JPH04144936A - 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、外部、特に摺動面に露出して配置されたガラ
・スの表層部を強化した磁気ヘッドに関する。

〈従来の技術〉 磁気ヘッドは、例えば、一対のコアをガラスにより溶着
して補強したり、コアブロックをスライダに固定封着し
たりして構成されるものである。　このような場合の封
着部や補強部を構成し、外部に露出するシールガラスや
補強ガラス等は、磁気ヘッドの信頼性や特性を保持する
ため、化学的耐久性および耐摩耗性に優れていることが
必要である。

また、これらのガラスは、接合する部材と熱膨張率のマ
ツチングがとれていることが必要であり、しかも所定の
作業温度Ｔｗを有することが必要である。　ここに作業
温度Ｔｗとは、周知のように、ガラスの粘度が１０　’
　ｐｏｉｓｅとなる温度である。

例えば、第１図に示されるように、一対のフェライト製
コア１．２をギャップ５を介して接合したコアブロック
６を、スライダ８にシールガラス７により封着し、固定
したコンポジットタイプの磁気ヘッドの場合、接合する
部材の材質にもよるが、Ｍｎ−Ｚｎフェライト製のコア
ブロック６をスライダ３に固定封着するには、シールガ
ラス７は、一般に９０〜１２０×１０−’ｄｅｇ−’程
度の熱膨張係数を有することが必要である。

また、コンポジットタイプの磁気ヘッドを製造する場合
、−度目の溶着（１数滴ＩＦ）で補強ガラスによりコア
同士を接合してコアブロック６を形成し、２度目の溶着
（２次溶着）でコアブロック６とスライダ８とをシール
ガラス７により接合する。

このため、シールガラス７等の２吹溜着以後に使用され
るガラスは、１数滴着に用いられる補強ガラスよりも低
い作業温度のガラスが使われる。

この場合、前記の所定の熱特性を得るために、通常、ア
ルカリ金属酸化物を添加して、組成を操作し°、ガラス
の熱特性の調整が行なわれている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、アルカリ成分は、水と反応し易いため、ガラス
中のアルカリ成分が、空気中の水分と反応し、ガラスが
溶けてしまう等の問題がある。

このため、従来の磁気ヘッドのガラスは、耐水性、耐湿
性等の化学的耐久性が不十分である。

しかも、前記のとおり組成範囲が限られるため、Ｓ　ｉ
　Ｏ＊等の耐摩耗性を向上させる成分を大量に添加でき
ない。

このため、耐摩耗性も不十分である。

特に、ガラス部が、大きい面積で、磁気ヘッドの摺動面
ないしフロント面に露出している場合、例えば第１図に
示されるコンポジットタイプの磁気ヘッドでは、化学的
耐久性や耐摩耗性の不足による影響がより一層顕著にあ
られれる。

このような事情から、ガラスの表層部のみを強化するこ
とが試みられているが、従来公知のイオン交換法、イオ
ン注入法、表面急冷法等を、磁気ヘッドのガラスへ適用
することは、摺動面のフラットネスおよび粗さに影響を
与えるため、困難である。

本発明の目的は、化学的耐久性および耐摩耗性に優れ、
信頼性の高い磁気ヘッドを提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明によっ
て達成される。

（１）外部にガラスが露出して配置されている磁気ヘッ
ドであって、 前記ガラスは、アルカリ金属酸化物と、酸化ケイ素とを
含有し、このガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含
有比が、ガラス内部よりも小であることを特徴とする磁
気ヘッド。

（２）前記ガラスの表層部の酸化ケイ素の含有比が、ガ
ラス内部よりも大である上記（１）に記載の磁気ヘッド
。

（３）前記ガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含有
比Ｘ。と、ガラス内部のアルカリ金属酸化物の含有比）
Ｃ＋　どの比Ｘ　ｏ／　Ｘ　＋が、１１５０以下である
上記（１）または（２）に記載の磁気ヘッド。

（４）前記ガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含有
比が０．０２重量％以下、酸化ケイ素の含有比が９重量
％以上である上記（１）ないしく３）のいずれかに記載
の磁気ヘッド。

（５）前記ガラスを、ガラス表面の電位が、ガラス内部
より高くなるように電圧を印加し、アルカリ成分をガラ
ス内部に移動させて形成した上記（１）ないしく４）の
いずれかに記載の磁気ヘッド。

