DE69117362T2

DE69117362T2 - Zusammengesetzter Magnetkopf

Info

Publication number: DE69117362T2
Application number: DE69117362T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Isomura; Kanji Nakanishi; Osamu Shimizu; Satoshi Yoshida
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2011-07-12
Also published as: EP0466159B1; EP0466159A2; DE69117362D1; EP0466159A3; US5227940A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Magnetkopf und insbesondere einen Kompositmagnetkopf, in welchem zwei Magnetkernhälften, die jeweils einen aus einem magnetischen Oxidmaterial gebildeten Kernblock und einen weichen, auf jeden Kernblock gebildeten Weichmagnetdünnfilm enthalten, aneinander anliegen.

HINTERGRUND

Kürzlich ist in Vorrichtungen für eine magnetische Aufzeichnung, wie z.B. Videobandrecordern (VTRs), Harddiskvorrichtungen (HDDs) oder Floppydiskvorrichtungen (FDDs) versucht werden, die Aufzeichnungsdichte der Aufzeichnungssignale zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird ein Hartmagnetmaterial, das eine hohe Koerzitivkraft und hohe Restmagnetflußdichte zeigt, als ein Magnetmaterial des magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet. Daher ist es notwendig geworden, ein weichmagnetmaterial zu verwenden, das eine höhere Sättigungsmagnetflußdichte und eine höhere magnetische Permeabilität als bisher als Weichmagnetmaterial verwendetes Material aufweist, welches in einem Magnetkopf verwendet wird, welcher zum Schreiben von magnetischen Aufzeichnungssignalen auf das magnetische Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist.
Aus diesem Grund ist ein Kompositmagnetkopf, der einen Magnetkern von der Art aufweist, in welchem aus einem magnetischen Metallmaterial von hoher Sättigungsmagnetflußdichte gebildete dünne Filme auf Kernblöcken deponiert werden, die aus einem magnetischen Oxidmaterial gebildet sind, wie z.B. Ferrit, und daher sowohl die hohe Sättigungsmagnetflußdichte als auch die hohe magnetische Permeabilität aufweisen, anstelle von herkömmlichen Ferritmagnetköpfen in Gebrauch gekommen, welche eine niedrige Magnetflußdichte aufweisen.
Jedoch wird bei dem Kompositmagnetkopf, auch als ein Metallin-Gap-Kopf (MIG) bekannt, eine Reaktionsschicht oder Diffusionsschicht an der Grenzschicht zwischen dem Ferritkern und dem weichen magnetischen Metallmaterial während des Heizens auf eine höhere Temperatur gebildet, wie z.B. während einer Kristallisationswärmebehandlung des weichmagnetischen Films oder einer Glasverschmelzung, was in dem Herstellungsprozeß des Magnetkopfs unverzichtbar ist und so zu merklich verschlechterten Magneteigenschaften in bezug auf das Weichmagnetmaterial in der Reaktionsschicht führt. So wirkt die Reaktionsschicht als ein Pseudomagnetspalt unabhängig von dem normalen Magnetkopf.
Wenn der Kompositmagnetkopf als ein Magnetkopf zur Signalreproduktion verwendet wird, verschlechtert der parallel zu dem normalen Magnetspalt gebildete Pseudomagnetspalt die Qualität der reproduzierten Signale. Das heißt, infolge Interferenz mit Pseudosignalen, die von dem Pseudomagnetspalt ausgehen, zeigen die reproduzierten Signale wellige Frequenzcharakteristiken (beat) mit abwechselnden Kämmen und Tälern, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Das Ausmaß der Welligkeit wird als ein Verhältnis in dB der Kämme zu den Tälern der Ausgangssignale in den in Fig. 5 gezeigten Frequenzcharakteristiken ausgedrückt. Die Anwesenheit des Pseudomagnetspalts führt zu einem ernsthaften Problem, weil, wenn das Ausmaß der Welligkeit 1 dB übersteigt, der Kompositmagnetkopf mit einem solchen Wiedergabeausgangssignal praktisch nicht mehr zum Reproduzieren magnetischer Aufzeichnungen verwendet werden kann.
Zur Umgehung dieses Problems offenbart die japanische Patentpublikation KOKAI Nr. 1-100714 (1989) einen Kompositmagnetkopf, in welchem die eine Reaktion verhindernde Schicht, die ein Oxid (Oxide) von Si, Ti, Cr, Al oder dergleichen enthält, in einer Dicke von 20 bis 200 Å in der Grenzoberfläche der zwei Magnetmaterialien gebildet ist.
Es ist jedoch theoretisch bekannt geworden, daß die Größe der Welligkeit (beat) in dem Pseudomagnetspalt eine Funktion des Verhältnisses zwischen der Dicke des Pseudomagnetspalts und der Spaltlänge des normalen Magnetspalts ist, siehe: IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-20, Nr. 5, September 1984, Seiten 872-874: J.J.M. Ruigrok: "Analyse von Metall-in- Gap-Köpfen". Daher muß die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht in der oben erwähnten Kokai-Publikation, die als der Pseudospalt wirkt, in Verbindung mit der Spaltlänge des normalen Magnetspalts definiert werden. In dem Kompositmagnetkopf der oben erwähnten Kokai-Publikation jedoch wird auf diesen Punkt bei der Bestimmung der Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht keinerlei Bezug genommen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht der oben erwähnten Probleme der Welligkeit des Pseudomagnetspalts und im Ergebnis unserer auf die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht des Kompositmagnetkopfs gerichteten Studien ist es unter einem von dem oben erwähnten IEEE-Artikel unterschiedlichen Gesichtspunkt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompositmagnetkopf zu schaffen, bei welchem befriedigende Wiedergabesignale durch Vorsehen einer eine Reaktion verhindernden Schicht erreicht werden können, wobei die Welligkeitssignale unterdrückt werden können, so daß sie geringer als ein bestimmtes Niveau sind.
Zum Erreichen des o.g. Zieles schafft die vorliegende Erfindung einen Kompositmagnetkopf, der zwei Magnetkernhälften umfaßt, welche jeweils einen Kernblock, der aus einem magnetischen Oxidmaterial gebildet ist, und einen auf dem Kernblock angeordneten Weichmagnetdünnfilm mit einer zwischenliegenden, eine Reaktion verhindernden Schicht enthalten, wobei die Kernhälften aneinander anliegen, so daß ein Magnetspalt zwischen den Enden des Weichmagnetdünnfilms gebildet ist, wobei der Magnetkopf eine Größenrelation
bcd/a ≤ 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m²
aufweist, wobei a eine Spaltlänge, gemessen entlang der Vorlaufrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, c eine Spalttiefe, gemessen in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums, d eine Spaltbreite, gemessen entlang der Spurbreite des magnetischen Aufzeichnungsmediums, und b eine Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht ist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der folgenden Erkenntnis.
