JPH0312805A - 磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、ＤＡＴ（デ
ジタルオーディオチーブレコーダ）等の磁気記録再生装
置に使用される磁気ヘッドに関し、特に磁気コアの磁気
ギャップ近傍に強磁性金属薄膜が被着形成されている複
合型の磁気ヘッド及びその製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 近年、〜’ＴＲ，ＤＡＴ等の磁気記録再生装置において
は、記録信号の高密度化が進められておりこの高密度記
録に対応して、磁性粉としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の強磁
性金属粉末を用いた抗磁力の高いメタルテープが使用さ
れるようになっている。例えば、８ミリビデオと称する
小型のＶＴＲではＨｃ＝１４００〜１５００エルステッ
ド程度の高い抗磁力を有するメタルテープが用いられる
。その理由は、磁気記録再生装置を小型化するために記
録密度を高める必要性から、信号の記録波長を短くする
ことの可能な記録媒体が要求されてきたためである。

一方、このメタルテープに記録するために従来のフェラ
イトのみからなる磁気ヘッドを用いるとフェライトの飽
和磁束密度が高々５５００ガウス程度であることから磁
気飽和現象が発生するためメタルテープの性能を充分に
活用することができない。そこで、この高い抗磁力を有
するメタルテープに対応する磁気ヘッドとしては、通常
磁気ヘッドとして要求される磁気コアの高周波特性や耐
摩耗性の他に、磁気コアのギャップ近傍部め飽和磁束密
度が大きいことが要求される。この要求を満たすメタル
テープ対応型の磁気ヘッドとしては、特開昭６０−２２
９２１０号公報（Ｇ］、１８５　／　１８７　）等に開
示されているような磁気飽和現象の最も生じやすい磁気
ギャップ近傍部分を、磁気コアとして使用されるフェラ
イトよりも飽和磁化の大きな金属磁性材料（たとえば、
パーマロイ、センダスト、アモルファス磁性体）で構成
した磁気へ・ノド（複合型の磁気ヘッドと称する）が提
案されている。この複合型の磁気ヘッドは信頼性、磁気
特性、耐摩耗性等の点で優ｔした特性を有する。この複
合型の磁気ヘッドには、第１１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（
ｄ）に夫々示すように様々な形状がある。図中、（１）
（１’）はＭ’ｎ−Ｚｎフェライト等の強磁性酸化物材
料よりなる一対の第１、第２磁気コア半体、（２）は磁
気ギャップであり、前記第１、第２磁気コア半体（１）
（１”）の磁気ギャップ（２）近傍にはセンダスト等の
強磁性金属薄膜（３）（３）が被着形成さｌ”している
、　（４）は巻線溝、（５）は前記第１、第２磁気コア
半体（１）（１’）を結合するためのガラスである。

第１１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す磁気ヘッドの
うち、第１、第２磁気コア半体（１）（１’）と強磁性
金属薄膜（３）（３）との境界部（６）（６）が磁気ギ
ャップ（２）のトラック幅方向と非平行である第１１図
（Ｃ）（ｄ）似示す磁気ヘッドは製造工程が複雑であり
量産性に適していない。

又、前記境界部（６）（６）と磁気ギャップ（２）のト
ラック幅方向とが平行である第１１図（ａ）（ｂ）に示
す磁気ヘッドは製造工程が第１１図（ｃ）（ｄ）に示す
磁気ヘッドに比べて簡単であるが、前記境界部（６）（
６）が疑似ギャップとして作用し、再生出力の周波数特
性に波打ち現象（以後疑似ギャップ現象という）が生じ
る。このため、例えばＶＴＲではＳ／Ｎ比が劣化し、Ｄ
ＡＴではエラーレートが増加する。

第１１図（ａ）（ｂ）に示す磁気へ・ノドにおいても、
特願昭６３−１６７４０７号に示されているように前記
境界部に８１０２等の耐熱性薄膜を介在させることによ
り前述の疑似ギャップ現象を抑制することができる。

