JPS61151817A - 薄膜磁気ヘツド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はビデオテープレフーダ等に好適な薄膜磁気ヘッ
ドに関する０ 〔発明の背景〕 近年、ビデオテープレコーダ用の磁気テープとしてメタ
ルテープが普及してきている。かかるメタルテープに適
した磁気ヘッドとして、例えば実開昭５８−１４１４１
９号公報に記載のように飽和磁束密度の高いセンダスト
、パーマロイ等の磁性薄膜をコア材料に用いた薄膜磁気
ヘッドが提案されている。即ち第８図に於て非磁性基板
１上に磁性薄膜からなる第１．第２の磁気コア２．３及
びこれら磁気コアに挟持され非磁性材からなるギャップ
５を形成すると共にこれらに図示の如く巻線用穴６を穿
設し、該穴に巻ＩＩ７を巻回してなる薄膜磁気ヘッドで
ある。

しかしかかる薄膜磁気ヘッドは巻線用穴６にて薄膜磁気
ヘッド１０のギャップデプスＧｄを規制する構造なので
、ギャップデプスＧｄはこの巻線用穴の加工精度に左右
され、高精度のギャップデプスを得ることは非常にむず
かしい。

即ち巻線用穴６の形状は一般に機械工具の制約から円形
または長円形となる。ヘッド性能効率上前記形状はテー
プ摺動面方向に鋭角の先端をもつのが望ましいとされる
が、機械加工でこれに応するのはむずかしく、また加工
後の＠線用穴６の位置精度、及び稜線や穴内面の面精度
が悪く、ギャップデプスＧ（Ｌの要求精度±５μｍを実
現するのはきわめて困逓である。その原因は、非磁性基
板１としては一般に耐摩耗の優れたガラス、セラミック
材が用いられ、これらの多くは難削材に属しているから
である。

また巻線用穴６がテープ摺動面に近接して設けられてい
るので、ギャップデプスＧｃＬ１ｇ分の強度に問題があ
り、またさらに加工時の振動や発熱によって磁性薄膜の
剥離や特性劣化を招く問題がある。ギャップ近傍のギャ
ップデプスＧ（ｌの部分はヘッド性能に重要な部分であ
り、この欠点が致命的になる恐れがある。

一方、巻線用穴あけを最初の基板の段階で行えばその加
工法の自由度は増すが、磁性薄膜の穴内面への被着によ
るギヤ、プ短絡が生じ、ヘッド性能上の障害となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、ギ
ャップデプスの寸法精度が高く、製造時磁性薄膜の剥離
や特性劣化の防止が図れる構造の薄膜磁気ヘッドを提供
することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明では、ギャップデプスを
規定する手段を設け、ギャップデプス構造を巻線構造と
分離した構成とした。すなわち非磁性基板上に形成され
た磁気コア（磁気回路）＠れる部分にかつ磁気コアのギ
ャップデプス面側に接する非磁性パターン材を設け、こ
の非磁性パターン材の作用でギャップデプスを規制する
と共に磁気コア（磁性薄膜）の剥離や特性劣化を防止す
る構成としたことを特徴とする。

