NL9100192A

NL9100192A - Magneetkop.

Info

Publication number: NL9100192A
Application number: NL9100192A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1992-09-01
Also published as: EP0498493B1; DE59205886D1; JPH0573829A; EP0498493A1; US5210668A

Description

"Magneetkop"

De uitvinding heeft betrekking op een magneetkop voor het optekenen en/of weergeven van magnetische informatie in een spoor van een magnetische informatiedrager, omvattende een magneetkem met twee uit een ferriet gevormde kerndelen, welke twee zich tegenover elkaar bevindende kemvlakken vormen, van welke kemvlakken tenminste een is voorzien van een bekleding van zacht-magnetisch materiaal met een hogere verzadigingsmagnetisatie dan het ferriet, een kopvlak waarlangs de informatiedrager verplaatsbaar is, een tussen de kemvlakken aanwezige, in het kopvlak eindigende niet-magnetische overdrachtsspleet voorzien van tenminste een laag van een eerste metallisch materiaal en met elkaar verbonden lagen van een tweede metallisch materiaal, waarbij het eerste metallische materiaal is gekozen uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr, en een door een spoelkamer gaande, om een deel van de magneetkem lopende electrische spoel.

Een dergelijke magneetkop is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP 0 273 496 (PHN 11.962; herewith incorporated by reference).

Het is algemeen bekend, om ferriet, zoals monokristallijn Mn-Zn ferriet, als magnetisch kernmateriaal voor magneetkoppen toe te passen. Ferrieten hebben onder andere de voordelen van een hoge slijtvastheid, een relatief hoge specifieke weerstand en goede magnetische eigenschappen met betrekking tot coërcitiefkracht en permeabiliteit.

Magneetvelden die ter plaatse van de overdrachtsspleet door een magneetkop worden opgewekt om informatie op een magnetisch medium te schrijven, hangen direct af van de verzadigingsmagnetisatie van het materiaal van de kem van de magneetkop. Ferrieten hebben in het algemeen een verzadigingsmagnetisatie die voldoende hoog is voor het schrijven van informatie op conventionele banden, zoals Cr02-banden met een coërcitiefkracht Hc van ongeveer 700 Oersted. Voor het registreren van informatie op magneetbanden met een hogere coërcitiefkracht, zoals ME magneetbanden op basis van Co-Ni, zijn conventionele magneetkoppen, die uitsluitend ferriet aan weerszijden van de overdrachtsspleet hebben, minder geschikt. De magneetvelden, die door dergelijke magneetkoppen worden opgewekt om informatie op een magnetisch medium te schrijven, worden immers beperkt door de relatief lage verzadigingsmagnetisatie van het ferriet. De sterkte van het schrijfveld is daardoor onvoldoende hoog om magneetbanden met een hoge coërcitiefkracht optimaal te kunnen beschrijven.

Een sterker schrijfveld wordt bereikt met de in de genoemde EP 0 273 496 getoonde magneetkop. De getoonde magneetkop is voorzien van een zich tussen twee kerndelen uitstrekkende overdrachtsspleet, welke is samengesteld uit een aantal lagen van niet-magnetisch materiaal. De kerndelen zijn elk voorzien van een naar de spleet toegekeerd kemvlak, waarop een bekleding uit Ni80Fe20 door sputteren is aangebracht. Op elk van de bekledingen uit NigoFe^ is een isolatielaag uit Si02 van de overdrachtsspleet aangebracht. Op elk van de isolatielagen is een laag van Mo aangebracht en op elk van de Mo-lagen is een laag van Au aangebracht, waarbij de Au-lagen door thermocompressie met elkaar zijn verbonden.

In EP 0 273 496 wordt opgemerkt, dat de Si02-isolatielaag in de overdrachtsspleet fungeert als barrière tussen het zacht-magnetische materiaal van de bekleding, welke bijvoorbeeld gevormd is uit een legering op basis van Ni-Fe of Fe-Al-Si, en de metallische materialen van de overdrachtsspleet, waardoor een electro-chemische wisselwerking tussen bekleding en overdrachtsspleet wordt voorkomen. Een nadeel van de aanwezige Si02-isolatielaag is de relatief slechte hechting met de bekledingslaag.

De uitvinding beoogt ondermeer de in de aanhef genoemde magneetkop in althans mechanisch opzicht te verbeteren.

De magneetkop volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat de bekleding een eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis en een daarop aangebrachte tweede bekledingslaag van een amorfe legering op

Co-Ti en/of Zr en/of Hf-Nb en/of Ta basis omvat, waarbij het eerste metallische materiaal van de overdrachtsspleet direct op de amorfe legering van de bekleding is aangebracht.

In de aldus gevormde magneetkop kan de overdrachtsspleet uitsluitend samengesteld zijn uit metallische lagen. Het eerste metallische materiaal dient primair als hechtlaag tussen de amorfe legering van de bekleding en het tweede metallische materiaal van de overdrachtsspleet. Als tweede metallische materiaal zijn goud, zilver en platina bij uitstek geschikt.

