JPH02210606A

JPH02210606A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH02210606A
Application number: JP3074689A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okayama; 岡山　博; Masatatsu Sugaya; 菅屋　正達; Osamu Kawamoto; 修河本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-22

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、フロッピーディスク、各種磁気テープ、ハー
ドディスク等の磁気記録媒体用の磁気ヘッド、特にメタ
ル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型の磁気ヘッドに関する
。

〈従来の技術〉第２図に示されるような、フェライト製の第１および第
２コア１．２のギャップ部対向面にコア１．２よりも飽
和磁束密度の高いセンダスト等の高飽和磁束密度合金薄
膜４．６を有するＭＩＧ型磁気ヘッドが知られている。

この磁気ヘッドでは、高飽和磁束密度合金薄膜４．６か
ら強力な磁束を磁気記録媒体に印加できるため、高い保
磁力を有する媒体に有効な記録が行える。

しかし、このような磁気ヘッドでは、ガラス溶着のため
の熱処理を行うと高飽和磁束密度合金薄膜４．６中のＡ
２、Ｓｉ、Ｇａ等の各種元素がフェライトコア１．２中
へ拡散する。

このため高飽和磁束密度合金薄膜４．６と、フェライト
コア１．２との境界に擬似ギャップが生じ、磁気ヘッド
の記録・再生特性が劣化する。　特に再生時には、副パ
ルスの発生やコンタ−効果による障害が著しい。

そこで、第１２回日本応用磁気学会学術講演概要集（１
９８８）３０ｐＣ−３Ｐ　３０では、第２図に示される
ように、高飽和磁束密度合金薄膜４．６と、フェライト
コア１．２間にＳ　ｉ　Ｏ＊膜あるいは５ｉＯＮ膜から
なる非磁性層を形成して、擬似ギャップの効果を低減す
る旨が提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、５ｉｎｓ膜や５ｉＯＮ膜では、擬似ギャップ抑
制の効果は未だ不十分である。

また、従来のＣｒ、Ｔｉ等の非磁性金属薄膜では、高飽
和磁束密度合金薄膜とコアとの密着力が未だ不十分であ
るため、耐久性等も不十分である。

本発明の目的は、ガラス溶着のための熱処理を行っても
擬似ギャップが発生せず、記録・再生特性が良好で、耐
久性にすぐれ、しかも、高密度記録が可能なＭＩＧ型の
磁気ヘッドを提供することにある。

く課題を解決するための手段〉このような目的は下記の本発明によって達成される。

フェライト製の第１コアおよび第２コアを有し、少なく
とも一方のコアのギャップ部対向面にコアより高い飽和
磁束密度を有する高飽和磁束密度合金薄膜を形成し、こ
の第１コアと第２コアとをギャップを介して接合一体化
した磁気ヘッドであって、前記高飽和磁束密度合金薄膜とコアとの間に、窒化ケイ
素、窒化アルミニウムおよび窒化キラ素のうちの１種以
上の非磁性層を有することを特徴とする磁気ヘッド。

く作用〉本発明では、高飽和磁束密度合金薄膜とコアとの間に窒
化物非磁性層を介在させる。　このため熱処理による高
飽和磁束密度合金薄膜の元素の拡散等が防止され、擬似
ギャップ発生を防止できる。

従って、擬似ギャップによって生じる副パルスやコンタ
−効果等を大幅に低減でき、良好な記録・再生特性が得
られる。

さらに、界面の密着力も向上し、このため耐久性の高い
磁気ヘッドが得られる。

〈具体的構成〉本発明の磁気ヘッドの好適実施例を、第１図に示す。

第１図に示す磁気ヘッドは、ＭＩＧ型磁気ヘッドであっ
て、ギャップ部対向面に、コアより高い飽和磁束密度を
有する高飽和磁束密度合金薄膜４．６が形成されている
第１コア１および第２コア２を有し、両コアがギャップ
５を介して接合一体化されている。　そして、第１およ
び第２コア１．２と高飽和磁束密度合金薄膜４．６との
間に非磁性層３を介在させたものである。

なお、第１図のＭＩＧ型磁気ヘッドでは、高飽和磁束密
度合金薄膜４．６を第１および第２コア１．２に形成し
ているが、第１コア１、第２コア２の一方のギャップ部
対向面に形成してもよ（、これらは用途に応じ選択され
る。

