JPH06176317A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ａｌ層を、ギャップ部の異なる材料の間に形
成することにより、歩留りを従来に比し著しく向上せし
め、製造効率良く、高品質の磁気ヘッドを提供する。 【構成】 磁気ヘッドのギャップ部２１を、ギャップ材
層２５、２６、バリア層２９、３０、及び接合ガラス層
２７、２８にて構成し、バリア層２９、３０は、厚さ１
０〜２００ÅのＡｌ層とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に二つのコア半体
を所定ギャップ長にて突合せて接合することにより構成
される磁気ヘッドに関するものであり、特に、高周波用
で且つ高いＳ／Ｎ比が要求される高密度記録用ヘッド、
主としてビデオヘッド、コンピュータ用ヘッド等に好適
に使用されるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金磁性膜を用いた磁気
ヘッドに具現化される。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録技術の分野における最近の記録
密度の向上は著しく、これに伴なって例えば電磁変換素
子としての磁気ヘッドに対する狭トラック化及びコア材
料の飽和磁化の増大並びに高周波領域における透磁率の
改善といった要求が高まっている。

【０００３】近年、磁気記録分野における上記要求を満
足せしめる磁気ヘッドとして、例えばＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ
合金磁性膜を用いた薄膜積層磁気ヘッドが急速に注目を
浴びている。該磁気ヘッドの一例が図５〜図７に示され
る。簡単にその構造を説明する。

【０００４】図６を参照すると、結晶化ガラス又はセラ
ミックスから成る基板１１上にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金薄
膜１２が膜厚１〜２０μｍにて成膜される。次いで、該
合金磁性膜１２上にＳｉＯ₂ から成る非磁性絶縁膜、即
ち、層間膜１３が膜厚０．０３〜０．５μｍにて形成さ
れる。

【０００５】更に、磁性膜１２と非磁性絶縁膜１３が必
要回数積層され、磁性膜構造体１４が形成される。斯る
磁性膜１２と非磁性絶縁膜１３の膜厚及び積層回数は積
層部の厚さがトラック幅Ｗとなるように適宜設定され
る。

【０００６】次いで、前記磁性膜構造体１４の上にガラ
ス膜１５が形成され、その上に他の基板１６が積層され
る。ガラス膜１５としては接合ガラスが使用されてい
る。基板１６は前記基板１１と同様の材料にて作製され
る。

【０００７】このようにして作製された積層膜構造体１
７は、図５に図示されるように、積層した厚さ方向に切
断し、一対のコア半体ブロック１８、１９が形成され、
少なくとも片方のコア半体、本例ではコア半体１８に巻
線溝２０を形成する。

【０００８】続いて、両コア半体１８、１９の突合せ面
の接合を強固なものとするために、従来、図５に示すよ
うに、巻線溝２０に対向した、本例ではコア半体１９の
両側面部に面取部２２を形成し、又、両コア半体の該巻
線溝２０とは反対側にも凹所２３を形成した後、両コア
半体１８、１９の突合せ面は研摩加工後ギャップ部２１
が形成される。

【０００９】この後、両コア半体１８、１９を突合せ面
にてギャップ部２１を介して突合せ、該面取部及び凹所
にモールドガラスを充填し両コア半体ブロックを接合す
る。

【００１０】最後に、テープ摺動面を形成するべくＲ研
摩加工及び他の成形加工並びに巻線加工が行なわれ、磁
気ヘッド１０が得られる。

【００１１】斯る構成の磁気ヘッド１０において両コア
半体１８、１９の突合せ面に形成されるギャップ部２１
を所定の寸法形状に仕上ることは極めて重要である。

【００１２】従来、該ギャップ部２１は、図８に示すよ
うに、各コア半体１８、１９のギャップ部形成面、即
ち、突合せ面１８ａ、１９ａにＳｉＯ₂ から成る非磁性
絶縁層、即ち、ギャップ材層２５、２６と、その上に接
合ガラス層２７、２８をそれぞれ形成し、各コア半体１
８、１９の接合ガラス２７、２８を対面させ、融着させ
ることによって形成された。

【００１３】しかしながら、このような構成の磁気ヘッ
ドは、ギャップ部２１の製造に関する歩留りが大きく変
動し、７０％程度の高歩留りが続いたかと思うと、ギャ
ップ部が溶着しない、大略０％といった低歩留りが続く
という状態を繰り返し、悪い場合には月間歩留りが５％
程度となることがあり、極めて製造効率の悪いものであ
った。

