JPH07249519A - Soft magnetic alloy film, magnetic head, and method for adjusting coefficient of thermal expansion of soft magnetic alloy film - Google Patents
Soft magnetic alloy film, magnetic head, and method for adjusting coefficient of thermal expansion of soft magnetic alloy filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁気特性に優れ、熱
膨張係数の小さい軟磁性合金膜とその軟磁性合金膜を用
いた磁気ヘッドおよび軟磁性合金膜の熱膨張係数の調整
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft magnetic alloy film having excellent soft magnetic characteristics and a small thermal expansion coefficient, a magnetic head using the soft magnetic alloy film, and a method for adjusting the thermal expansion coefficient of the soft magnetic alloy film. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、磁気記録分野においては、記録密
度をより高めるために記録媒体の保磁力を高めるととも
に、この記録媒体に対応できる高性能の磁気ヘッドが開
発されている。磁気記録密度を高めるためには、磁気ヘ
ッドのトラック幅やギャップ長をできるだけ狭くするこ
とと、飽和磁束密度と透磁率を高めつつ保磁力を小さく
することが好ましい。このような観点から、フェライト
等により形成された磁気コアの磁気ギャップ近傍に金属
磁性膜を配したメタルインギャップ型(MIG型)の磁
気ヘッドが実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of magnetic recording, a high performance magnetic head has been developed which is capable of increasing the coercive force of a recording medium in order to further increase the recording density and corresponding to this recording medium. In order to increase the magnetic recording density, it is preferable to make the track width and the gap length of the magnetic head as narrow as possible, and to reduce the coercive force while increasing the saturation magnetic flux density and the magnetic permeability. From such a viewpoint, a metal-in-gap type (MIG type) magnetic head in which a metal magnetic film is arranged in the vicinity of a magnetic gap of a magnetic core formed of ferrite or the like has been put into practical use.
【0003】また、トラック幅を狭くし、比抵抗を高く
して渦電流損失を軽減し、高周波帯域の磁気特性を向上
させるために、積層型磁気ヘッドと呼ばれる磁気ヘッド
が開発されている。積層型磁気ヘッドは、軟磁性合金膜
を基体上にスパッタや蒸着法などの成膜法により形成
し、その軟磁性合金膜上に再び基体を接着して磁気コア
を基体で挟み込むように構成したもので、成膜した軟磁
性合金膜の厚さがそのままトラック幅となる。従って、
狭トラック化が容易であり、記録密度の向上と、隣接す
るトラックとの干渉の防止を図ることができる。また、
磁気回路形成部分が厚さ数μmの軟磁性合金膜となるた
め、渦電流損失を軽減することができ、高周波帯域にお
ける磁気ヘッドの性能を向上させることができる。A magnetic head called a laminated magnetic head has been developed in order to reduce the track width and increase the specific resistance to reduce the eddy current loss and improve the magnetic characteristics in the high frequency band. The laminated magnetic head is configured such that a soft magnetic alloy film is formed on a substrate by a film forming method such as sputtering or vapor deposition, the substrate is adhered again on the soft magnetic alloy film, and a magnetic core is sandwiched between the substrates. In this case, the thickness of the formed soft magnetic alloy film becomes the track width as it is. Therefore,
It is easy to narrow the track, and it is possible to improve the recording density and prevent interference with adjacent tracks. Also,
Since the magnetic circuit forming portion is a soft magnetic alloy film having a thickness of several μm, eddy current loss can be reduced and the performance of the magnetic head in the high frequency band can be improved.
【0004】ところで本発明者らは、前記MIG型の磁
気ヘッドあるいは積層型の磁気ヘッドに好適な軟軟磁性
合金膜として、Fe Sia Alb Md Ze Tfなる組成
の軟磁性合金膜を開発し、先に特許出願を行っている。
なお、前記組成式においてMは、Ti、Zr、Hf、
V、Nb、Ta、Mo、Wのうち1種または2種以上の
元素を示し、Zは、C、Nから選択された1種または2
種の元素を示し、Tは、Cr、Ti、Mo、W、V、R
e、Ru、Rh、Ni、Co、Pd、Pt、Auの1種
または2種以上を示し、組成比a、b、d、e、fは、
8≦a≦15、0.5≦b≦10、1≦d≦10、0.5
≦e≦15、0≦f≦10なる関係を満足する。この組
成系の軟磁性合金膜において、スパッタなどの成膜法に
より形成し、更に熱処理を施して数nm〜数10nmオ
ーダーのFeの微細結晶粒を析出させたものは、高い飽
和磁束密度と優れた透磁率を示し、保磁力も低いので、
優れた軟磁気特性を有し、磁気ヘッド用として極めて優
れている。[0004] The present inventors have found that a suitable軟軟magnetic alloy film on the MIG type magnetic head or a laminate type magnetic head, Fe Si a Al b M d Z e T f becomes soft magnetic alloy film of the composition Has been developed and applied for a patent first.
In the composition formula, M is Ti, Zr, Hf,
V, Nb, Ta, Mo, W represents one or more elements, and Z represents one or two selected from C and N.
Indicates the element of the species, T is Cr, Ti, Mo, W, V, R
e, Ru, Rh, Ni, Co, Pd, Pt, Au, and one or more of them, and the composition ratios a, b, d, e and f are
8 ≦ a ≦ 15, 0.5 ≦ b ≦ 10, 1 ≦ d ≦ 10, 0.5
The relations ≦ e ≦ 15 and 0 ≦ f ≦ 10 are satisfied. A soft magnetic alloy film of this composition type, which is formed by a film forming method such as sputtering and is further subjected to heat treatment to deposit fine crystal grains of Fe on the order of several nm to several tens nm, has a high saturation magnetic flux density and is excellent. It has high permeability and low coercive force,
It has excellent soft magnetic properties and is extremely excellent for magnetic heads.
【0005】また、最近の本発明者らの研究により、こ
の軟磁性合金膜の組織は、Feの微細結晶粒とこの微細
結晶粒の粒界に析出されたFe以外の元素の炭化物また
は窒化物を主体とする組織であることが判明している。
更に最近の研究により、前記軟磁性合金膜において、軟
磁気特性を向上させるためには、粒界に存在する炭化
物、窒化物などの非磁性粒子を少なくすれば良いことも
判明しており、前記組成の軟磁性合金膜において、元素
M(周期律表第IVA族、VA族、VIA族元素)の炭
化物の濃度を極力少なくした膜、例えばFe-Si-Hf
-C系、Fe-Si-Al-W-C系などの膜において、元
素MやCを約4原子%以下とした膜では、元素MやCを
10原子%以上含む組成系の膜よりも優れた軟磁気特性
が得られることも判明している。According to a recent study by the present inventors, the structure of the soft magnetic alloy film is such that fine crystal grains of Fe and carbides or nitrides of elements other than Fe precipitated at the grain boundaries of the fine crystal grains. It is known that the organization is mainly composed of.
Furthermore, recent research has also revealed that in the soft magnetic alloy film, in order to improve the soft magnetic properties, it is sufficient to reduce the number of non-magnetic particles such as carbides and nitrides existing at grain boundaries. In the soft magnetic alloy film having the composition, a film in which the concentration of the carbide of the element M (group IVA, group VA, group VIA of the periodic table) is minimized, for example, Fe-Si-Hf
-C-based, Fe-Si-Al-W-C-based films, etc., in which the content of the elements M and C is about 4 atomic% or less, the film containing more than 10 atomic% of the elements M and C is used. It has also been found that excellent soft magnetic properties can be obtained.
【0006】このように粒界の非磁性粒子が少なくなる
と軟磁気特性が向上する理由は、磁性を担うFeの微細
結晶粒どうしが磁気的に結合する際に、粒界に存在する
非磁性粒子がこの磁気的結合を分断すると思われるの
で、この粒界に存在する非磁性粒子を少なくすることで
Feの微細結晶粒同士の磁気的結合性が向上し、この結
果、軟磁気特性が向上するものと推定している。The reason why the soft magnetic characteristics are improved when the number of non-magnetic particles at the grain boundaries is reduced as described above is that the non-magnetic particles existing at the grain boundaries are present when the fine crystal grains of Fe, which are magnetic, are magnetically coupled to each other. Since it seems that this magnetic coupling is separated, the magnetic coupling between fine crystal grains of Fe is improved by reducing the number of non-magnetic particles existing at this grain boundary, and as a result, the soft magnetic characteristics are improved. I presume.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の如く
元素MやCなどを少なくした軟磁性合金膜においては、
膜自体の軟磁気特性は優れるものの、平均熱膨張係数
(線膨張係数α)の比較的小さな炭化物(α=60〜7
0×10-7/度)の量が少なくなるために、全体の熱膨
張係数が高くなる問題がある。例えば、元素MおよびC
を各々約4原子%以下に抑えた膜では、α≧140×1
0-7を示す。このように軟磁性合金膜の熱膨張係数が高
くなると、積層型の磁気ヘッドやMIG型の磁気ヘッド
の場合、基体となるフェライト製やセラミックス製の磁
気コアとの熱膨張差が大きくなり、成膜処理時あるいは
熱処理時に熱応力がかかり易く、この熱応力により軟磁
性合金膜の軟磁気特性が劣化してしまう問題がある。By the way, in the soft magnetic alloy film in which the elements M and C are reduced as described above,
Although the film itself has excellent soft magnetic properties, it has a relatively small average thermal expansion coefficient (coefficient of linear expansion α) (α = 60 to 7).
Since the amount of 0 × 10 −7 / degree) becomes small, there is a problem that the overall thermal expansion coefficient becomes high. For example, the elements M and C
In the case of a film in which the content of each is less than about 4 atomic%, α ≧ 140 × 1
Indicates 0-7 . When the coefficient of thermal expansion of the soft magnetic alloy film is increased in this way, in the case of a laminated magnetic head or an MIG type magnetic head, the difference in thermal expansion from the magnetic core made of ferrite or ceramics, which is the base, becomes large, and There is a problem that thermal stress is likely to be applied during film processing or thermal processing, and the thermal stress deteriorates the soft magnetic characteristics of the soft magnetic alloy film.