しかしながら、第１１図（ｂ）に示す磁気ヘッドは第１
、第２磁気コア半体（１ン（１’ンの磁気ギャップ衝き
合わせ面の両側にも強磁性金属薄膜（３）（３）が被着
形成されている。即ち、磁気ギャップ（２）の両側では
第１、第２磁気コア半体（１）（１°）と強磁性金属薄
膜（３）（３）とガラス（５）の３種類の各々の熱膨張
係数が異なる異種材料が隣接しているため、互いに応力
を及ぼし合って歪が発生し疑似ギャップ現象が多大にな
る。又、前記強磁性金属薄膜（３）（３）とガラス（５
）とは濡れ性等の馴染みが悪いため第１、第２磁気コア
半体（１）（１’）同士の接合力も第１１図（ａ）に示
す磁気ヘッドに比べて弱い。

上述の全ての点を考慮すると第１１図（ａ）に示す磁気
ヘッドが最も有効である。

次に、第１１図（ａ）に示す磁気ヘッドの製造方法につ
いて説明する。

まず、第１２図に示すように強磁性酸化物材料よりなる
基板（７）の上面に５μｍ厚の強磁性金属薄ＩＩＩ（３
’）をスパッタリング等により被着形成し、該強磁性金
属薄膜（３′）の上面にギャップ長の半分の膜厚を有す
るＳｉｎ、等の非磁性薄膜（８′）をスパッタリング等
により被着形成する。尚、前記基板（７）のＬ面にリン
酸溶液等によるエツチング及び逆スパツタリングを施し
た後、前記上面に１０ｍ以上でギャップ長の１／１０以
下の膜厚を有するＳｉＯ□等の耐熱性薄膜（図示せず）
をスパッタリング等により被着形成し、その後前記強磁
性金属薄膜（３゛）を被着形成してもよい。

次に、第１３図に示すように前記非磁性薄膜（８゛）の
上面にフォトリングラフィ技術を用いてレジスト（９）
を所定のパターンで形成する。

次に、第１４図に示すようにイオンビームエツチングに
より前記レジスト（９）形成部以外の非磁性薄膜及び強
磁性金属薄膜を除去して基板（７）を露出させ、所定の
パターン（ギャップ衝き合わせ部）の強磁性金属薄膜（
３）及び非磁性薄膜（８）を残す。

次に、前記基板（７）の上面露出部に第１６図（ａ）（
ｂ）に示すように回転砥石（１ｏ）（Ｈ）により溝加工
を施して第１５図に示すようにガラス充填溝（１２）を
形成する。

以後、周知の如く第１５図に示す基板（７）を−対用意
し、そのうち一方の基板に巻線溝及びガラス棒挿入溝を
形成した後、前記両基板をギャップ衝合面同士が衝き合
う状態でガラス接合してブロックを形成し、その後前記
ブロックに研摩、切断等の加工を施して複数のへラドチ
ップを形成する。

しかしながら、上述の製造方法では、一対の第１５図に
示す基板（７）（７）をガラス接合する際、６００℃以
上の高温に加熱すると、その時の温度変化が強磁性金属
薄膜（３）と該強磁性金属薄膜（３）の下地である基板
（７）あるいは耐熱性薄膜との熱膨張係数の差に作用し
て前記強磁性金属薄膜（３）と前記基板（７）あるいは
前記耐熱性薄膜との界面に応力等の歪が生じ、前記強磁
性金属薄膜（３）が剥離したり、前記界面にヒビ等が発
生する。

又、前述のガラス接合を低融点のガラスを用いて行うこ
とにより、前述の熱膨張係数の差によって生じる応力等
の歪を抑えることができるが、般に下記の第１表に示す
ように低融点のガラスはど硬度が小さくなるため、磁気
ヘッド完成体において媒体摺接面に露出している低融点
ガラスは摩耗し易く、この低融点ガラスにより接合され
た磁気ヘッドは長時間使用すると磁気媒体の走行性が劣
化する。

