JPS61158014A - 磁気ヘツドの製造方法 - 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〕 本発明は磁気ヘッドの製造方法に関するものであり、特
に磁気ギャップ近傍部が強磁性金属′ＦＩＪ膜で形成さ
れてなる、いわゆる複合型の磁気ヘッドの製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）等の磁気記録再
生装置においては、記録信号の高密度化が進められてお
り、この高密度記録に対応して磁気記録媒体として磁性
粉にＦｅ％Ｃ０１Ｎｉ等の強磁性金属の粉末を用いた、
いわゆるメタルテープや、強磁性金属材料を蒸着により
ベースフィルム上に被着した、いわゆる蒸着テープ等が
使用されるようになっている。そして、この種の磁気記
録媒体は高い抗磁力１（ｃを有するために、記録再生に
用いる磁気ヘッドのヘッド材料にも高い飽和磁束密度Ｂ
ｓを有することが要求されている。例えば、従来磁気ヘ
ッド材料として多用されているフェライト材では飽和磁
束密度Ｂｓが低く、またパーマロイでは耐摩耗性に問題
がある。

そこで従来、例えばセラミックス等の非磁性基板上に強
磁性金属薄膜を被着形成し、これをトラック部分とした
複合型磁気ヘッドが提案されているが、この種の磁気ヘ
ッドでは磁路が膜厚の薄い強磁性金属ｖｓ膜のみにより
構成されるので、磁気抵抗が大きく効率上好ましくなく
、また上記強磁性金属薄膜の膜形成を膜成長速度の極め
て遅い真空薄膜形成技術で行うため、磁気ヘッド作製に
時間を要する等の問題があった。

あるいは、磁気コア部がフェライト等の強磁性酸化物か
らなり、これら各磁気コア部の磁気ギャップ形成面に強
磁性金属薄膜を被着した複合型磁気ヘッドも提案されて
いるが、この場合には磁路と上記金属薄膜とが直交する
方向に位置するため渦電流損失が発生し再生出力の低下
を招く虞れがあり、また上記磁気コア部と上記金属薄膜
間に擬似ギャップが形成され、充分な信頼性が得られな
い等の問題がある。

そこで本願出願人は、先に特願昭５８−２５０９８８号
明細書において、例えばメタルテープ等の高い抗磁力を
有する磁気テープに高密度記録するのに通した複合型磁
気ヘッドを提案した。この磁気ヘッドは、第１４図に示
すように、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の強磁性酸化物によ
り形成される一対の磁気コア半休（１０１）　、　（１
０２）の突き合わせ面をそれぞれ斜めに切り欠いて強磁
性金属薄膜形成面（１０３）、（１０４）を形成し、こ
の強磁性金属薄膜形成面（１０３）　、　（１０４）上
に真空薄膜形成技術によりセンダスト等の強磁性金属薄
膜（１０５）　、　（１０６）を被着形成し、これら強
磁性金属薄膜（１０５）　、　（１０６）を当接するこ
とにより磁気ギャップ（１０７）を構成し、さらにトラ
ンク幅規制溝内にテープ摺接面を確保し強磁性金属薄膜
（１０５）　、　（１０６）の摩耗を防止するために低
融点ガラス（１０８）　、　（１０９）あるいは高融点
ガラス（１１０）、（１１１）を充填して構成されるも
のであって、信頼性や磁気特性、耐摩耗性等の点で優れ
た特性を有するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の磁気ヘッドを作成するには、通常、
強磁性酸化物基板に対して、第１の溝加工工程、第１の
ガラス充填工程、平面研削工程、第２の溝加工工程、強
磁性金属ｉ膜形成工程、第２のガラス充填工程、鏡面加
工工程等を経てコアブロックを作成し、これを接合した
後各チップに切断するという方法が採られている。

