JPS62125511A - 非磁性基板材料および磁気ヘツド - 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、非磁性基板および磁気ヘッドに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

コンピュータ記録再生用磁気ヘッド、ＶＴＲテープの位
置決め用磁気センサ、ＰＣＭ録音テープ用ヘッド、を子
カメラ用ヘッドなどの高密度記録用磁気ヘッドとして従
来のフェライト及びセンダストを使用したヘッドに変わ
って薄膜磁気ヘッドが注目されている。薄膜磁気ヘッド
用基板に要求される特性として下記の項目が挙げられる
。

（イ）熱膨張係数が、基板上に真空蒸着法、スパッタリ
ング法、イオングレーティング法等の公知の物理蒸着法
技術を用いて付けられる金属磁性膜の熱膨張係数と同等
である。

（ロ）表面が平担で気孔が少ない。

（ハ）精密機械加工が容易でしかも加工中にクラック、
チッピングが生じない。

に）化学的に安定である。

ところで、従来、例えば薄膜磁気ヘッド、集積回路素子
等を製造するに際しては、チタン酸バリウ４．チタン酸
カルシウム、アルミナ、亜鉛フェライト、ガラス等を非
磁性基板材料として用い、該基板材料上に金属磁性膜を
形成したものが用いられている。

これらの非磁性基板材料は、基板材料として鏡面仕上げ
加工が施された後、トリクロールエチレン、アセトン等
の有機溶媒中で洗浄される。次いで、この基板上に公知
の物理蒸着技術を用いて数μ〜数十μｍの膜厚に、Ｆｅ
　−Ｎｉ系＋　Ｆｅ　　Ａｔ５ｔ系、またはＣｏ　−Ｎ
ｂ　−Ｚｒ系などの合金磁性膜を形成し、その後、磁気
特性改善のため熱処理を実施している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の基板材料の多くは（本出願人の提案した上記
のものを除いて）、その熱膨張係数が金属磁性膜の熱膨
張係数と犬さく異なっているため、蒸着した金ｈ４ｍ性
膜が剥離し易いという欠点を有していた。また、例えは
熱膨張係数が金属磁性膜の熱膨張係数と合ったガラスの
場合には、蒸着膜の剥離の問題点はないが、薄膜ヘッド
を構成した場合には、ガラスの＠！度が低いため磁気記
録媒体との摺動により摩耗し易いという欠点があった。

しかして、本出願人より提案された上記の材料によ九ば
、かかる問題点は解決される。本発明者がさらに研究を
重ねたところ、ＮｉＯとＡｔ２０３の組成を変えること
により熱膨張係数′ｆｒ：９０〜１４０×１０−’／℃
と大きく変えられることが知見された〇金属磁性膜の熱
膨張係数（１２０〜１５０ｘ１０−’／℃）に近い熱膨
張係数を有し、しかも精密機械加工が容易で加工中にク
ランク、チッピングが生じにくい非磁性基板材料が望ま
れている。

本発明は上記要望に答えるものであり、金属磁性膜を物
理蒸着法により形成するに極めて好適な非磁性基板及び
それを用いた磁気ヘッド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〕

本発明の非磁性基板材料はＮｉ０８Ｄ〜１００モル％　
、　Ａｔ２０ａ　Ｏ〜２０モルチを含み、酸化イツトリ
ウムを１　、　Ｏｗｔ％以下添加含有せしめ、空孔率が
０．５％以下であることを特徴とする非磁性基板材料で
ある。

また、本発明の磁気ヘッドは、かかる材質の非磁性基板
を有し、その上に磁性合金薄膜を形成したものである。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明において、Ａｔ２０３の含有率を２０モルチ以下
とした理由はＡＬｚｏｚ含有量が２０モル％を超えると
、材料の硬度を高め、研削性、切削性を低下させる。ま
た酸化イツトリウムは、材料の焼結性を高め、気孔量を
減少させる作用を有する。しかし酸化イツトリウムの含
有量が１ｗｔ％よりも多くなると、逆に焼結性が低下し
、気孔量が増すので１　ｗｔ　％以下、とりわけ０　、
５　ｗｔ％以下とするのが好ましい。

