JP2003208704A - 磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟化点の高い補強ガラスやギャップ接着ガラ
ス膜を使用する磁気ヘッドは、ギャップ接着が不完全と
なり、補強ガラス中に気泡やクラックが発生したり、ギ
ャップ部の機械的強度が得られない等の課題を有してい
た。 【解決手段】 巻線窓部に高融点の補強ガラス７を有す
るコア半体８のギャップ接着用ガラス膜３と、もう一方
のコア半対９に設けたクロム層４との接合により、接着
強度が高く、且つギャップ部に発生する空洞がなくなる
ため、ギャップ長精度が良好で補強ガラス７中に気泡や
クラックの無い、品質の高い磁気ヘッドが作成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル記録Ｖ
ＴＲやデータストリーマ等の高密度磁気記録装置に用い
られる磁気ヘッド及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年ディジタル記録化、磁気記録装置の
小型高密度記録化に伴い、磁気ヘッドも金属磁性膜を複
合した磁気ヘッドが多用化し、高精度のギャップ幅精
度、高信頼性の確保、生産品質の向上、低コスト化が要
求されている。

【０００３】以下に従来の磁気ヘッドについて説明す
る。

【０００４】図３は従来の磁気ヘッドの構成を示す要部
断面図である。図において、５０は一対のコア、４０は
一対のコア５０の間に配され接合時の熱処理温度５００
℃でも変化しない軟化点６００℃以上のガラス材料より
構成されるガラス膜、４１はガラス膜４０の接着用のガ
ラスで軟化点４４５℃の硼珪酸鉛系の材料より構成され
るガラス膜、４２は軟化点４０５℃の低融点ガラスで構
成される補強ガラス、４３はガラス膜４１及び補強ガラ
ス４２に入ったクラックである。

【０００５】以上のように構成された従来の磁気ヘッド
について、以下その動作について説明する。

【０００６】金属磁性膜を複合した磁気ヘッドは、磁気
特性劣化を防止するためにコア５０の接合時の熱処理温
度は５００℃付近を上限にし、ギャップ材は接合時の熱
処理温度５００℃でも変化しない軟化点６００℃以上の
ガラス膜４０をスペーサー材とし、接着用は軟化点４０
５℃の硼珪酸鉛系のガラス膜４１で接着する。また、補
強ガラス４２も軟化点４０５℃の低融点ガラスで接合補
強を行っていた。

【０００７】しかしながら低融点のギャップ接着用のガ
ラス膜４１や低融点の補強ガラス４２は、ガラス自身の
強度が低く、クラック４３が発生し易い。また熱膨張係
数の範囲が狭く、金属磁性膜を用いた複合磁気ヘッドに
整合させる事が困難であった。

【０００８】そのため、軟化点が４３５℃以上の高融点
のギャップ接着ガラス膜を使用し、ギャップ接合時のコ
ア５０の加圧力を増大する方法や、コア５０への加圧力
を均一にする方法がとられている。また、低温度の熱処
理温度でも融点の高いガラスを圧入充填する方法によ
り、ガラス強度やコア５０との整合の良い補強ガラスを
使用する方法がとられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の磁気ヘッドでは、図４に示す軟化点の高い補強ガラス
４４を使用すると、一対のコア５０接合時に熱処理時の
昇温過程で補強ガラス４４に収縮、膨張が生じ、補強ガ
ラス４４のギャップ面の平面性がなくなる。そのため接
着面における接着が不完全となり、空洞４５が発生す
る。熱処理温度が更に上昇し規定温度に達するに従い、
前述のようにできた空洞４５に基づきガラス膜４０がう
ねり、図５のように補強ガラス４４中にも気泡４６がで
きてしまう。その結果、気泡４６が要因となり補強ガラ
ス４４にクラック４７が発生したり、コア５０のギャッ
プ部の機械的強度が得られない等の課題点を有してい
た。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑み、高融点の補強
ガラスやギャップ接着ガラス膜を使用しても補強ガラス
中の気泡やクラックがなく、且つギャップ接着強度が大
きい品質の高い磁気ヘッド及び磁気ヘッドの製造方法を
提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の磁気ヘッドは、一方のコア半体に巻線窓を有
し、前記巻線窓の一部に補強ガラスを有する一対のコア
半体が、ギャップ材を介して接合して成る磁気ヘッドで
あって、前記巻線窓を有するコア半体のギャップ面に、
非磁性膜、接着用ガラス膜の順で積層構成された第１の
ギャップ材と、一方のコア半体のギャップ面に、非磁性
膜、クロム層の順で積層構成された第２のギャップ材と
を備え、前記接着用ガラス膜と前記クロム層とを接合し
て、前記一対のコア半体が接合されるものである。

