JPS6271015A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents
薄膜磁気ヘツドInfo
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- JPS6271015A JPS6271015A JP20870785A JP20870785A JPS6271015A JP S6271015 A JPS6271015 A JP S6271015A JP 20870785 A JP20870785 A JP 20870785A JP 20870785 A JP20870785 A JP 20870785A JP S6271015 A JPS6271015 A JP S6271015A
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- magnetic
- film
- weight
- thin film
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は薄膜磁気ヘッドに係り、特に磁気ディスク装置
に使用するのに好適な薄膜磁気ヘッドに関する。
に使用するのに好適な薄膜磁気ヘッドに関する。
本発明は特に磁気コアに特徴を有する。
槌来、薄膜磁気ヘッド用の磁気コア材には約80重量%
のニッケルと20重量%の鉄との2元合金であるパーマ
ロイが使用されている。例えば特開昭60−10410
号公報参照、この材料は、磁歪定数がほぼ零付近であり
、且つ高周波領域での透磁率が高いことから、この磁気
コア材を使用した薄膜磁気ヘッドは読み出し性能がすぐ
れる。
のニッケルと20重量%の鉄との2元合金であるパーマ
ロイが使用されている。例えば特開昭60−10410
号公報参照、この材料は、磁歪定数がほぼ零付近であり
、且つ高周波領域での透磁率が高いことから、この磁気
コア材を使用した薄膜磁気ヘッドは読み出し性能がすぐ
れる。
しかしながら、バーマローは飽和磁束密度が約1テスラ
と低いためパーマロイの磁気コアを使用した薄膜磁気ヘ
ッドは書き込み性能が劣る。具体的に云うと、磁気ディ
スク装置においては、高記録密度化の観点から記録媒体
の材料として保磁力の高い材料を用いる傾向にあり、パ
ーマロイの磁気コアを有する薄膜磁気ヘッドは、保磁力
の高い記録媒体に対する書き込み性能が劣る。
と低いためパーマロイの磁気コアを使用した薄膜磁気ヘ
ッドは書き込み性能が劣る。具体的に云うと、磁気ディ
スク装置においては、高記録密度化の観点から記録媒体
の材料として保磁力の高い材料を用いる傾向にあり、パ
ーマロイの磁気コアを有する薄膜磁気ヘッドは、保磁力
の高い記録媒体に対する書き込み性能が劣る。
[発明の目的〕
本発明の目的は、磁歪定数が零付近であり、高透磁率を
有し、飽和磁束密度がパーマロイよりも高い磁気コアに
備え、従って読み出し性能および書き込み性能がいずれ
もすぐれている薄膜磁気ヘッドを提供するにある。
有し、飽和磁束密度がパーマロイよりも高い磁気コアに
備え、従って読み出し性能および書き込み性能がいずれ
もすぐれている薄膜磁気ヘッドを提供するにある。
本発明は、下部磁性膜と下部磁性に上に形成され一端が
下部磁性膜の一端に接し、他端が下部磁性膜の他端に磁
気ギャップを介して対向し、これ(よって下部磁性膜と
共に一部に磁気ギャップを有する磁気回路を形成する上
部磁性膜と、両磁性膜間を通り磁気回路と交差する所定
巻回数のコイルを形成する導体コイルとを具備した薄膜
磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜が
コバルト(Co)62〜95重量%、ニッケル(%i)
3〜30および鉄(Fe)2〜8重量%よりなるコバル
ト合金を少なくとも97重量%含むN膜から成り、且つ
面心立方晶を有する結晶構造を有し、しかも膜の厚さ方
向に所定の厚さの層ごとに一軸異方性が交互に直角方向
に付与されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッドであ
る。
下部磁性膜の一端に接し、他端が下部磁性膜の他端に磁
気ギャップを介して対向し、これ(よって下部磁性膜と
共に一部に磁気ギャップを有する磁気回路を形成する上
部磁性膜と、両磁性膜間を通り磁気回路と交差する所定
巻回数のコイルを形成する導体コイルとを具備した薄膜
磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜が
コバルト(Co)62〜95重量%、ニッケル(%i)
3〜30および鉄(Fe)2〜8重量%よりなるコバル
ト合金を少なくとも97重量%含むN膜から成り、且つ
面心立方晶を有する結晶構造を有し、しかも膜の厚さ方
向に所定の厚さの層ごとに一軸異方性が交互に直角方向
に付与されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッドであ
る。
磁気記録の高記録密度化に対応できるM膜磁気t、ラド
用コア材料の特性としてはパーマロイ薄膜並みの磁気特
性即ち異方性磁界2〜5エルステッド、極め1小さい磁
歪定数即ち+2X10−6〜−2X10−8.1エルス
テッド以下の保磁力を有し、飽和磁束密度がパーマロイ
薄膜の1テスラに比べて少なくても1.3テスラ以上で
あることが必要である。
用コア材料の特性としてはパーマロイ薄膜並みの磁気特
性即ち異方性磁界2〜5エルステッド、極め1小さい磁
歪定数即ち+2X10−6〜−2X10−8.1エルス
テッド以下の保磁力を有し、飽和磁束密度がパーマロイ
薄膜の1テスラに比べて少なくても1.3テスラ以上で
あることが必要である。
本発明者は、Co −N i −F /! 3元合金バ
ルク材は飽和磁束密度が高く、磁歪定数がほぼ零付近に
あることに着目し、異方性磁界をパーマロイ薄膜並みに
