JPH05114108A - 磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも一方の磁気コア半体７，８が金属
磁性膜１，２と磁気コア基板３，４，５，６よりなる磁
気コア半体７，８対を導電性金属材料よりなるギャップ
膜１３，１４を介して突合わせ、上記金属磁性膜１，２
の突合わせ面に磁気ギャップｇを形成してなる磁気ヘッ
ドにおいて、巻線溝９，１０部に形成される金属磁性膜
１，２とギャップ膜１３，１４間に絶縁膜１５，１６を
設ける。 【効果】 ヘッドのインダクタンスの周波数特性及びＱ
値並びにヘッドの再生特性が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルビデ
オテープレコーダ（ＶＴＲ）等に搭載される磁気ヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、記録
信号の高密度化が進行しており、高い抗磁力と高い残留
磁束密度を有する磁気記録媒体が使用されるようになっ
てきている。これに伴って、磁気ヘッドのコア材には高
飽和磁束密度を有するとともに高透磁率を有することが
要求されている。

【０００３】このような要求を満たすため、従来から用
いられてきたフェライト等の酸化物磁性材料に代わっ
て、強磁性材料よりなる金属磁性膜を主コア材として用
いた、いわゆる金属薄膜型の磁気ヘッドが提案され、メ
タルテープ等の記録再生に好適なものとなっている。特
に、膜厚の薄い磁性金属層を絶縁膜を介して何層にも積
層すれば、高帯域での渦電流損失を回避することができ
ることから、より一層の高出力化が望める。

【０００４】かかる磁気ヘッドとしては、例えば図１１
に示すように、膜厚の薄い磁性金属層を絶縁膜（図示は
省略する。）を介して何層にも積層した多層膜構造の金
属磁性膜５１，５２をその膜厚方向よりセラミックス等
からなる非磁性基板５３，５４，５５，５６で挟み込ん
でなる一対の磁気コア半体５７，５８を、それぞれの磁
気ギャップ形成面に形成したギャップ膜５９，６０同士
を突合わせて接合一体化したものが提案されている。

【０００５】この磁気ヘッドでは、磁気コア半体５７，
５８同士の接合に融着ガラスを用いるのではなく、Ｔ
ｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ等の導電性金属材料よりなるギャ
ップ膜５９，６０を用いて、これら導電性金属材料より
なる膜５９，６０同士の低温熱拡散によって接合してい
る。かかる導電性金属材料をギャップ膜として用いた低
温熱拡散接合によれば、ガラス接合による融着温度に比
べて極めて低温で接合が行われるため、熱膨張に起因す
る歪みの影響や疑似ギャップの発生がなく、さらには結
晶化によるヘッド特性の劣化を防止することができる。
つまり、金属磁性膜５１，５２にアモルファス合金等を
使用する場合には、膜特性の劣化防止の面で非常に有効
である。

【０００６】ところが、ギャップ膜５９，６０に導電性
金属材料を用いた場合には、コイルを巻装するための巻
線溝６１，６２内で金属磁性膜５１，５２がギャップ膜
５９，６０を介して導通（リーク）してしまい、渦電流
損失により積層効果が得られなくなってしまう。すなわ
ち、高周波帯域でのヘッド出力が低下してしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
の技術的な課題を解消するべく提案されたものであっ
て、金属磁性膜とギャップ膜のリークを防止し、高周波
数帯域でのヘッド出力の高い磁気ヘッドを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、少なくとも一方の磁気コア半体が金属
磁性膜と磁気コア基板よりなる磁気コア半体対を導電性
金属材料よりなるギャップ膜を介して突合わせ、上記金
属磁性膜の突合わせ面に磁気ギャップを形成してなる磁
気ヘッドにおいて、巻線溝部に形成される金属磁性膜と
ギャップ膜の間に絶縁膜が設けられたことを特徴とする
ものである。

【０００９】さらに本発明は、少なくとも一方の磁気コ
ア半体が金属磁性膜と磁気コア基板よりなる磁気コア半
体対を導電性金属材料よりなるギャップ膜を介して突合
わせ、上記金属磁性膜の突合わせ面に磁気ギャップを形
成してなる磁気ヘッドにおいて、上記ギャップ膜は、磁
気コア半体の巻線溝部を除く磁気ギャップ形成面に形成
されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明に係る磁気ヘッドにおいては、巻線溝部
に形成される金属磁性膜と導電性金属材料よりなるギャ
ップ膜の間に絶縁膜が設けられているので、巻線溝部で
の金属磁性膜とギャップ膜のリークが回避される。

