JPH01271905A - 複合型磁気ヘッドおよびその製造法 - 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、特にＶＴＲなどの高保磁力記録媒体に対して
好適な複合型磁気ヘッドに係り、さらに詳しくは、複合
型磁気ヘッドを構成する高透磁率フェライトブロックの
突起部の両側斜面上に形成する高飽和磁束密度の磁性膜
に、クラックあるいは磁性膜の剥離などの欠陥の生じな
い高性能で信頼性の高い複合型磁気ヘッドおよびそれを
高歩留りで量産性よく製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

ＶＴＲなどの高周波信号の記録再生に適し、特に高保磁
力記録媒体に対して高密度磁気記録再生が行える複合型
磁気ヘッドは、例えば特開昭５８−１５５５１３号公報
において提案されているごとく、磁気ヘッドの磁気記録
媒体との対向面における断面形状が突出している突起部
を有する２個の高透磁率フェライトブロックを用い、そ
のフェライトブロックの突起部の少なくとも両側面上に
、上記のフェライトブロックよりも高飽和磁束密度の磁
性膜を形成して、上記の突起部の先端部において作動ギ
ャップを介して磁性膜を相対峙させた構造としている。

従来、この種の複合型磁気ヘッドを１例えば８ミリＶＴ
Ｒ用として製造する場合には、高透磁率フェライトブロ
ックとして、Ｍｎ−ＺｎフェライトまたはＮｉ−Ｚｎフ
ェライトなどからなる基板を用い、その表面に、突起部
の頂角の大きさに合わせて加工した断面形状が波形の基
板を作製し、その波形基板の表面に、真空蒸着やスパッ
タリングなどの物理蒸着法によってＦｅ−８ｉ合金、Ｆ
ｅ−ＡＱ−３ｉ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの高透磁率結
晶質合金あるいは高透磁率非晶質合金などの磁性膜を形
成し、それを作動ギャップを介して相対峙させ、複合型
磁気ヘッドを作製していた。いま、８ミリＶＴＲ用の磁
気ヘッドでは、トラック幅が約２５μ−程度であるため
、フェライトブロックの突起部を形成するフェライト基
板の波形の両側斜面に成膜する磁性膜の膜厚は２０〜３
０μｍ程度あれば十分であるので、特に問題は生じなか
った。しかし。

この複合型磁気ヘッドを、フロッピディスクやビデオフ
ロッピなどに適用しようとすると、磁気ヘッドのトラッ
ク幅は少なくとも３０〜１４０μｍ要するので、磁性膜
の膜厚を４０〜９０μｍとし、かつ波形（突起部）の頂
角を大きく取′る必要があった。

このように、磁性膜の膜厚を大きくすることは、その成
膜に多大の時間が必要となる。例えば、ＲＦスパッタリ
ングでは、投入電力が１．９×１０４Ｗ／ｍ２において
約２μｍ／ｈであり、４０〜９０μ■の膜厚の磁性体膜
を形成しようとすると、少なくとも２０〜４５時間はか
かるという間層が生じる。このため、成膜速度の速い、
例えばマグネトロン式ＲＦスパッタリングを用いると、
投入電力１，９×１０４Ｗ／ｍ２において約３　μｍ／
ｈ、　４．８×１０４Ｗ／　ｍ２で約８μｍ／ｈとする
ことが可能であり、磁性膜の成膜に要する時間は１／２
から１／４程度に短縮でき生産性が向上する利点がある
。しかし、このマグネトロン式ＲＦスパッタリングを実
際に適用してみると、フェライト基板の波形の頂上近傍
にクラック（亀裂）や磁性膜の剥離などの欠陥が生じる
。

このような欠陥が磁気ヘッドに存在すると、磁気記録媒
体の記録再生時に磁気ヘッドが摺接し、磁気記録媒体が
著しく損傷を被るという問題があった。

【発明が解決しようとする課題〕

上述したごとく、従来技術において、フロッピディスク
やビデオフロッピなどに適用できるトラック幅が３０〜
１４０μｍ程度の大きい複合型磁気ヘッドを作製する場
合には、磁性膜の成膜に多大の時間を要するという欠点
があり、また磁性膜を高速で成膜できるマグネトロン式
ＲＦスパッタリング法を適用すると、製造時間の短縮は
可能であるが、フェライトブロックの突起部にクラック
が発生したり、あるいは磁性膜が剥離するなどの欠陥が
生じ、磁気記録媒体を著しく損傷させるなどの問題があ
り、かつ磁気ヘッド−の製造歩留りを著しく低下させ、
量産性に劣るという欠点かあった。

