JPS63188811A - 磁気ヘツド及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は磁気ヘッド及びその製造方法に関し、特に高
透磁率酸化物磁性体と磁気ギャップ間に高飽和磁束密度
磁性膜を介在させてなる磁気ヘッド及びその製造方法に
関する。

「従来の技術〕 近年、ＶＴＲ等の磁気記録技術分野での記録密度の向上
に対する要求は極めて高いと言える。これに対し高密度
磁気記録再生装置においては、高保磁力の磁気記録媒体
と飽和磁束密度の高いコア材を有する磁気ヘッドが必要
となってきている。

従来一般にＶＴＲ用磁気ヘッドのコア材として用いられ
てきたフェライト材は飽和磁束密度Ｂｓが５０００〜６
０００ガウス程度であり、磁気記録媒体が１０００工ル
ステツド以上の高保磁力媒体では記録が不十分になる。

一方非晶質磁性合金やセンダスト、パーマロイ等の飽和
磁束密度の高い材料をコア材とする磁気ヘッドでは渦電
流損による周波数特性の劣化や耐摩耗性に劣る。

そこで、高保磁力媒体に対し良好な記録再生を行うため
、透磁率の高い酸化物磁性体上に、飽和磁束密度の高い
磁性金属膜を被着してなるコア半休を有する磁気ヘッド
が提案される様になった。

例えば特開昭５４−９６０１３号公報、特開昭６０−３
２１０７号公報に開示されているヘッドがこれに対応す
る。

本出願人は、この種のヘッドとして先に特願昭６０−２
２６５６８号にて第９図に示す如きヘッドを提案した。

第９図において、ｌａ、ｌｂは夫々フェライト等の酸化
物磁性材チップ、２ａ、　　２ｂは夫々センダスト、ア
モルファス、パーマロイ等の磁性金属を酸化物磁性材部
上に蒸着、スパッタリング等の薄膜形成法にて被着して
なる磁性金属膜、３はＳｉＯ□等の非磁性材からなる磁
気ギャップ、４はガラス等の非磁性材部、５は巻線窓で
ある。

第９図の如き磁気ヘッドにおいては、磁気ギャップ近傍
が飽和磁束密度の高い磁性金属膜より構成されているの
で、大きな保磁力を有する磁気記録媒体に対しても充分
な記録が行える。またコア材の大部分が電気比抵抗の大
きな酸化物磁性材によりなっているので、渦電流損によ
る周波数特性の劣化をきたさず良好な周波数特性を有す
る。更に磁気テープ摺動面の大部分が耐摩耗性の高いフ
ェライト等の酸化物磁性材で構成されているので耐摩耗
性に対しても改良された構造となっている。

〔発明の解決しようとする問題点〕

しかしながら、この種の磁気ヘッドにおいて、テープを
数時間走行した後に出力変動が現れ、ひどいものでは４
〜５ｄＢの出力低下を起す。この出力低下を起こした磁
気ヘッドのテープ摺動面をＳＥＭ　（走査重子顕微鏡）
で観察したところ、磁気ギャップ部分に乱れが生じてお
り、ギャップの不規則形状に基づく再生損失による出力
低下であることが判明した。第１０図（Ａ）は、出力低
下を生じた磁気ヘッドのギャップ近傍の走査電子顕微鏡
写真であり、第１０図（Ｂ）は、第１０図（Ａ）を説明
する路線図である。

第１０図において、２１ａ、　　２１ｂはセンダスト。

アモルファス、パーマロイ等の磁性金属膜であり、２２
はＳ　ｉ　０２等のギャップ材からなる磁気ギャップで
ある。またテープ摺動方向は矢印ａの方向である。

この写真から判明するように、テープ摺動によって金属
膜２１ｂがギャップ材２２を覆うようにテープ摺動方向
にせり出している。このような塑性流動変形は金属材料
の最大の欠点といえる。また今後、高密度記録化に伴い
記録波長は増々短くなる為磁気ギャップはさらに狭ギャ
ップ化の方向に進むと考えられ、上述のようなギャップ
への磁性材のせり出し現象は狭ギャップ化における大き
な障害ともなる。

本願発明は上述の如き問題に鑑みてなされ、磁気記録媒
体の摺動に伴う磁性膜の変形により磁気ギャップが安定
しないという問題を解決し、高密度磁気記録に適し、か
つ信頼性の高い磁気ヘッド及びその製造方法を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的下に於いて、本願発明の磁気ヘッドにあって
は、高透磁率酸化物磁性体と磁気ギャップ間に高飽和磁
束密度磁性膜を介在させてなる磁気ヘッドに於いて、前
記磁気ギャップと前記磁性膜間に窒化金属膜を介在せし
めた構成としている。

