JPH07210810A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻線窓部におけるコイルと金属磁性膜間の漏
れ磁束を抑制し、インダクタンスの低減を図って、電磁
変換特性及びヘッド効率を高める。 【構成】 本発明は、金属磁性積層膜４，５を一対の非
磁性基板６，７及び８，９によりその膜厚方向から挟み
込んでなる一対の磁気コア半体１，２を、金属磁性積層
膜４，５の端面同士を突き合わせて接合した積層型磁気
ヘッドである。そして、本発明では、コイルが巻回され
る巻線窓１０部分のチップ厚Ｔ₁ を、ヘッドチップ全体
の厚みＴ₂ より薄くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば高品位ビデオテ
ープレコーダー（以下、ＶＴＲと称する。）やデジタル
ＶＴＲ等の高密度、広帯域周波数記録再生装置に搭載し
て有用な磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＶＴＲや、デジタルオーディオ
テープレコーダ（ＤＡＴ）等の磁気記録再生装置におい
ては、高密度、高画質化等を目的として情報信号の短波
長記録化が進められている。これに対応して、磁気記録
媒体には強磁性金属粉末を用いた，いわゆるメタルテー
プや、ベースフィルム上に強磁性金属材料を直接被着し
た蒸着テープ等の高抗磁力磁気記録媒体が使用されるよ
うになってきた。

【０００３】一方、それに対応すべく磁気ヘッドの分野
においても研究が進められており、高抗磁力磁気記録媒
体に対し良好に記録再生を可能ならしめるため、コア材
料に良好な軟磁気特性を有する金属磁性材料を用いると
共に、狭トラック化を図った磁気ヘッドが開発されてい
る。

【０００４】かかる磁気ヘッドとしては、高透磁率且つ
高飽和磁束密度を有する金属磁性膜とＳｉＯ₂ 等の絶縁
膜を交互に積層した金属磁性積層膜を、一対の非磁性基
板でその膜厚方向から挟み込んだ，いわゆる積層型磁気
ヘッドが提案されている。

【０００５】かかる積層型磁気ヘッドは、例えば図１２
に示すように、閉磁路を構成する一対の磁気コア半体１
０１，１０２を有し、これら磁気コア半体１０１，１０
２が突き合わされ接合一体化されることにより、磁気記
録媒体摺動面１０３に磁気ギャップｇを形成して構成さ
れている。

【０００６】上記磁気コア半体１０１，１０２は、非磁
性基板１０４，１０５及び１０６，１０７と、膜厚の薄
い金属磁性膜を非磁性膜を介して何層にも積層した金属
磁性積層膜１０８，１０９とからなり、その金属磁性積
層膜１０８，１０９を一対の非磁性基板１０４，１０５
及び１０６，１０７によって挟み込むことにより形成さ
れている。

【０００７】そして、これら磁気コア半体１０１，１０
２同士の突き合わせ面においては、金属磁性積層膜１０
８，１０９の端面部が突き合わされることによって磁気
ギャップｇが形成されている。上記磁気ギャップｇのト
ラック幅Ｔｗは、金属磁性積層膜１０８，１０９を挟み
込む非磁性基板１０４，１０５及び１０６，１０７が非
磁性材料であることから、上記金属磁性積層膜１０８，
１０９の膜厚によって規制される。

【０００８】また、一方の磁気コア半体１０２の突き合
わせ面には、当該磁気ギャップｇのデプスを規制すると
共に、コイルを巻回させるための巻線窓１１０が形成さ
れている。この巻線窓１１０は、磁気コア半体１０２の
突き合わせ面の途中部に、平面略矩形形状の孔としてコ
ア厚方向に貫通して形成されている。

【０００９】上記積層型磁気ヘッドは、金属磁性積層膜
１０８，１０９の膜厚がトラック幅Ｔｗとなるため、機
械加工によりトラック幅Ｔｗを規制する他のバルクヘッ
ド，例えばフェライトヘッドやメタルインギャップヘッ
ド（ＭＩＧヘッド）に比べ、容易に狭トラック化を図る
ことができる。