【００１１】さらに本発明に係る磁気ヘッドにおいて
は、巻線溝部に導電性金属材料よりなるギャップ膜が形
成されていないので、巻線溝部での金属磁性膜とギャッ
プ膜とのリークが起こらない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。実施例１ 本実施例の磁気ヘッドは、図１に示すように、金属磁性
膜１，２を一対の磁気コア基板３，４，５，６により膜
厚方向で挟み込み接合一体化してなる一対の磁気コア半
体７，８からなり、これら磁気コア半体７，８を金属磁
性膜１，２の端面同士を対向させるように突合わせ接合
一体化したものである。

【００１３】上記磁気コア半体７，８は、磁路を構成す
る金属磁性膜１，２と、この金属磁性膜１，２を膜厚方
向より挾み込み当該金属磁性膜１，２を補強する一対の
磁気コア基板３，４，５，６とからなる。そして、上記
磁気コア半体７，８は、一対の磁気コア基板３，４，
５，６で金属磁性膜１，２を膜厚方向から挟み込み接合
一体化することで形成される。

【００１４】上記金属磁性膜１，２は、高出力化並びに
高帯域での渦電流損失を回避するために、強磁性金属材
料よりなる薄膜の磁性金属層１ａ，１ｂ，１ｃ、２ａ，
２ｂ，２ｃを絶縁膜（図示は省略する。）を介して何層
にも積層した多層構造とされている。なお、本実施例で
は、磁性金属層を３層とした。

【００１５】上記磁性金属層１ａ，１ｂ，１ｃ、２ａ，
２ｂ，２ｃに使用される強磁性金属材料としては、従来
より公知の高飽和磁束密度且つ軟磁気特性に優れた強磁
性合金材料が使用され、結晶質，非結晶質を問わない。
例示するならば、Ｆｅ系合金、Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金、Ｆｅ−Ｃ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｇａ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ
−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等の結晶質合金材料や、Ｃ
ｏ−Ｚｒ−Ｎｂ，Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ−Ｔａ等のアモルフ
ァス合金等が挙げられる。ももちろん、一般に使用され
るアモルファス合金（例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうち１
以上の元素とＰ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉのうち１以上の元素とか
らなる合金、またはこれを主成分としＡｌ，Ｂｅ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メタロイド系アモルフ
ァス合金、或いはＣｏ−Ｚｒ，Ｃｏ−Ｈｆ等の遷移元素
を主成分とする合金、またはこれらに希土類元素を添加
した合金等のメタル−メタル系アモルファス合金。）等
も使用可能である。

【００１６】一方、絶縁膜には、従来より多く使用され
ているＳｉＯ₂ の他、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、
Ｔａ等の窒化物、炭化物等の如き材料からなる膜が使用
される。これら磁性金属層１ａ，１ｂ，１ｃ、２ａ，２
ｂ，２ｃ及び絶縁膜の形成方法としては、真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法、クラスタ
ー・イオンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術が
挙げられる。

【００１７】一方、磁気コア基板３，４，５，６には、
例えばセラミックス等の非磁性材料の他、Ｍｎ−Ｚｎフ
ェライトやＮｉ−Ｚｎフェライト等の酸化物磁性材料等
が使用される。なお、酸化物磁性材料を使用する場合に
は、トラック幅を規制するためのトラック幅規制溝を設
ける必要があるが、この場合には磁気コア基板３，４，
５，６と金属磁性膜１，２とによって磁路が構成される
ことになり、出力の高い磁気ヘッドが得られることにな
る。なお、本実施例では、磁気コア基板３，４，５，６
に非磁性セラミックスを用いた。

【００１８】そして、上記一対の磁気コア半体７，８の
突合わせ面（磁気ギャップ形成面）７ａ，８ａには、記
録情報に基づく電気信号をヘッドに供給し、媒体からの
磁気信号を電気信号として装置側へ伝達するためのコイ
ルを巻装させる巻線溝９，１０が設けられている。上記
巻線溝９，１０は、断面略コ字状の溝として形成され、
磁気ギャップｇ側に設けられる傾斜面９ａ，１０ａによ
って上記磁気ギャップｇのデプスを規制するようになっ
ている。

