KR100311655B1 - 자기헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오테이프레코더나 자기디스크장치에 적합한 자기헤드에 관한것으로서, 헤드의 단자와 다른 디바이스와의 전기적 접속이 용이하고, 자기기록/재생장지의 양산에 적합하고, 신뢰성이 높은 자기헤드를 제공하며, 서로 대향하는 1쌍의 기체(基體)를 가지고, 이들 기체의 최소한 한쪽에 박막코일이 형성되고, 이 박막코일에 접속하는 단자부가 한쪽의 기체에 형성되고, 다른 쪽의 기체의 일부가 절제(切除)되어 이 절제부에 상기 단자부가 노출되고, 상기 절제부에서 자기헤드주면에 대하여 둔각으로 교차하는 면에 상기 단자부가 형성되어 있다.

Description

자기헤드

본 발명은 자기헤드에 관한 것이며, 예를 들면 비디오테이프레코더나 자기디스크장치에 적합한 자기헤드에 관한 것이다.

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

그런데, 자기기록의 고밀도화, 고주파화가 진행됨에 따라서, 기록재생에 사용되는 자기헤드에는 고주파에서 출력이 높고, 노이즈가 적은 것이 요구된다. 예를 들면, 종래 VTR용 자기헤드로서 많이 사용되는 페라이트재에 금속자성막을 성막(戒膜)하고, 권선을 행한 소위 복합형 메탈인갭헤드(metal- in- gap head)에 서는, 인덕턴스가 크고, 인덕턴스당의 출력저하 때문에 고주파영역에서 출력이낮고, 고주파, 고밀도가 필요한 디지탈화상기록에 충분히 대처하는 것이 곤란하다.

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

박막자기헤드는 세라믹기판에 포토리소그라피 등의 박막형성수법에 의해 와권형(渦卷形)으로 코일을 형성하고, 그 위에 알루미나 등의 산화물로 보호막을 형성하여 제작된다. 그리고, 코일로부터 연재하는 한쪽의 단자 및 코일에 전기적으로 접속하는 다른 쪽의 단자상에는 보호막을 형성하지 않고 각 단자를 노출시켜 둔다.

특히 VTR 용 자기헤드에 있어서는, 자기헤드와 자기테이프와의 슬라이드특성을 안정시키기 위해, 상기 세라믹기판과 동일한 재료로 이루어지는 기판을 자기헤드형성 후에 맞붙이든가, 또는 박막형성프로세스를 거쳐서 제작된 1 쌍의 자기헤드반체(半體)끼리를 자기 갭부분에서 접착하여 제작하는 것이 바람직하다. 이 경우, 자기헤드제작 후에 단자를 형성한 축의 자기헤드반체의 길이치수를 다른쪽의 자기헤드반체의 길이치수보다 작게 하여, 자기헤드의 끝면애 단자를 노출시키는 것을 생각할 수 있다.

VTR 용 자기헤드에 있어서는, 자기헤드(헤드칩)를 헤드고정용 베이스에 접착하여 사용하는 것이 일반적이다. 제1도는 상기와 같이 하여 제작된 자기헤드가 헤드고정용 베이스애 접착된 상태를 나타내고 있다.

헤드고정용 베이스(64)의 주면 (자기헤드접착면)(64a)상에는 본딩패드(65), (66)가 배설되고, 자기헤드(71)의 단자(75),(76)와 본딩패드(65),(66)가 전기적으로 접속된다. 이 접속에는, 예를 들면 본딩와이어(67),(68)를 사용해서의 와이어본딩에 의한 것이 양산에 적합하므로 바람직하다.

