KR100282214B1 - Magnet head and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층(7)에서 Cr2O3층(8)을 협지한 구조의 갭 재료를 금속 자성막(1)사이에 이용함으로써, 정도(精度)가 향상된 자기 갭(6)을 가지는 MIG형 자기 헤드가 제공된다. 비자성 산화물층에 보로실리케이트 유리(borosilicate glass)등의 규산염 유리를 이용하면, 갭 재료의 편마모가 억제된다. 또한, 코어 반체(2)를 접합하는 저융점 유리(4)(유리 전이점(Tg))의 가열을 적어도 Tg-85℃ ≤ T ≤ Tg - 35℃의 온도범위에서 산소를 포함하는 분위기에서 행하면, 저융점 유리의 유동성이 개선된다.The present invention improves precision by using a gap material having a structure in which a Cr 2 O 3 layer 8 is sandwiched between a nonmagnetic oxide layer 7 containing SiO 2 as a main component between the magnetic metal films 1. A MIG type magnetic head having a magnetic gap 6 is provided. When silicate glass such as borosilicate glass is used for the nonmagnetic oxide layer, uneven wear of the gap material is suppressed. In addition, when heating of the low melting glass 4 (glass transition point Tg) which joins the core half body 2 is performed in the atmosphere containing oxygen in the temperature range of Tg-85 degreeC <= T <= Tg-35 degreeC at least, The flowability of the low melting glass is improved.
Description
본 발명은 자기 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 디지털 VTR이나 데이타 스트리머(streamer)등의 시스템에 이용되는 고보자력(保磁力)의 자기 기록매체에 고밀도로 정보를 기록 및 재생하는 데에 적합한 MIG(metal in gap)형 자기 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic head and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention provides a metal in gap (MIG) suitable for high-density recording and reproducing information on a high-magnetism magnetic recording medium used in a system such as a digital VTR or data streamer. It relates to a type magnetic head and a manufacturing method thereof.
VTR이나 데이타 스트리머등의 자기 기록 시스템에는 고밀도화가 요구된다. 그래서, 고밀도 자기 기록 재생에 적합한 자기 헤드로써, 페라이트(ferrite) 재료보다도 포화 자속밀도(Bs)가 높은 Co계 무정형막이나 Fe계 질화막등의 금속자성재료를 이용한 자기 헤드, 특히 MIG형 헤드의 개발이 활발하게 행해지고 있다.High density is required for magnetic recording systems such as VTRs and data streamers. Therefore, as a magnetic head suitable for high-density magnetic recording reproduction, magnetic heads using metal magnetic materials such as Co-based amorphous films or Fe-based nitride films having a higher saturation magnetic flux density (Bs) than ferrite materials, in particular, MIG-type heads are developed. This is being actively done.
MIG형 헤드는 통상, 도12에 도시하는 바와같이, 자기 코어인 페라이트로 이루어지는 코어 반체(22)에 포화 자속밀도가 높은 금속 자성층(21)을 형성하고, 금속자성층(21)간에 자기 갭(26)을 설치한 구조를 가지고 있다. 종래, 자기 갭(26)에 존재하는 갭 재료는 MIG형 헤드의 접동면(25)의 확대도인 도13에 도시하는 바와같이 금속Cr층(28)을 SiO2층(27)으로 협지한 구조를 가지고 있었다. 코어 반체(22)는 저융점유리인 납유리(24)에 의해 접합되어 있다.In the MIG type head, as shown in Fig. 12, a metal magnetic layer 21 having a high saturation magnetic flux density is formed on a core half body 22 made of ferrite, which is a magnetic core, and a magnetic gap 26 between the metal magnetic layers 21 is formed. ) Has a structure installed. Conventionally, the gap material existing in the magnetic gap 26 has a structure in which the metal Cr layer 28 is sandwiched by the SiO 2 layer 27 as shown in Fig. 13, which is an enlarged view of the sliding surface 25 of the MIG head. Had The core half body 22 is joined by lead glass 24 which is low melting point glass.