小さくするための膜構成と膜1組成範囲を検討して、本
発明を導き出した。
ルク材は飽和磁束密度が高く、磁歪定数がほぼ零付近に
あることに着目し、異方性磁界をパーマロイ薄膜並みに
小さくするための膜構成と膜1組成範囲を検討して、本
発明を導き出した。
Co−Ni−Fe合金に関する先行技術として、ボゾー
ス(Bozorth )著、パン ノストランド(Va
nNostrand)社刊、「フエロマグネテイズム」
(Ferro+cagnetis+o)第4刷t165
頁には、磁歪定数が零近くになる組成すなわちN i、
: 0〜80重量%、Co:0〜90重量%およびF
e:O〜20重量%の組成範囲内では飽和磁束密度がパ
ーマロイより大きくなることが記載されている。アイ
イー イー イー トランスアクションズオン マグネ
ティックス第19巻 1983年 第L 31〜1.3
5頁(IEEE Tracsactions onMa
gnetj−cs、 Vol、 MAG −19、19
83,p p 。
ス(Bozorth )著、パン ノストランド(Va
nNostrand)社刊、「フエロマグネテイズム」
(Ferro+cagnetis+o)第4刷t165
頁には、磁歪定数が零近くになる組成すなわちN i、
: 0〜80重量%、Co:0〜90重量%およびF
e:O〜20重量%の組成範囲内では飽和磁束密度がパ
ーマロイより大きくなることが記載されている。アイ
イー イー イー トランスアクションズオン マグネ
ティックス第19巻 1983年 第L 31〜1.3
5頁(IEEE Tracsactions onMa
gnetj−cs、 Vol、 MAG −19、19
83,p p 。
131〜135)にはCo基合金膜を作製した後、回転
磁界中で熱処理を施すことにより透磁率を高めることが
できることが記載されている。しかし。
磁界中で熱処理を施すことにより透磁率を高めることが
できることが記載されている。しかし。
これらの先行技術は、非晶質のCo基合金膜について示
唆しているが、結晶質の合金膜について回転磁界中での
熱処理効果についてはなんら開示されていない。
唆しているが、結晶質の合金膜について回転磁界中での
熱処理効果についてはなんら開示されていない。
本発明の磁気ヘッドにおける上部磁性膜および下部磁性
膜は、基板面に平行に互に直交する方向に所定の周波数
で交互に磁界を印加しながら基板上にCo−Ni−Fe
3元合金を堆積すること即ち直交スイッチング磁界中で
磁性膜を形成することにより製造される。周波数は1〜
10 Hzが好まし・く、外部磁界の強さは30〜60
0eが好ましい。
膜は、基板面に平行に互に直交する方向に所定の周波数
で交互に磁界を印加しながら基板上にCo−Ni−Fe
3元合金を堆積すること即ち直交スイッチング磁界中で
磁性膜を形成することにより製造される。周波数は1〜
10 Hzが好まし・く、外部磁界の強さは30〜60
0eが好ましい。
なお、直交スイッチング磁界中で磁性膜を製造する方法
をパーマロイ蒸着膜に適用すると、かえって異方性分散
が大きくなり保磁力を増大させる原因となりq膜磁気ヘ
ッドの磁気コア用としては好ましくない、つまりパーマ
ロイ薄膜に直交スイッチング磁界を適用することは逆効
果となる。
をパーマロイ蒸着膜に適用すると、かえって異方性分散
が大きくなり保磁力を増大させる原因となりq膜磁気ヘ
ッドの磁気コア用としては好ましくない、つまりパーマ
ロイ薄膜に直交スイッチング磁界を適用することは逆効
果となる。
G o −N i −I? e 3元系合金薄膜の組成
範囲を限定した理由は、Coは62重量%より少ないと
飽和磁束密度が1.3テスラ以下となり高飽和磁束密度
としての性能を発揮せずまた95重量%よりも多くなる
と保磁力が大きくなり高透磁率化が期待できないaCo
の下限量は72重量%以上とすることが好ましい。
範囲を限定した理由は、Coは62重量%より少ないと
飽和磁束密度が1.3テスラ以下となり高飽和磁束密度
としての性能を発揮せずまた95重量%よりも多くなる
と保磁力が大きくなり高透磁率化が期待できないaCo
の下限量は72重量%以上とすることが好ましい。
NiはCoと相俟って飽和磁束密度に関係し。
30重量%より多くなると1.3テスラ以下となり、3
重量%よりも少なくなると磁歪定数が正側に移行し+2
.OX 10−’より高くなるs N zの下限量は1
2重量%とじ、上限量は22重量%とすることが特に好
ましいe F eは磁歪定数に最も大きく影響し、Co
及びNiを上記の範囲内に収め高飽和磁束密度を確保し
た上で、2重量%より少ないと磁歪定数は一2X10−
’より低く負側に大きくずれ、8重量%より多くなると
+2×10−6より高くなり正側に大きくずれてくるた
めである。
重量%よりも少なくなると磁歪定数が正側に移行し+2
.OX 10−’より高くなるs N zの下限量は1
2重量%とじ、上限量は22重量%とすることが特に好
ましいe F eは磁歪定数に最も大きく影響し、Co
及びNiを上記の範囲内に収め高飽和磁束密度を確保し
た上で、2重量%より少ないと磁歪定数は一2X10−
’より低く負側に大きくずれ、8重量%より多くなると
+2×10−6より高くなり正側に大きくずれてくるた
めである。
以上の理由から、Co−Ni−Fe合金の組成は、Co
62〜95重量%、Ni3〜30重量%およびF e2
.〜8重量%とする。Co−Ni−Fe合金の好適な組
成は、Ni12〜22重量%。
62〜95重量%、Ni3〜30重量%およびF e2
.〜8重量%とする。Co−Ni−Fe合金の好適な組
成は、Ni12〜22重量%。
Fe2〜8重量%、残部72重量%以上のCoよりなる
、 本発明の1#膜磁気ヘツドにおける上部磁性膜及び下i
f磁性膜Co−Ni−Feのほかに少量の第4成勿を含
むことができる。第4成分としては、ボロン(B)、−
1’ンジウム(In)、アンチモン(Sb)、ビスマス
(Bi)の少なくとも1種が好適である。第4成分の含
