JPH0319110A - 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］ 本発明は磁気ヘッドに関し、特に一対の磁気コア半休を
磁気ギャップ材を介して突合せ、接合してなる磁気ヘッ
ドに関するものである．【従来の技術】 近年、磁気記録技術の向上に伴い、ビデオテーブレコー
ダ（ＶＴＲ）、回転ヘッド型デジタルオーディオテーブ
レコーダ（Ｒ−ＤＡＴ）．フロッピーディスクドライブ
装置（ＦＤＤ）．スチルビデオ（ＳＶ）等の装置におい
ては、高抗磁力の磁気記録媒体を利用する機会が増えて
きている。 これに伴って、これらの装置用の磁気ヘッドとして、こ
のような高抗磁力媒体への記録を可能とするために高飽
和磁束密度の磁性材を用いる必要があり、且つ、記録媒
体の面内の記録密度を向上させるためにその狭トラック
化や、磁気ギャップ長の狭小化が要求されている． これに対応して，近年では、従来のフエライトヘッドに
代わり、主にフエライトからなるコア半休の磁気ギャッ
プ近傍のみにセンダスト、アモルファス等の金属を、ス
パッタリング、真空蒸着、イオンブレーテイング等の真
空薄膜形成技術にて堆積した複合ヘッド、所謂メタル・
イン・ギャップ（ＭＩＧ）型と呼ばれる磁気ヘッドが主
流となっている．これらの磁気ヘッドにおいて、その磁
気ギャップ材としては、Ｓｔｏｗ，ＴｉＯｚ，ＺｒＯ＊
　，　Ｃｒ，　Ａ１２ｏｚ　，　Ｔｉｃ，　Ｔａｇ’ｓ
等が提案されている。 ［発明が解決しようとしている問題点］上述の如き磁気
ヘッドにおいては、一般に以下の３つの課題が存在する
． まず第１に、磁気ギャップを保持固定する溶着ガラス材
とフエライト．センダストやアモルファス等との金属と
の濡れ性が各材料によって異なるため、コア間の隙間に
この溶看ガラスが入りにくい。従って、ヘッドチップの
強度を保つために、磁気ギャップ材としては溶着ガラス
との濡れ性が良いものを選択する必要がある． また第２に、超狭ギャップを形成する場合には、フエラ
イト，センダストやアモルファス等の金属の間で耐摩耗
性が異なるため、中間に位置するギャップ材の耐摩耗性
が異なるため、ギャップ材の耐摩耗性が重要なポイント
となる．つまり、各材料が均一に摩耗するような耐摩耗
性を有する磁気ギャップ材を選択する必要がある。 更に第３に、センダストやアモルファス等の金属と溶着
ガラスとが反応して反応層を生じ、外観上で好ましくな
い上に、ガラスと金属との接合強度も弱くなり、脆くな
ってしまう。そのため、上記反応層の発生を抑え得る磁
気ギャップ材を選択する必要がある． 以下、これらの課題について更に詳しく説明する． まず、従来の各ギャップ材の溶着ガラスに対する濡れ性
を第１表に示す。 この第１表には各磁気ギャップ材と溶着ガラス（ＰｂＯ
−ＳｉＯｘ　−Ｂｉ＊Ｏｓ　−Ｂｗ　Ｏｎ系）との濡れ
性を接触角θで示してある。接触角θが小さい程濡れ性
は良いことになる．尚、接触角θの測定は以下の如く行
なった。即ち、フエライト基板上に高飽和磁束密度の金
属磁性膜であるセンダスト薄膜を５μｍの膜厚で成膜し
た上に、上記の各磁気ギャップ材の薄膜を膜厚１　００
０人で成膜し、その上に一定体積の溶着ガラスを載せ、
５７０℃で４０分加熱して溶融させる。この時の溶着ガ
ラス滴の各磁気ギャップ材の薄膜との接触角を接触角計