그런데, 헤드고정용 베이스(64)의 주면 (64a)과 자기헤드반체 (72)의 단자노출면(72a)과는 서로 직교하고 있으므로, 제1도의 확대부분배면도인 제2도에서 이해할 수 있는 바와 같이, 단자(75),(76)와 본딩패드(65),(66)를 와이어본딩에 의해 접속하는 것이 곤란하고, 양산성 및 신뢰성에 있어서 난점이 있다. 그러므로, 상기 접속을 납땜에 의하지 않을 수 없다.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 단자와 다든 디바이스와의 전기적 접속이 용이하고, 자기기록/재생장치의 양산에 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 자기헤드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발병은 서로 대향하는 1 쌍의 기체(基體)를 가지고, 이들 기체의 최소한 한쪽에 박막코일이 형성되고, 이 박막코일에 접속하는 단자부가 한쪽의 기체에 형성되고, 다른 쪽의 기체의 일부가 절제(切除)되어 이 절제부에 상기 단자부가 노출되고, 상기 절제부에서 자기헤드주면에 대하여 둔각으로 교차하는 면에 상기 단자부가 형성되어 있는 자기헤드에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 단자부가 형성된 면과 자기갭형성면이 동일 평면상에 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 박막코일이 l쌍의 기체의 양쪽에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 따른 자기헤드는 아지머스기록용의 자기헤드에 특히 적합하다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

제4도는 자재헤드의 확대사시도이다. 자기헤드,(1)은 아지머스기록용 자기헤드로서, 자기갭면(4)에서 서로 접착된 자기헤드반체(半體)(이하, 단지 헤드반체라고 함)(2),(32)에 의해 구성되어 있다. 헤드반체(32)에는, 헤드반체(2)에 접하는 면에 걸치는 영역이 절결되고, 이에 의해 형성되는 절제부(切除部)(32a)에 헤드반체(2)의 끝면(2a)이 노출된다. 그리고, 끝면(2a)에 단자(5),(6)가 나타나있는 도면중, (7),(37)은 해드반체(2),(32)에 형성된 자성층이다.

자기갭(3)은 자기헤드주면(1a)에 직교하는 면에 대하여 아지머스각도 θ만큼경사져 있어서, 헤드반체(2)의 끝면(2a)은 자기갭면(4)과 동일 평면상에 위치하고 있다. 따라서, 끝면(2a)에 형성된 단자(5),(6)는 도면에 있어서 수평면인 자기헤드주면 (la)에 둔각 α (아지머스각도 θ 플러스 직각)으로 교차된 면상에 있다. 아지머스각도 θ는, 예를 들면 , 8 mm 비디오용에 있어서는 10도이다.

상기 각도 α는 통상은 90도를 초과하여 135도 이하로 하지반, 95∼120도가바람직하고, 또한 아지머스각도에 대응한 각도, 예를 들면 100도로 하는 것이 한층 바람직하다. 이 예에 있어서는, 상기와 같이 α는 100도로 하고 있다.

그러므로, 제5도에 나타낸 바와 같이 , 자기헤드(1)의 단자(5),(6)와, 자기헤드(1)를 접착지지하는 헤드고정용 베이스(64)의 본딩패드(65),(66)를 분딩와이어(67),(68)로 와이어본딩하는 작업이 용이해져서 양산에 적합하게 된다. 또, 이로써 본딩와이어 (67),(68)에 의한 접속이 신뢰성도 높은 것으로 된다. 그리고, 헤드고정용 베이스(64)에는, 도시하지 않은 로터리트랜스가 배설되어 있다.

단, 제3도에 나타낸 바와 같이 , 자기헤드(81)의 주면 (81a)에 대하여 , 단자(85),(86)를 형성한 끝면이 예각으로 교차하도록 하면, 단자(85),(86)에 캐필러리나 웨지가 닿기 어렵게 되어, 본딩작업이 전술한 제2도의 예보다 오히려 곤란하게 된다.

이 예에 의한 자기헤드는 제6도∼제22도에 나타낸 공정을 거처서 제작된다.

먼저, 제6도에 나타낸 바와 같이, 세라믹기판(8)의 표면에 경사막을 형성하기 위한 홈(9)을 삭설(削設)한다.

이어서, 제7도에 나타낸 바와 같이, 자성층(7)을 성막(成膜)한다. 이 공정에서, 필요하면, 자성층의 부착성이나 자기특성의 개선을 위해 산화물이나 금속등의 베이스막(예를 들면 알루미나의 막)을 형성해도 되고, 후에 홈(9)에 충전하는 충전재(유리)와의 반응방지를 위한 보호막(예를 들면 크롬의 막)을 형성해도 된다.