Wenn in einem Kompositmagnetkopf mit einer eine Reaktion verhindernden Schicht ein magnetischer Widerstand eines normalen Magnetspalts als rm bezeichnet, ein magnetischer Widerstand der die Reaktion verhindernden Schicht oder des Pseudomagnetspalts als rp und ein magnetischer Widerstand eines weiteren Kernteils als rc bezeichnet wird, ist eine Signalreproduktionseffizienz ηm an dem normalen Magnetspalt und eine Signalreproduktionseffizienz an dem Pseudomagnetspalt ηp gegeben durch
Da die Welligkeit (beat) B gegeben ist durch
wird durch Einsetzen der Formel (1) in diese Formel die folgende Formel (2)
erhalten.
Da die Spaltlänge des Pseudospalts merklich kürzer als diejenige des Normalspalts ist, ist der magnetische Widerstand des Pseudospalts merklich geringer als derjenige des normalen Magnetspalts, so daß gilt rp « rm. Daher wird die Formel (2) zu
Dieser Formel (3) ist zu entnehmen, daß die welligkeit (beat) B als das Verhältnis des magnetischen Widerstands des Pseudomagnetspalts rp zu dem magnetischen Widerstand rm des normalen Magnetspalts definiert ist.
Der magnetische Widerstand rm des normalen Magnetspalts wird ausgehend von einer Bandlänge a, einer Spalttiefe , einer Spaltbreite oder Spurbreite d und einer magnetischen Permeabilität µ&sub0; des Magnetspaltteils durch
rm = µ&sub0; a/cd
ausgedrückt, wobei, da rp « rm, der magnetische Widerstand rp des Pseudomagnetspalts ungefähr durch eine Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht durch
rp = kb
ausgedrückt werden kann, worin k eine Konstante ist.
Aus diesen Relationen geht hervor, daß die Welligkeit (beat) B letztlich proportional zu bcd/a ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird, insofern die Welligkeit (beat), die in dem reproduzierten Signal von dem Kompositmagnetkopf mit der oben erwähnten, eine Reaktion verhindernden Schicht erzeugt wird, eine Größe hat, die durch bcd/a bestimmt ist, wobei bis das Format des Kompositmagnetkopfs angeben, wie weiter oben definiert ist, der Wert von bcd/a, für welchen die Welligkeit (beat) in dem reproduzierten Signal in dem Kompositmagnetkopf mit der die Reaktion verhindernden Schicht, die als Pseudospalt wirkt, nicht größer als ein vorbestimmter Wert (1 dB) ist, experimentell bestimmt, um die Dicke b der die Reaktion verhindernden Schicht festzulegen.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Mit dem Aufzeichnungs-/Reproduktionskompositmagnetkopf mit der die Reaktion verhindernden Schicht entsprechend der vorliegenden Erfindung können Wiedergabesignale hoher Qualität erreicht werden, insofern die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht mit einem bestimmten Freiheitsgrad als eine Funktion der Abmessungen des Magnetspalts eingestellt werden kann, und das Ausmaß des Welligkeitssignals (beat), welches in den reproduzierten Signalen einer Vielfalt von Kompositmagnetköpfen mit unterschiedlich großen Magnetspalten enthalten ist, kann leicht auf einen praktisch akzeptablen Wert von nicht mehr als 1 dB herabgedrückt werden.
Vor allem kann mit einem Kompositmagnetkopf zum Reproduzieren von Signalen, die auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einer schmalen Spurbreite aufgezeichnet sind infolge hoher Aufzeichnungsdichte, oder mit einem Kompositmagnetkopf, der nicht gleitend aufliegt, z.B. einem Magnetkopf für HDD, in welchem die Spalttiefe auf einen kleineren Wert eingestellt werden kann, die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht auf einen größeren Wert ohne Vergrößerung des Welligkeitssignals in den Wiedergabesignalen eingestellt werden, so daß die die Reaktion verhindernde Schicht dick genug ist, um eine Reaktion zwischen dem magnetischen Oxidmaterial und dem nichtmagnetischen Film zu verhindern, erhalten werden kann. Trotz der Anwesenheit des Pseudospalts infolge der vergrößerten Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht kann ein Kompositmagnetkopf geschaffen werden, in welchem das in den reproduzierten Signalen enthaltene Welligkeitssignal klein ist und eine praktisch akzeptable Signalqualität des reproduzierten Signals aufrechterhalten werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Magnetkerns, welche den Aufbau eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Kompositmagnetkopfs zeigt.
Fig. 2 ist eine Kurve, welche gemessene Werte der Relation zwischen einem Welligkeitssignal und den Werten von bcd/a, definiert durch Abmessungen a, c und d eines Magnetspalts und eine Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht, zeigt, wie sie durch Experiment 1 der vorliegenden Erfindung bestätigt werden.
Fig. 3 ist eine Kurve ähnlich derjenigen von Fig. 2, welche gemessene Werte von Daten des Experiments 2 zeigt.
Fig. 4 ist eine Kurve, welche Frequenzcharakteristiken der reproduzierten Signale des die vorliegende Erfindung verkörpernden Kompositmagnetkopfs zeigt.
Fig. 5 ist eine Kurve, welche allgemeine Frequenzcharakteristiken von reproduzierten Signalen eines herkömmlichen Kompositmagnetkopfs zeigt.
Fig. 6 ist ein Diagramm, welches einen Zusammensetzungsbereich eines bevorzugten Kompositmagnetkopfs entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Diagramm, welches die Postiv-/Negativ-Angaben der Magnetostriktion und die Relation zwischen der Koerzitivkraft Hc und der Zusammensetzung des weichmagnetischen Dünnfilms, der in einem Herstellungsbeispiel fur einen weichmagnetischen Dünnfilm hergestellt ist, zeigt.
Fig. 8 ist eine Kurve, die die Relation zwischen bestimmten Herstellungsbedingungen des weichen magnetischen Dünnfilms und der Koerzitivkraft Hc und der Sättigungsmagnetostriktion λs des weichen magnetischen Dünnfilms zeigt, welcher unter den Herstellungsbedingungen hergestellt ist.
Fig. 9 ist eine Kurve, welche die Ergebnisse einer Röntgendiffraktometrie von verschiedenen Dünnfilmen zeigt, welche unter unterschiedlichen Wärmebehandlungsbedingungen hergestellt sind.
Fig. 10 ist eine Kurve, welche abwechselnde BH-Kurven von verschiedenen Dünnfilmen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zeigt.
Fig. 11 ist eine Kurve, welche IH-Kurven eines dünnen Films vor und nach einer Wärmebehandlung, wenn durch ein VSM gemessen wird, zeigt.
Fig. 12 ist eine Kurve, welche ac-BH-Kurven eines weichmagnetischen Films mit einer Zusammensetzung außerhalb des Zusammensetzungsbereichs einer weichmagnetischen Schicht eines Kompositmagnetkopfes, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zeigt.

