JPS607720B2 - フエライトの加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 例えば、フェライト磁気ヘッドを製造する場合、そのコ
アを構成するフェライトブロック体に、溝切りなどの加
工を施す必要が生ずる。

先ず、その理解を容易にするためにフェライト磁気ヘッ
ドの製造方法の一例を第１図ないし第５図を参照して説
明するに、対のフェライトコアブロックー及び２を用意
し、これらブロック１及び２を、その一側面ｌａぴ２ａ
が互に突き合せられるように接着合体する。第１図はこ
の合体されたブロックー及び２の正面図「第２図は裏面
図で、第３図は第１図のｍ−ｍ線上の断面図、第４図は
第１図のＷ−Ｗ線からみた一方のブロック１の側面図で
ある。ブロック１は、その突き合せ面ｌａに複数のトラ
ック幅規制用溝３が所定の間隔を保持して平行に、且つ
ブロック１の突き合せ面ｌａと隣り合い、フロック１の
長手方向に沿う面ｌｂ及びｌｃ間にさし渡って形成され
る。又ブロック２の突き合せ面２ａには、ブロック１の
面ｌｂに対応する面２ｂ側に片寄り、且つ、面２ｂと所
要の間隔を保持して作動磁気空隙の深さを規定し、且つ
巻線が施される巻線溝４が各溝３を横切る方向に延長し
て形成されると共に、面２ａと、ブロック１の面ｌｃに
対応する面２ｃとの間の角部に切欠５が溝４の延長方向
に沿って形成される。そして、両ブロック１及び２は、
互いにその突き合せ面ｌａ及び２ａを所定の位贋関係を
もって突き合せた状態で、その面ｌｃ及び２ｃを上方に
面ｌｂ及び２ｂを下方に配置して図示しないが切欠５内
と溝４内に例えばガラス棒を挿入し、これを加熱熔融す
ることによって、各溝３内を含んで、面ｌａ及び２ａ間
にガラス材を介存させ両ブロックー及び２を接着合体す
る。このようにして合体されたブロックー及び２は、そ
の溝３を横切るように第１図、第２図及び第４図に鎖線
で示した切断面をもって切断され、溝４に巻線６を巻き
付けることによって第５図に示すように磁気ヘッド７が
得られる。

８は溝３内に充填されたガラスを示す。

斯くすれば、ブロツクー及び２の各一部よりなるコア半
体９及び１０が合体され、両者間に作動空隙ｇが形成さ
れ、そのトラック幅方向が溝３によって規定され、深さ
が溝４によって規定された磁気ヘッド７が得られる。

上述したように通常、フェライト磁気ヘッドを製造する
場合、そのフェライトコアブロックに対する平面加工、
溝入れ加工等の加工を伴なうが、これら加工は通常研削
盤、砥石等による機械的加工によって行う。

ところが、このような機械的加工による場合、残留歪が
大でこれによってフェライトの磁気特性が低下する等の
欠点を招釆する。

又更に機械的加工法による場合、自づから、形状的制約
が生ずる。このような欠点を回避するものとして化学的
エッチングによるものが提案された。

この化学的エッチングは、例えば５０％塩酸水溶液ある
いは濃燐酸のような高濃度の酸を用いるものであり、特
に燐酸を用いる場合は、そのエッチング速度を或る程度
早めるために、５０ｑ０程度に昇溢して用いられる。又
、このような化学的エッチングによって例えばフェライ
トに対して溝入れを施さんとする場合は、第６図に示す
ようにその被加工フェライトブロック１５上に所定のパ
ターン、即ち例えば溝を形成せんとする部分に窓１１ａ
を有するエッチングレジスト１１を被着する。

