NL8802354A

NL8802354A - Mfg. miniature magnetic head for tape recorder - forming two similar substrates, one having coil wound in undercut chamber slot

Info

Publication number: NL8802354A
Application number: NL8802354A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1990-04-17

Abstract

The first step in the prodn. of the magnetic head (1) is the application of a thin layer (5) of soft magnetic material on the side of a non-magnetic substrate (4). This layer is the main pole piece of the magnetic circuit. An auxiliary pole-piece (6) is then produced attached using a masking layer (7). Adhesive layers (8a, 8b) are then used to attached the second substrate part (3). The second substrate part is similar to the first except that it has a coil chamber slot (9) undercut into the side nearest the junction. A stepped slope (11) is then cut into the side furthest from the junction, and a V shaped slot (10) cut into the upper face. The coil (13) is then wound onto the second substrate (3) and the remaining cavity is filled with enamel (12).

Description

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het fabriceren van een magneetkop voor gebruik bij loodrechte registratie, waarbij uitgegaan wordt van een substraat waarop een hoofdpool van magnetisch materiaal door middel van een dunne film depositie-proces aangebracht wordt waarna op deze hoofdpool vervolgens een hulpdeel van een magnetisch materiaal aangebracht wordt, welke de hoofdpool aan een rand vrijlaat voor samenwerking met een magnetisch registratie-medium, waarna een kerndeel van magnetisch materiaal met het hulpdeel verbonden wordt. Een dergelijke werkwijze is bekend uit EP 0.136.157 A2. Hierbij wordt een dun glasplaatje aangebracht op een ferrietblokje (hulpdeel). Van deze combinatie wordt een zijvlak gepolijst, waarna een zeer dunne magnetische film op dit zijvlak gesputterd wordt. Vervolgens wordt een tweede combinatie van glasplaatje en ferrietblokje op de film aangebracht, zodat de film (hoofdpool) tussen twee blokken in zit. Verder worden twee kerndelen vervaardigd uit ferrietblokken welke voorzien worden van een speelkamer en een V-vormige uitsparing, welke gevuld wordt met glas. Beide kerndelen worden tenslotte met het sandwichblok verbonden door middel van glas of hars.The invention relates to a method for manufacturing a magnetic head for use in perpendicular registration, starting from a substrate on which a main pole of magnetic material is applied by means of a thin film deposition process, after which an auxiliary part of a magnetic material is applied, which leaves the main pole at an edge to cooperate with a magnetic recording medium, after which a core part of magnetic material is connected to the auxiliary part. Such a method is known from EP 0.136.157 A2. A thin glass plate is applied to a ferrite block (auxiliary part). A side surface of this combination is polished, after which a very thin magnetic film is sputtered onto this side surface. Then a second combination of glass slide and ferrite block is applied to the film, so that the film (main pole) is between two blocks. Furthermore, two core parts are made of ferrite blocks, which are provided with a playroom and a V-shaped recess, which is filled with glass. Both core parts are finally connected to the sandwich block by means of glass or resin.

Het relatief grote aantal samenstellende delen en de geringe afmetingen van sommige van deze delen (hulpdelen en glasplaatjes) leidt tot complicaties bij het bekende fabricageproces. Er zijn veel handelingen nodig bij het samenstellen en de kleine onderdelen zijn moeilijk te hanteren.The relatively large number of constituent parts and the small dimensions of some of these parts (auxiliary parts and glass slides) lead to complications in the known manufacturing process. A lot of handling is required when assembling and the small parts are difficult to handle.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een magneetkop. Een dergelijke magneetkop is eveneens bekend uit EP 0.136.157 A2. Bij deze bekende magneetkop treden problemen op bij het aanbrengen van de hoofdpool op een substraat welke is voorzien van een naad, welke zich bevindt tussen de beide delen (hulpdeel en glasplaatje) waaruit het substraat is opgebouwd.The invention also relates to a magnetic head. Such a magnetic head is also known from EP 0.136.157 A2. With this known magnetic head, problems arise when the main pole is applied to a substrate which is provided with a seam, which is located between the two parts (auxiliary part and glass slide) from which the substrate is built.

