JPH0485710A - 積層型磁気ヘッド - 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積層型磁気ヘッ
ドに関する。

（従来の技術） 従来、コンピュータ等の分野に利用される磁気ヘッドと
しては、例えば、金属磁性膜からなる磁気コアを耐摩耗
性を有する非磁性基板によって両面から挟持する如く接
合したいわゆる積層型磁気ヘッドが採用されている。

第７図は、従来の積層型磁気ヘッド１０の斜視図である
。同図において、１１．．１２はコア半体であり、非磁
性材からなるギャップを介して突合され、巻線溝１３及
びモールド溝１４に溶融充填されたモールドガラス１５
によって一体に接合されている。

このコア半体１１，１．２は、耐摩耗性の非磁性材から
なる第１の基板１６の上に、例えば、センダストやアモ
ルファス等からなる軟磁性膜１７かスパッタリング等の
薄膜形成技術によって形成され、さらに、その上に、接
着ガラス層１８を介して、耐摩耗性の非磁性材からなる
第２の基板１９が一体に接合されている。

このコア半体１１．．１．２の接合に際しては、第１の
基板１６．１６同志、軟磁性膜１．７．１７同志、接着
ガラス層１８．１８同志及び第２の基板１９．１９同志
が相対向するように突合され、軟磁性膜１７．１７間で
磁気ギャップ２０を形成している。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように構成された積層型磁気ヘッド１０において
は、使用に際して図示しない記録媒体と積層型磁気ヘッ
ド１０の記録媒体摺動面とを摺接させて、記録、再生を
行なうものであるか記録媒体摺動面を形成しているキイ
質か異なっているため、それぞれの材質による記録媒体
との摩耗特性が微妙に異なり、記録媒体摺動面の各場所
での摩耗のスピードが異なってくる。

このため、特に、耐摩耗性の劣る接着ガラス層１８．１
８を中心に偏摩耗性か進行して、トラック幅方向に窪み
が生じるか、この窪みは、記録媒体の摺動方向（Ｘ方向
）に平行に略−様の深さで形成されことになる。

第８図は、第７図に示す積層型磁気ヘット１０の磁気ギ
ャップ近傍における記録媒体摺動面の偏摩耗状態を示す
一部拡大斜視図であり、第９図は、磁気ギャップからの
距離をパラメータとしてトラック幅方向（Ｘ方向）の偏
摩耗のうねりの状態を示すグラフである。

以下、第８図及び第９図を用いて偏摩耗のうねりの状態
を説明する。

第９図において曲線２１は、第８図に示す磁気ギャップ
２０近傍Ｃ１のトラック幅方向におけるうねりの状態を
示すものであり、接着ガラス層１８に深さｔの窪みが生
していることが分る。

曲線２２．２３は、Ｃ０からＸ方向に順時離れた位置ｄ
Ｉ＋ｅｌにおけるトラック幅方向（Ｘ方向）のうねりの
状態を示し、曲線２４．２５は、Ｃ１からＸ方向と逆方
向に順次離れた位置ｂ１ａｌおけるトラック幅方向のう
ねりの状態を示すものであるが、どの曲線にも略一定の
深さｔからなる窪みが生している。言いかえるならば、
記録媒体の摺動方向（Ｘ方向）に沿って平行な一定深さ
を有する窪みが生じている。

磁気ギャップ近傍の記録媒体摺動面に上記のような偏摩
耗が生じると、使用に際して、記録媒体と磁気ギャップ
近傍部との良好なタッチが阻害され、スペーシングロス
か発生し、記録、再生効率を低下させるが、特に高周波
帯域においては、著しいという不都合があった。

一方、このような従来構成の欠点を除去したものとして
、後述する第１図〜第４図示の如くコア半体１７．１７
同志でトラックを形成した際、第１の基板］６と第２の
基板〕９及び接着ガラス層］８が対向するようにコア半
体′う１及び３２を構成したものがある。

すなわち、磁気ヘッド３０の記録媒体摺動面上において
、第１の基板１６、第２の基板１つ、接着ガラス層１８
及び軟磁性膜１７等からなる構成部材か磁気ギャップ２
０のトラック幅方向の中心点Ａに関して、点対称となる
様に構成したものがある。