BASISEXPERIMENTE

Der in den vorliegenden Experimenten verwendete Magnetkopf ist ein Kompositmagnetkopf mit der Zusammensetzung, wie sie in der älteren japanischen Patentanmeldung Nr. 1-204586 (1989) des Anmelders offenbart ist, und der nach dem dort beschriebenen Verfahren hergestellt und durch einen MnZn- Einkristallferrit als ein Ferritsubstrat, eine SiO&sub2;-Schicht als eine eine Reaktion verhindernde Schicht und eine Schicht aus Fe80.9 Zr6.5 N12.6 (Atomprozent) als ein weicher Magnetfilm gebildet ist. Er wurde wärmebehandelt bei einer Temperatur von 550ºC.

Experiment 1

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Messungen beim Experiment 1 zeigt, wo eine Welligkeitskomponente in dem reproduzierten Signal als eine Funktion von bcd/a präsentiert ist. Die Ordinate und die Abszisse in dem Diagramm geben bcd/a bzw. die Welligkeit (beat) in dB an. In dem vorliegenden Experiment ist die Spaltlänge festgelegt bei a = 0,2 µm, die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht ist festgelegt bei b =0,01 µm (100 Å) und die Spurbreite ist festgelegt bei d = 25 µm, während die Spalttiefe c innerhalb des Bereichs von 30 µm bis 0 variabel ist.
Aus Fig. 2 wurde ein Wert des Verhältnisses bcd/a des Kompositmagnetkopfs von 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m² , welcher eine Welligkeit von nicht mehr als 1 dB definiert, welche praktisch befriedigend für die Qualität des reproduzierten Signals ist, erhalten.
Das heißt, mit einem Bereich des Verhältnisses bcd/a größer als der oben angegebene Wert wird eine merkliche, 1 dB übersteigende Welligkeit in dem reproduzierten Ausgangssignal enthalten, selbst wenn die Dicke b der die Reaktion verhindernden Schicht 100 Å beträgt, was bisher als akzeptabler kleiner Wert angesehen wurde, so daß der Magnetkopf praktisch unbrauchbar ist. Auf diese Weise können reproduzierte Signale, die ein Welligkeitssignal nicht größer als 1 dB, was praktisch akzeptabel ist, enthalten, nur mit dem Kompositmagnetkopf mit einem Wert von bcd/a von nicht größer als 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m² erreicht werden. Zum Beispiel ist, wenn für die Spurbreite nur 10 µm (d = 10 µm) ausgewählt werden, während für die Spaltlänge a 0,2 µm (a = 0,2µm) und für die Spalttiefe 20 µm (c = 20 µm) ausgewählt werden, die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht nicht größer als 200 Å. Daher kann, sogar wenn die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht auf diesen Wert erhöht wird, die Welligkeit auf nicht mehr als 1 dB herabgedrückt werden, so daß praktisch akzeptable Wiedergabesignale erzeugt werden können.
Andererseits ist, wenn nur die Spalttiefe auf 5 µm (c = 5 µm) gesetzt wird, wobei die Spaltlänge und die Spurbreite bei 0,2 µm bzw. 25 µm verbleiben (a = 0,2 µm, d = 25 µm), die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht nicht größer als 320 Å (b ≤ 320 Å), so daß die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht auf diesen Wert erhöht werden kann. Obwohl ein geringerer Wert der Spalttiefe in einer Größenordnung von 10 µm für den Fall eines auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gleitenden Magnetkopfes, wie Z.B. einem Floppydiskantrieb (FDD), eingestellt werden muß, kann die Spalttiefe auf 5 µm oder weniger bei einem nicht gleitenden Magnetkopf reduziert werden, wie z.B. in einer Harddiskvorrichtung (HDD), in welchem Fall eine ausreichende Zuverlässigkeit der Wiedergabesignale erreicht werden kann, sogar wenn die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht auf diesen Wert erhöht ist.
Zum Bestätigen der Resultate des Experiments 1 wurde das folgende Experiment 2 durchgeführt, in welchem nur die Spaltbreite in einem ansonsten auf dieselbe Weise hergestellten und dieselbe Zusammensetzung wie im Experiment 1 aufweisenden Kompositmagnetkopf variiert wurde.