このエッチングレジスト１１は、例えば感光性樹脂（フ
オトレジスト）をブロック１５上に塗布し、これを所定
のパターンに露光現像して窓１１ａを形成する。そして
、第７図に示すようにエッチングレジスト１１によって
覆われていない部分、即ち窓１１ａを通じてフェライト
１５に対して上述した酸によるエッチングを行って溝１
２を形成する。ところがこのようにして酸のエッチング
液によって形成した溝１２は、窓１１ａの緑部からしジ
スト１１下に入り込む横方向に進行するエッチング、い
わゆるサイドエッチが可成り大きくなってしまう。即ち
、今、溝１２の深さをＤとし横方向り入り込むサイドエ
ッチの幅をＳとするそき、旨で表わされるエッチングフ
アクタは１より小となる。従って、この方法では、深い
エッチング溝１２の形成が困難で、前述したような例え
ば十数Ａｍ以上の深さの溝を形成することが要求される
トラック幅規制用の溝３あるいは巻線溝４あるし、は切
欠５等の形成にこの化学的エッチングを適用することは
難かしい。又、５０ｑｏ程度にも高い温度に熱せられた
エッチング液としての燐酸に対して、エッチングレジス
ト１１として用いるフオトレジストは耐酸性を持たない
ので、所望の深い溝の加工は至難であった。これに対し
、本出願人は、フェライトの加工法において、電解エッ
チチングを適用し、この電解エッチングにおいてフェラ
イトに対するエッチングフアクタＤＳを充分高め得るフ
ェライトの加工法を見し、出した。

先ずこのフェライトの加工法について説明するに、この
方法においては、第８図に示すように、糟１３中に容さ
れた電解エッチング液１４内に、加工を施さんとする則
ち被加工フェライト１５と、これと所要の間隔を保持し
て例えば白金よりなる対向電極１６とを浸債配置し、フ
ェライト１５を負極側としてこのフェライト１５と対向
電極１６間に３〜２０Ｖの直流電圧を断続的又は断続的
に印加する。この被加工フェライト１５は、第６図を参
照して説明したと同様に、加工を施さんとする部分、即
ち例えばトラック幅規制用溝３、あるいは巻線溝４、又
は切欠５を形成せんとする部分、窓１１ａを通じて露出
し、他部をエッチングレジスト１１によって覆う。

尚被加工フェライト１５は、例えばステンレス等よりな
る導電体１７上にこれと電気的に連結されるように取着
し、この導電体１７と対向電極１６との間に直流電圧源
Ｖｓを接続するようになす。そして、ここに被加工フェ
ライト１６の露出表面積（例えば前述したようにエッチ
ングレジスト１１が被覆されている場合はこのエッチン
グレジスト１１の窓１１ａを通じて露出した表面積の総
和ＳＦ）と、欄電極１６の表面積Ｓ８との比蔓は１０以
下とし、更に電解エッチング液１４の濃度を０．００５
〜１０モル／クに選定して、その電解エッチングを行う
。

同図中１８は、電解エッチング液の鷹梓用スターラー例
えばマグネットスターラーを示す。尚、この加工法にお
いて電解エッチング濃度０．００５モル／〆１０モル／
そに選定する理由は、その濃度が０．００５モル／そ未
満では、電解エッチングが生じ難く、そのエッチング速
度が遅しぎて工業的に不利益となること、又、その濃度
が１０モル／〆を越えるときは、エッチフアクタが低下
してくることとエッチング速度が速くなりすぎて微細パ
ターンを得る場合高い精度の微細パターンの加工を行い
難くなることによ。

第３図は、フェライトと対向電極間に印加するフェライ
トを負極とする直流電圧と、エッチフアクタ号の結果を
示すもので、同図において曲線３１，３２及び３３は、
夫々０．１モル／夕、０．５モル／夕、及び１．０モル
／その燐酸を電解エッチング液として用いた場合の測定
結果を示す。

これよりも明らかなように電解エッチング液の濃度がこ
の範囲では殆んど同程度のエッチングフアクタを示すも
のであるが、その濃度が高くなるとエッチフアクタ旨が
小となる傾向を示している。又、この結果から明らかな
ように電圧が３〜２０Ｖ‘こおいては、エッチングフア
ク外こ殆んど影響をもたらしていないが、３Ｖ未満にお
いては、エッチフアクタが急激に低下している。従って
この加工法においては、その印加電圧を３Ｖ以上に選定
するものである。そして、この印加電圧を２０Ｖ以下に
選定する理由は、２０Ｖを越えると、電解エッチング液
が比較的高い濃度である場合、特に発熱が大となりフェ
ライトにその熱塊彰脹の影響によ亀裂が発生してくるこ
とを認めたことによ。又、電解エッチング液の濃度が低
い場合においても、２０Ｖを越える高圧を印加する場合
に、フェライト表面に金属光沢を有する異質相が形成さ
れたり、あるいは対向電極の金属が析出し始めることを
認めたことによる。尚、この場合の異質相は対向電極と
して炭素を使う場合においても生じた。又、第１０図は
フェライトの露出表面積ＳＦに対する対向電極の表面積
Ｓ８の比、き‘対するヱッチフアクタ号を測定した結果
を示すもので、図において曲線４１，４２，４３，４４
，４５，４６，４７は、夫々電源電圧Ｖｓを２Ｖ，３Ｖ
，４Ｖ，９Ｖ，１４Ｖ，１８Ｖ，２０Ｖに選定した場合
である。

