JPS6370912A - 磁気ヘツドギヤツプ接合用ガラス - 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、磁気コアにアモルファス金属磁性膜を形成し
た高性能磁気ヘッドの充填用及びボンディング用ガラス
として好適な結晶化ガラス組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、各種コンピュータの外部記憶装置として用いられ
るフロッピーディスク及びハードディスク装置は、小型
化、高記録密度化へと進展してい・東密度を有するアモ
ルファス金属磁性膜（Ｃ〇−Ｎｂ−Ｚｒ合金）を用いた
磁気ヘッドが開発されている。

これら磁気ヘッドは、主として磁性材料であるヘッドコ
アと非磁性材料であるセラミックスライダーをガラスに
よる接合技術によって形成されている。

組立工程は、ヘッドコアのギャップをガラス接着する工
程と、ヘッドコアから切り出したヘッドチップをセラミ
ックスライダーに接着する工程の２つを含む。

ここでアモルファス金属磁性膜は、５００℃よも高い温
度で加熱されると磁性膜が結晶化し、磁気特性が著しく
低下する。このためガラスは、５００℃以下の温度で作
業でき、かつ組立工程での温度変化による熱膨張差によ
って磁気ヘッドに割れ等を生じないようへラドコア及び
セラミックスライダーの熱膨張係数になるべく近いもの
を選定することが重要である。

ヘッドコアギャップ部の接合用ガラス（Ａガラスと略称
）として非晶質ガラスを用いると、ヘッドチップとセラ
ミックスライダーの接着用ガラス（Ｂガラスと略称）は
、ヘッドコアギャップの寸法変位が起らないようＡガラ
スの軟化温度より低温で接着できるガラスを選定する必
要がある６その結果、ＡガラスとＢガラスの軟化温度に
大きな差があることが必要となり、しかも軟化温度の低
いガラスは熱膨張係数が大きいためガラスの選定が容易
でない。

また、エポキシ系樹脂などの接着剤は、３００℃以下の
低温で作業できるので、アモルファス金属磁性膜に対し
て影響が無く有効であるが、高精度のギャップを維持す
ることが困難である。

そこでＡガラスに結晶化ガラスを適用すると結晶化によ
って耐熱性が向上するため、Ｂガラスの作業温度を、Ａ
ガラスの作業温度まで設定できる。

従ってＢガラスは、Ａガラスと同種のガラスかまたはＡ
ガラスの熱膨張係数に適合した非晶質ガラスを用いるこ
とができる。

ヘッドコアのギャップの接合は、ヘッドコア溝部にガラ
スを充填したコアを２個突き合せて加熱し接合する。

このガラスを充填する作業において、ガラスが結晶化す
るとコアの接合ができない。そこでＡガラスは、上記の
ガラス充填時には結晶化せず、コアの接合時に結晶化す
る特性を有する結晶化ガラスを選定する必要がある。

特開昭５５−２０２６５号公報によれば。

Ｐ　ｂ　Ｏ７７〜８６　ｗ　ｔ％ ＺｎＯ７〜１２　　　’ Ｂ２０１１　　　　　　７〜１１　　〃５ｉｎｓ　　　
　　　１〜　３　　〃 からなる封着用ガラスが開示されている。しがし。

このガラス組成物は、前記の充填作業時に結晶化するの
で、磁気ヘッドのギャップ接合用としては好ましくない
。

［発明が解決しようとする問題点〕 アモルファス金属磁性膜は結晶化すると磁性が著しく低
下する。その結晶化温度は約５５０”Ｃである。

磁気コアのギャップ接合及び磁気コアから切り出したヘ
ッドチップと非磁性セラミックスライダーの接着は余ゆ
うを見込んで約４６０℃以下の作業温度で実施する必要
がある。

本発明はガラスの作業温度が４６０″ｃ以下で、かつ磁
気コア溝部へのガラスの充填作業時にほとんど結晶化せ
ず、ガラス充填した２個の磁気コアを接合したときにガ
ラスが結晶化する特性のガラス組成物を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のガラスは、Ｐｂｏを主成分とし、４６０℃で１
０４ポイズ以下の粘度（ガラスの作業点に相当）を有す
る低温軟化性の結晶化ガラスである。

具体的なガラス組成は ＰｂＯ７５〜８！５　　　ｗｔ％ Ｚｎ○　　　　５〜１０ ＢｚＯａ　　　　　７　〜１２ ＳｉＯｚ　　　　Ｏ，５〜　２．ＯＮ ＫｚＯＯ，５〜　１．０　７ ＣｕＯＯ，５〜２．Ｏｒｆ を主成分とする。

上記の組成範囲にあるガラスは、転移点＝２８０〜３０
０℃、屈伏点：３００〜３２０℃、軟化点＝３６０〜３
８０℃、結晶開始温度（作業温度に相当する）：４５０
〜４７０℃の範囲にあり、結晶化後のガラスの熱膨張係
数は９０〜１１０×１０−’／”Ｃとなる。

