KR19990086629A - 미그형 자기 헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미그형 자기헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 일측에 트랙홈 및 권선홈이 형성되어 코일이 감긴 하나의 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B)을 서로 맞대어 부착한 접합면의 일단에 수직한 방향으로 제 2 절연층이 소정두께로 형성된 테이프 접촉면이 형성되며, 상기 권선홈의 일단에 자기저항센서가 형성되며, 상기 자기저항센서의 하부로부터 상기 절연층의 일측면에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 재질의 제 2 자성금속박막이 형성되며, 상기 제 2 자성금속박막의 일측면에 제 1 절연층이 형성되며, 상기 제 1 절연층 및 제 2 절연층의 일측면에 고포화자속밀도의 제 1 자성금속박막이 형성된다.

따라서, 기록시에는 포화자속밀도가 높은 제 1 자성금속박막 사이에서 발생되는 누설자장으로 고밀도 기록을 실현할 수 있으며, 재생시에는 고출력과 주파수 특성이 우수한 자기저항센서를 통해 기록된 정보를 읽을 수 있다.

Description

미그형 자기 헤드 및 그 제조방법

본 발명은 자기기록재생장치에 사용되는 자기 헤드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미그형 자기 헤드에 재생전용 자기저항소자를 장착한 미그 형 자기 헤드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 각종 정보기록 분야에서는 정보를 기록하는 기록 매체의 장시간 사용을 위해 기록매체의 보자력(H_C)이 수천 에르스테드(O_e)로 증가된 고밀도 기록방식이 채택되고 있으며, 기록 매체의 보자력 증가에 대응하기 위해 포화자속밀도를 향상시킨 자기 헤드의 새로운 재질 및 특성 향상이 이루어지고 있다.

비디오 카세트 레코더용 헤드는 기존의 아날로그 방식의 사용으로는 이미 극점에 달하고 있으며 최근에는 고화질화 추구를 위한 화상, 캐리어의 디지탈화가 진행되어 티지탈 비디오 카세트 레코더가 실용화되고 있으며 기록밀도도 점차 고밀도화 되고 있다.

또한, 디지탈 비디오 카세트 레코더용 테이프도 보자력이 높은 금속 테이프를 채용하고 있어 페라이트 코어에 포화자속밀도가 높은 센더스트나 비정질금속을 스퍼터링하여 사용하는 미그형 자기 헤드(MIG Type Magnetic Head)가 채용되고 있다. 여기서 미그형(MIG)이라 함은 메탈-인-갭(metal-in-gap)의 약자로서 자기갭(G)의 양측면에 포화자속밀도가 높은 센더스트(Sendust) 또는 비정질(Amorphous)의 자성금속박막이 개재되는 타입을 의미하는 것이다.

도 1은 종래의 미그형 자기 헤드의 일예를 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 미그형 자기 헤드는 코일(4)이 감긴 한쌍의 자기코어(1)를 서로 맞대어 부착한 것으로, 그 부착면의 선단부에는 절연재질(SiO₂)로 이루어진 미세한 자기갭이 형성되며, 이 자기갭(G)의 양면에는 자성금속박막(3)이 개재되어 있다.

일반적으로, 자기코어(1)는 기록 전류를 작게하기 위해 항자력이 약하며 재생감도를 높이기 위해 투자율이 높은 페라이트재질로 이루어지며, 자성금속박막(3)은 포화자속밀도가 높은 센더스트(Sendust) 또는 비정질(Amorphous)의 재료로 이루어진다.

센더스트 또는 비정질 재료는 자기갭(G) 양면에 개재되어 정보의 기록/재생시 신호 전류 증가에 대한 자속량의 변화영역을 확장시킨다.

한편, 자기 헤드는 마모에 대해 강해야 하며, 정밀 가공하기가 쉬워야 한다. 페라이트는 단단하고도 여린 재료로서 당초에는 정밀가공이 곤란하였으나 근래에 들어와서는 별로 문제가 되지 않게되었다.

센더스트나 비정질 재료는 페라이트에 비해 무른 재료이므로 페라이트로 외부를 둘러싸고 직접 기록/재생하는 자기갭 형성부분에만 형성되어 있다.

이와같은 구성을 갖는 종래의 자기 헤드의 동작은 다음과 같다.

