KR0152599B1 - Laminated magnetic head with non-magnetic metal layer - Google Patents
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Abstract
고주파수에서의 투자율 특성을 필요로 하는 디지털 VCR용 자기헤드에 있어서, 와전류 손실을 억제할 수 있도록 금속 자성막을 적층한 메탈 라미네이티드가 사용된다. 이러한 금속 자성 적층막은 중간 절연막으로 SiO₂, Al2O3, TiO₂등이 사용되나 스퍼터링 방식으로 제조될 경우, 이와 같은 중간 절연막의 치밀한 구조와 완벽한 화학적 성분을 얻기 어려우므로 금속막 사이의 교호작용의 발생으로 인하여 고주파에서 투자율 손실을 가져온다. 따라서 본 발명에 있어서는 비자성 화합물/비자성 금속막의 복합 절연막을 형성하여 금속 자성막의 적층효과를 상승시키고, 금속막의 배향막 효과로 인하여 자성막 특성을 향상시킨 것이다.In the magnetic head for digital VCR requiring permeability characteristics at high frequencies, metal laminated with a metal magnetic film is used to suppress eddy current loss. Such metal magnetic lamination film is SiO2, Al 2 O 3 , TiO₂ etc. as the intermediate insulating film, but when manufactured by sputtering method, it is difficult to obtain the dense structure and perfect chemical composition of the intermediate insulating film, so that the interaction between the metal films occurs. This results in permeability loss at high frequencies. Therefore, in the present invention, the composite insulating film of the nonmagnetic compound / nonmagnetic metal film is formed to increase the lamination effect of the magnetic metal film, and the magnetic film properties are improved due to the alignment film effect of the metal film.
Description
제1도는 종래 기술에 따른 자기헤드의 일 실시예를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a magnetic head according to the prior art.
제2도는 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드의 일 실시예를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a stacked magnetic head having a nonmagnetic metal film according to the present invention.
제3도는 제1도 및 제2도에 따른 주파수 대역별 자기헤드의 투자율 특성도이다.3 is a magnetic permeability characteristic diagram of the magnetic head for each frequency band according to FIGS. 1 and 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 20 : 세라믹 기판 12, 22 : 비자성 산화물10, 20: ceramic substrate 12, 22: nonmagnetic oxide
13, 23 : 자성 금속막 24 : 비자성 금속막13, 23: magnetic metal film 24: non-magnetic metal film
이 발명은 비디오 데이프 레코더에 적용되는 자기헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세라믹 기판상에 비자성 산화물/비자성 금속막으로 된 복합 절연막을 형성함으로써 금속 자성막의 적층효과 및 자성막의 특성을 향상시킨 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head applied to a video tape recorder. More particularly, the present invention provides a composite insulating film made of a nonmagnetic oxide / nonmagnetic metal film on a ceramic substrate. The present invention relates to a laminated magnetic head having an improved nonmagnetic metal film.
최근들어 비디오 테이프 레코더의 기록매체로서 이용되는 자기 테이프의 기록밀도가 증가함에 따라 높은 잔류 자속밀도(Br) 및 높은 보자력(Hc)을 갖는 자기 테이프, 예컨데 금속분말이 결합제에 의해서 비자성재에 피복되어 자기 기록층을 형성하는 금속 자기테이프가 많이 사용되고 있다.Recently, as the recording density of a magnetic tape used as a recording medium of a video tape recorder increases, a magnetic tape having a high residual magnetic flux density (Br) and a high coercive force (Hc), for example, a metal powder is coated on a nonmagnetic material by a binder. Metal magnetic tapes for forming a magnetic recording layer are frequently used.
또한, 자기헤드가 금속테이프와 디지틀 오디오 테이프등에 사용될 경우, 헤드의 자기갭의 자계강도는 이를 테이프의 고보자력 때문에 증가되어야 하고, 그에 따라 테이프에 기록된 신호를 소거하기 위한 자기 소거헤드는 더욱 높은 포화 자속밀도를 갖어야만 한다.Also, when magnetic heads are used for metal tapes and digital audio tapes, the magnetic field strength of the magnetic gaps of the heads must be increased due to the high coercive force of the tape, so that the magnetic erasing head for erasing the signal recorded on the tape is higher. It must have a saturation magnetic flux density.
