JPS60160011A - 垂直記録用単磁極型磁気ヘツド - 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】 産業上の利用分野 本発明は、フレキシブルディスク等の磁気記録媒体に対
し垂直方向の磁束の変化で多チャンネルの垂直磁気記録
を行うと共にこれを再生するのに好適な垂直記録用単磁
極型磁気ヘッドに関するも背景技術とその問題点 磁気記録の一方式として、磁気記録媒体に対し垂直に磁
気の変化を与える垂直記録方式が提案されている。そし
て、磁気記録媒体の垂直方向即ち厚さ方向に磁化するこ
の垂直記録方式を採用し、かつ励磁コイルの巻装された
単一の主磁極それぞれにより多チャンネルにつき垂直磁
気記録するようにした垂直記録用単磁極型磁気ヘッドと
して例えば第１図に示すものがある。この第１図におい
て、（１）は複数チャン、ネルについての共通磁極とな
る磁性フェライトにより形成された基板を示し、この基
板（１）上に５ｉｎ２等の絶縁材料により形成された絶
縁膜（２ａ）が形成され、その絶縁膜（２ａ）上に導体
薄膜コイル（３）が形成され、、再度絶縁膜（２ｂ）が
形成されている。（４）は軟質磁性薄膜よりなる記録再
生用主磁極を示し、この主磁極（匂が、絶縁された導体
薄膜コイル（３）により励磁され磁気記録媒体（５）に
対し垂直方向の磁束が発生される。

ここで、磁気記録媒体（５）は、例えばポリエチレンテ
レフタレートより形成された支持体（５ａ）上にパーマ
ロイよりなる高透磁率層（５ｂ）とＣｏ−Ｃｒによる垂
直記録層（５ｃ）が形成されてなる垂直記録用２層媒体
となされている。このような垂直記録する主磁極（匂が
複数個配列され多チャンネルの垂直記録用単磁極型磁気
ヘッドをなし、それぞれのチャンネルの、主磁極（４）
側を磁性フェライト基板１１）より磁気記録媒体（５）
の走行方向（矢印ａ方向）の下流側とするようにして磁
気記録再生を多チヤンネル同時にするようになされてい
る。また、一旦垂直記録された情報は再生され記録され
た情報を楽しむこととなる。

しかし、この第１図に示す例の垂直記録用単磁極磁気ヘ
ッドでは、主磁極（６）側を磁性フェライト基板（１１
側より磁気記録媒体（５）の下流側に配置することによ
り一応垂直記録は可能ではあるが、主磁極（４）と磁性
フェライト基板（１）とでギャップの広いリング型ヘッ
ドと同様の横方向の磁界成分があるので垂直記録波形に
乱れを生じ良好に磁気記録できない点に問題があった。

また、再生においても同様に、磁気記録媒体摺動面Ｓに
ある磁性フェライト基板（１）の影響による再生波形の
乱れが生じ、良好に磁気再生できない点に問題があった
。

この問題点を改善したものとして、第２図の垂直記録用
単磁極型磁気ヘッドがある；この例は、磁性フェライト
基板（１１の悪影響をなくすためフェライト基板（１）
を摺動面より後退した構造になっており、非磁性材部（
５）とフェライトを接合した複合基板（６）を共通磁極
として用いている。この例でも配録再生共にかなり良好
な特性が得られるようになる。しかし、フォトリソグラ
フィの技術を用いて一度に多くの垂直記録用単磁極型磁
気ヘッドを作るように、２列以上多数列で一度にパター
ンを形成しようとすると、接合して多層になった複合基
板を作る必要がある。そして、大きな面積の接合部を気
泡が入らないようにガラス融着する（信頼性の点でガラ
ス融着する必要がある）ことは非常にむずかしく、更に
多層にすることはなおむずかしい点に問題があった。ま
た、巻線或いは主磁極（４）の形成につき所定の位置に
正確にくるようにするためには多層化する際、フェライ
ト基板（１）及び非磁性材の厚さを非常に正確にする必
要がある。

