JPS59101025A - 磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は磁気ヘッドに関する。　さらに詳しくは、非晶
質磁性合金薄膜を有する磁気ヘッドに関する。

先行技術とその問題点 高い飽和磁化と高い透磁率を示すことから、非晶質磁性
合金の薄板が磁気ヘッド材料として注目を集めている。

非晶質磁性合金薄板から、トラック巾のせまい磁気ヘッ
ド、例えばビデオ用の録画、録再ないし音声用の回転ヘ
ッド、あるいは電算機用磁気ヘッド等を形成するには、
薄板をそのまま用いるか、あるいはその複数枚を積層し
て、数十ｐ−ｍ以下、特に２０〜３０ｇｍ程度の厚さの
トラック巾として、所定の形状としたコア半休をキャッ
プを介しつきあわせて作製している。

しかし、このようにして作製されるビデオ用等のヘッド
では、厚さがきわめて薄いため強度的に十分でなく、機
械的加工時に変形し、加工後の寸度精度が悪いという不
都合がある。

また、非晶質磁性合金の薄板は高弾性で鞠るため、ビデ
オ用の磁気記録媒体との高速しゅう動にともない変形し
、ヘッドアームのバランスをくずして、回転走行性が不
良となる。

このような不都合を解消するためには、所定の基体」二
に、スパッタリングにより非晶質磁性合金の薄膜を形成
してコア半休とし、これから磁気ヘッドを形成すること
が考えられる。　そして、このように形成した磁気ヘッ
ドでは、上記したような不都合は解消する。

ところで、スパッタリングによって形成した非晶質磁性
合金薄膜の一例としては、　Ｃｏ−Ｚｒ系のものが知ら
れている。　　しかし、Ｇ。

−Ｚｒ系の非晶質磁性合金薄膜をスパッタリングにより
形成してなる磁気ヘッドでは、磁気記録媒体との高速し
ゆう動にともなう摩耗量が大きいという欠点がある。

また、合金磁性粉を用いる塗布型の媒体、いわゆるメタ
ルテープ等を使用するときには、使用に従い、薄膜が着
色して、出力低下を招くという欠点がある。

このような実状に鑑み、本発明者らは、先に、スパッタ
リングによって形成した、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｒｕ系の非晶質
磁性合金薄膜を磁気ヘッドとして用いる旨を提案してい
る。

しかし、このヘッドは、非晶質磁性合金薄膜の被着後に
、回転磁界中等において熱処理を施して磁気特性を改良
するが、熱処理後に薄膜が脆化してしまい、磁気ヘッド
組立加工工程で、非晶質磁性合金薄膜に、クラックがは
いるなどの不都合が生じる。

また、高温高湿下での保存によって、非晶質磁性合金薄
膜表面に酸化膜が形成され、スペーシングロスが増大し
、特に高周波領域での自己録再出力が低下するという欠
点がある。

ＩＩ　　発明の目的 本発明は、このような実状に鑑みなされたものであって
、その主たる目的は、高速摩耗量が少なく、メタルテー
プの使用による出力低下が少なく、しかも熱処理を施し
た後の脆化が少なく、加工性が良好で、さらに高温高湿
下での保存後の高周波領域の自己録再出力の低下の少な
い非晶質磁性合金薄膜を有する磁気へ・ンドを提供する
ことにある。

このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、基体上に、下記式で示される組成
の非晶質磁性合金薄膜を形成してなることを特徴とする
磁気ヘッドである。

式 ％式％ （上記式中、Ｔは、ＣＯｌまたはＣＯとＣ０１Ｚｒ、Ｒ
ｕならびにＶＢ族およびＶＩＢ族元素以外の他の遷移金
属元素の１種以上との組合わせを表わし、 又は、Ｚｒ、またはＺｒと他のガラス化元素の１種以上
との組合わせを表わし、 Ｍｌは、ＶＢ族元素の１種以上を表わし、ＭＩＩは、Ｖ
ＩＢ族元素の１種以上を表わし、）（＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ
＝ｌＯＯａｔ％であり、このうち、ｙは５〜３０ａｔ％
であり、Ｚは８ａｔ％以下であり、 Ｗは１ｏａｔ％以下であり、 ■は１０ａｔ％以下である。） なお、本発明者らは、先に、スノ々・ンタリングによっ
て形成したＣｏ−Ｚｒ−Ｒｕ系の非晶質磁性合金薄膜中
に、ＶＢ族元素の一種以上を単独で添加する旨、および
ＶＩＢ族元素の一種以上を単独で添加する旨を、それぞ
れ提案してＩ／）るが、これらＶＢ族元素またはＶＩＢ
族元素の一方の一種以上を単独に添加するのみでは、上
記した目的は達成されない。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明における薄膜は、実質的に長範囲の規則性をもた
ない非晶質状態にある。

