KR100371256B1 - 자기헤드의제법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 한 주면(主面)에 복수의 트랙폭규제홈을 형성하는 동시에, 연자성(軟磁性) 금속재료로 이루어지는 금속자성막을 한 주면에 성막한 자기코어반체(半體)블록끼리를 갭재를 개재하여 맞붙여 자기헤드블록을 형성하고, 이 자기헤드블록을 절단함으로써 자기헤드의 헤드칩을 제작할 때에, 상기 트랙폭규제홈을 단면 다각형상으로 하는 동시에, 최소한 2개의 굴곡부를 형성한 형상으로 함으로써, 제작시에 있어서 자기 코어에 발생하기 쉬운 균열이나 금속자성막의 박리 등을 억제하여, 제품의 수율 및 신뢰성의 대폭의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.

Description

자기헤드의 제법

본 발명은 한 주면(主面)에 연자성(軟磁性) 금속재료로 이루어지는 금속자성막이 성막되어 자기코어반체(半體)끼리가 자기갭면에서 접합되어 이루어지는 이른바 메탈인 갭(metal - in-gap)형의 자기헤드의 제법에 관한 것이다.

근년, 비디오테이프레코더나 디지탈오디오테이프레코더 등의 자기기록재생장치에 있어서는, 고화질화 등을 목적으로 하여 정보신호의 단파장기록화가 진행되고 있으며, 이것에 대응하여 자성분(磁性粉)에 강자성 금속분말을 사용한 이른바 메탈테이프나, 베이스필름상에 강자성 금속재료를 직접 피착한 증착테이프 등의 고항자력(高抗磁力)자기기록매체가 사용되도록 되고 있다.

한편, 자기헤드의 분야에 있어서도 이것에 대처할 연구가 진행되고 있으며, 고항자력자기기록매체에 대하여 적합한 자기헤드로서 연자성의 금속자성재료를 코어재료로서 사용한 이른바 메탈인갭형의 자기헤드 (이하, 단지 MIG헤드라고 함)가 여러가지 개발되어 있다.

상기 MIG헤드는 그 제작단계에 있어서, 먼저 제1도에 나타낸 바와 같이, 한 주면에 복수의 밴드형의 트랙폭규제홈(101)이 갭폭 간격을 남기고 형성된다. 자기코어반체블록(103)의 갭면 M에는 연자성 금속재료로 이루어지는 금속자성막(102)이 성막되어 있다.

이와 같이 제작된 자기코어반체블록(103)을 2개 준비하고, 제2도에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 자기코어반체블록(103)의 갭면 M끼리가 대향하도록 맞붙인다. 이들 1쌍의 자기코어반체블록(103)에 형성된 각 트랙폭규제홈(101)이 대향함으로써 형성된 개구부(104)가 트랙폭규제홈으로 된다. 이 개구부(104)에 융착용의 유리재(105)가 유입되어 접합되고, 복수의 자기갭 g이 형성되어 자기헤드블록(106)으로 된다.

그리고, 이 자기헤드블록(106)으로부터 예를 들면 제2도의 파선에 따라서 소요의 칩폭으로 각 헤드칩을 잘라내고, 접합폭 가공이나 권선 등이 실시되어 상기 MIG헤드로 되어 있다.

자기코어반체블록(103)에 형성된 각 트랙폭규제홈(101)의 길이방향에 직교하는 단면에 있어서의 형상은 제3도(제1도, 제2도에 나타낸 각 트랙폭규제홈(101) 근방의 확대도) 또는 제4도에 나타낸 바와 같이, 대략 반원형상 또는 굴곡부(111)를 하나 가지는 형상이고, 따라서 각 자기코어반체블록(103)이 갭면 M에서 맞붙여져서 형성된 자기헤드블록(106)의 상기 개구부(104)의 형상은 원활한 대략 원형상 또는대략 다이아몬드형상으로 되어 있다.

그런데, 상기 MIG헤드에 있어서는, 자기헤드블록(106)으로부터 소요의 칩폭의 각 헤드칩을 잘라낼 때에, 당해 헤드칩에 균열 등의 파손이 생기거나, 금속자성막(102)이 박리되거나 하는 일이 많아서, 수율상의 큰 문제로 되어 있다.