【００１２】このような磁気ヘッドによれば、高融点の
補強ガラスやギャップ接着ガラス膜を使用しても補強ガ
ラス中に気泡やクラックがなく、且つギャップ長精度が
良く、ギャップ接着強度が大きい品質の高い磁気ヘッド
を提供するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１〜４に記載の発
明は、一方のコア半体に巻線窓を有し、前記巻線窓の一
部に補強ガラスを有する一対のコア半体が、ギャップ材
を介して接合して成る磁気ヘッドであって、前記巻線窓
を有するコア半体のギャップ面に、非磁性膜、接着用ガ
ラス膜の順で積層構成された第１のギャップ材と、一方
のコア半体のギャップ面に、非磁性膜、クロム層の順で
積層構成された第２のギャップ材とを備え、前記接着用
ガラス膜と前記クロム層とを接合して、前記一対のコア
半体が接合されるものであり、このような構成により、
補強ガラスに高融点のガラスを用いても、巻線窓部に補
強ガラスを有するコア半体のギャップ接着用ガラス膜
と、もう一方のコア半体に設けたクロム膜もしくはクロ
ム合金膜との良好な接着性により接着強度が高く、且つ
ギャップ部に発生する空洞がなくなるため、補強ガラス
中に気泡やクラックの無い品質の高い磁気ヘッドが得ら
れる。

【００１４】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００１５】（実施の形態１）図１は、本発明の磁気ヘ
ッドの実施の形態の要部斜視図を示す。図において、８
は第１のコア半体であるＣ型コア、９は第２のコア半体
であるＩ型コアで、それぞれＣ型コア８及びＩ型コア９
で一対のコア半体を構成している。６はＣ型コア８及び
Ｉ型９に配されたセラミックス基板、５はＣ型コア８及
びＩ型コア９の上面に配された金属磁性薄膜で、金属磁
性薄膜５の両側にセラミックス基板６が配されている。
７はＣ型コア８の巻線窓の一部に配した軟化点４６５℃
の補強ガラスで、Ｐｂ酸化物を含まないＢ２Ｏ３−Ｚｎ
Ｏ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ組成
の補強ガラスでも良い。２はＣ型コア８及びＩ型コア９
のギャップ面に形成される非磁性膜であるガラス膜、４
はクロム膜またはクロム合金膜で構成されるクロム層
で、Ｃ型コア８とＩ型コア９の接合はこのクロム層４を
介して行われる。３はクロム層４とガラス膜２とを接着
する接着用ガラス膜で、ガラス膜２と接着用ガラス膜３
はＣ型コア８とＩ型コア９との接合部分に配されるギャ
ップ材であり、ガラス膜２と接着用ガラス膜３とクロム
層４とでギャップ材層１を構成している。また、Ｃ型コ
ア８側のガラス膜２と接着用ガラス膜３とで第１のギャ
ップ材を構成し、Ｉ型コア９側のガラス膜２とクロム層
４とで第２のギャップ材を構成している。

【００１６】以上のように構成された本実施の形態の磁
気ヘッドについて、以下その動作について説明する。

【００１７】金属磁性薄膜５の両側に、非磁性材である
セラミックス基板６で補強した積層型のヘッドコアに、
Ｃ型コア８となる一方のコアに巻線窓の一部に軟化点４
６５℃の補強ガラス７を備えたが、ＰｂやＰｂ酸化物を
含まないＢ₂Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ
ｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ組成の補強ガラスでも良い。このＣ
型コア８はもう一方のＩ型コア９と、ギャップ材層１を
介して一体化される。

【００１８】ギャップ材層１は、Ｃ型コア８にスペーサ
ー材として、非磁性膜である軟化点８２０℃／厚み４５
ｎｍのガラス膜２と、軟化点４４５℃／厚み３０ｎｍの
接着用ガラス膜３とにより構成されるが、これらのガラ
ス材料は、Ｐｂ酸化物を含まないＢ２０３−ＺｎＯ−Ｓ
ｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ組成のガラ
ス膜を使用しても良い。Ｉ型コア９はＣ型コア８と同じ
厚み４５ｎｍのスペーサー材と厚み３０ｎｍのクロム層
４で構成される。両コア８及び９は接着用ガラス膜３と
クロム層４により接合され、磁気ヘッドコアが形成され
る。

【００１９】ここで、本実施の形態ではＩ型コア９にク
ロム層４を形成したが、Ｃ型コア８側のギャップ面に形
成してもよい。

【００２０】以上のように構成することで、補強ガラス
７として従来技術の低融点ガラス（軟化点４０５℃）よ
りも高融点のガラスを用いても、巻線窓部に補強ガラス
７を有するコア半体８のギャップ接着用ガラス膜３と、
もう一方のコア半体９に設けたクロム層４もしくはクロ
ム合金膜との良好な接着性により接着強度が高く、且つ
ギャップ部に発生する空洞がなくなるため、補強ガラス
７中に気泡やクラックの無い品質の高い磁気ヘッドが得
られる。

