WO1988004817A1 - Method of fabricating magnetic head - Google Patents

Description

• 明 細 書

発明の名称

磁気へッ ドの製造方法

技術分野

5 本発明は磁気へッ ドの製造方法に関する ものである。

背景技術

近年高保磁力のメ タルテ - プの出現によ ！） 、 高磁束密度の磁 心材料を用いるメ タル系磁気へッ ドの開発が盛ん 進められて いる。 これらメ タ ル系磁気ヘ ッ ド材料にはセ ンダス ト や非晶質 i o 合金があげられる。 しかしながら、 従来よ り フ ユ ラ イ トへッ ド を作製するのに使用されている磁気ギ ャ ッ プ作製法を、 これら メ タル系へッ ド材料を用いた磁気へッ ド作製に用いるのは困難 で った。 するわち、 従来の方法は磁気ギ ャ ッ プ部にガ ラ スを 用い、 これをフ ニ ライ ト ではさんで高温度下で軟化させ接合す

1 5 るという ものである力；、 このと き ガ ラ スの一部分がわずかにフ エ ライ ト 中に拡散し、 ギ ャ ッ プ接着強度を上昇させる他、 ガラ スの熱膨張係数がフ 二 ラ イ ト のそれに近いも のが選べる という 利点があるためである。 しかしながら、 セ ンダス トや非晶質合 金のガ ラ スによる接着強度はきわめて弱いほ力へ セ ンダス ト の 0 場合には熱膨張係数 α が α = 1ァ O X 1〇— ⁷ と きわめて大き く 、 そ れに比べてガ ラ スのそれ力 ' = 5〇 X 1〇一⁷〜 1 2 Ο X 1〇一⁷ と小さい ため、 熱膨張係数を一致させる ことができ いとい う問題があ る 。 上述のメ タ ル材料をガ ラ スによ つて接着する ことが困難な 原因と しては、 フ ェ ラ イ 卜の場合と異 、 ガラスがメ タ ル内 5 へ拡散 しに ぐ いとい う ことが考え られている。 非晶質合金の場 合には、 結晶化温度が 5 O O TC付近にあ 、 接着も この温度以 ' 下で行 ¾わないと合金の磁気特性がそこなわれるといった問題 点があ 、 センダス ト の場合よ もガラ スを軟化させ、 合金内 に拡散させて、 接着強度を上げるのは困難なことである。また、 樹脂によ メタル材を接着することは比較的低い温度でも可能 である力 、 磁気ギャ ッ プ部のよ うに土 Ο · ¹ 以上の精度を必 要とする接着には、 樹脂自体が膨張， 収縮することから、 その 使用は好ま しく ない。

- 発明の開示

本発明は、 上述のよ う なメ タル系磁気ヘッ ドにおける磁気ギ ャ ッ プ作製上の問題点を解'决し、 きわめて精度よ く磁気ギ ヤ ッ プを形成することのできる方法を提供することを目的とする。 本発明は、 磁気ギャ ッブ部をスパッ タ 一法で形成し、 補助的 にガラス接着または樹脂接着を用いることによって、 精度のよ い磁気ギャ つ プを備えた磁気へッ ドを容易に作製できる。

図面の簡単な説明

第 1 図および第 2図はそれぞれ本発明にかかる磁気へッ ドの 製造方法の実施例の工程を示す斜視図である。

第 3図および第 ⁴図は第 1 図および第 2図で示した磁気へッ ドの製造方法の工程改良例を示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態 "