【００１４】本発明者らは、このような問題を解決する
べく、図１に示すように、ギャップ材層２５、２６と、
接合ガラス層２７、２８との間に、クロム、クロムとク
ロム酸化物との混合物、チタン、チタンとチタン酸化物
との混合物、クロム−チタン合金、又はクロム−チタン
合金とクロム−チタン合金酸化物との混合物から成るバ
リア層２９、３０を設けることを提案した（特開平２−
５８７１４号公報を参照せよ）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平２−５８７
１４号公報に記載の磁気ヘッドは、従来に比して、ギャ
ップ部におけるエッジだれ、つぶれ、広がり等の問題を
大幅に減少することができ、極めて良好な磁気特性を有
するものであって、しかも、ギャップ部２１の製造に関
する歩留りは８０％程度にまで向上した。

【００１６】しかしながら、本発明者らの更なる研究実
験の結果によると、従来の、クロム、クロムとクロム酸
化物との混合物、チタン、チタンとチタン酸化物との混
合物、クロム−チタン合金、又はクロム−チタン合金と
クロム−チタン合金酸化物との混合物から成るバリア層
２９、３０によれば、ギャップ材２５、２６と、接合ガ
ラス層２７、２８との間の接着力不足により、ギャップ
材層２５、２６と、接合ガラス層２７、２８との間が開
くことがあった。

【００１７】本発明者らは、更に、ギャップ部２１の製
造に関する歩留りを向上せしめるべく研究実験を行なっ
た結果、ギャップ材層２５、２６と接合ガラス層２７、
２８との間に形成されるバリア層２９、３０として１０
〜２００ÅのＡｌ層を形成することにより、ギャップ材
層２５、２６と接合ガラス層２７、２８との間の相互拡
散をより完全に防止することができると共に、更に、Ａ
ｌ層が、ギャップ部接合後に行なう高温処理によりギャ
ップ材層２５、２６及び接合ガラス層２７、２８へと酸
化拡散し、このＡｌ層の酸化拡散によって、ギャップ材
層２５、２６と接合ガラス層２７、２８とをより強固に
接合し得ることを見出した。これによって、ギャップ部
２１の製造に関する歩留りは８５％へと向上させること
ができた。

【００１８】更に、本発明者らは、このような構成の磁
気ヘッドにおいて、その製造に際して、ギャップ材層２
５、２６と突合せ面１８ａ、１９ａとの間が開くことが
あり、ギャップ部２１の製造に関する歩留りを低下せし
めていることを見出した。

【００１９】これは、突合せ面１８ａ、１９ａにおける
各種材料、即ち、基板１１のセラミックス、磁性膜構造
体１４の磁性膜１２及び非磁性絶縁膜１３並びにガラス
膜１５と、ギャップ材層２５、２６との間にて相互に拡
散が起こり、両者間の接着力が低下するためであること
が分かった。

【００２０】この問題も又、ギャップ材層２５、２６と
突合せ面１８ａ、１９ａとの間に、バッファ層として１
０〜２００ÅのＡｌ層を形成することにより、ギャップ
材層２５、２６と突合せ面１８ａ、１９ａとの間の相互
拡散を防止することができ、しかも、Ａｌ膜が、ギャッ
プ部接合後に行なう高温処理によりギャップ材層２５、
２６及び突合せ面１８ａ、１９ａへと酸化拡散し、この
Ａｌ層の酸化拡散によって、ギャップ材層２５、２６と
突合せ面１８ａ、１９ａとを強固に接合し得ることを見
出した。

【００２１】上述のように、バリア層或はバッファ層と
してＡｌ層を、ギャップ部２１の異なる材料の間に形成
することにより、ギャップ部２１の製造に関する歩留り
は９５％へと飛躍的に向上した。