にて測定したものがか上記θである。ちなみに、フエラ
イトに対する溶着ガラスの接触角θは３２゜であり、セ
ンダストに対する溶着ガラスの接触角θは６２″″であ
る。 次に、磁気ギャップ材の耐摩耗性について考察する。 まず、Ｃｒ，Ａｈｏｓ　，Ｔｉｃ，ＺｒＯｔは硬？が大
で、耐摩耗性が高すぎるため、これらの材料を用いると
磁気コアの磁気ギャップ部に出張りを生じてしまう。こ
の出張りは、スペーシングロスを発生させ、出力の劣化
となってしまう。 一方、ＴｉＯ■は逆に硬度が小さすぎて、これを用いる
と磁気ギャップ部に窪みを生じてしまう。この窪みに磁
気コアの金属磁性薄膜材料が変形して入り込み、所謂ギ
ャップかぶりを生じ、光学ギャップ長が小さくなり、同
様に出力が劣化するという不都合がある。 なお、Ｓ　ｉ　Ｏ　ａ　，　ＴａｚＯ　ｓは硬度が上記
の両者の中間であり、耐摩耗性に関していえば磁気ギャ
ップ材に適しているといえる。 更に、他の問題としては磁気コア半休の突合わせ面に成
膜される金属磁性膜と溶着ガラスが反応して反応層が生
じる結果、溶着ガラスと金属磁性膜との結合強度が弱く
なり磁気コアの機械的強度が弱くなってしまう．これに
対して、上記の各磁気ギャップ材ではＣｒを除きこのよ
うな反応層の発生を防止する効果は低い． ただし、Ｃｒは反応層の発生を防止出来るものの、金属
磁性薄膜材料と光学顕微鏡の下でほぼ同色に見えるため
、ヘッドの製造工程において光学顕微鏡によるギャップ
長の検査が困難であり、その分コストがかかってしまう
． このように、従来用いられている各磁気ギャップ材では
上述の課題を解決するものはない．本発明は、斯かる背
景下においてヘッドチップの強度と電磁変換特性の両方
を満足したものとできる磁気ヘッドを提供することを目
的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 斯かる目的下において、本発明によれば、一対の磁気コ
ア半休を磁気ギャップ材を介して突合せ、溶着ガラスに
より接合してなる磁気ヘッドにおいて、一対の磁気コア
の少なくとも一方の突合せ面にＳ　ｉ　Ｏ　＊膜とＣｒ
＊Ｏｓ膜の積層膜を堆積する構成とした． ［作用］ 上述の如く構成することにより、ＳｔＯｔ膜のみを磁気
ギャップ材とする場合に比べ、磁気ギャップ材の溶着ガ
ラスに対する濡れ性が良く、ヘッドチップの強度を保つ
ことができる．又、Ｃ　ｒ　Ｏ　ｓ膜のみを磁気ギャッ
プ材とする場合に比べ、磁気ギャップ材の硬度も磁性材
に近い硬度とすることができ、スペーシングロスの発生
が少ないため電磁変換特性も良好なものとすることがで
きる． ［実施例］ 以下、図面に示す実施例について詳細に説明する。 第４図は本発明の一実施例としてのＭＩＧ型磁気ヘッド
の磁気コアの外観を示す斜視図である．図中２．２゜は
フエライトブロック、６，６゜は後述する積層膜であり
、これらで夫々コア半休を形成している．図中、上面が
不図示の磁気記録媒体の摺動接触する媒体摺動面となっ
ている．ブロック２と＠６よりなるコア半休とブロック
２゜と膜６゜よりなるコア半休とは、膜６，６゜に含ま
れる磁気ギャップ材を介して突合され、溶着ガラス５に
より接合して磁気コアが構成されている。 媒体摺動面において磁気ギャップの両側部分には、磁気
