JPS6236283B2

JPS6236283B2 -

Info

Publication number: JPS6236283B2
Application number: JP51045053A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Hirota; Hiroshi Sakakima; Tadahiro Yanagiuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1976-04-20
Publication date: 1987-08-06
Also published as: JPS52128115A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気ヘツドおよびその製造方法、特に
高密度磁気記録を可能にする磁気ヘツドおよびそ
の製造方法に関するものである。近年、磁気記録技術の進歩とともに、高密度磁
気記録のため、記録媒体と磁気ヘツドとの相対速
度がますます大きくなり、また磁気ヘツドの磁気
空隙はますます狭くなつて来ている。そして、記
録媒体と磁気ヘツドとの間の空隙による損失を抑
えるために、記録媒体と磁気ヘツドとの接触圧も
ますます大きくなつている。これらの条件は、磁
気ヘツドの記録媒体との接触による摩耗をより激
しくすることになり、記録媒体と接触する磁気ヘ
ツドを構成する磁性材料としては、電磁気的特性
が優れていることは言うまでもなく、機械的な摩
耗変形の少ないことが非常に強く要望されてい
る。このような目的のために、たとえばフエライ
トが磁気ヘツドの磁心として用いられている。フ
エライトは、高周波において電磁気特性が優れて
いるだけでなく、機械的に硬いため、記録媒体と
の接触による摩望が少ないという特徴をもつてい
る。しかし、飽和磁気能率は、実際に使用するこ
とのできるフエライトではほぼ5500ガウスと低い
ため、狭空隙磁気ヘツドで高抗磁力の記録媒体に
記録するとき、その空隙部が磁気的に飽和するた
め、記録能率が低下したり、記録信号が歪んだり
するという問題がある。またフエライト材を用い
た磁気ヘツドでは、本質的に雑音が多く、良好な
Ｓ／Ｎ比を得るためには限界がある。一方、金属材料たとえばFe−Ni合金は、フエ
ライトに比べて飽和磁気が十分大きく、初透磁率
が非常に高く、かつ薄板の打抜き加工などで容易
に磁心を作製することができるなどの点から、現
在、通常のヘツド用磁心として多く使用されてい
る。また、一般に金属磁性材料は雑音が少なく、
飽和磁気が大きいため、歪が少ないという優れた
利点をもつている。しかし、電気抵抗が低いた
め、高周波損失が大きく、高周波での透磁率の低
下が起こる。これを防ぐには、薄板状の磁心の製
造が必要である。特に、金属材料は、記録媒体と
の接触摩耗変形が非常に大きいという欠点をも
ち、磁気ヘツド用金属材料としてはこれらの点の
改良が鋭意行なわれてきた。たとえば高硬度パー
マロイと呼ばれているFe−Ni合金に、TaやNb，
Moなどを添加した材料が開発され、硬度が通常
の合金の２〜３倍となり、耐摩耗性も改良されて
いる。また本質的に高硬度の特性をもつFe−Al
合金、著しくはFe−Al−Si合金を磁気ヘツドに
応用することも行なわれている。これらの合金
は、フエライトに近い硬度をもつているので、耐
摩耗性もフエライトに比べると劣るもののFe−
Ni系の合金に比べて非常に改良されている。こ
れらの材料は、金属の特質のひとつである展性、
延性をほとんど失つて、フエライトのように硬
く、もろくなるため、磁気ヘツドに製作するため
の機械的加工性が悪くなる。特に、金属材料は、
本質的に電気抵抗が低いため、高周波記録用磁気
ヘツドとしては、渦電流損による磁性劣下を防ぐ
ために、薄板磁性材料が必要となる。しかしFe
−Al合金やFe−Al−Si合金は、このような薄板
を能率よく製造することが困難なものである。以上のように、現在のところ、高密度記録用磁
気ヘツドに適した磁性材料が得られていない。最近、非晶質金属磁性材料の研究がさかんにな
り、本質的に従来の金属磁性材料の特徴である高
飽和磁気、高透磁率特性とともに、高い電気抵抗
率をもち、また、その製法から、本質的に薄板状
で得られるため高周波磁心として有望であること
が報告されている。非晶質金属材料としては、たとえば特開昭49−
91014号公報において、MaYbZc（ただしＭは
Fe，Ni，Cr，Co，Ｖ、ＹはＰ，Ｃ，Ｂ、Ｚは
Al，Si，Sn，Sb，Ge，In，Beの各群からなる。
ａ，ｂおよびｃはそれぞれ約60〜90原子％、約10
〜30原子％、約0.1〜15原子％であり、ａ，ｂお
よびｃの和は100原子％である。）の材料が知られ
ている。これらは抗張力などの機械的性質が優れ
た構造材あるいは耐蝕性構造材などに用いられる
ことが明らかにされている。特にａが69〜84.5原
子％、ｂが0.5〜６原子％、ｃが15〜25原子％の
組成比率の材料が補強材または耐触材として優れ
ていることが述べられている。また、非晶質金属
磁性材料としてはFe，Co，Niとガラス化原子
Ｐ，Ｃ，Ｂ，Siなどを約20原子％含む組成のもの
が、本質的に、通常の結晶質磁性材料と異なつて
結晶磁気異方性のないことから、透磁率が大き
く、抗磁力の小さい優れた材料となることが報告
されている。電気抵抗率も、結晶質金属のそれに
比べて50％以上大きな値であることが知られてい
る。しかも一般に硬度が大きく、たとえば第１表
のような値が報告されている。

