JPH02104681A - 磁気ヘッド用コアの製造方法 - Google Patents

磁気ヘッド用コアの製造方法

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JPH02104681A
JPH02104681A JP63047544A JP4754488A JPH02104681A JP H02104681 A JPH02104681 A JP H02104681A JP 63047544 A JP63047544 A JP 63047544A JP 4754488 A JP4754488 A JP 4754488A JP H02104681 A JPH02104681 A JP H02104681A
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JP
Japan
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laser
dimensional accuracy
scanning speed
less
beam diameter
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Pending
Application number
JP63047544A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideto Sandaiji
三大寺 秀人
Fuminori Takeya
竹矢 文則
Shohei Nagatomo
正平 長友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
D S SUKIYANAA KK
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
D S SUKIYANAA KK
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/187Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/1871Shaping or contouring of the transducing or guiding surface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

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、磁気ヘッド用コアの製造方法に関し、特にレ
ーザーによって熱化学反応を誘起させるレーザー誘起エ
ツチングを用いたトラックの磁気ヘッド用コアを製造す
る方法に関するものである。
(従来の技術) 近年、フロッピーディスク装置(PDD) 、固定磁気
ディスク装置(RDD) 、 VTR等の磁気記録は高
密度化の一途をたどり、それに伴ない磁気ヘッドのトラ
ック幅は狭く且つ高精度になる傾向にある。現在トラッ
ク幅の寸法精度は、VTR,PODで±2μm以下、R
DDでは±1tIr@以下が必要である。
これらの磁気ヘッド用コアを形成するに際して、従来か
らトラック部を空気中において、レーザー加工で行うこ
とが知られており、特開昭51−29118号公報、特
開昭57−212617号公報等に開示されている。。
(発明が解決しようとする課題) しかしながらこれらの方法では、被加工物の加工温度は
被加工物の融点温度以上に達するため、加工面には熱に
よる加工歪やそれに伴うクランクを生じ、磁気ヘッドの
特性劣化を招いていた。また、加工面及びその周辺部に
は、被加工物の溶融凝固物や溶融飛散物の付着が起こる
とともに熱歪やクラック等の問題もあり、面粗度や寸法
精度が低下して近年要望の高い寸法精度±2μm以下の
高精度のトラック加工が行えない問題があった。
この発明は上記従来の課題を解消するためになされたも
のであり、その目的とするところは、レーザー誘起エツ
チング方法により高精度のトラックを加工し、信頼性の
高い磁気ヘッド用コアを製造し得る方法を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段) 本発明に従う磁気ヘッド用コアの製造方法は、磁気ヘッ
ド用コアのトラック幅をレーザー加工で規定する製造方
法において、10〜200Torrのハロゲンあるいは
ハロゲン化合物を含む雰囲気中で、0.05〜3.3W
