KR100690460B1 - 자기 헤드용 비자성 기판과 자기 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비자성 기판의 내마모성과 기계 가공 특성을 향상시킨다. 자기 코어를 구성하는 자성층의 가드 부재로서의 비자성 기판은 TiO₂를 주성분으로 함유하는 비자성 재료에 의해 형성된다. 또한, 비자성 기판이 TiO₂와 NiO를 주성분으로 함유하는 비자성 재료에 의해 형성될 때, TiO₂의 함유량은 70몰% 이상으로 설정된다.

자기 헤드, 비자성 기판, TiO2, NiO, MR 헤드, 자기저항 소자, 자기 기록/재생 장치, 내마모성, 기계 가공 특성

Description

자기 헤드용 비자성 기판과 자기 헤드{NON-MAGNETIC SUBSTRATE FOR A MAGNETIC HEAD AND MAGNETIC HEAD}

도1은 본 발명에 따른 자기 헤드의 예로서 도시하는 적층형 자기 헤드의 개략 사시도.

도2는 자기 헤드의 매체 활주면을 도시하는 개략 평면도.

도3은 본 발명에 따른 자기 헤드의 다른 예로서 도시하는 윈체스터형 슬라이더를 갖는 자기 헤드의 개략 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 자기 헤드

2 : 제1 자기 코어 반체

3 : 제2 자기 코어 반체

4 : 비자성 기판

5 : 자성층

6 : 접촉폭 규제홈

7 : 권선 창

20 : 자기 헤드

21 : 비자성 기판

22 : 자기 헤드 소자

본 발명은 주면 위에 자기 헤드를 구성하는 다양한 구성 요소를 가지는 자기 헤드용 비자성 기판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 기록 및/또는 재생을 수행하기 위한 다양한 구성 요소를 가지는 자기 헤드에 관한 것이다.

자기 헤드는 자기 기록/재생 장치에 장착되어 자기 기록 매체에 대해 정보 신호의 기록 및/또는 재생(이하, 기록/재생이라 칭함)을 수행한다. 이러한 자기 기록/재생 장치는 예를 들면, 고속으로 회전하는 드럼에 자기 헤드를 구비하고 이 드럼을 따라 테이프형의 자기 기록 매체를 활주 이동시켜서 소위 헬리컬 스캔 방식에 의해 기록/재생을 수행하는 비디오 테이프 레코더(Video Tape Recorder, VTR)와 디지털 오디오 테이프(Digital Audio Tape, DAT) 같은 것일 수 있다. 또한, 자기 디스크 및 광자기 디스크와 같은 디스크형의 자기 기록 매체에 대해 자기 헤드에 의해 기록/재생을 수행하기 위해 하드 디스크 드라이브(HDD)와 플로피 디스크 드라이브(FDD)가 사용된다.

자기 헤드는 일반적으로 고투자율을 가진 자성 재료로 만들어진 자기 코어 주위에 감긴 코일에 의해 구성된다. 이러한 자기 헤드는 자기 코어와 코일 사이의 전자 유도를 이용하여 자기 기록 매체에 대해 기록/재생을 수행하기 때문에, 전자 유도형 자기 헤드라고 불리운다.

종래의 자기 헤드는 자기 갭을 거쳐 결합된 벌크 자성 재료를 기계 가공함으로써 만들어진 두개의 자기 코어 반체로 구성된 자기 코어를 구비하고 있다. 그러나, 최근에 자기 신호의 고기록 밀도화가 진행되고 있으며, 미세한 자기 신호를 정확하게 기록/재생하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 벌크 재료를 기계 가공함으로써 자기 코어가 형성되는 종래의 자기 헤드는 충분히 좁은 트랙과 충분히 좁은 갭을 얻을 수가 없다.

이를 해결하기 위해, 적층형 자기 헤드, 박막형 자기 헤드, 자기저항 헤드(MR 헤드)와 같은 고기록 밀도화를 위한 자기 헤드가 제안되었고 실용화되었다.

