JPH0512620A

JPH0512620A - 磁気ヘツド

Info

Publication number: JPH0512620A
Application number: JP16457091A
Authority: JP
Inventors: Makoto Watanabe; 渡辺　　誠; Gen Fukushima; 弦福嶋; Mineo Yorizumi; 美根生頼住; Norio Sasaki; 教雄佐々木; Takashi Tamura; 孝田村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】フェライトの熱間加圧接合方法に関し、結晶
粒の成長、並びに結晶粒界の空孔発生を制御した磁気ヘ
ッドを提供することを目的とする。【構成】磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライト１
ａを用い後部磁気回路を構成する部分に多結晶フェライ
ト１ｂを用いた複合型の磁気ヘッド１において、この単
結晶フェライト１ａと多結晶フェライト１ｂの接合界面
に鉄又は鉄を主成分とする合金の部分酸化膜１ｃを形成
し、又は、珪素酸化物の薄膜１ｃを形成した磁気ヘッド
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲ用磁気ヘッド等
に使用して好適な、単結晶フェライトと多結晶フェライ
トとの接合フェライトによる複合型の磁気ヘッドに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオテープレコーダ等の機器の
小型化、長時間化等の要求やいわゆるデジタルビデオテ
ープレコーダ等の出現に伴って、高密度記録や短波長記
録が進められ、これに対応して高抗磁力磁気記録媒体が
使用されるようになっている。この条件に対応すべく、
マンガン亜鉛フェライト単結晶と多結晶とを熱間加圧に
より相互拡散させて一体化したものが、両者の優れた性
質（単結晶の高耐摩耗性と多結晶の低雑音性）を兼ね備
えた材料として、高性能ＶＴＲ磁気ヘッドに用いられて
いる。接合フェライト型の磁気ヘッドの断面図を図６に
示す。この接合フェライト型磁気ヘッドは、単体フェラ
イトヘッド同様の単純な構造でありながら高密度記録が
可能で、さらには優れた電磁変換効率を有する。

【０００３】ところで、上記接合フェライト型磁気ヘッ
ドを作成する際に、単結晶フェライトと多結晶フェライ
トとを接合一体化するには、従来、単結晶フェライトと
多結晶フェライトとを窒素雰囲気中、１２００℃以上の
温度条件下、数Ｋｇｆ／ｃｍ ²以上の圧力で直接接合す
る、いわゆる熱間加圧処理が提案されている。

【０００４】また、接合フェライト型磁気ヘッドを作成
する際に、単結晶フェライトと多結晶フェライトとを接
合一体化する他の方法として、単結晶フェライトと多結
晶フェライトの接合界面に酸化物磁性薄膜を形成した磁
気ヘッドが提案されている（特開昭６３−１４３１
１）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法により単結晶フェライトと多結晶フェライトを接合
するためには１２００℃以上の温度で処理する必要があ
り、１２００℃以上の温度で熱処理する場合、以下のよ
うな問題が生じる。

【０００６】フェライトは通常１１００℃〜１３００℃
の温度で焼結して作製される。フェライトの結晶粒の大
きさは焼結時の温度に依存し、焼結温度が高いほど結晶
粒径も大きくなる。加工性や磁気特性の改善の為に粒径
を小さく抑制するためには、焼結温度を低めに設定する
方法が採られている。また、一旦焼結したフェライトで
あっても、再度焼結温度以上の温度で熱処理すると結晶
粒は成長し、結晶粒径は増大する。このような事情によ
り、従来法による接合フェライトでは接合温度よりも多
結晶の焼結温度を高くしなければならない。つまり１２
００℃以上で焼結する必要があった。そのために、焼結
温度を下げて粒径を小さくした多結晶を接合することは
できなかった。

【０００７】また、現在フロッピーヘッドなどでは、Ｈ
ＩＰ（熱間静水圧処理；Ａｒ中１ｔｏｎ／ｃｍ²・ｆ
１２００℃）により欠陥（１μｍ程度の大きさの空孔）
を除去した多結晶フェライトが用いられている。この処
理によって、多結晶の磁気特性や加工性の向上がなされ
る。しかし一旦ＨＩＰ処理を施したフェライトも、１０
００℃以上の温度に晒されるとフェライトの脆性回復に
よって欠陥（空孔）が回復してＨＩＰ処理以前の状態に
戻ってしまう。従って接合フェライトにＨＩＰ処理フェ
ライトを使用しても、接合時の加熱によって空孔が復元
するといった欠点を有していた。

