JPS63244407A - 薄膜磁気ヘツド - 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〕 本発明は、薄膜磁気ヘッド、特に基板上に磁路すなわち
磁気へソドコアを構成する磁性膜と、この磁路の上また
は下、或いはその双方において横切るように配されるヘ
ッド巻線となるコイル導体とを具備する誘導型薄膜磁気
ヘッドに係わる。

〔発明のＳ要〕

本発明は、基板上にコイル導体と磁性膜とが設けられて
成る薄膜磁気ヘッドにおいて、その磁性膜を、非磁性中
間層を介して磁性層が積層された構成とすると共に、特
にその少くとも一方の磁性層に通電を行って、磁性層の
磁化を所定方向に向はバルクハウゼンノイズの発生を効
果的に回避するようにする。

〔従来の技術〕

薄膜磁気ヘッドは例えば第４図に示すように基板（１）
例えば磁性基板上にこれが例えば導電性を有する場合に
おいては５ｉ０２等の絶縁膜（２）を介して例えば平面
的に渦巻状に巻装されたコイル導体（３）すなわちヘッ
ド巻線が被着形成され、これの上に同様に５ｉ０２等の
絶縁膜（２）を介してコイル導体（３）の一部上を横切
ってコイル導体（３）の中心から磁気記録媒体との対接
ないしは対向面（４）に前端面が臨むように延在する磁
性膜（５）が被着されてなる。

磁性膜（５）の前方端すなわち磁気記録媒体との対接な
いしは対向面（４）に臨む端部においては、例えば絶縁
膜（２）によって形成されるギヤソプスベーサ（６）に
よって基板（１）と磁性膜（５）との間に作動磁気ギャ
ップｇが形成され例えば基板（１）と磁性膜（５）との
間にコイル導体（３）を横切る閉磁路が形成されるよう
になされ、作動磁気ギャップｇにおいて磁気記録媒体と
の対接ないしは対向面（４）に第４図において紙面に沿
う方向に移行する磁気ディスクあるいは磁気シートまた
は磁気テープ等の磁気記録媒体（７）に摺接ないしは対
向してその記録及び再生が行われるようになされる。

（’ｌ）は例えば磁性体よりなる上部基板で、ガラス等
の接着材（８）よって磁気ヘッド本体すなわち磁性膜（
５）及びコイル導体（３）との被着部を覆って基板（１
）に接合され、磁気ヘッド本体の機械的保護とさらにあ
る場合は磁気シールド効果を得るようになされている。

通常、この種の薄膜磁気ヘッドにおいては、その少くと
も一部の閉磁路を形成する磁性膜（５）は、単層磁性層
例えばパーマロイあるいはアモルファス磁性層等の高透
磁率磁性膜によって構成されるものであるが、この単層
磁性層による場合、第５図に示すように磁気記録媒体か
ら与えられる信号磁界Ｈｓ方向と直交する方向すなわち
トラック幅方向に磁化容易軸方向ｅ、ａが選定される。

この場合、磁気異方性エネルギー、形状異方性等に起因
する静磁エネルギーの和が層全体として最小となるよう
な状態を保持すべく同第５図にその磁区構造を示すよう
に長方形の磁性膜（５）すなわち単層磁性層においてそ
の面内において短辺方向に沿って磁化方向が交互に逆向
きの磁区（５２）が生じると共に、これら隣り合う磁区
（５２）に関して閉ループを形成するようにその両端間
に磁性層の長辺方向に沿ってすなわち磁化困難軸り、ａ
方向に沿って順次逆向きの磁区（５３）が生じている。

この構成において、再生時における磁気記録媒体からの
信号磁界Ｈｓは、上述したように単層磁性層すなわち磁
性膜（５）の磁化困難軸り、ａ方向に加えられることに
よって、この際回転磁化過程により磁気ヘッドが動作す
るのでバルクハウゼンノイズはさほど発生しない。とこ
ろが、記録情報の高密度化に伴って狭トラツク化が進み
、これに伴って磁性膜（５）の幅が狭小化されてくるに
したがって、形状磁気異方性が増加するので全体として
の磁気異方性の方向はトラック幅方向すなわち磁性膜（
５）の幅方向から長平方向、すなわち信号磁界Ｈｓの方
向に傾いてくる。その結果磁気ヘッド動作において磁壁
（５４）及び（５５）の移動によるものが含まれるよう
になり、バルクハウゼンノイズが増加し、Ｓ／Ｎの低下
を招来し、信号処理上不利となる。