적층형 자기 헤드는 다음과 같이 구성된다. 가드(guard) 재료와 같은 비자성 기판에 의해 금속 자성층이 개재됨(sandwiched)으로써 자기 코어 반체를 얻는다. 한쌍의 자기 코어 반체가 글래스 용착 등에 의해 서로 부착된다. 적층형 자기 헤드에서는 한쌍의 자기 코어 반체가 글래스를 거쳐 연결됨으로써, 금속 자성층이 자기 코어로써 역할을 한다.

박막형 자기 헤드에서는 자기 코어 및 자기 코일과 같은 다양한 헤드 부재가드라이 에칭과 같은 다양한 박막 가공 기술에 의해서 비자성 기판에 형성되어 있다. 다양한 헤드 부재가 박막 가공 기술에 의해 형성되는 박막형 자기 헤드는 고정밀도의 자기 헤드를 대량으로 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다.

MR 헤드는 비자성 기판 위에 자기저항 소자(MR 소자)가 형성되어 있고 재생 전용으로 쓰인다. 자기 코일을 필요로 하지 않는 MR 헤드는 소형으로 생산될 수 있고 고감도를 갖는다. 따라서, MR 헤드는 고기록 밀도화를 위한 자기 헤드로서 주목을 받고 있다.

상술한 다양한 자기 헤드에 있어서, 비자성 기판은 MnO-NiO, Al₂O₃-TiC 등으로 만들어진다.

상술한 MnO-NiO계 재료와 Al₂O₃-TiC계 재료는 예를 들어 페라이트 단결정보다 더 작은 내마모성을 가진다. 따라서, 이러한 재료로 형성된 비자성 기판을 가지는 자기 헤드는 페라이트 단결정으로 형성된 자기 코어를 가지는 페라이트 자기 헤드 및 미그(MIG:metal in gap) 자기 헤드와 비교해서, 자기 기록 매체의 활주에 의한 마모가 더 크다. 즉, 자기 헤드로서의 수명 주기가 매우 짧다는 문제점이 있다. 이러한 마모는 특히 저온 다습한 환경에서 사용될 때 현저하게 된다.

또한, 상기 MR 헤드의 경우에 비자성 기판이 마모되면, MR 소자의 바이어스 상태와 저항치가 초기 상태로부터 크게 벗어나게 되어 재생 출력과 출력 파형을 떨어뜨리게 된다. 자기 기록 매체가 활주하지 않는 부상형 자기 헤드로서 MR 헤드가 사용될 때, 비자성 기판의 마모 문제는 없어진다. 그러나, MR 헤드가 헬리컬 스캔 방식으로 재생을 하는 비디오 테이프 레코더에 사용될 때, 비자성 기판은 마모 문제를 갖게 되고 재생 동작에서 안정된 고정확도를 얻기가 어렵다.

또한, 상술한 MnO-NiO 또는 Al₂O₃-TiC로 형성된 비자성 기판을 가지는 자기 헤드는 제조 공정 중에 자기 기록 매체의 활주면을 연삭할 때 숫돌이 쉽게 마모되는 문제점을 갖는다. 즉, 상기 자기 헤드는 숫돌의 잦은 교체를 필요로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 가지는 자기 헤드용 비자성 기판을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 갖는 비자성 기판을 구비하는 자기 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판은 TiO₂를 주성분으로 함유하는 비자성 재료에 의해 형성된다.

상술한 구성의 자기 헤드용 비자성 기판은 충분히 우수한 내마모성을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판은 TiO₂와 NiO를 주성분으로 하고 TiO₂의 함유량이 70몰% 이상, 100몰% 미만으로 되는 비자성 재료에 의해 형성된다.

상술한 구성의 자기 헤드용 비자성 기판은 충분히 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 자기 헤드는 기록 및/또는 재생을 수행하기 위한 구성요소들이 배치된 비자성 기판을 포함하며, 상기 비자성 기판은 TiO₂를 주성분으로 함유하는 비자성 재료에 의해 형성된다.

