JP2005135469A

JP2005135469A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2005135469A
Application number: JP2003368649A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamanouchi; 敏山之内; Osamu Kohama; 修小浜
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】磁気ヘッドにおいて、金属磁性層は非磁性基板側の金属磁性層が低域優先された膜構成の金属磁性層であって、低域優先された金属磁性層に挟まれて高域優先の金属磁性層であることを特徴とする磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】金属磁性層の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、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１が形成されてトラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、金属磁性層１は非磁性基板２側の金属磁性層が低域優先された膜構成の金属磁性層であって、低域優先された金属磁性層に挟まれて高域優先の金属磁性層が設けられる。
【選択図】図１

Description

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に関するものである。

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高容量化や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、高容量化に伴い狭トラック化し、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。

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（例えば、特許文献１，２参照。）。

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、各金属磁性層は単磁区構造になり、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（例えば、特許文献３参照）。
特開昭６３−２１７５１１号公報特開平５−４７５５５号公報特開平７−６５３１６号公報

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し、特に低域特性が大きく低下する。更に、挟トラック幅構成においては、低域特性が更に低下する。

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り、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、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、前記金属磁性層は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トラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、前記前記金属磁性層は非磁性基板側の前記金属磁性層が低域優先された膜構成の金属磁性層であって、低域優先された金属磁性層に挟まれて高域優先の金属磁性層であることを特徴とする磁気ヘッド。

本発明により、トラック幅の中央部とそれを挟む両側部でトラック幅を構成する金属磁性層の層厚とトラック幅の中央部とそれを挟む両側部で金属磁性層の磁性膜を選択して構成することにより低域、高域共に電気特性性が改善することで磁気ヘッド性能において、高周波特性の優れた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。

その結果、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できる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。

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てその詳細な説明は省略する。

（実施の形態）
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てその詳細な説明は省略する。図１は本発明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、金属磁性層と絶縁膜を積層してなる。２−ａ、２−ｂは非磁性基板、３は磁気ギャップ、４は接着層、５は巻線窓、６は巻線窓ガラスである。

また、図２は金属磁性層の構成を示す図である。金属磁性層は１−ａ、１−ｂ、１−ｃの３つの単位金属磁性層から構成されている。

図３は実施例を説明するための前記金属磁性層の詳細図を示す。実施例では磁気ヘッドのトラック幅を大きく３つのユニットから構成する、まずトラック幅の片側の非磁性基板側はＮｉ−Ｔｉ―Ｍｇセラッミクス基板からなる非磁性基板２−ａに公知のスパッタリングにより低域の磁気特性が優先された金属磁性膜であるＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｔａを０．５μｍ、絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．００５μｍ交互に成膜し、６層目の金属磁性膜を成膜した後、絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．１５μｍ成膜した、そしてその上にトラック幅の中央部として高域の磁気特性が優先され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０．２５μｍ、絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．００５μｍ交互に成膜し、１２層目の金属磁性膜を成膜した後、絶縁膜であるＳｉＯ２を０．１５μｍ成膜した、さらにその上にトラック幅のもう一つの片側を前記トラック幅の片側と同じ低域の磁気特性が優先された金属磁性膜であるＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｔａを０．５μｍ、絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．００５μｍ交互に成膜し、６層目の金属磁性膜を成膜した後、接着層４を用いて非磁性基板２−ｂと接着してトラック幅を構成した。なお、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ膜の膜厚は０．２５〜２μｍ以下が望ましく、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。このように構成された金属磁性層を用いて磁気ヘッドを作成した。

比較例として前記実施例３つのユニットの金属磁性層が高域の磁気特性が優先され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０．２５μｍ、絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．００５μｍ交互に成膜した金属磁性層を１２層ずつ積層して構成され、それぞれの接続部分は絶縁膜であるＳｉ０₂膜を０．１５μｍ成膜した磁気ヘッドを作成した。作成した磁気ヘッドの録再分離での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１に示す。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、比較例ヘッドの再生特性出力を０ｄＢとし、実施例の録再分離での再生特性を相対比較し、各周波数の相対出力をｄＢ表示する。

表１に示すように、本発明の実施例は比較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。表１で低域の７ＭＨｚでは比較例に対して１．５ｄＢ高くなっており、現状の課題を大幅に改善できたのに対し、高域の５６ＭＨｚでの特性が０．５ｄＢ低くなっているのは、比較例がＴＷを構成する３つのユニットがすべて高域優先の金属磁性膜だけで構成されているのに対して、本案は高域優先の金属磁性膜で構成されたユニットを低域優先の金属磁性膜で構成されたユニットで両側から挟む構成でＴＷを構成したことにより、低域は比較例よりも高い特性を示し、高域は少し低い特性を示す結果になったと考えられる。ここで高域の−０．５ｄＢは高域優先の金属磁性膜だけでは低域の特性が低下して低域から高域までバランスのとれた特性をもった磁気ヘッドが実現できていない現状の課題を改善する磁気ヘッドの特性としては許容できる範囲のレベルである。

本発明にかかる磁気ヘッドは、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り、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、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、前記金属磁性層は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トラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性層は非磁性基板側の前記金属磁性層が低域優先された膜構成の金属磁性層であって、低域優先された金属磁性層に挟まれて高域優先の金属磁性層に構成することにより低域、高域共に電気特性が必要な用途にも適用できる。

本発明の磁気ヘッドの磁気コア構成を示す図本発明の磁気ヘッドの金属磁性層構成図本発明の磁気ヘッドの金属磁性層構成拡大図

符号の説明

１金属磁性層
１−ａ低域特性優先させた金属磁性層（トラック幅の非磁性基板と接する片側）
１−ｂ高域特性優先させた金属磁性層
１−Ｃ低域特性優先させた金属磁性層（トラック幅の非磁性基板と接するもう一つの片側）
２−ａ非磁性基板（トラック幅の片側）
２−ｂ非磁性基板（トラック幅のもう一つの片側）
３磁気ギャップ
４接着層
５巻線窓
６巻線窓ガラス
７絶縁層

Claims

金属磁性層が一対の非磁性基板により挟み込まれてなり、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、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トラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性層は、非磁性基板側にある低域優先された膜構成の金属磁性層と前記低域優先された金属磁性層に挟まれて、高域優先の金属磁性層とから構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
前記低域優先された金属磁性膜がＣｏを主成分の磁性材であって、前記高域優先された金属磁性膜がＦｅを主成分の磁性材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。