JPH07225910A

JPH07225910A - 磁気ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH07225910A
Application number: JP6014389A
Authority: JP
Inventors: Susumu Okada; 将岡田; Yuichiro Murata; 雄一郎村田; Hirobumi Ouchi; 博文大内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 1995-08-22
Also published as: WO2004100134A1; US5806172A

Abstract

(57)【要約】【目的】多結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライトをコア材料に使
用する磁気ヘッドに関して、記録・再生コイルに電流を
流し終えた直後に発生するパルス性のノイズ、いわゆる
記録後ノイズを防止するための磁気ヘッドの製造方法を
提供する。【構成】少なくとも記録・再生ヘッドのコア材料に平
均結晶粒径が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎフェライトを用
い、１種類のガラスを用いたガラス熔着で熔着コアブロ
ックを形成し、この熔着コアブロックをガラスの歪み点
以上の温度でアニールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば電子計算機の
外部記憶装置であるフレキシブルディスク装置（ＦＤ
Ｄ）などに使用され、磁気記録媒体に対して情報の記録
・再生を行う磁気ヘッドあるいは記録・再生および消去
を行う複合磁気ヘッドにおいて、記録・再生コイルに電
流を流し終えた直後に発生するパルス性のノイズを防止
するための磁気ヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】３．５インチＦＤＤに使用されている代
表的な磁気ヘッドとして、図１〜図４に示す構造のもの
が知られている。

【０００３】図１はアンフォーマット記憶容量が２ＭＢ
（メガバイト）以下の３．５インチＦＤＤに使用される
複合磁気ヘッドの代表例の一つで、磁気ディスクの進入
方向に対して消去ヘッドが記録・再生ヘッドの後方に配
置されたトンネル消去型ヘッドと呼ばれるものであり、
図２〜図４はアンフォーマット記憶容量が４ＭＢ（メガ
バイト）の３．５インチＦＤＤに使用される複合磁気ヘ
ッドの代表例で、磁気ディスクの進入方向に対して消去
ヘッドが記録・再生ヘッドの前方に配置された先行消去
型ヘッドと呼ばれるものである。

【０００４】図１〜図４に示した磁気ヘッドは、記録・
再生（Ｒ／Ｗ）コア１、消去（Ｅ）コア２、Ｒ／Ｗコア
１およびＥコア２のそれぞれと接合され、Ｒ／Ｗギャッ
プ７およびＥギャップ８を形成するセンター（Ｉ）コア
３、Ｉコア３とＲ／Ｗコア１およびＥコア２とを磁気的
に結合するバックバー４、Ｒ／Ｗコア１とＥコア２のト
ラック幅規制溝を充填し、かつ、Ｒ／Ｗギャップ７とＥ
ギャップ８を形成する熔着ガラス５を備え、Ｒ／Ｗコア
１とＩコア３から記録・再生ヘッド９が構成され、ま
た、Ｅコア２とＩコア３から消去ヘッド１０が構成され
ている。図中、Ｒ／Ｗコア１およびＥコア２それぞれに
Ｒ／ＷコイルおよびＥコイルが巻回されるが、ここでは
省略されている。なお、図２に示した複合磁気ヘッド
は、Ｉコア３の中間部およびトラック幅規制溝にギャッ
プ形成用のガラス５とは異なるモールドガラス６を有す
るＩコア分離型である。また、図１および図４には、１
種類のガラスを使用したＩコア分離型複合磁気ヘッドが
示されているが、Ｉコア分離部にモールドガラスを使用
することもできる。

【０００５】次に、図１および図４に示した磁気ヘッド
の製造方法について図５〜図９を用いて説明する。

【０００６】図５および図６（Ａ）のように、コア材料
としてＲ／ＷコアおよびＥコア用フェライトピース１
０、１１およびＩコア用フェライトピース１２、１３を
準備し、各コア材料のギャップとなる面を鏡面にラッピ
ング加工する。各コア材料は、通常ＨＩＰ材と称する空
孔の少ない高密度の多結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライトが使用
される。

【０００７】次に、図７（Ａ）に示すように、Ｒ／Ｗコ
アおよびＥコア用フェライトピース１０、１１の鏡面に
巻線溝１４およびテーパ１５の加工が施される。次に、
図７（Ｂ）に示すように、鏡面上にＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ
₃等のギャップ材１６がスパッタリング、蒸着等の方法
で薄膜形成される。膜厚は、２ＭＢ用のＲ／Ｗコアが
１．０μｍ程度、４ＭＢ用のＲ／Ｗコアが０．５μｍ程
度、Ｅコアが２．０μｍ程度である。ギャップ材１６
は、Ｉコア用フェライトピース１２、１３に形成しても
よく、また、Ｒ／ＷコアおよびＥコア用フェライトピー
ス１０、１１とＩコア用フェライトピート１２、１３の
両方に形成してもよい。

【０００８】次に、図８（Ａ）に示すように、Ｒ／Ｗコ
アおよびＥコア用フェライトピース１０、１１のギャッ
プ形成面とＩコア用フェライトピース１２、１３のギャ
ップ形成面とを突き合わせ、ガラス棒１７によりガラス
熔着されて各コア材料が一体化され、Ｒ／Ｗヘッド用熔
着コアブロック１８およびＥヘッド用熔着コアブロック
１９が形成される。

