KR100280836B1

KR100280836B1 - 자기헤드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100280836B1
Application number: KR1019940037760A
Authority: KR
Inventors: 야마모도데쓰야; 오모리히로유끼; 스기야마야스나리; 쇼지미쓰하루
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2001-03-02
Also published as: JPH07201010A; CN1118100A; US5734534A; DE69418993D1; MY112887A; EP0661691A3; EP0661691B1; CN1069773C; TW353749B; EP0661691A2; JP3463759B2; DE69418993T2

Abstract

본 발명은 자기헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 헤드반체(半體)(9),(39)가 서로 맞붙여져서 자기헤드가 구성된다. 헤드반체의 기판(1),(31)의 유리층(4),(34)에 각각 요부(10),(40)가 형성되고, 요부내에 와권형(渦卷形)의 코일패턴(11),(41)이 형성된다. 코일패턴은 내측 선단부(11a),(41a) 이외가 절연보호막(23),(53)으로 덮여 있다. 코일패턴의 내측 선단부위치에는 유리층(4),(34)에 경사면(4b),(34b)이 복수 형성되고, 이로써 돌기(4a),(34a)가 복수 형성된다. 경사각도 θ는 30도 이상, 90도 미만으로 한다. 코일패턴(11),(41)은 동(銅)도금층(19),(49)으로 이루어지고, 코일패턴 내측 선단부는 돌기(4a),(34a)상에 있으므로, 표면이 높아서, 절연보호막(23),(53)으로부터 노출되고, 그 위에 금의 막(16),(46)이 형성된다. 이들 금의 막이 서로 접속되고 코일패턴(11),(41)이 접속되어 1개의 코일을 구성한다.

유리층의 돌기상에 코일패턴의 내측 선단부가 배설되어 있으므로, 이 선단부가 코일패턴의 다른 부분보다 높아져서, 1쌍의 코일패턴끼리의 전기적 접속이 확실하고 신뢰성이 높다. 또, 코일패턴의 내측 선단부를 높게 하기 위한 성막공정을 별도 필요로 하지 않아서, 자기헤드의 제조가 용이하다.

Description

자기헤드 및 그 제조방법

제1a도, 제1a도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자기헤드의 단면 구조를 나타내고, 제1a도는 코일패턴부분의 단면도, 제1b도는 제1a도의 Ib 부분의 확대도.

제2도는 코일패턴의 내측 선단부의 마무리전의 동(銅)도금층을 나타낸 확대단면도.

제3도는 코일패턴의 내측 선단부의 마무리후의 동도금층을 나타낸 확대단면도.

제4도는 코일패턴의 선단부의 동도금층과 그 위의 금의 막을 나타낸 확대단면도.

제5도는 유리층에 돌기를 형성하는 공정을 설명하기 위한 설명도.

제6a도, 제6b도, 제6c도는 레지스트층의 슬릿간격과 유리층의 돌기의 형상과의 관계를 나타낸 개략도이고, 제6a도는 슬릿간격이 큰 경우를, 제6b도는 슬릿간격이 작은 경우를, 제6c도는 슬릿간격이 더욱 작은 경우를 나타낸 도면.

제7도는 1쌍의 헤드 반체(半體)의 평면도.

제8a도, 제8b도는 1쌍의 헤드반체의 단면구조를 나타내고, 제8a도는 제7도의 VIIIa - VIIIa 선 단면도, 제8b도는 제7도의 VIIIb - VIIIb 선 단면도.

제9도는 헤드반체 제조공정에 있어서의 기판의 사시도.

제10도는 기판에의 제1의 홈가공공정을 나타낸 개략사시도.

제11도는 금속자성막의 성막공정을 나타낸 개략사시도.

제12도는 유리충전공정을 나타낸 개략사시도.

제13도는 기판에의 제2, 제3의 홈가공공정을 나타낸 개략사시도.

제14도는 유리충전공정을 나타낸 개략사시도.

제15도는 기판에의 제4, 제5의 홈가공공정을 나타낸 개략사시도.

제16도는 유리충전 및 평탄화공정을 나타낸 개략사시도.

제17도는 제16도의 XVII 부분(헤드반체 소재)의 확대도.

제18a도, 제18b도는 제17도의 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제19a도, 제19b도는 유리층상에 포토레지스트를 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제20a도, 제20b도는 유리층에 요부를 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제21a도, 제21b도는 동도금바탕막을 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제22a도, 제22b도는 바탕막상에 포토레지스트를 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제23a도, 제23b도는 동도금층을 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제24a도, 제24b도는 동도금층이 없는 개소의 바탕막을 제거하여 코일패턴을 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제25a도, 제25b도는 동도금층상에 포토레지스트를 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제26a도, 제26b도는 동도금층의 불요 부분을 제거한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제27a도, 제27b도는 요부내에 절연보호막을 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제28a도, 제28b도는 표면을 평탄화한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제29a도, 제29b도는 표면에 금의 막을 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제30a도, 제30b도는 금의 막상에 포토레지스트를 형성한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제31a도, 제31b도는 금의 막을 패터닝한 헤드반체 소재의 평면도 및 단면도.

제32도는 1쌍의 헤드반체 소재의 절단위치를 나타낸 사시도.

제33도는 1쌍의 헤드반체를 맞붙이는 요령을 나타낸 사시도.