本発明において、コア１．２はフェライトから構成され
る。

用いるフェライトに特に制限はないが、　　□Ｍｎ−Ｚ
ｎフェライトまたはＮ　１−Ｚｎフェライトを、目的に
応じて用いることが好ましい。

Ｍｎ−Ｚｎフェライトとしては、Ｆ　ｅ　＊　Ｏｓ５０
〜６０モル％程度、ＺｎＯ８〜　２５モル％程度、残部
が実質的にＭｎＯのものが好遍である。

また、Ｎｉ−Ｚｎフェライトは特に高周波領域において
優れた特性を示すものであり、好ましい組成としては、
Ｆｅｗ　Ｏｘが３０〜６０モル％、ＮｉＯが１５〜５０
モル％、ＺｎＯが５〜４０モル％程度のものである。

コア１．２の直流での飽和磁束密度は、好ましくは４，
０００〜６，０ＯＯＧ、より好ましくは４．５００〜５
，５００Ｇとする。　飽和磁束密度が上記範囲未満であ
ると、インピーダンスが低くなるため再生感度が低下す
る他、キュリー温度が低くなるため熱的安定性が低下し
てしまう、　また、上記範囲を超えると、磁歪が増加し
て磁気ヘッドとしての特性が悪化し、また、着磁し易く
なる。

コア１．２の５００ｋＨｚでの初透磁率は３．０００〜
５，０００程度、保磁力は０．３０ｅ以下であることが
好ましい。

なお、コア１．２のギャップ部対向面は、鏡面研磨等に
より平滑化し、非磁性層３が形成され易いようにするこ
とが好ましい。

第１および第２コアｌ、２のギャップ部対向面には、熱
処理を行う際の各種元素の拡散を防止し、界面の密着力
を向上するため、磁性層３を形成する。

本発明における非磁性層３は、窒化ケイ素、窒化アルミ
ニウムおよび窒化ホウ素の１種、２種または３種から実
質的に形成される。

この場合、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび窒化ホ
ウ素は、それぞれ、通常５ｔｓＮ４、ＡβＮおよびＢＮ
の化学量論組成にて非磁性層３中に含有されるが、化学
量論組成から多少偏倚したものであってもよい。

また、上記３種の窒化物は単独で用いてもよいが、その
複数を用いる場合、その量比は任意である。

なお、非磁性層３中には、不純物として、０、Ｙ、Ｌａ
、Ｃｅ、Ｍｇ等が５ｗｔ％以下含有されていてもよい。

、このような非磁性層３の厚さは２０〜２００人とする
ことが好ましい。

２０人未満では本発明の実効が低下し、２００人をこえ
ると、記録・再生に影響を与えることがあるからである
。

高飽和磁束密度合金薄膜４．６は、記録時に密度の高い
磁束を発生させ、高い保磁力を有する磁気記録媒体に有
効な記録を行なうために設けられる。

本発明において、高飽和磁束密度合金薄膜４．６には、
ＦｅおよびＳｔを含有する合金、Ｆｅ−Ｇｏ系非晶質合
金、Ｃｏ−Ｚｒ系非晶質合金等を用いることができる。

そして、高飽和磁束密度合金薄膜４の直流での飽和磁束
密度は、好ましくは９，０００〜２０．０ＯＯＧ、より
好ましくは９，０００〜１８．０ＯＯＧとする。

飽和磁束密度が上記範囲未満であると密度の高い磁束を
発生することができず、高保磁力の磁気記録記録媒体へ
の記録が困難となり、また、高密度記録にも不適当とな
る。　上記範囲を超えると、磁歪が大幅に増加して透磁
率が著しく低下し、また、保磁力が数エルステッド以上
に達するため残留磁化が存在するようになり、記録減磁
、Ｓ／Ｎ劣化、記録電流の増大が生じてしまう。

また、５００　ｋＨｚでの初透磁率は５００〜３．００
０．特４ｍ１，０００〜３，０００程度、保磁力は１．
００ｅ以下、より好ましくは０．５０ｅ以下、特に好ま
しくは０．２０ｅ以下であることが好ましい。

このような高飽和磁束密度合金としては、Ｆｅ−Ａｌ２
−Ｓｔ系合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｇａ−５ｌ系合金
（ＳＯＦＭＡＸ）あるいはＦｅ−Ｓｉ合金が好ましい。

Ｆｅ−Ａβ−Ｓｉ系合金としては、センダストの他、Ａ
４２〜６重量％、Ｓｉ６〜１２重量％で残部Ｆｅである
もの、あるいはこれにＣｒ等の添加元素を３重量％程度
以下含有するもの、Ｆｅ−Ｇａ−５Ｌ系合金としては、
ＳＯＦＭＡＸの他、Ｇ　ａ　５〜１５重量％、Ｓｉ７〜
２０重量％、残部Ｆｅであるものが好ましく、Ｆｅ−Ｓ
ｉ合金としては、ＳＬｏ、５〜１０重量％で残部Ｆｅで
あるものが好ましく、特に、Ｓｉ１〜６重量％で残部Ｆ
ｅであるものが好ましい。

