JPS62159309A - 電磁変換装置 - 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】 イ、産集土の利用分野 本発明は、例えば磁気ヘッドのような小型の電磁変換装
置用に関する。

口、従来技術 従来、磁気ヘッド、例えばバルクヘッドの巻線は第１２
図に示すようにコア１のコイル巻線孔２に手巻き若しく
は自動巻線機でコイル３を巻付けることにより行なって
いる。　しかしこれは、サイズの小さい（ｚ　＝７００
　μｍ　、　ｍ＝７００　μｍ　）巻線孔２を通して行
なうものであるから非常に面倒である。

特に第１３図に示すマルチヘッド（単一ヘッドが複数個
配列）では、例えば電子スチルカメラ用の場合にはトラ
ンク間隔が各ヘッド間の微小ピッチに対応して０．０４
ｍｍと狭く、またＰＣＭ用ヘッドでも０．１〜０．２ｍ
ｍＬかない。　この場合、ヘッドのコイル巻線孔２のサ
イズは１　’　＝５００μｍ　Ｓｍ　’＝５００　μｍ
と更に小さく、各ヘッド間の間隙ｄ＝４０μｍであるか
ら、もはや自動巻線機では巻線が不可能であり、手巻き
でしか巻線を行なうことができない。　即ち、コイルは
０．０３５〜０．０２０ｍｍφのホルマール導線からな
っていて、これを上記の微小間隙を通して巻くのは非常
に難しい。　例えば、イルミネーテインクルーぺで巻線
部を拡大し、ピンセット等で巻くが、これを隣接するヘ
ッドコアに順次巻きつけることは非常な労力を費やし、
さらに困難をきわめる。　電子スチルカメラ用のヘッド
の場合は、０．０４ｍｍのトランク間隔であり、ルーバ
等を使用して巻くのは不可能である。　生産性の良好な
フレキシブル基体上に導体を有するコイル部材を設けて
なる磁気ヘッドに於いて、特にそのベース厚が性能を左
右することが判明した。

ハ８発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
生産性、歩留良くコア部にコイルを形成できる電磁変換
装置を提供することを目的としている。

二０発明の構成 本発明は、厚さ１００　ａｍ以下の可撓性基体に、コイ
ル導体が一体に設けられているコイルを備えた電磁変換
装置に係る。

上記可撓性基体の厚さが１００μｍを越えて厚くなると
、上記基体がコアの形状に沿って変形せず、コアの巻線
孔端部とコア外周面とによって形成される稜部から離れ
た成る範囲に亘ってコアから離れ、上記導体もその部分
でコアからの距離が大きくなり、その結果、出力が低下
するようになる。

可撓性の好ましい厚さは４〜１００μ…であり、特に好
ましい厚さは７〜４０μｍである。

ホ、実施例 以下、本発明を磁気ヘッドに適用した例について説明す
る。

第１図は、バランス型と称される磁気ヘッドの例を示す
。

このヘッドのコア１には既述したと同様の巻線孔２が設
けられているが、本実施例によれば、この巻線孔２を通
して可撓性フィルムベースにコイル導線が付着してなる
コイル形成部材１４が取付けられ、このコイル形成部材
で巻線コイルが形成される。

即ち、このコイル形成部材１４は従来のコイルとは全く
異なり、第２図及び第３図に示すように例えば厚さ５μ
ｍのフィルムベース（例えばポリエチレンテレフタレー
トベース）１５に、Ｃｕ　、　Ａｕ　、。

Ｆｅ　、Ａｇ若しくはＡ１等又はこれらの合金からなる
コイル導線１３をスパッタリング、真空蒸着法等で形成
したものである。　製造に当っては、ベース１５上にコ
イル導線材料（例えばＣｕ　）を全面に付着せしめ、し
かる後に公知のフォトリングラフイー技術により所定の
コイル導線パターン１３に加工し、各端部にボンディン
グバット１６を一体に形成してお（。　この場合、表面
を絶縁層１７、例えばポリイミド系樹脂で被覆してもよ
い。　または、スパッタ法によりＳｉｎｇ　、ＳｉユＮ
４などの絶縁物を被着してもよい。　この後に、第２図
の如き形状にエツチング溶断し、個々にコイル形成部材
を切出すことができる。