【０００９】４ＭＢ先行消去型ＦＤＤヘッドではＲ／Ｗ
ギャップとＥギャップ間の距離が２００μｍであるので
Ｉコア厚は薄い。従って、通常この工程までは加工に耐
えるだけの機械的強度が得られる程度にＩコア用フェラ
イトピース１２、１３の厚さを厚くしておいて、ガラス
熔着後に図８（Ｂ）に示すようにトラック幅規制溝２０
を形成した後、所定の厚さにラッピング加工によって仕
上げられる。

【００１０】なお、記録性能に優れたＭＩＧ（メタルイ
ンギャップ）ヘッドを作製するには、Ｒ／Ｗギャップ材
１６を形成する前にＲ／Ｗギャップ面に高飽和磁束密度
の材料、例えば、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系アモルファス合金
やセンダスト合金を薄膜形成すればよい。

【００１１】また、ガラス熔着工程においては、図１０
に示すような熱膨張係数がフェライトより小さく、耐熱
性に優れたアルミナなどの部材から成る熔着治具２３が
よく用いられ、Ｒ／Ｗヘッド用熔着コアブロックおよび
Ｅヘッド用熔着コアブロック１８、１９と熔着治具２３
との熱膨張係数の違いにより圧縮応力が熔着コアブロッ
ク１８、１９に働き、一様なギャップ長の形成をするこ
とができる。

【００１２】この後、熔着コアブロック１８および１９
とを間隙を設けてガラス（以後モールドガラスと称す
る）を用いて一体化する。この時、熔着コアブロック１
８、１９のガラス熔着に使用したガラスより、低融点の
ガラスを用いる方法および同一のガラスを用いる方法を
示す。

【００１３】低融点のガラスを用いる方法は、図９
（Ａ）に示すように、Ｒ／Ｗヘッド用熔着コアブロック
１８とＥヘッド用熔着コアブロック１９とを所定のスペ
ース幅ｔを設けて配置し、モールドガラスの棒２１を溶
融してスペース幅ｔの間およびトラック幅規制溝２０に
モールドガラス２１を充填する。この際、各熔着コアブ
ロック１８、１９に設けられたギャップが開くのを防止
する観点から、各熔着コアブロック１８、１９のガラス
熔着に使用したガラス１７の歪み点より作業温度が低い
低融点のガラスを使用するのが好ましい。

【００１４】同一のガラスを用いる方法は、図９（Ａ）
において、Ｒ／Ｗヘッド用熔着コアブロック１８とＥヘ
ッド用熔着コアブロック１９とを、チタン酸カルシウム
やチタン酸バリウム等のセラミックスまたは高融点のガ
ラスから成る短冊状のスペーサ２２の複数個を介して配
置し、図１０に示した熔着治具２３を用いてＲ／Ｗ用熔
着コアブロック１８とＥコア用熔着コアブロック１９の
側面に荷重を印加した状態でモールドガラスの棒２１に
代えてガラス棒１７を使用し、熔融してガラスを充填す
る。

【００１５】Ｒ／Ｗヘッド用熔着コアブロック１８とＥ
ヘッド用熔着コアブロック１９とを一体化した後、一体
化コアブロック２４の下部を切断し、次いで、一体化コ
アブロック２４の長手方向に沿ってダイヤモンドホイー
ルを使用して研削加工を施し、次いで、一体化コアブロ
ック５８の長手方向と直角方向にワイヤーソー切断加工
等の方法で薄切りして、ヘッドチップを形成し、このヘ
ッドチップのＲ／ＷコアおよびＥコア脚部にコイルを巻
回した後、Ｒ／ＷコアとＩコアおよびＥコアとＩコアの
脚部を磁気的にシャントする磁性体から成るバックバー
を添付し、図１および図４に示した複合磁気ヘッドが得
られる。

【００１６】次に、図２に示す複合磁気ヘッドの製造方
法について説明する。この製造方法においては、図６
（Ｂ）に示すように、Ｉコア用フェライトピース１２に
トラック幅規制溝２０を、また、図７（Ｃ）に示すよう
に、Ｒ／ＷコアおよびＥコア用フェライトピース１０、
１１にトラック幅規制溝２０を個別に形成するところに
特徴を有し、他の工程は上述の図１および図４の複合磁
気ヘッドの製造方法と基本的に同じである。

【００１７】また、図３に示す複合磁気ヘッドの製造方
法も図２に示す複合磁気ヘッドの製造方法と同様、各フ
ェライトピースに個別にトラック幅規制溝２０を形成
し、ガラス熔着は図９（Ｂ）に示すように、Ｉコア用フ
ェライトピース１２の両側にＲ／ＷコアおよびＥコア用
フェライトピース１０、１１を配置し、熔着治具５９を
使用し、ガラス１７を熔融して、一体化する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の複合磁気
ヘッドは、記録・再生コイルに記録電流を流し終えた直
後にパルス性のノイズ（以下、記録後ノイズと称す）が
発生する。記録後ノイズはしばらく時間が経つと（２０
０ｍｓ後）発生しなくなる。図１１は記録後ノイズの単
発波形の測定例で、この波形の大部分は単極性である。
記録後ノイズについては、主として固定ディスク用磁気
ヘッドとして使用されているパーマロイなどの金属磁性
薄膜をコア材に用いた薄膜磁気ヘッドで観察されること
が、例えば励磁電流と記録後ノイズ発生確率の関係（ｐ
ａｇｅ９１〜９４、ｖｏｌ．１６（１９９２）日本応用
磁気学会誌）によって知られているが、この場合の波形
は両極性であることが指摘されているのに対し、この発
明に関する記録後ノイズは上記のように単極性で、その
極性は図１２に示すように、記録電流の最後の極性に依
存するという性質のものである。これはコアのヒステリ
シス環線上の記録電流による外部磁界により定まる磁化
点から残留磁化点に向けての一方向の磁化変化であるこ
とを意味している。