〔逼明の実施例〕

以下、本発明の薄膜磁気ヘッドの一実施例を第１図によ
り説明する。同図に於て１は非磁性基板、２および３は
磁気コア、５はギャップ材、６は巻線用穴、７は巻線、
８は非磁性パターン材である。非磁性基板１は耐摩耗性
の良い結晶化ガラスまたは非磁性セラミクス材で、形状
は約２−角−厚み１１〜ｃＬ３ｇｍである。その熱膨張
係数は１００〜１！１０　Ｘ　１０　　程度のものが適
している。磁気コア２および５はアモルファス合金（Ｃ
Ｏ主成募）の多層膜で・一層当り５〜１０μｍで層間に
は１１μｍ程度の５ＬＯｆ膜で絶縁し、ビデオ帯域にお
ける損失をなくした。磁気コア２．３としてこの他セン
ダスト合金も適している。一対の磁気コア２．３はＣ形
状および工形状をなしギャップ材５を挾んで面内に磁気
回路を形成している。磁気コアの厚みはほぼトラック幅
１０〜３０μｍに等しくしたが、ヘッド摺動面側ギャッ
プ以外の部分は増減することができる。ギャップ材５は
５＝０２等の非磁性膜で、その厚みは０．２〜１３μｍ
とした。ギャップ面の方向は非磁性基板１の法線方向に
対し所定のアジマス角（実施例では１０度）傾斜させた
。ギャップ材５はヘッド奥行方向全体にわたって形成し
たが、最小限磁気コア２と３の摺動面側の突合せ部に形
成すればよい。また磁気ファ２，３の上面あるいは下面
にも被着存在してもよい。非磁性パターン材８および８
αは、アルミニウム等の非磁性金属材であるが、この他
に前記非磁性基板１と同一または類似のガラス、セラミ
クス材や耐熱性有機樹脂（ポリイミド系）も適する。非
磁性パターン材８と８αは、前記非磁性基板１の上で磁
気コア２．３の存在されていない部分に形成し、磁気フ
ァ２．３とほぼ厚みが等しくその稜線でこれに接してい
る（場所によってはギャップ材５を介してこれに接する
）。非磁性パターン材８は磁気コア２と３に囲まれる部
分に形成され、摺動面１３偏に向う稜線が鋭角である台
形状とした。この角度は４０〜７０度程度とした。一方
非磁性パターン材８αは磁気コア２と３を取凹む外周部
に形成した。なお非磁性パターン材８αは省略すること
ができる。巻線用穴６は前記非磁性パターン材８の稜線
の内側に於て非磁性基板１まで貫通するようにあけであ
る。巻線７はこの巻線用穴６を通して巻回し薄膜磁気ヘ
ッド１０を成している。なお図面では省略したが、実際
には非磁性基板１と磁気ファ２と３の間に非磁性金属材
（クロム、ジルコニウム等）を１〜５μｍ穐度、さらに
磁気コア２と３の上面にも同様の非磁性金属材を一部あ
るいは全面に形成し、トラック幅の精度を上げた。また
磁気ファ２，３の上面（非磁性金属材が形成されである
部分はその上）に保護膜を形成した。材料はアルミナ、
７オルステライト等の耐摩耗性の良く、磁気コアの材料
と熱膨張係数の近いものを選び、その厚さは３０〜５０
μｍとした。

このような薄膜磁気ヘッド１０に於てはヘッド磁気回路
形状、特にギャップデプスＧｄ値は磁気フ７２と非磁性
パターン材８の境界線により一義的に決まり、巻線用穴
６の位置や面精度には何ら関係しない。すなわち非磁性
パターン材８の位置及び側面の面精度を高精度に形成す
れば自動的にギャップデプスが高精度に実現できる。

また巻線用穴６の稜線は磁気コア２．３に直接触れない
ので製造工程での剥離や磁気特性劣化を防止できるとい
う効果がある。

第２図（α）〜（ｅ）は第１図に示した薄膜磁気ヘッド
の製造工程を示したものである。以下その製造工程を順
に説明する。

（α）厚さ約１１の非磁性基板１上にヘッド磁気回路ご
ネガ状に型取りた非磁性パターン材８゜８αを形成する
。その厚みは磁気コア（非磁性材を上下にもてばそれら
を加える）とほぼ同一にする（１０〜３０μｍ厚）。非
磁性パターン材の中で磁気回路に凹まれる部分８は特に
その寸法精度が要求される。非磁性パターン材として例
えばアルミニウムを用いる場合には、（１）アルミニウ
ムを全面蒸層後、表面に他の耐熱性樹脂からなるマスク
をかけ、上方よりイオンエツチングによりアルミニウム
を除去する方法や５（２）他の耐熱性樹脂をプラズマエ
ツチングにより所定の高精度凹形パターン状に形成し１
その凹溝にアルミニウムを蒸着埋込み、平坦化後樹脂を
除去する等の方法がとられる。これによれば非磁性パタ
ーン材８の位置決めは±２〜３μｍ、切り口の面粗さ±
１〜２μ４．テーパ角７０〜９０’の急峻な形状が得ら
れる。

（１））　　工程（α）で得た凹部に非磁性膜（図示せ
ず）。

磁気コア２′、第２の非磁性膜（図示せず）の′順に形
成する。磁気コア２′はアモルファス合金（Ｃｏ系）や
センダスト合金をスパッタリングにより薄膜状に形成す
る。高周波域での損失をなくすため５〜１０μｍ毎に約
０．１μｍ厚の５＝０２膜で絶縁し全体で１０〜３０μ
ｍとしである。

Ｓ↓０２膜もスパッタリングで形成する。非磁性膜とし
ては、クロム、ジルコニウム等を蒸着またはスパッタリ
ングで形成する。非磁性パターン材８や８αの上に被着
した不用膜は、研。

