JP2933638B2 - Manufacturing method of magnetic head - Google Patents

Manufacturing method of magnetic head

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高品位VTRやデジタルVTR等の高周波信号を効
率よく記録再生するのに適した磁気ヘッドの製造方法に
関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic head suitable for efficiently recording and reproducing high-frequency signals such as high-quality VTRs and digital VTRs.

従来の技術 近年高品位VTRやデジタルVTRなどの広帯域の信号を取
り扱うシステムの開発が盛んになってきており、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、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
へとお変わりつつある。そこで磁気ヘッドとしても、こ
れらの高抗磁力媒体に対応するような高飽和磁束密度を
有し周波数特性の優れた磁気ヘッドの開発が望まれてい
る。現在、飽和磁束密度の高いセンダストやアモルファ
ス合金等の金属磁性材料を用いた磁気ヘッドの開発が行
なわれているが、バルク状の金属磁性材料を用いたので
は渦電流損失が大きくとても上記システムには使えな
い。この為、上記損失をできるだけ抑えるために、金属
磁性材料を薄膜化して用いることが検討されており、例
えば金属磁性薄膜と絶縁膜との積層膜で主磁気回路を構
成することによって高周波化を図っている(第6図参
照)。
2. Description of the Related Art In recent years, systems for handling wideband signals, such as high-quality VTRs and digital VTRs, have been actively developed, and magnetic recording media are required to record such a large amount of information. It is changing to a high coercive force medium such as a medium or a metal deposition medium. Therefore, it is desired to develop a magnetic head having a high saturation magnetic flux density and an excellent frequency characteristic corresponding to these high coercive force media. At present, magnetic heads using metal magnetic materials such as sendust and amorphous alloys with high saturation magnetic flux density are being developed. Cannot be used. For this reason, in order to suppress the above loss as much as possible, the use of a thin metal magnetic material has been studied. For example, a high frequency is achieved by forming a main magnetic circuit with a laminated film of a metal magnetic thin film and an insulating film. (See FIG. 6).

発明が解決しようとする課題 高品位VTRやデジタルVTRではその記録信号帯域は30MH
z〜60MHzに達し、磁気ヘッド用コア材としてはこのよう
な高周波帯域で高い初透磁率を有するものが要求され
る。第5図は、Co系アモルファス磁性膜とSiO2膜との積
層膜及びMn−Znフェライトの初透磁率の周波数特性を示
したものである。アモルファス積層膜においては、一層
当たり磁性膜の膜厚は渦電流損失を考慮して4μmとし
層間のSiO2膜厚は0.2μmで5層積層したものである。
図において(1)は無配向のアモルファス積層膜で、積
層効果により渦電流損失は改善されているがその高周波
特性は強磁性共鳴によるスヌークの限界線で制約されて
おり、30MHz以上の高周波帯での初透磁率は500以下とな
る。したがってこのような無配向の磁性膜をヘッドコア
として用いたのでは前記のような高周波システムに対応
する高性能ヘッドを実現するのは困難である。一方、一
軸異方性を有するアモルファス磁性膜をその容易軸方向
を揃えて積層した多層膜の初透磁率特性は、容易軸方向
に測定すると(2)のように全周波数帯で極めて低い初
透磁率特性を示すのに対し、困難軸方向に測定した場合
は(3)のように高周波まで高い透磁率を維持し、60MH
zでも1000以上の値を有する。しかし、このような一方
向に異方性を有する磁気コアでビデオヘッド等の比較的
大きな巻線窓の磁気ヘッドを構成した場合、その磁路中
に容易軸方向を含むことになりヘッド効率としての低下
が大きい。
Problems to be Solved by the Invention The recording signal bandwidth of a high-quality VTR or digital VTR is 30 MHz.
A material having a high initial permeability in such a high frequency band is required as a core material for a magnetic head which reaches z to 60 MHz. FIG. 5 shows a frequency characteristic of the initial magnetic permeability of the laminated film of the Co-based amorphous magnetic film and the SiO 2 film and the Mn—Zn ferrite. In the amorphous laminated film, the thickness of the magnetic film per layer is 4 μm in consideration of eddy current loss, and the thickness of the SiO 2 layer between layers is 0.2 μm, and five layers are laminated.
In the figure, (1) is a non-oriented amorphous laminated film, in which the eddy current loss is improved by the laminating effect, but its high-frequency characteristics are restricted by a snook limit line due to ferromagnetic resonance. Has an initial permeability of 500 or less. Therefore, if such a non-oriented magnetic film is used as a head core, it is difficult to realize a high-performance head corresponding to the above-described high-frequency system. On the other hand, the initial magnetic permeability characteristics of a multilayer film in which an amorphous magnetic film having uniaxial anisotropy is laminated in the easy axis direction are extremely low in the entire frequency band as shown in (2) when measured in the easy axis direction. In contrast to the magnetic permeability characteristics, when measured in the direction of the hard axis, high magnetic permeability is maintained up to high frequencies as shown in (3),
z has a value of 1000 or more. However, when a magnetic head having a relatively large winding window such as a video head is formed of a magnetic core having such anisotropy in one direction, the magnetic path includes an easy-axis direction and the head efficiency is increased. The drop is large.

