KR100229243B1

KR100229243B1 - 자기헤드

Info

Publication number: KR100229243B1
Application number: KR1019920024745A
Authority: KR
Inventors: 사또헤이기찌; 기무라히도시; 오노데라오사무
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-12-19
Publication date: 1999-11-01
Also published as: JPH05217107A; KR930016951A; US5365392A

Abstract

자기갭 g을 사이에 두고 금속자성박막을 통해 자기코어부가 평행으로 배설되어 갭부를 구성하는 이른바 평행갭구성의 메탈·인·갭형 자기헤드에 있어서, 권선홈내에 성막되는 금속자성박막을 균일한 막두께로 또한 고투자율(高透磁率)의 막으로서 형성되도록 한다.

최소한 한쪽의 자기코어절반체(11) 및 (12)가 산화물자성재료부(1) 및 (2)와 금속자성박막(3) 및 (4)에 의해 구성되는 1 쌍의 자기코어절반체(11) 및 (12)가 맞대어지고, 금속자성박막(3) 및 (4)의 맞댐면에 자기갭 g 이 형성되어 이루어지는 자기헤드(40)로서, 권선홈(5)의 내면전체를 자기갭 g 을 구성하는 갭면(10)에 대해 0°~60°로 하여 구성한다.

Description

자기헤드

제 1 도는 본원 발명의 자기헤드의 일예의 약선적 확대사시도.

제 2 도 및 제 3 도는 본원 발명의 자기헤드의 일예의 일제조공정도.

제 4 도는 트랙폭규제홈 및 권선홈의 약선적 확대단면도.

제 5 도는 본원 발명의 자기헤드의 일예의 일제조공정도.

제 6 도 및 제 7 도는 본원 발명의 자기헤드의 다른 예의 약선적 확대사시도.

제 8 도는 종래의 자기헤드의 일예의 약선적 확대사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1),(2) : 산화물자성재료부 (3),(4) : 금속자성박막

(5) : 권선홈 (7) : 대접면

(8) : 융착유리 (9) : 트랙폭규제홈

(10) : 갭면 (11),(12) : 자기코어절반체

(21) : 자성기판 (22) : 절단용 홈

(40) : 자기헤드

본원 발명은 자기헤드 특히 예를 들면 이른바 메탈테이프등의 고보자력(高保磁力) 자기기록매체에 대한 기록재생에 적합한 자기갭을 사이에 두고 고투자율(高透磁率)의 금속자성박막을 통해 자기코어를 자기갭에 평행으로 서로 대향시키는 평행갭형 구성의 이른바 메탈·인·갭형의 자기헤드에 관한 것이다.

근년 VTR (비디오테이프레코더)등의 자기기록재생장치에 있어서, 고화질화(高畵質化)등을 목적으로 하여 정보신호의 단파장기록화가 진행되고 있으며, 이에 따라 자성분(磁性粉)으로서 강자성 금속분말을 사용한 이른바 메탈테이프나, 베이스필름상에 강자성 금속재료를 직접 피착한 증착테이프등의 고보자력의 자기기록매체가 사용되고 있으며, 이 고보자력의 자기기록매체에 사용하여 적합한 자기헤드로서, 자성코어의 자기갭을 구성하는 부분이 금속자성박막으로 이루어지는 메탈·인·갭형의 자기헤드가 제안되어 있다.

이와 같은 자기헤드의 일예에 대하여 제 8도의 약선적 확대사시도를 참조하여 설명한다. 이 경우 제 8도에 도시한 바와 같이, 자기갭 g 을 경계로 하여 좌우 별개로 제작된 1쌍의 자기코어 절반체(11) 및 (12)가 맞대어져 접합 일체화되어 이루어지는 것이다.

이 자기코어절반체(11) 및 (12)는 단결정 페라이트등으로 이루어지는 산화물자성재료부(1) 및 (2)에 의해 코어부가 구성되고, 이 산화물자성재료부(1) 및 (2)의 자기기록매체와의 대접면(對接面)(7)으로 되는 프론트측으로부터 백측에 이르기까지 고포화자속밀도를 가진 FeAlSi 합금이나 FeGaSiRu 합금 등으로 이루어지는 금속자성박막(3) 및 (4)이 피착형성되어 이루어진다.

그리고, 자기코어절반체(11) 및 (12)의 각각 금속자성박막(3) 및 (4)이 피착된 면을 대향시켜서, 이들 금속자성박막(3) 및 (4)을 갭스페이서(도시하지 않음)를 통해 맞대어서 자기갭 g 이 구성되어 이루어진다. 이 자기갭 g 을 구성하는 부분에 있어서는, 예를 들면 그 양측에 트랙폭규제홈(9)이 형성되고, 이 트랙폭규제홈(9)에 의해 자기갭 g 의 트랙폭 Tw이 결정되도록 된다.