종래의 MIG형 헤드의 제조방법을 도14(a)∼(f)에 의거하여 설명한다. 우선, 페라이트 코어(31)에 권선홈(32)과 백 유리홈(33)을 형성한다(도14(a), (b)). 다음에 코어(31)에 트랙홈(34)을 형성하고, 갭 대향면(35)을 연마한다(도14(c)). 또한 코어(31)의 갭 대향면(35)을 포함하는 영역에, 금속자성층(21)과 SiO2층(27)과 Cr층(28)을 이 순서로 예를 들면 스퍼터링법에 의해 형성한다(도14(d)). 이와 같이 하여 갭 재료를 형성한 한 쌍의 코어 반체를 갭면이 대향하도록 맞대고, 납유리(24)를 홈부에 재치한다(도14(e)). 또한, 열처리에 의해 납유리(24)를 Cr층(28)상에 모울드(mold)하여 코어를 갭에 접합하고, 한개의 갭 바(gapped bar)를 제작한다(도14(f)). 코어 반체의 접합을 위한 열처리는 금속자성층(21)의 산화를 막기위해 질소가스(N2)중에서 행해진다. 이 공정 후, 캡 바를 소정의 헤드 칩 코어 폭, 어지무스 각도로 절단하고, 접동면을 연마하여 헤드 칩이 완성된다.A conventional manufacturing method of the MIG head is described based on Figs. 14 (a) to (f). First, the winding groove 32 and the white glass groove 33 are formed in the ferrite core 31 (Figs. 14 (a) and (b)). Next, the track groove 34 is formed in the core 31, and the gap facing surface 35 is polished (Fig. 14 (c)). Further, in the region including the gap facing surface 35 of the core 31, the magnetic metal layer 21, the SiO 2 layer 27, and the Cr layer 28 are formed in this order by, for example, a sputtering method ( Fig. 14 (d)). In this way, a pair of core half body which formed the gap material is abutted so that a gap surface may oppose, and the lead glass 24 is mounted in a groove part (FIG. 14 (e)). Further, the lead glass 24 is moulded on the Cr layer 28 by heat treatment to bond the cores to the gaps to produce one gap bar (Fig. 14 (f)). Heat treatment for joining the core half is performed in nitrogen gas (N 2 ) to prevent oxidation of the magnetic metal layer 21. After this step, the cap bar is cut at a predetermined head chip core width and azimuth angle, and the sliding surface is polished to complete the head chip.
그런데, 종래 구조의 MIG형 헤드는 자기 갭 길이의 정밀도가 충분하지 않고, 특성이 안정되지 않는 문제가 있었다. 본 발명자가 원인을 분석한 결과, 종래의 갭 재료는 도15에 도시하는 바와 같이, 금속Cr이 열처리중의 잔류 산소나 저융점 납유리(24)중의 산소에 의해 부분적이고 불균일하게 산화하고, 불완전한 Cr 산화물(29)로 되어 체적 팽창하는 것이 발견되었다. 이 불완전 산화물(29)은 막두께가 불균일하기 때문에, 안정된 길이의 자기 갭(26)을 얻을 수 없다.By the way, the MIG head of the conventional structure has a problem that the precision of a magnetic gap length is not enough, and a characteristic is not stabilized. As a result of analyzing the cause of the present invention, as shown in Fig. 15, the conventional gap material is partially and non-uniformly oxidized by residual oxygen during the heat treatment or oxygen in the low melting lead glass 24 as shown in FIG. It has been found that the oxide 29 expands in volume. Since the incomplete oxide 29 has a nonuniform film thickness, a magnetic gap 26 of stable length cannot be obtained.
금속Cr은 납유리(24)의 습윤성을 향상시키기 위해 갭 재료로써 사용되고 있다. Cr을 이용하지 않고 SiO2층만을 사용하면, 도16에 도시하는 바와같이 납유리(24)의 유동성이 나빠져, 헤드 칩의 강도를 충분하게 얻을 수 없게 된다.Metal Cr is used as a gap material to improve the wettability of the lead glass 24. If only SiO 2 layer is used without using Cr, as shown in Fig. 16, the flowability of the lead glass 24 worsens, and the strength of the head chip cannot be obtained sufficiently.
본 발명은 헤드 칩의 강도가 확보되면서도, 정밀도가 향상된 자기 갭을 가지는 MIG형 자기 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이와같은 MIG형 자기 헤드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a MIG type magnetic head having a magnetic gap with improved accuracy while securing the strength of the head chip. Moreover, an object of this invention is to provide the manufacturing method of such a MIG type magnetic head.
도1은 본 발명의 MIG형 자기 헤드의 사시도,1 is a perspective view of a MIG type magnetic head of the present invention;
도2는 본 발명의 MIG형 자기 헤드의 접동면의 자기 갭 근방을 도시하는 도면,Fig. 2 is a diagram showing the magnetic gap vicinity of the sliding surface of the MIG type magnetic head of the present invention;
도3 (a)∼(f)는 본 발명의 MIG형 자기 헤드의 제조방법을 도시하는 도면,3 (a) to 3 (f) show a method of manufacturing the MIG magnetic head of the present invention;
도4는 Cr 및 Cr2O3의 열처리후의 층두께 변화를 도시하는 도면,4 is a diagram showing the change in layer thickness after heat treatment of Cr and Cr 2 O 3 ;
도5는 Cr2O3/SiO2의 구성을 가지는 갭 재료의 마모상태를 도시하는 도면,5 is a diagram showing a wear state of a gap material having a configuration of Cr 2 O 3 / SiO 2 ;
도6은 Cr2O3/보로실리케이트 유리의 구성을 가지는 갭 재료의 마모상태를 도시하는 도면,Fig. 6 is a diagram showing the wear state of a gap material having a configuration of Cr 2 O 3 / borosilicate glass;
도7은 열처리 조건을 도시하는 도면,7 shows heat treatment conditions;
도8은 도7에 도시한 열처리 조건에 의한 Cr 및 Cr2O3상의 납유리의 접촉각(wetting angle)을 도시하는 도면,FIG. 8 shows the wetting angle of lead glass on Cr and Cr 2 O 3 under the heat treatment conditions shown in FIG.
