JPS61142520A - Thin film magnetic head - Google Patents

Thin film magnetic head

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JPS61142520A
JPS61142520A JP28028485A JP28028485A JPS61142520A JP S61142520 A JPS61142520 A JP S61142520A JP 28028485 A JP28028485 A JP 28028485A JP 28028485 A JP28028485 A JP 28028485A JP S61142520 A JPS61142520 A JP S61142520A
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JP
Japan
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total
magnetic head
thin film
substrate
magnetic
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Application number
JP28028485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Koike
小池 義治
Katsuhiko Kojo
勝彦 古城
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Priority to JP28028485A priority Critical patent/JPS61142520A/en
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Abstract

PURPOSE:To form the title magnetic head consisting of a combination of a substrate satisfying the requisite charactersitic as the substrate and a Co-Nb-Zr film appropriate for the substrate by using a Co amorphous material as the metallic magnetic material, and forming the nonmagnetic substrate consisting of a stabilized zirconia phase. CONSTITUTION:A ceramic consisting of a stabilized zirconia phase is used as a nonmagnetic substrate, and an amorphous Co metallic material is vapor- deposited on the substrate to form a magnetic core. A Co-Nb-Zr material is desirable as the amorphous Co metallic material. A material contg. 4-20at%, in total, elements selected from Ti, V, Cr, Mn, Nb, and Ta, 2-10at%, in total, at least one kind of element between Zr and Hf, <=3at% (including zero), in total, metalloid element such as B, C, Si, P, and S, and the remainder of Co is preferable as the Co metallic material. The magnetic core is formed on the substrate preferably by vapor deposition such as sputtering.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高密度磁気記録の記録・再生に用いるのに適
した薄膜磁気ヘッドに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thin film magnetic head suitable for use in recording and reproducing high-density magnetic recording.

[従来の技術] 近年、磁気記録の分野においては記録密度の高密度化が
強く要望されており、面内記録方式の記録媒体において
は、従来のγ−Fe2O3を樹脂とともにディスク上に
塗布したものにおいても、高保磁力とするためにCoを
ドープしたものが用いられている。
[Prior Art] In recent years, there has been a strong demand for higher recording densities in the field of magnetic recording, and in longitudinal recording media, conventional γ-Fe2O3 is coated on the disk together with resin. In order to obtain a high coercive force, a material doped with Co is also used.

更に、磁気記録密度を上げるために、C0−N1−Pの
無電解メッキ、更には、co −pt 。
Furthermore, in order to increase the magnetic recording density, electroless plating of C0-N1-P, and furthermore, co-pt.

Co −Ni −Pt 、Co−Niなどをスパッター
で付けた記録媒体が使われ出している。
Recording media coated with Co-Ni-Pt, Co-Ni, etc. by sputtering are beginning to be used.

一方、垂直磁気記録用記録媒体としては、塗布型ではC
軸異方性の大きい六方晶Baフェライト。
On the other hand, as a recording medium for perpendicular magnetic recording, coating type C
Hexagonal Ba ferrite with large axial anisotropy.

薄膜型ではCo−0r磁性膜などが有望視され開発が進
められている。
As for the thin film type, Co-0r magnetic film and the like are seen as promising and are being developed.

また、磁気ヘッドに関しても従来のフェライトコアから
形成された磁気ヘッドでは対応できないため、新たな構
成の磁気ヘッドの開発が進められている。高密度磁気記
録用ヘッドでは、コアとしてCo −Nb−Zr系材料
を用いたものが有望視されている。これは、C0−2r
にNbを添加することにより飽和磁束密度は低下するも
のの、透磁率が上昇するため、総合的な意味で磁気特性
を改善したものであるが、現在では、ガラス等の非磁性
基板の上にスパッタリングによってCo −Nb −Z
r IIを成膜し、ボンディングによってギャップ部を
形成する方式のものが実用化されている。また、Co 
−Nb −Zr IIだけでは磁束密度が不足するため
バックアツプ材としてフェライトを使用することも多い
が、いずれにしろ磁気ディスク面と対向する面には非磁
性基板を使用せざるを得ない。しかしながら、現在用い
られているガラスでは耐摩耗性あるいは摺動特性の面で
問題点がある。そのため、ガラス以外の新たな非磁性基
板が求められている。
Furthermore, since conventional magnetic heads formed from ferrite cores are not compatible with magnetic heads, development of magnetic heads with new configurations is progressing. In high-density magnetic recording heads, those using Co--Nb--Zr based materials as the core are viewed as promising. This is C0-2r
By adding Nb, the saturation magnetic flux density decreases, but the magnetic permeability increases, so the magnetic properties are improved in a comprehensive sense, but currently sputtering on non-magnetic substrates such as glass by Co-Nb-Z
A method has been put into practical use in which a film of r II is formed and a gap portion is formed by bonding. Also, Co
-Nb-Zr II alone lacks magnetic flux density, so ferrite is often used as a back-up material, but in any case a non-magnetic substrate must be used on the surface facing the magnetic disk surface. However, the glasses currently in use have problems in terms of wear resistance or sliding properties. Therefore, a new non-magnetic substrate other than glass is required.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述したように、磁気ヘッド用の非磁性基板においては
、その上に直接Co−Nb−Zrjlを成膜するため、
次のような特性を満足する必要がある。第1に、熱膨張
係数がCo −Nb −Zr l!(7)100X 1
0  ℃ と同等であることが必要である。
As mentioned above, in a non-magnetic substrate for a magnetic head, since Co-Nb-Zrjl is directly formed on the non-magnetic substrate,
It is necessary to satisfy the following characteristics. First, the coefficient of thermal expansion is Co-Nb-Zr l! (7) 100X 1
It needs to be equivalent to 0°C.

