JPS62162206A - 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、磁気記録再生および消去用磁気ヘッドに係り
、特に、磁気へラドコア材に金属磁性材料が用いられ、
かつ磁気ヘッドのトラック幅規制用溝部にガラスが充填
されてなる高密度記録再生および消去用に好適な磁気ヘ
ッドに関する。

〔従来の技術〕

従来、高密度記録用の磁気ヘッドは、磁気コア材料とし
て高飽和磁束密度を有する金属磁性材料を用い、線記録
密度を高めるために磁気ギャップを狭くシ、さらに、ト
ラック密度を高めるためにコア幅を狭くした構造となっ
ている０このトラック幅に着目してみると、通常の狭ト
ラツク磁気ヘッドは、コアの磁気抵抗、（耐摺動寿命、
機械的強度等の観点から、磁気コア幅を広くしておき、
磁気ギャップ近傍の必要部分のみに搾り溝を設は所要の
トラック幅とする方法がとられている。そして、この絞
り溝には非磁性材として信頼性の高いガラスが充填され
る。

このような磁気ヘッドにおいて、狭トラック絞り溝に直
接ガラスを充填すると、金属磁性材とガラスとの反応に
より磁性材の特性劣化が問題となる。特に、磁性材が薄
膜形成技術で形成された膜では、ガラスとの反応がバル
ク材よりきびしいものとなる。

そのため、例えば、特開昭５６−１２４１１１号公報に
記載のように、金属磁性材と充填ガラスの間に数千λ〜
数μｍのＳ　ｒ　Ｏ、８ｔ　０２あるいは高融点ガラス
等の高融点物質の膜を保護膜として被着しておく方法が
提案されている。

また、特開昭６０−１２５９０９号公報においては、金
属磁性材とガラスのぬれ性が十分得られないことから、
金属磁性材を用いた磁気ヘッドのトラック幅規制溝部に
金属膜および酸化物膜を設け、前記酸化物膜上にガラス
を充填する方法が提案されている。他に、同種の構成要
件のとして特開昭５９−１４２７１６号公報がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図は従来の金属磁膜を用いた磁気ヘッドの記録媒体
対向平面図を示す。磁気ヘッドは、２個の磁気コア半休
１５．１５’　からなっている。それぞれのコア半休は
、フェライト１０と金属磁性膜１１の複合材からなり、
トラック幅絞り溝部にガラス１２が充填され補強した構
造となっている。

このコア半休１５．１５’は非磁性ギャップ膜１４を介
して接合されている。上記磁気ヘッドは製造工程におい
て、フェライト基板１０の傾斜面に金属磁性膜１１を形
成した後、ガラス１２を溶融して充填される。この際、
ガラス１２と金属磁性膜１１の一部が反応して、金属磁
性膜の磁気特性が劣化してしまう。このため金属磁性膜
の被着後に数千λ〜数μｍのＳｉＯ、５ｉｎ２あるいは
高融点ガラス等の高融点物質の膜１３を保護膜として被
着しておき、これを金属磁性膜とガラスの反応防止膜と
している。

しかし、この方法においては下記のような欠点があった
。

（１）ガラスと保護膜の反応によって気泡が発生する。

この気泡はガラス中にとじ込められ、穴となって記録媒
体対向面に現われるため媒体に損傷を与える原因となる
。

（２）酸化物保護膜を数μｍ以下にすると金属磁性膜、
コア材との熱膨張係数の差があり問題とならないため、
酸化物保護材の選択範囲が広くなる反面、反応防止膜と
して膜厚が十分でない。そのため、ガラスとの反応層は
金属磁性膜まで到達し金属磁性膜の特性が劣化する。

（３）また、酸化物保護膜を数βｍ以上形成して反応層
が金属磁性膜まで到達しないようにすると、保護膜の熱
膨張係数の差が無視できなくなり、ガラスにスラツクが
入ってしまう。才た、気泡の量も増加する。