そして、その組成は、上記式で示されるものである。

」−記式において、Ｔ中にて、必要に応じ、Ｃｏととも
に組合わせ添加される他の添加元素は、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｒ
ｕならびにＶＢ族　およびＶＩＢ族元素以外の他の遷移
金属元素（Ｓｃ−Ｚｎ；Ｙ−Ｃｄ；Ｌａ−Ｈｇ；Ａｃ以
上）であり、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｍｎ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等の１種以上をその具体例
として挙げることができる。

一方、Ｘは、Ｚｒ単独か、あるいはＺｒと他のガラス化
元素の１種以上との組合わせであることが好ましい。

この場合、必要に応じ、Ｚｒとともに組合わせ添加され
る他のガラス化元素の好適例としては、Ｓｉ、Ｂ等の１
種以上を挙げることができる。

さらに、本発明における組成においては、Ｒｕを必須成
分とする。

この場合、Ｒｕを他の白金族金属元素、例えばＰｔ、Ｒ
ｈ等にかえたときには、高速耐摩耗性にすぐれ、メタル
テープ使用の際の出力低下が少ないという効果は実現し
ない。

加えて、本発明の組成には、ＶＢ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ）の１種以上Ｍ１が含有される。

また、同時に、ＶＩＢ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ。

Ｗ）の１種以上ＭＩＩも含有される。

この場合、ＶＢ族およびＶＩＢ族元素が同時に含有され
ないときには、本発明所定の効果は実現しない。

これに対し、上記式において、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝１
００ａｔ％の条件下にて、Ｒｕ添加量２は８ａｔ％以下
である。

これは８ａｔ％をこえると、非晶質化しにくくなり、基
体との接着力も低下するからである。

この場合、Ｒｕ添加量Ｚが小さいと、本発明所定の効果
の実効がなくなるので、２は、０．５〜６ａｔ％、より
好ましくは１〜５ａｔ％であることが好ましい。

これに対し、Ｚｒを必須成分とするガラス化元素成分Ｘ
の添加量ｙは、５〜３０ａｔ％である。

ｙが５ａｔ％未満となると、非晶質化が困難となり、ま
たｙが３０ａｔ％をこえると、十分な飽和磁束密度が得
られない。

この場合、ｙが５〜２０ａｔ％となると、より好ましい
結果を得る。

また、Ｍｌの添加量Ｗは、１０ａｔ％以下である。

Ｗが１ｏａｔ％をこえると、飽和磁束密度が０．６Ｔ以
下と小さくなって、高保磁力媒体への記録に適さなくな
る。

ただ、Ｗが小さくなると、熱処理後の脆化防止の効果の
実効がなくなるので、Ｗは０．５％以上であることが好
ましい。　そして、Ｗが特に、０．５〜６％、より好ま
しくは１〜６％となるとさらに好ましい結果をえる。

Ｉ また、Ｍ　の添加量Ｖは、１０ａｔ％以下である。

■が１０ａｔ％をこえると、飽和磁束密度が０．６Ｔ以
下と小さくなって、高保磁力媒体への記録に適さなくな
る。

ただ、■が小さくなると、高温高湿下での保存による劣
化防止の効果の実効がなくなるので、■は０．５％以上
であることが好ましい。

そして、■が特に、０．５〜６％、より好ましくは１〜
６％となるとさらに好ましい結果をえる。

なお、Ｔの含有量Ｘは、１００１００−ｙ−ｚ−である
が、７５〜８５ａｔ％であることが好ましい。

この場合、Ｔは、ＣＯを必須成分として含む。

Ｔは上記したように、ＣＯと、ＣＯ２Ｒｕ、Ｚｒ、ＶＢ
族およびＶＩＢ族元素以外の他の遷移金属元素の１種以
上とからなることができるが、他の遷移金属元素の１種
以上は、通常、総計最大１０ａｔ％まで含有することが
できる。

これ以上の含有量となると、飽和磁束密度Ｂｓが低下す
る等の不都合が生じる。

このような元素の１例としてはＦｅがある。

Ｆｅ添加は磁歪を低下させる等の効果があるが、Ｆｅ量
が増大すると、逆に磁歪が大きくなり　加工歪の影響に
より磁気特性が劣化するので、Ｆｅ含有量は６ａｔ％以
下であることが好ましい。

また、Ｔ中には、Ｎｉを添加することもできる。　Ｎｉ
添加は、Ｃｏを置換して、材料コストを低減する等の効
果があるが、Ｎｉ量が増大するとＢｓが減少するので、
Ｎｉ含有量は、好ましくは１０ａｔ％以下である。

