JPS61233405A - 磁気ヘツド - 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】 産業上の利用分野 この発明は磁性体を基板で挾んだ構造を有するヘッドコ
アを用いた磁気ヘッドに関する。

従来の技術 従来より磁気ヘッド用コア材として、耐摩耗性が良いと
いう特長からフェライトが広く使用されているが、飽和
磁束密度が合金材料に比べて３０〜６０％低いので、近
年登場してきた高抗磁力の高密度記録用媒体に使用した
場合、ヘッドコア材料の磁気飽和が問題となる。

このような観点より、高密度記録媒体の対応ヘッドとし
て、パーマロイやセンダストなどの合金材料を使った磁
気ヘッドが実用化されている。

他方、耐摩耗性、磁気特性ともに優れた材料として、非
晶質合金が脚光をあびている。非晶質合金材料は、その
製造上の特徴より、約６０μｍ以下の薄い膜を作るのに
適している。また金属材料は、フェライト材料にくらべ
て比抵抗が非常に小さいので、高周波領域におけるうず
電流損失が大きく、その点でも好都合である。

しかしながらこのような薄板単独では、磁気ヘッドとし
て構成する場合、機械加工上または強度上問題があるの
で、通常耐摩耗性が良好な基板材料で両側から挾持した
、いわゆるサンドイッチ構造の磁気ヘッドが実用に供さ
れている。

この時問題となるのは、磁性体と基板材料の接着である
。有機接着剤は取扱いが簡単で、硬化による加熱も比較
的簡単であるが、実用的な強度を得るにはある程度の接
着層の厚みが必要である（例えば数十ミクロンオーダ）
また接着後の温度、湿度の変化に対する信頼性は乏しく
、ビデオテープレコーダ用ヘッドなどの狭ギャップ長の
ヘッド特性を維持することは困難である〇 したがって信頼性の高い接着となると、ガラス接着によ
る方法が現在の所最も信頼の高い接着方法である。

他方非晶質合金の磁気特性を考慮した場合について説明
する。第３図にσ−Ｔ曲線を示す。

一般的には第３図に示したようにキュリ一温度丁ｃで磁
化が零となる。結晶化＠度Ｔ工付近より再び磁化が出て
くるのは結晶質の合金の磁性が出てくる為である。

磁気ヘッドの磁性材料としての特性を考慮した時透磁率
が高い程望ましいが、高透磁率を得るためには磁性膜中
の異方性を取り除く事が必要であ＆従ってこれを実現す
るにはＴ　より高くＴ工よシ低い温度領域で熱処理すれ
ば良い。

他方上記Ｔ　とＴ　が逆転した材料もあるが、ＣＩ この材料の場合通常の熱処理では高透磁率は得られず磁
場中熱処理などの特殊な熱処理が必要であり、実用上問
題があり通常は第３図に示した特性の非晶質合金が使用
される。

一方ガラス接着による非晶質合金を使用した磁気ヘッド
の製造工程を考慮した場合、少くとも基板材料と非晶質
合金を接着する熱処理工程とギャップ形成する熱処理工
程の２つは必要である。ガラスのゆるみ、移動を考えれ
ば基板と非晶質合金の接着は軟化温度の高いガラス、ギ
ャップ形成は軟化温度の低いガラスと使いわけ出来れば
理想的であるが、異方性を取り除く立場から考慮すると
、ヘッド製造工程の最終熱処理工程が少くともそれ以前
の熱処理工程と同等の温度かそれ以上にする必要がある
。

また、実用的にはＴＮは通常５００’Ｃ付近であシ、Ｔ
、は磁気ヘッド材料としての磁束密度を考慮すれば４６
０℃付近以上となる。

従って実用的な材料を考慮すればＴ。−１８間の温度中
はあまシ広く出来ない事、作業温度はＴ　以下という事
は、現在の所低融点鉛ガラスしかない。

軟化温度を下げるにはガラス中の鉛の含量を多くすれば
良いが、多くすればガラス自身が不安定になる事、ま隻
た機械的強度も弱くなるなどの理由でむやみに軟化温度
が下げられないのが現状でおる０ このような観点より、現在の所低融点ガラスとして、軟
化温度が４００〜５００°Ｃ付近のガラスが実用に供さ
れている。基板接着とギャップ形成ガラスは同一か使い
わけても上記理由で極めて軟化温度の近いガラスになる
ので、基板接着時のガラス層がギャップ形成時の時にゆ
るむ為第４図に示したように、ギャップ精度が悪かった
り、コアずれを起こしギャップ精度の低下ならびにヘッ
ド歩留りの低下が問題となっている。

第４図は模式的に拡大して示したが、実際はミクロンオ
ーダの動きである。同図において、基板１は溶着ガラス
層３により磁性材料２と接合されている。ギャップ４は
しつかシしているが、溶着ガラス層３０部分がゆるみ、
スキマ５が生じている０他方結晶化ガラスをヘッドギャ
ップに応用する例はおるが（特開昭５５−１０８９２２
　）、スパッタリングによる方法ではスパッタリングに
よシ得られたガラス組成が元の組成よシシフトしたり、
ガラス膜層が薄いのでギャップ面以外の粗面では、十分
な付着強度が得られなかった。