第６図は別の従来例を示すための磁気ヘッドの記録媒体
対向平面図である。この磁気ヘッドは金属磁性材（例え
ば、センダスト）１１からなる２個のコア半休１５．１
５’からなっている。このコア半休は磁気ギャップ近傍
部に狭トラツク用の切り欠き溝が設けられており、磁気
ギャップ１４を介して接合一体化される。この接合はガ
ラス１２を充填して行なわれる。本実施例においては、
金属磁性材１１とガラスの密着、接合強度を向上する目
的で、ガラス充填溝に、非磁性金属膜１６を被着し、そ
の上に酸化物膜を被着した後、ガラスを充填した構造と
なっている。

これによって、センダスト合金等の金属磁性材１１と非
磁性金属膜１６の付着力、非磁性金属膜１６と金属酸化
物膜１３の付着力、金属酸化物膜１３とガラス１２の付
着力といった親和性の大きいもの同士の付着の連鎖が得
られる結果、充填ガラスの機械的強度およびコア半休の
接合が非常に強固なものとなることが提案されている。

しかし、上記のような構造においても以下のような欠点
があることがわかった。

（１）前記従来例と同様にガラス１２を充填する面に金
属酸化物膜１３があるために、反応によって気泡が発生
する。逆に、ガラスと反応しない金属酸化物膜とすると
、接着強度が劣り、ガラスが欠落してしまう。

本発明の目的は上記従来の欠点を解消し、金属磁性膜と
ガラスの組み合せで構成される磁気ヘッドの特性劣化を
改善し、製造歩留りを大幅に向上することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、金属磁性材料を用いた磁気ヘッドのトラッ
ク幅絞り溝部に非磁性酸化物もしくは炭化物、非磁性金
属膜の順に保護膜を設け、さらに、前記非磁性金属膜上
にガラスを充填することにより達成される。

金属磁性材としては蒸着あるいはスパッタリング等の薄
膜形成技術で形成される、非晶質磁性合金、Ｆｅ−Ａｔ
−５層系合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、窒化鉄等の高飽和磁束
密度のものからなる。

保護膜は、非磁性酸化物もしくは炭化物として、５ｈ０
２．Ａｌ　２０３．ＺｒＯ２の群からなるもの、ＴｉＣ
２ＳｉＣ１Ｂ４Ｃの群からなるものが選ばれる。

非磁性金属膜としてはＣｒ　、　Ｔｉ　、　Ｍｏ　、　
ＡＪ　。

Ｃｕ、５ｉＧｅ　の群からなる１種もしくは２種以上か
らなる。

〔作用〕

本発明は金属磁性膜の上に非磁性酸化物膜もしくは炭化
物膜、さらにその上に非磁性金属膜を形成し、そしてガ
ラスを充填する構成からなる。

金属磁性膜の上に高硬度の非磁性酸化物膜もしくは炭化
物膜を形成することで、金属磁性膜で形成されるトラッ
ク幅の端部が明確になり寸法精度の高いトラック幅が得
られる。また、磁気ギャップ端部のだれがなくなる。非
磁性酸化物膜もしくは炭化物膜の上にさらに非磁性金属
膜を形成することによって、充填ガラスと非磁性酸化物
膜もしくは炭化物膜が直接接触しないため充填ガラス内
の気泡がほとんど生じない。そして、本発明の非磁性金
属膜はＰｂＯを主成分とするガラスとぬれ易く、付着力
が強い。また、非磁性酸化物膜もしくは炭化物膜とガラ
スの反応深さより浅いため膜厚が薄くできる。薄くでき
ることはそれぞれの構成材料との熱膨張係数の差がほと
んど問題とならなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説
明する。

第１図は、本発明に係る磁気ヘッドの記録媒体対向面図
である。第２図はその斜視図である。

第３図は製造方法の一例を説明するための一部片の側面
図である。第４図は実施例を示す図である。

第１図および第２図において３０．３０’は磁気へラド
コアを構成するコア半休である。一方のコア半体３０に
はコイル巻線用の溝３７が形成されている。それぞれの
コア半休３０．３０’　は保護コア材３１と金属磁性膜
３２からなり、ガラス３５と金属磁性膜３２の間に保護
膜３３および３４が形成されている。保護膜は非磁性酸
化物もしくは炭化物３３、非磁性金属膜３４の順に形成
される。そして、非磁性磁気ギャップ膜を介して、２個
のコア半休３０．３０’はガラス３５によって接合一体
化される。