本発明の非磁性材料は、通常の方法によって製造し得る
。例えは酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、アルコラ
ード等の原料を所定比で秤量した後、水、アルコール、
アセトン等の適宜の溶媒を添加してボールミル等を用い
てよく混合した後、乾燥、次いで成形し、焼結させるも
のである０また十分に緻密な焼結体とするために熱間静
水圧プレス（ＨＩＰ）処理するのが好ましい。

次に本発明に係る磁気ヘッドの構成について説明する。

第１図は本発明の磁気ヘッドの一実施例の概略図である
。磁気ヘッド１は非磁性スライダー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の一方の面４に形成されたスリット６中に、ガ
ラス等でモールド固定されている。

チップ６の一例の詳細な構造を第２図に示す。

第２図において、非磁性基板１０上にスパッタ膜が形成
されており、このスパッタ膜は、磁性合金層１１〜１３
．１４〜１６と絶縁層１７〜１８．１９〜２０とが交互
にＰｋＮＩシた構造となっている。一対のチップ部材は
、ギャップ２１を有するように、磁性合金層１６と１６
との面でガラス接合されている。

２２はガラス接合部を示す、巻線窓２３に所定の巻線が
施される。

なお、非磁性基板１０は、本発明に係る非磁性材料製の
ものであり、その組成等は前記した通りである。

スパッタ薄膜の組成は、特に限定されるものではなく、
従来から用いられている各種組成のものを採用し得る。

好ましい組成の一例として、特願昭６０−４０８７６号
で本出願人より提案されている、原子係でＡｔ６〜７％
、Ｓｉ７〜１１％及びＦｅ　８２〜９０チのもの、ある
いは、高透磁率を得る目的でＡ／＝　４　、５〜６　、
５％、Ｓｉ　９．８〜１０．５％＋Ｆｅ８６〜８７％の
組成のものが挙げられる。

スパッタ薄膜の電気抵抗は数μ〜数百μΩ・ｍ程度の小
さな値であるため、膜の厚さをある程度薄くしておかな
いと渦電流損により透磁率が低下する。従って表皮深さ
よりも薄くするのが好ましい、）シかし逆に余り薄くな
り過ぎると、金属膜の体積と層間絶縁の中間層の体積の
比が小さくなり、全体としての透磁率が低下し好１しく
ない。以上の観点から、スパッタ薄膜の好寸しい淳さは
０．５〜６０μｍ１とりわけ６〜１５μｍである。

透磁率の周波数特性を向上するために、スパッタ薄膜は
多層とするのが望ましい。この場合、各磁性合金層間に
酸化珪素等の絶縁層を介在させる。

また、磁、性合金層の厚さは０．５〜１０μｍ１好まし
くは３〜１０μｍである。絶縁層が磁性合金層の１／２
０以下であれば磁気抵抗は十分に小さく、また０、０２
μｍ以上であれば十分な絶縁が得られる。

一般に絶縁層の厚さは０．０２〜１．０μｍ１好ましく
は０．２〜０．７μｍである。第２図は６層の磁性合金
層を有するスパッタ薄膜を示しているが、２層、４層又
はそれ以上のものも必要に応じ使用することができる。

なお、スパッタ薄膜は通常のスパッタ条件で形成するこ
とができる。

ターゲツト材とスパッタ膜とでは、組成が僅かに異なる
が、この組成の差はアルゴン圧や電極間の距離等のスパ
ッタ条件によっても変化する。従って所望の組成のスパ
ッタ膜はターゲットの組成やスパッタ条件を変えること
で容易に得ることができる。

スパッタにより磁性合金薄膜を形成した磁気ヘッドに、
透磁率を向上させるために、熱処理を施こすのが好まし
い。熱処理は真空中または不活性・ガス中で好ましくは
４００〜９００℃、特に好ましくは５００〜７００℃の
温度で０．３時間〜２時間、好ましくは０．５〜１時間
行う。熱処理をガラス接合と同時に行ってもよい。かか
る熱処理により、磁性合金薄膜の結晶粒は成長する。結
晶粒は０．３μｍ以上であると透磁率は向上するが、１
．０μｍより大きくなると透磁率は向上するものの加工
時に膜の剥離やクラックを生じ、精密加工に耐えないと
いう欠点が生ずる。従って、結晶粒の大きさは０．３〜
１．０μｍが適切である。

