KR940005554B1 - 자기헤드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기헤드

제1도는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기헤드의 구성을 나타내는 사시도.

제2도는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의한 자기헤드에 사용되는 박막의 각각의 조성 및 자기특성을 나타낸 도.

제3도는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의한 자기헤드의 각각의 자기기록 재생특성을 나타낸 도.

제4도는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의한 자기헤드의 각각의 기록특성 및 재생특성을 나타낸 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 자기코어 2 : 연자성 합금막

3 : 유리 4 : 갭

5 : 코일

본 발명은 연자성 합금막을 사용한 자기헤드에 관한 것이다.

자기기록의 분야에 있어서는 기록밀도를 높히기 위하여 자기테이프등의 기록매체의 고보자력화가 추진되고 있으나, 그것에 대응하는 자기헤드의 자기코어 재료로서 포화자속밀도(Bs)가 높은 것이 요구되고 있다.

그러나, 종래의 펠라이트 자기헤드에서는 포화자속 밀도가 약 5,000G(가우스)정도로 낮기 때문에 고밀도화의 요구에 대해서는 불충분하다. 이 때문에, 소위 메탈·인·갭·헤드 금속 자성 적층막을 세라믹 등으로 샌드위치한 적층헤드, 혹은 박막헤드 등이 제안되고 있다.

그리고 상기한 각종의 자기헤드에 사용하는 고포화 자속밀도의 연자성재료(막)로써, Fe-Si-Al합금(센더스트)이 대표적인 것이나, 최근 강자성금소 원소인 Co를 주체로 하는 비정질의 합금막이 개발되고 있다.

또, 최근의 시도로서, Fe를 주성분으로 하는 미세 결정으로 이루어지는 합금막(Fe-C, Fe-Si등)에 의하여, Fe의 결정자기 이방성의 영향(연자성에 대한 악영향)을 결정의 미세화에 의하여 경감하여 고포화자속밀도이고, 또 연자기 특성이 우수한 막을 얻은 예가 있다.

그런데 자기헤드를 짜 넣은 장치는 소형과, 경량화 하는 경향에 있고, 이동에 따른 진동에 영향을 받거나, 악환경의 아래에서 사용되거나 하는 일이 많아지고 있다. 그러므로, 자기헤드에는 자기특성이 우수하여 자기테이프에 대한 내마모성이 우수한 것은 물론, 온도나 부식성의 분위기 중에서의 내용성, 즉 내환경성이나, 내진동성 등이 높은 것이 요구되고 있다. 그러므로 갭 형성이나 케이스로의 조립 등을 유리용착으로 행하는 것이 필요하게 되어 자기헤드의 소재는 이 자기헤드의 제조공정에 있어서의 유리 용착공정의 고온에 견디어 낼 수 있는 것이 필요하다.

그러나, 상기 종래의 연자성 합금막에 있어서, 센더스트로 이루어지는 것은 포화자속밀도가 약 10,000G 정도이어서 금후 더한층 고밀도화의 요구에 대해서는 불충분하다. 또, Co 계의 아몰퍼스 합금막은 13,000G 이상의 높은 포화자속밀도의 것도 얻어지고 있으나, 종래의 아몰피스 합금의 포화자속 밀도를 높이려고 하면 아몰퍼스 형성원소인 Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W 등의 첨가량을 적게할 필요가 있으나, 첨가량을 적게하면, 아몰퍼스 구조의 안정성이 저하하여 유리용착에 필요한 온도(약 500℃이상)에는 견디어 낼수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 상기한 Fe을 주성분으로 하는 미세결정으로 이루어지는 합금막(Fe-C, Fe-Si 등)은 고온에서 결정성장을 일으켜, 연자기특성이 열화하기(Fe-C의 경우 400℃가 최대) 때문에, 역시 유리용착에 적합한 것이라고는 말하기 어렵다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로 높은 기록특성 및 재생특성을 가지는 자기헤드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