상술한 구성의 자기 헤드는 충분히 우수한 내마모성을 가지며, 자기 기록 매체의 활주에 의한 마모를 억제시킨다.

또한, 본 발명에 의한 자기 헤드는 기록 및/또는 재생을 수행하기 위한 구성요소들이 배치된 비자성 기판을 포함한다. 상기 비자성 기판은 TiO₂와 NiO를 주성분으로 함유하고 TiO₂의 함유량이 70몰% 이상, 100몰% 미만으로 되는 비자성 재료에 의해 형성된다.

상술한 구성의 자기 헤드는 충분히 우수한 내마모성을 가지며, 자기 기록 매체의 활주에 의한 마모를 억제시킨다. 또한, 상기 자기 헤드는 충분히 우수한 기계 가공 특성을 가지며 연삭에 소요되는 시간을 단축시킴으로써, 생산성 향상에 기여할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대한 설명을 한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 자기 헤드의 한 예로서 도1에 도시된 바와 같은 자기 헤드(1)에 대해 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 자기 헤드(1)는 자기 갭 Gp를 거쳐 서로 부착되어 단일 블럭으로 만들어지는 제1 자기 코어 반체(2)와 제2 자기 코어 반체(3)를 포함하고 있다. 또한, 제1 자기 코어 반체(2)와 제2 자기 코어 반체(3)의 각각은 한쌍의 비자성 기판(4)에 의해 개재되어 단일 블럭으로 만들어지는 자성층(5)을 포함한다. 상기 자기 헤드(1)에서, 제1 자기 코어 반체(2)와 제2 자기 코어 반체(3)는 각각의 자성층(5)의 단부면이 자기 갭 Gp를 거쳐 서로 부착되고 글래스 용착에 의해 단일 블럭으로 만들어져서 서로 부착된다.

또한, 제1 자기 코어 반체(2)의 자성층(5)과 제2 자기 코어 반체(3)의 자성 층(5)은 자기 갭 Gp를 거쳐 서로 부착되어 자속이 흐르는 폐쇄 루프, 즉 자기 코어를 구성한다. 이러한 자기 헤드(1)에 있어서, 트랙 폭 Tw는 자기 코어를 구성하는 자성층(5)의 양측에 배치된 비자성 기판(4)이 비자성체이기 때문에, 자성층(5)의 막 두께에 의해 규제된다.

자기 헤드(1)에는 자기 기록 매체가 활주하는 매체 활주면(1a)의 양측부에 자기 기록 매체의 활주 방향을 따라 접촉폭 규제홈(6)이 형성되어 있다. 즉, 자기 헤드(1)에서 매체 활주면(1a)의 접촉폭 방향의 길이가 한쌍의 접촉폭 규제홈(6)에 의해 규제된다.

또한, 자기 헤드(1)에는 제1 자기 코어 반체(2)와 제2 자기 코어 반체(3)의 접촉면에서 자기 갭 Gp의 깊이 Dp 방향의 길이를 규제하고 코일(도시되지 않음)을 감기 위한 권선 창(7)이 형성되어 있다. 이러한 자기 헤드(1)에서, 코일은 이러한 권선 창에 감겨 있다.

자기 헤드(1)가 자기 기록 매체에 대해 기록 동작을 수행할 때, 기록 신호에 대응하는 전류가 코일에 공급되어서 자성층(5)에 의해 구성되는 자기 코어에 자속이 발생한다. 이러한 자속이 매체 활주면(1a) 위에서 자기 갭 Gp로부터 누출되고, 누출된 자속이 자기 기록 매체에 인가되어 자기 기록 매체 상에 자기 신호를 기록한다.

또한, 자기 헤드(1)가 자기 기록 매체에 대해 재생을 수행할 때, 자기 헤드(1)는 자기 기록 매체에 기록된 자기 신호를 자기 갭 Gp를 통해 검출하고 자기 신호에 대응하는 자속을 자기 코어에 발생시킨다. 자기 코어에 발생된 자속은 코 일에 의해 전기 신호로 변환된다. 따라서, 자기 기록 매체에 기록된 자기 신호는 전기 신호로 재생된다.

