CN1071041C - 薄膜磁头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种薄膜磁头(10)，包括：下磁心(1b)、磁隙(2)、线圈、上磁心(1a)、保护性衬底(6)、第一无机绝缘膜(3′)和衬底(7)。下磁心(1b)、磁隙(2)、线圈和上磁心(1a)设在衬底(7)上。保护性衬底(6)利用焊接玻璃(5)焊接到衬底(7)上。衬底(7)上还设有第二无机绝缘膜(3b)，使衬底(7)夹在第一和第二无机绝缘膜(3′和3b)之间，并且，第一和第二无机膜的厚度相等和有相同的热膨胀系数，可防止衬底(7)在加热焊接时翘起。

Description

薄膜磁头及其制造方法
本发明涉及一种薄膜磁头及其制造方法。具体说，本发明涉及一种能避免保护性衬底在制造薄膜磁头的玻璃焊接工序中断裂和/或剥落的经改进的制造薄膜磁头的方法。
薄膜磁头电感小，频率范围宽，因而传统上广泛用作硬盘驱动器和其它设备的磁头。
下面参看图1至图4和图5(a)至图5(c)说明传统的薄膜磁头。
图1为现有技术薄膜磁头的平面图。
图2为现有技术的薄膜磁头沿图1的A-A′线截取的剖视图。
图3为现有技术薄膜磁头磁芯部分的正视图。
图3中，可以看到磁隙2、磁膜材料制成的上磁心1a、磁膜材料制成的下磁心1b和绝缘层3。图1和图2中可以看到线圈4。图2和图3中可以看到衬底7。从图3中可以看到，磁隙2在垂直于薄膜磁头的磁隙2的方向并不处在中心位置，因而与磁记录媒体(例如录像带)不能很好地接触。如图4中所示，衬底7上粘附着保护性衬底6，使磁隙2几乎处在薄膜磁头20的中心位置，这样就可以使薄膜磁头20与磁记录媒体(图中未示出)良好接触。
当保护性衬底6以有机粘合剂层叠起来时，由于有机粘合剂暴露着，因而磁记录媒体(图中未示出)掉下来的颗粒会聚焦在其上，从而使粘接部分聚集有颗粒。由于粘接部分靠近磁隙2，因而这样的薄膜磁头不能精确地重放或录制信号。
因此，一般更乐意用无机玻璃焊接保护性衬底6或衬底7，因为无机玻璃不聚集颗粒。然而无机玻璃焊接过程需要400℃以上处理。
另一方面，现有技术薄膜磁头的线圈绝缘采用树脂材料，耐受不了无机玻璃焊接过程的高温。日本公开专利公报3-58308/1991公开了其组件采用无机材料的薄膜磁头，这种磁头能耐受无机玻璃焊接过程的高温，适用于磁带录像机。
然而，据透露，在薄膜磁头20采用上述现有技术公开的方法焊接无机玻璃的实际过程中，当保护性衬底6焊接到衬底7上时，靠近绝缘层3的玻璃层5会裂开，可以看到裂痕11。
下面分析玻璃层5产生裂痕11的原因。
在制造薄膜磁头的过程中，先是将与绝缘层3层叠的衬底7组成的薄片(图中未示出)切割成一块块的条形块。然后将保护性衬底6焊接到绝缘层3上面。各块焊上保护性衬底6后再切割成一件件的薄膜磁头。
绝缘层3是用溅射法淀积成的SiO2膜。
衬底7采用诸如玻璃或陶瓷之类的绝缘材料。要使衬底7具有良好的磁性能，其热系数必须和磁薄膜1(见图1和图2)的相同。
因此，衬底7的热膨胀系数选取为80至120×10-7，这相当于象玻莫合金(商品名)、铁硅铝磁合金(商品名)、磁性非晶体和氮化铁之类的磁性材料的热膨胀系数。
另一方面，SiO2的热膨胀系数为5至10×10-7。
淀积的绝缘层3厚约30至40微米。绝缘层3在溅射过程中承受1至3×109达因/平方厘米的压缩应力，因而衬底7如图5(A)中所示的那样弯曲。