산화물자성재료(1) 및 (2)에는 이 트랙폭규제홈(9)이 프론트측 즉 대접면(7)측으로부터 백측(17)에 이르기까지 연통하여 형성되고, 전술한 자기코어절반체(11) 및 (12)의 접합시에는 이 홈(9)내에 융착로(融着爐)등에 있어서 융착유리(8)가 용융되어 융착되어 이루어진다.

(5)는 각 산화물자성재료부(1) 및 (2)의 프론트부와 백부의 중간부에 형성되는 권선홈을 나타내고, 여기에 코일을 감아서, 자기갭 g 을 사이에 두고 고투자율의 금속자성박막(3) 및 (4)을 통해 자기코어 절반체(11) 및 (12)를 자기갭 g 에 평행으로 서로 대향시키는, 즉 제 8도에 있어서 금속자성박막(3) 및 (4)의 맞댐면 즉 갭면(10)과, 이 부분에 있어서의 금속자성박막(3) 및 (4)과 산화물자성재료부(1) 및 (2)와의 계면(1S) 및 (2S)이 평행으로 배설되는 평행갭형 구성의 링형 자기헤드를 얻을 수 있다.

이와 같은 종래의 자기헤드에 있어서는, 전술한 트랙폭규제홈(9)이나 권선홈(5)의 일부에 갭면(10)에 대한 각도가 대략 90°로 되는 부분, 즉 제 8도에 있어서 부호(5a)로 표시한 수직면이 형성되어 있으므로, 이 홈(5) 및 (9)내에 금속자성박박(3) 및 (4)을 증착, 스퍼터링 등에 의해 피착형성할 때에, 이 수직면(5a)의 상에지부에 의해 수직면(5a)이 증착이나 스퍼터링의 뒤쪽으로 되어 잘 성막(成膜)되지 않게 되거나, 성막된 박막의 주상(柱狀) 결정구조가 조(粗)로 되어서 실질적으로 성막밀도에 불균일이 발생하여 막으로서 형성되지 않는 상태로 되거나, 또는 다른 부분의 박막의 막두께에 비해 수직면(5a)상의 막만이 절반이하 정도의 막두께로 되는 등하여, 홈(5) 및 (9)의 모든 내면에 있어서 금속자성박막(3) 및 (4)을 균일하고 양질의 막특성, 예를 들면 고투자율, 저보자력을 가지고 형성하는 것은 곤란하였다.

그래서, 이와 같은 자기헤드에 있어서의 기록재생시의 자속의 흐름은 이 수직면(5a)상의 금속자성박막(3) 및 (4)내를 통과할 수 없고, 이 부분에 있어서 일단 산화물자성재료부(1) 및 (2)에 들어가고나서 다른 면에 있어서 다시 금속자성박막(3) 및 (4)으로 귀환하는 흐름으로 된다. 따라서, 고투자율의 금속자성막(3) 및 (4)을 피착해도, 결과적으로 전체의 투자율은 산화물자성재료부(1) 및 (2)의 투자율을 상회하지 않고, 포화자속밀도만이 향상되어서, 이와 같은 종래의 평행갭형 헤드에서는 전자변환특성의 향상을 도모하기 어렵다는 문제가 있다.

또, 고투자율의 금속자성박막을 주된 자로(磁路)로 한 메탈·인·갭형 자기헤드로서는, 가드재 예를 들면 자성페라이트로 금속자성박막을 트랙폭방향으로 끼워넣도록 적층한 이른바 라미네이트형의 자기헤드가 있으나, 이 라미네이트형 헤드는 그 제조공정이 비교적 길고, 결과적으로 헤드의 생산성의 저하를 초래할 염려가 있으며, 또 제조과정에 있어서의 불량품의 발생율이 커져서 수율저하를 초래할 염려가 있다.

또한, 이와 같은 메탈·인·갭형 헤드에 있어서의 고투자율이 금속자성박막으로서는 그 트랙폭과 동등한 막두께를 필요로 하기 때문에, 비교적 큰 트랙폭을 가진 헤드를 제조하는 경우에는 전술한 종래의 구조의 평행갭형 자기헤드에서는 수직면(5a)이 존재하므로 그 성막이 매우 곤란하였다.

본원 발명은 전술한 바와 같은 평행갭형 구성의 자기헤드에 있어서, 그 트랙폭규제홈 및 권선홈내에 성막되는 금속자성박막을 균일하고 또한 양질의 막으로서 형성되도록 한다.