有量は合計で3重量%を超えないこととする。第4成分
を含有する場合に実効のある量は、合計で0.05重量
%以上である。従って、第4成分を含有するときは、合
計で0.05〜3重量%の範囲とする。
、 本発明の1#膜磁気ヘツドにおける上部磁性膜及び下i
f磁性膜Co−Ni−Feのほかに少量の第4成勿を含
むことができる。第4成分としては、ボロン(B)、−
1’ンジウム(In)、アンチモン(Sb)、ビスマス
(Bi)の少なくとも1種が好適である。第4成分の含
有量は合計で3重量%を超えないこととする。第4成分
を含有する場合に実効のある量は、合計で0.05重量
%以上である。従って、第4成分を含有するときは、合
計で0.05〜3重量%の範囲とする。
Co−Ni−Fe合金にBを添加することにより、保磁
力を更に低下することができ、薄膜磁気ヘッドの読み出
し性能を高めることができる。Bの含有量は0.05〜
0.5重量%とすることが望ましい。B量が0.05重
量%未満であると保磁力の低減効果が少なく、0.5重
量%よりも大であると膜質が悪くなる。
力を更に低下することができ、薄膜磁気ヘッドの読み出
し性能を高めることができる。Bの含有量は0.05〜
0.5重量%とすることが望ましい。B量が0.05重
量%未満であると保磁力の低減効果が少なく、0.5重
量%よりも大であると膜質が悪くなる。
第4成分としてのIn、Sb、Biの少なくとも1つは
、Co−Ni−Fe合金薄膜の耐熱性を高め、効果があ
る。いずれにしても、第4成分はベースのCtr N
i Fe合金にrIB溶せず、結晶粒界に析出するも
のから選ばれる〆きである。メースのCo −N i
−F e合金に第4成分が固溶すると、磁歪定数、飽和
磁束密度、保磁力等に大きな変動が生じる結果となり、
よくない。
、Co−Ni−Fe合金薄膜の耐熱性を高め、効果があ
る。いずれにしても、第4成分はベースのCtr N
i Fe合金にrIB溶せず、結晶粒界に析出するも
のから選ばれる〆きである。メースのCo −N i
−F e合金に第4成分が固溶すると、磁歪定数、飽和
磁束密度、保磁力等に大きな変動が生じる結果となり、
よくない。
本発明に係るCo−Ni−Fe3元合金薄膜は、めっき
により基板とに堆積させて作るこが望ましい。
により基板とに堆積させて作るこが望ましい。
めっきによる最も好適な方法は、3〜20g/QのCo
イオン濃度、10〜30 g / QのNiイオン濃度
、 0.2〜1.0 g/ 9.のFeイオン濃度。
イオン濃度、10〜30 g / QのNiイオン濃度
、 0.2〜1.0 g/ 9.のFeイオン濃度。
2.5〜3.5のpHを有し、20〜35℃の温度に保
持されためつき浴を使用し、6−・30mA/dのめつ
き電流密度で電気めっきを施し、めっきの間中にめっき
面で互に直交する方向に所定の周波数で外部磁界を交互
に印加しながらめっきすることである。
持されためつき浴を使用し、6−・30mA/dのめつ
き電流密度で電気めっきを施し、めっきの間中にめっき
面で互に直交する方向に所定の周波数で外部磁界を交互
に印加しながらめっきすることである。
本発明の実施に当っては、主としてめっき法による堆積
方法が採用された。Co源には水和された硫酸コバルト
を20〜70g/fi、Ni源には水和された塩化ニッ
ケルあるいは水和された硫酸ニッケル及びそ九らの共存
で10〜90 g / (l及びFe源には水和された
硫酸第一鉄を1〜5g10の濃度のものが吏用された。
方法が採用された。Co源には水和された硫酸コバルト
を20〜70g/fi、Ni源には水和された塩化ニッ
ケルあるいは水和された硫酸ニッケル及びそ九らの共存
で10〜90 g / (l及びFe源には水和された
硫酸第一鉄を1〜5g10の濃度のものが吏用された。
その他、めっき中のpH4!衝剤として適量の硼酸、め
っき膜の応力緩和剤として適量のサッカリンナトリウム
及び界面活性剤として適量のラウリル硫酸ナトリウムが
添加された。
っき膜の応力緩和剤として適量のサッカリンナトリウム
及び界面活性剤として適量のラウリル硫酸ナトリウムが
添加された。
めっき浴の温度は25〜35℃に設定され、めっき電流
密度は10〜30mA/cxlに変化された。
密度は10〜30mA/cxlに変化された。
pIIは2.5〜3.5に設定された。
また、G o −N i −F e 3元系薄膜はめっ
きの間中基板を挾んで平行に互に直交するように設置さ
れたヘルムホルツコイルにより1〜10 Hzの繰返し
周波数によりそれぞれ300e〜600eの直交スイッ
チング磁界が印加された。
きの間中基板を挾んで平行に互に直交するように設置さ
れたヘルムホルツコイルにより1〜10 Hzの繰返し
周波数によりそれぞれ300e〜600eの直交スイッ
チング磁界が印加された。
このような1wnの条件下でめっきされたCo−N i
−F e 3元系合金薄膜は一軸異方性を示し。
−F e 3元系合金薄膜は一軸異方性を示し。
その異方性磁界は100 e以下と良好な磁性薄膜ta
:得ることができた。
:得ることができた。
ところで、めっきに際し、他の外部磁界下及び一方向の
外部磁界下では一軸異方性を有する膜を得ることは可能
であるが、異方性磁界が200e以上と大きくなり好ま
しくない0本発明のようにめっき膜堆積用の基板上に直
交する方向に互に所定の周波数で繰り返して外部磁界を
印加すると、−軸異方性を示すと共に、異方性磁界の小
さな磁性7It膜を得ることができる。さらに、繰り返
し周波数及び直交するX−Y方向の磁界印加時間の比ε と適当に選ぶことによって磁性膜の異方性磁界を100
e以下にすることができる。
外部磁界下では一軸異方性を有する膜を得ることは可能
であるが、異方性磁界が200e以上と大きくなり好ま
しくない0本発明のようにめっき膜堆積用の基板上に直
交する方向に互に所定の周波数で繰り返して外部磁界を
印加すると、−軸異方性を示すと共に、異方性磁界の小