これに対して例えば特開昭５７−２０３９７９号公開公
報に開示されているようにその磁路となる磁性膜を第６
図に示すように非磁性中間層（１０）を介在させて高透
磁率の２Ｎの磁性層（１１）と（１２）とを積層した構
造をとることによって上下両磁性層（１１）及び（１２
）の磁化方向を、Ｍｌ及びＭ２の矢印で示すように互い
に反平行状態とすることによって磁壁の発生を回避する
ようにして磁気記録媒体からの磁場が磁化困難軸方向り
、ａに加わるようにして磁気ヘッド動作が回転磁化過程
によって行われるようにして再生時におけるバルクハウ
ゼンノイズの低減化を図るようにしたものが提案された
。

このような積層構造による磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、第５図に示した単層構造のものにおいて
の実効トラック幅ＷＴが信号磁界Ｈｓの印加方向と直交
する方向に磁化が向けられた中央部の限定された幅狭の
領域となるに比し、その実効トラック幅が拡大されると
いう利益がある。

ところが、このような２層磁性層の積層構造による磁性
膜を用いた場合においても、その磁気記録媒体上のトラ
ック幅をより狭小化するために磁性膜（５）の狭小化が
なされると、これに伴って形状異方性が支配的になりそ
の全体としての磁気異方性の方向はやはりトラック幅方
向から傾いてくる。

その結果磁気記録媒体から得られる信号磁界Ｈｓによっ
て磁壁が発生しバルクハウゼンノイズが生じてくるとい
う問題点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明においては薄膜磁気ヘッドにおいて、その磁路の
少くとも一部を形成するための磁性膜としてこれを少く
とも２層構造による積層構造としてバルクハウゼンノイ
ズの発生を回避する構造をとると共に、さらに上述した
狭トランク化に伴う形状異方性によるバルクハウゼンノ
イズの発生を効果的に回避することができるようにした
薄膜磁気ヘッドを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、第１図に示すように基板（１）上に
コイル導体（３）と磁性膜（５）とを有してなる薄膜磁
気ヘッドにおいて、その磁性膜（５）を第２図に示すよ
うに非磁性中間層（１０）を介して対の導電性を有する
軟磁性の磁性Ｎ　（１１）及び（１２）が積層された構
造とする。そして、特に本発明においてはこの積層構造
による磁性膜（５）の磁性層（１１）及び（１２）にそ
のトラック幅方向と直交する方向に電流ｉを通電する。

この磁性膜（５）における非磁性中間層（１０）の厚さ
ｔは例えば５≦ｔ≦１０００人に選定して両磁性層（１
１）及び（１２）間に交換相互作用よりもクローン相互
作用が支配的に生じかつ磁気ギャップとしては充分無視
できる厚さに選定する。

第１図において第４図と対応する部分には同一符号を付
して示す。

〔作用〕

上述したように本発明においては、その磁性膜（５）と
して非磁性中間層（１０）を介して磁性７１５　（１１
）及び（１２）が積層された構造としたことによって冒
頭に述べたようなバルクハウゼンノイズの改善が図られ
ると共に、これを幅狭として狭トラツク化を図った場合
においても電流ｉの通電によって、第２図に示すように
、両磁性層（１１）及び（１２）にはトラック幅方向に
沿う方向の磁界Ｈｉが生じ、これによって互いに反平行
の磁化が磁性層（１１）及び（１２）に生ずることによ
ってトランク幅の狭小化に伴う形状異方性の影響が実質
的に解消されてバルクハウゼンノイズの発生が効果的に
回避される。また、形状異方性による有効トラック幅の
狭小化も回避される。

