JPS6254807A - 磁気ヘツ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】 産業上の利用分野 本発明は磁気ヘッド及びその製造方法に係り、特にフェ
ライト材と金属磁性合金材がガラス系接着剤にて積層接
合された複合体構造の磁気ヘッドに関する。

従来の技術 一般に高抗磁力を有する磁気テープ（例えばメタルテー
プ）対応の磁気ヘッドは、その記録時には高い飽和磁束
密度が必要とされ、また再生時には十分な再生感度を得
るために、特に高周波領域において高い透磁率を有する
ことが必要とされている。また高い飽和磁束害度を実現
できる磁気ヘッド材料としてはセンダスト（登録商標）
、アモルファス合金等の金属磁性合金材が、また高い透
磁率を有する磁気ヘッド材料としては磁性フェライト材
が知られている。しかしながら金属磁性合金材のみから
なる磁気ヘッドでは、記録時における特性は良好である
が、再生時には金属磁性合金材の電気抵抗力が小である
ため渦電流による透磁率の低下が生じ、特に使用周波数
が高くなる稈透磁率の低下は顕著であり再生特性は不良
となる。

また同様に磁性フェライト材のみからなる磁気ヘッドで
は、再生時の特性は良好であるが記録時における特性は
不良である。そこで記録時及び再生時の特性をどらちも
良好なものとするため、金属磁性合金材と磁性フェライ
ト材との複合体構造の磁気ヘッドが種々考案されている
。従来この種の複合体構造の磁気ヘッドは、金属磁性合
金材よりなる薄板の両側面に１ｙｌｎ　−Ｚｎフェライ
ト材を高融点ガラス材で接合し一体化した構造となって
おり、また磁気ヘッドのギャップ及びテープ摺動面のト
ラック幅規制溝には低融点ガラス材が配設されていた。

発明が解決しようとする問題点 上記構成の磁気ヘッドにおいて、金属磁性合金材とフェ
ライト材を接合する高融点ガラスは、金属磁性合金材及
びフェライト材の熱膨張係数の間範囲の熱膨張係数を有
するものが選定されていた。

周知のように高融点ガラスを用いて金属磁性合金材とフ
ェライト材を接合するには、高融点ガラスをこれが溶融
する温度まで加熱させ、続いて冷却さける必要がある。

しかるに、高融点ガラスの熱膨張係数を金属磁性合金材
及びフェライト材の熱膨張係数の間範囲に選定した場合
、高融点ガラスの加熱時及び冷却時に高融点ガラス、金
属磁性合金材、フェライト材の熱膨張、収縮に起因して
三者間で互いに応力を及ぼし合う。よって従来の磁気ヘ
ッドでは、上記応力の発生により金属磁性合金材とフェ
ライト材を接合一体化した後にフェライト材にいわゆる
マイクロクラックを生じたり、また金属磁性合金材の磁
気特性の劣化が生じてしまい、磁気ヘッドの機械的強度
が弱くなると共に磁気記録再生特性が劣化するという問
題点があった。

そこで、本発明ではガラス系接着剤の熱膨張係数を適宜
選定することにより上記問題点を解決した磁気ヘッドを
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明では、金属磁性合金
材とフェライト材をガラス系接着剤にて接合してなる複
合体構造の磁気ヘッドにおいて、ガラス系接着剤をその
熱膨張係数が金属磁性合金材の熱膨張係数とフェライト
材の熱膨張係数のうちどちらか小なる方と略等しい値と
この値より１５％小なる値との範囲内の値にある材料に
選定した。また磁気ヘッドの製造方法においては、金属
磁性合金材とフェライト材とを熱膨張係数が金属磁性合
金材の熱膨張係数とフェライト材の熱膨張係数のうちど
ちらか小なる方と略等しい値と、この値より１５％小な
る値との範囲内にある材料に選定されたガラス系接着剤
にて接合するにあたり、ガラス系接着剤を溶融した後冷
却する際、上記ガラス系接着剤をガラス系接着剤の徐冷
点に対応する温度にて所定時間保持することとした。

