WO2004037736A1

WO2004037736A1 - 磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスおよび磁気ヘッド

Info

Publication number: WO2004037736A1
Application number: PCT/JP2003/013339
Authority: WO
Inventors: Mikie Kanai; Shinya Hasegawa; Hiroshi Adachi; Tetsuya Kamimoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2004-05-06
Also published as: JP2004142982A; JP4415535B2

Description

明細書

磁気へッド用ギヤップ接合ガラスおよび磁気へッド技術分野

本発明は、磁気へッドを構成する磁気へッド用ギヤップ接合ガラス及び磁気記録媒体に対する磁気情報の記録 ·再生に適した磁気へッドに関するものである。背景技術

近年、磁気へッドは、磁気特性劣化防止の点で、より低温で磁気ギヤップを形成できることが望まれている。

一般に、磁気へッドはコイルを巻いたリング状の高透磁率磁性体（へッドコア）に非常に狭い隙間 (磁気ギャップ）を設けたものである。最近、製造工程が簡単で、安価な磁気ヘッドとして、二つのフェライトからなる磁気コア半体を、接合力を有する非磁性材料で接合する構成の磁気へッドが提供されている。磁気へッドの磁気ギヤップ部分は、高透磁率磁性体の非常に狭い間隙に非磁性材料が充填されている。

ビデオテープレコーダー用磁気ヘッドでは、高透磁率磁性体として、 M n _ Z nフェライ卜等の酸化物材料、 M n _ Z nフェライトゃセラミックス等の酸化物材料と金属磁性薄膜が複合されたもの等が使用されている。また、間隙の充填材 (磁気ギャップ材）として、非磁性金厲、金属酸化物、石英ガラス等の高融点ガラス等が、使用されている。

磁気ギヤップ形成の一方法として、高透磁率磁性体で出来た一対の磁気コア半体の一面に、非磁性ギャップ材をスパッ夕または、蒸着法で薄膜状に形成して、さらに、前記一対の磁気コア半体を、ギャップ材同士をつき合わせて接合する方法がある。

磁気コア半体の接合は、ギヤップ材同士が融着する温度で行なわれる。この時、高温で融着を行なうと、高透磁率磁性体の特性劣化とギヤップ材の変形とが発生し、磁気ヘッド特性が劣化する。そのため、高温による磁気特性劣化の発生を防止する為に、図 1に示すものがある（例えば J P 9— 2 1 9 0 0 9 A参照）。図 1は、一対の磁気コア半体 1 , 1を接合する前の接合面近傍の要部拡大断面図である。図 1に示すように、高透磁率磁性体 1に少なくとも第一層目に非磁性物質層 2、第二層目にガラス層 3を積層し、ガラス層 3同士を熱融着により接合し、磁気ギャップを形成する方法が用いられている。

従来、ガラス層 3に使用する接合ガラスとして、 P b Oを成分とするガラスが用いられていた。しかしながら、 P b Oを成分とするガラスは、耐水性が低いという問題点があった。

即ち、上述のように、高透磁率磁性体 1に少なくとも第一層目に非磁性物質層 2、第二層目にガラス層 3を積層し、第二層目のガラス層 3同士を熱融着により接合してなる磁気ギャップを有する磁気へッドにおいて、ガラス層 3に P b Oを成分とするガラスを使用した場合、低温で磁気ギャップを形成することができ、高温による磁気特性の劣化の発生を防止することができる。しかし、ガラス層 3 に P b Oを成分とするガラスを使用すると、耐水性が劣り、ギヤップ材同士の接合強度の信頼性に問題があった。発明の開示

本発明は、かかる従来の実状に鑑みて提案されたものであって、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギャップ接合ガラス及び磁気へッドを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明の磁気へッド用ギャップ接合ガラスは、酸化物換算で、 310₂を0. 5〜14重量％、 B₂0₃を 3〜15重量％、 ZnOを 4 〜22重量％、 B i ₂0₃を 55〜90重量％、 A 1₂0₃を 0〜4重量％、 L i₂0、 Na₂〇および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜5重量％、 MgO、 C a 0、 S r Oおよび B aOから選ばれる少なくとも一種を 0〜12重量％含む組成を有するものである。

上記構成により、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギヤップ接合ガラス及び磁気へッドを提供するものである。

