JPS6216444B2 - - Google Patents

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JPS6216444B2
JPS6216444B2 JP11217079A JP11217079A JPS6216444B2 JP S6216444 B2 JPS6216444 B2 JP S6216444B2 JP 11217079 A JP11217079 A JP 11217079A JP 11217079 A JP11217079 A JP 11217079A JP S6216444 B2 JPS6216444 B2 JP S6216444B2
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JP
Japan
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alloy
core chip
thickness
magnetic
laminated
Prior art date
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Expired
Application number
JP11217079A
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Japanese (ja)
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JPS5637820A (en
Inventor
Hidekazu Doi
Tetsuo Yamaguchi
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
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Publication of JPS5637820A publication Critical patent/JPS5637820A/en
Publication of JPS6216444B2 publication Critical patent/JPS6216444B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、MHzレンジの高周波特性にすぐ
れ、特にVTR用磁気ヘツドの製造に使用するの
に適した積層コアチツプの製造法に関するもので
ある。 周知のように、基本組成が、Si:5〜12%、
Al:3〜8%、Feおよび不可避不純物:残りか
らなるFe−Si−Al系合金(通常センダストと呼
ばれる公知の合金で、代表組成はFe−9.6%Si−
6.2%Alからなる。以上%は重量%を示す。)は、
飽和磁束密度が高く、磁気記録・再生の際の雑音
が少ないなどの好ましい磁気特性を備えるほか、
耐摩耗性にもすぐれていることから、オーデイオ
用やVTR用の磁気ヘツドの製造に際して組込ま
れるコアチツプ用材料として注目され、特に最近
脚光をあびている保持力のきわめて高い合金テー
プに対応する磁気ヘツドのコアチツプ用材料とし
て適することが認識され、オーデイオの分野では
一部実用化されている。 しかし、上記Fe−Si−Al系合金は、合金材料
として眺めた場合、一般に鋳造性が悪い上に、脆
く、したがつて鋳造後の切断研摩などの段階でチ
ツピングを起し易い材料であることから、鋳造法
の改良とか、原料の高純度化、特殊元素の添加な
どにより加工性の改善を行なつて、上述のように
オーデイオ用の分野で実用化を強力に推し進めて
いるのが現状である。すなわち、オーデイオ用磁
気ヘツドに使用されるコアチツプは、通常それぞ
れ厚さ0.2mm以下の上記Fe−Si−Al系合金層と非
磁性絶縁層とを数層交互に積層した構造のラミネ
ート板からなるが、このコアチツプを構成する上
記Fe−Si−Al系合金薄板は、 (a) 鋳造インゴツトを研削、切断により成形後、
スライスする方法、 (b) 特殊元素を合金化して加工性を改善した鋳造
インゴツトを熱間圧延する方法、 (c) 溶湯を高速噴流の形で高速移動させ、この移
動中に急冷して、アモルフアス合金の帯状薄板
の製造と同様な方法で厚さ約50μmの帯状薄板
を得る方法、 などの方法で製造され、また上記ラミネート板
は、 (d) 原料粉末としてFe−Si−Al系合金粉末と非
磁性絶縁層形成用粉末とを使用し、これら両粉
末をプレス金型中に交互に層状に充填し、以後
通常の粉末冶金法にしたがつて焼結する方法、 (e) スパツタリング法によつて、厚さ数μmの上
記Fe−Si−Al系合金層と非磁性絶縁層とを交
互に数層積層する方法、 などの方法によつて製造されている。 一方、VTR用磁気ヘツドのコアチツプの製造
に上記Fe−Si−Al系合金を使用する場合には、
高周波帯域での実効透磁率の低下を防止するため
に、その厚さを20〜30μm以下にする必要がある
が、上記(a)、(b)、および(d)の方法では、このよう
に厚さの薄いFe−Si−Al系合金薄板を製造する
ことは困難であり、一部に上記(c)および(e)方法に
よるFe−Si−Al系合金薄板の製造が試験的に行
なわれているにすぎない。しかしながら、上記(c)
方法の溶湯冷却法によるFe−Si−Al合金薄板の
製造においても、合金組成や組織の制御に困難を
伴なうため大量生産という点からは著しい制約を
受けるものであり、また上記(e)方法のスパツタリ
ング法においても、蒸着速度が高々0.5〜0.6μ
m/hrと大変遅く、かつ合金組成の制御も容易で
ないために、上記(c)方法と同様に生産効率および
量産性の点で障害の大きなものであり、したがつ
て、業務用VTRの磁気ヘツドのコアチツプなど
の特殊な用途にのみ上記Fe−Si−Al系合金が使
用されるだけで、産業用あるいは家庭用の一般の
VTRの磁気ヘツドコアチツプの製造に、特に高
周波領域での磁気特性および耐摩耗性にすぐれた
上記Fe−Si−Al系合金を広汎に実用化すること
は難しく、この分野では依然としてフエライトが
広く使用されているのが現状である。 本発明者等は、上述のような観点から、産業用
あるいは家庭用の一般のVTR用磁気ヘツドの製
造に、特に高周波領域での磁気特性および耐摩耗
性にすぐれたFe−Si−Al系合金を適用すべく研
究を行なつた結果、所定厚さのセラミツク基板の
表面に、厚さ1μm以下の金属薄膜を蒸着した
後、さらにその上にFe−Si−Al系合金粉末を電
気泳動法によつて所定厚さに付着させ、ついで前
記合金粉末を高密度エネルギービームの走査によ
り短時間加熱すると、合金組成の制御容易に、大
量生産可能な状態で、非磁性絶縁層たるセラミツ
ク基板の上に、厚さが20〜30μm以下ときわめて
薄く、かつ高密度にして微細組織のFe−Si−Al
系合金層を形成することができ、しかもこの結果
得られた積層板より切り出した積層コアチツプを
VTR用磁気ヘツドの製造に使用すると、きわめ
てすぐれた特性を発揮するという知見を得たので
ある。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、以下にこの発明の方法についてさらに
詳述する。 まず、上記セラミツクス基板に関しては、耐熱
性および耐熱衝撃性にすぐれ、かつ熱膨脹係数が
Fe−Si−Al系合金のそれに比較的近い、0.2〜0.3