また、本願発明の磁気ヘッドの製造方法にあっては高透
磁率酸化物磁性体ブロックの端面に高飽和磁束密度磁性
膜を形成後、該磁性膜上に窒化金属膜を形成し、該窒化
金属膜の形成されたブロック同志を磁気ギャップを介し
て突合わせることにより磁気回路を形成している。

〔作　用〕

」二連の如き構造の磁気ヘッドにあっては、窒化金属膜
が磁気記録媒体の摺動に伴い磁気ギャップに突出するこ
とがなく、磁気ギャップの乱れに伴う電磁変換特性が劣
化することはない。また上記窒化金属膜は飽和磁束密度
が高（、高保磁力の磁気記録媒体に対して良好な磁気記
録再生特性が得られる。

また、上述の如き磁気ヘッドの製造方法によれば、上述
の如き磁気ヘッドが高飽和磁束密度磁性膜上に窒化金属
膜を形成する工程を設けるだけで製造可能となる。

〔実施例〕

以下、本願発明の実施例について説明する。

第１図は本願発明の一実施例としての磁気ヘッドの構造
を示す斜視図である。第１図において、３１ａ。

３１ｂはフエ°ライト等の高透磁率酸化物磁性体、３２
ａ。

３２ｂはセンダスト、アモルファス、パーマロイ等の磁
性金属膜、３３ａ、　３３ｂは窒化鉄膜、３４ａ、　３
４ｂ。

３４ｃ、　３４ｄは夫々非磁性材、３５は巻線用の窓、
３６は磁気ギャップである。

上述の如き磁気ヘッドにおいては磁気ギャップがギャッ
プ材を介して窒化鉄膜によって構成されており、窒化鉄
膜の有する高硬度でテープ摺動による塑性変形が極めて
少ないといった機械的性質によってテープ摺動による磁
気ギャップのショートおよび形状的乱れは解消され、長
い時間テープを摺動しても磁気ギャップの乱れによる出
力低下は起こらず、信頼性の向上がはかれることになる
。

また窒化鉄膜の飽和磁束密度は２００００　Ｇａｕｓｓ
と大きく、記録によるコアの飽和を起こさず高抗磁力テ
ープに対して良好な電磁変換特性を得ることが出来る。

以下第２図（Ａ）〜（Ｈ）を用いて第１図の磁気ヘッド
の製造工程について説明を加える。まずフェライトブロ
ック４０に対して、第４図（Ａ）に示すようにその断面
が方形となる溝４１を回転砥石等を用いて所定のピッチ
で研削加工する。次に方形溝４１の形成されたフェライ
トブロック４０に対し、蒸着またはスパッタリング等で
、例えばセンダスト等の磁性金属膜４２を被着形成する
（第２図（Ｂ）に示す）。さらにその磁性金属膜４２の
上に純鉄を蒸着またはスパッタリング等により被着形成
し純鉄膜４３′　を得る。この純鉄膜４３′　にイオン
注入装置によって窒素イオンＮ＋を注入し窒化鉄膜４３
を形成する（第２図（Ｃ）、　　（Ｄ）に示す）。磁性
金属膜４２．窒化鉄膜４３が形成された方形溝４１には
、高融点ガラス等の非磁性材４４がｔ眞 充填される（第２図（Ｄ）に示す）。次いで溝４１に対
して一定の距離シフトした位置に同様に方形溝４５を形
成しく第２図（Ｅ）坪示す）、この方形溝４５填 内にも高融点ガラス等の非磁性材４６を溶融充辱し、平
面研磨して第２図（Ｆ）に示す如きコアハーフブロック
４７を得る。次にこのコアハーフブロック４７を一対用
意し、一方に第２図（Ｇ）に示す如き巻線溝４８を形成
し、媒体摺動面側の突合わせ面に５ｉ０２等の磁気ギャ
ップ材を所定の厚さ形成する。

そして他方のコアハーフブロックを第２図（Ｈ）に示す
如く突合わせ、低融点ガラス等の接着剤を用いて接合す
る。しかる後に第２図（Ｈ）のＡ、　Ａ’に記す部分で
この接合ブロックを切断し、第１図に示す如きヘッドコ
アチップを得る。