本発明は、このような従来技術の課題を解決すること
を目的とする。
An object of the present invention is to solve such problems of the related art.

課題を解決するための手段 本発明は、磁性体ブロックのギャップ形成面に、トラ
ック幅方向に磁化容易軸を有する金属磁性膜を形成する
工程と、前記金属磁性膜の上からトラック幅を規制する
複数個の溝及び巻線溝を形成する工程と、ギャップ材を
介して前記コアブロックを付き合わせてガラスで接合す
る工程とを有する。
Means for Solving the Problems The present invention provides a step of forming a metal magnetic film having an easy axis of magnetization in the track width direction on a gap forming surface of a magnetic block, and regulating a track width from above the metal magnetic film. A step of forming a plurality of grooves and a winding groove; and a step of bonding the core blocks with glass via a gap material and joining the core blocks with glass.

作用 本発明は、ヘッドの再生効率に最も影響を及ぼすギャ
ップ近傍においては磁路は磁化困難軸方向からなり、高
周波領域における初透磁率が大きいため、磁気ヘッドと
しての再生効率が高くなる。また磁気ギャップ近傍以外
においては、磁路はおもに無配向領域からなり、高周波
帯域における初透磁率はやや低いが磁路の断面積が大き
いため、磁路としてのレラクタンスを十分小さくするこ
とができ、ヘッドとしての再生効率をあまり劣化させな
い。すなわち、本発明の製造方法で得られた磁気ヘッド
は、異方性を有する金属磁性膜の困難軸方向の特性を有
効に利用できるため、30MHz以上の高周波でも十分に高
い効率で信号を記録再生できる磁気ヘッドが得られるも
のである。
In the present invention, the magnetic path is formed in the direction of the hard axis in the vicinity of the gap that most affects the reproduction efficiency of the head, and the initial magnetic permeability in the high-frequency region is large, so that the reproduction efficiency of the magnetic head is increased. In addition, except for the vicinity of the magnetic gap, the magnetic path is mainly composed of a non-oriented region, and the initial permeability in the high frequency band is slightly low, but the cross-sectional area of the magnetic path is large. It does not significantly degrade the reproduction efficiency of the head. That is, the magnetic head obtained by the manufacturing method of the present invention can effectively utilize the characteristics in the hard axis direction of the metal magnetic film having anisotropy, so that signals can be recorded and reproduced with sufficiently high efficiency even at a high frequency of 30 MHz or more. A magnetic head that can be obtained is obtained.