なお、金属磁性膜３２はコア幅Ｔよりも狭いトラック幅
ｔＷを得るために山形に加工された傾斜面に形成する構
造となっている。また、金属磁性膜３２、保護膜３３、
３４は、記録媒体対向面のみならず、コイル巻線窓周囲
にも形成される。

具体的な実施例を以下に従来例と比較しながら説明する
。

第３図はコア部片の側面図である。Ｍｎ　−Ｚｎフェラ
イト基板３０の上面に山形の突出部を残すようにＶ字状
の溝を多数形成した０山形の角度θは６０’　　とした
。次に、この山形および溝の全面にＣｏ　−Ｎｂ−Ｚｒ
なる非晶質合金膜３２を１層の厚さが６μｍの４層膜を
スパッター法により形成した（図示せず。）０この際、
非晶質合金膜層間に厚さ約０．０５μｍの５Ｉ０２膜を
やはリスバッター法により形成し、高周波特性を改善す
るために多層膜とした。

次（こ、前記金属磁性＠３２の上に保護膜として非磁性
酸化物もしくは炭化物３３、非磁性金属膜３４の順ｌこ
スパッター法により形成した。その後ＰｂＯが８５％で
、他にＢ２Ｏ３、ＳｉＯ２，Ａｇ２Ｏ３を含む鉛ガラス
３５を４６０”Ｃ！に加熱し充填した。

このように構成した磁気コア部片をＡ−Ａ面まで研削、
研磨し金属磁性膜３２をトラック幅だけ露出させ、２個
のコア部片を対称に重ね合せて、再第１表 第２表 び４６０°Ｃで加熱し、ガラス３５を軟化、溶融するこ
とによって接合した。これをコア形成に切断して第２図
に示すような磁気へラドコアを得た。

このような工程によって作製される磁気ヘッドに対して
、保護膜の材料、構成を種々検討した結果を第１表、第
２表に示す。

第１表は従来方法によって作製した磁気ヘッドについて
調べたガラス中の気泡歩留り、金属磁性膜と保護膜の反
応、金属磁性膜とガラスの反応、およびガラスのクラッ
ク状態を示したものである。

第２表は本発明による保護膜材料、構成について調べた
結果である。

第４図（イ）〜（ホ）は第１表、第２表の結果を模式図
で示した磁気へラドコアの記録媒体対向平面の主要部で
ある。

従来例第１表のに１は第４図（イ）に対応する。金属磁
性膜３２に直接ガラス３５を充填したものであり、金属
磁性膜３２とガラス３５が反応し、保磁力が１０００ｅ
以上ある永久磁石膜４１が形成されていることがわかっ
た。この永久磁石膜４１は記録した信号を消去してしま
うため重要な問題となる。また、磁気ギャップ端部４４
も反応して、ギャップが広がっていることがわかった。

さらに、ガラス中に気泡３８も多く見られた。

Ｎ２は第４図（０）に対応する。保護膜として別０□。

膜を２μｍ形成したものであるが、２膜ｍの８　ｒ　０
２膜４０はガラス３５との反応によって完全に消失し、
金属磁性膜３２とも反応が起り、永久磁石膜４１が形成
されていることがわかった０販３は５Ｉ０２膜を５膜ｍ
と厚くし、反応防止を行なった結果である。第４図（ハ
）のように８１０２膜のうち４０の部分が反応するが、
８ｚＯ２膜３９として残り、金属磁性膜３２までは到達
していない。

