JPS6363108A - 磁気ヘツドの製造方法 - 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〕 この発明は、ビデオテープレコーダ、ディジタルオーデ
ィオテープレコーダなどの各種の磁気記録機器で信号の
高密度記録またはその再生に適する磁気ヘッドの製造方
法に係り、特に、高密度記録用磁気テープなどの高保磁
力の磁気記録媒体に適合する磁気ヘッドの製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

磁気テープなどの磁気記録媒体に高密度記録を行うには
、磁気記録媒体の保磁力Ｈｃを高（することが有効であ
るが、保磁力Ｈｃを高くした場合、それに伴って磁気ヘ
ッド側の記録磁界を増す必要がある。その場合、磁気ヘ
ッドのコアに飽和磁束密度Ｂｓの大きい磁性材料を用い
ることが必要である。

従来、磁気ヘッドのコアには、耐摩耗性に優れ精密加工
の容易な磁性フェライト材料が用いられることが多いが
、磁性フェライトは、高い透磁率を広帯域に亘って有す
るものの、飽和磁束密度Ｂｓが高々０．６テスラ（６０
００ガウス）程度であるため、保磁力Ｈｃが７９．５７
キロアンペア／メータ（１０００エルステツド）を越え
るような高密度記録が行える磁気記録媒体に対して、高
密度記録に必要な記録磁界を作り出すことは困難である
。

また、コアには、金属磁性材料として、Ｆｅ−Ｎｉ系合
金（パーマロイ）、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−３
ｔ系合金（センダスト）および非晶質磁性合金を用いる
ことが知られている。これらは０．６テスラ（６０００
ガウス）以上の飽和磁束密度ＢＳが容易に得られるが、
金属磁性材料の性質として、電気電導度が高いため、コ
ア全体をこの種の金属材料のみで構成すると、高周波に
おける渦電流損失が大きくなって、電磁変換効率が著し
く低下する欠点がある。

そこで、大きな記録磁界を発生させるために、コアの磁
気記録媒体との対向面における作動ギャップ近傍の一部
分を金属磁性材料で形成し、他の部分を高い透磁率を広
帯域に亘って有する磁性フェライトによって形成し、磁
性フェライトと金属磁性材料の利点を活かす複合型磁気
へ・７ドの製造方法が知られている。この製造方法は、
金属磁性材料を蒸着、スパッタリングなどの薄膜作成技
術を用いて形成することによって、磁気へ・ノド製造上
の複雑な異種材料の接着工程を省き、使用される金属磁
性材料を最小限の体積とし、渦電流損失を軽減すること
が可能である。

第６図は、この製造方法によって製造された複合型磁気
ヘッドの磁気コア、第７図は磁気記録媒体に対するコア
の対向面の構成を示す。

このコアは、薄膜作成法で磁性フェライトで形成された
コア片２に金属磁性薄膜８、磁性フェライトで形成され
たコア片４に金属磁性薄膜１０を形成してこれらを接合
し、各コア片２．４の磁性フェライトの磁気記録媒体と
の対向面側に作動ギャップ６を設け、各金属磁性薄膜８
．１０の側部側に狭トラツク化のための補強手段として
ガラスなどの非磁性体１２．１４を埋め込んだものであ
る。そして、コアの磁気回路は、作動ギャップ６を中心
にして金属磁性薄膜８．１０、コア片２．４によって形
成され、窓１６を貫いて各コア片２．４にはコイルが巻
回され、記録信号を加え、または、再生信号を取り出す
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような複合型磁気ヘッドでは、第７図に
示すように、薄膜作成技術による金属磁性材料の基板と
なるべき面１８．２０は、コアの大部分を成すコア片２
．４の磁性フェライトとの接合面で与えられている。

このため、磁気記録媒体に対する記録時の磁束あるいは
磁気記録媒体の再生時の磁束は、コア片２．４の平面と
ほぼ直交し、磁束と交わる金属磁性薄膜８．１０内に渦
電流を誘起する。また、作動ギャップ６とコア片２．４
を構成する磁性フェライトとの接合面が平行になるため
、再生時に低周波域で形状効果を発生する。したがって
、低周波域から高周波域までの広い周波数範囲に亘って
良好な電磁変換特性を得ることができない。

