JPH0661124B2 - 垂直磁気ヘツドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、２層膜構造の記録媒体面に対して垂直の媒
体の厚さ方向に磁化して磁気記録を行う垂直磁気記録方
式を採用したフロッピーディスク装置に使用する主磁極
励磁型垂直磁気ヘッド、および、その製造方法に関し、
特に、コイル後入れ方式で製造する場合のものに関す
る。

［従来の技術］ 上記垂直磁気ヘッドの製造に際しては一般に、主磁極部
と、磁心部を中央に持つ軟磁性材コア部とをいずれも多
数個取りできる大きさとして両者を一体に接合し、これ
をスライスしてヘッド単体を形成するので、巻線を施す
磁心部は閉ざされた形状であり、したがって、手巻きに
よらなければ磁心部にコイルを装着することが出来な
い。このため、加工性、および、組立性に劣るだけでな
く、コイルが整列巻きできず、インダクタンスの低減等
が図れず、高感度化の障害となっていた。この欠点を解
消するものとして、閉ざされていない磁心部を持つヘッ
ド先端側部分を先に形成し、ヘッド先端面の研摩を施し
た後に、巻線機等で整列巻きしたコイルを磁心部に装着
し、次いで、ヘッド先端側部分の下面に軟磁性材のバッ
クコアを接合するコイル後入れ方式の製造方法が開発さ
れた。このコイル後入れ方式による従来の垂直磁気ヘッ
ドの製造工程を第１７図(a)〜(j)により説明する。

まず、結晶化ガラス、セラミックス等の矩形ブロック状
の２つの非磁性材１，１の一方にアモルファス軟磁性薄
膜をスパッタリング等により付着形成した後、エッチン
グ等により縦縞状に磁性薄膜を残して複数の主磁極膜２
を形成し（同図(a)）、両非磁性材１，１を互いに接着
接合して主磁極部母体３を形成し（同図(b)）、これを
矢印のごとく薄くスライス及び両面の研摩を施して、板
状の複数個分の主磁極部４を形成し（同図(c)）、一
方、フェライト、パーマロイ等の矩形ブロック状の軟磁
性材の上面に２つの平行な溝5a,5aを、後述の磁心部形
成加工においての逃げ溝として形成してブロック状の同
じく複数個分の軟磁性コア５を形成し（同じく同図
(c)）、この軟磁性コア５と前記主磁極部４を接着接合
して接合ブロック６を形成し（同図(d)）、この接合ブ
ロック６を矢印のごとく縦にスライスして、ヘッド単体
としての主磁極部４と軟磁性コア５とを一体に持つ接合
薄片体７を形成し（同図(e)）、一方、巻線空間用溝８
ａを設けて凹形状に形成したガラス等の非磁性材よりな
る２つのスライダ８で前記接合薄片体７を挟み接着して
ヘッド上部体９を形成し（同図(g)）、次いで、軟磁性
コア５の前記溝の残りの部分を溝加工し突き抜いて、磁
心部５ｂをその両側部５ｃと分離溝５ｄにより分離した
状態で形成する（同図(h)。同図(g)、(h)は裏返した斜
視図である）。なお、磁心部５ｂと磁束のリターンパス
部である両側部５ｃとが軟磁性材でつながっていると、
磁束が集中せず広がって、垂直磁気ヘッドとして有効に
機能しないので、磁心部５ｂとその両側部５ｃとは上記
のごとく分離させる必要がある。次いで、ヘッド上部体
（すなわち、前述のヘッド先端側部分）９の上面、すな
わち、ヘッド先端面をラッピング等により半球面状に鏡
面仕上げし（同図(i)）、その後、巻線機等で整列巻き
したコイル１０を裏面から前記磁心部５ｂに装着し、軟
磁性材のバックコア１１をヘッド上部体９の裏面に接着
接合し、これを端子板１２等に接着固定し、コイル１０
の端末を端子部にハンダ付けして垂直磁気ヘッドの製造
が完了する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の方法は、巻線機により整列巻きしたコイルを
使用できるのでインダクタンスの低減が図られ高感度化
を実現できる等の優れた点があるが、次のような欠点が
ある。すなわち、 (i)磁心部5bの形成は、接合ブロック６をスライスして
薄い接合薄片体７とした後に、分離溝5dの溝加工をする
ことにより行うので、かつ、軟磁性コア５の中央部の磁
心部となるべき部分は、主磁極部４に対してごく狭い面
積で接着されているのみなので、前記溝加工時の強度に
劣り、破損し易く歩留りが悪い。