ソシて、この厚さく幅）に誤差があるとマスクのパター
ンからそれだけずれてしまうことになる。

従って、非磁性材（５）をフェライト基板＋１）と接合
した一層の複合基板に一列だけ形成することになり生産
性が悪くなる点にも問題があった。また、記録再生特性
に非常に重要な主磁極（勾が平面ではなく曲って形成さ
れるが、一般にスバンタ等で付けた磁性薄膜は傾斜した
面に付けた膜の特性が悪く、かかる斜面近傍の平面部も
特性が悪化した。従って、主磁極膜（４）を平面でなく
曲がった膜で形成する”ことは好ましくなく問題があっ
た。

これらの問題点を改善したものとして、第３図に示す垂
直記録用単磁極型磁気ヘッドが提案されている。この第
３図において第１図及び第２図に対応する部分には同一
符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。この例は
、非磁性基板１１）のみ、て基板が形成され、磁性薄膜
により形成した磁性材部（９にて主磁極（８）よりの垂
直磁束のリターンバス部が形成されている。また、磁性
材部（７）の磁気記録媒体摺動面Ｓ側は絶縁ｖＡ（２ｃ
）が形成されている。この例の場合には、非磁性材のみ
で基板が形成されているので、２列以上多数列で一度パ
ターンを形成する工程も容易で生産性が良く、また、主
磁極（８）が直線的に形成されるので磁気記録再生の特
性も良好である。しかし、この第３図の例では垂直磁束
のリターンバス部は磁性薄膜による磁性材部（７）によ
り形成されている。そのため、磁気記録媒体摺動面Ｓか
ら後退したままで記録再生の感度を高めるには磁気記録
媒体に対向する面積を大きくする必要があるが、この薄
膜形成では、かかる面積を大きくするのが困難な点に問
題があった。

発明の目的 本発明は、かかる点に鑑み製造容易で大量生産に適し、
かつ磁束のリターンバスが良好で記録再生感度の高い垂
直記録用単磁極型磁気ヘッドを提供せんとするものであ
る。

発明の概要 本発明垂直記録用単磁極型磁気ヘッドは、非磁性基板上
に軟磁性薄膜により形成され、一端が磁気記録媒体摺動
面まで延在する主磁極と、主磁極の他端側を磁路の内側
にするように形成したＷｔ膜ココイル、磁気記録媒体摺
動面側の非磁性材部と薄膜コイル内とを貫通する磁性体
部分で主磁極に磁気的につながっている磁性材部とを有
する複合コアとを有するようにしたもので製造容易で大
量生産に適し、かつ磁束のリターンバスが良好で記録再
生感度を高くするようにしたものである。

実施例 以下、第４図、第５図及び第６図を参照して本発明垂直
記録用単磁極型磁気ヘッドの一実施例について説明する
。この第４８！！ｌ、第５図及び第６図において第１図
、第２図及び第３図に対応する部分には同一符号を付し
それらの詳細な説明は省略する。

本例においては、非磁性基板（１）上に軟質磁性薄膜よ
りなり高飽和磁束密度かつ高透磁率の記録再生用主磁極
（８）を設け、この主磁極（８）の一端（８ａ）を磁気
記録媒体摺動面まで延在させる。ここで、（９ａ）及び
（９ｂ）は枕材を示す。また、Ｑｌは主磁極（８）及び
枕材（９ｂ）の上に設けた例えば５ｉ０２１！ｌｌｉ等
により形成した絶縁膜を示し、この絶縁膜αΦ上に螺旋
状の励磁巻線を主磁極（８）の他端側の磁路を内側にす
るように形成した薄膜導体コイル（３）により形成する
。（３ａ）はこの薄膜コイルの端子（３ｂ）を磁気ヘッ
ド外部へ導出するためのリード線部を示し、このリード
線部（３ａ）は摺動面Ｓと反対側に端子を導出するよう
にする。さらに、その上に絶縁ＩＩ！（１１）を介して
、非磁性材（１２）及び（１３）と、磁性フェライトに
より形成された磁性材部（１４）とを複合した複合コア
が接合されている。