Experiment 2

Als Testproben der Kompositmagnetköpfe wurden 20 Köpfe jeweils einer Testprobengruppe 1 und einer Testprobengruppe 2 hergestellt, worin die Größen bis der Testprobengruppe 1 so eingestellt wurden, daß a = 0,2 µm, b = 100 Å, c = 25 µm und d = 15 µm ist, währenddessen die Größen der Testprobengruppe 2 so eingestellt wurden, daß a = 0,2 µm, b = 100 Å, c = 25 µm und d = 15 µm ist. Die in den reproduzierten Signalen dieser Kompositmagnetköpfe enthaltene Welligkeit wurde gemessen, und sowohl die Mittelwerte als auch die Schwankungen der erzeugten Welligkeit wurden aufgezeichnet, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 3 ist zu entnehmen, daß recht befriedigende Wiedergabesignale bei der Welligkeit nicht größer als 1 dB mit den Kompositmagnetköpfen der Testprobengruppe 1 mit dem Wert bcd/a gleich 0,19 erreicht wurden, während mit den Kompositmagnetköpfen der Testgruppe 2 mit dem Wert bcd/a gleich 0,31 nur reproduzierte Signale erreicht wurden, welche eine Welligkeit oberhalb 1 dB aufwiesen.
Wie oben beschrieben ist, ist bestätigt worden, daß befriedigende Kompositmagnetköpfe mit einer reduzierten Welligkeit in den reproduzierten Signalen bei dem Verhältnis von bcd/a nicht größer als 0,2 erhalten werden können, d.h. bcd/a ≤ 2,
sogar wenn der Wert von d geändert wird, was die Resultate des Experiments 1 bestätigte.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Für die Werte , oder werden jeweils die folgenden Werte bevorzugt: b ≥ 2 x 10&supmin;&sup9; m (20 Å), c ≤ 5 x 10&supmin;&sup6; m oder d ≤ 10 x 10&supmin;&sup6; m. Für den Fall, daß b ≤ 20 Å (insbesondere vorzugsweise ≥ 30 Å) ist, wird die die Reaktion verhindernde Schicht effektiver.
Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und das Verfahren zum Herstellen, wie es in unserer mitanhängigen japanischen Patentanmeldung Nr. 1-204586 (1989) beschrieben ist, können verwendet werden.
Zum Beispiel wird Ferrit als magnetisches Oxidmaterial ausgewählt. Im allgemeinen hat Ferrit eine Zusammensetzung MO.Fe&sub2;O&sub3;, wobei M ein divalentes Metallion ist und z.B. Mn²&spplus;, Fe²&spplus;, Co²&spplus;, Ni²&spplus;, Cu²&spplus; oder Zn²&spplus; sein kann, aber auch Metallionen höherer Valenzen kommen dafür in Frage. Ein Beispiel für ein solches Ferrit ist ein MnZn-Einkristallferrit. SiO&sub2; wird als eine eine Reaktion verhindernde Schicht verwendet und auf einem Kernblock, der durch das oben erwähnte Ferrit gebildet ist, durch Dampfablagerungsverfahren erzeugt, wie z.B. durch Spattern.
Als ein weicher Magnetfilm kommt eine durch eine Zusammensetzungsformel FepZrqNr repräsentierte Legierung in Betracht, wobei p, q und r in Atomprozenten ausgedrückt werden und die Formeln
0 < q < 20 und
0 < r ≤ 22
erfüllen, wobei die Bereiche q≤7,5 und r≤5 ausgeschlossen sind.
Vorzugsweise erfüllt der Wert von p, q und r in der oben angegebenen Zusammensetzung die folgenden Beziehungen:
69 ≤ p ≤ 93,
2 ≤ q ≤ 15 und
5,5 ≤ r ≤ 22.
Der oben erwähnte Zusammensetzungsbereich ist in Fig. 6 durch die Punkt Q, K, L, U und M gezeigt.
Insbesondere ist der Zusammensetzungsbereich vorzugsweise durch sieben Punkte verbindende Liniensegmente
P (91, 2, 7)
Q (92,5, 2, 5,5)
R (87, 7,5, 5,5)
5 (73, 12, 15)
T (69, 12, 19)
U (69, 9, 22)
V (76, 5, 19)
in einem ternären Koordinatensystem für drei Komponenten (Fe, Zr, N) definiert. Der Zusammensetzungsbereich ist durch Punkte P, Q, R, 5, T, U und V in Fig. 6 angegeben.
Ferner ist es insbesondere vorzuziehen, daß die Kristallkorngröße 300 Å beträgt oder geringer ist und der weichmagnetische Film eine uniaxiale Anisotropie zeigt.
Wenn die Bereiche von q und r in dem oben erwähnten Zusammensetzungsbereich des weichen magnetischen Films 0< q≤20 und 0< r≤22 mit Ausschluß des Bereichs q≤7,5 und r≤5 sind, gelten vorzugsweise die Formeln q≥0,5 und r≥0,5, weil mit q< 0,5 und/oder r< 0,5 die Wirkungen der Elemente gelegentlich undeutlich sind.
Wenn Zr 20 Atomprozent oder N 22 Atomprozent in dem weichen magnetischen Material übersteigt, kann kein befriedigender Weichmagnetismus erreicht werden.
Wenn der Zusammensetzungsbereich der Weichmagnetschicht derart ist, daß 69≤p≤93, 2≤q≤15 und 5,5≤r≤22 gilt, kann ein bessserer Weichmagnetismus erreicht werden.
Es ist insbesondere vorzuziehen, daß die oben angegebene Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches liegt, der durch Liniensegmente begrenzt ist, die die oben erwähnten speziellen Punkte P, Q, R, S, T, U und V in dem ternären Koordinatensystem der drei Komponenten (Fe, Zr, N) verbinden. Innerhalb dieses Zusammensetzungsbereiches ist die Koerzitivkraft besonders niedrig, so daß die Zusammensetzung vorteilhaft als ein Kemmaterial für einen Magnetkopf verwendet werden kann. Am meisten vorzuziehen ist der Zusammensetzungsbereich, in welchem die Koerzitivkraft 1,0 Oe oder niedriger (oder 1 Oe oder niedriger) ist.
Ein weiter bevorzugter Zusammensetzungsbereich der Weichmagnetschicht ist ein Bereich, der durch
Fe&sub5; (ZrtN1-t) 100-5,
77≤s≤88 und 0,3≤t≤0,38 gegeben ist.
Der Zusammensetzungsbereich ist in Fig. 5 durch Punkte W, X, Y und Z angegeben. Die Koordinaten dieser Punkte W, X, Y und Z werden im wesentlichen ausgedrückt als
W (88, 3,6, 8,4)
X (88, 4,56, 7,44)
Y (77, 8,74, 14,26)
Z (77, 6,9, 16,1).
Innerhalb dieses Bereichs beträgt der Gehalt an Fe 77 bis 88 Atomprozent, während das Verhältnis des Gehalts q (in Atomprozent) von N zu dem Gehalt r (in Atomprozent) von Zr in der Weichmagnetschicht, oder das Verhältnis r/q ungefähr 1,63 bis 2,33 beträgt. Die Weichmagnetschicht des Zusammensetzungsbereichs zeigt ziemlich befriedigenden Weichmagnetismus mit einer Koerzitivkraft Hc kleiner als 5 Oe (Hc < 5 Oe).
In der Weichmagnetschicht kann der Anteil von Zr (z.B. 30 Atomprozent von die Weichmagnetschicht bildendem Zr) durch wenigstens ein Element aus der Gruppe Hf, Ti, Nb, Ta, V, Mo und W ersetzt werden.
Ferner können 30 Atomprozent, z.B. von Fe in dem Weichmagnetdünnfilm durch wenigstens eines der Elemente Co, Ni und Ru ersetzt werden.
Im allgemeinen können vorteilhaft als Weichmagnetfilme solche mit der folgenden Zusammensetzung verwendet werden:
Fep-mMmBqNr, worin p, q, r und m Atomprozente angeben, M wenigstens eines der Elemente Co, Ru, Cr, V, Ni, Mn, Pd, Ir und Pt repräsentiert und B wenigstens eines der Elemente Zr, Hf, Ti, Nb, Ta, Mo und W angibt, und
0≤m/p< 0,3
0< q≤20
0< r≤22
gilt, vorausgesetzt, daß der Bereich von q≤7,5 und r≤5 ausgeschlossen ist. Im wesentlichen das gleiche gilt in dem Fall des Systems Fepzrqnri wie in Fig. 6 in bezug auf die Zusammensetzungsbereiche Q-K-L-U-M, P-Q-R-S-T-U-V oder W-Y-Y-Z gezeigt ist, wenn Zr durch "B"-Elemente und/oder Fe teilweise durch "M"-Elemente ersetzt wird.