【００１９】また、上記一対の磁気コア半体７，８の突
合わせ面７ａ，８ａには、磁気記録媒体摺動面１１より
巻線溝９，１０内を含めてバック面１２に亘って導電性
金属材料よりなるギャップ膜１３，１４が成膜されてい
る。上記ギャップ膜１３，１４は、Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇ，
Ｔｉ等の導電性金属材料からなり、例えばＣｒよりなる
第１の金属層とＡｕよりなる第２の金属層の２層膜構成
として形成される。本実施例では、磁気コア半体７，８
の突合わせ面７ａ，８ａに順次Ｃｒ、Ａｕをスパッタリ
ングした。

【００２０】そして特に、本実施例の磁気ヘッドにおい
ては、上記巻線溝９，１０の内壁面に当該巻線溝部での
金属磁性膜１，２とギャップ膜１３，１４との電流リー
クを防止するための絶縁膜１５，１６が設けられてい
る。かかる絶縁膜１５，１６は、上記巻線溝９，１０の
内壁面全体に亘って成膜され、当該巻線溝９，１０内に
その端面を臨ませる金属磁性膜１，２を完全に覆ったか
たちとなっている。したがって巻線溝内では、金属磁性
膜１，２とギャップ膜１３，１４が絶縁膜１５，１６に
よって遮られたかたちとなり、これら金属磁性膜１，２
とギャップ膜１３，１４間の電流リークが確実に防止さ
れるようになっている。この結果、積層膜が有する本来
の効果、つまり渦電流損失の回避及び高周波数帯域での
高出力化が達成される。

【００２１】なお、上記絶縁膜１５，１６には、金属磁
性膜１，２とギャップ膜１３，１４の電流リークの確実
な防止を図る必要があることから、絶縁性に優れた酸化
膜、窒化膜、炭化膜等が使用される。本実施例では、Ｓ
ｉＯ₂ よりなる酸化膜を使用した。

【００２２】そして、上述のように構成された一対の磁
気コア半体７，８は、互いの金属磁性膜１，２の端面同
士を対向させるようにして、互いのギャップ膜１３，１
４同士を突合わせて低温熱拡散接合することにより接合
一体化されている。すなわち、これら磁気コア半体７，
８に１０ＭＰａ以上の圧力を加え、１５０度〜３００度
程度の温度で熱処理する。上記金属層同士の熱拡散接合
は、１５０度〜３００度と極めて低温で行われるため、
融着ガラスを用いた場合の融着温度（５５０度程度）に
比較して２５０度〜４００度も低い。このため、金属磁
性膜１，２への高温加熱による熱膨張に起因する歪みの
影響が回避される。特にアモルファス合金を用いた場合
には磁気特性の劣化が生じない。

【００２３】ところで、上述の磁気ヘッドを作製するに
は、以下のようにして行う。先ず、図２に示すように、
金属磁性膜１を一対の磁気コア基板３，４によってラミ
ネートしてなる磁気コア基板１の突合わせ面７ａを鏡面
研磨する。次に、その鏡面仕上げされた突合わせ面７ａ
に巻線溝９内を含めてＳｉＯ₂ をスパッタリングし、絶
縁膜１５を成膜する。

【００２４】次いで、図３に示すように、上記巻線溝９
以外の部分に成膜された絶縁膜１５をポリシング等によ
って除去する。この結果、巻線溝９部のみに絶縁膜１５
が残存することになり、この絶縁膜１５によって当該巻
線溝９内に臨む金属磁性膜１の端面が覆われることにな
る。

【００２５】次に、図４に示すように、上記突合わせ面
７ａ上にＣｒ，Ａｕを順次スパッタリングして２層膜構
造としたギャップ膜１３を成膜する。この結果、巻線溝
９部では、金属磁性膜１とギャップ膜１３が絶縁膜１５
を介して積層された形となるが、これら金属磁性膜１と
絶縁膜１５とは上記ギャップ膜１３によって絶縁され
る。

【００２６】そして、上述の工程を順次繰り返して同一
の磁気コア半体８を作製し、これら磁気コア半体７，８
をギャップ膜１３，１４同士を突合わせ面として低温熱
拡散接合により接合一体化して磁気ヘッドを完成する。