【0008】ところで、コンピュータのハードディスク
用の磁気ヘッド、オーディオ用磁気ヘッド、あるいは、
ビデオカメラ用の磁気ヘッドを製造するには、通常、ブ
ロック状の基体に軟磁性合金膜と非磁性層と溶着用ガラ
ス層を成膜し、他の基体と貼り合わせ、加熱圧着して両
者をガラス溶着し、接合した一対の基体を接合面と直角
方向に切り出し、研磨加工を施すことにより一対の基体
から多数の磁気ヘッドを製造することが行われている。
なお、このような製造方法を実施する場合、目的とする
磁気ヘッドの構造に合わせ、基体として、フェライト基
体などの磁性体の基体を用いる場合もあればセラミック
製の非磁性の基体を用いることもあり、また、軟磁性合
金膜の構造に合わせて、複数種類の軟磁性合金膜、中間
層、絶縁層などを必要に応じて積層する場合がある。By the way, a magnetic head for a hard disk of a computer, a magnetic head for audio, or
To manufacture a magnetic head for a video camera, usually, a soft magnetic alloy film, a non-magnetic layer, and a glass layer for welding are formed on a block-shaped substrate, which is bonded to another substrate and heated and pressure-bonded to each other. A large number of magnetic heads are manufactured from a pair of substrates by welding a pair of substrates that have been glass-welded and cut out in a direction perpendicular to the joint surface and polishing the substrates.
When carrying out such a manufacturing method, a magnetic base such as a ferrite base may be used as the base or a non-magnetic ceramic base may be used as the base depending on the structure of the target magnetic head. In addition, depending on the structure of the soft magnetic alloy film, a plurality of types of soft magnetic alloy film, an intermediate layer, an insulating layer, and the like may be laminated as necessary.
【0009】従ってこの種の磁気ヘッドを製造する場合
は、ガラス溶着工程において必ず高温(例えば600〜
700℃程度)に加熱され、その後室温まで冷却される
処理がなされることになる。この場合、磁気ヘッドの基
体には、Mn-Znフェライト、MnO-NiO系セラミ
ックス、TiO2-CaO系セラミックスなどが用いら
れ、軟磁性合金膜にはセンダストやアモルファス合金ま
たは微細結晶合金などが多用されているが、これら基体
と軟磁性合金膜の材料の熱膨張係数が前述のように異な
ることから、冷却時に熱応力がかかり易く、歪が生じや
すい。概して、基体の材料の方が軟磁性合金膜を構成す
る材料よりも熱膨張係数が小さいことが多く、基体より
も軟磁性合金膜が大きく収縮し、軟磁性合金膜に歪が生
じることになる。Therefore, when manufacturing this type of magnetic head, the glass welding step must be performed at a high temperature (for example, 600 to
It is heated to about 700 ° C.) and then cooled to room temperature. In this case, Mn-Zn ferrite, MnO-NiO ceramics, TiO 2 -CaO ceramics, etc. are used for the base body of the magnetic head, and sendust, amorphous alloy, or fine crystal alloy is often used for the soft magnetic alloy film. However, since the materials of the base material and the soft magnetic alloy film have different thermal expansion coefficients as described above, thermal stress is likely to be applied during cooling and strain is likely to occur. In general, the material of the base often has a smaller coefficient of thermal expansion than the material forming the soft magnetic alloy film, and the soft magnetic alloy film shrinks more than the base, resulting in distortion of the soft magnetic alloy film. .
【0010】こうした歪が生じると、磁気コアの透磁率
の低下と保磁力の増加が起こりやすくなり、磁気ヘッド
としては甚だ不都合であった。また、このような特性の
劣化は、MIG型の磁気ヘッドのように軟磁性合金膜を
基体で挾持しない場合でもセラミックなどの基体上に軟
磁性合金膜を成膜している限り当然発生する傾向にあ
る。しかも、この歪による影響は、ガラス接合界面のみ
ならず、軟磁性合金膜が成膜されている基体との界面に
も生ずる。このため、この熱歪の問題は、積層型磁気ヘ
ッドに限らずMIG型の磁気ヘッドや薄膜磁気ヘッド等
においても重要な問題となっている。When such distortion occurs, the magnetic permeability of the magnetic core is likely to decrease and the coercive force is likely to increase, which is very inconvenient for a magnetic head. In addition, such deterioration of characteristics tends to occur naturally as long as the soft magnetic alloy film is formed on the substrate such as ceramics even when the soft magnetic alloy film is not held by the substrate like the MIG type magnetic head. It is in. Moreover, the influence of this strain occurs not only on the glass bonding interface but also on the interface with the substrate on which the soft magnetic alloy film is formed. Therefore, the problem of thermal distortion is an important problem not only in the laminated magnetic head but also in the MIG type magnetic head, the thin film magnetic head, and the like.
【0011】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、基体上に形成されて磁気ヘッド用などとして
使用される軟磁性合金膜において、基体との熱膨張係数
差を少なくして熱歪が付加されることを防止し、高い飽
和磁束密度と透磁率を有し、保磁力の低い優れた軟磁性
特性を示す軟磁性合金膜を提供すること、および、その
を用いた磁気ヘッドを提供すること、更には、軟磁性合
金膜の熱膨張係数を調整して優れた軟磁気特性の軟磁性
合金膜を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and in a soft magnetic alloy film formed on a substrate and used for a magnetic head or the like, a thermal expansion coefficient difference between the soft magnetic alloy film and the substrate is reduced. To provide a soft magnetic alloy film which prevents addition of strain, has a high saturation magnetic flux density and magnetic permeability, and has excellent soft magnetic characteristics with a low coercive force, and a magnetic head using the same. It is another object of the present invention to provide a soft magnetic alloy film having excellent soft magnetic properties by adjusting the thermal expansion coefficient of the soft magnetic alloy film.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は前
記課題を解決するために、Feを主成分とする体心立方
構造であって、平均結晶粒径が40nm以下の微細結晶
と、前記微細結晶の粒界に析出されたTi、Zr、H
f、V、Nb、Ta、Mo、Wのうち1種または2種以
上の元素の炭化物または窒化物とを具備してなり、前記
体心立方構造の微細結晶に、少なくとも、SiとAlの
うち1種または2種と、Ruを固溶してなるものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fine crystal having a body-centered cubic structure containing Fe as a main component and having an average crystal grain size of 40 nm or less, Ti, Zr, H deposited on the grain boundaries of the fine crystals
f, V, Nb, Ta, Mo, W, or a carbide or nitride of one or more elements selected from the group consisting of at least Si and Al. One or two kinds and Ru form a solid solution.
【0013】請求項2記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1において下記の組成式からなるもので
ある。 Fe100-a-b-c-d-e Sia Alb Ruc Md Ze 但し、Mは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、M
o、Wから選択された1種または2種以上の元素、Zは
C、Nから選択された1種または2種の元素を表し、組
成比a、b、c、d、eは原子%で、8≦a≦15、0
≦b≦10、0.5≦c≦15、1≦d≦10、1≦e
≦10なる関係を満足する。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 2 has the following composition formula in claim 1. Fe 100-abcde Si a Al b Ru c M d Z e However, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, M
one or more elements selected from o and W, Z represents one or two elements selected from C and N, and the composition ratios a, b, c, d, and e are atomic% , 8 ≦ a ≦ 15, 0
≤b≤10, 0.5≤c≤15, 1≤d≤10, 1≤e
The relationship of ≦ 10 is satisfied.
【0014】請求項3記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1または2記載のFeを主成分とする微
細結晶が、非晶質相を熱処理して生成された非平衡状態
のものであり、平衡状態におけるFeの結晶に対するR
uの固溶限界量よりも多くのRuをFeの微細結晶内に
固溶してなるものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 3 is a non-equilibrium state in which the fine crystals containing Fe as a main component according to claim 1 or 2 are produced by heat-treating an amorphous phase. R for the Fe crystal in the equilibrium state
Ru is dissolved in the fine crystals of Fe in an amount larger than the solid solution limit amount of u.
【0015】請求項4記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1、2または3において、室温から70
0℃までの線膨張係数を110〜140×10-7/度と
したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is characterized in that, from the room temperature to 70
The coefficient of linear expansion up to 0 ° C. is 110 to 140 × 10 −7 / degree.
【0016】請求項5記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1、2または3において、室温から70
0℃までの線膨張係数を110〜130×10-7/度と
したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 5 provides the method according to claim 1, 2 or 3 from room temperature to 70%.
The coefficient of linear expansion up to 0 ° C. is 110 to 130 × 10 −7 / degree.
【0017】請求項6記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項1、2、3、4または5記載の軟磁性合
金膜を磁気コアの一部ないしは全部に用いたものであ
る。In order to solve the above problems, the invention according to claim 6 uses the soft magnetic alloy film according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 for a part or all of a magnetic core.
【0018】請求項7記載の発明は前記課題を解決する
ために、Ruを少なくとも固溶してなるFe微細結晶を
主体とし、その粒界にTi、Zr、Hf、V、Nb、T
a、Mo、Wのうち1種または2種以上の元素の炭化物
または窒化物を析出させてなる軟磁性合金膜の熱膨張係
数の調整方法であって、成膜された非晶質相を熱処理す
ることによって非平衡状態のFeの微細結晶を析出さ
せ、この際に、平衡状態でFeの結晶に固溶し得るRu
量よりも多くのRuを固溶させて熱膨張係数を調整する
ものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 7 is mainly composed of Fe fine crystals containing at least Ru as a solid solution, and Ti, Zr, Hf, V, Nb, and T are present in the grain boundaries.