mmの厚みのものを使用するのが望ましい。この場
合セラミツクス基板の耐熱性を見る尺度として
は、軟化点あるいは融点が適当であり、またセラ
ミツクス基板としてはFe−Si−Al系合金より耐
熱性にすぐれたものを使用するのがよく、例えば
フオルステライト、アルミナ、およびベリリヤの
使用が好ましい。これらのセラミツクスおよび上
記の代表組成を有するFe−Si−Al系合金の諸特
性を第1表に示した。また、第1表には後工程で
の金属蒸着薄膜形成に適した非磁性ステンレス鋼
およびTiのそれも合せて示した。
The present invention relates to a method for manufacturing a laminated core chip that has excellent high frequency characteristics in the MHz range and is particularly suitable for use in manufacturing magnetic heads for VTRs. As is well known, the basic composition is Si: 5-12%,
Fe-Si-Al alloy consisting of Al: 3 to 8%, Fe and unavoidable impurities: the remainder (a well-known alloy usually called sendust, with a typical composition of Fe-9.6%Si-
Consists of 6.2% Al. The above percentages indicate weight percent. )teeth,
In addition to having favorable magnetic properties such as high saturation magnetic flux density and low noise during magnetic recording and reproduction,
Due to its excellent abrasion resistance, it is attracting attention as a material for core chips incorporated in the manufacture of magnetic heads for audio and VTR devices.In particular, it has been attracting attention recently as a material for magnetic heads that are compatible with alloy tapes with extremely high retention strength. It has been recognized as suitable as a material for core chips, and has been put into practical use to some extent in the audio field. However, when viewed as an alloy material, the Fe-Si-Al alloy mentioned above generally has poor castability and is brittle, so it is a material that is prone to chipping during cutting and polishing after casting. Currently, efforts are being made to improve workability by improving casting methods, purifying raw materials, adding special elements, etc., and pushing forward with practical application in the audio field as mentioned above. be. That is, the core chip used in an audio magnetic head is usually made of a laminate plate having a structure in which several Fe-Si-Al alloy layers and nonmagnetic insulating layers are alternately laminated, each having a thickness of 0.2 mm or less. The Fe-Si-Al alloy thin plate constituting this core chip is (a) formed by grinding and cutting a cast ingot;
(b) hot rolling of cast ingots that have been alloyed with special elements to improve workability; (c) molten metal is moved at high speed in the form of high-velocity jets and rapidly cooled during this movement to form amorphous ingots. (d) Fe-Si-Al alloy powder and Fe-Si-Al alloy powder as raw material powder. (e) A method in which a powder for forming a non-magnetic insulating layer is used, and both powders are filled in a press mold alternately in layers, and then sintered according to an ordinary powder metallurgy method; Therefore, it is manufactured by a method of alternately laminating several Fe-Si-Al alloy layers and nonmagnetic insulating layers with a thickness of several μm. On the other hand, when the above Fe-Si-Al alloy is used to manufacture the core chip of a magnetic head for a VTR,
In order to prevent the effective magnetic permeability from decreasing in the high frequency band, it is necessary to keep the thickness to 20 to 30 μm or less, but in the methods (a), (b), and (d) above, It is difficult to manufacture thin Fe-Si-Al alloy thin sheets, and some attempts have been made to manufacture Fe-Si-Al alloy thin sheets using methods (c) and (e) above. It's just that. However, (c) above