따라서, 금속 산화물로 된 자기페라이트 블록의 층간 적층막으로 스퍼터링(sputtering)에 의해서 자성 금속막을 교호로 적층시킨 자기헤드가 개발되어었던바, 이에 대해 제1도에 도시된 단면도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, a magnetic head in which magnetic metal films are alternately laminated by sputtering into an interlayer laminated film of a magnetic ferrite block made of a metal oxide has been developed, which will be described in detail with reference to the cross-sectional view shown in FIG. As follows.
제1도는 종래 기술에 따른 자기헤드의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 비자성 페라이트 또는 세라믹 기판(10)상에 이산화실리콘(SiO2), 알루미나(A1203), 오산화탄탈(TiO2)등의 산화물을 스퍼터링 방법으로 500~2000Å 두께로 비자성 산화물(12)을 형성하고, 상기 비자성 산화물(12)상에 FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, NiFe등의 자성 금속막(13)을 증착시킨후, 이와 동일한 비자성 산화물(12) 및 자성 금속막(13)을 같은 방법으로 교호로 증착시킨 자기헤드로 제조된다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of a magnetic head according to the related art, and includes silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (A1 2 0 3 ), and tantalum pentoxide (TiO 2 ) on a nonmagnetic ferrite or ceramic substrate 10. A nonmagnetic oxide 12 is formed to a thickness of 500 to 2000 GPa by sputtering an oxide such as the above, and a magnetic metal film 13 such as FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, NiFe, etc. on the nonmagnetic oxide 12 After the deposition, the same nonmagnetic oxide 12 and magnetic metal film 13 are made of a magnetic head which is alternately deposited in the same manner.
이때, 상기 자성 금속막(13)은 센더스트(sendust)(Fe-Al-Si)와 같은 고투자율 합금을 스퍼터링과 같은 물리적 증착법에 의해 비자성 산화물(12)상에 형성시킴으로써 만들어진다.At this time, the magnetic metal film 13 is made by forming a high permeability alloy such as sender (Fe-Al-Si) on the nonmagnetic oxide 12 by physical vapor deposition such as sputtering.
이와 같이 제조된 자기헤드는 제3도에 도시된 주파수 대역별 자기헤드의 투자율 특성도를 참조하면, ● : 4㎛ 센더스트 단층막일 때를 기준으로 △ : 2㎛× Z,SiO₂(1000Å)와 같이 주파수/투자율 특성이 현저하게 떨어짐을 알 수 있다.Referring to the magnetic permeability characteristics of the magnetic head for each frequency band shown in FIG. 3, the magnetic head manufactured as described above is represented by Δ: 2㎛ × Z, SiO₂ (1000Å) As can be seen, the frequency / permeability characteristics are remarkably inferior.
그러므로, 고주파수에서의 투자율 특성을 필요로 하는 디지틀 비디오 카세트 레코더용 헤드에 있어서, 와전류 손실을 억제할 수 있도록 상기한 금속 자성막을 적층한ML(Metal Laminated)가 사용되지만, 이러한 금속 적층막은 중간 절연막으로 이산화실리콘(SiO2), 알루미나(Al2O3), 오산화탄탈(TiO2)등이 사용되므로 스퍼터링(sputtering) 방식으로 제조될 경우, 이와 같은 중간 절연막의 치밀한 구조와 완벽한 화학적 성분을 얻기 어렵고, 금속막 사이의 교호작용의 발생으로 인하여 고주파수에서 투자율 손실을 초래하는 단점이 있다.Therefore, in the head for a digital video cassette recorder requiring permeability characteristics at high frequencies, ML (Metal Laminated) in which the above magnetic metal film is laminated so as to suppress eddy current loss is used. Since silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (TiO 2 ) and the like are used in the sputtering method, it is difficult to obtain a dense structure and perfect chemical composition of such an intermediate insulating film. Due to the occurrence of the interaction between the metal film has a disadvantage of causing permeability loss at high frequencies.
