JPH0827905B2 - 高周波用磁気ヘツド - Google Patents
高周波用磁気ヘツドInfo
- Publication number
- JPH0827905B2 JPH0827905B2 JP61032333A JP3233386A JPH0827905B2 JP H0827905 B2 JPH0827905 B2 JP H0827905B2 JP 61032333 A JP61032333 A JP 61032333A JP 3233386 A JP3233386 A JP 3233386A JP H0827905 B2 JPH0827905 B2 JP H0827905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- layer
- amorphous
- high frequency
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/147—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with cores being composed of metal sheets, i.e. laminated cores with cores composed of isolated magnetic layers, e.g. sheets
Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は軟磁性材料を用いた、高周波において使用す
る、積層型の高周波用磁気ヘッドに関するものである。
る、積層型の高周波用磁気ヘッドに関するものである。
従来の技術 従来の磁気ヘッドコア用軟磁性材料としては、飽和磁
束密度が大きく、初透磁率の高い（即ち、各種磁気異方
性の小さい）ものが適するとして、パーマロイ、センダ
スト、各種非晶質磁性材料、及びフェライトが用いられ
てきた。特にフェライト以外の上記材料は、通常、比抵
抗の小さい金属材料であるため、高周波帯域でのヘッド
コアとして用いる場合、渦電流損失が大きく、薄体、或
いは薄膜磁性材料として用いることで利用されてきた。
束密度が大きく、初透磁率の高い（即ち、各種磁気異方
性の小さい）ものが適するとして、パーマロイ、センダ
スト、各種非晶質磁性材料、及びフェライトが用いられ
てきた。特にフェライト以外の上記材料は、通常、比抵
抗の小さい金属材料であるため、高周波帯域でのヘッド
コアとして用いる場合、渦電流損失が大きく、薄体、或
いは薄膜磁性材料として用いることで利用されてきた。
しかし、特に、高密度記録をねらいとしたVTR等の10M
Hzを上まわる周波数帯での初透磁率の損失を考えた場
合、磁性体の厚みによっては、上記の渦電流損失よりも
磁気共鳴吸収損失（自然共鳴）による損失が中心となる
ことが多い。とりわけ、回転磁場中熱処理等によって著
しく異方性を消去した非晶質軟磁性薄膜においては、磁
性体自身の内部磁界が極めて小さいことにより、比較的
低い周波数において、自然共鳴による高周波損失が生
じ、初透磁率の急激な劣化が現われる。
Hzを上まわる周波数帯での初透磁率の損失を考えた場
合、磁性体の厚みによっては、上記の渦電流損失よりも
磁気共鳴吸収損失（自然共鳴）による損失が中心となる
ことが多い。とりわけ、回転磁場中熱処理等によって著
しく異方性を消去した非晶質軟磁性薄膜においては、磁
性体自身の内部磁界が極めて小さいことにより、比較的
低い周波数において、自然共鳴による高周波損失が生
じ、初透磁率の急激な劣化が現われる。
第３図ａは、回転磁界中熱処理を行った比抵抗：ρ＝
120μΩ・cmのC0とNbを主成分とする膜厚４μｍの金属
−金属系非晶質合金の薄膜について、大きさが1mOeで、
100KHzから100MHzまでの高周波磁界における初透磁率μ
ｉの周波数特性の例をいくつかの試料について示したも
のである。
120μΩ・cmのC0とNbを主成分とする膜厚４μｍの金属
−金属系非晶質合金の薄膜について、大きさが1mOeで、
100KHzから100MHzまでの高周波磁界における初透磁率μ
ｉの周波数特性の例をいくつかの試料について示したも
のである。