（６）前記ガラスにより、スライダにコアブロックが固
定封着されている上記（１）ないしく５）のいずれかに
記載の磁気ヘッド。

〈作用〉 本発明の磁気ヘッドは、磁気ヘッドを組み立てた後、外
部に露出して配置されているガラス全体の組成を一定に
したまま、ガラス表層部のアルカリ金属酸化物の含有比
をガラス内部より小さ（したものである。

そして、特に、ガラス表層部の酸化ケイ素の含有比を相
対的にガラス内部より大きくする。

この場合、ガラス全体の組成がかわらないため、熱膨張
係数や作業温度Ｔｗ等の熱特性を所望の値に設定できる
など組成選択の自由度が広い。

そして、本発明では、ガラス表層部のアルカリ金属酸化
物の含有比が小さいため、アルカリ成分による吸湿性が
減少し、ガラスの耐水性、耐湿性等の化学的耐久性が格
段と向上する。

加えて、ガラス表層部の酸化ケイ素含有比が大きいため
、化学的耐久性に加え、耐摩耗性が向上する。

特に、摺動面ないしフロント面に大きい面積でガラス部
が露出する、例えばコンポジットタイプの磁気ヘッドの
場合、前記の効果がより一層顕著に発現する。

この結果、化学的耐久性および耐摩耗性に優れ、信頼性
の高い磁気ヘッドが実現する。

加えて、本発明の磁気ヘッドの場合、磁気ヘッドを組み
立てた後、ガラス部に電圧を印加するだけで製造できる
ため、製造が容易であり、量産上有利である。

〈発明の具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の磁気ヘッドは、外部、特に磁気ヘッドの摺動面
ないしフロント面にガラスが露出して存在するタイプの
ものである。

本発明の磁気ヘッドの好適例として、第１図に、コンポ
ジットタイプの磁気ヘッドを示し、以下図示例に従って
説明する。

第１１ｇに示される磁気ヘッドは、一対のコア１．２を
ギャップ５を介して対向させ、補強ガラスにより溶着一
体化して構成したコアブロック６と、スライダ８とを有
する。

そして、コアブロック６をスライダ８のコアブロック挿
入用切り欠き部に挿入し、シールガラス７にて両者を接
合・封着（２吹溜着）し、巻線４を巻回して磁気ヘッド
としている。

シールガラス７は、酸化ケイ素および Ｎａ、Ｑ、ＫｇＯ等のアルカリ金属酸化物を含有するガ
ラスであれば特に制限がなく、従来公知のシールガラス
等から用途等に応じて適宜選択すればよい。

この場合、シールガラス７の酸化ケイ素、特に５ｉｎｓ
の含有比には特に制限がないが、含有比が１０重量％以
下、特に５〜１０重量％の場合に効果が高い。

また、アルカリ金属酸化物の含有比には特に制限がない
が、含有比が０．５重量％以上、特に０．５〜１０重量
％の場合に効果が高い。

前記範囲の場合、本発明の効果、すなわち、化学的耐久
性の向上や耐摩耗性の向上が極めて顕著に見られる。

なお、酸化ケイ素としては、ＳｉＯ諺、アルカリ金属酸
化物としては、Ｎａ１Ｏおよび／またはＫＩＯが好適で
ある。

シールガラス７には、ＳｉＯ叩およびアルカリ金ａ酸化
物のほか、通常、各種ネットワーク形成物質や修飾物質
等が含有されている。

そ゛して、所望の作業温度Ｔｗ、熱膨張係数等の熱特性
を有するように組成調整される。

ネットワーク形成物質としては、例えば、ＳｉＯ寞のほ
か、Ｂ＊　Ｏｘ　、Ｇｅ０ｉ等が挙げられ、これらは、
通常、合計で１５〜７０重量％程度含有される。

修飾成分とては、例えば、アルカリ金属酸化物のほか、
Ｐｂｏ、Ａｌ２ｚ　Ｏｎ　、ＺｎＯ１Ｂｉｓｏｎ　　Ｃ
ａＯ１ＢａＯ等が挙げられる。

シールガラス７の熱特性としては、作業温度Ｔｗが５０
０〜６００℃程度、１００〜３００℃での熱膨張係数が
９０〜１００ＸＩＯ−’ｄｅｇ−’程度であることが好
ましい。

本発明では、シールガラス７により、スライダ８にコア
ブロック６を固定・封着した後、第２図に示されるよう
に、シールガラス７に電圧を印加し、ガラス表面の電位
をガラス内部の電位より低くし、シールガラス７のアル
カリ成分を表層部からガラス内部に移動させる。

