KR100390281B1 - 자기헤드 고정용 접합유리 - Google Patents

Abstract

테이프 드라이브용 자기헤드를 제작하는 과정에서 자기헤드 코어, 특히 MIG형 자기헤드 코어를 CaTiO₃재질로 구성된 탑 쉴드의 틈에 접합하여 고정시키기 위한 자기헤드 고정용 접합유리에 관한 본 발명은, 자기헤드 고정용 접합유리로서 요구되는 성질을 모두 만족하도록 하기 위하여, 특히, 열처리시 재결정이 발생하지 않도록 하기 위하여, 중량 백분율로, 50≤PbO≤90%, 5≤B₂O₃≤20%, 0＜ZnO≤15%, 0＜Cu₂O≤10%, 0≤Bi₂O₃≤5%, 0＜SiO₂≤5%로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기헤드 고정용 접합유리를 제공한다.

Description

자기헤드 고정용 접합유리{BONDING GLASS FOR FIXING MAGNETIC HEAD}

본 발명은 450℃ 이하의 온도에서 자기헤드의 고정에 사용되는 저융점을 갖는 접합유리에 관한 것으로, 특히, 한 쌍의 페라이트 코어(ferrite core)의 갭(gap) 부분에 질화철 (Fe-Me-N, Me는 전이금속)계 금속 자성박막이 형성된, 소위 MIG (Metal-in-Gap)형 자기헤드 코어를 페라이트와 CaTiO₃재질로 구성된 탑 쉴드(top shield)의 틈새에 접합하여 고정시키는데 사용되는 자기헤드 고정용 접합유리에 관한 것이다.

자기기록용으로 사용되는 자기헤드에는 여러 가지 종류가 있지만, 컴퓨터의 데이터 백업용으로 사용되는 테이프 드라이브용 자기헤드는, 한 쌍의 페라이트 코어의 갭 부분에 센더스트(Sendust)나 질화철계 금속막이 형성된 MIG형 자기헤드 코어를 다결정 페라이트와 CaTiO₃재질로 만들어진 탑 쉴드의 틈에 고정하여 제작된 헤드가 고밀도 기록용으로 널리 사용되고 있다.

일반적으로 테이프 드라이브용 자기헤드를 제작할 때에는, 한 쌍의 페라이트 코어를 서로 접합시켜 자기헤드 코어를 구성하도록 갭(gap) 부분을 접합하는 갭 접합유리가 사용되며, 또한 제작된 자기헤드 코어를 탑 쉴드에 고정하기 위하여도 접합유리가 사용되고 있는데, 본 발명이 대상으로 하는 접합유리 즉, 자기헤드 코어를 탑쉴드와 접합하는데 사용되는 접합유리에는 다음과 같은 특성이 요구된다.

첫째로, 열처리에 의해 접합한 후 자기헤드 코어에 열응력이 발생하지 않도록 페라이트와 비슷한 열팽창계수를 가져야하고, 둘째로, 열처리 시 자기헤드 코어의 갭 접합유리가 유동성을 가지면 안되므로 접합온도가 갭 접합유리의 연화점보다 낮도록 450℃ 이하이어야 한다. 그리고, 셋째로, 열처리 시에 재결정이 발생하지 않아야 한다. 왜냐하면 열처리 이후에 접합유리에 재결정이 발생할 경우에는 열팽창계수가 바뀌거나, 테이프 접촉시의 윤활성이 떨어지며, 테이프에 흠을 내는 등 손상을 가할 수 있기 때문이다. 넷째로, 열처리 접합 후에 연마 등의 기계가공시 냉각수와 접하는 것을 감안할 때 내수성이 우수해야 하며, 다섯째로, 테이프에 접촉시 접합유리의 마모를 최대한 억제하기 위하여 내마모성이 우수해야 한다.

이와 같은 요구조건을 만족시키기 위하여 현재까지 일부 저융점 PbO 계 유리가 개발되어 사용되어 왔다.

그러나, 종래의 저융점 PbO 계 접합유리는 앞에서 언급한 요구조건을 모두 충족시키지 못하였다. 특히 기본적 요구조건인 450℃ 이하의 열처리 온도를 만족시키기 위하여 통상적으로 PbO의 양을 늘리거나, Na₂O 나 K₂O 등의 알칼리 금속 산화물을 첨가하는 방법을 사용하였는데, PbO의 양을 늘릴 경우에는 열처리 후 재결정이 발생하는 문제점이 있었고, Na₂O 나 K₂O 의 양을 늘릴 경우에는 열팽창계수가 커지거나 내수성이 급격히 떨어지는 등의 문제점이 발생하였다. 재결정이 발생함에 따른 문제점은 위에서 언급한 바와 같다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 자기헤드 고정용 접합유리의 문제점을 해결하여 앞서 언급한 요구조건을 모두 만족시키며, 특히 열처리 시 재결정이 발생하지 않는 자기헤드 고정용 접합유리를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명자들은, 상기한 바와 같은 목적을 달성하고자 연구와 실험등 노력을 기울인 결과, 중량 백분율(이하 동일)로, 50≤PbO≤90%, 5≤B₂O₃≤20%, 0＜ZnO≤15%, 0＜Cu₂O≤10%, 0≤Bi₂O₃≤5%, 0＜SiO₂≤5%로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기헤드 고정용 접합유리를 창안하게 되었다.