여기서, 자기코어반체블록(103) 또는 자기헤드블록(106)의 각 트랙폭규제홈(101) 또는 개구부(104)가 상기와 같은 형상을 가지는 것이 상기 문제의 주원인이라고 생각되고 있다. 이것은 각 헤드칩으로 잘라낼 때에, 트랙폭규제홈(101) 또는 개구부(104)의 형상에 기인하여, 금속자성막(102)이나 유리재(105)에 강한 응력이 걸리기 때문이라고 생각된다.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 제작시에 있어서 자기코어에 발생하기 쉬운 균열이나 금속자성막의 박리 등을 억제할 수 있고, 제품의 수율 및 신뢰성의 대폭의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되는 자기헤드의 제법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 1쌍의 자기코어반체(半體)의 갭면의 최소한 한쪽에 연자성(軟磁性)의 금속재료로 이루어지는 금속자성막을 형성하고, 상기 갭면끼리가 대향하도록 상기 1쌍의 자기코어반체를 맞붙인 상태에서 자기헤드블록을 형성하는 공정으로 이루어지는 메탈인갭형의 자기헤드의 제법에 있어서, 상기 자기헤드블록을 형성하는 공정 전에, 상기 1쌍의 자기코어반체의 각각에, 단면이 다각형상으로 되고, 최소한 2개의 굴곡부를 가지는 트랙폭규제홈을 복수 형성하고, 상기 자기헤드블록을 형성하는 공정은 상기 복수의 다각형상 트랙폭규제홈에 융착용의 유리재를유입하는 공정을 포함하고, 상기 자기헤드블록을 각 헤드칩의 폭내에 갭을 포함한 소요의 폭으로 절단하고, 다각형상 트랙폭규제홈을 굴곡부수로 등분할했을 때에, 각 분할영역에 트랙폭규제홈의 굴곡부가 하나씩 존재하도록, 각 헤드칩으로 분할하는 것을 특징으로 하는 자기헤드의 제법을 제공한다.

본 발명에 관한 MIG헤드에 있어서는, 제작시의 이 자기헤드의 기부(基部)인 자기코어반체블록의 각 트랙폭규제홈은 그 길이방향에 직교하는 단면 다각형상으로 형성되어 복수의 굴곡부를 가지고 있다.

이 MIG헤드는 자기갭과 평행으로 이 자기갭의 위치에 금속자성막을 가지고 있으며, 제작시에 있어서 1쌍의 자기코어반체블록으로 이루어지는 자기헤드블록으로부터 각 헤드칩(24)을 잘라낼 때에, 상기 MIG헤드의 각 구성요소인 자기코어, 유리재, 금속자성막의 재료의 열팽창율의 차에 기인하여 상기 유리재에 생기는 응력이 상기 굴곡부에 있어서 완화되어, 가공스트레스에 대한 내구성이 대폭으로 향상된다. 또한, 상기 각 트랙폭규제홈에 성막되는 금속자성막에 작용하는 실효적인 총응력도 완화되게 되어, 당해 금속자성막의 박리가 억제된다.

여기서, 상기 굴곡부는 실용상 2개소 이상 형성되어 있는 것이 필요하고, 본 예에서는 트랙폭규제홈에 3개의 굴곡부가 형성된다. 이것은 금속자성막에 걸리는 실효적인 총 응력은 상기 굴곡부의 수가 증가하면 지수함수적으로 감소하는 것이라고 생각되기 때문이고, 구체적으로는 각 굴곡부에 있어서 상기 금속자성막에 걸리는 응력이 2방향으로 분해되는 것으로 하여 근사(近似)하면, 상기 총 응력 F은 굴곡부의 수를 N으로 하여, F= k2^-N(k는 비례상수)로 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 각 굴곡부에 있어서의 굴곡의 정도를 나타내는 값인 굴곡각을 8° 이상, 또한 트랙폭규제홈을 트랙방향에 직교하는 단면에 있어서 자기갭에 직교하는 방향으로 굴곡부수로 등분할했을 때에, 각 분할영역에 하나씩 굴곡부가 존재하도록 상기 MIG헤드를 구성함으로써, 상기 트랙폭규제홈의 단면형상에 있어서의 굴곡부의 위치의 치우침이 감소하여, 각 굴곡부에 걸리는 응력이 균일화되게 되고, 따라서 금속자성막에 걸리는 실효적인 총 응력이 더욱 완화된다.