しかるに、このような構成の積層型磁気ヘッドにおいて
、その組立て工程中の接着工程では信頼性の点でガラス
接合のような無機接合を行うものが最も一般的であり、
このため磁性材料にもガラス接合に耐え得る耐熱性が要
求されてきている。

例えば、このような耐熱性を有する磁性材料としては、
Ｆｅ−Ａｌ−５ｉ（センダスト）の様に、成膜時の磁気
的特性はそれ程良好ではないが、５５０〜７００度程度
の熱処理により特性が回復するような材料では、ガラス
接合時にこの熱処理を兼ねて行うような工程を経る方法
で使用されている。

又、非晶質合金のように耐熱性のない磁性材料を利用す
る場合には、非晶質合金の結晶化温度を高くするための
組成添加物の研究や非晶質合金の結晶化温度以下の温度
で接着が可能な接合用ガラスの開発が盛んであり、低温
（４００〜５００度程度）で接合可能なガラスには、耐
候性や強度の点て問題かあるものの一部では現実化しつ
つある。

ところで、近年、磁気記録の高密度化や広帯域化の必要
か高まっており、例えば、記録密度を上げるために、記
録トラック幅が狭くなると同時に使用周波数も広帯域化
している。そして、このような高密度記録再生を実現す
るために、記録媒体には高い保磁力を有するものが使用
され、ヘッドの磁性材料には高い飽和磁束密度を有し高
域で透磁率が高く保磁力の小さい材料が要求されている
。

例えば、保磁力か２００００　ｅ以上の媒体を用いた場
合、センダストや非晶質合金を使用したヘッドでは、良
好な磁気記録再生が困難であるため、さらに飽和磁束密
度Ｂｓの高い磁性材料の開発が盛んであり、例えば、こ
のようなりｓが高い材料としては窒化鉄、Ｆｅ−５ｉ系
合金等、鉄を主成分とした磁性合金が知られている。

ところが、従来より知られている高飽和磁束密度を有す
る磁性合金は、保磁力Ｈｃか大きく、そのままでは磁気
ヘッドの材料としては不十分てあり、一部センダスト合
金やパーマロイ等の保磁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気ヘッドが考案されているか
、数μｍ程度の膜厚にするために１００層以上の多層構
造にする必要があるため、工数やコストの点で現実的で
はなかった。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明は飽和磁束密度Ｂｓが高く、保磁力Ｈｃ
が小さく、かつ信頼性の高いガラス接合可能な耐熱性が
良好である磁性材料（磁性合金膜）を使用して、しかも
、従来の積層型ヘッドと略同様の工程であるにもかかわ
らず、トラック中のギャップ近傍で偏摩耗によるスペー
シングロスが少なく、高周波帯域で良好な記録再生を実
現できる高性能な積層型磁気ヘッドを提供することを目
的とするもので、第１の非磁性基板上に形成された磁性
合金膜面上に接着ガラス層を介して第２の非磁性基板を
接合してなる一対のコア半体と、この一対のコア半体同
志をギャップ材を介して接合し、記録媒体摺動面上の、
前記磁性合金膜間に磁気ギャップを形成すると共に、前
記記録媒体摺動面における前記接着用ガラス層の位置が
、前記磁気ギャップの中心点に対して略点対称となるよ
うに配設されてなる積層型磁気ヘッドにおいて、前記磁
性合金膜が、鉄−窒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一種類以上の元素からなる軟磁
性膜である積層型磁気ヘッドまたは、鉄−窒素と鉄以外
の金属又は半金属の中から選ばれた少なくとも一種類以
上の元素からなる軟磁性膜が、ＦｅｘＮｙＭ２なる組成
式で、１≦ｙ≦１０．　０．５≦ｚ≦ｉｏ。

ｘ＋ｙ＋ｚ奪１００ なる関係を有する請求項１記載の積層型磁気ヘッド（但
し、Ｍは金属又は半金属の中から選ばれた少なくとも一
種類以上の元素）を提供するものである。