本発明のガラスは、磁気ヘッドとくにアモルフアス金属
磁性膜を用いた磁気ヘッドの接合に極めて好適なガラス
である。

磁気コアのギャップ接合は、磁気コアにガラスを充填す
る作業と、該ガラスを充填した磁気コアを２個突合せて
接合する２工程からなる。ガラス充填作業は、充填した
ガラスが結晶化すると磁気コアの接合ができないため結
晶開始温度以下で充填する必要がある。しかし充填温度
が低すぎるとガラスの流動性が悪く、被着物に十分ガラ
スが濡れない、従ってガラス充填作業の温度はガラスが
流動し始める温度（一般に流動点という）と結晶開始温
度との間に設定する必要がある。なおガラス充填作業は
、被着物にガラスを濡れ合せるため設定温度で少なくと
も１０〜３０分間保持することが必要である。

本発明のガラスの結晶開始温度の４５０〜４６０℃は、
ガラスを５℃／分で昇温加熱した場合の値であり、４５
０℃以下の温度でも所定時間保持すると結晶化が起る。

第１図は、加熱温度と結晶化状態との関係を示したもの
で保持時間は３０分である。タテ軸の結晶化進展長さは
、ガラス表面から内部に進展した結晶組織の全長を光学
顕微鏡で観察した値である。

図から明らかなようにＰｂＯ−ＺｎＯ−１３ｚＯａ−５
ｉＯｚから成るガラス■では、４２０℃。

３０分保持で結晶がガラス表面から約２００μまで進展
する。これに対し本発明のガラス■は。

４３０℃、３０分保持してもガラスの結晶化は起らない
。

なお、上記ガラス■は、軟化点：約３７０℃、結晶開始
温度（５℃／分で昇温した特性）：４３０℃で本発明の
ガラス■の軟化点と同じ値を示すが、結晶化開始温度は
約４０”Ｃ低い。

本発明のガラスは、ガラス原料を混合し、アルミナルツ
ボまたは白金ルツボに入れ、電気炉中で９５０〜１００
０℃、１時間加熱溶融し、黒鉛治具（予熱温度：１５０
〜２００℃）に流し込み、放冷させることにより作製で
きる。

〔作用〕

本発明のガラス組成物の配合割合を前記のように限定す
る理由は下記のとおりである。

ＰｂＯはガラスの軟化点を下げ流動性を良くするが７５
ｗｔ％未満では流動性が悪くなる。８゜ｗｔ％を超える
と熱膨張係数が大きくなる。

ＺｎＯは、ガラスの結晶化に寄与する。しかし５ｗｔ％
未満では、４５０℃の作業温度で結晶化されない。また
１０％を超えると、ガラスの結晶化が過剰となり実用に
供し得ない。

Ｂｚｏａは、ガラス形成酸化物であり、７ｗｔ％未満で
はガラス化しなくなる。また１２ｗｔ％を超えると、ガ
ラスの流動性が悪くなり、かつ結晶化が不完全で実用に
供し得ない。

５ｉＯｚも、結晶化ｇ活剤であり、０．５ｗｔ％未満で
はその効果がなくなる。また２ｗｔ％を超えると結晶化
しなくなる。

Ｋ　ｘ　Ｏは、ガラスの流動性を改善する。しかし０．
５ｗｔ％未満ではその効果がなく、かつ１．０ｗｔ％を
超えると、ガラスが結晶化しなくなり、かつ、ガラスの
耐水性も低下する。

ＣｕＯも、ガラスの流動性を改善し、かつ結晶を微細化
する。しかし、０　、５　ｗ　ｔ％未満ではその効果が
なくなる。また２ｗｔ％を超えると、ガラスの軟化点が
高くなり、かつＣｕが晶出する。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に本発明のガラスの組成およびガラスの物性値を
示す。

物性値の測定は、粉末にしたガラスを示差熱分析装置を
用いて昇温速度５℃／分で軟化温度および結晶開始温度
を測定した。

熱膨張係数は、結晶化した後のガラスを５φＸ２０１１
１１寸法に加工し、熱膨張測定装置を用いて測定した。

第　　１　　表 １）・・・結晶化後の熱膨張係数 ガラスを結晶化させることなく充填できる。また、ガラ
ス充填作業後の接合作業も結晶開始温度で加熱すること
により容易に行い得る。結晶化後の熱膨張係数は９３〜
１１ｏ×１０″″７　／−Ｃであり、　　　・磁気ヘッ
ド（磁気コア：１１０ｘｌＯ−’／”Ｃ）およびセラミ
ックスライダー（１０８Ｘ１０″″）／’Ｃ）の熱膨張
係数に適合している。

実施例２ 第２図に第１表■のガラスを用いたコンポジット型磁気
ヘッドの製造プロセスを示す。

Ｗ溝を有するＣ形磁気コア１及びＩ形磁気コア２の表面
にアモルファス金属磁性膜（Ｃｏ−Ｎ　ｂ−Ｚｒ合金、
膜厚：２Ｓμ）３と５ｉｆｔ（膜厚＝１μ）４をスパッ
タ法によって形成する（第２図（ｂ））、ここでアモル
ファス金属磁性膜は第２図（Ｃ）に示すようにアモルフ
ァス金属磁性膜（膜厚：ｓμ）５とＳｉＯ２膜（膜厚：
０．０５μ）６を交互に積層して磁性膜のうず電流損失
を少なくしている。磁性膜の積層数は５層である。