のパワーPを有し、ビーム径りが50μm以下であるレ
ープ−光を走査速度Vが2〜250 p m/secの
範囲で■≦−25+21/(P′3/D +0.08)
の関係式を成り立たせる走査速度で照射し、レーザー誘
起エツチングにより加工することを特徴とするものであ
る。
(作 用) 上述した構成において、コイル巻線孔と磁気ギャップを
有するギャップバーに対して、ハロゲンあるいはハロゲ
ン化合物の雰囲気中でギャップバー表面に所定のレーザ
ー光を所定の走査速度で照射することにより、ギャップ
バーとガス成分との熱化学反応を起こさせ、反応生成物
が蒸発飛散することにより、レーザー誘起エツチングが
進行することとなる。
その結果、本発明のレーザー誘起エツチングにより溝あ
るいは孔加工を行い、トラックを形成すれば、従来のレ
ーザー加工における被加工物の溶融凝固、熱による加工
歪や変質、クラック等の問題を解消することができる。
一本発明において磁気へラドコアは、フェライト等から
なるギャップバーに対して、レーザー誘起エツチングに
よりトラック幅を規定する溝あるいは孔加工を行って、
トラックを形成した後、必要に応じてトラックを補強す
るためのガラスを溝あるいは孔の内部に埋込む工程、磁
気ヘッドの記録媒体との摺接面からコイル巻線孔までの
磁気ギャップの深さ、すなわちデプス深さが所要の寸法
となるまで摺接面を研磨する工程、さらに所要のコア幅
にスライスする工程等の後加工を経て得られる。
デプス深さは、VTR、FDDで30μ鋼程度、RDD
で5μm程度である。従って、このギャップバーに対し
てトラックを形成するに際し、トラックを規定するため
の溝あるいは孔の深さは、摺接面研磨等の後加工のこと
を考慮に入れると、少なくとも10am以上が必要であ
り、好ましくは、30μm以上、より好ましくは50μ
m以上が必要である。また、トラックを規定する寸法精
度は±2μI以下が必要であり、好ましくは±1μm以
下が必要である。
本発明の方法に於いては、加工深さ及び寸法精度はレー
ザーパワーとレーザービーム走査速度との関係で論じら
れる。実験の結果によると、レーザーパワーが大きい程
また走査速度が小さい程、加工深さは大きくなる傾向に
ある。しかしながら、レーザーパワーがあまりにも大き
くなり過ぎると、レーザー光の熱による溶融量が反応ガ
スによる化学反応量よりも多くなるため、加工面には溶
融凝固物の付着やクラックが発生し寸法精度は低下する
。また走査速度があまりにも大きくなり過ぎても充分な
化学反応を起こすことができず、同様の傾向を示す。
そのため、レーザーパワーが0.05 W以下では、レ
ーザー誘起エツチングを起こすのに充分なパワーには足
りず、必要とする10μI以上の深さを得ることができ
ない。更に、このレーザー誘起エツチングを工業的に実
施し得るためには、従来の機械加工と比較すると1トラ
ツク当たり30秒以下で加工できることが望ましく、走
査速度は少な(とも2μya/sec以上を必要とする
レーザーパワー、走査速度を一定としても、レーザービ
ームの収束径が変われば、寸法精度、加工深さも異なっ
てくる。レーザービームの収束径は50μ蘭以下であれ
ば所要の加工深さ及び寸法精度を得ることができるが、
レーザービームの収束径は加工形状等に影響を与えるの
で、加工条件の選定に於いては更にレーザービームの収
束径も考慮する必要がある。レーザービーム径を小さく
する場合には、レーザー光の熱による溶融量が反応ガス
による化学反応量よりも多くならないようにするために
、レーザーパワーは低くすることが好ましい、逆にレー
ザービーム径を大きくする場合には、レーザー誘起エツ
チングを充分に起こさせるために、レーザーパワーは高
くすることが好ましい。
寸法精度±2μ−以下で、加工深さ10μ請以上のトラ
ックを工業的に実施し得る加工速度で、加工するための
条件は、本発明の特許請求の範囲における限定条件であ
るレーザービーム径りが50 p m以下で、レーザー
パワーPが0.05〜3.3匈、走査速度■が2〜25
0μs/secの範囲であって、且つ関係式 ■≦−2
5+21/(P’/D+0.08)を成り立たせる領域
となる(後述する第2図参照)。
このレーザー誘起エツチング法に於いて、雰囲気ガスは
、被加工物との熱化学反応により雰囲気中に安定的に揮
散する物質を生成する物質であることが望ましい。フェ
ライトの主成物である鉄は、ハロゲン元素と比較的蒸気
圧の高い化合物を作る。
従って、雰囲気ガスにはハロゲンあるいはハロゲン化合
物のガスを含むガスが適切であり、その中でもCC1g