また（１５）は複合コアの磁性材部（１４）と主磁極膜
（８）との磁気的結合を行うために薄膜コイル中央部に
あけられた孔の中の磁性体を示し、この磁性体（１５）
は例えば磁性薄膜により形成する。このような構成は、
多チャンネルに容易に対応でき第６図に示すようにＷＩ
ｔ膜コ膜用イル）の一方の端子を共通導体（３ｃ）にて
共通端子（３ｄ）を導出して形成する。多チャンネルで
あってもその端子数を減らすことができる。なお、他の
部分は従来の垂直記録用単磁極型磁気ヘッドと同様に構
成するものとする。

次に第７図〜第２０図を参照してこの実施例の製造工程
について詳述する。これら第７図〜第２０図において第
１図〜第６図に対応する部分には同一符号を付しそれら
の詳細な説明は省略する。

まず、第７図で上方の一面を鏡面研磨した非磁性板（１
ａ）を用意する。この非磁性板（１ａ）は緻密で耐摩耗
性が大きく、切断時にチッピングが少ない材料で更にこ
の上に磁性薄膜（８）及び（１５）を付は更に磁性フェ
ライトと接合するので磁性フェライトそのもの或いは金
属熱膨張率が近い材料が好ましい。例えば非磁性フェラ
イト（Ｚｎフェライト）、フォトセラム、結晶化ガラス
、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、フォルステ
ライト、Ａ１２０ｉ　ＴｉＣ系、Ａｌ２Ｏ３ＴｉＯ２系
、ＴｉＯ２系またはＺｒ（ｈ系のセラミックス、サファ
イア−、ガラス状硬質カーボン等を用いることができる
。この非磁性基板（ｌｌａ）上にまず主磁極の枕材（９
ａ）（９ｂ）となる非磁性！　（９）を付ける、これは
後に用いる絶縁膜と同じものでも良い。例えばＳｉｎ、
　５ｔ（ｈＳｉｓＮ４＋　Ａｌ２Ｏ３＋　Ｚｒ（ｈ＋　
ＴｌＧ２１　Ｔａ２０５等をスパッタ、蒸着、イオンプ
レーテング、プラズマＣＶＤ等の方法で付ける。次に、
所定の位置に所定の大きさで主磁極１＠　（８）を付け
る孔をホトエツチングで形成する。次に、主磁極ＩＩ　
（８１となる磁性薄膜としてパーマロイ、センダスト、
Ｇｏ　−Ｚｒ、　Ｃｏ　−Ｎｂ　−Ｚｒ等の磁性アモル
ファス膜をスパッタ、蒸着、イオンプレーラング、メッ
キ等で付ける。このときリフトオフ法あるいは一面に付
けた後、孔以外の部分をホトエツチングで除（方法等で
この孔の中に磁性Ｊｌ！！！　（８１１＞を付ける。こ
こで、第８ＷＪは、磁性膜（８ｂ）の部分の断面図、第
９図は磁性膜（８ｂ）の拡大図である。表面をできるだ
け平坦にするため鏡面研磨するなどの平坦化を行った方
が良い。

ここで、研磨を行う場合には、全面に磁性膜を付けた状
態で研磨を行うと（ＩＩＦ磨抵抗抵抗きいため磁性膜が
剥れる場合力であるので孔以外の部分は研磨前にホトエ
ツチングで除くか、リフトオフ法で孔以外の部分には付
かないようにして磁性膜が研磨される面積を小さくして
研磨した方が良い。ここで別の方法として、枕材（９）
を付ける前に第９図の形（Ｔはトラック幅）に磁性膜（
ｓｂ）をリフトオフ法あるいは磁性膜を一面に付けた後
ホトエツチングで除く方法で付け、その後枕材（９）を
全面に付けて研磨する方法もある。この場合には、磁性
膜（８ｂ）の上だけが凸になり、更に研磨する材料が酸
化物等の研磨しやすい材料であるので、そのまま研磨す
れば良い、但し、この場合には第８図で示す断面で磁性
膜の端の傾きが逆になり表面の幅が狭くなる。第８図の
ように形成された方が、後の工程をみてわかるように好
ましい。また、枕材（９）を付けないで非磁性基板をエ
ツチングして孔をあける方法でもよい。ただ、この場合
、基板が多結晶の場合多くの場合エツチング面の粗さが
悪くなる傾向があるので、この上に付ける磁性膜（８）
の磁気特性が悪化し好ましくない場合が多い。例えば、
サファイア−のような単結晶、又はガラスのようにアモ
ルファス材料であればこのような方法も考えられる。磁
性１！（ｓｂ）の厚さく孔の深さ）は１〜ｌＯμｍ程度
が好ましい。次に平坦化した面の上に更に磁性膜（８Ｃ
）を付は第１Ｏ図及び第１１図に示すようにホトエツチ
ングする、このように膜厚を変えて作るのは第４図に示
すように主磁極膜（８）を摺動面Ｓより少し後退した位
置から後部を厚く、するためである。これは、摺動面Ｓ
での厚さは再生分解能を決定し、従って薄くする必要が
ある。

