JPH0963014A

JPH0963014A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH0963014A
Application number: JP21905795A
Authority: JP
Inventors: Junichi Honda; 順一本多; Norikatsu Fujisawa; 憲克藤澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラスとギャップ膜との接着力を改善するこ
とにより、磁気コア半体間の接合強度が充分な磁気ヘッ
ドを提供する。【解決手段】強磁性酸化物からなる少なくとも一対の
磁気コア半体が突き合わされこれら突き合わせ面間に作
動磁気ギャップが形成されてなり、磁気コア半体の少な
くとも一方の作動磁気ギャップ形成面に白金もしくは白
金族の金属、またはこれらの少なくとも１つの金属を含
む金属層の単層膜あるいは積層膜からなるギャップ膜が
被着された磁気ヘッドにおいて、対の磁気コア半体の作
動磁気ギャップを形成する突き合わせ面間が６００℃以
上の融着温度でガラスにより融着接合された構成をと
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性酸化物から
なる磁気コアを有してなる磁気ヘッドに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばビデオテープレコーダ（Ｖ
ＴＲ）やデータストレージ等の記録再生装置や再生装置
に用いられるような、Ｍｎ−ＺｎフェライトもしくはＮ
ｉ−Ｚｎフェライト等の軟磁性の強磁性酸化物によって
磁気コアを構成するいわゆるフェライトヘッドにおいて
は、磁気コア半体の作動ギャップ部に、ギャップスペー
サの一部となる非磁性材からなるギャップ膜をスパッタ
などで被着形成し、さらにガラスを磁気コア半体間に溶
融充填して磁気コア半体同士を融着接合する工程がヘッ
ドの製作工程として用いられる。

【０００３】このとき、通常ギャップ膜の素材として
は、ＳｉＯ₂等の酸化物非磁性材料が用いられている
が、ＳｉＯ₂は融着接合に用いるガラスの成分として含
まれていることから、融着工程中にギャップ膜の侵食が
起こり、その結果ガラスとフェライトとの接触が起こ
る。このガラスとフェライトとの接触により、界面でそ
れぞれの成分が拡散し、フェライト成分がガラス中に溶
出して、ガラスが磁性を帯びることになる。これによ
り、この磁性を帯びたガラス部分を通じて磁気コア半体
間の磁気ギャップ内を貫通して直接的に磁束が通る傾向
が強まり、本来磁気ギャップから前方に導出され記録媒
体に印加されるべき磁束が弱められてしまう。

【０００４】特にこの現象はギャップ膜が薄いほど起こ
りやすいことから、記録密度を上げるために短ギャップ
長化をはかってギャップ膜が薄くされると、上述の現象
が更に起きやすくなり、磁気ヘッドの出力低下を招く。

【０００５】本発明者等はこのような不都合を回避する
磁気ヘッドとして、特願平５−３３６２６５号出願「磁
気ヘッド」において、非磁性ギャップ膜を白金膜等によ
って構成する磁気ヘッドを提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、白金膜
は化学的に安定であるので、ガラスとの接着力が磁気コ
ア半体間の接合強度を維持するには充分とはいえず、磁
気ヘッドの製造における不良品の増加、信頼性を低める
などのおそれがある。

【０００７】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、ガラスとギャップ膜との接着力を改善すること
により、磁気コア半体間の接合強度が充分な磁気ヘッド
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による磁気ヘッド
は、強磁性酸化物からなる少なくとも一対の磁気コア半
体が突き合わされこれら突き合わせ面間に作動磁気ギャ
ップが形成されてなり、磁気コア半体の少なくとも一方
の作動磁気ギャップ形成面に白金もしくは白金族の金
属、またはこれらの少なくとも１つの金属を含む金属層
の単層膜あるいは積層膜からなるギャップ膜が被着さ
れ、対の磁気コア半体の作動磁気ギャップを形成する突
き合わせ面間が６００℃以上の融着温度でガラスにより
磁気コア半体が融着接合された構成をとる。

【０００９】上述の本発明による磁気ヘッドの構成によ
れば、ギャップ膜を白金もしくは白金族の金属、または
これらの少なくとも１つの金属を含む金属層の単層膜あ
るいは積層膜からなる膜で構成とすることにより、成膜
粒子が細かく被覆性が高いことから緻密なギャップ膜と
なる。また、白金や白金族の金属は化学的に安定で、強
磁性酸化物およびガラスとほとんど固溶することがない
ため、ギャップ膜の侵食やガラスと強磁性酸化物との接
触が回避され、ガラスと強磁性酸化物間の拡散をなくす
ことができる。

