JPS6299912A - Magnetic head using magneto-resistance effect element - Google Patents
Magnetic head using magneto-resistance effect elementInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a magnetic head using a magnetoresistive element.
（従来の技術）
磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドは、例えば磁気テ
ープに記録されている情報信号の頭出し用に、磁気ヘッ
ドの金山にわたって記録されている信号の再生を行なう
ための磁気ヘッドなどとして、従来から磁気録画再生装
置などに使用されている。(Prior Art) A magnetic head using a magnetoresistive element is a magnetic head for reproducing signals recorded across the magnetic head, for example, to locate the beginning of an information signal recorded on a magnetic tape. It has been used in magnetic recording and playback devices, etc.
ところで、磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドでは、
磁気テープに記録されている情報信号に対応して変化し
ている微小な磁界を検出することが必要とされるから、
磁気抵抗効果素子としては、弱い磁界に対して高い検出
感度を有するものが要求される。By the way, in a magnetic head using a magnetoresistive element,
Because it is necessary to detect minute magnetic fields that change in response to information signals recorded on magnetic tape,
The magnetoresistive element is required to have high detection sensitivity to weak magnetic fields.
しかし、従来の一般的な磁気抵抗効果素子において用い
られていた磁気検出部における印加磁界に対する電気抵
抗値の変化特性は、第８図中の実線図示の曲線のように
印加磁界の小さな範囲では小さな抵抗値の変化しか示さ
ないものであったから、例えば、第６図に示すように磁
気抵抗効果素子における磁気抵抗効果を有する磁性物質
の薄膜よりなる磁気検出部１に永久磁石３によってバイ
アス磁界を与えて、第８図に示すように磁気抵抗効果素
子に印加される外部磁界が零のときに、磁気検出部１の
電気抵抗値の変化率が大きな状態となるようにしたり、
あるいは、第７図に示されているｍ’Ａ抵抗効果素子の
ように磁気抵抗効果素子における磁気抵抗効果を有する
磁性物質の薄膜よりなる磁気検出部１に導電物質による
細条片２ａ。However, the change characteristics of the electrical resistance value with respect to the applied magnetic field in the magnetic detection section used in conventional general magnetoresistive elements are small in a small range of applied magnetic field, as shown by the solid line curve in Figure 8. For example, as shown in FIG. 6, a permanent magnet 3 applies a bias magnetic field to a magnetic detection section 1 made of a thin film of a magnetic material having a magnetoresistive effect in a magnetoresistive element. As shown in FIG. 8, when the external magnetic field applied to the magnetoresistive element is zero, the rate of change in the electrical resistance value of the magnetic detection section 1 is made large;
Alternatively, a strip 2a made of a conductive material is provided in the magnetic detection section 1 made of a thin film of a magnetic material having a magnetoresistive effect in a magnetoresistive element such as the m'A resistance effect element shown in FIG.
２ａ・・・を付着させて、磁Ｓ１抵抗効果を有する磁性
物質の薄膜よりなる磁気検出部１に磁気的な異方性をも
たせたりすることが行なわれていた。なお。2a... has been applied to impart magnetic anisotropy to the magnetic detection section 1 made of a thin film of a magnetic substance having a magnetic S1 resistance effect. In addition.
第６図及び第７図において２は導電性物質によって形成
されている電極部（外部端子）である。In FIGS. 6 and 7, reference numeral 2 denotes an electrode portion (external terminal) formed of a conductive material.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、第６図に示されている従来の磁気抵抗効果素
子を用いた磁気ヘッドでは、磁気検出部１に対してバイ
アス磁界を与えるための永久磁石３が必要とされるため
に、コスト高になったり、小型化に支障を生じたり、多
チャンネル化が困難であったりするなどの欠点があり、
また、第７図に示されている従来の磁気抵抗効果素子を
用いた磁気ヘッドは磁気検出部のパターンが複雑になる
という欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the magnetic head using the conventional magnetoresistive element shown in FIG. Because it is required, it has disadvantages such as high cost, difficulty in miniaturization, and difficulty in increasing the number of channels.
Further, the magnetic head using the conventional magnetoresistive element shown in FIG. 7 has a drawback that the pattern of the magnetic detection part becomes complicated.
