KR960005402B1 - 강성재료의 전자화학적 비활성 갭을 갖는 자기헤드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강성재료의 전자화학적 비활성 갭을 갖는 자기헤드

제1도는 본 발명에 의한 자기헤드의 한 실시예를 도시한 개략적인 사시도.

제2도는 제1도의 선(Ⅱ-Ⅱ)에 의한 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 3 : 코어 림 5 : 권취구멍

9 : 갭 11 : 클래딩층

13 : 절연층 15 : 제1층

17 : 제2층 19 : 리세스

본 발명은 페라이트로 형성되고 그중 적어도 하나가 페라이트보다 고 포화 자성을 갖는 자기재료의 클래딩층(Cladding layer)을 갖는 두개의 코어 림(limb)을 갖는 자기코어와, 코어 림 사이에 존재하는 비자기 갭과, 코어 림중 적어도 하나에 권취된 전기 코일을 갖는 권취 코일로 구성된 자기정보 캐리어 트랙안의 자기정보를 기록, 재생 및/또는 소거하는 자기헤드에 관한 것이다.

MIG 헤드(Metal-in-gap head)로써 명명된 이러한 형태의 자기헤드는 F. J. Jeffers C. S.의 금속-인-갭 기록헤드(IEEE Transactions on Magnetics, Vol. Mag. 18, 제6호, 1982년 11월)에서 공지되어 있다.

일반적으로 페라이트는 많은 장점이 있으므로 자기헤드용 자기코어 재료로써 페라이트, 특히 단결정 Mn-Zn 페라이트를 사용하는 것은 잘 알려진 사실이다. 이러한 장점은 내마모성과 비교적 높은 저항율과 보자력 및 투자율에 대한 충분한 자기특성이다.

자기매체상에 정보를 기록하기 위하여 변환 갭(transducing gap)의 영역에서 자기헤드에 의해 발생된 자기장은 자기헤드 코어 재료의 포화 자화에 직접 관련되어 있다. 페라이트는 약 700Å의 보자력(Hc)을 갖는 CrO₂테이프와 같은 종래의 테이프에 정보를 기록하기에 충분히 높은 포화자화를 갖는다. 순철(Fe)을 기본으로 한 MP 자기테이프와 같은 고 보자력을 갖는 자기테이프에 정보를 기록하기 위하여 변환 갭의 어느 한 측면상에 페라이트만을 갖는 종래의 자기헤드는 적합하지 않다. 자기매체상에 정보를 기록하도록 이러한 자기헤드에 의해 발생된 자기장은 페라이트의 비교적 낮은 포화자화에 의해 실제로는 제한된다. 따라서, 기록장의 강도는 고 보자력을 갖는 자기테이프의 적절한 기록을 보장하기에 충분히 높지 않다.

상기 간행물로부터 공지된 자기헤드에는 보다 강한 기록장이 예상된다. 이러한 공지의 자기헤드는 센더스트 클래딩층(sendust cladding layers)을 갖는다. 이러한 약자기층은 비자기 갭의 어느 한 측면에 존재하고, 유리 조인트의 수단에 의해 함께 연결된 코어 림상에 스퍼터링에 의해 제공된다. 갭은 후술되지 않은 방법으로 구성된다.

클래딩층은 본 출원인의 네덜란드 특허출원 제8601732호에 기술된 바와 같이 다른 한 층상에 마련된 다수의 층으로 구성될 수도 있다.

이와 유사한 자기헤드는 H. Fujiwara C. S. 의 "고출력 금속 플로피 디스크의 기록 특성"(magazine journal of Magnetism Materials 54-57, 1567-1570, 1986)으로부터 공지되어 있다. 비자기 갭은 유리층과 유리층과 클래딩층 사이로 연장된 두개의 SiO₂층으로 구성된다. 이러한 공지의 자기헤드를 제조할 때, 갭의 조성은 유리특성 때문에 약 500 내지 700℃ 사이의 온도에서 이루어진다. 그러나, 이러한 고조성 온도는 클래딩층은 마련한 자기헤드에 여러가지 유해한 영향을 준다. 이러한 유해나 영향중의 하나는 약 자기 클래딩층의 자기특성을 저하시킬 것이다. 또한, 고온에서 클래딩층 안에 구조적 응력을 발생시켜서 페라이트 코어 림에 파손을 일으키도록 응력이 가해진다.

본 발명의 목적은 비교적 낮은 온도에서 조성될 수 있는 재생가능한 길이를 갖는 전자자기적으로 비활성이며 자기적으로 예민한 비자기 갭을 구비한 전술한 형태의 자기헤드를 마련하는 것이다.