Even in the production of Fe-Si-Al alloy thin sheets by the molten metal cooling method, it is difficult to control the alloy composition and structure, so there are significant restrictions from the point of view of mass production. Even in the sputtering method, the deposition rate is at most 0.5 to 0.6μ.
m/hr, and it is not easy to control the alloy composition, so like method (c) above, it is a major obstacle in terms of production efficiency and mass production. The Fe-Si-Al alloy mentioned above is only used for special purposes such as core chips for heads, and is not used for general industrial or household purposes.
It is difficult to widely use the Fe-Si-Al alloy, which has excellent magnetic properties and wear resistance, especially in the high frequency range, for manufacturing magnetic head core chips for VTRs, and ferrite is still widely used in this field. The current situation is that From the above-mentioned viewpoint, the present inventors have developed an Fe-Si-Al based alloy that has excellent magnetic properties and wear resistance, especially in the high frequency range, for manufacturing general VTR magnetic heads for industrial or home use. As a result of conducting research to apply this method, we found that after depositing a metal thin film with a thickness of 1 μm or less on the surface of a ceramic substrate of a predetermined thickness, we further deposited Fe-Si-Al alloy powder on top of it by electrophoresis. Therefore, by depositing the alloy powder to a predetermined thickness and then heating it for a short time by scanning with a high-density energy beam, it is possible to easily control the alloy composition and deposit it on a ceramic substrate as a non-magnetic insulating layer in a state that can be mass-produced. Fe-Si-Al is extremely thin with a thickness of 20 to 30 μm or less, and has a high density and fine structure.
The laminated core chip cut out from the resulting laminated plate can be
They discovered that when used in the manufacture of magnetic heads for VTRs, it exhibits extremely excellent characteristics. This invention has been made based on the above findings, and the method of this invention will be described in further detail below. First, the ceramic substrate mentioned above has excellent heat resistance and thermal shock resistance, and has a low coefficient of thermal expansion.
0.2 to 0.3, relatively close to that of Fe-Si-Al alloys
It is preferable to use one with a thickness of mm. In this case, the softening point or melting point is appropriate as a measure of the heat resistance of the ceramic substrate, and it is better to use a ceramic substrate that has better heat resistance than Fe-Si-Al alloys, such as phosphorus. Preference is given to using telite, alumina, and beryllia. Table 1 shows the properties of these ceramics and Fe-Si-Al alloys having the above representative compositions. Table 1 also shows non-magnetic stainless steel and Ti, which are suitable for forming metal vapor deposited thin films in the subsequent process.