【００１０】また、この積層型磁気ヘッドは、磁路を形
成する磁気コアである金属磁性積層膜１０８，１０９が
トラック幅Ｔｗと同じ膜厚しかないので、コイル巻数当
たりのインダクタンスも他のバルクヘッドに比べ小さく
なり、広帯域のヘッドとして優れた特性を持つ。また、
この積層型磁気ヘッドは、他のバルクヘッドと同程度の
共振特性を得るに当たっては、その分コイルの巻数を増
やすことができ、電磁変換特性上有利となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の積層
型磁気ヘッドにおいては、ヘッドチップ全体の厚みは金
属磁性積層膜１０８，１０９の厚みに非磁性基板１０
４，１０５及び１０６，１０７の厚みが加わるため、漏
れ磁束が増大し、ヘッドインダクタンス以外の余分なイ
ンダクタンスが加算され、上述の利点が損なわれるとい
う問題がある。

【００１２】特に、巻線窓１１０が形成される部分は、
コイルの面積が大きくなり、当該コイルと金属磁性積層
膜１０８，１０９間で漏れ磁束が生ずる。この結果、金
属磁性積層膜１０８，１０９に流れる磁束は、コイルと
金属磁性積層膜１０８，１０９間で流れる漏洩磁束と並
列状態になり、見かけ上のインダクタンスが増大し、共
振特性も悪化する。さらに、ギャップの磁気抵抗も減少
し、ヘッド効率も悪化する。

【００１３】本発明は、上述の従来の有する課題に鑑み
て提案されたものであって、コイルと金属磁性膜間の漏
れ磁束を抑制し、インダクタンスの低減が図れるヘッド
効率に優れた磁気ヘッド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】本発明の磁気ヘッドは、
金属磁性膜を一対の非磁性基板によりその膜厚方向から
挟み込んでなる一対の磁気コア半体を、金属磁性膜の端
面同士を突き合わせて接合した積層型磁気ヘッドであ
る。そして、この磁気ヘッドにおいては、コイルが巻回
される巻線窓部分のチップ厚を、ヘッドチップ全体の厚
みより薄くすることにより、上述の課題を解決する。

【００１５】コイルが巻回される巻線窓部分のチップ厚
をヘッドチップ全体の厚みよりも薄くするには、巻線窓
部分に溝部を形成する。かかる溝部は、少なくとも巻線
窓部が形成される部分にあればよい。また、溝部は、金
属磁性膜を挟んでその両側に形成される非磁性基板のい
ずれか一方又は両方に形成されていてもよい。いずれに
しても巻線窓部の厚みがヘッドチップ全体の厚みに対し
薄ければよい。

【００１６】

【作用】本発明の磁気ヘッドによれば、巻線窓部分のチ
ップ厚をヘッドチップ全体の厚みより薄くする，つまり
巻線窓部の非磁性基板の厚みを極力薄くすると、巻線窓
部に巻回されるコイルの面積が小さくなり、当該コイル
と磁気コア（金属磁性積層膜）間で生ずる漏れ磁束が減
少する。そのため、漏れ磁束による余分なインダクタン
スが低減され、ヘッド全体のインダクタンスも小さくな
り、共振特性がより高周波数帯域にシフトする。この結
果、バルクヘッドと同程度の共振特性を得るにはコイル
の巻数を増やすことができ、電磁変換特性上有利にな
る。さらに、磁気ギャップ部の磁気抵抗も増加し、ヘッ
ド効率もよくなる。

【００１７】

【実施例】実施例１ 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。

【００１８】本実施例の磁気ヘッドは、図１に示すよう
に、閉磁路を構成する一対の磁気コア半体１，２を有
し、これら磁気コア半体１，２同士が突き合わされ接合
一体化されることにより、磁気記録媒体摺動面３に磁気
ギャップｇを構成する。

【００１９】上記磁気コア半体１，２は、膜厚の薄い金
属磁性膜を非磁性膜を介して何層にも積層してなる金属
磁性積層膜４，５と、この金属磁性積層膜４，５を膜厚
方向から挟み込む一対の非磁性基板６，７及び８，９と
から構成されている。

【００２０】そして、これら磁気コア半体１，２の突き
合わせ面１ａにおいては、金属磁性積層膜４，５の端面
同士が突き合わされることによって、記録用又は再生用
或いはその両方のギャップとして動作する磁気ギャップ
ｇが形成されている。上記磁気ギャップｇのトラック幅
Ｔｗは、非磁性基板６，７及び８，９がセラミックス等
の非磁性材料からなることから、上記金属磁性積層膜
４，５の膜厚によって規制されている。つまり、金属磁
性積層膜４，５の膜厚が磁気ギャップｇのトラック幅Ｔ
ｗとなる。