さて、上述の製造工程において純鉄膜４３′　をスパッ
タリング法等で形成する際に、膜厚方向の結晶方位が（
１００）方向に配向するように形成し、すくなくとも（
１００）方向と（１１０）方向のＸ線回折強度Ｉの比１
　＜１００＞　／Ｉ　＜１１０＞が３以上であるように
することにより、窒素イオン注入によって得られる窒化
鉄膜４３の磁気特性はさらに良好なものとなり、磁気ヘ
ッドとしての電磁変換特性はさらに良好なものとなる。

ただし、窒素注入Ｊｌ′Ｌが１×１０１４〜１Ｏ１７／
Ｃｍ２の範囲の場合に限られる。

また、窒化鉄膜は、上述実施例中のイオン注入性以外に
も、ガス窒化法や、窒素ガスを導入しなから純鉄を蒸着
またはスパッタリングによって純鉄と窒素を反応させな
がら成膜するリアクティブ法などによっても得られる。

しかしながら、これらの方法で得られる窒化鉄膜は、イ
オン注入法で得られたものに比べ機械的強度および磁気
特性においてやや劣っている。ただし磁気ヘッドのスペ
ックによっては、当然ガス窒化法やりアクティブスパッ
タ法によって得られる窒化鉄膜を使用することが望まし
い場合もある。

尚、上記純鉄膜へのイオン注入法において、純鉄膜の結
晶方位を（１００）方向に配向したものが特性が良好な
理由は、窒素イオンが鉄の結晶格子への入る位置に起因
していることが考えられる。

第３図〜第８図は夫々本発明の他の実施例としての磁気
ヘッドを媒体摺動面より見た図であり、第１図と同様の
構成要素には同一番号を付す。第３図の磁気ヘッドは磁
性金属膜３２ａ、　　３２ｂと窒化鉄膜３３ａ、　　３
３ｂの延在する部分を同じ側としたもので、第２図（Ｈ
）においてコアハーフブロック４７ａ、４７ｂの磁性金
属膜および窒化鉄膜の被着された方形溝４１同志を対向
させることによって得られる。

第４図に示す磁気ヘッドは、第１図に示す磁気ヘッドの
磁性金属膜３２ａ、　３２ｂとフェライト部３１ａ。

３２ｂとの境界が磁気ギャップ３６と平行となる部分を
斜めにして非平行としたものである。これはこの境界が
疑似ギャップとして作用し、電磁変換特性に悪影響を及
ぼすことを更に軽減したものである。

第５図に示す磁気ヘッドは第１図に示す磁気ヘッドの金
属磁性膜３２ａ、　　３２ｂおよび窒化鉄膜３３ａ。

３３ｂの方形溝４１へ被着した延在部分をなくしたもの
である。この磁気ヘッドは第２図（Ａ）で方形溝４Ｉを
形成せずに、金属磁性膜、窒化鉄膜を形成しれ、他の工
程は第１図の磁気ヘッドの製造工程とはために第１図の
ヘッドに比べて製造工数が削減できコスト面で有利であ
る。

第６図に示す磁気ヘッドは、第５図の磁気ヘッドの磁性
金属膜３２ａ、３２ｂとフェライト部３１ａ、　３１ｂ
との境界が磁気ギャップ３６と平行となる部分を斜めに
し非平行にしたものであり、上記境界が電磁変換特性に
及ぼす悪影響を更に軽減できる。これは第４図の磁気ヘ
ッドと同様の理由によることは云うまでもない。

第７図に示す磁気ヘッドは、゛磁性金属膜３２ａ。

３２ｂおよび窒化鉄膜３３ａ、　３３ｂの夫々延在する
部分をトラックの両側に配したものである。このヘッド
は、第１図のヘッドに比べ磁気ギャップ近傍へ多くの磁
束を集められ、電磁変換特性が向上する。この第７図の
ヘッドは第２図（Ａ）で方形溝４１およびトラック巾を
規制する第２の方形溝４５を形成した後磁性金属膜、窒
化鉄膜を形成することで得られ、他の工程は第１図の磁
気ヘッドとほぼ同様である。このヘッドは第５図のヘッ
ド同様の理由で、第１図のヘッドに比べて工数が削減し
、コスト面で有利である。

第８図に示す磁気ヘッドは、第７図の磁気ヘッドの磁性
金属膜３２ａ、　３２ｂとフェライト部３１ａ、　３１
ｂとの境界が磁気ギャップと平行となる部分を斜めにし
非平行にしたものである。これは第４図および第６図の
磁気ヘッドと同様の理由によることは云うまでもない。