第　　１　　表 又、上述の製造方法では、第１６図（ａ）（ｂ）に示す
工程において、回転砥石（１０）（１１）が前記強磁性
金属薄膜（３）に接触したり、あるいは非常に近接した
部分を通過するとその衝撃や振動等により前記強磁性金
属薄膜（３）に剥離が生じる。また、この膜剥れは前記
基板（７）の上面に耐熱性薄膜を形成させたときは特に
顕著である。

又、前記強磁性金属薄膜（３）から離れたところに溝加
工を施すことにより上述の膜剥れを解消することは可能
であるが、第１７図（ａ）に示すように磁気ギャップ（
２）の両側において磁気コア半体（１）（１’）同士が
対向し、その部分（１３）（１３）がギャップとして作
用して隣接トラックの低周波数信号を拾う虞れがある。

例えば、ＤＡＴにおいてはその部分（１３）（１３）が
ＡＴＦ用のパイロット信号を拾ってしまう。又、前記強
磁性金属薄膜（３）から離れた所に溝加工を施すと第１
７図（ｂ）に示すように磁気ギャップ（２）の位置が中
心からずれる虞れもある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、
磁気コア半体と強磁性金属薄膜との間に両者間の熱膨張
係数の違いにより発生する歪を防止し、且つ媒体摺接面
に露出しているガラスの摩耗を抑えた磁気ヘッド及びそ
の製造方法を提供することを目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の磁気ヘッドは、一対の磁気コア半体同士を強磁
性金属薄膜及び非磁性材料の側部に充填した軟化点が５
００℃以下の第２のガラスにより接合固定し、前記一対
の磁気コア半体の薄膜形成面を規制するガラス充填溝内
には前記第２のガラスよりも高硬度の第１のガラスを充
填したことを特徴とする。

又、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、強磁性酸化物材
料よりなる一対の基板の上面に薄膜形成面の幅を規制す
るガラス充填溝を形成し、該ガラス充填溝内に高硬度の
第１のガラスを充填した後、前記薄膜形成面上に強磁性
金属薄膜を形成し、次いで前記一対の基板上の強磁性金
属薄膜同士を磁気ギャップとなる非磁性材料を介して衝
き合わせ、前記一対の基板の前記第１のガラス同士が対
向している空隙に軟化点が５００℃以下の第２のガラス
を溶融固化することにより充填して前記一対の基板同士
を接合固定する工程を有する事を特徴とする。

（ホ）作　用 上記構造の磁気ヘッドによれば、磁気コア半体と強磁性
金属薄膜との間に両者の熱膨張係数の違いにより発生す
る歪がほとんど発生しない６００℃以下で、前記第１、
第２磁気コア半体同士を接合することが可能であり、ま
た、媒体摺接面に露出しているガラスの大部分は、ガラ
ス充填溝に充填されている高硬度の第１のガラスで形成
されているため、前記媒体摺接面に露出しているガラス
の摩耗は抑えられる。

又、上述の製造方法によれば、強磁性金属薄膜を被着形
成する以前に、高硬度の第１のガラスを充填するので、
この充填時の熱は強磁性金属薄膜には全く影響を与えず
、しかも、磁気コア半体と１ なる一対の基板同士の接合は軟化点が５００　℃以下の
低融点の第２のガラスを溶融固化することにより行われ
るため、前記基板と強磁性金属薄膜との間にほとんど歪
が発生しない６００℃以下の低温で前記一対の基板は接
合固定される。