実施例１゜ 市販の試薬特級のＮｉＯおよびＡｔｚ（ｈを、Ｎｉ　Ｏ
／Ａｔ２Ｑｓ　（モ＃比）が１００１０．９５１５．９
０／１０゜８５／１５．８０／２０．７０／１０となる
ように秤量し、純水を加えボールミル中で４８時間混合
した。

これを３３ｍＸ４０ｍＸ１４ｍのブロック形状に３　ｔ
ｏｎ／ｉの圧力で成形し、１６００℃で１時間焼成した
後１４００℃、１（）００ａｔｍでＨＩＰ処理を行った
０ 熱膨張係数およびビッカース硬度の測定結果をそれぞれ
図３および図４に示す。

図６より熱膨張係数は９０〜１４０Ｘ１０−７の間にあ
り、各磁性合金膜に合う熱膨張係数を有する材料を提供
することができる。

また図４よりＡｔｚＯｓが２０モルチを超えるとビッカ
ース硬度が顕著にＭ大することが認められ、切削加工し
にくくなる。

実施例２゜ Ｎｉ０＝Ａｔｚ０３＝　９０　：　１０　（モル％）に
市販の試薬荷ＮＹ　２０ｍを０〜１　、５ｗｔ％添加し
た０Ｙ２０３を原料に加えたこと以外は実施例１とＰ１
様にして焼結体を得た。図５に、この焼結体の気孔率の
測定島果を示す。なお、気孔率は焼結体表面を鏡面仕上
げし、走置型電子顕微鏡（倍率２０００倍）にて写真撮
影し、気孔の直径と数とを測定することにより求めた。

図５よりＹ２Ｏ３はＮｉ　Ｏ”　Ａ１２０３系酸化物の
焼結を促進させることが認められた。

実施例６゜ 実施例２において寸法を１０＋ｍ＋　Ｘ　２０ｎ＋ｍＸ
　２　ｔｔａｎとしたこと以外は同様にして焼結体を得
た。次にこの焼結体の片面を鏡面仕上げし、これらの鏡
面仕上は面上にスパッタリング法にてＦｅ　−Ｎｉ系金
属磁性膜を５μｍ厚みに形成した。こうして得られたも
のを、真空中６００℃で１０分間保持後、炉冷する条件
で熱処理を施した。

また比較のために、従来材としてチタン酸バリウム系の
基板も上記と同様にして作製処理した。

その結果、従来材では熱処理時に膜剥離が生じたが、本
発明の材料では、剥離は全く生じなかった。

なお、上記各実施例に係る本発明材料の磁場１０００ｅ
での飽和磁化を測定したところ、いずれも１Ｇ以下であ
り非磁性であることが認められた。

〔効　果〕

以上より明らかな通り、本発明に係る非磁性基板は、熱
膨張係数を合金磁性薄膜に合わすことができ、かつ気孔
の々い均質な焼結体であって、切削、研削加工性も優れ
ている。

また本発明の磁気ヘッドは、製造工程の切削。

研削を迅速に行え、製造が容易であると共に熱処理時に
、合金磁性膜の剥離のおそれがないから、適切な熱処理
を経た磁気特性の優れたものとなし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る磁気ヘッドの斜視図、第２図は第
１図の部分拡大図、第６図〜第５図の各図は実施例にお
ける測定結果を示すグラフである。 第　／ＴｆＪ ／−−−−一樋夙ヘソド ２−−−−−スライダ゛− ３−−−−一樋截ヘンドー少ツブ ４５−−−一寮気べ・アリ〉グ面 乙−一−−−スリ・ント 竿　？　可 に−一一一−１１疲 ／／−ん−−−−Ｃ＞ゲスト４ ／グル欲−−−・超適ｔジ替 ２／−一−−−−キ′°ヤップ ｆｆ−−−−−−ガラズ＃冶ぐ翠 １ｓ−−−−−一壱俸に ｖ３回 １１１ｅｌ／ｇ　　（ηθ／、九り ぞ４ＵＺＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮｉＯ８０〜１００モル％、Ａｌ＿２Ｏ＿３０〜
   ２０モル％を含み、酸化イットリウムを１．０ｗｔ％以
   下添加含有せしめ、空孔率が０．５％以下であることを
   特徴とする非磁性基板材料。
2. （２）磁性合金薄膜を非磁性基板上に有する磁気ヘッド
   において該非磁性基板が特許請求の範囲第１項から成る
   ことを特徴とする磁気ヘッド。