【００１９】図１３は記録後ノイズが重畳した再生波形
の測定例である。記録後ノイズは記録後の短時間内に発
生するという性質のものであるが、ＦＤＤや固定ディス
ク等のコンピュータ補助記録装置に用いるディジタル磁
気記録システムにおいて、図１３に示すように、記録後
ノイズにより波形が歪み、再生時のデータエラーの原因
となり、その防止が必須課題となる。

【００２０】ＶＴＲヘッドの再生出力の向上及び特性の
バラツキ低減のためにガラス転移点温度から流動温度の
範囲でアニールすることが特開昭６３−２２２３０９号
に開示されているが、上記のような記録後ノイズについ
て開示するものではなく、記録後ノイズの防止について
は、特開平５−１０９０１９号が見当たる程度で、その
中で、記録後ノイズを防止するために、フェライトの結
晶粒径の微細化と磁気ヘッドチップのアニールが有効な
対策になることが提案されている。

【００２１】本願発明は、多結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライト
をコア材料に使用する磁気ヘッドに関して、記録後ノイ
ズの発生原因、加工プロセスとの関連について詳細に検
討を実施し、さらに新しい記録後ノイズ防止のための磁
気ヘッドの製造方法を提供するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の磁気ヘ
ッドの製造方法は、少なくとも記録・再生ヘッドを備え
た磁気ヘッドの製造方法において、少なくとも上記記録
・再生ヘッドのコア材料に平均結晶粒系が３０μｍ以下
のＭｎ−Ｚｎフェライトを用い、一種類のガラスを用い
たガラス熔着で熔着コアブロックを形成し、冷却した
後、上記ガラスの歪み点（ガラスの粘度が１０^14.5ポイ
ズで定義される温度）以上の保持温度で保持した後、冷
却してアニールするものである。

【００２３】請求項２に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法において、熔
着コアブロックを薄切りして形成したヘッドコアチップ
をアニールするものである。

【００２４】請求項３に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、少なくとも記録・再生ヘッドを備えた磁気ヘッドの
製造方法において、少なくとも上記記録・再生ヘッドの
コア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎフ
ェライトを用い、一種類のガラスを用いたガラス熔着で
熔着コアブロックを形成した後、この熔着コアブロック
の形成に連続して、上記ガラスの軟化点（ガラスの粘度
が１０^7.5ポイズで定義される温度）より低く、歪み点
以上の保持温度に冷却して熔着荷重を除去し、保持した
後、冷却してアニールするものである。

【００２５】請求項４に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造
方法において、磁気ヘッドは消去ヘッドが備わった複合
磁気ヘッドであるものである。

【００２６】請求項５に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、記録・再生ヘッドと消去ヘッドを備えた磁気ヘッド
の製造方法において、少なくとも上記記録・再生ヘッド
のコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ
フェライトを用い、上記記録・再生ヘッドおよび消去ヘ
ッドをそれぞれガラスを用いたガラス熔着でそれぞれの
熔着コアブロックを形成し冷却した後、少なくとも上記
記録・再生ヘッドについては、上記熔着コアブロック
を、上記ガラスの歪み点以上の保持温度で保持した後、
冷却してアニールし、その後、それぞれの熔着コアブロ
ックを上記ガラスの作業点よりも低い作業点のガラスを
用いて一体化するものである。

【００２７】請求項６に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、記録・再生ヘッドと消去ヘッドを備えた磁気ヘッド
の製造方法において、少なくとも上記記録・再生ヘッド
のコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎ
フェライトを用い、上記記録・再生ヘッドおよび消去ヘ
ッドをそれぞれガラスを用いたガラス熔着でそれぞれの
熔着コアブロックを形成した後、少なくとも上記記録・
再生ヘッドについては、上記熔着コアブロックの形成に
連続して、上記ガラスの軟化点（ガラスの粘度が１０
^7.5ポイズで定義される温度）より低く、歪み点（ガラ
スの粘度が１０^14.5ポイズで定義される温度）以上の保
持温度に冷却して熔着圧力を除去し、保持した後、冷却
してアニールし、その後、それぞれの熔着コアブロック
を上記ガラスの作業点よりも低い作業点のガラスを用い
て一体化するものである。

【００２８】請求項７に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、請求項１、３、５または６記載の磁気ヘッドの製造
方法において、保持温度から歪み点までの冷却を５０℃
／時間以下の冷却速度で行うものである。

