JPH04105206A - 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、磁気記録再生装置に使用される磁気ヘッドに
係り、特に、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の分
野で利用される高密度磁気記録に好適な磁気ヘッドに関
する。

（従来の技術） 近年、磁気記録の高密度化や広帯域化の必要性が高まり
、磁気記録媒体に高い抗磁力を有する磁性材料を使用し
て記録トラック幅を狭くすることにより高密度記録を実
現している。この高い抗磁力を持つ磁気記録媒体に記録
再生する為の磁気ヘッド材料として、飽和磁束密度Ｂｓ
の高い磁性合金が必要とされており、センダスト合金や
、非晶質合金等をコアに使用し非磁性基板によって両側
から挾持した、積層型の磁気ヘッドが提案されている。

（例えば、特開昭６１−２３３４０５号公報）（発明か
解決しようとする課題） しかしながら、磁気記録媒体の高抗磁力化か一段と進み
、抗磁力か２００００　ｅ以上になるとセンダスト合金
や非晶質合金を使用した磁気ヘッドでは、良好な磁気記
録再生か困難になる。そして、センダスト合金や非晶質
合金よりも飽和磁束密度Ｂｓの高い磁気ヘッド用合金と
して、窒化鉄、ＦｅＳｉ系合金等の鉄を主成分とした磁
性合金か知られているが、この高飽和磁束密度を有する
磁性合金は、保持力Ｈｃか大きく、磁気ヘッド用材料と
しては不十分であるので、センダスト合金やパーマロイ
等の保持力の小さい磁性材料を層間膜として使用した多
層構造の磁性材料の磁気ヘッドが提案されている。しか
しながら、かがる磁気ヘッドにおいては、多層構造の磁
性材料にするには工数やコストが掛かり信頼性を保つの
も難しいという問題点かあった。特に、数μｍ以上の磁
性膜厚みを得るためには、場合によっては１００層以上
の多層構造の磁性材料にする必要かあり、使用範囲も限
られていた。更に、鉄を主成分にした磁性合金を使用し
て磁気ヘットを製造する場合、ガラスモルト工程に耐え
得る熱安定性が必要である。そこで、本発明は、高飽和
磁束密度を保ち、保持力が小さく、熱安定性に優れた磁
性合金を磁気コアとして使用した、例えば積層型の磁気
ヘットを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので
あり、第１の発明として、一方の非磁性基板の上面に磁
性合金膜を設けると共に、この磁性合金膜の上面に低融
点ガラスを介して他方の非磁性基板を配置してなる磁気
ヘッドにおいて、前記、磁性合金膜が鉄−窒素−酸素と
鉄以外の金属または半金属の中から選ばれた少なくとも
１種類以上の元素からなる軟磁性膜である磁気ヘッドを
また、第２の発明として、鉄−窒素−酸素と鉄以外の金
属または半金属の中から選ばれた少なくとも１種類以上
の元素からなる軟磁性膜が、ＦｅｘＮ、Ｏ７Ｍｖなる組
成式で表され、 １　≦　ｙ　≦１０．　０．１　　≦　２　≦１０．　
０．５　　≦　Ｖ　≦６ｘ　　＋　　ｙ　　＋　　ｚ　
　＋　　ｖ　　＝　１００なる関係を有する請求項１記
載の磁気ヘッド（但し、Ｍは、鉄以外の金属または半金
属の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元素）更に
、第３の発明として、磁性合金膜が絶縁膜を介して多層
化されている請求項１および請求項２記載の磁気ヘッド
をそれぞれ提供するものである。

