JPH03286405A - 磁気ヘッド及びその製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ビデオテープレコーダ、磁気テープ装置等
の磁気記録再生の分野において、高周波信号の完全磁気
記録が可能な磁気ヘッド及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、磁気記録の高密度化に伴い、磁気記録媒体の高抗
磁力化が進んでいる。これに用いる磁気ヘッドは、磁気
記録媒体の高抗磁力に対応した強い磁気記録磁界が必要
で、従来のフエライ］−（飽和磁束密度Ｂｓ　＝５００
０Ｇ）に代わって、高磁束密度（８０００〜１６０００
Ｇ＞を有づる金属磁性体が用いられるようになってきて
いる。

第１２図に上記金属ｌｌ性体を用いた磁気ヘッドの一例
を示す。

第１２図に示す磁気ヘッドは、コア半体５１．５２の各
突き合わせ面に、Ｃｏ系のアモルファス又はセンダスト
系の飽和磁束密度の高い金属磁性体膜５３．５３（斜線
部）を蒸着、スパッタ等の手段によって形成している。

コア半体５１．５２はフェライト中等の酸化物磁性体で
ある。

このような金属磁性体！！５３は、テーブタッヂ面でギ
ャップ５４を挟む層を成す。金属磁性体膜５３゜５３は
、金属の性質により、フエライ１へに比べて比抵抗が１
／１０００と小ざく、Ｍ口２オーダーの周波数帯になる
と、表面効果による渦電流損失をＳ視できな（なる。こ
の種の磁気ヘッドが、記録能力は）Ｊライトに優るが再
生効率はフェライトに劣るといわれる所以である。この
渦電流損失苓・軽減づるため、金ｒＪＡ磁性体膜をｒヤ
ップ近傍に形成するヘッドは、ギャップデプスｄをフェ
ライトヘッドの場合より小ざく−４るのが慣行になって
いる。

しかして、ギャップデプスｄを小さ（していくと、）１
ライトの先端のギャップデプスも小さくなり、フェライ
トが先に飽和する傾向が強くなり、フエライ１〜と金属
磁性体膜との間に疑似ギャップが形成されることによる
記録再生特性の悪化を無視出来なくなる。

すなわち、第１３図において、磁束φがフェライト中を
流れると、磁束φに垂直な断面積をＳとして、磁束密度
Ｂは、Ｂ−φ／Ｓで表される。φは一定であるので、ギ
ャップ近傍に近づく稈磁束密度Ｂが大きくなる。磁束密
度Ｂがフェライトと同じ５０００Ｇを越えると、フェラ
イトが飽和して、金属磁性体と′ｆｒｉ気的に不連続に
なってしまう。

このような磁気的不連続点の発生は、第１４図に示づよ
うに、本来のギャップによって記録される信号Ｓ１の前
後に疑似ギャップによる信号Ｓ２゜＄３を記録してしま
う。これは、ギャップ近傍におけるフェライトの先端部
分５５が飽和づるものであるため、ギャップ近傍の磁性
体膜５３の厚みを大きくしても避けられない。

ギャップ近傍に金属磁性体膜を形成する磁気ヘッドの欠
点をなくした磁気ヘッドの構成として、第１５図に示づ
ように、金属磁性体膜を多層に形成した半体同士の各層
面を突き合わせてギャップを形成した磁気ヘッド（通称
ラミネートヘッド）が提唱されている。この磁気ヘッド
は、金属磁性体と５ｉ０２等の電気絶縁体とを交互に蒸
着あるいはスパッタ等の膜技術により膜形成して成る積
層コア５６を、セラミック等の非磁性体あるいはフェラ
イト等の酸化磁性体によるホルダ５７．５８にてザンド
イッチしたものである。これらの積層コア５６、５６に
は、１゛トップ６のデプス方向下方に巻線溝５９を形成
している。金属磁性体は現在主流のフェライトに比べて
飽和磁束密度も磁化率も為い。

反面、比抵抗が小ざい為に高周波では表皮効果によって
実効的な透ｖｉｉ串が小さくなってしまう。したがって
、金属磁性体を用いる場合、どれだけ渦電流を押さえら
れるかが一つのポイン１−となる。

