JPH06251320A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH06251320A
JPH06251320A JP6333893A JP6333893A JPH06251320A JP H06251320 A JPH06251320 A JP H06251320A JP 6333893 A JP6333893 A JP 6333893A JP 6333893 A JP6333893 A JP 6333893A JP H06251320 A JPH06251320 A JP H06251320A
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JP
Japan
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film
magnetic
gap
thickness
nonmagnetic
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JP6333893A
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Inventor
Koujirou Ogami
公二郎 屋上
Masashi Ogawa
正志 小川
Akira Urai
彰 浦井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギャップ膜のクラック発生を防止するととも
に、Cr膜の飛び出しによるスペーシングロスの発生を
抑制する。 【構成】 一対の磁気コア半体が非磁性酸化物膜14と
非磁性金属膜15を積層してなるギャップ膜14,15
を介して突き合わされ閉磁路を構成してなる磁気ヘッド
において、非磁性金属膜15の膜厚が0.01μm以
上,0.3μm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば業務用のビデオ
テープレコーダに搭載されるフライングイレーズヘッド
に適用して有用な磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気コア同士をガラス融着により
接合してなる磁気ヘッドにおいては、磁気ギャップを形
成するためにギャップ膜(ギャップスペーサ)としてS
iO2膜が多く用いられている。ギャップ膜としてSi
O2 膜を使用した場合、融着ガラスと反応したり気泡が
発生することから、当該SiO2 膜上にCr等の非磁性
金属膜を配した積層型のギャップ膜構造とすることが行
われている。
【0003】このうち、Crの最適厚さは、従来明確に
は規定されておらず、経験的にギャップ長の数分の1と
されていた。数μmのギャップ長においては、しばしば
1μmを越す。一般に、金属膜はスパッター条件にもよ
るが、膜内応力が大きい。そして、膜内応力は、膜厚の
増加と共に増加する。また、膜厚の増加と共に膜の柱状
構造が発達する。このため、〜1μmを越す厚みのCr
膜を有する場合には、膜面に対し垂直にCr膜からSi
O2 膜にかけてクラックが発生しやすい。さらに、トラ
ック幅が広くなる程膜内応力が増加するため、ギャップ
膜中にクラックが発生しやすくなる。
【0004】かかるクラックは、ヘッド製造工程である
ガラス溶着の際の熱処理により進行し、またクラック中
にガラスが侵入してギャップ異常を引き起こす。特に、
ギャップ近傍にセンダスト等の金属磁性膜が配されたメ
タル・イン・ギャップ型の磁気ヘッドでは、クラック部
より侵入する融着ガラスによって金属磁性膜が侵食され
る等して電磁変換特性の劣化を来す。また、クラック部
に磁気記録媒体との摺接により発生する磁性粉等が入り
込んでノイズ等を発生させる他、Cr膜はセンダストや
SiO2 ,フェライトに比べて摩耗し難く、膜厚によっ
てはテープ走行中にCr部分が突出し、テープに対する
当たり特性が劣化しスペーシングロスによりヘッドとし
ての特性が劣化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、ギャップ
膜にクラックが発生すると、ヘッド製造上歩留りが低下
し、磁気ヘッドとしての信頼性が大幅に低下する。そこ
で本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもの
