件でＨｖ１５００の膜が形成された。混入
するガスはＡｒガスに限るものではなく、Ｋｒガスのよ
うな不活性ガスであれば同様な現象が得られる。これら
２通りの方法で形成したＤＬＣ膜の上に硬いＤＬＣ膜
（Ｈｖ４０００）を形成して摺動試験を行なったとこ
ろ、ほぼ同等の摩耗特性を示した。
Ｃ膜は硬いほど効果があり、Ｈｖ２０００以上ではアブ
レージョン摩耗はほとんど発生しない。しかし硬くなる
につれて膜の内部応力が高まり、基板からの剥がれが発
生する。そこで最初に比較的軟質で内部応力が小さく付
着性に優れたＤＬＣ膜（Ｈｖ１３００）を基板上に形成
し、その上に硬いＤＬＣ膜を形成すると、基板との付着
力が向上して優れた摩耗特性の保護膜を実現できた。軟
質で内部応力が小さいＤＬＣ膜の合成方法は２通りあ
る。１つはバイアス電圧を大きくする方法で、他方はＡ
ｒガスやＫｒガスの不活性ガスを混入する方法である。
本実施例の成膜方法では、ＤＬＣ膜の硬さはバイアス電
圧と深く関わりがあり、バイアス電圧が−０．７ｋｖの
条件で最も硬いＤＬＣ膜が形成される。さらにバイアス
を大きくしていくと硬度は低下していく。バイアスを大
きくする方法はこの現象を利用したもので、バイアスが
−４ｋｖの条件でＨｖ１３００の膜が形成される。一
方、成膜時にＡｒガスやＫｒガスを混入しても膜が軟ら
かくなる。例えばＣＨ4 ガスを原料として３０％（体積
比率）のＡｒガスを混入した場合には、バイアス電力が
−１ｋｖの条件でＨｖ１５００の膜が形成された。混入
するガスはＡｒガスに限るものではなく、Ｋｒガスのよ
うな不活性ガスであれば同様な現象が得られる。これら
２通りの方法で形成したＤＬＣ膜の上に硬いＤＬＣ膜
（Ｈｖ４０００）を形成して摺動試験を行なったとこ
ろ、ほぼ同等の摩耗特性を示した。
【００１６】基板材料がＮｉＺｎフェライトの場合、絶
縁性であるために直接ＤＬＣ膜を合成することが困難で
ある。そこでスパッタリング法で膜厚が２０ｎｍのＳｉ
膜を形成し、その上にＤＬＣ膜を合成した。このＳｉ膜
にはＤＬＣ成膜時にバイアス電圧を印加するため膜の抵
抗は小さい方が望ましく、少なくとも比抵抗が１０3Ω
ｃｍ以下でなければならない。比抵抗がこれより大きく
なるとバイアス電圧が十分供給されず、ＤＬＣの膜質が
変化してしまう。摺動試験の結果はＡｌ２０３・ＴｉＣ
基板と同じ傾向を示し、Ｈｖ３０００以上の膜ではアブ
レージョン摩耗が発生しない。またＳｉ中間層はＤＬＣ
膜の付着力を向上させる効果があり、通常は中間層を必
要としないＡｌ２０３・ＴｉＣ基板でもＳｉ中間層を設
置することでＨｖ４０００のＤＬＣ膜が剥離せず、この
効果を確認することができた。中間層はＳｉ薄膜に限る
ものではなく、第IV族の元素を含むものであればよい。
縁性であるために直接ＤＬＣ膜を合成することが困難で
ある。そこでスパッタリング法で膜厚が２０ｎｍのＳｉ
膜を形成し、その上にＤＬＣ膜を合成した。このＳｉ膜
にはＤＬＣ成膜時にバイアス電圧を印加するため膜の抵
抗は小さい方が望ましく、少なくとも比抵抗が１０3Ω
ｃｍ以下でなければならない。比抵抗がこれより大きく
なるとバイアス電圧が十分供給されず、ＤＬＣの膜質が
変化してしまう。摺動試験の結果はＡｌ２０３・ＴｉＣ
基板と同じ傾向を示し、Ｈｖ３０００以上の膜ではアブ
レージョン摩耗が発生しない。またＳｉ中間層はＤＬＣ
膜の付着力を向上させる効果があり、通常は中間層を必
要としないＡｌ２０３・ＴｉＣ基板でもＳｉ中間層を設
置することでＨｖ４０００のＤＬＣ膜が剥離せず、この
効果を確認することができた。中間層はＳｉ薄膜に限る
ものではなく、第IV族の元素を含むものであればよい。
【００１７】一方同じ膜構成の場合（ＤＬＣ／Ｓｉ／基
板）、Ａｌ２０３・ＴｉＣ基板（Ｈｖ１５００）の方が
ＮｉＺｎフェライト基板（Ｈｖ６００）に比較して摩耗
特性が良くなる。これは基板材料の硬度が起因している
と考えられ、硬い基板では微少域での変形が小さいこと
がコーティングされた膜の摩耗を少なくしているためで
ある。
板）、Ａｌ２０３・ＴｉＣ基板（Ｈｖ１５００）の方が
ＮｉＺｎフェライト基板（Ｈｖ６００）に比較して摩耗
特性が良くなる。これは基板材料の硬度が起因している
と考えられ、硬い基板では微少域での変形が小さいこと
がコーティングされた膜の摩耗を少なくしているためで
ある。
【００１８】次に第２実施例について説明する。本実施
例は、磁気ヘッドの表面にＤＬＣ膜を形成した後、その
表面を弗素処理してある。デッキはあらゆるテープに対
してその性能を保証しなければならない。しかしテープ
については非常に多くの企業が多種多様なものを市販し
ており、磁性面やバック面の材料やパッドの押し圧など
が異なるため、テープによってはテンションが増加した