〔実施例〕

第１図を参照して本発明による薄膜磁気ヘッドの一例を
さらに詳細に説明する。この場合、基板ｆｉｌは例えば
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトあるいはＮｉ−Ｚｎ系フェライ
ト等の磁性基板によって構成され、この磁性基板（１）
が導電性を有する場合にはその表面に５ｔ（ｈあるいは
Ａ　Ｉ２２Ｑ３等の薄い絶縁膜（２）が蒸着、スパッタ
リング等によって形成され、これの上に例えば渦巻状に
ヘッド巻線となるコイル導体（３）が被着形成される。

このコイル導体（３）は例えば全面蒸着５スパツタリン
グ等によって導電層を形成しフォトリソグラフィによっ
て所要の渦巻状パターンに形成し得る。

そして、このコイル導体（３）を覆って同様の絶縁膜（
２）が被着形成され、このコイル導体（３）の一部をそ
の円周方向の一部において全コイル線素間を横切って磁
性膜（５）を磁気記録媒体との対接ないしは対向面（４
）に前方端面が臨むように延在し、後方端がコイル導体
（３）の中心部において例えば薄い絶縁膜（２）を介し
て磁気的に密に基板（１１と結合するように配置する。

この磁性膜（５）と基板（１）との間には例えば絶縁膜
（２）による非磁性ギャップスペーサ（６）の介在によ
って所要のギャップ長を有する作動磁気ギャップｇが形
成されるようにする。

磁性膜（５）は第２図で説明したように所要の厚さｔ、
例えばｔ＝１００人の非磁性中間層（１０）を介して導
電性軟磁性の磁性層（１１）及び（１２）が積層された
構造とする。非磁性中間層（１０）は例えばＳｉＯ２＋
　ＴａＪｓ、　Ａ　Ｉ２２０３等の無機物絶縁非磁性層
あるいはＴｉ、Ｍｏ、Ａｕ＋Ａｇ等の非磁性金属層によ
って形成し得る。また、磁性層（１１）及び（１２）は
軟磁性体例えばパーマロイすなわちＦｅ　−Ｎｉ合金あ
るいはセンダストすなわちＦｅ　−Ａｊ２−３ｔ合金あ
るいは軟磁性アモルファス例えばＣｏ系アモルファス例
えばＣｏ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属系とＢ。

Ｃ，Ｓｉ等のメタロイドとの合金、あるいはＣ。

もしくはＦｅ−Ｎｉ金属とＨｆ＋Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ
等の金１！−金ＪＸＣＯ系アモルファスＶこよって形成
し得る。これら磁性膜（１１）−非磁性中間Ｍ　（１０
）及び上層磁性層（１２）は、それぞれ順次全面的にス
パツタリング、蒸着等によって積層被着し、フォトリソ
グラフィによって所要のパターンに形成し得る。そして
、この磁性膜（５）の前端部及び後端部にはそれぞれこ
の磁性膜（５）磁性層（１１）及び（１２）の少くとも
一方に電流ｉを通ずる通電用電極（２１）及び（２２）
を電気的に連結被着して両者間に電源を接続する。この
場合、前方電極（２１）をアース側とすることによって
、面（４）に他物が接触した場合に電池作用によって腐
蝕が生じることがないようにすることが望ましい。

尚、この磁性膜（５）において非磁性中間層（１０）が
導電性を有するとか両磁性１ｆｉ　（１１）及び（１２
）間の電気的絶縁性を保持できない程度に肉薄となされ
る場合には、電極（２１）及び（２２）下への通電によ
って両磁性層（１１）及び（１２）に同時に同方向への
通電例えば図示のように後方端から前方端に向う通電を
行うことができるが、非磁性中間層（１０）が絶縁性材
で且つその厚さが大であって磁性層（１１）及び（１２
）間の電気的絶縁が図られる場合には、例えば電極（２
１）及び（２２）の被着下における非磁性中間層に窓開
けを予め行って下層の磁性１ｉｉ　（１１）上に上層の
磁性層（１２）が電気的に連接して被着されるようにし
ておくことが望ましい。そして、このように基板（１）
上にコイル導体（３）及び磁性薄膜（５）及びこれに対
する給電電極（２１）及び（２２）が形成された薄膜磁
気ヘッド本体を覆って例えばガラス等の接着材（８）を
介して例えば磁性材よりなる上部基板（９）を接合して
側基板（９）及び（１１間において薄膜磁気ヘッド本体
の保護、さらにある場合は磁気遮蔽効果を得る。