A method for adjusting the thermal expansion coefficient of a soft magnetic alloy film, which comprises depositing carbides or nitrides of one or more elements selected from a, Mo, and W, wherein the formed amorphous phase is heat-treated. By doing so, fine crystals of Fe in a non-equilibrium state are deposited, and at this time, Ru which can form a solid solution in the Fe crystals in an equilibrium state is deposited.
More than the amount of Ru is solid-dissolved to adjust the coefficient of thermal expansion.
【0019】請求項8記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項7に記載のFeの微細結晶にSiとAl
を更に固溶させてなるものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 8 adds Si and Al to the fine crystal of Fe according to claim 7.
Is further solid-dissolved.
【0020】請求項9記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項7または8に記載の軟磁性合金膜として
下記の組成式からなるものを用いるものである。 Fe100-a-b-c-d-e Sia Alb Ruc Md Ze 但し、MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、
Wから選択された少なくとも1種以上の元素、ZはC、
Nから選択された少なくとも1種以上の元素を表し、組
成比a、b、c、d、eは原子%で、8≦a≦15、0
≦b≦10、0.5≦c≦15、1≦d≦10、1≦e
≦10なる関係を満足する。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 9 uses a soft magnetic alloy film according to claim 7 or 8 having the following composition formula. Fe 100-abcde Si a Al b Ru c M d Z e However, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,
At least one element selected from W, Z is C,
Representing at least one or more elements selected from N, the composition ratio a, b, c, d, e is atomic% and 8 ≦ a ≦ 15,0
≤b≤10, 0.5≤c≤15, 1≤d≤10, 1≤e
The relationship of ≦ 10 is satisfied.
【0021】[0021]
【作用】本発明者等は、先に開発したFe Sia Al
b Md Ze Tfなる組成の軟磁性合金膜について研究を
続けた結果、この軟磁性合金膜の微細組織がFeを主成
分とする体心立方(bcc)構造の微細結晶と、その粒
界に分散した元素Mの炭化物または窒化物などの非磁性
粒子を主体としてなり、前記Feの微細結晶には、平衡
状態で許容される量よりも多くの元素が固溶しているこ
とを知見した。また、この組成系において、元素Mの炭
化物の熱膨張係数と体積分率は決まっいて、いずれも小
さいので、Feの微細結晶に固溶する元素であって、な
おかつ単体での熱膨張係数が小さい元素の添加が有効で
あると考え、種々の添加元素の添加を検討したところ、
Ruの添加が極めて有効であることを知見した。The present inventors have developed the previously developed Fe Si a Al
b M d Z e T f becomes the soft magnetic alloy film of the composition results continued research, the fine crystals of the body-centered cubic fine structure of the soft magnetic alloy film composed mainly of Fe (bcc) structure, the grain It was found that non-magnetic particles such as carbides or nitrides of the element M dispersed in the boundary were the main constituents, and more than the amount allowed in equilibrium was dissolved in the Fe fine crystals. did. Further, in this composition system, the thermal expansion coefficient and the volume fraction of the carbide of the element M are fixed and both are small, so that it is an element that forms a solid solution with Fe fine crystals and the thermal expansion coefficient of the simple substance is small. Considering that the addition of elements is effective, we investigated the addition of various added elements,
It was found that the addition of Ru is extremely effective.
【0022】この組成系において平衡状態でRuは数原
子%程度しかFeの結晶に固溶できないが、非晶質相か
ら結晶化することにより生成されたFeの微細結晶は、
非平衡状態にあり、平衡状態のFeの結晶よりも多くの
Ruを固溶できる。これにより軟磁性合金膜に大量のR
uを含有させることが可能になり、その熱膨張係数の調
整が可能になり、熱膨張係数を小さくすることで磁気ヘ
ッド用とする際の基体との熱膨張係数差が小さくなり、
熱処理時やガラス溶着時の加熱処理に伴う熱応力の影響
が小さくなり、磁気ヘッドに用いた場合の軟磁気特性が
向上する。In this composition system, Ru can only form a solid solution in Fe crystals in the equilibrium state at about several atomic%, but Fe fine crystals produced by crystallization from the amorphous phase are
It is in a non-equilibrium state and can dissolve more Ru than the equilibrium Fe crystal. As a result, a large amount of R is added to the soft magnetic alloy film.
It becomes possible to contain u, and it becomes possible to adjust the coefficient of thermal expansion thereof, and by reducing the coefficient of thermal expansion, the difference in coefficient of thermal expansion from the base body when used for a magnetic head becomes small,
The influence of thermal stress associated with the heat treatment during heat treatment or glass welding is reduced, and the soft magnetic characteristics when used in a magnetic head are improved.
【0023】軟磁性合金膜の熱膨張係数は基体との差異
を少なくして軟磁気特性の劣化を防止する必要から、1
10〜140×10-7/度の範囲が好ましく、110〜
130×10-7/度の範囲がより好ましい。また、本発
明の軟磁性合金膜は、従来使用していた軟磁性合金膜を
用いた磁気ヘッドよりも高温での熱処理に耐え得る。よ
って、より高温のガラス溶着工程に耐えるので、溶着ガ
ラスの選択幅が拡がり、容易に溶着できるようになる。The coefficient of thermal expansion of the soft magnetic alloy film is required to reduce the difference with the substrate to prevent deterioration of the soft magnetic characteristics.
The range of 10 to 140 × 10 -7 / degree is preferable, and 110 to 10
The range of 130 × 10 −7 / degree is more preferable. Further, the soft magnetic alloy film of the present invention can endure heat treatment at a higher temperature than a magnetic head using a soft magnetic alloy film which has been conventionally used. Therefore, since it withstands the glass welding process at a higher temperature, the range of choice of the fused glass is widened and the glass can be easily fused.
【0024】前記組成の軟磁性合金膜を用いて磁気ヘッ
ドを形成するならば、飽和磁束密度が高く、高い透磁率
を示し、保磁力の低い優れた軟磁気特性の磁気ヘッドが
得られる。また、前記構造あるいは前記組成の軟磁性合
金膜を備えた磁気ヘッドを製造する際に、ガラス溶着工
程や熱処理工程を行って高温に加熱しても軟磁性合金膜
の軟磁気特性が劣化するおそれはない。When a magnetic head is formed using the soft magnetic alloy film having the above composition, a magnetic head having a high saturation magnetic flux density, a high magnetic permeability, and a low coercive force and excellent soft magnetic characteristics can be obtained. Further, when manufacturing a magnetic head having a soft magnetic alloy film having the above structure or the above composition, the soft magnetic properties of the soft magnetic alloy film may be deteriorated even if a glass welding process or a heat treatment process is performed and heating to a high temperature is performed. That's not it.
【0025】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。図1は本発明に係る軟磁性合金膜を用いて構成され
たハードディスク装置用磁気ヘッドの一例を示す。図1
に示す磁気ヘッド10は、浮上レール16、16の形成
されたスライダ14と、一方の浮上レール16の端部に
形成されたコア部18と、磁気コア20とで概略構成さ
れるもので、スライダ14とコア部18を基体とする
と、これらの基体中に磁気コア20が挟み込まれて配置
されている。The present invention will be described in more detail below. FIG. 1 shows an example of a magnetic head for a hard disk device formed by using a soft magnetic alloy film according to the present invention. Figure 1
The magnetic head 10 shown in FIG. 1 is composed of a slider 14 having levitation rails 16 formed therein, a core portion 18 formed at an end of one levitation rail 16 and a magnetic core 20. If the core 14 and the core portion 18 are bases, the magnetic core 20 is sandwiched between these bases.
【0026】図1のA部分の拡大を図2に示す。スライ
ダ14の一部分でもある基体14'と基体14''の間に
軟磁性合金膜20'が挟み込まれ、同様にコア部18の
一部分でもある基体18'と基体18''との間に軟磁性
合金膜20''が挟み込まれ、軟磁性合金膜20'と軟磁
性合金膜20”で磁気コア20が構成されている。更
に、スライダ14とコア部18の間には非磁性層が介在
され、これが磁気ギャップ22を構成している。更にま
た、磁気コア20の一方の面と基体14''、18''との
間には、磁気コア20と基体14''、18''を接合する
ラミネートガラス24が介在されている。更にまた、図
示していないが、コア部18にはコイルが巻回されて磁
気ヘッドが構成される。FIG. 2 shows an enlargement of the portion A in FIG. A soft magnetic alloy film 20 'is sandwiched between a base 14' and a base 14 '' which are also a part of the slider 14, and a soft magnetic alloy film 20 'is also provided between the base 18' and a base 18 '' which is also a part of the core portion 18. The alloy film 20 ″ is sandwiched, and the magnetic core 20 is constituted by the soft magnetic alloy film 20 ′ and the soft magnetic alloy film 20 ″. Further, a non-magnetic layer is interposed between the slider 14 and the core portion 18. This constitutes a magnetic gap 22. Furthermore, the magnetic core 20 and the bases 14 '' and 18 '' are bonded between one surface of the magnetic core 20 and the bases 14 '' and 18 ''. The laminated glass 24 is interposed between the core portion 18 and the core portion 18. A coil is wound around the core portion 18 to form a magnetic head (not shown).
【0027】前記磁気ヘッド10において、軟磁性合金
膜20'、20''は、Feを主成分とする体心立方構造
であって、平均結晶粒径が40nm以下の微細結晶と、
前記微細結晶の粒界に析出されたTi、Zr、Hf、
V、Nb、Ta、Mo、Wのうち1種または2種以上の
元素の炭化物または窒化物とを具備してなり、前記微細
結晶に、少なくともSiとAlのうち1種または2種
と、Ruを固溶してなる軟磁性合金膜から形成されてい
る。In the magnetic head 10, the soft magnetic alloy films 20 ′ and 20 ″ have a body-centered cubic structure containing Fe as a main component and fine crystals having an average crystal grain size of 40 nm or less.
Ti, Zr, Hf deposited on the grain boundaries of the fine crystals,
Vb, Nb, Ta, Mo, W, or a carbide or nitride of one or more elements selected from the group consisting of at least one or two of Si and Al, and Ru. Is formed from a soft magnetic alloy film formed by solid solution.
