JPH01227206A - 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 この発明は、電気・電子工業に用いられる磁気ヘッドに
関するものである。

従来の技術 従来より、磁気ヘッド用コア材として、耐磨耗性が良い
という特長から、フェライトが広（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
ので、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
の磁気飽和が問題となり、このような観点から、高密度
記録媒体への対応ヘッドとして、パーマロイやセンダス
トなどの合金材料を使った磁気ヘッドが実用化されてい
る。

他方、耐磨耗性、磁気特性とも優れた材料として、非晶
質合金が脚光を浴びてきている。これらの合金材料を、
磁気へラドコア材料として、使用した場合、材料自身の
比抵抗が７０〜１２０μΩＣｍと低いので高周波領域で
、渦電流による損失が大きいため、通常積層構造により
、改善を図っている。

オーディオヘッドに於いては、トラック幅が数１００μ
ｍと太き（、周波数領域も低いので一枚当たりのコアの
厚みも２００〜３００μｍと厚く、積層及びギャップ形
成は、エボ牛シ樹脂等の所謂接着剤が使用されている。

しかしながら、ビデオ、コンピュータ、計測機用磁気ヘ
ッドとなると、トラック幅が小さく（例えば数１０μｍ
）、且つギャップ長が非常に短い（例えば０．３μｍ以
下）ので、接着剤による磁気ヘッド構成では、高精度の
ギャップを維持することは、困難である。

又、トラック幅が小さ（、且つ使用周波数領域も数ＭＨ
ｚないしは１０ＭＨｚと高いので、−枚当たりのコアの
厚みも１０μｍあるいはそれ以下が望ましい。

このような厚みの磁気コアをいわゆるバルク材料から作
製するには、現在の加工技術では、困難であり、超急冷
法によるリボンアモルファスやリボンセンダストでも厚
みが２０μｍ以下では、均一な厚みのものを得ることは
難しい。

従って、上記観点より、磁性材料である非晶質合金やセ
ンダスト合金を、スパッタ法や蒸着法によって薄板化す
る方法が採用されている。これらの方法によると、−枚
当たりのコアの厚みが１０μｍ以下のものが容易に得ら
れ、且つ磁性材料と層間絶縁材料を交互に積層すること
が可能であり各材料間の付着強度も強いので、前記高精
度のギャップを維持することが可能である。

この時の層間絶縁材料として、ＳｉＯ２が用いられてい
るのは公知である（電子通信学会論文誌別刷Ｔｒａｎｓ
、ＩＥＣＥ’７４／９　　Ｖｏｌ。

５７−ＣＮｏ、９．電気学会研究会資料ＭＡＧ８２−３
６）。又ギャップスペーサ−材料としてをＳｉＯ２を用
いるのも公知である。

発明が解決しようとする課題 このような従来の金属磁性材料と眉間絶縁材料であるＳ
ｉＯ２の積層磁芯からなる磁気ヘッドにおいて、積層枚
数を多（してい（と、磁性材料の厚みが同一にもかかわ
らず、透磁率μが低下する傾向が見られた。

これは、金属磁性材料の磁歪定数λＳが完全に零になっ
ていないことを意味するが、又、ＳｉＯ２の熱膨張係数
α（α：４Ｘ１０−”／’Ｃ）に比べて一桁以上大きい
ことにも起因する。（金属磁性材料のα：１１０〜１５
０ｘｌＯ−７／℃）。

又、金属磁性材料と眉間絶縁材料である５ｉ０２の積層
磁芯からなる磁気ヘッドを用いて、市販の塗布型メタル
テープによる各種環境下におけるテープ走行試験をした
所、特に低温環境下で磁気ヘッド出力の大きな低下が見
られた。

この出力が低下した磁気ヘッドのテープ摺動面を観察し
たところ、層間絶縁材料であるＳｉＯ２付近に選択的に
付着物があり、その程度は段差計により測定したところ
、最大５００〜６００Ａであった。この付着物をオージ
ェ分析により分析した所、付着成分はメタルテープ中の
磁性材料成分であり、段差計による値とオージェ分析に
よる深さが一致した。又程度は少ないがギャップ上にも
少し付着物が見られた。