さらに上記したように、Ｍｎなども添加することができ
る。

ただ、このようなものよりは、通常は、むしろＴがＣＯ
単独であることが好ましい。

これに対し、ガラス化元素成分又は、Ｚｒを必須成分と
する。

通常、ＸはＺｒのみからなるが、又は、上記したＢ、Ｓ
ｉ等の１種以上の総計１０ａｔ％以下とＺｒとの組合わ
せであってもよい。

このような組成をもつ非晶質磁性合金薄膜は、基体上に
、概ね、０．１〜１００ｇｍ、好ましくは２０〜５０ｐ
Ｌｍ程度の厚さに形成される。

用いる基体としては、通常、非磁性のものを用いる。

この場合、基体の材質には特に制限はない。

従って、各種酸化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、ガラ
ス等はいずれも好適に使用できる。

そして、基体材質は、非晶質磁性合金薄膜の物性と、加
工性、媒体とのしゆう動性などを考慮して適宜選択して
用いればよい。

このような基体の厚さについては、特に制限はないが、
通常、０．１〜５ｍｍ程度とする。

このような基体上に、非晶質磁性合金薄膜を形成するに
は、気相被着法、通常、スパッタリングに従う。

用いるスパッタリングとしては、衝撃イオンにより、タ
ーゲットをスパッタし、通常、数ｅＶ〜約１００ｅＶ程
度の運動エネルギーにてターゲラ］・物質を蒸散させる
公知のスパッタリングはいずれも使用可能である。

従って、Ａｒ等の不活性ガス雰囲気中で、異常グロー放
電によるＡｒ等のイオンによって、ターゲットをスパッ
タするプラズマ法を用いても、ターゲットにＡｒ、Ｋｒ
、Ｘｅ等のイオンビームを照射して行うイオンビーム法
を用いてもよい。

プラズマ法によるときには、いわゆるＲＦスパッタであ
っても、また、いわゆるＤＣスパッタであってもよく、
その装置構成も２極、４極等いずれであってもよい。　
さらには、いわゆるマグネトロンスパッタを用いてもよ
い。　また場合によっては、いわゆる反応性スパッタに
よることもできる。　さらに、イオンビ−ム法としては
、種々の方式に従うこと力くできる。

用いるターゲットとしては、通常の場合１よ、対応する
組成の母合金を用いればよｌ、Ｎ。

なお、動作圧力、プレート電圧、プレート電流、極間間
隙等には特別の制限はなく、これらは、条件に応じ、任
意の伯に設定すること力くできる。

このような場合、基体の一面上番こＣ士下地層を形成し
、この下地層上に非晶質磁性合金薄ＩＩ莫を形成しても
よい。　また、非晶質磁性合金薄Ｉｌ莫上に上層保護層
を形成しでもよ０゜ さらに、非晶質磁性合金薄膜と、非磁性の薄膜を交互に
積層することもできる。

このように非晶質磁性合金薄膜３．３′を形成した基体
２．２′は、第１図および第２図番こ示されるように、
所定の形状に加工され、１字、Ｃ字状等のコア半体１．
１′とされ、前部ギャップ部４および後部ギヤ・ンプ部
にて、５ｉ０２等のギャップ材４０を介してつきあわさ
れて磁気ヘッドｌとされる。

なお、コア半体１．１′の薄膜３．３′上には、さらに
、基体２．２′と同種の材質からなる保護体５を接着す
ることもできる。

このような場合、薄膜形成後には、必要に応じて、無磁
場中あるいは静磁場ないし回転磁礪中での熱処理を施す
ことが好ましい。

次いで研削により所定の形状とし、また必要に応じ所定
膜厚となるように研削を行い、さらに必要に応じ研摩を
行いコア半休とする。

そして、捲線８を施し、上記のようにつきあわせ、その
他必要な加工を行い、支持体９に固着されて、磁気ヘッ
ドが作製される。

なお、上記の熱処理は、形状加工後、捲線前に施しても
よい。

■　発明の具体的作用効果 このような磁気ヘッドは、ビデオ用の録画、録再、音声
用等の回転ヘッド、あるいは電算機用磁気ヘッド等とし
てきわめて有用である。

そして、本発明の磁気ヘッドは、媒体の高速しゅう動に
ともなう摩耗がきわめて少ない。

また、メタルテープ等の合金磁性粉を用いる塗布型媒体
の使用による出力低下がきわめて少ない。

さらに、熱処理後の脆化がきわめて少なく、加工性が良
好となる。

加えて、高温高湿下での保存後の表面酸化膜の形成が少
なく、スペーシングロスによる自己録再出力の低下がき
わめて少なくなる。

そして、このような効果は、所定量のＲｕおよびＶＢ族
、ＶＩＢ族元素を添加したときにのみ実現する。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例 ２　ｍ　ｍ厚のアルミナ基板上に、下記表１に示される
組成の各非晶質磁性合金およびセンダストの薄膜を３０
７ｈｍ厚に形成した。