기록 매체가 일정속도로 자기갭(G)의 표면, 테이프 접촉면(2)을 주행하게 될 때 패러데이(Faraday)의 유도법칙에 따라 자속의 시간 변화율에 비례하는 기전력이 코일(4)에 유기되어서 미그형 자기헤드에 일정한 크기를 갖는 입력 신호 전류를 발생시키거나, 입력 신호 전류에 따라 자기갭(G)에서는 기록 자장값이 외부로 누설되어 자기갭(G)의 표면을 주행하는 기록매체의 일단에는 일정방향으로 자화방향이 변화된 기록자장이 형성되게 된다.

한편, 기록매체의 일단이 미그형 자기헤드로부터 일정 경계 영역을 통과하게 되면 자기갭(G)에서 누설되는 자장의 크기는 기록 매체의 보자력보다 커지게 되므로 기록 매체의 일단에서 자화방향의 변화는 그 상황에서 고정되어 개별 트랙(Track)을 형성하게 되고 개별 트랙이 연속적으로 기록/재생되면서 정보의 기록/재생이 이루어진다.

그런데 이와같은 종래의 미그형 자기 헤드는 자기코어(1)와 자성금속박막(3) 사이의 접촉영역에서 원하지 않는 의사갭(pseudo-gap)이 형성됨으로 인해 자속이 누설되어 원하지 않는 정보를 읽어들이거나 재생하게 되어 리플(Ripple)을 발생시켜 재생특성을 저하시키는 문제가 있다.

이와같은 의사갭은 제조공정 중 자기코어(1)를 융착하는 공정중에 자기코어(1)의 페라이트중의 산소분자(O₂)가 확산되어 자성금속박막(3)의 재질인 센더스트(Fe-Al-Si)중의 규소(Si), 알루미늄(Al) 원자와 결합하게 되어 그 접합면에 또다른 SiO₂층이 형성되어 의사 갭 현상이 발생되는 것이다.

따라서, 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기록시 에는 고밀도의 자기를 발생시키는 자성금속박막에 의해 기록되며 재생시에는 자기저항센서에 의해 재생되도록하여 의사갭(pseudo-gap) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 자기헤드 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 일측에 트랙홈 및 권선홈이 형성되어 코일이 감긴 하나의 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B)을 서로 맞대어 부착한 접합면의 일단에 수직한 방향으로 제 2 절연층이 소정두께로 형성된 테이프 접촉면이 형성되며, 상기 권선홈의 일단에 자기저항센서가 형성되며, 상기 자기저항센서의 하부로부터 상기 절연층의 일측면에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 재질의 제 2 자성금속박막이 형성되며, 상기 제 2 자성금속박막의 일측면에 제 1 절연층이 형성되며, 상기 제 1 절연층 및 제 2 절연층의 일측면에 고포화자속밀도의 제 1 자성금속박막이 형성되는 미그형 자기 헤드를 제공한다.

또한, 본 발명은 하나의 산화물자성기판(A) 위에 다수의 트랙홈 및 상기 트랙홈과 직교하는 방향으로 권선홈을 형성하는 단계와; 상기 트랙홈 및 권선홈이 형성된 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B) 위에 고포화자속밀도를 갖는 재질의 제 1 자성금속박막을 형성하는 단계와; 상기 다른 산화물자성기판(B)의 제 1 자성금속박막 위에 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 위에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 제 2 자성금속박막을 형성하는 단계와; 상기 제 2 자성금속박막 위에 자기저항센서를 패터닝하는 단계와; 상기 자기저항센서를 제외한 제 2 자성금속박막 위에 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층 위에 상기 자기저항센서에 전류를 인가할 수 있도록 도전층을 형성하는 단계와; 상기 도전층의 양단에 와이어 본딩하는 단계와; 상기 한쌍의 산화물자성기판을 서로 맞대어 접합하는 단계와; 상기 접합된 산화물자성기판의 일면을 라운드 가공 및 연마하여 테이프 접촉면을 형성하는 단계와, 상기 산화물자성기판을 소정 두께로 절단하는 단계와, 상기 권선홈을 통해 상기 산화물자성기판의 양측으로 도전성 코일을 감는 단계;로 이루어지는 미그형 자기헤드 제조방법을 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래의 미그형 자기 헤드의 구성을 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따라 자기저항센서를 장착한 미그형 자기 헤드의 요부확대 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 테이프 접촉면을 확대 도시한 도 2의 측면도,

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 미그형 자기 헤드의 제조방법을 도시한 공정 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