第 1 図 (a)〜（！ 1)は本発明の; ¾·法の一つの実施例の工程を示して いる。

基板 1 を中央部 2で切断し、 切断した一方の基板 3 の表面上 に第 1 図 (a)に示したよ うにスパ ッ タ ー法によ ！）磁性層 4を形成

OMPI • する。 さ らに、 この端面 5 を鏡面仕上げした後、 第 1 図 (b)に示 すよ うにこの鏡面状に仕上げられた端面 5上にスパッ タ -法に よ j 非磁性層 6を付着させた。 次に、 このよ うに して得られた 複合体と、 前述の切断しておいた第 ¹ 図 (c)に示すも う一方の基 板 7 とを、 第 1 図 (d)に示したよ うに、 基板 ³， ⁷の底面を一致 させて、 接着を行な った。 このと き、 第 ¹ 図 (d)においてァ―チ 形破線で示した部分 8 を削 取 ] 、 この部分に上記の低融点ガ ラス.を入れて接着する と、 よ ] 効果的である。 このよ うに して 得られた複合基板 9の表面に、 第 ¹ 図 (e)に示したよ うに、 さ ら にスパ ッ タ ー法に よ 、 4 と同 じ磁性層 1 Oを形成する。 得ら れたものは第 1 図 (e)に示したよ うに磁性層 1 Oが連続して磁気 的にシ ョ ー ト された形状にる っているので、 このま ま平板状に 研摩するか、 も しく は、 第 1 図（f)に示したよ う に樹脂または低 融点ガ ラ ス 1 1 によ ]9 モール ドした後平板状に研摩して、 第 1 図 (g)に示すよ う るギ ャ ッ プを有する コア ^{1 1} が得られた。 そし て、 これを第 1 図 (h)に示すよ うに巻線 ^{1 2} をあらかじめ施して ある軟磁性体よ ¾ サイ ドコア ^{1 3}に非晶質磁性層 ⁴， 1 o が接着面と ¾る よ うに接着すれば、 磁気へッ ドの主要部分が得 られる。 以下、 これま でに実施されている手順で磁気へッ ドに 加工する。 なお、 1 4は非磁性体である。 なお、 第 1 図 (h)のよ ' うにサイ ドコアを用いずに単に同 じ非磁性基板で磁性層をはさ み、 これに透孔を設けて巻線を施 し、 磁気へッ ド化 してもよい。

第 2図 (a)〜（c)は上記方法を一部変形した例の工程図である。 この方法の基本的な部分のと ころは第 1 図に示した方法と同 じ である。

OMPI 中央部分 2 1 が非磁性体よ り 、 両側の部分 2 2がフ ェ ラ イ ト よ ]9 る複合基板 ² 3を中央部分 2 4で切断し、 一方の基 板の端面上に磁性層をスパ ッ タ -法によ 付け、 以下第 1 図 (a) 〜（ と同じ手順で第 2図 (b)に示す形状の素体を作製した。 図に おいて、 2 5は非磁性層 2 6， 2 了は前記磁性層、 2 8はモ ー ル ド用材料である。 次に、 ガラス層 ² 8側を曲面状に研摩して、 第 2図 (c)に示すよ う 磁気ギヤ ッ プを有するフ ロ ン ト コア ² 9 を得た。 このフ ロ ン ト コア 2 9を、 図に示したよ うに、 フ 1 ラ ィ 卜 よ ¾ j 、 卷線 3 Oを有するバックコア ^{3 1} と接着する こ とによ 、 磁気へッ ドが作製される。

この よ う にして得られた磁気へッ ドは、 従来の方法で作られ た磁気へッ ドに比べてきわめて磁気ギ ャ ッ プの寸法精度がよい という特徴を有している。 この方法で磁気へッ ドを作製する際 に、 第 1 図 (d)の接着時における基板 3 と基板 7 との表面位置の 精度に問題を生じるおそれがある。 何故るらば、 基板 3上の磁 性層 4 と基板 7上の磁性層 1 Oが磁気へッ ドの ト ラ ッ ク とるる 構造の場合、 両基板の接着時に段差を生ずるとそれが磁気ギ ヤ ッ ブを介して磁気へッ ドの左^の ト ラ ッ ク幅ずれとなるからで ある。 ト ラ ック幅が 3 O m ほ_:どあるよ う な磁気へッ ドの場合、 第 1 図に示したよ うる作製法でもさほど精度的に問題とはな ら いが、 ト ラ ッ ク幅が 1 〇 〃mi よ り狭い磁気へッ ドでは、 これ は精度的に問題となる。 '