実施例 第１図に本発明になる磁気ヘッドの一実施例を示す。同
図に示す磁気ヘッド１は大略フェライト板２ａ〜２ｄ、
金属磁性合金薄板（以］・金属磁性薄板という）３ａ、
３ｂ、ガラス系接着剤４．５（図中梨地で示す）等より
構成された複合体構造の磁気ヘッドである。フェライト
板２８〜２ｄは高い透磁率を有するＭｎ−Ｚｎフェライ
トよりなり、フェライト板２ａ、２ｂにより金属磁性薄
板３ａを、またフェライト板２０．２ｄにより金属磁性
薄板３ｂ、を挾持した構造となっている。金属磁性薄板
３ａ、３ｂは高飽和磁束密度を有するＦｅ−Ｓｉ−Ａｅ
系金金屑性合金（センダスト、なおセンダストは登録商
標）よりなり、その厚さ寸法は所定のトラック幅と略等
しく選定されている。フェライト板２ａ、２ｂ及び金属
磁性薄板３ａは磁気ヘッド半体１ａを構成し、またフエ
ライト板２ｃ、２ｄ及び金属磁性薄板３ｂは磁気ヘッド
半体１ｂを構成する。

各磁気ヘッド半体１ａ、１ｂのギャップ面部分には高融
点ガラスよりなるガラス系接着剤４が金属磁性薄板３ａ
、３ｂを挾んで配設されている。

このギャップ面は鏡面研磨された後、ギャップ材（例え
ばＳ！０２）がスパッタリングされており、各磁気ヘッ
ド半体１ａ、ｌｂは金属磁性薄板３ａ。

３ｂが突き合わされるよう位置決めされた上で低融点ガ
ラスよりなるガラス系接着剤５にて接合される。従って
磁気テープの摺接面６のギャップ７近傍においては、ガ
ラス系接着剤４内に金属磁性薄板３ａ、３ｂが配設され
た構造となっており、磁気テープには金属磁性薄板３ａ
、３ｂの厚さ寸法に対応した狭トラツク幅で磁気記録が
行なわれ、高密度記録を行なうことができる。なお８〜
１０はコイル巻回用溝である。

ここでフェライト板２ａ〜２ｄ、金属磁性薄板３ａ、３
ｂ、ガラス系接着剤４の夫々の熱膨張係数に注目し以下
説明する。周知の如く複合体構造の磁気ヘッド１の場合
、磁気ヘッド１を構成するフェライト板２ａ〜２ｄ、金
属磁性薄板３ａ。

３ｂ、ガラス系接着剤４の各膨張係数に大きな差がある
場合、磁気ヘッド１の製造中及び製造後にフェライト板
２ａ〜２ｄが剥離してしまったり、機械的強度、磁気特
性が劣化することが知られている。このため前記したよ
うにガラス系接着剤４の熱膨張係数はフェライト板２８
〜２ｄの熱膨張係数と金属磁性薄板３ａ、３ｂの熱膨張
係数の間の値に選定するのが一般であったが、この場合
においてもマイクロクラックや磁気特性の劣化が生じて
いた。本発明者はこの点に鑑み種々の熱膨張係数を有す
るガラス系接着剤４を用意し、これを用いて磁気ヘッド
１を作成しその磁気記録再生特性及びマイクロクラック
の発生を調べた。その実験結果を下表に示す。なおフェ
ライト板２ａ〜２ｄの熱膨張係数は１３４Ｘ１０’／’
Ｃとし、金属磁性薄板３ａ、３ｂの熱膨張係数は１３０
×１０’／’Ｃとした。

この実験結果より、ガラス系接着剤４の熱膨張係数がフ
ェライト板２ａ〜２ｄの熱膨張係数と金属磁性薄板３ａ
、３ｂの熱膨張係数のうちどちらか小なる方（この実験
においては金属磁性薄板３ａ、３ｂの熱膨張係数）より
小さい値の場合、再生比ノｊが大となることがわかる。