即ち、本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、 PbOを成分としないホゥケィ酸ビスマスガラスであるため、作業点が 650°C以下であり、かつ熱膨張係数が 70 X 10— ⁷〜130X 10_⁷Z°Cであり、鉛ガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性に優れているという効果を奏するものである。

また、本発明の磁気ヘッドは、一対の磁気コア半体が、ギャップ対向面に設けた前記磁気へッド用ギヤップ接合ガラスで接合されている。

前記構成により、本発明の磁気ヘッドは、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも耐水性に優れているので接合強度の点で信頼性に優れたものとなるという効果を奏するものである。図面の簡単な説明

図 1は従来の磁気へッドのギヤップ部分を示す要部断面図である。

図 2は本発明の実施の形態による磁気へッドの概略を示す斜視図である。図 3は本発明の実施の形態による磁気へッドの概略を示す斜視図である。図 4は本発明の実施の形態による磁気へッドの概略を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の第 1〜第 5の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスの実施例について説明する。

本発明の第 1の発明は、酸化物換算で、 S i 0₂を 0. 5〜14重量％、 B₂0₃ を 3〜15重量％、 ZnOを 4〜22重量％、 B i ₂0₃を 55〜 90重量％、 A

1₂0₃を0〜4重量％、 L i₂0、 Na₂0および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜5重量％、 MgO、 CaO、 S r Oおよび B aOから選ばれる少なくとも一種を 0〜12重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギヤップ接合ガラスである。この第 1の発明の構成により、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギヤップ接合ガラスを提供するという作用を有する。本発明の第 2の発明は、酸化物換算で、 1〇₂を0. 5〜14重量％、 B₂0₃ を 3〜15重量％、 ZnOを 4〜22重量％、 B i ₂〇₃を 55〜 90重量％、 A

1₂0₃を0〜4重量％、 L i₂〇、 Na₂〇および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜5重量％、 MgO、 C aO、 S r Oおよび B aOから選ばれる少なくとも一種を 0〜： 12重量％、 S c₂〇₃、 Y₂0₃、 L a₂0₃、 C e 0₂、 P r₂0₃、 Nd₂ 0₃、 Sm₂〇₃、 Eu₂0₃、 Gd₂〇₃、 Tb₂〇₃、 Dy₂0₃、 Ho₂0₃、 E r ₂0₃、 Tm ₂0₃、 Yb₂〇₃および Lu₂0₃から選ばれる少なくとも一種を 0. 1〜10重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギャップ接合ガラスである。この第 2の発明の構成により、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギャップ接合ガラスを提供することができる。本発明の第 3の発明は、酸化物換算で、 S i〇₂を 0. 5〜12重量％、 B₂0₃ を 3〜9重量％、 ZnOを 4〜19重量％、 B i ₂0₃を 55〜 85重量％、 A 1₂ 0₃を 0. 1〜4重量％、 L i₂〇、 Na₂〇および K₂〇から選ばれる少なくとも一種を 0〜4重量％ (ただし、 0を0〜2重量％、 Na₂0を 0〜3重量％、 K₂0を 0〜4重量％) 、 MgO、 CaO、 S r Oおよび B a Oから選ばれる少なくとも一種を 0〜： L 0重量％ (ただし、；^ 〇を0〜5重量％、〇 &0を0〜6 重量％、 ≤ 1"0を0〜8重量％、 B aOを 0〜； L 0重量％) 、 S c ₂0₃、 Y₂0₃、 L a₂0₃、 Ce〇₂、 P r₂0₃、 Nd₂0₃、 Sm₂0₃、 Eu₂0₃、 Gd₂0₃、 Tb₂0₃、 Dy₂〇₃、 Ho₂0₃、 E r₂O_s、 Tm₂〇₃、 Y b₂0₃および L u₂0₃から選ばれる少なくとも一種を 0. 1〜10重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギャップ接合ガラスである。この第 3の発明の構成により、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギヤップ接合ガラスを提供することができる。

本発明の第 4の発明は、酸化物換算で、 ZnOと B₂0₃の重量比（Zn〇ZB₂ 0₃) を 0. 8〜2. 8とすることを特徴とする前記第 1〜3の発明のいずれかに記載の磁気へッド用ギャップ接合ガラスである。この第 4の発明の構成により、磁気ギヤップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギャップ接合ガラスを提供することができる。

