JPH0770020B2 - 磁気ヘツド - Google Patents

磁気ヘツド

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JPH0770020B2 JP60128129A JP12812985A JPH0770020B2 JP H0770020 B2 JPH0770020 B2 JP H0770020B2 JP 60128129 A JP60128129 A JP 60128129A JP 12812985 A JP12812985 A JP 12812985A JP H0770020 B2 JPH0770020 B2 JP H0770020B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気記録装置用の磁気ヘツドに係り、特に高保
磁力記録媒体を用いたVTR、磁気デイスク装置、ならび
に垂直磁気記録方式を用いた磁気デイスク装置等の高密
度記録を目的とする磁気記録装置に好適な磁気ヘツドに
関する。
〔発明の背景〕
非晶質磁性合金は、高透磁率特性が広い組成範囲で得ら
れること、また、10KG以上の高飽和磁束密度が得られる
など軟磁性材料として優れた特性を持つているため磁気
ヘツド材料として有望である。
本発明者らもこの種の磁気ヘツドについて種々検討した
結果、先に、磁気ギヤツプと対向する方の側面が磁気ギ
ヤツプ面に対して傾斜しているコア基本部の磁気ギヤツ
プと対向する方の側面に被着された高飽和磁束密度を有
する非晶質磁性合金膜とを備えたコア半体を用いた磁気
ヘツドを提案した(特開昭58-155513号参照)。
第5図および第6図はこの提案された磁気ヘツドの一部
平面図および一部断面(A−A′)を示す図である。
この磁気ヘツドが第1コア半体1と、第2コア半体2
と、第1コア半体に巻装された励磁コイル3とから主に
構成されている。第1コア半体1ならびに第2コア半体
2は、フエライトなどからなり磁気ギヤツプ7と対向す
る側面のほぼ中央に山形の突出部4を有するコア基体5
と、そのコア基体5の前記側面に被着された高飽和磁束
密度を有する非晶質磁性合金膜6とから構成されてい
る。
第5図に示すように第1コア半体1側の突出部4と非晶
質磁性合金膜6ならびに第2コア半体2側の突出部4と
非晶質磁性合金膜6とは、接合部近傍の形状が磁気ギヤ
ツプを介してほぼ左右対称になつており、ガラスなどの
接合材8で一体化されている。
この従来提案された磁気ヘツドは、主にVTR、フロツピ
イデイスク装置などのようにトラツク幅が10μm〜200
μm程度の磁気ヘツドを考慮したものである。このよう
な磁気ヘツドに用いる非晶質磁性合金膜の厚さは約5μ
m〜150μmとなつている。このような厚さの非晶質磁
性合金膜は磁気異方性のゆらぎが大きくなるために、透
磁率が劣化するなど、その材料の持つ磁気特性を十分引
き出していない。そのため、十分な記録再生特性が得ら
れないという問題がある。
この問題を解決するため、従来から、金属磁性体膜を磁
気ヘツドコア材料に用いる場合、高周波領域まで高い透
磁率を確保するために、金属磁性体膜をSiO2,Al2O3
の絶縁物を介して積層し、多層化する方法が用いられて
いる。
絶縁物を介して多層化した非晶質磁性合金多層膜を磁気
ヘツドに適用した場合、その効果は顕著で、高周波領域
まで優れた記録再生特性が得られる。しかし、非晶質磁
性合金膜を多層化するための中間膜を絶縁物とした場合
に、その中間層が擬似ギヤツプとして作用する場合があ
り、磁気ヘツドの構造、ならびに多層膜の構成に制限を
受け、最適条件で磁気ヘツドを構成することが困難とな
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記従来の欠点を解消し、高密度記録
再生特性の優れた磁気ヘツドを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明者らは、従来の非晶質磁性合金膜を多層化する場
合に用いていた非磁性絶縁物からなる中間層のかわりに
多結晶質もしくは非晶質の金属磁性体を用いることによ
つて低保磁力で、かつ高周波領域でも高透磁率を持つ非
晶質磁性合金多層膜を見出し、これを磁気ヘツドに用い
て優れた記録再生特性を得た。これは、多結晶質もしく
は非晶質の金属磁性中間膜で多層化することによつて、
磁気異方性のゆらぎを低減し、かつ磁区構造を安定化で
きるため透磁率の経時変化も小さくなつているためと考
えられる。さらに、多結晶質もしくは非晶質の金属磁性
体を中間層としているため擬似ギヤツプ作用も起らない
という利点がある。
これを実現するための非晶質磁性合金多層膜の構成は、
