JPS5998317A - 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Ｉｌｌ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ｇｍ以下、特に２０〜３０ｐｍ程度の厚さ
のトラック１１」として、所定の形状としたコア半休を
ギ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
は、厚さがきわめて薄いため強度的にト分でなく、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あるため、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、基体上に、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１、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、非晶質磁性合金のスパッタリング薄１りとし
て、Ｇｏ−Ｚｒが知られている。　しかし、Ｃｏ−Ｚｒ
のスパッタリング薄膜を形成して磁気ヘッドを形成する
ときには、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、Ｇｏ−Ｚ
ｒ−Ｒｕ系の非晶質スパッタリング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、薄膜被着後に、回転磁界中等で
の熱処理を施して、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、薄膜
にクラックがはいるなどの不都合が生じる。

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、加工性の良好な非晶質磁性合金薄
膜を有する磁気ヘッドを提供することにある。

本発明者らは、このような目的につき鋭意研究を行い、
本発明をなすに至った。

すなわち１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％ （Ｌ記式中、Ｔは、Ｃｏ、またはＣｏとＣｏ、Ｚｒ、Ｒ
ｕおよびＶＢ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、 Ｍは、ＶＢ族元素の１種以上を表わし、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ
＝　ｌ　００ａｔ％であり、このうち、ｙは５〜３０ａ
ｔ％であり、２は８ａｔ％以下であり、 Ｗは１０ａｔ％以下である。） ■　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、」二記式で示されるものである。

」二記式において、Ｔ中にて、必要に応じ、Ｇｏととも
に組合わせ添加され゛る他の添加元素は、Ｃｏ、Ｚｒ、
ＲｕおよびＶＢ族元素以外の他の遷移金属元素（５ｃ−
Ｚｎ；Ｙ−Ｃｄ；Ｌａ−Ｈｇ；Ａｃ　　以上　）であり
、例えばＦｅ、Ｎｉ、　　Ｔｉ、Ｈｆ、Ｍｎ、Ｒｈ’、
Ｐｄ。

Ｏｓ、Ｉｒ、ＰＬ等の１種以上をその具体例として挙げ
ることができる。

−・方、又は、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、Ｓｔ、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ＰＬ、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本発明所定
の効果は実現しない。

加えて、本発明の組成には、ＶＢ族元素゛（Ｖ、Ｎｂ’
、Ｔａ）の１種以上　Ｍが含有される。

この場合、ＶＢ族元素が含まれないが、それ以外の元素
で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＝１００
ａｔ％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２が小さいと１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Ｍの添加量Ｗは、１Ｏａｔ％以下である。

Ｗが１０ａｔ％をこえると、飽和磁束密度が小さくなっ
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」二であることが
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。

なお、Ｔの含有量Ｘは、１１００−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、Ｇｏ、Ｒｕ、Ｚｒおよび
ＶＢ族元素以外の他の遷移金属元素の１種以上とも）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１Ｏａｔ％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」二記したように、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Ｘは、Ｚｒを必須成分と
する。

通常、ＸはＺｒのみからなるが、Ｘは、上記したＢ、Ｓ
ｔ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、Ｏ，ｌ”１１００ｐ、好ましくは２０〜５０用
ｍ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、基体の一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、媒体とのしゅ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ット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６゛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、Ｋ
ｒ、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、イオンビーム法としては
、種々の方式に従うことができる。

用いてターゲットとしては、通常の場合は、対応する組
成の母合金を用いればよい。

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
意の値に設定することができる。

このような場合、基体の一面上には下地層を形成し、こ
の下地層上に非晶質磁性合金薄膜を形成してもよい。　
また、非晶質磁性合金薄膜上に上層保護層を形成しても
よい。

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図に示されるように、所
定の形状に加工され、１字、Ｃ字状等のコア半休１．１
’とされ、前部ギャップ部４および後部ギャップ部にて
、３１０２等のギャップ材４０を介してつきあわされれ
て磁気ヘッド１とされる。

なお、コア半体ｌ、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、必要に応じで、無磁
場中あるいは静磁場ないし回転磁場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。

そして、このような効果は、所定量のＲｕおよびＶＢ系
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１本発明の具体的実施例を示し１本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例 ２ｍｍｆｉ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３
０１Ｌｍ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　、５Ｘ　Ｉ　０−３
Ｔｏｒｒ、プレート電圧２ＫＶ、投入電力４　Ｗ　／　
ｃ　ｔｎ’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休ｌ、１′を得、これを０．３ル
ｍの前部ギャップ材Ｓ　ｓ　Ｏ２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８ｍｍビデオ方式のデツキに搭
載し、以下の１）および２）の測定を行なった。

ｌ）摩耗量 ２５℃、５０％ＲＨにて、塗布型のメタルテープを３．
７５ｍ／ｓｅｃで１００時間時間先せて、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砕
、７５ｍ／ｓｅｃで４時間先行させて、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
０ＩＬｍ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。

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」−に、］記式で示される組成の非晶質磁性論
   金薄１１りを形成してなることを特徴とする磁気へンド
   。 式 ％式％ （北記式中、Ｔは、ＣＯｌまたはＣｏとＣｏ、Ｚｒ、Ｒ
   ｕおよびＶＢ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種以りとの組合わせを表わし、 Ｍは、ＶＢ族元素の１種以上を表わし、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ
   ＝１００ａｔ％であり、このうち、ｙは５〜３０ａｔ％
   であり、２は８ａｔ％以下であり、 Ｗ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Ｓ＋のう
   ちの１種以上の総計１０ａｔ％ば下と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
   ヘンド。 ４、ｙが５〜２０ａｔｍ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ｌ第１項
   ないし第４項のいずれかに記載の磁気へン　　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へッ　　ド　・ ７、薄膜の厚さが９．１−１００７Ｌｍ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゛芒体力゛非磁性１ある′ｌ与工乍Ｊｈ求の範囲第１
   ″Ｊ１ないし第７項のいずれかに記載の磁気ヘッド。