【0028】前記軟磁性合金膜として下記の組成式から
なるものを用いることが好ましい。 Fe100-a-b-c-d-e Sia Alb Ruc Md Ze 但し、MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、
Wから選択された少なくとも1種以上の元素、ZはC、
Nから選択された少なくとも1種以上の元素を表し、組
成比a、b、c、d、eは原子%で、8≦a≦15、0
≦b≦10、0.5≦c≦15、1≦d≦10、1≦e
≦10なる関係を満足する。更に、前記Feの微細結晶
が、成膜のままでは非晶質相であるものを熱処理して生
成されたものであり、平衡状態におけるRuのFeに対
する固溶限界量よりも多くのRuを固溶してなるものを
用いることが好ましい。As the soft magnetic alloy film, one having the following composition formula is preferably used. Fe 100-abcde Si a Al b Ru c M d Z e However, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,
At least one element selected from W, Z is C,
Representing at least one or more elements selected from N, the composition ratio a, b, c, d, e is atomic% and 8 ≦ a ≦ 15,0
≤b≤10, 0.5≤c≤15, 1≤d≤10, 1≤e
The relationship of ≦ 10 is satisfied. Further, the fine crystals of Fe are produced by heat-treating an amorphous phase in the as-deposited state, and solidify Ru in an amount larger than the solid solution limit amount of Ru in equilibrium with Fe. It is preferable to use a melted product.
【0029】前記組成の軟磁性合金膜において、Feは
主成分であり、磁性を担う元素である。前記元素Mの炭
化物または窒化物からなる非磁性粒子は、Feを主成分
とする結晶の成長、粗大化を抑制し、軟磁気特性の耐熱
性を向上させる効果がある。また、スパッタなどの成膜
の際に非晶質化し易くする作用がある。これらの効果を
得るために、添加量は1原子%以上あることが望ましい
が、10原子%を超えると飽和磁束密度Bsが低下する
ので好ましくない。In the soft magnetic alloy film having the above composition, Fe is a main component and an element responsible for magnetism. The non-magnetic particles composed of the carbide or nitride of the element M are effective in suppressing the growth and coarsening of the crystal containing Fe as the main component and improving the heat resistance of the soft magnetic characteristics. In addition, it has an effect of making it easily amorphous during film formation such as sputtering. In order to obtain these effects, it is desirable that the addition amount be 1 atomic% or more, but if it exceeds 10 atomic%, the saturation magnetic flux density Bs will decrease, which is not preferable.
【0030】CまたはNは前記元素Mと結合して、炭化
物または窒化物を生成するものである。また同様に、ス
パッタの際に非晶質化し易くする作用がある。スパッタ
後に軟磁性合金膜が非晶質であると、後の熱処理時に均
質な微細結晶を得られ易いので好ましい。これらの効果
を得るために添加量は1原子%以上あることが好ましい
が、10原子%を超えると飽和磁束密度Bsが低下する
ので好ましくない。C or N combines with the element M to form a carbide or a nitride. Similarly, it also has the effect of making it easily amorphous during sputtering. It is preferable that the soft magnetic alloy film is amorphous after the sputtering because homogeneous fine crystals can be easily obtained in the subsequent heat treatment. In order to obtain these effects, the addition amount is preferably 1 atomic% or more, but if it exceeds 10 atomic%, the saturation magnetic flux density Bs is lowered, which is not preferable.
【0031】Alの添加は、Al :耐環境性を向上させる効果がある。Al :Feの結晶に固溶し、比抵抗を増加させる効果が
ある。Al :結晶粒の成長を遅くするとともに、結晶磁気異方
性エネルギを低下させて優れた軟磁気特性を高温まで維
持し、耐熱温度を上げる作用がある。このAlの添加量
は、Alの効果を発揮させるために、0.5原子%以上
あることが好ましい。しかしながら、25原子%よりも
多くなると、磁歪λsが大きくなり過ぎ、また飽和磁束
密度Bsも低下するので好ましくない。Addition of Al has the effect of improving Al : environment resistance. It has the effect of increasing the specific resistance by forming a solid solution with Al : Fe crystals. Al : has the effect of slowing the growth of crystal grains and lowering the crystalline magnetic anisotropy energy to maintain excellent soft magnetic properties up to high temperatures and raise the heat resistant temperature. The added amount of Al is preferably 0.5 atomic% or more in order to exert the effect of Al . However, if it exceeds 25 atom%, the magnetostriction λ s becomes too large and the saturation magnetic flux density Bs also decreases, which is not preferable.
【0032】Siは、Si :Alの添加により増加する磁歪λsを低減する作
用がある。Si :スパッタの際に軟磁性合金膜を非晶質化し易くす
る作用がある。したがって、軟磁性合金膜を非晶質化し
易くするために、従来、炭化物または窒化物を多量に含
有させていたが、炭化物または窒化物の含有量を低減す
ることができ、炭化物または窒化物による飽和磁束密度
の低下を抑制することができる。Si :SiはFeの結晶に固溶し、比抵抗を増加させる
効果がある。Si :結晶粒の成長を遅くするとともに、結晶磁気異方
性エネルギを低下させて軟磁気特性の耐熱温度を上げる
作用がある。Si has the effect of reducing the magnetostriction λ s that increases with the addition of Si : Al. Si : Has a function of easily amorphizing the soft magnetic alloy film during sputtering. Therefore, in order to make the soft magnetic alloy film amorphous easily, conventionally, a large amount of carbide or nitride was contained, but the content of carbide or nitride can be reduced. It is possible to suppress a decrease in the saturation magnetic flux density. Si : Si is solid-dissolved in the Fe crystal and has the effect of increasing the specific resistance. Si : It has the effects of slowing the growth of crystal grains and lowering the crystalline magnetic anisotropy energy to raise the heat resistant temperature of soft magnetic characteristics.
【0033】このSiの添加量は、前記Si〜Siの効
果を発揮させるためにも、0.5原子%以上あることが
好ましい。しかしながら、25原子%よりも多くなる
と、飽和磁束密度Bsが低下するので好ましくない。ま
た、SiとAlは、同時に複合添加すると磁歪λsを0
〜+3.0×10-6と抑えると同時に耐環境性を向上さ
せることができるため、本発明の効果を得るのに更に有
効である。Siの効果をより有効に発揮させるために、
Siは8原子%以上含有することがより好ましい。通常
は25原子%までは許容できるが、Siの効果が過剰に
なり、負の磁歪(Alの添加分は正磁歪)が大きくなる
場合があるので、より好ましくはSiは15原子%以下
とすることがより好ましい。The amount of Si added is preferably 0.5 atomic% or more in order to exert the effects of Si to Si . However, if it exceeds 25 atom%, the saturation magnetic flux density Bs is lowered, which is not preferable. Further, if Si and Al are added together at the same time, the magnetostriction λs becomes 0.
It is more effective to obtain the effects of the present invention, since the environmental resistance can be improved while suppressing the increase to + 3.0 × 10 −6 . In order to exert the effect of Si more effectively,
It is more preferable that Si is contained at 8 atomic% or more. Normally, up to 25 atomic% is acceptable, but since the effect of Si becomes excessive and negative magnetostriction (amount of Al added is positive magnetostriction) may become large, Si is more preferably 15 atomic% or less. Is more preferable.
【0034】Ruは、非晶質相から熱処理により生成さ
せた非平衡状態のFeの微細結晶に平衡状態のFeの結
晶よりも多量に固溶する。しかも、Ru単体の線膨張係
数が96×10-7/度と低いので、軟磁性合金膜の熱膨
張係数を小さくするために好適である。Ruの含有量を
多くすると、軟磁性合金膜に付加される応力の値は減少
する。保磁力においては、Ru含有量15原子%までは
少ないが15原子%を超えると急激に増加するので、R
u含有量の上限は15原子%が好ましい。なお、飽和磁
束密度に関し、Ruの添加量が増加してもほとんど低下
しない。以上のことから本発明において、Ruの含有量
を0.5〜15原子%とすることが好ましい。Ru is dissolved in a larger amount in the non-equilibrium Fe fine crystals produced by heat treatment from the amorphous phase than in the equilibrium Fe crystals. Moreover, since the linear expansion coefficient of Ru alone is as low as 96 × 10 −7 / degree, it is suitable for reducing the thermal expansion coefficient of the soft magnetic alloy film. When the content of Ru is increased, the value of stress applied to the soft magnetic alloy film decreases. In the coercive force, the Ru content is small up to 15 atom%, but increases rapidly when it exceeds 15 atom%.
The upper limit of the u content is preferably 15 atom%. It should be noted that the saturation magnetic flux density hardly decreases even if the amount of Ru added increases. From the above, in the present invention, the Ru content is preferably 0.5 to 15 atom%.
【0035】その他、H,O,S等の不可避的不純物に
ついては、所望の特性が劣化しない程度に含有していて
も本発明の軟磁性合金の組成と同一とみなすことができ
るのは勿論である。Other unavoidable impurities such as H, O and S can be regarded as the same as the composition of the soft magnetic alloy of the present invention even if they are contained to the extent that the desired characteristics are not deteriorated. is there.
【0036】また、軟磁性合金膜の室温から700℃ま
での線膨張係数(熱膨張係数)が110〜140×10
-7/度であることが好ましく、室温から700℃までの
線膨張係数が110〜130×10-7/度であることが
より好ましい。更に、軟磁性合金膜の平均結晶粒径は4
0nm以下であることが好ましい。前記の熱膨張係数の
範囲を満たしていれば、基体には各種の磁気ヘッドにお
いて通常用いられるMnO-NiO系セラミックス、T
iO2-CaO系セラミックスなどを用いることができ
る。これらの基体は、室温〜700℃の間における平均
線熱膨張係数が115×10-7〜145×10-7/度で
ある。The linear expansion coefficient (coefficient of thermal expansion) of the soft magnetic alloy film from room temperature to 700 ° C. is 110 to 140 × 10.
