JPH06168415A

JPH06168415A - 薄膜磁気ヘッド及びマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH06168415A
Application number: JP34166192A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Onuma; 博大沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-11-28
Filing date: 1992-11-28
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気記録媒体摺動面の偏摩耗を低減し、スペ
ーシングロスによるヘッド出力・記録効率の低下を抑制
するとともに、ヘッド寿命を大幅に向上させる。【構成】下部磁性コア１と上部磁性コア２とによって
閉磁路が構成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、少な
くとも一方の磁性コア１，２を、中間層１１ａ，１１ｂ
・・・と金属磁性薄膜１２ａ，１２ｂ・・・を交互に積
層してなる積層膜とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダ等に搭載される薄膜磁気ヘッド及びマルチチャン
ネル型薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜磁気ヘッドは、磁気回路部
を構成する磁性体膜や導体コイルが真空薄膜形成技術に
より形成されるため、狭トラック化や狭ギャップ化等の
微細寸法化が容易で高分解能記録が可能であるという特
徴を有しており、高密度記録化に対応した磁気ヘッドと
して注目されている。

【０００３】このような薄膜磁気ヘッドとしては、例え
ば図１１及び図１２に示すように、センダストやパーマ
ロイ等からなる下部磁性コア１０１と上部磁性コア１０
２及び導体コイル１０３よりなる磁気回路部を、フェラ
イト等からなるベース基板１０４と保護基板１０５とで
挾み込むことにより構成されたものが提案されている。

【０００４】磁気回路部を構成する下部磁性コア１０１
と上部磁性コア１０２とは、磁気記録媒体と摺接する磁
気記録媒体摺動面１０６側でＳｉＯ₂等よりなるギャッ
プ膜１０７を介して積層されるとともに、その中央部分
で絶縁膜１０８を介して導体コイル１０３を挾み込み、
バック側で直接接触して積層されている。そして、これ
ら磁気回路部を保護するために、上部磁性コア１０２上
にＳｉＯ₂等よりなる保護膜１０９が積層され、さらに
この上に融着ガラス１１０を介して保護基板１０５が積
層されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に構成された薄膜磁気ヘッドを搭載してなるビデオテー
プレコーダ等を、粉塵や砂塵等の如き塵埃が多い環境下
で使用した場合には、使用時間と共に磁気記録媒体摺動
面１０６が図１３に示すように偏摩耗する。この図から
わかるように、基板１０４，１０５と磁性コア１０１，
１０２の硬度の違いにより、該基板１０４，１０５に比
べ硬度の低い磁性コア１０１，１０２の方がより多く摩
耗することがわかる。

【０００６】また、この図からわかるように、ギャップ
膜１０７を挾んで設けられる上部磁性コア１０２と下部
磁性コア１０１とでは、膜厚の厚い上部磁性コア１０２
の方がより摩耗していることがわかる。つまり、磁性コ
ア１０１，１０２の厚みに摩耗量が依存し、膜厚が薄け
れば薄い程摩耗し難いことがわかる。さらに、上記一対
の基板１０４，１０５の間には、突出した部分が存在す
るが、これはギャップ膜１０７と保護膜１０９である。
これらギャップ膜１０７と保護膜１０９は、いずれも磁
性コア１０１，１０２よりも硬度が高いために、これら
磁性コア１０１，１０２に比べて摩耗し難いものとなっ
ている。

【０００７】このように磁気記録媒体摺動面１０６に偏
摩耗が発生すると、磁気記録媒体に対する当たりが確保
できなくなる。この結果、スペーシングロスによりヘッ
ド出力及び記録感度が低下するばかりか、ヘッド寿命も
大幅に低減する。

【０００８】これを防止するため、例えば磁性コア１０
１，１０２をＦｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ系合金材料等のよ
うな硬度の高い金属磁性材料で作製することが考えられ
る。しかしながら、実際に硬度の高い金属磁性材料を用
いて薄膜磁気ヘッドを作製したところ、やはり偏摩耗の
発生を有効に回避することができなかった。この他、基
板１０４の材料を変更するとも考えられるが、ヘッドの
特性上、飽和磁束密度Ｂｓが５０００ガウス以上等とい
う制約があり、現在この種の分野で使用されている磁性
材料から選定するのは困難である。