본 발명에 의하면, 한 주면에 복수의 트랙폭규제홈을 형성하는 동시에, 연자성금속재료로 이루어지는 금속자성막을 한 주면에 성막한 자기코어반체끼리를 갭재를 개재하여 맞붙여 자기헤드블록을 형성하고, 이 자기헤드블록을 절단함으로써, 자기헤드의 헤드칩을 제작할 때에, 상기 트랙폭규제홈을 단면 다각형상으로 하는 동시에, 최소한 2개의 굴곡부를 형성하는 형상으로 함으로써, 제작시에 있어서 자기코어에 발생하기 쉬운 균열이나 금속자성막의 박리 등을 억제하여, 제품의 수율 및 신뢰성의 대폭의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 본 발명에 관한 자기헤드의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명의 자기헤드의 제조방법은 한 주면(主面)에 복수의 밴드형의 트랙폭규제홈을 갭폭간격을 가지고 형성하는 동시에, 연자성(軟磁性) 금속재료로 이루어지는 금속자성막을 한 주면에 성막하여 갭면을 형성함으로써, 자기코어반체블록을 형성한다. 다음에, 1쌍의 상기 자기코어반체블록을 갭면끼리를 갭재를 개재하여 맞붙임으로써, 복수의 자기갭을 가지는 자기헤드블록을 제작한다. 그리고, 이 자기헤드블록으로부터 소요의 칩폭의 헤드칩을 잘라낸다. 이로써, 이른바 메탈인갭(metal - in-gap)형의 자기헤드(이하, 단지 MIG헤드라고 함)를 제작한다.

이 MIG헤드의 자기코어는 제5도에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 자기코어반체(半體)(1),(2)의 트랙폭규제홈(3)이 형성된 각 주변에 연자성 금속재료로 이루어지는 금속자성막(4)이 성막되고, 이들 각 자기코어반체(1),(2)가 상기 각 주면에서 갭재를 개재하여 맞붙여져 자기갭이 형성된 구조로 되어 있다. 이들 자기코어반체(1), (2)가 맞붙여졌을 때에, 각 트랙폭규제홈(3)에 융착용의 유리재(5)가 유입되어 자기코어반체(1)과 (2)가 접합되어 있다.

여기서, 상기 자기코어반체(1),(2)에는, 기록전류를 흐르게 하기 위한 코일을 감기 위한 가이드홈(도시는 생략함)이 형성되고, 다시 자기코어반체(1)에는 권선홈(6)이 형성되어 있다. 그리고, 이들 가이드홈 및 권선홈(6)에 도시하지 않은 권선이 실시되어 상기 MIG헤드가 구성되어 있다.

여기서, 상기 MIC헤드의 각 자기코어반체(1),(2)에 형성된 트랙폭규제홈(3)은 도시한 바와 같이 자기갭 g을 중심으로 하여 좌우대칭으로 하나씩 굴곡부(10)를 가지는 형상으로 형성되어 있다.

이와 같은 형상으로 트랙폭규제홈(3)을 형성하는데는, 상기 MIG헤드의 제작시에 있어서, 헤드칩으로 잘라낼 때에, 트랙폭규제홈(3)이 제5도에 나타낸 형상으로 되도록, 각 자기코어반체(1), (2)의 기체(基體)인 자기코어반체블록의 한 주면에 복수의 상기 트랙폭규제홈(3)을 형성한다.