【表】【table】

【表】 また、セラミツクス基板は、その表面にポアが
なく、かつ研磨機で十分にラツプして面粗さ0.01
〜0.1μRmax程度に仕上げたものの使用が好まし
い。 ついで、上記セラミツクス基板上へのFe−Si
−Al系合金の電気泳動法による付着を可能とす
るために、その前工程としてセラミツクス基板上
に通電性の蒸着薄膜を形成することが行なわれる
が、この蒸着薄膜形成用金属としては、Fe−Si
−Al系合金より高い融点をもち、かつ熱膨脹係
数がFe−Si−Al系合金に近い(±15%以内)、非
磁性金属、例えば第1表に示されるTiや、非磁
性ステンレス鋼などが望ましい。また、その膜厚
もFe−Si−Al系合金のもつ磁気特性を害なわな
いようにするためにできるだけ薄く、すなわち1
μm以下にするのがよい。 引続いて、上記蒸着薄膜に対して、IC基板の
製造分野で適用されているフオトエツチング法を
適用して、互に電気的に連結しているコアチツプ
形状のパターンを形成した後、通常の電気泳動法
により前記セラミツク基板の表面に形成された蒸
着金属のパターン上にFe−Si−Al系合金のポー
ラスな層を所定厚さに付着させるが、この場合焼
結後の緻密なFe−Si−Al系合金層の必要な厚さ
を20μmとすると、前記ポーラスな層の厚みは40
〜50μmあれば十分である。 このように形成されたポーラスなFe−Si−Al
系合金層の上から、高密度エネルギービームをパ
ターン形状に沿つて走査させて、前記Fe−Si−
Al系合金層を、その融点付近の温度あるいはこ
れ以上の温度に短時間さらすと、前記Fe−Si−
Al系合金層には焼結(固相ないし液相焼結)が
進行し、一方セラミツクス基板を通して熱放散が
起るため、前記Fe−Si−Al系合金層は急冷され
る結果、急速に真密度に緻密化されたFe−Si−
Al系合金層が形成されるようになるのである。
なお、この際、セラミツクス基板を、熱伝導性が
大きく、かつ耐熱性のある金属板、さらには水冷
金属板などに密着させておくと、熱放散がより促
進されるようになるので、セラミツクス基板自体
の熱による変形や、その他の好ましくない影響を
回避することができる。また、高密度エネルギー
ビームとしては、レーザビームや電子ビームを利
用することができるが、大気中あるいは不活性ガ
スの気流を吹きつけながらビーム照射ができるた
め、真空槽が不要であるなどの利点を有するレー
ザビームの利用が便利である。 このようにセラミツクス基板上に蒸着薄膜を介
して付着している数10μm厚のポーラスなFe−
Si−Al系合金層だけを加熱して焼結し、かつ緻密
化するためには高密度エネルギービームの適用な
不可欠であるが、この場合下地であるセラミツク
ス基板に相当大きな熱衝撃を与えるのを避けるこ
とができないので、上記のように耐熱性および耐
熱衝撃性の良好なセラミツクス基板を用いて、熱
歪みによるクラツクの発生を回避する必要がある
のである。 また、上記のようにセラミツクス基板とFe−
Si−Al系合金の熱膨脹係数に、大きな違いがある
と、ビーム照射後の急冷過程でFe−Si−Al系合
金層に大きな残留歪みが存在したり、熱歪みによ
る損傷が発生したりして、磁気ヘツドのコアチツ
プとして使用した場合に特性が劣化するようにな
ることから、これら両者の熱膨脹係数を近似させ
ることが望ましいことは前述した通りであるが、
セラミツクス基板とFe−Si−Al係合金層との間
に介在させた蒸着薄膜金属の熱膨脹係数を、Fe
−Si−Al係合金層のそれにより近づけることによ
つて、前記の熱膨脹係数の差によつて発生する影
響を緩和することができる。すなわち、上記蒸着
薄膜は、本来セラミツクス基板上にFe−Si−Al
係合金粉末を電気泳動法により付着せしめる際の
電極の役割をはたすために形成されるものである
が、この役割のほかに、上記のようにセラミツク
ス基板とFe−Si−Al系合金層の熱膨脹係数の差
を緩和する機能をもつものであつて、Fe−Si−
Al係合金の熱膨脹係数に対して20%以下の範囲
で小さい熱膨脹係数をもつ金属の使用が望まし
く、例えばセラミツクス基板の製造にベリリヤあ
るいはアルミナを使用した場合にはTiまたは非
磁性ステンレス鋼を蒸着薄膜形成金属として適用
するとよい。 そして、最終的に、このようにして形成された
積層板における緻密なFe−Si−Al系合金層の表
面を標準的な方法で所定の表面粗さ、例えば0.1
μmRmaxまで研摩した後、制御用コンピユータ
が組込んであり、レーザ光を被加工物上の任意の
位置へ精度高く、所定の速度で移動可能なビーム
ポジシヨナを備え、かつNd:YAGレーザを用い
た自動レーザトリミング装置などを使用する自動
打抜き加工方式により能率的に積層コアチツプに
切り出されるのである。 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 実施例 表面粗さ0.1μmを有する厚さ0.3mmのアルミナ
基板の表面に、マグネトロンスパツタリング法を
適用し、圧力5×10-3torrのAr雰囲気中に約10分
間保持することによつて、厚さ約1μmのTiを
蒸着した。ついで前記アルミナ基板上のTi薄膜
にフオトエツチングを施して、外径5mm×内径3
mmの寸法をもつたリング形とVTR用磁気ヘツド