同図中には、各初透磁率の大きさにおいて、上記比抵
抗値をもつ４μｍ膜厚の理論的な周波数の限界値を表皮
深さ（Skin depth）Ｓ＝２μｍとして、下記の関係より
得たものを破線で示した。
抗値をもつ４μｍ膜厚の理論的な周波数の限界値を表皮
深さ（Skin depth）Ｓ＝２μｍとして、下記の関係より
得たものを破線で示した。
（表皮深さの限界） 同図から、上記の４μｍ厚の非晶質材料においては渦
電流損失が問題となる帯域よりかなり低い周波数帯で大
きく、初透磁率の劣化がおこっていることがわかる。
電流損失が問題となる帯域よりかなり低い周波数帯で大
きく、初透磁率の劣化がおこっていることがわかる。
一方、同磁性薄膜の異方性エネルギー及び飽和磁化の
値から求めた内部磁界Haから見積られる自然共鳴周波数
（第３図ａの試料では90MHz）から、上記の急激な初透
磁率の劣化が、共鳴損失によるものであることが容易に
うかがえた。
値から求めた内部磁界Haから見積られる自然共鳴周波数
（第３図ａの試料では90MHz）から、上記の急激な初透
磁率の劣化が、共鳴損失によるものであることが容易に
うかがえた。
このようにして著しく異方性を除去した磁性材料では
10MHzを上まわる高周波においては、渦電流損失を十分
に考慮した膜厚の磁性膜であっても、磁性材料自身の共
鳴損失が大きな問題となって初透磁率の低下がおこり、
このような帯域で用いる非晶質磁気ヘッドコアの損失の
原因として問題であった。特に磁気コアの透磁率がヘッ
ドの特性に大きく影響する磁気ギャップ付近の異方性
が、回転磁界中熱処理等によって著しく小さくなったま
まであることが問題であった。
10MHzを上まわる高周波においては、渦電流損失を十分
に考慮した膜厚の磁性膜であっても、磁性材料自身の共
鳴損失が大きな問題となって初透磁率の低下がおこり、
このような帯域で用いる非晶質磁気ヘッドコアの損失の
原因として問題であった。特に磁気コアの透磁率がヘッ
ドの特性に大きく影響する磁気ギャップ付近の異方性
が、回転磁界中熱処理等によって著しく小さくなったま
まであることが問題であった。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来の上記のような極端に異方性を小さく
した磁性材料によってつくられた磁気ヘッドコアの高周
波における共鳴損失の影響を小さくすることによって、
初透磁率の劣化を防止した高周波用磁気ヘッドを提供す
るものである。
した磁性材料によってつくられた磁気ヘッドコアの高周
波における共鳴損失の影響を小さくすることによって、
初透磁率の劣化を防止した高周波用磁気ヘッドを提供す
るものである。
上記の点を改善するため、特に磁気コアの周波数特性
に大きな影響を及ぼす磁気ギャップ付近か、又は全体
に、磁気コアの磁束方向の透磁率を極端に低下させない
ような異方性を誘導させることによって、磁性材料の自
然共鳴周波数を、より高周波側へずらせ、この結果とし
て磁気ヘッドコアの高周波における効率を向上させる磁
気ヘッドの製造方法について、本発明者らは既に出願し
た。
に大きな影響を及ぼす磁気ギャップ付近か、又は全体
に、磁気コアの磁束方向の透磁率を極端に低下させない
ような異方性を誘導させることによって、磁性材料の自
然共鳴周波数を、より高周波側へずらせ、この結果とし
て磁気ヘッドコアの高周波における効率を向上させる磁
気ヘッドの製造方法について、本発明者らは既に出願し
た。
その着想は、次のような原理にもとづく。
磁性体において外部磁界のかからない共鳴状態（自然
共鳴状態）においては、共鳴周波数（角周波数Ｗ＝2n
f）と磁気共鳴磁界との間に、Ｗ＝γHa（Ha:内部異方性
磁界、γ：回転磁気比）の関係があり、例えば回転磁界
中熱処理を行い等方的に著しく異方性を低下させた非晶
質磁性材料においては初透磁率μｉは高いが、内部磁界
Haは極めて小さくなっている。しかし、材料に何等かの
方法によって磁気異方性を誘導した場合、それによって
新たに生じる内部磁界Hiがさらに異方性磁界として加わ
るため、共鳴（角）周波数は、 Ｗ′＝ν（Ha＋Hi） となり、共鳴周波数はνHi分だけより高周波側へのびる
ことになる（即ち、Ｗ′＞Ｗ）。
共鳴状態）においては、共鳴周波数（角周波数Ｗ＝2n