이를 위해서, 본 발명에 의한 자기헤드는 갭이 코어 림상에 제공된 제1금속 재료의 두개의 제1층과 클래딩층과 제1층들 중 하나 사이에 제공된 전기 절연 재료의 절연층과 서로 결합되고 제1층상에 제공된 제2금속 재료의 두개의 제2층으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자기헤드 안에 형성된 갭은 150 내지 400℃의 온도에서 실용화할 수 있다. 제조시에 온도 영향에 의해 발생된 클래딩층의 허용할 수 없는 저하 및 응력을 피할 수 있다.

본 발명에 의한 자기헤드의 갭 안의 절연층은 클래딩층의 Ni, Fe 또는 Fe, Al, Si 기본 합금인 저 자성재료와 제1 및 제2층 금속재료 사이의 전자화학 및 확산 장벽으로써의 기능을 하여, 한편의 저자성재료와 다른쪽의 금속재료 사이의 전자화학적 상호 반응이 방지된다. 따라서 갭은 전자자기적으로 비활성이다.

제1층의 제1금속재료는 제2층의 제2금속재료와 절연층의 재료 또는 코어 림중 하나의 페라이트 사이의 접착재료로서 작용한다. 제2층 자체는 활성 갭 결합체로 구성되고 공지 기술, 예를들어 열 압축의 수단에 의해 서로 결합된다.

절연층의 전기 절연 재료는 TiO₂, SO₃N₄또는 TiC와 같은 산화물과 질화물 그리고 탄화물 그룹으로부터 선택된다. 이러한 재료로 구성된 절연층을 갖는 본 발명에 의한 자기헤드의 한 실시예에 있어서, 절연층은 갭의 마모에 대한 저항과 경도에 대한 필요적인 요건을 제공한다. 실험에 의하면, 두 클래딩층을 마련한 자기헤드 안에는 갭의 대부분이 절연층으로 구성되도록 되어 있다. 갭의 나머지 부분은 금속재료의 제1 및 제2층으로 구성된다. 이러한 층은 절연층보다 기계적으로 연성이지만 전체 갭 길이와 비교할때 얇은 두께 때문에 갭 전체 경도의 영향은 적다. SiO₂를 절연층 재료로 사용하는 본 발명에 의한 자기헤드의 실시예는 매우 만족할만한 결과를 얻었다.

본 발명에 의한 자기헤드의 양호한 실시예에 의하면, 제1층의 제1금속재료를 Mo, Ti, Cr 및 NiCr의 그룹으로부터 선택한 것을 특징으로 한다. 이러한 제1금속재료는 Au와 Ag 금속으로부터 선택된 제2층의 제2금속재료와 양호하게 조화된다.

페라이트 코어 림을 서로 결합시키도록 금속층을 사용하는 것은 공지된 것이다. 이에 관하여, 미합중국 특허 제 3,412,455호에는, 각 몸체부상에 캐소드 스퍼터링의 수단에 의해 Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni 및 그 합금으로부터 선택된 금속층을 제공하고 그 연후에 Pt층과 Au층을 연속적으로 상기 층상에 제공한 후 Au층을 함께 용융시키므로써 두 페라이트 몸체를 서로 결합시키는 방법이 기술되어 있다.

공지의 방법으로 얻어진 자기헤드는 다수의 금속층만으로 조성된 갭을 가지고 있다. 이의 단점은 유리 및 SiO₂층으로 구성된 갭과 비교할때 이러한 갭이 기계적으로 연성이어서, 자기헤드가 쉽게 빠져버리는 것이다. 공지의 수단에 의해 얻어진 전술한 형태의 자기헤드, 즉 페라이트상에 제공된 적어도 하나의 클래딩층을 갖는 자기헤드는 클래딩층의 저 자성재료와 그 상의 금속 사이에서 발생되는 전자화학적 상호 반응의 가능성이 있어서, 갭 및/또는 클래딩층의 부식이 발생될 수 있는 단점을 갖는다. 단지 금속층만으로 구성된 갭의 다른 단점은 클래딩층과 갭층 사이의 확산 작용이 발생될 수 있어서 갭이 자기적으로 예민하지 않고 재생가능 범위가 좁은 것이다. 따라서, 공지의 방법은 하나 또는 그 이상의 클래딩층을 갖는 자기헤드의 제조에는 부적합하다.

정리하면, 두 페라이트 코어 림을 갖는 자기헤드는 확산의 수단에 의해 함께 연결된 Cu, Au, Ag 또는 Ti 층의 수단에 의해 코어 림을 서로 결합신킨 미합중국 특허 제3,672,045에 의해 공지되었음을 알아야 한다. Mo, W, 질화규소, Ta, Cu, Au, 질화 탄탈, SiO, Al, 유리, 금속-세라믹 재료 화합물의 그룹으로부터 선택된 저 자기투자율을 갖는 재료층은 연결층과 페라이트 코어 림 사이에 마련된다. 두 코어 림을 결합시키기 위한 층의 사용가능한 조합의 수는 상기 특허에서 제시되고 있지만, 이러한 조합은 하나 또는 두 코어 림에 페라이트 보다 고 포화자화를 갖는 자기재료의 클래딩층을 마련하는 경우에는 사용할 수 없다. 이러한 조합중 어느것도 이러한 코어 림의 안전한 점착을 보장할 수 없고 클래딩층과 갭의 금속 사이의 전자화학적 상호 반응을 방지할 수 없다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면과 함께 한 예로써 하기에서 기술한다.

