JPS63282910A - 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〕 本発明は磁気ヘッドに関し、特に高透磁率磁性材上に、
高飽和磁束密度磁性膜を被着してなる磁気ヘッドに関す
るものである。

〔従来の技術〕

近年抗磁力の高い磁気記録媒体、例えばメタル塗布、金
属蒸着テープ等に対して記録再生の可能なＭ　Ｉ　Ｇ　
（Ｍ　ｅ　ｔ　ａ　Ｉ　　Ｉ　ｎ　　Ｇ　ａ　ｐ　）ヘ
ッドと呼ばれるものが利用される様になって来た。

ＭＩＧヘッドは、コアの大部分にフェライト等の高透磁
率材を用いギャップ近傍の磁極先端部を高飽和磁束密度
材、即ち、パーマロイ、センダスト、アモルファス等の
合金磁性材で形成した構造となっている。

ＭＩＧヘッドの最も単純な電磁変換部近傍の形態を第４
図（Ａ）、（Ｂ）に示す。図中１は単結晶フェライト等
の高透磁率材チップ、２はセンダスト等の高飽和磁束密
度合金よりなる磁性合金膜、３は非磁性材よりなる磁気
ギャップ部である。尚第４図（Ａ）は巻線溝内には磁性
合金膜を被着しないタイプ、（Ｂ）は巻線溝内には磁性
合金膜を被着しないタイプのそれを示している。

ＭＩＧヘッドにはその基本構造を第４図（Ａ）、（Ｂ）
に示している様に磁気記録媒体摺動面に於ける磁性合金
膜２と高透磁率材１との境界が磁気ギャップ３に平行な
タイプ（以下Ｐタイプと称する）と磁気ギャップに非平
行でアジマス角を有するタイプ（以下Ａタイプと称する
）とが考えられている。例えばＰタイプのＭＩＧヘッド
としては特開昭５１−１４０７０８号公報に開示されて
いるもの、ＡタイプのＭＩＧヘッドとしては例えば特開
昭６０−３２１０７号公報に開示されているものがある
。

しかしながらＰタイプのＭＩＧヘッドは、磁気ギャップ
と平行である処の高透磁率材と合金磁性材との境界部分
の磁気的性質の不連続性の為に、コンタ−効果と呼ばれ
る現象が発生し、第５図に示すように、周波数対出力特
性曲線に、少ない場合で３〜４ｄＥ１１度のリップルが
現われる為、記録再生用ヘッドとして未だ実用化されて
いない。

その様な現象を避ける為に考案されたものがＡタイプの
ＭＩＧヘッドであり、上記特開昭６０−３２１０７号公
報に開示のものがＶＴＲ用として実用化されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、一般的にＡタイプのＭＩＧヘッドはＰタイプ
のＭＩＧヘッドに比べて、複雑な構造となるので、製造
工程数が多くなると同時に製品歩留りも低（なっていた
。そのため製造コスト面に於いてかなり割高であった。

−また、ＡタイプのＭＩＧヘッドで例えば６０μｍもの
広いトラック幅を有するヘッドを製造しようとすると、
その構造と製造法によっては、４０μｍ前後の厚さの磁
性合金膜をスパッタリング等の物理蒸着法で成膜する工
程が必要となる。このような厚さの膜をスパッタリング
で成膜するには、成膜時間のみで数時間を要し、また仮
に成膜したとしても、内部応力の蓄積の為、膜そのもの
や、基板であるフェライトにクラックが入ったりはなは
だしい場合、割れてしまうこともある。そのため機械加
工や、５００℃〜６００℃前後のガラス溶着工程などの
過酷な工程を経て完成に至るヘッドは少なく、歩留りの
低下を増長する結果となる。

本弁明は上述の如き問題に鑑みてなされ、簡易な製造工
程により製造が可能でかつ製造コストが高（なることが
なく、コンタ−効果による電磁変換特性への悪影響を除
去し、かつ磁気抵抗も極めて小さい磁気ヘッドを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的下に於いて、本発明の磁気ヘッドに於いては
高透磁率材ブロック上に高飽和磁束密度磁性膜を被着し
てなるコアハーフ同志を磁気ギャップを介して突合せて
なる磁気ヘッドに於いて、前記高飽和磁束密度材の少な
くとも一方が前記磁気ギャップの両端に接する非磁性材
と前記高透磁率材との境界に沿って夫々延在すると共に
、媒体摺動面からの深さに応じて膜厚が変化することを
特徴とする磁気ヘッド。