-7 / degree is preferred, and the coefficient of linear expansion from room temperature to 700 ° C is more preferably 110-130 x 10-7 / degree. Further, the average crystal grain size of the soft magnetic alloy film is 4
It is preferably 0 nm or less. As long as the above range of the coefficient of thermal expansion is satisfied, the substrate may be MnO—NiO ceramics, T
For example, iO 2 —CaO ceramics can be used. These substrates have an average coefficient of linear thermal expansion of 115 × 10 −7 to 145 × 10 −7 / degree between room temperature and 700 ° C.
【0037】図1に示す構造の磁気ヘッドを製造するに
は、図3に示すように、まず、ブロック状の基体26の
一方の側面に軟磁性合金膜20を成膜する。次に、その
軟磁性合金膜20上にラミネートガラス24を成膜し、
もう一方の基体26'と貼り合わせ、加熱、圧着して溶
着する。この際、必要に応じて基体26'の接合面にも
ラミネートガラス24を成膜しておく。そして、室温に
まで冷却してラミネートガラス24が固化した後、この
ブロックを切断し、切削や研磨等の諸加工を経て、所定
形状の複数のスライダとコア部をそれぞれ形成する。ま
た、前記ガラス溶着工程の熱を利用して軟磁性合金膜に
熱処理を施し、成膜したままの非晶質相を熱処理により
結晶質相に変えて目的の軟磁気特性を示す軟磁性合金膜
とする。なお、非晶質相を結晶質相に変えるには、ガラ
ス溶着時の熱を利用しなくとも良く、別途に専用の熱処
理工程を実施しても良い。In order to manufacture the magnetic head having the structure shown in FIG. 1, as shown in FIG. 3, first, the soft magnetic alloy film 20 is formed on one side surface of the block-shaped substrate 26. Next, a laminated glass 24 is formed on the soft magnetic alloy film 20,
It is attached to the other base body 26 ', heated and pressure-bonded for welding. At this time, the laminated glass 24 is also formed on the bonding surface of the base body 26 ', if necessary. Then, after cooling to room temperature to solidify the laminated glass 24, this block is cut and subjected to various processes such as cutting and polishing to form a plurality of sliders and cores each having a predetermined shape. Further, the soft magnetic alloy film is subjected to heat treatment using the heat of the glass welding step, and the amorphous phase as formed is changed to a crystalline phase by the heat treatment to exhibit the desired soft magnetic characteristics. And In order to change the amorphous phase to the crystalline phase, it is not necessary to use the heat at the time of glass welding, and a dedicated heat treatment step may be separately performed.
【0038】次に、別々に形成されたスライダとコア部
を、それぞれに挟み込まれている軟磁性合金膜が連続す
るように位置を合わせて、非磁性の溶着ガラス21を巻
線穴の上部に充填して磁気ギャップ部を接合する。こう
して図1に示す磁気ヘッド10を製造する。また、基体
上に軟磁性合金膜を成膜する際に、複数の軟磁性合金膜
とSiO2などの絶縁層を交互に積層することで、図4
に示すような、一対の基体28、28間に挟まれた、複
数の軟磁性合金膜32、32と絶縁層34、34からな
る磁気コア33を形成することもできる。なお、図4に
おいては、符号24が磁気コア33と基体28を接着す
るラミネートガラスであり、符号30は磁気ギャップで
ある。Next, the separately formed slider and core are aligned so that the soft magnetic alloy films sandwiched between them are aligned, and the non-magnetic fused glass 21 is placed on the upper part of the winding hole. Fill and bond the magnetic gap. Thus, the magnetic head 10 shown in FIG. 1 is manufactured. In addition, when a soft magnetic alloy film is formed on a substrate, a plurality of soft magnetic alloy films and insulating layers such as SiO 2 are alternately laminated to form the soft magnetic alloy film shown in FIG.
It is also possible to form a magnetic core 33 composed of a plurality of soft magnetic alloy films 32, 32 and insulating layers 34, 34 sandwiched between a pair of bases 28, 28 as shown in FIG. In FIG. 4, reference numeral 24 is a laminated glass that adheres the magnetic core 33 and the base body 28, and reference numeral 30 is a magnetic gap.
【0039】図5は、本発明に係る軟磁性合金膜を備え
た他の例の磁気ヘッド36を示すものである。この例の
磁気ヘッド36は、Mn-Znフェライト基体に軟磁性
合金膜44を形成した一対の半コア38、38を磁気ギ
ャップ42を形成するように接合した構成のMIG型の
磁気ヘッドである。巻線孔52にはコイル46を巻回
し、軟磁性合金膜の成膜された磁気コア半体38、38
は、トラック幅規制溝48に充填されたるガラスで溶着
されている。FIG. 5 shows another example of the magnetic head 36 provided with the soft magnetic alloy film according to the present invention. The magnetic head 36 of this example is an MIG type magnetic head having a structure in which a pair of half cores 38, 38 having a soft magnetic alloy film 44 formed on a Mn—Zn ferrite substrate are joined so as to form a magnetic gap 42. A coil 46 is wound around the winding hole 52, and the magnetic core halves 38, 38 on which the soft magnetic alloy film is formed.
Are welded with glass that fills the track width regulating groove 48.
【0040】[0040]
【実施例】本発明に係る軟磁性合金膜は、熱処理を施す
ことで元素Mの炭化物または窒化物が均一に分散した状
態になるものである。Fe71.2Si11.1Al2.3Ru7.5
Hf3.3C4.6なる組成の合金膜を例にして、熱処理前と
熱処理後のX線回折パターンを測定した。熱処理は、6
80℃で20分間保持し、その後室温まで冷却するもの
とした。また、X線回折パターンはCo-Kα線源を用
いて測定した。熱処理前のX線回折パターンを図7に、
熱処理後のX線回折パターンを図6に示した。図7か
ら、成膜したままの軟磁性合金膜は、ブロードなハロー
パターンが示されており、熱処理前は非晶質であること
がわかる。EXAMPLE A soft magnetic alloy film according to the present invention is in a state where carbides or nitrides of the element M are uniformly dispersed by heat treatment. Fe 71.2 Si 11.1 Al 2.3 Ru 7.5
Using an alloy film having a composition of Hf 3.3 C 4.6 as an example, X-ray diffraction patterns before and after the heat treatment were measured. Heat treatment is 6
It was kept at 80 ° C. for 20 minutes and then cooled to room temperature. The X-ray diffraction pattern was measured using a Co-Kα radiation source. The X-ray diffraction pattern before heat treatment is shown in FIG.
The X-ray diffraction pattern after the heat treatment is shown in FIG. From FIG. 7, it can be seen that the soft magnetic alloy film as formed has a broad halo pattern and is amorphous before the heat treatment.
【0041】次に図6から、熱処理後では、α-Fe
(体心立方構造のFeを主成分とする結晶)とHfC
(Hfの炭化物の結晶)の存在が確認できる。しかも、
α-Feの回折ピークの位置から、α-Feの結晶にはS
iとAlが固溶していることがわかる。また、α-Fe
とHfCの各X線回折ピークの半値幅から、α-Feの
結晶粒径は15nm、HfCの結晶粒径は約2〜3nm
であることがわかる。Next, from FIG. 6, after the heat treatment, α-Fe
(Crystal mainly composed of Fe having a body-centered cubic structure) and HfC
The presence of (crystals of Hf carbide) can be confirmed. Moreover,
From the position of the α-Fe diffraction peak, S-
It can be seen that i and Al are in solid solution. Also, α-Fe
And the half-value width of each X-ray diffraction peak of HfC, the crystal grain size of α-Fe is 15 nm, and the crystal grain size of HfC is about 2 to 3 nm.
It can be seen that it is.
【0042】本発明で軟磁性合金膜に適用できる軟磁性
合金を図3に示すように、平板上の基体26の上に成膜
し、もう一方の基体26'とラミネートガラス24で接
着した試料の透磁率と保磁力を測定し、耐食性を試験し
た。試験に供した基体26,26'は厚さを1mmとし、
軟磁性合金膜20の膜厚は5μmとし、ラミネートガラ
ス24の膜厚は0.5μmとした。接合は700℃で20
分間の加熱圧着を行なった。また、軟磁性合金膜の成膜
は、高周波2極スパッタ法を利用したもので、基板は水
冷し、スパッタターゲットにはFe又はFeの合金ター
ゲットにグラファイト及び種々の元素のペレットを配置
した複合ターゲットを使用したものである。A sample in which a soft magnetic alloy applicable to the soft magnetic alloy film of the present invention is formed on a flat substrate 26 as shown in FIG. 3 and is adhered to the other substrate 26 'with a laminated glass 24. The magnetic permeability and the coercive force were measured to test the corrosion resistance. The substrates 26, 26 'used for the test have a thickness of 1 mm,
The thickness of the soft magnetic alloy film 20 was 5 μm, and the thickness of the laminated glass 24 was 0.5 μm. Bonding at 700 ℃ 20
The heating and pressing was performed for 1 minute. The soft magnetic alloy film is formed by using a high frequency bipolar sputtering method, the substrate is water-cooled, and the sputter target is a composite target in which Fe or an alloy target of Fe and graphite and pellets of various elements are arranged. Is used.