は、安定で毒性も比較的低いため、扱い易く好ましい。
ガス圧は、低過ぎると充分な化学反応を起こすことがで
きず、加工面は従来のレーザー加工と同  “様に熱の
みによる加工の様相を呈してくる。また、高過ぎるとフ
ェライトとガスの化学反応生成物の揮散が困難となり、
反応生成物が加工面及びその周辺部に付着して寸法精度
が低下する。従って、ハロゲンあるいはハロゲン化合物
を含むガスのガス圧は10〜200 Torrに設定す
ることが望ましく、より好ましくは40〜100Tor
rとすることが望ましい。
レーザー光源として各種レーザーを使用することができ
るが、フェライトが1μm以下の波長の吸収率が高い点
から、発振の安定性に優れ、レーザー光の拡がり角が小
さいA、イオンレーザ−やWAGレーザーの第2高調波
等のレーザー光源を使用することが望ましい。
(実施例) ■装置構成 第1図は本発明を実施する装置の一例を示すものである
。x−Yテーブル4上に載置されたチャンバー1は、バ
ルブ9を介して真空ポンプ8に直結されており、また、
チャンバー1内に開口しているノズル2は、バルブ10
を介してハロゲン或いはハロゲン化合物を含むガスの少
なくとも一種類以上のガス源に接続されている。更に、
このチャンバー1の上面には石英窓5が設けられており
、該石英窓5の上方位置に配設されたレーザー光源6か
らのレーザー光7がこの石英窓5を介してチャンバー1
内に照射されるようになっている。
チャンバー1内には、エツチング加工されるべき下記の
ギャップパー11がサンプリングホルダ3上に配置され
ている。加工手順は、先ず真空ポンプ8を作動させてチ
ャンバー1を真空にした後、バルブ10を開いてチャン
バー1内に所定圧力のガスを充填する。次に、ギャップ
パー11上にレーザー光7を照射しながら、X−Yテー
ブル4を動かすことによって所要の形状の加工を行うこ
とができる。
■加工条件の決定 上記のような装置を用いてこの発明を適用する場合につ
いて以下に記述する。
第2図は寸法精度±2μ−以下の加工を行うための条件
範囲を示したグラフである。この範囲が、レーザービー
ム径りが50μ−以下で、レーザーパワーPが0.05
〜3.3 Hの範囲で、走査速度Vが2〜250μm八
ecの範囲へ、且つレーザーパワーとビーム径を一定と
した場合の走査速度の上限が寸法精度の上限を示す関係
式V≦−25+21/ (P”/D+0.08)で限定
される範囲であることが理解できる。
第2図から、例えばレーザービーム径を2.2μ鋼とし
た場合、レーザーパワー0.2−では、P3/Dは0.
004となり走査速度2〜226 g s/seeの範
囲内で±2μ−以下の寸法精度を得ることができる。レ
ーザーパワー0.5−では、P’/Dは0.057とな
り走査速度2〜128μm/secの範囲内で±2μm
以下の寸法精度を得ることができる。レーザーパワー1
−では、P3/Dは0.455となり走査速度2〜14
μm/secの範囲内で±2μm以下の寸法精度を得る
ことができる。
次に、レーザービーム径を4.5μmとした場合、レー
ザーパワー0.2−ではP”/Dは0.002となり走
査速度2〜232μm/seeの範囲内で±2μm以下
の寸法精度を得ることができる。レーザーパワー0.5
 Wでは、P3/Dは0.028となり走査速度2〜1
70μm/secの範囲内で±2μm以下の寸法精度を
得ることができる。レーザーパワー1−では、P″/D
は0.222となり走査速度2〜45μn+/secの
範囲内で±2μm以下の寸法精度を得ることができる。
次に、レーザービーム径を10.7μmとした場合、レ
ーザーパワー0.5−ではP″l/Dは0.012とな
り走査速度2〜203μm/secの範囲内で±2μm
以下の寸法精度を得ることができる。レーザーパワー1
賀では、P’/Dは0.093となり走査速度2〜96
μm/seeの範囲内で±2μm以下の寸法精度を得る
ことができる。レーザーパワー1.5−では、P’/D
は0.315となり、走査速度2〜28 u m/se
cの範囲内で±2μm以下の寸法精度を得ることができ
る。
次に、レーザービーム径を20amとした場合、レーザ
ーパワー0.5−ではP3/Dは0.006となり走査
速度2〜219μm/secの範囲内で±2μm以下の
寸法精度を得ることができる。レーザーパワー1−では
、P’/Dは0.05となり走査速度2〜137μm7
secの範囲内で±2μm以下の寸法精度を得ることが
できる。レーザーパワー1.5Wでは、P3/Dは0.