（へ）実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を詳細に説明
する。

第１図は本実施例の磁気ヘッドの外観を示す斜視図、第
２図は上記磁気ヘッドのテープ摺接面を示す図である。

図中、（１）（１’）はＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト等
の強磁性酸化物よりなる一対の第１、第２磁気コア半体
であり、該一対の第１、第２磁気コア半体（１）（１′
）夫々の薄膜形成面（１５）（１５）上にはＳ１０！等
の耐熱性薄膜（図示せず）を介してセンダスト等の強磁
性金属薄膜（３）（３）が被着形成されており、該強磁
性金属薄膜（３）（３）上にはギャップ長の１７２の膜
厚を有する８１０２等の非磁性薄膜（８）（８）が被着
形成されている。前記強磁性金属薄膜（３）（３）２ は耐熱性薄膜を介さず前記薄膜形成面（１５）（１５）
上に直接形成してもよい。前記薄膜形成面（１５）（１
５）の幅ａを規制するガラス充填溝（１４）（１４）（
１４）（１４）には第１のガラス（２１）（２１）（２
１）（２１’）が充填されている。前記第１、第２磁気
コア半体（１）（１’）は前記非磁性薄膜（８）（８）
が衝き合う状態で接合固定されており該非磁性薄膜（８
）（ｓ）は所望のギャップ長の磁気ギャップ（２）とな
る。前記第１磁気コア半体（１）の第１のガラス（２１
）（２１）と、前記第２磁気コア半体（１°）の第１の
ガラス（２１）（２１）との間、即ち前記強磁性金属薄
膜（３）（３）及び前記非磁性薄膜（８）（８）の両側
には第２のガラス（２２）（２２）が充填されており、
該第２のガラス（２２）（２２）の溶融同化により前記
第１、第２磁気コア半体（１）（１′）同士は接合固定
されている。前記第２磁気コア半体（１′）の前記第１
磁気コア半体（１）と対向する面には巻線溝（４）及び
ガラス棒挿入溝（２０）が形成されている。前記第１、
第２のガラス（２１）（２２）の組成及び物理特性は下
記の第２表及び第３表に示すとおりである。

次に、上記実施例の磁気ヘッドの製造方法について説明
する。

まず、第３図に示すようにＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ単結晶フェ
ライト等の強磁性酸化物材料よりなる基板（７）の上面
に深さ１００７１ｍのトラック幅規制溝（１４）を形成
して、所望のトラック幅よりも少許大きい幅ａ（例えば
２６μｍ）を有する薄膜形成面（１５）を形成する。尚
、前記トラック幅規制溝（１４）の上部は両側面（１４
ａ）（１４ａ）が基板（７）上面と直交しており、下部
は断面Ｖ字状である。

次に、前記基板（７）の上面に軟化点が５４０℃である
第１のガラスよりなる板状のガラスを圧着させながら真
空中で５６０℃まで加熱して前記トラック幅規制溝（１
４）内に第１のガラス（２１）を充填した。この時、前
記薄膜形成面（１５）上にもガラスが被着している。そ
の後、第４図に示すように前記基板（７）の上面に薄膜
形成面（１５）が露出するまで平面研摩を施した後、鏡
面に仕上げる。尚、前記トラック幅規制溝（１４）は上
部の両側面（１４ａ＞（１４ａ）が前記基板（７）の上
面と直交しているので、５ 前述の研摩量に関係なく前記薄膜形成面（１５）の幅ａ
を一定に保つことができる。

次に、前記基板（７）の薄膜形成面（１５）及び充填さ
れた第１のガラス（２１）の上面にリン酸溶液等による
化学的エツチングを施すことにより研摩による加工変質
層を除去し、逆スパツタリングにより不純物を除去した
後、前記薄膜形成面（１５）及び第１のガラス（２１）
上にＳｉｎ、等の耐熱性薄膜（図示せず）をスパッタリ
ング等により被着形成する。尚、前記耐熱性薄膜の膜厚
はｌｎｍ以上でギャップ長の１／１０以下である。