ギャップのトラック幅を規制するトラック溝９，９゜が
形成されている．また、コア半休の突合せ面の中間部に
は不図示のコイルを巻装するための巻線溝７が形成され
ている。更に、コア半休のき合せ面の両側に沿ってガラ
ス溝８が形成されている．この時、溶着ガラス５は図示
の如くトラック溝９．９゜及びガラス溝８内に充填され
る． このような本実施例の磁気ヘッドの磁気コアは、上述の
如＜ＭＩＧ型であり、磁気ギャップ周辺の構造は、第１
図に示す通りである。 第１図において矢印χは磁気記録媒体の摺動方向を示し
ており、２，２゜はフエライト部分であり、第４図に示
す磁気コアのコア半休の本体はこのフエライト２，２゛
からなっている。そして、フエライト２．２゜の磁気ギ
ャップｇに対向する面の夫々には高飽和磁束密度の金属
磁性薄膜（例えばセンダスト膜）ｌ，１゜が成膜されて
いる。 また、金属磁性薄膜１，１゜の磁気ギャップｇに対向す
る表面にはＣｒ＊Ｏｓ膜４，４゜が成膜されており、更
に、このＣｒｏｏｎ膜４．４“の表面にはＳ　ｉ　Ｏ　
ｘ膜３，３゜が成膜されている。これらの膜１，４．３
及び膜１′，４′，３゛は夫々第４図の積層膜６，６゜
を構成している。 そしてこのようにフエライト２，２゜の表面に積層膜６
，６゜を成膜してなる磁気コア半休同志を突合せて、溶
着ガラス５により溶着接合することにより磁気コアが構
成されている。そしてこの時、ＣｒｚＯｘ膜４，４゜及
びＳｉＯ＊膜３．３゜は磁気ギャップｇを構成する磁気
ギャップ材として作用することになる． なお、この実施例におけるＣｒ．Ｏ．膜４，４゜の厚さ
はＳｉｎｓ膜３，３゜と合わせた総合膜厚に対し、１０
％〜５０％の範囲とする。この理由については後に詳述
する。 次に、第５図及び第６図を参照して、本実施例の磁気ヘ
ッドの製造工程について説明しておく．第５図において
２はコア半休をの母材となるフエライトブロック２であ
り、フエライトを細長い直方体状に切出したものである
。まず、このフエライトブロック２に対し突合せ面とな
る図中上面に回転砥石によりトラック溝９を所定間隔で
形成する。そして、このフエライトブロック２の図中上
面に第１図に示した金属磁性薄膜ｌ成膜し、その後その
上にＣｒａｂｓ膜４を成膜し、更にその上にＳｉＯａ膜
３を成膜する．これらの膜１，３．４の成膜は例えばス
パッタリング法等による．これらの、薄膜堆積工程によ
り、第５図に示す積層膜６．６゜が形成される．この後
、巻き線溝７及びガラス溝８が形成され、第５図に示す
如きコア半休ブロックを得る． 次に、以上の加工と薄膜形成を行なったコア半休ブロッ
クを一対用意し、これらを第６図に示すように突合せ、
溶着ガラスのガラス棒なセットして、例えば５７０℃で
４０分溶着し、接合する．更に、コア半休ブロックの接
合体の第６図中上面を磁気記録媒体摺動面として円筒加
工し、このコア半休ブロックの接合体を第６図の一点鎖
線ａに沿って切断することによって第４図に示す様な磁
気コアが得られる。 ここで、Ｃｒ２０ｍ膜４は溶着ガラス５との濡れ性が良
く、ガラス５と膜６との接合強度を強くする性質があり
、一方、Ｓ　ｉ　Ｏ　＊膜３は前述の如く磁気ギャップ
材に適した硬度を持っている．即ち、本実施例の磁気ヘ
ッドではこれらの膜の長所を組み合わせることによって
、磁気ギャップ材として所望の作用を行なえる様な磁気
