JPH011111A - 磁気ヘッド - 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） 本発明は磁気ヘッドに関する。更に詳述すると、本発明
は、基板上に強磁性金属薄膜を形成して磁気回路を構成
する複合磁気ヘッドの金属薄膜部分の物理的組成の改良
に関する。

（従莱の技術）　　　　′ 酋近の磁気記録の高密度化に伴なって、より高い残留磁
束密度Ｂｒを有する磁気テープが使用され、これに対応
すべく高磁束密度でトラック幅の狭い磁気ヘッドが要望
されている。

このような磁気ヘッドとしては、従来、特開昭６０−２
２３０１２号に明らかなように、強磁性酸化物より成る
コアに強磁性金属の薄膜を真空薄膜形成技術により形成
し、強磁性金属の薄膜間で磁気ギャップを形成する薄膜
磁気ヘッドが知られている。

この従来の磁気ヘッドにあっては、トラック及び磁気ギ
ャップを形成する強磁性金属の薄膜１０１は、第７図に
示すように、強磁性金属１０１と非磁性体１０２とを交
互に積層した多ＮＪ横遣とし、強磁性金属１０１の一層
あたりの膜厚をμｍ単位例えばセンダスト合金において
は５μｍ程度以内に抑えることにより所定のトラック幅
を得る傾向にある（特公昭５４−３，２３８号）、従来
、磁性膜の厚さと渦電流損失との間には相関関係があり
、膜厚がμｍ単位に薄くなれば生じないものとされてい
た。例えば、５　Ｍ　Ｈｚの高周波帯域における渦電流
損失はスキンディブスの計算式によると、センダスト合
金の場合５μｍ程度の膜厚にすれば起きず周波数特性の
劣化は生じないものと信じられていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、本発明者等が実際に５μｍ程度の膜厚か
ら成るセンダストの多層薄膜を形成した場合、実際には
高周波帯域において周波数特性の著しい劣化が認められ
た。この現象に対し本発明者等が種々実験、検討した結
果、薄膜を構成する強磁性金属の結晶粒径の大きさは固
有抵抗ρ及び透磁率μとの間に密接な関係があることを
知見するに至った。即ち、結晶粒径が大きくなるほど透
磁率は高くなるものの固有抵抗ρは小さくなるという二
律背反の関係にあること、そして固有抵抗ρが大きくな
るほど６　ｄｓ劣化時の周波数帯域が高周波帯域寄りに
なるということが判明した。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであって、
高周波帯域特に５ＭＨｚの高周波帯域での劣化が少ない
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） かかる目的を達成するため、本発明の磁気ヘッドは、強
磁性金属薄膜の結晶粒径を４２２面成長のとき３００〜
７００人の範囲にしている。

また、上述の磁気ヘッドにおいて薄膜金属がセンダスト
合金の場合、結晶粒径を４２２面成長のとき５２０〜５
７０人の範囲にしたことを特徴とする。

また、本発明の磁気ヘッドは、強磁性金属薄膜の結晶粒
径を２２０面成長のとき２００〜３３０人の範囲にして
いる。

（作用） したがって、標準センダストを使用する場合を例にとる
と、第２図の４２２面成長のグラフに示すように電気抵
抗率が７２．５〜１３０μΩ−■の範囲に取られる。こ
れによって透磁率は１７５０〜４００の範囲に収まる一
方、６　ｄＢ劣化時の周波数がＩＭＨｚ〜６０Ｍ）（ｚ
の範囲に収られる（第１図、第３図のそれぞれ４２２面
成長のグラフ参照）。

また、結晶粒径を５２０〜５７０人の範囲に収る場合、
電気抵抗率が９０〜１００μΩ−■の範囲に収られ、こ
の時の透磁率が８５０〜１１５０、そして５　Ｍ　Ｈｚ
における劣化が６〜３　ｄｓの範囲に収まる。尚、２２
０面成長させたときは、第２図の２２０面成長のグラフ
に示すように電気低効率が６８．５〜９６μΩ−■の範
囲にとられる。これによって、透磁率は３１００以下の
範囲に収まる一方、６　ｄｎ劣化時の周波数が２．６Ｍ
Ｈｚ〜１５ＭＨ，ｚの範囲にとられる（第１図、第３図
のそれぞれ２２０面成長のグラフ参照）。

（実施例） 以下本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。

第４図に磁気ヘッドの一実施例を斜視図で示す。

この磁気ヘッドは、一対の基板１＾、１ＢをＳ　ｉ　０
２等の低透磁率材料のスペーサ（図示省略）を介在させ
て突合せ接合し、その接合面即ちギャップ対向面３にス
パッタリング等の真空薄膜形成技術を用いて高透磁率の
合金例えばセンダスト合金等から成る強磁性金属の薄膜
４を形成し、この金属薄膜４によって磁気ギャップｇを
形成して成る。尚、基板ＩＡ、１Ｂとしては、通常５　
Ｍ　Ｈｚ程度の高域までの使用を前提とする場合にはフ
ェライト等の強磁性酸化物が使用されるが、更に高域の
例えば１０　Ｍ　Ｈｚ付近での使用を前提とする場合に
はセラミックス等の非磁性体が使用される。