【０００８】そこで本発明は、異常粒成長が抑止される
とともに、多結晶材料として微細粒径に制御した材料
や、ＨＩＰ処理材を使用しても、粒径の増大や空孔が発
生することが無く、それらの材料を接合材に使用するこ
とができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ヘッドは、
磁気記録媒体摺接部分に多結晶フェライト１ａを用い後
部磁気回路を構成する部分に多結晶フェライト１ｂを用
いた複合型の磁気ヘッド１において、この単結晶フェラ
イト１ａと多結晶フェライト１ｂの接合界面に鉄又は鉄
を主成分とする合金の部分酸化膜１ｃを形成し、又は、
珪素酸化物の薄膜１ｃを形成するものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、単結晶フェライト１ａと多結
晶フェライト１ｂの接合界面に、鉄又は鉄を主成分とす
る合金の部分酸化膜１ｃを形成した後、又は、珪素酸化
物膜１ｃを形成した後にフェライト１ａ，１ｂを接合す
ることにより、１０００℃以下の温度で接合することが
できるようになった。それにより、異常粒成長が抑止さ
れ、接合界面を精密に制御することが出来るようになっ
た。また、多結晶材料に微細粒径に制御した材料や、Ｈ
ＩＰ処理材を使用しても、粒径の増大や空孔が発生する
ことが無くなり、それらの材料を接合材に使用した磁気
ヘッドを得ることが出来るようになった。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の磁気ヘッドの一実施例につい
て図１〜図５を参照しながら説明する。

【００１２】本例を適用した接合フェライト型の磁気ヘ
ッドは、図１に示すように、磁気記録媒体対接面側で磁
気ギャップｇを構成する単結晶フェライト１ａと、磁気
ヘッドのバックギャップ側で磁気回路の大部分を占める
多結晶フェライト１ｂとを、酸化物膜１ｃを介して接合
一体化して構成されるものである。

【００１３】接合フェライト型の磁気ヘッドでは、高抗
磁力を有する磁気記録媒体に対処するため、磁気ギャッ
プは高飽和磁束密度を有する単結晶フェライトにより構
成する。一方、フロントギャップ近傍のヘッドチップ部
を除く磁気回路の大部分は、磁気ヘッド全体の平均的な
透磁率を高める目的で、高透磁率を有する多結晶フェラ
イトにより構成する。これによって、記録時には磁気ヘ
ッド全体が高飽和磁束密度材料で構成されたのと同等の
特性を示し、高抗磁力磁気記録媒体に対しても充分な記
録を行うことができ、また再生時には磁気ヘッドの平均
透磁率が高いことから良好な電磁変換特性を示す。

【００１４】そして、本発明では、単結晶フェライト１
ａと多結晶フェライト１ｂとの接合界面に、酸化物膜１
ｃを介在させたことを大きな特徴としている。

【００１５】本例による磁気ヘッドの製造工程の例を図
２に示す。

【００１６】マンガン亜鉛フェライト接合材料の構成材
料として、同組成の単結晶材料と多結晶材料を作製し
た。単結晶フェライト１ａと多結晶フェライト１ｂのそ
れぞれの組成は以下のとおりである。単結晶フェライト組成Ｆｅ₂Ｏ₃ ５２．０ｍｏｌ％ＭｎＯ２８．０ｍｏｌ％ＺｎＯ２０．０ｍｏｌ％多結晶フェライト組成Ｆｅ₂Ｏ₃ ５２．０ｍｏｌ％ＭｎＯ２８．０ｍｏｌ％ＺｎＯ２０．０ｍｏｌ％

【００１７】単結晶材料は原料粉末を混合、成型後に１
２５０℃，５％Ｏ₂雰囲気の焼成によってスピネル化さ
せ、ブリッジマン法により育成した。多結晶材料は原料
粉末を混合、成型後に１２５０℃，１％Ｏ₂雰囲気で２
Ｈｒ焼成後に、１２００℃，１ｔ／ｃｍ²，３Ｈｒの熱
間静水圧処理を行ない高密度化させたものである。これ
をそれぞれ所定の寸法に加工し、接合時の一対とした。
接合面は両者が十分に密着するような面粗度と、平面度
を持つように鏡面加工を施した。

【００１８】次に多結晶フェライトブロック１ｂ上にＦ
ｅ膜をスパッタリング法によって形成した。スパッタリ
ング時の雰囲気は５％Ｏ₂を含むＡｒで圧力は５ｍＴｏ
ｒｒであり、膜厚は０．２μｍである。形成された黒褐
色の膜はＸ線解折で結晶構造を調べたところ明らかなピ
ークは認められず、Ｆｅの部分酸化による非安定相膜が
形成されたことが分かった。なお膜厚は０．１〜０．２
μｍとすることができる。

【００１９】次に膜面を接合面とし、密着させて５Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の圧力下で１０００℃に加熱し、２時間保持
した。冷却後、取りだした試料の断面観察を行なったと
ころ、２枚のフェライトブロックは接合、一体化されて
いた。Ｆｅの部分酸化膜は膜面の上下フェライトとの境
界が明瞭では無くなり、フェライトとの反応が起きたこ
とで接合されたものと考えられる。

【００２０】同様の方法で接合温度を変化させた場合の
結果を図３に示す。接合時の印加圧力は５Ｋｇｆ／ｃｍ
²一定である。図３より８００℃以上の温度で良好に接
合されることが分かる。