도9는 종래의 Cr/SiO2의 갭 재료를 가지는 자기 헤드의 갭 길이의 분포를 도시하는 도면,9 is a diagram showing a distribution of a gap length of a magnetic head having a gap material of conventional Cr / SiO 2 ;
도10은 Cr2O3/보로실리케이트 유리의 갭 재료를 가지는 자기 헤드의 갭 길이의 분포를 도시하는 도면,10 is a diagram showing a distribution of a gap length of a magnetic head having a gap material of Cr 2 O 3 / borosilicate glass;
도11은 본 발명의 다른 MIG형 자기 헤드의 접동면의 자기 갭 근방을 도시하는 도면,11 is a diagram showing the vicinity of a magnetic gap of the sliding surface of another MIG type magnetic head of the present invention;
도12는 종래의 MIG형 자기 헤드의 사시도,12 is a perspective view of a conventional MIG type magnetic head;
도13은 종래의 MIG형 자기 헤드의 접동면의 자기 갭 근방을 도시하는 도면,Fig. 13 is a diagram showing the vicinity of the magnetic gap of the sliding surface of the conventional MIG type magnetic head;
도14 (a)∼(f)는 종래의 MIG형 자기 헤드의 제조방법을 도시하는 도면,14 (a) to 14 (f) show a manufacturing method of a conventional MIG magnetic head;
도15는 불완전하고 불균일하게 산화된 Cr층을 가지는 종래의 MIG형 자기 헤드의 접동면의 자기 갭 근방을 도시하는 도면,Fig. 15 is a diagram showing the magnetic gap vicinity of the sliding surface of a conventional MIG type magnetic head having an incompletely and non-uniformly oxidized Cr layer.
도16은 유리에 의한 접합이 충분하지 않은 상태의 MIG형 자기 헤드를 도시하는 사시도이다.Fig. 16 is a perspective view showing a MIG type magnetic head in a state in which bonding by glass is not sufficient.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 다만, 이하 실시형태는 본 발명을 한정적으로 설명하는 것이 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described with reference to drawings. However, the following embodiments do not limit the invention.
도1에 도시된 본 발명의 MIG형 헤드의 한 형태에서는 종래의 MIG형 헤드와 마찬가지로 자기 코어인 페라이트로 이루어지는 코어 반체(2)가 저융점 유리인 납유리(4)에 의해 접합된다. 코어 반체(2)에는 자기 갭(6)을 구성하기 위한 갭 대향면과, 코어 반체끼리 접합하는 납유리(4)를 위한 홈부가 미리 형성되어 있다. 또한, 코어 반체(2)에는 포화 자속밀도가 높은 FeTaN층과 같은 금속자성층(1), 보로실리케이트 유리층(7), Cr2O3층(8)이 이 순서로 형성되어 있다. 이 적층막은 적어도 갭 대향면과 그 근방에 형성된 홈부를 피복하도록 성막되어 있다.In one embodiment of the MIG head of the present invention shown in Fig. 1, the core half body 2 made of ferrite, which is a magnetic core, is joined by lead glass 4, which is low melting point glass, as in the conventional MIG head. The core half body 2 is formed with a gap facing surface for constituting the magnetic gap 6 and a groove portion for the lead glass 4 to which the core half bodies are bonded together. In the core half body 2, a magnetic metal layer 1, a borosilicate glass layer 7, and a Cr 2 O 3 layer 8, such as a FeTaN layer having a high saturation magnetic flux density, are formed in this order. The laminated film is formed to cover at least the gap facing surface and the groove portion formed in the vicinity thereof.
도1의 MIG형 헤드의 접동면의 확대도인 도2에 도시하는 바와같이, 이 MIG형 헤드에서는 Cr층에 대신하여 Cr2O3층(8)이 이용된다. 자기 갭(6)을 구성하는 갭 재료는 코어 반체(2)에 형성된 보로실리케이트 유리층(7)과 Cr2O3층(8)이 당접하고, 그 결과, 보로실리케이트 유리층(7)이 Cr2O3층(8)을 협지하는 구조를 가진다.As shown in FIG. 2, which is an enlarged view of the sliding surface of the MIG head of FIG. 1, in this MIG head, a Cr 2 O 3 layer 8 is used in place of the Cr layer. Borosilicate glass layer 7 and the Cr 2 O 3 layer 8, a gap material for forming the magnetic gap 6 is formed in the core half bodies (2) are in contact with each, and as a result, a borosilicate glass layer 7, the Cr 2 O 3 layer has a structure in which the nip (8).
도3에 도시하는 바와같이, 이 MIG형 헤드는 SiO2층(27)에 대신하여 보로실리케이트 유리층(7)이 Cr층(28)에 대신하여 Cr2O3층(8)이 이용되는 점을 제외하고는 도14에 도시한 종래의 제조방법과 기본적으로 같은 순서로 제조할 수 있다. 다만, 코어 반체를 접합하는 유리(4)의 유동성을 개선하기 위해, 후술하는 열처리 조건을 채용하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 3, this MIG head has a borosilicate glass layer 7 instead of a SiO 2 layer 27, and a Cr 2 O 3 layer 8 is used in place of the Cr layer 28. Except for the above, it can be manufactured in basically the same order as the conventional manufacturing method shown in FIG. However, in order to improve the fluidity | liquidity of the glass 4 which bonds a core half body, it is preferable to employ | adopt the heat processing conditions mentioned later.