ラミネートヘッドは、金属磁性体の膜を厚み方向に何分
割かし、その間に絶縁膜を挟み込む構造となっている。

こう１−るごとによって高周波での表皮効果を押さえ、
透磁率の劣化を最小限に留めることに成功している。

しかし、うよネート形ヘッドは、再生時、磁気回路に流
れる磁束が小さいために、高周波信８の再生効率が悪化
づるという弱点をイｊづる。

また、従来のラミネート形の磁気ヘッドは、高周波帯域
でのもう一つの問題点をクリヤ出来ていない。それは、
金属磁性体膜５３′　内の磁気異方性のコントロールの
問題である。磁性体の磁化の磁化過程には磁化移動と磁
化回転の２種類がある。

低周波或いは静的磁化過程では磁区内の磁化が一度に反
転づる磁壁移動型の磁化過程の方が磁化が容易である。

即ち、透磁率も高くなる。しかし、高周波になると、磁
壁内部のエネルギー損失が大きいために磁壁移動が起こ
らなくなり、磁化回転による磁化のみが有効となる。磁
化回転の場合の初磁化率Ｘ　ｒｏｔは、 と表すことができる。但し、Ｉｓは飽和磁化、ＫＯは一
軸異方性定数、θは一軸異方性容易軸と磁界のなす角度
である。式（１）において、θ＝９０°のときにＸ　ｒ
ｏｔは最大となる。つまり、容易軸に対して垂直に磁界
がかかる場合、磁化回転による磁化率は最大になる。し
たがって、上記金属磁性体膜５３′　は、磁束の方向に
対して常に垂直な方向に容易軸を持つように磁気異方性
を有するのが理想である。しかしながら、金属磁性体験
５３′の磁束は内側巻線溝５９．５９により構成される
孔を周回するように流れるため、これに対して常に垂直
になるように一軸異方性容易軸（以下磁化容易軸と呼ぶ
）を付与することは容易でない。現状では異方性のない
無配向（等方）ＷＡか、異方性があってもコア内で一方
向の一軸異方性をもつものしかなく、磁束を常に高透磁
率の向きに流せるものではない。このため特に再生効率
が悪くなってしまう。

（発明が解決しようとする課題） 非磁性体と金属磁性体を積層した従来のラミネート形磁
気ヘッドは、磁気回路が巻線溝を周回するように形成さ
れるため、磁束を常に高透磁率の向きに流せないので、
特に再生効率が劣るとゆう問題があった。

そこで本発明は、磁気回路の磁束を容易に流すようにし
て、高再生効率を確保する磁気ヘッドとその製造方法の
提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段〉 本発明は、ギャップ中心に構成する第１の積層体く芯部
コア〉を外側から第２の積層体（外側コア〉にて接合し
て一体構成し、第１のＷ４１１体の磁化容易軸がギャッ
プデプス方向と一致し、第２の積層体の磁化容易軸が上
記第１の積層体の上記容易軸と直交するように構成して
いる。

（作用〉 磁性体に磁化容易軸を付与すると、磁化容易軸と直交づ
る方向に透磁率が高くなる。この発明のように、ギャッ
プ中心に構成された芯部コアにおける磁化容易軸をギャ
ップ形成突き合わせ面に平行に、芯部コアの外側に一体
結合した外部コアの磁化容易軸をギャップ突き合わせ面
に直交して付与することにより、磁束は芯部コア及び外
側コアに対して常に高透磁率の方向に流れ、特に再生効
率を向上することができる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例によって詳細に説明づる。

第１図は本発明に係る磁気ヘッドの一実施例を示す構成
図である。第１図に示す磁気ヘッドは、ギャップ１のデ
プス方向軸を中心に構成した一対の芯部コア２ａ、２ｂ
と、その外側で上記芯部コア２ａ、２ｂと一体結合され
た外側コア３ａ。

３ｂとを、それぞれギャップ長方向にの両サイドよりホ
ルダ４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂにて挟持したものである
。

芯部コア２ａ、　２ｂは、アモルファス性金属磁性体ｗ
Ａ（斜線部）とＳ　ｉ　０２等の非磁性体膜とを交互に
積層して成るＷ４層体である。芯部コア２ａ。

２ｂの金属磁性体験は、それぞれ磁化容易軸がギャップ
１を形成しているコア突き合わせ面と平行に付与されて
おり、これにより透磁率は、コア突き合わせ面に直交す
る方向に大きくなっている。

一方、外側コア３ａ、３ｂは、センダスト等の結晶性合
金による金属磁性体膜（斜線部）と非磁性体膜とを積層
して成る積層体である。外側コア３ａ、３ｂの金属磁性
体験は、それぞれ磁化容易軸が芯部コア２ａ、２ｂの磁
化容易軸と直交する方向に付与されている。