であり、ギャップ膜のクラック発生を防止し、Cr膜の
飛び出しによるスペーシングロスの発生を抑制して信頼
性及び歩留りの高い磁気ヘッドを提供することを目的と
する。
【0006】
【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、一対の磁気コア半体が非磁性酸化物膜
と非磁性金属膜を積層してなるギャップ膜を介して突き
合わされ閉磁路を構成してなる磁気ヘッドにおいて、上
記非磁性金属膜の膜厚を0.01μm以上,0.3μm
以下とし、非磁性酸化物膜をTaOx (1.0<x≦
2.5)によって構成する。
【0007】
【作用】本発明においては、非磁性酸化物膜と非磁性金
属膜を積層してなるギャップ膜のうち、非磁性金属膜の
膜厚を0.01μm以上,0.3μm以下と薄くしてい
るので、当該非磁性金属膜の膜内部応力が小さくなり、
しかも膜の柱状構造が発達しないことから、ギャップ膜
にクラックが発生しない。したがって、クラック部から
侵入する融着ガラスによる金属磁性膜の侵食や磁気記録
媒体との摺接による塵埃の侵入、摩耗によるスペーシン
グロスの発生が抑制される。
【0008】
【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。なお、本実施
例は、業務用のビデオテープレコーダに搭載されるフラ
イングイレーズヘッドの例である。本実施例の磁気ヘッ
ドは、図1及び図2に示すように、一対の磁気コア半体
1,2が突き合わされ、その突合わせ面に消去用の磁気
ギャップgを構成するようになっている。
【0009】一方の磁気コア半体1は、例えばMn−Z
n系フェライトまたはNi−Zn系フェライト等の酸化
物磁性材料よりなる補助コア部3からなる。この補助コ
ア部3の突合わせ面には、コイルを巻装するための巻線
溝4が形成されている。かかる巻線溝4は、断面略コ字
状をなす溝としてコア厚方向に貫通して設けられ、その
傾斜面4aによって磁気ギャップgのデプスを規制する
ようになっている。
【0010】また、この磁気コア半体1の突合わせ面に
は、これら磁気コア半体1,2の接合強度を確保するた
めのガラス溝5が形成されている。ガラス溝5は、巻線
溝4の下に断面略コ字状をなす溝としてやはりこの巻線
溝4と同様にコア厚方向に貫通して設けられている。な
お、上記巻線溝4と反対側の側面には、コイルの巻装状
態を良好なものとするための巻線補助溝6が形成されて
いる。
【0011】一方、他方の磁気コア半体2は、やはりM
n−Zn系フェライト又はNi−Zn系フェライト等の
酸化物磁性材料からなる補助コア部7と、この補助コア
部7の突合わせ面に被着形成される主コア部となる金属
磁性薄膜8とから構成されている。
【0012】補助コア部7は、突合わせ面に磁気ギャッ
プgのトラック幅Twを規制するためのトラック幅規制
溝9,10を有している。このトラック幅規制溝9,1
0は、磁気ギャップgの両端縁よりそれぞれ当該磁気ギ
ャップgに対して所定の傾斜角度を持った傾斜面として
切り欠かれている。本実施例のヘッドでは、業務用の消
去ヘッドであることから、そのトラック幅Twが100
μm以上とされている。また、この補助コア部7には、
上記トラック幅規制溝9,10と反対側の側面であっ
て、上記巻線溝4と相対向する位置に断面略コ字状をな
す巻線補助溝13が設けられている。
【0013】上記金属磁性薄膜8は、上記補助コア部7
の突合わせ面に沿って磁気記録媒体と摺接する磁気記録
媒体摺動面11からバック面12に至るまで連続した膜
として被着形成されている。ここで使用される金属磁性
薄膜8には、高い飽和磁束密度を有し、かつ軟磁気特性
に優れた強磁性材料よりなる膜が使用される。かかる強
磁性材料としては従来から公知のものがいずれも使用で
き、結晶質、非結晶質を問わない。
【0014】なお、本実施例では、金属磁性薄膜8とし
て膜厚5.0μmのセンダストをスパッタリングしてな
る膜を用いた。
【0015】そして、上記のようにして構成された一対
の磁気コア半体1,2は、他方の磁気コア半体2の金属
磁性薄膜8上に成膜されたギャップ膜14,15を突合
わせ、融着ガラス16によって接合一体化されることに
より閉磁路を構成するようになっている。融着ガラス1
6は、巻線溝4及びガラス溝5内だけでなくトラック幅