(ii)ヘッド先端部、すなわち、ヘッド上部体９の形状
は、接合薄片体７とその両側のスライダ８との３層構造
であり、かつ、それらの接着接合部が中央近傍部分に存
在するので、ヘッド先端部の媒体と摺動するほぼ中心部
の接合薄片体７両端に接合部が存在することとなる。と
ころが、接合部の接着層は他の部分と比べて軟質である
から、ラップ仕上げ等を施した時わずかではあるが凹ん
で段差が生じ、接着層を挟む接合部端面上縁に角部がで
き、このため、媒体摺動特性に関し、媒体に損傷を与え
るという欠点がある。

(iii)接合薄片体７とスライダ８を治具等に固定後接着
接合して３層構造のヘッド上部体９を形成する際、それ
らの上下面が厳格に平行になるように接合することは難
しく、僅かではあるが上下面間にテーパが生じ易い。そ
うすると、接合後にラップ仕上げをしたとしても、上下
面間のテーパが残ってしまい、先端研摩において主磁極
膜部が半球面上の頂点に位置することが困難となり、高
精度の形状寸法が得られない。

この発明は上記従来の欠点を解消するためになされたも
ので、磁心部形成時の強度不足が保証され、また、媒体
摺動特性が良好で、さらに、高精度の形状寸法の確保で
きうる垂直磁気ヘッドを提供し、かつ、その製造方法を
提供するものであり、垂直磁気ヘッド製造におけるコイ
ル後入れ方式を高い信頼性でもって実現しようとするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ （１）垂直磁気ヘッドの発明である第１の発明において
は、 補助コア部(26)と、主磁極部(29)と、コイル(31)と、バ
ックコア(32)とを備え、 前記補助コア部(26)は、軟磁性材による矩形状のブロッ
クの上下面に、互いに直交する向きで、かつ、互いに開
通するように形成されたバックコア用溝(24a)、およ
び、巻線空間用溝(24b)を持つとともに、前記巻線空間
用溝(24b)に、補強体としての巻線用空間設定用の溝(25
a)が形成された凹型の非磁性材補強体(25)を埋め込み接
着接合された磁性体ブロック(24)と、前記バックコア用
溝(24a)の底部より対向する面に開通して形成された薄
溝(24c)に一体結合されるＥ型形状をなした中央部(22a)
と両側部(22b)とが、非磁性材(21)により一部を充填接
合された軟磁性薄片体(22)とからなるとともに、前記補
助コア部(26)の非磁性材補強体(25)の嵌合面側は、前記
薄溝(24c)に嵌合した非磁性材充填軟磁性薄片体(22)
が、前記磁性体ブロック(24)と共に前記非磁性材補強体
(25)に挟持されて露出した形状で平面を形成してなり、 前記主磁極部(29)は、一対の薄板状非磁性材(27)の端面
間に主磁極膜(28)を挟み一体化してなるとともに、前記
補助コア部(26)の上面に、磁心部中央上部に前記主磁極
膜が位置すべく接着接合され、 前記コイル(31)は、磁心部となる前記Ｅ型状の、非磁性
材を充填した軟磁性薄片体(22)の中央部(22a)に挿入さ
れ、 前記バックコア(32)は、前記軟磁性体ブロック(24)のバ
ックコア用溝に嵌合接着されてなる構成とした。

