JP2003242605A

JP2003242605A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Info

Publication number: JP2003242605A
Application number: JP2002036495A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kohama; 修小浜; Kazuji Shikama; 和司志鎌; Hiroshi Adachi; 博史足立
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】積層型構造の磁気ヘッドにおいて磁気ギャッ
プ面と層面内でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金
属磁性膜を用いた場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で
形成されることは不可能であり効率は低下する。更に、
挟トラック幅構成においては、低域特性が低下する。【解決手段】一方の非磁性基板２にバックトラック幅
となる金属磁性層１０を形成した非磁性基板２にＡｌ₂
０₃膜７を配して、トラック幅となる金属磁性層を構成
されてなり、前記磁気コアは、金属磁性層１と非磁性層
を交互に積層した積層膜とされ、且つ、金属磁性層１の
磁気ギャップ近傍の磁化容易軸方向９を磁気ギャップ面
３と層面内でほぼ平行であり、且つ金属磁性膜の少なく
一部が磁化容易軸方向８が磁気ギャップ面３とほぼ直交
した金属磁性膜と非磁性膜とを交互に積層で構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波帯域で使用さ
れるデバイス、例えばハイビジョンデジタルＶＴＲやデ
ーターストリーマーなどの高周波信号を記録再生するの
に適した磁気ヘッド、及びそれを用いた磁気記録再生装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハイビジョンデジタルＶＴＲやデ
ーターストリーマー等の広帯域の信号を取り扱うシステ
ムの開発が盛んに行われており、磁気記録媒体もこのよ
うな大量の情報を記録するために、従来の酸化鉄系から
合金粉末媒体や金属蒸着媒体等の高抗磁力媒体へと変わ
ってきた。磁気ヘッドとしても、これら高抗磁力媒体に
対応できるような高飽和磁束密度を有し、４０ＭＨｚ以
上の高周波帯域での特性の優れた磁気ヘッドの開発が望
まれてきた。そこで、このような要求に対応するため
に、センダストやアモルファス磁性合金、ＦｅＴａＮ等
の金属磁性膜と絶縁膜とを積層した金属磁性層の両側を
非磁性基板で挟持した構造にして高周波特性を向上させ
た磁気ヘッド、いわゆる積層型磁気ヘッドが開発されて
いる。また、非磁性基板としてはチタン酸マグネシウム
系やチタン酸カルシュウム系等のセラミックス材料が多
く用いられている。

【０００３】しかし、この様な積層型磁気ヘッドは金属
磁性膜だけで磁路が構成されており、磁路全体にわたっ
て高い透磁率が求められ、磁気困難軸方向だけで磁路を
構成することが望まれるが、金属磁性膜面内の全ての方
向をとるために、磁化困難軸方向だけで磁路を構成する
ことは困難であり、よって金属磁性膜は異方性が小さく
等方であることが要求されていた。そのために、金属磁
性膜の高周波帯域における透磁率は自然共鳴のため低下
し、磁気ヘッドの高周波特性が劣化するという問題があ
った。最近このような問題を解決する方法として、積層
膜の絶縁膜を挟んで隣接する金属磁性膜の磁化容易軸方
向をほぼ直交させたり、任意の角度にずらせるように異
方性を付与した積層膜が提案されている（特開昭６３−
２１７５１１号公報，特開平５−４７５５５号公報）。

【０００４】また、詳細な検討により、等方膜よりも磁
気ギャップ近傍の磁気抵抗を重視してギャップ面と平行
な方向に若干の磁化安易軸方向に付与したほうが効率を
高める上で有利であることが知られている。しかし、積
層型構造の磁気ヘッドはギャップ面に向かって急激に磁
路断面積が減少しており、磁気ギャップ近傍の形状を考
えると、形状異方性によって磁気ギャップ面と直交する
方向が磁化容易軸方向となり効率が低下する。そこで、
金属磁性膜と非磁性膜を適当な厚みで積層することで、
積層された金属磁性膜同士の端部で相互に静磁的結合が
生じ、各金属磁性層は端磁区構造になり、形状異方性の
影響を受けにくいことが知られており、これを利用し
て、積層型構造の磁気ヘッドは磁気ギャップ面と層面内
でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を静
磁的に結合させて用いていた（特開平７−６５３１６公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積層型
構造の磁気ヘッドにおいて磁気ギャップ面と層面内でほ
ぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を用いた
場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で形成されることは
不可能であり効率は低下する。更に、挟トラック幅構成
においては、低域特性が低下する。