제34a도, 제34b도는 서로 맞붙여진 1쌍의 헤드반체를 나타낸 사시도 및 단면도.

제35도는 불요부분을 절단제거하여 이루어지는 자기헤드의 사시도.

제36도는 다른 바람직한 실시예에 의한 1쌍의 헤드반체의 평면도.

제37도는 서로 맞붙여진 1쌍의 헤드반체의 제36도의 E-E 선에 따른 단면도.

제38도는 또 다른 예에 의한 서로 맞붙여진 1쌍의 헤드반체의 제37도와 동일한 단면도.

제39도는 또 다른 예에 의한 서로 맞붙여진 1쌍의 헤드반체의 제37도와 동일한 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(1),(31): 기판 (3),(33): 금속자성막

(4),(34): 유리층 (4a),(34a): 돌기

(4b),(34b): 경사면 (9),(39): 헤드반체

(10),(40): 요부 (10a),(40a): 요부의 저면,

(11),(41): 코일패턴 (11a),(41a): 코일패턴의 내측 선단부

(12),(13): 단자부

(14),(15),(16),(17),(18),(44),(45),(46),(47),(48): 금의막

(19),(49): 동도금층 (20),(50): 동도금의 바탕막

(23),(53): 절연보호막 (42),(43): 단자부와의 접속부

본 발명은 자기헤드 및 그 제조방법에 관한 것이며, 예를 들면 비디오테이프레코더나 자기디스크장치에 적합한 자기헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

예를 들면 비디오테이프레코더(VTR) 등의 자기기록재생장치에 있어서는, 화질 등을 향상시키기 위하여 신호를 디지탈화하여 기록하는 디지탈기록이 진행되고 있으며, 이에 대응하여 기록의 고밀도화, 기로주파수의 고주파화가 이루어지고 있다.

그런데, 자기기록의 고밀도화, 고주파화가 진행함에 따라서, 기록재생에 사용하는 자기헤드에는, 고주파에서 출력이 높고, 노이즈가 적은 것이 요구된다. 예를 들면, 종래 VTR 용 자기헤드로서 많이 사용되는 페라이트제에 금속자성막을 성막하고, 권선을 행한 이른바 복합성 메탈인갭헤드(metal-in-gap head)에서는, 인덕턴스가 크고, 인덕턴스당의 출력저하때문에 고주파영역에서 출력이 낮아서, 고주파, 고밀도가 필요하게 되는 디지탈화상기록에 충분히 대처하는 것이 곤란하다.

이와 같은 상황에서, 자기헤드를 박막형성공정으로 제작하는 이른바 박막자기헤드가 고주파대응의 자기헤드로서 검토되고 있다.

박막자기헤드는 1쌍의 세라믹기판의 각각에 포토리소그라피 등의 박막형성수법에 의해 와권형(渦券形)으로 코일을 형성하여 두고, 1쌍의 기체(基體)를 접합하여 자기헤드로 한다. 이 접합시에, 와권형 박막코일의 선단부를 전기적으로 서로 접속시켜서 1개의 코일로 한다. 각 박막코일의 상기 접속부(이하, 접점전극이라고 함) 이외의 영역은 접합면으로부터 어떤 거리를 떨어뜨려 서로 이간시켜서, 절연할 필요가 있다.

그러므로, 각 박막코일의 접점전극 이외의 영역의 상면을 이온밀링이나 에칭에 의해 낮게 하는, 또는 미리 소정 치수만큼 낮게 형성한 박막코일의 접점전극부분을 융기시킨다고 하는, 어느 것으로 해도 번거로운 가공공정이 필요하게 된다. 또, 상기 접속이 불확실하게 되기 쉽다.

또, 한쪽의 기판에만 박막코일을 형성하고, 다른 쪽의 기판에는 단자에 도통하는 배선을 형성하고, 박막코일과 배선과를 전기적으로 접속시키는 것도 고려되지만, 이 경우에도 상기와 동일한 문제가 존재한다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 박막코일이 용이하게 형성되고, 또한 전기적 접속이 확실하여 신뢰성이 높은 자기헤드 및 이 자기헤드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 서로 대향하는 1쌍의 기체를 가지고, 이들 기체의 최소한 한쪽에 박막코일이 형성되고, 이 박막코일중 상기 1쌍의 기체사이에 존재하는 전기적 접속부에 대응하는 기체위치에, 상기 기체의 박막코일형성면과 교차하는 방향의 복수의 철형 경사면이 형성되어 있는 자기헤드에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 박막코일형성면과 교차하는 방향의 복수의 철형 경사면에 의하면, 1 ∼ 10 ㎛ 폭의 복수의 돌기가 1 ∼ 10 ㎛ 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 각 박막코일의 접속부 이외의 영역이 절연막으로 피복되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 각 박막코일의 접속부 이외의 영역이 각 기체에 형성된 요부내에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 있어서, 1쌍의 기체의 쌍방에 박막코일이 형성되고, 이들 박막코일끼리가 전기적으로 접속되어 1개의 코일이 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또 상기 자기헤드를 제조함에 있어서, 박막코일중 1쌍의 기체사이에 존재하는 전기적 접속부에 대응하는 기체위치에, 복수의 개구를 가진 마스크를 사용하여 박막코일형성면과 교차하는 방향의 복수의 철형 경사면을 형성하는 자기헤드의 제조방법에 관한 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.

