JPS6315654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は磁気ヘツドに関する。さらに詳しく
は、非晶質磁性合金薄膜を有する磁気ヘツドに関
する。 先行技術とその問題点 高い飽和磁化と高い透磁率を示すことから、非
晶質磁性合金の薄板が磁気ヘツド材料として注目
を集めている。 非晶質磁性合金薄板から、トラツク巾のせまい
磁気ヘツド、例えばビデオ用の録画、録再ないし
音声用の回転ヘツド、あるいは電算機用磁気ヘツ
ド等を形成するには、薄板をそのまま用いるか、
あるいはその複数枚を積層して、数＋μm以下、
特に20〜30μm程度の厚さのトラツク巾として、
所定の形状としたコア半体をギヤツプを介しつき
あわせて作製している。 しかし、このようにして作製されるビデオ用等
のヘツドでは、厚さがきわめて薄いいため強度的
に十分でなく、機械的加工時に変形し、加工後の
寸度精度が悪いという不都合がある。 また、非晶質磁性合金の薄板は高弾性であるた
め、ビデオ用の磁気記録媒体との高速しゆう動に
ともない変形し、ヘツドアームのバランスをくず
して、回転走行性が不良となる。 このような不都合を解消するためには、所定の
基体上に、スパツタリングにより非晶質磁性合金
の薄膜を形成してコア半体とし、これから磁気ヘ
ツドを形成することが考えられる。そして、この
ように形成した磁気ヘツドでは、上記したような
不都合は解消する。 ところで、スパツタリングによつて形成した非
晶質磁性合金薄膜の一例としては、Co―Zr系の
ものが知られている。しかし、Co―Zr系の非晶
質磁性合金薄膜をスパツタリングにより形成して
なる磁気ヘツドでは、磁気記録媒体との高速しゆ
う動にともなう摩耗量が大きいという欠点があ
る。 また、合金磁性粉を用いる塗布型の媒体、いわ
ゆるメタルテープ等を使用するときには、使用に
従い、薄膜が着色して、出力低下を招くという欠
点がある。 このような実状に鑑み、本発明者らは、先に、
スパツタリングによつて形成した。Co―Zr―Ru
系の非晶質磁性合金薄膜を磁気ヘツドとして用い
る旨を提案している。 しかし、このヘツドは、非晶質磁性合金薄膜の
被着後に、回転磁界中等において熱処理を施して
磁気特性を改良するが、熱処理後に薄膜が脆化し
てしまい、磁気ヘツド組立加工工程で、非晶質磁
性合金薄膜に、クラツクがはいるなどの不都合が
生じる。 また、高温高湿下での保存によつて、非晶質磁
性合金薄膜表面に酸化膜が形成され、スペーシン
グロスが増大し、特に高周波領域での自己録再出
力が低下するという欠点がある。 発明の目的 本発明は、このような実状に鑑みなされたもの
であつて、その主たる目的は、高速摩耗量が少な
く、メタルテープの使用による出力低下が少な
く、しかも熱処理を施した後の脆化が少なく、加
工性が良好で、さらに高温高湿下での保存後の高
周波領域の自己録再出力の低下の少ない非晶質磁
性合金薄膜を有する磁気ヘツドを提供することに
ある。 このような目的は、下記の本発明によつて達成
される。 すなわち、本発明は、基体上に、下記式で示さ
れる組成の非晶質磁性合金薄膜を形成してなるこ
とを特徴とする磁気ヘツドである。 式 T_xX_yRu_zM〓_wM〓_v ｛上記式中、Ｔは、Co、またはCoとCo、Zr、
RuならびにＢ族およびＢ族元素以外の他の
遷移金属元素の１種以上との組合わせを表わし、 Ｘは、Zr、またはZrと他のガラス化元素の１
種以上との組合わせを表わし、 M〓は、Ｂ族元素の１種以上を表わし、 M〓は、Ｂ族元素の１種以上を表わし、 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝100at％であり、 このうち、ｙは５〜30at％であり、 ｚは0.5〜8at％であり、 ｗは0.5〜10at％であり、 ｖは0.5〜10at％である。｝ なお、本発明者らは、先に、スパツタリングに
よつて形成したCo―Zr―Ru系の非晶質磁性合金
薄膜中に、Ｂ族元素の一種以上を単独で添加す
る旨、およびＢ族元素の一種以上を単独で添加
する旨を、それぞれ提案しているが、これらＢ
族元素またはＢ族元素の一方の一種以上を単独
に添加するのみでは、上記した目的は達成されな
い。 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明