非晶質磁性合金の一層の厚みが、1μm〜10μm、多結
晶質もしくは非晶質の金属磁性中間層の厚みが0.005〜
0.2μmで好ましく、さらに好ましくは、非晶質磁性合
金の一層の厚みが2μm〜5μm、多結晶質もしくは非
晶質の金属磁性中間層の厚みが0.01μm〜0.14μmであ
ることを見出した。多層膜全体の厚さは、上記従来技術
と同様、約5μm〜150μm程度である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図,第2図により説明す
る。
第1図は本発明の非晶質磁性合金多層膜を用いた磁気ヘ
ツドの記録媒体対向面から見た平面図である。この磁気
ヘツドは、第1コア半体11と、第2のコア半体12と、第
1コア半体側にオイル巻線用の窓21から主に構成されて
いる。第1コア半体11ならびに第2コア半体12はフエラ
イト等のバルク磁性材料もしくはセラミツクス等の非磁
性材料からなり、磁気ギヤツプと対向する側面のほぼ中
央に山形の突出部14を有するコア基体15と、そのコア基
体15の前記側面に被着された高飽和磁束密度で高透磁率
の非晶質磁性合金多層膜16から構成されている。この非
晶質磁性合金多層膜16は、Co,Fe,Niの少なくとも1種類
を主成分とする非晶質磁性合金からなる主磁性体膜19と
多結晶質もしくは非晶質の金属磁性体からなる中間磁性
体層20から構成されている。
主磁性体膜19は、例えばCo,Fe,Niのグループから選択さ
れた1種以上の元素とし、これを主成分として、Zr,Nb,
W,Ti,Ta,Hf,Y,Cr,Mn,Ge,Al,Mo,Sn,Beなどの元素を添加
した合金、あるいは、前記主成分、添加元素にP,C,B,Si
のグループから選択された1種以上の元素を添加した合
金がある。さらに、具体的にはCo-Nb,Co-Zr,Co-Ta,Co-H
fを主成分として、前記添加物元素を含んだ合金が用い
られる。また、磁歪の調整、結晶化温度の調整等に少量
のAu,Ag,Pt,Ru,Pd等の貴金属元素を添加する場合があ
る。
一方中間磁性体層20は、例えば、多結晶磁性膜として、
Co,Ni,Feの単厚子、もしくはNi-Fe(パーマロイ)、Fe-
Al-Si(センダスト)等の合金が用いられる。また、非
晶質磁性合は前記主磁性体膜に用いられる合金の中から
選択されるが、主磁性体膜の構成元素と異なる合金、も
しくは組成の異なる合金が好ましい。
第2図は、第1図に示す磁気ヘツドの記録媒体対向面の
B−B′断面を示す拡大図である。同図から非晶質磁性
合金多層膜16はコイル巻線窓21の内壁に被着されて閉磁
路が構成されている。この時、コア基体15はMn-Znフエ
ライト、Ni-Znフエライト等のバルクの磁性体とすれば
非晶質磁性合金多層16とッフエライト磁路が構成され、
高効率の磁気ヘツドが得られる。
また、コア基体15をセラミツクス、ガラス等の非磁性材
料とすれば、摺動雑音の低減効果によりS/Nが向上し、
さらに、コアインダクタンス低減により、コイル巻数が
増加できることから出力を向上できる等の利点がある。
次に、非晶磁性合金多層膜の構成と磁気特性について検
討した結果を述べる。第1表はスパツタリングで被着し
た代表的な非晶質磁性合金多層膜の実施例を示す。第1
表は主磁性体膜をCo85‐Nb12‐Zr3(原子%)とし、中
間磁性体層をNi8‐Fe20(原子%)とした時の多層膜の
磁気特性の1例を示す。
第1表において、試料No.1はCo85Nb12Zr3が膜厚40μm
単層の場合の磁気特性を示し、飽和磁束密度BSが9.8K
G、保磁力HCが0.4Oe、5MHzでの比透磁率μが500であ
り、特に比透磁率が低い。これに対して本発明のCo85Nb
12Zr3/Ni80Fe20の多層膜の実施例No.2,No.3,No.4は高
い比透磁率を示すことがわかる。また、保磁力HCも低く
なつている。
第3図は、前記第1表の試料No.1とNo.3の比透磁率の周
波数特性を示した図である。図から明らかのように試料
No.1の単層膜22に比べ、試料No.3の多層膜23は比透磁率
の高周波特性が優れていることがわかる。一方、非晶質
磁性合金は従来から知られているように、回転磁界中で
熱処理することによつて、単層膜でも比透磁率を3000以
上にすることが可能であるが、磁気ヘツド作製工程にお
ける加熱処理あるいは加工によつて大きく劣化する問題
があるのに対して、本発明の多層膜を用いた磁気ヘツド
においては、その劣化がきわめて少ないという利点があ
る。
例えば、第4図は前記No.1およびNo.3の試料を磁界:10K
Oe,回転数:60rpm,加熱温350℃で30分間熱処理した時の
比透磁率の周波数特性を示した図である。図中曲線24は