また、本発明者らは上述のクラックの発生を抑制するた
めに、磁性膜の下地層としてＡＱの下地膜などを設けた
複合型磁気ヘッドを発明し先に出願している。しかし、
下地膜を設けることはそれだけプロセスが増えることに
なり、量産性に劣るという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点ないしは問題点を
解消し、磁気ヘッドを構成するフェライトブロックの突
起部の両側斜面に、特別の下地膜を設けることなく、上
記突起部にクラックあるいは磁性膜の剥離などの欠陥が
生じない信頼性の高い複合型磁気ヘッドを、大きい成膜
速度で、しがも高製造歩留りで量産性よく製造する方法
を提供することにある。

（ｉｌ１題を解決するための手段〕 上記本発明の目的は、複合型磁気ヘッドの磁気記録媒体
との対向面において、断面形状が突出した突起部を形成
する２個の高透磁率フェライトブロックとして、Ｍｎ−
Ｚｎ、Ｎ１−２口などよりなる単結晶フェライト基板を
用い、がっ磁気記録媒体との対向面の結晶方位を（２１
１）となし、上記突起部の頂角の大きさを６０〜１２０
度（±５度）の範囲として、上記突出部の両側斜面上に
、高速成膜が可能なマグネトロン式ＲＦスパッタリング
法などの方法で、上記単結晶フェライトブロックよりも
飽和磁束密度の高いＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒなどの非晶質合金
膜からなる磁性膜を設定の膜厚に成膜した後、上記突起
部の先端部において磁気ヘッドの作動ギャップを介して
上記磁性膜が相対峙し、かつ上記突起部の先端部におけ
るフェライトブロックの幅を、磁気ヘッドのトラック幅
よりも小さくなるように構成した、例えば第１図に示す
構造の複合型磁気ヘッドとすることにより、達成される
。

本発明の複合型磁気ヘッドの製造方法は、Ｍｎ−Ｚｎ、
Ｎｉ−Ｚｎなどの高透磁率単結晶フェライト基板を用い
、磁気ヘッドを構成するフェライトブロックの突起部の
頂角（または突起部の両側斜面によって形成される角）
が６０〜１２０’　（±５°）の範囲となり、がっ記録
媒体との対向面の結晶方位が（２１１）となるように、
単結晶フェライト基板の表面に突起部の頂角に合わせた
波形の加工を施し、この波形の表面に、単結晶フェライ
トブロックよりも飽和磁束密度の高い、例えばＣｏ−Ｎ
ｂ−Ｚｒなどの非晶質合金からなる磁性膜を、マグネト
ロン式ＲＦスパッタリング法などの成膜方法で。

所望する組成の磁性膜となるように成分調整したターゲ
ットを用い、ターゲットへの投入電力（Ｐｆ）を、　１
．５〜６．５Ｘ　ｌｏ’Ｗ／　ｍ”の範囲内で変化させ
、最良の成膜条件を選定することにより、上記突起部に
おけるクラックあるいは磁性膜の剥離が生じない優れた
性能を有する複合型磁気ヘッドを高歩留りで量産性よく
製造することができる。

本発明の複合型磁気ヘッドの製造方法において。

波形に加工した高透磁率単結晶フェライト基板上に、高
速成膜が可能なマグネトロン式ＲＦスパッタリングによ
って高飽和磁束密度の磁性膜を形成する際に、基板の波
形の突起部の頂角の大きさと磁性膜の形成条件とを組合
せて最適の成膜条件とすることにより、突起部の破壊強
度と磁性膜の内部応力との均衡をはかることができ、そ
れによって単結晶フェライトブロックの突起部における
クラックの発生および磁性膜の剥離などの欠陥を防止す
ることができるものと考えられる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を挙げ、図面を参照しながらさ
らに具体的に説明する。