본원 발명의 자기헤드는 그 일예의 약선적 확대사시도를 제 1도에 도시한 바와 같이, 최소한 한쪽의 자기코어절반체(11) 및 (12)가 산화물자성재료부(1) 및 (2)와 금속자성박막(3) 및 (4)에 의해 구성되는 1쌍의 자기코어절반체(11) 및 (12)가 맞대어지고, 금속자성박막(3) 및 (4)의 맞댐면에 자기갭 g 이 형성되어 이루어지는 자기헤드(40)로서, 권선홈(5)의 내면전체를 자기갭 g 을 구성하는 갭면(10)에 대해 0°~60°로 하여 구성한다.

또, 본원 발명의 다른 하나에 의한 자기헤드는 전술한 자기헤드(40)에 있어서, 권선홈(5)과 트랙폭규제홈(9)과의 내면전체를 자기갭 g 을 구성하는 갭면(10)에 대해 0°~60°로 하여 구성한다.

전술한 바와 같이, 본원 발명의 자기헤드에 있어서는, 권선홈(5)의 내면전체를 금속자성박막의 맞댐면 즉 갭면(10)과 평행한 면에 대해 0°~60°의 각도를 이루도록 구성하든가, 또는 이 권선홈(5) 및 트랙폭규제홈(9)의 내면전체를 갭면(10)에 대해 0°~60°로 하여 구성함으로써, 여기에 증착, 스퍼터링 등에 의해 성막되는 금속자성박막(3) 및 (4)은 그 성막면과 수직방향으로부터 0°~60°의 범위에서 피착되도록 할 수 있다.

즉, 통상의 금속자성박막의 성막공정에 있어서는, 성막재료의 주된 증착방향 또는 스퍼터방향(성막방향)에 대해 갭면(10)을 수직으로 배치하는 구성으로 하므로, 본원 발명의 자기헤드의 구성에 의하면 권선홈(5)의 내면 또는 권선홈(5)과 트랙폭규제홈(9)과의 내면전체가 성막재료의 주된 성막방향으로부터 0°~60°의 경사각을 가지고 배치되게 된다.

이와 같이 성막면에 수직방향으로부터 60°이하의 경사각을 가지고 금속자성박막(3) 및 (4)이 성막될 때는 양호한 자기특성을 유지하고 또한 균일한 막두께로 형성되는 것이 알려져 있다. 따라서, 본원 발명의 자기헤드에 있어서는, 예를 들면 이 박막(3) 및 (4)이 증착이나 스퍼터링시에 뒤쪽으로 되어 잘 성막되지 않는 것을 회피할 수 있고, 또 박막(3) 및 (4)의 주상(柱狀) 결정구조가 밀(密)로 되어서, 성막밀도의 불균일을 억제할 수 있으므로, 확실하게 고투자율, 저보자력을 가지고 금속자성박막(3) 및 (4)을 형성할 수 있게 된다.

다음에, 본원 발명의 자기헤드의 일예에 대하여 그 제조공정을 도시한 제2도~제5도의 각 공정도와 함께 상세히 설명한다. 본원 발명의 자기헤드는 베타맥스방식, VHS 방식, 8mm 등의 각종 소비자용 비디오, 또는 업무용 비디오등의 각종 비디오용 헤드나, 또는 플로피 디스크, 하드디스크 등 각종 자기디스크용 헤드 등의 각종 헤드에 적용할 수 있고, 특히 고밀도기록용의 자기헤드에 가장 적합하다.

이 예에 있어서는, 비디오헤드용의 자기헤드의 예를 나타내고, 제1도에 도시한 바와 같이 자기갭 g 을 경계로 하여 좌우 별개로 제작된 1쌍의 자기코어절반체(11) 및 (12)가 맞대어져서 접합 일체화되어 이루어진 것이며, 이 자기코어절반체(11) 및 (12)가 단결정페라이트등으로 이루어지는 산화물자성재료부(1) 및 (2)에 의해 보조코어부가 형성되고, 특히 권선홈(5)의 모든 내면, 또는 이 권선홈(5과 트랙폭규제홈(9)과의 양 홈의 모든 내면이 산화물자성재료부(1) 및 (2)의 맞댐면 즉 갭면(10)에 대해 0°~60°의 범위의 예를 들면 0°와 45°의 각도의 연성(延性) 가공면으로 구성되는 경우를 나타낸다.