規制溝9,10内にも充填されている。トラック幅規制
溝9,10内に充填される融着ガラス16は、磁気記録
媒体に対する当たり特性を確保する役目をする。
【0016】特に、本実施例では、消去用の磁気ヘッド
として使用されることから、磁気ギャップgのギャップ
長(ギャップ膜14,15の総膜厚t)が1μm以上と
され、しかもギャップ膜14,15が非磁性酸化物膜1
4と非磁性金属膜15の積層膜構造とされている。非磁
性金属膜15は、非磁性酸化物膜14と融着ガラス16
との反応防止又は気泡の発生を防止すべく、当該非磁性
酸化物膜14と融着ガラス16とが接触しないように配
されている。すなわち、金属磁性薄膜8の上に非磁性酸
化物膜14と非磁性金属膜15とがこの順に成膜され、
当該非磁性酸化物膜14が上記非磁性金属膜15によっ
て融着ガラス16から保護されるようになっている。な
お、これら非磁性酸化物膜14と非磁性金属膜15と
は、いずれもスパッタリング等の真空薄膜形成技術によ
って成膜されている。
【0017】上記非磁性酸化物膜14と非磁性金属膜1
5には、ギャップ膜として機能することはもちろんのこ
と、トラック幅が大きくてもギャップ膜にクラックが発
生しないような膜が使用される。例えば、非磁性酸化物
膜14にはTaOx (1.0<x≦2.5)よりなる膜
が使用され、非磁性金属膜15にはCr,Ti,Zr,
Nb等よりなる膜が使用される。また、上記非磁性金属
膜15としては、その膜厚が厚すぎると膜内部応力等の
影響で、膜面に対して垂直に非磁性金属膜15から非磁
性酸化物膜14にかけてクラックが発生するため、なる
べく薄い膜を使用する。例えば、その膜厚としては、
0.01μm以上,0.3μm以下のものが好適であ
る。より好ましくは、その膜厚が0.03μm以上,
0.15μm以下である。
【0018】なお、本実施例では、非磁性酸化物膜14
として膜厚4.0μmのTa2 O5よりなる膜を使用
し、非磁性金属膜15として膜厚0.1μmのCrより
なる膜を使用した。
【0019】このように、ギャップ膜として膜厚の薄い
非磁性金属膜15を用い、その下地としてTaOx より
なる非磁性酸化物膜14を使用することにより、当該非
磁性金属膜15の膜内部応力が低減し、且つ同膜の柱状
構造の発達が抑制されて、ギャップ膜にクラックが発生
するのが抑制される。したがって、クラック中に融着ガ
ラス16が入り込むことによってギャップ異常をもたら
すことが回避でき、しかもクラック中から侵入した融着
ガラス16によって金属磁性薄膜8が侵食される虞れも
無くなる。また、非磁性金属膜15の膜厚が薄いことか
ら、磁気記録媒体摺動面11の摩耗により該非磁性金属
膜15が飛び抜けて突出することが無くなり、スペーシ
ングロスを抑えることができる。
【0020】以上のように非磁性酸化物膜14にTaO
x よりなる膜を使用するとともに、非磁性金属膜15の
膜厚を規制することにより、ギャップ膜14,15のク
ラック発生を抑制することができることについては、以
下の実験結果に基づく。実験1 非磁性酸化物膜14にはSiO2 とTaOx (1.0<
x≦2.5)よりなる膜を使用し、非磁性金属膜15に
はCrよりなる膜を使用し、前述の如き図1及び図2の
磁気ヘッドを作製した。そして、Cr膜の厚みを変化さ
せたときのギャップ膜14,15中のクラック発生状況
を調べてみた。その結果を表1に示す。
【0021】評価に際しては、SiO2 膜とTaOx 膜
の膜厚を4.0μmに固定し、金属磁性薄膜8には膜厚
5.0μmのセンダストよりなる膜を使用した。サンプ
ル数は20個とし、ギャップ膜14,15中に1本でも
クラックが入っていたヘッドチップの割合と、そのクラ
ックの度合いを評価した。Cr膜からクラックが入りS
iO2 膜内に達している場合を×、Cr膜内のみの場合
を△、ごくわずかの場合を○として評価した。また、そ
の評価に際しては、顕微鏡にて対物レンズ×100,対
眼レンズ×10にて観察した。なお、クラックは必ずC
r膜から入ることが確認されており、クラック発生のな
い場合は○△×の評価は省略した。
【0022】
【表1】
【0023】表1の結果からわかるように、SiO2 膜
及びTaOx 膜に拘わらず、Cr膜の膜厚を薄くする
と、ギャップ膜14,15中のクラック発生率が減少す
る。SiO2 膜では、Cr膜の膜厚を0.01μm以下