이 예에 의한 자기헤드는 1쌍의 기판의 각각에 박막형성수법에 의해 와권형(渦卷形)으로 코일패턴을 형성하여 이루어지는 1쌍의 헤드 반체(半體)를 맞붙여서 구성된다. 제7도는 이들 헤드반체의 확대평면도, 제8a도는 제7도의 VIIIa - VIIIa 선 단면도, 제8b도는 제7도의 VIIIb - VIIIb 선 단면도이다. 화살표로 나타낸 바와 같이, 한쪽의 헤드반체(9)에 대략 동일한 형상을 한 다른 쪽의 헤드반체(39)가 맞붙여져서, 자기헤드가 구성된다.

헤드반체(9)는 다음과 같이 구성되어 있다. 세라믹스의 기체(基體)(1)상의 유리(4)의 표면에 요부(凹部)(10)가 형성되고, 요부(10)의 저면(10a)에 박막형성수법에 의해 코일패턴(11)이 형성되어 있다. 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)의 근방에는 요부를 형성하지 않은 부분이 있고, 이 부분에 금속자성막(3)의 백갭(3b)으로 될 부분이 유리(4)상에 노출되어 있다. 금속자성막(3)은 백갭(3b)으로 될 부분으로부터 기판의 한쪽의 끝면측에 걸쳐서 유리(4)에 매설되고, 기체의 이 끝면측이 프론트갭(3a)이 될 부분으로 된다.

코일패턴(11)의 외측 선단부에는 기판(1)의 다른 쪽의 끝면측에 이르는 한쪽의 단자부(12)가 연설되고, 코일패턴(11)과는 이간된 다른 쪽의 단자부(13)가 단자부(12)와 평형으로 배설되어 있다. 금속자성막(3)은 후술하는 기판에 형성된 홈의 경사면상에 형성된다.

요부(10)의 외측 유리상에는 금의 막(14)이, 금속자성막(3)의 백갭부분(3b)상에는 금의 막(15)이, 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)상에는 금의 막(16)이, 코일패턴(11)의 단자부(12)와의 접속부분상에는 금의 막(17)이, 단자부(13)의 내측 선단부상에는 금의 막(18)이 각각 피착되어 있다. 그리고, 코일패턴(11)은 요부(10)내에 충전된 절연보호막(23)에 매입되어 있다. 그리고, 코일패턴의 내측 선단부(11a)는 절연보호막(23)의 표면에 노출되어 있고, 내측 선단부(11a)상에 금의 막(16)이 피착되어 있다.

헤드반체(39)는 헤드반체(9)의 단자부(12),(13)의 대신에, 단자부(12),(13)에 접속시키기 위한 접속부(42),(43)(단자부(12),(13)보다 짧음)가 배설되어 있고, 헤드반체(9)보다 짧게 되어 있다. 헤드반체(39)의 그 외는 헤드반체(9)와 동일 구조로 되어 있다. 그리고, 헤드반체(39)를 구성하는 각 부분에는, 헤드반체(9)의 이것과 대응하는 부분의 부호에 「30」 을 플러스한 부호를 붙여 나타내고 있다.

제7도, 제8도로부터 알 수 있는 바와 같이, 헤드반체(9),(39)를 맞붙이면, 금속자성막(3),(33)이 폐자로를 형성하고, 금의 막(14),(44)에 의해 프론트갭이, 금의 막(15),(45)에 의해 백갭이 각각 형성된다. 그리고, 금의 막(16),(46)을 통해 코일패턴(11),(41)이 접속하여, 1개의 코일을 구성한다.

이렇게 하여 , 단자부(12)로부터 입력된 전류는 코일패턴(11), 금의 막(16),(46), 코일패턴(41), 접속부(42)의 금의 막(47)을 순차 경유하여, 단자부(13)로 흐른다. 또, 이 역방향으로 흐른다. 금의 막(17),(48)은 코일패턴의 전기적 접속에 필요한 것은 아니지만, 헤드반체(9),(39)를 맞붙일 때에 흔들림을 방지하는 역할을 한다.

이 예에 있어서 주목해야 할 것은 코일패턴(11),(41)의 내측 선단접속부(11a),(41a)의 위치에서 유리(4),(34)상에 미소한 돌기를 형성하고 있는 것이다. 이것을 제1도 제6도에 따라서 상세히 설명한다.

제1a도는 1쌍의 헤드반체가 맞붙여져서 이루어지는 자기헤드의 제8b도에 대응하는 확대단면도, 제1b도는 제1a도에 가상선으로 나타낸 Ib 부분의 확대도이다.

헤드반체(9)의 유리층(4)에 형성된 요부(10)내에 코일패턴(11)이 형성되고, 코일패턴(11)은 그 내측 선단부(111a) 이외의 영역이 절연보호막(23)으로 덮여 있다. 코일패턴(11)의 내측 선단부(111a)의 부분의 유리층(4)에는, 단면 3각형을 나타내며 폭_W1의 돌기(4a)가 간격 d 를 두고 복수 형성되어 있다.