【０００６】また、積層される金属磁性膜の応力も大き
くなり、非磁性基板との着膜強度が低下し、積層型構造
の磁気ヘッドを生産中において、金属磁性層が非磁性基
板から剥離し生産歩留まりや特性も悪化したり、最悪の
場合、磁気ヘッドが割れて記録再生するテープにダメー
ジを与えるなどの課題があった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決するものであって、非磁性基板と金属磁性層との着膜
強度を向上させ、膜剥離が発生せず、生産性が高く、ま
た、高周波特性及び挟トラック化での低域特性の優れた
積層型構造の磁気ヘッドを安定に提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の磁気ヘッドは、金属磁性膜と非磁性膜とを積
層した金属磁性層が一対の基板により挟み込まれてなる
磁気コア半体を、その両端同士が対向するように配置し
て磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁
気コアは、非磁性基板にＡｌ₂０₃膜を配して、金属磁性
膜と非磁性膜を交互に積層した構成であって、絶縁膜磁
気容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行であ
る金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層され、前記金属磁
性膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直
交した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶
縁膜を積層したことを特徴とする磁気ヘッド。

【０００９】また、前記本発明の磁気ヘッドにおいて
は、金属磁性層が一対の非磁性基板により挟み込まれて
なる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配
置して磁気ギャップを形成し、磁気容易軸方向が磁気ギ
ャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性膜と非磁性
膜を交互に１層以上積層され、前記金属磁性膜の一部の
磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁
性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜を積層し
た前記金属磁性層が１層以上積層されてトラック幅を構
成された磁気ヘッドにおいて、反摺動面側の有効トラッ
ク幅を摺動面側のトラック幅より大きくするバックトラ
ック幅となる金属磁性層が１層以上積層された構成であ
って、前記一方の非磁性基板にバックトラック幅となる
金属磁性層を形成した非磁性基板にＡｌ₂０₃膜を配し
て、トラック幅となる金属磁性層を構成されてなること
を特徴とする磁気ヘッド。

【００１０】また、本発明の磁気記録再生装置は上記本
発明の磁気ヘッドを搭載したことを特徴とする磁気記録
再生装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下、本発明の磁気
ヘッドの実施例について、図面を参照しながら詳細に説
明する。また、各図においては同一構成要素のものには
同一符号を付しその詳細な説明は省略する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例の磁気ヘッド
の構成を示す図である。図１において、１は金属磁性層
であって、金属磁性膜と絶縁膜を積層してなる、２は金
属磁性層１を挟んで配された非磁性基板、３は一対のコ
ア半体の間に介在した磁気ギャップ、４は金属磁性層１
と一方の非磁性基板２との接着を行う接着層、５は巻線
窓、６は巻線窓５に配された巻線窓ガラス、７は非磁性
基板２に配したＡｌ₂０₃膜である。

【００１３】本実施例では磁気コアである金属磁性層１
の金属磁性膜には、飽和磁束密度が大きいアモルファス
磁性合金のＦｅ−Ｔａ−Ｎであって、Ｓｉ或いはＺｎな
どのの金属が含まれる物であってもよく、また、Ｃｏ系
のＣｏＮｂＺｒＴａなどの物であっても良い、絶縁膜に
はＳｉ０₂膜で、基板には非磁性のＮｉ−Ｔｉ−Ｃａセ
ラミックスであって、非磁性単結晶フェライト基板であ
っても良い、接着層にはホウ珪酸ガラスを用いており、
磁気ヘッドの構造としては金属磁性層１の両端を一対の
基板２で挟持する構造の積層型磁気ヘッドである。

【００１４】また、図２は金属磁性層の構成を示す平面
図である。１ａは金属磁性膜、１ｂは金属磁性層１ａの
間に介在した絶縁膜で、それぞれを積層することで金属
磁性層１を構成している。