（問題点を解決するための手段）
本発明は、磁気テープ面に対して略々平行な状態に配置
されるべき磁気検出部として、ニッケルが８３乃至８５
重量％で残部が鉄よりなるニッケル鉄合金を用いて、厚
さｔ、とパターンＩｉ Ｗとパターン長Ｑとの比が。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a magnetic detection section that is to be arranged approximately parallel to the magnetic tape surface, in which nickel is 83 to 85 nickel.
Using a nickel-iron alloy in which the balance is iron in weight percent, the thickness t and the ratio of the pattern Ii W to the pattern length Q are:
ｔ：ｗ：Ｑ＝ｉ：４ｏｏ〜２，２００ ： ７，５００
〜ｉｏ、ｏｏ。t:w:Q=i:4oo~2,200:7,500
~io,oo.
となるようになされた磁性物質の簿膜パターンで構成し
てなる磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを提供する
ものである。The present invention provides a magnetic head using a magnetoresistive element formed of a film pattern of a magnetic material.
（実施例）
以下、本発明の磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドの
具体的な内容を添付図面を参照しながら詳細に説明する
。第１図は本発明の磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッ
ドにおける磁気抵抗効果索子部分のパターンの平面図で
あり、この第１図において」は磁気検出部であり、この
磁気検出部１は磁気抵抗効果を有する磁性物質にニッケ
ルが８３〜８５重景％で残部が鉄のニッケル鉄合金）の
簿膜によるパターンで構成されており、前記し５た磁気
検出部１はそれの厚さをと、パターン中Ｗと、パターン
長悲との比が。(Example) Hereinafter, specific details of a magnetic head using the magnetoresistive element of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of a pattern of a magnetoresistive element in a magnetic head using a magnetoresistive element of the present invention. In FIG. It consists of a film pattern of a magnetic material having a magnetoresistive effect, a nickel-iron alloy containing 83 to 85% nickel and the remainder iron, and the magnetic detection part 1 described above has a thickness of And the ratio of pattern middle W to pattern long and sad.
ｔ ：Ｗ： １２＝１ ：４００〜２，２００ ： ７
，５００〜１０，０００となるようなパターンとなされ
ている。第１図中において２は導電性物質によって形成
されている電極部（外部端子）である、第２図は磁気検
出部１のパターン形状を説明するのに用いられている図
であって、この第２図には磁気抵抗効果を有する磁性物
質の薄膜（ＭＲパターン）における厚さをと。t:W: 12=1:400~2,200:7
, 500 to 10,000. In FIG. 1, 2 is an electrode section (external terminal) formed of a conductive material. FIG. 2 is a diagram used to explain the pattern shape of the magnetic detection section 1. Figure 2 shows the thickness of a thin film (MR pattern) of a magnetic substance that has a magnetoresistive effect.
パターン中と、パターン長Ｑと、磁気検出部１に流され
る電流の方向とが示されている。The inside of the pattern, the pattern length Q, and the direction of the current flowing through the magnetic detection section 1 are shown.
さて、磁気抵抗効果素子の磁気検出部１における外部磁
界Ｈの大きさの変化に対する電気抵抗値の変化率ΔＲ／
Ｒは１例えば第５図示の曲線で示されるような変化傾向
を有するものとして示される（Ｒｏは無磁界中における
磁気抵抗効果素子の磁気検出部］−の電気抵抗、Ｈｓは
飽和磁界である）ものであるから、磁気抵抗効果素子を
弱い外部磁界に対して大きな感度を示すものとするため
には外部磁界Ｈの大きさの変化に対する電気抵抗値の変
化率ΔＲ／ Ｒの曲線が、外部磁界が零の付近から急激
に立下がっている状態、すなわち、飽和磁界Ｈｓを小さ
く、印加される外部磁層■Ｉの変化に対する電気抵抗値
の変化率ΔＲ／ ｒ＜を大きくしなければならない。Now, the rate of change in the electrical resistance value ΔR/
R is shown as having a change tendency as shown, for example, by the curve shown in Figure 5 (Ro is the electrical resistance of the magnetic detection part of the magnetoresistive element in the absence of a magnetic field, and Hs is the saturation magnetic field) Therefore, in order to make the magnetoresistive element exhibit high sensitivity to a weak external magnetic field, the curve of the rate of change ΔR/R of the electrical resistance value with respect to the change in the magnitude of the external magnetic field H must be In other words, the saturation magnetic field Hs must be reduced and the rate of change ΔR/r< of the electrical resistance value with respect to the change in the applied external magnetic layer I must be increased.