なお、外側コア３ａ、３ｂには、巻線溝６ａ。

６ｂを形成するとともに、一方の芯部コア２ａと外側コ
ア３ａに亘って巻線溝６を形成する。また、芯部２ａと
外側コア３ａ及び芯部２ｂと外側コア３ｂの結合手段は
、形成工程で一体結合し、ギャップ１を介した半体コア
チップ（芯部コア２ａ及び外側コア３ａと、芯部コア２
ｂ及び外側コア３ｂ）は、ガラス等の非磁性体７による
溶融凝固である。

第２図は上記芯部コア２ａ、２ｂ及び外側コア３ａ、３
ｂに付与された磁化容易軸を説明する側面図である。Ｍ
ｌは芯部コア２ａ、２ｂに付与された磁化容易軸を示し
、Ｍｌは外側コア３ａ。

３ｂに付与された磁化容易軸を示す。このような磁化容
易軸Ｍｌ　、Ｍｌが付与されることにより、記録あるい
は再生時に形成される磁気回路は、各芯部コア２ａ、２
ｂ及び外側コア３ａ、３ｂに対して、透磁率が高い方向
に磁束の流れを形成する。

すなわち、各芯部コア２ａ、２ｂ及び外側コア３ａ、３
ｂでは、磁化容易軸がＭｌ　、Ｍｌのように形成される
ことにより、これと各直交する方向に透磁率が高くなる
。この透磁率が高くなる方向は、磁気回路による磁束の
流れる方向と一致し、これにより、磁束の流れが良好に
なって記録再生効率ともに優れた磁気ヘッドが得られる
。特に、高周波時の再生効率は、従来の等方性あるいは
一軸異方性のみを持つ膜に比べて高くなる。

なお、ギャップ近傍の芯部コア２ａ、２ｂでは、磁束の
流れが、容易軸に平行になるが、この距離は他の磁気回
路区間に比し短いので、磁束は、はぼ容易軸に直交する
と見なすことができる。

また、上記実施例では、芯部コア２ａと外側コア３ａの
みに内側巻Ｉｔ溝６を形成していたが、芯部コア２ｂ及
び外側コア３ｂにも巻線溝を構成してもよい。

次に、製造方法の実施例を説明する。

第１図に示す磁器ヘッドは以下のように製作する。

まず、第３図に示すように、ホルダ４ａ又は４ｂとなる
非磁性体基板１１の一面に上記芯部コア２ａ、２ｂに対
応してスパッタマスク１２を形成する。次に、スパッタ
マスク１２を形成した磁性体基板１１を、例えば永久磁
石等の磁界発生装置１３の上に乗せた状態で、第４図に
示すように非磁性体基板１１にスパッタリング、蒸着等
の手段によってセンダスト膜１４とＳｉＯ２膜１５を交
互に積層する。

これによるｖＸＸ鉢体１６後に外側コア３ａ、３ｂとな
る。この形成過程で磁界発生装置１３は、センダスト膜
１４に対し発生磁界の方向に磁化容易軸Ｍ２を付与する
ことになる。

次に、第５図に示すように、非磁性基板１１から第４図
の工程で、形成したスパッタマスク１２をエツ°チング
液への浸漬等によって除去する。この場合、最初にスパ
ッタマスク１２上に形成されたセンダスト−３ｉＯ２積
層休１６の部分は切削、研磨等のラップを行い、スパッ
タマスク１２を除去しておく必要がある。その後、第６
図に示すように、センダスト−３ｉＯ２積゛層体１６の
上からスパッタリング、蒸着等の手段によってアモルフ
ァス膜１７とＳｉＯ２膜１８を交互に積層する。これに
よるアモルファス−８ｉ　０２８１１６体１９は、スパ
ッタマスク１２が除去されることによって空地となった
センダスト−８ｉＯ２積層体１６の間にも形成され、後
に芯部コア２ａ、２ｂとなる。

次に、第６図の工程で、センダスト−８ｉ０２積層休１
６の上に枯病して山なりとなったアモルファス−８ｉ０
２積層体１９の部分をラップし、第７図に示すように、
アモルファス−８ｉＯ２積屑休１９及びセンダスト−８
ｉ０２積層体１６が交互に並んだ中間物を作成づる。