全体を薄くすると磁路としての主磁極膜（８）の磁気抵
抗が大きくなるためである。また、記録時に磁気飽和し
やすくなるため再生分解能に関係の無い後部は厚くす・
るものである。また、同様に磁気抵抗を下げるため第１
０図に示すように摺動面から少し後退した位置でトラッ
ク幅方向にも広くしている、このとき磁性膜厚は必要な
再生分解能を考慮して決め、２度目につける磁性膜（８
ｃ）の厚さは０．０５〜３μ餌、多くの場合０．１〜０
．５μｍとする。

次に、絶縁膜ａのをこの上に０．１μＩ１１〜１μ鋼付
ける（第１２図）。先の枕材が絶縁性のものであれば同
じ材料で良い。次に第１３図に示すように励磁巻線を付
ける、例えば銅を２μ謡厚付はホトエツチングで巻線を
形成する。更に絶縁膜（１１）を付は接続部分の絶縁膜
にホトエツチングにより孔あけを行って、共通部導体（
３Ｃ）を同様にして作る（第１４図）。第１３図で示し
た巻線形成後絶縁膜を付ける時、平坦化処理を行うと次
に導体膜を形成する時、段切れ、エツチング不良が起き
にくい。

励磁コイル（３）は説明を簡単にするため一層で２夕、
　−ンの場合を示したが、更に多数ターンにしたり、多
層巻線にして更に巻数を多くすることもできる。

第１４図は励磁巻線部が出来た状態を示す。次に、この
上に絶縁膜を付けて平坦化処理を行う。例えば充分厚く
絶縁膜をスパッタ等で付けた後研磨して平坦にする６次
に巻線部の中心部分を主磁極（８）が露出するまで孔あ
けを行い、上に接着するりターンバス部の磁性材（１４
）と主磁極（８）とを磁気的につなぐ磁性Ｉ！（１５）
を孔の部分に付ける。これは、例えばリフトオフ法で行
う。その後、必要であれば平坦化する膜は充分厚くした
方が良い（第１５図）。この磁性膜の側面は傾斜して奥
はど狭くすりばち状にしておく。これは、磁性Ｉｌ！！
（１５）が段切れなく厚く付きやすくするためと磁性フ
ェライト（１４）との接合面を大きくするためである。

これまでの工程で薄膜コイル（３）についてはリード線
部まで作られたがリード線上には蝉縁膜（１１）が付い
ているので端子を作る必要がある。リード線上の所定の
位置にリード線上の絶縁膜をホトエツチングで孔あけを
行い端子としての導体膜を形成する（例えばリフトオフ
法で）。以上で非磁性基板上の諸工程は終了する。ここ
までの工程を経た基板の概観図を第１６図に示す、この
基板を一列になるように切断する。次に第７図に示すよ
うに複合基板（１９ａ）を作る。これはまず磁性フェラ
イトの両側に非磁性材（１２ａ　）（１３ａ　）を接合
したブロックを作る。この接合はガラス融着が望ましい
が、有機接着剤、他の無機接着剤を用いることもできる
。接合面はあらかじめ鏡面研磨する。