Dieser Weichmagnetfilm bietet folgende Vorteile durch die teilweise Substitution von M oder Fe. Die Magnetostriktion kann genau auf einen Wert (Absolutwert) nahe Null eingestellt oder in einer positiven Richtung proportional zu der Menge von M-Elementen erhöht werden. Die Sättigungsmagnetflußdichte Bs kann weiter erhöht werden (insbesondere im Fall von Co). Wenige Oe (wenigstens etwa 2 Oe) der anisotropen magnetischen Feldstärke können auch bei einer geringsten Magnetostriktion gegeben sein, was zu einer hohen Permeabilität bei hoher Frequenz (insbesondere für Co) führt. Die Korrosionsbeständigkeit kann ferner verbessert werden (insbesondere in dem Fall, in dem M Cr, Co, Ni, Pd, Ir, Pt und/oder Ru ist). Der elektrische Widerstand kann verbessert werden, um so Wirbelstromverluste zu verringern, was zu einer höheren Permeabilität sogar beim Gebrauch bei hoher Frequenz führt (insbesondere in dem Fall, in dem M V, Cr und/oder Mn ist).
Ein Legierungstarget mit einer Zusammensetzung Fe100-yZry (y = 5,0, 10,0, 15,0) wurde hergestellt und Hochfrequenzsputtern wurde in einer 2,5 bis 12,5 Mol-Prozent Stickstoff enthaltenden Gasatmosphäre unter den Bedingungen eines Gasdrucks von 0,6 Pa und einer Eingangsleistung von 200 W durchgeführt, um amorphe Legierungsdünnfilme verschiedener Zusammensetzungen herzustellen. Diese Dünnfilme wurden in einem Magnetfeld wärmebehandelt, um einen Weichmagnetdünnfilm zu erzeugen, dessen Sättigungsmagnetflußdichte Bs und Koerzitivkraft Hc unter Verwendung eines alternierenden BH-Tracers unter Anwendung eines Magnetfeldes von 50 Hz und 25 Oe (90 Oe für Hc > 25) gemessen wurden. Ein kristallisiertes Glassubstrat PEG3130C, das von HOYA hergestellt wird, oder ein einkristallines Saphiersubstrat wurde als Substrat verwendet. Die Filmdicke lag in jedem Fall in der Größenordnung von 0,6 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt, worin Hc der entlang einer Achse leichter Magnetisierung gemessene Wert ist. Für bestimmte Weichmagnetdünnfilme wurde -eine magnetische Permeabilität µm und Magnetostriktion bei 5 MHZ gemessen. Die positiven/negativen Angaben (+ oder -) der Magnetostriktion wurden aus Änderungen in den BH-Charakteristiken bei Beanspruchung der Filme bestimmt. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 1 gezeigt.
Die Relation zwischen der Koerzitivkraft Hc und der Zusammensetzung des Magnetdünnfilms, der gemäß dem oben erwähnten Präparationsbeispiel zum Erzeugen des Weichmagnetdünnfilms hergestellt wurde, und der Polarität der Magnetostriktion ist in Fig. 7 gezeigt, wobei ein kristallisiertes Glassubstrat verwendet wurde und eine Wärmebehandlung bei 550ºC durchgeführt wurde. Die Relation zwischen den Bedingungen zum Herstellen von Weichmagnetfilmen, d.h. der Fe-Gehalt in dem Fe- Zr-Legierungstarget und der N&sub2;-Gehalt in dem Sputtergas, der Koerzitivkraft Hc und der Sättigungsmagnetostriktion λs ist in Fig. 8 gezeigt, wobei ein kristallisiertes Glassubstrat verwendet und eine Wärmebehandlung bei 550ºC durchgeführt wurde.
Für eine Zusammensetzung Fe&sub8;&sub0;,&sub9;zr&sub6;,&sub5; und N&sub1;&sub2;,&sub6;, unter den Präparationsbeispielen für Weichmagnetdünnfilme, sind die Resultate von Röntgenstrahlanalysen des einfach nur abgelagerten Dünnfilms (nicht wärmebehandelt) und von Dünnfilmen, die bei 250º, 350º, 450º und 550ºC wärmebehandelt wurden, in Fig. 9 gezeigt, während die Resultate des elektrischen Widerstands in Tabelle 2 gezeigt sind. In Fig. 9 kann die Kristallkorngröße des bei 550ºC wärmebehandelten Dünnfilms aus der Halbwertsbreite, die etwa 130 Å beträgt, ermittelt werden. Es ist auch herausgefunden worden, daß der nur abgelagerte Dünnfilm und der bei 250ºC wärmebehandelte Dünnfilm amorph sind, während bei 350ºC und 450ºC behandelte Dünnfilme aus Kristalliten gebildet sind, und der bei 550ºC wärmebehandelte Dünnfilm ist aus Kristalliten gebildet, die im Kristallgrößenwachstum weiter fortgeschritten sind. Es kann als sicher angenommen werden, daß diese Kristallite zum Weichmagnetismus des Dünnfilms beitragen, und daß die Erzeugung von diesen Kristalliten der Anwesenheit von N und Zr zugeschrieben werden kann. Obwohl der Wert des elektrischen Widerstands des Dünnfilms durch Erhöhung der Wärmebehandlungstemperatur verringert ist, wie Tabelle 2 entnommen werden kann, ist der Wert viel höher als derjenige für reines Eisen oder Permalloy und ungefähr gleich demjenigen einer Fe-Si-Legierung oder Sendust, sogar wenn eine Wärmebehandlung unter Ansteigen der Temperatur auf 550ºC durchgeführt wird. So kann der Film wegen des geringeren Wirbelstromverlusts vorteilhaft als ein Kern eines Magnetkopfes verwendet werden.
Eine Vickers-Härte Hv wurde auf einem Film einer Zusammensetzung Fe80,9Zr6,5N12,6 gemessen und ein Wert von Hv von 1000 (in kg/mm²; 10 g Last) wurde erhalten. Dieser Wert ist viel höher als derjenige von Sendust oder auf Co basierenden amorphen Legierungen, welche herkömmlich als Magnetkopfmaterial verwendet werden (Hv = 500 bis 650), so daß der Wert des Abriebwiderstandes verbessert werden kann im Vergleich zu mit den herkömmlichen Dünnfilmen erreichten Werten&sub4;
Fig. 10 zeigt BH-Kurven von verschiedenen Dünnf ilmen, die auf die gleiche Weise wie in den oben beschriebenen Beispielen für die Weichmagnetdünnfilme hergestellt sind, wenn mit einem wechselnden BH-Tracer gemessen wird.
Die in Fig. 10 gezeigten Beispiele sind bei 550ºC über 60 Minuten in einer N&sub2;-Atmosphäre von 10 Torr in einem Magnetfeld von 1 kOe nachfolgend zu der Filmbildung wärmebehandelt wor den. Es ist dieser Figur zu entnehmen, daß eine bestimmte in einer Ebene ausgebildete uniaxiale Anisotropie in dem Dünnfilm durch die Wärmebehandlung in einem Magnetfeld induziert worden ist. Daher kann bei Verwendung der harten Richtung des Dünnfilms als eine Richtung der Magnetisierung die magnetische Permeabilität bei einer Frequenz größer als 1 MHz merklich erhöht werden. So kann der Dünnfilm vorteilhaft als Magnetkopfmaterial verwendet werden. Da auch die Stärke des anisotropen Magnetfelds Hk innerhalb eines Bereiches von 3 bis 18 Oe in Abhängigkeit von der Zusammensetzung geändert wird, kann das Material entsprechend der Größe der magnetischen Permeabilität und des gelegentlichen Frequenzbereichs ausgewählt werden. Zum Beispiel wird, wenn es erwünscht ist, eine hohe magnetische Permeabilität für eine Frequenz nicht höher als 10 MHZ zu erhalten, eine Zusammensetzung mit Hk = 3 bis 5 Oe verwendet. Eine Zusammensetzung mit einem noch höheren Wert von Hk kann auch verwendet werden, um so nicht die magnetische Permeabilität bei einer höheren Frequenz zu verschlechtem.
