JPH031309A

JPH031309A - 磁気ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH031309A
Application number: JP13646889A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Yamada; 太起山田; Yoshito Kobayashi; 小林　善人; Hirotaka Hosaka; 保坂　裕貴
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1991-01-08
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2850134B2

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、ハードディスク、各種
磁気テープ等の磁気記録媒体用のメタル・イン・ギャッ
プ（ＭＩＧ）型の磁気ヘッドとＭＩＧ型の磁気ヘッド用
の磁性合金薄膜と、これらの製造方法とに関する。

〈従来の技術〉第３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の少なくとも一方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磁性
合金薄膜４０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、磁性合金薄膜４０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。

そして、ＭＩＧ型磁気ヘッドの場合、記録・再生感度を
向上させるために、磁性合金薄膜４ｏの保磁力Ｈｃは低
いほど好ましく、具体的には２〜３　０ｅ程度以下であ
ることが要求される。

一方、磁気ヘッドは、その接着耐久性を向上させるため
、通常図示のように溶着ガラス３により溶着一体化され
、補強される。

この場合、強固な補強を行うためには、作業温度Ｔｗの
高いガラスを用いて高温で溶着する必要がある。

なお、作業温度Ｔｗとは、周知のように、ガラスの粘度
が１０４ポアズとなる温度をいう。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、ガラス溶着の際熱処理を行うと、磁性合金薄
膜４０の保磁力Ｈｅが増大する。

このため透磁率が低下し、良好な記録・再生感度を有す
る磁気ヘッドを得ることは困難である。

特に作業温度Ｔｗの高いガラスを用いて、高温で溶着す
るほど保磁力Ｈｃは増大し、例えば、６５０℃程度以上
で溶着を行うと、磁性合金薄膜４０の保磁力Ｈｃは３０
ｅをこえてしまう。

本発明の目的は、ガラス溶着等のため熱処理を行っても
保磁力Ｈｃが増大しないＭＩＧ型磁電磁気ヘッド用磁性
合金薄膜してその製造方法、さらにはこの磁性合金薄膜
を有し、優れた記録・再生感度と接着耐久性とを有する
ＭＩＧ型磁気ヘッドを提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉このような目的は下記の（１）〜（４）の本発明によっ
て達成される。

（１）下記式で示される原子比組成を有することを特徴
とする磁気ヘッド用磁性合金薄膜。

式　　Ｆ　ｅ　ｔｏｏ−ＩＸＩＰ＋ｌ＋　　Ｓ　　ｌ　
ｘ　　Ａ　１２２　　Ｎ　。

（上式において１５≦Ｘ≦１９．５≦ｙ≦１１，０．１≦Ｚ≦１．５である。）（２）Ｆ
ｅ、ＳｔおよびＡεを含有する合金をターゲットとし、
Ａｒ中にＮ２を０．１〜１．５体積％含有する雰囲気下
で、スパッタリングを行い、上記（１）に記載の組成と
する磁気ヘッド用磁性合金薄膜の製造方法。

（３）一対のコア間に、上記（１）に記載の磁気ヘッド
用磁性合金薄膜を有する磁気ヘッド。

（４）直流での保磁力Ｈｃが３０ｅ以下である請求項１
に記載の磁性合金薄膜を有し、前記一対のコアを作業温
度Ｔｗが４００〜８００’Ｃの溶着ガラスにより溶着一
体化した上記（３）に記載の磁気ヘッド。

く作用〉本発明では、磁性合金薄膜を所定の組成とすることによ
り、ガラス溶着等の熱処理を行う場合、その保磁力Ｈｃ
の増加を低減することができる。

このため保磁力Ｈｅの小さいＭＩＧ型磁電磁気ヘッド用
磁性合金薄膜ることができる。

また、このような所定組成の磁性合金薄膜を有する本発
明の磁気ヘッドは、優れた記録・再生感度を有する。

そして、磁性合金薄膜の熱処理による保磁力Ｈ，の増加
量が小さいため、作業温度Ｔｗの高いガラスにより高温
で溶着熱処理を行っても十分小さい保磁力Ｈｃが得られ
る。

従って磁気ヘッドの強固な補強を行うことができ、信頼
性の高い磁気ヘッドを得ることができる。

く具体的構成〉本発明のＭＩＧ型磁気ヘッドの好適実施例を、第１図お
よび第２図に示す。

第１図に示される磁気ヘッドは、ギャップ部対向面に、
磁性合金薄膜４が形成されている第１コア１と、第２コ
ア２とを有し、両コアがギャップ５を介して接合され、
溶着ガラス３により溶着一体化されている。

