JPH0624043B2 - 磁気ヘツド - Google Patents

磁気ヘツド

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JPH0624043B2
JPH0624043B2 JP62193406A JP19340687A JPH0624043B2 JP H0624043 B2 JPH0624043 B2 JP H0624043B2 JP 62193406 A JP62193406 A JP 62193406A JP 19340687 A JP19340687 A JP 19340687A JP H0624043 B2 JPH0624043 B2 JP H0624043B2
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magnetic
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magnetic head
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和宏 斎藤
達司 清水
英則 石田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般にFe−Si−A合金磁性膜を用いた
磁気ヘツ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ツド、主として
ビデオヘツド、デジタル用ヘツド等に好適に利用し得
る。
従来の技術及び問題点 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、これに伴なつて例えば電磁変換素子としての磁気
ヘツドに対する挟トラツ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つた要
求が高まつている。
近年、磁気記録分野における上記要求を満足せしめる磁
気ヘツドとして、Fe−Si−A合金磁性膜を用いた
薄膜積層磁気ヘツドが急速に注目を浴びている。該磁気
ヘツドの一例が第1図及び第2図に図示される。簡単に
その構造を説明する。
第2図を参照すると、SiO−LiO−A
系結晶化ガラスから成る基板11上にFe−Si−A
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SiO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。
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
トラツク幅w(第2図)となるように適宜設定される。
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SiO−B−ZnO系の接合ガラ
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。
このようにして作製された積層膜構造体17は、第1図
に図示されるように、積層した厚さ方向に切断し、一対
のコア半体ブロツク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。
続いて、両コア半体ブロツク18、19の突合せ面の接
合を強固なものとするために、従来、第1図に図示され
るように、巻線溝20に対向した、本例ではコア半体1
9の両側面部に面取部22を形成し、又、両コア半体の
前記ギヤツプ部とは反対側にも凹所23を形成した後、
両コア半体ブロツク18、19の突合せ面は研摩加工
後、SiOから成る非磁性のギヤツプスペーサー21
を形成する。
この後、両コア半体ブロツク18、19を突合せ面にて
突合せ、該面取部及び凹所にPbO−B系モール
ドガラスを充填し両コア半体ブロツクを接合する。
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、磁気ヘツド10
が得られる。
斯る構成の磁気ヘツド10は、極めて良好な磁気特性を
有するものであるが、第3図に図示するように、使用時
に時間経過と共にギヤツプ部21に近接したモールドガ
ラス部22にクラツク24が生じ、結果的に両コア半体
の接合力が弱まり、ギヤツプ部が離間してしまい、所定
の磁気特性が得られなくなるといつた問題が発生した。
又、斯るモールドガラス部のクラツクは磁気ヘツド製造
時においても発生し、歩留りが10%未満であるといつ
た極めて製造効率の悪いものであつた。
本発明者等は、このような問題を解決するべく多くの研
究実験を行なつた結果、上述したような材料が使用され