본 발명의 자기헤드 고정용 접합유리는, 상온으로부터 250℃ 까지의 열팽창계수가 100~120 ×10^-7/℃ 로 페라이트와 비슷하고, 재결정이 발생하지 않으며, 전이온도가 300℃ 이하이기 때문에 450℃ 이하에서 열처리가 가능하다. 본 발명의 자기헤드용 접합유리의 조성범위를 상기와 같이 한정한 이유는 다음과 같다.

PbO: 유리를 저융점화하는 작용이 있으며 실험결과 그 함유량은 50~90% 이고, 바람직하게는 55~85% 이다. 함유량이 50% 보다 적으면 전이온도가 높아져 450℃ 이하에서 열처리 하는 것이 어려워지며, 90% 보다 많으면 재결정이 발생하여 유리화가 어렵게 된다.

B₂O₃: 유리를 안정화시키는 성분으로서 실험결과 그 함유량은 5~20% 이고, 바람직하게는 5~15% 이다. 함유량이 5% 보다 적으면 유리화가 어렵고 20% 보다 많으면 전이온도가 높아져 450℃ 이하에서 열처리하는 것이 어려워진다.

ZnO: 유리의 열팽창계수를 높이지 않고 저융점화시키는 성분으로서 실험결과 그 함유량은 0~15%(0%를 제외함)이고, 바람직하게는 1~10% 이다. 함유량이 15% 보다 많으면 재결정이 발생하여 유리화가 어렵게 된다.

Cu₂O: 유리를 저융점화 시키는 성분으로 실험결과 그 함유량은 0~10%(0%를 제외함)이고, 바람직하게는 1~8% 이다. 함유량이 10% 보다 많으면 열팽창계수가 커지거나 재결정이 발생하여 유리화가 어렵게 된다.

Bi₂O₃: 역시 유리를 저융점화시키는 성분으로서 실험결과 그 함유량은 0~5% 이다. 함유량이 5% 보다 많으면 재결정이 발생하여 유리화가 어렵게 된다.

SiO₂: 유리화 범위를 넓히고 내마모성을 제고시키는 성분으로 실험결과 그 함유량은 0~5%(0%를 제외함)이다. 함유량이 5% 보다 많으면 전이온도가 높아져 450℃ 이하에서 열처리 하는 것이 어렵게 된다.

[실시예]

표 1 은 본 발명의 실시예(시료 No. 1~3) 및 비교예(시료 No. 4, 5)를 나타낸 것이다.

각 시료는, 중량 백분율로 표의 조성으로 칭량하여 조합한 원료분말을 백금도가니에 넣고 800℃ 에서 1시간 용융시킨 후 금형으로 성형하였고, 얻어진 각 시료에 대하여 열팽창계수, 전이온도, 재결정 발생 유무를 조사하였으며, 그 결과를 표에 나타내었다.

열팽창계수 및 전이온도는 각 유리를 5φ×25 mm 크기로 가공한 후 열팽창 측정기를 사용하여 측정하였다. 재결정 발생 유무는, 다결정 페라이트 기판 위에 3 ×3 ×3 mm 크기의 유리 시편을 놓고, 질소 분위기 상태에서 전기로를 사용하여 450℃ 에서 20분간 유지한 후, 실온까지 냉각시킨 다음, 페라이트 기판과의 계면 부위 및 유리 내부를 광학현미경으로 관찰하여 확인하였다.

표에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예인 시료 No. 1~3은 상온~250℃의 열팽창계수가 107~115 ×10^-7/℃, 전이온도가 293~298℃이며, 각 시료 모두 재결정이 발생하지 않았다. 이에 반하여 비교예인 시료 No. 4는 상온~250℃ 의 열팽창계수가 111 ×10^-7/℃이고 전이온도가 298℃ 로 실시예와 비슷하지만, 재결정이 발생하였다. 또한 비교예인 시료 No. 5는 전이온도가 291℃이고 재결정이 발생하지 않았으나, 열팽창계수가 124 ×10^-7/℃로 너무 큰 문제점이 발생하였다. 이는 실시예 시료 No. 1~3이 알칼리 금속 산화물인 Na₂O 나 K₂O 대신에 유리를 저융점화 시키면서 열팽창계수를 덜 커지게 하는 Cu₂O 성분을 함유하고 있기 때문으로 판단된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 자기헤드 고정용 접합유리는 자기헤드 고정용 접합유리로서 요구되는 특성들을 모두 만족시키며, 특히 열처리 시에 재결정이 발생하지 않기 때문에 자기헤드, 특히 MIG 형 자기헤드 코어를 탑 쉴드의 틈에 접합하여 고정시키는데 매우 적합하다.

Claims (1)

1. 중량 백분율로, 50≤PbO≤90%, 5≤B₂O₃≤20%, 0＜ZnO≤15%, 0＜Cu₂O≤10%, 0≤Bi₂O₃≤5%, 0＜SiO₂≤5%로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기헤드 고정용 접합유리.