こうしたコイル形成部材１４は、第１図において、ヘッ
ドの巻線孔２に通され（２回以上通しても良い）、各端
部を対向させた状態で、ボンディングバット間を図示の
如きワイヤ１８でワイヤボンディングし、人、出力を夫
々取出せば、コイルとして動作させることができる（な
お、巻線孔２の左側にも上記と同様にコイル形成部材１
４を取付けてよいが、これは図示省略した）。　従って
、巻線孔２が小さく、かつ第１３図で述べた如き狭い間
隔又は間隙であっても、従来のようにコイル導線を十数
何回も巻く必要は全くな（、コイル形成部材１４を巻線
孔２に通すことで同様のコイルを形成できるから、生産
性が大きく向上すると同時に、作業性が良く、歩留も著
しく良好となる。

コイル形成部材１４を巻線孔２に挿通する際には、拡大
された端部を縮小するよう弾性変形させてから通すこと
ができるが、挿通後は図示の如くに原形に復元する。

この後、コイル形成部材１４をコア１の面に押付けて第
１図のように変形させるのであるが、フィルムベース１
５の厚さは１００μｍ以下にしであるので、コア形成部
材１４はコア１の面に沿って変形し、これと密着してい
て巻線形状は良好である。

なお、第１図において、コイル形成部材１４の取付けに
際し、一対のコア１をガラス融着する前に取付けるとき
にはフィルムベース１５はガラス融着（温度は３００℃
程度）に耐える耐熱性が必要である。　ガラス融着後に
取付けるときには、フィルムベース１５の可撓性は充分
である必要がある。

ベース１５はポリエステル系以外にも、ポリカーボネー
ト系、ポリアミド系、ポリテトラフルオロエチレン系、
ポリイミド系等の耐熱性樹脂からなっていても良い。　
然し、コイル形成部材１４をガラス融着前に取付ける方
法では、作業は容易であるが、巻線孔２にガラスが食み
出してフィルムベース１５とコア１との間に侵入し、凝
固することがある。　コイル形成部材１４の取付は位置
が狂っている場合、最早その修正は不可能であるので、
ガラス融着後にコイル形成部材を取付けるのが望ましい
。

第４図は、コイル導線１３を絶縁層１７（例えばポリイ
ミド系樹脂）を介して積層したものである。

上層のコイル導線上にも絶縁層１７を塗布でコーティン
グしておく。　このようにすれば、導線１３の本数密度
を増やせるから、コイル形成部材１４の幅Ｗ１を狭くし
、磁界強度を大として磁気特性を向上させ得るのみなら
ず、コイル形成部材１４を幅狭として巻線孔２に通し易
くなる等の作業性の向上も可能となる。

第５図は、他の例によるフィルム状コイル１４を示すも
のである。

この例では、ベースの一端側の面積が上述の例と同様に
拡大されるが、他端側は拡大せず、導線１３の両端を公
知のＩＣ技術によりボンディング（例えばフィルムキャ
リア方式やワイヤボンディングで接続）シてよい。　第
５図のコイル形成部材１４は、他端側が幅狭となってい
るから、第１図のヘッドコアｌをガラス融着した後でも
、巻線孔２に上記他端側からコイル形成部材１４を容易
に挿通できる。　このため、ヘッドの組立てが容易とな
る上に、ガラス融着とは無関係にベース１５の種類を選
択でき、それ程耐熱性のないベースも使用可能である。

また、フィルムベースの材料には、コイル形成部材の製
造上から、低い熱収縮率、耐薬品性が要求され、コイル
形成部材の性能上から体積抵抗、吸湿性が問題となる。

下記第１表に各種フィルムベース材料についての上記特
性を示す。

（以下余白、次頁に続く） 第１表 これらのフィルムベースを使用して、次のような工程を
経てコイル形成部材を製作し、コアに取付けてｉｆｆ気
ヘッドとした。

１）フィルムベースを真空装内に置き１．ＯＸｌ０−’
Ｔ　ｏｒｒまで真空に引く。

２）Ａｒガスにて６．ＯＸｌ０−３Ｔｏｒｒのガス圧に
する。

３）Ｃｕターゲット又はＡｕターゲットとフィルムベー
ス間に２．０〜３．０Ｗ／ｃｍ”の電圧をかけ、グロー
放電をおこし、スパフタリングを行ない膜厚を２．０〜
１０−　’ｍとする。