De uitvinding heeft ondermeer tot doel een zodanige werkwijze te ontwerpen dat deze beter toepasbaar is voor massafabricage alsmede een magneetkop zodanig te ontwerpen dat deze beter geschikt is om vervaardigd te worden in een massafabrieageproees en tot minder complicaties leidt bij het fabricageproces.One of the objects of the invention is to design such a method that it is more suitable for mass production, and to design a magnetic head such that it is better suited to be manufactured in a mass production test and leads to fewer complications in the manufacturing process.

Voor wat betreft de werkwijze wordt de uitvinding gekenmerkt, doordat het hulpdeel door middel van een dunne film depositie-proces op de hoofdpool aangebracht wordt. Hierdoor zijn er geen moeilijke handelingen noodzakelijk 'met het uiterst kleine en daardoor moeilijk te hanteren hulpdeel en kunnen de glasplaatjes achterwege blijven. Tevens wordt hierdoor bereikt dat de volgens deze werkwijze vervaardigde magneetkop uit slechts twee samenstellende delen bestaat, 0 waardoor het aantal handelingen tijdens de fabricage sterk gereduceerd kan worden.With regard to the method, the invention is characterized in that the auxiliary part is applied to the main pole by means of a thin film deposition process. As a result, no difficult operations are necessary with the extremely small and therefore difficult to handle auxiliary part and the glass plates can be omitted. It is also hereby achieved that the magnetic head manufactured according to this method consists of only two constituent parts, so that the number of operations during manufacture can be greatly reduced.

Een voordelige uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat voordat het hulpdeel aangebracht wordt, op de hoofdpool een etsbarrière aangebracht wordt en na het aan-* brengen van het hulpdeel, op deze etsbarrière, wordt dit hulpdeel vanaf een rand, nabij de rand van de hoofdpool, over een bepaalde afstand weggeëtst. Daar het hulpdeel niet tot aan het samenwerkingsvlak van de magneetkop met het registratie-medium mag reiken moet tijdens de vervaardiging van de magneetkop, nadat het hulpdeel over het gehele oppervlak van de hoofdpool is aangebracht, een gedeelte van het hulpdeel verwijderd worden. Het etsproces is hiervoor geschikt waarbij de hoofdpool onaangetast blijft vanwege de etsbarrière.An advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that before the auxiliary part is applied, an etching barrier is applied to the main pole and after the auxiliary part has been applied to this etching barrier, this auxiliary part is formed from an edge, near the edge of the main pole, etched away by a certain distance. Since the auxiliary part must not reach the interface of the magnetic head with the recording medium, a part of the auxiliary part must be removed during the manufacture of the magnetic head, after the auxiliary part has been applied over the entire surface of the main pole. The etching process is suitable for this, whereby the main pole remains unaffected because of the etching barrier.

Nog een voordelige uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat het aanbrengen van de hoofdpool en het hulpdeel geschiedt door middel van sputteren. Sputteren is een goed te beheersen methode voor het aanbrengen van een dunne laag.Another advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the application of the main pole and the auxiliary part is effected by sputtering. Sputtering is a well-controlled method for applying a thin layer.

Voor wat betreft de magneetkop wordt de uitvinding gekenmerkt, doordat het substraat bestaat uit een niet-magnetïsch materiaal uit een stuk. Hierdoor treden er tijdens het fabricageproces geen complicaties op bij het aanbrengen van de hoofdpool omdat deze nu op een oppervlak zonder naden aangebracht wordt. Dit in tegenstelling tot de bekende magneetkop, waarbij het substraat opgebouwd is uit twee delen namelijk het hulpdeel en het glasplaatje, waardoor ter plaatse van het verbindingsvlak van beide delen een zekere discontinuïteit aanwezig is.As far as the magnetic head is concerned, the invention is characterized in that the substrate consists of a non-magnetic one-piece material. As a result, no complications arise during the manufacturing process when applying the main pole because it is now applied to a surface without seams. This is in contrast to the known magnetic head, in which the substrate is made up of two parts, namely the auxiliary part and the glass plate, so that a certain discontinuity is present at the location of the connecting surface of both parts.