本発明の第 5の発明は、酸化物換算で、 A 1₂0₃と S i〇₂の重量比（A 1₂〇₃ /S i 0₂) を 0. 5以下とすることを特徴とする前記第 1〜4の発明のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスである。この第 5の発明の構成により、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッド用ギャップ接合ガラスを提供することができる。

以下、本発明の磁気へッド用ギャップ接合ガラスの実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

(表 1 ) 〜（表 1 3 ) は、前記本発明の第 1、 2、 3、 4及び 5の発明の磁気へッド用ギャップ接合ガラスの一例を示すものである。それぞれの成分の含有量の範囲を上記のように限定した理由は、以下の実施例において詳細に説明する。なお、以上の磁気へッド用ギャップ接合ガ,ラスにおける構成成分以外の成分については、本発明の効果を損なわない範囲で、ある種の改質のために添加させることができる。

まず、表中の実施例 1〜8 3および比較例 1〜4 6について説明する。本発明の磁気ヘッド用ギヤップ接合ガラスの実施例および比較例として、（表 1 )〜（表 1 3 ) に示す組成のガラス組成物を作製した。

ガラス組成物の作製は、所定の原料を調合および混合した後、得られた混合物を白金るつぼに入れ、電気炉にて 9 0 0〜1 3 0 0 °Cで 1時間溶融させた。次いで、得られた溶融ガラスをローラーで急冷することによってガラス組成物を作製した。得られたガラス組成物の組成、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性を (表 1 ) 〜 (表 1 3 ) に示した。ここで、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性は以下のようにして評価した。

ガラスの安定性は、作製時に失透せず、作業点での熱処理において結晶が析出しなかったものを〇、作製時には失透しなかったものの、作業点での熱処理において結晶が析出したものを△、作製時に失透し、ガラスが得られなかったものを Xで示した。磁気へッド用ギャップ接合ガラスとして使用する際には流動性などの面で非晶質であることが好ましい。しかし、クラックが発生したり、強度が低下したりするなどの問題がなければ、封着後のガラスに結晶が析出していてもよい。

ガラスの作業点は、溶融したガラスの粘度を測定し、粘度が 10³P a · sとなる温度より求めた。磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスとして使用する際には、この作業点付近の温度で軟化、流動させて接着すると良いが、磁気ヘッドの製造方法によっては、それぞれに適合した粘度を有する温度で使用してもよい。磁気へッド用ギャップ接合ガラスとしては、作業点が 650°C以下であることが好ましい。

熱膨張係数は、直径 4mm、長さ 20mmのガラスロッドを 10°C/m i nで昇温したときの線膨張率を測定し、 30〜300°Cにおける平均熱膨張係数を算出した。磁気へッド用ギャップ接合ガラスとしては、熱膨張係数が 70 X 10_⁷ 〜 130 X 10—⁷ 。 Cであることが好ましい。

機械的強度は、三点曲げ法により測定した。直径 lmm、長さ 3 Ommのガラスロッドの中央部を 20 mmの間隔で水平に二点支持し、支持二点間の中央に上部からロードセルにより ImmZm i nの速度で荷重を印加し、ガラスロッドが破断した荷重より強度を算出した。

耐水性は、一辺が 10mmの立方体のガラス試料を沸騰したイオン交換水中に 1時間浸潰し、単位面積あたりの重量減少の値で示した。磁気ヘッドに供するためには、この値が 1. OmgZcm²以下であることが望ましい。

(表 1) は、本発明における S i 0₂の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 1〜 4および比較例 1〜 2を示した。 (表 1)

(表 1 ) より明らかなように、 S i 〇₂ の含有量が 0. 5重量％より少ないとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られず、 1 4重量％より多いと作業点が 6 5 0 °Cを超えてしまうため、 0. 5 〜 1 4重量％であることが好ましい。さらに、 S i 〇₂ の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには 0. 5〜 1 2重量％であることがより好ましい。

次に、（表 2) は、本発明における B₂0₃の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 5〜 8および比較例 3〜4を示した。

(以下余白）

(表 2 )