４）Ｃｕ膜又はＡｕ膜が付着したフィルムベースにレジ
スト（ＡＺ−１３５０；ヘキスト社製）を塗布する。

５）上記のものを露光、現像、エツチング（耐酸性）を
行い、所望のパターンを得る。

６）所望のパターンを得た後、レジストを剥離（耐を機
溶剤）する。

７）所望の形状にエツチング溶断し、 ８）コアに取付け、磁気ヘッドとする。

第６図（ａ）は上記５）の工程でバターニングしたコイ
ル形成部材の中間製品を示す。　図中Ａ部分を拡大図示
すれば、同図（ｂ）のようになっている。

Ｃｕ又はＡｕの導体１３の密に形成されている部分１３
ａの幅は１０μｍ、その両側の粗に形成されている部分
１３ｂの幅は５０μｍとしである。　同図（ｂ）に示す
パターンが多数形成されて同図（ａ）に示す中間製品を
構成している。

この工程はフォトリフグラフィの方法によって遂行され
る。　即ち、第７図に示すように、フィルムベース１５
上に全面被着しているＣｕ又はＡｕの導体層１３−２上
にフォトレジスト１３−３を所定のパターンに形成し、
これをマスクにして導体層１３−２をパターンエツチン
グしてコイル導体１３が形成される。

第８図は、上記７）の工程で、第６図（ａ）に示す中間
製品の各Ａ部分を所定の形状で採取する状態を示す。

この工程もフォトリフグラフィの方法によって遂行され
る。　即ち、第９図に示すように、上記中間製品上にフ
ォトレジスｌ−１３−４を所定のパターンに形成し、こ
れをマスクにしてフィルムベース１５の不要部分をエツ
チング除去し、第２図に示すコイル形成部材とする。

上記各工程に於いてフィルムベースとして、ＰＥＴ、ポ
リアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリカーボネート、ポリスルホンを用いたところ、次の
ことが判った。

膜形成については、ポリイミド、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリカーボネートが他の樹脂に較べて優れてい
る。　接着性にっていは特にポリイミドが良く、ＰＥＴ
、ポリカーボネートも良好であった。　パターン形成工
程に於いてはＰＥＴ、ポリカーボネート、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリイミドが良好に用いられた。　巻
付は工程に於いては、ポリイミド、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリカーボネートが優れている。

スパッタリング時にフィルムベースが加熱されて金属の
スパッタによる内部応力を援和して良好な成膜ができ、
コイル形成部材がカールすることなく、作業が容易であ
るという観点から、フィルムベースの材料としては、ポ
リイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂及びポ
リカーボネート樹脂が特に好適である。

次に、フィルムベースにＰＥＴ、ポリイミド樹脂、ポリ
カーボネート樹脂を使用し、その厚さを２〜２００μｍ
とし、導体材料をＣｕ、Ａｕとして第２図のコイル形成
部材を前述した方法によって製作し、第１図の磁気ヘッ
ドを組立て、巻線形状を観察し、導体の断線の有無を調
べた。　試料数は各々１００個である。　第２図、第１
図に於いて、この例でのＷｌは０．２５μｍ、Ｗ２は１
−２ｎ＋ｍ　Ｘ７！１は１００　ｉｔｍ　−１ｔｔは０
．３ｍｍ　、　１２は２■である。

その結果は下記第２表に示す通りである。

第２表 同表中、◎印はコイル形成部材がコアに密着していて良
好な形状であったことを、Ｏ印は概ね良好であったこと
を、Δ印はコイル形成部材がコアから少し離れているも
のの、磁気ヘッドの性能としては満足できることを、Ｘ
印はコイル形成部材がコアから可成り離れ、磁気ヘッド
の性能上満足できないことを夫々示す。　なお、ベース
フィルムの材料には関係な（、同じ結果が得られた。

フィルムベースの厚さが４０μｍ以下では、コイル形成
部材がコアに密着し、巻線形状は極めて良好であるが、
１００μｍ迄は磁気ヘッドとして満足し得る。　然し、
第１０図に示すような電子スチルカメラ用の２ヘツドの
ように、コアの厚み！４が４０ｐｍ、コア間隙ｄが６０
μｍ、コア幅ｌ、が３ｍｍ。