따라서, 이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 교호로 형성되는 비자성 산화물과 자성 금속막의 경계면에 비자성 금속막을 형성시켜줌으로써 자기헤드의 고주파수에서 투자율 손실을 보상할 수 있는 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to compensate for the loss of permeability at high frequencies of the magnetic head by forming a non-magnetic metal film on the interface between the non-magnetic oxide and the magnetic metal film formed alternately The present invention provides a laminated magnetic head having a nonmagnetic metal film.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드의 특징은, 비자성 세라믹 기판상에 이산화실리콘(SiO2), 알루미나(Al2O3), 오산화탄탈(TiO2)등의 산화물을 스퍼터링 방법으로 500~2000Å 두께로 비자성 산화물을 형성하고, 상기 비자성 산화물상에 FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, NiFe등의 자성 금속막을 증착시킨후, 이와 동일한 비자성 산화물 및 자성 금속막을 같은 방법으로 교호로 증착시킨 자기헤드에 있어서; 상기 비자성 산화물과 자성 금속막 사이에는 비자성 금속막을 500~500Å 두께로 교호로 형성함으로써, 고주파수 고주파수에서 투자율을 향상시킨 점에 특징이 있다.A feature of the laminated magnetic head having a nonmagnetic metal film according to the present invention for achieving the above object is that silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (TiO 2 ) on a nonmagnetic ceramic substrate. A nonmagnetic oxide is formed to a thickness of 500 to 2000 GPa by a sputtering method of an oxide such as a magnetic metal film such as FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, NiFe, and the like. And a magnetic head in which magnetic metal films are alternately deposited in the same manner; A nonmagnetic metal film is alternately formed to have a thickness of 500 to 500 kHz between the nonmagnetic oxide and the magnetic metal film, thereby improving permeability at high frequency and high frequency.
그리고, 이 발명에서는 상기 비자성 금속막을 Cr, Ti, Cu등으로 500~500Å두께로 형성하되, 비자성 산화물과 자성 금속막 사이에서 중간 절연막 역할을 하도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the nonmagnetic metal film is formed of Cr, Ti, Cu, or the like to have a thickness of 500 to 500 kPa, and serve as an intermediate insulating film between the nonmagnetic oxide and the magnetic metal film.
또한, 상기 중간 절연막은 SiO₂(1000Å)/Cr(50Å)의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the intermediate insulating film is preferably formed with a thickness of SiO 2 (1000 Å) / Cr (50 Å).
이하, 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드의 바람직한 하나의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one preferred embodiment of the laminated magnetic head having a nonmagnetic metal film according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a stacked magnetic head having a nonmagnetic metal film according to the present invention.
제2도를 참조하면, 상기 적층형 자기헤드는 비자성 페라이트 또는 세라믹 기판(20)상에 이산화실리콘(SiO2), 알루미나(Al2O3), 오산화탄탈(TiO2)등의 산화물을 스퍼터링 방법으로 500~2000Å두께로 비자성 산화물(22)을 형성하고, 상기 비자성 산화물(22)상에 Cr, Ti, Cu등의 비자성 금속막(22)을 500~500Å 두께로 형성하며, 상기 비자성 금속막(22)상에 에 FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, NiFe등의 자성 금속막(23)을 증착시킨후, 동일한 방법으로 비자성 산화물(22)과 비자성 금속막(23)과 자성 금속막(23)을 순차 적층하여 형성시킨다.Referring to FIG. 2, the multilayer magnetic head is a sputtering method of an oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (TiO 2 ), or the like on a nonmagnetic ferrite or ceramic substrate 20. To form a nonmagnetic oxide 22 with a thickness of 500 to 2000 GPa, and to form a nonmagnetic metal film 22 such as Cr, Ti, Cu, etc. on the nonmagnetic oxide 22 to a thickness of 500 to 500 GPa. After depositing a magnetic metal film 23 of FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, NiFe, etc. on the magnetic metal film 22, the nonmagnetic oxide 22, the nonmagnetic metal film 23, and the magnetic film were subjected to the same method. The metal film 23 is formed by laminating sequentially.