実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の発明の実施例の斜視図を第1図に示す。図にお
いて、1はアモルファス合金やセンダスト合金等の異方
性を有する第1の金属磁性膜であり、磁化容易軸方向7
が金属磁性膜の膜面内方向で、且つ記録媒体摺動面と略
平行になるように配されている。また2はアモルファス
合金やセンダスト合金等の無配向の第2の金属磁性膜で
ありSiO2等の絶縁膜3を介して積層され、多層膜となり
磁気コアの一部を構成している。本実施例では第1の金
属磁性膜及び第2の金属磁性膜はともにCo−Nb−Zr−Ta
の組成のアモルファス合金を用いており、飽和磁束密度
Bs〜8000G,キュリー温度Tc〜490℃である。また、一層
当りの膜厚は使用周波数帯における渦電流損失を考慮し
た厚さ以下になっている。またトラック幅は金属磁性膜
1、2を切り込むことにより規制されている。このよう
な構成の金属磁性膜はチタン酸マグネシウム系の非磁性
基板4で挟持され、巻線窓8を有する対向コアとボンデ
ィングガラス5によって接合され、磁気ギャップ6を形
成している。このような構成の磁気ヘッドにおいては、
作用の項で説明したように磁路は磁気ギャップ近傍にお
いては磁化困難軸方向となるので高周波帯域での初透磁
率が高くなり、再生効率が高くなる。また磁気ギャップ
近傍以外では磁気コアはおもに無配向であり、高周波帯
域での初透磁率はやや低いが、磁路の断面積が大きいた
め磁路としてのレラクタンスを十分小さくすることがで
き、ヘッドとしての再生効率をあまり劣化させない。し
たがってこのような構成をすることにより30MHz以上の
高周波帯域でも高いヘッド特性が実現できた。また基板
4はMn−Znフェライト等の強磁性酸化物基板を用いても
よい。また、本実施例ではバックギャップ近傍にも異方
性を有する金属磁性膜1を配した例を示したが、フロン
トギャップ近傍のみに異方性を有する金属磁性膜1を配
してもよい。
FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the first invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a first metal magnetic film having anisotropy, such as an amorphous alloy or a sendust alloy, and has an easy magnetization axis direction 7.
Are arranged in a direction in the plane of the metal magnetic film and substantially parallel to the sliding surface of the recording medium. Reference numeral 2 denotes a non-oriented second metal magnetic film such as an amorphous alloy or a sendust alloy, which is laminated via an insulating film 3 such as SiO 2 to form a multilayer film and constitute a part of a magnetic core. In this embodiment, the first metal magnetic film and the second metal magnetic film are both Co—Nb—Zr—Ta
The saturation magnetic flux density
Bs ~ 8000G, Curie temperature Tc ~ 490 ° C. Further, the film thickness per layer is equal to or less than the thickness in consideration of the eddy current loss in the operating frequency band. The track width is regulated by cutting the metal magnetic films 1 and 2. The metal magnetic film having such a configuration is sandwiched between magnesium titanate-based non-magnetic substrates 4, and is joined to an opposing core having a winding window 8 by a bonding glass 5 to form a magnetic gap 6. In a magnetic head having such a configuration,
As described in the section of the operation, the magnetic path is in the direction of the hard axis near the magnetic gap, so that the initial magnetic permeability in the high frequency band increases, and the reproduction efficiency increases. In addition, the magnetic core is mainly non-oriented except in the vicinity of the magnetic gap, and although the initial permeability in the high-frequency band is slightly low, the reluctance as a magnetic path can be sufficiently reduced due to the large cross-sectional area of the magnetic path, and as a head, Does not significantly degrade the regeneration efficiency. Therefore, by adopting such a configuration, high head characteristics can be realized even in a high frequency band of 30 MHz or more. The substrate 4 may be a ferromagnetic oxide substrate such as Mn-Zn ferrite. Further, in this embodiment, an example in which the metal magnetic film 1 having anisotropy is disposed near the back gap, but the metal magnetic film 1 having anisotropy may be disposed only near the front gap.