즉, 상기 MIG헤드를 제작하는데는, 먼저 제6도에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 자기코어반체블록(12),(13)의 각각의 한 주면에 복수의 밴드형의 트랙폭규제홈(3)을 절삭 또는 연삭에 의하여 갭폭 간격 W을 가지고 후술의 소정 형상으로 형성한다. 또, 자기코어반체블록(12)만에 권선홈(14) (후에 상기 권선홈(6)으로 됨)을 형성한다.

이어서, 각 자기코어반체블록(12), (13)의 상기 트랙폭규제홈(3)이 형성된 한 주면상에 연자성 금속재료로 이루어지는 금속자성막(4)을 막두께 수 ㎛로서 당해 한 주면 전체에 균일하게 스퍼터성막한다. 그 후, 각 자기코어반체블록(12),(13)을, 자기갭 g을 형성할 면끼리가 일치하도록 맞붙인다. 여기서, 제7도에 나타낸 바와 같이, 각 자기코어반체블록(12), (13)의 상기 각 트랙폭규제홈(3)이 맞붙여져 형성된 각 개구부(15)에 융착용의 유리재(5)를 유입함으로써, 1쌍의 자기코어반체블록(12),(13)을 접합하여 자기헤드블록(16)을 제작한다.

이 때, 자기헤드블록(16)의 각 개구부(15)는 제8도에 나타낸 바와 같은 형상으로 되어 있다. 즉, 맞붙임으로써 각 개구부(15)를 형성하는 각 자기코어반체블록(12),(13)의 각 트랙폭규제홈(3)은 그 길이방향에 직교하는 단면에 있어서 다각형상, 여기서는 3개의 굴곡부(21),(22) 및 (23)를 가지는 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이, 상기 MIG헤드에 있어서는, 상기 굴곡부가 2개 이상 형성되어 있는 것이 필요하다.

여기서, 각 굴곡부(21),(22) 및 (23)에 있어서의 굴곡의 정도를 나타내는 값인 굴곡각을 8° 이상으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 굴곡각이라는 것은 상기 각 트랙폭규제홈(3)을 형성하는 각 변중, 어떤 굴곡부를 중심으로 한 2변에 대하여, 한 변을 당해 굴곡부로부터 연장한 선과, 다른 변과의 사이에 형성되는 각으로서 정의하는 것이다. 즉, 본 실시예에 있어서는 전술한 제8도에 나타낸 바와 같이, 각 굴곡부(21), (22) 및 (23)에 있어서 각 변과 파선으로 만들어지는 각이 각 굴곡각 A,B,C이다.

또한, 상기 각 트랙폭규제홈(3)을 그 길이방향에 직교하는 단면에 있어서 자기갭 g에 직교하는 방향으로 굴곡부의 수만큼 등분할했을 때에, 각 분할영역에 하나씩 굴곡부가 존재하도록 각 트랙폭규제홈(3)을 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서는 제8도중 파선으로 나타낸 바와 같이, 자기갭 g에 직교하는 방향으로 3등분한 각 영역중에 각기 각 굴곡부(21),(22) 및 (23)가 존재하고 있다.

그리고, 상기와 같이 제작된 자기헤드블록(16)을 제7도중 2개의 파선으로 나타낸 바와 같이, 바로 2개의 상기 개구부(15)론 포함하는 위치에서 절단하여, 제9도에 나타낸 바와 같은 각 헤드칩(24)을 제작한다. 그 후, 각 헤드칩(24)의 매체슬라이드접촉면으로 될 면 M에 도면중 파선으로 나타낸 바와 같은 접합폭 가공을 실시하여, 상기 제5도에 나타낸 자기코어를 제작한 후, 도시하지 않은 권선 등의 후처리를 실시함으로써, 상기 MIG헤드가 완성된다.

전술한 바와 같이, 상기 MIG헤드에 있어서는, 제작시의 이 MIG헤드의 기부(基部)인 자기코어반체블록(12),(13)의 각 트랙폭규제홈(3)은 그 길이방향에 직교하는 단면에 있어서 다각형상으로 형성되어 굴곡부(21),(22),(23)를 가지고 있다.