このように、塗布型メタルテープを低湿環境下で走行す
ると、金属磁性材料を用いた磁気ヘッドの層間絶縁材料
であるＳｉＯ２付近に、選択的にメタルテープ中の磁性
材料が付着し、この付着物により、ヘッドとテープ間に
隙間が生じ、よってスペーシングロスにより、ヘッド出
力が低下することが分かった。

課題を解決するための手段 多層構造の磁性体から成る磁気ヘッドにおいて、前記多
層構造の眉間絶縁材を、アルミニュウム及びシリコンの
酸化物を主成分とし、このアルミニュウム及びシリコン
の酸化物が、クリストバライトとムライト双方の結晶相
を同時に含有するように構成する。

作用 本発明は、上記構成により、眉間絶縁材料の熱膨張係数
がＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３に比べて、−桁以上大きく、よ
り金属磁性材料の熱膨張係数に近くなるので、特に積層
枚数が多くなった時の磁性材料材料に対する応力の影響
が少なくなり、磁気ヘッド特性の劣化が少なくなる。

又、シリコンの酸化物をＳｉＯ２単体の形で使用せず、
ムライト（２Ａ１２０３・３ＳｉＯｚ）として使用する
ことにより、磁気テープからの磁性粉の層間絶縁材への
付着も減少する。

実施例 本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説明する。

市販の基板材料を鏡面研摩し、充分洗浄して基板１とし
て、真空槽内を３Ｘ１０−７Ｔｏｒｒに排気した後、Ａ
ｒガスを導入して２Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒとし、組成式
ＣｏａＩＮｂｚ３Ｚｒｓのターゲットを用いてスパッタ
して１０μｍの非晶質合金膜２ａを作製した。

次に、アルミナ（Ａ　１２０３）とシリカ（Ｓｉ０２）
の含有比（重量％）が４０／６０の組成の粉末を１３０
０℃で仮焼し、ボールミルで粉砕、乾燥、造粒、成形し
、１４５０〜１５００℃で焼成し、ターゲットを作製し
た。このターゲットをＸ−線により解析したところ、ム
ライトとクリストバライトの結晶構造が共存していた。

更にこのターゲットの熱膨張係数αを測定したところ、
αは、１１５Ｘ　１０−７／℃であった。次に、このタ
ーゲットを用いて、非晶質合金ｌｌ２ａ上にＡｒ圧４Ｘ
１０　　”Ｔｏｒｒでスパッタして約１０００Ａの眉間
絶縁材料３ａを作製した。尚、本発明のスパッタにより
形成された層間絶縁材料は、Ｘ−Ｍにより、ムライトと
クリストバライト双方が同時に存在するものであった。

以下同様に、非晶質合金膜と眉間絶縁材料を交互に２ｂ
、３ｂ、２ｃとスパッタし、非晶質合金膜が３層構造の
ブロックを得た。

他方基板１と同じ材料の基板５を、接着用ガラス層４を
介して接着を行い積層コアを得た。

次にギャップ突き合わせ面に巻線窓６を加工した後、突
き合わせ面をダイヤモンドペーストで鏡面に加工した後
、この面にギャップスペーサ−材を所定の厚みにスパッ
タして、ギャップ形成用の片側が完成する。

このブロックと全（同じ構造１′〜５°からなる積層コ
ア半休を突き合わせ、接着用ガラス７により、ギャップ
形成を行った。

この一対の棒より所定のヘッドを切り出し磁気ヘッドを
完成した。

これらの磁気ヘッドをビデオテープレコーダーＶＴＲ（
ヘッド／テープ相対速度３．８ｍ／秒）に取り付け、市
販の塗布型メタルテープを用いて各環境下におけるテー
プ走行試験をした所、従来のＳｉＯ２のみで眉間絶縁材
料もしくはギャップ材を構成した磁気ヘッドでは、低湿
環境下で磁気ヘッド出力の大幅な低下が見られたのにた
いして、本発明の材料を眉間絶縁又は、ギャップ材で構
成した磁気ヘッドでは、総ての環境下で安定した出力が
得られた。

第−表に２３℃、１０％相対湿度下に於ける本発明のヘ
ッドと参考までに、従来の磁気ヘッドのヘッド出力を示
す。尚、磁気ヘッド出力は、２３℃、７０％相対湿度下
の々ヘッド出力を０（ｄＢ）で示す。