（２）第１の発明の垂直磁気ヘッドを製造する方法であ
る第２の発明においては、 軟磁性材ブロック(20)の一方の面に互いに平行する２つ
の充填溝(20a)を形成し、この充填溝(20a)に非磁性材(2
1)を充填し、前記２つの充填溝(20a)に対向して反対の
面から前記充填された非磁性材部分(21)の一部のみが残
るように２つの分離溝(20b)を形成し、次いで、薄くス
ライスしてＥ型状の、非磁性材を充填した軟磁性薄片体
(22)を形成する工程、 軟磁性材による矩形状のブロックの上下面にバックコア
用溝(24a)、および、巻線空間用溝(24b)を、互いに直交
する向きで、かつ、互いに開通するように設けて軟磁性
体ブロック(24)を形成する工程、 非磁性材よりなり、巻線空間をとるために溝(25a)を形
成して凹形ブロック状にした非磁性材補強体(25)を、前
記軟磁性体ブロック(24)の巻線空間用溝(24b)に嵌合接
着する工程、 次いで、前記軟磁性体ブロック(24)のバックコア用溝(2
4a)の底部に、前記非磁性材補強体(25)の部分も含めて
薄溝(24c)を形成する工程、 前記薄溝(24c)に前記非磁性材を充填した軟磁性薄片体
(22)を嵌合接着する工程、 次いで、非磁性材を充填した軟磁性薄片体(22)の上面が
非磁性材補強体に挟持された状態で露出するまで軟磁性
体ブロック(24)の非磁性材補強体(25)がわの面を研摩し
て補助コア部(26)を形成する工程、 一対の薄板状非磁性材(27)の端面間に主磁極膜(28)を挟
み一体化して成る薄板状主磁極部(29)を形成する工程、 前記薄板状主磁極部(29)を前記補助コア体(26)の上面
に、磁心部中央上に主磁極膜が位置するべく接着してヘ
ッド上部接合体(30)を形成する工程、 前記ヘッド上部接合体(30)の薄板状主磁極部(29)の上面
を仕上げ研摩する工程、 前記仕上げ研摩後に、整列巻きされたコイル(31)を、磁
心部である、前記非磁性材を充填した軟磁性薄片体(22)
の中央部(22a)に挿入し、次いで、軟磁性材のバックコ
ア(32)を前記軟磁性体ブロックのバックコア用溝に嵌合
接着する工程、を含む製造工程とした。

［作用］ 磁心部（中央部２２ａ）の両側に充填された非磁性材部
分２１は補強となり、また、接着面積を広くし、磁心部
の機械的強度を確保する。

磁心部２２ａを形成するための分離溝２２ｂの溝加工
は、スライスする前のブロック状２０の時に行うから、
溝加工時の破損のおそれがない。

主磁極部２８が広く、接着接合部が媒体摺動面の中央近
傍にこないので、媒体摺動特性が良好である。

磁心部が軟磁性材（両側部２２ｂ、および、軟磁性体ブ
ロック２４）で四方を囲まれた構造となるので、磁気シ
ールド効果が得られる。

補助コア部２６は、層構造ではなく、一体物である軟磁
性体ブロック２４で外形が規定されるので、加工に際し
ての確実な基準面を設定することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の垂直磁気ヘッドの分解斜視
図、第２図は第１図におけるII−II矢視断面図である。
この構造を第３図〜第１７図に示す製造工程を説明しつ
つ明らかにする。

まず、矩形状の軟磁性ブロック２０の一方の面に、互い
に平行する２つの充填溝２０ａを形成し（第３図）、こ
の充填溝２０ａにガラス２１等の非磁性材を充填し（第
４図）、次いで前記２つの充填溝２０ａに対向して反対
の面から前記充填したガラス２１のみが残るように２つ
の分離溝２０ｂを溝加工し（第５図）、次いで、矢印の
ごとく縦に薄くスライスする。なお、巻線数をかせぐた
めに、前記非磁性材充填溝２０ａより分離溝２０ｂは幅
広にとってもかまわない。これにより、Ｅ型状（Ｅの字
を横にしたごとき形状をＥ型状と呼ぶ）をなし、その中
央部２２ａと両側部２２ｂとが、充填接合されたガラス
２１により下部で一体に結合してなる、非磁性材が充填
された軟磁性薄片体２２が形成される（第６図）。その
高さをh₁、幅をw₁とする。