そして、相対的に、ＳｉＯ□をガラス内部から表層部に
移動させる。

なお、第２図に示される例は、電圧印加方法を模式的に
示したものであり、一対の電極板９１．９３間に磁気ヘ
ッドを配置し、磁気ヘッドのフロント面側の電極板９１
がマイナス、裏面側の電極板９３がプラスとなるように
、一対の電極板９１．９３に電源９５から電圧を印加し
ている。

具体的には、例えばボリシングの際、電圧を印加すれば
よい。

すなわち、磁気ヘッドを固定する板状の金属性治具と、
定盤とをそれぞれ電極板９１．９３として用い、治具側
（ヘッド裏面側）がマイナス、定盤側（ヘッドフロント
面側）がプラスとなるように、治具と定盤間に電圧を印
加する。

このようにボリシングの際、電圧を印加すれば製造工程
を減少することができるため、生産上有利である。

また、印加する電圧の大きさや、印加時間等には特に制
限がなく、通常、電圧５〜１２Ｖ程度、電圧印加時間は
ポリシング工程中とすればよい。

なお、シールガラ７への電圧印加方法には、特に制限が
なく、このほか、各種電圧印加手段を用いて電圧を印加
することも可能である。

このようにして、アルカリ金属酸化物の含有量が、ガラ
ス表面から内部へほぼ連続的に増加し、相対的に５ｉｎ
ｓの含有量が、ガラス表面から内部へほぼ連続的に減少
する濃度分布を有するシールガラス７が形成される。

この場合、アルカリ金属酸化物やＳ　ｉ　Ｏ＊の含有量
が変化する領域は、通常、ガラス表面から１００−程度
の厚さまでの領域である。

本発明の磁気ヘッドのシールガラス７は、前記のとおり
表層部のアルカリ金属酸化物の含有比が、ガラス内部よ
り小さい。

そして、これと相対的に、表層部のＳ　ｉ　Ｏｘの含有
比が、ガラス内部より大となる。

シールガラス７の表層部のアルカリ金属酸化物の含有比
（重量比）をＸｏ、ガラス内部のアルカリ金属酸化物の
含有比（重量比）・をｘｌとしたとき、ｘ　ｏ／ｘ　、
は、１１５０以下、特に３／２００以下であることが好
ましい。

前記範囲をこえると、十分な化学的耐久性が得られない
傾向にある。

ｘ　ｏ／ｘ　ｔは、零であることが好ましいため、Ｘ　
ｏ／ｘ　Ｉの・下限には特に制限がないが、現実的には
通常、１／１０００程度が下限値である。

また、シールガラス７の表層部におけるアルカリ金属酸
化物の含有比ｘｏ（重量比）と、５ｉｎ２の含有比ｙ。

（重量比）との比ｘｏ／３’ｏは、１／１００以下、特
に１７５００以下であることが好ましい。

前記範囲をこえると本発明の効果が減少する傾向にある
。

Ｘｏ／ｙｏは、零であることが好ましいため、ｘｏ／ｙ
ａの下限には特に制限がないが、現実的には通常、１　
／　１００００程度が下限値である。

シールガラス７の表層部のアルカリ金属酸化物の含有比
ｘ０は、０．０２重量％以下、特に０．０１５重量％以
下であることが好ましく、Ｓ　ｉ　０２の含有比ｙ０は
、９重量％以上であることが好ましい。

Ｘｏやｙｏが前記範囲の場合、本発明の効果がより一層
向上する。

なお、Ｘｏは０重量％であることが好ましいため、Ｘｏ
の下限には特に制限がないが、現実的には通常、０．０
０１重量％程度が下限値である。

また、ｙｏは１００重量％であることが好ましいため、
ｙｏの上限には特に制限がないが、現実的には１通常、
７０重量％程度が上限値である。

なお、上記における表層部とは、通常、シールガラス７
の厚さは５０〜２００１ｍ程度であるから、ガラス表面
から５層程度の厚さまでの領域であり、それより反対面
側を内部とする。

そして、これらの領域を、オージェ分光分析（ＡＥＳ）
によって測定して、上記Ｘ０１Ｘ　ｒ　＋　３’　ｏ等
を算出すればよい。

本発明において、一対のコア１．２はそれぞれ、フェラ
イトから構成される。

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Ｎ　１−Ｚｎフェライトから目的に応じて
選択することが好ましい。

ギャップ５は、非磁性材質から構成される。

特に、ギャップ５には、接着強度を高めるためガラスを
用いることが好ましい。　この場合、ギャップ５には、
例えば、鉛−シリカ系のガラスやシリカ−アルカリ系の
ガラス等を用いればよい。