여기서, 상기 비자성 금속막(23)들은 Cr, Ti, Cu등으로 500~500Å두께로 형성하되, 바자성 산화물(22)들과 자성 금속막(23)들과의 사이에서 중간 절연막으로 작용하고, 가장 바람직하게는 상기 중간 절연막을 SiO₂(1000Å)/Cr(50Å)의 두께로 형성하는 것이 좋다.Here, the non-magnetic metal film 23 is formed of Cr, Ti, Cu, etc. to a thickness of 500 ~ 500Å, and acts as an intermediate insulating film between the magnetic oxide film 22 and the magnetic oxide film (22) Most preferably, the intermediate insulating film is formed to a thickness of SiO 2 (1000 Å) / Cr (50 Å).
이와같이 제조된 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드는 제 3 도에 도시된 주파수 대역별 자기헤드의 투자율 특성도를 참조하면, ● : 4㎛ 센더스트 단층막일 때를 기준으로 □ : 2㎛× 2, SiO₂(1000Å)/Cr(50Å)와 같이 주파수 대역별 투자율(μ)이 종래의 자기헤드에서 보다 매우 양호한 결과로 얻어지는 것으로 나타났다.The stacked magnetic head having the non-magnetic metal film according to the present invention manufactured as described above has a magnetic permeability characteristic of the magnetic head for each frequency band shown in FIG. It has been shown that per-band permeability (μ), such as μm × 2 and SiO2 (1000 Å) / Cr (50 Å), is obtained with much better results than in conventional magnetic heads.
상기한 바와 같이, 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드에 의하면, 비자성 세라믹 기판상에 이산화실리콘(SiO2), 알루미나(Al2O3), 오산화탄탈(TiO2)등의 산화물을 스퍼터링 방법으로 500~2000Å두께로 비자성 산화물을 형성하고, 상기 비자성 산화물상에 FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, NiFe등의 자성 금속막을 증착시킨후, 이와 동일한 비자성 산화물 및 자성 금속막을 같은 방법으로 교호로 증착시킨 자기헤드에 있어서; 상기 비자성 산화물과 자성 금속막 사이에는 비자성 금속막을 500~500Å 두께로 교호로 형성함으로써, 고주파수에서 투자율 특성이 매우 양호한 자기헤드로 제조된다.As described above, according to the laminated magnetic head having the nonmagnetic metal film according to the present invention, an oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tantalum pentoxide (TiO 2 ), or the like is formed on a nonmagnetic ceramic substrate. By forming a nonmagnetic oxide at a thickness of 500 to 2000 microns by a sputtering method, and depositing a magnetic metal film such as FeAlSi, FeRuGaSi, FeAlN, FeTaN, FeTaN, and NiFe on the nonmagnetic oxide, and then the same nonmagnetic oxide and magnetic metal. In a magnetic head in which films are alternately deposited in the same manner; The non-magnetic metal film is alternately formed to have a thickness of 500 to 500 kHz between the non-magnetic oxide and the magnetic metal film, thereby producing a magnetic head having very good permeability characteristics at high frequencies.
따라서 이 발명에 따른 비자성 금속막을 갖는 적층형 자기헤드는 고주파수에서 투자율의 향상으로 인한 헤드의 출력이 상승하고 금속 자성막의 막질이 우수할뿐만아니라 금속 자성막과 비자성 금속막의 결합력을 증대하여 신뢰성이 우수한 자기헤드를 얻을 수 있다.Therefore, the multilayer magnetic head having the nonmagnetic metal film according to the present invention is not only high in output of the head due to the improvement of permeability at high frequency, but also excellent in the film quality of the magnetic metal film, and also increases the bonding strength between the magnetic metal film and the nonmagnetic metal film. This excellent magnetic head can be obtained.
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