この場合、電解エッチング液そしては０．１モル／その
燐酸を用いた場合である。これより明らかなように電源
電圧が低くなると同一比表面積でのエッチフアクタは小
となるが、更に比表面積ＳＦ／ＳＥ（大になるにつれ、
そのエッチフアクタが低下してくる傾向を示す。そして
その比表面積が大になると、特に１０以上になると、電
流密度の不均一が生じ、エッチングにむらが生てくるこ
とを認め、ここにこの加工法においては、その比表面積
ＳＦ／ＳＥを１氏未満に選定する所以があるが、好まし
くはそのエッチングフアクタを高めるために、上述した
対向電極及びフェライト間電圧は４Ｖ以上に、更に比表
面ＳＦ／ＳＥは５以下に選定することが好ましい。上述
したフェライト加工法によれば、エッチフアクタの向上
をはかることができ、前述した磁気ヘッドの加工に適用
して好適なものであるが、この方法によってフェライト
に特に深い溝を形成する場合においては、溝の開□機縁
にエッチングが進行しない部分が生じて溝のパターン形
状にゆがみが生じてくる場合がある。

今、例えば、第１１図に示すように、フェライト１５に
対し前述したと同様にエッチングレジスト１１を形成し
、これに例えば３０〃ｍの幅に穿設した窓１１ａを通じ
て上述の加工法によって、深さ２００仏ｍの溝を形成す
る電解エッチングを行う場合、例えばエッチングフアク
タが３である場合には、この溝１２の深さが１０５仏ｍ
までエッチングされたとき、サイドエッチングは３５〃
ｍ程度となるが、この場合更にエッチングを進行せんと
しても、溝１２の第１ １図中符号１２を付し．て示す
開□端縁においてエッチングがされない部分が生じてく
る。

これは、窓１１ａの幅が狭略であるがために、電解液を
槽１４内で蝿拝しても、溝１２内の特にサイドエッチ部
における電解液は損拝がなされず、この部分に陽極金属
の蚕折や、フェライト表面の化学変化等によってエッチ
ングが停止してしまうことによるものと思われる。本発
明は、深い溝を形成する場合においても、その形状にゆ
るみが生ずることがないようにしたフェライトの加工方
法を提供するものである。以下、本発明によるフェライ
ト加工法について詳細に説明するに、本発明によるフェ
ライト加工法においても、第１２図に示すように、第８
図で説明したと同様に、糟１３に収容された電解エッチ
ング液１４中に、フェライト１５と、対向電極１６とを
浸潰して電解エッチングを行うものであり、その諸条件
、例えばフェライトと対向電極との間の印加電圧、フェ
ライトの露出表面積と、対向電極の表面積比、電解エッ
チング液の濃度等を前述した電解エッチングによる加工
法と同様に選定する。そして、特に本発明においては、
フェラィト１５と対向電極１６との間に、上記フェライ
トを正極側として印加する電圧とその印加時間との積が
、上記フェライトを負極側として印加する電圧とその印
加時間との積の１′１０〜１の音となるような極性が反
転する電圧を印加して電解エッチングを行う。次に本発
明の実施例を説明する。