（実施例） 第１図は、本発明になる磁気ヘッドの一実施例の外観斜
視図、第２図は、第１図において磁気記録を行うための
作動ギャップ近傍の拡大平面図である。

この磁気ヘッド１においては、非磁性材料の基板２Ｉ、
３＋　、２２，３２で磁性合金膜５１，５２が両側から
挾持されるように例えば２つの積層ブロック６１．６□
により構成されている。これら積層ブロック６１．６２
は、非磁性材料４からなるギャップスペーサを介して、
互いのブロック６１，６□の磁性合金膜５＋、５２が付
き合う形（第２図参照）で精密に位置合わせした後接合
される。そして、この接合により一方または両方の積層
ブロックには、接合された際に、そこに巻線か巻回され
るような形状に形成された巻線用窓穴７か形成され、こ
の巻線用窓穴７を介してコイルが所定回数巻回される。

ここで、磁性合金膜として使用されるＦｅＸ−ＮＹ−０
□−Ｍｖなる式で表される磁性材料（たたし、Ｍは、鉄
以外の金属または半金属の中から選ばれた少なくとも１
種類以上の元素）の非磁性材料でなる基板の表面への形
成方法としては、従来公知の種々の方法が考えられるが
、中でも真空薄膜形成技術の手法が好適である。この真
空薄膜形成技術の手法としては、スパッタリングやイオ
ンブレーティング、真空蒸着法等が挙げられる。

次に、非磁性材料の基板２．．３．　２□、３２で両側
から挾持される積層ブロックを得る形成方法としては、
種々の方法が考えられるが、前記した真空薄膜形成技術
の手法により低融点ガラス９を所定の厚み接合界面に形
成し、互いの非磁性材料でなる基板２＋　、３１　２２
．３２を窒素雰囲気中による熱圧着によって得る。

第３図及び第５図は、本発明において磁性合金膜として
使用される、Ｆ　ｅ　ＸＮ　ｙ　　Ｏｚ　　Ｍ　ｖなる
式て表される磁性キイ料で、ＭをＡＩとした場合および
Ｈｆとした場合と、従来例である窒化鉄（ＦｅＮ）合金
の熱処理温度による保磁力（Ｈｃ）の変化を示すもので
ある。この図か示す様に、窒化鉄は、熱処理温度３００
℃の時は比較的Ｈｃは低いが、３００℃以上にすると急
激にＨｃか増大する。

これに対して本発明に使用される磁性材料は、Ｈｃが小
さく熱安定性にも優れていることがわかる。従って、積
層型の磁気ヘッドを作成する際の低融点ガラスによる熱
圧着の工程や非磁性材のギャップを介して形成される溶
着接合工程か安定して行なえるものである。

この時、第２図に示す如く磁気コアとなる前記Ｆｅｘ　
　Ｎｙ　　Ｏ２Ｍｖなる式て表される磁性材料を、高周
波帯での記録再生効率の劣化を防くために電気絶縁材料
てなる層間絶縁膜１ｏて数μｍの多層化したものにして
も良い。（なお、この多層化は、あくまでも磁気コアの
渦電流損失を抑えるだめのものである。） （以 下　　余 白） 表　　１ 表１は、成膜したＦｅ−Ｎ合金、特にＦｅ−Ｎｏ−Ｍ系
合金において、ＭとしてＴｉ、ＺｒＨｆ等を適用した場
合のそれぞれの含有量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力
（Ｈｃ）との関係を示すものであり、含有量は、ＥＳＣ
Ａ（Ｘ線光電子分光分析法）　、ＥＰＭＡ　（Ｘ線マイ
クロアナライザ法）等による定量分析で原子％て表して
いるが、±２０％程度の誤差か見込まれる。保磁力は、
真空中ての熱処理を行なった時の値であり、熱処理温度
は、ここでは、４００℃である。この内、試料番号１は
、Ｆｅに窒素のみを含有させた時の結果である。試料番
号２〜１２は、本発明に使用される磁性合金膜である。

（以　　下　　余　　白） 表　　２ 表２は、成膜したＦｅ−Ｎ合金、特に、ＦｅＮ−０−Ｍ
系合金において、ＭとしてＳｉ、Ｂ。

ＡＩ、Ｇａ、Ｃ，Ｇｅを適用した場合のそれぞれの含有
量と飽和磁束密度（Ｂｓ）、保磁力（Ｈｃ）との関係を
示すものであり、含有量は、ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光
分析法）、ＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ法）等に
よる定量分析で原子％て表しているが、±２０％程度の
誤差か見込まれる。