基板材と薄膜との熱膨張係数差があまり大きいと、成膜
後の冷却中に膜の剥離9割れといった問題点を生じる。
If the difference in thermal expansion coefficient between the substrate material and the thin film is too large, problems such as peeling and cracking of the film will occur during cooling after film formation.

そのため、熱膨張係数差は大きくとも±10X10−’
℃−′、望ましくは±5X10−’℃−′であることが
必要である。
Therefore, the difference in thermal expansion coefficient is at most ±10X10-'
C-', preferably ±5X10-'C-'.

第2に、直接成膜されるため基板の表面状態が極めて重
要であり、ボアは多くとも 1%以内であること、また
、表面粗さ、微小うねりなどもできるだけ小さいことが
望まれる。
Second, since the film is directly formed, the surface condition of the substrate is extremely important, and it is desirable that the bore be within 1% at most, and that surface roughness and micro waviness be as small as possible.

第3に、摺動中にディスクを傷つけないこと、すなわち
、摺動特性が良好なことが求められる。
Thirdly, it is required that the disk not be damaged during sliding, that is, that it has good sliding characteristics.

第4に、ヘッド形状に加工する際の加工性が良好なこと
が求められる。
Fourthly, good workability is required when processing into a head shape.

Co−Nb−Zrjlをスパッタリング等の蒸着で作成
したものは、ロール急冷法で作ったものに比して非晶質
になり易い。Co −Nb−1r合金は、結晶質になる
と非晶質のものに比して磁気特性の透磁率および飽和磁
化Bsが大幅に低下するので、非晶質の状態でなければ
ならない。
Co-Nb-Zrjl made by vapor deposition such as sputtering is more likely to become amorphous than one made by roll quenching. The Co-Nb-1r alloy must be in an amorphous state because when it becomes crystalline, the magnetic permeability and saturation magnetization Bs of the magnetic properties are significantly lowered compared to those in an amorphous state.

非晶質の状態に保つために、Zrを8 at%以上添加
することが行われているが、このようにZr量を多くす
ると、非晶質の状態は保たれるものの、磁気特性が劣化
することがあった。
In order to maintain the amorphous state, Zr is added at 8 at% or more, but when the amount of Zr is increased in this way, although the amorphous state is maintained, the magnetic properties deteriorate. I had something to do.

そこで、非晶質状態を保ちながら磁気特性の良い成分を
選ぶ必要がある。
Therefore, it is necessary to select a component that has good magnetic properties while maintaining an amorphous state.

本発明では、上記基板としての要求特性を満足した基板
と適切なCo −Nb −Zr VAを組合わせた磁気
ヘッドを提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a magnetic head that combines a substrate that satisfies the above-mentioned required characteristics for the substrate and an appropriate Co--Nb--Zr VA.

[問題点を解決するための手段] 本発明の薄月央磁気ヘッドは、非磁性基板として実質的
に安定化ジルコニア相からなるセラミックを用い、この
上に非晶質Co系金凡材料を蒸着して作った磁気コアを
有することを特徴とする。非晶質Co系金金属材料して
は、Qo −Nb −Zr系が望ましい。
[Means for Solving the Problems] The thin center magnetic head of the present invention uses a ceramic substantially consisting of a stabilized zirconia phase as a nonmagnetic substrate, and an amorphous Co-based metal material is deposited thereon. It is characterized by having a made magnetic core. As the amorphous Co-based gold metal material, a Qo-Nb-Zr system is desirable.

本発明のiii腹磁気ヘッドのCo系非晶質材は、Ti
 、V、Cr、Mn、Nb、Taから選ばれた少なくと
も1種の元素を合計で4〜20at%、Zr。
The Co-based amorphous material of the magnetic head iii of the present invention is made of Ti
, V, Cr, Mn, Nb, and Ta in a total of 4 to 20 at%, and Zr.

)(fの少なくとも1種の元素を合計で2〜10at%
) (2 to 10 at% in total of at least one element of f
.

メタロイド元素のB、C,Si 、P、Sの少なくとも
1種を合計で3 at%以下(0を含む)含み残部が実
質的にCoからなる材料が望ましい。
A material containing at least 3 at % (including 0) of at least one of the metalloid elements B, C, Si 2 , P, and S in total, with the remainder being substantially Co is desirable.

本発明の磁気ヘッドにおいては、磁気コアは上記基板上
にスパッタリングなどの蒸着で作ることが望ましい。
In the magnetic head of the present invention, it is desirable that the magnetic core be formed on the substrate by vapor deposition such as sputtering.

上記セラミック基板は、酸化イツトリウムを10〜30
wt%、酸化アルミニウムを0.5〜10wt%。
The above ceramic substrate contains 10 to 30 yttrium oxide.
wt%, aluminum oxide 0.5 to 10 wt%.

