KR940011674B1 - 자기헤드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기헤드

제1도는 종래기술에 따른 자기헤드를 도시한 사시도.

제2도의 제2(a)도는 종래기술에 따른 다른 자기헤드를 도시한 사시도.

제2도의 제2(b)도는 제2도의 제2(a)도에 도시된 자기헤드의 자기기록 매체 접촉면을 확대도시한 평면도.

제3도의 제3(a)도는 종래기술에 따른 또 다른 자기헤드를 도시한 사시도.

제3도의 제3(b)도는 제3도의 제3(a)도에 도시된 자기헤드의 자기기록 매체 접촉면을 확대도시한 평면도.

제4(a)도와 제4(b)도는 제2(a)도와 제3(a)도에 도시된 종래기술에 따라 가공되는 자기 코어부재의 일부를 각각 확대도시한 평면도.

제5도는 자기페라이트 블럭위에 스퍼터링에 의해 형성된 종래 기술에 따른 크롬으로된 제1비자성금속 박막의 크랙을 전자주사 현미경(SEM)으로 관찰한 사진에 대응하는 윤곽.

제6(a)도는 이 발명에 따른 자기헤드를 도시한 사시도.

제6(b)도는 제6(a)도에 도시된 이 발명에 따른 자기헤드의 자기기록 매체 접촉면을 확대도시한 평면도.

제6(c)도는 제6(a)도에 도시된 이 발명에 따라 가공되는 자기페라이트 블럭을 도시한 평면도.

제7도는 이 발명에 따라 자가페라이트 블럭위에 스퍼터링에 의해 형성된 제1비자성 금속박막을 전자주사현미경으로 관찰한 사진에 대응하는 윤곽을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100, 102 : 자기코어부재 104 : 권손홈

106 : 보강홈 108 : 코일

110 : 트랙 폭 규제절결홈 110a : 수직연장부

110b : 경사부 112 : 접합유리

114 : 적층막 116 : 돌기부

114a : 제1비자성 박막 114b : 제1비자성 금속박막

114c : 강자성 금속박막 114d : 제2비자성박막

114e : 제2비자성 금속박막

이 발명은 비디오 테이프 레코더에 사용하기에 적합한 자기헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트랙의 단면을 수직형으로 하여 치수의 정밀도가 높은 트랙폭을 얻을 수 있고, 자기페라이트 블럭의 크랙형상을 방지할 수 있는 자기헤드에 관한 것이다.

비디오 테이프 레코더의 기록매체로서 이용되는 자기테이프의 기록밀도가 증가함에 따라 높은잔류 자속밀도(Br) 및 높은보자력(Hc)을 갖는 자기 테이프, 예컨대 금속분말이 결합제에 의해서 비자성기재에 피복되어 자기기록층을 형성하는 금속자기테이프가 많이 사용되고 있다. 자기헤드가 금속테이프와 디지틀 오디오 테이프등에 사용될 경우, 헤드의 자기갭의 자계강도는 이를 테이프의 고보자력 때문에 증가되어야 하고, 그에 따라 테이프에 기록된 신호를 소거하기 위한 자기소거헤드는 더욱 높은 포화자속밀도를 갖어야만 한다. 따라서, 금속산화물로된 자기페라이트 블럭의 자기갭 형성면에 스퍼터링(sputtering)에 의해서 고포화자속 밀도를 갖는 강자성 박막을 적층시킨 자기헤드가 개발되었었던바, 이에대해 개략적으로 설명한다.

제1도는 종래기술에 따른 자기헤드를 도시한 사시도이다. 제1도를 참조하면, 한쌍의 자기코어부재(10, 12)의 맞대어 합친면의 사이에 자기갭(14)이 형성되고, 한쪽의 자기코어부재(12)에는 권선용홈(16)이 형성되며, 이 권선홈(16)에는 코일(18)이 감겨져 있다. 이와같은 자기헤드는 디지틀 오디오테이프 레코더, 디지틀 비디오테이프 레코더 또는 8mm 비디오테이프 레코더등에 사용되고 있고, 한쌍의 자기코어부재(10, 12)는 Mn-Zn계 단결정 페라이트등의 강자성체를 구성되고, 자기갭(14)에는 예컨대 SiO₂로 된 비자성박막이 개재되어 있다.

그러나, 이와같은 종래의 자기헤드는 한쌍의 자기코어부재(10, 12)를 접할할 경우 접합유리를 사용하지만 이러한 접합시에 SiO₂가 접합유리에 의하여 침식되어 접합유리와 일체화되는 현상이 발생하였다.