巻線孔の高さ１６が０．４ｍｍ　、巻線孔の幅β７が１
ｍｍといった、小型、複雑な磁気ヘッドにあっては、コ
イル形成部材の厚さは、巻線形状からは４０μｍ以下と
するのが良く、作業上の観点からは３５μｍ以下とする
のが好ましい。

フィルムベースの厚さが４μｍ以下となると、コアの巻
線孔端部で導体が鋭く折曲するようになって断線を起す
ことがあるが、導体にＡｕのような延展性の高い金属を
使用した場合はフィルムベースの厚さをより薄くするこ
とができる。　従って、フィルムベースの好ましい厚さ
は４μｍ以上、更に望ましくは７μｍ以上である。

一般に、電磁変換装置の出力は、コイル導体で囲まれた
領域の断面積に関係し、この断面積が大きくなる程出力
が低下する。　従って、ベースフィルムの厚さが薄い程
出力の低下は小さい。

第１１図は、直径１ｍｍ又は２ｍｍの丸棒磁芯にコイル
形成部材を巻付けて電磁変換装置とし、ベースフィルム
の厚さと出力低下率との関係を示すグラフである。

ベースフィルムの厚さが厚い程、コアの径が小さい程出
力低下率は大きくなる。　このことから、コアの寸法に
応じてベースフィルムの厚さを１００μｍ以下の適宜の
厚さとするのが良い。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が可能である。

例えば、上述のフィルム状コイルの導線のパターンやコ
イル自体の形状等は種々変更してよい。

また、上述のフィルム状コイルは場合によっては、巻線
孔に複数回通して巻回することもできるが、この場合で
も各フィルムでは多数本の導線を保持したまま作業を行
なえるから、作業性が良く、ミスも減少する。　また、
適用可能なヘッドはバランス型に限らず、セミバランス
型（コア部のバックギャップ位置にコイルを取付けるタ
イプ）や、スタガ型（一方のコア部のみにコイルを取付
けるタイプ）であってもよ（、磁気ヘッド以外にも、コ
イルを使用する種々の電磁変換装置のコイル形成用に使
用可能である。

へ０発明の作用効果 本発明は上述の如く、可撓性基体にコイル導体を一体に
設けたコイルを用いているので、巻線孔が小さく、かつ
コイル挿通部分が狭い間隔又は間隙であっても、従来の
ようにコイル導線を何回も巻く必要は全くなく、導体付
き可撓性基体を巻線孔等に通すのみで同様のコイルを作
製できる。

その上、可撓性基体の厚さを１００μｍ以下と薄くして
いるので、コアとの密着性も良好で、電磁変換装置の性
能低下の虞れがなく、組立ても容易である。

従って、電磁変換装置の生産性が大幅に向上し、歩留も
良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図は磁気ヘッドの概略斜視図、 第２図はコイル形成部材の斜視図、 第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、 第４図は他の例によるコイル形成部材の第３図と同様の
断面図、 第５図は更に他の例によるコイル形成部材の斜視図、 第６図はコイル形成部材の中間製品を示し、同図（ａ）
は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）の拡大平面図、 第７図はコイル導体パターンの形成方法を示す断面図、 第８図はコイル形成部材の中間製品からコイル形成部材
を採取する状態を示す斜視図、第９図はコイル形成部材
の中間製品からコイル形成部材を採取する方法を示す断
面図、第１０図は電子スチルカメラ用磁気ヘッドのコア
の斜視図、 第１１図はフィルムベースの厚さと電磁変換装置の出力
低下率との関係を示すグラフ である。 第１２図及び第１３図は従来例を示すものであって、第
１２図は磁気ヘッドの概略斜視図、 第１３図はマルチヘッドの概略斜視図 である。 なお、図面に示す符号において、 ｌ・−−〜−−・−・コア ２−・−−−−−・−巻線孔 １３−・・・・−−−一−・コイル導体１４・・−−−
−−−−−−コイル形成部材１５−・・−・・−・・フ
ィルムベース（可撓性基体）１７−−−−−−−−−−
−絶縁層 １８−・−・−・・−・ワイヤ である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　宏 第３図 ＋１！１１ ｂ 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 ／ニア　００１ｔ：１ 第９図 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、厚さ１００μｍ以下の可撓性基体にコイル導体が一
   体に設けられているコイルを備えた電磁変換装置。