非磁性材（１２ａ）は先の工程で使用した非磁性基板（
１）と同一の材料を用いることができ、少なくとも摺動
面Ｓ側は同一の材料が望ましい。一方、反対側の非磁性
材（１３ａ）は保持するだけであるから特に緻密である
必要もなく、磁性フェライト及びもう一方の基板（１）
の熱膨張率に近いものであれば良い。また、省略しても
機能上は問題無いが、複合基板の幅が小さくなるので接
合がむつかしくなる。この複合基板（１９ａ）は、接合
面が摺動面Ｓに出ないし、また接合するもう一方の基板
の薄膜形成工程は全て終了してから最後に接合するので
、第２図のヘッドで用いる複合基板はど接合層の信頼性
、耐熱性を必要としない。次に第１７図に示すように斜
めに所定の切断面にて切断する。ここで、傾斜して切断
するのはフェライトの摺動面Ｓ側の面が外側にいくにつ
れて後退するようにするためである。次に第１８図に示
すように接合する。

ここで（２０）は端子を示す。次に摺動面を点線すで示
すように円［磨し、個々のヘッドに切断すると第１９図
に示すように垂直記録用単磁極型磁気ヘッドが出来上が
る。この例は多チャンネルであり主磁極（８）側は個々
のチャンネルに分離されているが、リターンバス部は共
通になっている。また、第２０図に示すように主磁極長
Ｌｍは高感度化するためには１０μｍ以下にすることが
望ましい。ただ。

あまり短くすると媒体との摩耗によりヘッドの寿命が決
まるのでそれとの兼ね合いで適切な長さを設針段階に決
定するものである。また、厚くなっている部分は図に示
すように端にいくにつれて摺動面より後退するようにす
る方が磁束が主磁極（８）の先端に集中するので好まし
い。また、摺動面Ｓは円筒研磨されているのでリターン
バスとなるフェライトを摺動面に出ないように外側にい
くにつれて後退するように傾斜させる。また、磁性フェ
ライト先端と摺動面との距離ＬａはＬｍと同程度にする
ことが望ましい。

以上述べたこの実施例によれば、主磁極膜（８）あるい
は励磁巻線（３）を一枚の非磁性基板（１１上に形成す
るので、一枚の基板上に多数列形成する製造工程をとる
ことができる。複合基板を用いると、多数列形成するた
めには基板を作るのに非常に手間がかかり、また信頼性
の点から磁性フェライトと非磁性材はガラス融着する必
要があるので非磁性材の選択範囲が非常に狭かったが、
本例では一枚の非磁性基板（１）上に薄膜形成プロセス
終了後接着・を行うので接着部の耐熱性はあまり必要と
しない利益がある。そのため、低音で接着できる接着剤
を用いることができるのでフェライトと非磁性材の熱膨
張率がかなり異なっても接合でき、非磁性材の選択可能
範囲が広がる利益がある。複合基板を鏡面研磨するには
高度の技術が必要であり異なる材料であるため段差がで
き易かったが、単一材料の非磁性板を鏡面研磨すれば良
いので容易となり非常に良好な研磨面が得られる利益が
ある。この良好な研磨面上に主磁極膜（８）を付けるの
で良好な特性の主磁極膜が得られる利益がある。リター
ンパス部は磁性フェライトで形成しているので媒体に対
向する面を広くとることができる利益がある。従って磁
気記録再生の感度を高くできる利益がある。また、リタ
ーンバス磁極の幅を必要に応じ大きくすることによりこ
の利益をより大きくできる。しかも、リターンパス部を
構成する複合基板は、フェライトよりなる磁性材部（１
４）と、非磁性材部（１２）　（１３）とを接合して切
断するだけであるから一度に簡単に大量に作ることがで
きる利益ががある。

また、第２１図は他の実施例で、磁性１１１ｉ（１５）
のリターンバス用のフェライト（１４）との対向面積を
広くするため接続孔の周囲に浅くホトエツチングで絶縁
膜をエツチングして凹部を作りそこにも磁性膜を配置す
るようにしたものである。これによって、磁性フェライ
ト（１４）と接続磁性膜（１５）の対向面積を広くとり
多少接着層があっても磁気抵抗を下げることができる。