청구항 1에 기재한 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 조성식이 Fex Mz Cw로 표시되고, M은 Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W중 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 금속원소 또는 그 혼합물이고, 조성비 x,z,w는 원자%로 50

x

96, 2

z

30, 0.5

w

25, x+z+w=100의 관계를 만족시킴과 동시에, 그 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립으로 이루어지고, 그 일부에 원소 M인 탄화물의 결정상을 포함하는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 2에 기재된 발명은 상기과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 기재한 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립과 비정질조직으로 이루어지는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 3에 기재된 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 조성식이 Fex Ty Mz Cw로 표시되고, T는 Co, Ni 중, 1종 또는 2종으로 이루어지는 금속원소 또는 그 혼합물, M은 Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W중, 1종 또는 2종이상으로 이루어지는 금속원소 또는 혼합물이고, 조성비 x, y, z, w는 원자％로 50

x

96, 0.1

y

10, 2

2

30, 0.5

w

25, x+y+z+w=100의 관계를 만족시킴과 동시에, 그 금속조직이 기본적으로 평균 입경 0.08㎛이하의 결정립으로 이루어지고, 그 일부에 원소 M의 탄화물의 결정상을 포함하는 연자성 합금막을 자기코어 전체 혹은 일부에 사용한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 4에 기재한 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 3에 기재한 금속조직을 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립과 비정질조직으로 이루어지는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 양호한 기록 및 재생 특성이 얻어진다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 관하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 자기헤드(메탈·인·갭·헤드)의 구성을 나타내는 사시도이고, 이 도면에 있어서, 1은 Mn-Zn 펠라이트의 단결정으로 제작된 자기코어, 2는 자기코어(1)상에 형성된 연자성 합금막이고, 제2도 상단에 타나낸 조성 및 자기특성(단, 투자율(μ)은 각각 제2도에 기재된 주파수에 있어서의 값이다)을 가지고 있다. 3은 유리 용착에 의하여 형성된 유리, 4는 갭, 5는 코일이다.

또, 이 자기헤드의 제원은 아래와 같다.

연자성 합금막(2)의 막두께 6㎛

트랙 폭 27㎛

갭 깊이 18㎛

갭 길이 0.25㎛

인덕턴스(5MHz) 1.7㎛

또한, 연자성 합금막(2)은 스패터, 증착 등의 박막 형성장치에 의하여 제작한다. 또, C를 막속에 첨가하는 방법으로서는 타겟 판위에 그레파이트의 팔렛을 배치하여 복합 타겟으로 하고, 이것을 스패터하는 방법, 혹은 C를 포함하지 않는 타겟(Fe-T-M계)를 사용하여 Ar등의 불활성 가스속에 메탄(CH₄)등의 탄화수소 가스를 혼합한 가스분위기에서 스패터하는 반응성 스패터법 등을 사용할 수가 있다.

이와 같이 하여 제작된 막은 아몰퍼스상을 상당한 비율로 포함한 것으로, 불안정하기 때문에, 400 내지 700℃정도로 가열하는 열처리를 실시함으로써, 미세결정을 석출시킨다. 그리고, 이 열처리를 정자계중 혹은 회전자계중에서 행함으로써, 보다 더 우수한 연자기 특성이 얻어진다. 또, 이 열처리는 자기헤드의 제조공정에 있어서의 유리용착 공정과 겸하여 행할 수가 있다.

또한, 연자성 합금막(2)의 더욱 상세한 생성방법에 관해서는 본 출원인이 앞서 제안한 연자성 합금막의 공보(일본국 특개 평1-15570호 공보)를 참조하기 바란다.

또한, 연자성 합금막(2)의 대신에, 제2도 하단에 나타낸 조성 및 자성특성을 가진 아몰퍼스 합금막을 자기코어(1)상에 형성한 자기헤드(비교예)도 아울러 제작했다.

단, 아몰퍼스 합금막은 제2도에 나타낸 바와같이 포화자속밀도(Bs)가 낮기 때문에 이것을 보충할 목적으로 그 막두께를 10㎛로 두껍게 하여, 자기적으로 포화하기 어렵게 하고 있다.

여기서, 제3도에 본 발명의 자기헤드와 비교예의 자기헤드를 각각 사용하여 보자력(Hc=1,400Oe)의 도포형 메탈테이프의 상대속도 3.75m/s로 자기기록 재생한 경우의 특성(자기헤드의 코일(5)에 흐르는 기록전류에 대한 자기기록재생출력)을 나타낸다. 이 도면에 있어서, 곡선(a1 내지 a4)은 본 발명의 자기헤드의 특성, 곡선(b1 내지 b4)은 비교예의 자기헤드의 특성이다.

단, 제3도에 있어서, 곡선(a2 내지 a4) 및 곡선(b2 내지 b4)의 경우는 단일의 기록주파수이나, 곡선(a1) 및 곡선(b1) 의 경우는 0.75MHz의 신호와 5MHz의 신호(단, 기록전류는 4배)를 혼합하여 기록한 경우의 0.75MHz의 주파수 성분의 출력을 나타내고 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 자기헤드는, 어느 기록주파수의 경우에서도 종래의 자기헤드에 대하여 2내지 3dB 높은 특성을 나타내고 있다.