する。 本発明における薄膜は、実質的に長範囲の規則
性をもたない非晶質状態にある。 そして、その組成は、上記式で示されるもので
ある。 上記式において、Ｔ中にて、必要に応じ、Co
とともに組合わせ添加される他の添加元素は、
Co、Zr、RuならびにＢ族およびＢ族元素以
外の他の遷移金属元素（Sc〜Zu；Ｙ〜Cd；La〜
Hg；Ac以上）であり、例えばFe、Ni、Ti、
Hf、Mn、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等の１種以上を
その具体例として挙げることができる。 一方、Ｘは、Zr単独か、あるいはZrと他のガ
ラス化元素の１種以上との組合わせであることが
好ましい。 この場合、必要に応じ、Zrとともに組合わせ
添加される他のガラス化元素の好適例としては、
Si、Ｂ等の１種以上を挙げることができる。 さらに、本発明における組成においては、Ru
を必須成分とする。 この場合、Ruを他の白金族金属元素、例えば
Pt、Rh等にかえたときには、高速耐摩耗性にす
ぐれ、メタルテープ使用の際の出力低下が少ない
という効果は実現しない。 加えて、本発明の組成には、Ｂ族元素（Ｖ，
Nb，Ta）の１種以上M〓が含有される。 また、同時に、Ｂ族元素（Cr，Mo，Ｗ）の
１種以上M〓も含有される。 この場合、Ｂ族およびＢ族元素が同時に含
有されないときには、本発明所定の効果は実現し
ない。 これに対し、上記式において、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ
＋ｖ＝100at％の条件下にて、Ru添加量ｚは8at
％以下である。 これは8at％をこえると、非晶質化にしにくく
なり、基体との接着力も低下するからである。 この場合、Ru添加量ｚが小さいと、本発明所
定の効果の実効がなくなるので、ｚは、0.5〜8at
％、特に0.5〜6at％、より好ましくは１〜5at％
であることが好ましい。 これに対し、Zrを必須成分とするガラス化元
素成分Ｘの添加量ｙは、５〜30at％である。 ｙが5at％未満となると、非晶質化が困難とな
り、またｙが30at％をこえると、十分な飽和磁束
密度が得られない。 この場合、ｙが５〜20at％となると、より好ま
しい結果を得る。 また、M〓の添加量ｗは、10at％以下である。 ｗが10at％をこえると、飽和磁束密度が0.6T
以下と小さくなつて、高保磁力媒体への記録に適
さなくなる。 ただ、ｗが小さくなると、熱処理後の脆化防止
の効果の実効がなくなるので、ｗは0.5％以上で
あることが好ましい。そして、ｗが特に、0.5〜
６％、より好ましくは１〜６％となるとさらに好
ましい結果をえる。 また、M〓の添加量ｖは、10at％以下である。 ｖが10at％をこえると、飽和磁束密度が0.6T
以下と小さくなつて、高保磁力媒体への記録に適
さなくなる。 ただ、ｖが小さくなると、高温高湿下での保存
による劣化防止の効果の実効がなくなるので、ｖ
は0.5％以上であることが好ましい。 そして、ｖが特に、0.5〜６％、より好ましく
は１〜６％となるとさらに好ましい結果をえる。 なお、Ｔの含有量ｘは、100―ｙ―ｚ―ｗ―ｖ
であるが、75〜85at％であることが好ましい。 この場合、Ｔは、Coを必須成分として含む。 Ｔは上記したように、Coと、Co、Ru、Zr、
Ｂ族およびＢ族元素以外の他の遷移金属元素の
１種以上とからなることができるが、他の遷移金
属元素の１種以上は、通常、総計最大10at％まで
含有することができる。 これ以上の含有量となると、飽和磁束密度Bs
が低下する等の不都合が生じる。 このような元素の１例としてはFeがある。Fe
添加は磁歪を低下させる等の効果があるが、Fe
量が増大すると、逆に磁歪が大きくなり、加工歪
の影響により磁気特性が劣化するので、Fe含有
量は6at％以下であることが好ましい。 また、Ｔ中には、Niを添加することもできる。
Ni添加は、Coを置換して、材料コストを低減す
る等の効果があるが、Ni量が増大するとBsが減
少するので、Ni含有量は、好ましくは10at％以
下である。 さらに上記したように、Mnなども添加するこ
とができる。 ただ、このようなものよりは、通常は、むしろ
