JPH0930833A

JPH0930833A - 磁気ヘッド溶着用ガラス組成物

Info

Publication number: JPH0930833A
Application number: JP18414595A
Authority: JP
Inventors: Akio Kitatani; 明雄北谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス中に歪みが生じにくく、ガラスの割れ
欠けを減少させ、熱応力による合金薄膜等の剥離を防止
する。【課題解決手段】磁気ヘッド溶着用ガラス組成物
は、網目形成酸化物であるＳｉＯ₂と、Ｂの酸化物と、
Ｖの酸化物とを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、磁気ヘッド溶着用ガラ
ス組成物に関し、さらに詳しくは磁気ヘッド等の空隙部
に充填され、比較的低温で溶着処理が可能な磁気ヘッド
溶着用ガラス組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオテープレコーダ等の磁気記
録再生装置には高密度の記録再生機能が要求され、これ
に伴い、磁気ヘッドも高密度記録再生を行い得るものが
求められている。そこで、このような磁気ヘッドでは、
例えばフェライト等の高透磁率を有する酸化物磁性材料
や、セラミックあるいは液晶化ガラス等の非磁性基板材
料等からなるコアブロックのギャップ対向面に、高飽和
磁束密度を有するセンダスト等の合金磁性材料からなる
合金薄膜を形成したヘッドコア等が使用されている。

【０００３】従来から、上述のようなヘッドコアに形成
されたギャップには、ガラスが充填されており、このガ
ラスは通常鉛の中間酸化物や、網目形成酸化物であるシ
リカを主成分とした低融点ガラス等が使用されている。
しかし、結晶化ガラス基板、アモルファス合金薄膜及
び、蒸着による合金薄膜をガラスを用いて溶着する場
合、溶着工程における結晶化ガラス基板の熱変形や合金
薄膜の熱応力による剥離等が生じやすい。そこで、これ
らを防止するために、溶着用ガラスにおいては、なるべ
く低い温度、理想的には６００℃以下で溶着を行い得る
ような特性が必要とされ、同時に十分な濡れ性を備えて
いることも必要とされる。さらに、溶着行程において、
合金薄膜の剥離を生じさせず、かつ、ガラス自体の割れ
欠けをも生じさせないためには、磁気ヘッド溶着用ガラ
ス組成物とそれ以外の材料との間の熱膨張係数の差をで
きるだけ小さくする必要がある。

【０００４】上述した要求を満足させるためには、常温
からガラス屈伏点まで一定な熱膨張挙動を有する低融点
ガラスが必要になる。又、磁気ヘッド摺動面においてコ
ア基板、合金薄膜及び、低融点ガラスの間に偏磨耗が生
じないように、ビッカース硬度が５００以上であるよう
なガラス組成物であって、さらに、良好な耐水性をも備
えたガラス組成物が望まれている。現在、実用化されて
いるガラス組成物の例を表１に示す。また、耐湿試験
（６０℃ ９５％ＲＨ５００時間放置）が施された表
中のガラスＮｏ．１及びガラスＮｏ．２の表面の金属顕
微鏡写真を図２及び図３にそれぞれ示す。

【０００５】

【表１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記表
１に示すような６００℃以下の低い温度で溶着を行うこ
とが可能、すなわち作業点Ｔｗが６００℃以下の従来の
磁気ヘッド溶着用ガラス組成物は、一般に、硬度や耐水
性等に問題を有するものが多く、一方、ビッカース硬度
が５００以上の溶着用ガラスは、６００℃以下という温
度で十分な濡れ性を有するものが少ないという問題があ
る。

【０００７】また、上述したように、常温から屈伏点ま
で一定な熱膨張挙動を有する低融点ガラスが必要とされ
ているが、このような溶着用ガラスはあまり存在してい
ないというのが現状である。たとえこのような低融点ガ
ラスが存在しているとしても、ガラスの安全性や強度等
に問題を有しているものが多いという問題がある。さら
に、ガラスの強度不足から磁気ヘッド製造工程中におい
て、ガラスの割れ欠けを生じやすいという問題を有して
いる。