ギャップ材を構成しており、磁気ヘッドとして好ましい
特性を呈することになる． 一般に、ＣｒｚＯｓ膜４とＳ　ｉ　Ｏ　ｘ膜３との積層
膜を磁気ギャップ材として用いることにより上述の効果
が得られるが、本実施例の如きＣｒ．Ｏ．膜４とＳｉｎ
ｓ膜３の成膜順序、及び、Ｃｒ２０ｓ膜４とＳｉｎｓ膜
３と合わせた総合膜厚に対するＣ　ｒｘ　Ｏ　ｓ膜４の
比率は実験による検討結果に従い、最も理想的な特性が
得られる様に設定したものである． 以下、この実験とその結果について説明する。 まず、フエライト基板上に高飽和磁束密度の金属磁性膜
であるセンダスト薄膜を５μｍの膜厚で成膜した上に、
第２表に■〜０に示した組合わせでＣｒａｂｓ膜４とＳ
ｉｆｔ膜３とを成膜し、■〜Ｏの試料を得た． なお、第１表において第１層とは、センダスト薄＠ｌｌ
に接触する側、即ち磁気ギャップから遠い側の薄膜であ
り、第２層とは、第１層の薄膜上に形成される側、即ち
磁気ギャップ側の薄膜である。 先ず、上記の各試料■〜■の溶着ガラスとの濡れ性の試
験を行なった。即ち、前述した様に、各試料上に一定体
積の溶着ガラスを載せ、５７０℃で４０分加熱して溶融
させ、この時の溶着ガラス摘の各磁気ギャップ材の薄膜
との接触角θを接触角計にて測定した。この結果を第３
表に示す．第３表から明らかな様にＳｉＯｉ膜のみを堆
積した試料■の場合は７３゜と非常に濡れ性が悪い。ま
た、Ｃｒｉｅｓ膜のみを堆積した試料■の場合は４３°
と濡れ性が良い．ＳｉＯ．膜とＣｒａｂｓ膜とを積層し
た場合には、第１層膜をＳ　ｉ　Ｏ　＊膜とした場合が
、第１層膜をＣｒ＊Ｏｓ膜とした場合より若干濡れ性が
良い。しかし、いず結果を第４表に示す。第２図はこの
第４表をグラフ化したものである． れの積層膜についても、Ｓ　ｉ　Ｏ　ｘ膜のみを堆積し
た試料■に対して大きく濡れ性が改善されており、磁気
ヘッドの磁気ギャップ材として充分な特性である。 次に、試料■〜＠を用いてヘッド試作を行い，前述した
製造工程に従ってヘッドチップを得たゆそして、このよ
うにして得た各ヘッドチップの強度を、片側のコア半休
を固定し、他方のチップに力を加えた時のワレ強度によ
って評価した。このＳｉＯ＝ｌ］ｉのみを堆積した試料
■を用いたヘッドチップの強度はほとんどＯであるのに
対し、Ｓｉｎ．膜とＣｒ．Ｏ．膜との総合膜厚に対する
Ｃｒ２０．膜の割合が上がるにつれて強度は上昇する。 また、この割合が同じであればガラスと接触する第２層
の膜がＳｉＯ−膜であるほうが強度は高い。 次に、試料■〜０を用いたヘッドチップの自己記録再生
特性を各周波数毎に第５表に示す。 第ヨＬ産 尚、第５表において各数値はビークービーク値による電
圧低下をｄＢで示したものである，第５表から明らかな
ように最も特性が良好なヘッドは試料■を用いたヘッド
、即ち、磁気ギャップ材としてＳｉｎ．膜のみを堆積し
たヘッドである。しかしながら、このヘッドは前述の第
４表がら明らかなように強度が極端に弱いため使用する
ことができない。そこで特性上、満足のいくヘッドは試
料■■［相］００を用いたヘッドである。即ち、Ｓ　ｉ
　Ｏ　ａ膜とＣｒ−０−膜との総合膜厚に対するＣｒ２
０ｓ膜の割合が１２．５％〜５０％のヘッドである。 次に、ＳｉＯ．膜とＣｒｉＯｓ膜との総合膜厚に対する
Ｃｒ−０．膜の割合に応じたヘッドの磁気ギャップの出