(表 2) より明らかなように、 Β₂0₃の含有量が 3重量％より少ないと熱膨張係数が 130 X 10— ⁷/°C.より大きくなり、 15重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、 3〜15重量％であることが好ましい。さらに、 B₂0₃の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには 3〜 9重量％であることがより好ましい。次に、（表 3 ) は、本発明における Z η θの含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 9〜 1 2および比較例 5〜 6を示した。

(以下余白）

(表 3)

(表 3) より明らかなように、 ZnOの含有量が 4重量％より少ないと、重量減少が 1. 0 m g / c m²を超えて耐水性が低下し、 22重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、 4 22重量％であることが好ましい。さらに、 ZnOの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには 4〜19重量％であることがより好ましい。

次に、（表 4) は、本発明における B i ₂0₃の含有量を実施するために作製したガラス組成物の実施例 13〜 16および比較例 7〜 8を示した。

(表 4)

(表 4 ) より明らかなように、 B i ₂0₃の含有量が 5 5重量％より少ないと作業点が 6 5 0 °Cを超え、 9 0重量％より多いとガラス作製時に失透して安定なガラスが得られないため、 5 5〜9 0重量％であることが好ましい。さらに、 B i ₂ 0₃の含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには 5 5〜8 5重量％であることがより好ましい。次に、（表 5 ) は、本発明における A 1 ₂0₃の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 1 Ί〜2 0および比較例 9を示した。

(以下余白）

(表 5 )

A 1 ₂〇₃は必ずしも必須の成分ではないが、ガラス化を促進させ、耐水性を向上させる働きがある。しかし、表 5より明らかに、 4重量％より多いと作業点が 6 5 0 °Cを超えるため、 0〜4重量％であることが好ましい。さらに、使用時の熱処理においてガラス中に析出する結晶を低減するためには、 0 . 1重量％以上含有することがより好ましい c

次に、（表 6) は、本発明における L i₂0、 Na₂0および K₂0の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 21〜31および比較例 10〜13 を示した。

(表 6)

実施例比較例

No. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 10 11 12 13 組成 Si0₂ 1.2 1.2 1.2 4.0 4.0 4.0 1.2 1.2 1.2 3.0 3.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ( t%) B₂0₃ 6.7 6.7 6.7 9.0 9.0 9.0 6.7 6.7 6.7 9.0 9.0 6.5 6.5 6.5 6.5

ZnO 7.8 7.8 7.8 13.6 13.6 13.6 7.8 7.8 7.8 13.6 13.6 7.5 7.5 7.5 7.5

Bi₂0₃ 80.3 80.3 79.3 67.4 67.4 67.4 80.3 79.3 78.3 67.4 67. A 77.3 77.3 77.3 77.3

Al₂0₃ 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 0.2 0.2 0.2 0.2

Li₂0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 2.0 2.0 7.0

Na₂0 1.0 2.0 1.0 1.0 3.0 4.0 3.0 1.0 2.0 7.0

K₂0 1.0 2.0 1.0 1.0 4.0 5.0 4.0 3.0 7.0

MgO

CaO

SrO

BaO

Sc₂0₃

Y2O3

La₂0₃ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Ce0₂ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Pr₂0₃

Nd₂0₃

S1112O3

Eu₂0₃

Gd₂0₃

Tb₂0₃

Dy₂0₃

Ho₂0₃

Er₂0₃

T1112O3

Yb₂0₃

Lu₂0₃

安定性〇〇〇〇 o 〇 Δ △ Δ △ △ △ △ △ 厶作業点 (°C) 475 475 470 585 585 580 470 465 455 570 565 450 450 450 440 熱膨張係数 (X 10 to 125 124 127 109 108 112 125 127 130 111 114 134 135 137 140 強度 (MPa) 121 120 122 128 127 126 118 119 119 126 124 113 114 111 114 重量減少（mg/cm²) 0.6 0.5 0.7 0.3 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 0.4 0.6 1.2 1.5 1.8 1.9 L i₂0、 Na₂〇および K₂0は必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちの一種以上を含有することにより作業点を低下させることができる。しかし、表 6より明らかに、 L i₂0、 Na₂0および K₂0の合計量が 5重量％を超えると熱膨張係数が大きくなり、耐水性も低下するため、 0〜 5重量％であることが好ましい。さらに、これらの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには L 0は0〜2重量％、 Na₂0は 0〜3重量％、 K₂0は 0〜4重量％であり、さらに、これらの合計量は 0〜4重量％であることがより好ましい。次に、（表 7) は、本発明における MgO、 CaO、 3 0ぉょび8 &0の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 32〜 45および比較例 1 4〜18を示した。