【０００８】これらの結果、従来の低融点ガラスを用い
た場合、磁気ヘッド製造工程において歩留まりの低下を
招き、さらには、完成した磁気ヘッドを搭載したＶＴＲ
では、偏磨耗による段差により記録再生特性の劣化を招
くという問題がある。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、ガラス中に歪みが生じにくく、ガラスの割れ欠け
を減少させ、熱応力による合金薄膜等の剥離を防止する
ことを可能にした磁気ヘッド溶着用ガラス組成物を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、網目形成酸
化物であるＳｉＯ₂と、Ｂの酸化物と、Ｖの酸化物とを
含有することを特徴とする磁気ヘッド溶着用ガラス組成
物である。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、さらに、網目修飾酸化物として、Ｋの酸化物と、Ｎ
ａの酸化物とを含有することを特徴とする磁気ヘッド溶
着用ガラス組成物である。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
おいて、さらに、ガラス化を補うための中間酸化物とし
て、Ｐｂの酸化物と、Ｚｎの酸化物と、Ａｌの酸化物と
を含有することを特徴とする磁気ヘッド溶着用ガラス組
成物である。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３において、Ｓ
ｉＯ₂を４２重量％以上４７重量％以下、Ｂの酸化物を
２重量％、Ｖの酸化物を２重量％、Ｐｂの酸化物を３重
量％、Ｚｎの酸化物を１４重量％以上１９重量％以下、
Ａｌの酸化物を４重量％、Ｋの酸化物を５重量％以上１
０重量％以下、及び、Ｎａの酸化物を２０重量％以上２
５重量％以下含有することを特徴とする磁気ヘッド溶着
用ガラス組成物である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明にかかる磁気ヘッド溶着用
ガラス組成物は、網目形成酸化物であるＳｉＯ₂と、Ｂ
の酸化物と、Ｖの酸化物とを含有し、さらに、網目修飾
酸化物として、Ｋの酸化物と、Ｎａの酸化物と、ガラス
化を補うための中間酸化物として、Ｐｂの酸化物と、Ｚ
ｎの酸化物と、Ａｌの酸化物とを含有する。

【００１５】また、本発明にかかる磁気ヘッド溶着用ガ
ラス組成物を構成する各成分の含有量は、それぞれＳｉ
Ｏ₂が４２重量％以上４７重量％以下、Ｂの酸化物が２
重量％、Ｖの酸化物が２重量％、Ｐｂの酸化物が３重量
％、Ｚｎの酸化物が１４重量％以上１９重量％以下、Ａ
ｌの酸化物が４重量％、Ｋの酸化物が５重量％以上１０
重量％以下、及び、Ｎａの酸化物が２０重量％以上２５
重量％以下である。

【００１６】本発明にかかる磁気ヘッド溶着用ガラス組
成物を構成する各成分の含有量を上記のように限定した
のは、以下の理由による。ＳｉＯ₂は、熱膨張係数の調
整とガラスの硬度及び、融点に影響し、その含有量は４
２重量％以上４７重量％以下の範囲が望ましい。この範
囲より少ない場合は、熱膨張係数が低下すると共にガラ
スの硬度も低下する。一方、上記範囲より多い場合は、
融点が高くなるため実用レベルではなくなる。

【００１７】Ｂの酸化物は、粘性と熱膨張及び、化学的
耐久性に影響し、その含有量は２重量％であるのが好ま
しい。この範囲より少ない場合は、粘性が高くなり、６
００℃以下での作業が困難になる。一方、上記範囲より
多い場合は、熱膨張が低下してしまう。

【００１８】Ｖの酸化物の含有量は、２重量％であるの
が望ましい。Ｖの酸化物を２重量％含有させることによ
り、摺動時の摩擦の低減を図ることができる。なお、含
有量が２重量％より多いと熱膨張が大きくなってしま
う。

【００１９】Ｐｂの酸化物は、低融化と耐水性の向上に
影響し、その含有量は３重量％であるのが好ましい。含
有量が３重量％より少ない場合は、融点が高くなると共
に耐水性が悪くなる。また、含有量が３重量％より多い
場合は、６００℃以下での作業が困難になる。

【００２０】Ｚｎの酸化物は、熱膨張と化学的耐久性及
び、摺動時の摩擦に影響し、その含有量は１４重量％以
上１９重量％以下の範囲であるのが好ましい。含有量が
この範囲より少ない場合は、化学的耐久性が悪くなり、
かつ、粘性温度曲線が急になってしまう。一方、上記範
囲より多い場合、熱膨張が低下してしまう。