【００１０】さらに、６００℃以上の融着温度でガラス
により磁気ヘッドの磁気コア半体が融着接合された構成
とすることにより、ガラスとギャップ膜との接着力が、
磁気コア半体間の接合強度を維持するのに充分な程度に
得られることが確認された。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による磁気ヘッドは、強磁
性酸化物からなる磁気コア半体のうち少なくとも一方の
突き合わせ面にギャップ膜が形成され、このギャップ膜
として白金もしくは白金族の金属を含む積層膜もしくは
白金もしくは白金族の金属を含む合金からなる膜が形成
された構成の磁気ヘッドにおいて、６００℃以上の融着
温度でガラスにより磁気コア半体が融着接合された構成
をとるものである。

【００１２】本発明による磁気ヘッドの一例を図１およ
び図２に示す。図１は磁気ヘッドの斜視図、図２は図１
の磁気ヘッドの磁気記録媒体と対接ないしは対向する面
（以下摺動面という）部分の拡大平面図である。この磁
気ヘッドは、Ｍｎ−ＺｎフェライトもしくはＮｉ−Ｚｎ
フェライト等の強磁性酸化物からなる磁気コア半体１お
よび２が、互いに突き合わされ、その前方突き合わせ面
間に記録再生ギャップとして動作するアジマスを有した
磁気ギャップｇを形成してなる。これら磁気コア半体１
および２の磁気ギャップｇを形成する互いの対向面にそ
れぞれギャップ膜３および４が形成されて、これらギャ
ップ膜３および４が互いに突き合わせられ、融着ガラス
５により接合一体化される。

【００１３】一対の磁気コア半体１および２の突き合わ
せ部には、アジマスを有する磁気ギャップｇの少なくと
も一端に、融着ガラス５が充填されたトラック幅規制溝
１６が設けられて磁気ギャップｇのトラック幅Ｔｗを規
制するようになされている。

【００１４】また上述の一対の磁気コア半体の突き合わ
せ面の少なくとも一方には、コイルを巻装させると共に
磁気ギャップｇのデプスを規制するギャップデプス規制
溝となる巻線溝１０および１１が形成されている。

【００１５】一方、上述の磁気コア半体１および２の突
き合わせ側とは反対側の外側面に、上述の巻線溝１０お
よび１１に巻装されるコイルの巻装状態を確保するため
の巻線ガイド溝１３および１４が設けられている。

【００１６】このように構成された一対の磁気コア半体
１および２は、磁気ギャップ形成面６および７上に成膜
されたギャップ膜３および４間に非磁性である融着ガラ
ス５を充填することにより接合一体化され、磁気コア半
体１および２の突き合わせ面内にそのギャップ膜３およ
び４と融着ガラス５によってギャップ長が規定されて記
録再生磁気ギャップｇが形成される。

【００１７】そして、本発明による磁気ヘッドの磁気ギ
ャップにおいては、上述のギャップ膜３および４を白金
もしくは白金族の金属、またはこれらの少なくとも１つ
の金属を含む金属層の単層膜あるいは積層膜によって構
成する。これらギャップ膜はスパッタリングによって形
成し得る。

【００１８】白金族の金属としては、白金の他にルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム
が挙げられる。

【００１９】これら白金族の金属膜、例えばスパッタ膜
はスパッタ粒子が細かく、表面の被覆性が高いという特
性を有する。また、その結晶構造が面心立方格子もしく
は六方最密格子であり密な構造をとるため、空隙が少な
く被覆性が高い。このため、これら金属をギャップ膜に
用いることにより強磁性酸化物と融着ガラスとの接触を
回避することができる。

【００２０】また白金族の金属は高融点で、強磁性酸化
物や融着ガラスに対してほとんど固溶しないことから、
融着ガラスの溶融による高温の融着温度においても反応
や拡散を生じることなく、緻密なギャップ膜を維持する
ことができる。さらに熱膨張係数も強磁性酸化物の熱膨
張係数とほぼ一致するため、スパッタや熱処理によって
強磁性酸化物中に残留応力を生じることがない。