次にアモルファス金属磁性層３とＳ　ｉ　Ｏｘ膜４を形
成したコア表面に重量比で８０％ｐｂｏ　−８，５％Ｚ
ｕＯ−８％ＢｚＯｓ−２％５ｉＯｚ−０，５％ＫｓＯ−
１，０％ＣｕＯの低温軟化結晶化ガラス（寸法：４ｘ１
５ｘ０．５ｔ）７を載せ（第２図（ｄ））、４３０℃・
３０分加熱してガラス７をＷ溝に充填する（第２図（ｅ
））、このときガラス７はまた結晶化させていない状態
にある。

ガラス充填後は、Ｗ溝部上面を研削してトラック出しを
行なう（第２図（ｆ））、トラック寸法は、約１０μで
ある。トラック寸法Ωを決定後、Ｗ溝部上面にギャップ
寸法規制用の５ｉ０２！ＩＩ（膜厚：０．１μ）　８を
スパッタ法によって形成する（第２図（ｇ））− ギャップ寸法規制用の５ｉＯｚ膜を形成した磁気コア１
及び２は、Ｗ溝部をつき合せて４５０℃・３０分加熱し
て接合する（第２図（ｈ））。このときガラス９は結晶
化する。ガラス接合後、磁気コア１ｏを切断して第２図
（ｉ））磁気コアチップ１１を完成する（第２図（ｊ）
）。

完成した磁気コアチップは、非磁性セラミックスライダ
ー（ＣａＴｉＯｓ）１２の溝部１３（第２図（ｋ））に
挿入し、磁気コアチップと非磁性セラミックスライダー
１２の間隙部１４に７と同種のガラス（寸法：φ０．５
　Ｘ　１５．１２）１５を載せ、４３０’Ｃ・３０分加
熱して磁気コアチップと非磁性セラミックスライダーを
接着する（第２図（Ω））、ガラス接着後、ラップ仕上
げしてコンポジット型磁気ヘッド１６を完成する（第２
図（ｍ））。

（発明の効果〕 本発明のガラスは、接着工程が２回必要とするアモルフ
ァス金属磁性膜を利用したフロッピーディスク及びハー
ドディスク用高性能磁気ヘッドの接合用ガラスとして好
適な低温軟化結晶化ガラスを提供するもので、４３０℃
の温度でガラスを結晶化させることなく磁気コアへのガ
ラスの充填を可能にする。またＣｕＯの添加により結晶
が微細化させるので耐摩耗性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低温軟化結晶化ガラスの加熱温度と結晶化進
展長さの関係を示す曲線図、第２図は、コンポジット型
磁気ヘッドの製造プロセスを示すフロー図で、第２図（
ａ）は、Ｃ形及び丁型磁気コアの立体図、第２図（ｂ）
及び（Ｑ）はアモルファス磁性膜及び５ｉｎｓ膜を形成
した磁気コアの平面図、第２図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）
、（ｇ）は、ガラス充填及び５ｉｎｓ膜を形成した磁気
コアの平面図、第２図（ｈ）、（ｉ）は、ガラス接着し
た磁気コアの上面図である。 ａ・・・本発明のガラス、ｂ・・・比較例のガラス、ｌ
・・・Ｃ形磁気コア、２・・・工形磁気コア、３・・・
アモルファス金属磁性膜、４・・・５ｉＯｚ膜、７・・
・低温軟化結晶化ガラス、８・・・ギャップ寸法規制用
５ｉｎｓ膜、１０・・・ガラス接着した磁気コア、１１
・・・磁気コアチップ、１２・・・非磁性セラミックス
ライダー。 １５・・・低温軟化結晶化ガラス（７と同種）、１６・
・・コンポジット型磁気ヘッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の磁気コアの表面に金属磁性膜を形成し、該金
   属磁性膜によって形成した磁気ギャップを接合するガラ
   ス組成がＰｂＯ、ＺｎＯ、Ｂ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、
   Ｋ＿２ＯおよびＣｕＯに換算してそれぞれ ＰｂＯ　　　　７５〜８５　　　　ｗｔ％、 ＺｎＯ　　　　　５〜１０　　　　　〃　、 Ｂ＿２Ｏ＿３　　７〜１２　　　　　〃　、 ＳｉＯ＿２　　　０．５〜２．０　　〃　、 Ｋ＿２Ｏ　　　　０．５〜１．０　　〃　、 ＣｕＯ　　　　　０．５〜２．０　　〃　、 を含有することを特徴とする磁気ヘッドギャップ接合用
   ガラス。 ２、結晶化後の熱膨張係数が９０〜１１０＾−＾７／℃
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
   気ヘッドギャップ接合用ガラス。