Cr층과 Cr2O3층과의 열처리에 의한 층 두께 변화를 확인하기 위해, 양층의 열처리를 MIG형 헤드의 제조에 이용되는 전기로내에 실시했다. 그 결과, 도4에 도시하는 바와같이, 예를들면 520℃ 10분간의 열처리로는 Cr층이 약 70%의 두께의 증가를 나타낸데 대해 Cr2O3층은 거의 막두께를 나타내지 않는 것이 확인되었다. Cr은 Cr산화물이 되어 팽창하지만, Cr2O3는 처음부터 산화하므로 그 체적은 거의 일정하다. 이 결과에서도 MIG형 헤드의 자기 갭에 Cr2O3층을 이용함으로써, 열처리에 의한 막두께 변화가 없고, 안정된 갭 길이를 실현할 수 있는 것을 알았다.In order to determine the layer thickness change by the heat treatment of the Cr layer and the Cr 2 O 3 layer, and subjected to a heat treatment in an electric furnace of yangcheung for use in the production of the MIG type head. As a result, as shown in Fig. 4, for example, the Cr layer showed an increase in thickness of about 70% by heat treatment at 520 캜 for 10 minutes, but the Cr 2 O 3 layer hardly exhibited a film thickness. It became. Cr becomes Cr oxide and expands, but since Cr 2 O 3 oxidizes from the beginning, its volume is almost constant. Also in these results, it was found that by using the Cr 2 O 3 layer for the magnetic gap of the MIG head, there is no change in film thickness due to heat treatment and a stable gap length can be realized.
이와 같이, 본 발명의 MIG형 헤드는 Cr층에 대신하여 Cr2O3층이 이용되는데, 그 이외 구성재료에 대해서는 상기 형태에서 이용한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 코어 반체는 페라이트에 한정되지 않고, 다른 강자성 산화물을 이용해도 된다. 또한, 한 쌍의 코어 반체에서, 적어도 한쪽 코어 반체가 강자성 산화물에 의해 자기 코어를 형성하면 된다. 또한, 코어 반체를 접합하는 납유리도 이에 한정되지 않지만, 바람직하게는 연화점이 500℃ 이하의 저융점 유리로 된다. 금속 자성층으로써는 FeTaN을 예시했는데, Co계 무정형, 센더스트(Fe-Si-Al), FeGaSiRu와 같은 금속자성층을 이용해도 된다. 또한, 보로실리케이트 유리층도 이에 한정되지 않고 SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층이면 된다. 비자성 산화물층으로써는 예를들면 SiO2유리층, 알루미노 규산 유리층, 소다라임 규산 유리층 등의 SiO2를 골격성분으로 하는 유리를 이용하는 것이 바람직하다.As described above, the MIG head of the present invention uses a Cr 2 O 3 layer instead of the Cr layer, but other materials are not limited to those used in the above embodiment. For example, the core half is not limited to ferrite, and other ferromagnetic oxides may be used. In a pair of core halves, at least one core half may form a magnetic core with ferromagnetic oxide. Moreover, although the lead glass which bonds a core half body is not limited to this, Preferably it becomes low melting glass of 500 degrees C or less softening point. FeTaN is exemplified as the metal magnetic layer, but a metal magnetic layer such as Co-based amorphous, sendust (Fe-Si-Al), or FeGaSiRu may be used. In addition, the borosilicate glass layer is also not limited to be any non-oxide layer comprising mainly SiO 2. A non-magnetic oxide layer, as it is preferable that the SiO 2, such as for example SiO 2 glass layer, alumino-silicate glass layer, soda lime silicate glass layer using glass as a skeleton component.
갭 재료의 마모를 고려하면, 비자성 산화물층에는 규산 유리를 이용하는 것이 바람직하다. Cr에 비해 경도가 높은 Cr2O3를 이용함으로써, 갭 재료 전체의 경도가 과대해 지는 것을 방지하기 때문이다. 갭 재료 전체의 경도가 너무 커지면, 예를들면 금속 증착(ME) 테이프등의 메탈 테이프를 장시간 주행시켰을 때에 편마모가 발생한다. 도5에 예시하는 바와같이, 갭 재료를 Cr2O3층(8)과 SiO2층(9)으로 구성하면, 갭 재료가 자성층에서 돌출하는 편마모가 발생하여 헤드 출력이 저하되기 쉬워진다. 그러나,SiO2층(9)에 대신하여 예를 들면 경도가 비교적 작은 보로실리케이트 유리층(7)을 이용하면, 도6에 도시하는 바와 같이, 편마모가 해소되며, 메탈 테이프(10)의 안정된 주행상태와 안정된 헤드 출력을 얻을 수 있다.In consideration of wear of the gap material, it is preferable to use silicate glass for the nonmagnetic oxide layer. This is because the hardness of the entire gap material is prevented from being excessive by using Cr 2 O 3, which is higher in hardness than Cr. If the hardness of the entire gap material becomes too large, uneven wear occurs when a metal tape such as a metal vapor deposition (ME) tape is run for a long time. As illustrated in FIG. 5, when the gap material is composed of the Cr 2 O 3 layer 8 and the SiO 2 layer 9, uneven wear occurs in the gap material protruding from the magnetic layer, and the head output tends to decrease. However, if, for example, a borosilicate glass layer 7 having a relatively low hardness is used in place of the SiO 2 layer 9, uneven wear is eliminated as shown in Fig. 6, and stable running of the metal tape 10 is achieved. Status and stable head output can be obtained.