ている基板11、16、ガラス膜15、磁性膜構造体1
4、モールドガラス22の各熱膨張係数は大きく相違し
ており、斯る熱膨張係数の相違に起因してモールドガラ
ス部に過大の引張応力又は圧縮応力が発生し、モールド
ガラス部にクラツクが発生することを見出した。
又、磁気ヘツドは熱膨張係数が概略一致することが重要
であると同時に、該ヘツドは一般に真空蒸着法、スパツ
タリング法、イオンプレーテイング法等にて製造される
ために、プロセス上の制約から、基板の耐熱温度、ガラ
ス膜及びモールドガラスの軟化点の間には(基板の耐熱
温度)>(ガラス膜の軟化点)>(モールドガラスの軟
化点)という関係が必要であり、更には基板、ガラス
膜、モールドガラスの各材料間で過度の化学的浸食反応
を起さないように各材料を選定することが必要であるこ
とを見出した。
本発明者等は、斯る観点から多くの材料を検討した結
果、基板としては(MnO)×(NiO)1-x(ただ
し、0<x<1)で表わされ、岩塩型構造が主たるもの
である非磁性基板材料を、ガラス膜としてはSiO
NaO−A系ガラスを、モールドガラスとし
てはSiO−B−NaO系ガラスを、層間膜
及びギヤツプ層としてはSiOを使用することによ
り、モールドガラス部にクラツクが発生することのない
高品質のFe−Si−A合金磁性膜を用いた磁気ヘツ
ドを製造し得ることを見出した。
本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。
発明の目的 本発明の目的は、モールドガラス部にクラツクが発生す
ることのない高品質のFe−Si−A合金磁性膜を用
いた磁気ヘツドを提供することである。
本発明の他の目的は、歩留りを従来の10%未満から8
0%程度にまで向上せしめることのできるFe−Si−
A合金磁性膜を用いた磁気ヘツドを提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 上記諸目的は本発明に係るFe−Si−A合金磁性膜
を用いた磁気ヘツドにて達成される。要約すれば本発明
は、一方の基板と、該基板の上にFe(83〜94wt
%)−Si(4〜11wt%)−A(2〜6wt%)
の組成を有するFe−Si−A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層と、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二つコ
ア半体を突合せ、該両コア半体をモールドガラスにて補
強接合して構成される磁気ヘツドにおいて、基板は(M
nO)×(NiO)1-x(ただし、0<x<1)で表わ
され、岩塩型構造が主たるものである非磁性基板材料で
作製し、ガラス膜はSiO−NaO−A
ガラスで作製し、そしてモールドガラスはSiO−B
−NaO系ガラスで作製されたことを特徴とす
る磁気ヘツドである。
次に、本発明の磁気ヘツドについて更に詳しく説明す
る。
A.基板材料の選定: 本発明者等は、基板、ガラス膜及びモールドガラスの材
料を選定するに当り先ず、基板材料を検討した。
従来、基板材料としては、上述のように、SiO−L
O−A系結晶化ガラスが使用されていた
が、本発明者等の研究によると、斯る結晶化ガラスは耐
熱温度が650〜800℃程度と低く、該基板の上に積
層されるガラス膜12の材料の選択範囲を極度にせばめ
ていることが分かつた。又、マトリツクス相(主成分は
SiO)と、従来PbO−B系ガラスが用いら
れたモールドガラスとの間では、塩基度の差が大きいた
めに、化学的浸食反応が生じ、基板が浸食され、基板の
残し量又はギヤツプ深さを正確に設定するのが困難であ
るという問題を有していた。
従つて、本発明者等は、基板の材料選定に当り、 (1)Fe−Si−A合金磁性膜の熱膨張係数(12
0〜150×10-7/℃)に近い熱膨張係数を有するこ
と、 (2)耐熱温度が800℃以上であること、 (3)モールドガラス等の低融点ガラスと極度に反応し
ないこと、 が選定条件として必須であることが分かつた。
本発明者等の研究実験の結果、(MnO)×(NiO)
1-x(ただし、0<x<1)で表わされ、岩塩型構造が
主たるものである非磁性基板材料、特にx=0.55で
ある基板材料は上記選択条件を満足していることを見出
した。表1に該材料の諸特性を従来の材料と比較して示
す。
B.ガラス膜材料の選定 従来ガラス膜材料としては、SiO−B−Zn
O系の接合ガラスが使用されていたが、本発明者等の研
究実験の結果によると、ZnOを含むガラスは、通常磁
気ヘツドの製造時に採用されているスパツタリング等の
方法では膜中にZnOが入り難いという問題があり、こ
のように組成ずれが生じると、磁気ヘツドを構成する上