Mn 02 、T! 02 、S! 02 およUFe
 203のうちの少なくとも1種以上を0.2〜10w
t%含有し、残部が実質的に酸化ジルコニウムであるこ
とが望ましい。セラミック基板の熱膨張係数は90〜1
10x10−7℃−′、更に望ましくま95〜105X
 10−’−c−1であることが必要である。
Mn 02, T! 02, S! 02 and UFe
0.2 to 10w of at least one of 203
It is desirable that the content be zirconium oxide in an amount of t%, with the remainder being substantially zirconium oxide. The thermal expansion coefficient of ceramic substrate is 90-1
10x10-7℃-', more preferably 95-105X
10-'-c-1.

上記、非晶質磁性材料において、Ti 、V。In the above amorphous magnetic material, Ti, V.

Cr、Mn、Nb、Taから’; ル元素り)1.t 
−7(7)うち、Ti 、Nb 、Taの少なくとも1
種を合計テ5〜15at%含有し、Zr 、@fは2〜
6at%含有する場合、磁気特性を更に改善することが
できる。Ti 、Nb 、TaのうらNbを選択した場
合、耐摩耗性に優れ、Tiは耐蝕性の一段の向上に効果
がある。また、Taを用いると比較的結晶化温度を高く
できる。
From Cr, Mn, Nb, Ta'; t
-7 (7) At least one of Ti, Nb, and Ta
Contains 5 to 15 at% of seeds in total, and Zr and @f are 2 to 15 at%.
When containing 6 at%, the magnetic properties can be further improved. When Nb is selected from among Ti, Nb, and Ta, it has excellent wear resistance, and Ti is effective in further improving corrosion resistance. Furthermore, when Ta is used, the crystallization temperature can be relatively high.

’    Zrは単独でS at%未満とした場合、非
晶質化が困難になるが、そのHfを2 at%未満加え
て、7−rとHfの合計で2〜6 at%とすることに
よって非晶質化が可能となる。このように、ZrlをS
 at%未満と減らした場合、この材料の飽和磁束密度
を大幅に向上することができる。
'If Zr alone is less than Sat%, it will be difficult to make it amorphous, but by adding less than 2 at% of Hf to make the total of 7-r and Hf 2 to 6 at%. It becomes possible to become amorphous. In this way, convert Zrl to S
When reduced to less than at %, the saturation magnetic flux density of this material can be significantly improved.

非晶質磁性材料に含むことができるメタロイド元素のう
ちねB、Siは非晶質化に大きく寄与する元素なので、
メタロイド元素としてB、srを選択することは望まし
い。
Among the metalloid elements that can be included in amorphous magnetic materials, B and Si are elements that greatly contribute to amorphization.
It is desirable to select B and sr as metalloid elements.

メタロイド元素を含まない場合、ロール急冷による製造
方法の場合、非晶質化は困難であるが、スパッタリング
法のような蒸着によって磁性材料を作る場合、非晶質と
することができる。このようにメタロイドを含有しない
場合、透磁率及び飽和磁束密度を更に上げることができ
る。
When a magnetic material does not contain a metalloid element, it is difficult to make it amorphous using a manufacturing method using roll quenching, but when a magnetic material is made by vapor deposition such as a sputtering method, it can be made amorphous. When metaloid is not contained in this way, magnetic permeability and saturation magnetic flux density can be further increased.

鉄族元素のうち、Coをペースにした磁性材料は発錆が
少ない。また、磁歪が小さいなどの理由で望ましいもの
である。
Among the iron group elements, magnetic materials based on Co are less likely to rust. It is also desirable because of its low magnetostriction.

[作 用] 本発明の薄膜磁気ヘッドの基板に用いられている、実質
的に安定化ジルコニア相からなるセラミックは、Co 
−Nb−Zr非晶質軟磁性材料膜と熱膨張係数に85い
てほぼ同じである。酸化ジルコニウム(Zr 02 )
の熱膨張係数は酸化イツトリウム(Y2O2)Iによっ
ても多少変化するが、90〜110X10−7℃−1で
あり、Co−Nb−ZrffQを成膜した場合の密着性
は非常に良好である。また、ZrO2は他の酸化アルミ
ニウム(Al1   。
[Function] The ceramic substantially consisting of a stabilized zirconia phase used in the substrate of the thin-film magnetic head of the present invention is made of Co
-Nb-Zr The coefficient of thermal expansion is 85, which is almost the same as that of the amorphous soft magnetic material film. Zirconium oxide (Zr 02 )
Although the coefficient of thermal expansion varies somewhat depending on yttrium oxide (Y2O2) I, it is 90 to 110 x 10-7°C, and the adhesion when Co-Nb-ZrffQ is formed is very good. Moreover, ZrO2 is another aluminum oxide (Al1).

03)等のセラミックスに比べ摺動特性に橿めて浸れて
おり、耐摩耗性もまた良好である。
Compared to ceramics such as No. 03), it has better sliding properties and also has better wear resistance.