这之后，要将保护性衬底6和衬底7焊接在一起而将两者加热时，由于两者的热膨胀系数不同，保护性衬底6和衬底7组成的层叠体就如图5(B)所示的那样弯曲。在实践中，保护性衬底6和衬底7是用一个夹具(图中未示出)夹紧，沿图5(B)中垂直箭头的方向压实，以便保持其平直度。
焊接工序之后，将温度降到室温。这时，层叠体重新获得压缩应力，于是如图5(C)中的弯箭头那样偏移。这样，由于绝缘层3与保护性衬底6之间产生的分离力(如图5(C)中的双向箭头所示)，玻璃层5容易裂开。
因此，本发明总的目的是提供一种克服了上述缺点的新颖有用的薄膜磁头。
本发明的另一目的是提供上述薄膜磁头的新颖有用的制造方法。
本发明的再一目的是提供一种能补偿作用到薄膜磁头衬底上的应力的新颖有用的方法。
本发明的具体目的是提供这样一种薄膜磁头，其包括：第一衬底；下磁心，设在第一衬底上；上磁心，设在下磁心上方；磁隙，位于下磁心与上磁心之间；第一无机膜，设在第一衬底的一侧，覆盖住下磁心和上磁心，该第一无机膜是电绝缘的；第二无机膜，设在第一衬底的另一侧；线圈，部分设在下磁心与上磁心之间，供检测其中感应出的信号；和玻璃层，设在第一无机膜上方，供焊接其上的第二衬底用，从而使装有下磁心、磁隙、线圈和上磁心的第一衬底夹在第一与第二无机膜之间，且层叠在第二衬底上，第一无机膜与玻璃层毗连，并且，所述第一和第二无机膜彼此厚度相等和有相同的热膨胀系数。
图1是现有技术薄膜磁头的平面图。
图2是现有技术薄膜磁头沿图1的A-A线截取的剖视图。
图3是现有技术薄膜磁头磁心部分的正视图。
图4是现有技术薄膜磁头的透视图。
图5(A)至图5(C)是现有技术薄膜磁头制造过程的透视图。
图6是本发明薄膜磁头的透视图。
图7(A)至图7(C)是本发明薄膜磁头制造过程的透视图。
现在参看附图详细说明本发明的内容，图中相同的编号用以表示与上述现有技术中使用的相同或等效的元件，为简明起见，对这类元件不再详述。
本发明在一个衬底上增设了一层无机膜，以抵消在薄膜磁头制造过程的加热工序中产生的热应力。
图6示出了本发明薄膜磁头的透视图。
图7(A)至图7(D)是本发明薄膜磁头制造过程的透视图。
薄膜磁头10由下列各部分组成：下磁心1b、磁隙2、线圈(图中未示出)、上磁心1a、第一无机绝缘膜3′，这些都设在衬底7之上(图6)；保护性衬底6，利用焊接用的玻璃层5焊接在无机膜3′上；和第二无机膜3b，设在衬底7的另一侧上(图6和图7(D))。第二无机膜3b的厚度和热膨胀系数与第一无机膜3′的相同。第一和第二无机膜3′和3b都是电绝缘的。
现在参看图6至图7(D)说明本发明的一个实施例。
在第一步制造工序中，朝上面对着淀积面，磁性材料制成的下磁心1b、设在下磁心1b与上磁心1a之间的磁隙、部分设在下磁心1b与上磁心1a的供检测磁媒体感应出的信号的线圈4、和磁性材料制成的上磁心1a，都按此顺序在衬底7上形成，然后将载有这些形成的元件的薄片切割成块，如图7(A)中所示。这样，各块就含有一些由上述诸元件组成的磁头组件。
在第二步制造工序中，用诸如溅射之类的真空淀积法在衬底7的有上述诸元件的表面的反面，于室温下淀积20至30微米厚的如SiO2或其等效材料之类的第二无机膜3b(图7(B))。