以上記述した各実施例の磁気ヘッドは、巻線溝の壁面に
金属磁性膜および窒化鉄膜を被着した構造にすることが
出来る。この場合磁気ギャップ近傍に集まる磁束は更に
増加し、電磁変換特性は更に向上する。この種の磁気ヘ
ッドは金属磁性膜および窒化鉄膜を形成する前工程で巻
線溝を形成することによって得られる。

尚、磁気ヘッドの構造および形状については上述実施例
のそれに限定されるものではなく、高透磁率酸化物磁性
体と磁気ギャップ間に高飽和磁束密度磁性膜が介在する
磁気ヘッドに於いて、磁気ギャップと磁性膜間に窒化金
属膜が介在する構造であれば、磁気ギャップが媒体摺動
に伴い劣化することはなく、安定した電磁変換特性が得
られ、前述の効果を損うことはない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本願発明によれば信頼性が高（、高保
磁力の磁気記録媒体に対しても良好な記録再生を行うこ
とができる磁気ヘッド、及びこの磁気ヘッドを簡単な工
程を付加するだけで製造できる磁気ヘッドの製造方法を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の一実施例としての磁気ヘッドの構造
を示す斜視図、 第２図（Ａ）〜第２図（Ｈ）は第１図に示す磁気ヘッド
の製造工程を示す図、 第３図〜第８図は夫々本願発明の他の実施例としての磁
気ヘッドを媒体摺動面側より見た平面図、第９図は従来
の磁気ヘッドの構造の一例を示す斜視図、 第１Ｏ図（Ａ）、　　（Ｂ）は従来の磁気ヘッドの問題
点を説明するための図である。 ３１ａ、　　３１ｂは高透磁率酸化物磁性材としてのフ
ェライトチップ、 ３２ａ、　　３２ｂは高飽和磁束密度磁性膜としての磁
性金属膜、 ３３ａ、３３ｂは窒化金属膜としての窒化鉄膜、３４ａ
、　　３４ｂ、　３４ｃ、　３４ｄは夫々非磁性材、３
６は磁気ギャップである。 第　１　図 躬３超 第４図 第５図 ＳＥΔ（Ｘ５ρ０θ） 躬１０（２）（Ｆ３） 手′ｌｒＮダ、、ネ由正４”Ｅ”　（方式）％式％ ２　発明の名称 磁気ヘッド及びそのＩＡ造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２５？ｌｌｉ正命
令の日付 昭和６２年　４月２８日（発送日） ６　補正の対象 （１）明紹１書 （２）図面 ７　補正の内容 （１）明細書中、第５頁３行目記載の「第１０図（Ａ）
」をｒ第１０図Ｊと補正する。 （２）明細書中、第５頁４行目〜５行目記載の「走査電
子顕微鏡写真であり、第１０図（Ｂ）は第１０図（Ａ）
を」をｒ状態をＪと補正する。 （：ｌ）明細書中、第５頁１１行目記載の「この写真か
ら判明するように」をｒ同図に示すように１と補正する
。 （４）明細書中、第１５頁８行目記載の「第１０図（Ａ
）、（Ｂ）は」を「第１Ｏ図は１と補正する。 （５）図面中、第１０図（Ａ）を削除する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）高透磁率酸化物磁性体と磁気ギャップ間に高飽和
   磁束密度磁性膜を介在させてなる磁気ヘッドであって、
   前記磁気ギャップと前記磁性膜間に窒化金属膜を介在せ
   しめたことを特徴とする磁気ヘッド。
2. （２）高透磁率酸化物磁性体ブロックの端面に高飽和磁
   束密度磁性膜を形成後、該磁性膜上に窒化金属膜を形成
   し、該窒化金属膜の形成されたブロック同志を磁気ギャ
   ップを介して突合わせることにより磁気回路を形成する
   ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
3. （３）前記窒化金属膜が、純金属膜を堆積後、イオン注
   入法により窒素を注入することにより形成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の磁気ヘッド
   の製造方法。
4. （４）前記イオン注入法による窒素の注入量が１０＾１
   ＾４〜１０＾１＾７／ｃｍ＾２であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（３）項記載の磁気ヘッドの製造方法
   。
5. （５）前記純金属膜が、結晶方位〈１００〉方向に配向
   しており、〈１００〉方向と〈１１０〉方向のＸ線回折
   強度 I の比（Ｉ〈１００〉／Ｉ〈１１０〉）が３以上
   の純鉄膜であることを特徴とする特許請求の範囲第（３
   ）項もしくは第（４）項記載の磁気ヘッドの製造方法。