ＴがCo単独であることが好ましい。 これに対し、ガラス化元素成分Ｘは、Zrを必
須成分とする。 通常、ＸはZrのみからなるが、Ｘは、上記し
たＢ、Si等の１種以上の総計10at％以下とZrとの
組合わせであつてもよい。 このような組成をもつ非晶質磁性合金薄膜は、
基体上に、概ね、0.1〜100μm、好ましくは20〜
50μm程度の厚さに形成される。 用いる基体としては、通常、非磁性のものを用
いる。 この場合、基体の材質には特に制限はない。 従つて、各種酸化物、炭化物、ケイ化物、窒化
物、ガラス等はいずれも好適に使用できる。 そして、基体材質は、非晶質磁性合金薄膜の物
性と、加工性、媒体とのしゆう動性などを考慮し
て適宜選択して用いればよい。 このような基体の厚さについては、特に制限は
ないが、通常、0.1〜５mm程度とする。 このような基体上に、非晶質磁性合金薄膜を形
成するには、気相被着法、通常、スパツタリング
に従う。 用いるスパツタリングとしては、衝撃イオンに
より、ターゲツトをスパツタし、通常、数eV〜
約100eV程度の運動エネルギーにてターゲツト物
質を蒸散させる公知のスパツタリングはいずれも
使用可能である。 従つて、Ar等の不活性ガス雰囲気中で、異常
グロー放電によるAr等のイオンによつて、ター
ゲツトをスパツタするプラズマ法を用いても、タ
ーゲツトにAr、Kr、Xe等のイオンビームを照射
して行うイオンビーム法を用いてもよい。 プラズマ法によるときには、いわゆるRFスパ
ツタであつても、また、いわゆるDCスパツタで
あつてもよく、その装置構成も２極、４極等いず
れであつてもよい。さらには、いわゆるマグネト
ロンスパツタを用いてもよい。また場合によつて
は、いわゆる反応性スパツタによることもでき
る。さらに、イオンビーム法としては、種々の方
式に従うことができる。 用いるターゲツトとしては、通常の場合は、対
応する組成の母合金を用いればよい。 なお、動作圧力、プレート電圧、プレート電
流、極間間隙等には特別の制限はなく、これら
は、条件に応じ、任意の値に設定することができ
る。 このような場合、基体の一面上には下地層を形
成し、この下地層上に非晶質磁性合金薄膜を形成
してもよい。また、非晶質磁性合金薄膜上に上層
保護層を形成してもよい。 さらに、非晶質磁性合金薄膜と、非磁性の薄膜
を交互に積層することもできる。 このように非晶質磁性合金薄膜３，３′を形成
した基体２，２′は、第１図および第２図に示さ
れるように、所定の形状に加工され、Ｉ字、Ｃ字
状等のコア半体１，１′とされ、前部ギヤツプ部
４および後部ギヤツプ部にて、SiO₂等のギヤツ
プ材４０を介してつきあわされて磁気ヘツド１と
される。 なお、コア半体１，１′の薄膜３，３′上には、
さらに、基体２，２′と同種の材質からなる保護
体５を接着することもできる。 このような場合、薄膜形成後には、必要に応じ
て、無磁場中あるいは静磁場ないし回転磁場中で
の熱処理を施すことが好ましい。 次いで研削により所定の形状とし、また必要に
応じ所定膜厚となるように研削を行い、さらに必
要に応じ研摩を行いコア半体とする。 そして、捲線８を施し、上記のようにつきあわ
せ、その他必要な加工を行い、支持体９に固着さ
れて、磁気ヘツドが作製される。 なお、上記の熱処理は、形状加工後、捲線前に
施してもよい。 発明の具体的作用効果 このような磁気ヘツドは、ビデオ用の録画、録
再、音声用等の回転ヘツド、あるいは電算機用磁
気ヘツド等としてきわめて有用である。 そして、本発明の磁気ヘツドは、媒体の高速し
ゆう動にともなう摩耗がきわめて少ない。 また、メタルテープ等の合金磁性粉を用いる塗
布型媒体の使用による出力低下がきわめて少な
い。 さらに、熱処理後の脆化がきわめて少なく、加
工性が良好となる。 加えて、高温高湿下での保存後の表面酸化膜の
形成が少なく、スペーシングロスによる自己録再
出力の低下がきわめて少なくなる。 そして、このような効果は、所定量のRuおよ
びＢ族、Ｂ族元素を添加したときにのみ実現
する。 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明を
さらに詳細に説明する。 実施例 ２mm厚のアルミナ基板上に、下記表１に示され
る組成の各非晶質磁性合金およびセンダストの薄
膜を30μm厚に形成した。 薄膜の形成は、スパツタリングによつて行つ