Doordat de mechanische hechting tussen de bekleding en de overdrachtsspleet sterk is, wordt de mogelijkheid geboden om tijdens fabricage van de magneetkop een laserstraal te gebruiken, om de overdrachtsspleet de gewenste spleetbreedte te geven.

Een van de genoemde mogelijke amorfe legeringen is bijvoorbeeld C086.I Zr2.9 Nbll.O, welk materiaal een hoge verzadigingsmagnetisatie en permeabiliteit alsmede een lage magnetostrictie heeft.

Een uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat in de overdrachtsspleet tussen de laag van een eerste metallisch materiaal en een van de lagen van een tweede metallisch materiaal een met de bekleding optisch contrasterende tussenlaag aanwezig is. Op deze wijze wordt de zichtbaarheid van de overdrachtsspleet verbeterd, hetgeen van belang is tijdens de fabricage van de magneetkop, in het bijzonder om met behulp van een lichtmicroscoop de kwaliteit van de overdrachtsspleet en/of de positionering en/of dimensionering van de spleet te beoordelen. De tussenlaag is bij voorkeur gevormd uit een oxide en/of een nitride.

Een uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding, waarbij het tweede metallische materiaal van de overdrachtsspleet is gekozen uit de groep bestaande uit Au, Ag en Pt, heeft het kenmerk, dat het oxide van de tussenlaag Si02, A1203 of Zr02 is.

Teneinde de hechting bij aanwezigheid van een optisch contrasterende tussenlaag te verbeteren, heeft een uitvoeringsvorm het kenmerk, dat zich tussen de optisch contrasterende tussenlaag en de laag van een tweede metallisch materiaal een verdere laag van een metallisch materiaal bevindt. Zeer goede resultaten worden bereikt, indien het metallische materiaal van de verdere laag gekozen is uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr.

Een uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis zich tussen een kemvlak en de tweede bekledingslaag uitstrekt, waarbij de eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis is aangebracht op een op het kemvlak aangebrachte basislaag van een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit Cr, Mo of titaanoxide. De basislaag dient voor het verbeteren van de mechanische hechting van de legering op Ni-Fe basis (sendust) op het ferriet van de magneetkem.

De uitvinding zal nu bij wijze van voorbeeld nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een perspectivisch aanzicht is van een uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding,

Figuur 2 een vergroot gedeelte van het bovenaanzicht van de magneetkop van figuur 1 is, en

Figuur 3 een schematische weergave van een overdrachtsspleet van een andere uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding is.

De in de figuren 1 en 2 getoonde MIG-kop (metal in gap-head) volgens de uitvinding is geschikt voor het beschrijven en uitlezen van magneetbanden met hoge coërcitiefkrachten. De magneetkop heeft een uit twee kerndelen 1 en 3 opgebouwde magneetkem, waarin een spoelkamer 5 is aangebracht. Om een van de kerndelen is een door de spoelkamer 5 lopende spoel 7 gewonden. De kerndelen 1 en 3, die zijn gevormd uit een ferriet, bijvoorbeeld polykristallijn Mn-Zn ferriet, vormen een kopvlak 9, waarover tijdens bedrijf van de magneetkop een hier niet getoonde magneetband in de richting van de getekende pijl A wordt verplaatst. Tussen de kerndelen 1 en 3 bevindt zich een niet-magnetische overdrachtsspleet 11, welke zich tot aan het kopvlak 9 uitstrekt. De kerndelen 1 en 3 hebben elk een naar de spleet 11 toegekeerd kemvlak IA

respectievelijk 3A, waarop een bekleding 13 van zacht-magnetisch materiaal met een hogere verzadigingsmagnetisatie dan het ferriet is aangebracht.

De bekleding 13 op elk van de kemvlakken IA en 3A is samengesteld uit een eerste bekledingslaag 15 van een legering op Ni-Fe basis, bijvoorbeeld NigoFe^, en een tweede bekledingslaag 17 van een amorfe legering op Co-Ti en/of Zr en/of Hf-Nb en/of Ta basis, bijvoorbeeld C086.I Zr2.9 Nbll.O. Tussen de eerste bekledingslagen 15 en de kerndelen 1 en 3 bevindt zich een basislaag 19 van een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit Cr, Mo of titaanoxide, bijvoorbeeld Cr. De basislaag 19 is niet strikt noodzakelijk, doch dient ter verbetering van de mechanische hechting tussen de kerndelen en de eerste bekledingslagen.

De spleet 11 is samengesteld uit twee lagen 21 van een eerste metallisch materiaal, dat is gekozen uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr, en twee lagen 23 van een tweede metallisch materiaal, dat is gekozen uit de groep bestaande uit Au,

Ag en Pt. In dit voorbeeld is het eerste metallische materiaal Mo en het tweede metallische materiaal Au. De lagen 21 zijn rechtstreeks, dat wil zeggen zonder enige tussenlaag, aangebracht op de tweede bekledingslagen 17 van een amorfe legering. De laag 21 dient als diffusiebarrière en hechtlaag tussen de amorfe legering en het tweede metallische materiaal van de lagen 23. De lagen 23 zijn door thermo-compressie aan elkaar bevestigd.