다음에, 제8도에 나타낸 바와 같이, 박막코일을 형성하기 위한 홈(10) 및 자로(磁路)를 형성하는데 있어서 불요한 자성층부분을 제거하는 홈(11)을 홈(9)에 직교하는 방향으로 삭설한다.

다음에, 제9도에 나타낸 바와 같이, 각 홈에 유리 (12)를 충전하고, 필요하면 불요한 유리부분을 제거한다.

다음에, 제10도에 나타낸 바와 같이, 자기갭근방의 자명층의 일부를 제거하고, 트랙폭을 규정하기 위한 홈(13)을 홈(9)과 평행으로 형성한다.

다음에, 제11도에 나타낸 바와 같이, 제10도의 홈(13)에 유리 (17)를 충전하고나서 표면을 평탄하게 마무리한다. 이 이후는 포토리소그라피나 이온에칭 등의 박막형성의 가공프로세스를 주로 실시한다.

제12A도, 제12B도는 제11도의 공정에서 충전된 유리(17)의 표면에, 박막코일을 형성하기 위한 요부(凹部)(14)를 이온에칭 등에 의해 형성한 상태를 나타내고, 제12A도는 제6도∼제11도와 같은 사시도, 제12B도는 제12A도의 IXb 부(헤드반체 1 단위)의 확대도이다. 그리고, 이후의 제l3A도, 제l3B도, 제l3C도∼제l8A도, 제18B도의 공정은 제l2B도에 대응하는 확대도를 이용하여 설명한다.

제l3A도는 제l2B도를 더욱 확대하여 나타낸 도면이다. 제l3A도는 확대평면도, 제l3B도는 제l3A도의 Xb- Xb 선 확대단면도, 제l3C도는 제l3A도의 Xc- Xc 선확대단면도이다. 도면 중, (l5A),(l5B),(l5C)는 헤드반체접착 후에 코일의 도통을 취하기 위한 접점부분이다. 접점부분(l5A),(l5B),(l5C)은 코일의 도통을 취하기 위해, 최소한 일부가 요부(14)의 저면보다 얕은 위치에 배지한다. 도면중, (17)은 제6도∼제10도의 공정으로 가공된 기판이다.

다음에, 제l4A도, 제l4B도에 나타낸 바와 같이, 코일패턴을 형성한다. 제l4A도는 제l3A도와 같은 확대평면도, 제l4B도는 제l4A도의 Xlb- Xlb선 확대단면도이다.

코일패턴(19)은 전체면에 크롬 또는 티탄의 베이스층상에 도체금속(구리)을 성막한 후, 이온에칭 등에 의해 불요한 부분을 제거하는 방법에 의해, 또는 포토레지스트로 도체금속을 소정 패턴으로 마스크하여 두고, 도금 등에 의해 형성한다, 코일패턴(19)의 형성시에, 동시에 선단의 코일도통부(20) 및 단자접속부(21),(22)가 형성된다. 제l4B도 중, 가상선으로 나타낸 (60)은 패터닝용의 마스크이다 .

다음에, 제l5A도,제l5B도에 나타낸 바와 같이, 코일부분을 보호하기 위한 보호막(23)을 요부의 대부분의 영역상에 형성한다. 제l5A도는 제l3A도와 같은 확대평면도, 제l5B도는 제l5A도의 XIIb- XIIb 선 확대단면도이다.

보호막(23)은 절연성의 산화물(예를 들면 알루미나레지스트)을 스퍼터링에의해 성막하거나, 또는 포토레지스트에 가열저리를 행하여 재질(改資)하여 형성한다. 포토레지스트에 의해 보호막을 형성하는 경우는, 필요한 영역만 보토레지스트가 남도록 하면, 후의 평탄화의 공정 등에 요하는 시간을 단축할 수 있어서 적합하다. 이 공정에서, 단자접속부(제l4A도의 21,22)말단의 단자(5),(6)를 보호막(23)으로부터 돌출하여 노출시킨다.