도2를 참조하면, 자기 헤드(1)에 있어서 자성층(5)은 절연막(13)을 거쳐 적층된 다수의 단위 적층막(12)으로 구성되어 있다. 각각의 단위 적층막은 자성 박막(10)과 비자성 박막(11)을 교대로 적층하여 구성된다. 즉, 자기 헤드(1)는 소위 적층형 자기 헤드로 구성되어 있다. 자기 코어를 구성하는 자성층(5)이 상기의 적층 구조를 가지는 자기 헤드(1)는 와전류 손실의 저감을 가져오고 헤드 효율을 향상시킬 수 있다. 도2는 자기 헤드(1)의 매체 활주면(1a)을 확대시켜 도시한 도면임을 주목해야 한다. 또한, 도2는 자성층(5)의 적층 구조의 일부만을 도시한 것이다.

자기 헤드(1)에서, 자성층(5)은 다음과 같은 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 자성 박막(10)은 CoZrNbTa 비정질(amorphous) 재료에 의해 240nm 정도의 막 두께로 형성되고, 비자성 박막(11)은 SiO₂에 의해 10nm 정도의 막 두께로 형성되며, 절연막(13)은 SiO₂에 의해 200nm 정도의 막 두께로 형성된다. 또한, 자기 헤드(1)에서, 예를 들어 단위 적층막(12)은 비자성 박막(11)을 거쳐 적층된 8개의 자성 박막(10)에 의해 형성될 수 있고, 7개의 단위 적층막(12)이 절연막(13)을 거쳐 적층된다.

본 발명은 예로써 여기에 도시된 재료와 적층 구조에 한정되지 않고 목적과 기록/재생 특성에 따라 다양한 재료와 적층 구조를 선택할 수 있다. 보다 구체적 으로는, 자성 박막은 FeTaN/Pt 합금에 의해 330nm 정도의 막 두께로 형성될 수도 있고, 또는 단위 적층막(12)이 절연막(13)을 거쳐 5층으로 적층되어 구성될 수도 있다. 또한, 자성 박막(10)은 Fe, Ni, 및 Co로 구성된 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 원소와 P, C, B, 및 Si로 구성된 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 원소로 된 비정질 합금, 또는 이 원소들을 주성분으로 함유하고 Al, Ge, Be, Sn, In, Mo, W, Ti, Mn, Cr, Zr, Hf, Nb 등을 첨가한 메탈-메탈로이드 합금, 또는 Co, Hf, Zr 등과 같은 천이 원소와 희토류 원소를 주성분으로 함유하는 메탈-메탈 비정질 합금으로 구성될 수도 있다.

또한, 자성 박막(10)은 양호한 연자기 특성을 나타내는 자성 박막층과 Pt, Ag, Au, Pd 등에 의해 형성된 금속 박막층이 적층된 구조로 형성될 수도 있다. 이로써, 자기 헤드(1)는 자성층(5)의 자기적 이방성을 억제할 수 있다.

자기 헤드(1)에 있어서, 비자성 기판(4)은 자기 코어를 구성하는 자성층(5)을 자기 기록 매체에 대해 보유시키는 가드 부재로서의 기능을 갖는다. 매체 활주면(1a)을 따른 자기 기록 매체의 활주에 의해 비자성 기판(4)이 마모되면, 깊이 Dp는 단시간에 마모되고 정상적인 기록/재생 동작이 불가능해진다. 또한, 비자성 기판(4)이 마모되면, 자기 갭 Gp의 형상과 깊이 Dp가 변화하여 기록/재생 특성을 저하시킨다.