さな磁性7It膜を得ることができる。さらに、繰り返
し周波数及び直交するX−Y方向の磁界印加時間の比ε と適当に選ぶことによって磁性膜の異方性磁界を100
e以下にすることができる。
実施例−1
基板は通常のガラス基板であり、寸法は直径3インチ、
厚さ0.5+mである。まず基板をトリクレンの煮沸超
音波洗浄により十分洗浄したあとに。
厚さ0.5+mである。まず基板をトリクレンの煮沸超
音波洗浄により十分洗浄したあとに。
0.1μm1gさのパーマロイがスパッタリング法ある
いは真空蒸着法により施され、めっき用の下地基板とし
た。
いは真空蒸着法により施され、めっき用の下地基板とし
た。
下地膜を施した基板はめつき槽中の治具に取付けられ、
WIは次のような組成のG o −N i −F e電
気めっき浴で濶され循環、撹拌された。
WIは次のような組成のG o −N i −F e電
気めっき浴で濶され循環、撹拌された。
Co50a・ 7HzO:4!l、g/QNiCQz・
6:(20: 60g/QNi SOa・6HzO:
25g/QFeSO4・7HzO: 2.Og/Q硼
酸 :25g/Qサッカリンナトリウ
ム :1.5g/Qラウリル硫酸ナトリウム:0.15
g/Q陽極(Ni)と陰極(基板)との間に17mA/
−に制御されためつき電流が流された。浴温は30℃、
PHは3.0 に制御された。めっきの間中繰り返し周
波数5Hz、X方向(磁化容易軸方向)及びY方向(磁
化容易軸方向)の印加磁界300e、X方向とY方向の
繰り返しのパルス幅比を6:4の比率の直交スイッチン
グ磁界が印加された。
6:(20: 60g/QNi SOa・6HzO:
25g/QFeSO4・7HzO: 2.Og/Q硼
酸 :25g/Qサッカリンナトリウ
ム :1.5g/Qラウリル硫酸ナトリウム:0.15
g/Q陽極(Ni)と陰極(基板)との間に17mA/
−に制御されためつき電流が流された。浴温は30℃、
PHは3.0 に制御された。めっきの間中繰り返し周
波数5Hz、X方向(磁化容易軸方向)及びY方向(磁
化容易軸方向)の印加磁界300e、X方向とY方向の
繰り返しのパルス幅比を6:4の比率の直交スイッチン
グ磁界が印加された。
なE、比較のために直交スイッチング磁界でな〈従来適
用されている一方向の磁界中でめっきした膜についても
評価した。膜厚は1.5μmであった。
用されている一方向の磁界中でめっきした膜についても
評価した。膜厚は1.5μmであった。
このようにして得られた本発明の磁性薄膜及び従来の方
法でめっきされた磁性薄膜のB−H曲線を第2図及び第
3図に示す。第2.3図において100は磁化容易軸方
向のB−H曲線、200は磁化困難軸方向のB−H曲線
を示す。また、その他の磁気特性および膜組成は第1表
に示す通りでちる。
法でめっきされた磁性薄膜のB−H曲線を第2図及び第
3図に示す。第2.3図において100は磁化容易軸方
向のB−H曲線、200は磁化困難軸方向のB−H曲線
を示す。また、その他の磁気特性および膜組成は第1表
に示す通りでちる。
第 1 表
以上の結果から明らかなように、本発明による磁性薄膜
は一軸異方性を示すと共に、異方性磁界が小さく、その
上、飽和磁束密度が1,5 テスラと非常に高〈従来の
2元系パーマロイに比べ1.5倍にも達している。また
、比較例による磁性薄膜では飽和磁束密度は同じ1.5
テスラを示すが異方性磁界は約200eと本発明による
磁性薄膜の値に比べ約3倍と大きくなることがわかった
一実施例−2 実施例−1で示した基板を同じめっき槽に取付は下記に
示すCo −N 5.− F e電資めつき浴中に浸し
た。浴の循環、撹拌の中で電気めっきを施した。
は一軸異方性を示すと共に、異方性磁界が小さく、その
上、飽和磁束密度が1,5 テスラと非常に高〈従来の
2元系パーマロイに比べ1.5倍にも達している。また
、比較例による磁性薄膜では飽和磁束密度は同じ1.5
テスラを示すが異方性磁界は約200eと本発明による
磁性薄膜の値に比べ約3倍と大きくなることがわかった
一実施例−2 実施例−1で示した基板を同じめっき槽に取付は下記に
示すCo −N 5.− F e電資めつき浴中に浸し
た。浴の循環、撹拌の中で電気めっきを施した。
Co50a・7Hp、O: 35g/QNiCQa・6
HISO: 85 g/ QFeSOa・6HzO:
2.Og/Q硼 酸 :25g/Ωサ
ッカリンナトリウム :1.5g/Qラウリル硫酸すI
・リウム:0.1g/n陽極(Ni)と陰極(基板)と
の間に10mA/−に制御されためつき電流が流された
。浴温は30℃、pHは3.0 に制御された。めっき
の間中繰返し周波数IHz、X方向及びY方向の印加磁
界45o8、X方向とY方向の繰返しのパルス幅比を5
:5の比率の直交スイッチング磁界が印加された。膜厚
は2.5μmであった。このように。て得られた本発明
の磁性膜のB −H曲線は第2図とほぼ同じ形であり異
方性磁界は90 a、磁化困難軸方向の保磁力は0.9
0e であった、その他の磁気特性及び膜組成を第2表
に示す。
HISO: 85 g/ QFeSOa・6HzO:
2.Og/Q硼 酸 :25g/Ωサ
ッカリンナトリウム :1.5g/Qラウリル硫酸すI
・リウム:0.1g/n陽極(Ni)と陰極(基板)と
の間に10mA/−に制御されためつき電流が流された
。浴温は30℃、pHは3.0 に制御された。めっき
の間中繰返し周波数IHz、X方向及びY方向の印加磁
界45o8、X方向とY方向の繰返しのパルス幅比を5
:5の比率の直交スイッチング磁界が印加された。膜厚
は2.5μmであった。このように。て得られた本発明
の磁性膜のB −H曲線は第2図とほぼ同じ形であり異
方性磁界は90 a、磁化困難軸方向の保磁力は0.9
0e であった、その他の磁気特性及び膜組成を第2表
に示す。
表 2 表
実施側−3
実施側−1で示したものと同様の基板をめっき槽中の治