このよ う な狭 ト ラ ッ ク幅の磁気へッ ドについては、 第 3図（a) 〜 ）に示すよ う る製造方法が適している。

第 3図 (a)に示すよ うに、 磁性層 1 を基板 2上にスパ つ タ -法

、 、 ⁰ も しく は蒸着法に よ 形成し、 さ らにその側面を鏡面研磨 した 後、 第 3図 (b)に示 したよ うに非磁性体 3を磁気ギャ ッ プとるる べき所望の厚さま でスパ ッ ター法等によ 形成する。 次に第 ³ 図 (c)に示したよ うに、 これを裏返 して第 ²の基板 ⁴に第 ¹ の基 板 2の磁性層 1 が対向する よ うに接合する。 この接合は基板 4 の表面にあら力 じめ低融点ガ ラ スを 5 0 0 〜 ¹ 0 0〇 オ ン グス 卜 ロ - ムほどスパッ タ —法によ ] 付着させておき、 温度を上げて 接合を行なえばよい。 さ らにこの上よ スパ ッ タ ー法等によ 磁性層 1 ' の形成を行えば、 第 3図 (d)に示したよ う な複合体が 得られる。 得られた複合体の一部分を第 ³図 (d)の一点鎖線で示 した位置よ 切断した後、 さ らに平面研磨を行えば第 ³図 ( に 示 したよ う な、 非磁性体 3を磁気ギ ャ ッ プと し、 磁性層 ¹， 1 ' の厚みが ト ラ ッ ク幅とする磁気へッ ドが得られる。 ただしこの ままでは偏摩耗するおそれがある し、 テープタ ツ チも よ く ¾ぃ ので、 第 3図（f)に示したよ う ¾サイ ドコア 4 ' を接合する こと が望ま しい。 このサイ ドコア 4 ' の接合は樹脂接着で十分であ る。 お第 3図では磁気へッ ドの前面よ ] た図 しか示して いが、 当然のことながらコアには巻き線穴が設けてあ 、 これ に巻線を施すと、 磁気へッ ドが得られる。

お、 第 3図において、 基板 ² にエッ チングされやすい材料 を用い、 その他にエッ チングされに く い材料を用 れば、 第 3 図 (d)から同図 (e)への工程で必要であ った切断は不要と な ！） 、 ェ 程を簡略化する ことができ る。

第 4図 (a)〜（e)は上述の方法をさ らに改良 した方法の工程図で ある。 — ό一 -

• この方法において、 第 4図 (a), (b)の工程はそれぞれ第 ³図 ( ）に示した工程と同じである。 磁性層 ¹ ' をスパッ タ—法等に よ ]?形成する際は第⁴図 (c)に示したように磁性層 ¹ をカバ - ⁵ を して膜を形成すれば、 後はラ ッ ビングのみの加工しか必要と

5 しないので、 工程の簡略化に有効である。 すなわち、 第 5図 (d) に示すよ うに磁性層 1 ' の一部分が磁性層 ¹ と重な 、 局部的 に盛 I？上つた形状となる。 この磁性層 1 ， 1 ' 形成面側を研磨 することによ って、 第 5図 (e)に示すよ うに、 磁気ギヤ ッ プと ¾ る非磁性体で分離された磁性層 ¹， 1 ' を形成する ことができ 。 る ₀

この方法は狭 ト ラ ッ ク幅の磁気へッ ドを作製するのに有効で ある。

次に、 具体的な例について述べる。

例 1

5 第 1 図に示した工程によ 磁気へッ ドを作製した。 基板 1 に は熱膨張係数 " = ¹ 04X ¹ O— ⁷の結晶化ガラスを用 、 この上に ^ 晶質磁 '性合金膜 Co_8SiTb₈Z_r4を 2X 1 0一² Torr の圧力の Ar ガス中でスパッ タ ― して磁性層 4， 1 0を形成した。 磁気ギヤ ッ プ部 6には S i〇₂ をスパッ ター法.によ 形成した。 このよ う0 にして得られたフ ロ ン ト コア 1 をフ ヱ ライ ト 1 3 とガラス 14 の複合体よ るるサイ ドコ了に貼 付けた後、 卷き線を施して、 磁気へッ ドを作製した。