りスティックスリップが発生し易いものもある。これに
対してダイヤモンド状薄膜の表面に弗素処理を行なうこ
とによりテープに対する動摩擦係数がさらに小さくな
り、テープテンション増加の低減やスティックスリップ
を防止することができる。弗素処理はＣ−Ｃ4 Ｆ8 ガス
を高周波電力によりプラズマ化し、このプラズマに磁気
ヘッドを曝すことで行なった。装置は容量結合型の平行
平板電極型プラズマＣＶＤ装置を使用したが、これに限
るものではない。また原料ガスは弗素元素を含むもので
あればＣ−Ｃ4 Ｆ8 ガスに限るものではない。
例は、磁気ヘッドの表面にＤＬＣ膜を形成した後、その
表面を弗素処理してある。デッキはあらゆるテープに対
してその性能を保証しなければならない。しかしテープ
については非常に多くの企業が多種多様なものを市販し
ており、磁性面やバック面の材料やパッドの押し圧など
が異なるため、テープによってはテンションが増加した
りスティックスリップが発生し易いものもある。これに
対してダイヤモンド状薄膜の表面に弗素処理を行なうこ
とによりテープに対する動摩擦係数がさらに小さくな
り、テープテンション増加の低減やスティックスリップ
を防止することができる。弗素処理はＣ−Ｃ4 Ｆ8 ガス
を高周波電力によりプラズマ化し、このプラズマに磁気
ヘッドを曝すことで行なった。装置は容量結合型の平行
平板電極型プラズマＣＶＤ装置を使用したが、これに限
るものではない。また原料ガスは弗素元素を含むもので
あればＣ−Ｃ4 Ｆ8 ガスに限るものではない。
【００１９】次に第３実施例について説明する。第１実
施例で説明したように、ＤＬＣ膜の課題の１つは付着性
の向上である。第３実施例はこの課題を解決する方法と
して、ＤＬＣ膜の中にＳｉ元素を含有させるものであ
る。Ｓｉ元素は比較的活性で様々な材料に付着し易く、
またＳｉ元素の含有によって内部応力が低減するために
基板とＤＬＣ膜との付着力が向上する。Ａｌ２０３・Ｔ
ｉＣ基板の磁気ヘッドにＳｉ元素を含有した膜を１００
ｎｍの厚みで形成し、繰り返し摺動試験を行なった結果
を表２に示す。
施例で説明したように、ＤＬＣ膜の課題の１つは付着性
の向上である。第３実施例はこの課題を解決する方法と
して、ＤＬＣ膜の中にＳｉ元素を含有させるものであ
る。Ｓｉ元素は比較的活性で様々な材料に付着し易く、
またＳｉ元素の含有によって内部応力が低減するために
基板とＤＬＣ膜との付着力が向上する。Ａｌ２０３・Ｔ
ｉＣ基板の磁気ヘッドにＳｉ元素を含有した膜を１００
ｎｍの厚みで形成し、繰り返し摺動試験を行なった結果
を表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】Ｓｉ元素を含有したＤＬＣ保護膜は、付着
性に優れた軟質のＤＬＣ膜やＳｉ膜を中間層にしたとき
と同等の耐摩耗特性を示す。ＮｉＺｎフェライトを基板
とする磁気ヘッドでは、Ｓｉ含有ＤＬＣ膜／Ｓｉ膜／基
板の構成にすることでさらに特性が向上する。これはＳ
ｉ元素を含有することでＤＬＣ膜とＳｉ膜との付着力が
一段と向上したためである。またＳｉ元素を含有するこ
とでＤＬＣ膜が低抵抗（１０6 Ωｃｍ以下）となり、テ
ープが摺動しても静帯電が発生せずホタルノイズが起こ
りにくい。Ｓｉの含有量は１．０％〜２０％が望まし
い。Ｓｉ含有量が１．０％未満になると含有の効果が少
なくなり、膜が剥離する。Ｓｉ含有量が２０％を越える
と硬度が低下して、耐摩耗特性が悪くなる。
性に優れた軟質のＤＬＣ膜やＳｉ膜を中間層にしたとき
と同等の耐摩耗特性を示す。ＮｉＺｎフェライトを基板
とする磁気ヘッドでは、Ｓｉ含有ＤＬＣ膜／Ｓｉ膜／基
板の構成にすることでさらに特性が向上する。これはＳ
ｉ元素を含有することでＤＬＣ膜とＳｉ膜との付着力が
一段と向上したためである。またＳｉ元素を含有するこ
とでＤＬＣ膜が低抵抗（１０6 Ωｃｍ以下）となり、テ
ープが摺動しても静帯電が発生せずホタルノイズが起こ
りにくい。Ｓｉの含有量は１．０％〜２０％が望まし
い。Ｓｉ含有量が１．０％未満になると含有の効果が少
なくなり、膜が剥離する。Ｓｉ含有量が２０％を越える
と硬度が低下して、耐摩耗特性が悪くなる。
【００２２】Ｓｉ元素を含有させるのは、テトラメチル
シランガス（ＴＥＭＳガス）を原料ガスに混入すること
で行なった。Ｃ6 Ｈ6 ガスを原料ガスとし、ＴＥＭＳガ
スを３０％（体積比）混入することで約５％のＳｉを含
有できる。混入ガスとしてはＳｉ元素を含んでいればＴ
ＥＭＳガスに限るものではなく、シランガスなどでも良
い。
シランガス（ＴＥＭＳガス）を原料ガスに混入すること
で行なった。Ｃ6 Ｈ6 ガスを原料ガスとし、ＴＥＭＳガ
スを３０％（体積比）混入することで約５％のＳｉを含