しかし、ガラス３５にクラック４２が生じてしまった。

また、気泡３８も多く発生し、好ましい結果が得られな
かった。

販４　、　臥５は金属磁性膜３２の上にＣｒ膜もしくは
Ｔｌ膜３４を形成しガラス３５を充填した結果である０
この構成では気泡の発生は認められなかったが、金属磁
性膜３２とＯｒ膜４３の境界に薄い反応層が認められ、
約１００ｅの磁性層が形成されていた０この反応層は記
録再生に対して信号を劣化させる原因となる。

ｋ６，１ｍ７は金属磁性膜３２の上に保護膜として、Ｃ
ｒ膜、５１０２膜の順に形成した例、Ｃｒ膜、Ａｇ２Ｏ
３膜の順に形成した例である。この場合もガラスと接触
する部分は酸化物膜であり、第４図（／→と同様にガラ
ス３５と酸化物膜４０との反応によって気泡の発生が多
く見られた。酸化物膜の厚みが１μｍと薄いためクラッ
クは生じなかった。

一方、第２表は本発明による実験結果を示す。

この結果は第４図（ホ）の構成によるもので金属磁性膜
３２の上に非磁性酸化物膜もしくは炭化物膜３３、非磁
性金属膜３４の順に形成した後、ガラス３５を充填した
ものである。

第２表は非磁性酸化物膜もしくは炭化物Ｍ３３としてＳ
　ｒ　０２　＋　Ａ　Ｊ　２０　ａ　＋　Ｚ　ｒ　Ｏｚ
　、　Ｔ　ｒ　Ｃ、Ｓ　ｒ　Ｃ。

Ｂ４Ｃで、非磁性金属膜はＣｒ　＋　Ｔ　ｒ　ｔ　Ｍｏ
　＊　Ａ　ｊ　ｒＧｅ、８ｉ　で同様にスパッター法で
形成した。

その結果は、眠８〜−２０に示すように、従来法に比べ
、ガラス中の気泡の発生が少なく高い歩留りを示すこと
がわかった。また、０．１〜ｉｎｍと薄い膜でも反応防
止効果が優れていることがわかった。

なお、本発明の保護膜は記録媒体対向面のみならず、金
属磁性膜とガラスが接触するすべての部分に設けること
が好ましい。

例えば、磁気ギャップ近傍部のコイル巻線用溝の内側は
ギャップ深さを精度よく規定するために効果がある。

本発明の保護のスパッタ条件はＡｒガス５×１０−３Ｔ
ｏｒｒで行ない、十分洗滌した後、鉛ガラスを溶融充填
した。充填ガラスとしては非晶質磁性合金の場合結晶化
温度が５００℃〜５６０℃であるため、結晶化を起さな
い条件として４５０″Ｃ〜５３０°Ｃが適当である。従
って、低融点ガラスとしてＰｂＯが重量％で７５〜８５
％含有する実開昭５７−１９５６２１号に開示されたも
のを用いた。

ガラス充填はＡｒあるいはＮ２雰囲気中でも行なったが
、ＰｂＯ含有率の高いガラスにおいては鉛が金属化する
場合があり、酸素を少量含有する雰囲気で充填すると鉛
が遊離することもなく接着強度が増すことがわかった。

本発明に用いられる非晶質磁性合金膜はＣｏ系のメタル
−メタル系、メタル−メタロイド系が用いられるが、耐
食性、耐摩耗性、スパッタリングによる組成ずれ等を考
慮するとメタル−メタル系が適している。

一方、Ｆｅ　−Ａｊ−８ｉ系（センダスト）合金におい
ても同様の結果が得られることを確認した０センダスト
の場合にはスパッタしたままの膜では保磁力の大きな膜
となっているため、スパッタ後に約６００　’０でアニ
ールする必要があるｏしたがって、耐熱性に優れている
ことから非晶質合金よりも高温でガラス充填することが
できる０しかし、高温にすると保護膜との反応の面でき
びしくなり、５００′Ｃ〜６００°Ｃが好適であった０
次に第２の実施例について以下に説明する。