【００２７】ここで、実際に上述の磁気ヘッドを以下の
ように作製して静特性を評価した。金属磁性膜１，２に
は、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｐｂ−Ｍｏをその膜厚が５μｍとなる
ようにＣｒ／ＳｉＯ₂ よりなる絶縁膜を介して４層積層
した膜を使用した。また、ギャップ材としてＣｒとＡｕ
を使用し、これらＣｒ膜とＡｕ膜からなるギャップ膜１
３，１４を用いた。そして、金属磁性膜１，２とギャッ
プ膜１３，１４の絶縁を図るための絶縁膜１５，１６に
は、ＳｉＯ₂ を使用し、これを３０００Å成膜した。

【００２８】そして、この磁気ヘッドにおけるインダク
タンスＬのｆ特性（２０ＭＨｚ／５ＭＨｚ）、及びＱ値
（５ＭＨｚ）を評価した。その結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】この結果からわかるように、本実施例１の
磁気ヘッドでは、図１１で示す従来の磁気ヘッド（比較
例）のインダクタンスＬのｆ特性よりも約２．５倍程度
向上しているのがわかる。また、Ｑ値でも比較例に比べ
て約２倍の値を示していることがわかる。

【００３１】また、その効果を確認するために、図５に
示すような短冊状の基板を用いて磁性膜自体による予備
実験を行った。すなわち、非磁性基板（ホトセラム基
板）１７上にＣｏ−Ｚｒ−Ｐｂ−Ｍｏをその膜厚が５μ
ｍとなるようにＣｒ／ＳｉＯ₂ よりなる絶縁膜を介して
４層積層し、その積層膜１８の端面１８ａ，１８ｂ，１
８ｃ，１８ｄすべてを銀ペーストにより導通（リーク）
させたもの（実験例１）と、積層膜１８の長手方向の端
面１８ｂ又は１８ｄのうち何れかを絶縁したもの（実験
例２）のＱ値（１／ｔａｎδ）を比較した。なお、ｔａ
ｎδは次式で表される。その結果を表２に示す。

【００３２】

【数１】

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から明らかなように、実験例１の方が
優れていることが一目暸然である。また、この結果か
ら、ヘッドでのＱ値と膜自体でのＱ値の変化の割合が同
じであることがわかる。したがって、巻線溝部分での金
属磁性膜１，２とギャップ膜１３，１４間のリークを防
止することにより、本来積層膜の有する積層効果が得ら
れ、渦電流損失の低減及び高周波数帯域での出力の向上
が期待できる。

【００３５】実施例２ この実施例における磁気ヘッドは、巻線溝９，１０内に
導電性金属材料よりなるギャップ膜１３，１４を成膜し
ないことによって、当該巻線溝部での金属磁性膜１，２
とギャップ膜１３，１４間のリークを回避した例であ
る。したがって、巻線溝９，１０内にギャップ膜１３，
１４が成膜されていない他は、先の実施例１の磁気ヘッ
ドと同一の構成である。

【００３６】上記のように、巻線溝９，１０内にギャッ
プ膜１３，１４を成膜しなければ、巻線溝部での金属磁
性膜１，２とギャップ膜１３，１４のリークが生じるこ
とがなく、積層膜が有する本来の積層効果が得られる。

【００３７】この実施例２の磁気ヘッドを作製するに
は、以下のようにして行う。先ず、図７に示すように、
金属磁性膜１を一対の磁気コア基板３，４によってラミ
ネートしてなる磁気コア基板１の突合わせ面７ａを鏡面
研磨する。次に、巻線溝９を覆ってマスク１９を設け、
上記鏡面仕上げされた突合わせ面７ａにＣｒ，Ａｕを順
次スパッタリングする。

【００３８】この結果、図８に示すように、巻線溝９部
分を除く磁気コア半体７の突合わせ面７ａ上にＣｒ層と
Ａｕ層よりなる２層膜構造のギャップ膜１３が形成され
る。そして、上述の工程を順次繰り返して同一の磁気コ
ア半体８を作製し、これら磁気コア半体７，８をギャッ
プ膜１３，１４同士を突合わせ面として低温熱拡散接合
により接合一体化して磁気ヘッドを完成する。