【表】

【表】なお、参考までに、結晶質金属ならびに酸化物
磁性材料についての硬度も列記した。この事実か
ら、非晶質金属磁性材料は、磁気ヘツド材料とし
て理想的な材料と考えられる。しかしながら、実
際に高速で運動する記録媒体と接触させた場合
の、材料の摩耗率は、その材料の硬度と比例関係
にはない。第１表では、各種の硬度の磁性材料に
高速で運動する磁気テープを接触させたときの、
単位時間あたりの摩耗量を、フエライトを基準に
して摩耗率として表わしたが、たとえば、試料６
のFe−Co硼化物は、硬度がフエライトの約２倍
であるにもかかわらず、摩耗率がフエライトの20
倍と大きい。また非晶質金属の試料２は、フエラ
イトと同じ硬度を有するにもかかわらず、通常の
Fe−Ni合金（試料３）と同じ摩耗率を示す。す
なわち、従来の非晶質金属磁性体材料は、硬度が
比較的大きいにもかかわらず、磁気ヘツドとして
の耐摩耗性が不十分であり、この点の改良が必要
であつた。しかしながら次の組成： Co_xFe_ySi_zB_w （ただし、0.62＜ｘ＜0.75、0.03＜ｙ＜0.18、
0.06＜ｚ＜0.20、0.05＜ｗ＜0.15、ｘ＋ｙ＋ｚ＋
ｗ＝１）を有し、本質的に非晶質金属からなる磁
性材料は、記録媒体との高速接触時の摩耗がきわ
めて少ない。すなわち、第１表に示したと同一条
件における摩耗率で、ほぼフエライトと同じ値を
示すことがわかつた。すなわち、上記組成の非晶
質磁気材料を用いた磁気ヘツドは、磁気特性に優
れているだけでなく、今まで非晶質磁性材料では
知られていなかつた優れた耐摩耗性を示し、特に
高密度記録用として優れたものであることがわか
つた。特に本質的に非晶質で組成： Co_xFe_ySi_zB_w （ただし、0.68＜ｘ＜0.72、0.03＜ｙ＜0.07、 0.15＜ｚ＜0.20、0.05＜ｗ＜0.10、ｘ＋ｙ＋ｚ＋
ｗ＝１）の磁性材料を用いれば、耐摩耗性、磁気
特性ともに優れた磁気ヘツドを得られることが明
らかになつた。この磁気材料は、少なくとも従来
の磁気ヘツド用としてのFe−Ni合金よりも優れ
た飽和磁気と透磁率を有し、かつ抵抗率がほぼそ
の２倍以上にもなる優れた電磁気特性を有する。
しかも、このためには、組成主としてｘおよびｙ
の値を調節して、実質的に磁歪定数λ_sを零とす
ること、たとえば10^-6以下とするように組成を選
ぶことができる。また、ｚおよびｗは、耐摩耗性
の点から、それぞれ上記範囲にあることが望まし
いこのような材料において、たとえばμｍとして
３×15⁵にもおよぶ値が得られ、Hcも0.008エルス
テツドときわめて小さく、飽和磁気も8000ガウス
以上の値をもつている。特に、上記の組成は、切
断、打ち抜きなどの機械加工によつて磁性がほと
んど劣化しないという点でも、磁気ヘツドの製造
上、非常に重要である。たとえば外部から10Kg／
mm²程度の引張力を加えたとしても、上記の磁性は
ほとんど変らない。また電気抵抗率もほぼ200μ
Ω−cmと大きく、高周波特性も、数10μ以下の薄
板試料が容易に製造できることとあいまつて、従
来の金属に比べて大きな初透磁率を得ることがで
きる。すなわち、これは従来のヘツド用磁心材料
に比べて数倍以上の初透磁率をもつので、磁気ヘ
ツドとして感度がそれだけ優れているものであ
る。特に、従来の結晶質の金属磁性材料と同じよ
うに、この非晶質磁性材料においても、磁気ヘツ
ドに用いた場合の雑音が、フエライト磁気ヘツド
の1/10以下であり、また磁気記録時の信号の歪が
1/3以下となる。この点でも優れた磁気ヘツドを
提供することができる。従来、金属材料で磁気ヘツドを作る場合には、
渦電流損失を少なくし、高周波記録の能率を高め
るために、たとえば100μ程度の薄板を積層して