코일패턴(11)은 후술하는 바와 같이, 알루미나, 크롬, 동(銅)의 박막이 이순으로 적층되어 이루어지는 바탕막(20)상에 전기도금에 의해 동도금층(19)이 형성되어 이루어져 있다. 코일패턴(11)의 내측 선단부(111a)의 동도금층(19a)은 유리층(4)에 형성된 복수의 돌기(4a)에 의해 형성되는 요철에 따른 요철형(凹凸形)으로 된다. 그리고, 그 요부에는 절연보호막(23)이 충전된다.

동도금층(19a)상에는 금의 막(16)이 피착되어 있고, 동도금층(19a)은 그 상단면의 복수 개소에서 각 폭_W2의 범위에서 금의 막(16)에 접촉하고 있다. 코일패턴의 내측 선단부(111a)에서는, 유리층(4)의 돌기(4a)에 의해 형성되는 요철면상에 동도금층(19a)이 배설되므로, 이 영역에서의 동도금층(19a)의 상단면(19b)은 동도금층(19)의 다른 와권형 부분보다 높은 위치에 있다.

전술한 바와 같이, 헤드반체(9)는 다른 쪽의 헤드반체(39)와 맞붙여저서 자기헤드로 되고, 헤드반체(39)를 구성하는 각 부분에는, 헤드반체(9)의 이들에 대응하는 부분에 「30」 을 플러스한 부호로 나타내고 있다. 헤드반체(9),(39)의 맞붙임은 양자를 맞추어 가압하면서 200∼400℃ 로 가열하여, 압착함으로써 이루어진다.

이와 같이 하여, 코일패턴(11),(41)의 내측 선단부(11a),(41a)를 코일패턴의 다른 부분보다 높게 하는 것을 간단하게 할 수 있고, 헤드반체(9),(39)의 코일패턴 내측 선단부(11a),(41a)의 금의 막(16),(46)을 통한 전기적 접속이 확실하고, 신뢰성이 높다.

유리층의 돌기(4a),(34a)의 쪽_W1및 간격 d 은 각각 1 ㎛ 미만에서는 돌기가 너무 미세하게 되어 코일패턴 내측 선단부(11a),(41a)를 충분히 높게 하는 것이 곤란하고, 이들이 각각 10 ㎛ 를 넘으면 돌기의 수가 적어져서 금의 막(16),(46)과의 접촉영역(폭_W2의 정수배)이 부족하고, 어느 것도 전기적 접속이 불충분하게 된다. 또, 돌기의 경사면(4b)과 요부의 저면(10a)과의 이루는 각도 θ는 30도 이상, 90도 미만으로 하는 것이 상기의 효과를 가져오는데 적합하다.

다음에, 유리층에 단면 3각형의 돌기를 형성하는 방법에 대하여 설명한다.

유리층상에, 슬릿을 형성하도록 포토레지스트를 패터닝하여 두고, 이온밀링에 의해 요철을 형성하는 경우, 포토레지스트의 슬릿의 아래에 제5도에 나타낸 바와 같이, 유리층(4),(34)의 주면에 대하여 대략 수직의 벽면이 형성되는 것이 이상적이다. 그러나, 현실에서는 이와 같이는 되지 않으며, 제6a도에 나타낸 바와 같이, 경사진 벽면이 형성되어, 사다리꼴의 돌기가 형성된다. 그리고, 포토레지스트의 슬릿사이의 폭을 작게 해 가면, 돌기의 형상은 제6b도의 폭이 좁은 사다리꼴을 거쳐서 제6c도와 같이 단면 3각형으로 된다.

이렇게 하여, 제2도에 나타낸 바와 같이, 바탕막(20),(50)상에 동도금층(19),(49)을 형성하면, 동도금층(19),(49)은 돌기(4a),(34a)에 의해 형성되는 요철면에 따른 형상으로 된다. 이어서, 동도금층(19),(49)상의 요부에 절연보호막(23),(53)을 충전하고, 표면을 평탄하게 가공하여 제3도에 나타낸 상태로 한다. 다음에, 동도금층(19),(49)상에 금의 막(16),(46)을 피착, 패터닝하여 제4도에 나타낸 상태로 한다. 상기 표면평탄화의 가공에서, 절삭부분의 대소에 관계없이 표면에 반드시 동도금층이 존재한다. 왜냐하면, 도금공정에서, 동도금층은 요철형상에 따라서 돌기(4a)의 경사면상에도 형성되기 때문이다.

이상과 같이 하여, 코일패턴의 내측 선단부에서는, 동도금층이 마치 융기한것처럼 형성된다. 더욱이, 이 가공은 상기와 같은 간단한 조작에 의해 이루어진다.

다음에, 이 예에 의한 자기헤드의 제조공정에 대하여 설명한다.

먼저, 제9도에 나타낸 바와 같이, 평판형의 기판(1)을 준비한다. 기판(1)은 페라이트 등의 자성 재료로 이루어지는 것이라도 되지만, 예를 들면 멀티채널화했을 때의 크로스토크의 방지를 도모한다는 점이나, 자기헤드의 임피던스를 내린다는 점에서 티탄산 칼륨 등의 비자성 재료인 것이 바람직하다.

물론, 상기 티탄산 칼륨에 한하지 않고, 각종 비자성 재료가 사용가능하며, 예시한다면 티탄산 칼슘, 티탄산 바륨, 산화 지르코늄(지르코니아), 알루미나, 알루미나 티탄 카비이드, Sio₂, MnO-NiO 혼합소결재, Zn 페라이트, 결정화 유리, 고경도 유리 등을 들 수 있다.