【００２９】

【作用】本願発明に係る請求項１〜７の磁気ヘッドの製
造方法は、少なくとも記録・再生ヘッドに平均結晶粒径
が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎフェライトを用いることに
よって、磁区を形成する磁壁の移動距離が短くなり、ま
た、ガラスの歪み点以上の保持温度で保持した後、冷却
してアニールすることによって、熔着コアブロック形成
時にガラスとコア材料の熱膨張係数差による熔着荷重に
起因して発生したコア材料の内部歪みが除去され残留応
力が無くなるので記録後ノイズを低減あるいは無くすこ
とができる。

【００３０】請求項３および６に記載の磁気ヘッドの製
造方法は、熔着コアブロックを形成した後、熔着コアブ
ロックの形成に連続してアニールするので、熔着コアブ
ロックの形成とアニールとを同一工程で行うことがで
き、製造工程を減らすことができる。

【００３１】請求項７に記載の磁気ヘッドの製造方法
は、記録後ノイズを低減あるいはなくするとともに、保
持温度から歪み点までの冷却を５０℃／時間以下の冷却
速度で行うことよって、ガラスのクラック発生を抑制で
きる。

【００３２】

【実施例】ＦＤＤ及び固定ディスク用磁気ヘッドのコア
材料は飽和磁歪及び結晶磁気異方性定数がともにゼロに
近い組成の高透磁率のフェライトが用いられる。上記の
ような磁気特性を有するＦＤＤ用磁気ヘッド用のコア材
料として表１に示すＦｅ，ＭｎおよびＺｎがそれぞれ４
８、１２および１１重量％で残りが酸素である組成で、
平均結晶粒径６９、５２、３０および１５μｍのフェラ
イトをまた、Ｆｅ，ＭｎおよびＺｎがそれぞれ４８、１
４および９重量％で残りが酸素である組成で、平均結晶
粒径３０および１４μｍのフェライトを使用し、熔着用
ガラスとモールド用ガラスは表２に示す３種類の鉛系ガ
ラスを使用して、図３に示す構造の複合磁気ヘッドにつ
いて、記録後ノイズを抑制する複合磁気ヘッドの製造方
法を検討するとともに、記録後ノイズの発生原因を実験
を含めて検討した。なお、表２の歪み点、転移点および
軟化点はそれぞれ粘度が１０^14.5、１０¹³ ^.3および１０
^7.6ポイズで定義される温度であり、熔着コアブロック
の製造方法は基本的には従来例に記載した製造方法と同
じである。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例１．記録・再生ヘッドのコア材料と
して表１に示した種類ａ（平均結晶粒径３０μｍ）のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを、また、熔着ガラスとして種類Ｉ
のガラスを使用して熔着コアブロックを製作し、この熔
着コアブロックを窒素雰囲気中で４８０℃で８時間保持
した後、歪み点まで５０℃／時間の冷却速度で冷却して
アニールを施した磁気ヘッドとアニールをしない磁気ヘ
ッドを製作した。図１４は上記アニールをした磁気ヘッ
ドとアニールをしない磁気ヘッドの再生信号について５
４０００回記録・再生を繰り返したものをＦＤＤのプリ
アンプ出力および微分器出力で観察したものである。図
中（Ｂ）のようにアニールをしない磁気ヘッドで記録後
ノイズが多発しているのに対して、（Ａ）のようにアニ
ールをした磁気ヘッドでは記録後ノイズは発生していな
い。なお、図中プリアンプ出力および微分器出力が帯状
に幅を持つのはヘッドコイルの抵抗成分およびアンプに
起因する熱雑音であり、記録後ノイズではない。

【００３６】図１４から明らかなように、コア材料の平
均結晶粒径を３０μｍとし、ガラス熔着に使用したガラ
スの軟化点以上（歪み点以上でもある）の温度で保持
し、歪み点の温度まで５０℃／時間で冷却するアニール
を施すことによって、記録後ノイズが発生しない磁気ヘ
ッドを製造することができる。また、保持温度から歪み
点までの冷却速度を５０℃／時間とすることによって、
ガラスのクラック発生を防止することができる。

【００３７】実施例２．記録・再生ヘッドのコア材料と
して表１に示した種類ＡおよびＢ（平均結晶粒径３０μ
ｍを越えるもの）、ａ，ｂ，ｃおよびｄ（平均結晶粒径
３０μｍ以下）のＭｎ−Ｚｎフェライトを、また、Ａ，
Ｂ，ａおよびｂに対する熔着ガラスとして種類Ｉのガラ
スを、ｃおよびｄに対する熔着ガラスとして種類IIのガ
ラスを使用して熔着コアブロックを製作し、この熔着コ
アブロックをスライスしてそれぞれ５００個の磁気ヘッ
ドを作製し、アニール前後における記録後ノイズの発生
による不良率を調べた。

【００３８】図１５に示すように、アニール前の不良率
はアニール後より格段に高く、しかも平均結晶粒径が大
きいほど、不良率が高くなる傾向がある。平均結晶粒径
の大きいＡおよびＢを使用した磁気ヘッドはアニール後
も不良が発生するが、平均結晶粒径が小さいａ，ｂ，ｃ
およびｄを使用した磁気ヘッドは不良率がゼロという結
果が得られた。

【００３９】次に、記録後ノイズの発生原因を検討した
結果を示す。上記実施例１および２における磁気ヘッド
はギャップ長およびギャップ深さの中央値はそれぞれ
０．５μｍおよび５０μｍである。ギャップ長およびギ
ャップ深さは記録後ノイズとの関連性を有する。