磁心を形成し、それを所定の間隔、すなわち必要
な磁気空隙の長さを保つて接合して、磁気ヘツド
とする方法が、普通に行なわれている。しかし、
本発明におけるような非晶質合金は、通常、厚み
が50μ以下と薄いため、積層する枚数が多くなる
し、また積層磁心の積層のために、たとえば１μ
のような狭い磁気空隙を正確に作ることがむずか
しくなり、高周波記録再生が困難になるなどの欠
点があつた。本発明の製造方法は、本質的に高周波能率のよ
い非晶質金属薄板を使用して、磁気空隙を正確に
かつ容易に作ることができるものである。本発明は非晶質金属を用いた磁気ヘツドおよび
製造方法にかかるもので、非晶質金属片を磁気ヘ
ツドの磁気空隙と同じ間隔に保つて、貼り合わせ
たものを、磁路を構成するヨーク磁心上に貼り合
わせることを特徴とする。以下、その詳細について、一実施例にもとづい
て説明する。まず、第１図に示すような、厚さが
ほぼ50μ以下、巾が５mm以下の細長い、帯状の非
晶質金属材料１を準備する。この帯状材料を必要
な長さに切断し、厚み方向に垂直な面ａ，a′を平
行に研摩し、厚み方向と長さ方向に平行な面ｂま
たはb′を必要に応じて平滑に研摩する。このよう
にして得られた帯状金属片２，２′を、第２図に
示すように、磁気ヘツドの磁気空隙と同じ間隔Ｌ
に保つて貼り合わせる。このような磁気空隙の形
成は、厚みＬの金属片からなる空隙規定片３をは
さんで２枚の非晶質金属片２，２′を樹脂などで
貼り合わせることでもよいが、金属片２，２′の
側面ｂまたはb′に、真空蒸着スパツタリング法や
電気メツキ法など、適当な方法によつて、硬い物
質たとえばTi，Cr，Ni，Ti−Ni合金、Al₂O₃，
Cr₂O₃，TiO₂、ガラス、あるいはフエライトなど
を、厚みＬとなるように付着させて、空隙規定片
３を形成してから、低温合金はんだを用いて貼り
合わせることが望ましい。ただし、低温合金はん
だの作業温度は、非晶質金属片の結晶化温度以下
であることが望ましい。このようにして磁気ヘツ
ドのチツプ片４を形成したものを、第３図に示す
ような磁路を構成するヨーク５に貼りつける。ヨ
ーク５には、コイル６が巻装されており、チツプ
４を接合する面は、必要に応じて、適当な曲率を
もつ曲面７，７′に磨いておく。場合によつて
は、傾いた平面状であつてもよい。このヨーク５
の曲面７，７′に、第４図に示すように、チツプ
４を接合すると、チツプ４は曲面を構成して彎曲
し、磁気テープと対接するに適した面８を形成す
る。このような彎曲したチツプ４には、本質的に
磁歪定数λ_sの非常に小さい材料、すなわちλ_s≦
５×10^-6を用いることが望ましい。またチツプ４
とヨーク５との接合面積は、なるべく広いことが
望ましいのは言うまでもなく、その接着に際して
は磁気抵抗が小さくなるように接着しなければな
らない。本発明において、非晶質金属片を貼り合わせて
磁気ヘツドのチツプ片を作る際に、非晶質金属片
の貼り合わせ方法によつて、磁気ヘツドの特性が
異なることを見出した。すなわち帯状非晶質金属
片の長さ方向に垂直な面（第１図のｃまたは
c′面）で、所定の間隔Ｌをもつて貼り合わせて磁
気空隙を形成したチツプ片を用いるときと、前述
したようにして貼り合わせたときとでは、同一形
状、寸法の磁気ヘツドにおいて、後者の方が前者
に比べて、平均してほぼ30％出力が大きい。この
事実は、本発明の磁気ヘツドのようにチツプとヨ
ークとを貼り合せた場合でも、また非晶質金属片
のみで磁気ヘツドを構成した場合にも確認され
た。このようにして構成されたヘツドは、必要に応
じて非晶質金属の結晶化温度において焼鈍する。
かかる焼鈍により、磁気ヘツドとしての特性、特
に再生感度を大きく向上させることができる。こ