【００３９】以上、本発明を適用した具体的な実施例に
ついて説明したが、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく種々の変更が可能である。例えば、前述の２つ
の例では、金属磁性膜１，２を磁気ギャップｇに対して
垂直方向に配したラミネート構造としたが、例えば図９
及び図１０に示すように、フェライトやセラミックス等
からなる磁気コア基板２０，２１に成膜した金属磁性膜
２２，２３を磁気ギャップｇに対して斜めに設け、これ
ら金属磁性膜２２，２３間に磁気ギャップｇを構成する
ようにしたヘッドに対しても本発明が適用できる。もち
ろん、その作用効果は先の実施例１及び実施例２の磁気
ヘッドと同一である。

【００４０】また、この他、磁気ギャップｇに平行に金
属磁性膜２２，２３が配された磁気ヘッドに対しても同
様に本発明が適用できることは言うまでもない。また、
前述の例では、磁性金属層を絶縁膜を介して積層した積
層膜について本発明を適用したが、単層の金属磁性膜で
あっても同様の作用効果がある。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッドにおいては、巻線溝部に形成される金属
磁性膜と導電性金属材料よりなるギャップ膜間に絶縁膜
を設けているので、当該巻線溝部での金属磁性膜とギャ
ップ膜のリークを回避することができる。したがって、
金属磁性膜が単層膜であるか積層膜であるかを問わず、
ヘッドのインダクタンスの周波数特性及びＱ値並びにヘ
ッドの再生特性が大幅に向上する。特に、積層膜の場合
には、積層膜が本来有する特性が十二分に引き出され、
高帯域での出力の向上及び渦電流損失の回避が図れる。

【００４２】また、本発明に係る磁気ヘッドにおいて
は、巻線溝部に導電性金属材料よりなるギャップ膜を形
成していないので、巻線溝部での金属磁性膜とギャップ
膜とのリークが回避でき、ヘッドのインダクタンスの周
波数特性及びＱ値並びにヘッドの再生特性を大幅に向上
させることができる。もちろん、金属磁性膜が積層膜の
場合には、積層膜が本来有する特性が十二分に引き出さ
れ、高帯域での出力の向上及び渦電流損失の回避を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の磁気ヘッドを示す斜視図である。

【図２】実施例１の磁気ヘッドを作製する工程を順次示
すもので、絶縁膜成膜工程を示す斜視図である。

【図３】実施例１の磁気ヘッドを作製する工程を順次示
すもので、絶縁膜除去工程を示す斜視図である。

【図４】実施例１の磁気ヘッドを作製する工程を順次示
すもので、ギャップ膜成膜工程を示す斜視図である。

【図５】非磁性基板に金属磁性膜を成膜してその磁性膜
の特性を評価するのに使用した試料の斜視図である。

【図６】実施例２の磁気ヘッドを示す斜視図である。

【図７】実施例２の磁気ヘッドを作製する工程を順次示
すもので、マスキング工程を示す斜視図である。

【図８】実施例２の磁気ヘッドを作製する工程を順次示
すもので、ギャップ膜成膜工程を示す斜視図である。

【図９】本発明を適用した磁気ヘッドの他の例を示す平
面図である。

【図１０】本発明を適用した磁気ヘッドのさらに他の例
を示す平面図である。

【図１１】従来の磁気ヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

１，２，２２，２３・・・金属磁性膜 １ａ，１ｂ，１ｃ、２ａ，２ｂ，２ｃ・・・磁性金属層 ３，４，５，６・・・磁気コア基板 ７，８・・・磁気コア半体 ９，１０・・・巻線溝 １３，１４・・・ギャップ膜 １５，１６・・・絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 裕也 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (72)発明者 坂田 勝美 東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソニ ー・マグネ・プロダクツ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の磁気コア半体が金属磁
   性膜と磁気コア基板よりなる磁気コア半体対を導電性金
   属材料よりなるギャップ膜を介して突合わせ、上記金属
   磁性膜の突合わせ面に磁気ギャップを形成してなる磁気
   ヘッドにおいて、 巻線溝部に形成される金属磁性膜とギャップ膜の間に絶
   縁膜が設けられたことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 少なくとも一方の磁気コア半体が金属磁
   性膜と磁気コア基板よりなる磁気コア半体対を導電性金
   属材料よりなるギャップ膜を介して突合わせ、上記金属
   磁性膜の突合わせ面に磁気ギャップを形成してなる磁気
   ヘッドにおいて、 上記ギャップ膜は、磁気コア半体の巻線溝部を除く磁気
   ギャップ形成面に形成されていることを特徴とする磁気
   ヘッド。