（実施例） 第１図は、本発明になる積層型磁気ヘッド３０の斜視図
、第２図は、第１図の磁気ギャップ近傍の一部拡大平面
図であり、この両図の説明において、第７図以降に示す
従来例の構成要素と同一の部分には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

第１図において、３１．３２はコア半体であり非磁性材
からなるギャップ材２０を介して突合され、前記同様、
巻線溝１３及びモールド溝１４に溶融充填されたモール
ドガラス１５によって一体に接合されている。

コア半体３１．３２は、前記同様、耐摩耗性に優れた非
磁性材からなる第１の基板１６の上に例えば高性能磁性
材料であるＦｅ−Ｎ−Ｍ系合金（Ｍは鉄以外の金属又は
半金属の中から選ばれた少なくとも一種類以上の元素）
からなる軟磁性膜１７がスパッタリング等の薄膜形成技
術よって形成され、更に、その上に接着ガラス層１８を
介して耐摩耗性の非磁性材からなる第２の基板１９が一
体に接合されている。

ここで、上記したＦｅ−Ｎ−Ｍ系合金について説明する
に、第５図に示すように、窒素の含有量が１０原子％以
下の時にＢｓか１５ｋＧ以上となる。

また、Ｍが１０原子％以下のときにも同様な効果が得ら
れる。

表１は、成膜したＦｅ−Ｎ−Ｍ系合金において、Ｍとし
てＡＩ、Ｇａ、Ｂ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サ法）等に
よる定量分析で原子％で表しているが、±２０％程度の
誤差が見込まれる。

保磁力は真空中での熱処理を行った時の値であり、熱処
理温度はここでは３０［１℃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り、試
料番号２は、ＦｅにＡ１のみを含有させた時の結果であ
る。試料番号３〜８は、本発明に使用される磁性合金膜
である。

これより明らかな如く、窒素の含有量が１原子％未病の
場合には、顕著な窒素の効果が見られずＨｃは殆ど低下
しない。

従って、窒素の含有量が１〜１０原子％である時、高Ｂ
ｓで低Ｈｃの磁性合金が得られる。

第６図は、本発明に使用される磁性合金と従来例である
窒化鉄（ＦｅＮ）合金の、熱処理温度による保磁力（Ｈ
ｃ）の変化を示すものである。

窒化鉄は、熱処理温度３００℃の時は比較的Ｈｃは低い
が３００℃上にすると急激にＨｃが増大する。

これに対し本発明に使用される磁性合金は、ＨＣが小さ
く熱安定性にも優れていることが分かる。

ここで、Ａ１・Ｇａ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、ＩＯ原子％を越えるとＢｓが１５ｋＧ
以上の磁性合金が得られなくなる。

従って、ＡＩ・Ｇａ等の合計の含有量が０．５〜１０原
子％の時、高Ｂｓ・低Ｈｃで熱安定性にも優れた磁性合
金を得ることができる。

なお、この実施例の説明においてはＭとしてＡ１、Ｇａ
、Ｂを用いて説明したか、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、本発明になる積層型磁気ヘッドに使用される高
性能材料であるＦ　ｅ−Ｎ　−Ｍ系合金膜と、ガラス接
着可能な磁性材である非晶質合金、センダストとを比較
したものを表２として示す。

表　　２ 二の表２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、Ｆｅ−Ｎ−Ｍ系磁性
合金膜が最も適していることか分かる。

この磁性材料の特徴を特に生かせる組成範囲は】≦ｙ≦
１０．　０．５≦ｚ≦１０゜ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．００ （数字は原子％で、Ｍは、鉄以外の金属又は半金属の中
から選ばれた少なくとも一種類以上の元素）である。

本発明が従来例と異なる点は、第２図に示すように、コ
ア半体３１．３２を突合わせ、高性能磁性材料であるＦ
ｅ−Ｎ−Ｍ系の軟磁性合金膜１７゜１７同志でトラック
を形成した際、第１の基板１６と第２基板１９及び接着
ガラス層１８が対向する様にコア半体３１及び３２を構
成した点である。