次に、第７図に示づ中間物は、第８図に示づように磁界
発生装置１３の上に再び載置し、センダスト−８１０２
積層体１６の磁化容易軸Ｍ２と直交するように磁界をか
ける。この時の磁界の強さは、アモルファス−８ｉＯ２
＠！１１体１９の磁化容易軸Ｍ１を配向させるには十分
であり、Ｈつセンダスト−３ｉ０２積層体１６の初期の
配向を乱さない大きさに設定する。これにより、アモル
ファス膜１７とセンダスト膜１４との磁化容易軸Ｍｌ　
、Ｍｌがそれぞれ直交づるような異方性をもった積層体
１６゜１９が形成される。なお、この磁化容易軸付与の
過程において同時に熱処理も行っている。

次に、第９図に示すように、非磁性体基板１１の積層体
形成面にもう一枚の非磁性体基板２０を接着し、−点鎖
線に示すアモルファス−８ｉＯ２積層体１９の中心を通
る位置で、非磁性体基板１１．２０を接着して構成した
ブロックを切断する。切断した一対のコア半体ブロック
２１．２１は、第１０図に示すように、巻線溝５ａ、５
ｂとなる溝２２．２２及び巻線溝６となる溝２３を形成
する。

次に、第１１図に示すように、上記コア半体ブロック２
１．２１を非磁性体を介して突き合わせギャップ１を形
成とともにコア半体ブロック２１．２１同士を接合する
、その後、第１１図の破線に示す位置で切断し、媒体タ
ッチ面を形成する等の処理を行って第１図の完成品を得
る。

このような製造方法により、ギャップ中心に磁化容易軸
が平行に付与された芯部コア２ａ、２ｂと、該芯部コア
２ａ、２ｂの磁化容易軸に対して直交する方向に磁化容
易軸を有する外側コア３ａ。

３ｂから成る磁気ヘッドを製造することができる。

なお、実施例では、芯部コア２ａ、２ｂとしてアモルフ
ァス−８ｉ　０２積層体１６を配置し、外周コア３ａ、
３ｂとしてセンダスト−８ｉ　０２１層体１９を配置し
たが、外側コアとしてアモルファス−８ｉＯ２積層休１
６を、芯部コアとしてセンダスト−８ｉ　０２１１１１
４体１９を配置するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上述べた様にこの発明によれば、磁束を常に高透磁率
の向きに流せ、金属磁性体膜の高周波に対する透磁率が
向上し、高周波特性の良好な磁気ヘッドを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る磁気ヘッドの一実施例を示す斜
視図、第２図は第１図の磁気ヘッドの断面図、第３図〜
第１１図はこの発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実
施例を説明する説明図、第１２図及び第１３図は金属磁
性体膜をギ１１ツブ近傍に設けた従来の磁気ヘッドの一
例を説明する斜視図及び拡大図、第１４図は疑似ギャッ
プを説明する説明図、第１５図は金属磁性体膜の積層体
を用いた従来の磁気ヘッドを示す拡大図である。 １・・・ギャップ、２ａ、２ｂ・・・芯部コア、３ａ。 ３ｂ・・・外側コア。 第４区 第８４ 第９図 第１３図 第１０図 第１１図 第１４担 第１５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ギャップデプス方向に磁化容易軸が付与された磁
   性体及び非磁性体から成る積層体をギャップ中心に設け
   て構成した芯部コアと、 この芯部コアと磁化容易軸を直交して付与された外側コ
   アとを具備することを特徴とする磁気ヘッド。
2. （２）コアホルダー用非磁性体基板に所定の幅と厚みを
   有するマスクパターンを形成し、 前記マスクパターンを形成した面の上から高磁束密度磁
   性体と非磁性体とから成る第１の積層体を形成し、 前記第１の積層体を形成した中間物に磁界をかけて前記
   第１の積層体に所定方向に磁化容易軸を付与し、 前記マスクパターン上の前記第１の積層体を除去すると
   ともに、その上から前記第１の積層体より小さい磁化力
   で磁化それる高磁束密度磁性体と非磁性体から成る第２
   の積層体を形成し、 前記第１の積層体上の前記第２の積層体を除去して反対
   側のコアホルダー用非磁性体を貼設するとともに、前記
   第１の積層体とは９０゜異なる方向から磁界をかけて前
   記第２の積層体に磁化容易軸を付与し、 前記各磁化容易軸を付与した中間物を、前記第１又は第
   ２の積層体を中央で分割する線で切断しさらに巻線溝を
   形成した一対のコア半体ブロックを形成し、 これら半体ブロックを突き合わせてギャップを形成して
   製造することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。