도면에 도시된 발명의 자기헤드는 고 보자력을 갖는 자기테이프를 기록 및 판독하기에 적합하며, 권취구멍(5)을 마련한 두개의 코어 림(1, 3)으로 구성된 자기코어로 구성된다. 코일(7)은 권취구성(5)을 통해 코어 림의 하나에 권취된다. 예를들어, 단결정 Mn-Zn 페라이트인 페라이트로 형성된 코어 림(1, 3)은 각각 접촉면(1A, 3A)을 가지며, 접촉면상에서 자기헤드의 작동시에 화살표(A) 방향으로(도시되지 않은) 자기테이프가 이동된다. 접촉면(1A, 3A)까지 연장된 비자기 갭(9)은 코어 림(1, 3) 사이에 존재한다. 코어 림(1, 3)은 갭(9)에 면한 코어 면(1B, 3B)을 각각 가지며, 페라이트보다 고 포화자화를 갖는 하나 또는 그 이상의 재료로 구성된 클래딩층(11)이 갭(9)에 면하여 마련된다. 적절한 재료는 Ni₈₀Fe₂₀과 같은 Ni-Fe 기본 합금과 Fe_85.8Si_9.2Al_5.0과 같은 Fe-Si-Al 기본 합금과 비결정성 합금과 상기 합금의 화합물이다. 본 실시예에서, 클래딩층(11)은 스퍼터링에 의해 마련된 Ni₈₀Fe₂₀으로 구성된다.

갭(9)은 코어 림(1, 3)을 서로 함께 결합시키는 비자기 재료의 많은 층으로 구성된다. 본 실시예에서, 갭(9)층중 SiO₂의 절연층(13)을 각 클래딩층(11)에 마련한다. M₀의 제1층(15)을 스퍼터링의 수단에 의해 각 절연층(13)상에 마련하고, Au의 제2층(17)을 각 제1층(15)상에 마련한다. 제1층(15)은 절연층(13)에 제2층(17)을 점착시키도록 하는 반면에 제2층(17)은 열압축의 수단에 의해 서로 결합된다.

한 예로써, 각 절연층(13)의 두께는 0.09㎛이며, 각 제1 및 제2층(15, 17)의 두께는 0.03㎛이다. 클래딩층(11)의 두께는 1.15㎛이다.

도시된 실시예에서, 폭방향에서 볼때 갭(9)은 자기테이프의 진행방향에 수직이다. 물론, 고려된 방향의 갭이 진행방향에 수직으로 지향되지 않도록 하는 실시예도 가능하다. 자기헤드의 코어 면(1B, 3B)는 자기헤드의 어느 양측면상의 리세스(19)에 의해 결합됨을 알아야 한다. 리세스(19)는 갭(9)의 폭을 한정시키고, 부분적으로 접촉면(1A, 3A)에 의해 형성된 테이프 접촉면 안으로 연장되고, 부분적으로 자기헤드의 측면으로 연장된다.

물론 도시된 실시예와 다른 실시예가 본 발명의 영역내에서 가능하다.

Claims (6)

1. 페라이트로부터 형성된 두개의 코어 림을 구비하고 상기 코어 림중 적어도 하나가 페라이트보다 고 포화자화를 갖는 자기재료의 클래딩층을 갖도록 구성된 자기코어와 코어 림 사이의 비 자기갭과 코어 림중 적어도 하나 둘레에 권취된 전기 코일을 갖는 권취구멍으로 구성된 자기정보 캐리어의 트랙안의 자기정보를 기록, 재생 및 소거시키기 위해 자기헤드에 있어서, 상기 갭이 코어 림상에 마련된 제1금속재료의 두 제1층과 제1층 중 하나와 클래딩층 사이에 전기절연 재료의 절연층과, 서로 결합되며 제1층상에 마련된 제2금속재료의 두 제2층으로 구성된 것을 특징으로 하는 자기헤드.
2. 제1항에 있어서, 절연층의 전기절연 재료가 산화물과 질화물 그리고 탄화물의 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 자기헤드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연층의 전기절연 재료가 SiO₂인 것을 특징으로 하는 자기헤드.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1층의 제1금속재료가 Mo, Ti, Cr 및 Nicr의 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 자기헤드.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2층의 제2금속재료가 Au와 Ag 금속으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 자기헤드.
6. 제1항에 있어서, 제2층이 열 압축의 수단에 의해 서로 결합된 것을 특징으로 하는 자기헤드.

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