ところで、上述のような方法により磁気ヘッドを作製す
る場合に、特に基板上に第１の溝加工を施した後、この
磁気ヘッドのトラック部となる強磁性金属薄膜をスパッ
タリング等の手法で被着形成すると、上記基板と強磁性
金属薄膜との熱膨張率の違いから、膜形成時に歪が発生
する。そして、この歪は、その後の加工工程において、
強磁性金属薄−の剥離やヒビの発生原因となり、この磁
気ヘッドの製造歩留りを下げる大きな原因となっている
。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、強磁性金属薄膜形成時の熱膨張率の差に
起因する歪が直接基板にかかることがなく、加工時のヒ
ビ等の発生を抑えることが可能な磁気ヘッドの製造方法
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明の磁気へ・７ドの製造
方法は、強磁性酸化物よりなる基板に歪緩和膜を形成し
た後、第１の溝加工を施して上記基板の磁気ギャップ形
成面となる面と２０゛〜８０の角度で傾斜する斜面を形
成する工程と、真空薄膜形成技術により上記基板に強磁
性金属薄膜を形成する工程と、上記斜面に近接してトラ
ック幅を規制するための第２の溝加工を施す工程とによ
りコアブロックを作成し、このコアブロック同士を接合
して所定の位置で切断することを特徴とするものである
。　− 〔作用〕 このように、あらかじめ強磁性酸化物よりなる基板上に
歪緩和膜を設けておくことにより、強磁性金属薄膜形成
時の熱膨張率に起因する歪がこの歪緩和膜によって緩和
・分散され、上記基板に歪が直接かかることがない。し
たがって、後の加工工程で応力等が加わっても、ヒビ等
が発生することがない。

〔実施例〕

以下、本発明による磁気ヘッドの製造方法の一実施例を
図面を参照しながら説明する。

本発明により磁気ヘッドを作製するには、まず、表面を
ラッピング処理等により平行度良くかつ平滑度良く加工
され、例えばＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ系フェライトよりなる強
磁性酸化物基Ｆｊ、（１）を用意する。

そして、第１図に示すように、この強磁性酸化物基板（
１）の上面（１ａ）にＡＩ！、等からなる歪緩和膜（２
）を蒸着等の手段により被着形成する。

この歪緩和膜（２）は、後述の強磁性金属薄膜形成時の
熱膨張率の差による歪を吸収すべく設けられるものであ
って、その材質としては、Ａ７！やＴｉ、Ｃｕ、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料が使用可能である。特に
、塑性変形して歪を吸収することが可能であるという点
より、Ａｆｆ、添加元素の少ないＴｉ、Ａｕ等の軟らか
い金属がより好ましい。また、ガラススパッタ膜や結晶
化ガラススパッタ膜等、熱膨張係数がフェライトと強磁
性金属（Ｆｅ−ＡＩ−３ｉ系合金や非晶質合金等）の中
間にあるものであれば、歪分散が可能である。

次に、第２図に示すように、この強磁性酸化物基板（１
）の歪緩和膜（２）が被着される上面（１ａ）、すなわ
ちこの強磁性酸化物基板（１）における磁気コア半休突
き合わせ時の磁気ギャップ形成面に、回転砥石等により
断面略Ｖ字状の第１の切ａ（３）を全幅に亘って複数平
行に形成しする。

上記第１の切’ｔａ　（３）を設けることにより、上記
基板（１）には強磁性金属薄膜形成面に対応する斜面が
（４）が形成される。この斜面（４）は、上記基板（１
）の磁気ギャップ形成面となる上面（ｌａ）に対し角度
θ　（この例ではおよそ４５°）で傾斜しているが、こ
の角度θは２０°〜８０”の範囲内に設定することが好
ましい。ここで２０°以下の角度であると、隣接トラッ
クからのクロストークが大きくなり、望ましくは３０°
以上の角度を持たせるのがよい。また、上記傾斜角度を
９０°にした場合は、耐摩耗性が劣ることから、８０’
程度以下とするのがよい。また、傾斜角度を９０”にす
ると、磁気ギャップの近傍部に形成される後述の強磁性
金属薄膜の膜厚をトラック幅Ｔｗに等しく形成する必要
があり、真空薄膜形成技術を用いて薄膜を形成するにあ
たって、多（の時間を要してしまうことや、膜構造が不
均一化してしまう点で好ましくない。