【０００９】そこで本発明は、かかる従来の技術的な実
情に鑑みて提案されたものであって、偏摩耗の発生が抑
制でき、スペーシングロスによるヘッド出力・記録感度
の低下が大幅に低減できるとともに、ヘッド寿命の長い
信頼性に優れた薄膜磁気ヘッド及びマルチチャンネル型
薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、上部磁性コアと下部磁性コアとによっ
て閉磁路が構成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、少
なくとも一方の磁性コアが中間層と金属磁性薄膜を交互
に積層してなる積層膜であることを特徴とする。

【００１１】請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、上部
磁性コアと下部磁性コアがいずれも中間層と金属磁性薄
膜を交互に積層してなる積層膜であることを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項１及び請求項２記載の磁気ヘ
ッドにおいて、中間層は、ＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ
₂Ｏ₃，Ｃｒのうちいずれかであることを特徴とする。

【００１３】さらに本発明は、同一基板上に請求項１記
載の薄膜磁気ヘッドが複数配列されてなることを特徴と
する。

【００１４】

【作用】本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、上部磁性
コアと下部磁性コアが、耐摩耗性に優れるＳｉＯ₂等よ
りなる中間層と金属磁性薄膜を交互に積層してなる積層
膜とされているので、磁性コアに比べて硬度の高い中間
層の介在により磁気記録媒体摺動面の偏摩耗が抑制され
る。また、磁性コアは中間層によって分断されるため、
各金属磁性薄膜の膜厚が薄くなり、塵埃が摺接すること
による摩耗が抑制される。さらには、中間層を介して金
属磁性薄膜を交互に積層していることから、高周波数帯
域での渦電流の発生が抑制され、ヘッド出力が向上す
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。実施例１本実施例の薄膜磁気ヘッドは、図１及び図２に示すよう
に、磁気回路部を構成する下部磁性コア１と上部磁性コ
ア２及び導体コイル３が、ベース基板４と保護基板５と
によって挟み込まれることにより構成されている。

【００１６】上記下部磁性コア１と上部磁性コア２と
は、磁気記録媒体と摺接する磁気記録媒体摺動面６側で
ＳｉＯ₂とＴｉを積層してなるギャップ膜７を介して積
層され、その中央部分で絶縁膜８によって埋め込まれた
導体コイル３を挾み込むとともに、バック側で直接接触
し、記録再生ギャップとして動作する磁気ギャップｇの
デプス方向に延在するようにして設けられている。した
がって、これら下部磁性コア１と上部磁性コア２とによ
って閉磁路が構成され、ギャップ膜７を介して積層され
た部分に磁気ギャップｇが形成されるとともに、バック
側で直接接触した部分にバックギャップが形成される。

【００１７】そして、上記下部磁性コア１と上部磁性コ
ア２の間に絶縁膜８を介して挾み込まれる導体コイル３
は、記録再生装置からの記録信号を媒体に供給し、媒体
からの再生信号を記録再生装置側へと伝達する役目をす
るもので、例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ等よりなる導体薄膜
をエッチングすることにより形成される。

【００１８】上記ベース基板４は、ヘッドとして機能す
る磁気回路部を真空薄膜形成技術によって作製する際の
ベースとなるもので、例えばフェライト等の酸化物磁性
材料又はセラミックス系の材料からなる。このベース基
板４には、所定間隔を隔てて２つの磁気回路部が構成さ
れている。すなわち、同一基板上に薄膜磁気ヘッドが２
つ形成された，いわゆるマルチチャンネル型薄膜磁気ヘ
ッドとされている。

【００１９】一方、保護基板５は、磁気回路部を外力等
から保護するために設けられるもので、上部磁性コア２
上にＳｉＯ₂等よりなる保護膜９が積層された上に、融
着ガラス１０を介して接合一体化されている。かかる保
護基板５としては、例えばフェライトや結晶化ガラス或
いはセラミックス等からなる。