そして、前記した印加される外部磁界ＩＩの変化に対す
る電気抵抗値の変化率ΔＲ／ Ｒは、使用される磁性物
質にＪ：って限界が決まっており、また、飽和磁界Ｈｓ
の大きさは次式によって示されろものとなる。The rate of change ΔR/R of the electrical resistance value with respect to the change in the applied external magnetic field II has a limit determined by J: for the magnetic material used, and the saturation magnetic field Hs
The size of is given by the following equation.
Ｈｓ＝Ｈｋ＋ＩＩｄ＝Ｈｋ＋４ ＫＭｓ−Ｎただし、Ｉ
ｌｋは異方性磁界、Ｉｌｄはパターン１１１方向の反磁
界、Ｍｓは飽和磁化、Ｎはパターン１１１方向の反磁界
係数であり、前記したパターン１１１方向の反磁界係数
Ｎは、磁気検出部１がそオしの厚さｔにりもパターンＩ
ｌｌ Ｗが極めて大きいものである場合には、略々、磁
気検出部１の厚さＬど、パターン［１１Ｗとの比１．／
Ｗによって示されるものになる。Hs=Hk+IId=Hk+4 KMs-N However, I
lk is an anisotropic magnetic field, Ild is a demagnetizing field in the pattern 111 direction, Ms is saturation magnetization, and N is a demagnetizing field coefficient in the pattern 111 direction. Thickness of the cloth t Norimo pattern I
When ll W is extremely large, the thickness L of the magnetic detection part 1 is approximately 1. /
It becomes what is indicated by W.
したがって７前記の式は
！−１ｓ＝Ｈｋ＋４ ｘＭｓ（ｔ、／Ｗ）のように書く
ことができるが、前記の式から飽和磁界Ｈｓの大きさに
は、パターン形状が大きく影響していることが判かる。Therefore, 7The above formula is! It can be written as -1s=Hk+4xMs(t,/W), and it can be seen from the above equation that the pattern shape has a large influence on the magnitude of the saturation magnetic field Hs.
本発明は磁気抵抗効果素子の実際の使用状態時に磁気検
出部１に流される″ｈｉｔ流値や、磁気抵抗効果素子の
実際の使用状態時における磁気検出部１の電気抵抗値な
どを取扱い易いものに設定した−１−で、前記のように
設定された電流値に対して安定な膜厚を備えているとい
う条件の下で、磁気検出部１の構成物質として磁気抵抗
効果を有する磁性物）ｒ！にニッケルが８３〜８５重敏
％で残部が鉄のニッケル鉄合金）を用いた場合に、小さ
な外部磁界強度においても良好な検出感度が得られるよ
うな磁気抵抗効果素子を構成しうる磁気検出部１の形状
寸法、すなわち、磁気検出部１としてそれの厚さＬと、
パターン１１１Ｗと、パターン長悲との比が、Ｌ ：Ｗ
： Ｑ−１：４００〜２，２００ ： ７，５００〜１
０，０００で示されるようなパターン形状の磁気検出部
１を実験結果に基づいて得たものである。The present invention makes it easy to handle the "hit current value that is passed through the magnetic detection section 1 when the magnetoresistive element is actually used, the electric resistance value of the magnetic detection section 1 when the magnetoresistive element is actually used, etc." -1- set to -1-, under the condition that it has a stable film thickness for the current value set as described above, a magnetic material having a magnetoresistive effect as a constituent material of the magnetic detection part 1) Magnetic detection that can constitute a magnetoresistive element that can obtain good detection sensitivity even in a small external magnetic field strength when using a nickel-iron alloy containing 83 to 85% nickel and the balance iron for r! The shape and dimensions of the portion 1, that is, the thickness L thereof as the magnetic detection portion 1;
The ratio of pattern 111W to pattern length is L:W.
: Q-1: 400~2,200: 7,500~1
A magnetic detection section 1 having a pattern shape indicated by 0,000 was obtained based on experimental results.