다음에, 제10도에 나타낸 바와 같이, 기판(1)의 주면(1a)상에 대하여 제1의 홈가공을 행한다. 이 홈가공은 후공정에서 성막되는 금속자성막이 기판(1)의 자기갭형성면인 주면(1a)에 대하여 경사로 성막되도록 형성하는 것이다. 따라서, 각 제1의 홈(2)은 소정의 경사면(2a)을 가지고 깊이 방향으로 평행으로 형성된다.

전술한 홈가공을 행한 후, 제11도에 나타낸 바와 같이, 금속자성막(3)을 홈(2)내 (특히 상기 경사면(2a)상)를 포함하여 기판(1)의 주면(1a)상 전체면에 성막한다. 금속자성막(3)의 성막방법으로서는, 진공증착이나 스퍼터링 등, 각종 박막형성 프로세스가 채용가능하다.

또, 금속자성막(3)의 재질로서는, 고포화자속밀도를 가지고, 양호한 연자기(軟磁氣)특성을 가진 것이면 어떤 것이라도 되고, 예를 들면 Fe-Al-Si 계 합금(특히 센더스트), Fe-Al 계 합금, Fe-Si-Co 계 합금, Fe-Ga-Si 계 합금, Fe-Ga-Si-Ru 계 합금, Fe-Al-Ga 계 합금, Fe-Ga-Ge 계 합금, Fe-Si-Ge 계 합금, Fe-Co-Si-Al 계 합금, Fe-Ni 계 합금 등의 결정질 합금 등을 들 수 있다.

또는, Fe,Co, Ni 중 1 이상의 원소와 P, C, B, Si 중 1 이상의 원소로 이루어지는 합금, 또는 이것을 주성분으로 하여 Al, Ge, Be, Sn, In, Mo, W, Ti, Mn, Cr. Zr, Hf, Nb 등을 함유한 합금 등으로 대표되는 메탈-메탈로이드계 아모르포스합금이나, Co, Hf, Zr 등의 천이금속과 희토류원소를 주성분으로 하는 메탈-메탈계 아모르포스합금 등의 비정질 합금도 사용가능하다.

이어서, 제12도에 나타낸 바와 같이, 기판(1)에 형성된 제1의 홈(2)내에 유리(4)를 충전하고, 표면을 평탄화한 후, 제13도에 나타낸 바와 같이, 제1의 홈(2)과는 직교하는 방향으로 제2의 홈(5) 및 제3의 홈(6)을 절삭가공에 의해 형성한다.

제2의 홈(5)은 이를테면 통상의 벌크형의 자기헤드의 권선홈에 상당하는 것으로서, 먼저 성막한 금속자성막(3)의 프론트깊이 및 백깊이를 규정하고, 금속자성막(3)에 의해 구성되는 자로(磁路)를 페루프로 하기 위해 형성되는 것이다. 한편, 제3의 홈(6)은 최종적으로 자기헤드를 조립했을 때에 불필요하게 되는 금속자성막(3)을 제거하기 위해 형성되는 것이다.

다음에, 제14도에 나타낸 바와 같이, 제2의 홈(5) 및 제3의 홈(6)에 다시 유리(4)를 충전하고, 주면(1a)에 대하여 평탄화가공을 행한다.

다음에, 제15도에 나타낸 바와 같이, 제1의 홈(2)과 평행으로 제4의 홈(7) 및 제5의 홈(8)을 절삭가공에 의해 형성한다. 여기서, 제4의 홈(7)은 홈경사면(2a)상에 성막된 금속자성막(3)의 일단에지와 접하도록 형성되고, 금속자성막(3)의 맞댐폭, 즉 트랙폭을 규제한다. 또, 제5의 홈(8)은 제1의 홈(2)내의 금속 자성박막(3)중, 홈(2)의 저면에 존재하는 불요한 금속자성막(3)을 제거하기 위하여 형성된다.

다음에, 제16도에 나타낸 바와 같이, 다시 유리(4)를 제4의 홈(7) 및 제5의 홈(8)내에 충전하고, 표면을 평탄화한다.

이상의 공정에 의하여, 금속자성막(3)에 의한 자로부분이 형성된다. 제17도는 제16도의 개개의 자기헤드에 대응하는 부분(가상선으로 나타낸 XVII 의 부분)을 취하여 확대도시한(방향이 바뀌어 있는) 것이다. 다음에, 제17도에 나타낸 영역 XVIII 내에서의 코일의 형성방법에 대하여 설명한다.

제18도는 제17도와 마찬가지로, 개개의 자기헤드에 대응하여 기판(1)을 부분적으로 확대하여 나타낸 것이고, 제18a도는 제17도중의 가상선으로 나타낸 XVIII 의 4각형 영역을 더욱 확대하여 나타낸 평면도, 제18b도는 제18a도의 가상선 위치에서의 단면도이다(다음의 도면에서도 동일).

제18a도에 나타낸 바와 같이, 자기갭 형성면에는, 금속자성막(3)이 분단된 형으로 면하고 있으며, 중앙에 위치하는 부분이 백갭부(3b)이고, 홈(5)에 의해 이 백갭부로부터 분단된 부분이 프론트갭부(3a)이다. 어느 부분도, 제18b도에 나타낸 바와 같이, 기판(1)상에 경사로 성막되어 있다. 또, 백갭부(3b)의 주위에는, 각 홈에 충전한 유리(4)가 노정되어 있다.