第１図は、本実施例において作製した複合型磁気ヘッド
の構造を示す斜視図である。図において、磁気ヘッドを
構成する高透磁率フェライトブロックは、コイル巻線窓
５を有するＣ型フェライトブロック１と、丁型フェライ
トブロック１′がらなり、それぞれ高透磁率Ｍｎ−Ｚｎ
フェライト単結晶からなる。そして、磁気記録媒体との
対向面４の結晶方位を（２１１）に調整している。Ｃ型
フェライトブロック１と■型フェライトブロック１′は
、磁気記録媒体との対向面４における断面形状が突出し
ている突起部７を形成し、該突起部７の頂角（Ｏ）〔ま
たは突起部７の両側斜面により形成される角〕は６０〜
１２０°（±５°）に加工されている。そして、上記突
起部７の少なくとも両側斜面上に、上記Ｍｎ−Ｚｎフェ
ライトよりも飽和磁束密度の高いＣｏ−Ｎｂ−Ｚｎ非晶
質合金がらなφ磁性膜２を設定の膜厚に設け、上記突起
部７の先端部において作動ギャップ６を介して上記磁性
膜２を相対峙させ、かつ上記突起部７の先端部における
フェライトブロックの幅（１）がトラック幅（Ｔ）より
も小さくなるように構成している。

この複合型磁気ヘッドを製作するに際して、第２図に示
すごとき、Ｍｎ−Ｚｎフェライトの単結晶からなる単結
晶フェライト基板８を用い、磁気記録媒体との対向面で
ある単結晶フェライト基板８の側面の結晶方位を（２１
１）とし、単結晶フェライト基板８の平面上に、近接し
て一対の溝９を平行して設け、この溝９の間に尖った先
端部を有する突条１０を、その頂角が６０〜１２０”　
（±５６）の範囲となるように波形に加工した。この波
形に加工した単結晶フェライト基板８の表面に、マグネ
トロン式ＲＦスパッタリング法によって、設定の組成に
調整したＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒのターゲットを用い、ターゲ
ットへの投入電力（Ｐｆ）を１．５〜６．５×１０４Ｗ
／ｍ’の範囲内で制御して、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒの非晶質
合金膜からなる高飽和磁束密度の磁性膜を、例えば３０
〜９０μｍの膜厚に一様に成膜した後、第３図および第
４図に示すごとく、磁性膜２の上にガラスなどの非磁性
体からなる補強層１１を厚めに設けた後、その面を所定
のレベルになるまで研磨して、突条ｌＯの尖端部に形成
させている磁性膜２の一部をフラットに研磨して、トラ
ック幅（Ｔ）となる平担部１２を形成させ、これを第３
図に示す１型フェライトブロック１′となし、さらに１
型フェライトブロック１′の形に加工したものに、コイ
ル巻線窓５を構成するコイル溝１３を設けて、これを第
４図に示すＣ型フェライトブロック１とし、上記のＩ型
フェライトブロック１′とＣ型フェライトブロック１と
を、ガラスボンディングにより一体に接合して磁気ヘッ
ドのコアブロックを作製し、このコアブロックを所定の
位置で切断することによって、第１図に示す複合型磁気
ヘッドを得ることができる。

上記本発明の複合型磁気ヘッドにおいて、Ｍｎ　−Ｚｎ
フェライト単結晶からなるフェライトブロックの突起部
の頂角（θ）の大きさと、マグネトロン式ＲＦスパッタ
リング法によるＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ磁性膜の成膜条件を種
々変えて、上記突起部の形状と磁性膜の最適成膜条件を
求める実験を行った。

主な実験条件を次に示す。

（１）単結晶フェライト基板として、Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト単結晶を用い、磁気記録媒体と対向する面の結晶方
位を（２１１）となし、基板面上に、フェライトブロッ
クの突起部の頂角が６０６゜９０＠、　１２０”（各±
５６）となるように高速ダイサで波形加工を施した。