【００２０】そして特に、この実施例の薄膜磁気ヘッド
においては、下部磁性コア１と上部磁性コア２とが、い
ずれも図３に示すように、中間層１１ａ，１１ｂ・・・
と金属磁性薄膜１２ａ，１２ｂ・・・を交互に積層して
なる積層膜となされている。上記中間層１１ａ，１１ｂ
・・・は、磁性コアの摩耗量を低減し磁気記録媒体摺動
面６の偏摩耗を抑制するために設けられるもので、例え
ば耐摩耗性に優れるＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ
₂Ｏ₃，Ｃｒ等の如き材料が使用される。また、このと
きの中間層１１ａ，１１ｂ・・・の膜厚は、疑似ギャッ
プとして動作しないように、少なくともギャップ膜７よ
りも薄くする必要がある。

【００２１】一方、金属磁性薄膜１２ａ，１２ｂには、
高い飽和磁束密度を有し且つ軟磁気特性に優れた強磁性
金属材料が使用されるが、かかる強磁性材料としては従
来から公知のものがいずれも使用でき、結晶質，非結晶
質を問わない。

【００２２】例示するならば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金
（センダスト）、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ
系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、
Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等の強磁性金属材料、或い
はＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金、さらには上記Ｆｅ−Ｇａ−
Ｓｉ系合金の耐蝕性や耐摩耗性の一層の向上を図るため
に、Ｆｅ，Ｇａ，Ｃｏ（Ｆｅの一部をＣｏで置換したも
のを含む。），Ｓｉを基本組成とする合金に、Ｔｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｏｓ，
Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ｈｆ，Ｖの少な
くとも一種を添加したものであってもよい。

【００２３】また、強磁性非晶質金属合金、いわゆるア
モルファス合金（例えば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの一つ以上
の元素とＰ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉの一つ以上の元素とからなる
合金、またはこれを主成分としＡｌ，Ｇｅ，Ｂｅ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メタロイド系アモルフ
ァス合金、或いはＣｏ，Ｈｆ，Ｚｒ等の遷移元素や希土
類元素等を主成分とするメタル−メタル系アモルファス
合金）等も使用される。

【００２４】また、このときの金属磁性薄膜１２ａ，１
２ｂ・・・の厚みは、コアの摩耗量がコア厚に依存する
ことからなるべく薄くする必要があり、例えば最大２μ
ｍとされる。なお、金属磁性薄膜１２ａ，１２ｂ・・・
と中間層１１ａ，１１ｂ・・・は、いずれも磁気記録媒
体摺動面６側からバック側に至るまで連続的に形成され
ている。

【００２５】本実施例では、中間層１１ａ，１１ｂ・・
・としてＳｉＯ₂を使用し、金属磁性薄膜１２ａ，１２
ｂ・・・としてセンダストを用いた。なお、センダスト
とＳｉＯ₂との密着性を高めるために、これらの間にＣ
ｒを介在させた。すなわち、中間層１１ａ，１１ｂ・・
・には、Ｃｒ（膜厚２５ｎｍ）／ＳｉＯ₂（膜厚１００
ｎｍ）／Ｃｒ（膜厚２５ｎｍ）よりなる総膜厚１５０ｎ
ｍの積層膜を用いた。一方、金属磁性薄膜１２ａ，１２
ｂ・・・には、最大膜厚が２μｍ以下のセンダストを用
いた。

【００２６】そして本実施例では、上記下部磁性コア１
としては、金属磁性薄膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃの総膜
厚が５μｍとなるように、中間層１１ａ，１１ｂを２層
介在させて磁性薄膜を３分割とした。一方、上部磁性コ
ア２としては、金属磁性薄膜１２ｄ，１２ｅ・・・１２
ｉの総膜厚が１１μｍとなるように、中間層１１ｃ，１
１ｄ・・・１１ｇを５層介在させて磁性薄膜を６分割と
した。

【００２７】以上のように構成された薄膜磁気ヘッドに
おいては、下部磁性コア１と上部磁性コア２がいずれも
中間層１１ａ，１１ｂ・・・と金属磁性薄膜１２ａ，１
２ｂ・・・とを交互に積層してなる積層膜とされている
ので、粉塵や砂塵等の如き塵埃の多い環境下で使用され
た場合には、磁気記録媒体摺動面６の摩耗状態は図４に
示すようになる。