【００４０】ギャップ長およびギャップ深さと記録後ノ
イズとの関連を検討した結果は、図１６に示すように、
ギャップ長が０．９μｍ以下になると発生することが実
験で確認されている。

【００４１】ギャップ長が大きくなると、記録後ノイズ
が減少するのは自己減磁力が大きくなり、磁壁の移動を
加速させる効果を有することを示している。電磁気学で
周知のようにギャップ付き磁気回路の自己減磁界はギャ
ップ面に最大値を有する分布となること、また、磁気ヘ
ッドの磁気回路はギャップ近傍部のボリュウムを小さく
してギャップ部に磁束を絞り込む磁路構成を採用してい
ることから判断して、記録後ノイズの発生源は磁束密度
が高く、ガラスが充填されたギャップ近傍部にあるもの
と考えられる。また、ギャップ深さ（図１７参照）も記
録後ノイズの発生に関連し、ギャップ深さが浅くなる
と、単調にノイズレベルは低下し、数μｍ前後でゼロに
なることを実験で確認している。この実験の結果は記録
後ノイズの主発生源に関する上記仮説を裏づけるもので
ある。

【００４２】記録後ノイズの発生は、磁区の大きさ即ち
磁壁の移動距離が一因として想定され、また、ガラス熔
着時における図１０に示した治具２３とコア材料（Ｍｎ
−Ｚｎフェライト）との熱膨張係数差により発生する熔
着荷重に起因する残留応力が関与するものである。

【００４３】（１）磁区の大きさと記録後ノイズとの関係について飽和磁歪と結晶磁気異方性定数がほぼ組成によって定ま
ることはＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９６４年
の第５７６頁およびＪ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ
１９６３年の第６８４頁に示されている。実施例１およ
び２で、平気結晶粒径のみが異なり、組成が同じであ
る、即ち、飽和磁歪と結晶磁気異方性定数がほぼ同じと
考えられる材料で記録後ノイズの発生に違いがでてい
る。一般に、磁性体の磁区の大きさは結晶粒径に依存
し、結晶粒径が小さくなる程磁区が微細化することが知
られている。記録電流により定まる外部印加磁界を取り
去ると、磁壁はこの近傍で位置エネルギーが極小となる
位置に移動しようとするが、粗大磁区ほど磁壁の移動距
離が長く、内部に存在する不純物、空孔あるいは残留応
力によるポテンシャルの山にぶつかって磁壁がピンニン
グを受ける確率が高くなることが考えられる。従って、
平均結晶粒径が小さく磁区が微細化したものは、磁壁の
移動距離が短くなり、磁壁がピンニングを受ける確率が
低くなり記録後ノイズの発生が少なくなると想定され
る。

【００４４】（２）熔着荷重に起因する残留応力。残留応力が磁壁の移動を妨げることは磁性物理では周知
であり、例えば、磁性ハンドブック、朝倉書店、１９７
５年の第１４頁に詳細に述べられている。磁気ヘッドを
製造する過程で磁気ヘッドに残留する応力は次に示す
〜の３種類がある。

【００４５】ガラス熔着に使用するガラスとコア材料
として使用するＭｎ−Ｚｎフェライトの熱膨張係数の差
に起因して、ガラス熔着後に、弾性限界内の応力が磁気
ヘッドのコア材料に残留する。ガラスは機械的特性上、
引っ張り応力に非常に弱い材料なので、ガラスの熱膨張
係数をコア材料より若干小さく設定してガラスに圧縮応
力が残留するようにし、従って、コア材料には小さい引
張応力が残留する。

【００４６】熔着コアブロックからヘッドチップを作
製する過程で、ラッピング加工や研削加工によってヘッ
ドチップの最表面層には、例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆ
ｅｒｅｎｃｅ，Ｓｅｐｔｅｎｂｅｒ−Ｏｃｔｏｂｅｒ
（１９８０）、Ｊａｐａｎの第６６７〜６７４頁に示さ
れているように、弾性定数の１％に相当する圧縮応力が
残留する加工変質層が形成され、内部にはこれと釣り合
う張力が残留し、ヘッドチップの透磁率が低下すること
が知られている。

【００４７】ガラス熔着工程では、熔着治具の熱膨張
係数をコア材料の熱膨張係数より小さくし、ガラス熔着
時の温度では熔着治具とコア材料の熱膨張の差によって
ギャップ形成面に圧縮力を発生させ、熔着コアブロック
の長さ方向にサブミクロンオーダの一様なギャップ長を
実現する。ギャップ形成面の平坦度は完全なものは得ら
れないので、一様なギャップ長を実現するために、熔着
時にコア材料を十分に変形させ得る程度に圧縮力を大き
くする。

【００４８】図１０に示した熔着治具２３において、熱
応力の概算値を得るために、弾性定数３．５×１０⁴Ｋ
ｇ／ｍｍ²、ポアソン比０．２５、熱膨張係数７１×１
０^-7／℃のアルミナと弾性定数１．７×１０⁴Ｋｇ／ｍ
ｍ²、ポアソン比０．３３、熱膨張係数１２５×１０^-7
／℃のＭｎ−Ｚｎフェライトの組み合わせで、ガラス熔
着の作業点を６５０℃として、有限要素法を用いた熱応
力解析の結果は、１０Ｋｇ／ｍｍ²を越える大きな圧縮
応力がコア材料（Ｍｎ−Ｚｎフェライト）に加わってお
り、Ｍｎ−Ｚｎフェライトの最大曲げ応力１２Ｋｇ／ｍ
ｍ²に近い値であるので塑性変形が起こり得ることが容
易に推測される。