のコアチツプと同じ形状のパターンを形成した
後、メチルクロライド:50c.c.、イリプロピルアル
コール:30c.c.、ニトロメタン:20c.c.、ゼイン:
0.3c.c.、および平均粒径1μmを有するFe−9.2%
Si−5.6%Al合金粉末:5gからなる混合液中
に、電圧100Vで30分間通電保持の条件で電気泳
動法を適用することによつて上記リング形および
コアチツプ形状のTi薄膜上に厚さ約50μmのポ
ーラスなFe−Si−Al合金薄膜を形成した。 ついで、上記アルミナ基板上にTi薄膜を介し
て付着させたFe−Si−Al合金粉末の薄膜に、乾
燥後、吹き付けガス:Ar、出力:1KW、モー
ド:TEM11+TEM00、熱源面積:1mm2、ビーム
移動速度:80cm/minの条件でCO2ガスレーザー
ビームを照射し、半溶融状態として焼結した。こ
の結果得られたFe−Si−Al合金層は、平均厚さ
28μmを有し、かつ理論密度にほぼ等しい高密度
をもち、しかも微細組織にして欠陥のない焼結体
からなつていた。 引続いて、上記Fe−Si−Al合金焼結層が、厚
さ25μm、表面粗さ0.1μm以下をもつように研
磨加工を施した後、上記のCO2レーザービームを
用いて、リング形およびコアチツプ形状のパター
ンにそつてアルミナ基板を切断して積層リングお
よび積層コアチツプを切り出し、この積層リング
および積層コアチツプに、Arガス雰囲気中、温
度500℃に1時間保持の歪取り焼鈍を施すことに
よつて、この発明の方法にかかる積層リングおよ
び積層コアチツプ(以下本発明積層リングおよび
本発明積層コアチツプという)を製造した。 また、比較の目的で、Fe−9.2%Si−5.6%Alの
同じ組成を有するFe−Si−Al合金を真空溶解し
た後、遠心鋳造し、この結果得られたインゴツト
からスライス加工により厚さ100μmの薄片を切
り出し、ついで、この薄片から放電加工により上
記本発明積層リングおよび本発明積層コアチツプ
と同じ形状のリングおよびコアチツプ(以下従来
溶解リングおよび従来溶解コアチツプという)を
切り出した。 さらに、比較の目的で、上記本発明積層リング
および本発明積層コアチツプと同じ形状を有する
厚さ0.3mmの非磁性ステンレス鋼の表面に、スパ
ツタリング法にしたがつて、同じくFe−9.2%Si
−5.6%Alの組成を有するFe−Si−Al合金を、蒸
着速度:0.3μm/hr、蒸着時間:100時間の条件
で蒸着し、ついでこの結果得られた厚さ約30μm
のFe−Si−Al合金蒸着層の表面を研磨加工して
厚さ25μmとすることによつて比較積層リングお
よび比較積層コアチツプを製造した。 ついで、この結果得られた上記の3種のリング
について、周波数に対する実効透磁率を測定し
た。この測定結果を第1図に示した。 図示されるように、本発明積層リングは、比較
積層リングと共に、1MHz以上の高周波領域で従
来溶解リングに比してすぐれた実効透磁率を示す
ことが明らかである。一方、比較積層リングにお
いては、厚さ約30μmのFe−Si−Al合金層を形
成するのにスパツタリング法によるため100時間
を要するのに対して、本発明積層リングにおいて
は、焼結後同一厚さとなる厚さ約50μmのFe−
Si−Al合金層を電気泳動法により30分のきわめて
短かい時間で形成することができ、このことは工
業的規模での能率的経済的生産を可能ならしめる
ものである。 また、上記本発明積層コアチツプと比較積層コ
アチツプをVTR用磁気ヘツドに組込み、周波数
に対するヘツド再生出力を測定した。この測定結
果を第2図に示したが、本発明積層コアチツプを
組込んだ磁気ヘツドは、比較積層コアチツプを組
込んだ磁気ヘツドに比してすぐれた再生出力をも
つことが明らかである。 さらに、本発明積層コアチツプを組込んだ磁気
ヘツドの10時間使用後の前記本発明積層コアチツ
プの摩耗量は、同従来溶解コアチツプの約1/10、
同比較積層コアチツプの1/2にすぎなかつた。 上述のように、この発明によれば、厚さが20〜
30μm以下ときわめて薄く、かつ微小や巣や空孔
などのない、緻密にして均一な微細組織をもつた
磁気特性および耐摩耗性にすぐれたFe−Si−Al
系合金焼結層を有する積層コアチツプを、きわめ
て短かい製造時間で、コスト安く、能率的に製造
することができ、しかもこの結果得られた積層コ
アチツプを産業用あるいは家庭用のVTR用磁気
ヘツドに組込んで使用した場合には、長期に亘つ
て、すぐれた性能を発揮するなど工業上有用な効
果がもたらされるのである。
[Table] Additionally, ceramic substrates have no pores on their surfaces and can be sufficiently lapped with a polishing machine to achieve a surface roughness of 0.01.
It is preferable to use one finished to approximately 0.1μRmax. Next, Fe-Si was deposited on the above ceramic substrate.
