JPH01113906A

JPH01113906A - 複合磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH01113906A
Application number: JP27129787A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Hisamura; 達雄久村; Yoshito Ikeda; 義人池田; Heikichi Sato; 平吉佐藤; Yoshiyuki Kunito; 国頭　義之
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-10-27
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1989-05-02
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JP2586060B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、主コア材として金属磁性薄膜を、補助コア材
として酸化物磁性材料を用いた複合磁気ヘッドに関する
ものであり、特に前記金属磁性薄膜と酸化物磁性材料と
の接合界面に磁気ギャップと略平行部分を有する複合磁
気ヘッドに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、金属磁性薄膜と酸化物磁性材料との接合界面
に磁気ギャップと略平行部分を有する複合磁気ヘッドに
おいて、前記金属磁性薄膜に白金族、Ｔｉ族、■族等の
添加元素及び酸素を所定の割合で添加することにより、
これら金属磁性薄膜と酸化物磁性材料の接合界面での反
応を抑制し、Ｉｕ（Ｕギャップの発生を抑えようとする
ものである。

〔従来の技術〕

例えば、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）の分野におい
ては、テープ幅の縮小化や高画質化等を目的として短波
長記録化、高密度記録化が進められており、磁性粉に強
磁性金属粉末を使用したいわゆるメクルテープのように
高抗磁力、高残留磁束密度を有する磁気記録媒体が採用
されるようになってきている。

したがって、この種の磁気記録媒体に対して記録・再生
を行う磁気ヘッドのコア材には、高い飽和磁束密度を有
すること、高周波数領域においても透磁率が高いレベル
で維持されること等が要求されている。例えば、従来の
磁気ヘッドにおいてコア材料として広く使用されている
フェライト（酸化物磁性材料）では飽和磁束密度が不足
し、高抗磁力磁気記録媒体を充分に磁化することは難し
い。

そこで、フェライトを補助コア材とし、ギャップ部に高
飽和磁束密度を有する金属磁性薄膜を挿入した。いわゆ
るメタルインギャップ型の磁気ヘッドが提案されており
、既に一部の磁気ヘッドに採用されている。このメタル
インギヤツブ型の磁気ヘッドは、主要磁気回路が低損失
のフェライトにより構成されるため高周波領域での効率
が高く、構造的にも単純であって、高性能、低価格の磁
気ヘッドとして期待されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、フェライト等の酸化物磁性材料からなる補助
コア材の上に高飽和磁束密度を有する金属もｎ性薄膜を
主コア材として成膜し、メタルインギャップ型の磁気ヘ
ッドを構成した場合、再生信号の周波数特性が周期的に
変動する。いわゆるうねりが観測されている。これは、
磁気ヘッドの製造工程において不可欠なガラス融着工程
時の加熱により酸化物ｉｆｆ性材料に含まれる酸素が金
属磁性薄膜へと移行し、著しく透磁率が低下した領域。

すなわち反応層が形成されるためである。

この反応層は、非磁性の酸化物を主成分としているため
擬似ギャップとして作用し、この擬似ギャップで再生さ
れる擬似信号が本来の磁気ギャップにおける再生信号と
干渉を起こし、うねりの発生やＳＮ比の劣化の要因とな
っている。

特に、金属磁性薄膜を磁気ギャフプに対して平行に配置
した磁気へ・ラドでこの傾向が顕著で、この種の磁気ヘ
ッドの実用化を妨げる原因となっている。

上記反応層の形成を防止するために、例えば酸化シリコ
ン等の非磁性材料を用いて上記金属ｔｆｉ性薄膜と酸化
物磁性材料の界面に反応防止層を形成する試みもなされ
ているが、反応防止効果を得るためには反応防止層があ
る程度以上の膜厚を有することが必要で、反応防止層自
体が擬似ギャップを構成してしまい却って悪影響を及ぼ
す虞れがある。