【００４９】以上、上記、およびの３種類の応力
のうちはアニールによって緩和できないもので、記録
後ノイズに関連していないことは自明である。即ち、ガ
ラスとＭｎ−Ｚｎフェライトの熱膨張係数差に起因する
応力は、ガラスの軟化点を越えたアニール温度で保持し
ている状態ではガラスの軟化によって応力はほとんど緩
和されるが、室温まで冷却する途中で硬化し、その後の
冷却過程で熱膨張係数差に起因する応力が発生するので
緩和できない。

【００５０】次に、上記と記録後ノイズとの関連を調
べた。まず、コア材料に種類ａのＭｎ−Ｚｎフェライト
を、また、ガラスに種類IIのガラスを使用して熔着コア
ブロックを作製した後、ダイヤモンドホイールを用いた
研削加工で熔着コアブロックをスライスし、その後、粒
径３μｍのダイヤモンドを用いてラッピング加工を施し
て表面に歪み層を形成し、記録後ノイズを測定し、この
後、表面の歪み層を５０％りん酸でエッチングして除去
し、記録後ノイズを測定した。図１８は、その結果で、
エッチングで表面の歪み層を除去しても殆どその効果は
なく、さらにアニールすると記録後ノイズは激減する。

【００５１】さらに、ＧＣ（グリーンカーボランダム）
＃４０００を用いてラッピング加工を施して磁気ヘッド
と同じ厚さ０．３ｍｍに仕上げたＭｎ−Ｚｎフェライト
の板から外径５ｍｍ，内径３ｍｍを超音波加工機を使用
して打ち抜いてフェライトリングを作製し、このフェラ
イトリングの一部を５０％りん酸でエッチングして加工
変質層除去し、さらに、上記フェライトリングの一部を
保持温度４８０℃、保持時間８時間および保持温度７５
０℃（作業点）、保持時間０．５時間の条件で窒素中で
アニールした。

【００５２】ラッピング加工のままのもの、エッチング
したものおよびアニールしたものの初透磁率を周波数１
００ｋＨｚで測定すると、表３に示すようにＧＣラッピ
ング加工のままのものは初透磁率が２１００であるが、
作業点、即ち、ガラス熔着温度でアニールするとエッチ
ングしたものと同等の初透磁率に回復する。従って、ラ
ッピング加工による加工歪みは、ガラス熔着の工程で除
去されると考えてよく、記録後ノイズの原因ではないと
言える。

【００５３】

【表３】

【００５４】次に、上記フェライトリングをエッチング
したものを、熔着治具にリング面に荷重が加わるように
装填し、７５０℃で熱処理し、熱処理後の初透磁率を周
波数１００ｋＨｚで測定したところエッチングしたもの
は２０〜４０％程度に低下し、再度、無荷重状態でアニ
ールすると回復することを確認した。この結果は荷重を
加えた熱処理によって、Ｍｎ−Ｚｎフェライト内にディ
スロケーションを含んだ内部歪みが残留することを示す
ものと考えられ、また、記録後ノイズの発生原因がガラ
ス熔着時の熔着荷重に起因する残留応力であることを示
すものである。

【００５５】実施例３．上記実施例１に記載したよう
に、記録後ノイズの発生はガラス熔着時の熔着荷重に起
因してコア材料に発生した残留応力によるものであり、
記録後ノイズは、コア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以
下のＭｎ−Ｚｎフェライトを使用して、ガラス熔着の
後、無負荷の状態でアニールを施せば無くせることが分
かった。熔着ガラスが介在するとき、熔着荷重に起因し
てコア材料に発生した残留応力を除去できるアニール条
件は、熔着ガラスの物理的性質と関係するものである。
本実施例は、これを明らかにしたものである。

【００５６】記録・再生ヘッドのコア材料に表１に示し
た種類ａ，ｂ，ｃおよびｄ（平均結晶粒径３０μｍ以
下）のＭｎ−Ｚｎフェライトを、また、熔着ガラスにそ
れぞれ種類ＩおよびIIを使用して熔着コアブロックを製
作し、この熔着コアブロックを窒素雰囲気中、保持温度
および保持時間を変えてアニールして磁気ヘッドを製造
し、記録後ノイズの発生を調べた。

【００５７】図１９は記録後ノイズの発生による不良率
に対する保持温度の効果を調べた結果である。図から明
らかなように、種類Ｉのガラスを使用した場合、その歪
み点４１０℃より低い保持温度では不良率は下がらない
が、歪み点４１０℃では不良率がゼロになる。また、種
類IIのガラスを使用した場合でも同様に、歪み点３９０
℃の保持温度で不良率がゼロになる。