すなわち、上記強磁性酸化物基板（１）に被着形成され
る強磁性金属薄膜の膜厚ｔは、 ｔ＝Ｔｗｓｉｎ　θ でよいことから、トラック幅Ｔｗに相当する膜厚を膜付
けする必要がなく、ヘッド作製に要する時間を短縮する
ことができる。ここで、Ｔ−はトラック幅であり、θは
上記強磁性金属薄膜形成面に対応する斜面（４）と磁気
ギャップ形成面に対応する上記強磁性酸化物基板（１）
の上面（１ａ）とのなす角度である。

続いて、上記強磁性酸化物基板（１）に対し真空薄膜形
成技術により強磁性金属を被着し、第３図に示すように
強磁性金属薄膜（５）を形成する。このとき、上記基板
（１）の上面（１ａ）には、あらかじめ歪緩和膜（２）
が被着形成されているので、基板（１）（熱膨張係数約
１ｏ　ｏ　ｘ　１６”ｉ’）と強磁性金）間の熱膨張率
の差に起因する応力が直接基板（１）にかかることがな
く、歪が緩和・分散される。

上記強磁性金属薄膜（５）の材質としては、強磁性非晶
質金属合金、いわゆるアモルファス合金（例えばＦｅ、
Ｎｉ、Ｃｏの１つ以上の元素とＰ。

Ｃ，Ｂ、Ｓｉの１つ以上の元素とからなる合金、または
これを主成分としＡ１．Ｇｅ、１３’ｅ、Ｓｎ。

Ｉｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ。

Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メタロイド系アモルフ
ァス合金、あるいはＣｏ、Ｈｆ、Ｚｒ等の遷移元素や希
土類元素を主成分とするメタル−メタル系アモルファス
合金）、Ｆｅ−Ａｌ−３ｉ系合金であるセンダスト合金
、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−３ｉ系合金、Ｆｅ−３ｔ−
Ｃｏ系合金、パーマロイ等が使用可能であり、その膜付
は方法としても、フラッシュ蒸着、ガス層着、イオンブ
レーティング、スパッタリング、クラスター・イオンビ
ーム法等に代表される真空薄膜形成技術が採用される。

上記Ｆｅ−Ａｌ−３ｉ系合金を使用する場合に、その主
成分であるＦｅ、ＡＩ、Ｓｉの組成範囲としては、ＡＩ
の含有量が２〜１０重量％、Ｓｉの含有量が４〜１５％
、残部がＦｅであることが好ましい。すなわち、上記Ｆ
ｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金を Ｆ　ｅｇ　　Ａ　１４　　Ｓ　　ｉ。

（ａ、ｂ、ｃは各成分の重量比を表す。）で表したとき
に、その組成範囲が ７０≦ａ〈９５ ２≦ｂ≦１０ ４≦Ｃ≦１５ であることが望ましい。上記ＡＩやＳｉが少なずぎても
、また逆に多すぎてもＦｅ−Ａｌ−３ｔ系合金の磁気特
性が劣化してしまう。

また、上記Ｆｅの一部をＣｏあるいはＮｉのうち少なく
とも１種と置換することも可能である。

上記Ｆｅの一部をＣｏと置換することにより飽和磁束密
度を上げることができる。特に、Ｆｅの４０重量％をＣ
ｏで置換したもので最大の飽和磁束密度が得られる。こ
のＣｏの置換量としては、Ｆｅに対して０〜６０重量％
の範囲内であることが好ましい。

一方、上記Ｆｅの一部をＮｉと置換することにより、飽
和磁束密度を減少することなく透磁率を高い状態の保つ
ことができる。このＮｉの置換量としては、Ｆｅに対し
て０〜４０重量％の範囲内であることが好ましい。

さらに、上述のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金には、耐蝕性や
耐摩耗性を改善するために各種元素を添加剤として加え
てもよい、上記添加剤として使用される元素としては、
Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｇｄ等のランタン系列を
含むｍａ族元素、Ｔｔ、Ｚｒ、Ｈｆ等のＰｌａ族元素、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等のＶａ族元素、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等のＶ
ｌａ族元素、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ等の■ａ族元素、Ｃｕ、
　Ａｇ。

