JPH01102713A

JPH01102713A - 軟磁性金属膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH01102713A
Application number: JP62258214A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Satomi; 三男里見; Takeshi Hirota; 健廣田; Koichi Kugimiya; 公一釘宮
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1987-10-15
Publication date: 1989-04-20

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、軟磁性金属膜を磁気コアとする磁気ヘッドに
関する。

（従来の技術）従来より磁気ヘッド用コア材として、加工性、′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Ｂｓが合金材料に比べて３０〜５０
％低い。従って、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
間層となり、このような観点から、高密度記録媒体の対
応ヘッドとして、センダストや非晶質の合金材料がヘッ
ド用コア材料に供されている。

これらの合金材料を、磁気ヘッドのコア材料として使用
した場合、材料の比抵抗が７０〜１２０μΩ・ｌと低い
ので、高周波領域でうず電流による損失が大きいため、
フェライトコア材料のようにバルク形状で加工した磁気
ヘッドでは特性が十分でない。

そのため、コア材料である非晶質合金やセンダスト合金
を、超急冷法によりリボン化し、耐摩耗性の良好な非磁
性基板材料で該リボン材料を両側か、ら挟持したサンド
イッチ構造が採用されている。

他方、近年のように高密度化、すなわち狭トラツク化が
進められると、上記リボン材料を機械加工により加工す
るのは非常に雅しく、量産性で問題がある。従って、薄
板化コア材料を蒸着やスパッタなどの薄膜作製装置を用
いて非磁性基板上に作製する方法が現在のところ最良の
方法である。

また、この方法では、高周波対応用ヘッドとして。

前記うず電流損失を防止する目的で、磁性材料と層間絶
縁材料を交互に形成した積層コア材料が容易に得られる
利点がある。

ここで問題となるのは、磁性材料と非磁性基板材料の熱
膨張係数である。センダスト合金の熱膨張係数が約１５
０　ｘ　７０−’／”Ｃと大きく、このような熱膨張係
数を持つ適当な基板材料が現在のところ実用に供されて
いないので、センダスト合金と基板材料を接着剤により
合体したヘッド構成をとらざるを得ない。このような方
法では、高精度のギャップを維持することは困難であり
、経時劣化を招来する。

高精度のギャップを維持し、かつ信頼の高いへラドを得
るには、ガラス接着によるヘッド構成が最も信頼が高い
。その場合、基板材料と磁性材料の熱膨張係数が一致し
ていないと、両者の接着後にクラックが発生したり、接
着界面より破損する。

特に薄膜作製装置による方法では、両者の熱膨張係数が
一致していないと、基板より磁性膜が剥離する。

他方、非晶質合金用基板材料を考慮した場合、熱膨張係
数が一致していること（熱膨張係数が１１０〜１２０　
Ｘ　１０−’／’Ｃ）、機械加工性が良いこと、耐摩耗
性が良いことなどの理由で、多結晶、単結晶のＭｎ　−
Ｚｎフェライト材料が使用されている。しかしながら、
これらの材料は磁性材料であるので、ギャップ近傍には
配さす、代わりに非磁性材料、例えばガラスを充填した
構造となっている（特開昭５８−１３３６２０号公報、
同５９−９４２１９号公報他参照）。

すなわち、第４図のように、一対のフェライト１の間に
磁性材料３を挟み、ギャップ４の周辺はフェライト１に
代えてガラス２を充填する。このような構造のヘッドは
、効率の良い再生信号を得ることかできるものの、フェ
ライト材料は合金材料に比べ、テープ走行時に摺動ノイ
ズの発生度合が大きいため、Ｓ／Ｎが劣るという欠点が
ある。

第４図に示した構造のヘッドでも、ギャップ近傍にフェ
ライトがなくても同様の傾向がある。更に、製造時の工
数も多く複雑となる。

そこで、金属材料の特長を生かすため、テープ摺動面に
フェライトを配さない第５図に示す構造のヘッドが各種
提案されている（特開昭５８−１４．３１３号公報他参
照）。第５図に示すように、ギャップ７の形成されたテ
ープ摺動面が金属磁性材料６と非磁性基板材料５から構
成されている。非磁性基板材料５としては、通常耐摩耗
性の良好な基板が用いられ、その材料としてα−Ｆｅ２
０３が提案されている。この材料を用いる理由は、非晶
質合金とほぼ同一の熱膨張係数が得られるのと、上述の
耐摩耗性が良いためである。

（発明が解決しようとする問題点）第５図の構成からなるα−Ｆｅ、　０３基板ヘツドを実
際のＶＴＲデツキに取付け、市販の塗布型メタルテープ
を用いてテープ走行させ、２００時間時間後のヘッド出
力を測定したところ、初期ヘッド出力に比べ、ヘッド出
力が約３ｄＢ低下していた。このヘッドのテープ摺動面
を段差針により測定した結果、基板に対して磁性材が約
３００人落ち込んでおり、いわゆる偏摩耗が発生してい
ることがわかった。第３図に模式図を示す。なお、同図
中８は基板、９は磁性材である。