【0043】尚、スパッタ条件は次の通りである。到達
真空度:5×10-7Torr以下、入力高周波電力密度:
2.4×104W/m2、Ar圧:5mTorr。また、軟磁性
合金の線熱膨張係数(αf)は、予め、物性値の判明し
ている基板上に成膜したものでの湾曲率の温度依存性を
光センサによって測定し算出したものである。基体の線
熱膨張係数(αs)は熱機械分析装置(TMA)により
測定したものである。飽和磁歪定数λsは、軟磁性合金
膜を基体間に挾持する前に、光テコ法によって評価した
ものである。初透磁率μの測定は8の字コイル法で測定
したものである。保磁力HcはDC B−Hループトレ
ーサにより測定したものである。The sputtering conditions are as follows. Ultimate vacuum: 5 × 10 -7 Torr or less, input high frequency power density:
2.4 × 10 4 W / m 2 , Ar pressure: 5 mTorr. Further, the linear thermal expansion coefficient (αf) of the soft magnetic alloy is calculated by measuring the temperature dependence of the curvature rate of a film formed on a substrate whose physical properties are known in advance by using an optical sensor. . The linear thermal expansion coefficient (αs) of the substrate is measured by a thermomechanical analyzer (TMA). The saturation magnetostriction constant λs is evaluated by an optical lever method before sandwiching the soft magnetic alloy film between the substrates. The initial magnetic permeability μ is measured by the figure 8 coil method. The coercive force Hc is measured by a DC B-H loop tracer.
【0044】Fe69.5Si12.0Al1.1Ru10.8Hf2.7
C3.9なる組成の軟磁性合金膜をTiO2-Ca系の材料
からなる基体に成膜して得た試料を用いて測定したαf
の値は117×10-7/度であった。更に、この試料に
おいては、基体のαsは125×10-7/度、膜のλs
は+0.7×10-6、1MHzのμは2300、保磁力
は30A/mであった。また、Fe66.7Si12.4Al
0.8Ru11.3Hf3.8C5.0なる組成の軟磁性合金膜をM
nO-NiO系の材料からなる基体に成膜して得た試料
を用いて測定したαfの値は116×10-7/度であっ
た。更に、この試料においては、基体のαsは135×
10-7/度、膜のλsは+1.1×10-6、1MHzの
μは3600、保磁力は25A/mであった。Fe 69.5 Si 12.0 Al 1.1 Ru 10.8 Hf 2.7
Αf measured using a sample obtained by forming a soft magnetic alloy film having a composition of C 3.9 on a substrate made of a TiO 2 —Ca-based material
The value of was 117 × 10 −7 / degree. Further, in this sample, αs of the substrate is 125 × 10 −7 / degree, and λs of the film is
Was + 0.7 × 10 −6 , μ at 1 MHz was 2300, and coercive force was 30 A / m. In addition, Fe 66.7 Si 12.4 Al
0.8 Ru 11.3 Hf 3.8 C 5.0 Soft magnetic alloy film
The value of αf measured using a sample obtained by forming a film on a substrate made of an nO—NiO-based material was 116 × 10 −7 / degree. Further, in this sample, the αs of the substrate is 135 ×
10-7 / degree, [lambda] s of the film + 1.1 × 10 -6, the μ of 1 MHz 3600, a coercive force of 25A / m.
【0045】次に、前記と同等の方法で作成したFe
80-xSi12RuxHf3C4なる組成の合金膜試料におい
て、Ru濃度xを変えて作成した種々の組成の軟磁性合
金膜試料の線膨張係数の測定を行った。線膨張係数の測
定は、先の試験と同等の方法で行い、100〜700℃
の平均を求めた。その結果を図8に示す。図8に示す結
果から明らかなように、Ruの添加量が増加するに従い
線膨張係数は徐々に低下することが明らかである。この
結果から見れば、線膨張係数を小さくするには、Ru含
有量を多くすれば良いことが明らかである。Next, Fe prepared by the same method as described above
With respect to alloy film samples having a composition of 80-x Si 12 Ru x Hf 3 C 4 , the linear expansion coefficient of soft magnetic alloy film samples of various compositions prepared by changing the Ru concentration x was measured. The linear expansion coefficient is measured by the same method as the previous test, and is 100 to 700 ° C.
Was calculated. The result is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 8, it is clear that the linear expansion coefficient gradually decreases as the amount of Ru added increases. From this result, it is clear that the Ru content should be increased in order to reduce the linear expansion coefficient.
【0046】Fe80-xSi12RuxHf3C4なる組成の
軟磁性合金膜試料とFe75-xSi11RuxAl3Hf5C6な
る組成の軟磁性合金膜試料において、Ru濃度xを変え
て作成した種々の組成の軟磁性合金膜試料の膜応力の測
定を行った。膜応力を測定するには、Mn-Znフェラ
イト基体(線膨張係数α≒117×10-7/度)に成膜
したものに対し、680℃で20分間加熱し常温まで冷
却する熱処理を施した後の反りを測定し計算した。その
結果を図9に示す。図9において、応力値の符号が正の
ものは、膜に引張応力が作用しているものを示し、応力
値が負のものは膜に圧縮応力が作用していることを示し
ている。図9に示す結果から、Ru濃度が高いほど膜応
力は少なくなり、Ru濃度10〜15重量%の範囲内に
おいて膜応力が0に近い値になっている。図9に示す結
果から、膜応力に関しRuの濃度が15原子%以下の範
囲においてでるだけ高い方が膜応力が少なく、磁気ヘッ
ド用として好適であることが明らかになった。In the soft magnetic alloy film sample of the composition Fe 80-x Si 12 Ru x Hf 3 C 4 and the soft magnetic alloy film sample of the composition Fe 75-x Si 11 Ru x Al 3 Hf 5 C 6 , the Ru concentration was measured. The film stress of soft magnetic alloy film samples of various compositions prepared by changing x was measured. To measure the film stress, a film formed on a Mn-Zn ferrite substrate (coefficient of linear expansion α≈117 × 10 −7 / degree) was subjected to heat treatment of heating at 680 ° C. for 20 minutes and cooling to room temperature. Later warpage was measured and calculated. The result is shown in FIG. In FIG. 9, a positive stress value indicates that a tensile stress is acting on the film, and a negative stress value indicates that a compressive stress is acting on the film. From the results shown in FIG. 9, the film stress decreases as the Ru concentration increases, and the film stress becomes a value close to 0 within the range of the Ru concentration of 10 to 15% by weight. From the results shown in FIG. 9, it has been clarified that the higher the Ru concentration with respect to the film stress is in the range of 15 atomic% or less, the smaller the film stress and the more suitable it is for a magnetic head.
【0047】Fe80-xSi12RuxHf3C4なる組成の
軟磁性合金膜試料とFe75-xSi11RuxAl3Hf5C6
なる組成の軟磁性合金膜試料において、Ru濃度xを変
えて作成した種々の組成の軟磁性合金膜試料の飽和磁束
密度の測定を行った。その結果を図10に示す。図10
に示す結果から明らかなように、Ruの添加量が増加す
るに従い飽和磁束密度は若干低下することが明らかであ
るが、その低下割合は少なく、15原子%のRu含有量
であっても磁気ヘッド用として十分に高い飽和磁束密度
を有していることが明らかになった。A soft magnetic alloy film sample having a composition of Fe 80-x Si 12 Ru x Hf 3 C 4 and Fe 75-x Si 11 Ru x Al 3 Hf 5 C 6
Saturation magnetic flux densities of soft magnetic alloy film samples of various compositions prepared by changing the Ru concentration x were measured. The result is shown in FIG. Figure 10
As is clear from the results shown in Table 1, the saturation magnetic flux density slightly decreases as the amount of Ru added increases, but the decrease rate is small, and even if the Ru content is 15 atomic%, the magnetic head It has been revealed that it has a sufficiently high saturation magnetic flux density for use.
【0048】Fe80-xSi12RuxHf3C4なる組成の
軟磁性合金膜試料とFe75-xSi11RuxAl3Hf5C6
なる組成の軟磁性合金膜試料において、Ru濃度xを変
えて作成した種々の組成の軟磁性合金膜試料の保磁力の
測定を行った。その結果を図11に示す。図11に示す
結果から明らかなように、Ru含有量が15原子%以下
の範囲では十分に低い保磁力を示すが、Ru含有量が1
5原子%を超えると保磁力が急激に上昇することが明ら
かになった。これは以下に説明する理由によるものと思
われる。A soft magnetic alloy film sample having a composition of Fe 80-x Si 12 Ru x Hf 3 C 4 and Fe 75-x Si 11 Ru x Al 3 Hf 5 C 6
With respect to the soft magnetic alloy film samples having different compositions, the coercive force of the soft magnetic alloy film samples having various compositions prepared by changing the Ru concentration x was measured. The result is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 11, although the Ru content is sufficiently low in the range of 15 atomic% or less, the Ru content is 1 or less.
It has been revealed that the coercive force rapidly increases when the content exceeds 5 atomic%. This is probably due to the reason explained below.
【0049】図12は、Fe60.1Si11.8Ru17.1Hf
4.0C5.0なる組成の軟磁性合金膜試料の680℃熱処理
後のX線回折パターンを示すものであるが、この結果か
ら明らかなように、Ru含有量が15原子%を超える
と、Ruを高濃度で含む化合物結晶の析出が見られてい
る。平衡状態においてFe-Si結晶中へのRuの固溶
量は10原子%以下であるが、この発明に係る合金系に
おいては、先に図6を基に説明したように10原子%を
超える試料においてもRuがFeの微細結晶に固溶して
いることが判明している。ところが、図12に示す結果
から明らかなように、15原子%を超えるRu含有量で
はRuを高濃度で含む化合物結晶が析出し、これが影響
して保磁力が増大することが明らかになった。この結果
から、本発明に係る軟磁性合金膜においてはRu含有量
の上限を15原子%とすることが好ましいことが判明し
た。FIG. 12 shows Fe 60.1 Si 11.8 Ru 17.1 Hf.
It shows an X-ray diffraction pattern of a soft magnetic alloy film sample having a composition of 4.0 C 5.0 after heat treatment at 680 ° C. As is clear from these results, when the Ru content exceeds 15 atomic%, the Ru content is increased. Precipitation of compound crystals contained at a concentration is observed. In the equilibrium state, the solid solution amount of Ru in the Fe-Si crystal is 10 atomic% or less, but in the alloy system according to the present invention, as described above with reference to FIG. It has been found that Ru also forms a solid solution with Fe fine crystals. However, as is clear from the results shown in FIG. 12, it was clarified that a compound crystal containing Ru at a high concentration was precipitated at a Ru content of more than 15 atomic%, which had an effect to increase the coercive force. From this result, it was found that the upper limit of the Ru content in the soft magnetic alloy film according to the present invention is preferably 15 atom%.