Ａｕ等のＩｂ族元素、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ。

ｓｂ等が挙げられる。

上述のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金を用いる場合に、強磁性
金属薄膜（５）は、例えば第３図中矢印方向から被着形
成し、その柱状構造の成長方向が基板（１）の斜面（４
）の法線方向に対して所定の角度、すなわち５°〜４５
°の角度でＩＩＪ斜するように被着することが好ましい
。

このように、強磁性金属薄膜（５）を斜面（４）の法線
方向に対して所定の角度をもって傾斜して成長させるこ
とにより、得られる強磁性金属薄１１１ｉ（５）の磁気
特性は安定かつ優れたものとなり、したがって得られる
磁気ヘッドの品質や性能も向上するのである。

ところで、上記強磁性金属薄膜（５）は、この例では真
空薄膜形成技術により単層として形成しているが、例え
ばＳ　ｉ　Ｏ，、Ｔ　ａ、０．、、　Ａ　Ｉ、０．、　
　Ｚ　ｒ　Ｏ，。

Ｓ　＋４ＮＪの高耐摩耗性絶縁膜を介して複数ｒｆＩ積
層形成してもよい。この場合、強磁性金属薄膜の積層数
は任意に設定することができる。

このように強磁性金属′ｆ！！＃膜（５）を形成した後
、上記強磁性酸化物基板（１）の強磁性金属薄膜（５）
で覆われた第１の切ｉ　（３）内に、ガラス等の非磁性
材（６）を充填し、その上面（１ａ）上の余分な強磁性
金属薄膜（５）および歪緩和膜（２）を平面研削して除
去する。上記基板（１）には歪緩和膜（２）の作用によ
り歪がほとんど加わっていないので、この非磁性材（６
）の熔融充填時や平面研削時に、上記基板（１）等にヒ
ビ等が発生することはない。

次いで、上記強磁性酸化物基板（１）に対し、上記斜面
（４）と隣接し、上記第１の切溝（３）と平行な複数の
第２の切溝（７）を切削加工する。このとき上記第２の
切溝（７）の切削位置は、この切溝（７）の端部が上記
強磁性金属薄膜（５）の一端縁（５ａ）とほぼ一致する
ように設定されている。

このとき、上記第２の切ａ（７）の切削位置を調整する
ことによりトラック幅を精度良く製造することが可能で
、強磁性金属薄膜（５）だけで構成された磁気ギャップ
部から最短距離を通って強磁性酸化物基板（１）に磁束
を通す形状の磁気ヘッドを歩留り良く製造できる。

なお、この第２の切溝（７）の溝形状としては、単なる
Ｖ字状であってもよいが、例えば断面多角形状とし、こ
の切溝（７）の内壁面を２段階あるいはそれ以上に屈曲
した形状とすることにより、強磁性酸化物と強磁性金属
ｉ膜との距離をある程度確保することができる。このよ
うな溝形状とすることにより、長波長成分の信号を再生
することによるクロストーク成分を低減することができ
、さらに、トランク幅規制溝部の端面がそれぞれ磁気ギ
ャップのアジマス角と異なる方向で傾斜されるので、隣
接及び隣々接トラックからのクロストークが減少される
。

さらに、上記基板（１）の上面（１ａ）を平面研磨し、
さらに鏡面仕上げを行い、トラック幅ＴＷの矯正を行っ
て、第５図に示すように、上面（１ａ）すなわち磁気ギ
ャップ形成面に、上記第１の切溝（３）と第２の切溝（
７）によってトラック幅が規制された強磁性金属ｖ！Ｉ
膜（５）が臨むようなコアブロック（１０）を作成する
。