ZI”02は周知の通り、既存の用途として大きく分け
て2つある。ひとつは、微細なZr 02粉末に、少ω
のMgO,Ca O,Y203等の安定化剤を添加して
、高温層である正方品を室温まで残留させ、その応力誘
起変態により、高強度・強靭性を得る部分安定化ジルコ
ニアである。もうひとつは、安定化剤を多量に添加して
、高温における酸素イオン誘導性を利用した、酸素セン
サーなどに使用される安定化ジルコニアである。このよ
うに、安定化剤の量によって、ZrO2の性質は大きく
変化する。部分安定化ZrO2では結晶粒は微細であり
、また、容易に高密度品を得られるが、一方では切削時
の抵抗が大きすぎるため、基板材料としては第4の加工
性が良好という要求特性に反するため不適当である。一
方、立方晶が主体の安定化ジルコニアでは、加工性は部
分安定化ジルコニアに比較して格段に改善される。
As is well known, there are two main existing uses for ZI"02. One is to use fine Zr02 powder with low ω
It is a partially stabilized zirconia that obtains high strength and toughness by adding stabilizers such as MgO, CaO, Y203, etc., and allowing the high temperature layer to remain at room temperature. The other type is stabilized zirconia, which is used in oxygen sensors and other devices, and utilizes oxygen ion inductivity at high temperatures by adding a large amount of stabilizer. Thus, the properties of ZrO2 vary greatly depending on the amount of stabilizer. Partially stabilized ZrO2 has fine grains and can easily be used to obtain high-density products, but on the other hand, the resistance during cutting is too large, making it difficult to meet the fourth requirement of good workability as a substrate material. It is inappropriate because it goes against the grain. On the other hand, the workability of stabilized zirconia mainly composed of cubic crystals is significantly improved compared to partially stabilized zirconia.

立方晶は粒成長をおこし易く粒内にボアが残るため、高
密度品が得られにくいという欠点があるが、安定化ジル
コニアにMnO2,TiO2゜5102.Fe20xな
どの焼結助剤を添加し、かつ常圧焼結の後に熱間静水圧
プレス(HIP)処理を(ガ用することにより、相対密
度99%以上の高密度化を達成することができる。すな
わら、これらの醇化物はいずれもZrO2中に固溶し、
2r○2の焼結を促進するため、高密度化に効果がある
Cubic crystals tend to cause grain growth and leave bores inside the grains, making it difficult to obtain high-density products. By adding a sintering aid such as Fe20x and applying hot isostatic pressing (HIP) treatment after pressureless sintering, it is possible to achieve a high relative density of 99% or more. In other words, all of these infusions are dissolved in ZrO2,
Since it promotes sintering of 2r○2, it is effective in increasing the density.

一方、上記酸化物の添加は粒成長を促進するため、粒内
に大きな消滅させることのできないボアが残存する可能
性がある。それを防ぐために、Zr 02と固溶しない
AI 203を添加し、その分散によって立方晶7r 
02の粒成長を抑制する。
On the other hand, since the addition of the above-mentioned oxide promotes grain growth, there is a possibility that large bores that cannot be eliminated remain within the grains. In order to prevent this, AI 203, which does not form a solid solution with Zr 02, is added, and by its dispersion, the cubic crystal 7r
02 grain growth is suppressed.

このように、Al2O3と焼結助剤を併用することによ
り、焼結促進と粒成長抑制の両方の効果が見られるため
、常圧焼結のみでも相対密度96〜97%程度の焼結体
が得られる。これをさらにHIPすることにより、相対
密度99%以上を達成できるものである。
In this way, the combined use of Al2O3 and a sintering aid has the effect of both promoting sintering and suppressing grain growth, so even pressureless sintering alone can produce a sintered body with a relative density of about 96-97%. can get. By further HIPing this, a relative density of 99% or more can be achieved.

また、望ましい効果を得るためには、以下に述べるよう
に、組成、焼結条件等を所定の範囲内に選択することが
必要である。安定化剤のY203の添加量は10〜3o
wt%であることが好ましいが、その理由は、1owt
%未満では残留正方晶が存在するため切削抵抗が大きく
なり、一方、Y2O31が30wt%を越えると焼結密
度が上がりにくくなること、及び立方晶にYa Zr 
sα2などが析出し、(習動特性に悪影響を及ぼすから
である。AI。
Furthermore, in order to obtain desired effects, it is necessary to select the composition, sintering conditions, etc. within predetermined ranges, as described below. The amount of stabilizer Y203 added is 10-3o
It is preferable that it is wt%, but the reason is that 1owt
If the Y2O31 content is less than 30 wt%, the cutting resistance increases due to the presence of residual tetragonal crystals, while if the Y2O31 content exceeds 30 wt%, it becomes difficult to increase the sintered density, and the cubic crystals contain YaZr.
This is because sα2 etc. are precipitated and have a negative effect on behavioral characteristics (AI).

03の添加量は0.5〜10wt%が望ましい。これは
0.5wt%未満ではZrO2中に分散して結晶粒成長
を抑制する作用がないためであり、また、10wt%を
越えると硬さが増加し、Zr 02のもつ摺動特性が損
われてしまうためである。Mn 02 。
The amount of 03 added is preferably 0.5 to 10 wt%. This is because if it is less than 0.5 wt%, it will be dispersed in ZrO2 and will not have the effect of suppressing grain growth, and if it exceeds 10 wt%, the hardness will increase and the sliding properties of ZrO2 will be impaired. This is because the Mn02.