例 2

磁気ギヤ ッ プ材と して非磁性非晶質合金

₁〇1^1_{31 0}5 ヒ Si0₂ を用い例 1 と同様の方法で磁気ギャ ッ ブを形成した。

OMPI _ 他の手順について も例 1 と同じと した。

例 3

第 2図に示すよ うに、 中央部分 2 1 がフ オ ルステライ 卜 よ j る 、 両側の部分 ^{2 2}がフ ヱ ラ イ ト ょ j ¾る厚さ ³ 〇〇 ^m の 複合基板 ^{2 3}を中央部分 ^{2 4}で切断し、 一方の基板の端面上に 非晶質合金 0；₀₈₁¾1_{0 3}01：72₁： 9 からるる磁性層をスパッ タ ー 法によ 厚さ 2 O m ま で付け、 以下例 1 と同じ手順で第 2図

(b)に示す形状の素体を作製した。 図において、 2 5は 310₂層、 2 6， 2 ァは前記非晶質合金からるる磁性層、 ² 8はガ ラ ス層 である。 次に、 ガ ラ ス層 2 8側を曲面状に研摩 して、 第 2図（c) ' に示すよ う る磁気ギ ヤ ッ プを有する フ ロ ン ト コ ア ^{2 9}を得た。 このフ ロ ン ト コ ア 2 9を、 図に示 したよ うに、 フ ヱ ライ 卜 よ ]9 ] 、 巻線 ³ 〇を有するバッ クコア ^{3 1} と接着する ことによ 、 磁気へッ ドが作製される。

例 4

例 3において中央部分がフ オ ルステライ ト に代えて熱膨張係 数 a = 1 20X 1〇— ⁷ の高融点ガラ スであ！）、 両側の部分がフ ェ ラ ィ 卜 に代えてパー マロ イ である厚さ 3 0 0 im の複合基板を使 用 し、 以下例 1 と同 じ手順で非晶質合金

5 をス パッ ク してフ ロ ン ト コアを作製 して、 第 2図 (c)に示すよ う るパ 一マ ロ イ バッ ク コアと接着一体化 した。

例 5

例 1 において熱膨張係数な - 1〇4 X 1 O一⁷に代えて ίΖ = 120Χΐ Ο— ⁷ の高融点ガ ラ ス基板を中央部分よ 切断し、 一方の基板上にセ ンダス ト 合金を厚さ ¹ O f ま で付着させた後、 以下例 ¹ と同 様にして第 1 図 )に示す形状の磁気へッ ドを作製した。

例 6

例 1 〜 5で示した本発明方法によ 作成したメ タル系ビデオ テ — ブレコーダ用磁気へッ ドと、 従来方法によ 作製されたメ タ ル系ビデオテ—プレコーダ用磁気へッ ドとの寿命試験を行る つた。 ただし、 従来法とはセンダス ト コ ァ材のギャ ッ プ部にガ ラ スを用い、 これを高温で溶かし、 コア材同士を突合わせて接 合する方法である。 また、 非晶質合金単体では現在のと ころ、 リボン形状のもの しか得られ ¾いので、 上述のよ う ¾工程は実 施困難であるため、 厚さ 2 0 m の零磁歪非品質リ ボン

Co₈₁Mo₃Cr _TZr ₉ を板厚 3 O O μτα のガ ラ ス板ではさんで 接着し、 厚さ約 6 2 0 im の板厚と した後、 中央で切断して以 下一般に実施されている方法で磁気ギや ツ プを作製した。

寿命試験方法と しては温度 3 Oで、 相対湿度 9 0 %の雰囲気 中にァ 日間各磁気へッ ドを放置した後、 室温において市販の V T Rデッ キを用いて 8時間走行試験を行ない、 このサイ ク ル を 4回繰り返してから、 各磁気へッ ドのギャ ッ プの状態を観察 した。 結果を下表に示す。

以 下 余 白 to

01 o ϋΐ ο

ギャッフ。長 \ ^∞ トラック幅

試 験 へッ ド キ ヤ ッ フ材

{ /

寿命目 験目 U 命 s 例 1 の非晶質合^ ッド 20 S i O.30士 0.01 Ο.3 非晶質合金

例 2の.;) μ晶質合金へッド 20 O.30上 0.01 O.3 e80^{Z r} 1〇Nb ο 例 3の非晶質合金フエラ

20 S l 0₂ O.30 i 0.01 O.3 ィ 卜複合へッ ド 例 4の非晶質合金パ-マ 20 S i〇₂ O.30士 0.01 O.3 口ィ複合へッ ド 例 5のセンダストへッド 1 Ο S i 0 O.30士 0.01 O.31 セ ンタ"ス 卜 へ ッ ド ※ 30 高融点ガ ラ ス O.30i O .05 O .4 非晶質合金へつ ド ' 20 低融点ガ ラ ス O.30士 O.1 O O.6 ただし、 ※ 比較例