f）と磁気共鳴磁界との間に、Ｗ＝γHa（Ha:内部異方性
磁界、γ：回転磁気比）の関係があり、例えば回転磁界
中熱処理を行い等方的に著しく異方性を低下させた非晶
質磁性材料においては初透磁率μｉは高いが、内部磁界
Haは極めて小さくなっている。しかし、材料に何等かの
方法によって磁気異方性を誘導した場合、それによって
新たに生じる内部磁界Hiがさらに異方性磁界として加わ
るため、共鳴（角）周波数は、 Ｗ′＝ν（Ha＋Hi） となり、共鳴周波数はνHi分だけより高周波側へのびる
ことになる（即ち、Ｗ′＞Ｗ）。
このように、何等かの方法によってヘッドコアの磁束
方向に対して任意の方向に異方性が新たに誘導される場
合、上記のような効果が期待される。しかし、この際、
異方性を誘導するための何等かの熱処理工程等が必要で
あった。
方向に対して任意の方向に異方性が新たに誘導される場
合、上記のような効果が期待される。しかし、この際、
異方性を誘導するための何等かの熱処理工程等が必要で
あった。
問題点を解決するための手段 誘導磁気異方性の形成のために、本発明では非晶質磁
性層の直上または直下表面を含めた非晶質磁性層中に、
室温以上のネール点をもつ反強磁性層を設け、この反強
磁性層を含む非晶質層を比磁性絶縁層で分離しながら積
層したヘッドコアを用いて磁気ヘッドを構成する。
性層の直上または直下表面を含めた非晶質磁性層中に、
室温以上のネール点をもつ反強磁性層を設け、この反強
磁性層を含む非晶質層を比磁性絶縁層で分離しながら積
層したヘッドコアを用いて磁気ヘッドを構成する。
作用 室温以上のネール温度をもつ反強磁性膜上に強磁性層
を作成した場合、両界面からの（交換）相互作用によっ
て生じる一方向異方性の影響が加わるため、非晶質膜の
異方性に変化が生じ、上記の効果が期待できる。ただ
し、この相互作用は非晶質軟磁性層と反強磁性層との界
面からだけによるため、両界面がなるだけ多くなるよう
に、多層膜構造にすることが望まれる。
を作成した場合、両界面からの（交換）相互作用によっ
て生じる一方向異方性の影響が加わるため、非晶質膜の
異方性に変化が生じ、上記の効果が期待できる。ただ
し、この相互作用は非晶質軟磁性層と反強磁性層との界
面からだけによるため、両界面がなるだけ多くなるよう
に、多層膜構造にすることが望まれる。
以上のことは、例えばFe−Mn合金上に蒸着したパーマ
ロイ膜によって知られているようなジャーナル オブ
アプライト フィジックス（J.Appl.Phys.）52（３）Ma
rch 1981.P2471）両界面の相互作用によって生じる一方
向異方性を該非晶質膜へ誘導させることを利用するもの
である。
ロイ膜によって知られているようなジャーナル オブ
アプライト フィジックス（J.Appl.Phys.）52（３）Ma
rch 1981.P2471）両界面の相互作用によって生じる一方
向異方性を該非晶質膜へ誘導させることを利用するもの
である。
実施例 本発明による磁気ヘッドは、第１図に示されるような
基本構造を有する。同図において1aは非磁性基板であ
り、その上に後述するような構成の磁気コア層２が形成
されている。1bは非磁性基板であり、非磁性基板1aとの
間に磁気コア層２を挾むように配される。４はギャッ
プ、５は巻線窓である。
基本構造を有する。同図において1aは非磁性基板であ
り、その上に後述するような構成の磁気コア層２が形成
されている。1bは非磁性基板であり、非磁性基板1aとの
間に磁気コア層２を挾むように配される。４はギャッ
プ、５は巻線窓である。
以下、各実施例における磁気コア層２について第２図
を参照してより詳細に説明する。なお、第２図の各図
は、第１図におけるＡの部分を拡大して示したものであ
る。
を参照してより詳細に説明する。なお、第２図の各図
は、第１図におけるＡの部分を拡大して示したものであ
る。
実施例１ 第１図ａに示すように、非磁性基板1a上に、非晶質軟
磁性薄膜６が、使用周波数における磁界表皮深さを十分
に考慮した膜厚（即ち表皮深さ以下）を単位層厚とし
て、数チオングストローム膜厚のSiO2からなる非磁性絶
縁層７を介して数層に積層されている。この非晶質軟磁
性薄膜６中には、Fe50Mn50膜からなる反強磁性膜８がお