다음에, 본 발명의 MIG형 헤드를 제조공정의 바람직한 열처리 조건에 대해 설명한다. Cr2O3상에서의 납유리 등의 저융점 유리의 유동성은 예를 들면 보로실리케이트 유리상과 비교하면 양호하지만, 종래 이용되었던 Cr상에 비하면 저하한다. 저융점 유리의 유동성 저하는 MIG형 헤드의 갭강도를 충분하게 유지한다는 관점에서는 바람직하지 않다. 여기서 열처리 과정에서 산소를 포함하는 분위기(예를 들면 대기)를 도입함으로써, 유리의 습윤성을 개선하여 유동하는 것이 바람직하다. Cr2O3층상에서의 유리의 습윤성을 개선하는 목적은 열처리시의 승온과정인 온도까지 산소를 포함하는 분위기를 도입하면 달성된다. 여기서, 도7에 도시하는 바와 같이, 열처리(최고온도 510℃에서 10분간 유지)의 승온과정에서, 어느 온도(Tc)까지는 대기중에서 그 후는 질소(N) 플로우(flow)중에서 열처리를 실시함으로써, Cr층 또는 Cr2O3층상의 납유리(유리 전이점 Tg = 385℃)의 접촉각과, 대기를 질소로 치환하는 대기 치환온도(Tc)와의 관계를 조사했다.Next, preferable heat treatment conditions of the manufacturing process of the MIG head of this invention are demonstrated. The fluidity of low melting glass, such as lead glass, on Cr 2 O 3 is better than, for example, a borosilicate glass phase, but decreases compared to a Cr phase that has been used in the past. The decrease in the fluidity of the low melting point glass is not preferable from the viewpoint of sufficiently maintaining the gap strength of the MIG head. Here, by introducing an atmosphere containing oxygen (for example, air) in the heat treatment process, it is preferable to improve the wettability of the glass to flow. The purpose of improving the wettability of the glass on the Cr 2 O 3 layer is achieved by introducing an atmosphere containing oxygen up to a temperature which is a temperature rising process during heat treatment. Here, as shown in Fig. 7, in the temperature raising process of the heat treatment (holding for 10 minutes at the maximum temperature of 510 DEG C), the heat treatment is performed in the atmosphere up to a certain temperature Tc afterwards in a nitrogen (N) flow. The relationship between the contact angle of lead glass (glass transition point Tg = 385 ° C.) on the Cr layer or the Cr 2 O 3 layer and the atmospheric substitution temperature (Tc) for replacing the atmosphere with nitrogen was investigated.
그 결과, 도8에 도시하는 바와 같이, Tc가 200∼300℃정도에서는 Cr2O3층상의 접촉각은 Cr층상의 접촉각에 뒤떨어지지만, Tc를 350℃ 이상으로 하면, Cr2O3층상에 있어서도 Cr층상과 거의 동등의 습윤성을 실현할 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 실제의 열처리를 고려하면, 열처리는 그 승온과정에서, 적어도 300∼350℃에서는 대기 등의 산소함유 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 이 온도는 이용하는 저융점 유리의 유리 전이점(Tg)에 따라 상이하다. Tg에 의해 표기하면, 바람직한 온도는 일반적으로는 (유리 전이점 Tg-85℃) ∼ (유리 전이점 Tg-35℃)이다. 또한, Cr2O3층에 대신하여 SiO2층이나 보로실리케이트 유리층을 이용하여 같은 실험을 실시했는데, 이들 재료로는 Tc를 510℃까지 올려도 Cr층과 같은 습윤성은 실현할 수 없었다.As a result, as shown in FIG. 8, the contact angle on the Cr 2 O 3 layer is inferior to the contact angle on the Cr layer when Tc is about 200 to 300 ° C. However, when Tc is 350 ° C or more, even on the Cr 2 O 3 layer. It was confirmed that the wettability almost equivalent to that of the Cr layer could be realized. Therefore, in consideration of the actual heat treatment, the heat treatment is preferably performed in an oxygen-containing atmosphere such as air at least at 300 to 350 ° C during the temperature increase process. This temperature differs depending on the glass transition point (Tg) of the low melting glass used. When expressed by Tg, preferable temperature is generally (glass transition point Tg-85 degreeC)-(glass transition point Tg-35 degreeC). In addition, the same experiment was conducted using a SiO 2 layer or a borosilicate glass layer in place of the Cr 2 O 3 layer. However, even when Tc was raised to 510 ° C., the wettability same as the Cr layer could not be realized.
