JPH0261808A - 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、単結晶フェライトと多結晶フェライトとの接
合フェライトからなる複合型の磁気ヘッドに関するもの
である。

［発明の概要］ 本発明は、磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライトを
用い後部磁気回路を構成する部分に多結晶フェライトを
用いた複合型の磁気ヘッドにおいて、前記単結晶フェラ
イトと多結晶フェライトの接合界面に中間層を介在せし
めて当該単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合に
ともなう単結晶フェライトの成長による接合界面のうね
りの大きさを規制することによって、接合界面での接合
強度を向上させ、しかも摺動ノイズレベルの低減を図ろ
うとするものである。

（従来の技術） 近年、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の機器の小型
化、長時間化等の要求やいわゆるディジタルビデオテー
プレコーダ等の出現に伴って、高密度記録や短波長記録
が進められ、これに対して高抗磁力６ｎ気記録媒体が使
用されるようになっている。

したがって、磁気ヘッドの分野においてもこれらに対処
すべく研究がなされている。例えば、高記録密度を要求
するＶＴＲ用ヘッドには、５　Ｍ　Ｈｚ程度の高周波数
で高い飽和磁束密度を有し、且つ透磁率も比較的大きい
単結晶フェライトを用いたいわゆる単結晶フェライトの
みからなる単体型の磁気ヘッドが提案されている。しか
し、この単体型フェライトヘッドでは、摺動ノイズのレ
ベルが高いという欠点がある。

そこで、前記単結晶フェライトの占める割合を減少させ
ることによって摺動ノイズレベルの低減を図った磁気ヘ
ッドが提案されている。この磁気ヘッドは、磁気記録媒
体摺接部分が高飽和磁束密度を有する単結晶フェライト
で形成され、残りの磁気回路部を構成する部分が高透磁
率を有する多結晶フェライトで形成された、いわゆる接
合フェライト型の磁気ヘッドである。上記接合フェライ
ト磁気へンドは、前記単体フェライトヘッド同様の単純
な構造でありながら高密度記録が可能で、しかも摺動ノ
イズレベルの低減が達成されるものである。

ところが、上記接合フェライト磁気ヘッドにあっては、
前記単結晶フェライトと多結晶フェライトとが熱間加圧
処理、すなわち窒素雰囲気中、１２００〜１３００°Ｃ
程度ノ温度条件下、４〜５　ｋｇ　／　ｃ＋ａ　程度の
圧力で直接接合されるために、単結晶フェライト部が成
長（固相拡散）し前記多結晶フェライトの一部を単結晶
フェライト化してしまう。この拡散層は接合界面のうね
りとなって現れ、ときにはこのうねりの大きさが３００
μｍにも達することがある。また、拡散層の大きさは界
面各部で異なるために、単結晶フェライト部の長さのバ
ラツキの大きい磁気ヘッドとなってしまうという欠点を
有し、実質的に摺動ノイズレベルが大きくなってしまう
。

例えば、上記接合フェライト磁気ヘットをＶＴＲ用の磁
気ヘッドとした場合、単結晶フェライト部の長さ（拡散
層の長さも含む）と摺動ノイズとは密接な関係にあり、
単結晶フェライト部の長さが大きい程摺動ノイズが増加
する傾向にある。

したがって、単結晶フェライト部の長さはヘッド寿命も
考慮すると磁気ギャップのデプスと略−敗させるのが理
想的であり、また接合界面が磁気記録媒体摺動面上に露
出しないことが必要である。

例えば、媒体走行方向のヘッドチップ幅が２ｍｍ程度の
ＶＴＲ用磁気ヘッドの場合には、単結晶フェライト部の
長さは７０μｍ程度必要で、これによれば、極めて小さ
い摺動ノイズレベルを示す。

しかし、上記のように熱間加圧処理によると接合界面に
拡散層が形成され単結晶フェライトの長さが実質的に大
きくなってしまうために、単結晶フェライトの長さの制
御は非常に難しく、摺動ノイズレベルの低下を図るには
容易でない。