次いで、一方のコアブロック（１０）に対し、上記第１
の切ａ（３）や第２の切溝（７）と直交するような巻線
溝（８）及びガラス溝（９）を形成し、第５図に示すよ
うに、これらコアブロック（ｌＯ）のいずれか一方に膜
付けされるギャップスペーサを介して、それぞれの磁気
ギャップ形成面に臨む強磁性金属薄膜（５）　、　（５
）が一致するように重ね合わせて融着し、同時に第２の
切ｆｉ（７）内に非磁性ガラス（１１）を充填する。な
お、上記ギャップスペーサとしては、Ｓ　ｉｏ、、Ｚｒ
Ｏ，、Ｔａ、Ｏ＋；、Ｃｒ等を用いることができる。

！＆後に、ガラス融着により一体化されたコアブロック
（１０）　、　（１０）のバックギャップ側のガラス融
着用に設けられたガラス溝（９）付近を切断除去すると
ともに、第５図中ｙ−ｙ線、ｙ　’　−ｙ　’の位置で
スライシング加工し、複数個のヘッドチップを切り出し
た後、磁気テープ摺接面を円筒Ｖｒ磨して、第１４図に
示すような磁気ヘッドを完成する。

得られる磁気ヘッドにおいては、強磁性酸化物よりなる
磁気コア半休（１０１）　、　（１０２）の接合面を斜
めに切り欠いた強磁性金属薄膜形成面（１０３）　、　
（１０４）に強磁性金属薄膜（１０５）　、　（１０６
）が被着形成され、これら強磁性金属薄Ｎ＊　（１０５
）　、　（１０６）のみにより磁気ギャップｇが構成さ
れている。そして、これら強磁性金属薄ＩＩＩ（１０５
）　、　（１０６）は、磁気テープ摺接面から見たとき
に、−直線状に連なっており、また、磁気ギヤツブ（１
０７）近傍部には、非磁性材であるガラス（１０Ｂ）　
、　（１０９）あるいは（１１０）、　（１１１）が充
填されている。

なお、これら第６図及び第７図に示す磁気ヘッドにおい
て、磁気コア半休（１０１）　、　（１０２）は強磁性
酸化物基板（１）に相当し、強磁性金属薄膜形成面（１
０３）　、　（１０４）は斜面（４）に、強磁性金属薄
膜（１０４）、（１０５）は強磁性金属薄膜（５）に、
ガラス（１０８）　。

（１０９）は非磁性材（６）に、ガラス（１１０）、（
１１１）は非磁性ガラス（１１）にそれぞれ相当する。

このように構成される磁気ヘッドでは、磁気ギャップ（
１０７）近傍部の高透磁率膜として一平面上に形成され
ている強磁性金属ｖｒ＃膜（１０５）　、　（１０６）
を使用しているので、該薄膜（１０５）　、　（１０６
）は各部において膜構造が均一となり、ヘッドの磁路に
沿った方向で膜全体が高透磁率を示すようになり、再生
出力が高くなっている。さらに、磁気テープ摺接面の大
部分が強磁性酸化物で構成されるので、耐摩耗性の優れ
たものとなり、偏摩耗を生ずることもない。さらにまた
、テープ摺接面で見た場合に、磁気ギャップを構成する
強磁性金属薄膜の柱状構造成長方向や磁気的異方性が一
様であるため、均一な磁気特性が確保される。

ところで、本発明は上述の実施例に限定されるものでは
なく、例えば歪緩和膜をあらかじめフォトエツチング等
の手段により所定の形状に残し、その後、第１の切溝を
切削加工してもよい。

以下、本発明の他の実施例について説明する。

なお、この実施例において、先の実施例と同一の部材に
は同一の符号を付しである。

この実施例においても、先の実施例と同様に、第７図に
示すような／ｌよりなる歪緩和膜（２）を被着形成した
強磁性酸化物基板（１）を用意する。

次いで、第８図に示すように、フォトレジスト（２１）
を所定のパターン、すなわち後述の第１の切溝が形成さ
れる部分を除いて被着されるように、パターン露光や印
刷等の手法で被着形成する。