またマイクロクランクの発生に注目するとガラス系接着
剤４の熱膨張係数が１００ｘ　１０−７／’Ｃ以下の場
合及び金Ｅｌｉｔｉ性簿板３ａ、３ｂの熱膨張係数より
大なる場合、フェライト板２ａ〜２ｄに発生が認められ
、更にガラス系接着剤４の熱膨張係数がフェライト板２
ａ〜２ｄの熱膨張係数に対して著しく異なるもの（略−
２０％以上）では、フェライト板２ａ〜２ｄが金属磁性
薄板３ａ、３ｂより剥離してしまい接合することができ
なかった。上記実験結果よりガラス系接着剤４の熱膨張
係数を金属磁性薄板３ａ、３ｂの熱膨張係数とフェライ
ト板２ａ〜２ｄの熱膨張係数のうちどちらか小なる方と
略等しい値（本実施例では１３０ｘ１０’／’Ｃ）とこ
の値より１５％小なる値（１１０Ｘ　１０−７／’Ｃ）
との範囲内にある値に選定することにより、磁気記録再
生出力の良好な、かつ、マイクロクラックの発生のない
機械的強度の大なる磁気ヘッド１を得ることができると
考えられる。ここで第２図にガラス系接着剤４の熱膨張
係数が１２４Ｘ１０−７Ｘ℃である磁気ヘッドの再生出
力特性（図中矢印へで示す）と熱膨張係数が１３４Ｘ１
０’／’Ｃである磁気ヘッドの再生出力特性（図中矢印
Ｂで示す）を示す。同図よりガラス系接着剤４の熱膨張
係数を上記所定範囲値内で選定した磁気ヘッドの方がそ
うでない磁気ヘッドに比べて全周波数域において略３ｃ
Ｂ再生出力電圧が向上していることがわかる。従って上
記の如く磁気ヘッド１を構成することにより磁気特性を
向上させることができる。

本発明になる磁気ヘッドの製造方法を第３図から第１１
図を用いて以下説明する。なお第１図に示した構成と対
応する構成については同一符号を付して説明する。第３
図中、２は高い透磁率を有する１ｙｌｎ−Ｚｎフェライ
トよりなるフェライト板であり、その両側面は鏡面研磨
されている。まずこのフェライト板２を複数枚（図では
９枚）並べた上で第４図に示す如く、後にトラック幅規
制溝となる溝１１を形成する。この際、溝１１は並べら
れたフェライト板２のエツジに対してアジマス角度に対
応する角度θをもって形成される。

続いて溝１１が形成された各フェライト板２の両側面に
熱膨張係数が１２４Ｘ１０’／”Ｃの鉛系のガラス薄層
（これは接着剤として機能する）を略１μｍの膜厚でス
パッタリング、スピンコーティング等の周知の手段で形
成させる。この各フェライト板２の間には高飽和磁束密
度を有するＦｅ−Ａｅ−ｓ　ｒ系センダストよりなる複
数（図では８枚）の金属磁性薄板３が配設され、従って
第５図に示すように各金属磁性薄板３は各 フェライト板２に挟持されたＭＩｉ造となる。この各金
属磁性薄板３は溝１１形成前のフェライト板２と同一の
大きさを有すると共にその厚さ寸法は所定トラック幅に
形成されている。また金属磁性薄板３は第５図に示すフ
ェライト板２に挾持される前工程において、その両側面
に酸化アルミナ（Ａ！！、ｚ　０３　）’、　二酸化’
ｙイ素（Ｓ　ｉＯｚ　）　、　Ｍ化チタン（ＴｉＯ２）
、フォルステライト等の酸化物薄膜が形成され、かつこ
の酸化物薄膜上に前記した鉛系のガラス薄層が周知の手
段にて膜形成されている。

第５図に示す如くフェライト板２及び金属磁性薄板３を
並べた上で、金満１１に上記鉛系ガラス（以下ガラス系
接着剤という）を配設し、図中矢印Ｐで示す方向に加圧
しつつ第６図に示す温度プロファイルに従ってガラス系
接着剤を加熱、冷却して各フェライト板２及び金属磁性
薄板３を接合する。第６図において、まず加熱工程では
室温からガラス系接着剤の所定作業温度Ｔｗ（ガラス系
接着剤が溶融してフェライト板２と金属磁性薄板３を接 合する温度９本実施例においては７６０℃）まで真空雰
囲気中にて昇温加熱する。真空雰囲気中にて加熱する理
由は、前記溝１１に配設されるガラス系接着剤はその軟
化温度（５００℃）から作業温度Ｔｗ（７６０℃）の間
で溶融し始めるが、この時に真空雰囲気中でガラス系接
着剤を溶かすことにより、満１１の中に充填されたガラ
ス系接着剤内に含まれる泡をガラス系接着剤の表面に浮
ぎ上がらせ、これを次の工程であるアルゴンガス等の不
活性ガスのフロー雰囲気中（例えば毎分１之の流量）に
おいて上記泡を押し流して消失させるためである。