Ti 02 、 Si 02 、 l”e 20a等の
焼結助剤の添加量は0.2〜10wt%に限定する必要
がある。これは0.2wt%未満では助剤としての焼結
密度向上の、効果がないためであり、また、10W【%
を越えると、Al2O3の場合とは逆に、Zr 02の
硬さを低下させるためである。また、本発明において、
Al2O3及び焼結助剤の添加mが多い場合は、熱膨張
係数が90X 10”’Q”以下に低下するので、添加
量が多すぎるのは不適当である。焼結条件としては、大
気中1300〜1600℃の焼成が望ましい。これは、
1300℃以下では焼結が不十分であり、密度が上らな
いためであり、また、1600℃以上ではAl2O3を
含有していても粒成長を抑制できなくなるためである。
The amount of sintering aids such as Ti 02 , Si 02 , l”e 20a, etc. needs to be limited to 0.2 to 10 wt%. If it is less than 0.2 wt%, the sintering density cannot be improved as an aid. , this is because there is no effect, and 10W [%
This is because, if the value exceeds 0.25%, the hardness of Zr 02 decreases, contrary to the case of Al2O3. Furthermore, in the present invention,
If the amount of Al2O3 and sintering aid added is large, the coefficient of thermal expansion will drop below 90X10'''Q'', so it is inappropriate to add too much. As for the sintering conditions, sintering at 1300 to 1600°C in the air is desirable. this is,
This is because below 1300°C, sintering is insufficient and the density cannot be increased, and above 1600°C grain growth cannot be suppressed even if Al2O3 is contained.

なお、HIP条件としては1200〜1500℃、 1
ooo〜1500気圧が望ましい。
In addition, the HIP conditions are 1200-1500℃, 1
ooo~1500 atm is desirable.

このジルコニアセラミックスには、不純物としてM!I
f O,Hf 02 、Ca Oなど、合M+ テ2 
wt%以下含有されていても、同等本発明の効果を減す
るものではない。
This zirconia ceramic contains M! as an impurity! I
f O, Hf 02 , Ca O, etc., combination M+ Te2
Even if the content is less than wt%, the same effect of the present invention will not be reduced.

以上において、ZrO2を安定化するためにY2O3を
添加しているが、その添加法としては、Zr 02 、
Y2O3粉末を混合して直接焼結してもよいし、あるい
は溶液状態から共沈させ仮焼した粉末を使用してもよい
In the above, Y2O3 is added to stabilize ZrO2, but the addition method includes Zr 02 ,
Y2O3 powder may be mixed and directly sintered, or a powder co-precipitated from a solution state and calcined may be used.

以上説明したジルコニアセラミックスを、磁気ヘッド基
板の形に加工し、そのギヤツブ形成部に非晶質磁性材料
で磁気コアが形成されて、磁気ヘッドが形成される。
The zirconia ceramic described above is processed into the shape of a magnetic head substrate, and a magnetic core made of an amorphous magnetic material is formed in the gear forming portion to form a magnetic head.

非晶′R磁性材料は、鉄族元素ベースの中に、アモルフ
ァス化するためのZr、Hfと、必要によリメタロイド
元素を含み、また、磁気特性を調整するためのTi 、
V、Cr、Mn、Nb、Taから選ばれた元素を含んで
いる。
The amorphous 'R magnetic material contains Zr, Hf for amorphization, and metalloid elements as necessary in the iron group element base, and Ti, Hf, and Ti for adjusting the magnetic properties.
Contains an element selected from V, Cr, Mn, Nb, and Ta.

メタロイド元素であるB、C,Si 、P、Sは、この
材料を非晶質化するのに適したものであるが、多量に含
まれる場合、透磁率、飽和磁束密度などの磁気特性に悪
い影響があるので、多くとも3 at%以下にする必要
がある。メタロイドのうち日。
The metalloid elements B, C, Si, P, and S are suitable for making this material amorphous, but if they are included in large amounts, they are bad for magnetic properties such as magnetic permeability and saturation magnetic flux density. Because of the adverse effects, it is necessary to keep the amount below 3 at% at most. Metaloid Uchiday.

3iは非晶質化に大きく作用し、少量であっても非晶質
とすることができる。
3i has a large effect on making the material amorphous, and can be made amorphous even in a small amount.

このようにメタロイド成分を減らしても、Zr。Even if the metalloid component is reduced in this way, Zr.

Hrを2〜S at%にすることによって、スパッタリ
ングによって非晶質とすることができる。Zr。
By setting Hr to 2 to S at %, it can be made amorphous by sputtering. Zr.

Hfの量が2 at%未満の場合、非晶質にすることが
極めて困難である。一方、e at%を越えた場合、磁
気特性が劣化する。
When the amount of Hf is less than 2 at%, it is extremely difficult to make it amorphous. On the other hand, if it exceeds e at %, the magnetic properties will deteriorate.

Ti 、V、Cr 、Mn 、Nb 、Taの各元素の
働きは、いずれも磁歪定数を変える役をになうが、他の
特性をも考慮すると、最も顕著な効果は下記の如くであ
る。
The functions of each element, Ti, V, Cr, Mn, Nb, and Ta, all play a role in changing the magnetostriction constant, but when other characteristics are also considered, the most notable effects are as follows.