のような特性の向上は、焼鈍の際にコイルに電流
を流すことによつて、一層効果的となる。勿論、
焼鈍のための熱処理をするには、前記の貼り合わ
せや接合に用いた樹脂あるいははんだが熱変形し
ない温度範囲ですることが必要である。またコイ
ルを施しておいた場合には、それが変質しない条
件下で処理しなければならない。実際には、100
〜400℃の範囲内の温度、好ましくは150〜300℃
の範囲内の温度であればよい。本発明において、磁気ヘツドのヨークを構成す
る材料としては、高周波損失の少ない透磁率の大
きな材料が有用で、たとえばパーマロイなどの薄
板を積層したものが用いられる。ただ、製造の容
易さや特性の面から、フエライトを用いるとよ
い。他の有効な方法として、第５図に示すよう
に、非晶質金属片１１を環状に巻いて磁心を作
り、これを平面もしくは傾いた面で切断する。か
かる方法によつて空隙１２を有する非晶質金属ヨ
ーク１３を構成することができる。このヨーク１
３の切断面に、第２図のチツプ４を接合すること
によつて、磁気ヘツドを構成すればよい。本発明の方法は、複数個の磁気ヘツドから構成
される多素子ヘツドの製造にも適用することがで
きる。すなわち、非晶質金属からなる磁気ヘツド
チツプ４を、第６図に示すような２対以上の脚２
１を有するヨーク２２に、第７図に示すように、
接合したものを、各磁気ヘツドの記録巾に相当す
る部分を残して切断し、切断部分に非磁性体から
なる間隙片２３を挿入して接着する。間隙片２３
は磁気テープとの接触摺動に対して摩耗の少ない
材質を選ばなければならない。たとえばAl₂O₃や
非磁性フエライト、ガラスなどが用い得る。次に
破線２３で示される面で切断してふたつのヘツド
に分離することによつて多素子磁気ヘツドを構成
することができる。上記の方法によつて、多素子磁気ヘツドを構成
するに際し、ヨークに貼り合せたチツプ４を所定
の部分を残して切断する方法として、最も適当な
方法は、非晶質金属片の切断すべき部分を、電熱
線やレーザービーム照射などの方法により、選択
的に加熱し、局部的に結晶化温度より高くすれば
よい。この方法によつて、部分的に結晶化させる
と、この部分は非常に小さな透磁率を示すように
なる。このようにして、機械的に切断することな
く、磁気的に、ヘツド素子間を分離することがで
きる。しかもこの際間隙片を別に挿入接着するこ
とを要しないから、製造が簡単である。しかし、
ヘツド素子間の分離がこの方法で不十分であると
きには、非晶質金属を切断するに要する外力に比
べて小さな外力を結晶化部分に加えれば、結晶化
部分と非晶質部分とを分離することができるの
で、このような方法を用いて切断することは、他
の切断方法に比べて高い性能の磁気ヘツドを得る
のに適している。また、非晶質部分に外力を加え
ることなく切断するには、除去すべき部分を局所
的に化学腐触する。非晶質合金は、一般には耐触
性がよく化学腐触しにくいものであるが、たとえ
ばCo−Fe−Si−Ｂ系の磁性非晶質合金において
は、第２塩化鉄による化学腐触が有効である。以
下、具体例をあげて説明する。ほぼ70原子％Co、５原子％Fe、15原子％Si、
および10原子％Ｂの組成の、厚み35μ、巾２mmの
帯状非晶質合金を作つた。この材料の磁気的、物
理的性質は第２表および第３表に示すとおりであ
る。この材料の電気抵抗は180μΩ−cmであり、従
来のヘツド用合金、たとえばFe−Ni合金（55μ
Ω−cm）やFe−Al−Si合金（85μΩ−cm）に比
べて、２〜３倍と大きい。またこの帯状試料から
８cmの長さのものをとり出して、長さ方向に引張
りながらＢ−Ｈ曲線を測定したところ、形状はほ
とんど変化しないので、磁歪定数λ_sはほぼ零で
あつた。