이 때문에 결합온도에서 용융되지 않아야할 SiO₂가 실제는 접합유리와 일체로 되어 버리기 때문에 용융하게 되고 자기갭(14)의 길이가 변화하여 자기특성이 열화된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 일본국 공개특허공보 소화 62-295204호에는 자기갭의 침식을 방지하여 자기특성의 열화를 일으키지 않도록한 자기헤드가 기재되어 있다.

제2(a)도는 이와같이, 자기갭의 침식을 방지하기 위한 종래의 자기헤드를 나타낸 사시도로서, 이 자기헤드는 페라이트등의 강자성재료로된 한쌍의 자기코어부재(20, 22)를 포함하고, 자기코어부재(20)에는 권선홈(24)가 보강홈(26)이 형성되어 있으며 권선홈(24)에는 코일(28)이 감겨져 있다. 한쌍의 자기코어부재(20, 26)의 대향면에는 트랙폭규제 절결홈(29)이 형성되고, 이 절결홈(29)과 보강홈(26)에는 소정의 용융점을 갖는 접합용 유리(30)가 충전되어 이 접합용유리(30)에 의하여 한쌍의 자기코어부재(20, 22)가 상호접합될 수 있다.

자기코어부재(22)의 트랙폭규제 절결홈(29)을 포함하는 맞대어 합쳐진면에는 SiO₂를 적층막(31)이 형성되어 있다. 이 적층막(31)은 제2(b)도에 도시한 바와같이, 자기코어부재(22)의 표면으로부터 순차적으로 Cr로된 제1비자성 금속박막(31a)(약 200Å), 센더스트(Sendust ; Fe-Al-Si 합금)로 된 강자성박막(31b)(약 2.6㎛), SiO₂로된 제1비자성박막(31C)(약 1.8㎛), Cr으로된 제2비자성 금속박막(31d)(약 1.2~1.3㎛) 및 SiO₂로된 제2비자성 박막(31e)(약 200~500Å)으로 구성된다.

여기에서 제1비자성 금속박막(31a)은 자기 페라이트 코어부재(22)와 센더스트(31b)와의 접착강도를 향상시키기 위해 사용되고, SiO₂로된 제1비자성 박막(31C)과 Cr로된 제2비자성 금속박막(31d)은 자기갭을 형성하도록 이용된다.

이와같이 자기갭의 형성을 위해서 SiO₂로된 제1비자성 박막(31C)을 Cr으로된 제2비자성 금속박막(31d)으로 씌우고, 이들 적층막의 앞, 뒤에 각각 Cr로된 제1비자성 금속박막(31a), 센서스트(31b) 및 SiO₂로된 제2비자성 박막을 적층함으로써, 접합시 자기갭을 형성하는 제1비자성 박막(31C)의 SiO₂와 접합유리(30)와의 반응을 작게할 수 있어서 자기갭 길이가 덜 변화하여 자기특성의 열화를 방지토록 하였다.

그리고, 제3(a)도에는 제2(a)도에 도시한 자기헤드와 유사한 자기헤드가 도시되어 있는바, 제2(a)도에 도시된 자기헤드 트랙폭규제 절결홈(49)을 반원형이 아닌 경사형으로 형성시킨 것을 제외하고는 제1(a)도에 도시된 자지헤드와 유사한 성능을 갖는다. 따라서 제3(a)도 및 제3(b)도에서 제2(a)도 및 제2(b)도에 유사한 참조번호들은 유사한 구조를 갖으며 그에 따른 기능역시 유사하므로 그들에 대한 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해 생략한다.

그러나, 제2(a)도와 제3(a)도에 도시된 종래의 자기헤드들은 다음과 같은 결점이 있었다.