また、第２図に示される磁気ヘッドは、磁性合金薄膜４
を第１コア１、第２コア２の双方のギャップ部対向面に
形成したタイプのものである。

本発明において、コア１．２はフェライトから構成され
ることが好ましい。

この場合、用いるフェライトに特に制限はないが、Ｍｎ
−ＺｎフェライトまたはＮｉ−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　ｚ　Ｏ３５ｏ
〜６０モル％程度、ｚｎｏ　８〜２５モル％程度、残部
が実質的にＭｎＯのものが好適である。

また、Ｎ　１−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
、Ｆｅｔｕｓ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Ｂ８は、好ましくは
３，０００〜６，０ＯＯＧとする。

飽和磁束密度が前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、このような飽和
磁束密度の組成では、キュリー温度が低（なるため熱的
安定性が低下してしまう。　前記範囲をこえると、磁歪
が増加して磁気ヘッドとしての特性が悪化したり、着磁
し易くなる。

コア１２の直流での初透磁率μ、は１．０００以上、保磁力Ｈｃは０．３０ｅ以下であるこ
とが好ましい。

また、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、後述する磁性合金薄膜４や下地膜等が形
成され易いようにすることが好ましい。

磁性合金薄膜４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。

この場合、コア１．２と磁性合金薄膜４の間には、ガラ
ス等の下地膜を形成してもよい。

下地膜の材料としては、特願平１−７１５０６号に示さ
れるガラス等が好適である。

本発明の磁性合金薄膜４は、下記式で示される原子比組
成を有する。

式　　Ｆ　ｅ　ｔｏｏ−１ｘ＊ｙ＋ｚｌ　　Ｓ　　１　
＊　　Ａ　ｊ２　ｙ　　Ｎ　＠上式においてＸは１５〜
１９、好ましくは１７〜１８である。

前記範囲外では、熱処理により、保磁力Ｈｃが３　０ｅ
をこえ、良好な軟磁気特性を有する磁性合金薄膜が得ら
れない。

また、ｙは５〜１１．好ましくは７〜１０である。

また、２は０．１−１．５、好ましくは０゜２〜０．５
である。

前記範囲外ではガラス溶着等の熱処理を行う場合、保磁
力Ｈｃが増大し、良好な記録・再生感度を得ることが困
難である。

なお、前記組成には０、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ％Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒ
ｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔａ。

Ｗ、Ｐｔ、Ａｕおよびｐｂ等から選ばれる１種以上の元
素が２ａｔ％程度以下含有されていてもよい。

ここで、ヘッド完成時における磁性合金薄膜４の直流で
の保磁力Ｈｃは、３０ｅ以下、より好ましくは１　０ｅ
以下、特に好ましくは０．５０ｅ以下であることが好ま
しい。

直流での初透磁率μ、は、５００以上、より好ましくは
１０００以上であることが好ましい。

保磁力Ｈｃが前記範囲をこえると、あるいは初透磁率μ
、が前記範囲未満であると、記録・再生感度が低下する
傾向にある。

また、磁性合金薄膜４の飽和磁束密度Ｂ１は、１０００
０Ｇ以上であることが好ましい。

前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。

本発明では、磁性合金薄膜４の組成を前記範囲内とする
ことにより、例えば下記に示される直流での磁気特性を
得ることができる。

保磁力ＨＣ：　Ｏ，１〜３　０ｅ、さらにＯ，１〜１０ｅ。

特に０．１〜０．５０ｅ初透磁率μ、：５００〜ｌ　００００、特に１０００〜
１００００飽和磁束密度Ｂ、：１０００−１３０００Ｇなお、磁性
合金薄膜４の磁気特性は、磁気ヘッドに形成する場合と
同一条件で非磁性基板上に成膜し、同一条件の熱処理を
行った後測定すればよい。

磁性合金薄膜４の膜厚は、好ましくは０．２〜５−５さ
らに好ましくは０．５〜３−である。

膜厚が前記範囲未満であると、磁性合金薄膜４全体の体
積が不足して飽和し易くなり、前記のような作用を十分
に果たすことが困難となる。　また、前記範囲をこえる
と、磁性合金薄膜４の摩耗が太き（なる他、渦電流損失
が増大してしまう。