としなければクラックの発生を防止することができな
い。実際上、この程度に膜厚を薄くすることは、成膜す
る上で実用上困難である。一方、TaOx 膜では、Si
O2 膜に比べてクラックの発生する度合いが減少し、C
r膜厚の許容幅が広がっていることがわかる。すなわ
ち、Cr膜とTaOx 膜との組合せの場合は、Cr膜と
SiO2 膜との組合せに比べて、クラックの発生をより
広い範囲で防止することができる。この結果から、ギャ
ップ膜14,15のクラック発生を防止するためには、
Cr膜の膜厚を0.01μm以上,0.3μm以下と
し、非磁性酸化物膜14にはTaOx よりなる膜を使用
する必要がある。
【0024】実験2 実験2では、Cr膜の膜厚を0.2μmに固定し、Si
O2 膜の厚みを変化させたときのCr膜のクラック発生
依存性を調べてみた。その結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】表2の結果より、SiO2 膜の膜厚を変え
てもギャップ膜14,15中のクラック発生状態は変わ
らず、クラック対策に有効なのはCr膜の膜厚コントロ
ール及びTaOx 膜の使用であることが確認できる。
【0027】実験3 実験3では、TaOx のxの値を変化させ、そのときの
ギャップ膜14,15中のクラック発生状態を調べた。
その結果を表3に示す。評価に際しては、TaOx 膜の
膜厚を4.0μm,Cr膜の膜厚を0.1μmとなるよ
うにAr100%及びAr+O2 の雰囲気中でスパッタ
リングし、磁気ヘッドを作製した。xの値は、表面分析
法の一つであるESCA法による状態分析によって推定
した。
【0028】
【表3】
【0029】表3からわかるように、クラックの発生に
ついては、xの依存性が無いことがわかる。つまり、T
aOx においては、シビアなスパッター条件コントロー
ルが不要で、実用上有利である。
【0030】実験4 実験4では、SiO2 膜とCr膜の組合せと、TaOx
(1.0<x≦2.5)膜とCr膜の組合せによって磁
気ヘッドを作製し、そのときのトラック幅Twを変化さ
せてギャップ膜14,15中のクラック発生を調べてみ
た。その結果を図3に示す。図3の縦軸にはギャップ膜
の総膜厚をt,Cr膜の膜厚をmとしたときのこれらの
比k=m/tを、横軸にはトラック幅Twをとった。
【0031】図3からわかるように、非磁性酸化物膜1
4としてSiO2 膜を用いたものに比べTaOx 膜を使
用した場合には、クラック発生領域/発生なし領域の境
界線をより右上(図中矢印方向)に移動させることがで
きる。つまり、TaOx 膜を使用することでクラック発
生なし領域をトラック幅Twがより大きい範囲にまで広
げる効果がある。特に、本実施例の消去ヘッドのよう
に、そのトラック幅Twが100μm以上と大きなもの
に対しては、クラック発生防止の観点より非常に有利で
ある。
【0032】このようにトラック幅Twが大きくなって
くると、クラック発生のないk=m/tの値は非常に小
さくなり、例えばトラック幅Tw=165μmのような
場合、kで表すことは適当でない。したがって、Cr膜
の膜厚の絶対値で表すのが適当であり、本実施例ではC
r膜の膜厚を0.01μm以上,0.3μm以下とし
た。
【0033】また、本実施例では、非磁性金属膜15の
膜厚の上限を0.3μmと固定している。これは、クラ
ック発生の大きな要因である非磁性金属膜15によって
生ずる応力に対し、膜厚よりもトラック幅Twの影響が
遥かに支配的であることを考慮したためである。これ
は、次のように説明できる。
【0034】一般に、膜を付けたことにより生ずる応力
は、図4に示すように、一側面側に膜17を被着形成し
てなる基板18を支持部19に片持ち梁状態に支持した
ときの該基板18のそりδの大きさに比例する。これを
式で示すと(1)式となる。なお、(1)式中,σは膜
の歪み,Esは基板のヤング率,νは基板のポアソン
比,tf はCr膜の膜厚,ts は基板の厚さ,lは基板
の長さ(トラック幅Twに相当)とする。
【0035】
【数1】
【0036】(1)式より、生じる応力∝δ∝l2 ・t
f 、ここでl(Tw)は2乗で効いており、その影響が
tf より支配的であることがわかる。
【0037】実験5 実験5では、磁気記録媒体摺動面が磁気記録媒体との摺
接により摩耗していったときのCr膜の突出量について