〔作　用〕

上述の如く構成することによりギャップの深さ方向につ
いて磁気ギャップに対して高透磁率材と高飽和磁束密度
材との境界が非平行となり、かつ非磁性材と高透磁率材
との境界に沿って延在する高飽和磁束密度膜の作用によ
ってコンタ−効果による悪影響はほぼ完全に取り除かれ
、かつ高飽和磁束密度材と高透磁率材との接触面積は極
めて広く、良好な電磁変換特性が得られる。また、膜厚
とトラック幅に相関がないのでトラック幅の広いヘッド
を形成することも容易である。

〔実施例〕

以下本発明の最も典型的な実施例についてその構造を第
１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、その製造工程を第２図（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を用いて説明する。

第１図（、Ａ）は本実施例の磁気ヘッドの外観斜視図・
であり、図中１はフェライトブロック、２は磁性合金膜
、３は磁気ギャップ部、６は低融点ガラス、９は巻線窓
である。第１図（Ａ）の磁気ヘッドの電磁変換部近傍の
詳細を第１図（Ｃ）に示す。第１図（Ｃ）は第１図（Ａ
）の磁気ヘッドをそのトラック幅の中央で媒体の摺動方
向に切断した場合の断面図である。

第１図（Ｃ）に示す如（本実施例の磁気ヘッドにおいて
は高透磁率材と、高飽和磁束密度材の境界面が、少なく
とも必要なギャップの深さの範囲内で、ギャップ面に対
し、一定方向の傾き、好ましくは３０°〜６０°の鋭角
を有し、連続的に膜厚が変化する構造にした。

このように簡単な構成をとることにより、コンタ−効果
によるリップルも抑制され、ビデオヘッドとして十分な
電磁変換特性を有し、コストダウンも可能となることが
わかった。

以下、本実施例の磁気ヘッドの製造方法について第２図
（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。

第２図（Ａ）において、ｌはフェライト単結晶の直接方
体ブロックの一部を示し、その−面には、三つの壁面Ｓ
、　、Ｓ２．Ｓ３により形成される巻線窓用の溝４が切
られる。またトラック幅を考慮しつつ溝７１．７゜、７
３を刻み込んでおく。これらの溝４及び７□＋７２＋７
３が刻まれた面には、溝の壁面も含め、センダスト、ア
モルファス、パーマロイ等の高飽和磁束密度を有する合
金磁性膜２が被着されている。これらの合金磁性膜は、
スパッタ、蒸着、プラズマＣＶＤなどの物理蒸着化学蒸
着などの蒸着プロセスや、メッキなどの化学的プロセス
により形成される。たとえばスパッタリングでこれらの
膜を形成する場合は、フェライト１に刻まれた巻線窓用
溝の三つの壁面Ｓ１．Ｓ２．Ｓ３の内、摺動面に近い斜
面Ｓ１により厚い膜が付着する様、矢印で示した如く、
図の斜め下方向から蒸着することが望ましい。８　ｍ　
ｍ　Ｖ　Ｔ　Ｒのようにギャップデプスが２５μｍ程必
要な場合、この斜面Ｓ１には、合金磁性膜をおよそ２０
μｍ〜２５μｍ程成膜すれば良い。

成膜後は、第２図（Ｂ）に示すように、巻線窓用溝中に
、アルミ等の金属棒５を落とし込み、アルミ棒諸共５５
０℃前後の融点を有する第１の低融点ガラス６で溝を埋
めた後、突き合わせ面を形成するため、研磨、ラッピン
グをする。

その後、５ｉｎ２．ＣｒＯ２等の非磁性ギャップ材を設
計に応じ、たとえば０．２μｍ程スパッタリングし突き
合わせ前のブロック加工を終える。もう一方のコア半休
に対応する、巻線窓用溝の無いブロックについても、突
き合わせ面に対応する面に、合金磁性材を１０μｍ以上
、好ましくは２０μｍ程成膜しておく。

これら２つのブロックを突き合わせ、低融点ガラス６を
再度溶融し溶着する。こうして得られるブロックを第２
図（Ｃ）に示す。

第２図（Ｃ）において、３は磁気ギャップ、６１゜６゜
、・・・は低融点ガラスである。このブロックから、鎖
線で示した位置で、切出しヘッドチップが得られるが、
このヘッドチップに関し、ギャップ３の中心を通りギャ
ップ面に垂直に交わる断面、すなわち第２図（Ｃ）の中
心線Ｘ（一点鎖線）で示した断面の構成を第２図（Ｄ）
に示す。第２図（Ｄ）において、フェライトコア１の巻
線窓用の溝の面Ｓ１と、つき合わせ面に対向する面Ｓ。