有できる。混入ガスとしてはＳｉ元素を含んでいればＴ
ＥＭＳガスに限るものではなく、シランガスなどでも良
い。
【００２３】以上、ＤＣＣ用磁気ヘッドを例に説明した
が、本発明はＤＣＣ用磁気ヘッドに限るものではなく、
あらゆる磁気ヘッドに効果がある。
が、本発明はＤＣＣ用磁気ヘッドに限るものではなく、
あらゆる磁気ヘッドに効果がある。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明で得られた磁気ヘッ
ドは、少なくともテープと接触摺動する部分に炭素もし
くは炭素を主成分とする保護膜を備えており、スペーシ
ング損失が小さく耐摩耗特性、耐蝕性を飛躍的に向上さ
せるものである。また、このような磁気ヘッドを用いる
ことにより、あらゆる種類のテープに対して耐久性、信
頼性に優れた磁気記録装置を実現することが可能とな
り、その工業的価値は非常に大きい。
ドは、少なくともテープと接触摺動する部分に炭素もし
くは炭素を主成分とする保護膜を備えており、スペーシ
ング損失が小さく耐摩耗特性、耐蝕性を飛躍的に向上さ
せるものである。また、このような磁気ヘッドを用いる
ことにより、あらゆる種類のテープに対して耐久性、信
頼性に優れた磁気記録装置を実現することが可能とな
り、その工業的価値は非常に大きい。
【図１】本発明の一実施例を示す磁気ヘッドの正面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の磁気ヘッドの製造に用いる成膜装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
１ コア部 ２ ギャップ部 ３ ＤＬＣ膜
Claims (11)
- 【請求項１】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒
体と摺動する部分に、炭素もしくは炭素を主成分とする
保護膜を備えた磁気ヘッド。 - 【請求項２】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒
体と摺動する部分に、ビッカース硬度が１５００ｋｇ／
ｍｍ2 以下の炭素もしくは炭素を主成分とする第１の薄
膜とビッカース硬度が２０００ｋｇ／ｍｍ2 より大きな
炭素もしくは炭素を主成分とする第２の薄膜とから構成
された保護膜を備えた磁気ヘッド。 - 【請求項３】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒
体と摺動する部分に、ビッカース硬度が１５００ｋｇ／
ｍｍ2 以下の炭素もしくは炭素を主成分とする第１の薄
膜とビッカース硬度が２０００ｋｇ／ｍｍ2 より大きな
炭素もしくは炭素を主成分とする第２の薄膜と前記第１
の薄膜と第２の薄膜との間に介在され第IV属の元素もし
くはその炭化物を主成分とする中間層とから構成された
保護膜を備えた磁気ヘッド。 - 【請求項４】 保護膜の少なくとも表面が弗化処理され
た請求項１〜３記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】 炭素もしくは炭素を主成分とする保護膜
中に１〜２０％のＳｉ元素を含む請求項１〜４記載の磁
気ヘッド。 - 【請求項６】 中間層の比抵抗が１×１０3 Ωｃｍ以下
である請求項３記載の磁気ヘッド。 - 【請求項７】 磁気ヘッド部材がビッカース硬度として
１５００ｋｇ／ｍｍ 2 より大きな材料で構成された請求
項１〜４記載の磁気ヘッド。 - 【請求項８】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒
体と摺動する部分を少なくとも炭化水素気体を含むプラ
ズマ雰囲気中に曝し、この表面にプラズマ中のイオンや
ラジカルを利用して炭素もしくは炭素を主成分とする薄
膜を形成する磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録媒
体と摺動する部分を少なくとも炭化水素気体を含むプラ
ズマ雰囲気中に曝し、この表面にプラズマ中のイオンや
ラジカルを利用して炭素もしくは炭素を主成分とする薄
膜を形成する方法において、成膜初期にＡｒガスやＫｒ
ガスなどの不活性ガスを導入する磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１０】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録
媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素ガスとＳｉ元
素を含む気体との混合気体からなるプラズマ雰囲気中に