保磁力は、真空中での熱処理を行なった時の値であり、
熱処理温度は、ここでは、４００℃である。

この内、試料番号１は、Ｆｅに窒素のみを含有させた時
の結果である。試料番号２〜１０は、本発明に使用され
る磁性合金膜である。

第４図に示すものは、Ｆｅ−Ｎ合金における窒素含有量
と飽和磁束密度Ｂｓの関係を示したものである。この図
が示すように、窒素含有量がＩＯ原原子量以下時、Ｂｓ
が１５ｋＧ以上の高Ｂｓ磁性合金か得られる。また、Ｍ
が１０原子％以下の時にも同様な結果が得られる。

ここで、窒素の含有量か１原子％未満の場合には顕著な
窒素の効果か見られず、Ｈｃは殆と低下しない。

これに対して、表１１表２より明らかな如く、窒素の含
有量か１原子％以上の時には、窒素の効果が顕著に表れ
ることかわかる。従って、窒素の含有量が１〜１０原子
％である時、高Ｂｓで低ＨＣの磁性合金膜が得られる。

一方、酸素の含有量について見てみるに、酸素の含有量
が０．１原子％未満　の場合には顕著な酸素の効果が見
られず、Ｈｃは殆ど低下しない。

これに対して酸素の含有量が０．１原子％以上の場合に
は、酸素の効果が顕著に表れることがわかる。

従って、酸素の含有量が０．１〜１０原子％である時、
高Ｂｓで低Ｈｃの磁性合金膜が得られる。

ここで、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｉｆ、Ｓｔ、Ｂ、Ａｔ等の合計の
含有量が０．５原子％未満であると、低ＨＣ化と熱安定
性の向上に対する顕著な効果は見られず、６原子％を越
えるとＨｃの増大が生じる。

従って、金属又は半金属の中から選ばれた少なくとも１
種類以上の元素の合計の含有量か０．５〜６原子％の時
、高Ｂｓ・低Ｈｃて熱安定性にも優れた磁性合金膜を得
ることかできる。

第６図は、この合金の膜厚を２μｍとした時の本発明に
使用される磁性合金膜の透磁率と周波数の関係を示すグ
ラフである。

本発明に使用される磁性合金膜は、透磁率か５０００と
高く磁気ヘッドとして十分な再生効率か得られるもので
ある。

なお、この実施例の説明においては、ＭとしてＴｉ、Ｓ
ｉ、Ｇａ、Ｗ等を用いて説明したが、これに限定されな
いものであることは勿論である。

ここで、本発明になる磁気ヘッドに使用される高性能材
料であるＦｅ−Ｎ−０−Ｍ系合金膜と、ガラス接着可能
な磁性材料である非晶質合金、センダストとを比較した
ものを表３として示す。

（以　　下　　余　　白） 表 素）である。

第７図は、本発明になる磁気ヘッドによる抗磁力１９４
００　ｅの磁気記録媒体（テープ）でのヘット人出力特
性を従来の非晶質合金を使用した積層型のヘッドと比較
したものである。この図か示すように、本発明になる磁
気ヘッドは、従来の磁気ヘッドに比べ高抗磁力磁気記録
媒体に対し良好な記録再生が行なえるものである。

（以　　下　　余　　白） この表３より明らかな如く、高記録密度達成のために高
いＨｃの媒体を使用する場合には、ＦｅＮ−０−Ｍ系磁
性合金膜が最も適していることがわかる。

この磁性材料の特徴を特に生かせる組成範囲は１≦ｙ≦
ｔｏ、　０．１≦ｚ≦１０．０．５≦ｖ≦６ｚ　＋　ｙ
　＋　ｚ　＋　ｖ　−１００（数字は原子％て、Ｍは、
鉄以外の金属または半金属の中から選ばれた少なくとも
１種類以上の元（Ａ） （Ｂ） 表 入出力特性測定条件 磁性膜諸元 表４は、この第７図を説明するためのものであり、その
（Ａ）は、人出力特性の測定条件、同（Ｂ）は、磁性膜
諸元である。