【００２２】本発明は斯かる新規な知見に基づきなされ
たものである。

【００２３】従って、本発明の目的は、Ａｌ層を、ギャ
ップ部の異なる材料の間に形成することにより、歩留り
を従来に比し著しく向上せしめ、製造効率良く、高品質
の磁気ヘッドを提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
磁気ヘッドにて達成される。要約すれば、本発明は、二
つのコア半体を形成し、各コア半体の突合せ面には、コ
ア半体に隣接して形成されたギャップ材層と、バリア層
と、接合ガラス層とを順に形成し、そして両コア半体の
前記接合ガラス層を互いに溶融圧着して所定のギャップ
長を有したギャップ部を形成するようにした磁気ヘッド
において、前記バリア層は、厚さ１０〜２００ÅのＡｌ
層であることを特徴とする磁気ヘッドである。

【００２５】本発明の好ましい態様によると、更に、前
記各コア半体の突合せ面と前記ギャップ材層との間に、
厚さ１０〜２００ÅのＡｌ層からなるバッファ層が形成
される。又、各コア半体は、一方の基板と、該基板の上
にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金磁性膜と層間膜とが交互に積層
されて成る磁性膜構造体と、該薄膜構造体の上に積層さ
れたガラス膜と、該ガラス膜の上に積層された他方の基
板とを有した積層膜構造体から成る。

【００２６】

【実施例】次に、本発明に係る磁気ヘッドについて更に
詳しく説明する。本実施例では、磁気ヘッドは、Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ合金磁性膜を用いた薄膜積層磁気ヘッドとさ
れる。

【００２７】ＤＣマグネトロンスパッタ装置を使用して
図６に示すような構成の積層膜構造体１７を作製した。

【００２８】積層膜構造体１７にて、基板１１は、本実
施例ではＣｏＯ−ＮｉＯを主成分とする非磁性セラミッ
クス基板とされ、該基板１１上にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金
膜１２を膜厚５μｍにて成膜した。

【００２９】続いて、このＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金膜１２
の上に層間膜（絶縁膜）１３としてＳｉＯ₂ 膜が膜厚
０．５μｍにて形成された。

【００３０】同様にして、前記層間膜１３上に磁性膜１
２及び絶縁膜１３の順に４回繰り返し、磁性膜構造体１
４を得た。該磁性膜構造体１４の全膜厚は２０μｍであ
った。該成膜された軟磁性膜構造体１４を熱処理した。

【００３１】更に、前記磁性膜構造体１４の上に膜厚１
μｍのガラス膜１５を通常のスパッタリング等で形成
し、次いで、前記基板１１と同じ材料で形成された他の
基板１６を前記ガラス膜の上に積層して積層膜構造体１
７を作製した。該積層膜構造体１７は溶融圧着を行なっ
た。ガラス膜１５としては、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｎ
ａ₂ Ｏ系ガラスを使用した。

【００３２】次に、このようにして作製した積層膜構造
体１７は、図５に示すように、積層した厚さ方向に切断
し、一対のコア半体ブロック１８、１９を形成し、コア
半体１８に巻線溝２０を形成した後、両コア半体ブロッ
ク１８、１９の突合せ面の接合を強固なものとするため
に、巻線溝２０に対向した、コア半体１９の両側面部に
面取部２２を形成し、又、両コア半体の前記ギャップ部
２１とは反対側にも凹所２３を形成した。後で説明する
ように、本発明によれば、ギャップ部２１の接合強度が
大となるので、必ずしも面取部２２の形成は要求されな
い。

【００３３】次いで、両コア半体ブロック１８、１９の
突合せ面が研摩加工され、ギャップ部２１が形成され
る。

【００３４】本発明に従えば、図１に示すように、各コ
ア半体１８、１９の研摩加工された突合せ面１８ａ、１
９ａには、ＳｉＯ₂ から成るギャップ材層２５、２６
と、Ａｌ層からなるバリア層２９、３０と、接合ガラス
層２７、２８とがスパッタリングにより形成される。

【００３５】両コア半体１８、１９の、ギャップ材層２
５、２６、バリア層２９、３０、及び接合ガラス層２
７、２８から成るギャップ長（Ｌ）を如何なる寸法にす
るかによりギャップ材層２５、２６、バリア層２９、３
０、及び接合ガラス層２７、２８の各層厚はギャップ長
Ｌに従って任意に選択し得る。

【００３６】Ａｌ層からなるバリア層２９、３０を成膜
する場合には、ターゲットとしてアルミニウム（Ａｌ）
を使用した、通常のスパッタリング法にて行なうことが
でき、膜厚としては、通常１０〜２００Å、好ましく
は、５０〜１５０Åとされる。膜厚が１０Åより小さい
場合には、所期の目的が達成されず、２００Åを超える
と磁気ヘッドの磁気特性に悪影響を及ぼすこととなり好
ましくない。