た。 この場合、ターゲツトとしては、対応する組成
の合金の鋳造体を用い、動作アルゴン圧5.5×
10^-3Torr、プレート電圧2KV、投入電力4W／cm²
にて、RFマグネトロンスパツタリングを行つた。 次に、これを研削および研摩し、第１図および
第２図に示されるようなコア半体１，１′を得、
これを0.3μmの前部ギヤツプ材SiO₂を介してつき
あわせ、所定の捲線８を施し、磁気ヘツドを作製
した。 次いで、各磁気ヘツドを８mmビデオ方式のデツ
キに搭載し、以下の１）〜４）の測定を行なつ
た。 １ 摩耗量 25℃、50％RHにて、塗布型のメタルテープを
3.75ｍ／secで100時間走行させて、走行後の摩耗
量を表面粗さ計で測定した。結果をセンダストの
場合の摩耗量を10とし、これに対する相対値とし
て表１に示す。 ２ 5MHz信号の出力低下 25℃、50％RHにて、塗布型のメタルテープを
3.7ｍ／secで４時間走行させて、走行後の出力低
下を測定した。 結果を表１に示す。 ３ 熱処理後の脆化 ４×30mmの岩塩上にスパツタリングにて、20〜
30μmの厚さの薄膜を被着したのち、岩塩を溶解
し、膜を空気中にて370℃、60分間熱処理した。 この膜の曲げ試験を行ない脆化を評価した。 曲げ試験は、所定径のパイプに、膜をまきつ
け、破断するパイプ径を脆化の曲率半径とした。 結果を表１に示す。 ４ 高温高湿下での保存後の自己録再出力低下 40℃、相対湿度90〜95％にて240時間保存後、
保磁力1500Oeの塗布型のメタルテープを用いて
自己録再出力を測定して、その出力低下（dB）
を測定した。 結果を表１に示す。

【表】

【表】 表１に示される結果から、本発明の効果があき
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の磁気ヘツドの
構造の１例を示す図であり、このうち、第１図が
斜視図、第２図が拡大部分正面図である。 １，１…コア半体、２，２′…基体、３，３′…
非晶質磁性合金薄膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体上に、下記式で示される組成の非晶質磁
   性合金薄膜を形成してなることを特徴とする磁気
   ヘツド。 式 T_xX_yRu_zM〓_wM〓_v ｛上記式中、Ｔは、Co、またはCoとCo、Zr、
   RuならびＢ族およびＢ族元素以外の他の遷
   移金属元素の１種以上との組合わせを表わし、 Ｘは、Zr、またはZrと他のガラス化元素の１
   種以上との組合わせを表わし、 M〓は、Ｂ族元素の１種以上を表わし、 M〓は、Ｂ族元素の１種以上を表わし、 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝100at％であり、 このうち、ｙは５〜30at％であり、 ｚは0.5〜8at％であり、 ｗは0.5〜10at％であり、 ｖは0.5〜10at％である。｝ ２ ＴがCoからなる特許請求の範囲第１項に記
   載の磁気ヘツド。 ３ Ｘが、Zrからなるか、あるいはＢおよびSiの
   うちの１種以上の総計10at％以下とZrとの組合わ
   せである特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の磁気ヘツド。 ４ ｙが５〜20at％である特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の磁気ヘツド。 ５ ｚが0.5〜6at％である特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれかに記載の磁気ヘツド。 ６ ｗが0.5〜6at％である特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の磁気ヘツド。 ７ ｖが0.5〜6at％である特許請求の範囲第１項
   ないし第６項のいずれかに記載の磁気ヘツド。 ８ 薄膜の厚さが0.1〜100μmである特許請求の
   範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の磁気
   ヘツド。 ９ 基体が非磁性である特許請求の範囲第１項な
   いし第８項のいずれかに記載の磁気ヘツド。