<실시예><Example>
이하, 비한정적인 실시예에 의해 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of non-limiting examples.
(실시예1)Example 1
도1 및 도2에 도시한 구조를 가지는 MIG형 헤드를 도3에 도시한 공정에 따라 제조했다. 구체적으로 코어 반체(2)로써는 Mn-Zn 페라이트, 금속 자성층(1)으로써는 포화 자속 밀도Bs = 1.6T의 FeTaN층을 이용했다. 또한 비자성 산화물은 보로실리케이트 유리로 하고, 코어 접합에 이용하는 유리는 유리 전이점 Tg=385℃의 납유리로 했다. 또한, 보로실리케이트 유리층 및 Cr2O3층을 포함하는 각 박막은 스퍼터링법에 의해 형성했다. 또한, 본 실시예에서는 Cr2O3층의 두께는 30㎚, 보로실리케이트 유리 두께는 50㎚으로 했다.A MIG head having the structure shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured according to the process shown in FIG. Specifically, Mn-Zn ferrite was used as the core half body 2 and a FeTaN layer having a saturation magnetic flux density Bs = 1.6T as the magnetic metal layer 1. In addition, a nonmagnetic oxide was made into borosilicate glass, and the glass used for core bonding was made into lead glass of glass transition point Tg = 385 degreeC. In addition, each of the thin film containing the borosilicate glass layer and the Cr 2 O 3 layer was formed by sputtering. In this embodiment, the thickness of the Cr 2 O 3 layer is 30㎚, borosilicate glass has a thickness 50㎚.
납유리(4)를 모울드하기 위해 열처리 공정에서는 도7에 도시한 것과 같은 승온(昇溫) 및 강온(降溫)공정에 따라 대기치환온도(Tc)는 350℃로 했다. 즉, 승온공정 350℃까지는 대기 중에서, 그 이후는 질소 플로우 내에서 열처리했다.In order to mold the lead glass 4, in the heat treatment process, the atmospheric substitution temperature Tc was 350 degreeC according to the temperature raising and lowering process as shown in FIG. That is, it heat-treated in air | atmosphere until after the temperature rising process 350 degreeC in nitrogen flow after that.
한편, 비교를 위해, 종래의 Cr/SiO2구성의 갭 재료를 가지는 자기 헤드도 함께 제작하고, 상기 Cr2O3/보로실리케이트 유리 구성의 갭재료를 가지는 본 실시예에 의한 자기 헤드와 함께 열처리후의 갭 길이를 측정했다.On the other hand, for comparison, a magnetic head having a gap material of the conventional Cr / SiO 2 configuration is also produced, and the heat treatment is performed together with the magnetic head according to the present embodiment having the gap material of the Cr 2 O 3 / borosilicate glass configuration. The later gap length was measured.
도9에 종래 형태의 자기 헤드의 갭 재료의 갭 길이의 분포를, 도10에 본 실시예의 자기 헤드의 갭 재료의 갭 길이의 분포를 도시한다. 도9 및 도10에 도시한 바와같이, 종래의 갭 재료의 편차(표준편차0.03㎛)에 대해, 본 실시예의 갭 재료의 편차(표준편차0.01㎛)는 작아졌다.FIG. 9 shows the distribution of the gap length of the gap material of the magnetic head of the conventional type, and FIG. 10 shows the distribution of the gap length of the gap material of the magnetic head of this embodiment. As shown in Fig. 9 and Fig. 10, the deviation (standard deviation 0.01 m) of the gap material of the present embodiment is smaller than that of the conventional gap material (standard deviation 0.03 m).
또한, 본 실시예의 자기 헤드에서는 열처리에 의한 금속 자성층 표면의 산화도 없는 양질의 자기 갭을 실현할 수 있었다. 이 자기 헤드를 금속증착(ME)테이프등의 메탈 테이프상을 장시간 주행시켜도, 갭 재료가 금속 자성층에서 돌출하지 않고 안정된 헤드 출력을 유지할 수 있었다.In addition, in the magnetic head of the present embodiment, it was possible to realize a good magnetic gap without oxidation of the surface of the magnetic metal layer by heat treatment. Even if this magnetic head was made to run on metal tapes, such as metal deposition (ME) tape, for a long time, the gap material did not protrude from the magnetic metal layer, and it was possible to maintain stable head output.
이와 같이 갭 길이의 정밀도가 향상되고, 헤드 특성이 안정화된 MIG형 헤드를 제작할 수 있었다. 상기 실시예에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, MIG형 헤드를 공업적으로 생산할 시의 제조 수율을 향상시킬 수 있었다.Thus, the MIG type head which the precision of a gap length improved and the head characteristic was stabilized was able to be manufactured. As shown in the above embodiment, according to the present invention, the production yield at the time of industrially producing the MIG head can be improved.