このような磁性合金薄膜４を有することにより、本発明
の磁気ヘッドは保磁力８０００ｅ以上、特に９００〜１
，５０００ｅ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。

本発明の磁性合金薄膜４は、スパッタ法により形成され
ることが好ましい。

本発明のスパッタリングでは、ターゲットとしてＦｅ、
ＳＬおよびＡＪ２を含有する合金を用いる。

ターゲットの組成は前述の式において、Ｎが含有されな
いものとほぼ同一とすればよい。

そして、スパッタリングは、Ａｒ中にＮ２を０．１〜１
．５体積％、好ましくは０．２〜０．５体積％含有する
雰囲気下で行われる。

前記範囲外であると、ガラス溶着等の熱処理を行う場合
、磁性合金薄膜４の保磁力Ｈｅが増大する傾向にある。

なお、動作圧力は０．３〜２．ＯＰａ程度とすればよい
。

この場合、スパッタ投入電圧や電流等の諸条件は、スパ
ッタ方式の種類に応じ適宜決定する。

また、前記のような磁性合金薄膜４は、スパッタ法の他
、蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の各種気相成膜法により形
成することもできる。

コアｌ、コア２および磁性合金薄ＩＩＩ　４が前述した
ような磁気特性であれば、磁気ヘッドとして高い出力と
分解能とが得られる。　また、オーバーライド特性も一
３０ｄＢ以下の良好な値が得られる。

なお、分解能とは、例えば、１層信号の出力をＶ＋ｒ、
２層信号の出力をＶ２．としたとき、（ｖａｔ／ｖ　＋
ｔ）　ｘ　ｉ　ｏ　ｏ　［％］で表わされるものである
。

また、オーバライド特性とは、例えば、１層信号の上に
２層信号を重ね書きしたときの２層信号出力に対する１
層信号出力である。

ギャップ５は、非磁性材質から形成される。

特に、ギャップ５には、接着強度を高めるため接着ガラ
スを用いることが好ましく、例えば、特願平１−７１５
０６号等に示されるガラスが好適である。

また、ギャップ５は、接着ガラスのみで形成されていて
もよいが、ギャップ形成速度やギャップ強度を高めるた
め、図示のようにギャップ５１とギャップ５３との２層
で形成されることか好ましい。

この場合、ギャップ５１には５ｉＯ−を用い、ギャップ
５３には接着ガラスを用いる。

なお、後述する溶着ガラス３が、ギャップ両サイドに流
れ込むタイプの磁気ヘッドの場合は、ギャップ５を酸化
ケイ素のみで形成してもよい。

ギャップ５の形成には制限はないが、特にスパッタ法を
用いることが好ましい。

ギャップ長は、０．２〜２．０戸程度である。

本発明のＭＩＧ型磁気ヘッドは、第１コアｌと、第２コ
ア２とがギャップ５を介して接合−体止されているもの
である。

コアの接合は、ギャップ５３の接着ガラスにより熱圧着
すると同時に溶着ガラス３を流し込むことにより行う。

用いる溶着ガラス３のＴｗは４００〜８００℃であるこ
とが好ましい。

本発明の磁性合金薄膜は、このようなＴｗのガラスを用
いて熱圧着しても、保磁力Ｈｃは３　０ｅ以下の値を保
持する。

溶着ガラス３としては、特に鉛ケイ酸ガラスを用いるこ
とが好ましい。　このうち、例えば、ｐｂｏを４０〜７
０重量％、５ｉ０２を２０〜４０重量％含有するものが
好適である。

特に、ｐｂｏを５０〜６０重量％、ＳｉＯ２を２０〜３
０重量％含有するものが好ましい。

前記範囲外では、ガラスの作業温度Ｔｗが高く、溶着の
際磁性合金薄膜４の磁気特性を劣化させてしまう。

あるいは、ガラスの作業温度Ｔｗが低（、補強効果が不
十分である。

また、鉛ケイ酸ガラスは、前記組成に加えて、Ｂ２０ｓ
　　Ａｔｚ＊　Ｏｓ　、ＺｎＯ１Ｂ　ｌ　２０　ｓ　、
　Ｔ　４２　ｚ　ＯおよびＴ　ｅ　Ｏ２のうち少なくと
も１種以上を含有するものが好ましい。