그러나, 자기 헤드(1)에 있어서, 비자성 기판(4)은 TiO₂를 주성분으로 하는 비자성 재료에 의해 형성되어 있다. 따라서, 비자성층(4)은 충분한 내마모성을 가 지며, 자기 기록 매체의 활주로 인한 마모를 억제한다. 따라서, 자기 헤드(1)는 비록 고전송율을 확보하기 위해 매체 활주면(1a)을 따라 고속으로 자기 기록 매체가 미끄러진다 해도, 매체 활주면(1a)의 마모량을 억제하여 길고 안정된 사용 수명을 얻을 수가 있다.

또한, 비자성 기판(4)은 TiO₂와 NiO를 주성분으로 하는 비자성 재료에 의해 형성될 수 있다. 비자성 기판(4)이 TiO₂와 NiO를 주성분으로 하는 비자성 재료에 의해 형성될 경우, 기계 가공 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 소결성을 향상시키는 것이 가능하다. 특히, 접촉폭 규제홈(6)을 숫돌을 사용하여 연삭할 때, 숫돌의 마모량을 억제하는 것이 가능하고, 따라서 생산성을 향상시킬 수 있다. 이런 경우에, 숫돌의 마모량을 고려하면, 후술하는 바와 같이 TiO₂의 함유량을 70몰% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비자성 기판(4)을 자기 헤드(1)의 가드 부재로 사용함으로써, 매체 활주면(1a)의 마모량을 억제하고, 자기 헤드(1)의 생산성을 증가시키도록 기계 가공 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 장시간동안 사용될 수 있는 자기 헤드를 실현하는 것이 가능하다. 자기 헤드용 비자성 기판은 상술한 자기 헤드(1)에 대한 사용에만 한정되지 않고, 상술한 장점을 가지고 다양한 다른 자기 헤드에도 적용될 수 있다는 사실에 주목해야 한다.

본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판은 도3에 도시된 바와 같은 자기 헤드(20)에도 또한 적용될 수 있다. 자기 헤드(20)는 소위 윈체스터형 슬라이더인 비자성 기판(21)과 상기 비자성 기판(21)의 일측에 부착된 자기 헤드 소자(22)를 포함한다. 도3에 도시된 파선은 자기 헤드의 매체 활주면 위에 자기 헤드(20)의 종방향으로 형성된 홈을 도시하고 있음을 주목해야 한다. 이러한 홈이 자기 헤드(20)의 매체 활주면 위에 형성되어 있기 때문에, 자기 기록 매체에 대해 부상량과 부상 각도를 조정하는 것이 가능하다.

자기 헤드(20)에 있어서, 본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판으로서 비자성 기판(21)이 형성될 수 있으며, 이는 이것이 자기 헤드 소자(22)의 기판으로 사용될 수 있다. 이로써, 자기 헤드(20)는 상술한 자기 헤드(1)와 같은 방식으로 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 가질 수 있다.

자기 헤드(20)에 있어서, 자기 헤드 소자(22)는 자성 재료에 의해 형성된 자기 코어를 포함하는 소위 인덕턴스형 자기 헤드로 형성되거나, 또는 자기저항효과에 의해 자기 기록 매체에 기록된 자기 신호를 판독하는 자기저항 소자를 포함하는 소위 MR형 자기 헤드로 형성될 수도 있다는 사실에 주목해야 한다.

또한, 본 발명에 따른 자기 헤드 기판은 상술한 자기 헤드(1)와 자기 헤드(20)에 한정되지 않고, 다양한 인덕턴스형 자기 헤드와 MR형 자기 헤드에도 적용될 수 있다. 또한, 광자기 기록 매체에 대해 기록이 수행될 때 바이어스 자계를 인가하기 위한 자기 헤드에도 적용될 수 있다. 게다가, 본 발명에 따른 자기 헤드 기판은 특정한 자기 헤드의 구조나 슬라이더 모양, 또는 목적 등에 한정되지 않는다.