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、酸化物磁性材料と金属磁性薄膜との界面
における反応を効果的に抑制可能となし、高抗磁力媒体
に対しても充分な記録・再生が可能で、しかも再生特性
にうねりのない複合磁気ヘッドを従供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究を
重ねた結果、擬似ギャップ効果を抑制するには金属磁性
薄膜にある種の金属と酸素とを組成比を配分して添加す
ることが有効であることを見出し、本発明を完成するに
至ったものである。

すなわち、本発明の複合磁気ヘッドは、少なくとも一方
の磁気コア半体が酸化物磁性材料と金属磁性薄膜により
構成される一対の磁気コア半体を存してなり、これら一
対の磁気コア半体が突き合わされて前記金属磁性薄膜の
突き合わせ部に磁気ギャップが形成されるとともに、前
記酸化物磁性材料と金属磁性薄膜の接合界面の少なくと
も一部が前記磁気ギャップと略平行である複合磁気ヘッ
ドにおいて、上記金属磁性薄膜にＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ。

Ｏｓ、Ｉ　ｒ、Ｐｔ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一
種を含む添加元素及び酸素を添加したことを特徴とする
ものである。

ただし、各添加元素及び酸素の添加量は、添加元素の種
類等によって最適値があり、例えば白金族元素（Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）を添加する場合には、
その添加間は１〜２ｅ重量％の範囲とすることが好まし
い。

これら白金族元素の添加量が１重世％未満では擬似信号
改善効果が不十分で、逆に添加量が２０重量％を越える
と磁気特性、特に軟磁気特性が悪化してヘッド材として
不適当となる。

また、前述の白金族元素を添加する場合には、酸素の添
加量は白金族元素の添加量に応じて調整する必要がある
。すなわち、これら白金族元素の添加量をａ重量％、酸
素の添加量をｂ重量％としたときに、１２／ａ≦ｂ≦１
．５　／　ａとすることが好ましい、酸素の添加量に関
しては、前述の範囲を外れると何れの場合にも擬似信号
改善効果が不足する。

一方、希土類元素（Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ）やＴｉ族元素（Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｉ（ｆ）、Ｖ族元素（Ｖ、　Ｎｂ。

Ｔａ）、あるいはＣｒ、Ｍｏ、Ｗを添加元素とする場合
には、その添加ｌｃは０．０５〜４重量％の範囲とする
ことが好ましい、これら元素の添加量が０．０５重量％
未満であるとやはり擬似信号改善効果が不十分なものと
なり、４重量％を越えると軟磁気特性が劣化する。

この場合の酸素の添加Ｎｄは、Ｏ，Ｉ〜２．５重量％の
範囲とすることが好ましい。これらの元素と併用する場
合には、酸素の添加量が０．１重量％未満でも、２．５
重量％を越えても所定の擬似信号改善効果を得ることは
難しい。

さらに、先の白金族元素とその他の元素とを併用するこ
とも考えられるが、この場合の添加量（白金族の添加量
を８重層％、その他の元素の添加量を「重量％としたと
きのｅ＋ｆ）としては０゜０５〜２２重量％の範囲とす
ることが好ましい。

また、このときの酸素の添加１ｇの範囲としては、０．
１〜２．５重量％である。

〔作用〕

金属磁性薄膜に白金族元素、希土類元素、ＴＩ族元素、
■族元素等の特定の添加元素と酸素を添加することによ
り、酸化物磁性材料との界面での反応層の形成が抑制さ
れる。

その結果、擬似ギャップの発生が防止され、再生時の周
波数特性のうねりが解消される。

〔実施例］以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照しな
がら説明する。

本実施例の複合磁気ヘッドは、第１図に示すように、磁
気記録媒体対接面の中央に位置する磁気ギャップｇを境
として左右別々の磁気コア半体（＋）、　　（ＩＩ）よ
り構成されるもので、これら−対の磁気コア半体（１）
、　（Ｉｔ）をガラス融着により接合一体化してなるも
のである。