다음에, 제l6A도, 제l6B도에 나타낸 바와 같이, 표면을 연마마무리하여 평탄화한다. 제l6A도는 제l3A도와 같은 확대평면도, 제l6B도는 제l6A도의 XIIIb)-XIIIb 선 확대단면도이다.

상기 평탄화에 의해, 코일의 도통부(20) 및 단자접속부(21),(22)의 접점부분(제l3A도의 l5B,l5C)상의 단자도통부(21a),(22a)가 노출된다.

다음에, 제l7A도, 제l7B도에 나타낸 바와 같이, 자기갭을 형성하기 위한 금속막을 성막하고, 이것을 패터닝하여 제l6A도의 코일도통부(20) 및 단자도통부(21a),(22a)의 위 및 제13A도, l3B도의 요부(14)의 주위의 영역에 금속막(24),(25),(26),(27)을 형성한다. 제l7A도는 제l3A도와 같은 확대평면도, 제l7B도는 제l7A도의 XIVb- XIVb 선 확대단면도이다.

이렇게 하여, l쌍의 헤드반체 중의 한쪽의 헤드반체(2)가 완성된다. 금속막(24),(25),(26),(27)은 서로 분리되어, 코일패턴에의 통전시에 단락하는 일이없다. 다음의 공정에서 1쌍의 헤드반체를 접속할 때, 이 접속을 가열에 의해 코일패턴이 단선 등의 대미지를 받지 않는 온도에서 행할 필요가 있다. 따라서, 금속막의 재료로서는, 주석이나 납 등의 저융점금속 또는 그 합금 또는 금 등의 확산하기 쉬운 금속 또는 그 합급이 바람직하다. 그리고, 금속막의 밀착성 개선을 위해, 베이스층으로서 크롬, 티탄 등의 금속층을 형성해도 된다.

다음에 , 제l8A도에 나타낸 바와 같이, 제l7A도의 한쪽의 헤드반체(2)와, 동일한 수순으로 제작된 다른 쪽의 헤드반체(32)를 화살표와 같이 맞붙여서, 자기헤드로 한다. 제l8A도는 제l3A도와 같은 확대평면도, 제18B도는 제18A도의 XVb-XVb 선 확대단변도이다. 그리고, 헤드반체(32)물 구성하는 각 부분에는, 헤드반체(2)에 대응하는 각 부분의 부호에 「30」 을 플러스한 부호를 붙여 나타내고 있다.

헤드반체(32)의 단자접속부는 코일패턴 (49)으로부터 연재하는 단자접속부(52)만으로 되어 있다.

이렇게 하여, 단자(5)로부터 입력된 전류는 단자접속부(21), 코일패턴(19), 코일도통부(20), 금속막(24),(54), 코일도통부(50), 코일패턴(49), 단자접속부(52), 금속막(56),(26) 및 단자접속부(22)를 순차 경유하여, 단자(6)로 흐른다. 또는, 이 역방향으로 흔른다.

제l3A도, 제l3B도, 제l3C도∼제l8A도, 제l8B도는 1 단위의 헤드반체에 대하여 설명하기 위한 것이지만, 실제로는 제6도∼제l2A도, 제l2B도에 나타낸 바와같이, 다수의 헤드반체가 집합하여 일체로 이루어진 판상체(板狀體)에 대하여 처리된다. 따라서, 이후의 제l9도∼제22도는 상기와 같은 판상체로 나타내는 것으로 한다 .

제l9도는 제l8도에 나타낸 헤드반제(2)의 집합체로서의 판상체(2B)의 부분사 시도이다. 판상체(2B)에는 제20도에 나타낸 바와 같이, 단자노출을 위한 홈(29)을 삭설한다. 제l9도, 제20도에 나타낸 판상체(2B)는 헤드반체(2)가 2 열로 만들어져 있으므로, 절단하여 1 열의 헤드반체로 이루어지는 판상체(2A)로 한다.