そこで本願出願人は、先に特願昭６１−１５８９８７号
明細書に開示するように、上記接合界面に酸化物磁性膜
等の中間膜を介在せしめることによって前記単結晶フェ
ライトの固相拡散を防止するようにした磁気ヘッドを提
案している。

この磁気ヘッドによれば、単結晶フェライトの固相拡散
を完全に遮断することができるため、接合界面に拡散層
が形成されることもなくうねりの発生もない。したがっ
て、前記単結晶フェライト部の長さを容易に制御するこ
とができるので、当該単結晶フェライト部の長さを（イ
支気ギャップのデプスに位置させることができ、これに
より摺動ノイズレベルは多結晶フェライトのみからなる
単体フェライトヘッドと同程度となる。

ところが、上記磁気ヘットでは摺動ノイズレベルの低下
が図れるものの、接合界面における接合強度が低下する
。すなわち、上記熱間加圧処理では充分な接合強度がと
れず、単結晶フェライト部と多結晶フェライト部間に剥
がれが生ずることがある。また、ヘントチツブ化する工
程の途中で接合界面から剥がれたりすることもある。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、単結晶フェライト化−トによる接合界面
のうねりの大きさを規制することにより接合界面での接
合強度を確保し、しかも摺動ノイズレベルの極めて小さ
な接合フェライト型の磁気ヘッドを堤供しようとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上記の目的を達成せんものと長年に亘り
鋭意研究を重ねた結果、熱間加圧処理による単結晶フェ
ライトの固相拡散を完全に遮断するのではなく、その拡
散の大きさを所定範囲内に規制することにより、接合界
面での充分な接合強度が得られ、しかも摺動ノイズレベ
ルの低下も同時に満足できるとの知見を得た。

本発明はかかる知見に基づいて完成されたものであって
、磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライトを用い後部
磁気回路を構成する部分に多結晶フェライトを用いた複
合型の磁気ヘッドにおいて、前記弔結晶フェライトと多
結晶フェライトの接合界面に中間層を介在せしめ、且つ
単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合にともなう
単結晶フェライトの成長による接合界面のうねりの大き
さの最大値を１０μｍ以上３０μｍ以下とすることを特
徴とするものである。

［作用］ 本発明の磁気ヘッドによれば、単結晶フェライトと多結
晶フェライトとの接合界面に中間層が介在され、しかも
この中間層により単結晶フェライトと多結晶フェライト
との接合にともなう該単結晶フェライトの成長による接
合界面のうねりの大きさを実用上摺動ノイズレベルに支
障を来さない範囲に規制しているので、当該接合界面で
は充分な接合強度が得られるとともに摺動ノイズレベル
の低下が図れる。

したがって、接合界面からのｒすがれの問題が解消され
るので、歩留りが向上するとともに高信頼性が得られる
。また、単結晶フェライトの長さも適正な値に制御可能
となるので、該単結晶フェライトの長さを磁気ギャップ
のデプスと一致させることができ、さらなる摺動ノイズ
レベルの低減が達成される。

［実施例〕 以下、本発明の具体的な一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本実施例の接合フェライト型の磁気ヘッドは、第１図お
よび第２図に示すように、磁気記録媒体摺接面側で磁気
ギャップｇを構成する単結晶フェライト部（１）と、磁
気ヘッドのハックギャップ側で磁気回路の大部分を占め
る多結晶フェライト部（２）とを、酸化物磁性薄膜から
なる中間層（３）を介して接合一体化して構成されるも
のである。なお、磁気ギヤツブｇ近傍部には、トラック
幅を所定の値に規制するだめのトラック幅規制溝が切り
欠かれていてもよい。