(以下余白）

(表 7)

MgO, CaO, S r Oおよび B a Oは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちの一種以上を含有することにより安定なガラスが得られる。しかし、表 7より明らかに、 MgO、 CaO、 S r〇および B aOの合計量が 12重量％を超えるとガラス作製時に失透するので、 0〜12重量％であることが好ましい。さらに、これらの含有量が多いと、使用時の熱処理においてガラス中に結晶が析出し易くなることから、これを低減するためには Mg〇は 0〜5重量％、 CaO は 0〜6重量％、 3 !"0は0〜8重量％、 B aOは 0〜10重量％であり、さらに、これらの合計量は 0〜10重量％であることがより好ましい。次に、（表 8) 〜（表 10) は、本発明における S c₂0₃、 Y₂0₃、 L a₂〇₃、 Ce〇₂、 P r ₂0₃、 Nd₂0₃、 Sm₂0₃、 Eu₂0₃、 Gd₂0₃、 Tb₂0₃、 Dy₂0₃、 Ho₂0₃、 E r₂〇₃、 Tm₂0₃、 Y b₂0₃および L u₂0₃ の含有量を検討するために実施したガラス組成物の実施例 46〜77および比較例 19〜35を示した。

(以下余白）

(8拏)

一 OS—

£££lO/COOZdf/X3d 9£LL£0/ 00Z OAV

(6拏)

-IZ

C CTO/COOZdf/X3d 9ε^εο請 Ο (表 10)

(表 8) 〜（表 10) より明らかなように、 S c ₂0₃、 Y₂0₃、 L a₂0₃、 C e 0₂、 P r₂〇₃、 Nd₂0₃、 Sm₂0₃、 Eu₂0₃、 Gd₂0₃、 Tb₂〇₃、 Dy₂〇₃、 Ho ₂0₃、 E r₂〇₃、 Tm₂0₃、 Y b₂0₃および L u₂0₃ は機械的強度を向上させる働きがあり、これらの少なくとも一種の含有量が 0. 1重量％以上であるとこの効果が発揮される。しかし、 10重量％より多いと、作製時に失透して安定なガラスが得られないため、 0. 1〜10重量％であることが好ましい。次に、（表 11) は、本発明における ZnOと B₂0₃の重量比（ZnOZB₂〇)を検討するために実施したガラス組成物の実施例 78〜80および比較例 36

37を示した _t

(表 11)

(表 11) より明らかなように、さらに、使用時の熱処理において結晶が析出し難い安定なガラスを得るためには、 Zn〇と B₂0₃の重量比（Zn〇/B₂0₃) が 0. 8〜2. 8であることがより好ましい。次に、（表 12 ) は、本発明における A 1₂0₃と S i 0₂の重量比（A 1₂0₃/ S i 0₂)を検討するために実施したガラス組成物の実施例 81-83および比較例 38〜39を示した。

(以下余白）

(表 12)

(表 12) より明らかなように、さらに、使用時の熱処理において結晶が析出し難い安定なガラスを得るためには、八1₂〇₃と3 i0₂の重量比（A 1₂0₃ZS i〇₂) が 0. 5以下あることがより好ましい。次に、（表 1 3 ) は、本発明における磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスと比較するために実施した鉛ガラス組成物の比較例 4 0〜4 6を示した。

(表 1 3 )

(表 1 3 ) より明らかなように、比較例 4 0〜4 6は、重量減少が大きぐ耐水性が劣っている。従って、本発明の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは鉛を含有することなく、作業点が 6 5 0 °C以下であり、かつ熱膨張係数が 7 0 X 1 0— ⁷〜 1 3 0 X 1 0— ⁷/^DCであり、鉛ガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性に優れたものであることがわかる。

なお、以上の磁気ギャップ材は、バルク、粉末、ファイバーまたは薄膜などの形状にして磁気へッドの製造に用いることができる。その他の形状にしてもよい。さらに、これらの磁気ヘッド用ギヤップ接合ガラスは、ガラス組成物単独からなる材料、またはガラス組成物と他の材料との複合材料として使用することができる。