Fig. 11 zeigt die Ergebnisse eine IH-Kurve für einen Dünnfilm mit einer Zusammensetzung Fe80,9Zr6,5N12,8, unter den Dünnfilmen der oben erwähnten Präparationsbeispiele, wie er bei Verwendung eines VSM erhalten wird. In dieser Figur zeigt (a) eine IH-Kurve für einen nur abgelagerten Film und (b) eine IH-Kurve für einen Dünnfilm nach einer Wärmebehandlung bei 550ºC. (Es ist festzustellen, daß keine Demagnetisierungsfeldkorrektur durchgeführt wurde und eine Testprobenformat von 5 mm im Durchmesser und 0,63 µm in der Dicke verwendet wurde. Der Wert der Koerzitivkraft, wenn gemessen mit VSM, ist um wenistens ein Digit kleiner als der Wert, der mit einem alternativen Verfahren aus der Kurve in Fig. 11(b) erhalten wird, der ungefähr 50 mOe beträgt. Dieser Wert ist ungefähr gleich demjenigen von Sendust oder von einer auf Co basierenden amorphen Legierung, was bestätigt, daß der Dünnfilm überragende Weichmagneteigenschaften besitzt&sub0; Wie Fig. 11(b) zu entnehmen ist, gilt 4πMs=14,5KG, welcher Wert ausreichend höher als derjenige einer auf Co basierenden amorphen Legierung ist, was belegt, daß der Dünnfilm vorteilhaft als ein Magnetkopfmaterial zum Aufzeichnen auf einem Auf zeichnungsmedium mit hoher Koerzitivkraft verwendet werden kann.
Der Wert von 4πMs des nur abgelagerten Dünnfilms beträgt 13,0 KG, welcher geringfügig kleiner als derjenige des wärmebehandelten Dünnfilms ist. Der nur abgelagerte Film zeigt eine senkrechte Anisotropie (Hk etwa 4000 Oe) und einen höheren Wert von Hc; und so ist der Film nur schlecht in den Weichmagneteigenschaften.
Die Ermittlung der Korrosionsbeständigkeit eines Dünnfilms mit einer Zusammensetzung von Fe80,9Zr&sub6;,&sub5;N&sub1;&sub2;,&sub6;, unter den Dünnfilmen der oben erwähnten Präparationsbeispiele, wurde anhand von Änderungen des Oberflächenzustandes nach dem Tauchen des Films in Stadtwasser für etwa eine Woche durchgeführt. Es wurde gefunden, daß die vorliegende Testprobe völlig unverändert geblieben ist und seine Spiegeloberfläche beibehalten hat&sub0; Zum Vergleich wurden ähnliche Versuche an einem Film mit einer amorphen Co88,4Nb8,0zr3,6-Legierung und einer Fe-Si- Legierung (elektromagnetische Stahlfolie) durchgeführt. Es wurde gefunden, daß die Co-Nb-Zr-Legierung auch unverändert war, wohingegen sich die Fe-Si-Legierung auf ihrer gesamten Oberfläche verrostet zeigte. Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß der Weichmagnetdünnfilm, der als Weichmagnetschicht in einem zusammengesetzten Magnetkopf verwendet wird, auch ausgezeichnet in der Korrosionsbeständigkeit ist.
Eine Reihe von Weichmagnetfilmen mit verschiedenen Zusammensetzungen sind in Tabelle 3 gezeigt, in welchem Fe teilweise durch das "M"-Element (Elemente), mit den gemessenen Werten der Sättigungsmagnetostriktion, der Sättigungsmagnetflußdichte Bs, der Anisotropiefeldstärke Hk, der Koerzitivkraft Hc und dem elektrischen Widerstand . Diese Weichmagnetfilme wurden unter Verwendung von Targets aus Fe-M-Zr&sub1;&sub0; (M = Cr oder Co) oder Targets aus Fe&sub9;&sub0;zr&sub1;&sub0; mit darauf angeordneten Metallchips aus V, Mn oder Ni hergestellt, um amorphe Dünnfilme des Fe-M-Zr-N-Systems (M = V, Cr, Mn, Co oder Ni) durch RF- Sputtern in einer 10%igen N&sub2;-Ar-Atmosphäre nachfolgend zu der Wärmebehandlung bei 550ºC über 4 Stunden in einem Magnetfeld zu bilden.
Ein Weichmagnetdünnfilm mit einer Zusammensetzung außerhalb des Zusammensetzungsbereichs der Weichmagnetschicht des zusammengesetztes Magnetkopfs des oben erwähnten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend erläutert.
Ein Film aus einer amorphen Legierung mit einer Zusammensetzung Fe&sub9;&sub1;,&sub2;zr&sub3;,&sub9;N&sub4;,&sub9; wurde hergestellt und über eine Stunde bei 350ºC bis 550ºC in einem Magnetfeld von 1 kOe wärmebehandelt.
Die Figuren 11(a) bis (c) zeigen BH-Kurven, gemessen mit einem wechselnden BH-Tracer, eines so erhaltenen nur abgelagerten amorphen Legierungsfilms. Der nur abgelagerte amorphe Legierungsfilm, welcher noch nicht wärmebehandelt worden ist, zeigt keinen Weichmagnetismus (Fig. 11a). Der durch Wärmebehandlung des nur abgelagerten Films bei 350ºC erhaltene Film zeigt uniaxiale Anisotropie (Fig. 11b). Der durch Wärmebehandlung bei 550ºC erhaltene Film ist jedoch in seinen Eigenschaften verschlechtert (Fig. 11c).
Beim Herstellen eines Magnetkopfs wird oft eine Fusion mit geschmolzenem Glas (Glasverbindung) durchgeführt, gewöhnlich durch Heizen auf eine Temperatur in einer Größenordnung von 550ºC. Wenn der Film der oben genannten Zusammensetzung verwendet wird, wird kein befriedigender Weichmagnetismus in dem letztlich erzeugten Magnetkopf infolge der Aufheizung bei der Glasverbindung erreicht. Das heißt, mit dem oben beschriebenen Zusammensetzungsbereich können nur thermisch unstabile Weichmagnetdünnfilme erhalten werden. TABELLE 1 Präparationsbeispiele Targetzusammensetzung N&sub2;-Gehalt im Sputtergas (mol prozent) Zusammensetzung des Weichmagnetdünnfilms (Atomprozent) nach Wärmebehandlung bei 350ºC nach Wärmebehandlung bei 550ºC Magnetostriktion λS Substrat kristallisiertes Glassubstrat (PEG3130C, hergestellt durch HOYA Einkristallsaphirsubstrat (R-Ebene) negativ positiv TABELLE 2 Wärmebehandlungsbedingung elektrischer Widerstand wie abgelagert
Eine amorphe Schicht, welche der Weichmagnetdünnfilm der oben erwähnten Zusammensetzung ist und auf einem Kernblock eines Oxidmagnetmaterials unter Zwischenlagerung einer eine Reaktion verhindernden Schicht gebildet ist, wird hergestellt und wärmebehandelt bei z.B. einer Temperatur von 350 bis 650ºC, um Teile oder die gesamte amorphe Schicht zu kristallisieren. Sogar nach einer solchen Wärmebehandlung wird keine Reaktionsschicht zwischen dem Ferritkern und dem Weichmagnetfilm infolge der Anwesenheit der eine Reaktion verhindernden Schicht gebildet. Eine eine Reaktion verhindernde Schicht wird vorzugsweise durch Induzieren einer uniaxialen magnetischen Anistropie durch Wärmebehandlung in einem Magnetfeld und durch Kristallisieren von Teilen oder der Gesamtheit der oben erwähnten amorphen Schicht gebildet. Die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht wird in der folgenden Weise bestimmt. TABELLE 3 Fe-M-Zr-N-Filme (wärmebehandelt bei 550ºC x 4 Stunden im Magnetfeld) Filme 1) λ2) analysierte Werte pro Gesamtheit an Metallen3) *1) Target; Fe90-m%Zr10 Der Index t repräsentiert die Anzahl von Chips aus M-Elementen, angeordnet auf dem Fe&sub9;&sub0;zr&sub1;&sub0;-Target *2) λ = Magnetostriktion *3) Anteil von Elementen pro Gesamtheit der Metallelemente
Wenn die Spaltlänge , die Spaittiefe und die Spurbreite d des Magnetspalts eines herzustellenden Magnetkopfes entsprechen 0,2 µm, 10 µm bzw. 25 µm ausgewählt werden, kann die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht als b ≤ 160 Å gefunden werden, gemäß der Formel bcd/a ≤ 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m². Der Wert der Dicke wird mit b = 100 Å, als ein Beispiel, entsprechend ökonomischen Betrachtungen in Anbetracht der Tatsache ausgewählt, daß es wünschenswert ist, daß der Wert der Dicke so groß wie möglich ist. Dieser Wert wird mit b = 100 ausgewählt, als ein Beispiel, wohingegen, wenn die Fumbildung in kürzerer Zeit erreicht werden soll, der Wert mit b = 50 , als ein Beispiel, ausgewählt wird.