よそ1000Aの膜厚で挿入されている。
磁性薄膜６が、使用周波数における磁界表皮深さを十分
に考慮した膜厚（即ち表皮深さ以下）を単位層厚とし
て、数チオングストローム膜厚のSiO2からなる非磁性絶
縁層７を介して数層に積層されている。この非晶質軟磁
性薄膜６中には、Fe50Mn50膜からなる反強磁性膜８がお
よそ1000Aの膜厚で挿入されている。
このような積層膜構造により、非晶質軟磁性膜６の初
透磁率の周波数特性は、誘導された異方性によって第３
図ｂのように、共鳴周波数が、より高い周波数側へ伸び
たことが確かめられた。またこの方法により、10MHz以
上でのヘッドコアの効率の向上が、第１図のような構成
のヘッドコアで認められた。
透磁率の周波数特性は、誘導された異方性によって第３
図ｂのように、共鳴周波数が、より高い周波数側へ伸び
たことが確かめられた。またこの方法により、10MHz以
上でのヘッドコアの効率の向上が、第１図のような構成
のヘッドコアで認められた。
上記例では、室温以上のネール点をもつ反強磁性膜の
１例としてFe−Mn合金を示したが、これは他の反強磁性
膜を用いたとしても当然上記の効果はかわりない。また
該反強磁性層を含めた非晶質磁性層単層膜の膜厚は使用
周波数における渦電流損失を考慮した表皮深さに対し
て、小さな膜厚を単位として非磁性絶縁層で積層させる
必要があることは言うまでもない。
１例としてFe−Mn合金を示したが、これは他の反強磁性
膜を用いたとしても当然上記の効果はかわりない。また
該反強磁性層を含めた非晶質磁性層単層膜の膜厚は使用
周波数における渦電流損失を考慮した表皮深さに対し
て、小さな膜厚を単位として非磁性絶縁層で積層させる
必要があることは言うまでもない。
なお、極端な数の多層膜化による異方性の導入は、非
晶質の初透磁率を低下させるので、かえって逆効果であ
る。
晶質の初透磁率を低下させるので、かえって逆効果であ
る。
実施例２ 第２図ｂに示すように、非晶質薄膜６を実施例１と同
様に積層するとともに、非晶質軟磁性膜ｂの片表面にの
みFe50Mn50膜からなる反強磁性膜８を積層させた構造と
する。このようなコアを用いたヘッドコアにおいても、
ほぼ第３図ｂのようなμｉの高周波特性の向上が認めら
れた。
様に積層するとともに、非晶質軟磁性膜ｂの片表面にの
みFe50Mn50膜からなる反強磁性膜８を積層させた構造と
する。このようなコアを用いたヘッドコアにおいても、
ほぼ第３図ｂのようなμｉの高周波特性の向上が認めら
れた。
実施例３ 第２図ｃに示すように、反強磁性層８（Fe50Mn50）を
含む非晶質磁性層6aと、これを含まない非晶質磁性層6b
を非磁性絶縁層７（SiO2）で分離させた構成からなる繰
り返しの単位Ｂを含む磁気コア層を形成した。このよう
なコアを含むヘッドコアにおいても第３図ｂのようなμ
ｉの高周波特性の向上が認められた。
含む非晶質磁性層6aと、これを含まない非晶質磁性層6b
を非磁性絶縁層７（SiO2）で分離させた構成からなる繰
り返しの単位Ｂを含む磁気コア層を形成した。このよう
なコアを含むヘッドコアにおいても第３図ｂのようなμ
ｉの高周波特性の向上が認められた。
発明の効果 本発明によれば、高密度記録用VTRヘッド等の10MHz以
上の高周波で用いられる磁気ヘッドのコア材として、回
転磁界中熱処理を行い、磁性材料の低域の透磁率を向上
させたヘッドコアを用いても共鳴損失を十分に低下させ
ることができ、上記のような高い周波数帯域において
も、磁気ヘッドコアの効率を十分高いものとすることが
でき、実用的に極めて有効である。
上の高周波で用いられる磁気ヘッドのコア材として、回
転磁界中熱処理を行い、磁性材料の低域の透磁率を向上
させたヘッドコアを用いても共鳴損失を十分に低下させ
ることができ、上記のような高い周波数帯域において
も、磁気ヘッドコアの効率を十分高いものとすることが
でき、実用的に極めて有効である。
第１図は本発明の一実施例における磁気ヘッドの斜視
図、第２図は、第１図の磁気ヘッドにおける要部につい
ての実施例を示す断面図、第３図ａは回転磁界中熱処理
を行った後の極めて異方性の小さな非晶質磁性材料の初
透磁率の周波数特性図、第３図ｂは本発明による磁気ヘ
ッドコアにおけるコア磁性材料の初透磁の周波数特性図