A ; 산화물자성기판 B ; 산화물자성기판

22 ; 트랙홈 24 ; 권선홈

26 ; 제 1 자성금속박막 28 ; 제 2 자성금속박막

30 ; 제 1 절연층 32 ; 테이프 접촉면

34 ; 코일 40 ; 자기저항센서

42 ; 제 2 절연층 44 ; 도전층

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 미그형 자기 헤드를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 자기저항센서를 장착한 미그형 자기 헤드의 요부확대 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 테이프 접촉면을 확대 도시한 도 2의 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 일측에 트랙홈(22) 및 권선홈(24)이 형성되어 코일(34)이 감긴 하나의 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B)을 서로 맞대어 부착한 접합면의 일단에 수직한 방향으로 제 2 절연층(42)이 소정두께로 형성된 테이프 접촉면이 형성되며, 상기 권선홈(24)의 일단에 자기저항센서(40)가 형성되며, 상기 자기저항센서(40)의 하부로부터 상기 제 2절연층(42)의 일측면에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 재질의 제 2 자성금속박막(28)이 형성되며, 상기 제 2 자성금속박막(28)의 일측면에 제 1 절연층(30)이 형성되며, 상기 제 1 절연층(30) 및 제 2 절연층(42)의 일측면에 고포화자속밀도의 제 1 자성금속박막(26)이 형성된다.

상기 산화물자성기판(A,B)은 Mn-Zn 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트 등의 강자성 금속산화물로 이루어지며, 상기 제 1, 2 절연층(30,42)은 SiO₂등과 같은 절연재료로 이루어진다.

그리고 미그형(MIG Type) 자기 헤드의 특징인, 상기 제 1 자성금속박막(26)은 포화자속밀도는 높고 투자율은 낮은 센더스트(sendust; Fe-Al-Si 계) 또는 비정질 재료로 이루어진다.

한편, 상기 제 2 자성금속박막(28)은 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 퍼말로이(permalloy) 재료로 이루어진다.

특히 본 발명의 특징인 자기저항센서(40)는 기록매체에서 발생되는 자기장을 감지하여 정보를 재생하는 소자로서, NiFe계, NiCo계, Co/Cu계, Fe/Cr계 등의 자성재료로 이루어진다.

이와같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 포화자속밀도가 높은 제 1 자성금속박막(26)에서 금속테이프 등 고성능 테이프를 자화시키는데 충분한 고밀도의 자기를 발생시킨다.

기록시에는 포화자속밀도가 낮은 제 2 자성금속박막(28)은 쉽게 포화되어 절연특성을 나타내므로 제 1, 2 절연층(30,42) 및 제 2 자성금속박막(28)이 자기갭(G)으로 작용하여 누설전류가 발생되어 테이프 접촉면을 주행하는 테이프의 일단에 연속적으로 자기신호를 기록한다.

재생시에는 투자율이 높은 제 2 자성금속박막(28)을 통해 테이프에 기록된 자기신호를 검지하여 자기저항센서(40)에 전달한다.

일정한 전류가 인가되어 흐르는 자기저항센서(40)는 제 2 자성금속박막(28)으로부터 자기신호를 전달받게되면 저항이 변화하여 전압변화를 일으키게 되며, 이 전압의 변화를 감지하여 기록된 정보를 재생한다.

따라서, 기록시에는 포화자속밀도가 높은 제 1 자성금속박막(26) 사이에서 발생되는 누설자장으로 고밀도 기록을 실현할 수 있으며, 재생시에는 고출력과 주파수 특성이 우수한 자기저항센서(40)를 통해 기록된 정보를 읽을 수 있다.

또한, 종래기술의 문제점인 재생시 산화물자성기판과 자성금속박막 사이의 접촉영역에서 원하지 않는 의사갭(pseudo-gap)이 발생되지 않으므로 재생특성이 향상된다.

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 자기저항센서를 구비한 미그형 자기 헤드의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 Mn-Zn 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트 등의 강자성산화물로 이루어지는 산화물자성기판(A)을 준비하여, 상기 기판(20) 위에 다수의 트랙홈(22)을 기판의 전체폭에 걸쳐 소정간격으로 배열하여 형성하고, 상기 트랙홈(22)과 직교하는 방향으로는 권선홈(24)을 절삭가공하여 형성한다.

상기 하나의 산화물자성기판(A) 위에 고포화자속밀도의 센더스트(Fe-Al-Si)합금 등을 증착하여 제 1 자성금속박막(26)을 형성한다.