【００２１】以下、実験結果を（表１）に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】（表１）の検討Ｎｏ．１０〜１２に示すよ
うに、被接着ギャップ膜としてクロムを用い、ギャップ
接合時の熱処理温度が４８５℃の時に、補強ガラス７の
軟化点は４３５℃以上で４６５℃以下のガラス、ギャッ
プ接着用ガラス膜３の軟化点は４４５℃のガラス膜で構
成すれば、補強ガラス７中の気泡やクラックを防止し、
ギャップ接合強度が更に向上する。なお、（表１）にお
いて、ギャップ接合強度が従来技術よりも高いものを○
で示した。

【００２４】一方、被接着ギャップ膜としてガラス膜を
用いたもの（検討Ｎｏ．１〜８）では、補強ガラス及び
ガラス膜の軟化点やギャップ接合温度の条件が、上記条
件または下記数式の条件に合致するものであったとして
も、ギャップ接合強度は従来技術と同等か、それ以下に
なる。なお、（表１）において、ギャップ接合強度が従
来技術と同等のものを△、従来技術より強度が低いもの
を×で示した。

【００２５】また、被接着ギャップ膜としてクロムを用
いても、温度条件が合致しないもの（検討Ｎｏ．９、１
３、１４）は、ギャップ接合強度が弱くなる。

【００２６】ここで、接着用ガラス膜３の軟化点がＴ１
℃、コア接合時の熱処理温度（表１中のギャップ接合温
度）がＴ２℃である時、 （Ｔ２−６０）＜Ｔ１＜（Ｔ２＋３０） の範囲であり、且つ補強ガラス７の軟化点がＴ３℃であ
る時、 （Ｔ３−２０）＜Ｔ１＜（Ｔ３＋３５） となるような条件を満たすように設定することで、補強
ガラス７中の気泡やクラックの発生を防止し、ギャップ
接合強度を向上できることが実験により明確となった。

【００２７】（実施の形態２）図２は、実施の形態１構
成の磁気ヘッドの製造方法を示す。図において、１０は
金属磁性薄膜、１１は非磁性基板、１２は金属磁性薄膜
１０と非磁性基板１１とから構成されるコアブロック、
２１はコアブロック１２から各工程を経て作製される第
１のコア半体であるＣ型コアブロック、２２はＣ型コア
ブロック２１と接合される第２のコア半体であるＩ型の
コアブロック、１３はガラス充填用の溝、１４は溝１３
に充填される補強ガラス、１５は巻線窓用の溝、１６は
コア接合面、１７はＩ型コアブロック２２におけるＣ型
コアブロック２１と接合する面であるコア接合面、１８
はＣ型コアブロック２１及びＩ型コアブロック２２のギ
ャップ面に形成されるガラス膜、１９はＣ型コアブロッ
ク２１のガラス膜１８上に形成される接着ガラス膜、２
０はＩ型コアブロック２２のガラス膜１８上に形成され
るクロム層であり、クロム膜またはクロム合金膜により
構成される。

【００２８】以上のように構成された本実施の形態の磁
気ヘッドの製造方法について、以下その動作について説
明する。

【００２９】まず、Ｃ型コアブロック２１の製造方法に
ついて説明する。

【００３０】図２（ａ）に示す第１の工程で、Ｆｅ−Ｔ
ａ合金系の金属磁性薄膜１０とＴｉＯ２−ＭｇＯ−Ｎｉ
Ｏ系の非磁性基板１１を交互に積層構成し、コアブロッ
ク１２を作成する。金属磁性薄膜１０はＦｅ−Ｓｉ系や
Ｃｏ−Ｎｂ合金系でも良い。非磁性基板１１はＦｅ２Ｏ
３−ＭｎＯ−ＺｎＯ系焼結体や単結晶体でも良い。

【００３１】次に図２（ｂ）に示す第２の工程で、前述
の工程（ａ）で作製されたのコアブロック１２にガラス
充填用の溝１３を作成し、軟化点４６５℃の補強ガラス
１４を熱処理温度４８５℃で溶融充填する。補強ガラス
１４はＢ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂｉ
２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系ガラスでも良い。

【００３２】次に図２（ｃ）に示す第３の工程で、前述
の工程（ｂ）により補強ガラス１４が充填された溝１３
の一部に、巻線窓用の溝１５を作成し、その後、コア接
合面１６をダイヤモンドラッピング法等で鏡面研磨する
ことでギャップ面を作成し、Ｃ型コアブロック２１の完
成となる。