이 MIG헤드는 자기갭 g과 평행으로 이 자기갭 g의 위치에 금속자성막(4)을 가지고 있으며, 제작시에 있어서 1쌍의 자기코어반체블록(12),(13)으로 이루어지는 자기헤드를 록(16)으로부터 각 헤드칩(24)을 잘라낼 때에, 상기 MIG헤드의 각 구성요소인 자기코어, 유리재(5), 금속자성막(4)의 재료의 열팽창율의 차에 기인하여 상기 유리재(5)에 생기는 응력이 상기 굴곡부(21),(22),(23)에 있어서 완화되어, 가공스트레스에 대한 내구성이 대폭으로 향상된다. 또한, 상기 각 트랙폭규제홈(3)에 성막되는 금속자성막(4)에 작용하는 실효적인 총 응력도 완화되게 되어, 당해 금속자성막(4)의 박리가 억제된다.

여기서, 상기 굴곡부는 트랙폭규제홈(3)에 실용상 2개소 이상 (본 예에서는 3개)형성되어 있는 것이 필요하다. 이것은 금속자성막(4)에 걸리는 실효적인 총 응력은 상기 굴곡부의 수가 증가하면 지수함수적으로 감소하는 것이라고 생각되기 때문이고, 구체적으로는 각 굴곡부에 있어서 상기 금속자성막(4)에 걸리는 응력이 2방향으로 분해되는 것으로 하여 근사(近似)하면, 상기 총 응력 F은 굴곡부의 수를 N으로 하여, F = k2^-N(k는 비례상수)로 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 각 굴곡부에 있어서의 굴곡의 정도를 나타내는 값인 굴곡각을 8° 이상, 또한 각 트랙폭규제홈(3)을 그 길이방향에 직교하는 단면에 있어서 자기갭 g에 직교하는 방향으로 굴곡부의 수만큼 등분할 (본 예에서는 3등분)했을 때에, 각 분할영역에 하나씩 굴곡부가 존재하도록 상기 MIG헤드를구성함으로써, 상기 트랙폭규제홈의 단면형상에 있어서의 굴곡부의 위치의 치우침이 감소하고, 각 굴곡부에 걸리는 응력이 균일화되게 되고, 따라서 금속자성막(4)에 걸리는 실효적인 총 응력이 더욱 완화된다.

여기서, 상기 실시예의 MIG헤드(헤드 A) 및 제3도에 나타낸 바와 같은 대략 반원형의 각 트랙폭규제홈(101)을 가지는 자기코어반체블록(103)으로 제작된 종래의 MIG헤드(헤드 B)를 각각 자기헤드블록(16),(106)으로 제작할 때의 가공상태에 대하여 조사한 실험예에 대하여 설명한다.

이 실험은 자기헤드블록(16),(106)으로부터 각 MIG헤드의 헤드칩을 잘라낼 때의 가공불량의 정도에 대하여 조사한 것이고, 구체적으로는 제작한 소정 수의 당해 MIG헤드중, 상기 헤드칩에 균열 등의 파손이 생긴 것의 비율인 비율 A과, 금속자성막(4),(102)의 박리가 생긴 것의 비율인 비율 B에 대하여 조사한 실험이다.

여기서, 상기 헤드 A에 대하여는, 제8도에 나타낸 상기 각 굴곡부(21),(22) 및 (23)에 있어서의 각 굴곡각 A, B, C을 굴곡각 A = 굴곡각 C로 하고, 자기갭 g에 대한 법선과 선분 k과의 이루는 각 D을 각 D = 8°로 하였다. 그리고, 제10도에 나타낸 것과 같은 굴곡각 A = 32°, 굴곡각 B = 100°의 샘플 1과, 제11도에 나타낸 것과 같은 굴곡각 A = 15°, 굴곡각 B = 90°의 샘플 2차, 제12도에 나타낸 것과 같은 굴곡각 A = 30°, 굴곡각 B = 150°의 샘플 3의 3개의 샘플에 대하여 조사하였다.