すなわち、Ti、Orは耐蝕性の一否の向上。That is, Ti and Or improve corrosion resistance.

Nbは耐摩耗性の向上、Taは結晶化温度の向上。Nb improves wear resistance, and Ta improves crystallization temperature.

およびMn、Vは主に磁歪定数の制at+に効果を有す
る。
Also, Mn and V mainly have an effect on controlling the magnetostriction constant at+.

[実施例] 本発明を、以下の実施例により詳細に説明する。[Example] The invention will be explained in detail by the following examples.

第1図は、本発明の磁気ヘッドの一実施例を概略的に示
す図である。磁気ヘッド1はスライダー2とチップ3と
からなり、チップ3はスライダー2の2本の空気ベアリ
ング面4.5の一方の而4に形成されたスリット6中に
、ガラス等の材料のモールドにより固定されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of the magnetic head of the present invention. The magnetic head 1 consists of a slider 2 and a chip 3, and the chip 3 is fixed in a slit 6 formed in one of the two air bearing surfaces 4.5 of the slider 2 by molding of a material such as glass. has been done.

チップ3の一例の詳細な構造は、第2図及び第3図に示
す。第2図においては、安定化ジルコニアセラミックス
基板10の上に非晶質磁性材料11!11゜12がスパ
ッタにより形成されている。第3図においては、安定化
ジルコニアセラミックス基板10の上に、非晶質磁性材
料ll113〜15.16〜18と絶縁層19〜20.
21〜22とが交互に積層した構造となっている。ここ
で、非晶質磁性材料膜として上で述べたものが使用され
ている。また、絶縁層は例えばSi 02 、Al 2
03のような非磁性絶縁膜をスパッタ等により形成する
ことができる。一対のチップ部材は、ギャップ31を有
するように、金属磁性膜間でガラス接合されている。3
2はガラス接合部を示す。窓33に所定の巻数の巻線が
施される。
A detailed structure of an example of the chip 3 is shown in FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, an amorphous magnetic material 11!11.degree. 12 is formed on a stabilized zirconia ceramic substrate 10 by sputtering. In FIG. 3, amorphous magnetic materials 113-15, 16-18 and insulating layers 19-20.
21 and 22 are alternately stacked. Here, the amorphous magnetic material film described above is used. Further, the insulating layer may be made of, for example, Si 02 or Al 2
A nonmagnetic insulating film such as No. 03 can be formed by sputtering or the like. The pair of chip members are glass-bonded between metal magnetic films so as to have a gap 31 . 3
2 indicates a glass joint. The window 33 is wound with a predetermined number of turns.

このような簿1!磁気ヘッドを作成するために、まず、
安定化ジルコニアセラミックス基板の検討を以下のよう
に行った。
Book 1 like this! To create a magnetic head, first,
A study on stabilized zirconia ceramic substrates was conducted as follows.

二次粒子径0.5μmの微細なZr 02粉末に、Y2
03.AI 20a 、焼結助剤としてMn 02 。
Y2 was added to fine Zr02 powder with a secondary particle size of 0.5 μm.
03. AI 20a, Mn 02 as sintering aid.

Ti 02.Si 02.Fe 203を表に示す割合
で配合し、エタノールを溶媒としてボールミル混合をし
た。これにバインダーとして、ポリビニルアルコール(
PVA)、ポリエチレングリコール(PEG)を添加し
、スプレードライヤー、で造粒し成形後第1表に示す条
件で焼結した。これを水中置換法で密度を測定後、平面
研削、鏡面ラップにより3“ウェハーとした。表面粗さ
を測定後、Co−10at%Nb −3,58t %Z
T” If!1スパッタリングによって成膜し、膜の密
着性を評価した。
Ti 02. Si02. Fe 203 was blended in the proportions shown in the table and mixed in a ball mill using ethanol as a solvent. Add polyvinyl alcohol (
PVA) and polyethylene glycol (PEG) were added, granulated with a spray dryer, molded, and then sintered under the conditions shown in Table 1. After measuring the density using the underwater displacement method, it was made into a 3" wafer by surface grinding and mirror lapping. After measuring the surface roughness, Co-10at%Nb-3,58t%Z
A film was formed by T'' If!1 sputtering, and the adhesion of the film was evaluated.

また、切削抵抗は外周スライサーでブレードにかかる応
力を圧電素子によって測定した。以上の結果を第2表に
示す。表中のNo、1.5.6,9゜10.13.は範
囲外の比較例である。また、No、14と17は、焼結
温度を各々極めて低くしたもの、及び高くしたものであ
る。
The cutting resistance was measured by measuring the stress applied to the blade of the peripheral slicer using a piezoelectric element. The above results are shown in Table 2. No. in the table, 1.5.6, 9゜10.13. is a comparative example outside the range. In addition, No. 14 and No. 17 have a very low sintering temperature and a very high sintering temperature, respectively.

第  2  表 N 0.1〜5では、AIAl20a5%、TiQ2S
 wt%添加し、YzOs量を変化させた場合である。
In Table 2 N 0.1-5, AIAl20a5%, TiQ2S
This is a case where YzOs is added by wt% and the amount of YzOs is changed.