また、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、熱処理などによって結晶化させたり、他の材料との複合材料として使用したりすることによって、 7 0 X 1 0 _⁷〜1 3 0 X 1 0 _⁷/°Cの範囲を超えた熱膨張係数を有する材料として使用することができる。

さらに、これらの磁気へッド用ギャップ接合ガラスを使用する際の熱処理温度は 6 5 0 °C以下の作業点に限るものではなく、用途に応じて適した粘性を有する温度で使用できることは言うまでもない。

また、これらの磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスはセラミック、ガラスおよび金属などの各種材料の接着材料、封着材料、被覆材料、または種々の機能を有するべ一スト材料として、電子機器用の各種部品をはじめ、あらゆる用途において従来使用されていたガラス材料に代えて使用することができる。例えば、各種 L C R部品、半導体パッケージ、その他の電子部品、 C R T、蛍光表示管、プラズマディスプレイパネルなどの表示デバイスに使用することができる。さらに照明用の管球製品、ホーロー製品および陶磁器製品などにおいても使用することができる。次に、本発明の第 6〜第 8の発明の磁気へッドの実施の形態について説明する。図 2は、本発明の第 6の発明の実施例の磁気へッドの一例を示す斜視図である。この第 6の発明の磁気へッドは、少なくとも一方に巻線溝 4を設けた一対の磁気コア半体 5を、磁気ギャップ材 7を介して突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体 5が、ギャップ対向面に設けた前記第 1〜 5の発明のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスで接合されている。この第 6の発明の磁気コア半体 5は、前記の本発明の P b Oを主成分としない低融点のホウケィ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際、高温で加熱する必要がないので、高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッドを提供することができる。

この第 6の発明の実施例の磁気へッドは、巻線溝 4を設けた一対の磁気コァ半体 5を製作する。この磁気コア半体を磁気ギャップ材 7を介して突き合わして接合した構造であって、一対の磁気コア半体 5がギャップ対向面に設けた磁気へッド用ギャップ接合ガラスで接合されているものである。なお、図 2中の 9はモ一ルドガラスを示している。

磁気コア半体 5の高透磁率磁性体には、 M n— Z n単結晶フェライトを使用した。磁気ギャップ材 7として第 1層目に S i〇₂の下地層を形成し、この下地層の上に第 2層目として（表 3 ) 中の実施例 1 0のガラスをスパッ夕して一対の磁気コア半体 5を製作した。 1眉目の S i 0₂の下地層の厚みは 9 0 n m〜l 0 0 n m、ガラス層の厚みは 3 3 n m〜3 7 n mとした。この一対の磁気コア半体 5の第 2 のガラス層を突き合わせて、窒素雰囲気中で 6 1 0 °Cで、約 1時間加熱して熱融着させ、一対の磁気コア半体 5を互いに接合した。接合する際の圧力は、約 0 . 2 4 5 M P aとした。なお、ガラス層は磁気コア半体 5の両方に設けてもよいし、片側だけに設けてもよい。このようにして、磁気ギャップ 6が形成された磁気へッドを製作した。

なお、高透磁率磁性体として M n _ Z n単結晶フェライトを磁気ャップ材として第 1層目に S i 0₂を用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。図 3は、本発明の第 7の発明の実施例の磁気へッドの一例を示す斜視図である。この第 7の発明の磁気ヘッドは、少なくとも一方に巻線溝 4を設け、少なくとも一方のギヤップ対向面に金属磁性膜 8を形成した一対の磁気コァ半体 5を、磁気ギヤップ材 7を介して前記ギヤップ対向面を突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体 5が、ギャップ対向面に設けた前記本発明の第 1〜 5の発明のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスで接合されている。この第 7の発明も前記の本発明の PbOを主成分としない低融点のホウゲイ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッドを提供できる。

この第 7の発明の実施例の磁気ヘッドは、巻線溝 4を有し、ギャップ対向面に金属磁性膜 8を形成した一対の磁気コア半体 5を製作した。この一対の磁気コア半体 5は磁気ギャップ材 7を介してギャップ対向面を突き合わせ、接合した構造を有する。磁気ギャップ材 7は、前記の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスを用いたものである。