특히 MR형 자기 헤드에서는, 가드 부재로서의 비자성 기판이 마모되면, MR 소자의 바이어스 상태와 저항치가 크게 변화된다. 이로 인해, MR형 자기 헤드를 예를 들어 자기 기록 매체와의 상대 활주 속도와 활주량이 큰 헬리컬 스캔 방식의 기록/재생에 적용하는 것이 어려웠다. 그러나, 본 발명에 따른 자기 헤드 기판을 MR형 자기 헤드에 적용함으로써, MR형 자기 헤드의 가드 부재의 마모량을 줄이는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 비자성 기판을 MR형 자기 헤드에 적용함으로써, MR형 자기 헤드의 특성과 고기록 밀도화를 위한 고감도를 동시에 얻으며, 헬리컬 스캔 방식을 사용하는 것이 가능하다.

다음으로, 자기 헤드 기판을 실제로 제작하여 내마모성과 기계 가공 특성에 대한 평가 시험을 한 것에 대해 설명한다. 먼저, 아래와 같이 NiO의 함유량이 다른 다수의 기판 샘플을 준비했다.

즉, TiO₂와 NiO의 함유량이 소정 비율이 되도록 시판되는 TiO₂ 분말과 NiO 분말을 계량했다. 분말들을 볼밀(ball mill)속에 넣고 순수를 가하여 24시간 동안 습식 혼합을 했다. 다음으로, 얻어진 혼합물을 100℃에서 20시간 이상 건조시키고, 이시까와식 라이카이(Raikai) 기계에 의해 거칠게 분쇄한 후, 그 분쇄물을 900℃에서 5시간 이상 하소(calcined)시켰다. 다음으로, 이러한 하소 소결체를 다시 이시까와식 라이카이 기계에 의해 분말로 분쇄시켰다.

다음으로, 이 분쇄된 분말에 다시 순수를 가하고 볼밀에서 24시간 동안 습식 혼합시켰다. 다음으로, 얻어진 혼합물을 100℃에서 20시간 이상 건조시키고 이시까와식 라이카이 기계에 의해 분쇄시켰다. 그리고 나서, 폴리비닐 알코올(PVA)의 10중량% 수용액을 전체 분말 중량의 10중량% 만큼 가하여 그 혼합물을 펠릿(pellet)으로 만들었다.

다음으로, 상기 펠릿이 80Mpa의 압력에 의해 평판 모양으로 압착되고, 산소 중에서 1200℃에서 1400℃ 사이의 온도 범위로 소성되었다. 다음으로, Ar 가스에 의해 100MPa로 가압하면서, 1100℃에서 1350℃의 온도 범위에서 HIP(Hot Isotropic Press) 처리를 하여 TiO₂의 함유량이 다른 다수의 기판 샘플을 제작했다.

내마모성의 평가 시험

다수의 기판 샘플을 상술한 자기 헤드와 유사한 모양으로 가공하여 VTR용 더미(dummy) 헤드를 제작하였다. 각각의 더미 헤드는 폭이 1.5㎜, 높이가 2㎜, 두께가 0.2㎜인 크기를 갖는다. 자기 기록 매체가 미끄러지는 매체 활주면(1a)의 접촉폭은 80㎛로 설정되었다. 또한, 매체 활주면(1a)의 접촉폭 방향의 곡률은 R 6㎜로 설정되었다.

상기 더미 헤드를 소니 주식회사 제품인 데이터 저장 테이프 드라이브 데크(SDX-S300C)에 장착하고, 소니 주식회사 제품인 Co 합금 박막 증착 테이프(SDX-T3N)를 10℃ 및 50% RH의 환경에서 1000 시간 동안 주행시켰다. 드럼으로부터 더미 헤드의 돌출량의 변화를 마모량으로 측정하였다. 마모량이 작아질수록 내마모성이 더 양호해진다는 사실을 주목해야 한다. 드럼으로부터 더미 헤드의 돌출량의 초기치는 30㎛로 설정되었다.