曝し、この表面にプラズマ中のイオンやラジカルを利用
してＳｉ元素を含む炭素もしくは炭素を主成分とする薄
膜を形成する磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１１】 磁気ヘッド部材の少なくとも磁気記録
媒体と摺動する部分を少なくとも炭化水素気体を含むプ
ラズマ雰囲気中に曝し、この表面にプラズマ中のイオン
やラジカルを利用して炭素もしくは炭素を主成分とする
薄膜を形成した後、この炭素もしくは炭素を主成分とす
る薄膜の表面を弗素元素を含むプラズマ雰囲気中に曝し
て弗化処理する磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26693892A JPH06119613A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26693892A JPH06119613A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06119613A true JPH06119613A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17437777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26693892A Pending JPH06119613A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06119613A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1085871C (zh) * | 1995-08-09 | 2002-05-29 | 三星电子株式会社 | 磁头及其制造方法 |
| US6590741B1 (en) | 1999-06-14 | 2003-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head having grooves to enhance contact with magnetic recording media and magnetic recording/reproducing apparatus |
| JP2006019002A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 磨耗ゲージ及びそれの使用方法 |
| JP2007246996A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Tdk Corp | 保護膜及び該保護膜付き内燃機関用部品 |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26693892A patent/JPH06119613A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1085871C (zh) * | 1995-08-09 | 2002-05-29 | 三星电子株式会社 | 磁头及其制造方法 |
| US6590741B1 (en) | 1999-06-14 | 2003-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head having grooves to enhance contact with magnetic recording media and magnetic recording/reproducing apparatus |
| JP2006019002A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-19 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 磨耗ゲージ及びそれの使用方法 |
| JP4525490B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2010-08-18 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 磨耗ゲージ及びそれの使用方法 |
| JP2007246996A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Tdk Corp | 保護膜及び該保護膜付き内燃機関用部品 |
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