また、本実施例では磁化容易軸の方向を金属磁性膜1
の膜面内で、且つ記録媒体摺動面と略平行な方向として
いるが、磁化容易軸の方向を記録媒体摺動面と略直交す
る方法としてもその特性はほとんど変わらなかった。
In this embodiment, the direction of the axis of easy magnetization is set to the direction of the metal magnetic film 1.
The direction of the axis of easy magnetization is substantially perpendicular to the sliding surface of the recording medium, but the characteristics hardly change.

このような磁気ヘッドの製造方法としては、まず基板
上に第2の金属磁性膜と絶縁膜とをスパッタで交互に積
層する。次にこの多層膜が形成された基板を複数枚積き
重ねて結晶化ガラス等で接着し切断することによって上
記多層膜と基板が交互に積層された磁気コア半体ができ
る。次にこの磁気コア半体のギャップ形成面に第1の金
属磁性膜をスパッタで形成する。その際に第1の金属磁
性膜の膜面内で、且つ記録媒体摺動面と略平行な方向に
約100Oe程度の磁界10を印加する(第2図−(a))。
このようにして形成された第1の金属磁性膜は金属磁性
膜の膜面内で、且つ記録媒体摺動面と略平行な方向が磁
化容易軸になるような異方性を有する。次に、コアブロ
ックにトラック幅を規制する複数個の溝及び巻線溝を設
け(第2図−(b))、溝中に低融点ガラスを充填す
る。次にギャップ形成面を平滑に研磨し,SiO2や高融点
ガラス等のギャップ材を介して一対のコアブロックをギ
ャップ形成面で突き合わせ、前記溝中の低融点ガラスの
融着によりヘッドブロックを作製する。次にヘッドブロ
ックを所定の厚みで切断し、ヘッドチップを得る(第2
図−(c))。
As a method of manufacturing such a magnetic head, first, a second metal magnetic film and an insulating film are alternately stacked on a substrate by sputtering. Next, a plurality of substrates on which the multilayer film is formed are stacked, bonded with crystallized glass or the like, and cut to obtain a magnetic core half in which the multilayer film and the substrate are alternately laminated. Next, a first metal magnetic film is formed on the gap forming surface of the magnetic core half by sputtering. At this time, a magnetic field 10 of about 100 Oe is applied in a direction substantially parallel to the sliding surface of the recording medium within the film surface of the first metal magnetic film (FIG. 2A).
The first metal magnetic film formed in this manner has anisotropy such that a direction substantially parallel to the sliding surface of the recording medium within the film surface of the metal magnetic film is an easy axis of magnetization. Next, a plurality of grooves and winding grooves for regulating the track width are provided in the core block (FIG. 2B), and the grooves are filled with low-melting glass. Next, the gap forming surface is polished smoothly, a pair of core blocks are butted on the gap forming surface via a gap material such as SiO 2 or high melting point glass, and a head block is manufactured by fusing the low melting point glass in the groove. I do. Next, the head block is cut to a predetermined thickness to obtain a head chip (second chip).
FIG .- (c)).