다음에 제4도에 본 발명의 자기헤드와 비교예의 자기헤드에 관하여, 각각 기록전용 및 재생전용의 기준헤드를 사용하여 측정한 각각의 기록특성 및 재생특성을 나타낸다.

또한, 비교예의 자기헤드의 특성의 각 레벨을 OdB로써 규격화하고 있다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 자기헤드, 기록특성 및 재생특성 어느 경우에도 종래의 자기헤드 보다 우수한 특성을 나타내고 있다. 그중, 기록특성이 뛰어나 있는 것은 연자성 합금막(2)의 포화자속밀도(Bs)가 높기 때문이고, 또, 재생특성이 우수한 것은 연자성합금막(2)의 투자율(μ)이 높기 때문이다.

또한, 상기한 일실시예의 자기헤드에 사용되고 있는 연자성 합금막은 비커스 경도가 1040이고, 종래의 아몰퍼스막(800 내지 900)이나 센더스트(Fe-Si-Al)막 (600 내지 800)보다 단단하다. 이 때문에, 테이프와 자기헤드이 섭동에 의한 자기헤드의 마모가 적고, 테이프 주행에 관하여 신뢰성이 높은 자기헤드를 제공할 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 종래의 연자성막보다 높은 포화자속밀도를 가지는 막을 사용하고 있기 때문에, 기록특성이 우수하고, 또 이 막은 종래보다 높은 투자율를 가지기 때문에 재생특성에도 우수한 자기헤드를 제공할 수 있다.

따라서, 이 자기헤드를 사용한 VTR의 S/N 향상, 고화질화 등에 공헌할 수가 있다.

또, 본 발명의 자기헤드에 사용되는 연자성막은 열안정성에 뛰어나기 때문에 갭 형성 등을 유리용착에 의하여 행할 때의 작업온도를 높게할 수 있어, 내환경성이나 강도 등의 신뢰성이 높은 중 내지 고융점의 유리재를 사용할 수가 있다.

또한, 본 발명의 자기헤드에 사용되는 연자성막은 고경도이기 때문에, 내마모성 등의 주행신뢰성이 우수한 자기헤드를 제공할 수 있다.

아울러, 종래의 아몰퍼스 합금막 등을 자장중 열처리를 행하지 않으면, 이방성 분산이 발생하여 고투자율을 얻기 어려우나, 본 발명의 자기헤드에 사용되는 연자성막은 무자장에서의 열처리로 고투자율을 얻을 수 있기 때문에 유리용착공정을 무자장에서 행할 수 있어, 공정을 간소화 할 수가 있다.

Claims (4)

1. 조성식이 Fex Mz Cw로 표시되고, M은 Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W중 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 금속원소 또는 그 혼합물이고, 조성비 x,z,w는 원자%로

   50

   

   x

   

   96

   2

   

   z

   

   30

   0.5

   

   w

   

   25

   x+z+w=100

   이 되는 관계를 만족시킴과 동시에, 그 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립으로 이루어지고, 그 일부에 원소 M의 탄화물의 결정상을 포함하는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하는 자기헤드.
2. 청구항 1에 있어서 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립과 비정질 조직으로 이루어지는 연자성 합금막을 자기코어 전체 혹은 일부에 사용한 것을 특징으로 하는 자기헤드.
3. 조성식이 Fex Ty Mz Cw로 표시되고, T는 Co, Ni중, 1종 또는 2종으로 이루어지는 금속원소 또는 그 혼합물, M은 Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W중, 1종 또는 2종이상으로 이루어지는 금속원소는 그 혼합물이고, 조성비 x, y, z, w는 원자％로

   50

   

   x

   

   96

   0.1

   

   y

   

   10

   2

   

   z

   

   30

   0.5

   

   w

   

   25

   x+y+z+w=100

   이 되는 관계를 만족시킴과 동시에, 그 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립으로 이루어지고, 그 일부에 원소 M의 탄화물의 결정상을 포함하는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하는 자기헤드.
4. 청구항 3에 있어서 금속조직이 기본적으로 평균입경 0.08㎛이하의 결정립과 비정질 조직으로 이루어지는 연자성 합금막을 자기코어 전체 또는 일부에 사용한 것을 특징으로 하는 자기헤드.

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