【表】

【表】以上のような非晶質金属帯を適当な長さに切断
してふたつの金属片を作り、その面を平滑として
から、ふたつの金属片を第１図ｂまたはb′面で接
合し、磁気ギヤツプを作る。金属片のｂまたは
b′面を平滑に研摩したのち、スパツタリングでこ
の面に1.5μ厚のTiを付着させたものを対接さ
せ、低融点はんだで貼り合わせて1.5μの磁気ギ
ヤツプをもつチツプを作つた。一方、Mn−Znフ
エライトからなる第３図に示すようなヨーク磁心
を作り、接合面を鏡面に仕上げてから、ヨーク磁
心にコイルを施し、さらにこのヨークと上記チツ
プとを接合し、第４図のような磁気ヘツドを作つ
た。第４表に、この磁気ヘツドの特性とフエライト
ヘツドおよびパーマロイ（Fe−Ni合金）ヘツド
の比較の一例を示す。

【表】要な信号電流
上記の特性からわかるように、非晶質金属磁気
ヘツドは、フエライト磁気ヘツドの特徴と、パー
マロイヘツドの特徴とを兼ね備えた、優れた特性
の磁気ヘツドと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は本発明
にかかる磁気ヘツドの一実施例を説明するための
図である。第５図は同じく他の実施例を説明する
ための図、第６図および第７図はさらに他の実施
例を説明するための図である。１……非晶質金属材料、２，２′……非晶質金
属片、３……空隙規定片、４……磁気ヘツドのチ
ツプ片、５……ヨーク、６……コイル、７，７′
……脚の曲面、１１……非晶質金属帯、１２……
空隙、１３……ヨーク、２１……脚、２２……ヨ
ーク、２３……間隙片。

Claims

【特許請求の範囲】１非晶質金属片を、磁気空隙を形成するよう、
所定の間隔をもつて一体化した部材を、ヨークを
構成する、コイルの施された磁心に貼り合わせて
一体化することにより、磁気記録媒体との摺接部
分を構成するとともに、前記部材を構成する非晶
質金属は、Co_xFe_ySi_zB_w（ただし、0.62＜ｘ＜
0.75、0.03＜ｙ＜0.18、0.06＜ｚ＜0.20、0.05＜ｗ
＜0.15、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１）なる組成を有する
磁気ヘツドにおいて、磁気空隙を有する部材の磁
気空隙面が非晶質金属片の厚さ方向と長さ方向に
平行な面で形成されている事を特徴とする磁気ヘ
ツド。２磁歪定数が５×10^-6以下で、Co_xFe_ySi_zB_w
（ただし、0.62＜ｘ＜0.75、0.03＜ｙ＜0.18、0.06
＜ｚ＜0.20、0.05＜ｗ＜0.15、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝
１）なる組成を有する非晶質金属片を磁気空隙を
形成するよう、所定の間隙を保つて貼り合わせた
部材を、ヨークを構成する磁心上に貼り合わせる
際、前記部材を所定の形状に彎曲させて磁気記録
媒体との摺接部分を形成することを特徴とする磁
気ヘツドの製造方法。３磁歪定数が５×10^-6以下で、Co_xFe_ySi_zB_w
（ただし、0.62＜ｘ＜0.75、0.03＜ｙ＜0.18、0.06
＜ｚ＜0.20、0.05＜ｗ＜0.15、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝
１）なる組成を有する非晶質金属片を磁気空隙を
形成するよう所定の間隔を保つて貼り合わせた部
材を、複数対の脚を有し、ヨークを構成する磁心
上に貼りつけてから、前記部材の、少なくとも磁
気ヘツドの記録巾に相当する部分以外の部分を、
局所的に前記部材を構成する非晶化温度以上に加
熱し、結晶化させて、非磁性化することを特徴と
する磁気ヘツドの製造方法。