また、磁気記録媒体との対接ないしは対向面（４）は基
板（１）から上部基板（９）に差し渡って研磨されて形
成される。そして、この磁気記録媒体との対接面ないし
は対向面（４）に摺接ないしは対向して、第１図におい
て紙面に沿う方向に例えば図の上方から下方にもしくは
その逆方向に磁気ディスク、磁気シート、磁気テープ等
の磁気記録媒体（７）が相対的に移行するようになされ
る。

このような構成によれば、磁性膜（５）が作動磁気ギャ
ップｇを介して磁性基板（１）とによってコイル導体（
３）を囲む閉磁路が形成された誘導型の磁気ヘッド構成
がとられる。

尚、第１図に示した例においては、基板（１）上に磁性
膜（５）が形成され、磁性膜（５）と基板（１１とによ
って閉磁路を構成するようにした場合であるが、例えば
第３図に示すように磁性もしくは非磁性基板ｆ１．ｌ上
に、基板（１）が導電性を有する場合には絶縁膜（２）
を介して下部磁性膜（５Ａ）を形成し、これの上に絶縁
膜（２）を介してコイル導体（３）を形成し、このコイ
ル導体（３）の中心部において連接するように上部磁性
膜（５Ｂ）を磁気記録媒体（４）にその前方端が延在す
るように形成する。

第３図において、第１図と対応する部分には同一符号を
付して重複説明を省略するも、この場合においても、下
部磁性膜（５Ａ）及び上部磁性膜（５Ｂ）は共に第２図
で説明したように非磁性中間層（１０）を介して導電性
の磁性層（１１）及び（１２）が積層された構造をとり
、電極（２１）及び（２２）間の通電によって各磁性膜
（５Ａ）及び（５Ｂ）の各磁性層（１１）及び（１２）
に同一方向の通電がなされるようにする。尚、この場合
上部磁性膜（５Ｂ）と下部磁性膜（５Ａ）の前方端間に
は作動磁気ギヤツブｇを形成するギャップスペーサ（６
）を介在させるものであるが、この場合ギャップスペー
サ（６）としては導電材料の例えばＣｒ、　Ｔ　ｉ＋　
Ａ　ｕ＋　Ａ　ｇ＋　ＣＩＩ＋Ｂｅ−Ｃｕ合金、　Ｒｈ
、Ｐｄ、Ｐｔ等によって形成し、このようにして両磁性
膜（５Ａ）及び（５Ｂ）の電気的連結を磁気ギャップを
形成しつつ行うことができるようになし得る。

そして、このように磁気ギャップスペーサ（６）として
導電材を用いるときは、磁気ヘッドの再生効率を向上さ
せることができる。これについて説明するに再生効率Ｅ
Ｒは （Ｒｃは作動磁気ギャップｇにおける磁気抵抗、Ｒｃは
磁路の磁気抵抗） （１）式より再生効率ＢＲを上げるためには磁路の磁気
抵抗Ｒｃを低くするかまたは作動磁気ギャップｇにおけ
る磁気抵抗ＲＧを高くすればよいことになる。一方、Ｒ
ｃは下記（２）式で表わせる。

Ｌｇ ＲＧ＝　　　　　　　　　　□−（２１μ・Ｔｗ　・Ｄ
ｐ （Ｌｇはギャップ長、Ｔｗはトラック幅、Ｄｐは作動磁
気ギャップｇのギャップデプス、μはギャップスペーサ
の透磁率）ここで、Ｌｇは再生時の周波数特性を、Ｄｐ
は磁気ヘッドの寿命を決定し、Ｌｇ、Ｄｐを自由に変更
することはできない。またトラック幅Ｔｗは用いるシス
テムのフォーマットによって決定される。