言いかえるならば、磁気ヘッド３０の記録媒体摺動面上
において、第１の基板１６、第２の基板］９、接着ガラ
ス層１８及び軟磁性合金膜１７等からなる構成部材が磁
気ギャップ２０のトラック幅方向の中心点Ａに関して、
点対称となる様に構成した点である。

なお、」二記のヘッドを構成する際、軟磁性合金膜］７
の膜厚に応じて、渦電流損失を考慮し、この軟磁性合金
膜１７を絶縁層を介した多層構造としたり、第１の基板
１６と軟磁性合金膜１７との間に層間膜を形成すること
かある。

この層間膜を形成する目的は、■基板とＦｅ−Ｎ−Ｍ軟
磁性合金膜とのαを緩和して付着や磁気特性を改善する
。■ガラス接合でかかる温度サイクルのために、基板の
組成とＦｅ−Ｎ−Ｍ軟磁性合金膜との間で、選択的に結
合や拡散を起こして、Ｆｅ−Ｎ−Ｍ軟磁性合金膜の磁気
的特性を劣化させない。■Ｆｅ−Ｎ−Ｍ軟磁性合金膜の
初期層の膜性（例えば、配向性や緻密性）を改善するな
どである。

ここで、スパッタする接着用ガラスは、ギャップ部での
ガラス接着に必要な温度では動いたり、緩んだりするこ
とのないよう、結晶性を有するガラスを用いたり、後の
工程で使用するガラスよりも高い転移点を有するガラス
を使用する。

上述の様に構成された磁気ヘッド３０においては、記録
媒体の摺動する方向（Ｘ方向）に注目すると耐摩耗性の
劣る接着ガラス層１８が磁気ギャップ２０の中心点Ａに
関して点対称となるように構成されいるため、使用に際
して、その摩耗状況は従来の磁気ヘッド１０とは異なっ
たものとなる。

第３図は、第１図に示す本発明になる積層型磁気ヘッド
の磁気ギャップ近傍における記録媒体摺動面の偏摩耗状
態を示す一部拡大斜視図であり、第４図は、磁気ギャッ
プからの距離をパラメータとして、トラック幅方向の偏
摩耗の摩耗のうねりの状態を示すグラフである。

以下、第３図及び第４図を用いて説明する。

第４図において、３３は磁気ギャップ２０近傍ノ位置ｃ
２のトラック幅方向におけるうねりの状態を示すもので
あるが、直線に近く、殆んどうねりが生じていないこと
が分かる。３４．３５は、それぞれ磁気ギャップ２０か
ら順次Ｘ方向に離れた位置ｂ２．ａ２のトラック幅方向
におけるうねりの状態を示すグラフであり、接着ガラス
層１８において窪み量Ｓｌ＋　　５２は磁気ギャップ２
０から離れるに従って大となっている。これは、磁気ギ
ャップ２０を境として、Ｘ方向に耐摩耗性の劣る接着用
ガラス１８か存在し、Ｘと反対方向に耐摩耗性の優れた
第１の基板か存在しているため、磁気ギャップ２０に近
い部分の摩耗量が少ないためと考えられる。

３６．３７は、それぞれ磁気ギャップ２０から順次Ｘと
反対方向に離れた位置ｄ２＋　　ｅ２のトラック幅方向
におけるうねりの状態を示すグラフであり、接着ガラス
層１８における窪み量ｓ３．ｓ４も前記同様の理由から
磁気ギャップ２０から離れるに従って大きくなっている
。