Y2O31が少ないN011では、相対密度はほぼ理論
密度までm密化しており、また、結晶粒径も微細である
が、他の場合に比べ切削抵抗が著しく大きいため基板材
としては不適である。Y2O3世を増やすと切削抵抗は
低下するが、N095のように多すぎると密度が急減し
てしまう。
In N011, which has a small amount of Y2O31, the relative density is almost as high as the theoretical density, and the crystal grain size is fine, but the cutting resistance is significantly larger than in other cases, so it is not suitable as a substrate material. If Y2O3 is increased, the cutting resistance will decrease, but if it is too large, like N095, the density will decrease rapidly.

No、6〜9ハ、Y20s 15wt%、 ”ri o
25 wt%を添加し、Al2031を変化させたもの
である。N016のようにAI 20s量が少ないと、
結晶粒径は15〜20μmと大きいのに対し、Al2O
3を増加させていくと結晶粒は微細になついき、切削時
のチッピングが小さくなる。しかし、多すぎると熱膨張
係数が小さくなって膜の密着性が悪化する。。
No, 6~9ha, Y20s 15wt%, “rio
25 wt% was added to change Al2031. If the amount of AI 20s is small like N016,
The crystal grain size is large at 15-20 μm, whereas Al2O
As 3 is increased, the crystal grains become finer and chipping during cutting becomes smaller. However, if the amount is too large, the thermal expansion coefficient becomes small and the adhesion of the film deteriorates. .

No、10〜13は、Y20a15wt%、A1203
5wt%を添加し、TiO2量を変化させたものである
。TtOzffiが少ない場合には、十分な焼結密度が
得られない。T102mが増加すると十分な密度になる
が、多すぎると熱膨張係数が小さくなり、また、硬さが
小さくなる。
No. 10 to 13 are Y20a15wt%, A1203
5 wt% was added and the amount of TiO2 was varied. When TtOzffi is small, sufficient sintered density cannot be obtained. If T102m increases, sufficient density will be obtained, but if it is too large, the coefficient of thermal expansion will become small and the hardness will also become small.

No、14〜17は、焼結温度を変化させた場合である
。、1200℃では95%と密度が低い。1300℃で
は、HIPにかかる程度に十分にm密化するが、160
0℃以上ではAIzOaを添加していても結晶粒の粒成
長を抑えることはできない。
Nos. 14 to 17 are cases where the sintering temperature was changed. , the density is as low as 95% at 1200°C. At 1300°C, the m density becomes sufficient for HIP, but at 160°C
At temperatures above 0° C., even if AIzOa is added, the growth of crystal grains cannot be suppressed.

No、18〜21では、Ti 02の代りにMnO2、
S! 02 、Fe 20sなどを添加した場合である
が、粒径、焼結体の色に違いはみられるものの、いずれ
も十分な密度が得られた。
No. 18 to 21, MnO2 instead of Ti02,
S! 02, Fe 20s, etc., although there were differences in particle size and color of the sintered body, sufficient density was obtained in all cases.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例の磁気ヘッドの斜視図。第
2図、第3図はチップの詳細構造を示す図である。 2・・・スライダー  10・・・基板11〜18・・
・金属磁性体層 31・・・ギャップ   32・・・ガラス接合部第 
1 区 1−−−−−一磁気ヘッド 2−−−−−− スライダー 3−−−−−一磁気ヘッドチップ 4 、5−−−一空気ペアリング面 6−−−−−−スリット 第 2 図 10−−−−−一 基板 11.12−m−金属磁性体層 31−−−−−− ギャップ 32−−−−−− ガラス接合部 33−−−−−一 巻線窓 第 3区 10−−−−m=基板 13〜18−  金属磁性体層 19〜22−  絶縁層 31−−−−−−ギャップ 32−−−−−−ガラス接合部 33−−−−−一巻線窓
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic head according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the detailed structure of the chip. 2... Slider 10... Boards 11-18...
・Metal magnetic layer 31...Gap 32...Glass joint part No.
1 Ward 1 ------- Magnetic head 2 --- Slider 3 --- Magnetic head chip 4, 5 --- Air pairing surface 6 ------- Slit 2nd Figure 10------1 Substrate 11.12-m-Metal magnetic layer 31--Gap 32--Glass joint 33--1 Winding window 3rd section 10----m=Substrates 13 to 18- Metal magnetic layers 19 to 22- Insulating layer 31--Gap 32--Glass joint 33--One winding window