で重要な諸特性、例えば熱膨張係数や軟化点が変化する
という問題を引起すことが分かつた。表2にバルク組成
と膜組成とを示す。
従つて、本発明者等は、ガラス膜の材料選定に当り、 (1)基板の熱膨張係数(134×10-7/℃)に近い
熱膨張係数を有すること、 (2)耐熱温度(軟化点)がモールドガラスの作業温度
より50℃以上高いこと、 (3)組成ずれを小さくするためにZnOを含まないこ
と、 (4)基板と極度に反応しないこと、 が選定条件として必須であることが分かつた。
本発明者等の研究実験の結果、SiO−NaO−A
系ガラスが最適であることを見出した。該材料
の組成の一実施例を表3に、表4に該材料の諸特性を示
す。又表5には本発明に従つたガラス膜材料を使用し
て、Ar圧力4×10-3スパツタリングにて膜の作製を
行なつた際のバルク組成と膜組成とを示すが、組成ずれ
を生じていないことが理解されるであろう。
C.モールドガラス材料の選定 従来、モールドガラス材料としては、上述のように、P
bO−B系ガラスが用いられ、モールドガラスと
基板との間では、塩基度の差が大きいために、化学的浸
食反応が生じ、基板が浸食され、基板の残し量又はギヤ
ツプ深さを正確に設定するのが困難であるという問題を
有していた。
従つて、本発明者等は、モールドガラスの材料選定に当
り、 (1)基板の熱膨張係数(134×10-7/℃)に近い
熱膨張係数を有すること、 (2)作業温度がガラス膜の軟化点が630℃以下であ
ること、望ましくはガラス膜の軟化点より50℃以上低
いこと、 (3)基板と極度に反応しないこと、 が選定条件として必須であることが分かつた。
本発明者等の研究実験の結果、モールドガラスとしては
SiO−B−NaO系ガラスが最適であるこ
とを見出した。該材料の組成の一実施例を表6に、表7
に該材料の諸特性を、従来のモールドガラス材料と比較
して示す。
次に、本発明に係る薄膜積層磁気ヘツドを実施例につい
て説明する。
実施例1 第1図に図示されるような構造をした本発明に係る磁気
ヘツドをDCマグネトロンスパツタ(RFバイアス印
加)装置を使用して作製した。第4図に該スパツタ装置
の概略が図示される。
DCスパツタ装置30は高圧直流電源31に接続された
陰極32と、RFバイアス電源33に接続され電気的に
絶縁された基板ホルダー34とを具備し、前記陰極32
にはターゲツト35が配置され、ホルダー34には基板
11が配置された。又、装置は一方の口36から真空ポ
ンプ(図示せず)にて真空引され、又他方の口37から
Arガスが導入された。
ターゲツト35としてはSi10.5wt%、A5.
5wt%、残部Feから成るホツトプレスされた直径4
インチ、厚さ4mmのものを使用した。
基板11は、熱膨張係数が134×10-7/℃の(Mn
O)×(NiO)1-x(ただし、x=0.55)で表わ
され、岩塩型構造が主たるものである非磁性基板材料の
直径が2インチのものを表面粗さ150Åにポリツシユ
して使用した。
Ar圧力は4×10-3Torr、投入電力は500Wと
した。基板11上にFe−Si−A合金膜12を膜厚
4.7μmにて成膜した。該成膜された軟磁性膜は、そ
の後熱処理した。
続いて、このFe−Si−A合金膜12の上に層間膜
13を形成した。層間膜の作製は、Fe−Si−A合
金膜作製に使用した前記マグネトロンスパツタ装置にR
F電源を接続したものを用い、ターゲツトとして直径4
インチ、厚さ5mmのSiOを使用した。Ar圧力は
4×10-3Torr、投入電力は300Wとした。斯る
条件にて基板の磁性膜上にSiO膜が膜厚0.3μm
にて形成された。
次いで、上記方法にて前記層間膜13上に磁性膜12及
び絶縁膜13の順に4回繰り返し、磁性膜構造体14を
得た。該磁性膜構造体14の全膜厚は20μmであつ
た。
更に、前記磁性膜構造体14の上にガラス膜15を通常
のスパツタリング等で形成した。該ガラス膜15はSi
(50wt%)−NaO(20wt%)−A
(10wt%)、残部としてBaO、KO、Ca
O等を含んだ組成のガラスを使用し、Ar圧力4×10
-3Torr、RF入力100W、基板温度100℃の条
件でスパツタリングにより膜厚1μmのガラス膜を作製
した。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
17を作製した。該積層膜構造体17は、650℃で1
5分の溶融圧着を行なつた。
次に、このようにして作製された積層膜構造体17は、
第1図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ツク18、19を形成し、コア
半体18に巻線溝20を形成した後、両コア半体ブロツ
ク18、19の突合せ面の接合を強固なものとするため