調べた。その結果を表4に示す。評価に際しては、図5
に示すように、センダスト膜20,21が形成されたフ
ェライトコア22,23に、それぞれCr膜24,25
とSiO2 膜26,27をギャップ膜として成膜してな
る一対の磁気コア半体同士を接合一体化してなる磁気ヘ
ッドを作製し、そのときのCr膜の膜厚を変えた。な
お、センダスト膜20,21の膜厚を4.0μm,Si
O2 膜26,27の膜厚を4.0μmに固定した。そし
て、この磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面に磁気テープ
28を摺接させ、Cr膜24,25の突出量dを測定し
た。なお、Cr膜24,25の突出量dは、図6に示す
ように、当該Cr膜24,25の先端とセンダスト膜2
0,21の高低差とする。
【0038】
【表4】
【0039】表4からわかるように、Cr膜24,25
の膜厚を薄くするほど、Cr膜24,25の突出量dが
減少し、それにより特性不良(出力ダウン)も無くな
る。したがって、かかる結果より、Cr膜24,25の
膜厚を0.3μm以下とすることが望ましい。
【0040】ところで、前述の図1及び図2に示す磁気
ヘッドを作製するには、以下の手順に従って作製する。
先ず、図7に示すように、平面矩形状をなす厚み1mm
のフェライト基板29に磁気ギャップのトラック幅を規
制するためのトラック幅規制溝30を、作製する磁気ヘ
ッドの数に応じて複数形成する。
【0041】トラック幅規制溝30は、図8に示すよう
に、断面略コ字状をなす溝として所定ピッチでフェライ
ト基板29の一側面側からこれと対向する他側面側に亘
って連続した切削溝として平行に形成する。
【0042】次に、トラック幅規制溝30が形成された
主面に、図9に示すように、センダストをスパッタリン
グし金属磁性薄膜31を形成する。次いで、この金属磁
性薄膜31上にやはりスパッタリングによってTa2 O
5膜とCr膜を順次成膜し、積層膜構造のギャップ膜3
2を形成する。そして、このフェライト基板29を、図
10に示すように、所定の大きさに切断し一方の磁気コ
ア半体ブロック33を形成する。
【0043】次に、図11に示すように、この磁気コア
半体ブロック33と接合一体化するためのフェライト単
体よりなる磁気コア半体ブロック34を作製する。この
磁気コア半体ブロック34には、コイルを巻装するため
の巻線溝35とガラス溝36を形成する。次に、これら
磁気コア半体ブロック33,34同士を、図12に示す
ように突合わせ、巻線溝35とガラス溝36に低融点鉛
ガラス37を配置して〜600℃でガラスを溶融し接合
する。
【0044】次に、接合一体化された磁気ヘッドに対し
て、磁気記録媒体摺動面となる部分を円筒研磨して円弧
状となした後、巻線補助を形成し、所定の大きさとなる
ようにチップ切断することによって、前述した図1及び
図2に示す磁気ヘッドが作製される。
【0045】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、前述の実施
例では、一方の磁気コア半体2のみに金属磁性薄膜8が
形成されたメタルインギャップ型の磁気ヘッドに本発明
を適用したが、両方の磁気コア半体1,2に金属磁性薄
膜8が形成された磁気ヘッド、または金属磁性薄膜8を
持たない酸化物磁性材料のみから構成される磁気ヘッド
にも適用でき、その作用効果は同様である。
【0046】
【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、非磁性酸化物膜と非磁性金
属膜を積層してなるギャップ膜のうち、非磁性金属膜の
膜厚を規定するとともに、非磁性酸化物膜にTaOx を
用いているので、ギャップ膜のクラック発生を確実に防
止することができる。したがって、クラック部から侵入
する融着ガラスによる金属磁性膜の侵食や磁気記録媒体
との摺接による塵埃のクラック部への侵入等が防止でき
る。また、非磁性金属膜の膜厚を薄く規定していること
から、摺動面の偏摩耗によって生ずる非磁性金属膜の飛
び出し量が抑えられ、これによりスペーシングロスの低
減が図れると同時に、ヘッド寿命を大幅に延ばすことが
できる。
【0047】また、本発明の磁気ヘッドによれば、非磁
性金属膜の下地膜としてTaOx 膜を使用しているの
で、トラック幅を大きくした場合でもギャップ膜にクラ