第Ｘ３図は、ニッケルが８３〜８５重鼠％で残部が鉄で
あろようなニッケル鉄合金による薄膜を、厚さｔが２５
０オングストロームでパターン長Ｑが１．９ｍｍであり
、パターン巾Ｗだけを４０ミクロンから１００ ミクロ
ンの範囲で変化させてガラス基板ｌ−に蒸、ｎ法の適用
によって形成させたものを用い、前記した薄膜の電気抵
抗値の変化量を全変化にに対して７５％だけ変化させる
のに必要とされた外部磁Ｗの強さを示したものであり、
この第：、３図にはニッケルが８３〜８５重敏％で残部
が鉄であるようなニッケル鉄合金による薄膜を、厚さし
が２５０オングストロームでパターン長Ｑが１．９ｍ
ｍ、パターン巾Ｗが７０ミクロンのパターンをガラス基
板１−１ご蒸着法の適用によ−）で形成させたものの場
合には、最も小さい外部磁界によって前記した薄膜の電
気抵抗値の変化地を全変化鼠に対して７５％だけ変化さ
せうろことが示されている。Fig.
0 angstrom, the pattern length Q was 1.9 mm, and the pattern width W was varied in the range of 40 microns to 100 microns, and was formed on a glass substrate L- by the vapor deposition method, as described above. It shows the strength of the external magnetic field W required to change the amount of change in the electrical resistance value of the thin film by 75% of the total change.
Figure 3 shows a thin film made of a nickel-iron alloy in which nickel is 83-85% heavy and the balance is iron, with a thickness of 250 angstroms and a pattern length Q of 1.9 m.
m, pattern width W of 70 microns is formed on the glass substrate 1-1 by applying the vapor deposition method, the above-mentioned change in electrical resistance of the thin film is caused by the smallest external magnetic field. It has been shown that only 75% of the total changes can be achieved.
第４図中の実線図示の曲線は、前記のように最も小さい
外部磁界によって薄膜の電気抵抗値の変化量を全変化址
に対して７５％だけ変化させつるような簿膜、すなわち
、ニッケルが８３〜８５重に％で゛残部が鉄であるよう
なニッケル鉄合金により、厚さＬが２５０オングストロ
ームでパターン長Ｑが１．９ｍ ＩＴ＋、パターン１１
１Ｗが７０ミクロンであるようなバタ・−ンをガラス基
板１−に蒸着法の適用によって形成させた薄膜が磁気抵
抗効果素子の磁気検出部りとして用いられた場合にｔ！
すられる外部磁界の強度に対する磁性物質薄１摸の電気
抵抗値の変化特性を示したものであり、また、第４図中
の点！４図示の曲線は従来の磁気抵抗効果素子の磁気検
出部で得られる外部磁界の強度に対する磁性物質薄膜の
電気抵抗値の変化特性を対比のために示したものである
。The curve shown by the solid line in FIG. 4 is a thin film in which the electrical resistance value of the thin film changes by 75% of the total change due to the smallest external magnetic field as described above, that is, the nickel Made of a nickel-iron alloy of 83 to 85% by weight and the balance being iron, the thickness L is 250 angstroms and the pattern length Q is 1.9 m IT+, pattern 11
When a thin film formed by applying a vapor deposition method to a glass substrate 1 with a bata having 1W of 70 microns is used as a magnetic detection part of a magnetoresistive element, t!
This figure shows the change characteristics of the electrical resistance value of a thin piece of magnetic material with respect to the intensity of the external magnetic field, and the points in Figure 4! The curve shown in Figure 4 shows, for comparison, the change characteristics of the electrical resistance value of the magnetic thin film with respect to the intensity of the external magnetic field obtained in the magnetic detection section of the conventional magnetoresistive element.