제2(a)도와 제3(a)도에 도시된 구조를 갖는 종래기술의 자기헤드들의 트랙폭규제 절결홈들(29, 49)의 각각의 형상은 제4(a)도와 제4(b)도에 도시되었다. 우선, 제4(a)도와 같은 트랙폭규제 및 절결홈(29)을 갖는 자기헤드에 있어서, 트랙폭규제 절결홈(29)을 포함한 자기코어부재(20)에는 접합용 유리봉이 위치되어 녹여진다. 그후 녹여진 유리를 제거하기 위해서 랩핑(Lapping)과 같은 연마가공을 하게되는바, 이러한 랩핑시에 이미 형성된 자기 코어부재(20)의 최상측부분인 트랙폭(Tw)인 늘어날 수가 있다. 다시말하면, 랩핑전의 트랙폭(Tw)의 길이가 L₁이었다고 가정할 경우, 랩핑작업이 잘못 수행되면 실제의 트랙폭(Tw)은 L₂로 되므로 최종적으로 형성되는 트랙폭은 늘어나게 된다. 제4(b)도의 경우도 전술한 것과 마찬가지로 트랙폭이 늘어날 수 있다. 따라서 자기코어부재(20) 또는 (40)의 랩핑후 트랙폭(Tw)은 자기코어블럭(20) 또는 (40)에 초기 형성된 트랙폭보다 크게되므로 제품의 불량원인이 될 뿐만 아니라 생산효율이 낮아지게 되는 문제점이 있었다.

한편, 자기페라이트 코어부재(20)와 Fe-Al-Si 합금(센더스트)(31b)과의 접착강도를 향상시키기 위해 Cr로된 비자성 금속박막(31a)이 사용되고 있으나 강자성금속박막인 센더스트(31b)와 비자성금속박막(31a)의 열팽창 계수가 상이하기 때문에(즉, Cr의 열팽창 계수는 약 70×10^-6/℃이고, 센더스트의 열팽창계수는 약 140~150×10^-7으로서 Cr이 센더스트 보다 열팽창계수가 훨씬크기 때문에), 자기페라이트 코어 부재내에 미세한 크랙이 제5도에서와 같이 발생하는 것이 관찰되었다. 이와같은 크랙은 초기에는 자기특성의 열화에 그다지 큰 문제가 없지만, 시간이 경과함에 따라 크랙이 점점 더 커지게 되어 강자성 금속박막이 박리되며 자기 페라이트 코어 부재가 깨지게 되는 문제점이 야기된다. 또한, 페라이트 코어 부재내에 발생된 크랙은 자속밀도에 영향을 주게 되므로 자기헤드의 소거효율이 급격히 감소하게 되는 문제점이 있었다.

이 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 이 발명의 목적은 자기헤드의 트랙의 형상을 수직형으로 형성시킴으로써 자기헤드의 불량률을 경감시키고 생산효율을 향상시키기 위한 자기헤드를 제공함에 있다.

이 발명의 다른목적은 자기페라이트 코어부재의 내막을 비자성산화물과 비자성금속박막으로 형성시켜 크랙의 발생을 방지함으로써 자기헤드의 소거효율을 극대화하기 위한 자기헤드를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 자기헤드의 특징은 자기기록매체와의 접촉면에 단면형상이 돌출된 돌기부를 각각 갖는 한쌍의 자기코어부재를 구비하고, 자기코어부재들 중 어느하나의 자기코어 부재의 돌기부에는 자기코어부재를 구성하는 페라이트보다 높은 포화자속 밀도를 갖는 강성체가 피막되며, 돌기부의 선단부는 자기갭을 형성하고, 자기코어부재들이 소정의 조성을 갖는 접합용 유리에 의해 상호결합 되도록하며, 자기코어부재들의 돌기부들은 갭형성면에 대해 수직으로 형성되고, 이 수직돌기부에는 제1비자성 박막과 제1비자성 금속박막으로 된 내막이 적층되며, 이 내박위에는 고포화자속밀도를 갖는 강자성 금속박막이 적층되고, 강자성 금속박막 위에는 제2비자성 박막과 제2비자성 금속박막이 적층되어 있는 점이 있다.

이 발명에 따른 자기헤드에 의하면 자기코어부재는 높은 투자율을 갖는 자성체인 Mn-Zn페라이트, Ni-Zn페라이트, 결정화유리, 세라믹등이 이용될 수 있다.

이 발명에 따른 자기헤드의 강자성 금속박막재료로서는 증착 또는 스퍼터링등의 박막형성기술로 형성되는 비정질 자성합금, Fe-Al-Si 합금(센더스트), Ni-Fe합금 또는 질화철등과 같은 높은 포화자속밀도를 갖는것이 바람직하다.

비자성박막은 SiO₂, Al₂O₃, Ta₂O₆중 어느하나로 형성되거나 2개이상이 혼합되어 이용될 수도 있다.

그리고, 비자성 금속박막은 Cr, Ti, Al중 어느하나로 형성되는 것이 바람직하다.

이 발명에 따른 자기헤드의 적층막에 있어서, 제1비자성박막과 제1비자성금속박막으로된 내막은 크랙발생을 효율적으로 예방하고 자기특성의 열화를 야기시키지 않을정도의 두께를 갖는 것이 바람직한바, 내막의 두께는 0.01㎛~0.03㎛가 바람직하다.