また、ギャップ５は、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層で構成されることが
好ましい。

この場合、ギャップ５１には酸化ケイ素、特にＳ　ｉ　
Ｏ＊を用い、ギャップ５３には鉛−シリカ系のガラスや
シリカ−アルカリ系のガラス等を用いることが好ましい
。

ギャップ５の形成方法には制限はないが、特にスパッタ
法を用いることが好ましい。

一対のコア１．２を溶着する補強ガラスには、所定の熱
特性を有するガラスであれば特に制限がなく、例えば従
来公知の鉛ケイ酸ガラス等を用いればよい。

補強ガラスの作業温度Ｔｗは、通常６００〜９００℃程
度、１００〜３００℃での熱膨張係数は、通常９０〜１
２０　Ｘ　１０−’ｄｅｇ−’程度である。

スライダ８は、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム
、チタン酸ストロンチウム、結晶化ガラス等の非磁性セ
ラミックス等が用いられる。

以上では、ノーマルタイプの磁気ヘッドを例に挙げ説明
したが、本発明の磁気ヘッドはこれらに限定されるもの
ではない。

例えば、一対のフェライト製コアの少なくとも一方のコ
アのギャップ部対向面に、コアより飽和磁束密度の高い
磁性合金薄膜を有するＭＩＧ（メタル・イン・ギヤラプ
ス）型の磁気ヘッド、 一対のフェライト製コアの少なくとも一方のコアのギャ
ップ部対向面に、コアより飽和磁束密度の低い磁性合金
薄膜を形成したいわゆるデュアルパギャップ・レングス
（ＤＧＬ）型のＭＩＧ型磁気ヘッド、 フェライト製コアより飽和磁束密度の高い磁性合金薄膜
と、飽和磁束密度の低い磁性合金薄膜とを形成したいわ
ゆるエンハンスト・デュアル・ギャップ・レングス（Ｅ
ＤＧ）型のＭＩＧ型磁気ヘッド等であってもよい。

これらの場合も前述したノーマルタイプの磁気ヘッドと
同様、優れた化学的耐久性および耐摩耗性が得られる。

本発明は、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前述したコンポ
ジットタイプの浮上型の計算機用ヘッド、回転シリンダ
を用いるＶＴＲ用ヘッドやＤＡＴ用ヘッドなどの各種磁
気ヘッドに適用される。

〈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 第１図に示されるように、一対のコア１．２をギャップ
５を介して溶着ガラスにより接合−体化し、コアブロッ
ク６を製造した。

コアｌ、２の材質には、Ｍｎ−Ｚｎフェライトを用いた
。

ギャップ５１にはＳ　ｉ　Ｏｓを用い、スパッタにより
形成し、その膜厚は０．４−とした。

ギャップ５３には、作業温度Ｔｗが９５０℃の硼ケイ酸
ガラスを用い、スパッタにより形成し、その膜厚は０．
２−とじた。

補強ガラスには、作業温度Ｔｗが７５０℃、１００〜３
００℃での熱膨張係数が１００×１０−’ｄｅｇ−’の
ガラスを用い、溶着温度７７０℃にて溶着（１数滴着）
を行なった。

次に、コアブロック６をチタン酸カルシウム製スライダ
８に下記のシールガラス７により固定・封着（°２次溶
着）した。

シールガラス７の組成： ＳｉＯｘ：９．０重量％ Ｂ、Ｏ，：８．３重量％ ＰｂＯニア５．１重量％ Ａｘｓ　Ｏｘ　：　２．８重量％ ＺｎＯ：４．０重量％ Ｎａｇ　Ｏ：　０．５重量％ に！Ｏ：０．３重量％ １００〜３００℃での熱膨張係数： ９５　Ｘ　１０−’ｄｉｇ−’ 作業温度Ｔｗ：５２０℃ 溶着温度：５１０℃ 次いで、磁気ヘッドの摺動面をボリシングする際、第２
図に示されるように、磁気ヘッドのフロント面側がプラ
ス、裏面側がマイナスとなるように１２Ｖの電圧を５分
間印加し、第１図に示されるコンポジットタイプの磁気
ヘッドサンプルＮｏ、　　１を製造した。

得られたサンプルＮｏ、　　１のシールガラス７の表層
部、すなわちガラス表面から５−の厚さまでの領域およ
びガラス内部の組成について、オージェ分光分析により
測定したところ下記のとおりであった。