Funktion

Mit dem zusammengesetzten Magnetkopf, in welchem die Abmessungen , und des Magnetspalts und die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht b die Relation bcd/a ≤ 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m² befriedigen, können Welligkeitssignale in den reproduzierten Signalen nicht größer als 1 dB zum Zeitpunkt zur Zeit der Reproduktion von auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Signalen erreicht werden, was als Leistungskennwert des elektromagnetischen Transducerelements zum Zeitpunkt der Reproduktion völlig akzeptabel ist.
Zusätzlich wird im Falle eines zusammengesetzten Magnetkopfes zum Reproduzieren einer Aufzeichnung auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit hoher Aufzeichnungsdichte bei einer extrem kleinen Spurbreite oder bei einem nichtgleitenden zusammengesetzten Magnetkopf für HDD mit einer extrem kleinen Spalttiefe die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht entsprechend einem extrem großen Wert ausgewählt, indem er gemäß der oben angegebenen Formel gebildet wird, so daß eine zusammengesetzter Magnetkopf geschaffen werden kann, in welchem die eine Reaktion verhindernde Schicht, um eine Reaktion zwischen dem Oxidmagnetmaterial und dem Weichmagnetfilm zu verhindern, dick genug gebildet werden kann und in welchem reproduzierte Signale mit praktisch akzeptabler Qualität erzeugt werden können.