上表の結果から明らか よ うに、 例 ¹ 〜 ⁵による磁気へッ ド では、 比較例に比べて、 その磁気ギャ ッ プの寸法精度がよい。 そして、 上記寿命試験によ っても、 その磁気ギャ ッ プ長の実質 的な変化が認められるかったのに対して、 比較例のそれは大幅 に変化していた。

例 了

フ ェ ライ ト基板上に厚さ 1 O の非晶質磁性合金 Co ₈₆

Ni^〇Z r ₄をスパッ タ—法によ ！）形成した ₀ この側面を鏡面研 磨して O . 3 111 の Si〇₂をその上に形成した。 この複合体の非 質合金膜面と熱膨張係数《 = 1 20X 1 0"⁷ のガラス基板とを対 向させてこれらを低融点ガラスを用いて接合し第 3図 (c)に示し たよ う ¾複合体を作製した。 この場合、 図中 (c)において、 1 ，. 1 ' は非晶質合金膜 2はフ ェ ラ イ ト基板、 3は Si〇₂膜、 4は な = 1 20X 1 O一⁷ のガラス基板である 0 第 ³図 (c)に示した一点鎖 線の位置よ 切断加工し、 その後ラ ッ ビングによ D第 3図 (e)に 示したへッ ドコアを得た。 その後やは α = 12 O X 1 Ο"⁷ のガラ ス基板を側板と して、 これに樹脂接着し、 その後所定の工程を 経て磁気へッ ドを作製した。 るお最初の基板にフ ェ ライ ト を用 いた理由はガラス よ も加工性が良好なためである。

例 8

銅基板上に厚さ ¹ Ο μτα の非晶質合金

₄をス パッ タ —法によ 形成した。 以下例ァと同様の手順で第 3図 (d) に示したよ うな複合体を作製した。 図において、 1 , 1 ' は非 晶質合金膜、 2は銅基板、 3は Si〇₂ 、 4は a = 1 20x1〇— ⁷ の ガラ ス基板である。 次にこれを HC 1を主成分とするエツ チング 液を用いて図中 ²の銅基板部を取除いた。 この場合ガ ラ ス基板，

Si0₂ , 非晶質合金はエ ッ チ ング液によ ] るんら変質 しないの で、 マスク工程は必要と しるい。 この後ラ ッ ピングによ 第 ³ 図 (e)に示したよ う るコアと し以下は例 ¹ と同様の手順で磁気へ ッ ドィヒを行る つた。

例 9

NaCl単結晶基板上に非晶質合金膜 Co₈₅Nbi〇T i 5 をスパ ッ タ -法によ ！）形成した。 以下は例 8 と同様の手順で第 ³図 (d) に示したよ う ¾複合体を作成した。 図において、 ¹ ， ¹ ' は上 記の非晶質合金膜、 2は NaCl 単結晶基板、 3は Si〇₂膜、 ⁴ は な = 1 20X 1〇^-7 のガ ラ ス基板である。 次にこれを水中に入れ、 NaC l単結晶部分を取除いた。 この後ラ ッ ピングに よ ] 第 ³図 (e)に示したよ う なコアと し、 以下例 ¹ と同様の手順で磁気へッ ドを作製する。

例 1 〇 ·

例了 〜 9 で作製 した磁気へッ ドと、 従来のガ ラ ス接合による ギ ャ ッ プ形成を行 ったフ ェ ラ イ ト へ ッ ド、 および第 ¹ 図に示 したよ う な方法に よ 作製した磁気へッ ドの諸特性の比較を行 な った。 結果を以下に示す。