第3図は第2の発明の実施例の斜視図を示す。第1の
発明の実施例と異なる点は磁気ギャップ近傍以外がMn−
Znフェライトの強磁性酸化物9で構成されている点であ
る。このような構成の磁気ヘッドにおいては、磁路は磁
気ギャップ近傍においては磁化困難軸方向となるので高
周波帯域での初透磁率が高くなり、再生効率が高くな
る。第5図中(4)はMn−Znフェライトの初透磁率の周
波数特性を示している。30MHz以上の高周波帯での初透
磁率はさきほどの無配向の積層金属磁性膜よりもさらに
低いが、さきほどと同に理由でヘッドの再生効率があま
り劣化せず、この構成の磁気ヘッドでも30MHz以上の高
周波で高いヘッド特性が実現できた。また、本実施例で
はバックギャップ近傍にも異方性を有する金属磁性膜1
を配した例を示したが、フロントギャップ近傍のみに異
方性を有する金属磁性膜1を配してもよい。また、本実
施例では磁化容易軸の方向を金属磁性膜1の膜面内で、
且つ記録媒体摺動面と略平行な方向としているが、磁化
容易軸の方向を記録媒体摺動面と略直交する方向として
もその特性はほとんど変わらなかった。
FIG. 3 shows a perspective view of an embodiment of the second invention. The difference from the first embodiment is that Mn-
The point is that the ferromagnetic oxide 9 of Zn ferrite is used. In the magnetic head having such a configuration, since the magnetic path is in the direction of the hard axis near the magnetic gap, the initial magnetic permeability in the high frequency band is high, and the reproduction efficiency is high. (4) in FIG. 5 shows the frequency characteristic of the initial permeability of the Mn-Zn ferrite. The initial permeability in the high frequency band of 30 MHz or higher is even lower than that of the non-oriented laminated metal magnetic film, but the reproduction efficiency of the head does not deteriorate much for the same reason as before, and even with the magnetic head with this configuration, High head characteristics were realized at the high frequency. In this embodiment, the metal magnetic film 1 having anisotropy also in the vicinity of the back gap is used.
Although the example in which is disposed is shown, the metal magnetic film 1 having anisotropy may be disposed only near the front gap. In this embodiment, the direction of the axis of easy magnetization is set within the film surface of the metal magnetic film 1.
Although the direction is substantially parallel to the recording medium sliding surface, even if the direction of the axis of easy magnetization is substantially perpendicular to the recording medium sliding surface, the characteristics hardly change.

このような磁気ヘッドの製造方法としては、Mn−Znフ
ェライトブロックのギャップ形成面に第1の金属磁性膜
をスパッタで形成する。その際に第1の金属磁性膜の膜
面内で、且つ記録媒体摺動面と略平行な方向に約100Oe
程度の磁界を印加する。このようにして形成された金属
磁性膜は金属磁性の膜面内で、且つ記録媒体摺動面と略
平行な方向が磁化容易軸となるような異方性を有する。
以下は第1の発明の実施例と同様の方法によりヘッドチ
ップを作製することができる。
As a method for manufacturing such a magnetic head, a first metal magnetic film is formed by sputtering on a gap forming surface of a Mn-Zn ferrite block. At this time, about 100 Oe in the direction of the film surface of the first metal magnetic film and substantially parallel to the sliding surface of the recording medium
About a magnetic field. The metal magnetic film thus formed has anisotropy such that the direction of easy magnetization is in a direction substantially parallel to the sliding surface of the recording medium within the metal magnetic film surface.
Hereinafter, a head chip can be manufactured in the same manner as in the embodiment of the first invention.

また、この実施例のヘッドはギャップ接合の際に、金
属磁性膜の膜面内で且つ記録媒体摺動面と略平行する方
向に約500Oe程度の磁界を印加することによっても実現
することができた。
The head of this embodiment can also be realized by applying a magnetic field of about 500 Oe in the direction of the metal magnetic film and in a direction substantially parallel to the recording medium sliding surface during gap bonding. Was.

第4図は従来の無配向の積層金属磁性膜を用いた磁気
ヘッド(c)および第1の発明、第2の発明の実施例の
磁気ヘッドの相対出力の周波数特性を示す。30MHz以上
の高周波において本発明の磁気ヘッド(a),(b)は
すべて従来の磁気ヘッドを大きく上回る高周波特性を示
していることがわかる。また、本発明の実施例のヘッド
においても若干の出力差があり、第1の発明の実施例の
ヘッド出力(a)が第2の発明の実施例のヘッド出力
(b)より高くなっている。これは、磁気ギャップ近傍
以外の領域の初透磁率特性を反映していると考えられ
る。
FIG. 4 shows the frequency characteristics of the relative output of the magnetic head (c) using the conventional non-oriented laminated metal magnetic film and the magnetic heads of the first and second embodiments of the present invention. At a high frequency of 30 MHz or more, the magnetic heads (a) and (b) of the present invention all show high-frequency characteristics that are significantly higher than those of the conventional magnetic head. Also, there is a slight output difference in the head of the embodiment of the present invention, and the head output (a) of the embodiment of the first invention is higher than the head output (b) of the embodiment of the second invention. . This is considered to reflect the initial permeability characteristics of the region other than the vicinity of the magnetic gap.