【００２８】この薄膜磁気ヘッドでは、耐摩耗性に優れ
るＳｉＯ₂よりなる中間層１１ａ，１１ｂ・・・によっ
て磁性コアが分割されることにより、各金属磁性薄膜１
２ａ，１２ｂ・・・の膜厚が薄くなされているので、膜
厚の厚い単層の磁性コアの場合に比べてその摩耗量が大
幅に低減する。したがって、磁気記録媒体摺動面全体の
摩耗が低減するとともに偏摩耗が低減し、ヘッド寿命を
大幅に延ばすことができる。また、スペーシングロスに
よるヘッド出力・記録感度の低下を防止することができ
る。さらには、中間層１１ａ，１１ｂ・・・を介在させ
ることにより、高周波数帯域における渦電流損失を低減
できる。なお、図４中、ベース基板４と保護基板５との
間に突出する部分は、中間層１１ａ，１１ｂ・・・，ギ
ャップ膜７，保護膜９である。

【００２９】以上のように構成された薄膜磁気ヘッドを
作製するには、以下のようにして行う。先ず、ベース基
板４上にスパッタリングによって金属磁性薄膜１２ａ，
１２ｂ，１２ｃと中間層１１ａ，１１ｂを交互に積層し
て下部磁性コア１を作製する。このとき、ベース基板４
上には、作製するヘッドの数に応じて所定間隔で下部磁
性コア１を複数形成する。

【００３０】次に、この下部磁性コア１の上にギャップ
膜７を被着形成した後、絶縁膜８を形成してこの上に導
体コイル３を形成する。

【００３１】次いで、この導体コイル３を覆って絶縁膜
８を形成し、これを必要な部分だけ残すようにしてエッ
チングにて除去する。次に、上記ギャップ膜７及び導体
コイル３を覆って金属磁性薄膜１２ｄ，１２ｅ・・・１
２ｉと中間層１１ｃ，１１ｄ・・・１１ｇを交互に積層
して上部磁性コア２を形成する。

【００３２】そして、上記上部磁性コア２の上に保護膜
９を形成した後、融着ガラス１０を介して保護基板５を
接合一体化する。最後に、磁気記録媒体に対する当たり
を確保するために、磁気記録媒体摺動面６を円筒研磨す
る。

【００３３】なお、本実施例の薄膜磁気ヘッドにおいて
は、ベース基板４上に複数形成される各ヘッドの全てを
中間層１１ａ，１１ｂ・・・を介在させた積層膜とした
が、必ずしもその全てを積層膜とする必要はなく、偏摩
耗が起こり得る特定のトラック部分のみ積層膜とし、そ
の他のトラックは単層の膜としても構わない。

【００３４】実施例２本実施例の磁気ヘッドでは、図５に示すように、中間層
１１ａ，１１ｂ・・・をフロントギャップ部分にのみに
配したものである。すなわち、本実施例の磁気ヘッドに
おいては、上記中間層１１ａ，１１ｂ・・・が、ヘッド
寿命の観点より磁気記録媒体摺動面６から少なくとも磁
気ギャップｇのデプス零位置まで連続的に形成されてい
る。なお、上記中間層１１ａ，１１ｂ・・・がフロント
ギャップ部分にのみ形成された他は、先の実施例の薄膜
磁気ヘッドと同じ構成である。

【００３５】このように、フロントギャップ部分にのみ
に中間層１１ａ，１１ｂ・・・を形成した場合でも、先
の実施例１の薄膜磁気ヘッドと同様に磁気記録媒体摺動
面６の偏摩耗を減少させることができ、これによりヘッ
ド寿命を大幅に延ばすことができる。また、スペーシン
グロスによるヘッド出力・記録感度の低下も抑制するこ
とができる。

【００３６】上記フロントギャップ部分にのみ中間層１
１ａ，１１ｂ・・・を形成するには、以下のようにして
行う。先ず、図６に示すように、最大膜厚が２μｍ以下
となるように金属磁性薄膜１２ａをベース基板４上にス
パッタリングによって形成する。しかる後、上記金属磁
性薄膜１２ａ上にＣｒ／ＳｉＯ₂／Ｃｒよりなる中間層
１１ａをやはりスパッタリングによって形成する。