以' 下 余 白 光学的に測 へッド周波数

^！レ 7 / ^ギ χΓ I— c ^ソ "ン

トラック幅 トラックす ッブ長 た有効ギヤッ

プ長

ノ { ί /ι τ ^J-^L-^L ノ ) 1 〃 m ) ノ 従 ガラス接合タ

5 ィプフェライ 3 0 0.2 8+ 0.0 2 0.5 0+0.0 2 ± 2 来 トへッ ド

例 1の非晶質

2 0 0.3 0+0.0 1 0.3 0+ 0.0 1 士 2 合金へッ ド

本

例 7のへッ ド 1 0 0.3ひ ± 0.0 0 5 0.5 0士 0.0 0 5 ± 0.0 5 明 例 8のへッ ド 1 0 0.3 0+ 0.0 0 5 0.3 0± 0.0 0 5 ± 0.0 5 l O

例 9のへッ ド 1 0 0.3 0士 0.0 1 0.3 0± 0-0 1 ±0.1

例 1 oの結果よ 明らかな よ うに、 本発明の-方法で作製した 磁気へッ ドは従来のガラ ス接合タ ィ プフ ヱ ラ イ ト へ ッ ドに比べ

1 5 て磁気ギャ ッ プの精度が極めて良好なばか ] 力へ ト ラ ッ クずれ がほとんどないという特徵を有しているので、 高密度磁気記録 に必要 狭 ト ラ ックへッ ド作製を可能にする ものである。 産業上の利用可能性 以上の説明から明らかる よ うに、 本発明の方法によれば、 寸 0 法精度よ く磁気ギャ ッ ブを形成できるだけで ぐ、 磁気ギャ ッ プ長の変化が磁気へッ ドの寿命中、 従来の磁気へッ ドのそれに 比べてきわめて小さいとい う利点が得られる。

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Claims

• 請 求 の 範 囲

1 . 第 1 の基板の表面にスパ ッ タ -法も し く は蒸着法によ i 磁 性層を形成した後、 前記第 1 基板と前記磁性層よ ¾る複合体 の側面に非磁性体よ なる磁気ギ ヤ ッ プ層をスパ ッ タ ー法 よ Ϊ)所定の厚さに形成してから、 前記第 1 の基板とほぼ同 じ厚さ の第 2の基板を、 前記磁気ギ ャ ッ プ層を介して前記第 1 の基板 に対向させて前記複合体に一体化 し、 得られた複合基板の前記 磁性層形成面側にスパ ッ タ ー法も し くは蒸着法によ ] 磁性層を 所定の厚さに形成した後、 前記磁性層を研摩 して前記ギ ャ ッ プ 層を前記磁性層間に露出させること を特徴とする磁気へッ ドの 製造方法。

2 . 請求の範囲第 1 項において、 第 ¹ ， 第 ²の基板がガ ラ ス も しく は非磁性のセラ ミ ッ ク ょ ] る こ とを 徵とする磁気へッ ドの製造方法。

3 . 請求の範囲第 1 項にお て、 少¾ く と も第 1 の基板がフ エ ライ 卜部と非磁性セ ラ ミ ッ ク も しく はガ ラ ス よ ！） なる非磁性体 部とで構成され、 磁気ギ ャ ッ プ層が前記非磁性体部であ っ て前 記第 1 の基板の端面上に形成されているこ とを特徵とする磁気 へ ッ ドの製造方法。

4 . 第 1 の基板の表面にスパッ ク —法も し く は蒸着法に よ ] 磁 着法に よ 磁性層を形成した後、 前記第 1 基板と前記磁性層 よ ) ¾る複合体の側面に非磁性体よ り 磁気ギ ヤ ッ プ層をスパ ッ タ -法に よ り所定の厚さに形成してから、 第 2の基板上の一 部に前記第 1 の基板の前記磁性層が対向する よ うにこれを接合 し、 得られた複合体の前記第 2の基板の表面及び前記第 1 の基 r 板裏面側よ スパ ッ ター法も しぐは蒸着法によ 所定の厚さの 磁性層を形成した後、 得られた複合体のう ち前記第 ¹ の基板部 を切断研磨によ 取 除き前記非磁性体よ ¾るギ ヤ ッ プ層を 露出させ、 磁気へッ ドコアを形成することを特徵とする磁気へ

5 ッ ドの製造方法。

5 . 請求の範囲第 2項において第 1 の基板も しく はその一部に エツチングの容易 材質を用 ることを特徵とする磁気へッ ド の製造方法。 ί θ

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