試料No.1の単層膜、曲線25は試料No.3の多層膜を示す。
これを再度350℃、無磁界中で熱処理した結果を曲線2
4′,25′で示す。このように単層膜24は24′のように劣
化が顕しいのに対し、本発明の多層膜25は25′のように
劣化が少ないことがわかつた。
このような単層膜と多層膜を用いて磁気ヘツドを作製
し、高保磁カメタルテープで評価を行なうと5MHz以上の
周波数帯域で、再生出力が2〜3dB差が見られる。さら
に、多層膜は単層膜より特性ばらつきが小さいという特
徴がある。
第2表は主磁性体膜であるCo-Nb-Zr非晶質合金膜とし、
中間磁性体層を種々かえた時の磁気特性を示す。
第2表において中間磁性体層をNi,Coの単一元素もしく
はCo-Mo-Zr非晶質磁性合金を用いても第1表とほぼ同程
度の磁気特性が得られた。また、この多層膜は熱処理に
よつても比透磁率の劣化が少ない。
第3表は中間磁性体層をNi-Fe合金とし、主磁性体膜を
種々かえた時の磁気特性を示す。
第3表は非晶質磁性合金の中でも飽和磁束密度BSの特に
高い材料を用いた例を示した。表に示すようなCoの量の
多い非晶質磁性合金膜は一般に異方性磁界が大きく、熱
処理や加工によつて劣化し易く、多層化の効果が大き
い。
なお、本発明における主磁性膜の厚さは1μm〜10μm
が好ましい。1μm以下にすると厚い膜を形成する場合
に長時間を要し実用的でない。また、10μm以上にした
場合には磁気異方性のゆらぎが大きくなり、高周波にお
ける比透磁率が低くなつてしまう。また、磁気ヘツド加
工プロセスにおける比透磁率の劣化が大きくなつてしま
う。より好ましくは、2μm〜5μmである。
一方、中間磁性体層の厚さは、0.01μm〜0.2μmであ
る。0.01μm以下にした場合には多層化の効果が薄れ、
単層膜に近い磁気特性を示すようになる。また、0.2μ
m以上にすると、主磁性体膜の磁気特性との差が大きい
場合に擬似ギヤツプ作用が現われることがありあまり好
ましくない。
より好ましい層厚は0.02μm〜0.1μmである。
〔発明の効果〕
以上詳述したごとく、本発明によれば、5μm以上の非
晶質磁性合金膜を有する磁気ヘツドにおいて、従来、高
周波記録再生特性を良好にするために非磁性絶縁材を中
間層として多層化していたものを多結晶質もしくは非晶
質の金属磁性材料としたことによつて、各層間における
擬似ギヤツプ作用を解消できるので、記録再生特性の雑
音低減効果がある。また、本発明の非晶質磁性合金多層
膜は磁気ヘツド作製工程における熱処理および加工に対
して磁気特性の劣化が少なく、非晶質磁性合金の単層膜
で構成した磁気ヘツドよりも再生出力が2〜3dB高く、
かつ、性能ばらつきの少ない磁気ヘツドを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気ヘツド一例を示す記録媒体対向面
の平面図、第2図は第1図のA−A′線断面図、第3図
は本発明の非晶質磁性合金多層膜と従来の非晶質磁性合
金単層膜の磁気特性を比較した図、第4図は本発明の非
晶質磁性合金多層膜と従来の非晶質磁性合金単層膜を加
熱処理した場合の磁気特性の比較例を示す図、第5図は
従来の磁気ヘツドの記録媒体対向面を示す図、第6図は
第5図A−A′断面を示す図、第7図は従来の多層磁性
薄膜を用いた磁気ヘツドの記録媒体対向面を示す図であ
る。 11,12……第1コア半体および第2コア半体、15……コ
ア基体、16……非晶質磁性合金多層膜、17……磁気ギヤ
ツプ、18……非磁性充填材、19……主磁性体膜、20……
中間磁性体層。
フロントページの続き (72)発明者 斉藤 法利 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−167817(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非晶質磁性合金膜と多結晶質もしくは非晶
    質の金属磁性体の中間層とを積層してなる磁性合金多層
    膜からなり、上記非晶質磁性合金膜の1層の厚さが、1
    μm〜10μm、中間層の厚さが0.01μm〜0.2μmであ
    り、上記磁性合金多層膜で磁気コアの少なくとも一部が
    構成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】前記非晶質磁性合金膜の一層の厚さが2μ
    m〜5μm、中間層の厚さが0.02μm〜0.1μmである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッ
    ド。
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