上記とは別に、軟磁性材による高さＨの矩形状のブロッ
ク２３（第７図）の上下面をラッピング等により精度良
く平行に仕上げ、その一方の面に、深さh₂、幅w₂のバッ
クコア用溝２４ａを設け（第８図）、反対溝の面には、
このバックコア用溝２４ａと直交する向きで互いに開通
（矢印（イ））するように、深さh₃、幅w₃の巻線空間用
溝２４ｂを設けて軟磁性体ブロック２４を形成する（第
９図）。すなわち、h₂＋h₃≧Ｈである。また、実施例で
は、ほぼh₂＝h₃としている。また、w₂＝w₃とすれば、巻
線スペースを効率よく取ることができる。

また、同じく第９図に示すごとく、ガラス等の非磁性材
よりなり、巻線空間をとるために溝２５ａを設けて凹形
ブロック状にした非磁性材補強体２５を形成し、この非
磁性材補強体２５を前記巻線空間用溝２４ｂに嵌合し接
着接合する。なお、非磁性材補強体２５の厚みh₅は前記
巻線空間用溝２４ｂの深さh₃よりやや小とし、溝２５ａ
のh₆は非磁性材充填薄片体２２の高さh₁より小とする。

非磁性材補強体２５を一体化した後、軟磁性体ブロック
２４のバックコア用溝２４ａの底部に、非磁性材補強体
２５の部分も含めて深さh₄、幅w₄の薄溝２４ｃを形成す
る（第１０図）。この薄溝２４ｃの幅w₄は非磁性材充填
薄片体２２の幅w₁より僅かに小とし、この薄溝２４ｃに
充填薄片体２２を嵌合し接着接合する（第１０図，第１
１図）。なお、薄溝２４ｃの深さh₄は非磁性材充填薄片
体２２の高さh₁と同じとしている。

次いで、非磁性材充填薄片体２２が露出するまで、軟磁
性体ブロック２４の非磁性材補強体２５がわの面をラッ
ピングして補助コア部２６を形成する（第１１図，第１
２図）。なお、バックコア用溝２４ａの底部の厚みは巻
線空間用溝２４ｂの深さh₃と同じとし、上記ラップ代h₇
＝h₂−h₆としている。なお、h₇＞h₃−h₄でもよい。一
方、第１３図のごとく、一対の薄板状非磁性材２７，２
７の端面間に主磁極膜２８を挟み一体化してなる薄板状
主磁極部２９を形成する。この工程は、第１７図(a)〜
(c)の従来例について述べた板状の主磁極部４を形成す
る方法とほぼ同様な方法を採用し、ブロック状のものか
らスライスして複数取りする。ただし、ここで形成する
薄板状主磁極部２９は、主磁極膜２８を１個持つ単体で
あり、前記補助コア部２６と同じ面積で、単体の主磁極
部として従来のものより充分広い。

次いで、前記薄板状主磁極部２９を前記補助コア部２６
の上面に接着剤で接合してヘッド上部接合体３０を形成
し（第１４図）、次いで、このヘッド上部接合体３０の
上面、すなわち、主磁極部２９の表面をラッピング等に
より半球面状に鏡面仕上げする（第１５図）。この場
合、前記補助コア部２６の上下面が高精度に平行に加工
されているので、主磁極部２９の表面のラッピングにお
いて、偏りのない所望の半球面状に研摩することが可能
である。

次いで、巻線機等により整列巻きしたコイル３１を、前
記非磁性材充填薄片体２２の中央部２２ａ、すなわち、
磁心部に挿入し、次いで、軟磁性材よりなり、高さh₈、
幅w₈の矩形状のバックコア３２を軟磁性体ブロック２４
のバックコア用溝２４ａに嵌合させ接着接合し、これを
端子板３３等に接着固定し、コイル３１の端末を端子部
にハンダ付けすれば、第１６図のごとく垂直磁気ヘッド
が完成する。なお、バックコア３２の高さh₈はバックコ
ア用溝２４ａの深さh₂より僅かに小としている。