기계 가공 특성의 평가 시험

이 평가를 위해, 상기에서 얻어진 다수의 기판 샘플에 대해 통상 사용되고 있는 슬라이싱 머신을 사용하여 회전 숫돌을 50 패스만큼 삽입하였다. 각각의 기판 샘플에 대해, 회전 숫돌의 마모량을 검사하였다. 즉, 회전 숫돌의 초기 홈 깊이와 50 패스후의 홈 깊이를 각각의 기판 샘플에 대해 측정하였다. 회전 숫돌의 마모량이 작을수록, 기계 가공 특성이 더 양호하다. 이 평가에 사용된 숫돌은 SD3/8(R200)이다. 회전수는 5000rpm, 회전 숫돌의 이송 속도는 30 mm/min., 그리고 절삭 깊이는 0.1mm로 설정되었다.

표1은 각각의 기판 샘플에 대한 평가 결과를 보여준다. 표1은 또한 기판 샘플과 동일한 모양으로 가공된 비교예들을 포함하고 있음을 주목해야 한다. 비교예들은 종래 사용되었던 재료들로 만들어졌다. 즉, 제1 비교예는 MnO-Nio 재료로 만들어졌고, 제2 비교예는 Al₂O₃-TiC로 만들어졌으며, 제3 비교예는 MnZn 페라이트 재료로 만들어졌다.

	재료 조성(몰%)		마모량 (㎛)	숫돌의 마모량 (㎛)
	TiO2	NiO
제1 기판 샘플	0	100	15	25
제2 기판 샘플	10	90	11	20
제3 기판 샘플	20	80	9	15
제4 기판 샘플	30	70	6	10
제5 기판 샘플	40	60	4	8
제6 기판 샘플	50	50	0.1	7
제7 기판 샘플	55	45	0.1	6
제8 기판 샘플	60	40	0.1	5
제9 기판 샘플	65	35	0.1	4
제10 기판 샘플	70	30	0.1	1
제11 기판 샘플	75	25	0.1	1
제12 기판 샘플	80	20	0.1	1
제13 기판 샘플	85	15	0.1	1
제14 기판 샘플	90	10	0.1	1
제15 기판 샘플	95	5	0.1	1
제16 기판 샘플	100	0	0.1	1
제1 비교예	MnO-NiO		8	20
제2 비교예	Al2O3-TiC		4	15
제3 비교예	MnZn 페라이트		4	1

표1로부터 명확한 바와 같이, TiO₂ 를 40몰% 이하로 함유한 제1 내지 제5 기판 샘플은 MnZn 페라이트 재료로 제작된 제3 비교예보다 마모량이 더 크다. 따라서, 제1 내지 제5 기판 샘플이 자기 헤드 가드 부재 또는 슬라이더로 사용되면, 마모량이 너무 커서 사용 수명을 단축시키게 된다.

또한, TiO₂를 70몰% 이하로 함유한 제1 내지 제9 기판 샘플은 제3 비교예에 비해서 숫돌의 마모량이 4배 이상 더 크다. 특히, TiO₂를 20몰% 이하로 함유한 제1 내지 제3 기판 샘플은 MnO-NiO 재료로 제작된 제1 비교예와 Al₂O₃-TiC 재료로 제작된 제2 비교예보다 숫돌의 마모량이 같거나 더 크다. 따라서,제1 내지 제9 기판 샘플은 기계 가공 특성이 나쁘고, 이들이 자기 헤드 가드 부재 또는 슬라이더에 적용될 때는 생산성을 향상시키기가 어렵다.

반대로, TiO₂를 70몰% 이상으로 함유한 제10 내지 제16 기판 샘플은 극히 양호한 내마모성을 나타내는 바, 즉 매체 활주면의 마모량이 제2 및 제3 비교예의 약 1/40 정도이다. 또한, 제10 내지 제16 기판 샘플은 숫돌 마모량이 제3 비교예와 같아서, 즉 양호한 기계 가공 특성을 보여준다.