【００３７】次に、図７に示すように、磁気記録媒体摺
動面６となる先端１３より少なくとも磁気ギャップｇの
デプス以上の長さとなるように、上記中間層１１ａの上
にフォトリソグラフィー技術によってレジスト１４をパ
ターニングする。次いで、図８に示すように、上記レジ
スト１４をマスクとしてイオンミリングによって中間層
１１ａをエッチングし除去する。しかる後、上記レジス
ト１４を剥離する。

【００３８】この結果、図９に示すように、フロントギ
ャップ部分にのみ中間層１１ａが残存する。

【００３９】次に、図１０に示すように、先の図６で行
った工程と同様にして、最大膜厚が２μｍ以下となるよ
うに金属磁性薄膜１２ｂをスパッタリングし、さらにこ
の上にＣｒ／ＳｉＯ₂／Ｃｒよりなる中間層１１ｂをス
パッタリングして形成する。そして以後、図７から図９
までの工程を順次繰り返する。この結果、フロントギャ
ップ部分にのみ中間層１１ａ，１１ｂ・・・が形成され
ることになる。

【００４０】以上、本発明を適用した薄膜磁気ヘッド及
びマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッドの実施例について
説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることな
く種々の変更が可能である。例えば、先の実施例１及び
実施例２の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性コア１と上部
磁性コア２の両方を積層膜としたが、いずれか一方の磁
性コアのみを積層膜としても磁気記録媒体摺動面６の摩
耗を低減することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の薄膜磁気ヘッド及びマルチチャンネル型薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、上部磁性コアと下部磁性コアを、耐摩
耗性に優れるＳｉＯ₂等よりなる中間層と金属磁性薄膜
を交互に積層してなる積層膜としているので、硬度の高
い中間層の介在により磁気記録媒体摺動面の偏摩耗を低
減することができ、これによりヘッド寿命を大幅に延ば
すことができることに加え、スペーシングロスによるヘ
ッド出力・記録感度の低下を抑制することができる。さ
らには、中間層と金属磁性薄膜を交互に積層しているの
で、高周波数帯域での渦電流の発生を抑制することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
の一例を示す縦断面図である。

【図２】実施例１のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
の一例を示す横断面図である。

【図３】実施例１のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
の磁気記録媒体摺動面部分を拡大して示す要部拡大断面
図である。

【図４】実施例１のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
の磁気記録媒体摺動面部分の摩耗状態を示す要部拡大断
面図である。

【図５】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
の縦断面図である。

【図６】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
を作製する工程を順次示すもので、第１層目の金属磁性
薄膜と第１層目の中間層形成工程を示す断面図である。

【図７】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
を作製する工程を順次示すもので、レジスト形成工程を
示す断面図である。

【図８】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
を作製する工程を順次示すもので、第１層目の中間層を
エッチングする工程を示す断面図である。

【図９】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッド
を作製する工程を順次示すもので、レジスト除去工程を
示す断面図である。

【図１０】実施例２のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッ
ドを作製する工程を順次示すもので、第２層目の金属磁
性薄膜と第２層目の中間層形成工程を示す断面図であ
る。

【図１１】従来のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッドの
縦断面図である。

【図１２】従来のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッドの
横断面図である。

【図１３】従来のマルチチャンネル型薄膜磁気ヘッドの
磁気記録媒体摺動面部分の摩耗状態を示す要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１・・・下部磁性コア２・・・上部磁性コア３・・・導体コイル４・・・ベース基板５・・・保護基板６・・・磁気記録媒体摺動面７・・・ギャップ膜８・・・絶縁膜９・・・保護膜１０・・・融着ガラス１１ａ〜１１ｇ・・・中間層１２ａ〜１２ｉ・・・金属磁性薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部磁性コアと下部磁性コアとによって
閉磁路が構成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、少なくとも一方の磁性コアが中間層と金属磁性薄膜を交
互に積層してなる積層膜であることを特徴とする薄膜磁
気ヘッド。
【請求項２】上部磁性コアと下部磁性コアがいずれも
中間層と金属磁性薄膜を交互に積層してなる積層膜であ
ることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】中間層は、ＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ
₂Ｏ₃，Ｃｒのうちいずれかであることを特徴とする請
求項１及び請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】同一基板上に請求項１記載の薄膜磁気ヘ
ッドが複数配列されてなることを特徴とするマルチチャ
ンネル型薄膜磁気ヘッド。