実施例 １ 第１３図に示すように鏡面研磨加工した単結晶フェライ
ト１５上にゴム糸のネガタイプのエッチングレジスト１
１を被着する。

このエッチングレジスト１１には、前述した露光現像処
理によって３０山ｍ幅の直線的な帯状のエッチング窓１
１ａを設ける。

そして、このエッチングレジストが施されたフェライト
１５と白金よりなる対向電極とを、電解エッチング液と
しての０．１モル／その常温の燐酸水溶液に浸潰し、フ
ェライトと対向電極間に電圧６Ｖ、電流密度０．１ｍＡ
／側２ で、フェライト側を陰極とする時間を１の砂、
間、フェライト側を陽極とする時間を５秒間として第１
４図に示すような電解電流波形による電解エッチングを
行った。

次に、本発明と対比させる比較例について説明する。

比較例 １ 本発明による実施例１と同様のフェライトに同様にパタ
ーンのレジストを施したフェライトを常温の塩酸（塩化
水素３６％）を用いてエッチングした。

比較例 ２ 前述したと同様のパターンのレジストを施したフェライ
トを０．１モル／その燐酸水溶液中で、フェライト側を
陰極として直流電圧６Ｖ、電流密度０．１ｍＡ／柵２
で電解エッチングを行った。

上述の実施例１による場合、エッチング溝の深さが２０
０山ｍとしても、その溝幅精度はほぼ±１仏ｍで維持で
きた。ところが「上述の比較例１では、エッチング溝の
開□緑部の凹凸が激しい上に、エッチング溝の深さが８
山ｍに及んだところで、サイドエッチ幅Ｓが８５仏ｍを
超え、レジストが剥れてしまった。また、比較例２では
、エッチング溝の深さが１００ｒｍまでは溝の幅の精度
は±１仏ｍ程度であったが、溝の深さが１５０仏ｍにな
ると溝幅のばらつきは土１０仏ｍを超えてしまった。更
に本発明の他の実施例について説明する。

実施例１と同様のパターンのレジストを被着した実施例
１と同様のフェライトに、０．２モル／その燐酸水溶液
を用いて、印加電圧６Ｖで、電流密度０．知山／柳２
で、フェライト側を陰極とする時間を１秒間、陽極とす
る時間を５秒間とする操返えし波形による電解エッチン
グを行た。この場合、エッチング溝の深さが２００仏ｍ
においても溝幅の精度はほぼ±１ムｍを維持した。実施
例 ３ 実施例１と同様のパターンのレジストを被着した実施例
１と同機のフェライトに、０．０２５モル／その燐酸水
溶液を用いて、印加電圧６．５Ｖ、電流密度０．０８ｈ
Ａ／側２ で、フェライト側を陰極とする時間を５秒間
、陽極とする時間を２秒間とする繰返えし波形による電
解エッチングを行った。

この場合も、２００仏ｍの深さのエッチングに溝幅精度
はほぼ士ｌｒｍを維持した。上述したところより明らか
なように本発明によれば２００仏ｍに及ぶ深い満を形成
する場合においても形状精度にすぐれた溝の形成がでで
きる。

これは、フェライト側を陽極とする電解エッチング，に
よって、前述したエッチング溝の関口側縁部に生じよう
とする亀折物や、フェライトの化学変化物が再溶解する
作用が生じ、絶えずフェライトのエッチング表面が清浄
されっ）、エッチングが進行することによるためと思わ
れる。尚、フェライト側の正極（陽極）側そちて、エッ
チングを行う場合は、サイドエッチングの形状、即ち、
エッチング溝の関口形状の凹凸が激しく。

形状精度が低下するものであるが、フェライトを正極側
とする場合は、フェライトを負極（陰極）側とする場合
に比しそのエッチング速度が格段的に下るので、本発明
において、正負反転の繰返えいこよる電解エッチングを
行っても正極状態では、エッチングの進行よりも再溶解
の作用の方が支配的で、これがため形状精度にすぐれた
エッチングがなされるものと思われる。因みに表１に、
フェライト側を負極にした場合，の比較例２と、フェラ
イト側を陽極にした場合の比較例３及び４の各エッチン
グ速度を示す。

表１尚、こ）に比較例３は比較例における電解エッチン
グにおいて０．２モル／その燐酸水溶液を用いフェライ
ト側を陽極として直流電圧２０Ｖとした場合、比較例４
は３モルノその燐酸水溶液でフェラィ側を陽極として直
流電圧６Ｖとした場合である。