【００３３】次に図２（ｅ）に示す第４の工程で、Ｃ型
コアブロック２１のギャップ面に軟化点８２０℃ガラス
膜１８をスパッタリング法により厚み４５ｎｍ形成し、
更に軟化点４４５℃の接着ガラス膜１９をスパッタリン
グ法により厚み３０ｎｍ形成する。接着ガラス膜はＢ２
Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎ
ａ２Ｏ系のガラス膜でも良い。

【００３４】次に、Ｉ型コアブロック２２の製造方法に
ついて説明する。

【００３５】まず図２（ｄ）に示す第５の工程で、コア
接合面１７のみ鏡面研磨することでギャップ面を作成
し、図２（ｆ）に示す第６の工程で、ギャップ面に軟化
点８２０℃のガラス膜１８をスパッタリング法により厚
み４５ｎｍで形成し、更にクロム層２０をスパッタリン
グ法により厚み３０ｎｍ形成する。このようにしてＩ型
コアブロック２２が完成する。

【００３６】上記各工程で作製されたＣ型コアブロック
２１とＩ型コアブロック２２を、図２（ｇ）に示す第７
の工程で、ギャップ材が形成されたＣ型コアブロック２
１、およびＩ型コアブロック２２をギャップ面で突合さ
れ、規定の加圧力で加圧保持しながら４８５℃で熱処理
し、一対のコアブロックを接合する。この後、コアブロ
ックの外形を整え、コアブロックより金属磁性膜部１０
をトラック幅とする規定の厚みに切断し、磁気ヘッドコ
ア３０が完成する。

【００３７】以上のように本実施の形態によれば、Ｃ型
コアブロック２１及びＩ型コアブロック２２の接合をク
ロム層２０を介して行うため、接合時における熱処理の
昇温過程で、補強ガラス１４に気泡やクラックなどが発
生せず、ギャップ接合強度が向上した磁気ヘッドを製造
することができる。

【００３８】なお、本実施の形態において、クロム層２
０をＩ型コアブロック２２側に形成したが、Ｃ型コアブ
ロック２１のギャップ面に形成してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、補
強ガラスに高融点ガラスを用いても、巻線窓部に補強ガ
ラスを有するコア半対のギャップ接着用ガラス膜と、も
う一方のコア半対に設けたクロム層との良好な接着性に
より、接着強度が高く、且つギャップ部に発生する空洞
がなくなるため、補強ガラス中に気泡やクラックの無い
品質の高い磁気ヘッドが作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の磁気ヘッドの構成を示す
要部斜視図

【図２】同実施の形態の磁気ヘッドの製造方法の工程を
示す要部斜視図

【図３】従来の磁気ヘッドのギャップ、補強ガラス部の
構成を示す要部断面図

【図４】従来の磁気ヘッドのギャップ接合の構成を示す
要部断面図

【図５】従来の磁気ヘッドにおいて気泡やクラックが入
った状態を示す要部断面図

【符号の説明】

３ ギャップ接着用ガラス膜 ４ クロム層 ５ 金属磁性膜 ７ 補強ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D111 AA23 BB27 BB37 BB48 CC22 CC47 FF02 FF21 FF46 GG03 GG14 JJ14 JJ33 KK11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線窓を有し前記巻線窓の一部に補強ガ
   ラスを有する第１のコア半体と、前記第１のコア半体と
   ギャップ材を介して接合される第２のコア半体とから成
   る磁気ヘッドであって、 前記第１のコア半体のギャップ面に、非磁性膜、接着用
   ガラス膜の順で積層構成された第１のギャップ材と、 前記第２のコア半体のギャップ面に、非磁性膜、クロム
   層の順で積層構成された第２のギャップ材とを備え、 前記接着用ガラス膜と前記クロム層とを接合して、前記
   第１及び第２のコア半体が接合されることを特徴とする
   磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 接着用ガラス膜の軟化点がＴ１℃、コア
   接合時の熱処理温度がＴ２℃である時、 （Ｔ２−６０）＜Ｔ１＜（Ｔ２＋３０） の範囲であり、且つ補強ガラスの軟化点がＴ３℃である
   時、 （Ｔ３−２０）＜Ｔ１＜（Ｔ３＋３５） であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 接着用ガラス膜の組成がＰｂを含まない
   ガラス膜であり、且つ補強ガラスの組成がＰｂを含まな
   いガラスであることを特徴とする請求項１及び２記載の
   磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 第１のコア半体に巻線窓を作製し、前記
   巻線窓の少なくとも一部に補強ガラスを充填した後、第
   ２のコア半対と共にギャップ面を作製し、前記第１のコ
   ア半体のギャップ面に非磁性膜、接着用ガラス膜の順に
   積層形成し、前記第２のコア半体のギャップ面に非磁性
   膜、クロム層の順に積層形成し、前記第１及び第２のコ
   ア半体が前記接着用ガラス膜とクロム層とを介して熱処
   理により接合されることを特徴とする磁気ヘッドの製造
   方法。