【００１５】実施例１では磁気ヘッドのトラック幅を１
２μｍにするために、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃａセラッミクス基
板に、公知のスパッタリングによりＡｌ₂０₃膜を１μｍ
成膜し、金属磁性膜であるＦｅ−Ｔａ−Ｎを同様に公知
のスパッタリングにより４．０μｍ成膜し、絶縁膜であ
るＳｉ０₂膜で０．１５μｍ成膜した金属磁性層を３層
積層しトラック幅を構成した。Ａｌ₂０₃膜の膜厚は０．
５〜２μｍ以下が望ましく、構成されるトラック幅によ
り最適な膜厚構成されるものである。また、絶縁膜の膜
厚は０．００１〜０．２５μｍであって、その膜厚は金
属磁性膜とトラック幅により最適な膜厚構成されるもの
である。構成された金属磁性層を用いて磁気ヘッドを作
成した。

【００１６】（実施例２）図３は、第２の実施例におけ
る磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍の拡大図を示す。図に
おいて、９は磁気容易軸方向を示し、ギャップ３のギャ
ップ面に対して直交する方向になっている。

【００１７】なお、この磁気容易軸９に示すような方向
を有する金属磁性膜は、図中矢印にて示す金属磁性膜で
あり、それ以外の金属磁性膜は磁気容易軸方向がギャッ
プ面に対して平行な方向になっている。その様子を図４
に示した。図４はギャップ面近傍の拡大斜視図を示して
おり、８はギャップ面に対して平行な磁気容易軸を示し
ている。

【００１８】実施例２では実施例１と同一の磁気ヘッド
のトラック幅を１２μｍにするために、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃ
ａセラミックス基板に公知のスパッタリングによりＡｌ
₂０₃膜を１μｍ成膜し、非磁性層を挟んで隣接する一対
の金属磁性膜の磁化容易軸方向８が磁気ギャップ面と層
面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁性膜以外の磁
化容易軸方向９が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁
性膜であるＦｅ−Ｔａ−Ｎを同様に公知のスパッタリン
グにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であるＳｉ０₂膜
で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６層成膜した多
層金属磁性膜に絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．１５μｍ
成膜した金属磁性層を５層積層し、トラック幅を構成
し、実施例１と同様に磁気ヘッドを作成した。

【００１９】尚、非磁性膜及び絶縁膜は実施例以外のも
のであっても良く、金属磁性膜と反応しないものであれ
ばよい。また、金属磁性膜及び非磁性膜の膜厚及び金属
磁性層の積層数は求められるトラック幅により最適な膜
厚および積層数になるものである。

【００２０】（実施例３）図５は、実施例３の磁気ヘッ
ドの側面図である。１０はバックトラック幅の金属磁性
層である。

【００２１】実施例３は非磁性基板２にバックトラック
幅として、一対の金属磁性膜の磁化容易軸方向が磁気ギ
ャップ面と層面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁
性膜以外の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交
した金属磁性膜であるＦｅ−Ｔａ−Ｎを、同様に公知の
スパッタリングにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であ
るＳｉ０₂膜で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６
層成膜した多層金属磁性膜に、絶縁膜であるＳｉ０₂膜
を０．１５μｍ成膜した金属磁性層を２層積層し、バッ
クトラック幅を構成した非磁性基板２を準備し、前記非
磁性基板２にＡｌ₂０₃膜を１μｍ成膜し、実施例２と同
様な構成でトラック幅１２μｍとなる金属磁性層５層で
構成される磁気ヘッドを作成した。

【００２２】（比較例）比較例１，２，３として、実施
例１，２，３の非磁性基板にＡｌ₂０₃膜を成膜せずに、
それ以外同一構成とし、比較例１は実施例１の、比較例
２は実施例２の、比較例３は実施例３の比較例として、
磁気ヘッドを作成した。

【００２３】本発明の作成された磁気ヘッドの生産中の
歩留まりついて説明する。本発明の実施例１〜３と比較
例１〜３、それぞれ実施例及び比較例各７００個の磁気
ヘッドを試作した時の非磁性基板と金属磁性層の膜剥離
発生率及び生産歩留まり率を（表１）に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】（表１）に示すように、本発明の実施例は
いずれの場合も従来と比較しても良好な結果が得られ
た。また、それぞれ試作した磁気ヘッドの録再分離再生
特性をベルデックス製ドラムテスターを用いて評価した
結果を（表２）に示す。

【００２６】測定条件はｖ＝１５．６５ｍ／ｓ、テープ
はＭＰテープ、記録ヘッドは松下製ＭＩＧヘッドで行
い、従来例ヘッドの再生出力を０ｄＢとした時、実施例
１〜３の再生出力を示した。