この場合、各物質の含有比は、Ｂ、Ｏ，は、５重量％以
下、好、ましくは１〜３重量％、Ａ　Ｑ　ｚ　Ｏａは、
５重量％以下、好ましくは３重量％以下、特に好ましく
は０．５〜３重量％、ＺｎＯは、５重量％以下、Ｂｉａ
ｓｓＴβ２０およびＴ　ｅ　Ｏ＊は合計で３０重量％以
下、とすることが好ましい。　ただし、Ｂｉ　２０　ｘ
とＺｎＯとは併用しない方が好ましい。

さらに、前記鉛ケイ酸ガラスには、ＮａｚＯが３重量％
以下、ＫｓＯが５重量％以下、ＮｉＯが２重量％以下、
ＭｎＯが２重量％以下、Ｆｅｗ　Ｏｓが２重量％以下含
有されていてもよい。

前記の組成を有する鉛ケイ酸ガラスの作業温度Ｔｗは６
００〜７５０℃となり、溶着温度５５０〜８００℃にて
溶着な行うことができる。

この場合、本発明では、前述したように所定組成の磁性
合金薄膜４を用いるため、例えば、作業温度７５０℃の
ガラスを用いて、７５０℃で溶着を行っても磁性合金薄
膜４の保磁力Ｈｃとして１　０ｅ以下の良好な値を得る
ことができる。

そして、このような組成のガラスを用いることにより、
堅固に溶着を行うことができ、信頼製の高い磁気ヘッド
が得られる。

前記の鉛ケイ酸ガラスを用いた溶着に際しては、溶着温
度を作業温度Ｔｗ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、モノリシックタイプやコンポジットタイ
プの浮上型の計算機用ヘッド、回転型のＶＴＲ用ヘッド
やＲ−ＤＡＴ用ヘッドなどの各種磁気ヘッドとして用い
られる。

また前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。

なお、本発明においては、第１コア１、第２コア２の一
方のコアに前述した磁性合金薄膜４を形成し、他方のコ
アにはコアより飽和磁束密度Ｂ、の低い磁性合金薄膜を
形成したいわゆるＥＤＧ型の磁気ヘッドとすることがで
きる。

この場合も前述したＭＩＧ型磁気ヘッドと同様の効果を
得ることができる。

〈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磁性合金薄膜を非磁性基板上に、スパッタ法により膜厚
２μに形成した。

スパッタはＦ　ｅ　ｗａｓ　ｉ　＋＊Ａ　ｌ１ｔｓ　（
ａｔ％）の合金をターゲットとし、Ａｒ中にＮ２を０．
３体積％含有する雰囲気下で行った。　動作圧力は、１
．３Ｐａとした。　このようにして製造された磁性合金
薄膜をサンプルＮｏ、１とする。

また、Ａｒ中にＮ２を０．５体積％含有する雰囲気に換
え、サンプルＮｏ、２を製造した。

さらに、雰囲気をＡｒ　１００体積％に換え、比較用サ
ンプルＮｏ、３も製造した。

各サンプルの組成は表１に示されるとおりである。

これらのサンプルに、表１に示される温度で熱処理を３
０分間行って直流での保磁力ＨＣを測定した。

結果は表１に示されるとおりである。

表　　　　１サンプル　　　　組　　成　　　　　　　　保磁力Ｈｃ
（Ｏｅ）Ｎ　ｏ、　　　　　　（ａｔ％）６３０℃　　
６８０℃　　７５０℃ｌ（本発明）　　Ｆｅｔｓ、５Ｓ
ｉｔｔＡｊ＊、ｇＮｏ、ｓ　　　ｏ、ｉ　　　　０．２
　　　０．９２（本発明）　　Ｆｅｙｉ、ｓＳｌ＋ｔＡ
１ｓＮｏ、ｓ　　　　Ｏ，２０，２５１３（比　較）　
　ＦｅｔＪｉｔｅＡら　　　　　　１　　　　１．７　
　　４表１から明らかなように、本発明のサンプルは７
５０℃の高温で熱処理しても１　０ｅ以下のＨｃを保持
することがわかる。　これに対しＮを含有しない比較サ
ンプルでは、７５０℃の熱処理ではＨｃが４　　Ｏｅ以
上となってしまい、実用できない。