摩により除去して平坦化する。

（０）　　埋込まれた磁気コア２′のうちの最終的にギ
ャップ及びその延長線を境界とした半体、図面では非磁
性パターン材８を含まない側を除去して、ギャップ面４
を形成する。ギャップ面４はその中央部に非磁性パター
ン材８が露出するようにする。ギャップ面４の形成法は
、ダイヤモンドバイトによる切削加工が有効で、これに
より基板面に対し所定のアジマス角（０〜１０度）のテ
ーパをもち直線の良いギャップ面を得る。８６の部分は
、ダイヤモンドバイト通過部である。この際ギャップ面
上の磁気コアはその前後を非磁性パターン材８．８ａ”
ｔ’保持されているので、加工による膜剥離が防止でき
る。なお実際の工程では作業時間短縮のため、工程（α
）で磁気コア２を凹部全面に付ケス、マスクスパッタや
エツチングによりギャップ面となるべき位置をわずかに
越えた領域に限定することにより、切削除央量を数１０
μｎ＠幅に減することができる。このようにしてＣ形状
の磁気フ７２を得る。

（ｄ）　　ギャップ面４上に５Ｌ０２等のギャップ材５
をスパッタリングで形成する。厚さは０．２〜α３μｍ
である。この時マスクスパッタリングすれば、ギャップ
面４の前部（摺動面側磁気コア）の必要な部分に限定す
ることができる。

次に工程（０）で磁気コアを除去した側の凹部半面に第
２の磁気コア３を被着埋込む。この磁気コア３の製法は
前記磁気コア２と同様だが、その厚さは前記磁気コア２
よりもやや厚くする。磁気コア２の上に被着した不用膜
は研摩により除去し、非磁性パターン材８，８αが露出
するまで行う。これにより工形状の磁気コア３を得る。

この時、Ｃ形状磁気コア２の上面に非磁性膜を介在させ
、前述研摩をこの非磁性膜の膜厚内で終了すれば、トラ
ック幅はＣ形状磁気コア２の厚さで一義的に決るからそ
の精度は高い。また上記研摩は必ずしも磁気コア全面に
わたり平坦化する必要はなく、摺動側前部及び非磁性パ
ターン材８の上の部分だけでもよい。さらにこの後磁気
ファ２，３を保護するアルミナ、フォルステライト等の
保護膜（図示せず）を３０〜５０μｍ蒸着する。

（ｅ）　　非磁性パターン材８の稜線の内側に超音波加
工により巻線用穴６をあける。穴の形状は０．２〜０．
３ｎｒｍ径の円または長円形で、深さは非磁性基板１に
達し深さ０３ｍ以上とする。次にスライサーにより非磁
性基板１をその裏面から０．１〜０．５　ｍｍ厚に薄肉
化し、上記巻線用穴６が貫通するようにする。ざらに摺
動面１３側を円研し、所定のギャップデプスＧｄ＝２０
〜３０μｍとする。この時磁気フ７２の稜線は非磁性パ
ターン材８の作用により精度が高く明瞭になり、ギャッ
プデプスＧ（Ｌの精度±５μｍは容易に達成できる。さ
らに超音波加工時の発熱や振動に対し、非磁性パターン
材８が磁気コアを保護するので膜剥離や特性劣化を防止
できる。この後巻線７を施して第１図のような薄膜磁気
ヘッド１０を完成させる。

製造方法の変形例として、巻線用穴６をあらかじめ穿孔
した非磁性基板を用いる方法がある。

前述したように従来技術ではギャップ短絡の支障があっ
たが、本発明による非磁性パターン材８を用いればその
問題も解消し、同様に高精度ギャップデプスを得ること
ができる。

以上の説明は１個の薄膜磁気ヘッドについて行ったが、
大面積基板を用いれば面内に多数個の薄膜磁気ヘッドを
一気に製造でき量産的である。その際、各薄膜磁気ヘッ
ドに切離す工程があり、その切離し位置として境界とな
る非磁性パターン材８αの部分を用いれば磁気ファの剥
離、特性劣化を防止できる。

第３図は、第１図に示す薄膜磁気ヘッドの改良例を示す
ものであって、非磁性パターン材の細部形状に特徴があ
る。すなわち、ギャップデプスＧ（ｌを決定する非磁性
パターン材８の先端部の稜、ＩＪ！１２を、摺動面１３
にほぼ平行にしたことに特徴がある。この稜線１２の長
さは数１０μｍ程度が良く、１００μｍ以上だとヘッド
効率を悪化させ　。

る。このような形状にすると前述のギャップ面形成工程
でのわずかなギャップ位置の誤差がありでも、ギャップ
位置がこの稜ｌ１１２の長さ以内にある限りギャップデ
プスＧｄ値は何ら変化せず高精度を保持できる。かかる
実施例は後述する他の実施例にも適用できる。