また、第８図に示すように、作動ギャップ６に対して９
０″以下の特定の角度で傾斜させて金属磁性薄膜８．１
０を形成したものでは、基板となるべき面１８．２０は
コアの大部分を成すコア片２．４の磁性フェライトとの
接合面で与えられるが、この場合、作動ギャップ６とコ
ア片２．４を構成する磁性フェライトとの接合面が非平
行になるので、低周波域での形状効果は軽減されるもの
の第７図に示される磁気ヘッドと同様に、金属磁性薄膜
８．１０での渦電流損失が大きくなり、良好な電磁変換
特性を得ることができない。

そこで、この発明は、低周波域の形状効果を改善し、渦
電流損失を低減することにより、低周波から高周波まで
広帯域で良好な電磁変換特性が得られる磁気ヘッドの製
造方法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の磁気ヘッドの製造方法は、第１図に示すよう
に、磁性フェライトで形成した矩形のブロック２２（２
３）の角部２８に溝部３２を形成する工程と、溝部３２
の一方の内壁面３６に金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４
０Ｃと非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂとを交互に堆積さ
せ、非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂを介在させた複数層
の金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４０ｃを形成する工程
と、金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４０Ｃの位置を一致
させてかつ金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４０ｃ間に作
動ギャップ５４を設けて一対のブロック２２．２３を接
合する工程と、接合したブロック（コアブロック５２）
を切り出してコアチップ６０を形成する工程とからなる
ものである。

〔作　　　用〕

この発明の磁気ヘッドの製造方法では、蒸着、スバ・ツ
タリングなどの薄膜作成技術によって金属磁性薄膜４０
と５ｉ０２などに代表される酸化物ガラス、Ａｌ２Ｏ３
などに代表されるセラミックスなどによる非磁性絶縁物
層４２とを交互に重ねて堆積させることにより、記録再
生に必要な磁束の流れる方向に沿った磁気回路を構成す
ることが可能であり、誘起される渦電流を低減でき、理
想的な高密度磁気記録を実現できる。すなわち、この発
明の磁気ヘッドの製造方法では、金属磁性薄膜４０が作
動ギャップ５４に対してほぼ直交方向に非磁性絶縁物層
４２を介して複数層に構成されるとともに、各層の各金
属磁性ｍＪＩ！４０と磁性フェライトとの接合面を作動
ギャップ５４と非平行に形成できる。したがって、この
製造方法によって製造された磁気ヘッドでは、渦電流が
抑制されるとともに、磁気記録媒体からの記録信号の再
生時に、低周波域で生じる形状効果の発生が抑えられ、
低周波域から高周波域まで広範囲に亘って良好な電磁変
換特性が得られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の磁気ヘッドの製造方法の実施例を
工程順に示す。

第１図の（Ａ）に示すように、高周波特性の優れた磁性
フェライトによって矩形のブロック２２を形成する。ブ
ロック２２を形成する磁性フェライトとしては、たとえ
ば、低周波から１０ＭＨｚ程度までの周波数域用ではＭ
ｎ　　Ｚｎフェライト、１０Ｍ）Ｉｚを越える周波数域
ではＮｉ−Ｚｎフェライトを用いる。そして、ブロック
２２は、最終的に磁気ヘッドのコアとして形成され、そ
の一部の面が磁気記録媒体との対向面を成して磁気記録
媒体と接触する場合もあるので、磁性フェライトの空孔
、密度、硬度などについて十分配慮して製造することが
必要である。

次に、第１図の（Ｂ）に示すように、ブロック２２の而
２４．２６によって成す角部分２８に対して、先端断面
をたとえば三角形、放物面などの傾斜面を持つ砥石３０
を回転させて、角部２８が成す稜線に特定の間隔で直交
する面を持つ断面三角形または放物面からなる、たとえ
ば、４本の溝部３２を形成する。この実施例の場合、第
１図の（Ｃ）に示すように、角部２８が成す稜線に対し
て一定の角度だけ中心線Ｏを変位させたほぼ放物面状の
４個の溝部３２を形成している。そして、各溝部３２の
内壁面の表面状態は、薄膜作成技術によって金属磁性薄
膜を付着させるに必要な磁気的、機械的に適当な状態に
加工することが必要である。