本発明は上記の点に鑑み、基板と磁性材との間の偏摩耗
の発生が極めて少なく、ヘッド出力の低下の少ない軟磁
性金属膜磁気ヘッドを提供するものである。

（問題点を解決するための手段）そこで本発明は、磁性体の両側を挟む基板を。

ａ−Ｆｅ２０．に総量で１ｍｏｌ！％以上、１５ｍｏｌ
％以下のＢｉ２Ｏ，、Ｓｂ２Ｏ．　、　Ｖ２Ｏ，、Ｌｉ
２Ｏの内少なくとも一種以上番添加した焼結材料より構
成したものである。

（作　用）基板をａ−Ｆｅ２０３に総量で１　ｍｏｆ１％以上、１
５ｍｏ（１％以下のＢｉ２Ｏ３，Ｓｂ、Ｏ，、Ｖ２Ｏ５
，Ｌｉ２Ｏの内少なくとも一種以上を添加した焼結材料
より構成したことにより、磁性体と耐摩耗性がほぼ等し
くなり１両者の間に偏摩耗の発生が極めて少なくなり、
また、テープ摺動面の仕上げが容易となるので磁気テー
プになじみ易く、また、テープ走行時間に対しても出力
の低下が少ない。

（実施例）本発明の実施例を、第１図に示す製造工程の順に従って
説明する。

基板１０を、その材料がα−Ｆｅ２０３に添加物としテ
Ｂｉ２Ｏ，、５ｂ２０．　、　Ｖ、Ｏ，、ＬｉｚＯ（７
）内少なくとも一種以上を総量で１ｍｏｆ１％以上、　
２０ｍｏｆｆ％以下を加えた次の表に示す組成の焼結体
で形成し１表面を鏡面に仕上げ、この鏡面にスパッタリ
ングの薄膜作製装置で磁性体である軟磁性金属膜として
非晶質合金膜１１を形成する。さらに、上記同様の材料
で形成した反対側の基板１２の表面に、接着用の溶着ガ
ラス層１３を予め焼付は法もしくはスパッタリング等の
方法により付着しておく。

次に第１図Ｂに示すように、双方を非晶質合金膜１１と
ガラス層１３が対面するように重ね合わせて加熱溶着す
ることにより、コアブロック１４．１４’を形成し、そ
の一方のコアブロック１４に巻線窓１５を形成する。こ
れら１組のコアブロック１４．１４’の少なくとも一方
の側面に、Ｓｉｎ、等のギャップスペーサ膜１６とギャ
ップボンディング用溶着ガラス膜１７をスパッタリング
等の薄膜作製技術を用いて上記コアブロック１４．１４
’の突き合わせ面の必要部分に付着する。ついで第１図
Ｃに示すように、スペーサ膜１６とガラス膜１７が対面
するように突き合わせて加熱溶着する。この時、巻線窓
１５の先端にボンディング用ガラス１８を置いて同時に
溶融する。このようにして、第１図りに示すように必要
なギャップ１９を形成する。その後、所定力コア厚みに
切断線２０．２０’より切り出し、第１図Ｅに示すよう
に、テープ摺動部２１を形成してヘッドチップが°完成
する。

このようにして作製されたヘッドを、前述と同様に２０
０時間テープ走行させた後にヘッド出力と偏摩耗量を測
定したところ、第２図に示す測定結果を得た。なお、前
記表の各々の組成に対してのヘッド出力および偏摩耗量
はすべて斜線の範囲に入っており、添加量は二種以上加
えた添加物の総和で示しである。

第２図に見られるように、基板材がα−Ｆｅ、Ｏ。

のみ、すなわち添加量ゼロの従来材では、ヘッドの偏摩
耗量は約３００人あり、２００時間時間後のヘッド出力
低下は３ｄＢであり、偏摩耗によるスペーシングロスが
原因であることが判った。

一方、本発明で用いた添加物であるＢｘ２Ｏ３゜５ｂ２
０ａ　、ＶｚＯｓ　、　Ｌｉ２Ｏノ内少なくとも一種以
上を添加したものでは、添加量の増加と共に偏摩耗が少
なくなり、４ｍｏｌ１％以上の添加で偏摩耗量が１００
Å以下となり、ヘッド出力低下も１ｄＢ以下となる。