（２）磁性膜の成膜は、マグネトロン式ＲＦスパッタリ
ングとし、真空槽内に波形加工した単結晶フェライト基
板をセットし、真空槽内を３．９９Ｘ　１０−’　Ｐ　
ａ　（３Ｘ　１０−’　Ｔ　ｏｒｒ）以下に排気した後
、高純度アルゴンガスを導入して〜７．９９　Ｘ　１０
−’Ｐａ　（６Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ）に保ち、ターゲ
ットは直径２　ＸＩＧ−”ｍ　（２００ａｕａ）とし、
その組成は、成膜した磁性膜の組成がＣｏ　：　Ｎｂ　
：　Ｚｒ＝８４．５　：１２．３　：　３．２　（原子
比）となるように成分調整しであるターゲットを用いた
。

以上の実験条件で、ターゲットに投入する電力（Ｐｆ）
を種々変化させて、波形加工を施しである単結晶フェラ
イト基板上に、マグネトロン式ＲＦスパッタリングによ
りＣｏ、４．、　Ｎｂ、、、、　Ｚｒ、、、の組成を有
する非晶質合金よりなる磁性膜を形成させた。第５図に
１Ｍｎ−Ｚｎフェライト単結晶からなるフェライトブロ
ックの突起部の各頂角とクラックならびに磁性膜の剥離
の発生状況をまとめて示す。

（実施例１） Ｐｆ＝１．６×１０４Ｗ／ｍ”として、頂角が６０°、
９０°。

１２０°の３種の突起部を有する単結晶フェライト基板
上に、膜厚が４０μｍのＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ磁性膜を形成
させた。その結果、頂角が６０°および９０°では磁性
膜からクラックが生じ、フェライト基板内にまで伝播し
ていた。しかし、頂角が１２０°のものはクラックなど
の欠陥は認められず良好であった。

（実施例２） Ｐｆ＝３．２×１０４Ｗ／ｍ”の曝合、頂角が６０″で
は実施例１と同様に磁性膜を切断するようなりラックが
生じ、さらにフェライト内にクラックが伝播した。しか
し、頂角９０’、　１２０°においてはクラックなどの
発生がなく良好であった。

（実施例３） Ｐｆ＝４．ｌ×１０４Ｗ／ｍ”の場合、頂角が６０＠、
　９０６゜１２０°のいずれの場合においてもクラック
の発生が全くなく極めて良好な結果が得られた。また、
Ｐｆ　＝３．８〜４．３×１０４Ｗ／　ｍ２の範囲にお
いても、クラックの発生が全くなく良好な結果が得られ
た。

（実施例４） Ｐｆ＝４．８×１０４Ｗ／ｍ”の場合、頂角が６０°、
９０６ではクラックの発生がなく、頂角が１２０’では
フェライト中に円弧状のクラックの発生が見られた。

しかし、磁性膜内にはクラックの発生がなかった。

（実施例５） Ｐｆ＝６．４×１０４Ｗ／ｍ２の場合、頂角が６０’、
９０’。

１２０″′ともクランクの発生は見られなかった。しか
し、頂角が１２０°の場合において、突起部の頂上付近
において磁性膜が剥離するという欠陥が発生した。

以上の実施例において示すごとく、Ｐｆ＝３．８〜４．
３Ｘ　］Ｏ’Ｗ／　ｍ２、特に好ましくは４．Ｉ　Ｘ　
１０’Ｗ／ｍ２近傍で磁性膜の成膜を行えば、従来のＲ
Ｆスパッタリングでの成膜速度が２μｍ／ｈ程度であっ
たものを、〜７μｍ／ｈの従来よりも３倍以上の成膜速
度で磁性膜を形成させることができ、しかも突起部の頂
角が６０〜１２０°（±５°）の広範囲のフェライトブ
ロックであっても、突起部にクラックの発生あるいは磁
性膜の剥離などの欠陥を生じることなく、優れた品質の
磁気ヘッドコアブロックを作製することができる。また
、さらに磁性膜の成膜速度を大きくし、コアブロックの
量産性を向上させたい場合には、実施例４〜５で示すご
とく。