次に、各溝部３２を加工したブロック２２は、十分な洗
浄を行い、第１図の（Ｄ）に示すように、溝部３２の内
壁面の中の広い内壁面３４をほぼ垂直に立てて、他方の
内壁面３６をほぼ水平になるように、基準面３８に対し
て特定の角度θだけ傾けて固定して薄膜作成装置内に設
置する。薄膜作成装置には、第１図の（Ｄ）に示したブ
ロックの固定状況と上下の関係が逆のものも存在するの
で、その場合には、基準面３８から特定の角度θだけ傾
けて吊り下げて薄膜作成装置内に設置する。

次に、薄膜作成装置内に設置したブロック２２の各溝部
３２の内壁面３６に対して、第２図に示すように、第１
回の薄膜形成処理によって厚さｔａを持つ一層目の金属
磁性薄膜４０ａを堆積させた後、その表面に第１回目の
非磁性絶縁物層４２ａを所定の厚さｔａ’で形成させる
。非磁性絶縁物層４２ａの上に第２回目の金属磁性薄膜
４０ｂを所定の厚さｔｂで堆積させ、その金属磁性薄膜
４０ｂの表面に第２回目の非磁性絶縁物層４２ｂを所定
の厚さｔｂ’で形成し、その上に第３回目の金属磁性薄
膜４０ｃを所定の厚さｔｃで堆積させる。この場合１、
ｔ　ａ　’ｑ　ｔ　ｂ　＃　ｔ　ｃ、ｔａ’＃ｔｂ’に
設定し、全積層厚を調整し、最終的に磁気ヘッドとして
のトラック幅Ｔに対応した厚さに調整する。この実施例
の場合、４０ａ、４０ｂ、４０Ｃで示したように、金属
磁性薄膜４０は３層に設定しているが、所望の電磁変換
特性を得るため、任意の複数層に形成することが可能で
ある。なお、第１図の（Ｄ）に示すように、薄膜作成装
置内で薄膜の堆積方向と平行に近い形にブロック２２を
立てた場合、蒸発源あるいはスパッタリングターゲット
から薄膜が付着する溝部３２の内壁面３６までの距離が
各溝によって異なるために、単位時間当りの薄膜の堆積
率が変化することが考えられるが、溝部３２の並び方向
の長さｌは１０ｗｍ程度以下であるから、堆積率の違い
で実用上に支障が生じることはない。

金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４０ｃの形成材料として
は、飽和磁束密度Ｂｓを大きくする場合は、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金、磁気記録媒体の摩耗を抑制する場合は、飽和磁
束密度Ｂｓも大きく、耐摩耗性に優れたＦｅ−Ａｌ系合
金、Ｆｅ−Ａｌ−３層系合金などのＦｅ系合金および非
晶質合金を用いる。これらの金属磁性材料は、何れも飽
和磁束密度Ｂｓが０．６テスラ（６０００エルステツド
）以上であるから、磁気回路を構成する磁性フェライト
の飽和磁束密度Ｂｓと同等以上であり、高密度記録に有
利である。

また、非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂには、ＳｉＯ２に
代表される酸化物あるいはＡｌ２Ｏ３に代表されるセラ
ミックスなどが用いられる。これらの物質は、薄膜作成
装置が蒸着装置ならば蒸発源、スパッタリング装置なら
ばスパッタリングターゲットとして装置内に導入され、
必要に応じて切り換えることによって、第２図に示すよ
うに、金属磁性薄膜４０の多層化を図ることができる。

次に、第１図の（Ｅ）に示すように、薄膜形成処理によ
って金属磁性薄膜４０を形成したブロック２２の溝部３
２の金属磁性薄膜４０が形成されていない部分に、第１
図の（Ｆ）に示すように、補強のためにガラスなどの非
磁性体４４を埋め込む。この非磁性体４４を埋め込む作
業温度Ｔｓは、３層の金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４
０ｃ、非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂおよびブロック２
２の磁性フェライトに悪影響を及ぼさない温度に設定し
、非磁性体４４の気泡、硬度、耐摩耗性についても配慮
する。

次に、第１図の（Ｆ）に示すブロック２２について、第
１図の（Ｇ）に示すように、溝部３２に対してほぼ直交
方向に、磁気ヘッドのコイルを巻回するための窓形状に
合わせた断面台形状の溝部４６を砥石などの加工手段に
よって加工する。