この表１から明らかなように、フェライトを陰極側とし
た場合に比し、フェライトを陽極側とする場合（比較例
２）は、そのエッチング速度が格段的に低下するが印加
電圧が小になるにつれてエッチング速度は変化している
。したがって、形状精度にすぐれたフェライト加工を施
すには、フェライトを負極側とする状態と正極側とする
状態の比は、夫々の時間と電圧との積として考慮する必
要があるものであり「本発明者等は、フェライトを正極
側として印加する電圧とその時間の積が、負極側として
印加する電圧とその時間の積の１′１０〜１折音、好ま
しくは１／５〜５倍となるように選定するとき、その精
度を高めることができることを見出し、こ）に、本発明
の特定が存する所以がある。尚電解電圧波形は、第１４
図に示すような矩形波状のみならず。例えば第１５図に
示す波形を始めとする各形状波形となし得る。又、上述
した例においては、電解エッチング液として燐酸水溶液
を用いた場合であるが燐酸エチルアルコールあるいは過
塩素酸水溶液、過塩素酸エチルアルコール、綾酸水溶液
、塩酸水溶液等を用いることもできる。

又、本発明においては、被加工フェライトと対向電極と
の間の電界の形成は、フェライトに直接あるいは導電体
を介して直接的に電源を接続する場合に限らず、間接的
に電界を与える手段をとることもできる。

又、本発明による加工法を実施する電解エッチングの装
置としては、例えば第１６図に示すようにベルト５０、
プーリ−５１による回転伝達機構によって図示しないが
モータによって回転するようになされた回転体５２を設
け、この回転体５２にフェライト１５を彼着した導電体
１７を配し、この導電体１７に絶縁支柱５４を介して対
向電極１６をフェライト１５と所要の間隔を保持して対
向するように配置し、導電体１７と対向電極１６間に交
番電源Ｖｓを接続するようにして回転体５２の回転によ
つ槽１３中の電解液１４中にこの電解液を魔拝しつ）、
電解エッチングがなされるようにすることもできる。

上述したように本発明によるフェライト加工法によれば
、フェライトに対して十分深いエッチングを行う場合で
も形状精度にすぐれたエッチングを行うことができるの
で本発明法をフェライト磁気ヘッドの加工法に適用する
場合は冒頭に述べた機械加工による場合の諸欠点を全廃
でき、均一な特性を有し、磁気的特性にも優れた磁気ヘ
ッドを得ることができ実用に供してその利益は甚大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、夫々本発明によるフェライト加
工法を適用し得るフェライト磁気ヘッドの説明に供する
図で、第１図は対のコアブロツクの正面図、第２図はそ
の裏面図、第３図及び第４図は夫々第１図のｍ−ｍ線及
びＷ−Ｗ線上の断面図擬び側面図、第５図はフェライト
ブロックより切り出して得た磁気ヘッドの斜視図、第６
図及び第７図は選択的エッチングの説明に供する断面図
、第８図は本発明に供する電解エッチング法の説明図、
第９図及び第１０図はエッチフアクタの測定曲線図、第
１１図は第８図のエッチング法によるエッチング溝の説
明図、第１２図は本発明法における電解ェッング法の説
明図、第１３図は本発明の実施例の説明図、第１４図及
び第１５図は夫々本発明の電解電圧波形図、第１６図は
本発明による加工法を実施する装置の一例を示す略線図
である。 １及び２はフェライトコアブロツク、３はトラック幅規
制用溝、４は巻線溝、５は切欠、９及び１０は磁気コア
半体、６は巻線、１５は被加工フェライト、１１はエッ
チングレジスト、１１ａはその窓、１２はエッチング溝
、１３は電解エッチング槽、１４は電解エッチング液、
１６は対向電極である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１４図 第１５図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電解エツチング液中に、フエライトと対向電極とを
   浸漬し、該フエライトと対向電極との間に、上記フエラ
   イトを正極側として印加する電圧との印加時間との積が
   、上記フエライトを負極側として印加する電圧とその印
   加時間との積の１／（１０）〜１０倍となるような極性
   が反転する電圧を印加して電解エツチングを行うことを
   特徴とするフエライトの加工法。