（効果）
以ｈ 、詳細に説明したところから明らかなように、本
発明のａ＆λ抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドは磁気テ
ープ面に対して略々平行な状態に配置されるべき磁Ｓｔ
検出部として、ニッケルが８：３乃至８５重量％で残部
が鉄よりなるニッケル鉄合金を用いて、厚さをとパター
ンＩｌｌ Ｗとパターン長Ｑとの比が、
ｔ ： Ｗ ： Ｑ ＝ Ｌ ： ４００−２，
２００ ： ７，５００−１０，０００となるようにな
された磁性物質の薄膜パターンで構成することにより、
外部磁界が僅かに数エルステッドであっても電気抵抗値
に大巾な変化髪生じさせることができる程に高い感度が
得られるのであり、したがって、本発明によれば既述し
た従来例のようにバイアス磁石を設けたり、あるいは、
磁気検出部にいわゆるバーバーポールを設けたりして感
度を向−卜させるようなことが必要とされないのであり
、本発明によれば部子な構成により高感度の磁気抵抗効
果素子を用いた磁気１ヘッドを容易に提供することがで
きる。(Effects) As is clear from the detailed explanation, the magnetic head using the a & λ resistive effect element of the present invention has a magnetic St that should be placed approximately parallel to the magnetic tape surface.
A nickel-iron alloy consisting of 8:3 to 85% by weight of nickel and the balance of iron is used as the detection part, and the ratio of the thickness and the pattern Ill W to the pattern length Q is t : W : Q = L : 400-2,
200: By constructing a thin film pattern of magnetic material with a ratio of 7,500 to 10,000,
Even if the external magnetic field is only a few Oersteds, the sensitivity is so high that it can cause a large change in the electrical resistance value. Install a bias magnet or
It is not necessary to improve the sensitivity by providing a so-called barber pole in the magnetic detection section, and according to the present invention, the magnetic detection unit using a highly sensitive magnetoresistive element is head can be easily provided.
第１図は本発明の磁気抵抗効果素子部分いた磁気ヘッド
における磁気抵抗効果素子部分のパターンの平面図、第
２図は磁気検出部１−のパターン形状を説明するのに用
いられている斜視図、第３１司乃至第５図及び第８図は
特性を説明するための曲線図、第６図及び第７図は従来
の磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドにおける磁気抵
抗効果素子部分の平面図である。
１・・・磁気検出部、２・・・導電性物質によって形成
されている電極部（外部端子）、３・・・永久磁石、特
許出願人 日本ビクター株式会社
“１゛６ 弁４”′ 今 “孝 生 、、７杯、）へ
禿 ５ 国FIG. 1 is a plan view of a pattern of a magnetoresistive element part in a magnetic head that includes a magnetoresistive element part of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view used to explain the pattern shape of the magnetic detection section 1-. , 31 to 5 and 8 are curve diagrams for explaining characteristics, and FIGS. 6 and 7 are plan views of the magnetoresistive element portion of a magnetic head using a conventional magnetoresistive element. It is. 1... Magnetic detection part, 2... Electrode part (external terminal) formed of a conductive material, 3... Permanent magnet, Patent applicant: Victor Japan Co., Ltd. "1゛6 Valve 4"' Now “Takao,, 7 cups,) to bald 5 countries
Claims (1)
磁気検出部として、ニッケルが８３乃至８５重量％で残
部が鉄よりなるニッケル鉄合金を用いて、厚さをとパタ
ーン巾Ｗとパターン長ｌとの比が、 ｔ：Ｗ：ｌ＝１：４００〜２，２００：７，５００〜１
０，０００となるようになされた磁性物質の薄膜パター
ンで構成してなる磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッド[Claims] A nickel-iron alloy consisting of 83 to 85% by weight of nickel and the remainder iron is used as a magnetic detection part to be arranged approximately parallel to the magnetic tape surface, and the thickness is reduced. The ratio of pattern width W to pattern length l is t:W:l=1:400~2,200:7,500~1
A magnetic head using a magnetoresistive element made up of a thin film pattern of magnetic material that has a magnetic field of 0,000.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239063A JPS6299912A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Magnetic head using magneto-resistance effect element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239063A JPS6299912A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Magnetic head using magneto-resistance effect element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299912A true JPS6299912A (en) | 1987-05-09 |
Family
ID=17039310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60239063A Pending JPS6299912A (en) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | Magnetic head using magneto-resistance effect element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6299912A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442015A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Hitachi Ltd | Magneto-resistance effect type thin film head |
| JPH02229479A (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Fujitsu Ltd | Magnetoresistance element |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60239063A patent/JPS6299912A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442015A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Hitachi Ltd | Magneto-resistance effect type thin film head |
| JPH02229479A (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Fujitsu Ltd | Magnetoresistance element |
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