頂角が６０′″、９０＠のフェライトブロックを用いれ
ばよいことが判明し−た。

以上の実施例において、単結晶フェライト基板としてＭ
ｎ−Ｚｎフェライトを用いたが、その他、Ｎｉ−Ｚｎフ
ェライトなどの高透磁率単結晶基板を用いることができ
る。また、磁性膜としてＧｏ　−Ｎｂ−Ｚｒ非晶質合金
の他に、高飽和磁束密度を有する非晶質合金であれば本
発明に適用することが可能である。さらに、磁性膜の成
膜方法として、マグネトロン式ＲＦスパッタリングの場
合について述べたが、これに類似する高速成膜が可能な
スパッタリング法であれば本発明に適用することができ
ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明の複合型磁気ヘッド
は、ヘッドを構成する高透磁率フェライトブロックの突
起部におけるクラックの発生および高飽和磁束密度を有
する磁性膜の剥離などの欠陥の発生がなく、高性能で信
頼性の高い複合型磁気ヘッドが得られる。また、本発明
の複合型磁気ヘッドの製造方法によれば、単結晶フェラ
イト基板上に形成するフェライトブロックの突起部であ
る波形の頂角の大きさに対して、磁性膜の高速成膜法で
あるマグネトロン式ＲＦスパッタリング法におけるター
ゲットへの投入電力の大きさ適宜最良の成膜条件に設定
することにより、上記突起部におけるクラックおよび磁
性膜の剥離欠陥を防止することができるので、高い歩留
りで量産性よく品質ならびに信頼性の高い複合型磁気ヘ
ッドを製造できるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において例示した複合型磁気ヘ
ッドの構造を示す斜視図、第２図は第１図に示した磁気
ヘッドの単結晶フェライト基板の断面図、第３図は第１
図に示した磁気ヘッドのＩ型フェライトブロックを示す
斜視図、第４図は第１図に示した磁気ヘッドのＣ型フェ
ライトブロックを示す斜視図、第５図は本発明の実施例
１〜５においてフェライト基板の突起部におけるクラッ
クなどの発生状況を示す説明図である。 １・・・Ｃ型フェライトブロック １′・・・Ｉ型フェライトブロック ２・・・磁性膜 ３・・・接合剤 ４・・・磁気記録媒体との対向面 ５・・・コイル巻線窓 ６・・・作動ギャップ ７・・・突起部 ８・・・単結晶フェライト基板 ９・・・溝 １０・・・突条 １１・・・補強層 １２・・・平担部 １３・・・コイル溝 １４・・・磁性膜とフェライト部にまたがったクラック １５・・・フェライト部のみのクラック１６・・・磁性
膜の剥離 θ・・・頂角 Ｔ・・・トラック幅 ｔ・・・フェライト突起部の先端部の幅代理人弁理士　
　中　村　純之助 第１図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録媒体との対向面における断面形状が突出し
   た突起部を持つ２個の高透磁率単結晶フェライトブロッ
   クを有し、該単結晶フェライトブロックの磁気記録媒体
   との対向面の結晶方位を（２１１）となし、上記突起部
   の少なくとも両側斜面上に、上記単結晶フェライトブロ
   ックよりも飽和磁束密度の高い非晶質合金膜よりなる磁
   性膜を設け、上記突起部の先端部において作動ギャップ
   を介して上記磁性膜を相対峙させ、かつ上記突起部の先
   端部における単結晶フェライトブロックの幅がトラック
   幅よりも小さくなるように構成したことを特徴とする複
   合型磁気ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項において、単結晶フェライト
   ブロックの突起部の頂角もしくは上記突起部の両側斜面
   により形成される角が、６０〜１２０度（±５度）の範
   囲であることを特徴とする複合型磁気ヘッド。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、磁性
   膜はＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ非晶質合金からなり、単結晶フェ
   ライトブロックはＭｎ−ＺｎフェライトもしくはＮｉ−
   Ｚｎフェライトの単結晶からなることを特徴とする複合
   型磁気ヘッド。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   の複合型磁気ヘッドを製造する方法において、磁性膜の
   形成は、マグネトロン式ＲＦスパッタリング法により、
   設定した組成の磁性膜となるように成分調整したターゲ
   ットを用い、該ターゲットに投入する電力を１．５〜６
   ．５×１０＾４Ｗ／ｍ＾２の範囲内に調整して行うこと
   を特徴とする複合型磁気ヘッドの製造法。 ５、特許請求の範囲第４項において、ターゲットに投入
   する電力を３．８〜４．３×１０＾４Ｗ／ｍ＾２の範囲
   内に調整して行うことを特徴とする複合型磁気ヘッドの
   製造法。