次に、第５図に示すように前記耐熱性薄膜（図示せず）
上にセンダスト等の強磁性金属薄膜（３′）をスパッタ
リング等により５μｍ厚被首形成し、該強磁性金属薄膜
（３′）上にギャップ長の１／２の膜厚を有する５ｉ０
２等の非磁性薄膜（８′）をスパッタリング等により被
着形成する。尚、前記耐熱性薄膜を形成せずに、前記基
板（７）の薄膜形成面（１５）及び第１のガラス（２１
）上に直接強磁性金属薄膜（３°）及び非磁性薄膜（８
′）を被着形成してもよ６ い。次に、第６図に示すように前記非磁性薄膜（８′）
のうち前記薄膜形成面（１５）上に被着された部分の上
面にフォトリングラフィ技術によりレジスト（１７）を
形成する。前記レジス）　（１７）は基板（７）の巻線
溝形成部分（１８）及びガラス棒挿入溝形成部分（１９
）には形成されていない。尚、本実施例では幅２２μｍ
のパターンを有するフォトマスクを使用してレジス）　
（１７）を形成した。前記薄膜形成面（１５）は幅ａが
２６μｍであるので幅２２μｍのパターンを位置合わせ
するのは容易である。又、仮に１．２μｍのズレがあっ
てもほとんど問題はない。

次に、第７図に示すようにイオンビームエツチングによ
り前記レジス）　（１７）形成部以外の非磁性薄膜及び
強磁性金属薄膜を除去して基板（７）を露出させ、所定
のパターン（ギャップ衝き合わせ部）の強磁性金属薄膜
（３）及び非磁性薄膜（８）を残す。前記強磁性金属薄
膜（３）の底面（３ａ）の幅は第８図に示すように前記
薄膜形成面（１５）の幅ａに略等しい。尚イオンビーム
エツチング時の入射角を選択することにより前記強磁性
金属薄膜（３）の側面（３ｂ）の傾斜角を調整して前記
底面（３ａ）の幅を所定値にした。

次に、第７図に示す基板（７）（７’）を一対用意し、
一方の基板（７゛）の巻線溝形成部（１８）及びガラス
棒挿入溝形成部（１９）に溝加工を施して巻線溝（４）
及びガラス棒挿入溝（２０）を形成し、第９図に示すよ
うに前記一対の基板（７）（７’）のギャップ衝き合わ
せ部同士を衝合させる。

次に、前記ガラス棒挿入溝（２０）内に軟化点が４５５
℃である第２のガラスよりなるガラス棒（図示せず）を
挿入した状態で４９０℃まで加熱することにより前記ガ
ラス棒を溶融し、その後冷却することにより第１０図に
示すように前記一対の基板（７）（７’）の第１のガラ
ス（２１）（２１）間、即ち前記強磁性金属薄膜（３）
（３）と非磁性薄膜（８）（８）との側部に第２のガラ
ス（２２）を充填し、前記一対の基板（７）（７°）同
士を接合固定する。

そして最後に、第１０図に示す接合体を破線Ａ−Ａ’に
沿って切断して複数のコアブロックを形成し、該コアブ
ロックの媒体摺接面側の端面にＲ針加工を施した後、前
記コアブロックを破線Ｂ−Ｂ′に沿って切断して第１図
に示す本実施例の磁気ヘッドを複数個形成する。

上述のような磁気ヘッドでは、一対の第１、第２磁気コ
ア半体（１）（１’）同士は軟化点が４５５℃の低融点
である第２のガラス（２２）（２２）の溶融固化により
接合されるため、この接合に必要な加熱温度は４９０℃
荊後の低温でよく、第１、第２磁気コア半体（１）（１
’）と強磁性金属薄膜（３）（３）との間に両者の熱膨
張係数の違いにより発生する歪を抑えることができる。

又、上述の磁気ヘッドの媒体摺接面に露出するガラスの
うち大部分は第１、第２磁気コア半体（１）（１’）の
薄膜形成面（１５）（１５）の幅を規制するガラス充填
溝（１４）（１４）（１４）（１４）に充填された前記
第２のガラス（２２）（２２）よりも高硬度の第１のガ
ラス＜２１）（２１）により形成されるため、１ｒｉｊ
記媒体摺接面の摩耗による記録、再生時のスペーシング
ロスを抑えることができる。