【0050】図1で示したハードディスク用磁気ヘッド
において、本実施例に相当する磁性膜と基体で構成した
磁気ヘッドと、これに該当しない磁気ヘッドでの孤立波
再生出力を測定した。尚、試験に供した磁気ヘッドは、
基体構成材料としてTiO-CaO系セラミックスを用
い、トラック幅を5.5μm、ギャップ深さを2μmと
し、測定に供したハードディスクの保磁力Hcを160
0 Oe、周速を8.84m/s、磁気ヘッドの浮上量を
80nmにして測定した。結果を表1に示す。In the magnetic head for a hard disk shown in FIG. 1, the solitary-wave reproduction output was measured with a magnetic head composed of a magnetic film and a substrate corresponding to this embodiment and a magnetic head not corresponding to this. The magnetic head used in the test is
TiO-CaO ceramics was used as the base material, the track width was 5.5 μm, the gap depth was 2 μm, and the coercive force Hc of the hard disk used for measurement was 160
The measurement was performed at 0 Oe, a peripheral speed of 8.84 m / s, and a flying height of the magnetic head of 80 nm. The results are shown in Table 1.
【0051】[0051]
【表1】 [Table 1]
【0052】表1に示す結果から明らかなように、本発
明に係る軟磁性合金膜を用いた磁気ヘッドは、比較例の
軟磁性合金薄膜を用いた磁気ヘッドに比べ、膜の熱膨張
係数が基体の熱膨張係数に近く、これにより膜に加わる
応力が小さくなり、結果的にヘッド出力が2.1dB向
上した。As is clear from the results shown in Table 1, the magnetic head using the soft magnetic alloy film according to the present invention has a coefficient of thermal expansion of the film as compared with the magnetic head using the soft magnetic alloy thin film of the comparative example. This is close to the coefficient of thermal expansion of the substrate, which reduces the stress applied to the film, resulting in an improvement in head output of 2.1 dB.
【0053】本発明に係る軟磁性合金膜を用いて、図5
に示したVTR用の映像磁気ヘッド(磁気コアのギャッ
プ近傍部分(一部分)のみに軟磁性合金膜を配置し、磁
気コアの他の部分はMn-Znフェライト(α≒117
×10-7/度)で構成したもの)を製造し、自己録再出
力の周波数特性を測定した。ここでの自己録再出力は、
インダクタンスで規格化した相対値である。試験に供し
た磁気ヘッドの磁性膜と基体を表2に示す。尚、磁気ヘ
ッドのトラック幅は23μm、ギャップ深さは20μm
とし、試験に用いた磁気テープは保磁力が1500 O
eのものとし、磁気ヘッドと磁気テープの相対速度は
3.8m/sとした。その結果を図13に示す。Using the soft magnetic alloy film according to the present invention, FIG.
In the video magnetic head for VTR shown in (1), the soft magnetic alloy film is arranged only in the part (part) near the gap of the magnetic core, and the other part of the magnetic core is made of Mn-Zn ferrite (α≈117).
X 10 −7 / degree) was manufactured, and the frequency characteristic of self-recording / reproducing was measured. The self-recording output here is
It is a relative value standardized by the inductance. Table 2 shows the magnetic film and substrate of the magnetic head used in the test. The track width of the magnetic head is 23 μm and the gap depth is 20 μm.
The magnetic tape used in the test had a coercive force of 1500 O
and the relative speed between the magnetic head and the magnetic tape was 3.8 m / s. The result is shown in FIG.
【0054】[0054]
【表2】 [Table 2]
【0055】図13に示す結果から明らかなように比較
例の磁気ヘッドに比べて本発明の磁気ヘッドは、いずれ
の周波数域においても出力が2〜3dB高いという結果
が得られた。As is clear from the results shown in FIG. 13, the output of the magnetic head of the present invention is 2-3 dB higher than that of the comparative magnetic head in any frequency range.
【0056】図14は、本発明に係るFe71.2Si11.1
Al2.3Ru7.5Hf3.3C4.6なる組成の軟磁性合金膜の
680℃熱処理後の顕微鏡組織写真(倍率100万倍)
の模式図である。この模式図から明らかなように、粒径
15nm程のFeを主成分とする微細結晶の粒界に、約
2〜3mmの炭化物粒子(非磁性粒子)が黒点のように
分散している状態を確認できた。FIG. 14 shows Fe 71.2 Si 11.1 according to the present invention.
Microstructure photograph of a soft magnetic alloy film having a composition of Al 2.3 Ru 7.5 Hf 3.3 C 4.6 after heat treatment at 680 ° C. (magnification: 1,000,000 times)
FIG. As is clear from this schematic diagram, a state in which carbide particles (nonmagnetic particles) of about 2 to 3 mm are dispersed like black dots in the grain boundaries of fine crystals containing Fe as a main component and having a particle diameter of about 15 nm. It could be confirmed.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、Feを主
成分とする微細結晶にRuを固溶させているので、熱膨
張係数の小さなRuを含有させることで全体の熱膨張係
数を小さくすることができ、これにより基体との熱膨張
係数差を小さくして熱処理時やガラス溶着時の熱応力に
よる歪を小さくすることができ、軟磁気特性の優れたも
のを得ることができる。本発明に係る組成系において平
衡状態でRuは数原子%程度しかFeの結晶に固溶でき
ないが、非晶質相から結晶化することにより生成された
Feの微細結晶は、非平衡状態にあり、平衡状態のFe
の結晶よりも多くのRuを固溶できる。これにより軟磁
性合金膜に大量のRuを含有させることが可能になり、
その熱膨張係数の調整が可能になる。As described above, according to the present invention, since Ru is solid-dissolved in fine crystals containing Fe as a main component, the inclusion of Ru having a small thermal expansion coefficient reduces the overall thermal expansion coefficient. This makes it possible to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion from the substrate and reduce the strain due to the thermal stress during heat treatment or glass welding, and it is possible to obtain an excellent soft magnetic property. In the composition system according to the present invention, Ru can only form a solid solution with Fe crystals in an equilibrium state of about several atomic%, but the Fe fine crystals produced by crystallization from the amorphous phase are in a non-equilibrium state. , Equilibrium Fe
More Ru can be solid-solved than the crystals of. This enables the soft magnetic alloy film to contain a large amount of Ru,
The coefficient of thermal expansion can be adjusted.
【0058】本発明に係る軟磁性合金の組成において、
SiとAlの添加量を特別の範囲とすることで、飽和磁
束密度が高く、成膜時に非晶質となりやすい軟磁性合金
膜を得ることができ、この非晶質から熱処理することに
よりFeの微細結晶を得ることができ、この微細結晶に
は平衡状態のFeの結晶よりも多くのRuを固溶でき
る。よって、熱膨張係数の調整が可能になる。Ti、Z
r、Hf、V、Nb、Ta、Mo、Wのうち1種以上を
特別の量添加することで、Feの微細結晶の粒界に非磁
性の炭化物粒子あるいは窒化物粒子を析出させることが
でき、この非磁性粒子の存在によりFeを主成分とする
微細結晶相の結晶粒の粗大化を抑制できる。よって優れ
た軟磁性特性を発揮し得る。また、本発明の軟磁性合金
膜は、前記非磁性粒子によりFeを主成分とする結晶の
粗大化が抑制されるので、従来使用していた軟磁性合金
膜を用いた磁気ヘッドよりも高温での熱処理に耐え得
る。よって、より高温のガラス溶着工程に耐えるので、
溶着ガラスの選択幅が拡がり、容易に溶着できるように
なる。In the composition of the soft magnetic alloy according to the present invention,
By setting the addition amounts of Si and Al in a special range, it is possible to obtain a soft magnetic alloy film that has a high saturation magnetic flux density and is likely to become amorphous at the time of film formation. A fine crystal can be obtained, and a larger amount of Ru can be dissolved in this fine crystal than the equilibrium Fe crystal. Therefore, the coefficient of thermal expansion can be adjusted. Ti, Z
By adding one or more of r, Hf, V, Nb, Ta, Mo, and W in a special amount, it is possible to precipitate non-magnetic carbide particles or nitride particles at the grain boundaries of Fe fine crystals. Due to the presence of the non-magnetic particles, coarsening of the crystal grains of the fine crystal phase containing Fe as a main component can be suppressed. Therefore, excellent soft magnetic properties can be exhibited. Further, the soft magnetic alloy film of the present invention suppresses the coarsening of the crystal containing Fe as a main component by the non-magnetic particles, and therefore, at a higher temperature than the magnetic head using the soft magnetic alloy film which has been used conventionally. Can withstand the heat treatment of. Therefore, it withstands the higher temperature glass welding process,
The range of choice of fused glass is expanded, and it becomes easier to fuse.
【0059】軟磁性合金膜の熱膨張係数は基体との差異
を少なくして軟磁気特性の劣化を防止する必要から、1
10〜140×10-7/度の範囲が好ましく、110〜
130×10-7/度の範囲がより好ましい。The coefficient of thermal expansion of the soft magnetic alloy film is required to reduce the difference from that of the substrate to prevent deterioration of the soft magnetic characteristics.
The range of 10 to 140 × 10 -7 / degree is preferable, and 110 to 10
The range of 130 × 10 −7 / degree is more preferable.