한편, 다른 산화물자성기판(B) 위에도 고포화자속밀도의 센더스트 합금을 증착하여 제 1 자성금속박막(26)을 형성한 다음 그 위에 산화실리콘(SiO₂) 등의 제 1 절연층(30)을 형성한다. 상기 제 1 절연층(30) 위에는 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 특성을 갖는 퍼말로이 재질의 제 2 자성금속박막(28)을 형성한다.

이어서, 상기 제 2 자성금속박막(28)의 일단에 자기저항센서(40)를 패터닝하여 형성한다. 상기 자기저항센서(40)는 산화물자성기판(A)의 권선홈(24) 안쪽에 형성될 수 있도록 그 위치를 조절한다. 이어서 상기 자기저항센서(40)의 상부가 노출될 수 있도록 제 2 자성금속박막(28) 위에 산화실리콘(SiO₂) 등의 제 2 절연층(42)을 형성한다. 이어서, 상기 제 2 절연층(42) 위에 상기 자기저항센서(40)에 전류를 인가할 수 있도록 도전층(44)을 형성하고 상기 도전층(44)의 양단과 미도시된 외부단자를 가는 금속선으로 연결하는 와이어 본딩을 한다.

이와같이 형성된 한쌍의 산화물자성기판(A,B)을 서로 맞대어 정렬시킨 후 그 양측면에 소정의 압력을 부여하면서 열처리하여 상기 제 1 절연층(30)의 산화실리콘이 용착되면서 1 쌍의 자기 코어로 접합된다. 한편, 접합면에는 소정간극을 갖는 자기갭(G)이 형성된다.

이어서, 상기 접합된 자기 코어의 일면을 소정 곡률을 갖도록 라운드 가공 및 정밀하게 연마하여 테이프 접촉면(34)을 형성한 후 트랙홈(22)을 기준으로 경사진 방향으로 절단하여 다수개의 자기 코어를 형성한 다음 상기 권선홈(24)을 통해 도전성 코일(32)을 감아 제조공정을 완료한다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

따라서 본 발명에 따르면, 기록시에는 포화자속밀도가 높은 제 1 자성금속박막 사이에서 발생되는 누설자장으로 고밀도 기록을 실현할 수 있으며, 재생시에는 고출력과 주파수 특성이 우수한 자기저항센서를 통해 기록된 정보를 읽을 수 있으므로 미그형 자기 헤드의 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 일측에 트랙홈 및 권선홈이 형성되어 코일이 감긴 하나의 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B)을 서로 맞대어 부착한 접합면의 일단에 수직한 방향으로 제 2 절연층이 소정두께로 형성된 테이프 접촉면이 형성되며, 상기 권선홈의 일단에 자기저항센서가 형성되며, 상기 자기저항센서의 하부로부터 상기 절연층의 일측면에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 재질의 제 2 자성금속박막이 형성되며, 상기 제 2 자성금속박막의 일측면에 제 1 절연층이 형성되며, 상기 제 1 절연층 및 제 2 절연층의 일측면에 고포화자속밀도의 제 1 자성금속박막이 형성되는 미그형 자기 헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 자성금속박막은 센더스트 또는 비정질 재료로 이루어지고, 상기 제 2 자성금속박막은 퍼말로이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미그형 자기 헤드.
3. 하나의 산화물자성기판(A) 위에 다수의 트랙홈 및 상기 트랙홈과 직교하는 방향으로 권선홈을 형성하는 단계와; 상기 트랙홈 및 권선홈이 형성된 산화물자성기판(A)과 다른 산화물자성기판(B) 위에 고포화자속밀도를 갖는 재질의 제 1 자성금속박막을 형성하는 단계와; 상기 다른 산화물자성기판(B)의 제 1 자성금속박막 위에 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 위에 포화자속밀도는 낮고 투자율은 높은 제 2 자성금속박막을 형성하는 단계와; 상기 제 2 자성금속박막 위에 자기저항센서를 패터닝하는 단계와; 상기 자기저항센서를 제외한 제 2 자성금속박막 위에 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층 위에 상기 자기저항센서에 전류를 인가할 수 있도록 도전층을 형성하는 단계와; 상기 도전층의 양단에 와이어 본딩하는 단계와; 상기 한쌍의 산화물자성기판을 서로 맞대어 접합하는 단계와; 상기 접합된 산화물자성기판의 일면을 라운드 가공 및 연마하여 테이프 접촉면을 형성하는 단계와, 상기 산화물자성기판을 소정 두께로 절단하는 단계와, 상기 권선홈을 통해 상기 산화물자성기판의 양측으로 도전성 코일을 감는 단계;로 이루어지는 미그형 자기헤드 제조방법.