【００２１】上述のような特性により、例えば狭トラッ
ク幅、短ギャップ長で磁気ヘッドを作製した場合にも作
動磁気ギャップ中の融着ガラスとギャップ膜が完全に非
磁性のまま維持され、磁気ギャップが維持される。これ
により、磁気ギャップにおいて前方への磁束の導出が有
効になされ、磁気記録媒体への磁束の浸透が充分に行わ
れ、高い記録再生性能が達成できる。

【００２２】上述の磁気ヘッドは、例えば次のような方
法により製造する。図３に示すように、Ｍｎ−Ｚｎもし
くはＮｉ−Ｚｎ等軟磁性の強磁性酸化物からなり、磁気
コア半体を１４本得るための縦４５ｍｍ×横４５ｍｍ×
厚さ１ｍｍの強磁性酸化物基板（磁気コア半体ブロッ
ク）１５を用意する。

【００２３】図４に示すように、この強磁性酸化物基板
１５の主面１５ａに対し、断面がＶ字型のトラック幅規
制溝１６を平行配列して形成する。この場合各トラック
幅規制溝１６の間隔は最終的に形成するトラック幅Ｔｗ
に対応する間隔とする。

【００２４】トラック幅規制溝１６は、例えば断面Ｖ字
形状とし、その強磁性酸化物基板１５の主面１５ａに対
する切込み角θを６０°とし、開口幅１９０μｍ、深さ
９５μｍ、トラック幅規制溝間の間隔すなわちトラック
幅Ｔｗを１６μｍとする。このトラック幅規制溝１６の
形状は、垂直面水平面からなる方形（コ字型）でもＵ字
型としてもよい。

【００２５】さらに図５に示すように、強磁性酸化物基
板１５の主面１５ａに、トラック幅規制溝１６と略直交
する方向に、コイルを巻装する巻線溝１７を形成する。
この例では、巻線溝１７をトラック幅規制溝１６より深
く形成し、また強磁性酸化物基板１５の主面１５ａに対
して、磁気記録媒体との摺動面１２となる側に近い巻線
溝１７の側面１７ａと主面１５ａとのなす角度αを４０
°、反対側の側面１７ｂと主面１５ａとのなす角度βを
９０°として形成した。

【００２６】強磁性酸化物基板１５の主面１５ａに残る
トラック幅Ｔｗとなる部分を、この後研磨を行い、表面
粗度が５０ｎｍ程度になるように形成する。

【００２７】上述の図４と図５とは、図３における強磁
性酸化物基板すなわち磁気コア半体ブロック１５の磁気
コア半体５本分に相当する領域を示した拡大図である。

【００２８】この後磁気コア半体ブロック１５の主面１
５ａ側の例えば全表面に磁気ギャップ膜（図示せず）と
なる白金膜を形成する。この白金によるギャップ膜の形
成は、例えば直径６インチの純白金からなるターゲット
を用い、ＲＦ（高周波）マグネトロンスパッタ法で３０
０Ｗの投入電力の下にスパッタリングし、膜厚が９０ｎ
ｍの白金ギャップ膜を形成した。

【００２９】前述のように、白金は磁気コア半体ブロッ
ク１５を構成する強磁性酸化物と熱膨張係数がほぼ一致
することから、このスパッタによりこの強磁性酸化物に
残留応力を生じされることはない。

【００３０】そして、図６に示すように磁気コア半体ブ
ロック１５の主面１５ａのトラック幅規制溝１６が重な
り合うように位置合わせをしながら組み合わせて、６３
０℃で粘性が１０^3.5Ｐａ・ｓとなる融着ガラス５を用
いて、６３０℃の融着温度で加熱溶融させて、相対向す
るトラック幅規制溝１６間の空間部に流し込み、磁気コ
ア半体ブロック１５を接合し磁気コアブロック２０を形
成する。

【００３１】上述の融着ガラス５の組成は、例えば主成
分としてＳｉＯ₂からなり、これにＢ、Ｐｂ、Ｎａ、Ａ
ｌの酸化物が数十ｗｔ％添加され、さらにＺｎ、Ｆｅ、
Ｍｎの酸化物が数ｗｔ％添加された組成からなる。

【００３２】この融着工程では高い温度が加えられる
が、白金ないしは白金族の金属によるギャップ膜は緻密
でかつ強磁性酸化物や融着ガラスに対して固溶しない膜
であるため、ギャップ膜が融着ガラスによって侵食され
ることもなく、また強磁性酸化物と融着ガラスとの拡散
が発生することもない。また、融着ガラスの粘性を融着
温度である６３０℃において１０^3.5Ｐａ・ｓとなるよ
うに選定したことにより、後述するようにガラスと白金
ないしは白金族の金属によるギャップ膜との間に充分な
接着強度が得られる。