【００３７】ＳｉＯ₂ から成るギャップ材層２５、２
６、及び接合ガラス層２７、２８は従来の材料及び方法
に従って成膜することができる。本実施例にて、ギャッ
プ材層２５、２６は０．１μｍ、接合ガラス層２７、２
８は０．０５μｍ、Ａｌ層は１００Åとした。

【００３８】このようにしてギャップ部２１が形成され
た両コア半体ブロック１８、１９は、面取部２２及び凹
所２３にモールドガラスを溶融充填すると共に、ギャッ
プ部２１を５００℃〜６５０℃にて３０分間〜１時間加
熱することにより溶融圧着した。

【００３９】最後に、テープ摺動面を形成するべくＲ研
摩加工及び他の成形加工並びに巻線加工が行なわれ、薄
膜積層磁気ヘッド１０が得られた。

【００４０】上記説明では、両コア半体ブロック１８、
１９を接合するためにギャップ部２１の側面に面取部２
２を形成し、該面取部２２にモールドガラスを溶融充填
することとしたが、本発明の構成に従った上記ギャップ
部２１を有する場合には該面取部２２は形成せずとも十
分な接合強度を有していることが分かった。

【００４１】上記方法にて多数の磁気ヘッドを作製した
が、ギャップ部２１にて、ギャップ材層２５、２６と接
合ガラス層２７、２８との間が溶着しないことに起因し
た不良品の発生は大幅に減少し、歩留りは８５％にまで
向上した。

【００４２】つまり、本発明に係る磁気ヘッドは、製造
時におけるギャップ部２１の、特に、ギャップ材層２
５、２６と接合ガラス層２７、２８との間の溶着が極め
て安定して行なわれ、ギャップ部におけるギャップ材層
２５、２６と接合ガラス層２７、２８との間の接着力不
足による両者の開きはなくなった。

【００４３】しかしながら、更に、このようにして製造
された磁気ヘッド中の不良品とされる磁気ヘッドを仔細
に観察すると、ギャップ材層２５、２６と接合ガラス層
２７、２８との間の溶着は極めて安定して行なわれてい
るにも拘らず、ギャップ材２５、２６と突合せ面１８
ａ、１９ａとの間が開いているものがあることが分かっ
た。

【００４４】本発明者らの研究実験の結果、これは、突
合せ面１８ａ、１９ａにおける各種材料、即ち、セラミ
ックス基板１１、磁性膜構造体１４の磁性膜１２及び非
磁性絶縁膜１３並びにガラス膜１５と、ギャップ材層２
５、２６との間にて相互に拡散が起こり、両者間の接着
力が低下するためであることが分かった。

【００４５】そのために、図２に示すように、本発明者
らは、更に、ギャップ材層２５、２６と突合せ面１８
ａ、１９ａとの間にも又、上記実施例におけるバリア層
と同様の、バッファ層３１、３２として１０〜２００Å
のＡｌ層を形成することにより、ギャップ材層２５、２
６と突合せ面１８ａ、１９ａをも強固に接合し得ること
を見出した。これによって、ギャップ部２１の製造に関
する歩留りは９５％へと飛躍的に向上した。

【００４６】図３及び図４は、ギャップ材層２５、２６
と突合せ面１８ａ、１９ａとの間、及びギャップ材層２
５、２６と接合ガラス層２７、２８との間にそれぞれＡ
ｌ層２９、３０；３１、３２を形成した、本発明の磁気
ヘッドを形成するためのコア半体のＡｕｇｅｒ分析結果
を示すグラフである。図３は、スパッタリングにて積層
した直後の分析結果であり、図４は、５７０℃にて熱処
理した後（磁気ヘッド製品の状態に相当する）の分析結
果である。

【００４７】図３及び図４から、本発明にて形成される
バリア層２９、３０及びバッファ層３１、３２としての
Ａｌ層は、Ａｌ層形成時の金属状態から、高温処理後に
はＡｌ酸化物となり、しかも隣接する層、即ち、突合せ
面１８ａ、１９ａ、ギャップ材２５、２６及び接合ガラ
ス層２７、２８へと酸化拡散し、このＡｌ層の酸化拡散
によって、ギャップ部２１の各積層材を互いに強固に接
合していることが理解される。