接合フェライト型の磁気へ、ドでは、高抗磁力を存する
磁気記録媒体に対処するため、磁気ギャップは高飽和磁
束密度を有する単結晶フェライトにより構成する。一方
、フロントギャップ近傍のヘッドチップ部を除く磁気回
路の大部分は、磁気ヘッド全体の平均的な’ｌｔ　Ｉ率
を高める目的で、高透磁率を有する多結晶フェライトに
より構成する。

これによって、記録時には磁気ヘッド全体が高飽和磁束
密度材料で構成されたのと同等の特性を示し、高抗磁力
磁気記録媒体に対しても充分な記録を行うことができ、
また再生時には磁気へントの平均透磁率が高いことから
良好な電磁変換特性を示す。

そして、本発明では、上記単結晶フェライト部（１）と
多結晶フェライト部との接合界面に、酸化物磁性薄膜か
らなる中間層（３）を介在せしめ、且つ単結晶フェライ
ト部（１）と多結晶フェライト部（２）との接合にとも
なう単結晶フェライト部（１）の成長（以下、固相拡散
という。）による接合界面のうねりの大きさの最大値を
１０μｍ以上３０μｍ以下とすることを大きな特徴とし
ている。

これによれば、上記接合界面では単結晶フェライＩ・部
（１）の固相拡散を完全に遮断するのではなく、上記固
相拡散のうねりの大きさの最大値を実用上問題とならな
い摺動ノイズレベル範囲且つ接合界面での信頼性ある接
合強度がとれる大きさに規制するので、当該接合界面で
の接合強度が確保でき、しかも摺動ノイズのレベル低下
も同時に満足できる磁気ヘッドが実現される。

したがって、熱間加圧処理での接合強度不十分による接
合界面からの剥がれの発生やへ・ンドチ・ンプ化する工
程で生ずるストレス等で剥がれたりすることがなくなる
。よって、歩留りが向上するとともに高い信幀性も得ら
れる。

また、前記うねりの大きさの最大値が１０μｍ以上３０
μｍ以下であるので、この範囲では中間層を介在させな
い接合フェライトへ・ノドのうねりの大きさと比べて極
めて小さく、実用上問題とならない摺動ノイズレベル範
囲となる。

上記中間Ｎ（３）としては、Ｍｎ−Ｚｎｎフシイ１−、
Ｍｎフェライト、Ｎｉ−ＺｎフェライトＮｉフェライト
、Ｆｅ−Ｚｎフェライト、Ｆｅフェライト等が挙げられ
る。なお、本実施例ではＭｎＺｎフェライトを使用した
。

これら中間層（３）は、スバ・ンタリング法、真空莫着
法等の真空薄膜形成技術によって簡単に形成することが
できる。なお、本実施例ではスパッタリング法により形
成した。

本実施例の磁気ヘッドを作製するには、先ず、単結晶フ
ェライトブロックと多結晶フェライトブロックとを用意
し、これらの接合面を鏡面加工した後、単結晶フェライ
トブロックの鏡面加工が施された面にＭｎ−Ｚｎフェラ
イトｆｉ　Ｆｌを０．１〜０゜７５μｍ程度の膜厚でス
パッタリングした後、熱間加圧処理により接合一体化し
て接合フェライトブロックを作製する。そして、この接
合フェライトブロックに対して、巻線溝加工、トラック
規制溝加工等を施す等、通常の磁気ヘッド作製の工程を
経るご店により本実施例の磁気ヘッドは完成される。

ここで、本発明者等が実際に作製した磁気ヘッドの実験
データにより本発明を説明する。

先ず、第３図に示すように、ブリッジマン（Ｂｒｉｄｇ
ｍａｎ　）法により形成した単結晶フ二ライトブロック
（４）と通常の粉末冶金法により形成した多結晶フェラ
イトブロック（５）とを用意し、これらの接合面を鏡面
加工して該接合面の表面粗度の最大高さＲｗａｘが０．
１〜０．３μｍとなるようにした。