次に、溝部４６が形成されたブロック２２は、作動ギャ
ップを形成して突き合わす面２６側を、第１図の（Ｈ）
に示すように、平坦形状に切削加工する。面２６′は、
作動ギャップの基礎となるものであるから、少なくとも
作動ギャップ長の１／１０以内の平坦度、面粗度に加工
する。

次に、このブロック２２は、十分に洗浄した後、金属磁
性薄膜４０の面に、第１図の（Ｉ）に示すように、作動
ギヤツブとなるべき非磁性体４８を付着させる。この非
磁性体４８としては、５ｉＱ２に代表される酸化物ガラ
スまたはＡｌ２Ｏ３に代表されるセラミックスなどを用
いる。非磁性体４８は、面２６′に対して行い、他の面
は第１図の（Ｉ）に示すように、マスク５０を掛けて蒸
着、スパッタリングなどで付着させる。この場合、非磁
性体４８の厚さｈは、磁気ヘッドとしての作動ギャップ
長１ｇと同一かまたはほぼ等しくなるように制御する。

次に、このブロック２２は、第１図の（Ｊ）に示すよう
に、他のブロック２３と突き合わせてコアブロック５２
を接合形成する。この場合、ブロック２３は、第１図の
（Ｆ）に示す工程までブロック２２と同様に作られた後
、第１図の（Ｇ）に示した溝部４６を加工することなく
、第１図の（Ｈ）に示した平面加工処理の後、洗浄され
たものである。そして、各ブロック２２．２３は、各金
属磁性薄膜４０の幅を一致させて付き合わせ、両者間の
固着は、第３図に示すように、作動ギャップ５４の裏側
頂部（エイペックス部）５６を含めてガラス接着剤など
によって行う。５８は、その固着部を示す。

この固着処理の作業温度Ｔ　３　Ｊは、第１図の（Ｆ）
に示した補強のための非磁性体４４の形成処理温度Ｔｓ
と比較してＴｓ’≦Ｔｓであることが特性上望ましい。

次に、ブロック２２．２３を接合して得られたコアブロ
ック５２は、金属磁性薄膜４０を中央に含むように薄く
一定の幅で切り出して、この実施例では単一のコアブロ
ック５２から第１図の（Ｋ）に示すような４組のコアチ
ップ６０を得ることができる。この場合、特定の作動ギ
ャップディプスＧＤが得られるように、磁気記録媒体と
の対向面６２を必要な形状および表面の粗さに加工する
。

第１図の（Ｌ）は、コアチップ６０の磁気記録媒体との
対向面６２を表わす。

そして、このコアチップ６０に対して溝部４６によって
形成された巻線窓部６４を貫通してコイルを巻回するこ
とによって、磁気ヘッドが得られる。

このようにして得られた磁気ヘッドでは、金属磁性薄膜
４０ａ、４０ｂ、４０ｃのように、金属磁性薄膜が作動
ギャップ５４とほぼ直交方向に２以上の複数層に分割さ
れ、かつ、非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂを介在させて
多層構成になるので、金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４
０ｃの平面内が非磁性絶縁物層４２ａ、４２ｂによって
渦電流の経路が分断されているので、渦電流が抑えられ
、渦電流損失が低減される。また、作動ギャップ５４に
対して金属磁性薄膜４０ａ、４０ｂ、４０ｃと磁性フェ
ライトとの接合面が非平行となるために、磁気記録信号
の再生時に、低周波域で起こる形状効果が抑制される。

この結果、低周波から高周波までの優れた電磁変換特性
を得ることが可能となる。

第４図に示すように、多層構成の金属磁性薄膜４Ｑａ、
４０ｂ、４０Ｃの作動ギャップ５４となす角度θｇは、
第１図の（Ｄ）に示す溝部３２の形状によって任意の大
きさに調整でき、その大きさは０″から９０″まで変化
させることが原理的に可能である。０°というのは、第
１図の（Ａ）に示す磁気ヘッドのコアにおいて、平面に
平行に多層化した状態とほぼ同じになるが、θｇが０°
を離れて僅かでも角度を有するようになると、磁束の流
れる方向に沿った多層化が可能となり、渦電流損失の低
減の効果が得られる。