本実施例においては前記実施例の構成保護膜の上にさら
にスパッタ法によってガラス膜を形成し、ガラス充填を
行なうことによって、気泡発生歩留りを向上させた。

第３表はその実験結果を示す。上記実験結果より、保護
膜として非磁性酸化物膜もしくは炭化物膜、次に非磁性
金属膜、さらに鉛ガラス膜を形成した後、ガラスを充填
することによって、ガラス中の気泡歩留りを９０％以上
に向上した。これによって、密着力も向上した。ガラス
膜Ａはスバ・ツタターゲットにＰｂ０８５％、Ｂ２０３
１３％、８１０２１％、Ａ１２０３１％（重量％）のも
のを用いた。ガラス膜Ｂは５Ｌ０２６８％、Ｐｂ０１５
％、Ｎａ０１０％、Ｋ２Ｏ６％、Ｃａ０１％（重量％）
である。　ガラス膜のスパッタ条件として、Ａｒに５％
の０２を含有した雰囲気で行なうことによって、酸素欠
乏状態を補うことができる利点がある０ また、スパッタ中に膜中にとじ込められたガスを放出さ
せるためにガラス充填前に３００℃〜４００℃で加熱脱
ガスする方法も好適である。

第　　３　　表 以上説明した本発明の中で保護コアはＭｎ　−Ｚｎフェ
ライトの他にＮｉ−Ｚｎフェライトを上げることができ
るＱまた、結晶化ガラス、セラミックス等の非磁性材で
もよい。

保護コアが高透磁率の磁性体とした場合には、金属磁性
膜と共に磁路が形成されるため、磁路後部において金属
磁性膜に要求される磁気特性のきびしさがゆるくなり、
磁気ヘッドの製造が容易である。

一方、非磁性保護コアとした場合には、金属磁性膜のみ
で磁路が構成される。従って、フェライトを保護コアと
した場合と比較して、■摺動雑音小（、Ｓ／Ｎが向上す
る。■インダクタンスが小さいため、コイル巻数を増加
することができ、再生出力が向上する等の利点がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 （１）金属磁性膜とガラスの反応の問題がなくなり、記
録再生特性が向上する。いいかえれば、金属磁性膜とガ
ラスの反応層により記録信号を劣化させる問題が解消さ
れる。

（２）ガラス中に発生する気泡が大幅に減少するため、
気泡部によって記録媒体面の損傷がなくなり、磁気ヘッ
ドの寿命が長くなる。また、ヘッド製造歩留りも大幅に
向上する。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磁気ヘッドの記録媒体
対向平面図、第２図は第１図磁気ヘッドの斜視図、第３
図は本発明の磁気ヘッドの製造方法を説明するためのコ
ア部片を示す断面図、第４図（イ）〜（ホ）は本発明の
実験結果を従来例比較説明するための磁気へラドコアに
おける記録媒体対向平面の主要部図、第５図および第６
図はそれぞれ従来例を示す図である。 ３０．３０’・・・磁気ヘッドを構成するコア半休、３
１・・・・・・保護コア、３２・・・・・・金属磁性膜
、３３・・・・・・非磁性酸化物膜もしくは炭化物膜、
３４・・・・・・非磁性金属膜、３５・・・・・・ガラ
ス、３６・・・・・・磁気ギャップ、３７・・・・・・
コイル巻線用溝−ｔ１１！ｌｌ 士２図 オ　３図 （Ａ）　　′＋′４辺 （ワン ４１灰取）冨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属磁性材料を用いた磁気ヘッドにおいて、トラッ
   ク幅規制用絞り溝部に酸化物膜もしくは炭化物膜、非磁
   性金属膜の順に設け、前記非磁性金属膜上にガラスを充
   填したことを特徴とする磁気ヘッド。 ２、前記非磁性金属膜の上にさらにガラス膜を設けた後
   、ガラスを充填したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の磁気ヘッド。 ３、前記金属磁性材料がＣｏを主成分とする非晶質磁性
   合金膜からなり、酸化物膜もしくは炭化物膜がＳｉＯ＿
   ２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、ＴｉＣ、ＳｉＣの群
   より選ばれる１種、非磁性金属膜がＣｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、
   Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉからなる群より選ばれる１種もしくは
   合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の磁気ヘッド。