【００３３】次に図７に示すように、磁気コアブロック
２０の外側の巻線を巻装する部分に、例えば断面コ字状
の巻線ガイド溝１９を形成する。また、この磁気コアブ
ロック２０の磁気記録媒体の摺動面となる前方部分を円
筒研削によって曲面形状とした後、磁気ギャップのアジ
マス角が２０°となるように図７中の点線で示す位置で
切断して、図１および図２に示すような磁気ヘッドを形
成した。

【００３４】この磁気ヘッドの接着強度の不足による不
良品発生率は０％であった。因みに、従来方法の５３０
℃で粘性が１０^3.5Ｐａ・ｓとなる融着ガラスを用い
て、５３０℃でこの融着ガラスを流し込み、磁気コアブ
ロック２０を完成させた場合には、この不良品発生率が
８０％に達した。

【００３５】さらに、図１および図２に示す形状で、ト
ラック幅１６μｍ，アジマス２０°の磁気ギャップを有
し、外形寸法幅４００μｍ，高さ５００μｍ，厚み２２
０μｍである磁気ヘッドに対して、インダクタンスが約
１．８μＨとなるよう巻線を行い、この磁気ヘッドの出
力を測定した。その結果、４．５ＭＨｚでピーク・トゥ
・ピークの測定で１８０μＶｐ−ｐの出力が得られた。

【００３６】一方、比較の例として、上述の磁気ヘッド
の例と同一寸法の磁気コア半体ブロック１５を用いて、
６３０℃における粘性が１０²Ｐａ・ｓとなる融着ガラ
スによって、６３０℃の融着温度でこの融着ガラスを流
し込み、磁気コア半体ブロック１５を接合して磁気コア
ブロック２０を形成した磁気ヘッドを作製した。この磁
気ヘッドにおいて同様に出力の測定を行ったところ、１
０５μＶｐ−ｐの出力が得られ、上述の本発明の磁気ヘ
ッドの例と比較して約５ｄＢの出力低下が確認された。

【００３７】このように、本発明による磁気ヘッドによ
れば、不良品発生率を低減し、また出力の改善が図られ
ることがわかる。

【００３８】上述の例では、融着温度を６３０℃とし、
この融着温度における粘性が１０^3. ⁵となる融着ガラス
を用いたが、この他の条件でも本発明の磁気ヘッドを構
成できる。

【００３９】本発明の磁気ヘッドに適用する融着温度の
条件、およびその融着温度における融着ガラスの粘性の
条件について説明する。図８に融着ガラスの融着温度と
磁気コア半体間の接合強度（相対値）および製作加工工
程における不良品発生率（％）との関係を示す。図８よ
り、磁気コア半体間の接合強度は融着温度が高くなるに
従い次第に向上し、不良品発生率は６００℃以上の融着
温度ではほとんど０％となることがわかる。

【００４０】従って、融着温度は６００℃以上とする必
要があり、好ましくは６００〜８００℃の範囲にする。
８００℃を越える程度に融着温度を高くすると、融着温
度における融着ガラスの粘性が低くなり過ぎ、またスパ
ッタ膜を構成する白金族と磁気コア半体を構成する強磁
性酸化物とが拡散を起こしたり、また雰囲気ガス（酸素
や窒素）との相互作用が生じやすくなるため好ましくな
い。

【００４１】融着ガラスの粘性は、上述の融着温度にお
いて１０³〜１０⁵Ｐａ・ｓ（パスカル・秒）の範囲に
あることが必要である。図９に、融着温度における融着
ガラスの粘性η（Ｐａ・ｓ）と磁気ヘッド出力の相対値
（ｄＢ）との関係を示す。融着ガラスの粘性ηは対数目
盛で示している。

【００４２】図９より粘性ηが１０⁴Ｐａ・ｓ以上で、
出力がほぼ飽和することがわかる。出力の許容範囲をこ
の飽和する値から−１ｄＢを越えない範囲とすると、融
着ガラスの粘性ηを１０³Ｐａ・ｓ以上にする必要があ
る。一方、融着ガラスの粘性が１０⁵Ｐａ・ｓを越える
と（融着粘性不足領域）、融着ガラスが薄く拡がりにく
くなり隙間に充填することが困難になり、また接着力が
不足するため、ηは１０⁵Ｐａ・ｓ以下とするのが望ま
しい。