BEISPIEL

Ein Magnetkern eines zusammengesetzten Magnetkopfs zur Aufzeichnung und Reproduktion, welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht, wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, welche eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Endteils des Magnetkerns ist.
In Fig. 1 ist der darin gezeigte Magnetkern aus getrennten Magnetkernhälften 10, 10' gebildet, welche durch gefüllte Abschnitte 5, 5' aus geschmolzenem Glasmaterial zusammengeschmolzen sind.
Ferritkerne 1, 1' aus einem Magnetmaterial, welche einen Hauptteil der Magnetkernhälften 10, 10' bilden, enthalten gegenüberliegende Oberfläche 11, 11' auf aneinanderliegenden Seiten der Magnetkernhälften 10, 10', an deren distalen Enden ein Magnetspalt G gebildet ist, und zurücktretende Oberflächen 12, 12', die sich von den gegenüberliegenden Oberflächen 11, 11' in einer Richtung weg von den Anlageoberflächen erstrecken.
Eine Reaktion verhindernde Schichten 2, 2', die aus SiO&sub2; gebildet sind und jeweils eine Dicke (=50 Å) ausweisen, sind auf den gegenüberliegenden Oberflächen 11, 11' und den zurücktretenden Oberflächen 12, 12' über den gesamten Anlageoberflächen der Magnetkernhälften gebildet. Auf den Oberflächen der die Reaktion verhindernden Schichten 2, 2' sind Weichmagnetmaterialfilme 3, 3' gebildet, welche jeweils eine Zusammensetzung Fe&sub8;,&sub9;Zr&sub6;,&sub5;N&sub1;&sub2;,&sub6; entsprechend einer Dünnfilmherstellungstechnik aufweisen. Die Weichmagnetmetallfilme 3, 3' bilden in Verbindung mit den Kernblöcken 1,1' aus dem Magnetoxidmaterial einen Teil des Magnetkerns der Magnetkernhälften 10, 10' des zusammengesetzten Magnetkopfs. Beim Zusammensetzen des Magnetkerns werden die Magnetkernhälften 10, 10' in gegenseitiger Anlage angeordnet, wobei die Weichemagnetmetallschichten 3, 3' auf ihren Oberflächen einander gegenüberliegen. Die Kernhälften 10, 10' werden dann durch die Glasmaterialien 5, 5' zusammengeschmolzen, welche in Ausnehmungen 32, 32' der Magnetkernhälften 10, 10' gefüllt sind, die durch magnetische Schichten gebildet sind, welche auf den zurücktretenden Oberflächen 12, 12' der Ferritkernblöcke 1, 1' angeordnet sind. Ein Windungsschlitz M ist in einem Teil der Glasbindungsregion der Magnetkernhälften 10, 10' als ein Durchgangsschlitz gebildet, welcher durch den Magnetkern hindurchtritt.
Ein Magnetspalt G, der aus einem Glasmaterial gebildet ist, ist an einem einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gegenüberliegenden Endteil von einem Teil der anliegenden Regionen der Magnetfilme 3, 3', die auf den gegenüberliegenden Oberflächen 11, 11' der Ferritkerne 1, 1' vorgesehen sind, gebildet. Eine Spaltlänge , welche die Abmessung ist, wenn der Magnetspalt G, gemessen in der vorlaufenden Richtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums, gegenüber dem zusammengesetzten Magnetkopf angeordnet ist, beträgt 0,2 µ, eine Spurbreite , welche eine Breite des Magnetspalts G in einer Richtung senkrecht dazu ist, beträgt 25 µm, und eine Spurtiefe , welche eine Tiefe in dem Magnetspalt, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Auf zeichnungsmediums ist, beträgt 20 µm.
Fig. 4 zeigt häufige Charakteristiken von reproduzierten Signalen, die von dem zusammengesetzten Magnetkopf nach der vorliegenden Erfindung abgegeben werden. Wie darin gezeigt ist, ist die Welligkeitskomponente (beat) in dem reproduzierten Signal so klein, daß sie praktisch vernachlässigbar ist, so daß die reproduzierten Signale in befriedigender Signalqualität erzeugt werden.
Beim Herstellen des Magnetkerns des Magnetkopfes zum Aufzeichnen/Reproduzieren nach der vorliegenden Erfindung werden die Spaltlänge , die Spalttiefe und die Spurbreite des Magnetspalts bestimmt, indem sowohl die Aufzeichnungswellenlänge und die Spurbreite des gegenüber dem zusammengesetzten Magnetkern angeordneten magnetischen Aufzeichnungsmediums als auch die Lebensdauer des Kerns bezüglich Abnutzung in Betracht gezogen wird, während die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht ausgewählt wird, um die Relation
bcd/a ≤ 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m²
zu erfüllen.
Wie oben beschrieben ist, kann bei extrem kleinen Werten der Spalttiefe und der Spurbreite des zusammengesetzten Magnetkopfs für die Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht ein größerer Wert ausgewählt werden, so daß es durch die die Reaktion verhindernde Schicht mit der so ausgewählten Dicke möglich wird, eine Reaktion zwischen dem aus dem Magnetoxidmaterial gebildeten Kernblock und den dünnen Filmen, die aus dem Weichmagnetmetallmaterial gebildet sind, zu verhindern.

Claims

1. Ein zusammengesetzter Magnetkopf, der ein Paar von magnetischen Kernhälften umfaßt, von denen jede einen aus einem Oxidmagnetmaterial gebildeten Kernblock und einen auf dem Kernblock angeordneten Weichmagnetdünnfilm, wobei eine eine Reaktion verhindernde Schicht dazwischen angeordnet ist, enthält, und wobei die Kernhälften gegeneinander anliegen, so daß ein magnetischer Spalt zwischen den Enden des Weichmagnetdünnfilms gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf eine Abmessungsrelation

bcd/a ≤ 0,2 x 10&supmin;¹&sup0; m²

aufweist, wobei a eine entlang der Vorlaufrichtung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemessene Spaltlänge, c eine in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemessene Spalttiefe, d eine entlang der Spurbreite des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemessene Spaltbreite und b eine Dicke der die Reaktion verhindernden Schicht ist.

2. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d ≤ 10 x 10&supmin;&sup6; m ist.

3. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß c ≤ 5 x 10&supmin;&sup6; m ist.

4. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß b wenigstens 2 x 10&supmin;&sup9; m (20 Angström) beträgt.

5. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Welligkeit des Ausgangssignals von nicht mehr als 1 dB aufweist.

6. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welligkeit bis zu einer Frequenz von 10 MHz aufrechterhalten wird.

7. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmagnetdünnfilm eine Zusammensetzung aus FepZrqNr aufweist, wobei

0< q≤20 und 0< r≤22, ausgenommen die Bereiche q≤7,5 und r≤5, ist, und vorausgesetzt, daß gilt p+q+r=100 in Atomprozent.

8. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmagnetfilm eine Zusammensetzung FepZrqNr aufweist, wobei

69≤p≤93, 2≤q≤15 und 5,5≤r≤22 ist, vorausgesetzt, daß gilt p+q+r=100 in Atomprozent.

9. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmagnetfilm eine Zusammensetzung Fe&sub5;(ZrN1-t)100-s aufweist, wobei 77≤s≤88 und 0,3≤t≤0,38 ist.

10. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 30 Atomprozent von Zr durch wenigstens eines der Elemente Hf, Ti, Nb, Ta, V, Mo und W ersetzt, und/oder bis zu 30 Atomprozent von Fe durch wenigstens eines der Elemente Co, Ni und Ru ersetzt sind.

11. Der zusammengesetzte Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmagnetfilm eine Zusammensetzung Fep-mMmBqNr aufweist, wobei p, q, r und m Atomprozente repräsentieren, M wenigstens eines der Elemente Co, Ru, Cr, V, Ni, Mn, Pd, Ir und Pt repräsentiert, und B wenistens eines der Elemente Zr, Hf, Ti, Nb, Ta, Mo und W repräsentiert, und gilt

0≤m/p< 0,3

0< q≤20,

0< r≤22,

vorausgesetzt, daß der Bereich von q≤7,5 und r≤5 ausgeschlossen ist.