具に取り付は下記に示すCo−Ni−「e電気めっき浴
中に浸した。浴の循環、撹拌を行った中で電気めっきを
施した。
具に取り付は下記に示すCo−Ni−「e電気めっき浴
中に浸した。浴の循環、撹拌を行った中で電気めっきを
施した。
Co50a・7H20: 55g/Q
N i CI2z・6H20:60g/QNiSOa・
6HzO:25g/A FeSO4・ 7I(zo : 2.5g/f
l硼 酸 :25g/Qサッカリンナ
トリウム :1.5g/Jラウリル硫酸ナトリウム:0
.1g/Q陽極(Ni)と陰極(基板)との間に15m
A/dに制御されためつき電流が流された。浴温は30
℃、pHは3.0 に制御された。めっきの間中繰返し
周波数3Hz、X方向及びY方向の印加磁界400e、
X方向とY方向の繰返し周波数のパルス轢比を6=4の
比率の直交スイッチング磁界が印加された。膜厚は1.
5μmであった。
6HzO:25g/A FeSO4・ 7I(zo : 2.5g/f
l硼 酸 :25g/Qサッカリンナ
トリウム :1.5g/Jラウリル硫酸ナトリウム:0
.1g/Q陽極(Ni)と陰極(基板)との間に15m
A/dに制御されためつき電流が流された。浴温は30
℃、pHは3.0 に制御された。めっきの間中繰返し
周波数3Hz、X方向及びY方向の印加磁界400e、
X方向とY方向の繰返し周波数のパルス轢比を6=4の
比率の直交スイッチング磁界が印加された。膜厚は1.
5μmであった。
このよっにして得られた本発明の磁性膜のB−λ
H曲線は第1図に示したものとほぼ同じ形であり異方性
磁界60e、困難軸方向の保磁力は10eであった。磁
気特性をまとめて第3表に示す。
磁界60e、困難軸方向の保磁力は10eであった。磁
気特性をまとめて第3表に示す。
第3表
以上の結果η1ら明らかなように、本発明による磁性薄
膜は一軸異方性を示すと共に、異方性磁界が/I\さく
、かつ、飽和磁束密度が1.5テスラ以上と高いために
高透磁率化が期待できる。これに対し一方向の磁界中で
めっきを施した磁性膜は異方性磁界が約3倍以上と大き
いために透磁率が低く薄膜磁気ヘッド等の素子とし・た
場合読み出し電工が不十分であった。
膜は一軸異方性を示すと共に、異方性磁界が/I\さく
、かつ、飽和磁束密度が1.5テスラ以上と高いために
高透磁率化が期待できる。これに対し一方向の磁界中で
めっきを施した磁性膜は異方性磁界が約3倍以上と大き
いために透磁率が低く薄膜磁気ヘッド等の素子とし・た
場合読み出し電工が不十分であった。
実施例−4
表面を十分に研磨・洗浄したセラミック基板1の上にめ
;きを施すための下地膜としてのパーマロイ薄膜2(約
0.1μr、1) をスパッタリング法により施し、
それを陰極としでCoS O4・71hOを70g/Q
、N1CQz・6HzOを88 g/ Q 、 res
Oa ”7H20を2.65g/l を主成分とする
めつき洛中に浸漬し、pHが3.0.浴温30℃に保持
し、Niを陽極とした浴槽で電流密度17mA/ciで
厚さ1.5 pm の82.2Co−13,4Ni−4
,4Fs (いずれも重量%)の高飽和磁束密度を示す
下部磁性膜3を基板全面にめっきする。次いでめつき膜
は下地膜と共にイオンシリング法あるいはウェットエツ
チング法等によ、り所定の磁気コア形状にパターニング
する。次いで、順次薄膜技術によりAQxOs等のギャ
ップ材4.有機絶縁層5.導体コイル6、更に有機絶縁
5′を堆積すると共にイオンシリングあるいはウェット
エツチングにより所定形状に仕上げる。その上に下部磁
性膜3と同じように下地膜2′をスパッタリング法によ
り施し、その上に同一めっき浴及び条件により約2μm
の厚さの高飽和磁束密度材料(82,2Co −13、
4N i −4、4F e )で構成された上部磁性1
1!#!7をめっきする。同様にイオンシリングあるい
はウェットエツチング法等により磁気コア形状にパター
ニングする。その後、基板全面にAM2C)、等の絶縁
膜をスパッタリング°法により施し保2I膜8とする。
;きを施すための下地膜としてのパーマロイ薄膜2(約
0.1μr、1) をスパッタリング法により施し、
それを陰極としでCoS O4・71hOを70g/Q
、N1CQz・6HzOを88 g/ Q 、 res
Oa ”7H20を2.65g/l を主成分とする
めつき洛中に浸漬し、pHが3.0.浴温30℃に保持
し、Niを陽極とした浴槽で電流密度17mA/ciで
厚さ1.5 pm の82.2Co−13,4Ni−4
,4Fs (いずれも重量%)の高飽和磁束密度を示す
下部磁性膜3を基板全面にめっきする。次いでめつき膜
は下地膜と共にイオンシリング法あるいはウェットエツ
チング法等によ、り所定の磁気コア形状にパターニング
する。次いで、順次薄膜技術によりAQxOs等のギャ
ップ材4.有機絶縁層5.導体コイル6、更に有機絶縁
5′を堆積すると共にイオンシリングあるいはウェット
エツチングにより所定形状に仕上げる。その上に下部磁
性膜3と同じように下地膜2′をスパッタリング法によ
り施し、その上に同一めっき浴及び条件により約2μm
の厚さの高飽和磁束密度材料(82,2Co −13、
4N i −4、4F e )で構成された上部磁性1
1!#!7をめっきする。同様にイオンシリングあるい
はウェットエツチング法等により磁気コア形状にパター
ニングする。その後、基板全面にAM2C)、等の絶縁
膜をスパッタリング°法により施し保2I膜8とする。
次いで、基板1より切り出し。
磁気ヘッド先端側を所定の寸法まで研磨し、磁気ギャッ
プg&4%成し、1個の薄膜磁気ヘッドとする。第1″
J!Iにその一部の斬面図を、第4図に切り出した薄厚
磁気ヘッドの斜視図を示す。
プg&4%成し、1個の薄膜磁気ヘッドとする。第1″
J!Iにその一部の斬面図を、第4図に切り出した薄厚
磁気ヘッドの斜視図を示す。
ここで、下部及び上部磁性膜をめっきするときは、その
めっき中、繰返し周波数10 Hz 、直交するコイル