図 3に示したこの第 7の磁気ヘッドは M I Gヘッド（Metal in Gapヘッド）である。このヘッドは、高透磁率磁性体として Mn— Z n単結晶フェライトを用いた。金属磁性膜 8として飽和磁束密度（B s) が 1. 6TのFe—Ta—N膜を用い、磁気ギャップ材 7として第 1層目に S i 0₂の下地層を形成し、この下地層の上に、第 2層目に（表 1) 中の実施例 2のガラスをスパッ夕した。金属磁性膜 8の厚みは 8. 0 nm〜10. 0 nm、 1層目の S i〇₂の厚みは 55 nm〜 60 nm、第 2層のガラス層の厚みは 27 nn！〜 33 nmとした。このような、一対の磁気コア半体 5を製作し、前記一対の磁気コア半体 5を第 2のガラス層を突き合わせて、前記一対の磁気コア半体 5を互いに接合し、窒素雰囲気中で 510°C で、約 1時間加熱して熱融着させた。熱融着させて接合する際の圧力は、約 0. 245MP aとした。このようにして、磁気ギャップ 6が形成された磁気へッドを製作した。なお、磁気コァ半体 5の高透磁率磁性体として M n— Z n単結晶フェライ卜を、金属磁性膜として飽和磁束密度（B s) が 1. 6Tの Fe— Ta_N膜を、非磁性ギャップ材として第 1層目に S i 0₂を用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。図 4は、本発明の第 8の発明の実施例の磁気へッドの一例を示す斜視図である。この第 8の発明の磁気ヘッドは、少なくとも一方に巻線溝 4を設け、薄い非磁性基板（図示せず）と複数の金属磁性膜 8とを相互に積層した積層部を中央部に有する磁気コア半体 5を、磁気ギャップ材 7を介して突き合わせ、接合した構造である。前記一対の磁気コァ半体を接合する磁気ギヤップ材 7は、前記第 1〜 5の発明のいずれかに記載の磁気へッド用ギャップ接合ガラスをもちいている。この第 8の発明も、 Pb〇を主成分としない低融点のホウケィ酸ガラスを使用して接合されているので、磁気ギャップを形成する際の高温による磁気特性劣化の発生を防止することができ、しかも接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッドを提供できる。

図 4に示す第 8の発明の磁気へッドは、一方に巻線溝 4を設け、非磁性基板（例えば、 S i 0₂) と金属磁性膜 8とからなる積層部を中央部に挟み込んだ一対の磁気コア半体 5を接合して積層型へッドを製作した。磁気コア半体 5の非磁性基板に T i -Mg-N i焼結体を用い、金属磁性膜に Co— Z r— Nb— Taァモルファス磁性材料を用いた。磁気コア半体 5は、ギャップ対向面に設けた磁気へッド用ギャップ接合ガラスで接合されているものである。磁気ギャップ材 7として第 1層目にパイレックス（R) ガラスの下地層を形成し、この下地層の上に第 2層目に（表 1) 中の実施例 2のガラスを用いた。 1層目の S i 0₂の厚みは 55 nm〜60 nm、第 2層のガラス層の厚みは 27 nm〜33 nmとした。前記のようにして磁気コア半体 5に本発明のガラスをスパッ夕して一対の磁気コア半体 5を製作し、一対の磁気コァ半体 5を前記第 2のガラス層を突き合わせて、窒素雰囲気中で 4 8 0 °Cで、約 1時間加熱して熱融着させ、前記一対の磁気コア半体 5を互いに接合した。接合する際の圧力は、約 0 . 2 4 5 M P aとした。このようにして、磁気ギャップ 6が形成された磁気ヘッドを製作した。

なお、非磁性基板に T i -M g - N i焼結体を、金属磁性膜に C o— Z r— N b— T aァモルファス磁性材料を用い、非磁性ギヤップ材として第 1層目にパイレックス（R) ガラスを用いる場合を説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

以上のように本実施の形態の磁気ヘッドは、いずれも耐水性に優れた本発明の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスを使用しているので、信頼性の高い磁気へッドとして供給することができる。