又、上述の磁気ヘッドの製造方法では、薄膜形９ 成面（１５）を規定するガラス充填溝（１４）を形成し
、該ガラス充填溝（１４）に第１のガラス（２１）を充
填した後、強磁性金属薄膜（３′）及び非磁性薄膜（８
′）を被着形成するので、前記溝加工による強磁性金属
薄膜（３゛）若しくは耐熱性薄膜の膜剥れは防止される
。特に、疑似ギャップ防止用の耐熱性薄膜を形成した時
、その効果は大である。又、イオンビームエツチングに
よりギャップ衝き合わせ部の強磁性金属薄膜（３）及び
非磁性薄膜（８）を形成する際イオンビームの入射角を
調整することにより前記薄膜形成部（３）の幅ａと前記
強磁性金属薄膜（３）の底面（３ａ）の幅とを一致させ
ることが容易にでき、製造された磁気ヘッドにおいて薄
膜形成面（１５）（１５）同士が直接対向することはな
く、隣接トラックの低周波信号を拾う虞れはない。又、
磁気ギャップ（２）の位置が中心からずれることもなく
なる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、磁気コア半体と強磁性金属薄膜との間
の歪を抑えることにより前記強磁性金属薄膜の剥離や前
記磁気コア半体のヒビの発生を防０ 止し、更に、媒体摺接面に露出しているガラスの摩耗に
よるスペーシングロスを抑えることにより記録再生特性
の劣化を防止した磁気ヘッド及びその製造方法を提供し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明に係り、第１図は磁気ヘッ
ドの外観を示す斜視図、第２図は磁気ヘッドのテープ摺
接面を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７
図、第８図、第９図及び第１０図は夫々磁気ヘッドの製
造方法に示す図である。第１１図は磁気ヘッドの外観を
示す斜視図、第１２図、第１３図、第１４図、第１５図
及び第１６図は夫々従来の磁気ヘッドの製造方法を示す
図、第１７図は従来の磁気ヘッドのテープ摺接面を示す
図である。 （１）（１°）・・・第１、第２磁気コア半体、（２）
・・磁気ギャップ、（３）・・・強磁性金属薄膜、（７
）・・・基板、（８）・・・非磁性薄膜、（１４）・・
・ガラス充填溝、（１５）・・・薄膜形成面、（２１）
・・・第１のガラス、（２２片・・第２のガラス。 ２　］ ２ 第１図 １４ 第２図 ｎ 吟 ψ 特開平 ３ １２８０５　（１０）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性酸化物材料よりなる一対の磁気コア半体は
   ガラス充填溝により幅が規制されている薄膜形成面を有
   し、該薄膜形成面上に形成された強磁性金属薄膜同士を
   非磁性材料を介して衝き合わせることにより前記薄膜形
   成面と平行方向に延在する磁気ギャップを形成してなる
   磁気ヘッドに於て、前記一対の磁気コア半体同士を前記
   強磁性金属薄膜及び前記非磁性材料の側部に充填した軟
   化点が５００℃以下の第２のガラスにより接合固定し、
   前記ガラス充填溝内には前記第２のガラスよりも高硬度
   の第１のガラスを充填したことを特徴とする磁気ヘッド
   。
2. （２）強磁性酸化物材料よりなる一対の磁気コア半体の
   磁気ギャップ近傍に強磁性金属薄膜が被着され、前記磁
   気コア半体と前記強磁性金属薄膜との境界が前記磁気ギ
   ャップのトラック幅方向と平行である磁気ヘッドの製造
   方法において、強磁性酸化物材料よりなる一対の基板の
   上面に薄膜形成面の幅を規制するガラス充填溝を形成し
   、該ガラス充填溝内に高硬度の第１のガラスを充填した
   後、前記薄膜形成面上に強磁性金属薄膜を形成し、次い
   で前記一対の基板上の強磁性金属薄膜同士を磁気ギャッ
   プとなる非磁性材料を介して衝き合わせ、前記一対の基
   板の前記第１のガラス同士が対向している空隙に軟化点
   が５００℃以下の第２のガラスを溶融固化することによ
   り充填して前記一対の基板同士を接合固定する工程を有
   する事を特徴とする磁気ヘッドの製造方法。