그래서, 먼제 제19도에 나타낸 바와 같이, 대략 코일의 외형 형상에 대응하여, 레지스트층(61)을 포토리소그라피기술에 의해 형성한다. 이 때, 레지스트층(61)중의 코일패턴 내측 선단부에 대응하는 부분에 복수의 슬릿(61a)을 형성한다.

그 후, 제20도에 나타낸 바와 같이, 이온밀링의 수법에 의해 선택적으로 에칭을 행하여, 코일의 외형 형상에 대응하는 요부(10)를 형성한 후, 포토레지스트(60)를 세정제거한다.

여기서, 상기 이온밀링에 의한 에칭이 행해지는 것은 유리(4)이므로, 요부(10)는 정밀도 양호하게 형성된다. 또, 레지스트층의 슬릿(61a) 사이의 위치에, 전술한 바와 같이 단면 3각형의 돌기(4a)가 형성된다. 각종 기판을 2시간 이온밀링한 후의 요부의 깊이와 저면의 표면조도(粗度)를 하기 표에 나타낸다. 그리고, 레지스트층에는 슬릿의 대신에 소경의 관통공을 다수 형성해도 된다. 이 경우는, 단면 3각형의 돌기가 섬모양으로 다수 형성된다.

상기 표로부터, 코일부분의 요부(10)를 깊고 정밀도 양호하게 형성하는데는, 유리를 사용하는 것이 좋은 것을 알았다.

그리고, 요부(10)를 형성하는 수법으로서는, 상기 이온밀링 외에, 화학에칭법, 반응성 이온에칭, 파우더빔에칭 등을 들 수 있다. 이들 수법은 피에칭부의 원자를 물리적, 화학적으로 박리하는 것이며, 피에칭부가 다결정인 경우에는, 결정입자의 상위에 따라서 박리속도가 상이하고, 평탄하게 요부(10)를 형성하는 것은 곤란하지만, 유리 등의 비정질이며, 평탄한 요부(10)를 형성할 수 있다. 기계적인 가공에서는, 필요한 부분만에 공간(요부)을 형성하는 것은 곤란하다.

다음에, 제21도에 나타낸 바와 같이, 코일패턴을 구성하는 동도금층의 바탕으로 될 바탕막을 스퍼터링에 의해 전체면에 성막한다. 바탕막(20)은 아래로부터 알루미나막(0.2 ㎛ 두께), 크롬막(0.01 ㎛ 두께), 동막(0.2 ㎛ 두께)의 순으로 적층된 것이지만, 이들 층의 구성은 도시생략되어 있다.

다음에, 포토레지스트를 도포하고, 형성하려고 하는 코일패턴에 따라서 이것을 제22도에 나타낸 바와 같이 패터닝한다. 도면중, (62)는 패터닝된 포토레지스트이다.

다음에, 포토레지스트(62)를 마스크로 하여 동도금을 행하여, 두께 약 3.5 ㎛ 의 동도금층(19)을 형성하고, 제23도에 나타낸 바와 같이 포토레지스트(62)를 세정제거한다.

다음에, 제24도에 나타낸 바와 같이, 동도금층(19)이 존재하지 않는 부분의 바탕막(20)을 이온밀링에 의해 제거하여, 코일패턴(11)을 형성한다. 이 때, 동도금층(19)이 마스크로 된다.

다음에, 제25도에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트(63)를 도포하고, 에칭하지 않은 영역을 남기도록 이것을 패터닝한다.

다음에, 염화제2철 용액에 침지하고, 제26도에 나타낸 바와 같이 불요한 동을 화학에칭에 의해 제거하여, 동도금층(19)으로 이루어지는 코일패턴(11)을 남긴다. 동도금의 불요부분의 제거는 화학적 에칭 외에, 이온밀링, 반응성 이온에칭, 파우더빔에칭 등에 의할 수도 있다.

다음에, 절연보호재를 도포하고, 제27도에 나타낸 바와 같이, 이것을 요부(10)내에 남기도록 패터닝하여 절연보호막(23)에 의해 코일패턴(11)을 보호한다. 절연보호재로서는, 이 예에 있어서는, 포토레지스트를 사용하고, 200 ∼ 400℃ 로 가열하여 경화시켜서, 이것을 절연보호막(23)으로 하고 있다.

다음에, 표면평탄화의 연마 마무리를 행하고, 제28도에 나타낸 바와 같이, 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)상의 동도금층을 노출시킨다.

다음에, 제29도에 나타낸 바와 같이, 자기갭형성용의 비자성막(74)을 갭길이의 절반의 두께로 되도록 스퍼터링에 의해 성막한다. 비자성막(74)은 티탄, 금의 순으로 합계 0.1 ㎛ 의 두께로 성막한다.

다음에, 비자성막(74)상에 포토레지스트를 도포하고, 제30도에 나타낸 바와 같이, 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)상, 자성막(3)의 백갭부(3a)상 및 요부(10)의 외측 영역(프론트갭 형성용의 영역)에 포토레지스트(64)를 남기도록 패터닝한다.