そして、金属磁性薄膜４０にＦｅ−Ｎｉ系合金を用いた
場合は、飽和磁束密度Ｂｓを大きくすることができる。

また、Ｆ　ｅ　−Ａ　ｌ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−５ｉ系合
金、非晶質合金は飽和磁束密度Ｂｓが大きく、耐摩耗性
に優れているので、これらの金属を用いて金属磁性薄膜
４０を構成した場合、飽和磁束密度Ｂｓを大きくし、か
つ磁気記録媒体の摺動によって引き起こされる摩耗を抑
えることができる。

なお、実施例ではブロック２２について溝部４６を形成
し、他のブロック２３については溝部４６の形成を省略
したが、他のブロック２３についても同様の溝部４６を
形成して巻線窓部６４を大きくしてもよい。また、作動
ギヤツブ５４を形成する非磁性体４８は、ブロック２２
側だけでなく、ブロック２３側にも付着し、双方のブロ
ック２２．２３に付着した非磁性体４８の厚さの合計を
以て適当な作動ギャップ長βｇを設定してもよい。

〔実験結果〕

実験によれば、試作品として金属磁性薄膜４０にＦｅ−
Ａｌ−３ｉ系合金、ブロック２２．２３にＭ　ｎ　−Ｚ
　ｎフェライトを用い、第１図の（Ｌ）に示すトラック
幅Ｔ＝２６ｍ、作動ギャップ長１ｇ＝　０．３ｍ、巻線
回数２０ターンのものを作成し、金属磁性薄膜４０の形
成角度θｇを変化させた場合、第５図の特性ａ　（θｇ
＝１０’）　、ｂ（θｇ＝４５°）、Ｃ（θｇ＝９０”
）に示すように、θｇは１０＠から９０’において、第
６図に示した従来の磁気ヘッドとの相対比較データを示
す。この結果から明らかなように、適正な電磁変換特性
が得られることが確認された。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、金属磁性薄膜
を非磁性絶縁物層の介在によって多層構成とし渦電流損
失を低減でき、金属磁性薄膜と磁性フェライトとの接合
面を非平行とすることによって、低周波域での再生時の
形状効果をおさえることができ、低周波域から高周波域
の広範囲に亘って良好な電磁変換効率を持つ磁気ヘッド
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の磁気ヘッドの製造方法の実施例を示
す図、第２図はブロックに形成された金属磁性薄膜およ
び非磁性′４ｆＡ縁物層を示す図、第３図はコアチップ
の端面を示す図、第４図は第１図に示したコアの作動ギ
ャップ近傍を示す図、第５図は第６図に示した従来の磁
気ヘッドに対するこの発明に係る磁気ヘッドの周波数に
対する相対出力を示す図、第６図は従来の磁気ヘッドに
おけるコアを示す斜視図、第７図は第６図に示したコア
の磁気記録媒体との対向面における平面図、第８図は従
来の他の磁気ヘッドにおける磁気記録媒体との対向面の
構成を示す平面図である。 ２２．２３・・・ブロック、２８・・・角部、３２・・
・溝部、３６・・・内壁面、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ・
−−金属磁性薄膜、４２ａ、４２ｂ・・・非磁性絶縁物
層、５２・・・コアブロック、５４・・・作動ギャップ
、６０・・・コアチップ。 第２図 第３図 第４図 周波数 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性フェライトで形成した矩形のブロックの角部
   に溝部を形成する工程と、 前記溝部の一方の内壁面に平行に金属磁性薄膜と非磁性
   絶縁物層とを交互に堆積させ、非磁性絶縁物層を介在さ
   せた複数層の金属磁性薄膜を形成する工程と、 前記金属磁性薄膜の位置を一致させてかつ金属磁性薄膜
   間に作動ギャップを設けて一対のブロックを接合する工
   程と、 接合したブロックを切り出してコアチップを形成する工
   程とからなることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. （２）前記金属磁性薄膜と前記作動ギャップとの成す角
   度は、作動ギャップの端面に対して１０〜９０度の範囲
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   磁気ヘッドの製造方法。
3. （３）前記金属磁性薄膜は、磁性フェライト材料と同等
   以上の飽和磁束密度を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の磁気ヘッドの製造方法。
4. （４）前記金属磁性薄膜は、Ｆｅ系合金または非晶質合
   金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の磁気ヘッドの製造方法。
5. （５）前記磁性フェライトは、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト
   あるいはＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の磁気ヘッドの製造方
   法。