【0060】前記組成の軟磁性合金膜を用いて磁気ヘッ
ドを形成するならば、飽和磁束密度が高く、高い透磁率
と、低い保磁力の優れた合金膜の軟磁気特性が発揮され
た高性能の磁気ヘッドが得られる。また、前記構造ある
いは前記組成の軟磁性合金膜を備えた磁気ヘッドを製造
する際に、ガラス溶着工程や熱処理工程を行って高温に
加熱しても軟磁性合金膜の軟磁気特性が劣化するおそれ
はない。If a magnetic head is formed by using a soft magnetic alloy film having the above composition, a high saturation magnetic flux density, a high magnetic permeability, and a high coercive force exhibiting excellent soft magnetic characteristics of the alloy film. The magnetic head of Further, when manufacturing a magnetic head having a soft magnetic alloy film having the above structure or the above composition, the soft magnetic properties of the soft magnetic alloy film may be deteriorated even if a glass welding process or a heat treatment process is performed and heating to a high temperature is performed. That's not it.
【図1】ハードディスク装置用磁気ヘッドの斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of a magnetic head for a hard disk device.
【図2】図1に示す磁気ヘッドのA部分の拡大図であ
る。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of the magnetic head shown in FIG.
【図3】磁気ヘッドの製造過程を示す工程図で、図3
(a)はブロック状基体を接合する前の状態を示し、図
3(b)は接合後の状態を示すものである。3A and 3B are process diagrams showing a manufacturing process of the magnetic head.
FIG. 3A shows a state before joining the block-shaped substrates, and FIG. 3B shows a state after joining.
【図4】他の例の磁気ヘッドの磁気ギャップ部分の拡大
図である。FIG. 4 is an enlarged view of a magnetic gap portion of a magnetic head of another example.
【図5】VTR用の映像磁気ヘッドの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a video magnetic head for a VTR.
【図6】実施例の軟磁性合金の熱処理後のX線回折パタ
ーンである。FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern of the soft magnetic alloy of Example after heat treatment.
【図7】実施例の軟磁性合金の熱処理前のX線回折パタ
ーンである。FIG. 7 is an X-ray diffraction pattern of a soft magnetic alloy of Example before heat treatment.
【図8】本発明に係る軟磁性合金膜のRu含有量と線膨
張係数の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the Ru content and the linear expansion coefficient of the soft magnetic alloy film according to the present invention.
【図9】本発明に係る軟磁性合金膜のRu含有量と膜応
力の関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between Ru content and film stress in the soft magnetic alloy film according to the present invention.
【図10】本発明に係る軟磁性合金膜のRu含有量と飽
和磁束密度との関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the Ru content and the saturation magnetic flux density of the soft magnetic alloy film according to the present invention.
【図11】本発明に係る軟磁性合金膜のRu含有量と保
磁力の関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the Ru content and the coercive force of the soft magnetic alloy film according to the present invention.
【図12】Ru含有量が15原子%を超えた試料のX線
回折図を示すものである。FIG. 12 is an X-ray diffraction pattern of a sample having a Ru content of more than 15 atomic%.
【図13】本発明に係る軟磁性合金膜を用いた磁気ヘッ
ドの自己再生出力と周波数の関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between self-reproducing output and frequency of a magnetic head using a soft magnetic alloy film according to the present invention.
【図14】本発明に係る組成の軟磁性合金膜の結晶組織
を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing a crystal structure of a soft magnetic alloy film having a composition according to the present invention.
10 磁気ヘッド 18 コア部 20 磁気コア 20' 軟磁性合金膜 20'' 軟磁性合金膜 21 溶着ガラス 22 磁気ギャップ 24 ラミネートガラス 26、28 基体 30 磁気ギャップ 32 軟磁性合金膜 36 磁気ヘッド 44 軟磁性合金膜 42 磁気ギャップ 10 magnetic head 18 core part 20 magnetic core 20 'soft magnetic alloy film 20' 'soft magnetic alloy film 21 welded glass 22 magnetic gap 24 laminated glass 26, 28 substrate 30 magnetic gap 32 soft magnetic alloy film 36 magnetic head 44 soft magnetic alloy Film 42 magnetic gap
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 41/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01F 41/22
Claims (9)
て平均結晶粒径が40nm以下の微細結晶と、前記微細
結晶の粒界に析出されたTi、Zr、Hf、V、Nb、
Ta、Mo、Wのうち1種または2種以上の元素の炭化
物または窒化物とを具備してなり、前記体心立方構造の
微細結晶に、少なくともSiとAlのうち1種または2
種と、Ruとを固溶してなることを特徴とする軟磁性合
金膜。1. A fine crystal having a body-centered cubic structure containing Fe as a main component and having an average crystal grain size of 40 nm or less, and Ti, Zr, Hf, V, and Nb which are precipitated at grain boundaries of the fine crystal.
Ta, Mo, W containing one or more kinds of carbides or nitrides of elements, and at least one of Si and Al in the body-centered cubic structure or Al.
A soft magnetic alloy film comprising a solid solution of seed and Ru.
請求項1記載の軟磁性合金膜。 Fe100-a-b-c-d-e Sia Alb Ruc Md Ze 但し、Mは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、M
o、Wから選択された1種または2種以上の元素、Zは
C、Nから選択された1種または2種の元素を表し、組
成比a、b、c、d、eは原子%で、 8≦a≦15 0≦b≦10 0.5≦c≦15 1≦d≦10 1≦e≦10 なる関係を満足する。2. The soft magnetic alloy film according to claim 1, which has the following composition formula. Fe 100-abcde Si a Al b Ru c M d Z e However, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, M
one or more elements selected from o and W, Z represents one or two elements selected from C and N, and the composition ratios a, b, c, d, and e are atomic% , 8 ≦ a ≦ 150 0 ≦ b ≦ 10 0.5 ≦ c ≦ 15 1 ≦ d ≦ 10 1 ≦ e ≦ 10.
する微細結晶が、非晶質相を熱処理して生成された非平
衡状態のものであり、平衡状態におけるFeの結晶に対
するRuの固溶限界量よりも多くのRuをFeの微細結
晶内に固溶してなることを特徴とする軟磁性合金膜。3. The fine crystals containing Fe as the main component according to claim 1 or 2 are in a non-equilibrium state produced by heat-treating an amorphous phase, and Ru of the Fe crystal in the equilibrium state is used. A soft magnetic alloy film, characterized in that Ru is dissolved in fine crystals of Fe in an amount larger than the solid solution limit amount.
110〜140×10-7/度であることを特徴とする請
求項1、2または3記載の軟磁性合金膜。4. The coefficient of linear expansion from room temperature to 700 ° C.
The soft magnetic alloy film according to claim 1, 2 or 3, wherein the soft magnetic alloy film has a thickness of 110 to 140 × 10 -7 / degree.
110〜130×10-7/度であることを特徴とする請
求項1、2または3記載の軟磁性合金膜。5. The linear expansion coefficient from room temperature to 700 ° C.
The soft magnetic alloy film according to claim 1, 2 or 3, wherein the soft magnetic alloy film has a thickness of 110 to 130 × 10 -7 / degree.
磁性合金膜を磁気コアの一部ないしは全部に用いてなる
ことを特徴とする磁気ヘッド。6. A magnetic head, wherein the soft magnetic alloy film according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 is used for a part or all of a magnetic core.
細結晶を主体とし、Feの微細結晶の粒界にTi、Z
r、Hf、V、Nb、Ta、Mo、Wのうち1種または
2種以上の元素の炭化物または窒化物を析出させてなる
軟磁性合金膜の熱膨張係数の調整方法であって、成膜さ
れた非晶質相を熱処理することによって非平衡状態のF
eの微細結晶を析出させ、この際に、平衡状態でFeの
微細結晶に固溶し得るRu量よりも多くのRuを固溶さ
せて熱膨張係数を調整することを特徴とする軟磁性合金
膜の熱膨張係数の調整方法。7. A fine crystal of Fe, which is a solid solution of at least Ru, is mainly used, and Ti and Z are contained in the grain boundaries of the fine crystal of Fe.
A method for adjusting a thermal expansion coefficient of a soft magnetic alloy film, which comprises depositing a carbide or a nitride of one or more elements selected from r, Hf, V, Nb, Ta, Mo and W, and forming the film. The non-equilibrium F by heating the formed amorphous phase
A soft magnetic alloy characterized by precipitating a fine crystal of e and dissolving a larger amount of Ru than the amount of Ru that can be dissolved in the fine crystal of Fe in an equilibrium state to adjust the thermal expansion coefficient. Method for adjusting coefficient of thermal expansion of film.
とAlを固溶させてなることを特徴とする軟磁性合金膜
の熱膨張係数の調整方法。8. The fine crystal of Fe according to claim 7, wherein Si
And a solid solution of Al, and a method for adjusting the coefficient of thermal expansion of a soft magnetic alloy film.
として下記の組成式からなるものを用いることを特徴と
する軟磁性合金膜の熱膨張係数の調整方法。 Fe100-a-b-c-d-e Sia Alb Ruc Md Ze 但し、MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、
Wから選択された少なくとも1種以上の元素、ZはC、
Nから選択された少なくとも1種以上の元素を表し、組
成比a、b、c、d、eは原子%で、 8≦a≦15 0≦b≦10 0.5≦c≦15 1≦d≦10 1≦e≦10 なる関係を満足する。9. A method of adjusting the coefficient of thermal expansion of a soft magnetic alloy film, wherein the soft magnetic alloy film according to claim 7 or 8 has the following composition formula. Fe 100-abcde Si a Al b Ru c M d Z e However, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,
At least one element selected from W, Z is C,
Representing at least one or more elements selected from N, the composition ratios a, b, c, d, and e are atomic%, and 8 ≦ a ≦ 150 ≦ b ≦ 10 0.5 ≦ c ≦ 151 ≦ d The relationship of ≦ 10 1 ≦ e ≦ 10 is satisfied.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06037378A JP3127075B2 (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Soft magnetic alloy film, magnetic head, and method of adjusting thermal expansion coefficient of soft magnetic alloy film |
KR1019950004549A KR100193703B1 (en) | 1994-03-07 | 1995-03-07 | Manufacturing method of soft magnetic alloy film, magnetic head and soft magnetic alloy film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06037378A JP3127075B2 (en) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | Soft magnetic alloy film, magnetic head, and method of adjusting thermal expansion coefficient of soft magnetic alloy film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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