【００２１】また、上記磁気コア半体１，２の突き合わ
せ面１ａには、当磁気ギャップｇのデプスを規制すると
共に、コイルを巻回させるための巻線窓１０が形成され
ている。かかる巻線窓１０は、一方の磁気コア半体２の
突き合わせ面の途中に、平面略矩形状をなす貫通孔とし
てコア厚方向に形成されている。

【００２２】より具体的には、巻線窓１０は、磁気ギャ
ップｇのデプスを規制する傾斜面１０ａと、磁気コア半
体１，２同士の突き合わせ面１ａと平行なコイル巻回面
１０ｂと、上記突き合わせ面１ａと垂直なコイル巻回位
置規制面１０ｃとを有している。

【００２３】上記金属磁性積層膜４，５に用いられる金
属磁性材料には、各種強磁性材料の他に、例えば高飽和
磁束密度を有し、且つ軟磁気特性に優れた強磁性合金材
料が使用されるが、かかる強磁性合金材料としては従来
より公知の物がいずれも使用でき、結晶質、非晶質であ
るかを問わない。

【００２４】例示するならば、ＦｅＡｌＳｉ系合金、Ｆ
ｅＳｉＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金、ＦｅＡｌＧｅ系合
金、ＦｅＧａＧｅ系合金、ＦｅＳｉＧａ系合金、ＦｅＳ
ｉＧａＲｕ系合金、ＦｅＣｏＳｉＡｌ系合金等が挙げら
れる。さらには、耐蝕性や耐摩耗性の一層の向上を図る
ために、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｈ
ｆ、Ｖ等の少なくとも一種を添加したものであってもよ
い。

【００２５】また、強磁性非晶質合金、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、またはこれらを主成分として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）等が挙げられる。

【００２６】これら金属磁性材料のの成膜方法として
は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法、イオンビーム法等に代表される真空薄膜形成技
術が採用される。金属磁性積層膜４，５を形成するに
は、この真空薄膜形成技術を用いて、先ず膜厚の薄い金
属磁性膜を成膜した後、この上に非磁性膜を成膜し、さ
らにこの上に金属磁性膜を成膜する工程を順次繰り返
す。

【００２７】なお、本実施例では、磁路を構成する磁気
コアとして金属磁性積層膜４，５を用いたが、金属磁性
材料のみからなる単層の膜であってもよい。

【００２８】上記非磁性基板６，７及び８，９は、磁路
を構成する金属磁性積層膜４，５をその膜厚方向から挟
み込んでこの金属磁性積層膜４，５を補強すると共に、
磁気記録媒体に対する当たりを確保する働きをする。

【００２９】この非磁性基板６，７及び８，９には、加
工性、耐摩耗性、金属磁性材料との熱膨張係数等を考慮
した材料が望ましく、例えばセラミクス系の非磁性材料
が好適である。

【００３０】そして特に、本実施例の磁気ヘッドにおい
ては、巻線窓１０が形成される部分のチップ厚Ｔ₁ がヘ
ッドチップ全体の厚みＴ₂ よりも薄くされている。すな
わち、磁気記録媒体摺動面３から巻線窓１０のコイル巻
回位置規制面１０ｃに至る範囲で非磁性基板６，７及び
８，９の厚みが薄くされることにより、巻線窓１０が形
成される部分のチップ厚Ｔ₁ がヘッドチップ全体の厚み
Ｔ₂ よりも薄くなっている。

【００３１】巻線窓１０が形成される部分の非磁性基板
６，７及び８，９の厚みを薄くすると、巻線窓１０に巻
回されるコイル（図示は省略する。）の面積が小さくな
り、当該コイルと金属磁性積層膜４，５間で生ずる漏れ
磁束が減少する。そのため、漏れ磁束による余分なイン
ダクタンスが低減され、ヘッド全体のインダクタンスも
小さくなって、共振特性をより高周波数帯域にシフトす
ることができる。したがって、バルクヘッドと同程度の
共振特性を得るにはコイルの巻数を増やすことができ、
電磁変換特性上有利になる。さらには、磁気ギャップ部
の磁気抵抗も増加し、ヘッド効率もよくなる。

【００３２】上記巻線窓１０が形成される部分のチップ
厚Ｔ₁ は、上記の理由から極力薄い方がよいが、磁気記
録媒体との当たり特性から自ずとその下限が決められ
る。また、上記の例では、巻線窓１０が形成されていな
い磁気コア半体１の厚みをも薄くしているが、巻線窓１
０が形成される磁気コア半体２のみを薄くしても同様の
効果がある。または、巻線窓１０が形成される磁気コア
半体２の一方の非磁性基板８又は９の厚みを薄くするこ
とによっても同様の効果が得られる。要は、巻線窓１０
が形成される部分のチップ厚Ｔ₁ が薄ければよい。