이하, 이 발명에 따른 자기 헤드의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제6(a)도는 이 발명에 따른 자기 헤드를 사시도인 바, 강자성 재료로된 한 쌍의 자기 코어 부재들(100), (102)의 한쪽, 예컨대 자기 코어 부재(102)에는 권선홈(104)과 보강홈(106)이 형성되어 있다. 이 권선홈(104)에는 코일(108)이 감겨져 있다. 자기 코어 부재들(100), (102)은 페라이트와 같은 자성 재료가 이용되는 바, 예컨대 높은 투자율을 갖는 자성 재료인 Mn-Zn 페라이트나 Ni-Zn 페라이트, 또는 결정화 유리, 세라믹 등의 비자성재가 사용될 수도 있다.

한 쌍의 자기 코어 부재들(100), (102)의 대향면에는 트랙폭 규제 절결홈(110)이 형성되는 바, 이 절결홈(110)과 보강홈(106)에는 접합유리(112)가 충전되어 있다. 이 접합 유리(112)는 자기 코어 부재들(100), (102)을 단단히 접합하도록 한다.

자기 코어 부재(100)의 돌출부에는 SiO₂를 포함한 적층막(114)이 형성되어 있는 바, 이 적층막(114)은 제6(b)도에 확대 도시한 바와 같이 자기 코어 부재(110)의 돌기부 표면에서부터 비자성 물질로된 제1비자성 박막(114a), 비자성 금속 물질로된 제1비자성 금속 박막(114b), 강자성체로된 강자성 금속 박막(114c), 제1비자성 박막(114a)과 동일한 성질을 갖는 물질로된 제2비자성박막(114d) 및 제1비자성 박막(114b)과 동일한 성질을 갖는 물질로된 제2비자성박막(114e)이 순차적으로 적층되어 있다.

제6(b)도에 있어서, 제1비자성 박막(114a)은 SiO₂, Al₂O₃, Ta₂O₅중 어느 하나로 형성될 수도 있고, 제2비자성 금속 박막(114b)은 Cr, Ti, Al중 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 강자성 금속 박막(114c)은 물리적 증착 또는 스퍼터링 등의 박막 형성 기술로 형성되는 비정질 자성 합금, Fe-Al-Si계 합금(Sendust), Ni-Fe 합금, 질화철 등의 높은 포화 자속 밀도를 갖는 강자성체로 구성될 수도 있다.

제2비자성 박막(114d)은 제1비자성 박막(114a)과 동일한 성질을 갖는 재료로 구성되는 것이 바람직한바, 이는 예컨대 SiO₂, Al₂O₃, Ta₂O₅중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 그리고, 제2비자성 금속 박막(114d)은 제1비자성 금속박막(114d)과 동일한 성질을 갖는 Cr, Ti, Al중 어느 하나로 형성될 수도 있다.

한편, 이들 적층막(114)에 있어서, 제1비자성 박막(114a)이 0.005㎛ 이상, 제1비자성 금속 박막(114b)이 0.005㎛ 이상 강자성 금속 박막(114c)은 2.0~3.0㎛, 제2비자성 박막(114d)과 제2비자성 금속 박막(114e)은 각각 2.0㎛와 1.2㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제6(b)도에서 알 수 있는 바와 같이, 제1비자성 박막(114a)과 제1비자성 금속 박막(114b)은 이 발명에 의한 자기 헤드의 내막을 형성하는 바, 이 내막의 두께는 0.01㎛~0.03㎛범위가 바람직하다. 또한, 제2비자성 박막(114d)과 제2비자성 금속 박막(114e)은 자기 갭을 형성하게 된다.

여기에서 내막의 두께를 0.01㎛~0.03㎛ 제한한다는 이유는 이 내막의 두께가 0.01㎛ 이하가 되면 크랙방지 역할을 충분히 할 수 없고, 또한 0.03㎛ 이상이 되면 자기 특성의 열화가 발생되기 때문이다.

제6(c)도에 상세히 확대 도시한 바와 같이, 트랙폭 규제용 절결홈(110)은 자기 코어 부재(100) 또는 (102)의 갭 형성측의 면에 대해 수직으로 연장된 부위(110a)와 수직 연장부위(110a)에 대해 소정 각도로 경사진 경사부위(110b)를 포함함을 알 수 있다. 이렇게 트랙폭 규제용 절결홈(110)을 수직 연장 부위(110a)와 경사부위(110b)로 형성한 이유는 전술한 바와 같이 2개의 자기 코어 부재들(100), (102)의 최종 접합시에 트랙폭(Tw)이 변하지 않도록하고, 전체적으로 가공시간을 최소화하고 불량률을 줄이기 위한 것이다.