마찬가지로 하여, 헤드반체(32)의 집합체로서의 판상체에 홈(59)을 삭설하여 이것을 둘로 분단하여, l열의 헤드반체(32)로 이루어지는 판상체(32A)로 하고,제21도에 나타낸 바와 같이, 1 쌍의 판상제(2A),(32A)를 겹져서 맞붙인다. 제l8A도, 제18B도는 그 공정을 헤드반체 1 단위로 나타낸 것이다. 제21도의 공정에 있어서, 패턴끼리가 서로 마주보도록 대향시켜서, 자성층이 소정의 트랙폭으로 합하도록 가압하면서 가열하여 맞붙인다.

다음에, 제22도에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 하여 맞붙여서 이루어지는 헤드집합체로서의 블록(61)으로부터, 가상선으로 나타낸 위치에서 절단하고, 제23도에 나타낸 바와 같이 절제부형성의 절삭가공 및 마무리를 행하여 제4도에 나타낸 완성품으로서의 자기헤드(1)로 한다. 그리고, 박막코일은 권선수를 증가시키는 것이 가능하며 16∼20 턴으로 큰 출력이 얻어진다. 이 예에 있어서의 코일패턴 (19),(49)(제18A도 참조)의 합계 권선수는 18 이다.

코일을 박막으로 형성함으로써, 자기헤드를 소형으로 할 수 있고, 제6도∼제22도에서 설명한 바와 같이 하여 l매의 기판으로부터 다수의 자기헤드를 제작할수 있으며, 양산에 적합하다.

자기헤드의 단자와 헤드고정용 베이스의 본딩패드를 서로 평행한 면으로 형성하면, 와이어본딩의 작업이 용이해진다. 제24도는 이와 같이 한 자기헤드와 이 자기헤드를 지지하는 헤드고정용 베이스를 나타내고 있다.

헤드고정용 베이스(64)의 주면 (64a)상에, 자기헤드(1)의 단자노출면 (2a)과 평행한 면(64c)을 가진 패드지지부(64b)를 배설하고, 패드지지부(64b)의 면(64c)상에 본딩패드(65),(66)를 배설한다. 단자(5),(6)와 본딩패드(65),(66)와는 서로 평행한 면에 위치하고 있으므로, 양자를 본딩와이어 (67),(68)로 접속하는 작업이 상기 예에 있어서 보다 더욱 용이하게 된다.

이상, 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상에 따라서 각종 변형을 상기 실시예에 가할 수 있다.

예를 들면, 박막코일은 l쌍의 헤드반체의 양쪽에 배설하는 외에, 한쪽의 헤드반체에만 배설해도 된다. 또, 단자는 자기갭형성면과 동일 평면 이외의 면에 배설할 수도 있다.

그리고, 자기헤드를 구성하는 각 부분의 재료, 형상은 상기 이외의 적당한 재료, 형상으로 할 수 있다. 또, 본 발명은 VTR용 자기헤드 이외에도, 오디오용 기타의 자기헤드에 적용가능하다.

본 발명에 따른 자기헤드는 자기헤드주변에 대하여 둔각으로 교차하는 면에, 박막코일에 접속하는 단자부가 노출되어 있으므로, 이 단자부에 도체를 접속하는 작업이 용이하게 되고, 이 접속의 신뢰성도 높아진다. 그 결과, 신뢰성을 가지고 자기기록/재생장치의 양산이 가능하다.

제l도는 종래예에 의한 자기헤드의 확대사시도.

제2도는 종래예에 의한 자기헤드 및 헤드고정용 베이스의 부분확대배면도.

제3도는 비교예에 의한 자기헤드의 확대사시도.

제4도는 본 발명의 실시예에 의한 자기헤드의 부분확대사시도.

제5도는 자기헤드 및 헤드고정용 베이스의 확대사시도.

제6도는 적층자성막형성용 홈을 형성한 기판의 사시도.

제7도는 적층자성막을 형성한 기판의 사시도.