第２２図は磁性膜のかわりにフェライトに凸部を設は主
磁極と接合するようにしたもので、第２３図に示すよう
に接合部のフェライト（１４）に機械的加工又はホトエ
ツチングで凸部（１４ｂ）を設けることによって作るこ
とができる。また主磁極（８）の厚い部分及び磁性膜（
１５）が厚くなるので高周波で用いる場合渦電流損が問
題になることがある。その場合には、この部分を多層化
即ち磁性膜（１５）と絶縁膜とを交互に重ねた構造にし
て渦電流損失を小さくするようにすることもできる。ま
たこの厚い部分は磁気飽和はあまり問題にならないが、
摺動面Ｓに出でいる主磁極部分は薄いので磁気飽和が問
題になる。

そのときは厚い部分の１１４（８ｂ）及び接続磁性膜（
１５）には透磁率が高いことを重視した材料例えばＧｏ
−Ｎｂ−Ｚｒアモルファス磁性膜を、摺動面に出ている
主磁極１！’（８ｃ）には飽和磁束密度を重視した材料
例えばＣｏ−Ｚｒを用いることが望ましい。

また、第２１図は別の例で第８図と第１１図の工程の順
序を逆にしたものである。即ち、非磁性基板（１１に摺
動面まで出る主磁極膜（８Ｃ）を所定の形状になるよう
に形成し、その上に例えばリフトオフ法で厚い部分の磁
性膜（８ｂ）を形成する。次に、枕材兼絶縁ＩＮ（１１
’）を全体に付けて例えば研磨して平坦化し、その上に
励磁巻線となる導体コイル（３）を形成する。以後の工
程は、先に述べた通りである。この実施例においても上
述実施例同様の作用効果が得られると共に、摺動面Ｓに
出ている主磁極（１８）を師・粗さの良い基板の上に付
けるので特性の良い主磁性膜（８）を形成できる利益が
ある。

従って、特に摺動面に出ている主磁極（８）が薄い場合
非常に有効である。また、多チヤンネルヘッドで本発明
の詳細な説明したが、１チヤンネルヘツドでも同様に実
施できることは言うまでもない。

なお、本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨を逸脱
することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿論
である。

発明の効果 本発明垂直記録用単磁極型磁気ヘッドに−よれば、単一
の非磁性基板上に軟磁性薄膜により形成された主磁極を
設けるようにしたので接合が容易となり製造が容易とな
り大量生産に適する利益がある。

また、磁性体部分で主磁極に磁気的につながっている磁
性材部とを有する複合コアを設けて、この磁性体部分で
磁束のリターンバスを磁気記録媒体との対向面積大に形
成できるようにしたので、記録再生感度を高くできる利
益もある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図はそれぞれ従来の垂直記録用
単磁極型磁気ヘッドの例を示す線図、第４図は本発明垂
直記録用単磁極型磁気ヘッドの一実施例を示す断面図、
第５図は第４図例の要部を示す切欠き斜視図、第６図は
第４図例の要部の例を示す線図、第７図、第８図、第９
図、第１０図、第１１ＦＩ！ＪＳ第１２図、第１３図、
第１４図、第１５図、第１６図、第１７図、第１８図、
第１９図及び第２０図はそれぞれ第４図に示す例の製造
工程の例を示す線図、第２１図、第２２図及び第２４図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断面図、第２３図
は第２２図例の製造工程の例を示す線図である。 ＋１）は非磁性基板、（３）は薄膜コイル、（８）は主
磁極、（１２）及び（１３）は非磁性材部、（１４）は
磁性材部である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第５図 第７図　第８図第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性基板上に軟磁性薄膜により形成され、一端が磁気
   記録媒体摺動面まで延在する主磁極と、該主磁極の他端
   側の磁路を内側にするように形成した薄膜コイルと、前
   記磁気記録媒体摺動面倒の非磁性材部と前記ｓｉｘコイ
   ル内を貫通する磁性体部分で前記主磁極に磁気的につな
   がりでいる磁性材部とを有する複合コアとを有すること
   を特徴とする垂直記録用単磁極型磁気ヘッド。