に流す磁化電流の時間比率(パルス幅比と呼、ぶ)を5
.5対4.5の条件で直交スイッチング磁界を印加した
。同一条件でダミー基板に施しためつき膜の電気特性は
飽和磁束密度1.5テスラ、異方性磁界5エルステッド
、磁歪定数−0,5X 10−’と優れたものであった
。異方性磁界が通常報告されている値約30エルステッ
ドに比べ 本発明によれば5エルステッドと約176に
低減していることがわかる。これは、直交スイッチング
磁界によりめっきされる膜の誘導磁気異方性が厚さ方向
に成膜速度ど繰り返し周波数及びパルス幅比で決る厚さ
ごとに交互に順次直角に付与されるためで膜全体として
はその平均値として与えられることにより一定の方向に
のみ磁界を印加しながら・めっきした膜に比べ異方性磁
界が低−するものである。
めっき中、繰返し周波数10 Hz 、直交するコイル
に流す磁化電流の時間比率(パルス幅比と呼、ぶ)を5
.5対4.5の条件で直交スイッチング磁界を印加した
。同一条件でダミー基板に施しためつき膜の電気特性は
飽和磁束密度1.5テスラ、異方性磁界5エルステッド
、磁歪定数−0,5X 10−’と優れたものであった
。異方性磁界が通常報告されている値約30エルステッ
ドに比べ 本発明によれば5エルステッドと約176に
低減していることがわかる。これは、直交スイッチング
磁界によりめっきされる膜の誘導磁気異方性が厚さ方向
に成膜速度ど繰り返し周波数及びパルス幅比で決る厚さ
ごとに交互に順次直角に付与されるためで膜全体として
はその平均値として与えられることにより一定の方向に
のみ磁界を印加しながら・めっきした膜に比べ異方性磁
界が低−するものである。
本方法では、下部及び上部磁性膜のめっきを基板全面に
施し、イオンシリング法でコア形状としたが、最初から
コア形状に作製したレジストフレームを用いてフレーム
めっきしても何等差支えない。
施し、イオンシリング法でコア形状としたが、最初から
コア形状に作製したレジストフレームを用いてフレーム
めっきしても何等差支えない。
このようにして作製した薄膜磁気ヘッドの電気特性を従
来のパーマロイ薄膜を用いた磁気ヘッドと比較すると書
き込み特性及び読み出し特性共に約30%向上すること
を確認した。特に、磁気へ、ラドと記録媒体との距離即
ちスペーシングが大きくなるほど性能に差が出ており、
これはとりもなおさず、本発明による磁性WI!l!a
の飽和磁束密度がパーマロイ薄膜に比べ約50%も増大
したことを意味しており、高記録密度用高保磁力媒体に
も十分対処可能である。また、出力が大きくなった分ギ だけ波形歪の影響を軽減されることもわかった。
来のパーマロイ薄膜を用いた磁気ヘッドと比較すると書
き込み特性及び読み出し特性共に約30%向上すること
を確認した。特に、磁気へ、ラドと記録媒体との距離即
ちスペーシングが大きくなるほど性能に差が出ており、
これはとりもなおさず、本発明による磁性WI!l!a
の飽和磁束密度がパーマロイ薄膜に比べ約50%も増大
したことを意味しており、高記録密度用高保磁力媒体に
も十分対処可能である。また、出力が大きくなった分ギ だけ波形歪の影響を軽減されることもわかった。
次に、立起した高飽和磁束密度*膜材料の適正組成範囲
及び直交スイッチング磁界中めっきによる異方性磁界の
低減効果を見い出すまでの過程についで説明する。
及び直交スイッチング磁界中めっきによる異方性磁界の
低減効果を見い出すまでの過程についで説明する。
主めっき浴組成としてCo3O4・7HzO,N15O
a ・6HzO(NiCr、 ・6HzOと混浴にして
もよい)及びFeSO4・7HzO&用い、それらをそ
れぞれ14〜150gIQ、40〜200 g / Q
及び1〜5g/Ωの範囲に変えた。pHは3.0.浴渡
は20〜35℃のw@囲に変え°C1電流密度4〜60
m A / dの範囲でめっきを施し膜の組成を飽和磁
束密度及び磁歪定数との関係を調べ、WIl19I!磁
気ヘッドとして望ま【・い性能即ち、高飽和磁束密度。
a ・6HzO(NiCr、 ・6HzOと混浴にして
もよい)及びFeSO4・7HzO&用い、それらをそ
れぞれ14〜150gIQ、40〜200 g / Q
及び1〜5g/Ωの範囲に変えた。pHは3.0.浴渡
は20〜35℃のw@囲に変え°C1電流密度4〜60
m A / dの範囲でめっきを施し膜の組成を飽和磁
束密度及び磁歪定数との関係を調べ、WIl19I!磁
気ヘッドとして望ま【・い性能即ち、高飽和磁束密度。
磁歪定数零1町近を示す適正組成範囲は第5図に示すよ
うにCoが72重量%以上、Ni:22重量%以下及び
Feが2〜8重量%の範囲であることがわかった。但し
、Co含有量は95重量%以上になると稠密六方晶にな
るので保磁力が高くなり、 磁気特性は不安定となる
ので95重量%以下が望ましい。また、本実験は通常の
一方向磁界中でめつきしたので膜の異方性磁界は約20
エルステッドと高い値を示した。
うにCoが72重量%以上、Ni:22重量%以下及び
Feが2〜8重量%の範囲であることがわかった。但し
、Co含有量は95重量%以上になると稠密六方晶にな
るので保磁力が高くなり、 磁気特性は不安定となる
ので95重量%以下が望ましい。また、本実験は通常の
一方向磁界中でめつきしたので膜の異方性磁界は約20
エルステッドと高い値を示した。
次に、これらの適正組成範囲のものについて異方性磁界
を低減する目的で直交スイッチング磁界中でめっきを施
した膜の特性を調べた。
を低減する目的で直交スイッチング磁界中でめっきを施
した膜の特性を調べた。
浴組成及びめっき条件は下記の通りである。
浴組成
Co50a・7HxO: 86.7g/11NiSO番
・ 13Hzo : 24.9 g/ QN
i(llz・6HxO: 59.5g/QFeSOa・
’1Hso : 2.65g/ilジメチルアミン
ボラン : 0.1 g/Ωホウ酸 :
25g/Iiサッカリンナトリウム :1.5g/Qラ