この第７図から明らかなように、従来例になるヘット２
は、Ｈｃか１９４００　ｅの媒体に十分な飽和記録がで
きていないのに対し、本発明になるヘッド２は、十分に
飽和記録が行われており、出力の最大値も３．５ｄＢ高
い。これは、本発明になる磁気ヘッドのコア材が１８０
００ガウスという高いＢｓを持つ材料であるためにコア
材の磁気飽和か生じにくいために、高Ｈｃ媒体に対して
十分な記録か行なえたことによる結果であると考えられ
る。

また、本発明にあっては、Ｆ　ｅｘ−Ｎｙ　−Ｏ２Ｍｖ
なる組成式で表される磁性合金膜を磁気ヘッドの磁気コ
アとして形成する際、真空薄膜形成技術の手法を用いる
ことが出来るので、磁気ヘッドのトラック幅となる寸法
が、磁性合金薄膜を形成する際の膜厚に相当するので、
膜の厚み制御の精度でトラック幅が形成でき、比較的容
易に高密度磁気記録再生装置用の狭トラック幅磁気ヘッ
ドか作成出来るものである。

（発明の効果） 以上詳述した如く、本発明になる磁気ヘッドによれば、
一方の非磁性基板の上面に磁性合金膜を設けると共に、
この磁性合金膜の上面に低融点カラスを介して他方の非
磁性基板を配置してなる磁気ヘットにおいて、前記、磁
性合金膜が鉄−窒素酸素と鉄以外の金属または半金属の
中がら選ばれた少なくとも１種類以上の元素からなる軟
磁性膜で構成したものであるから、すなわち、トランク
及びコアを構成する磁性材料に飽和磁束密度ＢＳが高く
、Ｈｃか低く、熱安定性に優れた軟磁性膜を用いたもの
であるから、高抗磁力媒体への良好な記録再生か可能と
なるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明になる磁気ヘッドの一実施例の外観斜
視図、第２図は、第１図において磁気記録を行なうため
の作動キャップ近傍の拡大平面図、第３図は、熱処理温
度によるＨｃの変化を示す図、第４図は、窒素含有量と
飽和磁束密度（Ｂｓ）を示す図、第５図は、熱処理温度
にょるＨｃの変化を示す図、第６図は、透磁率μと周波
数の関係を示す図、第７図は、本発明になる磁気ヘット
と従来例の磁気ヘットの入出力特性を表す図である。 ］・・・磁気ヘット、 ２＋　、２２．３１．３２・−・非磁性材料、５１．５
□　・・・・磁性合金膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の非磁性基板の上面に磁性合金膜を設けると
   共に、この磁性合金膜の上面に低融点ガラスを介して他
   方の非磁性基板を配置してなる磁気ヘッドにおいて、前
   記、磁性合金膜が鉄−窒素−酸素と鉄以外の金属または
   半金属の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元素か
   らなる軟磁性膜であることを特徴とする磁気ヘッド。
2. （２）鉄−窒素−酸素と鉄以外の金属または半金属の中
   から選ばれた少なくとも１種類以上の元素からなる軟磁
   性膜が、Ｆｅ＿ＸＮ＿ＹＯ＿ＺＭ＿Ｖなる組成式で表さ
   れ、 １≦ｙ≦１０、０．１≦ｚ≦１０、０．５≦ｖ≦６ｘ＋
   ｙ＋ｚ＋ｖ＝１００ なる関係を有することを特徴とする請求項１記載の磁気
   ヘッド。（但し、Ｍは、鉄以外の金属または半金属の中
   から選ばれた少なくとも１種類以上の元素）
3. （３）磁性合金膜が、絶縁膜を介して多層化されいるこ
   とを特徴とする請求項１及び請求項２記載の磁気ヘッド
   。