üit US 4,672,494 is een magneetkop bekend welke gelijkenis toont met de kop gefabriceerd volgens de werkwijze volgens de uitvinding. Echter ook in deze bekende magneetkop bestaat het hulpdeel uit een ferrietblok welke met de hoofdpool verbonden wordt en niet, zoals de magneetkop volgens de uitvinding, uit een laag welke door middel van een dunne film depositie-proces is aangebracht. Deze bekende magneetkop heeft tevens een extra fluxgeleider aan de achterzijde van het magne-1 tisch registratie-medium nodig voor de magnetische overdracht.US 4,672,494 discloses a magnetic head which shows similarity to the head manufactured according to the method according to the invention. However, also in this known magnetic head, the auxiliary part consists of a ferrite block which is connected to the main pole and not, like the magnetic head according to the invention, of a layer which is applied by means of a thin film deposition process. This known magnetic head also requires an additional flux conductor at the back of the magnetic recording medium for the magnetic transfer.

Hieronder zal de uitvinding bij wijze van voorbeeld nader worden toegelicht aan de hand van in figuren weergegeven uitvoeringsvormen en fabricage-stappen van een magneetkop volgens de uitvinding. Hierbij toont: 3 Figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een magneetkop,The invention will be explained in more detail below by way of example on the basis of embodiments and manufacturing steps of a magnetic head according to the invention shown in the figures. Herein: 3 Figure 1 shows a first embodiment of a magnetic head,

Figuur 2 stappen tijdens het fabricageproces van een magneetkop ,Figure 2 steps during the manufacturing process of a magnetic head,

Figuur 3 een tweede uitvoeringsvorm van een magneetkop.Figure 3 shows a second embodiment of a magnetic head.

In Figuur 1 is een eerste uitvoeringsvorm van een magneetkop ' volgens de uitvinding getoond. De magneetkop 1 omvat twee kerndelen 3, 4 en is voorzien van een kopvlak 2, bestemd voor samenwerking met een magnetisch registratie-medium 19. Het ene kerndeel 3 fungeert als hulp-pool en is van een magnetisch materiaal. Dit kerndeel 3 is voorzien van eèn spoelkamer 9 en van een V-vormige uitsparing 10 ter verbetering van de leeseigenschappen van de kop 1 wat verderop nog nader zal worden toegelicht. Verder is dit kerndeel 3 voorzien van een uitsparing 11 welke is aangebracht om de diameter van een spoel 13, welke om dit kerndeel 3 gewikkeld is, klein te houden. Het andere kerndeel 4 vormt een substraat en is van een niet-magnetisch materiaal. Op een zijde van dit kerndeel 4 is een hoofdpool 5 aangebracht, op welke hoofdpool 5 weer een hulpdeel 6 is aangebracht. Tussen de hoofdpool 5 en het hulp-deel 6 bevindt zich een laag 7 welke als etsbarrière tijdens het fabricageproces heeft gefungeerd. Verder bevinden zich tussen hulpdeel 6 en kerndeel 3 hechtlagen 8a, 8b en is ter plaatse van het kopvlak 2 een brugverbinding 12 van bijvoorbeeld emaille aanwezig. Deze brugver-binding 12 zorgt voor een betere geleiding van het magnetisch registratie-medium 19 langs het kopvlak 2 en dient ter voorkoming van opeenhoping van vuil in de spoelkamer 9.Figure 1 shows a first embodiment of a magnetic head according to the invention. The magnetic head 1 comprises two core parts 3, 4 and is provided with a head surface 2, intended for cooperation with a magnetic recording medium 19. The one core part 3 functions as an auxiliary pole and is made of a magnetic material. This core part 3 is provided with a rinsing chamber 9 and with a V-shaped recess 10 for improving the reading properties of the head 1, which will be explained in more detail below. Furthermore, this core part 3 is provided with a recess 11 which is arranged to keep the diameter of a coil 13, which is wound around this core part 3, small. The other core part 4 forms a substrate and is made of a non-magnetic material. A main pole 5 is arranged on one side of this core part 4, on which main pole 5 an auxiliary part 6 is again mounted. Between the main pole 5 and the auxiliary part 6 there is a layer 7 which has acted as an etching barrier during the manufacturing process. Furthermore, adhesive layers 8a, 8b are located between auxiliary part 6 and core part 3 and a bridge connection 12 of, for example, enamel is present at the location of the end face 2. This bridge connection 12 ensures better conduction of the magnetic recording medium 19 along the end face 2 and serves to prevent accumulation of dirt in the flushing chamber 9.