発明が解決しようとする問題点 従来の構成である硝子接着の磁気ヘッドでは、ギャップ
接着時のガラス層のゆるみ、ないしはコアずれが発生し
、加工歩留りの低下、ギャップ精度の低下、テープ走行
時のガラスのスキマに付着したテープカスによるヘッド
出力の低下など問題点が多く発生していた。

問題点を解決するだめの手段 磁性体と基板材料の接着を、結晶化ガラスで行う。

作　　用 磁性体と基板材料を接着する熱処理工程に於て、接着す
ると共に接着ガラス層が結晶化するので、歩留りよく磁
性体と基板材料が接着出来る。

次の熱処理工程であるギャップ形成では、該接着ガラス
層の軟化点（融点）が高くなっているので、ガラス層の
ゆるみ、移動かなくコアずれが発生しないので、ヘッド
歩留りが飛躍的に向上するとともに、テープ走行時のテ
ープカスの付着がなくなるので安定したヘッド出力が得
られる。

実施例 本発明の一実施例の磁気ヘッドの構成を第１図のヘッド
製造工程の順に従って説明する。

第１図聞に示すように市販の高融点ガラスを基板６とし
て、鏡面に仕上げた表面にスパッタリングの薄膜作製装
置で軟磁性金属膜として非晶質合金膜７を形成した。さ
らに反対側の基板材料８の表面に、接着用溶着ガラス層
（結晶化ガラス）９を付着しておく。接着層の厚みとし
ては０．２〜５μｍ程度が適している。すなわち基板材
料のそシ、たわみ９表面性を考慮すると、ある程度の厚
みが必要である理由による。この時のガラス材質として
は結晶化ガラスの粉末（フリットこの状態は非結晶で軟
化温度４５０’Ｃ）の微粒子（例えば１μｍ以下）を所
定の厚みに塗布しておき結晶化が起こらない様比較的低
温（４８０’Ｃ）で短時間焼付けておく（グレーズ熱処
理）。従ってグレーズ熱処理後の溶着ガラス層９は非結
晶質である。

溶着ガラス９の付着は、スパッタ法や蒸着法でも良いが
、ターゲット組成と膜組成にズレが生じるため、ガラス
の特性が変化するので、あらかじめ組成のズレを補正す
るなどの調整が必要なのと、１μｍ以上の膜になると成
膜速度の点で長時間費すのであまシ好ましくない。

従って本発明では塗布、焼付は法を採用した。

なお非晶質合金膜７の特性は飽和磁束密度Ｂ；８０００
ガウス、結晶化温度Ｔ工＝５６０℃、キューリ点Ｔ。＝
　４５０’Ｃであった。

然る後第１図（Ｂｌに示すように、双方を非晶質合金膜
７と上記ガラス層９が対面するように重ね合わせて４９
０’Ｃで加熱溶着することにより、コアブロック１０　
、１０’を形成した。この工程では溶着ガラス層９が軟
化温度以上に昇温するので非晶質合金膜とのなじみ、ぬ
れが良く、かつ４９０”Ｑで所定時間保持する事で結晶
化する。結晶化した溶着ガラス層９は軟化温度（結晶質
であるので融点となる）が約１００’Ｃ以上高くなるの
で４９０’Ｃでは動かなくなる。

次に巻線窓１１を形成し、１組のコアブロック１０　、
１０’の少なくとも一方側面に、５ｉ０２等のギャップ
スペーサ膜１２とギャップボンディング用溶着ガラス膜
１３とをスパッタリング等の方法によシ、上記コアブロ
ックの突き合わせ面の必要な部分に付着させた。

次に、第１図（ｑに示すように上記スペーサ膜１２とガ
ラス膜１３が対面するように突合わせて加熱溶着する。

この時巻線窓１１の先端にボンディング用ガラス１４を
置いて４９０°Ｃで同時に溶融する（ギャップ形成）０
この時のコアブロック１゜と１０′の接着は主体はあく
までボンディングガラス１４であり、溶着ガラス膜１３
は補助的であるので溶着ガラス膜１３は非結晶ガラスで
十分であシ特に結晶化ガラスを必要としない。

こうして第１図−に示すように必要なギャップ１５を形
成する。その後、所定のコア厚みに切断線１６　、１６
’より切り出し、第１図（］：ｌに示すように、テープ
摺動部１７を形成してヘッドチップが完成する。

こうして得られたヘッドチップにするまでの歩留シを第
１表に示す。参考迄に従来の非結晶ガラス（軟化温度４
６０°Ｃと４９０°Ｃの各ガラス）を溶着ガラス層９に
使用した時の歩留シも合わせて示す。