在第三步制造工序中，将第一步制造工序切成的块翻过来，使第二无机膜3b面朝下。接着，在衬底7的用诸如溅射之类真空淀积法初步形成有磁头元件的暴露着的顶面上，于室温下淀积20至30微米厚的如SiO2或等效材料之类的第一无机膜3′(图7(C))。第一无机玻璃3′的材料与第二无机膜3b的材料相同，或至少其热膨胀系数与第二无机膜3b的相同。
在第四步制造工序中，在保护性衬底6上，于室温下淀积象铅玻璃之类焊接用的无机玻璃层5使之达十至几十微米厚。此淀积工序是在第一至第三制造工序之外独立进行的。接着，将具有无机玻璃层5的保护性衬底6和衬底7堆放在一起，使其中间夹有第一无机膜3′和玻璃层5。
保护性衬底6是为使薄膜磁头10相对于磁隙2对称而设的。
保护性衬底6选取的材料与衬底7相同，或选取与衬底7有同样热膨胀系数的材料。
玻璃层5选用铅玻璃，其热膨胀系数几乎与第一无机膜3′的热膨胀系数相等或相近。
接着，将堆放着的保护性衬底6和衬底7加热到400℃以上以进行焊接。
衬底7的材料是玻璃和陶瓷之类。材料的热膨胀系数应几乎与磁薄膜1(图1)的相同。因此，衬底的热膨胀系数最好为80至120×10-7，这相当于诸如玻莫合金(商品各)、铁硅铝磁合金(商品名)、磁性非晶体和氮化铁之类的磁性材料的热膨胀系数。
另一方面，SiO2的热膨胀系数为5至10×10-7。
这时，衬底7夹在厚度几乎相同的第一和第二无机膜3′和3b之间。
这样，第一无机膜3′上就没有产生原本会使邻接第一无机膜3′的玻璃层5变形的张力，如图7(D)中所示。
综上所述，图6所示的薄膜磁头10r玻璃层5的焊接结构紧密，既无裂痕又不剥落。
本发明的薄膜磁头10由下列各部分组成：衬底6、玻璃层5、第一无机膜3′、上磁心1a、磁隙2、下磁心1b、衬底7和供补偿应力的第二无机膜3b。
本发明的优点在于能避免因第一无机膜3′与衬底7的热膨胀系数不同引起热膨胀而产生的应力。
本发明的另一优点是，通过配置第二无机膜3b避免应力的发生，并通过在第一无机膜3′上焊上保护性衬底6，从而避免了玻璃层5的裂开或剥落。

Claims (2)

1．一种薄膜磁头，包括：
第一衬底；
下磁心，设在所述第一衬底上；
上磁心，设在所述下磁心上方；
磁隙，设在所述下磁心与所述上磁心之间；
第一无机膜，设在所述第一衬底的一侧，覆盖住所述下磁心和上磁心，该第一无机膜是电绝缘的；
第二无机膜，设在所述第一衬底的另一侧；
线圈，部分设在所述下磁心与所述上磁心之间，供检测其中感应出的信号用；和
玻璃层，设在所述第一无机膜上方，以在其上焊接第二衬底，使所述装有下磁心、磁隙、线圈和上磁心的第一衬底夹在所述第一与第二无机膜之间，且层叠在所述第二衬底上，所述第一无机膜与所述玻璃层毗连，并且，所述第一和第二无机膜彼此厚度相等和有相同的热膨胀系数。
2．一种制造薄膜磁头的方法，包括下列工序：
制备第一衬底，在衬底的一侧初步形成下磁心、上磁心、在所述上下磁心之间的磁隙和线圈；
在所述第一衬底的一侧形成电绝缘的第一无机膜，覆盖住所述下磁心和上磁心；
在所述第一衬底的另一侧形成第二无机膜，并使该第二无机膜与所述第一无机膜有相等的厚度和相同的热膨胀系数；
制备第二衬底，在其一侧上初步形成玻璃层；和
使所述第一无机膜与所述玻璃层接触，并加热所述玻璃层使其熔化，以使所述第一和第二衬底层叠在一起。
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