実施例２第１図に示されるように、ギャップ部対向面に磁性合金
薄膜４が形成されている第１コアｌと、第２コア２とを
ギャップ５を介して接合−体化し、ＭＩＧ型磁気ヘッド
を製造した。

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Ｂ、は５０００Ｇ、初透磁率μｍは３０
００、保磁力Ｈｃは０．１０ｅであった。

磁性合金薄膜４には実施例１のサンプルＮｏ、１を用い
た。　なお、スパッタ条件や膜厚等も同一とした。

磁性合金薄膜４の組成、直流での飽和磁束密度Ｂ１、保
磁力Ｈｃおよび周波数３　ＭＨｚでの透磁率μは表２に
示されるとおりである。

なお、磁気特性は、サンプルＮｏ、１に対し磁気ヘッド
を形成する場合と同一の熱処理を行って測定した。

ギャップ５１には５ｉＯ＝を用い、スパッタにより形成
し、その膜厚は０６４−とした。

ギャップ５３には、作業温度Ｔｗが６３０℃の接着ガラ
スを用いた。

なお、ギャップ５３はスパッタにより形成し、その膜厚
は０．２）Ｌｍとした。

溶着ガラス３の作業温度Ｔｗは、６３０℃であり、６３
０℃で溶着を行った。

また、コイルターン数は２０×２ターンとした。

このようにして製造された磁気ヘッドをサンプルＮｏ、
４とする。

また、磁性合金薄膜４の組成の異なる磁気ヘッドサンプ
ルＮ００５〜Ｎｏ、１１も製造した。

これらの各サンプルと、保磁力が１１０００ｅのハード
ディスクとを用いて、トラック幅１４−にて下記の特性
を測定した。

なお、測定に際しては、第２コア２を、ハードディスク
リーディング側とした。

（記録・再生感度測定）３　ＭＨｚの信号を記録し、次いで記録した信号を再生
し、その時の再生出力電圧値Ｖ　’ｐ−ｐ（ピーク・ツ
ー・ピーク）を測定する。

結果は表２に示されるとおりである。

なお、表２には測定値Ｖ’ｐ−ｐを規格化した値Ｖｐ−
ｐが示される。

表１、表２より本発明の効果が明らかである。

〈発明の効果〉本発明のＭＩＧ型磁気ヘッド用磁性合金薄膜は、ガラス
溶着等の熱処理を行っても保磁力Ｈｃが小さい。

このため、本発明のＭＩＧ型磁気ヘッドは優れた記録・
再生感度を有する。　そして保磁力８０００ｅ以上の磁
気記録媒体に対しても有効な記録を行うことができる。

また、作業温度Ｔｗの高いガラスにより高温で溶着を行
った場合も十分率さい保磁力Ｈｃを得ることができる。

　このため接着耐久性や信頼性の高い磁気ヘッドを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明のＭＩＧ型磁気ヘッドの
１例を示す部分断面図である。第３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・・・溶着ガラス４．４０・・・磁性合金薄膜５．５１．５３・・・ギャップ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記式で示される原子比組成を有することを特徴
とする磁気ヘッド用磁性合金薄膜。式Ｆｅ＿１＿０＿０＿−＿（＿ｘ＿＋＿ｙ＿＋＿ｚ＿）
Ｓｉ＿ｘＡｌ＿ｙＮ＿ｚ（上式において１５≦ｘ≦１９
、５≦ｙ≦１１、０．１≦ｚ≦１．５である。）
（２）Ｆｅ、ＳｉおよびＡｌを含有する合金をターゲッ
トとし、Ａｒ中にＮ＿２を０．１〜１．５体積％含有す
る雰囲気下で、スパッタリングを行い、請求項１に記載
の組成とする磁気ヘッド用磁性合金薄膜の製造方法。
（３）一対のコア間に、請求項１に記載の磁気ヘッド用
磁性合金薄膜を有する磁気ヘッド。
（４）直流での保磁力Ｈ＿ｃが３０ｅ以下である請求項
１に記載の磁性合金薄膜を有し、前記一対のコアを作業
温度Ｔｗが４００〜８００℃の溶着ガラスにより溶着一
体化した請求項３に記載の磁気ヘッド。