이와 같은 자기헤드의 제조방법에 대하여 설명하면, 먼저 제2도에 도시한 바와 같이 단결정자성 페라이트 등으로 이루어지는 자성기판(21)을 준비하고, 이것의 예를 들면 {100} 결정면으로 이루어지는 표면(21S)상에 제3도에 도시한 바와 같이 트랙폭규제홈(9)을 형성한 후, 이것을 가로지르는 방향으로 다시 권선홈(5)을 각각 절삭등에 의해 형성한다. (22)는 절단용의 홈을 나타낸다.

제3도에 있어서의 AA 선상의 단면도를 제4도 A에, BB 선사의 단면도를 제4도에 BB선상의 단면도를 제4도 B에 도시한다. 트랙폭규제홈(9)은 제4도 A에 도시한 바와 같이 갭면(10)으로 되는 표면(21S)에 따른 방향으로부터의 각도 θ₁가 0°~60°의 예를 들면 45°로 되도록 각 홈(9)내의 양 경사면(10b)을 형성하고, 또한 그 저면(9c)이 갭면(10)과 평행으로 즉 갭면(10)에 대해 0°로 되도록 지석(砥石)등에 의해 형성된다. 마찬가지로, 권선홈(5)도 제4도 B에 도시한 바와 같이, 그 표면(21S)에 따른 방향으로부터의 각도 θ₂가 0°~60°의 예를 들면 45°로 되도록 각 홈(5)내의 양 경사면(5b)을 형성하고, 또한 그 저면(5c)이 갭면(10)에 평행으로 즉 갭면(10)으로부터의 각도가 0°로 되도록 역시 지석등에 의해 형성된다. 이 때의 홈면의 조도(粗度)는 5nm ~ 100nm 정도내로 되는 연성(延性)가공면으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 갭면(10)을 포함하여 표면(21S) 전체면을 랩등의 방법에 의해 최대조도 3nm 정도로 경면가공(鏡面加工)을 한 후, 각 홈(5) 및 (9)내를 포함하여 전면적으로 고투자율의 금속재료 예를 들면 센더스트, FeGaSiRu 합금, 아모르퍼스합금 등의 예를 들면 FeGaSiRu 합금으로 이루어지는 금속자성박막(도시하지 않음)을 증착, 스퍼터링등에 의해 두께 2 ~ 10㎛ 정도의 예를 들면 6㎛ 로 하여 피착형성한다.

이 때, 각 홈(5) 및 (9)내에 있어서, 성막재료의 타겟에 대한 각도가 이 경우 45°의 경사면(5b) 및 (9b)과 90°의 저면 (5c) 및 (9c)에 대해 금속자성박막을 피착형성하게 되어서, 그 성막방향은 막면에 수직방향으로부터 0°~60°의 범위의 이 경우 0°및 45°로 되고, 내면전체에 대해 균일한 막두께로, 또한 그 밀도의 불균일이 발생하지 않고 양질의 막질로서 금속자성박막을 피착형성할 수 있다.

그리고, 이 후 절단용 홈(22)에 있어서 자성기판(21)을 절단하여 자기코어절반체를 형성하고, 제5도에 도시한 바와 같이 쌍의 자기코어절반체(11) 및 (12)를 갖고와서, 각각의 금속자성박막(3) 및 (4)이 피착된 측을 맞대어서, 트랙폭규제홈(9)에 의해 양 측이 규제된 갭면(10)의 위치맞춤을 행하여, 융착유리(8)등에 의해 이들 자기코어절반체(11) 및 (12)를 SiO₂등의 갭스페이서 (도시하지 않음)를 통해 맞붙인다. 이 경우의 갭스페이서의 두께를 0.2㎛ 로 하여 구성하였다.

그리고, 자기기록매체와 대향하는 대접면으로 되는 상면(7a)을 곡면형으로 연마가공한다. 이 경우, 갭구성부의 깊이방향(제5도중 화살표 d로 표시함)이 단결정 페라이트의 예를 들면<11>결정축방향으로 되도록 구성한다. 그리고, 그 후 제5도에 있어서 실선 a₁, a₂, a₃… 으로 표시한 바와 같이 각 트랙폭규제홈(9)마다 맞붙여진 자기코어절반체(11) 및 (12)를 절단하여 제1도에 도시한 본원 발명의 자기헤드(40)를 얻을 수 있다. 제1도에 있어서 Tw는 트랙폭을 표시하며, 자기갭 g 을 구성하는 갭면(10)이 전술한 트랙폭규제홈(9)에 의해 소정의 트랙폭 Tw 을 가지고 이루어지도록 구성한다.