【００４８】このように、本発明によれば、Ａｌ層が、
隣接する層へと酸化拡散することによって、相互の接着
強度を増大させ、しかも、ギャップ部２１の構成積層材
の相互への拡散を防止し、それによってギャップ部２１
の製造に関する歩留りはを８５％へと、更には９５％へ
と向上せしめることができる。

【００４９】上述のようにして製造した、いずれの構成
の本発明の磁気ヘッド１０も、極めて良好な磁気特性を
有するものであり、保磁力０．１８ Oe 、１ＭＨｚでの
比初透磁率２０００が得られた。又、本発明の磁気ヘッ
ドをトラック幅が膜厚方向とされるＶＴＲ用磁気ヘッド
とし、トラック幅２０μｍ、テープヘッド相対速度５．
８ｍ／ｓｅｃとし、メタルテープを用いて、再生出力を
測定したところ、５ＭＨｚでの再生出力で従来の基板、
ガラス膜、モールドガラスを用いた磁気ヘッドと同程度
の性能が得られた。

【００５０】上記本発明に係る磁気ヘッドは、長時間の
使用においてもギャップ部におけるエッジだれ、つぶ
れ、広がり等の問題を発生することがなく、しかもギャ
ップ部に割れも発生しなかった。

【００５１】上記各実施例にて、本発明の磁気ヘッドの
磁性膜構造体磁性薄膜１３としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ
合金磁性体に関連して説明したが、アモルファス磁性体
或は窒化鉄磁性体なども同様に使用することができ、
又、基板１１、１６としても、ＣｏＯ−ＮｉＯを主成分
とする非磁性セラミックス基板以外の他の非磁性セラミ
ックス或は結晶化ガラスなどの基板をも使用し得ること
は勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上の如くに構成される本発明に係る磁
気ヘッドは、製造時におけるギャップ部の溶着が極めて
安定して行なわれ、又、長時間の使用においてもギャッ
プ部におけるエッジだれ、つぶれ、広がり等の問題を発
生することがなく、しかもギャップ部に割れも発生せ
ず、高品質の磁気ヘッド、特にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金磁
性膜を用いた薄膜積層磁気ヘッドを提供することがで
き、更に、歩留りを８５％、更には９５％にまで向上せ
しめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ヘッドの一実施例のギャップ
部の部分平面図である。

【図２】本発明に係る磁気ヘッドの他の実施例のギャッ
プ部の部分平面図である。

【図３】スパッタリングにて積層した直後の磁気ヘッド
のＡｕｇｅｒ分析結果を示すグラフである。

【図４】５７０℃にて熱処理した後の磁気ヘッドのＡｕ
ｇｅｒ分析結果を示すグラフである。

【図５】本発明を具現化し得る薄膜積層磁気ヘッドの斜
視図である。

【図６】図５の磁気ヘッドの層構成を示す部分平面図で
ある。

【図７】図５の磁気ヘッドのギャップ部を示す平面図で
ある。

【図８】従来の磁気ヘッドのギャップ部の部分平面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 薄膜積層磁気ヘッド １８、１９ コア半体 ２１ ギャップ部 ２５、２６ ギャップ材層 ２７、２８ 接合ガラス層 ２９、３０、３１、３２ バリア層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つのコア半体を形成し、各コア半体の
   突合せ面には、コア半体に隣接して形成されたギャップ
   材層と、バリア層と、接合ガラス層とを順に形成し、そ
   して両コア半体の前記接合ガラス層を互いに溶融圧着し
   て所定のギャップ長を有したギャップ部を形成するよう
   にした磁気ヘッドにおいて、前記バリア層は、厚さ１０
   〜２００ÅのＡｌ層であることを特徴とする磁気ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 更に、前記各コア半体の突合せ面と前記
   ギャップ材層との間に、厚さ１０〜２００ÅのＡｌ層か
   らなるバッファ層を形成したことを特徴とする請求項１
   の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 各コア半体は、一方の基板と、該基板の
   上にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金磁性膜と層間膜とが交互に積
   層されて成る磁性膜構造体と、該薄膜構造体の上に積層
   されたガラス膜と、該ガラス膜の上に積層された他方の
   基板とを有した積層膜構造体から成る請求項１又は２の
   磁気ヘッド。