なお、これら単結晶フェライトブロック（４）と多結晶
フェライトブロック（５）には下記の組成からなるフェ
ライトを使用した。

単結晶フェライト組成 ＭｎＯ３０，Ｏｍｏ１％ Ｚｎ０　　　　　　　　　２０．Ｏｍｏ１％Ｆ　ｅｚｏ
３　　　　　　　５０．Ｏｍｏ１％多結晶フェライト組
成 ＭｎＯ３０，Ｏｍｏ１％ ＺｎＯ２０，Ｏｍｏ１％ Ｆ　ｅｚｏ＝　　　　　　　　　５０．０　ｍｏ１％次
に、前記単結晶フェライトプロ・ツク（４）の接合面に
Ｍｎ−Ｚｎフェライト薄膜（６）をスノぐ・ンタリング
により被着形成した。本実施例では、高周波マグネトロ
ンスパッタリング法を用いて以下の条件でスパッタリン
グした。

スパッタリング条件 圧力・・・ｌＰａ 放電ガス・・・Ａｒ 出力・・・４Ｗ／ｃＡ ターゲット組成・・・Ｍｎ０２５．０ｍ０１％。

Ｚｎ０　　２５．Ｏｍｏ１％、　　Ｆ　ｅｚＯ：＋　　
５０．０　　ｍｏ１％次に、上記単結晶フェライトブロ
ック（４）と多結晶フェライトブロック（５）とを熱間
加圧処理により接合一体化した。熱間加圧処理の処理条
件は、接合温度１３００’ｃ、加圧圧力５．０　ｋｇ／
ｃ１１１．処理時間２時間、窒素雰囲気中とした。

本実施例では、先のＭｎ−Ｚｎフェライト薄膜（６）の
膜厚を０〜２．０μｍの範囲でいろいろ変えて合計９種
類の接合フェライトブロックを各々作製した。

次いでこれら、接合一体化した接合フェライトブロック
を切断し、研磨（クロム・ラップ）した後、接合界面を
顕微鏡により観察して接合強度を調べた。接合強度は１
０サンプルについて当Ｊ　＋Ｉｊ合界面に剥がれがある
もの１点刻がれ（接合面に点状の空孔がある場合）があ
るもの、剥がれかないものの三段階に分け、それぞれの
個数−で評価した。さらに、上記接合フェライトブロッ
クを塩酸でエツチングした後、単結晶フェライト部の固
相拡散の大きさを測定した。なお本実施例では、上記同
相拡散のうねりの大きさの最大値、すなわち最大固相拡
散長と、うねりの大きさの平均値、すなわち平均固相拡
散長の両方を測定した。その結果を第１表に示す。

以下余白 次いで、上記接合フェライトブロックの一部を切り出し
、巻線溝加工、トラック幅規制溝加工等を施してｉｉｉ
前記第１図および第２図に示す磁気ヘットを作製した。

なお、この磁気ヘソ［の単結晶フェライト部の長さは７
０μｍとした。そして、これらの磁気ヘッドについて摺
動ノイズレベルを測定した。

これら実験結果をもとに、摺動ノイズレベルおよび？、
１ｊがれ・点刻がれ不良率の最大固相拡散長依存性をプ
ロットしたものが第４図である。

第４図から明らかなように、接合強度は単結晶フェライ
ト部の最大固相拡散長が大きくなればなる程増すが、摺
動ノイズは逆に大きくなる傾向にある。すなわち、接合
強度を確保しようとすると１１・１動ノイズは増加して
しまい、反対に摺動ノイズレベルの低下を図ろうとする
と今度は接合強度が低下し、これら接合強度と摺動ノイ
ズとは相反する関係にある。