したがって再生効率ＥＲを上げるべくＲａを大にするに
は透磁率μの低下をはかることになる。ところで透磁率
μは渦電流損失によって劣化することがよく知られてい
るところであり、したがってギャップスペーサ（６）と
して電気伝導性を有するすなわち前述したような導電材
によって構成すれば渦電流損失によりこの作動磁気ギヤ
ツブ部ｇにおける透磁率μの低下が来されることになる
。つまり渦電流損失Ｌｅは ρ で表わされる（ここにｔｃは磁路の厚さ、ｆは周波数、
ρは堆積抵抗率）。したがって、ギャップスペーサ（６
）としてρの小さい材料、具体的にはρが１０−５Ωｍ
以下の材料を用いることによりＲｃの増大化延いては再
生効率ＥＲの向上が図られることになる。

尚、上述した第１図及び第３図で示した例においてはコ
イル導体（３）が渦巻状をなすように各線素が平面的に
配置された構成をとった場合であるが、このコイル導体
（３）としては複数層に各線素が絶縁層を介して積層さ
れた構成をとって所定部において絶縁層の除去した窓を
形成し、この窓を通じて上下の線素を適当部位で連結し
て全体としてコイル状となして巻線数の増大化を図るよ
うにした構造とすることもできるなどその形状配置構成
等は種々の変更をとり得る。

また、図示した各側においては、磁性膜（５）あるいは
（５Ａ）及び（５Ｂ）を構成する両磁性層（１１）及び
（１２）に対してそれぞれ通電を行った場合であるが、
一方についてのみその通電を行って他の磁性層において
トランク幅方向に磁化を発生させ、この磁化によって反
平行の磁化が通電された方の磁性層に生ずるようにする
ことによって形状異方性を打ち消して磁性ｆｆｉ　（１
１）及び（１２）において反平行のトラック幅方向に磁
化を形成するようにしてバルクハウゼンノイズの回避を
図ることもできる。

尚、上述したように本発明においては、磁性膜（５１，
（５Ａ）及び（５Ｂ）を少くとも対の磁性層（１１）及
び（１２）によって形成した場合であるが、ある場合は
それぞれ非磁性中間層を介在させた３層構造とし、中央
の磁性層についてその厚さを大にして両側の磁性層との
間に互いに反平行の磁界が生ずるような構成とすること
もできるなど３層構造以上の磁性層によって構成するこ
とも考えられる。

さらに磁性膜（５１、（５Ａ）　、　（５Ｂ）を構成す
る磁性層（１１）及び（１２）としては同一材料の磁性
材料すなわち熱膨張率が同等のものを用いることが望ま
しく、このようにするときは積層体によって熱膨張率の
差に基づく熱歪による特性変化あるいは剥離等が回避さ
れる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明においては、薄膜磁気ヘッドにお
いてその磁気コアすなわち磁路の少くとも一部を構成す
る基板上に設けられた磁性膜（５）あるいは（５八）及
び（５Ｂ）を、非磁性中間Ｎ　（１０）を介して磁性層
（１１）及び（１２）が積層された構成とすると共に特
にこれに通電を行ってこの通電によって発生する磁界に
よって形状磁気異方性による影響を回避する磁化が生ず
るようにしたのでバルクハウゼンノイズをトラック幅の
狭小化においても充分小とすることができ、Ｓ／Ｈの向
上をはかって信号処理上有利性を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図はそれぞれ本発明による薄膜磁気ヘッ
ドの各側の路線的拡大断面図、第２図はその磁性薄膜の
一例を示す要部の拡大斜視図、第４図は従来の薄膜磁気
ヘッドの一例の路線的拡大断面図、第５図及び第６図は
従来の薄膜磁気ヘッドにおける磁性薄膜の説明に供する
路線的拡大斜視図である。 （１）は基板、（３）はコイル導体、（Ｅｌｌ、（５八
）、（５Ｂ）は磁性膜、（１０）はその非磁性中間層、
（１１）及び（１２）は磁性層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上にコイル導体と磁性膜とを有して成る薄膜磁気ヘ
   ッドにおいて、 上記磁性膜は非磁性中間層を介して２層の磁性層の積層
   構造とされ、 上記磁性膜の少くとも一方の磁性層にトラック幅方向と
   ほぼ直交する電流を通ずることを特徴とする薄膜磁気ヘ
   ッド。