従って、使用状態における磁気ギャップ近傍でのトラッ
ク幅方向の表面状態は、第３図に示すように、磁気ギャ
ップ２０部分で偏摩耗が極小となることが分かる。

（発明の効果） 上述のように、本発明になる積層型磁気ヘッドによれば
、第１の非磁性基板上に形成された磁性合金膜面上に接
着ガラス層を介して第２の非磁性基板を接合してなる一
対のコア半体と、この一対のコア半体同志をギャップ材
を介して接合し、記録媒体摺動面上の、前記磁性合金膜
間に磁気ギャップを形成すると共に、前記記録媒体摺動
面における前記接着用ガラス層の位置が、前記磁気ギャ
ップの中心点に対して略点対称となるように配設されて
なる積層型磁気ヘッドにおいて、前記磁性合金膜が、鉄
−窒素と鉄以外の金属または半金属の中から選ばれた少
なくとも一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、長時間の使用に際して、磁気ギャップ
近傍の偏摩耗を最も小さくすることができ、磁気ギャッ
プ近傍において、記録媒体との当りを良好にとることが
可能となり、高周波帯域においてもスペーシングロスの
少ない信頼性の高い磁気ヘッドの提供を可能とするもの
である。

また、本発明になる積層型磁気ヘッドによれば、トラッ
クおよびコアを構成する軟磁性材料に、飽和磁束密度が
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、高記録密度記録再生を行うために、Ｈ
ｃの高い媒体を使用する場合にも、十分な飽和記録が可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明になる積層型磁気ヘッドの斜視図、第
２図は、第１図の磁気ギャップ近傍の一部拡大平面図、
第３図は、第１図に示す本発明の積層型磁気ヘッドの偏
摩耗状態を示す一部拡大斜視図、第４図は、磁気ギャッ
プからの距離をパラメータとして、トラック幅方向の偏
摩耗のうねりの状態を示すグラフ、第５図は、窒素含有
量と飽和磁束密度（Ｂｓ）を示す図、第６図は、熱処理
温度によるＨｃの変化を表す図、第７図は、従来の積層
型磁気ヘッドの斜視図、第８図は、第７図に示す積層型
磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍における記録媒体摺動面
の偏摩耗状態を示す一部拡大斜視図、第９図は、磁気ギ
ャップからの距離をパラメータとした時のトラック幅方
向の偏摩耗のうねりの状態を示すグラフである。 ］３・・・・・・巻線溝、１４・・・・・・モールド溝
、１５・・・・・・モールドガラス、］６・・・・・第
１の基板１７・・・・・・金属磁性膜、１８・・・・・
・接着ガラス層、１９・・・・・・第２の基板、２０磁
気ギヤツプ、３０・・・・・・積層型磁気ヘッド、 ３１．３１・・・コア半体。 特許出願人　　　日本ビクター株式会社代表者　　切上
　卓部 〉　） １゜ ２゜ ３゜ 手続補正書 平成２年７月７７日 事件の表示 平成２年特許願第２００５８５号 発明の名称 積層型磁気ヘッド 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神奈川県横浜市神奈用区守屋町３丁目１２番地 ６、補正の内容 （１）明細書第４頁第７行記載の「偏摩耗性」「偏摩耗
」と補正する。 （２）同第５頁第７行記載の「ａ、おける」をｒａｔに
おける」と補正する。 以 ４゜ ５、 補正命令の日付 自発補正 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の非磁性基板上に形成された磁性合金膜面上
   に接着ガラス層を介して第２の非磁性基板を接合してな
   る一対のコア半体と、この一対のコア半体同志をギャッ
   プ材を介して接合し、記録媒体摺動面上の、前記磁性合
   金膜間に磁気ギャップを形成すると共に、前記記録媒体
   摺動面における前記接着用ガラス層の位置が、前記磁気
   ギャップの中心点に対して略点対称となるように配設さ
   れてなる積層型磁気ヘッドにおいて、前記磁性合金膜が
   、鉄−窒素と鉄以外の金属または半金属の中から選ばれ
   た少なくとも一種類以上の元素からなる軟磁性膜である
   ことを特徴とする積層型磁気ヘッド。
2. （２）鉄−窒素と鉄以外の金属又は半金属の中から選ば
   れた少なくとも一種類以上の元素からなる軟磁性膜が、
   Ｆｅ＿ＸＮ＿ＹＭ＿Ｚなる組成式で、１≦ｙ≦１０、０
   ．５≦ｚ≦１０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００なる関係を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の積層型磁気ヘッド。（
   但し、Ｍは金属又は半金属の中から選ばれた少なくとも
   一種類以上の元素）