다음에, 포토레지스트(64)를 마스크로 하여 이온밀링을 행하여, 금의 막(비자성막)의 불요부분을 제거한다. 이렇게 하여, 제31도에 나타낸 바와 같이, 요부(10)의 외측의 영역(프론트갭 형성영역을 포함함)에 금의 막(14)이, 백갭 형성부분에 금의 막(15)이, 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)에 금의 막(16), 단자부(12)상의 일부에 금의 막(17), 단자부(13)상의 일부에 금의 막(18)이 각각 잔존한다.

다음에, 제32도에 나타낸 바와 같이, 이상과 같이 하여 제작된 헤드반체(9)및 동일한 프로세스를 거쳐 제작된 헤드반체(39)를 각각 A-A 선, B-B 선 및 C-C 선, D-D 선으로 나타낸 위치에서 절단한다. 이 절단에 있어서는, 앞에 제7도에서 설명한 바와 같이, 헤드반체(39)의 접속부(42),(43)가 헤드반체(9)의 단자부(12),(13)보다 짧아지도록 절단한다.

다음에, 제32도에서 소정 치수로 절단된 헤드반체(9),(39)를 제33도에 나타낸 바와 같이 맞붙여서 제34도에 나태낸 자기헤드 소재로 한다. 제34a도은 자기헤드 소재의 사시도, 제34b도는 이 코일패턴 내측 선단부를 지나는 단면도이다. 상기 맞붙임은 앞에 설명한 바와 같이, 250 ∼ 300℃ 에서의 가열압착에 의한다.

다음에, 자기헤드 소재의 불요한 양측 에지부를 절단, 제거하여, 제35도에 나타낸 자기헤드로 한다.

그리고, 제18 도∼제34도에 따른 설명에서는, 1개의 헤드반체에 대하여 설명하였으나, 실제로는 제16도에 나타낸 바와 같은 다수의 헤드반체의 집합체로서의 판형 소재에 대하여 전술한 가공을 행하고, 최후에 개개의 헤드반체 소재를 절단에 의해 채취한다.

이상 설명한 바와 같이, 이 예에 의한 자기헤드는 전술한 바와 같이 유리층의 돌기에 의해 형성되는 요철면상에 코일패턴의 내측 선단부가 형성되므로, 이 선단부가 코일패턴의 다른 부분보다 높아진다. 그 결과, 1쌍의 코일패턴의 내측 선단부끼리의 접속이 용이 또한 확실하여, 높은 생산성과 함께 높은 신뢰성이 보증된다.

또, 이 자기헤드에 있어서는, 코일패턴의 형상에 따른 형상의 요부가 백갭의 주위에 형성되고, 이 요부내에 코일패턴이 형성되어 있으므로, 자기기록매체 슬라이드면에 불요한 개구부(구멍)가 형성되지 않고, 유리를 충전할 필요가 없다. 따라서, 유리의 충전에 의한 박막코일패턴의 단선이나 단락 등이 해소된다.

또, 이 자기헤드의 제조프로세스에 있어서는, 미리 이온밀링에 의하여 형성한 요부내에 코일패턴을 형성한 후, 맞댐면(즉 자기갭 형성면)을 평탄화하고 있으므로, 갭정밀도가 충분히 확보된다.

절연보호막의 재료로서는, 포토레지스트 외에, 유리, 알류미나나 실리카 등의 산화물 또는 질화규소 등의 질화물과 같은 안정된 절연재료를 사용할 수 있다. 이들의 경우, 스퍼터링에 의하여 두께 6∼8 ㎛ 로 성막하고, 이어서 표면을 평탄화한다.

비교예로서, 다음과 같은 변경을 가하였다. 상기 실시예에 있어서의 제19도, 제20도에서 설명한 요부를 형성하는 공정에서, 레지스트층에 슬릿을 형성하지 않고, 이온밀링에 의하여 깊이 약 4.5 ㎛ 의 요부를 형성하였다. 그리고, 상기 실시예에 있어서의 제23도에서 설명한 동도금층 형성의 공정에서, 동도금층을 약 5 ㎛ 의 두께로 형성하였다. 또, 상기 실시예에 있어서의 제31도에서 설명한 금의 막의 패터닝의 공정에서, 불요부분(절연보호막 및 내측 선단부를 포함하는 코일패턴의 상부의 0.5∼1 ㎛ 두께의 부분을 제거하였다.

이 예에서는, 코일패턴상의 절연보호막이 제거되어 존재하지 않게 되어 버린다. 그러므로, 코일패턴상을 다시 절연보호막으로 덮고 또한 상대 코일패턴과의 도통부분의 내측 선단부를 융기시키기 위하여, 다시 수 공정을 필요로 하게 된다.

상기 실시예는 1쌍의 기체의 쌍방에, 박막에 의한 코일패턴을 형성하고 있지만, 한쪽의 기체에만 코일패턴을 배설하고, 다른 쪽의 기체에 배선을 배설할 수 있다. 즉, 코일패턴의 내측 선단부와 이 기체에 배설된 단자부(기체상에서는 코일패턴과 접속하고 있지 않은 쪽의 단자부)와를 다른 쪽의 기체에 배설된 배선에 의하여 전기적으로 접속한다.

제36도는 이와 같이 한 헤드반체를 나타낸 제7도와 동일한 평면도, 제37도, 제38도, 제39도는 양 헤드반체를 맞붙인 후의 제36도의 E-E 선에 따른 단면도이다.