【００２１】Ａｌの酸化物は、化学的耐久性と硬度及
び、失透の生成抑制に影響し、その含有量は４重量％で
あるのが望ましい。含有量が４重量％より少ない場合
は、硬度が小さくなると共に失透しやすくなる。一方、
上記範囲より多い場合は、ＮａとＫとの含有比率に注意
を要し、ガラス化が難しくなる。

【００２２】Ｋの酸化物及びＮａの酸化物は、熱膨張係
数と低融化及び、耐水性に影響し、その含有量はＫの酸
化物が５重量％以上１０重量％以下、Ｎａの酸化物が２
０重量％以上２５重量％以下の範囲が好ましい。この範
囲より少ない場合は、熱膨張係数が小さくなると共に融
点が高くなる。一方、上記範囲より多い場合は、耐水性
が極端に悪くなり実用レベルではなくなるのと同時に、
ガラス作成時に溶解が難しくなる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Ｓ
ｉＯ₂、ＰｂＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、
Ｂ₂Ｏ₃及びＶ₂Ｏ₅の各原料を表２に示すようにそれぞれ
所定量ずつ採取して配合し、白金るつぼ中、１２５０℃
の温度で約１．５時間溶融及び混合することにより、ガ
ラス組成物を調製した。得られたガラス組成物の熱特性
及び機械特性を表２に示すと共に耐湿試験（６０℃ ９
５％ＲＨ５００時間放置）が施された本発明のガラス
組成物表面の金属顕微鏡写真を図１に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】上記ガラス組成物を用いて種々の磁気ヘッ
ドのコアを作成した結果、フェライト、センダスト及び
その他合金磁性材料の保護膜に使われるクロムとはほと
んど反応せず、核化を抑制する効果があった。従って、
磁気特性の劣化を防止することができた。

【００２６】又、７００℃に加熱し、１時間保持した後
冷却する工程を３回繰り返した場合においても、上記ガ
ラス中の透明度は変化せず、色のくすみもなく、熱膨張
も変化しないことから磁気ヘッド作成工程における、再
加熱加工にも十分耐え得ることが確認された。

【００２７】さらに、上記ガラス組成物は、一般的な磁
気ヘッド溶着用低融点ガラスと比較した場合、急冷却し
た際の残留歪みが比較的少なく、さらに本発明によるガ
ラス組成物は、ヤング率が７５００ｋｇ／ｍｍ²とかな
り大きく、その結果、ガラスの割れ欠けの発生を防止す
ることができた。

【００２８】従って、本発明のガラス組成物は、一般的
な磁気ヘッド溶着用低融点ガラスと比較した場合、ガラ
スの強度、安定性等と密接に関係するＳｉＯ₂等の網目
形成酸化物のガラス中における占有率が高いこと、ま
た、ＺｎＯを多く含むことからビッカース硬度も５５０
と高硬度であり磁気テープ摺動時の耐磨耗性にも優れて
おり、偏磨耗もみられなかった。そして同時に、化学的
耐久性、耐水性、耐酸性の向上も図られ、耐湿試験（６
０℃ ９５％ＲＨ５００時間放置）の結果からも明ら
かなように、表１に示す従来の磁気ヘッド溶着用低融点
ガラス組成物表面（図２及び図３）と本発明のガラス組
成物表面（図１）との間には、顕著な差が現れた。

【００２９】また、ヤング率が６０００〜７５００ｋｇ
／ｍｍ²と低融点ガラスでは異例なほど弾性に富み、歪
みに強く、ガラスの割れ欠けが減少し、熱応力による合
金薄膜等の剥離を防止した。さらに、本発明のガラス組
成物は、網目修飾酸化物であるＫの酸化物及びＮａの酸
化物を多量に含んでいることから、低融点、低粘度であ
り、したがって、被溶着材料との間の濡れ性に富み、作
業温度（Ｔｗ）が５６０℃と網目形成酸化物のＳｉＯ₂
を多量に含んでいるにも拘わらず、比較的低温で溶着が
可能であった。また、結晶化ガラス基板の熱変形による
ガラスの割れ欠けを減少させ、合金薄膜の熱応力による
剥離等を防止することができた。