제8도는 박막코일형성용 홈을 형성한 기판의 사시도.

제9도는 각 홈에 유리를 충진한 기판의 사시도.

제10도는 트랙폭규정용 홈을 형성한 기판의 사시도.

제11도는 트랙폭규정용 홈에 유리를 충전한 기판의 사시도.

제12A도, 제12B도는 코일패턴형성용의 요부를 형성한 기판을 나타내고, 제 12A도는 기판의 사시도, 제12B도는 제12A도의 IXb 부분의 확대도.

제13A도∼제13C도는 제12B도의 자기헤드반체를 나타내고, 제13A도는 확대평면도, 제13B도는 제13A도의 Xb- Xb선 확대단면도, 제13C도는 제13A도의 Xc- Xc 선 확대단면도.

제14A도, 제14B도는 코일패턴을 형성한 자기헤드반체를 나타내고, 제14A도는 확대평면도, 제14B도는 제14A도의 XIb- XIb 선 확대단면도.

제15A도, 제15B도는 코일패턴상에 보호막을 성막한 자기헤드반체를 나타내고, 제15A도는 확대평면도, 제15B도는 제15A도의 XIIb- XIIb선 확대 단면도 .

제16A도, 제16B도는 보호막을 평탄화하여 접속부를 노출시킨 자기헤드반체를 나타내고, 제16A도는 확대평면도, 제16B도는 제16A도의 XIIIb- XIIIb선 확대단면도.

제17A도, 제17B도는 소정 패턴의 금속막을 형성한 자기헤드반제를 나타내고, 제17A도는 확대평면도, 제17B도는 제17A도의 XIVb- XIVb 선 확대단면도.

제18A도, 제18B도는 소정 패턴의 금속막을 형성한 1 쌍의 자기헤드반제를 서로 맞붙이는 요령을 나타내고, 제18A도는 확대평면도, 제18B도는 제 18A도의 XVb- XVb 선 확대단면도.

제19도는 제17A도, 제17B도의 자기헤드반체의 집합체로서의 판상체의 사시도.

제20도는 단자노출용 홈을 형성한 판상체의 사시도.

제21도는 1 쌍의 판상제를 맞붙이는 요령을 나타낸 사시도.

제22도는 제21도의 공정에 의해 제작된 자기헤드집합체의 사시도.

제23도는 제22도와 동일한 각도에서 본 자기헤드의 확대사시도.

제24도는 다른 실시예에 의한 자기헤드 및 헤드고정용 베이스의 확대부분측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(1) : 자기해드, (la) : 자기헤드주변 , (2),(32) : 자기헤드반체, (2a) :단자노출면, (3) : 자기갭, (4) : 자기갭형성면, (5),(6) : 단자, (7),(37) : 자성층, (19),(49) : 코일패턴, (20),(50) : 코일도통부, (21),(22),(52) : 단자접속부, (24),(25),(26),(27),(54),(57) : 금속막, (64): 헤드고정용 베이스, (64a) : 헤드고정용 베이스주면 , (65),(66) : 본딩 패드, (67),(68) : 혼딩와이어 , α : 자기헤드주면과 단자노출면이 이루는 각도, θ : 아지머스각도.

Claims (4)

1. 서로 대향하는 l쌍의 기체(基體)를 가지고, 이들 기체의 최소한 한쪽에 박막코일이 형성되고, 이 박막코일에 접속하는 단자부가 한쪽의 기체에 형성되고, 다른 쪽의 기체의 일부가 절제(切除)되어 이 절제부에 상기 단자부가 노출되고, 상기 절제부에서 자기헤드주면에 대하여 둔각으로 교차하는 면에 상기단자부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기헤드.
2. 제l항에 있어서, 단자부가 형성된 면과 자기갭형성면이 동일 평면상에 있는 것을 특징으로 하는 자기헤드.
3. 제l항에 있어서, 박막코일이 1쌍의 기체의 양쪽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기헤드.
4. 제1항에 있어서, 아지머스기록용의 자기헤드인 것을 특징으로 하는 자기헤드.