との交線を点Ｐで示す。本実施例のヘッドでは、初期状
態に於ける摺動面Σ１の位置が、鎖線で示す如（点Ｐと
同じか、より下方に位置する様に加工する。第２図（Ｄ
）の点Ｐとギャップ近傍の拡大図は第１図（Ｃ）に示し
ている。

既に簡単に触れたように、第１図（Ｃ）において、巻線
窓のあるコア半休の摺動面が、巻線窓用溝の斜面Ｓ１と
ギャップ面に平行な面Ｓ。との交点Ｐより上方にあり、
ギャップ深さ範囲内に、ギャップ面に平行な面が残存す
ると、コンタ−効果が現われ、点Ｐを通る面Σ、と同じ
か、下方に位置すればコンタ−効果は抑制される。面Ｓ
。が残存すると、フェライト中の磁束が、面Ｓ。に垂直
に近（交わるので、二つの磁気的性質の異なる材料のギ
ャップと平行な境界面Ｓ。が疑似ギャップ的なはたらき
をするものと推測される。

第１図（Ｃ）において、面Ｓ１上に付着した合金磁性膜
２の厚さをＴ１膜２とギャップ面とのなす角をθ、摺動
面Σ１が頂度点Ｐを通るとして、面Σ１からギャップ深
さ方向の端点Ｏまでの距離、即ちギャップ深さをＤ１ギ
ャップから点Ｐまでの距離、即ち摺動面上に現われた合
金磁性膜の幅いをＷとしたとき、Ｗ、Ｄ、θとＴとの間
には、Ｔ　＝　Ｗ　ｃ　ｏ　ｓθ＋Ｄｓｉｎθ　　　　
・　（１）という関係が成立する。今ビデオ信号の記録
再生用のヘッドを゛対象としたとき、ギャップ深さＤ＝
２５μｍとし、斜面Ｓ１とギャップ面のなす角度をθ＝
４５°、θ＝６０°　の夫々の場合について、さらに摺
動面上における膜面の幅をＷ＝０．５．１０μｍと変化
させてみて、斜面Ｓ１上の必要膜厚Ｔを（１）式から求
めると、第１図（Ｂ）のようになる。

各種形状のヘッドを試作した結果、出力は、膜厚Ｔが厚
い程高くなり、コンタ−効果は、膜幅Ｗが広い程少なく
なる事がわかったがＷ＝１０μｍ程度で、コンタ−効果
によるリップルは、殆んどなくなった。尚、膜厚Ｔが厚
いと内部応力がそれだけ増大し、加工時にヘッドの各部
にクラックや膜ハガレが生じ、歩留りを低下させる為、
膜厚は薄い方が望ましい。従って、第１図（Ｂ）よりＷ
−１Ｏμｍ以下の時は、θ二４５°の方が好ましい。

尚、ヘッド幅が大きいヘッドの場合、デプスＤは１０　
　μｍで十分なので、Ｗ＝１０μｍとしても膜厚は１５
μｍ程で良い。

実際には摺動面が面Ｓ。と面Ｓ１の交線（点Ｐ）を頂度
通るように加工するのは困難で、ギャップ深さ方向に数
μｍの誤差が出る。この時、初期摺動面がΣ１より下方
、ギャップ深さＤが小さくなる方向へずれる場合は問題
無い。一方、摺動面が上方に８だけずれΣ２に位置した
場合、ずれ量δが２〜３μｍ以下であれば、即ち面Ｓ。

の残存量が深さにして、２〜３μｍ以下ならば、コンタ
−効果によるリップルはビデオ信号の記録再生に対して
は悪影響を及ぼさない程度となることがわかった。

従って、実用上は、面Ｓ。がギャップ深さ方向に数μｍ
残存する程度の加工誤差は許容されるべきである。

以上詳しく説明した工程に従って得られたヘッドチップ
の外観の斜視図が、第１図（Ａ）に示したものである。

摺動面加工を施した後ヘツドチップをアルカリ液に浸漬
すると、アルミ棒が溶け、巻線窓９が形成される。

上述した様に第１図（Ａ）に示した磁気ヘッドによれば
フェライトコア１と磁性膜２との接触面積が大きい上に
これらの境界はギャップ３と非平行になるためコンタ−
効果による影響はほとんどなく、かつ磁気抵抗も小さい
ため極めて良好な電磁変換特性を示す。