【００３３】次に、上述の磁気ヘッドの製造方法につい
て説明する。先ず、図２に示すように、短冊状の非磁性
基板１１の一主面に、金属磁性材料と非磁性材料を交互
にスパッタリングする。その結果、非磁性基板１１の一
主面に積層膜構造とされた金属磁性積層膜１２が形成さ
れてなる複合基板１３が作製される。

【００３４】次に、上記複合基板１３を複数作製し、こ
れを図３に示すように、金属磁性積層膜１２を非磁性基
板１１で挟み込むようにして重ね合わせる。そして、こ
れら複合基板１３を接合一体化して、ブロック状の磁気
コア基板１４を作製する。

【００３５】次に、上記磁気コア基板１４を、複合基板
１３の突き合わせ方向に、図４中線Ａ−Ａ´、線Ｂ−Ｂ
´、線Ｃ−Ｃ´に沿ってブロック切断する。その結果、
図５に示すように、互いに対称な一対の磁気コア半体ブ
ロック１５，１６が作製される。

【００３６】次いで、これら磁気コア半体ブロック１
５，１６の少なくとも一方に、その長手方向に沿って巻
線窓となる巻線溝１７を形成した後、その溝形成面を平
滑研磨する。そして、上記研磨面にギャップ膜としての
ギャップスペーサをスパッタ等の真空薄膜形成技術によ
り形成し、これら磁気コア半体ブロック１５，１６をそ
れぞれの金属磁性積層膜１２同士が相対向するようにト
ラック位置合わせしながら突き合わせる。

【００３７】しかる後、これら磁気コア半体ブロック１
５，１６を接合一体化する。磁気コア半体ブロック１
５，１６同士を接合するには、従来公知の接合方法が使
用可能である。例示するならば、Ａｕ等の如き貴金属層
同士の熱拡散による低温熱拡散接合や、ガラスを用いた
ガラス融着等による接合方法等が挙げられる。

【００３８】これら磁気コア半体ブロック１５，１６同
士が接合一体化されることにより、ギャップスペーサを
介して相対向した金属磁性積層膜１２，１２間には、図
７に示すように作動ギャップとして動作する磁気ギャッ
プｇが形成される。

【００３９】次に、接合一体化された磁気コアブロック
に対し、所定のギャップ深さ（デプス長）まで曲面研磨
を施して磁気記録媒体摺動面１８を形成する。そして、
こうして得られた磁気コアブロックに、図７に示すよう
に磁気記録媒体に対する当たり幅を規制するための面取
り溝１９を形成する。

【００４０】面取り溝１９は、各金属磁性積層膜１２の
間に、巻線溝１７のコイル巻回位置規制面１７ａに達す
る位置まで形成する。面取り溝１９の深さを巻線溝１７
のコイル巻回位置規制面１７ａに達する位置までとする
ことにより、巻線窓部分の非磁性基板１１の厚みが薄く
なる。これにより、巻線窓１７部に巻回されるコイルの
コイル面積が非磁性基板１１の厚みを薄くしなかった磁
気ヘッドに比べておよそ１／３になり、巻線窓１７部に
おけるコイルと金属磁性積層膜１２間に生ずる漏れ磁束
を低減することができる。

【００４１】そして最後に、上記各面取り溝１９の略中
央位置において、所定のヘッドチップ厚となるように、
図７中線Ｄ−Ｄ´、Ｅ−Ｅ´に沿ってチップ切断する。
その結果、図１に示す如き磁気ヘッドが完成する。

【００４２】以上のように作製された磁気ヘッドのイン
ダクタンス及びＱ値の周波数応答を図８に示す。この結
果より、巻線窓部分の厚みを媒体当たり幅程度にした本
実施例の磁気ヘッドでは、インダクタンスが従来ヘッド
と比較して１割程度低減され、周波数応答及びＱ値には
ほとんど変化が見られない。したがって、従来のバルク
型磁気ヘッドと同等の共振特性を得るには、コイルの巻
数を増やすことができ、電磁変換特性上有利になること
がわかる。

【００４３】実施例２ 本実施例の磁気ヘッドは、図９に示すように、ヘッドチ
ップ全体の厚みＴ₂ に対して巻線窓１０が形成される部
分のチップ厚Ｔ₁ のみを薄くしたものである。すなわ
ち、巻線窓１０が形成される部分に非磁性基板６，７及
び８，９の厚みを薄くするような断面略コ字状のストレ
ート溝２０，２１を磁気ギャップｇに対して垂直に形成
することにより、当該巻線窓１０部分のチップ厚Ｔ₁ の
みを薄くしたものである。