に、第1図に図示されるように、巻線溝20に対向し
た、コア半体19の両側面部に面取部を形成し、又、両
コア半体の前記ギヤツプ部とは反対側にも凹所を形成
し、同コア半体ブロツク18、19の突合せ面は研摩加
工後、SiOから成る非磁性のギヤツプスペーサー2
1をスパツタリングにより形成した。次いで、該面取部
及び凹所にSiO(38wt%)−B(20w
t%)−NaO(22wt%)、残部としてKO、
LiO等から成る組成を有したモールドガラスを溶融
充填した。
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
ツド10が得られた。
上記方法にて50個の磁気ヘツドを作製したが、モール
ドガラス部にクラツクが発生することに起因した不良品
は8個発生したに過ぎず、歩留りは84%であつた。
斯る構成の磁気ヘツド10は、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、本磁気ヘツドを
トラツク巾が膜厚方向とされるVTR用磁気ヘツドと
し、トラツク幅20μm、テープヘツド相対速度5.8
m/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ツドと同程度の
性能が得られた。
本発明に従つた薄膜磁気ヘツドは、製造過程において
も、又、長時間の使用においてもギヤツプ部に近接した
モールドガラス部にクラツクが生じることはなかつた。
発明の効果 以上の如くに構成される本発明に係る薄膜積層磁気ヘツ
ドは、モールドガラス部にクラツクが発生することのな
い高品質のFe−Si−A合金磁性膜を用いた薄膜積
層磁気ヘツドを提供することができ、更に、歩留りを従
来の10%未満から80%程度にまで向上せしめること
のできるという利益を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る薄膜積層磁気ヘツドの一実施例
を示す斜視図である。 第2図は、第1図の磁気ヘツドの層構成を示す部分平面
図である。 第3図は、第1図の磁気ヘツドのギヤツプ部を示す平面
図である。 第4図は、薄膜積層磁気ヘツドを作成するためのスパツ
タリング装置の概略構成図である。 10:薄膜積層磁気ヘツド 11、16:基板 12:磁性膜 13:層間膜 15:ガラス膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の基板と、該基板の上にFe−Si−
    A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二つのコア半体を突合せ、該両コ
    ア半体をモールドガラスにて補強接合して構成される磁
    気ヘツドにおいて、基板は(MnO)×(NiO)1-x
    (ただし、0<x<1)で表わされ、岩塩型構造が主た
    るものである非磁性基板材料で作製し、ガラス膜はSi
    −NaO−A系ガラスで作製し、そして
    モールドガラスはSiO−B−NaO系ガラ
    スで作製されたことを特徴とする磁気ヘツド。
  2. 【請求項2】基板は、x=0.55である(MnO)×
    (NiO)1-x(ただし、0<x<1)で表わされ、岩
    塩型構造が主たるものである非磁性基板材料で作製され
    て成る特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘツド。
  3. 【請求項3】ガラス膜は、SiO(40〜60wt
    %)−NaO(10〜30wt%)−A(5
    〜15wt%)を主たる成分とするガラスで作製されて
    成る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の磁気ヘツ
    ド。
  4. 【請求項4】モールドガラスは、SiO(25〜45
    wt%)−B(10〜30wt%)−Na
    (10〜30wt%)を主たる成分とするガラスで作製
    されて成る特許請求の範囲第1項、第2項又は第3項記
    載の磁気ヘツド。
JP62193406A 1987-07-31 1987-07-31 磁気ヘツド Expired - Lifetime JPH0624043B2 (ja)

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JPH05117023A (ja) * 1991-10-25 1993-05-14 Nec Corp 磁気ヘツド用非磁性基板および磁気ヘツド

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