次にガラス系接着剤が作業温度Ｔｗに達した後に、上記
不活性ガス雰囲気にし、１５分から６０分の間この作業
温度ＴＷを保持する。この間にフェライト板２と金属磁
性薄板３は積層接合されると共に溝１１には均一にガラ
ス系接着剤が充填された状態となる。

その後の冷却工程ではガラス系接着剤及び金属磁性薄板
３に被膜された鉛系ガラスの徐冷点に対応づる温度（以
下徐冷温度ＴＣという）までは毎分２℃〜５０℃の範囲
の冷却速度にて冷却する。

冷却速度を上記範囲に選定することにより、流動状態に
あるガラス系接着剤及び鉛系ガラスによるフェライト板
２及び金属磁性薄板３への応力歪の影響を小とすること
ができる。続いてガラス系接着剤及び鉛系ガラスが流動
状態から固形状態へ変わる境目の温度である徐冷温度Ｔ
ｃ（本実施例では３７０℃。なお第７図にフェライト板
２、金属磁性薄板３、ガラス系接着剤の熱膨張の温度特
性を示す。）にて所定時間（約６０分）この状態を保持
する。これにより流動状態から固形状態へ変化する際、
ガラス系接着剤及び鉛系ガラスに発生する歪を除去する
ことかでき、満１１に充填されたガラス系接着剤やフェ
ライト板２と金属磁性薄板３を接合する鉛ガラスに発生
するひびや割れを防止することができ、従って磁気ヘッ
ド１の機械的強度を強くすることができる。またガラス
系接着剤及び鉛ガラスの歪が除去されることにより、フ
ェライト板２及び金属磁性薄板３に歪に起因する応力が
印加されることもなくなり、フェライト板２及び金属薄
板３の磁気特性の劣化を防止することもできる。所定時
開徐冷温度ＴＣを保持した後は、自然冷却を行ない室温
に到るまで冷却を行なう。上記一連の温度プロファイル
に従って接合されたフェライト板２及び金属磁性薄板３
は第８図に示す略立方体形状のブロック１２を形成する
。

なお、同図においてガラス系接着剤１４は梨地で示して
いる。また上記接合工程において各フェライト板２及び
金属磁性薄板３は加圧された状態（第５図中矢印Ｐで示
す）で接合されるため、金属磁性薄板３に被膜された鉛
ガラスは接合前と比較してその厚さ寸法を若干小なる値
としている。

ブロック１２は第８図中破線で示す位置で切断され、更
に切断された各ブロック１２ａ、１２ｂは第９図中破線
で示す位置で切断され、第１０図に示す杆状の磁気ヘッ
ドブロック１３を形成する。

続いてこの磁気ヘッドブロック１３をガラス系接着剤４
の配設位置で長手方向に切断し、磁気ヘッドブロック半
体１３ａ、１３ｂを形成する（第１０図は既に切断され
た状態を示している）。この磁気ヘッドブロック半休１
３ａ、１３ｔ）には夫々コイル巻回用溝８，９．１０が
形成されると共にガラス接合用溝１４ａ、１４ｂが形成
される。

更にギャップ突き合せ面１５ａ、１５ｂを鏡面研磨した
後、突き合せ面１５ａ、１５ｂのギャップ形成部分に夫
々所定ギャップ幅の１／２の厚さ寸法でギャップ材（例
えば石英ガラス膜、５ｉＯｚ）をスパッタリングにより
被膜形成する。次にこの一対の磁気ヘッドブロック半休
１３ａ、１３ｂを夫々の金属磁性薄板３が突き合わされ
るよう位置決めした上で、ガラス接合用溝１４ａ、１４
ｂに低融点ガラスを充填し磁気ヘッドブロック半休１３
ａ、１３ｂを接合し第１１図に示すギャップ７が形成さ
れてなる磁気ヘッドブロック１６を形成する。この際低
融点ガラスはその軟化温度が上記ガラス系接着剤４の軟
化温度（本実施例では５００℃）よりも低い値（３５０
℃）に選定されており、実際の接合においては低融点ガ
ラスの軟化温度よりも約１００℃高い温度まで加熱して
一対の磁気ヘッドブロック半体１３ａ、１３ｂの接合が
行なわれる。従って、一対の磁気ヘッドブロック半体１
３ａ、１３ｂの接合工程において、ガラス系接着剤１４
が溶融するようなことはなく、ギャップ７近傍部分に歪
やこの歪に起因する応力が発生ずることもない。第１１
図に示した磁気ヘッドブロック１６は金ｔｉ１ｍ性薄板
３を挾んで所定厚さ寸法にコアスライスされると共に磁
気テープの摺接面６にＲ研磨が実施され、第１図に示す
磁気記録再生特性に優れると共に機械的強度の大なる磁
気ヘッド１が形成される。