ックが発生することが大幅に抑制される。したがって、
消去ヘッドのようにトラック幅が大きい磁気ヘッドに対
してはその効果は絶大である。このように、本発明によ
れば、ヘッドの製造歩留りが向上するばかりか、クラッ
クの発生の無い信頼性に優れた磁気ヘッドを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す斜視
図である。
【図2】図1の磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面部分を
拡大して示す要部拡大平面図である。
【図3】ギャップ膜の総膜厚tと非磁性金属膜の膜厚m
との比k=m/tに対するギャップ膜中のクラック発生
率のトラック幅依存性を示す特性図である。
【図4】クラック発生の原因が非磁性金属膜の膜厚より
もトラック幅の影響が支配することを説明するための図
である。
【図5】磁気記録媒体摺動面に磁気記録媒体が摺接する
様子を示す要部拡大断面図である。
【図6】摩耗によって非磁性金属膜が突出した様子を示
す磁気記録媒体摺動面部分の要部拡大断面図である。
【図7】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示す
もので、トラック幅規制溝形成工程を示す斜視図であ
る。
【図8】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示す
もので、トラック幅規制溝形成工程を示す要部拡大正面
図である。
【図9】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示す
もので、金属磁性薄膜及びギャップ膜成膜工程を示す要
部拡大正面図である。
【図10】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示
すもので、磁気コア半体ブロック作製工程を示す斜視図
である。
【図11】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示
すもので、巻線溝及びガラス溝が形成された磁気コア半
体ブロック作製工程を示す斜視図である。
【図12】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示
すもので、磁気コア半体ブロックの接合工程を示す斜視
図である。
【図13】本発明の磁気ヘッドを製造する工程を順次示
すもので、磁気コア半体ブロックに円筒研磨を施す工程
を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,2・・・磁気コア半体 3,7・・・補助コア部 4・・・巻線溝 5・・・ガラス溝 8・・・金属磁性薄膜 9,10・・・トラック幅規制溝 11・・・磁気記録媒体摺動面 14・・・非磁性酸化物膜 15・・・非磁性金属膜 16・・・融着ガラス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の磁気コア半体が非磁性酸化物膜と
    非磁性金属膜を積層してなるギャップ膜を介して突き合
    わされ閉磁路を構成してなる磁気ヘッドにおいて、 上記非磁性金属膜の膜厚が0.01μm以上,0.3μ
    m以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 非磁性酸化物膜がTaOx (1.0<x
    ≦2.5)からなることを特徴とする請求項1記載の磁
    気ヘッド。
JP6333893A 1993-02-27 1993-02-27 磁気ヘッド Pending JPH06251320A (ja)

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JP6333893A JPH06251320A (ja) 1993-02-27 1993-02-27 磁気ヘッド

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JP6333893A JPH06251320A (ja) 1993-02-27 1993-02-27 磁気ヘッド

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