である。 1a,1b……非磁性基板、２……磁気コア層、４……ギャ
ップ、６……非晶質磁性薄膜、７……非磁性絶縁層、８
……反強磁性膜。
図、第２図は、第１図の磁気ヘッドにおける要部につい
ての実施例を示す断面図、第３図ａは回転磁界中熱処理
を行った後の極めて異方性の小さな非晶質磁性材料の初
透磁率の周波数特性図、第３図ｂは本発明による磁気ヘ
ッドコアにおけるコア磁性材料の初透磁の周波数特性図
である。 1a,1b……非磁性基板、２……磁気コア層、４……ギャ
ップ、６……非晶質磁性薄膜、７……非磁性絶縁層、８
……反強磁性膜。
Claims (4)
- 【請求項１】単一層の厚みを使用周波数における表皮深
さ以内として形成した非晶質磁性層と、その各非晶質磁
性層の層中又は表面に設けた室温以上のネール点をもつ
反強磁性層とを含む組合せ単位を複数個積層するととも
に、その各単位間を非磁性絶縁層で分離した磁気コアを
用いて構成したことを特徴とする高周波用磁気ヘッド。 - 【請求項２】反強磁性層がFe−Mn系合金膜であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高周波用磁気ヘ
ッド。 - 【請求項３】非磁性絶縁層がSiO2膜であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の高周波用磁気ヘッド。 - 【請求項４】反強磁性層を含む非晶質軟磁性層とこれを
含まない非晶質軟磁性層を非磁性絶縁層で分離させた組
合せ単位を含む特許請求の範囲第１項記載の高周波用磁
気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61032333A JPH0827905B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 高周波用磁気ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61032333A JPH0827905B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 高周波用磁気ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62189610A JPS62189610A (ja) | 1987-08-19 |
| JPH0827905B2 true JPH0827905B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=12356020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61032333A Expired - Lifetime JPH0827905B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 高周波用磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827905B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366403A (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Nec Corp | 垂直磁気ヘッド及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60154602A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-14 | Hitachi Ltd | 多層磁性膜 |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP61032333A patent/JPH0827905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62189610A (ja) | 1987-08-19 |
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