【００３０】一方、表２に示す組成からなる本発明の磁
気ヘッド溶着用ガラス組成物は、熱膨張係数が１５１
（×１０^-7／℃）であり、磁気ヘッド基板及び合金薄膜
のうちセンダストの熱膨張とよく合致させることができ
た。従って、基板及び溶着ガラスの間の熱膨張の違いに
よる応力、割れ欠け等の発生を防ぎ両者の良好な密着を
得ることができた。

【００３１】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッド溶着用ガラス組成物
は、以上に説明したように構成されているので、以下の
ような効果を奏する。すなわち、本発明にかかる磁気ヘ
ッド溶着用ガラス組成物は、網目形成酸化物であるＳｉ
Ｏ₂を３０重量％以下しか含まれていなかった従来の溶
着用ガラス組成物と比較し、多量の４２重量％以上含む
ため、ビッカース硬度が４５０以上の高硬度で耐磨耗性
に優れ、さらに、ヤング率が６０００〜７５００ｋｇ／
ｍｍ²と弾性に富み、その結果、歪みに強く、ガラスの
割れ欠けが減少し、熱応力による合金薄膜等の剥離を防
止することができる。

【００３２】また、本発明によるガラス組成物は、網目
修飾酸化物であるＫ及びＮａの酸化物を合計２５重量％
以上と、従来の磁気ヘッド用低融点ガラス組成物とは異
なり、非常に多く含有しているため、融点は極めて低
く、かつ、被溶着材との濡れ性にも富み、低温による溶
着が可能となる。そして、さらにＫ及びＮａの酸化物を
多量に含有しているため、熱膨張係数が１００〜１６０
×１０^-7／℃までの通常の熱膨張から極端に高い熱膨張
まで安定した特性を得ることができる。

【００３３】さらに、本発明によるガラス組成物は、網
目形成酸化物であるＢの酸化物と、ガラス化を補うため
の中間酸化物としてＰｂ、Ｚｎ及びＡｌの酸化物を合計
２１重量％以上含むことにより、前述のアルカリ金属
（Ｉ族）であるＫ及びＮａを多量に含んでいるにも拘わ
らず、化学的耐久性の向上と、耐水性の向上を実現する
ことが可能となっている。また、微量なＶの酸化物と、
上述したＺｎを多量に含ませることが可能なため、摩擦
の低下を実現させることができる。したがって、磁気ヘ
ッドとして摺動させた場合に起こっていた、偏磨耗によ
る段差により記録再生特性の劣化をも防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐湿性試験後の本発明にかかる磁気ヘッド溶着
用ガラス組成物の表面の金属顕微鏡写真である。

【図２】耐湿性試験後の従来の磁気ヘッド溶着用ガラス
組成物の表面の金属顕微鏡写真である。

【図３】耐湿性試験後の従来の磁気ヘッド溶着用ガラス
組成物の表面の金属顕微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】網目形成酸化物であるＳｉＯ₂と、Ｂの
酸化物と、Ｖの酸化物とを含有することを特徴とする磁
気ヘッド溶着用ガラス組成物。
【請求項２】さらに、網目修飾酸化物として、Ｋの酸
化物と、Ｎａの酸化物とを含有することを特徴とする請
求項１記載の磁気ヘッド溶着用ガラス組成物。
【請求項３】さらに、ガラス化を補うための中間酸化
物として、Ｐｂの酸化物と、Ｚｎの酸化物と、Ａｌの酸
化物とを含有することを特徴とする請求項１又は２記載
の磁気ヘッド溶着用ガラス組成物。
【請求項４】ＳｉＯ₂を４２重量％以上４７重量％以
下、Ｂの酸化物を２重量％、Ｖの酸化物を２重量％、Ｋ
の酸化物を５重量％以上１０重量％以下、Ｎａの酸化物
を２０重量％以上２５重量％以下、Ｐｂの酸化物を３重
量％、Ｚｎの酸化物を１４重量％以上１９重量％以下、
及びＡｌの酸化物を４重量％含有することを特徴とする
請求項３記載の磁気ヘッド溶着用ガラス組成物。