- In order to enable deposition of Al-based alloys by electrophoresis, an electrically conductive evaporated thin film is formed on a ceramic substrate as a pre-process, but Fe- Si
- Non-magnetic metals that have a higher melting point than Al-based alloys and a thermal expansion coefficient close to that of Fe-Si-Al-based alloys (within ±15%), such as Ti shown in Table 1 and non-magnetic stainless steel. desirable. In addition, the thickness of the film is as thin as possible in order not to damage the magnetic properties of the Fe-Si-Al alloy.
It is preferable to make it less than μm. Subsequently, a photoetching method, which is used in the field of IC substrate manufacturing, is applied to the vapor-deposited thin film to form a core chip-shaped pattern that is electrically connected to each other. A porous layer of Fe-Si-Al alloy is deposited to a predetermined thickness on the vapor-deposited metal pattern formed on the surface of the ceramic substrate by the electrophoresis method. If the required thickness of the Al-based alloy layer is 20 μm, the thickness of the porous layer is 40 μm.
~50 μm is sufficient. Porous Fe-Si-Al formed in this way
A high-density energy beam is scanned along the pattern shape from above the Fe-Si-
When the Al-based alloy layer is exposed to a temperature near its melting point or higher for a short time, the Fe-Si-
Sintering (solid-phase or liquid-phase sintering) progresses in the Al-based alloy layer, and heat dissipates through the ceramic substrate, so the Fe-Si-Al-based alloy layer is rapidly cooled, resulting in rapid sintering. Highly densified Fe−Si−
This results in the formation of an Al-based alloy layer.
At this time, if the ceramic substrate is closely attached to a metal plate with high thermal conductivity and heat resistance, or even a water-cooled metal plate, heat dissipation will be further promoted. Deformation due to its own heat and other undesirable effects can be avoided. In addition, laser beams and electron beams can be used as high-density energy beams, but since the beam can be irradiated in the atmosphere or while blowing an inert gas stream, they have the advantage of not requiring a vacuum chamber. It is convenient to use a laser beam that has a In this way, a porous Fe film several tens of micrometers thick is attached to a ceramic substrate via a thin vapor-deposited film.