【００４３】ところでギャップ膜は、白金族の金属の層
または白金族の金属を含む合金層の他、白金族の金属を
用いた積層膜により構成することもできる。この積層膜
によるギャップ膜の形成は、スパッタ法により白金族の
金属の層と非磁性材料からなる層を交互に積層して行
う。この場合、この積層膜を構成する材料は非磁性材
料、例えばＳｉＯ₂等の酸化物絶縁体や非磁性金属等か
ら選択する。

【００４４】本発明の磁気ヘッドは、上述の例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でそ
の他様々な構成が取り得る。

【００４５】

【発明の効果】上述の本発明による磁気ヘッドの構成に
よれば、磁気ギャップ内に形成されるギャップ膜として
白金もしくは白金族の金属、またはこれらの少なくとも
１つの金属を含む金属層の単層膜あるいは積層膜からな
る膜が形成された構成とすることにより、緻密なギャッ
プ膜となる。また、白金や白金族の金属は化学的に安定
であることから、ギャップ膜の侵食や融着ガラスと強磁
性酸化物との接触が回避され、融着ガラスと強磁性酸化
物間の拡散をなくすことができる。しかも熱膨張係数が
強磁性酸化物とほぼ一致するので強磁性酸化物中に残留
応力が生じることがない。

【００４６】これにより本来磁気ヘッドの磁気コアとし
ての強磁性酸化物が有している透磁率、軟磁気特性を充
分に発揮させることができる。従って、本発明の磁気ヘ
ッドによれば、狭トラック化や狭ギャップ化した場合で
も、磁気記録媒体に対して情報信号を密に書き込むこと
ができ、さらに密な情報信号を読み出すことができ、高
記録密度化を達成することができる。

【００４７】さらに、６００℃以上で溶融された融着ガ
ラスにより上述の磁気コア半体間が接合された構成とす
ることにより、融着ガラスとギャップ膜との接着力が、
磁気ヘッドの磁気コア半体間の接合強度を維持するのに
充分な程度に得られる。これにより、融着ガラスとギャ
ップ膜との間の接着強度が改善され、磁気ヘッドを得る
ための磁気コア半体接合後の加工工程に耐えうる接合強
度が得られる。

【００４８】また、融着ガラスの粘性を上述の特定範囲
に選定すれば、得られる磁気ヘッドの出力低下を抑制
し、一定以上の出力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドの一例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の磁気ヘッドの磁気記録媒体との摺動面部
分の拡大平面図である。

【図３】本発明の磁気ヘッドの製造工程の一例の一工程
図（斜視図）である。

【図４】本発明の磁気ヘッドの製造工程の一例の一工程
図（斜視図）である。

【図５】本発明の磁気ヘッドの製造工程の一例の一工程
図（斜視図）である。

【図６】本発明の磁気ヘッドの製造工程の一例の一工程
図（斜視図）である。

【図７】本発明の磁気ヘッドの製造工程の一例の一工程
図（斜視図）である。

【図８】融着温度と製作加工工程における不良品発生率
および磁気コア半体間の接合強度との関係を示した図で
ある。

【図９】融着温度における融着ガラスの粘性の値と磁気
ヘッドの出力の相対値との関係を示した図である。

【符号の説明】

１、２磁気コア半体３、４ギャップ膜５、１８融着ガラス６、７磁気ギャップ形成面１０、１１、１７巻線溝１２摺動面１３、１４、１９巻線ガイド溝１５強磁性酸化物基板（磁気コア半体ブロッ
ク）１６トラック幅規制溝２０磁気コアブロックｇ磁気ギャップＴｗトラック幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性酸化物からなる少なくとも一対の
磁気コア半体が突き合わされこれら突き合わせ面間に作
動磁気ギャップが形成されてなり、上記磁気コア半体の少なくとも一方の上記作動磁気ギャ
ップ形成面に白金もしくは白金族の金属、またはこれら
の少なくとも１つの金属を含む金属層の単層膜あるいは
積層膜からなるギャップ膜が被着され、上記対の磁気コア半体の上記作動磁気ギャップを形成す
る突き合わせ面間が６００℃以上の融着温度でガラスに
より融着接合されてなることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】上記融着温度が６００℃〜８００℃に選
定されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項３】上記融着温度におけるガラスの粘性が１
０³〜１０⁵Ｐａ・ｓ（パスカル・秒）の範囲に選定さ
れたことを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。