Figuur 2 laat het verloop van een mogelijk fabricageproces zien. Hierbij wordt uitgegaan van een niet-magnetisch substraat welke het kerndeel 4 vormt (fig. 2a). Op dit substraat 4 wordt een zacht magnetische dunne film, voor het vormen van de hoofdpool 5, bijvoorbeeld vanuit een gasfase aangebracht, bijvoorbeeld door middel van sputteren of opdampen (fig. 2b). Deze film kan eventueel gestructureerd worden om de vereiste spoorbreedte te realiseren (fig. 2e). Vervolgens worden op deze zo verkregen hoofdpool 5 twee lagen 6, 7 aangebracht (fig. 2d). De 5 eerste laag 7 dient als etsbarrière en tevens als mechanische bescherming van de hoofdpool 5, waardoor uitholling gereduceerd kan worden. Deze laag 7 is bij voorkeur een harde, niet-magnetische film, bijvoorbeeld Si02· Deze etsbarrière 7 is nodig om het etsproees bijvoorbeeld natchemisch of fysisch voor het structureren van de tweede laag 6 niet D in te laten werken op de hoofdpool 5. Deze tweede laag vormt een hulp-deel 6 en wordt bijvoorbeeld galvanisch of ook vanuit een gasfase aangebracht bijvoorbeeld door sputteren of opdampen. Dit hulpdeel 6 is evenals de hoofdpool 5 van een zacht magnetisch materiaal, bijvoorbeeld NiFe, Sendust, amorfe Co-legeringen en dient als fluxgeleider naar de ' zeer dunne hoofdpool 5. Dit hulpdeel 6 wordt fotolithografisch gestructureerd waarbij een deel van het hulpdeel 6 vanaf een rand 6a over een bepaalde afstand verwijderd wordt (fig. 2e), totdat een rand 5a van de hoofdpool 5 met daarop de etsbarrière 7 bloot komt te liggen.Figure 2 shows the progress of a possible manufacturing process. This is based on a non-magnetic substrate which forms the core part 4 (fig. 2a). A soft magnetic thin film for forming the main pole 5, for example from a gas phase, is applied to this substrate 4, for example by sputtering or evaporation (Fig. 2b). This film can optionally be structured to achieve the required track width (fig. 2e). Two layers 6, 7 are then applied to this main pole 5 thus obtained (Fig. 2d). The first layer 7 serves as an etching barrier and also as a mechanical protection of the main pole 5, whereby hollowing can be reduced. This layer 7 is preferably a hard, non-magnetic film, for example SiO2. This etching barrier 7 is necessary in order not to let the etching spray act D on the main pole 5 for the purpose of structuring the second layer 6, for example. layer forms an auxiliary part 6 and is applied, for example, galvanically or also from a gas phase, for example by sputtering or evaporation. This auxiliary part 6, like the main pole 5, is of a soft magnetic material, for example NiFe, Sendust, amorphous Co alloys and serves as a flux conductor to the very thin main pole 5. This auxiliary part 6 is photolithographically structured, in which part of the auxiliary part 6 is edge 6a is removed by a certain distance (fig. 2e), until an edge 5a of the main pole 5 with the etching barrier 7 exposed thereon.

Het substraat 4 met daarop de hoofdpool 5 en het hulpdeel 6 vormen samen een eerste deel 1a waaruit de magneetkop 1 is opgebouwd.The substrate 4 with the main pole 5 and the auxiliary part 6 thereon together form a first part 1a from which the magnetic head 1 is built up.