本発明で添加化合物の量を１＋＋ｏｌ１％以上、１５ｒ
ａｏＱ％以下と限定したのは、１ｍｏＧ％以下では偏摩
耗量は２００Å以上、ヘッド出力低下は２ｄＢ以上とな
り、実用上問題となる。また、　１５ｍｏｌ１％以上と
すると偏摩耗、ヘッド出力共問題はないが、Ｉａ械加工
性が悪くなる。すなわち、切断時の欠け、チッピングが
増加するのと、テープ摺動時の面荒れが発生し、好まし
くない等の理由による。なお。

Ｌｉ２Ｏについては５＋ａｏｌ１％を越えると、実用的
に基板として許容できる非磁性でなくなるので、５ｍｏ
Ｇ％以下が望ましい。

磁性材料としてＦｅ−５ｉ−Ａｎ、いわゆるセンダスト
合金を用い、第１図に示したものと同様のヘッドを、溶
着ガラス１３およびボンディングガラス１８の代わりに
有機接着剤を用いて構成した磁気ヘッドについては、２
００時間時間後のテープ摺動面の・基板と磁性材料の段
差を測定したところ、段差（偏摩耗量）、ヘッド出力共
非晶質合金とほぼ同じ結果を得た。

メタル−メタル系であるＣｏ　−Ｍ　（ＭはＮｂ、　Ｔ
ｉ。

Ｔａ、　Ｚｒ、　Ｗ等の金属元素）やＣＯＭＬ　　Ｍ２
　（Ｍｌ。

Ｍ２は上記Ｍで示された金属元素）系の非晶質金属磁性
膜のような、飽和磁束密度がＭｎ　−Ｚｎ単結晶フェラ
イトよりも大きく、高透磁率を示す軟磁性金属膜であれ
ば、Ｓｉ、　Ｂ、　Ｃ，Ｐを含むメタル−メタロイド系
よりも耐摩耗性が良好で最も好ましい。

しかしながら、Ｃｏ−Ｆｅ−５ｉ−Ｂ、　Ｎｉ−５Ｌ−
Ｂ系などについても不都合はない。これら非晶質合金膜
の形成はスパッタに限定されるものでなく、蒸着法など
によっても可能であり、また、超急冷法によるリボンア
モルファスでも良い。

なお、基板材料１０．１２の接着やコアブロック１４゜
１４′の接着は、低融点鉛ガラスを用いた作業温度を低
くして非晶質磁性合金膜の結晶化温度以下で溶着するこ
とは言うまでもない。また、信頼性は劣るが、磁性材料
と基板材料を有機接着剤で構成したセンダストヘッドに
ついても、薄板化の観点よりバルクでも良いが、超急冷
法によるリボンセンダストが望ましい。また、上記実施
例では、非晶質全屈膜が単層のものについて述べたが、
前述したように、うず電流損失を防ぐため、合金膜と層
間絶縁材料を交互に形成した積層コアを用いればさらに
良い。基板材料の組成として、熱膨張係数の調整や機械
的特性などの改善のため、上記実施例の組成に他の元素
の微量添加をしても良い。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば、基板が磁性体と耐摩耗
性がほぼ等しくなり、テープ走行しても偏摩耗の発生が
極めて小さく、また、テープ摺動面の仕上げが容易とな
るので、磁気テープになじみ易くなり、ＶＴＲデツキに
設けて満足な出力が得られ、テープ走行時間に対しても
出力の低下が少なく、安定した出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明磁気ヘッドの一例の製造工程における各
状態を示す斜視図、第２図は磁気ヘッドの偏摩耗および
出力特性図、第３図は従来の磁気ヘッドのテープ摺動面
の偏摩耗状態を示す断面図。第４図は従来の磁気ヘッドの一例のテープ摺動面の断面
図、第５図は同じく他の例のテープ摺動面の断面図であ
る。ｔｏ、　１２・・・基板、　１１・・・磁性体（軟磁性
金属膜）。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図１１・・転墳恢倉萬積１４′ 第１図（Ｅ）第２図第３図第４図＝＝■ 第５図８　基扶９　　ルま　千生オオ方今１　　フェライト２　力゛う入３　　　石ａ　中りオオＸ今４　　矢゛ヤッフ゛７　　＼゛９５．フ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性体の両側を基板で挟んだ構造のコア材を用い
てなり、前記基板はα−Ｆｅ＿２Ｏ＿３に総量で１ｍｏ
ｌ％以上、１５ｍｏｌ％以下のＢｉ＿２Ｏ＿３、Ｓｂ＿
２Ｏ＿３、Ｖ＿２Ｏ＿５、Ｌｉ＿２Ｏの内少なくとも一
種以上を添加した焼結材料より構成したことを特徴とす
る軟磁性金属膜磁気ヘッド。
（２）磁性体に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）項記載の軟磁性金属膜磁気ヘッド
。
（３）磁性体にセンダスト合金を用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の軟磁性金属膜磁気ヘ
ッド。