なお、上記磁気コア半体（＋）、　（Ｉｔ）の少なくと
も一方〔この例では両者〕には、当該複合磁気ヘッドに
信号を供給するための、あるいは信号を取り出すための
コイ゛ル（図示は省略する。）が巻装される巻線孔（１
）及び巻線係止溝（２）が設けられている。

第２図は、この複合磁気ヘッドを磁気記録媒体対接面か
ら見たものであり、各磁気コア半体（１）。

（ＩＩ）は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の酸化物磁性材料
からなる補助コア部（３）　、　（４）と、高飽和磁束
密度を存する軟磁性合金材料からなり主コア部となる金
属磁性薄膜（５）　、　（６）とに大別される。

上記補助コア部（３）　、　（４）は、上記磁気コア半
体（１）、　（ＩＩ）の突き合わせ面に沿ってそれぞれ
両側が削り取られ、トラック幅Ｔｗを規制するための略
円弧状の溝部（７）　、　（８）とされている。

一方、上記金属磁性薄膜（５）　、　（６）は、上記補
助コア材（３）　、　（４）の前記突き合わせ面側の端
面（３ａ）　。

（４ａ）及び溝部（７）　、　（８）に沿って被着形成
されており、この端面（３ａ）　、　（４ａ）上の金属
磁性薄膜（５）。

（６）がギャップスペーサを介して平行に突き合わされ
ることにより磁気ギャップｇが形成されている。

この金属磁性薄膜（５）　、　（６）の間に介在される
ギャップスペーサは、酸化シリコン（Ｓｉｆｔ）等をス
パッタすることにより形成してもよいし、融着ガラスを
ギャップスペーサとして機能させるようにしてもよい。

さらに、上記補助コア材部（３）　、　（４）に設けら
れる溝部（７）　、　（８）によって形成される空間に
は、磁気記録媒体との当たり特性を確保するとともに、
磁気記録媒体の摺接による偏摩耗を防止するために、ガ
ラス材等の非磁性材が充填され、非磁性材充填部（９）
　、　（１０）となっている。

上記金属磁性薄膜（５）　、　（６）には、高い飽和磁
束密度を有し、かつ軟磁気特性に優れた結晶質軟磁性合
金材料が使用され、例えばＦｅ−Ａｌ−３ｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｇａ−５ｉ系合金、Ｆｅ−Ａｅ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ
−Ｇ、ａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ
−Ｃｏ−３ｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−５ｉ　−Ａｊ２系合
金等が使用される。

例えば、Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ系合金を例にとれば、その組
成は次式％式％（１）（ただし、式中のａ、ｂ、ｃは各元素の組成を原子％で
表す、）で表され、その組成範囲は６８≦ａ≦８４ ■≦ｂ≦２３６≦ｃ≦３１であることが好ましい。また、Ｆｅの１５原子％までを
Ｃｏ、Ｎｉのいずれか、あるいはこれら両者で置換して
もよい。

上述の金属磁性薄膜（５）　、　（６）は、上記補助コ
ア部（３）　、　（４）との接合界面において非磁性な
反応層を形成する虞れがあるので、白金族元素（Ｒｕ。

Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、希土類元素（Ｓｃ、
Ｙ、Ｌａ）やＴｉ族元素（Ｔｉ、　　Ｚｒ。

Ｈｆ）、Ｖ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ）、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種と酸素とを添加する。

金属磁性薄膜（５）　、　（６）に酸素を導入する方法
としては、これら金属磁性画１ｇ（５）　、　（６）を
スパッタ法により成膜する際にスパッタ雰囲気中に酸素
ガスを導入しておけばよい。

スパッタ法としては、通常行われるものであれば如何な
るものであってもよく、二極直流式スパッタ、三種式ス
パッタ、四極式スパッタ、マグネトロン式スパッタ、高
周波式スパッタ、高周波マグネトロンスパッタ、バイア
ス式スパッタ、非対称交流式スパッタ、対向ターゲット
式スパッタ、イオンスパッタ等の手法がいずれも採用で
きる。