169となり走査速度2〜60 p m/secの範囲
内で±2μm以下の寸法精度を得ることができる。
レーザーパワー2讐では、P’/Dは0.4となり走査
速度2〜19μm7secの範囲内で±2μm以下の寸
法精度を得ることができる。
また、レーザービーム径を50μmとした場合、レーザ
ーパワー0.5−ではP3/Dは0.003となり走査
速度2〜228μm17secの範囲内で±2μm以下
の寸法精度を得ることができる。レーザーパワー11I
Iでは、P3/Dは0.02となり走査速度2〜185
μm/secの範囲内で±2μm以下の寸法精度を得る
ことができる。レーザーパワー2讐では、P′I10は
0.16となり走査速度2〜63μm/secの範囲内
で±2μm以下の寸法精度を得ることができる。
レーザーパワー3Wでは、p2/口は0.54となり走
査速度2〜9μIll/secの範囲内で±2μm以下
の寸法精度を得ることができる。
上述したように、レーザーパワー、走査速度を一定とし
た場合でも、レーザービーム径が変われば寸法精度が異
なることがわかる。また、さらに加工深さも異なってく
る。従って、適切な加工条件の選定は、目的とする寸法
精度、加工深さを考慮して、レーザーパワー、走査速度
、レーザービーム径を総合的に判断して行うべきである
第3図は、レーザービーム径2.2μmで実験を行った
結果を示すグラフである。実線は寸法精度±2μmの上
限であり、破線は加工深さ10μmの上限である0例え
ば、レーザーパワーを0.2Wとした場合、走査速度が
2〜154μH/secでは寸法精度±2μm以下で加
工深さ10uw1以上を得ることができるが、走査速度
154〜246μm/secでは、寸法精度±2μm以
下を得ることはできるが加工深さ10μm以上は得られ
ない。走査速度246μm/sec以上では、寸法精度
±2μm以下も得ることができないことがわかる。レー
ザービーム径が2.2μmの時、加工深さLOata以
上で、寸法精度±2μm以下の加工条件の範囲は、レー
ザーパワー0.05〜1.15 W、走査速度2〜22
0 μm736cである。
第4図は、レーザービーム径4.5μmで実験を行った
結果を示すグラフである。実線は寸法精度±2μmの上
限であり、破線は加工深さ108mの上限である。例え
ば、レーザーパワーを0.3Wとした場合、走査速度が
2〜210μlII/secでは寸法精度±2μm以下
で加工深さ 10μm以上を得ることができるが、走査
速度210〜232μm/secでは、寸法精度±2μ
m以下を得ることはできるが、加工深さ10μm以上は
得られない。
走査速度232μm/sec以上では、寸法精度±2μ
m以下も得ることができないことがわかる。し−ザービ
ーム径が4.5μmの時、加工深さ10μm以上で、寸
法精度±2μm以下の加工条件の範囲は、レーザーパワ
ー0.08〜1.48 W、走査速度2〜226 u 
m/secである。
第5図は、レーザービーム径1O07μmで、実験を行
った結果を示すグラフである。実線は寸法精度±2μm
の上限であり、破線は加工深さ10μmの上限である。
例えば、レーザーパワーを0.3 Wとした場合、走査
速度が2〜200μm/secでは寸法精度±2μm以
下で加工深さ10μm以上を得ることができるが、走査
速度200〜258μm/secでは、寸法精度±2μ
m以下を得ることはできるが、加工深さ10.czm以
上は得られない。
走査速度258μm/sec以上では、寸法精度±2μ
m以下も得ることができないことがわかる。レーザービ
ーム径が10.7μmの時、加工深さ10μm以上で、
寸法精度±2μm以下の加工条件の範囲は、レーザーパ
ワー0.1〜1.96 L走査速度2〜145μ@/s
ecである。
第6図は、レーザービーム径20μmで実験を行った結