薄膜の形成は、スパッタリングによって行った。

この場合、ターゲットとしては、対応する組成の合金の
鋳造体を用い、動作アルゴン圧５　、５　Ｘ　１０　　
Ｔｏｒｒ、プレート電圧２ＫＶ、投入電力４　Ｗ、／　
ｃ　ｒｎ’にて、ＲＦマグネトロンスパッタリングを行
った。

次に、これを研削および研摩し、第１図および第２図に
示されるようなコア半体１．１′を得、これを０．３７
Ｌｍの前部ギャップ材ＳｉＯを介してつきあわせ、所定
の捲線８を施し、磁気ヘッドを作製した。

次いで、各磁気ヘッドを８　ｍ　ｍビデオ方式のデツキ
に搭載し、以下の１）〜４）のａｔＩＩ定を行なった。

１）摩耗量 ２５°Ｃ，５０％ＲＨにて、塗布型のメタルテープを３
　、７５　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ　テ１００時間短行させ
て、走行後の摩耗量を表面粗さ計で測定した。　結果を
センダストの場合の摩耗量を１０とし、これに対する相
対値として表１に示す。

２）５ＭＨｚ信号の出力低下 ２５°Ｃ１５０％ＲＨにて、塗布型のメタルテープを３
．７５ｍ／ｓｅｃで４時間短行させて、走行後の出力低
下を測定した。

結果を表１に示す。

３）熱処理後の脆化 ４Ｘ３０ｍｍの岩塩上にスパッタリングにて、２０〜３
０ｇｍの厚さの薄膜を被着したのち、岩塩を溶解し、膜
を空気中にて３７０°Ｃ１６０分間熱処理した。

この膜の曲げ試験を行ない脆化を評価した。

曲げ試験は、所定径のパイプに、膜をまきつけ、破断す
るパイプ径を脆化の曲率半径とした 結果を表１に示す。

４）高温高湿下での保存後の自己録再出力低下 ４０℃、相対湿度９０〜９５％にて２４０時間保存後、
保磁力１５０００ｅの塗布型のメタルテープを用いて自
己録再出力を測定して、その出力低下（ｄＢ）を測定し
た。

結果を表１に示す。

表１に示される結果から、本発明の効果があきらかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の磁気ヘッドの構造の１
例を示す図であり、このうち、第１図が斜視図、第２図
が拡大部分正面図である。 １．１′・・・・・・コア半休 ２．２′・・・・・・基体 ３．３′・・・・・・非晶質磁性合金薄膜出願人　東京
電気化学工業株式会社 代理人　　弁理士　石　井　陽　− 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、下記式で示される組成の非晶質磁性合金
   薄膜を形成してなることを特徴とする磁気ヘッド。 式 ％式％ （上記式中、Ｔは、Ｃｏ、またはＣｏとＣ０１Ｚｒ、Ｒ
   ｕならびにＶＢ族およびＶＩＢ族元素以外の他の遷移金
   属元素の１種以上との組合わせを表わし、 Ｘは　Ｚｒ、またはＺｒと他のガラス化元素の１種以上
   との組合わせを表わし、 Ｍｌは、ＶＢ族元素の１種以上を表わし、ＭＩＩは、Ｖ
   ＴＢ族元素の１種以上を表わし、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝
   ｌｏｏａｔ％であり、このうち、ｙは５〜３０ａｔ％で
   あり、Ｚは８ａｔ％以下であり、 Ｗは１０ａｔ％以下であり、 ■は１０ａｔ％以下である。） ２、ＴがＣＯからなる特許請求の範囲第１項に記載の磁
   気ヘッド。 ３−Ｘが、Ｚｒからなるか、あるいはＢおよびＳｉのう
   ちの１種以上の総計１０ａｔ％以下とＺｒとの組合わせ
   である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の磁気
   ヘッド。 ４．７が５〜２０ａｔ％である特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ５、ｚが０．５〜６ａｔ％である特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ６．ｗが０．５〜６ａｔ％である特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ７、ｖが０．５〜６ａｔ％である特許請求の範囲第１項
   ないし第６項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ８、薄膜の厚さが０．１〜１１００ＪＬである特許請求
   の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の磁気ヘッ
   ド。 ９、基体が非磁性である特許請求の範囲８１項ないし第
   ８項のいずれかに記載の磁気ヘッド。