なおいずれのガラスもコアブロック１０　、１０’を形
成する温度およびギャップ形成温度は同一であ第１表よ
シ明らかなように、本発明によりヘッド歩留シが飛躍的
に向上したことがわかる。従来例の歩留りの低さは、軟
化温度が４６０°Ｃのものは、ギャップ形成時のガラス
のゆるみによる接着不良、軟化温度が４９０℃のものは
溶着不良にょる基板６と基板８のハガレが主原因である
。

第２図にヘッドのテープ走行くシ返しによるヘッド出力
の変化を示す。本発明のヘッドは〈シ返し走行しても出
力の変化はないが、従来構成のヘッド（溶着ガラス層が
４５０’Ｃの軟化＠度）は前述のように溶着ガラス層の
ゆるみがあり、非晶質合金膜７と基板８の間に部分的に
スキマが発生し、そのスキマにテープカスが付着するこ
とでスペーシングロスによる出力低下が起こる。テープ
カスの付着の程度が、テープのくシ返し回数により変化
するのでヘッド出力の変化となる。

本発明の実施例で非晶質合金膜の形成はスパッタリング
による方法について述べたが、スパッタに限定されるも
のではなく、蒸着法などによっても可能である。

また超急冷法によるリボンアモルファスでもよい〇た”
ｆ　Ｌ　ｌｊボンアモルファスの場合は第４図に示した
ように、溶着ガラス層３を磁性材料２の両側に配した構
成となる。

非晶質合金膜としてはＣｏ−Ｆ　ｅ　−８ｉ−Ｂ　、　
Ｎ　１−８ｔ−Ｂ系などのＳｉ、Ｂ、Ｃ，Ｐ等を含むメ
タル−メタロイド系はもとよシミさらに耐摩耗性が良好
で高磁束密度、高結晶化温度の立場より、メタル−メタ
ル系であるＣＯ−Ｍ（ＭはＮ’ｂ　、　Ｔｉ、Ｔａ　、
　Ｚｘ　、Ｗ等の金属元素）やＣｏ−Ｍ’−Ｍ“（Ｍ／
、Ｍ“は上記Ｍで示された金属元素）系の非晶質金属磁
性膜の方がより好ましい。

結晶化ガラスは、ガラス粉末（フリット）を溶融してガ
ラス化し、ガラス膜を形成した後、熱処理してガラス結
晶化することにより、もとのガスより高い軟化温度をも
ち硬度も高くなることで安定した接着力を得る。

結晶化ガラスの性質は主として析出結晶の種類によって
決定され、結晶化ガラスの用途に対して望ましい結晶が
得られるように、組成、熱処理温度が決められる。

実際に結晶化ガラスに利用されるおもな結晶は、β−：
ｓ−−りＩ）：＃　イ）　（Ｌｔ２０−Ａ１２０３−２
３ｔｏ２）。

β−スポジウメン（Ｌｉ　ｏ−Ａｌ２Ｏ３・４Ｓｌｏ２
）９石英（Ｓ１０２）、メタ珪酸リチウム（Ｌｉ２０・
Ｓ　１０２　）　。

二珪酸リチウム（Ｌｉ２ｏ・２Ｓｉｏ２）、リチル（Ｔ
ｉ０２）。

コージェライト（２Ｍｇ０・２Ａｌ　２０３・５ＳｉＯ
□）、ガーナイト（ｚｎＯ−Ａ１２ｏ３）、ウィレマイ
ト（２ｚｎｏ・Ｓ　ｉ　０２　）　−７ツ素金雲母（Ｎ
ａＭｑ３（Ｓｉ３ＡＩＯ１゜）Ｆ２）等である。

これらの結晶の性質を考慮して結晶化ガラスの組成を決
めれば良い。

なお本実施例では非晶質合金膜が単相のものについて述
べたが、合金膜のうず電流損失を防ぐ目的で、合金膜と
層間絶縁材料を交互に形成した積層コアを使用すればさ
らに望ましい。

また本発明は他の金属磁性膜、例えばセンダスト合金な
どへの応用が考えられる。

発明の効果 磁性体の両側を、基板で挾んだ構造を有する磁気ヘッド
において、該磁性体と基板材料の接着を、結晶化ガラス
で構成する事によシ、基板と磁性材料の接着が安定に行
われ、かつギャップ形成時の溶着ガラス層のゆるみがな
くなる結果、加工時のヘッド歩留りが飛躍的に向上する
と共に、テープ・走行時のテープカスの付着がなくなる
ので安定したヘッド出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ヘッドの実施例の製造工程を示す
斜視図、第２図は本発明ヘッドの出力を示す特性図、第
３図は非晶質合金の温度に対する磁化を示す特性図、第
４図は従来ヘッドの構成によるテープ摺動面を示す正面
図である。 ７・・・・・・非晶質合金膜、６，８・・・・・・基板
、９・旧・・溶着ガラス層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 走行回数（＠）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体の両側を、基板で挾んだ構造を有するヘッ
   ドコアを用いて構成された磁気ヘッドであって、前記磁
   性体と基板材料の接着を結晶化ガラスで行った事を特徴
   とする磁気ヘッド。
2. （２）磁性体として、非晶質合金を用いたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の磁気ヘッド。