제37도의 예에서는, 한쪽의 헤드반체에는 상기 실시예에 사용한 헤드반체(9)를 사용하고, 다른 쪽의 헤드반체에는 부호(101)로 나타낸 헤드반체를 사용하고 있다.

헤드반체(101)에는 유리층(102)의 요부(103)내에 전기도금에 의하여, L 자형의 동배선(104)을 배설하고, 금의 막(105),(106)에 의하여 헤드반체(9)의 금의 막(16),(18)에 접속시켜서, 동배선(104)을 통하여 코일패턴(11)의 내측 선단부(11a)를 단자부(13)에 접속시키고 있다. 동배선(104)은 절연보호막(108)으로 덮여 있다. 도면중, (107)은 금의 막(14)과 함께 자기갭을 형성하는 금의 막이다.

제38도의 예에서는, 한쪽의 헤드반체에는 상기 실시예에서 사용한 헤드반체(9)를 사용하고, 다른 쪽의 헤드반체에는 제37도의 예에 있어서의 헤드반체(101)의 대신에 부호(111)로 나타낸 헤드반체를 사용하고 있다.

헤드반체(111)에는 유리층(112)에 요부를 형성하고 있지 않으며, 유리층(112)상의 동배선(114)은 금의 막을 형성하지 않고, 헤드반체(9)의 금의 막(16),(18)에 직접 접속한다. 도면중, (114a)는 금의 막(14)과 함께 자기갭을 형성하기 위한 동도금층 부분이다. 기타는 제37도의 예에 있어서와 동일하다.

제39도의 예에서는, 제37도의 헤드반체(9),(101)의 대신에 각각 부호(131),(121)로 나타낸 헤드반체를 사용하고 있다.

헤드반체(131)의 유리층(132)에는 요부 및 돌기를 형성하고 있지 않으며, 코일패턴(141)의 표면을 평탄하게 하고, 코일패턴(141)은 절연보호막(153)으로 덮여 있지는 않다.

헤드반체(121)의 유리층(122)에는 요부(123)가 형성되어 있고, 헤드반체(131)의 코일패턴(141)의 내측 선단부(141a) 및 단자부(148)의 접속부에 대응하는 위치의 유리층(122)에 가각 돌기(122a),(122b)가 형성되어 있다. 따라서, 유리층(122)상의 동배선(124)의 이 위치는 다른 동배선부분보다 돌출되어 있고, 여기에 형성된 금의 막(125),(126)이 각각 코일패턴 내측 선단부(141a), 단자부(148)에 접속된다.

제36도∼제39도의 예에서는, 박막코일의 턴수가 적어도 되는 경우에, 한쪽의 헤드반체의 구조가 간단하게 된다고 하는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상에 의거하여 여러가지의 변형을 상기 실시예에 가할 수 있다.

예를 들면, 자기헤드를 구성하는 각 부분의 재료, 형상은 상기 이외의 적절한 재료, 형상으로 할 수 있다. 또, 본 발명은 VTR 용 자기헤드 이외에도, 오디오용 기타의 자기헤드에 적용가능하다.

본 발명은 박막코일중 1쌍의 기체 사이에 존재하는 전기적 접속부에 대응하는 기체위치에, 박막코일형성면과 교차하는 방향의 철형 경사면이 복수 형성되어 있으므로, 이들 경사면에 의하여 형성되는 요철면상에 박막코일의 또는 박막코일에 대한 전기적 접속부가 형성된다.

따라서, 전기적 접속부의 면은 다른 도전성 부분의 면보다 높아지고, 또한 가공후의 표면에 반드시 도전층이 존재하므로, 전기적 접속이 확실하게 되고, 또 접속부 이외에서 단락을 일으키지 않고, 신뢰성이 높다.

또한, 전기적 접속부의 면을 높게 하기 위한 공정을 별도로 설정할 필요가 없고, 제조가 간단하다.

Claims

서로 대향하는 1쌍의 기체(基體) 를 가지고, 이들 기체의 최소한 한쪽에 박막코일이 형성되고, 이 박막코일중 상기 1쌍의 기체사이에 존재하는 전기적 접속부에 대응하는 기체위치에, 상기 기체의 박막코일형성면과 교차하는 방향의 복수의 철형 경사면이 형성되어 있는 자기헤드.
제1항에 있어서, 박막코일형성면과 교차하는 방향의 복수의 철형 경사면에 의하여, 1∼10 ㎛ 폭의 복수의 돌기가 1∼10 ㎛ 간격으로 형성되어 있는 자기헤드.
제1항에 있어서, 각 박막코일의 접속부 이외의 영역이 절연막으로 피복되어 있는 자기헤드.
제1항에 있어서, 각 박막코일의 접속부 이외의 영역이 기체에 형성된 요부내에 형성되어 있는 자기헤드.
제1항에 있어서, 1쌍의 기체의 쌍방에 박막코일이 형성되고, 이들 박막코일끼리가 전기적으로 접속되어 1개의 코일이 구성되는 자기헤드.
제1항에 기재된 자기헤드를 제조함에 있어서, 박막코일중 1쌍의 기체사이에 존재하는 전기적 접속부에 대응하는 기체위치에, 복수의 개구를 가진 마스크를 사용하여 박막코일 형성면과 교차하는 방향의 복수의 철현 경사면을 형성하는 자기헤드의 제조방법.