In order to heat, sinter, and densify only the Si-Al alloy layer, it is essential to apply a high-density energy beam, but in this case, it is necessary to avoid applying a considerable thermal shock to the underlying ceramic substrate. Since this cannot be avoided, it is necessary to avoid the occurrence of cracks due to thermal distortion by using a ceramic substrate with good heat resistance and thermal shock resistance as described above. In addition, as mentioned above, ceramic substrates and Fe-
If there is a large difference in the coefficient of thermal expansion of the Si-Al alloy, large residual strain may exist in the Fe-Si-Al alloy layer during the rapid cooling process after beam irradiation, or damage may occur due to thermal strain. As mentioned above, it is desirable to approximate the thermal expansion coefficients of both of them, since the characteristics will deteriorate when used as a core chip of a magnetic head.
The thermal expansion coefficient of the vapor-deposited thin film metal interposed between the ceramic substrate and the Fe-Si-Al alloy layer is
- By making it closer to that of the Si--Al alloy layer, the effect caused by the difference in thermal expansion coefficient can be alleviated. That is, the above-mentioned vapor-deposited thin film was originally formed by depositing Fe-Si-Al on a ceramic substrate.
It is formed to play the role of an electrode when adhering the related alloy powder by electrophoresis, but in addition to this role, as mentioned above, it is used to support the thermal expansion of the ceramic substrate and the Fe-Si-Al alloy layer. It has the function of alleviating the difference in coefficients, and is
It is desirable to use a metal with a small coefficient of thermal expansion within 20% of that of the Al-based alloy. For example, if beryllia or alumina is used in the production of ceramic substrates, a thin film of Ti or non-magnetic stainless steel is deposited. Good to apply as a forming metal. Finally, the surface of the dense Fe-Si-Al alloy layer in the laminate thus formed is polished to a predetermined surface roughness, e.g. 0.1, using a standard method.
After polishing to μmRmax, it is equipped with a built-in control computer, a beam positioner that can move the laser beam to any position on the workpiece with high precision and at a predetermined speed, and an automatic Nd:YAG laser. Laminated core chips are efficiently cut out using an automatic punching process using a laser trimming device or the like. Next, the method of the present invention will be specifically explained using examples. Example The magnetron sputtering method was applied to the surface of an alumina substrate with a thickness of 0.3 mm and a surface roughness of 0.1 μm, and by holding it in an Ar atmosphere with a pressure of 5 × 10 -3 torr for about 10 minutes. , Ti was deposited to a thickness of about 1 μm. Next, the Ti thin film on the alumina substrate was photo-etched to form an outer diameter of 5 mm x inner diameter of 3 mm.
After forming a ring shape with dimensions of mm and a pattern in the same shape as the core chip of a VTR magnetic head, methyl chloride: 50 c.c., iripropyl alcohol: 30 c.c., nitromethane: 20 c.c., zein :
Fe-9.2% with 0.3cc and average particle size 1μm
By applying the electrophoresis method to a mixed solution consisting of 5 g of Si-5.6% Al alloy powder under the conditions of energization and holding at a voltage of 100 V for 30 minutes, a thickness of approximately A porous Fe-Si-Al alloy thin film of 50 μm was formed. Then, after drying, a thin film of Fe-Si-Al alloy powder deposited on the alumina substrate via a Ti thin film was blown with gas: Ar, output: 1KW, mode: TEM 11 + TEM 00 , heat source area: 1 mm 2 The material was irradiated with a CO 2 gas laser beam at a beam movement speed of 80 cm/min and sintered in a semi-molten state. The resulting Fe-Si-Al alloy layer has an average thickness of
It had a high density of 28 μm, almost equal to the theoretical density, and was made of a sintered body with a fine structure and no defects. Subsequently, the Fe-Si-Al alloy sintered layer is polished to a thickness of 25 μm and a surface roughness of 0.1 μm or less, and then formed into a ring shape and a shape using the CO 2 laser beam. A laminated ring and a laminated core chip are cut out by cutting the alumina substrate along the pattern of the core chip shape, and the laminated ring and the laminated core chip are subjected to strain relief annealing at a temperature of 500°C for 1 hour in an Ar gas atmosphere. Thus, a laminated ring and a laminated core chip (hereinafter referred to as the laminated ring of the present invention and the laminated core chip of the present invention) according to the method of the present invention were manufactured. For comparison purposes, an Fe-Si-Al alloy with the same composition of Fe-9.2%Si-5.6%Al was vacuum melted and then centrifugally cast, and the resulting ingot was sliced to a thickness of 100 μm. Then, a ring and a core chip (hereinafter referred to as conventional melting ring and conventional melting core chip) having the same shape as the laminated ring of the present invention and the laminated core chip of the present invention were cut out from this thin slice by electrical discharge machining. Furthermore, for comparison purposes, Fe-9.2%Si was deposited on the surface of 0.3 mm thick non-magnetic stainless steel having the same shape as the laminated ring of the present invention and the laminated core chip of the present invention, using the sputtering method.