なお、以上の磁気ヘッドにおける、高透磁率磁性体、金属磁性膜、非磁性基板等には、基本的に従来から用いられてきた材料を用いることができる。

また、本発明における磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスは、以上の磁気ヘッド以外の構造を有する磁気へッドにも使用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 酸化物換算で、 S i 0₂を 0. 5〜14重量％、 B₂0₃を 3〜15重量％、 Z ηθを 4〜22重量％、 B i ₂0₃を 55〜90重量％、 A 1₂0₃を 0〜4重量％、 L i₂〇、 Na₂〇および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜5重量％、 Mg 0、 C aO、 S r Oおよび B aOから選ばれる少なくとも一種を 0〜12重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギャップ接合ガラス。

2. 酸化物換算で、 S i 0₂を 0. 5〜14重量％、 B₂0₃を 3〜15重量％、 ∑ 110を4〜22重量％、B i ₂0₃を 55〜90重量％、 A 1₂0₃を 0〜 4重量％、 L i₂0、 Na₂0および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜5重量％、 Mg 0、 C aO、 S r Oおよび B a〇から選ばれる少なくとも一種を 0〜 12重量％、 S c₂〇₃、 Y₂0₃、 L a₂0₃、 Ce0₂、 P r₂0₃、 Nd₂0₃、 Sm₂0₃、 Eu₂〇₃、 G d₂0₃、 Tb₂〇₃、 Dy₂0₃、 Ho₂0₃、 E r ₂0₃、 Tm₂0₃、 Yb₂〇₃および Lu₂ 0₃から選ばれる少なくとも一種を 0. 1〜10重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギヤップ接合ガラス。

3. 酸化物換算で、 3 10₂を0. 5〜12重量％、 B₂0₃を 3〜9重量％、 Z ηθを 4〜19重量％、 B i ₂0₃を 55〜85重量％、 A 1₂0₃を 0. 1〜4重量％、 L i₂0、 N a₂〇および K₂0から選ばれる少なくとも一種を 0〜4重量％ (ただし、 L i ₂0を 0〜2重量％、Na₂〇を 0〜3重量％、K₂0を 0〜4重量％)、 MgO、 CaO、 S r Oおよび B aOから選ばれる少なくとも一種を 0〜 10重量％ (ただし、 MgOを 0〜5重量％、 C aOを 0〜6重量％、 S rOを 0〜8 重量％、 8 &0を0〜10重量％) 、 S c₂0₃、 Y₂0₃、 La₂0₃、 C e 0₂、 P r ₂0₃、 Nd₂〇₃、 Sm₂〇₃、 Eu₂0₃、 Gd₂〇₃、 Tb₂〇₃、 Dy₂0₃、 Ho₂〇₃、 E r₂0₃、 Tm₂〇₃、 Yb₂0₃および Lu₂0₃から選ばれる少なくとも一種を 0. 1 〜10重量％含む組成を有することを特徴とする磁気へッド用ギャップ接合ガラス。

4. 酸化物換算で、 Z n Oと B ₂0₃の重量比（Z n O/B ₂0₃)を 0 . 8〜2 . 8とすることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラス。

5 . 酸化物換算で、 A 1 ₂0₃と S i 0₂ の重量比（A 1 ₂0₃/ S i 0₂) を 0 . 5以下とすることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラス。

6 . 少なくとも一方に巻線溝を設けた一対の磁気コア半体を形成し、この磁気半体の対向面を非磁性ギャップ材を介して突き合わせて接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体が請求項 1〜 5のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気へッド、。

7 . 少なくとも一方に巻線溝を設け、少なくとも一方のギャップ対向面に金属磁性膜を形成した一対の磁気コア半体を形成し、この磁気半体の対向面を非磁性ギャップ材を介して突き合わせ、接合した構造を有する磁気ヘッドであって、前記一対の磁気コア半体が請求項 1〜 5のいずれかに記載の磁気へッド用ギヤップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気へッド。

8 . 少なくとも一方に巻線溝を設け、非磁性基板と金属磁性膜との積層部を挟み込んでなる一対の磁気コア半体を形成し、この一対の磁気コァ半体の端面を非磁性ギャップ材を介してを突き合わせた構造を有する磁気へッドであって、前記一対の磁気コア半体が請求項 1〜 5のいずれかに記載の磁気ヘッド用ギャップ接合ガラスで接合されていることを特徴とする磁気へッド。