果を示すグラフである。実線は寸法精度±2μmの上限
であり、破線は加工深さ10μmの上限である。例えば
、レーザーパワーを0.6−とした場合、走査速度が2
〜190μra/secでは寸法精度±2μm以下で加
工深さ10μm以上を得ることができるが、走査速度1
90〜206μm/secでは、寸法精度±2μm以下
を得ることはできるが加工深さ10am以上は得られな
い。
走査速度206μm7sec以上では寸法精度±2μm
±2μ鋼以下±2μm以下できないことがわかる。
レーザービーム径が20μmの時、加工深さ108m以
上で、寸法精度±2μm以下の加工条件の範囲は、レー
ザーパワー0.2〜2.4 W 、走査速度2〜200
 u m/secである。
第7図は、レーザービーム径50μmで、実験を行った
結果を示すグラフである。実線は寸法精度±2μmの上
限であり、破線は加工深さ10μmの上限である。例え
ば、レーザーパワーを1−とした場合、走査速度が2〜
145μ@/secでは、寸法精度±2μm以下で加工
深さ10μ県以上を得ることができるが、走査速度14
5〜185μm/secでは、寸法精度±2μm以下を
得ることはできるが加工深さ10μm以上は得られない
。走査速度185μm/sec以上では寸法精度±2μ
m以下も得ることができないことがわかる。レーザービ
ーム径が50μmの時、加工深さ108m以上で、寸法
精度上2μm以下の加工条件の範囲は、レーザーパワー
0.45〜3.25 W、走査速度2〜172 μn/
secである。
上記のように、レーザービーム径が変われば、所要の寸
法精度、加工深さを得るためのレーザーパワー、走査速
度の条件範囲が変化することがわかる。加工条件を決め
る目安は、加工深さを大きくするには、(1)レーザー
パワーを上げる、(2)走査速度を下げる、(3)レー
ザービーム径を小さくする。
寸法精度を高くするには、(1)レーザーパワーを下げ
る、(2)走査速度を下げる。また、加工溝のアスペク
ト比(加工深さ/加工幅)を上げるには、レーザービー
ム径を小さくすれば良い。上述のように、適切な加工条
件の決定は、加工深さ、寸法精度、加工形状等を考慮し
て、レーザーパワー、走査速度、レーザービーム径、ガ
ス圧を総合的に判断して行なうことが必要である。
■磁気へラドコアの作製 第8図(a)〜(d)はそれぞれVTR磁気ヘッド用コ
アの本発明による製造工程を示す斜視図である。
まず第8図(a)に示すように、フェライト棒材12a
とコイル巻線孔13を有するフェライト棒材12bとを
、ガラスによる接合や固相反応による接合等の手段によ
り接合して、磁気ギャップ12を有するギャップパー1
1を形成する。次に、レーザーパワー0.5−1走査速
度10μ+*/sec 、レーザービーム径4.5pI
I%CCl4ガス圧60Torrの条件で、準備したギ
ャップパー11を第1図に示す装置に装着して、第8図
(b)に示すようにギャップパー11にトラック幅14
を規定する溝15を複数個加工する。次いで、第8図(
c)に示すように、加工した溝15内にガラス16を埋
め込み、所定の寸法まで研磨する。最後に、これを所定
の幅に切り出して第8図(d)に示すようなVTRヘッ
ド用コア17を得た。かくして得られた磁気ヘッド用コ
ア17は、クランクや溶融物の付着がない高精度のトラ
ックが形成され、信軌性の高いものであった。
なお、本発明はVTRヘッド用コアの製造方法に回磁限
定されるものではなく、ROD、 FDD等各磁気ヘッ
ド用コアにも好適に使用されるものである。
また、本発明はトラック加工に限定されるものではなく
、コイル巻線孔加工やRDD磁気ヘッド用コアの浮上面
加工等、フェライト材料の各種加工にも好適に利用され
るものである。さらに、センダストやパーマロイ等の磁