スパッタに際してのガス圧は、Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒ〜２　Ｘ　１０”　’Ｔｏｒｒの範囲であることが好
ましい。ガス圧が２　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒを越える
とスパッタ速度が遅くなってしまい実用的でない。

実際、金属磁性薄膜（５）　、　（６）の材質としてＦ
ｅ−Ａｊ！−３ｉ系合金及びＦｅ−Ｇａ−３ｉ系合金を
選び、添加元素の種類、その添加量及び酸素の添加量を
変えて再生時のうねりの様子を調べた。

先ず、ＦｅａｓＡｊ２ｓｓ　ｉ＋ｏあるいはＦｅ、、Ａ
ｆ。

Ｓｉ１゜Ｒｕ＝　　（数値はいずれも各元素の組成を重
量％で表す、以下同じ。）なる組成を有するＦｅ−Ａｌ
−３ｉ系合金材料に酸素添加し、これにより金属磁性薄
膜（５）　、　（６）が形成された複合磁気ヘッドを作
製し、それぞれサンプルヘッド１．サンプルヘッド２と
した。

次いで、抗磁力Ｈｃ　１４００（Ｏｅ）のメタルテープ
を使用し、所定の信号を記録した後、作製した複合磁気
ヘッドを用い相対スピード３．１４　ｍ　／ｓｅｅで再
生した。この時、第３図に示すように周波数特性にうね
りが観測されるが、特に周波数５ＭＨｚでのうねりの幅
Ｗをうねりとして測定した。結果を第４図及び第５図に
示す。

第４図はサンプルヘッド１において酸素の添加量を変え
た時のうねりの変化を示すもので、第５図はサンプルヘ
ッド２において酸素の添加量を変えた時のうねりの変化
を示すものである。

第４図より、酸素の添加により擬似信号を抑制できるこ
とがわかるが、さらに第４図と第５図を比べると、Ｒｕ
を添加した場合（サンプルへラド２）の方がより効果が
大きいことがわかる。

次に、Ｆｅｔ４ＧａｖＳ　ｉｓＲｕｗ及び　Ｆｅ＆１ｓ
Ｇ　ａ　９．ＳＳ　ｉ　ｓ、ｓＲｕ　＋ｂ、ｓを金属磁
性薄膜とする磁気へ、ラドについても同様に酸素の添加
量とうねりの関係を測定した。

結果を第６図及び第７図に示す。なお、第６図が前者に
、第７図が後者にそれぞれ対応するものである。

これら第６図及び第７図より、Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ系合金
についてもＲｕ及び酸素の添加が有効であることがわか
るが、特にＲｕの添加量が多い場合には、酸素の添加量
を抑えてやらないと第７図に示すようにうねりが逆に悪
化することが確認された。したがって、Ｒｕと酸素の両
者を添加する場合には、各々の添加量を適切な値に調整
する必要かめる。

さらに、添加元素を変えて同様にうねりを測定した。

第８図はＦ　ｅ　ｓ３Ｇ　ａ、ｓ　ｉ　＋ｏＹｔを、第
９図はＦｅ＊３ＧａｓＳ　ｉ＋ｏＴｉｚを、第１０図は
Ｆｅ、。

Ｇａ５Ｓｉ＋ａＶｚを、第１１図はＦｅ５ｉＧａｓＳｉ
＋。

Ｃｒ、をそれぞれ金属磁性薄膜材料としたときの酸素の
添加量とうねりの関係を示すものである。

これらより、各添加元素と酸素の添加量を適切な値に設
定すればＲｕの場合と同様うねりが大幅に抑えられるこ
とが確認された。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明がこ
の実施例に限定されるものではなく、例えば磁気へラド
の形状等は適宜変更可能である。