っ張り量の変化を第３図に示す。第３図から明らかなよ
うにＣ　ｒｚ　Ｏ　ｓ　ｔｌＪｉの割合が増加すると出
っ張り量も増加する。上述の特性の差はこの出っ張りに
従うスベーシングロスによるものと考察される。 最後に、試料■〜０を用いたヘッドチップの溶着ガラス
中の気泡の発生状態を調べ、その不良率を第６表に示す
。尚、一般に気泡は１０ＬＬｍ以上のものが１つでもあ
ればヘッド不良となる．第６表から明らかなように、試
料■を用いたヘッド、即ち、磁気ギャップ材としてＣｒ
ｘＯ＊膜のみを堆積したヘッドでは、気泡の発生が多い
。そして、Ｃｒａｂｓ膜の量が減るに従って気泡の発生
は少なくなるが、ＣｒｚＯｉ膜の割合が同じであればガ
ラスと接触する第２層の膜がＳｉ　Ｏ　＊膜である方が
気泡の発生は少ない． 以上の実験結果から、Ｃｒａｂｓ膜４．４゜の厚さはＳ
ｉＯ−膜３．３゜と合わせた総合膜厚に対し、１０％〜
５０％の範囲とし、Ｃｒ＊Ｏｓ膜４，４゛を第１層膜、
Ｓ　ｆ　Ｏ　＊膜３，３゜を第２層膜とした本実施例の
磁気ヘッドはヘッドチップの強度、電磁変換特性、不良
発生率のいずれについても満足の得られる特性を示して
いることが分かる。 尚、上述の実施例の磁気ヘッドでは金属磁性薄膜とＳ　
ｉ　０１　１’ｌ，　ＣｒｌＯｓ　Ｉ’ｌｌの色の違い
により光学顕微鏡下にてギャップ長の測定が簡単に行な
えるものである。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の磁気ヘッドにおいては、
一対の磁気コアの少なくとも一方の突合せ面にＳｉＯｉ
ｌｌｌとＣｒ＠Ｏｓ膜の積層膜を堆積したので、磁気ギ
ャップ材と溶着ガラスとの濡れ性が良くヘッドの強度を
保つことができる。また、磁気ギャップ材の硬度も磁性
材に近い硬度とすることができ、スペーシングロスの発
生が少ないため電磁変換特性も良好なものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての磁気ヘッドの磁気ギ
ャップ近傍の構造を示す図、 第２図はＳｉＯ＝膜とＣｒａｂｓ膜の比率とヘッドチッ
プ強度との関係を示す図、 第３図はＳｉｎ．膜とＣｒａｂｓ膜の比率と磁気ギャッ
プの出っ張り量との関係を示す図、第４図は本発明の一
実施例としての磁気ヘッドの磁気コアの外観斜視図、 第５図及び第６図は第４図の磁気ヘッドの製造工程を説
明するための図である。 １．１゛は金属磁性薄膜、 ２，２゛はフエライト、 ３，３゛はＳｔｏｗ膜、 ４，４゛はＣｒ＊Ｏｓ膜、 ５は溶着ガラス、 ６，６゜は積層膜、 ７は巻き線溝、 ８はガラス溝、 ９はトラック溝である。 呟唖辱臣灯搗Ｃｒｚ　Ｏヲ、じ率（％，竃？！−口 Ｖ ３ （２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の磁気コア半休を磁気ギャップ材を介して突
   合せ、溶着ガラスにより接合してなる磁気ヘッドであつ
   て、前記一対の磁気コアの少なくとも一方の突合せ面に
   ＳｉＯ＿２膜とＣｒ＿２Ｏ＿３膜の積層膜を堆積したこ
   とを特徴とする磁気ヘッド。
2. （２）前記積層膜は前記磁気コア側からＣｒ＿２Ｏ＿３
   膜、ＳｉＯ＿２膜の順に積層されてなることを特徴とす
   る特許請求の範囲（１）記載の磁気ヘッド。