Een tweede en laatste voor de magneetkop 1 benodigde deel 1b is het kerndeel 3 welk bestaat uit een ferrietblok (fig. 2f), waarin bij voorkeur al een spoelkamer 9 is aangebracht. Dit tweede deel 1b wordt bevestigd tegen het eerste deel 1a door middel van hars, glas, lijm of een thermocompressie-verbinding met op beide hechtvlakken gedeponeerde hechtlagen 8a en 8b, elk bestaande uit een laag Au welke dient voor de thermocompressie-verbinding en een laag Mo welke een heohtlaag voor de Au-laag op de hechtvlakken vormt (fig. 2g).A second and last part 1b required for the magnetic head 1 is the core part 3, which consists of a ferrite block (fig. 2f), in which preferably a flushing chamber 9 is already arranged. This second part 1b is fixed against the first part 1a by means of resin, glass, glue or a thermocompression connection with adhesive layers 8a and 8b deposited on both bonding surfaces, each consisting of a layer of Au serving for the thermocompression compound and a layer Mo which forms a heat layer for the Au layer on the bonding surfaces (Fig. 2g).

Daar de rand 3a van het ferriet evenwijdig ligt aan de hoofdpool 5 zie figuur 2g, kan de rand 3a een storend effect tijdens het lezen van de door de hoofdpool 5 geschreven informatie in het medium 19 hebben. Om het storende leeseffect te onderdrukken kan het nodig zijn om de rand 3a niet evenwijdig aan de hoofdpool 5 te leggen. Dit kan bijvoorbeeld door lasersnijden waarbij met de laser een deel van de rand 3a weggesneden wordt, zodanig dat er bijvoorbeeld een driehoek of halve cirkel overblijft als randprofiel 10 (fig. 2h). Het lasersnijden kan ook gebruikt worden voor het maken van een uitsparing 11 in het kerndeel 3 waarmee de diameter van de spoel 13 kleiner kan worden. Uiteindelijk wordt een brugverbinding 12 tussen de beide delen 1a, 1b aangebracht, welke brugverbinding bijvoorbeeld bestaat uit een laagsmeltend glas (emaille) (fig. 2h), waarna de kop gewikkeld en gelapt kan worden.Since the edge 3a of the ferrite is parallel to the main pole 5, see figure 2g, the edge 3a can have a disturbing effect during the reading of the information written by the main pole 5 in the medium 19. In order to suppress the disturbing reading effect, it may be necessary not to place the edge 3a parallel to the main pole 5. This can be done, for example, by laser cutting in which part of the edge 3a is cut away with the laser, such that, for example, a triangle or semicircle remains as edge profile 10 (Fig. 2h). The laser cutting can also be used to make a recess 11 in the core part 3 with which the diameter of the coil 13 can be reduced. Finally, a bridge connection 12 is made between the two parts 1a, 1b, which bridge connection consists, for example, of a low-melting glass (enamel) (Fig. 2h), after which the head can be wound and lapped.

Figuur 3 laat een tweede uitvoéringsvorm van een magneetkop 14 zien. Hierbij is het niet-magnetische kerndeel 16 voorzien van een uitsparing 17 en een spoel 18. Ook is het mogelijk om beide kerndelen 15, 16 te voorzien van een uitsparing 11, 17 en een spoel 13, 18.Figure 3 shows a second embodiment of a magnetic head 14. The non-magnetic core part 16 is herein provided with a recess 17 and a coil 18. It is also possible to provide both core parts 15, 16 with a recess 11, 17 and a coil 13, 18.

Claims

Method for manufacturing a magnetic head (1) for use in perpendicular registration, starting from a substrate (4) on which a main pole (5) of magnetic material is applied by means of a thin film deposition process, after which it is applied to this main pole (5) then an auxiliary part (6) of a magnetic material is applied, which leaves the main pole (5) free at an edge (5a) for co-operation with a magnetic recording medium (19), after which a core part (3) of magnetic material is connected to the auxiliary part (6), characterized in that the auxiliary part (6) is applied to the main pole (5) by means of a thin film deposition process.

Method according to claim 1, characterized in that before the auxiliary part (6) is applied, an etching barrier (7) is applied to the main pole (5) and, after the auxiliary part (6) has been applied, to this etching barrier (7 ), this auxiliary part (6) is etched away by a certain distance from an edge (6a), near the edge (5a) of the main pole (5).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the application of the main pole (5) and the auxiliary part (6) is effected by sputtering.

Magnetic head (1) manufactured according to a method according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the substrate (4) consists of a non-magnetic one-piece material.