そこで、接合強度と摺動ノイズの両方を満足させるには
、前記単結晶フェライト部の最大固相拡散長を適当な範
囲に設定する必要がある。すなわち、接合強度が充分に
確保でき、しかも摺動ノイズレベルも同時に満足できる
範囲を見出すことである。上記摺動ノイズレベルが実用
上問題とならないためには、熱間加圧処理前と熱間加圧
処理後での摺動ノイズレベルの増加量が２ｄＢ以下であ
ることが必要である。第４図から見ると、摺動ノイスの
増加量が２ｄＢ以下でしかも接合強度も充分確保できる
単結晶フェライト部の最大固相拡散長は１０μｍ以上３
０μｍ以下の範囲となる。したがって、上記単結晶フェ
ライト部の最大固相拡散長を上記範囲とすれば、接合強
度と摺動ノイズがいずれも同時に満足でき、信頼性に優
れた磁気へ７トを実現することが可能となる。

そこで次に、最大固相拡散長と中間層の膜厚との関係を
調べるために、最大固相拡散長と剥がれ点刻がれ不良率
の中間層の膜厚依存性をプロントした。その結果を第５
図に示す。

この結果、最大固相拡散長が前述の範囲となるような中
間層（６）の膜厚は、第５図から明らかなようにＭｎ−
Ｚｎフェライトの場合０．１〜０．７５μｍであった。

なお、上記膜厚の範囲は前記中間層（６）の材料により
異なるものである。

したがって、上記中間層（６）の膜厚を０．１〜０゜７
５μｍに設定して前記単結晶フェライトと多結晶フェラ
イトとの接合界面に介在せしめれば、当該単結晶フェラ
イトと多結晶フェライトの接合にともなう単結晶フェラ
イトの最大固相拡散長が前記１０μｍ以上３０μｍ以下
の範囲内に規制されろ。

よって、接合界面での接合強度は中間層（６）を介在さ
せない接合フェライト磁気ヘッドの接合強度に近い強度
が得られ、しかも極めて小さな摺動ノイズレベルが達成
される。

また、上記単結晶フェライトの固相拡散の大きさを規制
できるので、当該単結晶フェライト部の長さを磁気ギャ
ップのデプスに一致させることが可能となる。したがっ
て、さらなる摺動ノイズレベルの低減が図れる磁気ヘッ
ドが達成される。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
単結晶フェライトと多結晶フェライトとの接合界面に中
間層を介在せしめ、仁の中間層によって単結晶フェライ
トと多結晶フェライトの接合にともなう単結晶フェライ
トの成長による接合界面のうねりの大きさの最大値を所
定範囲に規制しているので、中間層を介在させない接合
フェライト磁気へノドの接合強度に近い高信顛性のある
接合強度が得られ、しかも極めて摺動ノイズレベルの小
さいものとなる。

したがって、本発明の磁気ヘッドによれば、熱間加圧処
理での接合強度不十分による接合界面からの剥がれの発
生やヘッドチップ加工の途中工程で生ずるストレス等に
よる剥がれがなくなり、製造工程における歩留りが改善
され、信頬性の高い磁気ヘッドが実現される。

また、単結晶フェライトの固相拡散の大きさが規制でき
るので、当該単結晶フェライトの長さを磁気ギャップの
デプスに一致させることができ、さらなる摺動ノイズレ
ベルの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す外観
斜視図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線における断面図
である。 第３図は熱間加圧処理して接合一体化した接合フェライ
トブロックを示す斜視図である。 第４図は摺動ノイズおよび剥がれ・点刻がれ不良率の最
大固相拡散長依存性を示す特性図である。 第５図は最大固相拡散長および剥がれ・点刻がれ不良率
の中間層の膜厚依存性を示す特性図である。 １・・・単結晶フェライト部 ２・・・多結晶フェライト部 ３・・・中間層 砥ヘッドの外観−余Ｍ見図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライトを用い後部
   磁気回路を構成する部分に多結晶フェライトを用いた複
   合型の磁気ヘッドにおいて、 前記単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合界面に
   中間層を介在せしめ、且つ単結晶フェライトと多結晶フ
   ェライトの接合にともなう単結晶フェライトの成長によ
   る接合界面のうねりの大きさの最大値を１０μｍ以上３
   ０μｍ以下とすることを特徴とする磁気ヘッド。