第４図は、上記した本発明による薄膜磁気ヘッド１０を
ベース１４に貼付けた一例を示したものである。貼付面
として薄膜磁気ヘッド１０゛の上面、すなわち磁気コア
形成側を選んだ場合である。

この場合の長所として、磁気コア形状が直視できるので
ギャップデプス値が容易に読取れること、ペース基準面
（図面で下面側）とトラック位置の段差の精度が出しや
すいことがあげられる。

第５図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例で、
複数個のギャップ（図では２個の場合）を有する場合で
ある。同図に於て２α、２善は一対のＣ形状磁気コア、
５α、５４は一対のギャップ材、６α、６４は巻線用穴
、７α、７４は巻線、８α、８４は非磁性パターン材で
ある。この薄膜磁気ヘッド１０は、２つの独立に作動す
るギャップ５α、５４を有し、また異なるアジマス角の
組合せからなるもので、ビデオテープレコーダの特殊再
生機能用に採用されるものである。磁気回路的には中央
の工形状磁気コア３を共有とする２つの磁気回路で構成
している。なおこの工形磁気コア３はそれぞれ独立して
構成してもよい。

この実施例に於ても前記実施例と同様にギャップデプス
Ｇ（Ｌ、、　Ｇｄ２は非磁性パターン材８α、８４の作
用で高精度に実現できる。さらにこの実施例の場合には
、２個のギャップデプスの相対ずれをなくしギャップ間
隔×ｔをもまた高精度に要求されるが、本発明による非
磁性パターン材８α、８Ｊの位置精度の良さを利用しこ
れら要求に応じることができる。この実施例では巻線方
式の場合を示したが、後述する薄膜フィル方式の場合も
もちろん有効である。

第６図は本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施例であ
り、巻線用穴を廃止し、巻線を薄膜コイル状に形成した
ことに特徴がある。同図に於て１は非磁性基板、２はＬ
形状磁気コア、５はギャップ材、３は工形状磁気コア、
８は非磁性パターン材、９はリア磁気コア、１１は薄膜
フィル、１０は薄膜磁気ヘッドである。非磁性基板１上
にＬ形状コア２と工形状コア３がヘッド摺動面画に於て
ギャップ材５を挟んで対向し、その後部は開路してフロ
ント磁気コアを形成している。これら磁気コアの内側に
は非磁性パターン材８がほぼ同一の厚みで形成され、前
記実施例と同様に高精度のギャップデプスＧｄを実現し
ている。Ｌ形磁気コア２と工形磁気コア３の開路した両
脚部は、新たに設けたリア磁気コア９が横路して閉磁路
を形成している。薄膜コイル１１は横路によりコアの接
合された部分を包囲し磁路に鎖交する渦巻状の形に薄膜
化したものである。薄膜フィル１１はフロント磁気コア
（Ｌ形磁気コア２と工形磁気コア３）及び非磁性パター
ン材８，８αの上面の上側に、リア磁気コア９の下側に
配線してあり、これら相互間は５＝Ｃｈ膜で絶縁しであ
る。パターン材８αは省略できる。

リア磁気コア９はフロント磁気コア２．３と同様にアモ
ルファス、センダスト合金等の磁性薄膜からなる。また
薄膜コイル１１は銅、アルミニウム等の等電性金属を用
い、磁気コアの各接合部分に１〜３タ一ン渦巻状に形成
しである（図面では簡羊のために各脚に１ターンの場合
を示すふ各接合部分の巻線方向は逆向きとし、紙面に直
交する外部磁界に対して互いに相殺するいわゆるバラン
ス巻としである。なお図面では省略したがこれらの上に
アルミナ、フォルステライト等の保護膜を形成しである
。

この実施例による薄膜磁気ヘッドは、前記実施例と同様
にそのギャップデプスＧｄが非磁性パターン材８の作用
により高精度に実現できる。

さらに新たな効果として、巻線を薄膜コイル化したため
巻線穴あけと巻線作業に要したコストが大幅に低減でき
る。また性能的には、磁気回路の中でリア磁気コアの接
合面積が十分大きくとれること、また＃膜コイルによる
磁気コアへの田着巻線が可能となり、ヘッドの記録再生
効率が向上する０まだ巻線用穴の穿孔加工を排除したの
で、加工による膜劣化は皆無とすることができる。