発明の効果 本発明によれば、30MHz以上の高周波帯でも十分高い
効率で記録再生できる高周波用磁気ヘッドが容易に得ら
れる。
According to the present invention, it is possible to easily obtain a high-frequency magnetic head capable of recording and reproducing with sufficiently high efficiency even in a high-frequency band of 30 MHz or more.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は第1の本発明の実施例における磁気ヘッドの斜
視図、第2図は第1の本発明の実施例における磁気ヘッ
ドの製造方法を示す工程図、第3図は第2の本発明の実
施例における磁気ヘッドの斜視図、第4図は従来の磁気
ヘッドおよび本発明の磁気ヘッドの相対出力を周波数特
性を示すグラフ、第5図は異方性の方向による金属磁性
膜およびMn−Znフェライトの初透磁率の周波数特性の測
定結果を示すグラフ、第6図は従来の磁気ヘッドの斜視
図である。 1……異方性を有する金属磁性膜、2……無配向の金属
磁性膜絶縁膜、3……絶縁膜、4……基板、5……ボン
ディングガラス、6……磁気ギャップ、7……磁化容易
軸方向、8……巻線窓。
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic head according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing a magnetic head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of a magnetic head according to an embodiment of the invention, FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of the relative output of a conventional magnetic head and the magnetic head of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a graph showing measurement results of frequency characteristics of initial magnetic permeability of -Zn ferrite, and FIG. 6 is a perspective view of a conventional magnetic head. 1 ... anisotropic metal magnetic film, 2 ... non-oriented metal magnetic film insulating film, 3 ... insulating film, 4 ... substrate, 5 ... bonding glass, 6 ... magnetic gap, 7 ... Easy magnetization direction 8, winding window.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−3309(JP,A) 特開 昭60−261005(JP,A) 特開 昭59−217218(JP,A) 特開 昭61−34707(JP,A) 特開 平1−158606(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-3309 (JP, A) JP-A-60-261005 (JP, A) JP-A-59-217218 (JP, A) JP-A 61-309 34707 (JP, A) JP-A-1-158606 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の磁性体ブロックのギャップ形成面
に、トラック幅方向に磁化容易軸を有する金属磁性膜を
形成する工程と、前記金属磁性膜の上からトラック幅を
規制する複数個の溝及び巻線溝を前記第1の磁性体ブロ
ックに形成する工程と、第2の磁性体ブロックのギャッ
プ形成面に、トラック幅方向に磁化容易軸を有する金属
磁性膜を形成する工程と、ギャップ材を介して前記第1
の磁性体ブロックと前記第2の磁性体ブロックとを突き
合わせ、ガラスで接合する工程とを有することを特徴と
する磁気ヘッドの製造方法。
A step of forming a metal magnetic film having an easy axis of magnetization in a track width direction on a gap forming surface of a first magnetic block; Forming a groove and a winding groove in the first magnetic block; forming a metal magnetic film having an easy axis of magnetization in a track width direction on a gap forming surface of the second magnetic block; The first through the material
Butting the magnetic block and the second magnetic block and joining them with glass.
【請求項2】トラック幅方向に印加した磁界中で金属磁
性膜を形成することにより、トラック幅方向に磁化容易
軸を有する金属磁性膜を形成することを特徴とする請求
項1に記載の磁気ヘッドの製造方法。
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the metal magnetic film having an easy axis in the track width direction is formed by forming the metal magnetic film in a magnetic field applied in the track width direction. Head manufacturing method.
【請求項3】磁性体ブロックとして、基板上に金属磁性
膜と絶縁膜を交互に積層したユニットコアを複数個接合
して形成したコアブロックを用いた請求項1または2に
記載の磁気ヘッドの製造方法。
3. The magnetic head according to claim 1, wherein the magnetic block is a core block formed by joining a plurality of unit cores each having a metal magnetic film and an insulating film alternately laminated on a substrate. Production method.
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