상기 실험의 결과에 대하여 다음에 나타낸다. 종래의 상기 헤드 B에 대하여는, 비율 A이 7.2%, 비율 B이 4.1%로 무시할 수 없는 정도의 큰 값을 나타낸 것에대하여, 상기 헤드 A의 샘플 1에 대하여는, 비율 A이 0.5%, 비율 B이 0.1%이고, 샘플 2에 대하여는, 비율 A이 1.2%, 비율 B이 0.1%, 샘플 3에 대하여는, 비율 A이 1.0%, 비율 B이 0.8%로, 모든 샘플에 대하여 매우 양호한 값을 나타냈다.

이와 같이, 상기 실시예의 자기헤드의 종래의 자기헤드에 대한 명백한 우위성을 나타냈다.

제1도는 종래의 자기헤드의 각 자기코어반체블록에 복수의 밴드의 트랙폭규제홈 등이 형성된 양태를 모식적으로 나타낸 사시도.

제2도는 종래의 자기헤드의 1쌍의 자기코어반체블록을 맞붙여서 융착용의 유리재로 접합된 양태를 모식적으로 나타낸 사시도.

제3도는 종래의 자기헤드의 각 개구부의 형상의 일예를 나타낸 모식도.

제4도는 종래의 자기헤드의 각 개구부의 형상의 다른 예를 나타낸 모식도.

제5도는 본 발명의 일실시예의 자기헤드를 모식적으로 나타낸 사시도.

제6도는 각 자기코어반체블록에 복수의 밴드형의 트랙폭규제홈 등이 형성된 양태를 모식적으로 나타낸 사시도.

제7도는 1쌍의 자기코어반체블록을 맞붙여서 융착용의 유리재로 접합된 양태를 모식적으로 나타낸 사시도.

제8도는 자기헤드블록에 형성된 각 개구부의 형상을 나타낸 모식도.

제9도는 제작된 각 헤드칩을 모식적으로 나타낸 사시도.

제10도는 실험예에 있어서의 자기헤드의 샘플의 각 개구부의 형상을 나타낸 모식도.

제11도는 실험예에 있어서의 자기헤드의 다른 샘플의 각 개구부의 형상을 나타낸 모식도.

제12도는 실험예에 있어서의 자기헤드의 또 다른 샘플의 각 개구부의 형상을 나타낸 모식도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(1),(2): 자기코어반체, (3): 트랙폭규제홈, (4): 금속자성막, (5): 유리재, (6): 권선홈, (12),(13): 자기코어반체블록, (15): 개구부, (16): 자기헤드블록, (21),(22),(23): 굴곡부, (24): 헤드칩, A,B,C: 굴곡각

Claims (2)

1쌍의 자기코어반체(半體)의 갭면의 최소한 한쪽에 연자성(軟磁性)의 금속재료로 이루어지는 금속자성막을 형성하고, 상기 갭면끼리가 대향하도록 상기 1쌍의 자기코어반체를 맞붙인 상태에서 자기헤드블록을 형성하는 단계로 이루어지는 메탈인갭(metal-in-gap)형의 자기헤드를 제조하는 제법으로서,

상기 자기헤드블록을 형성하는 단계 전에, 상기 1쌍의 자기코어반체 각각에 단면이 다각형상으로 되고 최소한 2개의 굴곡부를 가지는 트랙폭규제홈을 복수 개 형성하고,

상기 자기헤드블록을 형성하는 단계는 상기 복수의 다각형상 트랙폭규제홈에 융착용의 유리재를 유입하는 단계를 포함하고,

상기 자기헤드블록을 각 헤드칩의 폭내에 갭을 포함한 소요(所要)폭으로 절단하고,

상기 다각형상 트랙폭 규제홈을 상기 굴곡부 수로 등분할했을 때, 각 분할영역에 상기 트랙폭 규제홈의 굴곡부가 하나씩 존재하고,

상기 자기코어반체로 되는 상기 자기헤드블록에 상기 트랙폭 규제홈을 형성할 때, 상기 자기헤드블록에 형성된 1개의 트랙폭 규제홈이 2종류 이상의 각도를 갖는 굴곡부를 구비하는 자기헤드의 제법.

제1항에서, 각 굴곡부에서의 굴곡각이 8° 이상인 자기헤드의 제법.