또한, 표1로부터 명확한 바와 같이, NiO의 함유량이 증가하고 TiO₂의 함유량이 감소함에 따라, 매체 활주면의 마모량과 숫돌의 마모량은 증가한다. 따라서, 자기 헤드용 비자성 기판은 TiO₂를 주성분으로 함유한 재료로 제작되는 것이 바람직하다. 그러나, 상술한 바와 같이 NiO를 혼합함으로써, 자기 헤드용 비자성 기판의 소결성을 향상시켜 생산성을 향상시키는 것이 가능하다. 이러한 점을 고려하면, NiO를 혼합하여 TiO₂와 NiO를 주성분으로 함유하는 재료로 비자성 기판을 제작할 때에는, TiO₂의 함유량을 70몰% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이상의 결과로부터, TiO₂를 주성분으로 함유한 재료로 제작된 자기 헤드용 비자성 기판 또는 TiO₂의 함유량을 70몰% 이상으로 하여 TiO₂와 NiO를 주성분으로 함유한 재료로 제작된 자기 헤드용 비자성 기판은 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 보임을 알 수 있다. 또한, 이러한 자기 헤드용 비자성 기판을 구비한 자기 헤드는 우수한 내마모성과 기계 가공 특성, 길고 안정된 사용 수명, 및 높은 생산성을 보인다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판은 충분히 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 가지고 있다. 따라서, 이러한 비자성 기판을 사용하여 제작된 자기 헤드는 헬리컬 스캔 방식에 의해 기록/재생이 수행되는 경우와 같이 자기 기록 매체의 활주에 사용될 때에도 비자성 기판의 마모량을 억제하고 길고 안정된 사용 수명을 가질 수 있다. 또한, MR 헤드가 이러한 비자성 기판을 이용하여 제작되면, MR 소자의 바이어스 상태와 저항치의 변화를 억제하고 고신뢰성을 가진 고기록 밀도용 자기 헤드를 실현하는 것이 가능하다. 게다가, 본 발명에 따른 자기 헤드용 비자성 기판은 충분히 우수한 기계 가공 특성을 가지며 자기 헤드 제조 공정 중에 숫돌의 교체 횟수를 줄일 수 있음으로써, 자기 헤드의 생산성 향상에 기여할 수 있다.

더우기, 본 발명에 따른 자기 헤드는 충분히 우수한 내마모성과 기계 가공 특성을 갖는다. 따라서, 자기 기록 매체가 활주하는 헬리컬 스캔 방식에 의해 기록/재생을 행하도록 자기 헤드가 사용될 때에도, 자기 기록 매체의 활주면의 마모량을 억제하는 것이 가능하여, 길고 안정된 사용 수명을 얻을 수 있다. 또한, 특히 MR 헤드가 본 발명에 따라 제작되면, MR 소자의 바이어스 상태와 저항치의 변화를 억제하고 고신뢰성을 가진 고기록 밀도용 자기 헤드를 실현하는 것이 가능하다. 게다가, 본 발명에 따른 자기 헤드는 충분히 우수한 기계 가공 특성을 가지고 숫돌의 교체 횟수를 줄임으로써 생산성 향상에 기여하게 된다.

Claims (10)

1. TiO₂와 NiO로 이루어지는 비자성 재료에 의해 형성되며,

   TiO₂의 함유량이 70몰% 이상 그리고 100몰% 미만인 자기 헤드용 비자성 기판.
2. 기록 및/또는 재생을 수행하기 위한 구성요소가 배치된 비자성 기판을 포함하는 자기 헤드이며,

   상기 비자성 기판은 TiO₂와 NiO로 이루어지는 비자성 재료에 의해 형성되며, TiO₂의 함유량이 70몰% 이상 그리고 100몰% 미만인, 자기 헤드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 구성요소는 자기저항효과에 의해 자기 신호를 판독하는 자기저항 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
4. 제2항에 있어서,

   상기 구성요소는 자성 재료에 의해 형성된 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
5. 제4항에 있어서,

   한쌍의 상기 비자성 기판들 사이에 개재된 자성층을 각각 포함하는 한쌍의 자기 코어 반체가 자기 갭을 거쳐 단일 블럭으로 만들어지고,

   상기 자성층이 자기 코어를 구성하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.
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