いずれにしても金属磁性薄膜に磁気ギャップと平行な部
分のある磁気ヘッドに適用することができる。また、添
加元素についても、先の実施例で例示したもの以外にも
、白金族元素（Ｒｈ、Ｐｄ。

Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）や希土類元素（Ｓｃ、Ｌａ）、Ｔｉ
族元素（Ｚｒ、Ｈｆ）、Ｖ族元素（Ｎｂ、Ｔａ）、Ｍｏ
、Ｗで同等の効果が得られることは、実験により確認済
である。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においてはメ
タルインギャップ型の複合磁気ヘッドを構成する金属磁
性薄膜にある種の添加元素と酸素とを組成比を配分して
添加しているので、酸化物磁性材料との界面における反
応層の形成を抑制することができ、擬似ギャップの影ツ
を著しく低減することが可能である。

したがって、本発明によれば、記録・再生効率に優れ、
特に再生時の周波数特性にうねりのない複合磁気ヘッド
を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される複合磁気ヘッドの一例を示
す概略斜視図、第２図はその磁気記録媒体対接面を示す
要部拡大平面図である。第３図は擬似ギャップによる再生周波数特性のうねりの
様子を説明する特性図である。第４図ないし第１１図は金属磁性薄膜への酸素の添加量
とうねりの大きさの関係を示すもので、第４図はＦｅ−
Ａｌ−５ｉを金属磁性薄膜とする場合の特性図、第５図
はＦｅ−Ａｌ１−３ｉ−Ｒｕを金属磁性薄膜とする場合
の特性図、第６図はＦｅ−Ｇａ　−３１−Ｒｕ　（Ｒｕ
９重量％）を金属磁性薄膜とする場合の特性図、第７図
はＦｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｒｕ（Ｒｕ１６．５重量％）を金
属磁性薄膜とする場合の特性図、第８図はＦｅ−Ｇａ−
３ｉ−Ｙを金属磁性薄膜とする場合の特性図、第９図は
Ｆｅ−Ｇａ−３ｉ−Ｔｉを金属磁性薄膜とする場合の特
性図、第１０図はＦｅ−Ｇａ−３ｉ　−Ｖを金属磁性薄
膜とする場合の特性図、第１１図はＦｅ−Ｇａ−３１−
Ｃｒを金属磁性薄膜とする場合の特性図である。１、ＩＩ・・・磁気コア半体３．４・・・補助コア部（酸化物磁性材料）５．６・・
・金属磁性薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも一方の磁気コア半体が酸化物磁性材料
と金属磁性薄膜により構成される一対の磁気コア半体を
有してなり、これら一対の磁気コア半体が突き合わされ
て前記金属磁性薄膜の突き合わせ部に磁気ギャップが形
成されるとともに、前記酸化物磁性材料と金属磁性薄膜
の接合界面の少なくとも一部が前記磁気ギャップと略平
行である複合磁気ヘッドにおいて、上記金属磁性薄膜にＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種を含む添加元素及
び酸素を添加したことを特徴とする複合磁気ヘッド。
（２）添加元素がＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ
の少なくとも一種であり、当該添加元素の添加量をａ重
量％、酸素の添加量をｂ重量％としたときに、１≦ａ≦
２０かつ１．５／ａ≦ｂ≦１２／ａであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の複合磁気ヘッド。
（３）添加元素がＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種であ
り、当該添加元素の添加量をｃ重量％、酸素の添加量を
ｄ重量％としたときに、０．０５≦ｃ≦４かつ０．１≦
ｄ≦２．５であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の複合磁気ヘッド。
（４）添加元素がＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ
の少なくとも一種及びＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種
であり、前者の添加量をｅ重量％、後者の添加量をｆ重
量％、酸素の添加量をｇ重量％としたときに、０．０５
≦ｅ＋ｆ≦２２かつ０．１≦ｇ≦２．５であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の複合磁気ヘッド。