次に、本発明の他の実施例としての磁気ヘッドの電磁変
換部近傍を第３図（Ａ）〜第３図（Ｆ）に示す。

第３図（Ａ）のヘッドは、たとえば第２図（Ｂ）のフェ
ライトブロックにおいて、突き合わせ面に残存する厚さ
ｔの合金膜をさらに研磨・ラッピングして下地のフェラ
イト面が現われるようにし、そのブロックに第２図（Ｃ
）の巻線窓用溝の無い方のブロックを突き合わせ溶着し
、以上光の実施例と同様の工程を経て得られる。この場
合、第１図（Ｃ）において、合金磁性膜とフェライトと
の境界面Ｓ１は単一面で斜め上方に伸び、ギャップ面と
点Ｒで交わっており、摺動面Σ１上に現われる合金磁性
膜の幅図＝Ｗと、θ、Ｄ、Ｔとの間には前出（１）式と
同様の関係式が成立する。

第３図（Ｂ）のヘッドは、巻線窓のあるコア半休に、第
３図（Ａ）と同じものを用い、突き合わせる相手のコア
半休については、下部コア側に合金磁性膜の無いものを
用いている。またコア下部にはギャップ材は被着しない
構造としである。このような構造を有する磁気ヘッドに
あっては、合金磁性膜が、つき合わせ面で頂度対向し、
巻線窓を連続してとりまく構造にし、磁気抵抗が最も少
なくなるよう配慮されている。

第３図（Ｃ）のヘッドは、巻線窓用溝の三つの壁面Ｓ１
．Ｓ２．Ｓ３の内、ギャップ面と鋭角で交わる斜面Ｓ１
にのみ合金磁性膜を成膜したものである。

また、他の実施例もそうであるが、斜面Ｓ１上の膜厚は
ギャップ近傍で必要な膜厚が確保できれば、溝の深さ方
向に薄くなっていってもよい。フェライトに被着する合
金磁性膜の面積や厚さが少ない程、内部応力が小さくな
り、加工歩留りが向上する。

第３図（Ｄ）のヘッドは、フェライトブロックに、巻線
窓用溝を刻む前に、前記溝と平行に斜面Ｓ、　／、を有
する溝を刻み、その表面に合金磁性膜を成膜した後、巻
線窓用溝を刻んで得られる。このヘッドに於いては２種
類の磁性材の境界面積が更に少なくな、す、加工歩留り
が向上する。

第３図（Ｅ）のヘッドは、巻線溝の単一斜面を途中で折
り曲げその表面に合金磁性膜を成膜して得られる。尚こ
の場合にもギャップ深さ内に於いては図示の如く合金磁
性膜の被着面は単一平面としている。

第３図（Ｆ）のヘッドは、突き合わせする２つのコア半
休の両方に巻線窓用溝を形成し、その変形斜面８１′　
　に合金磁性膜を形成して得られる。

このヘッドによれば、全体の磁路長を短縮し、ヘッドの
電磁変換効率を向上させである。合金磁性膜２とフェラ
イト１との境界面８１′　が曲面となっているが、ギャ
ップ深さ範囲内の曲面上、各位置における接平面とキャ
ップ面とのなす角はすべて鋭角となっている。また曲面
の曲率は、図と反対符号のものでもよい。

上述の如き本発明の各実施例の磁気ヘッドに於いては、
少なくとも一方の磁性膜が高透磁率材と非磁性材の境界
に沿って磁気ギャップ両端から延在すると共にその膜厚
が磁気ヘッドの媒体摺動面からの深さに応じて変化する
構造としているので、コンタ−効果に伴う電磁変換特性
の劣化が生じることがな（、磁気抵抗も小さいので極め
て良好な電磁変換特性が得られる。

また磁気ギャップと平行な方向については磁性合金膜の
膜厚が変化しない構造とすることによりトラック幅が合
金膜の膜厚とは無関係に選べるので、トラック幅の広い
ヘッドも安価に供給できるという効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、製造工程上有利な構
造を備えつつ電磁変換特性の極めて良好な磁気ヘッドが
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の一実施例とし
ての磁気ヘッドの構造について説明するための図、第２
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は第１図に示す磁気
ヘッドの製造工程を説明するための図、第３図（Ａ）〜
（Ｆ）は夫々本発明の他の実施例の磁気ヘッドの電磁変
換部に於ける断面図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は従来のＭ
ＩＧヘッドの要部構造を示す図、 第５図は第４図に示すヘッドの電磁変換特性を示す図で
ある。 図中、１は高透磁率磁性材ブロック、２は高飽和磁束密
度磁性合金膜、３は磁気ギャップ、９は巻線窓である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高透磁率材ブロック上に高飽和磁束密度膜を被着してな
   るコアハーフ同志を磁気ギャップを介して突合せてなる
   磁気ヘッドであって、前記高飽和磁束密度膜の少なくと
   も一方が前記磁気ギャップの両端に接する非磁性材と前
   記高透磁率材との境界に沿って夫々延在すると共に、媒
   体摺動面からの深さに応じて膜厚が変化することを特徴
   とする磁気ヘッド。