また、非晶質磁性材を用いる場合は、ＣＯと、Ｆｅ、Ｎ
ｉおよびＣｒの１種以上と、ＳＬ、Ｂ、ＰおよびＣの１
種以上とを含有する組成、または、ＣＯと、Ｚｒ％Ｈｆ
％Ｔｉ。

Ｙ、ＳｉおよびＢ（７）１種以上と、Ｖ％Ｎｂ、Ｔａ、
Ｃｒ％ＭｏおよびＷの１種以上とを含有する組成である
ことが好ましい、　このような組成にすると、非晶質化
および所望の特性を得るのが容易となる。

Ｃｏと、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｒの１種以上と、Ｓｉ、Ｂ
、ＰおよびＣの１種以上とを含有する高飽和磁束密度合
金薄膜４は、前記の磁気特性を得る点では、特に下記式
で示される原子組成が好ましい。

式　　（ＧＯ＋−ｐ−ａ−ｒ　　Ｆｅｐ　　ＮＩＱ　　
Ｃｒｙ）１−Ｊｍ前記式において、ＸはＳｉ、Ｂ、Ｐお
よびＣの１種以上を表わし、０．０５≦Ｘ≦０．２、Ｏ
≦ｐ≦０．１５．０≦ｑ≦０．５５、Ｏ≦ｒ≦０．１で
ある。

この場合、０．０４≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦０．２であることが
好ましい。

また、Ｘは、ＳＬ＋Ｂ、Ｂ＋ＰあるいはＰ＋Ｃを含む２
〜４種の組み合わせであることが好ましい、　この場合
、各元素の含有比は、任意である。

なお、前−記の組成中には、さらに、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｒｕ
、Ｒｈ％Ｐｔ、Ｏｓ、Ｎｂ、Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ等の遷移金属元素の１種以上を、全体の
１０ａｔ％以下含有してもよい。　また、Ｇｅ、ＡＡ等
のメタロイド元素を、全体の１０ａｔ％以下含有しても
よい。

前記のような組成とすることにより、高飽和磁束密度合
金薄膜の耐摩耗性が向上し、また、成膜速度も向上する
。

また、Ｃｏと、Ｚｒ％Ｈｆ％Ｔｉ、Ｙ、ＳｉおよびＢの
１種以上と、■、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｃｒ、ＭｏおよびＷの１種以上とを含有する高飽和磁束
密度合金薄膜４の各元素の割合は、前記の磁気特性を得
る点では、特に下記のようであることが好ましい。

Ｃｏの含有量は、好ましくは７５〜９５ａｔ％、より好
ましくは８０〜９０ａｔ％である。

なお、ｃｏの一部がＦｅ、ＮｉおよびＭｎによって置換
されていてもよい。　これらの元素のＣＯに対する置換
量は、合計で３０ａｔ％以下であることが好ましい。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｙ％Ｓｉ、Ｂの群から選ばれる元素
の含有量は、好ましくは３０ａｔ％以下、特に５〜２５
ａｔ％である。

また、■、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの群から選ばれ
る元素の含有量は、好ましくは３０ａｔ％以下、特に５
〜２５ａｔ％である。

各元素の含有量が前記範囲になると、非晶質および所望
の特性を得るのがいっそう容易になる。

高飽和磁束密度合金薄膜４．６の膜厚は、好ましくは０
．２〜５ｔＪ、さらに好ましくは０．５〜３−である。

膜厚が上記範囲未満であると、高飽和磁束密度合金薄膜
全体の体積が不足して飽和し易くなり、上記のような作
用を十分に果たすことが困難となる。　また、上記範囲
を超えると、高飽和磁束密度合金薄膜の摩耗が太き（な
る他、渦電流損失が増大してしまう。

このような高飽和磁束密度合金薄膜を有することにより
、本発明の磁気ヘッドは保磁力９０００ｅ以上、特に９
００〜１．５００　０ｅの磁気記録媒体に対し有効な記
録を行なうことができる。

上記のような非晶質ガラス薄膜３、高飽和磁束密度合金
薄膜４．６は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法等の公知
の各種気相成膜法により形成されることが好ましく、特
にスパッタ法により形成されることが好ましい。

成膜されたこれらの薄膜に誘導磁気異方性が生じた場合
、静磁界または回転磁界中で結晶温度以下の温度にて熱
処理することにより、異方性を除去することができる。

非磁性のギャップ５は、ＳｉＯｘ、ガラス等の非磁性物
質または非磁性空間から形成される。

ギャップ長は、好ましくは０．１〜２．０鱗、より好ま
しくは０．１〜１．０ｇ、さらに好ましくは０．１〜０
．４戸程度が好ましい。

この範囲であれば、高密度記録が良好に行なえる。

本発明の磁気ヘッドは、第１コア１と、第２コア２とが
ギャップ５を介して接合一体化されているものであり、
接合の方法は通常用いられるすべての方法を用いること
ができ、例えばガラス７等を用いて溶着することが好ま
しい。