強磁性金属薄膜４は、磁気ギャップｇと平行なギャップ
対向面３にテープ摺接面５に対して直交する方向に穿溝
されている矩形ないし台形状のトラック消１３のａ！１
壁面６に、ギャップ対向面３と側壁面６とで構成される
稜線に沿って均一な膜厚となるように公知の真空薄膜形
成技術によって形成されている。したがって、８Ｍ４は
、トラック溝１３の底部に向かう程すなわちテープ摺動
方向に膜厚が薄くなっている。しかし、この金属薄膜４
の必要箇所はギャップｇを形成するギャップ対向面３の
近傍、即ちトラック溝１°３の表面近傍部分なのでギャ
ップｇから離れた箇所が狭くなっても出力特性にそれ程
問題は生じないことが本発明者等の実験によって判明し
ている。

また、この強磁性金属薄ＷＡ４の露出部分は、基板１に
強磁性酸化物を使用する場合、テープ摺接面５の幅以上
でかつチップ全体幅Ｗ１よりも狭い範囲、好ましくはテ
ープ摺接面５より広くかつ肩部１１の幅の１７３以下程
度に抑えられている。このときバックコア部１０におい
て、コアＩＡ、１Ｂ同士が直接突合せられる面積が多く
なり、磁気抵抗が小さくなる効果が顕著に出現する′。

また、金属薄膜４の結晶粒２０の粒径は組成金属によっ
て異なるが一般には４２２面成長のとき３００〜７００
人、好ましくは標準センダスト合金の場合５２０〜゛５
７０人の範囲に、最も好ましくは約５７０人程度に調整
されている。また、結晶粒径は２２０面成長のときには
２００〜３３０人、５ＭＨｚ対応では２７０〜３３０人
に調整されている。この結晶粒２０の粒径の調整は、後
述する如く、さまざまの方法があるが、一般に一層の膜
で所定のトラック幅を形成しようとする場合、スパッタ
リングの最中に基板温度が上昇して■粒化する傾向にあ
り、コントロールが難しい、また、ｊ模ｌブ増大による
渦電流損失の問題も生ずる。そこで、−Ｍ４１あたり５
〜６μｍ程度のＭＩ’Ｊがら成る多層ＩＩ！とするのが
好適である６まな、各１４１の間には渦電流損失を防止
するための非磁性体層２１が通常形成されている。

一方、薄膜４を形成した側壁面６の反対側には、磁気ギ
ャップｇのトラック幅を規制しかつ疑似ギャップの発生
を抑えるための四部８が隣接して形成され、この四部８
に非磁性材としての酸化ガラス１５及び融着ガラス１６
が溶融充填されている。

尚、本実施例の磁気ヘッドは、所定のアジマス角度を取
るように一対の基板１を接合することによって構成され
るブロックをスライスして磁気へラドチップが形成され
ている。

また、本発明の磁気ヘッドは、テープ摺接面５近傍のフ
ロントコア部９とそれ以外のバックコア部１０とではチ
ップ幅を異にし、例えば、第４図に示すような凸型、あ
るいは図示していないが台形ないしＬ型に形成され、バ
ックコア部１０の磁気抵抗を小さくするように配慮され
ている。

尚、上述の実施例は好適な実施例の一つではあるがこれ
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々変形実施可能である０例えば、金属薄
膜を構成する金属組成は標準センダスト合金に限定され
ず、その他の強磁性金属を使用したものでも良いし、形
状そのものも本実施例の如くフロントコア部分をバック
コア部より小さくしたものでなくとも良い、また、トラ
ック溝の形状や薄膜の形成方向も適宜変形可能であって
前述のものに限定されない。