第７図は、第６図に示す薄膜磁気ヘッドの製造工程を示
したものである。以下その製造工程を順に説明する。

（α）非磁性基板１上にフロント磁気コアをネガ状に型
取った非磁性パターン材８，８αを形成する。

（ｂ）　　磁性薄膜からなる磁気コア２′をパターン凹
部に埋込み研摩して平坦化する。

（Ｑ）　　磁気コア２′の半体を切削除去してギャップ
面４を形成し、同時にＬ形状磁気コア２を得る０ （ｄ）　　ギャップ材５を被着し、残りの半面に磁気コ
アを埋込み平坦化して工形状磁気コア３を得る。

（ｅ）　Ｓ↓０２絶縁膜を介して鋼、アルミニウム等を
蒸着、エツチングし渦巻状の薄膜コイル１１を形成する
。この際、非磁性パターン材８を用いたので薄膜コイル
１１の形成面が平坦であり、凹凸段差のある場合に対し
コイル断線等の不良を低減する効果がある。この後薄膜
コイル１１上面にも５１０２絶縁膜を被着する。

（ト）　リア磁気フ７９をフロント磁気コア（Ｌ形状磁
気コア２と工形状磁気コア３）の両脚部の前記薄膜コイ
ル１１に囲まれた部分を主体的に橋絡するように被着形
成する。この際コア接合部分は薄膜コイル１１からはみ
出さないように、マスクスパッタリング法が有効である
。、この後保護膜を被着し摺動面１３を円研して第６図
のような薄膜磁気ヘッド１０を完成させる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、非磁性基板上の磁気
コア（磁気回路）で囲まれる部分の少くなくともギャッ
プデプス面側部分に、該磁気コアと接する非磁性パター
ン材を設けたので、（１）　　ギャップデプスの寸法精
度をきわめて高精度に実現できる。

（２）　　ヘッド製造工程での膜剥離や特性劣化を防止
できる。

（３）薄膜コイル方式に好都合であり、巻線に係るコス
ト低減がはかれる。

等の効果がある。これによりビデオテープレコーダ用高
精度高性能薄膜磁気ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す
斜視図、第２図はその製造工程図、第３図は第１図の改
良例を示す斜視図、第４図は上記薄膜磁気ヘッドをベー
スに貼付けた状態を示す斜視図、第５図は本発明による
薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示す斜視図、第６図は本
発明による薄膜磁気ヘッドの更に他の実施例を示す斜視
図、第７図はその製造工程図、第８図は従来の薄膜磁気
ヘッドとその製造工程を示す斜視図である。 １・・・非磁性基板 ２．５．９・・・磁気コア ４・・・ギャップ材 ６・・・巻線用穴 ７・・・巻線 ８・・・非磁性パターン材 １１・・・薄膜フィル １０・・・薄膜磁気ヘッド 葛１　図 ￥２図 箪３　固 第牛図 笛ダ腸 名６図 ＋＋ 第７図 第δ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性材からなる基板と、該基板上にリング状の磁
   気回路を構成する磁性薄膜からなる磁気コアを形成し、
   該磁気コアの一部にヘッドギャップとなる非磁性材（ギ
   ャップ材）を含み、前記磁気コアにその磁気回路に鎖交
   する巻線を施してなる薄膜磁気ヘッドに於て、前記基板
   の磁気コアの磁気回路で囲まれた少なくともギャップデ
   プス面側の部分にギャップデプス値を規制した非磁性パ
   ターン材を設けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、前記磁気コアに囲まれた非磁性パターン材が、該磁
   気コアの摺動面に向う２つの稜線が鋭角をなす形状から
   なり、該非磁性パターン材の稜線の内側に於て該非磁性
   パター材及び前記非磁性基板を貫通する巻線用穴を有し
   、該巻線用穴を通して前記巻線が施されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気ヘッド。 ３、前記磁気コアが前記非磁性材（ギャップ材）を挾ん
   で対向し、その後部が前記非磁性パターン材により開路
   されたフロントコアと、該フロントコアの両脚部を橋路
   するように配設されたリアコアからなり、前記巻線が前
   記橋絡によるコア接合部分を包囲しこれに鎖交する薄膜
   コイル状の巻線からなることを特徴とする特許請求の範
   囲１項記載の薄膜磁気ヘ ッド。 ４、前記非磁性材（ギャップ材）は前記磁気コアのテー
   プ摺動方向に配設された少なくとも第１、第２の非磁性
   材からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項又は第３項記載の薄膜磁気ヘッド。 ５、前記磁気コアに挟まれた非磁性パターン材の摺動面
   方向先端部分の稜線が前記磁気コアの摺動面とほぼ平行
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項又は第３項又は第４項記載の薄膜磁気ヘッド。 ６、前記稜線の長さが１００μｍ以下である特許請求の
   範囲第５項記載の薄膜磁気ヘッド。