이와 같이하여 얻어진 본원 발명의 자기헤드(40)는 그 트랙폭규제홈(9)내와 권선홈(5)내의 모든 내면에 있어서, 금속자성박막(3) 및 (4)이 그 막두께를 균일하게 또한 막질을 양호하게 유지하여 성막되어 이루어짐으로써, 이와 같은 자기헤드(40)에 의해 기록재생할 때에는, 이 고투자율이고 또한 저보자력의 금속자성박막(3) 및 (4)의 내부를 확실히 자속이 흐르게 되어서, 고재생출력을 얻을 수 있다. 전술한 경사면(5b) 및 (9b)을 45°로 하여 구성한 자기헤드(40)에 있어서는 종래의 자기헤드에 비하여 1dB 의 기록재생출력의 증가를 볼 수 있었다.

그리고, 본원 발명은 전술한 자기헤드(40)외에 예를 들면 제6도에 다른 예의 약선적 확대사시도를 도시한 바와 같이, 한쪽의 자기코어절반체(12)에 권선홈(5)을 형성하지 않고, 다른 쪽의 자기코어절반체(11)에만 그 내면이 모두 갭면(10)에 대해 0°~60°의 범위의 각도를 가지고 형성되는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우에 있어서도 전술한 자기헤드와 마찬가지로 금속자성박막(3) 및 (4)을 균일한 막두께이고 또한 양질의 막질로 성막할 수 있으므로, 고투자율이고 또한 저보자력으로 할 수 있고, 역시 기록재생출력의 증가를 도모할 수 있다.

또한, 제7도에 다른 예의 약선적 확대사시도를 도시한 바와 같이, 각각 자기코어절반체(11) 및 (12)의 어느 한쪽을 권선홈(5)을 형성하지 않고 구성하고, 이 권선홈(5)을 형성하지 않은 측의 산화물자성재료부(11) 또는 (12)의 두께를 작게 하여 구성한 쌍의 자기헤드(51) 및 (52)를 갖고와서, 이들 각 갭면(10)을 각각 서로 다른 갭면(10)에 대해 적절한 각도를 가지고 자기헤드장치의 예를 들면 회전드럼에 고정하고, 자기기록매체에 대해 소정의 경사각도 즉 아지머스각도를 가지고 기록재생할 수 있도록 하는 경우에 본원 발명을 적용할 수도 있다. 이 경우에 있어서도, 그 각 자기헤드(51) 및 (52)의 금속자성박막 (3) 및 (4)을 균일한 막두께로, 양질의 막질로 피착형성할 수 있고, 각 헤드와 함께 그 기록재생출력의 증가를 도모할 수 있다.

그리고, 본원 발명의 자기헤드는 전술한 각 실시예에 한하지 않고, 기타 여러가지의 재료구성을 취하는 자기헤드에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

전술한 바와 같이, 본원 발명의 자기헤드에 의하면, 권선홈(5)의 내면전체를, 또는 권선홈(5) 및 트랙폭규제홈(9)의 내면전체를 갭면(10)에 대해 0°~60°의 각도로 형성함으로써, 증착, 스퍼터링등에 의한 성막시에 모든 면에 있어서 균일한 막두께로, 또한 밀도에 불균일이 없는 양질의 막질로 성막할 수 있고, 고투자율이고 또한 저보자력의 금속자성박막(3) 및 (4)을 전피착면에 성막할 수 있으며, 확실하게 이 금속자성박막(3) 및 (4)내에 자속을 통하도록 할 수 있다. 이로써, 기록재생출력의 증가를 도모할 수 있다.

또, 이 경우 예를 들면 라미네이트형 구성을 취하는 자기헤드에 비하여 제조공정수가 짧고, 또한 제조방법의 번잡화를 수반하지 않고 제조할 수 있으므로, 생산성의 저하를 회피하고, 또한 수율의 열화를 수반하지 않고, 자기헤드의 전자변환특성의 향상을 도모할 수 있다.

Claims

최소한 한쪽의 자기코어절반체가 산화물자성재료부와 금속자성박막에 의해 구성되는 1쌍의 자기코어절반체가 맞대어지고, 상기 금속자성박막의 맞댐면에 자기갭이 형성되어 이루어지는 자기헤드로서,

권선홈의 내면전체가 상기 자기갭을 구성하는 갭면에 대해 0°~60°로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기헤드.
최소한 한쪽의 자기코어절반체가 산화물자성재료부와 금속자성박막에 의해 구성되는 1쌍의 자기코어절반체가 맞대어지고, 상기 금속자성박막의 맞댐면에 자기갭이 형성되어 이루어지는 자기헤드로서,

권선홈과 트랙폭규제홈과의 내면전체가 상기 자기갭을 구성하는 갭면에 대해 0°~60°로 되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기헤드.