ウリル硫酸ナトリウム:O,1g/Qめっき条件 pH:3,0 浴温 :30℃ 電流密度 :17mA/at直交スイッチ
ング条件 磁界の強さ :50エルステッド繰返し屑波
数 : 10Hz パルス幅比 =6対4 得られためつき膜の厚さは2.0μmで82.2G o
−13、ON i −−4、6F e −0、2B
で磁気特性は飽和磁束密度]、56テスラ、磁歪定数は
1.4X10−Bと優れており、−軸異方性を示し異方
性磁界は7エルステッドと低い値を示した。
・ 13Hzo : 24.9 g/ QN
i(llz・6HxO: 59.5g/QFeSOa・
’1Hso : 2.65g/ilジメチルアミン
ボラン : 0.1 g/Ωホウ酸 :
25g/Iiサッカリンナトリウム :1.5g/Qラ
ウリル硫酸ナトリウム:O,1g/Qめっき条件 pH:3,0 浴温 :30℃ 電流密度 :17mA/at直交スイッチ
ング条件 磁界の強さ :50エルステッド繰返し屑波
数 : 10Hz パルス幅比 =6対4 得られためつき膜の厚さは2.0μmで82.2G o
−13、ON i −−4、6F e −0、2B
で磁気特性は飽和磁束密度]、56テスラ、磁歪定数は
1.4X10−Bと優れており、−軸異方性を示し異方
性磁界は7エルステッドと低い値を示した。
そのB−4I曲線を第6図に、通常の一方向磁界中でめ
っきした膜のB−H曲線を第7図に示す、J%方性磁界
が通常の一方向磁界中めっき膜に比べ約1/3に低減し
ていることがわかる。
っきした膜のB−H曲線を第7図に示す、J%方性磁界
が通常の一方向磁界中めっき膜に比べ約1/3に低減し
ていることがわかる。
次に同−浴組成及びめっき条件で直交スイッチング条件
を下記のように変えてめっきした膜の特性は膜厚は同じ
く2μmで膜組成も同一であるが。
を下記のように変えてめっきした膜の特性は膜厚は同じ
く2μmで膜組成も同一であるが。
直交スイッチング条件
磁界の強さ :50エルステッド繰返し同波
数 :1OHz パルス幅比 :5.5対4.5磁気特性は組
成が同一であるため飽和磁束密度及び磁歪定数は上記の
場合と同じ値を示すが、異方性磁界は5エルステッドと
かもなり低減することがわかった。また、ジメチルアミ
ンボランは保磁力の低減に効果があることがわかった。
数 :1OHz パルス幅比 :5.5対4.5磁気特性は組
成が同一であるため飽和磁束密度及び磁歪定数は上記の
場合と同じ値を示すが、異方性磁界は5エルステッドと
かもなり低減することがわかった。また、ジメチルアミ
ンボランは保磁力の低減に効果があることがわかった。
その他、種々の直交スイッチング条件でめっきした膜の
異方性磁界を第8図に示す。
異方性磁界を第8図に示す。
以上に示したように1本発明によれば薄膜磁気ヘッドに
要求される磁気特性は従来のパーマロイ薄膜とほぼ同様
の性能を示し、飽和磁束密度が1.5テスラ以上とパー
マロイ薄膜の約50%以上も増大する。
要求される磁気特性は従来のパーマロイ薄膜とほぼ同様
の性能を示し、飽和磁束密度が1.5テスラ以上とパー
マロイ薄膜の約50%以上も増大する。
なお、直交スイッチング磁界の印加力法としては直交に
対して±10’程度の違いは膜の性能上侮辱悪影響を及
ぼさない。
対して±10’程度の違いは膜の性能上侮辱悪影響を及
ぼさない。
以上述べたように本発明の薄膜磁気ヘッドは、上部磁性
膜及び下部磁性膜がCo−Ni−Fe3元合金薄膜より
なり、この簿暎はパーマロイよりも高い飽和磁束密度を
有し、磁歪定数および透磁率の点でもパーマロイ”と遜
色ない。
膜及び下部磁性膜がCo−Ni−Fe3元合金薄膜より
なり、この簿暎はパーマロイよりも高い飽和磁束密度を
有し、磁歪定数および透磁率の点でもパーマロイ”と遜
色ない。
従って本発明によればパーマロイ薄膜よりなる上部及び
下部磁性膜を有する薄膜磁気ヘッドに比べて書き込み性
能がすぐれる。
下部磁性膜を有する薄膜磁気ヘッドに比べて書き込み性
能がすぐれる。
第1図は、本発明によるCo−Ni−Fe3元系合金薄
膜を適用して作製した薄膜磁気ヘッドの一部断面図、第
2図は本発明によるCo−Ni−Fe3元系合金膜のB
−H曲線図、第3図は従来法による合金膜のB−H曲線
図である。第4図は薄膜磁気ヘッドの斜視図を示す、第
5図は本発明におけるC o −N i −F e 3
元系合金薄膜の適正組成範囲を示す三角座標図、第6図
は本発明の直交スイッチング磁界中でめっきした膜のB
−H曲線図、第7図は通常の一方向磁界中でめっきした
膜のB−H曲線図、第8図は異方性磁界の強さと周波数
との関係を示す特性図である。 1・・・基板、3・・・下部磁性膜、4・・・ギャップ
材、5・・・有機絶縁層、6・・・導体コイル、7・・
・上部磁性膜。 8・・・保護膜。
膜を適用して作製した薄膜磁気ヘッドの一部断面図、第
2図は本発明によるCo−Ni−Fe3元系合金膜のB
−H曲線図、第3図は従来法による合金膜のB−H曲線
図である。第4図は薄膜磁気ヘッドの斜視図を示す、第
5図は本発明におけるC o −N i −F e 3
元系合金薄膜の適正組成範囲を示す三角座標図、第6図
は本発明の直交スイッチング磁界中でめっきした膜のB
−H曲線図、第7図は通常の一方向磁界中でめっきした
膜のB−H曲線図、第8図は異方性磁界の強さと周波数
との関係を示す特性図である。 1・・・基板、3・・・下部磁性膜、4・・・ギャップ
材、5・・・有機絶縁層、6・・・導体コイル、7・・
・上部磁性膜。 8・・・保護膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、下部磁性膜と下部磁性膜上に形成され一端が下部磁
性膜の一端に接し、他端が下部磁性膜の他端に磁気ギャ
ップを介して対向し、これによつて下部磁性膜と共に一
部に磁気ギャップを有する磁気回路を形成する上部磁性
膜と、両磁性膜間を通り磁気回路と交差する所定巻回数