(실시예2)Example 2
Cr2O3층과 보로실리케이트 유리층의 두께를 바꾸면서 실시예1과 같게 하여, MIG형 헤드를 제작했다. 다만, 상기 2층으로 이루어지는 갭 재료의 두께는 어떤 경우도 합계80㎚으로 했다. 얻어진 자기 헤드에 대해, 자기 헤드의 금속 자성층의 막산화 상태, ME 테이프를 주행시켰을 때의 갭 재료의 돌기의 유무, 납유리의 습윤성을 조사했다. 결과를 표 1에 도시한다.The Cr 2 O 3 layer and changing the thickness of the borosilicate glass layer the same as in Example 1 was used to prepare the MIG type head. In addition, the thickness of the gap material which consists of said two layers was made into 80 nm in total in any case. With respect to the obtained magnetic head, the film oxidation state of the magnetic metal layer of the magnetic head, the presence or absence of projections of the gap material when the ME tape was run, and the wettability of the lead glass were examined. The results are shown in Table 1.
여기서, 단위는 nm이다.Here, the unit is nm.
또한, 상기 Cr2O3/보로실리케이트 유리의 구성에 대신하여, Cr2O3/SiO2의 구성을 가지는 자기 헤드도 마찬가지로, 갭 길이 전체를 80㎚로 하여 Cr2O3층과 SiO2층의 두께를 변화시켜 제작했다. 이 자기 헤드에 대해서도 상기와 마찬가지로 특성을 평가했다. 그 결과를 표 2에 표시한다.In addition, instead of the structure of the Cr 2 O 3 / borosilicate glass, the magnetic head having the structure of Cr 2 O 3 / SiO 2 is similarly formed with a Cr 2 O 3 layer and a SiO 2 layer with an entire gap length of 80 nm. Made by changing the thickness of. This magnetic head was also evaluated for characteristics as described above. The results are shown in Table 2.
여기서, 단위는 nm이다.Here, the unit is nm.
다만, 표1 및 표2에서는 금속 자성층이 산화되지 않은 상태, 갭 돌기가 10㎚미만의 상태, 및 납유리가 양호하게 흐르는 상태를 A로 하여 표시하고, 그 이외를 B로 하여 표시한다.However, in Table 1 and Table 2, the state in which the magnetic metal layer is not oxidized, the gap projection is less than 10 nm, and the state in which lead glass flows satisfactorily is represented as A, and otherwise, B is indicated.
표1 및 표2에서 보로실리케이트 유리층 또는 SiO2층의 두께가 20㎚ 이하가 되면, 금속자성층의 막산화가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서, 보로실리케이트유리층 등의 비자성 산화물층의 두께는 30㎚이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 비자성 산화물층으로써 경도가 높은 SiO2층이 아니라 보로실리케이트 유리층을 채용하면, 장시간 사용후의 갭 재료의 돌출이 제어되는 것이 확인되었다.In Table 1 and Table 2, when the thickness of the borosilicate glass layer or SiO 2 layer is 20 nm or less, it can be seen that film oxidation of the magnetic metal layer occurs. Therefore, it is preferable that the thickness of nonmagnetic oxide layers, such as a borosilicate glass layer, shall be 30 nm or more. In addition, it was confirmed that the projection of the gap material after long time use was controlled by employing a borosilicate glass layer instead of a high SiO 2 layer as the nonmagnetic oxide layer.
본 실시예에서는 갭 재료의 두께를 80㎚으로 하고, 이 범위 내에서 비자성 산화물의 두께를 변화시켰는데, 본 발명의 MIG형 헤드는 예를 들면 갭 길이가 2㎛정도의 헤드에도 적용할 수 있다. 따라서, 비자성 산화물층의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 갭 길이가 2㎛인 자기 헤드에 적용할 경우에는 2㎛미만이 된다.In this embodiment, the thickness of the gap material is 80 nm, and the thickness of the nonmagnetic oxide is changed within this range. The MIG head of the present invention can be applied to, for example, a head having a gap length of about 2 μm. have. Therefore, the upper limit of the thickness of a nonmagnetic oxide layer is not specifically limited, For example, when it applies to the magnetic head whose gap length is 2 micrometers, it is less than 2 micrometers.
(실시예3)Example 3
방전가공을 이용한 점을 제외하고는, 실시예1과 마찬가지로 하여, MIG형 헤드를 제작했다. 이 MIG형 헤드는 도11에 도시하는 바와 같이, 트랙폭을 방전 가공에 의해 규제한 점에 특징을 가진다. 구체적으로는 도3(e)의 공정에서, 우선 백홈증에 저융점 납유리를 모울드하고, 트랙 규제의 방전가공을 실시하고, 그 후 트랙 홈중에 저융점 납유리를 모울드한 점에서, 실시예1과는 제조방법이 상이하다. 이와같은 MIG형 헤드에서도, Cr2O3층을 보로실리케이트 유리층으로 협지한 구조의 갭 재료를 이용함으로써, 실시예1과 마찬가지로, 고 정밀도의 자기 갭을 실현할 수 있었다.A MIG head was produced in the same manner as in Example 1 except that discharge machining was used. As shown in Fig. 11, this MIG type head is characterized in that the track width is regulated by electric discharge machining. Specifically, in the process shown in Fig. 3 (e), first, low melting lead glass is molded into a back groove, discharge processing of track regulation is performed, and then low melting lead glass is molded into the track groove. The manufacturing method is different. In such a MIG type head, a high-precision magnetic gap could be realized in the same manner as in Example 1 by using a gap material having a structure in which a Cr 2 O 3 layer was sandwiched by a borosilicate glass layer.