【００４４】なお、実施例１の磁気ヘッドと同一の部材
には同一の符号を付するものとし、その説明は省略す
る。

【００４５】この構成によれば、磁気記録媒体摺動面３
の媒体当たり幅を変更することなく、チップ強度が維持
できる限界の厚さまで巻線窓１０が形成される部分の厚
みＴ ₁ を薄くすることができ、より一層の効果を得るこ
とができる。

【００４６】次に、上記構成の磁気ヘッドの製造方法に
ついて説明するが、実施例１の磁気ヘッドと共通する部
分には同一の符号を付すると共にその説明を省略し、異
なる点のみ説明する。

【００４７】金属磁性積層膜１２が形成されてなる複合
基板１３の巻線溝が形成される部分に対応する位置に、
図１０に示すような断面略コ字状をなす溝２２を非磁性
基板１１に形成する。上記溝２２は、基板強度が許す限
り深く、また、溝側部２２ａは後工程で形成される巻線
窓のコイル巻回位置規制面１０ｃと同位置となるよう形
成する。

【００４８】次に、上記溝２２が形成された複合基板１
３と、上記溝２２と相対向する位置に同一形状の溝２３
を有した金属磁性積層膜が成膜されていない短冊状の非
磁性基板２４とを交互に積層し、これらを接合一体化し
て磁気コア基板２５を作製する。以下、実施例１と同様
に作製工程を進めることで、図９に示す磁気ヘッドが完
成する。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッドにおいては、巻線窓部のチップ厚をヘッ
ドチップ全体の厚みよりも薄くしているので、巻線窓部
における金属磁性膜とコイル間での漏れ磁束を大幅に減
少させることができ、インダクタンスの低減を達成でき
る。したがって、漏洩磁束が減少した分、コイルの巻数
を増やすことができ、それによって電磁変換特性並びに
ヘッド効率の向上が図れ、高周波数帯域での良好な記録
再生が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の磁気ヘッドの構成を示す斜視図であ
る。

【図２】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、非磁性基板に金属磁性積層膜を形成する工程を示
す斜視図である。

【図３】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、複合基板を接合する工程を示す斜視図である。

【図４】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、磁気コア基板から磁気コア半体ブロックを切り出
す工程を示す斜視図である。

【図５】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、作製された一対の磁気コア半体ブロックを示す斜
視図である。

【図６】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、一方の磁気コア半体ブロックに巻線溝を形成する
工程を示す斜視図である。

【図７】実施例１の磁気ヘッドの製造方法を順次示すも
ので、磁気コアブロックの媒体摺動部分に面取り溝を形
成する工程を示す斜視図である。

【図８】実施例１において作製された磁気ヘッドのイン
ダクタンス及びＱ値の周波数特性を測定した結果を示す
特性図である。

【図９】実施例２の磁気ヘッドの構成を示す斜視図であ
る。

【図１０】実施例２の磁気ヘッドの製造方法を順次示す
もので、複合基板に溝を形成する工程を示す斜視図であ
る。

【図１１】実施例２の磁気ヘッドの製造方法を順次示す
もので、複合基板と金属磁性積層膜が形成されていない
非磁性基板を交互に積層して磁気コア基板を形成する工
程を示す斜視図である。

【図１２】従来の積層型磁気ヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

１，２ 磁気コア半体 ３ 磁気記録媒体摺動面 ４，５ 金属磁性積層膜 ６，７，８，９ 非磁性基板 １０ 巻線窓 ２０，２１ 溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の非磁性基板により金属磁性膜を挟
   み込んでなる磁気コア半体同士が前記金属磁性膜の端面
   同士を対向させて突き合わされ、これら金属磁性膜の突
   き合わせ面間に磁気ギャップが形成されてなる磁気ヘッ
   ドにおいて、 少なくともコイルが巻回される巻線窓部分のチップ厚
   が、ヘッドチップ全体の厚みより薄くされていることを
   特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 巻線窓部分に溝部が形成されることによ
   り、当該巻線窓部分のチップ厚が、ヘッドチップ全体の
   厚みよりも薄くされていることを特徴とする請求項１記
   載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 溝部は、金属磁性膜を挟んでその両側に
   設けられる非磁性基板のいずれか一方に形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。