【００２７】

【表２】

【００２８】（表２）に示すように、本発明の実施例は
いずれの場合も従来例と比較しても良好な結果が得られ
た。これらは、結果より生産性や特性において、本発明
の品質が高く優れた磁気ヘッドであることを確認した。

【００２９】次に本発明の磁気ヘッドを用いた磁気記録
再生装置の実施例について説明する。

【００３０】本実施例では記録再生ヘッドの本発明の実
施例１〜３の磁気ヘッドを搭載した磁気記録再生装置を
試作した。テープとヘッドの相対速度が２０ｍ／ｓ以上
の系においても、４０ＭＨｚ以上の高周波信号を良好に
記録再生ができ、特性も品質も安定したハイビジョンデ
ジタルＶＴＲや大容量ストリーマが実現できた。特に、
高周波特性の優れた積層型磁気ヘッドを安定に提供する
ことにある。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非磁性基
板にＡｌ₂０₃膜を配することにより、金属磁性層との着
膜強度を向上させ、マクロ的な剥離による生産歩留まり
悪化やミクロ的な剥離による特性劣化を抑制し、特に高
周波特性が大幅に改善しすることで生産性や磁気ヘッド
性能において、飛躍的に品質が改善され、且つ、安定し
て高周波特性の優れた、信頼性の高い積層型磁気ヘッド
を実現することができるようになった。

【００３２】その結果、テープとヘッドの相対速度が２
０ｍ／ｓ以上の系においても、４０ＭＨｚ以上の高周波
信号を良好に記録再生でき、ヘッド寿命も大幅に向上し
たハイビジョンデジタルＶＴＲや大容量ストリーマが実
現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の磁気コア
の構成を示す斜視図

【図２】本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の金属磁性
層の構成図

【図３】本発明の磁気ヘッドの第２の実施例の磁気ギャ
ップ近傍の拡大図

【図４】本発明の磁気ヘッドの第２の実施例における磁
気ギャップ近傍の拡大斜視図

【図５】本発明の磁気ヘッドの第３の実施例の側面図

【符号の説明】

１金属磁性層１ａ金属磁性膜１ｂ絶縁層２非磁性基板３磁気ギャップ４接着層５巻線窓６巻線窓ガラス７Ａｌ₂０₃膜８磁気ギャップ面と層面内で平行な磁化容易軸方向の
金属磁性膜９磁気ギャップ面とほぼ直交な磁化容易軸方向の金属
磁性膜１０バックトラック幅金属磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者足立博史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D093 AA01 AC01 AD05 AE01 BB12 BC07 BD01 FA12 HC03 JA01 5D111 AA13 AA23 BB15 BB24 BB37 BB38 CC25 FF05 GG14 JJ05 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属磁性層が一対の非磁性基板により挟
み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向す
るように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドで
あって、前記非磁性基板にＡｌ₂０₃膜を配して金属磁性
膜と絶縁膜を交互に積層した金属磁性層で形成されてな
ることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】金属磁性層が一対の非磁性基板により挟
み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向す
るように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドで
あって、前記非磁性基板にＡｌ₂０₃膜を配して、磁気容
易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金
属磁性膜と非磁性膜を交互に積層され、前記金属磁性膜
の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交し
た金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜
を交互に積層した金属磁性層で形成されてなることを特
徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】金属磁性層が一対の非磁性基板により挟
み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向す
るように配置して磁気ギャップを形成し、磁気容易軸方
向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性
膜と非磁性膜を交互に１層以上積層され、前記金属磁性
膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交
した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁
膜を交互に積層した前記金属磁性層が積層されて摺動面
側トラック幅を構成された磁気ヘッドであって、反摺動
面側の有効トラック幅を摺動面側のトラック幅より大き
くするバックトラック幅となる金属磁性層が積層された
構成であって、前記一方の非磁性基板にバックトラック
幅となる金属磁性層を形成した非磁性基板にＡｌ２０３
膜を配して、トラック幅となる金属磁性層を構成されて
なることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】金属磁性層が１層以上積層されているこ
とを特徴とする請求項１〜３記載の磁気ヘッド。
【請求項５】磁気ヘッドと磁気媒体により情報を記録
再生する形式の磁気記録再生装置であって、上記磁気ヘ
ッドが請求項１〜４記載の磁気ヘッドであることを特徴
とする磁気記録再生装置。