De werkwijze voor het vervaardigen van de in de figuren 1 en 2 getoonde magneetkop volgens de uitvinding is gekenmerkt door het achtereenvolgens op elk van de kerndelen 1 en 3 aanbrengen van een eerste bekledingslaag 15 van een legering op Ni-Fe basis, een tweede bekledingslaag 17 van een amorfe legering van een reeds genoemde samenstelling, het aanbrengen van een laag 21 van een eerste metallisch materiaal en het aanbrengen van een laag 23 van een tweede metallisch materiaal, waarna de beide lagen 23 onder verhoogde druk en temperatuur aan elkaar worden gehecht, waarna met behulp van een lasertechnologie de gewenste spleetbreedte wordt gevormd. Indien gewenst, kan voordat de eerste bekledingslagen 15 aangebracht worden op de kemvlakken IA en 3A een als hechtlaag dienende basislaag 19 aangebracht worden. Alle lagen worden bij voorkeur door kathodeverstuiving (sputteren) aangebracht.

De in figuur 3 schematisch weergegeven spleet 111 bevindt zich tussen twee tweede bekledingslagen 17 van een kleding, welk identiek of soortgelijk is aan de bekleding van de magneetkop van de figuren 1 en 2. De overdrachtsspleet 111 is samengesteld uit twee direct op de tweede bekledingslagen 17 aangebrachte lagen 121 van een eerste metallisch materiaal, twee daarop aangebrachte tussenlagen 122 van een met de bekleding optisch contrasterend materiaal, bijvoorbeeld Si02 twee op de tussenlagen 122 aangebrachte verdere lagen van een metallisch materiaal, en twee op de verdere lagen 124 aangebrachte lagen 123 van een tweede metallisch materiaal. Het eerste metallische materiaal van de lagen 121 en het metallische materiaal van de verdere lagen 124 is gekozen uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr. Het tweede metallische materiaal van de lagen 123 is gekozen uit de groep bestaande uit Au, Ag en Pt. De lagen 123 zijn door thermocompressie aan elkaar gehecht.

Claims

1. Magneetkop voor het optekenen en/of weergeven van magnetische informatie in een spoor van een magnetische informatiedrager, omvattende - een magneetkem met twee uit een ferriet gevormde kerndelen, welke twee zich tegenover elkaar bevindende kemvlakken vormen, van welke kemvlakken tenminste een is voorzien van een bekleding van zacht-magnetisch materiaal met een hogere verzadigingsmagnetisatie dan het ferriet, - een kopvlak waarlangs de informatiedrager verplaatsbaar is, - een tussen de kemvlakken aanwezige, in het kopvlak eindigende niet-magnetische overdrachtsspleet voorzien van tenminste een laag van een eerste metallisch materiaal en met elkaar verbonden lagen van een tweede metallisch materiaal, waarbij het eerste metallische materiaal is gekozen uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr, en - een door een spoelkamer gaande, om een deel van de magneetkem lopende electrische spoel, met het kenmerk, dat de bekleding een eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis en een daarop aangebrachte tweede bekledingslaag van een amorfe legering op Co-Ti en/of Zr en/of Hf-Nb en/of Ta basis omvat, waarbij het eerste metallische materiaal van de overdrachtsspleet direct op de amorfe legering van de bekleding is aangebracht.

2. Magneetkop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de overdrachtsspleet tussen de laag van een eerste metallisch materiaal en een van de lagen van een tweede metallisch materiaal een met de bekleding optisch contrasterende tussenlaag aanwezig is.

3. Magneetkop volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tussenlaag uit een oxide en/of een nitride is gevormd.

4. Magneetkop volgens conclusie 2 en 3, waarbij het tweede metallische materiaal van de overdrachtsspleet is gekozen uit de groep bestaande uit Au, Ag en Pt, met het kenmerk, dat het oxide van de tussenlaag Si02, A1203 of Zr02 is.

5. Magneetkop volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat zich tussen de optisch contrasterende tussenlaag en de laag van een tweede metallisch materiaal een verdere laag van een metallisch materiaal bevindt.

6. Magneetkop volgens conclusie 4 en 5, met het kenmerk, dat het metalli- sche materiaal van de verdere laag gekozen is uit de groep bestaande uit Mo, Ti, Cr en NiCr.

7. Magneetkop volgens een van de conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat de eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis zich tussen een kemvlak en de tweede bekledingslaag uitstrekt, waarbij de eerste bekledingslaag van een legering op Ni-Fe basis is aangebracht op een op het kemvlak aangebrachte basislaag van een materiaal gekozen uit de groep bestaande uit Cr, Mo of titaanoxide.

8. Magneetkop volgens een van de conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk,dat de overdrachtsspleet een door toepassing van een lasertechniek gevormde spleetbreedte heeft.