表層部のアルカリ金属酸化物（ＮａｘＯおよびＫｍ　ｏ
）の含有比ｘｏ　：　０．０１重量％内部のアルカリ金
属酸化物（Ｎａ、Ｏおよびに２０）の含有比ｘ＋：ｏ、
８重量％ 表層部の５ｉＯ−含有比ｙ０： ９．８重量％ 内部のＳ　ｉ　Ｏｍ含有比ｙｌ　　：９．Ｏ重量％ｘｏ
／ｘ＋　　：０．０１２５ Ｖｏ／ｙ＋　　：　１．Ｉ Ｘｏ／３’ｏ　：　０．００１ また、ポリシングの際電圧を印加しないほかはサンプル
Ｎｏ、　　１と同様にして、比較用サンプルＮ００２を
製造した。

これら両サンプルに対し下記の評価を行なった。

（１）化学的耐久性の評価 各サンプルをそれぞれ５０個ずつ、６０℃、９５％ＲＨ
の雰囲気中に所定時間放置した後、シールガラス表面の
変色およびその発生数を確認した。

評価基準 ０・・・異常なし ○・・・薄茶色に変色 △・・・ごけ茶色に変色 ×・・・黒色に変色 （２）耐摩耗性の評価 サンプルを磁気ヘッド装置にとりつけ、回転数３６０　
Ｏｒｐｍにて、ＣＳＳ　（コンタクト・スタート・スト
ップ）を３万回行なった後、シールガラス表面のキズを
光学顕微鏡（１００倍）にて−観察した。　なお、測定
は、各サンプルにつき、それぞれ、１０個ずつ行なった
。

評価基準 ○・・・異常なし △・・・キズ少々発生 Ｘ・・・キズ発生 結果は表１に示されるとおりである。

表１に示される結果から本発明の効果があきらかである
。

なお、各種ガラスを用いて、コンポジットタイプの磁気
ヘッドや摺動面にガラス部が広い面積で露出して配位さ
れているＤＡＴ用の磁気ヘッド等の各種磁気ヘッドを製
造して前記と同様の評価を行なったところ同等の結果が
得られた。

〈発明の効果〉 本発明の磁気ヘッドは、耐水性、耐湿性等の化学的耐久
性および耐摩耗性に優れる。

特に、摺動面ないしフロント面に広い面積でガラスが露
出して配位されている磁気ヘッド、例えば、コンポジッ
トタイプの磁気ヘッドの場合、本発明の効果がより一層
向上する。

また、本発明の磁気ヘッドの場合、磁気ヘッドを組み立
てた後に、ガラスの組成分布をかえるため、熱特性等の
調整のための組成操作に影響がなく、組成選択の自由度
が広い。

加えて、本発明の磁気ヘッドは、従来の製造工程に加え
、ガラス部に電圧を印加するだけで製造できるため、製
造が容易であり、量産上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁気ヘッドの１例が示される斜視図
である。 第２図は、本発明の磁気ヘッドの製造方法を説明するた
めの模式図である。 符号の説明 １．２・・・コア ４・・・巻線 ５．５１．５３・・・ギャップ ６・・・コアブロック ７・・・シールガラス ８・・・スライダ ９１．９３・・・電極板 ９５・・・電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）外部にガラスが露出して配置されている磁気ヘッ
   ドであって、 前記ガラスは、アルカリ金属酸化物と、酸化ケイ素とを
   含有し、このガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含
   有比が、ガラス内部よりも小であることを特徴とする磁
   気ヘッド。（２）前記ガラスの表層部の酸化ケイ素の含
   有比が、ガラス内部よりも大である請求項１に記載の磁
   気ヘッド。 （３）前記ガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含有
   比ｘ＿０と、ガラス内部のアルカリ金属酸化物の含有比
   ｘ＿１との比ｘ＿０／ｘ＿１が、１／５０以下である請
   求項１または２に記載の磁気ヘッド。 （４）前記ガラスの表層部のアルカリ金属酸化物の含有
   比が０．０２重量％以下、酸化ケイ素の含有比が９重量
   ％以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気
   ヘッド。 （５）前記ガラスを、ガラス表面の電位が、ガラス内部
   より高くなるように電圧を印加し、アルカリ成分をガラ
   ス内部に移動させて形成した請求項１ないし４のいずれ
   かに記載の磁気ヘッド。 （６）前記ガラスにより、スライダにコアブロックが固
   定封着されている請求項１ないし５のいずれかに記載の
   磁気ヘッド。