次に、上述の第４図に示す磁気ヘッドの製造工程を第５
図に示す加工フロー図に基づいて説明す３゜ まず、基板１に法面方向・奥行き方向に向かって延びる
表有対称形状の矩形ないし台形のトラック溝１３を所定
ピッチで多数本形成する［第５図（ａ）］。次いで、こ
の基板Ｉを前述の奥行方向と直交する面に沿って２分し
、一対の基板１＾、１Ｂを形成する［第５図（ｂ）］、
そして、これらを洗浄し、真空薄膜形成技術を用いて強
磁性金属の磁性Ｆｉ　［４を形成する［第５図（ｃ）］
、通常、磁性薄膜４はセンダスト合金等から成る強磁性
金属をスパッタリングによって膜付けする。この膜付け
は対ターゲット角度が４５°程度になるようにギャップ
対向面３にターゲットを向けて形成される。一対の基板
１＾、１Ｂは互いに逆の側壁面に薄膜が形成されるよう
にターゲットに向けて配置され、スパッタリングされる
。即ち同じトラック溝１３の左側壁面と右側壁面にそれ
ぞれ金属薄［４を形成するように、一方の基板１＾と他
方の基板１Ｂとではターゲットに対する向きを逆方向に
配置している。この膜付は方法によると、強磁性金属の
薄膜４はテープ摺動方向に向かって肉厚を漸次薄く形成
されるが、ギャップ幅方向には所定の膜厚を容易に形成
し得、かつギャップ深さ方向には一定の厚みの膜厚を形
成し得る。この金属薄膜４の必要箇所はギャップｇを形
成するギャップ対向面３の近傍、即ちトラック溝１３の
表面部分なのでギャップｇから離れた箇所が狭くなって
も出力特性にそれ程問題は生じない。通常、金属薄ＩＴ
！Ａ４は強磁性金属だけで数層に形成し、あるいは第６
図に示すように強磁性金属４１と非磁性材料２１とを交
互に被着させて形成し、若しくは単一の磁性膜によって
２０μｍ＋α程度のトラック幅を形成するように設けら
れている。そして、各層４１の薄膜金属の結晶粒２０の
粒径は４２２面成長において３００〜７００人、好まし
くは標準センダスト合金（９，６％Ｓｉ、５．４％ＡＩ
、残Ｆｅ）の場合５２０〜５７０人、最も好ましくはセ
ンダスト合金の場合、約５７０人に調整されている。こ
の結晶粒径のコントロールは、例えば標準センダスト合
苓をターゲットとする場合、アルゴンガス雰囲気中、高
温度で約４００人／１１ｉｎのレートでスパッタリング
を実施すれば得られる。尚、スパッタリングは長時間に
及ぶので、その間に基板温度が上昇し、当初２００℃前
後に設定しておいても３００℃以上になってしまい、結
晶を２２０面成長させるつもりが４２２面成長となって
いたというようなことが起こる。よってスパッタリング
を断続的に行い基板を冷却し、基板温度の監視を十分性
なうことが必要となる０通常、基板温度が３００℃を越
えると結晶は４２２面成長となり、３００℃以下で２２
０面成長となる。また、あまりに高温になりすぎると、
結晶が成長し過ぎ、渦電流損が大きくなり過ぎ、ヘッド
の特性が落ちる。

そこで、金属Ｆｌ膜４は、スパッタリングを一時中断し
て冷却することを繰返すことにより、全体として一層当
たり５〜６μｍの膜厚となるようにスパッタリングし、
結晶粒２０の粒径成長を４２２面成長で前述の３００〜
７００人の範囲に止めるように形成される。また、強磁
性金属と数十人の膜厚の非磁性体を交互に形成し、非磁
性体層で結晶成長を中断させて一定粒径内に収めること
も可能である。

尚、結晶の成長が２２０面のときは、結晶粒径を２００
〜３３０人にすると、４２２面成長のときと比べて透磁
率μに大差なく、しかも温度が低いので粒径を容易に小
さく調整できる。特に５　Ｍ　Ｈｚ対応では２７０〜３
３０人の範囲が透磁率μの低下が少なくかつ渦電流損が
小さくなる。また、１０ＭＨｚ対応ヘッドでは、特に高
周波域での特性劣化を防ぐために、粒径を２００人に近
づけることが良い。

ついで、トラック溝１３に高融点ガラス１５を充填して
薄膜４を保護する［ガラスボンディング第５図（ｄ）］
、その後、ギャップ対向面３及びテープ摺接面５を研削
して所定の面荒さの平坦な面とする。研削は通常ラップ
によって行なわれ鏡面仕上げとされる。その後、前述の
トラック溝１３の隣に該消１３に沿って疑似ギャップを
無くすためのトラック規制用凹部８が研削される。この
四部８の研削の際に金属薄膜４が構成するトラック幅を
所定幅に調整する。その後、一方の基板１＾のギャップ
対向面３に巻線溝１２を形成する［第５図（ｅ）］、こ
の巻線溝１２はデイツプス寸法を規制する。尚、他方の
基板１Ｂには巻線用溝１２は形成されない、ついで、両
基板ＩＡ、１Ｂのギャップ対向面に５ｉ０２等の非磁性
材から成るスペーサ２をスパッタリングによって形成す
る６次いで一対の基板１＾、１Ｂを金属薄Ｍ４を向い合
せるように突合せた状態で前述のトラック規制用四部８
に低融点ガラス１６を充填して接合する［ギャップボン
ディング第５図（ｆ）］。一方の基板１Ｂを反転させて
同じ加工にかかるトラック溝を重ね合せるようにしてか
ら溝幅方向にずらし、一方の基板１＾の左側壁面と他方
の基板１Ｂの右側壁面とが向かい合うようにする。この
時、ギャップ対向面３ｆｌに露呈する強磁性金属薄膜４
の側端部の間でギャップｇは構成されるので金属薄膜４
が対向する正確な位置合せが必要である。上述のギャッ
プボンディングの後、テープ摺接面５を円筒研牽し、テ
ープ摺接面５を曲面に仕上げる［第５図（ｇ）］　。