【００５８】また、図２０は記録後ノイズの発生による
不良率に対する保持時間の効果を調べた結果である。図
から明らかなように、熔着ガラス（種類Ｉを使用してい
る）の軟化点を越える保持温度でアニールすれば、保持
温度を歪み点の温度とした場合より短時間で不良率がゼ
ロになる。即ち、歪み点以上、転移点、軟化点、さら
に、軟化点より高い温度に保持温度が上昇するにつれ
て、ガラスの粘度が低下するため、保持温度が高いほ
ど、短時間でアニール効果が得られるものと推測され、
アニール効果が得られる下限の温度は歪み点であること
が分かる。

【００５９】実施例４．実施例１、２および３は熔着コ
アブロックを製作し、冷却した上記熔着コアブロックを
再度歪み点の温度あるいは歪み点を越える温度に加熱し
てアニールするもので、二工程にわたる。本実施例では
熔着コアブロックを製作する工程でガラス熔着した後、
ガラス熔着に連続して、ガラス熔着温度（作業点）から
歪み点あるいは歪み点を越える温度まで降温し、この温
度で保持してアニールした。

【００６０】上記のように、ガラス熔着に連続してアニ
ールすることによって、一工程で実施例１、２および３
と同様に記録後ノイズを無くすことができる。

【００６１】実施例５．実施例１、２および３では、熔
着コアブロックをアニールするものであるが、熔着コア
ブロックをスライスしてヘッドチップを形成し、このヘ
ッドチップに実施例１、２および３と同様のアニールを
施しても同じ効果が得られる。

【００６２】また、上記実施例１〜５の製造方法は、図
３に示したセンターコア３の両側に記録・再生コア１と
消去コア２とを配置した先行消去型の複合磁気ヘッドの
例であるが、図４に示したセンターコア３の中間部にス
ペーサーを有し、記録・再生コアと消去コアとが磁気的
に分離された先行消去型の複合磁気ヘッド、図１に示し
た媒体の進入方向に対して消去コア２が記録・再生コア
１の後方に配置されたトンネル消去型の複合磁気ヘッド
および消去コア２を有しない磁気ヘッドの製造方法にも
適用されて記録後ノイズを無くする効果を有する。

【００６３】実施例６．上記実施例１〜５は熔着ガラス
に１種類のガラスを使用するものである。熔着ガラスに
作業点が高いガラス（表２の種類ＩまたはII）を使用
し、モールドガラスに作業点が低いガラス（表２の種類
III ）を使用すると、アニール保持温度が作業点が低い
ガラス（種類III ）によって制約されるという問題があ
る。アニール効果を上げるため、アニール温度を上げる
と、ガラスの粘度が低下してガラスが流動するため、記
録・再生ギャップと消去ギャップ間の距離が変動した
り、記録・再生コアと消去コアの相対位置がずれる等の
問題が生ずる。例えば、ガラス熔着によるギャップ形成
に種類Ｉ、モールドガラスに種類III のガラスを使用し
た場合、種類III のガラスの作業温度は４３５℃であ
り、種類Ｉのガラスを使用したガラス熔着（ギャップ形
成）に対して有効なアニールの下限温度は４１０℃であ
るので、アニール保持温度が種類III の作業温度に近
く、アニール時にガラスが流動し、上記のような問題が
生ずる。

【００６４】そこで、ギャップ形成のガラスに作業温度
の高いガラスを、また、モールドガラスにギャップ形成
のガラスの作業温度より低いガラスを使用する場合は、
ギャップ形成のためのガラス熔着の後、ギャップ形成の
ガラスの歪み点以上の温度でアニールし、この後、無荷
重でモールドガラスを充填することによって、記録後ノ
イズを無くすことができる。

【００６５】実施例１〜６で製造した磁気ヘッドはギャ
ップ長およびギャップ深さの中央値はそれぞれ０．５μ
ｍおよび５０μｍで、記録後ノイズが発生する領域にあ
るが、上記のように、コア材料の平均結晶粒径を３０μ
ｍ以下とし、歪み点を越える温度あるいは歪み点の温度
でアニールすることによって記録後ノイズを無くするこ
とができるものである。

【００６６】

【発明の効果】本願発明に係る請求項１〜７の複合磁気
ヘッドの製造方法は、少なくとも記録・再生ヘッドに平
均結晶粒径が３０μｍ以下のＭｎ−Ｚｎフェライトを用
いることによって、磁区を形成する磁壁の移動距離が短
くなり、また、ガラスの歪み点以上の保持温度で保持し
た後、冷却してアニールすることによって、熔着コアブ
ロック形成時にガラスとＭｎ−Ｚｎフェライトの熱膨張
係数差による熔着荷重で発生したＭｎ−Ｚｎフェライト
（コア材料）の内部歪みが除去され残留応力が無くなる
ので記録後ノイズを無くすことができる。

【００６７】請求項３および６に記載の複合磁気ヘッド
の製造方法は、熔着コアブロックを形成した後、熔着コ
アブロックの形成に連続してアニールするので、熔着コ
アブロックの形成とアニールとを同一工程で行うことが
でき、製造工程を減らす。

【００６８】請求項７に記載の複合磁気ヘッドの製造方
法は、記録後ノイズを低減あるいは無くすとともに、保
持温度から歪み点までの冷却を５０℃／時間以下の冷却
速度で行うことによって、ガラスのクラック発生を抑制
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の製造方法に用いられるトンネル消去
型複合磁気ヘッドの斜視図である。