性合金とフェライトの複合型磁気ヘッド用コアの加工に
も好適に利用されるものである。
(発明の効果) 以上述べてきたように、本発明の製造方法によれば、所
定の雰囲気中で所定の関係のレーザービーム径とレーザ
ーパワーと走査速度でサーチ−光を照射することにより
、ギャップバーに対して熔融凝固物や溶融飛散物の付着
がなく、熱による変質や加工歪、それに伴うクランクが
なく、幅の狭い高精度のトラックを形成できるため、信
頼性の高い磁気ヘッド用コアを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を実施する装置の一例を示す概念図、 第2図は寸法精度±2μm以下の加工を行うための条件
範囲を示すグラフ、 第3図はレーザービーム径2.2μmで実験を行った結
果を示すグラフ、 第4図はレーザービーム径4.5μmで実験を行った結
果を示すグラフ、 第5図はレーザービーム径10.7μmで実験を行った
結果を示すグラフ、 第6図はレーザービーム径20μmで実験を行った結果
を示すグラフ、 第7図はレーザービーム径50μmで実験を行った結果
を示すグラフ、 第8図(a)〜(d)はそれぞれこの発明をVTR6f
t気ヘツド用コアの製造に適用した場合の加工手順を示
す斜視図である。 1・・・チャンバー    2・・・ノズル3・・・サ
ンプリングホルダ 4・・・X−Yテーブル  5・・・石英窓6・・・レ
ーザー光源   7・・・レーザ光8・・・真空ポンプ
    9,10・・・バルブ11・・・ギャップパー
   12・・・磁気ギャップ12a、12b・・・フ
ェライト棒材 13・・・コイル巻線孔   14・・・トラック幅1
5・・・溝        16・・・ガラス17・・
・コア 第2図 已φ(11/p’lR) 第3図 Ol        2      3し傅−/ず7−
p(vr) 第4図 レーザーlシアー(Wン 第5図 レーザ°−バ’)−(W”) 第6図 θ        /         2     
   3レーザーパフ−(Wン 第7図 レーザ゛−/f7−(w) 閃         ρ 手続補正書 平成元年 4月 3日 特許庁長官   吉  1) 文  毅  殿3、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 6、補正の内容(別紙の通り) 1、明細書第16頁第10行の「±2μm」を削除する
。 2、同第19頁第1行の「クラック」を「クラック」と
訂正する。 3、同第19頁第17行の「サーザー光」を「レーザー
光」と訂正する。 4、同第21頁第4行の「7・・・レーザ光」を「7川
レーザー光」と訂正する。 5、同第21頁第5行の「8・・・真空ポンプ」を「8
・・・真空ポンプ」と訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、磁気ヘッド用コアのトラック幅をレーザー加工で規
    定する製造方法において、10〜200Torrのハロ
    ゲンあるいはハロゲン化合物を含む雰囲気中で、0.0
    5〜3.3WのパワーPを有し、ビーム径Dが50μm
    以下であるレーザー光を走査速度Vが2〜250μm/
    secの範囲でV≦−25+21/(P^3/D+0.
    08)の関係式を成り立たせる走査速度で照射し、レー
    ザー誘起エッチングにより加工することを特徴とする磁
    気ヘッド用コアの製造方法。
JP63047544A 1988-03-02 1988-03-02 磁気ヘッド用コアの製造方法 Pending JPH02104681A (ja)

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