（以下余白） 第−表 比較のため、アルミナとシリカの同一組成の成。

形体を１３００℃で焼成し、その結晶構造がムライト（
熱膨張係数α：　２０Ｘ１０−７／℃）からなるターゲ
ットを用いて作製した磁気ヘッドの出力を第−表に示す
。

次に基板に非磁性ステンレスを用い、センダスト合金（
Ｆｅ８４．５、Ｓｉ９．７、Ａ１５．８各重量％）をタ
ーゲットとして、真空槽内を５×１０　　”Ｔｏｒｒに
排気した後、Ａｒガスを導入して１５Ｘ　１０−３Ｔｏ
　ｒ　ｒとしてスパッタした。次に、ムライト／クリス
トバライトから構成される層間絶縁材料をターゲットと
して、センダスト膜上にＡｒ圧４ｘ１０−２Ｔｏ　ｒ　
ｒでスパッタして約１０００Ａの居間絶縁材料の膜を形
成した。

以下同様に、センダスト合金膜と層間絶縁材料を交互に
積層して、多層センダスト膜を作製した。こうして得ら
れた膜の、周波数１００ｋＨｚに於ける外部磁場１ｍ０
ｅでの透磁率を第二表に示す。尚、表中の透磁率は、磁
性材料の厚みに対して、即ち、層間絶縁材料は無視して
示しである。

第二表 尚、上記実施例では、ヘッドコアを基板で挟んだサンド
イッチ構造を有する磁気ヘッドについて述べたが、テー
プ摺動面に基板を含まない、即ち、テープ摺動面が総て
多層構造の磁性体からなる磁気ヘッドでも、同様の効果
を有するものである。

又、磁性材料も非晶質合金、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ系につい
て述べたが他の系、例えばＣｏ−Ｆｅ−３ｉ−Ｂ、　Ｎ
ｉ　−３ｉ−Ｂ系などについても、同様の効果ががあり
、スパッタ材料に限定されるものではな（、超急冷法に
よるリボンアモルファスや蒸着法等によっても可能であ
る。

センダスト合金についても組成の限定は特にな（、Ｆｅ
−５ｉ−Ａ１合金組成で効果が有る。この事は、同様に
合金磁性材料であるパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）に
ついても、特に磁歪に対する透磁率の影響が大きいので
同様の効果が期待出来る。

発明の効果 本発明によれば、多層構造の磁性体からなる磁気ヘッド
において、眉間絶縁材料もしくはギャップ材料に、ムラ
イト及びクリストバライト双方の結晶相が共存するＳ　
ｉ　Ｏ２／　Ａ　Ｉ　２０　ｓを主体とする材料を用い
ることで、従来材料より熱膨張係数が一桁以上太き（、
より金属磁性材料に近くなるので、特に、積層枚数が多
（なった時、もしくは、−層の厚みが薄くなった時の磁
性材料に対する応力の影響が少な（なり、磁気ヘッド特
性の劣化が少なくなる。

又本発明では、層間絶縁材料もしくはギャップ材料に、
ムライト及びクリストバライト双方の結晶構造が共存す
るＳ　ｉ　Ｏ２／　Ａ　１２０３を主体とする材料を用
いることで、実用的に使用される幅広い環境下のテープ
走行に対して、テープ中の磁性材料成分の付着が少な（
なり、従って安定したヘッド出力が得られ、信頼性の高
い磁気ヘッドが供給出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に於ける磁気ヘッドのテー
プ摺動面を示す正面図、第２図は、その側面図である。 １．１゛・・・・基板、２ａ、２ａ’・・・・非晶質合
金、３ａ、３ａ’・・・・絶縁材料、４．４゛・・・・
接着用ガラス層、５．５°・・・・基板、６・・・・巻
線窓、７・・・・接着用ガラス、８・・・・ギャップ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多層構造の磁性体から成る磁気ヘッドにおいて、
   前記多層構造の層間絶縁材が、アルミニュウム及びシリ
   コンの酸化物を主成分とし、このアルミニュウム及びシ
   リコンの酸化物が、クリストバライトとムライト双方の
   結晶相を同時に含有することを特徴とする磁気ヘッド。
2. （２）多層構造の磁性体が、非晶質合金、センダスト合
   金、または、パーマロイ合金からなる請求項１記載の磁
   気ヘッド。