溶着は、ガラスの溶着温度を作業点近辺とし、通常の方
法により行う。

本発明の磁気ヘッドは、必要に応じスライダーと一体化
され、組立てられヘッドアセンブリーとされる。

そして、いわゆるラミネートタイプやバルクタイプ等の
トンネルイレーズ型あるいはイレーズヘッドを有しない
リードライト型などのオーバーライド記録を行なうフロ
ッピーヘッド、モノリシック型やコンポジット型の浮上
型の計算機用ヘッド、回転型のＶＴＲ用ヘッドやＲ−Ｄ
ＡＴ用ヘッドなどの各種磁気ヘッドとして用いられる。

また上記の本発明の磁気ヘッドを用いて、公知の種々の
方式のオーバーライド記録を行なうことができる。

〈実施例〉以下、本発明の、具体的実施例を挙げ、本発明をさらに
詳細に説明する。

実施例１第１図に示すように、ギャップ部対向面に高飽和磁束密
度合金薄膜４．６が形成されている第１コア１および第
２コア２をギャップ５を介して鉛ホウケイ酸ガラスによ
り接合一体化した。

この場合、第１および第２コア１．２と高飽和磁束密度
合金薄膜４．６との間に、中間膜として、非磁性１１３
を形成した本発明の磁気ヘッドサンプルの他、比較用に
、中間膜として、ＳｉＯ□や５ＬＯＮの非磁性金属薄膜
を形成したものや、何も形成せず、直接高飽和磁束密度
合金薄膜４．６を形成した磁気ヘッドサンプルも作製し
た。

また、非磁性層の膜厚は、５０人とし、成膜はＲＦスパ
ッタ法により行った。

なお、非磁性層の組成は、オージェ分光分析によって測
定した。

溶着のために用いたガラスは鉛ホウケイ酸ガラスであり
、ガラスの作業点Ｔｗは、５３０℃であった・高飽和磁束密度合金薄膜４．６の組成、直流での飽和磁
束密度、初透磁率および保磁力を表１に示す。　なお、
成膜はスパッタ法により行ない、膜厚は２．０−とした
。

コア１．２の材質はＭｎ−Ｚｎフェライトとし、直流で
の飽和磁束密度は４５００Ｇ、初透磁率は３０００、保
磁力は０．１０ｅであった。

ギャップ５はＳ　ｉ　０２で形成し、その厚さは０．４
−とした。　また、コイルターン数は１００Ｘ２ターン
とした。

この磁気ヘッドと、保磁力が１３０００ｅのフロッピー
ディスクとを用いて、トラック幅１２０μにて下記の特
性を測定した。

（擬似ギャップ測定）１０ｋＨｚの信号を記録し、その孤立波形を再生して主
パルスに対する擬似パルスの比率を測定し、百分率で表
わした。　表１に、結果を示す。

なお、擬似パルスが１０％以上では、データエラーが発
生する。

表１の結果から、本発明の効果は明らかである。

〈発明の効果〉本発明では、高飽和磁束密度合金薄膜とコアとの間に、
窒化物の非磁性層を介在させる。

このため熱処理による高飽和磁束密度合金薄膜の各種元
素の拡散が防止でき、これによる擬似ギャップの発生を
防止できる。

さらに、窒化物の非磁性層を介在させることにより、界
面の密着力も向上し、耐久性も高くなる。　このため、
品質の安定した磁気ヘッドを高い歩留で生産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＭＩＧ型磁気ヘッドの１実施例を示
す部分側面図である。第２図は、従来のＭＩＧ型磁気ヘッドを示す部分断面図
である。符号の説明１・・・第１コア２・・・第２コア３．３０・・・非磁性層４．６・・・高飽和磁束密度合金薄膜５・・・ギャップ７・・・ガラスＦＩＧ、ＩＦＩＧ、２５リ　　４／ｌ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェライト製の第１コアおよび第２コアを有し、
少なくとも一方のコアのギャップ部対向面にコアより高
い飽和磁束密度を有する高飽和磁束密度合金薄膜を形成
し、この第１コアと第２コアとをギャップを介して接合
一体化した磁気ヘッドであって、前記高飽和磁束密度合金薄膜とコアとの間に、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素の
うちの１種以上の非磁性層を有することを特徴とする磁
気ヘッド。