次に磁気ギャップｇがテープ摺動方向に対して所定のア
ジマス角度を取るようにして、まずフロントコア部９を
形成してテープ摺動幅を得る溝加工を行う、この加工に
よってテープ摺接面５の両側に溝が形成される。この清
は肩部の幅及び深さに相当するものである。その後、清
の外側から基板をスライスし、多数の磁気ヘッドチップ
を切り出す［第５図（ｈ）］。その後検査を経てサポー
ト・ヘッドベースに取付け、さらにトラック方向に馴染
みを良くする摺動面仕上げ加工を施して巻線する［第５
図（ｉ）］。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の磁気ヘッドは
、金属薄膜の結晶粒径を４２２面成長のとき３００〜７
００人、好ましくは標準センダスト合金の場合５２０〜
５７０人、２２０−面成長のときは２００〜３３０人の
範囲にしているので透磁率を実用範囲に抑えつつ＃Ｊ高
周波帯域における大幅な減少を防止できる０例えば、標
準センダスト合金を使用して結晶粒径を４２２面成長で
５２０〜５７０人の範囲に取る場合、電気抵抗率が９０
〜１００μΩ−■の範囲に収られ、この時の透磁率が８
５０〜１１５０、そして５　Ｍ　Ｈｚにおける劣化が６
〜３　ｄｎの範囲に収まる０通常、磁気ヘッドは１００
　Ｋ　Ｈｚにおけるμ−ｆ特性（周波数特性）の下限が
８００、上限が１２００の範囲に収まり、５ＭＨｚにお
ける下限が３７０に収まれば実用的な磁気ヘッドとして
使用できることから、従来のフェライト磁気ヘッドに比
べて周波数特性が飛躍　的に良くなる。

また、結晶の成長が２２０面のときは、結晶粒径を２０
０〜３３０人にすると、４２２面成長のときと比べて透
磁率μに大差なく、しかも温度が低いので粒径を容易に
小さく調整できる。特に５ＭＨ２対応では２７０〜３３
０人の範囲が透磁率μの低下が少なくかつ渦電流損が小
さくなる。また、１０　Ｍ　Ｈｚ対応ヘッドでは、特に
高周波域での特性劣化を防ぐために、粒径を２００人に
近づけることが良い。

よって、本発明の磁気ヘッドは初透磁率が太きくしかも
高周波域におけるその減少が小さいという周波数特性を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は４２２面成長と２２０面成長のときの標準セン
ダスト合金における電気抵抗率と初透磁率との関係を夫
々示すグラフ、第２図は同じく標準センダスト合金にお
ける結晶粒径と電気抵抗率との関係を示すグラフ、第３
図は同じく標準センダスト合金における電気抵抗率と６
　ｄｓ及び３　ｄｎ減衰時の周波数との関係を示すグラ
フ、第４図は磁気ヘッドの一実施例を示す斜視図、第５
図（ａ）〜（ｉ）は同磁気ヘッドの加工フロー図である
。第６図は金属薄膜の一例を示す拡大断面図、第７図は
従来の磁気ヘッドの金属薄膜部分の拡大断面図である。 １・・・基板、４・・・強磁性金属薄膜、６・・・側壁
面・薄膜形成面、１３・・・トラック講、２０・・・結
晶粒。 第２図 第３図 Ｆ（Ｆｆｌ−ｃｍ） Ｍ７図 綜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）突合せ接合することによってコアブロックを構成
   する一対の基板に強磁性金属の薄膜を形成し、金属薄膜
   の間で磁気ギャップを形成する磁気ヘッドにおいて、前
   記強磁性金属薄膜の結晶粒の粒径を４２２面成長のとき
   ３００〜７００Åの範囲にしたことを特徴とする磁気ヘ
   ッド。
2. （２）前記薄膜金属がセンダスト合金の場合、結晶粒径
   を４２２面成長のとき５２０〜５７０Åの範囲にしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気ヘッ
   ド。
3. （３）突合せ接合することによつてコアブロックを構成
   する一対の基板に強磁性金属の薄膜を形成し、金属薄膜
   の間で磁気ギャップを形成する磁気ヘッドにおいて、前
   記強磁性金属薄膜の結晶の粒径を２２０面成長のとき２
   ００〜３３０Åの範囲にしたことを特徴とする磁気ヘッ
   ド。