【００２１】以上の如く、本例によりＦｅ及びＦｅを主
成分とする合金の部分酸化膜と、マンガン亜鉛フェライ
トとを接合界面で反応させることを原理として、１００
０℃以下の比較的低温の処理により、接合一体化するこ
とにより異常粒成長が抑止され、接合界面を精密に制御
することが出来るようになった。また、多結晶材料に微
細粒径に制御した（１２００℃以下焼成品）材料や、Ｈ
ＩＰ処理材を使用しても、粒径の増大や空孔が発生する
ことが無くなり、それらの材料を接合材に使用した磁気
ヘッドを得ることが出来るようになった。

【００２２】次に他の実施例について説明する。本例に
用いた単結晶フェライト１ａ及び多結晶フェライト１ｂ
は、上述の例と同様の方法により作成した。

【００２３】次に図４に示すように多結晶フェライト１
ｂと単結晶フェライト１ａそれぞれの接合面上にＳｉＯ
₂薄膜をスパッタリング法によって形成した。スパッタ
リング時の雰囲気はＡｒ５ｍＴｏｒｒで、膜厚は０．２
μｍである。なお膜厚は０．１〜０．２μｍとすること
ができる。

【００２４】次にそれぞれの膜面を密着させ、２０Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の圧力下で１０００℃に加熱し、２時間保持
した。冷却後、取りだした試料の断面観察を行なったと
ころ、２枚のフェライトブロック上のＳｉＯ₂膜は相互
拡散によって一体化していた。接合されたフェライトブ
ロックの抗折強度を測定したところ、従来のフェライト
間相互拡散法で接合したものと同等の強度であった。

【００２５】同様の方法で接合温度と接合時圧力を変化
させた場合の結果を図５に示す。９００℃且つ２０Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²以上の温度と圧力で良好に接合されることが
分かった。

【００２６】本例ではＳｉＯ₂膜をスパッタリング法で
形成したが、ＳｉＯ等の他の珪素酸化物で任意の薄膜形
成法（真空蒸着法など）を用いて行なっても良い。

【００２７】以上の如く、本例によりセラミクス材料上
に形成された珪素酸化物同士の相互拡散によって、１０
００℃以下の比較的（マンガン亜鉛フェライト材料同士
の相互拡散に較べて）低温の処理により、接合一体化す
ることにより磁気ヘッドが得られた。

【００２８】以上２つの実施例によれば、単結晶フェラ
イト１ａと多結晶フェライト１ｂとを１０００℃以下の
温度で接合することにより磁気ヘッドを製造できるよう
になったことから、異常粒成長が抑止され、接合界面を
精密に制御することが出来るようになった。また、多結
晶材料に微細粒径に制御した（１２００℃以下焼成品）
材料や、ＨＩＰ処理材を使用しても、粒径の増大や空孔
が発生することが無くなり、それらの材料を接合材に使
用した磁気ヘッドを得ることが出来るようになった。

【００２９】一方、接合界面の酸化物膜は軟磁性材料で
ないことから、ヘッドの磁気特性への影響が考えられる
が、磁気ヘッドには記録再生を行うためのギャップがテ
ープ摺動面側に存在しており、さらに、それとは別にテ
ープ摺動面と反対側にインダクタンス調整を目的とした
ギャップを付加していることから、磁気回路中にギャッ
プが増加したとしても記録再生特性には何等影響するも
のではない。本実施例では接合界面の膜厚を０．１〜
０．２μｍとしたが、この値を任意に調整することでヘ
ッドコアのインダクタンスを調整することができ問題は
解消する。

【００３０】なお、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採
り得ることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、単結晶フェライト１ａ
と多結晶フェライト１ｂとを１０００℃以下の温度で接
合することにより磁気ヘッドを製造できるようになった
ことから、異常粒成長が抑止され、接合界面を精密に制
御することが出来るとともに、多結晶材料に微細粒径に
制御した（１２００℃以下焼成品）材料や、ＨＩＰ材料
を使用しても、粒径の増大や空孔が発生することが無く
なり、それらの材料を接合材に使用した磁気ヘッドを得
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ヘッドの断面図である。

【図２】一実施例の説明に用いる線図である。

【図３】一実施例の説明に用いる線図である。

【図４】他の実施例の説明に用いる線図である。

【図５】他の実施例の説明に用いる線図である。

【図６】従来例の説明に用いる線図である。

【符号の説明】

１磁気ヘッド１ａ単結晶フェライト１ｂ多結晶フェライト１ｃ鉄若しくは鉄を主成分とする合金の部分酸化膜、又は珪素酸化物の薄膜ｇ磁気ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木教雄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)発明者田村孝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

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライ
トを用い後部磁気回路を構成する部分に多結晶フェライ
トを用いた複合型の磁気ヘッドにおいて、上記単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合界面に
鉄又は鉄を主成分とする合金の部分酸化膜を形成したこ
とを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】磁気記録媒体摺接部分に単結晶フェライ
トを用い後部磁気回路を構成する部分に多結晶フェライ
トを用いた複合型の磁気ヘッドにおいて、上記単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合界面に
珪素酸化物の薄膜を形成したことを特徴とする磁気ヘッ
ド。