発明の効果 上述の如く本発明になる磁気ヘッド及びその製造方法に
よれば、ガラス系接着剤をその熱膨張係数が金Ｆ［性薄
板の熱膨張係数とフェライト板の熱膨張係数のうらどら
から小なる方と略等しい値と、この値より１５％小なる
値との範囲内にある材料に選定することにより、マイク
ロクラックの発生を防止しでき、磁気ヘッドの機械的強
度を大とすることができると共にフェライト板及び金属
磁性薄板にガラス系接着剤が及ぼす応力も小となりフェ
ライト板及び金属磁性薄板の有する磁気特性を劣化する
ことがなくなるため、磁気記録再生特性は全周波数域に
おいて向上し、また磁気ヘッドの製造工程において金属
磁性薄板とフェライト板を上記ガラス系接着剤にて接合
するにあたり、ガラス系接着剤を溶融した後徐冷する際
、ガラス系接着剤をガラス系接着剤の徐冷点に対応する
温度にて所定時間保持することにより、ガラス系接着剤
が流動状態から固形状態へ変化する際ガラス系接着剤に
発生する歪を防止することができ、よって接合部分にひ
びや割れが生ずることはなく、これによっても磁気ヘッ
ドの灘械的強度を高めることができ、これに加えてガラ
ス系接着剤の歪が除去されることによりフェライト板及
び金属磁性薄板に歪に起因する応力が印加されることが
なくな一す、フェライト板及び金属磁性薄板の磁気特性
の劣化を防止することができ、従って信頼性の高い磁気
ヘッドを実現できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる磁気ヘッドの一実施例の斜視図、
第２図は第１図に示す磁気ヘッドの再生出力特性を説明
するための図、第３図から第５図及び第８図から第１１
図は本発明になる磁気ヘッドの製造方法をその製造手順
に沿って説明するための斜視図、第６図はガラス系接着
剤の加熱、冷却における温度プロファイルを示す図、第
７図は金属磁性薄板、ガラス系接着剤、フェライト板の
熱膨張の温度特性を示す図である。 １・・・磁石ヘッド、２，２ａ〜２ｄ、・・・フェライ
ト板、３，３ａ、３ｂ・・−金属磁性薄板、４．５・・
・ガラス系接着剤、７・・・ギャップ、１３．１６・・
・磁気ヘッドブロック。 特許出願人　日本ビクター株式会社 第２図 苗波数 ｌｏ−３ 第８図 ＠９図 里 手続？ｆｌｉ正謀 昭和６０年１１月１２日 ｉ）臘

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属磁性合金材とフェライト材をガラス系接着剤
   にて接合してなる複合体構造の磁気ヘッドにおいて、該
   ガラス系接着剤をその熱膨張係数が該金属磁性合金材の
   熱膨張係数と該フェライト材の熱膨張係数のうちどらら
   か小なる方と略等しい値とこの値より１５％小なる値と
   の範囲内の値にある材料に選定したことを特徴とする磁
   気ヘッド。
2. （２）該金属磁性合金材はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系磁性合金
   であり、該フェライト材はＭｎＺｎフェライトであり、
   該ガラス系接着剤の熱膨張係数は１１０×１０＾−＾７
   〜１３０×１０＾−＾７の範囲値の値に選定されている
   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。
3. （３）金属磁性合金材とフェライト材とを熱膨張係数が
   該金属磁性合金材の熱膨張係数と該フェライト材の熱膨
   張係数のうちどちらか小なる方と略等しい値とこの値よ
   り１５％小なる値との範囲内の値にある材料に選定され
   たガラス系接着剤にて接合するにあたり、該ガラス系接
   着剤を溶融した後徐冷する際、該ガラス系接着剤を該ガ
   ラス系接着剤の徐冷点に対応する温度にて所定時間保持
   することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。