次いで、上記フォトレジスト（２１）をエツチングマス
クとして用い、第９ＦｇＱに示すように、この歪緩和膜
（２）を上記フォトレジスト（２１）の形状に対応して
所定の間隔をもって残存するようにエツチングする。

さらに、第１０図に示すように、フォトレジスト（２１
）を溶解除去した後、第１１図に示すように、これら歪
緩和膜（２）が除去され強磁性酸化物が露出する基板（
１）の上面（ｌａ）に対し、第１の切溝（３）を切削加
工して、斜面（４）を形成する。

次いで、第１２図に示すように、強磁性金ｙＡＷ！＃膜
（５）を全面に亘って真空薄膜形成技術により被着形成
した後、この強磁性金属薄膜（５）で覆われる第１の切
溝（３）内に非磁性材（６）を充填し、第１３図に示す
ようにその上面（ｌａ）を平面研摩する。

このような方法によっても、先の実施例と同様に、強磁
性金属薄膜（５）形成時の熱膨張率の差に起因する歪は
上記歪緩和膜（２）によって吸収され、したがって上記
平面研磨時等にヒビ等が発生することがない。

このように平面Ｖｒ磨した後、先の実施例の第５図及び
第６図に示す工程と同様の工程により、磁気ヘッドが作
成される。

以上のような方法によれば、あらかしめＡ／等からなる
歪緩和膜（２）を所定の形状に取り除いており、この歪
緩和膜（２）が除去された部分で上記第１の切溝（３）
を切削加工しているので、この第１の切溝（３）加工に
用いられる砥石として強磁性酸化物を切削するのに最適
なものを選択することができ、この砥石の寿命を向上す
ることができる。

〔発明の効果〕

上述の説明からも明らかなように、本発明においては、
強磁性金属薄膜が形成される強磁性酸化物基板上に、あ
らかじめ歪緩和膜を被着形成し、その後強磁性金属薄膜
を真空薄膜形成技術により設けているので、上記強磁性
金属薄膜形成時の熱膨張率の差に起因する歪がこの歪緩
和膜により緩和・分散され、後の工程においてヒビ等が
発生することがなくなる。したがって、数々の優れた特
性を有する磁気ヘッドを歩留り良く製造することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明を適用した磁気ヘッドの製
造方法の一例をその工程順序に従って示す概略的な斜視
図であり、第１図は歪緩和膜形成工程、第２図は第１の
切溝加工工程、第３図は強磁性金属薄膜被着形成工程、
第４図はガラス熔融充填及び平面研削工程、第５図は第
２の切溝加工工程、第６図はコアブロック接合及びスラ
イシング加工工程をそれぞれ示す。 第７図ないし第１３図は本発明の他の実施例における製
造工程を工程順序にしたがって示す機略的な斜視図であ
る。 第１４図は本発明の製造方法により作製される磁気ヘッ
ドを示す外観斜視図である。 １・・・強磁性酸化物基板 ２・・・歪緩和膜 ３・・・第１の切溝 ４・・・斜面 ５・・・強磁性金属薄膜 ７・・・第２の切溝 １０・・・コアブロソク −１０１□ −ＪＬｎ○ 第７図 ２−４Ｊ口桑 第９図 １−ｓ、ａＱ　Ｒ（ｊＴ’Ｑ　級 ２−歪雅ＸＪ穫 第８図 １−−−　ラ斐し６６しＶ芝虐貞（イし１ラクノ６、子
ｔ上２−歪ｓｔｎ＠ 第１０図 １−一一強臘性鍛化物遵オ艮 ２−ゑ劾慢

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強磁性酸化物よりなる基板に歪緩和膜を形成した後、第
   １の溝加工を施して上記基板の磁気ギャップ形成面とな
   る面と２０°〜８０°の角度で傾斜する斜面を形成する
   工程と、真空薄膜形成技術により上記基板に強磁性金属
   薄膜を形成する工程と、上記斜面に近接してトラック幅
   を規制するための第２の溝加工を施す工程とによりコア
   ブロックを作成し、このコアブロック同士を接合して所
   定の位置で切断することを特徴とする磁気ヘッドの製造
   方法。