본 발명에 의하면, SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층에 의해 Cr2O3층을 협지한 갭 재료를 자기 갭에 가지는 MIG형 자기 헤드가 제공된다.According to the present invention, there is provided a MIG type magnetic head having a gap material sandwiching a Cr 2 O 3 layer in a magnetic gap with a nonmagnetic oxide layer composed mainly of SiO 2 .
Cr층에 대신하여 Cr2O3층을 이용한 상기 MIG형 자기 헤드에 의하면, 자기 헤드 제작공정으로 이용되는 납유리 등의 유리 유동성을 확보하면서 갭 재료의 부분적이고 균일한 산화에 기인하는 자기 갭 길이의 정밀도의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 갭 길이를 정확하게 측정할 수 있는 이점도 있다. Cr2O3층은 실질적으로 투명하기 때문에 Cr층을 이용한 경우와 같이 광의 반사가 문제가 되지 않기 때문이다. 갭 길이의 정밀도 및 측정 정밀도의 개선은 자기 헤드의 제조수율을 크게 개선한다.According to the MIG type magnetic head using a Cr 2 O 3 layer instead of a Cr layer, the magnetic gap length caused by partial and uniform oxidation of the gap material while ensuring glass flowability of lead glass or the like used in the magnetic head manufacturing process is obtained. The deterioration of precision can be suppressed. There is also an advantage in that the gap length can be measured accurately. This is because the reflection of light does not become a problem as in the case of using a Cr layer because the Cr 2 O 3 layer is substantially transparent. Improvement of the gap length precision and measurement accuracy greatly improves the manufacturing yield of the magnetic head.
또한, 본 발명에 의하면, 한쌍의 코어 반체에 금속자성층과 SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층과 Cr2O3층을 이 순서로 형성하는 공정과, 상기 한 쌍의 코어 반체를, 상기 Cr2O3층의 적어도 일부가 접하도록, 가열하여 연화시킨 유리에 의해 접합하고, 상기 비자성 산화물층이 상기 Cr2O3층을 협지하는 갭재료를 형성하는 공정을 포함하는 MIG형 자기 헤드의 제조방법이 제공된다.According to the present invention, there is also provided a process of forming a nonmagnetic oxide layer and a Cr 2 O 3 layer containing, as a main component, a metal magnetic layer and SiO 2 in a pair of core halves, and the pair of core halves Of a MIG-type magnetic head comprising a step of forming a gap material in which the nonmagnetic oxide layer sandwiches the Cr 2 O 3 layer, wherein the non-magnetic oxide layer is bonded by a softened glass so that at least a part of the 2 O 3 layer is in contact. A manufacturing method is provided.
이 제조방법에 있어서는, 상기 유리를 적어도 하기 온도범위에서는 산소를 포함하는 안에서 가열하여 연화시키는 것이 바람직하다.In this manufacturing method, it is preferable to heat and soften the said glass in oxygen containing at least in the following temperature range.
Tg - 85℃ ≤ T ≤ Tg - 35℃Tg-85 ℃ ≤ T ≤ Tg-35 ℃
다만, Tg는 상기 유리의 유리 전이점이다. 이 바람직한 제조방법에 의하면, 유리의 유동성이 개선된다.However, Tg is the glass transition point of the said glass. According to this preferred manufacturing method, the flowability of the glass is improved.
상기 SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층은 규산 유리층, 특히 보로실리케이트 유리층인 것이 바람직하다. SiO2유리를 이용하는 경우보다 갭 재료의 편마모가 발생하기 어렵고, 안정된 헤드 출력을 얻을 수 있기 때문이다.A non-magnetic oxide layer mainly composed of the SiO 2 is preferably a layer silicate glass, in particular borosilicate glass layer. This is because uneven wear of the gap material is less likely to occur than when SiO 2 glass is used, and stable head output can be obtained.
또한, 상기 SiO2를 주성분으로 하는 비자성 산화물층은 30㎚이상의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 금속자성층의 산화를 억제할 수 있기 때문이다.In addition, a non-magnetic oxide layer mainly composed of the SiO 2 preferably has a thickness of more than 30㎚. This is because oxidation of the magnetic metal layer can be suppressed.
또한, 코어 반체를 접합하는 상기 유리는 500℃이하의 연화점을 가지는 저융점 유리인 것이 바람직하고, 구체적으로는 PbO를 주성분으로 하는 유리인 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said glass which bonds a core half body is low melting glass which has a softening point of 500 degrees C or less, and it is preferable that it is glass which has PbO as a main component specifically ,.
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