のコイルを形成する導体コイルとを具備した薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜がCo6
2〜95重量%、Ni3〜30重量%およびFe2〜8
重量%よりなるコバルト合金を少なくとも97重量%含
む薄膜から成り、且つ面心立方晶を有する結晶構造を有
し、しかも膜の厚さ方向に所定の厚さの層ごとに一軸異
方性が交互に直角方向に付与されていることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッド。 2、特許請求の範囲第1項において、前記Co−Ni−
Fe合金薄膜の磁歪定数が+2×10^−^6〜−2×
10^−^8の範囲で一軸異方性を示し、かつ異方性磁
界が10エルステッド以下で飽和磁束密度が1.3テス
ラ以上であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 3、特許請求の範囲第1項において、前記Co−Ni−
Fe合金の組成比が重量%でNi12〜22%、Fe2
〜8%、残部72重量%以上のCoよりなることを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。 4、特許請求の範囲第1項において、前記コバルト合金
薄膜が該薄膜の形成過程で、成膜する基板面に平行に互
に直交する方向に交互に磁界を印加して得られたもので
あることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 5、特許請求の範囲第1項において、前記コバルト合金
薄膜がめつき膜よりなることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。 6、特許請求の範囲第1項において、前記上部磁性膜或
は下部磁性膜がCo62〜95重量%、Ni3〜30重
量%およびFe2〜8重量%から成ることを特徴とする
薄膜磁気ヘッド。 7、特許請求の範囲第1項において、前記上部磁性膜或
は下部磁性膜がNi12〜22重量%、Fe2〜8重量
%、残部72重量%以上のCoよりなることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッド。 8、下部磁性膜と下部磁性膜上に形成され一端が下部磁
性膜の一端に接し、他端が下部磁性膜の他端に磁気ギャ
ップを介して対向し、これによつて下部磁性膜と共に一
部に磁気ギャップを有する磁気回路を形成する上部磁性
膜と、両磁性膜間を通り磁気回路と交差する所定巻回数
のコイルを形成する導体コイルとを具備した薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜がNi3
〜30重量%、Fe2〜8重量%、BとInとSbとB
iの少なくとも1つを0.05〜3重量%、および残部
62重量%以上のCoよりなるコバルト合金薄膜から成
り、且つ面心立方晶を有する結晶構造を有し、しかも膜
の厚さ方向に所定の厚さの肩ごとに一軸異方性が交互に
直角方向に付与されていることを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッド。 9、特許請求の範囲第8項において、前記コバルト合金
薄膜がCoとNiとFeの他に0.05〜0.5重量%
のBを含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 10、特許請求の範囲第8項において、前記上部磁性膜
或は下部磁性膜が、Ni12〜22重量%、Fe2〜8
重量%、B0.05〜0.5重量%、残部72重量%以
上のCoよりなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20870785A JPS6271015A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 薄膜磁気ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20870785A JPS6271015A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 薄膜磁気ヘツド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6271015A true JPS6271015A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16560745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20870785A Pending JPS6271015A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 薄膜磁気ヘツド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6271015A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373403A (ja) * | 1988-10-14 | 1991-03-28 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP20870785A patent/JPS6271015A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373403A (ja) * | 1988-10-14 | 1991-03-28 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
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