【図２】この発明の製造方法に用いられる先行消去型複
合磁気ヘッドの斜視図である。

【図３】この発明の製造方法に用いられるＩコア一体型
の先行消去型複合磁気ヘッドの斜視図である。

【図４】この発明の製造方法に用いられるＩコア分離型
の先行消去型複合磁気ヘッドの斜視図である。

【図５】従来およびこの発明の磁気ヘッドの製造方法に
共通な製造工程を説明する斜視図である。

【図６】従来およびこの発明の磁気ヘッドの製造方法に
共通な製造工程を説明する斜視図である。

【図７】従来およびこの発明の磁気ヘッドの製造方法に
共通な製造工程を説明する斜視図である。

【図８】従来およびこの発明の磁気ヘッドの製造方法に
共通な製造工程を説明する斜視図である。

【図９】従来およびこの発明の磁気ヘッドの製造方法に
共通な製造工程を説明する斜視図である。

【図１０】ガラス熔着治具の斜視図である。

【図１１】記録後ノイズの単発波形の測定例である。

【図１２】記録電流の記録後ノイズとの関連を定性的に
説明する図である。

【図１３】記録後ノイズが重畳した再生波形の測定例で
ある。

【図１４】記録後ノイズがでる磁気ヘッドおよび記録後
ノイズがでない磁気ヘッドの、５４０００回記録・再生
を繰り返した時の記録後ノイズを重畳したプリアンプ出
力及び微分器出力による測定例である。

【図１５】アニール前後における平均結晶粒径と不良率
の関係を調べた結果を示す図である。

【図１６】ギャップ長と記録後ノイズとの関係を調べた
結果を示す図である。

【図１７】ギャップ深さを説明する図である。

【図１８】ヘッドチップの加工、エッチングおよびアニ
ールと記録後ノイズとの関係を調べた結果を示す図であ
る。

【図１９】記録後ノイズとアニール保持時間との関係を
調べた結果を示す図である。

【図２０】記録後ノイズとアニール保持温度との関係を
調べた結果を示す図である。

【符号の説明】

１記録・再生コア（Ｒ／Ｗコア）２消去コア（Ｅコア）３センターコア（Ｉコア）４バックバー５熔着ガラス６モールドガラス（非磁性スペーサ）７記録・再生ギャップ８消去ギャップ９記録・再生ヘッド１０消去ヘッド１８記録・再生ヘッド用熔着コアブロック１９消去ヘッド用熔着コアブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも記録・再生ヘッドを備えた磁
気ヘッドの製造方法において、少なくとも上記記録・再
生ヘッドのコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを用い、一種類のガラスを用いたガ
ラス熔着で熔着コアブロックを形成し、冷却した後、上
記ガラスの歪み点（ガラスの粘度が１０^14.5ポイズで定
義される温度）以上の保持温度で保持した後、冷却して
アニールすることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】熔着コアブロックを薄切りして形成した
ヘッドコアチップをアニールすることを特徴とする請求
項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】少なくとも記録・再生ヘッドを備えた磁
気ヘッドの製造方法において、少なくとも上記記録・再
生ヘッドのコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下のＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを用い、一種類のガラスを用いたガ
ラス熔着で熔着コアブロックを形成した後、この熔着コ
アブロックの形成に連続して、上記ガラスの軟化点（ガ
ラスの粘度が１０^7.5ポイズで定義される温度）より低
く、歪み点以上の保持温度に冷却して熔着荷重を除去
し、保持した後、冷却してアニールすることを特徴とす
る磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】磁気ヘッドは消去ヘッドが備わった複合
磁気ヘッドであることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】記録・再生ヘッドと消去ヘッドを備えた
磁気ヘッドの製造方法において、少なくとも上記記録・
再生ヘッドのコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下の
Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用い、上記記録・再生ヘッドお
よび消去ヘッドをガラスを用いたガラス熔着でそれぞれ
の熔着コアブロックを形成し冷却した後、少なくとも上
記記録・再生ヘッドについては、上記ガラスの歪み点以
上の保持温度で保持した後、冷却してアニールし、その
後、それぞれの熔着コアブロックを上記ガラスの作業点
よりも低い作業点のガラスを用いて一体化することを特
徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】記録・再生ヘッドと消去ヘッドを備えた
磁気ヘッドの製造方法において、少なくとも上記記録・
再生ヘッドのコア材料に平均結晶粒径が３０μｍ以下の
Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用い、上記記録・再生ヘッドお
よび消去ヘッドをガラスを用いたガラス熔着でそれぞれ
の熔着コアブロックを形成した後、少なくとも上記記
録、再生ヘッドについては、上記熔着コアブロックの形
成に連続して、上記ガラスの軟化点（ガラスの粘度が１
０^7.5ポイズで定義される温度）より低く、歪み点（ガ
ラスの粘度が１０^14.5ポイズで定義される温度）以上の
温度に冷却して熔着圧力を除去し、保持した後、冷却し
てアニールし、その後、それぞれの熔着コアブロックを
上記ガラスの作業点よりも低い作業点のガラスを用いて
一体化することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】保持温度から歪み点までの冷却を５０℃
／時間以下の冷却速度で行うことを特徴とする請求項
１、３、５または６記載の磁気ヘッドの製造方法。