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)非磁性基板上に蒸着で作られた金属磁性材料から
なる磁気コアを有する磁気ヘッドにおいて、この金属磁
性材料は、Co系非晶質材料であり、この非磁性基板は
実質的に安定化ジルコニア相からなることを特徴とする
薄膜磁気ヘッド。
(1) In a magnetic head having a magnetic core made of a metal magnetic material made by vapor deposition on a non-magnetic substrate, the metal magnetic material is a Co-based amorphous material, and the non-magnetic substrate is substantially stable. A thin film magnetic head characterized by being made of a zirconia chloride phase.
(2)特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、この
金属磁性材料はCo−Nb−Zr系非晶質材料であるこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(2) A thin film magnetic head according to claim 1, wherein the metal magnetic material is a Co-Nb-Zr amorphous material.
(3)特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載のもの
において、この非磁性基板は酸化イットリウムを10〜
30wt%、酸化アルミニウムを0.5〜10wt%、
MnO_2、TiO_2、SiO_2およびFe_2O
_3のうちの少なくとも1種以上を0.2〜10wt%
含有し、残部が実質的に酸化ジルコニウムであることを
特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(3) In the product described in claim 1 or 2, the non-magnetic substrate contains 10 to 10% of yttrium oxide.
30wt%, aluminum oxide 0.5-10wt%,
MnO_2, TiO_2, SiO_2 and Fe_2O
_0.2-10wt% of at least one of 3
1. A thin film magnetic head characterized in that the remainder is substantially zirconium oxide.
(4)特許請求の範囲第3項記載のものにおいて、セラ
ミック基板の熱膨張係数が90〜110×10^−^7
℃^−^1であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(4) In the product described in claim 3, the ceramic substrate has a thermal expansion coefficient of 90 to 110×10^-^7.
A thin film magnetic head characterized in that the temperature is ℃^-^1.
(5)特許請求の範囲第4項記載のものにおいて、セラ
ミック基板の熱膨張係数が95〜105×10^−^7
℃^−^1であることを特徴する薄膜磁気ヘッド。
(5) In the product described in claim 4, the ceramic substrate has a thermal expansion coefficient of 95 to 105×10^-^7.
A thin film magnetic head characterized by a temperature of ℃^-^1.
(6)特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載のもの
において、この金属磁性材料は、Ti、V、Cr、Mn
、Nb、Taから選ばれた少なくとも1種の元素を合計
で4〜20at%、Zr、Hfの少なくとも1種を合計
で2〜10at%、メタロイドB、C、Si、P、Sの
少なくとも1種を合計で3at%以下(0を含む)含み
残部が実質的にCoからなることを特徴とする薄膜磁気
ヘッド。
(6) In the item described in claim 1 or 2, the metal magnetic material is Ti, V, Cr, Mn.
4 to 20 at% in total of at least one element selected from , Nb, and Ta, 2 to 10 at% in total of at least one of Zr and Hf, and at least one of metalloids B, C, Si, P, and S. A thin film magnetic head comprising a total of 3 at% or less (including 0) of Co, with the remainder substantially consisting of Co.
(7)特許請求の範囲第6項記載のものにおいて、非晶
質軟磁性材料は、Ti、Nb、Taから選ばれた少なく
とも1種の元素を、合計で 5〜15at%、Zr、H
fの少なくとも1種を合計で2〜6at%、メタロイド
B、C、Si、P、Sの少なくとも1種を合計で3at
%以下含み残部が実質的にCoからなることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッド。
(7) In the item described in claim 6, the amorphous soft magnetic material contains at least one element selected from Ti, Nb, and Ta in a total of 5 to 15 at%, Zr, and H.
A total of 2 to 6 at% of at least one of metalloids B, C, Si, P, and S, and a total of 3 at% of at least one of metalloids B, C, Si, P, and S.
A thin film magnetic head characterized in that the remainder is substantially made of Co.
(8)特許請求の範囲第7項記載のものにおいて、メタ
ロイド元素としてB、Siの少なくとも1種を合計で3
at%以下含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(8) In the product described in claim 7, at least one of B and Si is used as the metalloid element in a total of 3
A thin film magnetic head characterized in that it contains at % or less.
(9)特許請求の範囲第6項記載のものにおいて、非晶
質軟磁性材料はTi、Nb、Taから選ばれた少なくと
も1種の元素を合計で5〜15at%、Zr、Hfの少
なくとも1種を合計で2〜6at%を含み残部が実質的
にCoからなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(9) In the item described in claim 6, the amorphous soft magnetic material contains a total of 5 to 15 at% of at least one element selected from Ti, Nb, and Ta, and at least one of Zr and Hf. 1. A thin film magnetic head comprising a total of 2 to 6 at% of seeds, with the remainder being substantially Co.
(10)特許請求の範囲第9項記載のものにおいて、非
晶質軟磁性材料はNbを5〜15at%、Zr、Hfの
少なくとも1種を合計で2〜6at%含み残部が実質的
にCoからなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
(10) In the item described in claim 9, the amorphous soft magnetic material contains 5 to 15 at% of Nb and 2 to 6 at% of at least one of Zr and Hf in total, and the balance is substantially Co. A thin film magnetic head characterized by comprising:
(11)特許請求の範囲第9項記載のものにおいて、非
晶質軟磁性材料はNbを5〜15at%と、5at%未
満のZrと2at%未満のHfをZrとHfの合計で2
〜6at%含み残部が実質的にCoからなることを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。
(11) In the item described in claim 9, the amorphous soft magnetic material contains Nb of 5 to 15 at%, less than 5 at% of Zr, and less than 2 at% of Hf for a total of 2
A thin film magnetic head characterized in that it contains ~6 at% of Co, with the remainder being essentially Co.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63298807A (en) * 1987-05-29 1988-12-06 Hitachi Ltd Magnetic head
US4936929A (en) * 1988-03-23 1990-06-26 Alps Electric Co., Ltd. Refractory amorphous Co-Ta-Hf alloy

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