비록 제7(c)도에서는 수직 부위(110a)에 연이어진 경사부위(110b)가 도시되었으나, 이 발명에 따른 자기 헤드는 이에 한정되는 것이 아니라, 수직 부위(110a)는 반드시 존재하며, 경사 부위(110b)는 어떠한 형상이라도 좋다. 즉, 수직 연장 부위(110a)가 있을 경우 경사 부위(110b)는 라운딩의 형상을 하여도 좋다. 결국, 자기 코어 부재(100), (102)의 갭 형성측의 면으로부터 소정의 길이만큼 수직 연장 부위(110a)를 형성시킴으로써 이 발명에 따른 자기 헤드의 트랙폭(Tw)은 가공전의 길이(L₁)와 가공후의 길이(L₁)가 항상 일정하게 되므로 자기 특성의 열화가 전혀 없게 된다.

또한, 자기 코어 부재위에 비자성 금속 박막(Cr층)이 직접 적층되고 열처리됨으로써 자기 코어 부재에 크랙이 발생되는 종래 기술에 따른 자기 헤더와는 달리, 이 발명에 다른 자기 헤드는 자기코어 부재들(100), (102)위에 비자성 박막(예컨대, SiO₂층)을 형성시킴으로써 자기 코어 부재에는 크랙이 전혀 발생되지 않게 된다(제7참조).

이상에서와 같이, 이 발명에 따른 자기헤드에 의하면 자기헤드의 트랙형상을 수직으로 형성시켜 자기헤드의 불량률을 경감시켜 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 적층막의 내막을 비자성산화물과 비자성금속박막으로 형성시켜 크랙의 발생을 방지함으로써 자기헤드의 소거효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

비록 이 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명되었을지라도 이 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 많은 변경 및 수정이 있을 수도 있다. 예컨대 트랙폭규제홈(110)은 자기코어부재(100), (102)의 전체길이 방향으로 연장되는 대신에 자기기록매체와의 접촉면부근에만 형성될 수도 있는바, 이 경우에는 보강홈(106)이 필수적으로 형성되어야하며, 이 트랙폭규제홈(110)이 자기 코어부재(100), (102)의 전체길이 방향으로 연장되는 경우에는 보강홈(106)이 필요하지 않을 수도 있다.

Claims (5)

1. 자기기록매체와의 접촉면에 단면형상이 돌출된 돌기부를 갖는 한쌍의 자기코어부재를 구비하고, 상기 자기코어부재들중 어느하나의 자기코어부재의 돌기부에는 상기 자기코어부재를 구성하는 페라이트보다 높은 포화자속밀도를 갖는 강성체가 피막되며, 상기 돌기부의 선단부는 자기갭을 형성하고, 상기 자기코어부재들이 접합용 유리에 의해 상호 결합되도록 한 자기 헤드에 있어서 ; 상기 자기코어부재들의 돌기부들은 갭형성면에 대해 수직으로 형성되고, 상기 수직돌기부에는 비자성 산화물로 형성되어 자기코어부재의 크랙현상을 방지하기 위한 제1비자성박막, 비자성 물질로된 제1비자성 금속박막, 고포화 자속밀도를 갖는 물질로된 강자성 금속박막, 자기갭을 형성하기 위해서 제1비자성 박막과 동일한 성질을 갖는 물질로된 제2비자성 박막 및 제1비자성 금속박막과 동일한 성질을 갖는 물질로된 제2비자성 금속박막들이 자기코어부재의 표면으로부터 순차적으로 적층된 자기헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1비자성 박막과 제1비자성 금속박막을 포함한 박막의 두께가 0.01~0.03㎛인 자기헤드.
3. 제1항에 있어서, 상기 비자성 박막이 SiO₂, Al₂O₃, Ta₂O₆중 어느하나로 형성된 자기헤드.
4. 제1항에 있어서, 상기 비자성 금속박막이 Al, Ti, Cr중 어느하나로 형성된 자기헤드.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1비자성 박막은 상기 제1비자성 금속박막에 의한 상기 자기코어부재의 크랙을 방지할 수 있을 정도의 얇은 두께를 갖는 자기헤드.