A Fe-Si-Al alloy having a composition of -5.6% Al was deposited at a deposition rate of 0.3 μm/hr and a deposition time of 100 hours, and the resulting thickness was approximately 30 μm.
A comparative laminated ring and a comparative laminated core chip were manufactured by polishing the surface of the deposited Fe--Si--Al alloy layer to a thickness of 25 μm. Next, the effective magnetic permeability with respect to frequency was measured for the above three types of rings obtained as a result. The measurement results are shown in FIG. As shown in the figure, it is clear that the laminated ring of the present invention, together with the comparative laminated ring, exhibits superior effective magnetic permeability in the high frequency range of 1 MHz or higher compared to the conventional melting ring. On the other hand, in the comparative laminated ring, it took 100 hours to form an Fe-Si-Al alloy layer with a thickness of approximately 30 μm due to the sputtering method, whereas in the laminated ring of the present invention, the thickness was the same after sintering. Fe- with a thickness of about 50μm
The Si--Al alloy layer can be formed by electrophoresis in an extremely short time of 30 minutes, which makes efficient and economical production possible on an industrial scale. Further, the laminated core chip of the present invention and the comparative laminated core chip were incorporated into a magnetic head for a VTR, and the reproduction output of the head with respect to frequency was measured. The measurement results are shown in FIG. 2, and it is clear that the magnetic head incorporating the laminated core chip of the present invention has superior reproduction output compared to the magnetic head incorporating the comparative laminated core chip. Furthermore, after using the magnetic head incorporating the laminated core chip of the present invention for 10 hours, the amount of wear of the laminated core chip of the present invention is approximately 1/10 that of the conventional melted core chip.
It was only 1/2 of the comparable laminated core chip. As mentioned above, according to this invention, the thickness is 20~
Fe-Si-Al is extremely thin, less than 30μm, and has a dense and uniform microstructure with no microscopic holes or cavities, and has excellent magnetic properties and wear resistance.
A multilayer core chip with a sintered alloy layer can be efficiently produced in an extremely short manufacturing time, at low cost, and the resulting multilayer core chip can be used as a magnetic head for industrial or household VTRs. When incorporated and used, it provides industrially useful effects such as excellent performance over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明積層リング、従来溶解リン
グ、および比較積層リングに関して、周波数に対
する実効透磁率の関係を示した曲線図、第2図
は、本発明積層コアチツプおよび比較積層コアチ
ツプをそれぞれ組込んだ磁気ヘツドに関して、周
波数に対するヘツド再生出力の関係を示した曲線
図である。
Fig. 1 is a curve diagram showing the relationship of effective magnetic permeability to frequency for the laminated ring of the present invention, the conventional melting ring, and the comparative laminated ring. FIG. 2 is a curve diagram showing the relationship between head reproduction output and frequency for a magnetic head.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 所定厚さのセラミツク基板の表面に、1μm
以下の厚さの金属薄膜を蒸着した後、さらにその
上に磁気特性および耐摩耗性のすぐれたFe−Si
−Al系合金粉末を電気泳動法によつて所定厚さ
に付着させ、ついで前記合金粉末を高密度エネル
ギービームの走査により短時間加熱して高密度に
して微細組織の焼結体とし、最終的にこれより積
層コアチツプを切り出す基本工程からなることを
特徴とする磁気ヘツド用積層コアチツプの製造
法。
1. 1 μm on the surface of a ceramic substrate with a predetermined thickness.
After depositing a metal thin film with the following thickness, we further deposit Fe-Si, which has excellent magnetic properties and wear resistance.
-Al-based alloy powder is deposited to a predetermined thickness by electrophoresis, and then the alloy powder is heated for a short time by scanning with a high-density energy beam to make it highly dense and form a sintered body with a fine structure. A method for producing a laminated core chip for a magnetic head, comprising the basic steps of cutting out a laminated core chip.
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