なお、上記の高さ、深さ、幅の各寸法関係は好ましい一
実施例であり、必ずしもそれらに限定されない。

上記の製造工程において、コイルを装着する磁心部を形
成するに当たっては、分離溝２０ｂの溝加工は、薄くス
ライスした後に行うのでなく、ブロック状の時に行うの
で（第５図）、従来のごとく接合薄片体７に、すなわ
ち、薄くスライスした後に分離溝加工を行う方法（第１
７図(g)，(h)）と異なり、磁心部形成のための溝加工時
に磁心部が破損するということはほとんど生じない。

しかも、非磁性材充填薄片体２２の磁心部２２ａは、主
磁極部２９に対して従来のように単に磁心部の断面積だ
けで接着接合しているのでなく、両側に充填接合された
一体のガラス部２１とともに接着接合しているので、こ
のガラス部２１が補強となり、接合強度が従来と比し充
分高い。したがって、この点でも、その後の諸工程に際
して、最も弱い磁心部が破損するおそれは著しく少な
い。このように加工性に優れ、破損品の発生が少ないの
で歩留りが向上し、コイル後入れ方式による製造方法の
信頼性が高まり、このコイル後入れ方式が現実的に有効
なものとなる。

また、主磁極部２９は広い面を持つので、従来のごとく
接合部が媒体摺動面の中央近傍に存在するものと異な
り、媒体に損傷を与えることが少ない。

また、非磁性材充填薄片体２２の両側部２２ｂ、およ
び、軟磁性体ブロック２４はいずれも軟磁性材であるか
ら、磁心部２２ａは四方をそれらの軟磁性材で囲まれる
ことになる。しかたって、磁気シールド効果が得られ、
インダクタンスが低減してこの点でも高感度化が期待で
きる。

また、非磁性材充填薄片体２２が非磁性材補強体２５に
挟持された形状で露出するまでラッピングして補助コア
部２６を形成する際（第１１図、第１２図）、軟磁性体
ブロック２４の既にラッピングされている反対面が確実
な基準面となるので、補助コア部２６の上下面にテーパ
が生じることもなく、上下面を高精度の平行面に仕上げ
ることができ、これにより、ヘッド先端の主磁極膜を半
球面状先端研摩においてその頂点に位置させることが可
能となる。

また本発明は、コイル後入れ方式であり、手巻きによる
必要がなく、機械巻きで整列巻きしたコイルを使用でき
るから、生産性が向上するとともに、インダクタンスの
低減により高感度化が図られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次のような種々の
優れた効果を奏する。

(i)磁心部の両側に非磁性材が充填された構造なので、
この充填された非磁性材部分が補強となり、磁心部の機
械的強度が確保される。(ii) 磁心部を形成するための分離溝の溝加工は、スライスす
る前のブロック状の時に行うから、磁心部が破損するお
それがない。

(iii)上記により、加工性が著しく向上し、破損の発生
が少なく歩留りが向上し、コイル後入れ方式の製造方法
の信頼性が高まり、現実的に有効なものとなる。

(vi)主磁極部が広く、接着接合部が媒体摺動面の中央に
こないので、媒体摺動特性が向上する。

(v)磁心部の四方を軟磁性材で囲まれるので、外部磁界
の影響が少なく、磁気シールド効果が得られる。

(vi)一体物である軟磁性体ブロックの一面を加工の際の
確実な基準面とすることができるので、高精度の加工が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す垂直磁気ヘッドの分解
斜視図、第２図は第１図におけるII−II矢視断面図、第
３図〜第１６図は第１図の垂直磁気ヘッドを製造する方
法を説明する各工程図、第１７図(a)〜(j)は従来の垂直
磁気ヘッドの製造方法を説明する工程図である。 ２０…軟磁性材ブロック、２０ａ…充填溝、 ２０ｂ…分離溝、２１…ガラス（非磁性材）、 ２２…非磁性材を充填した軟磁性薄片体（非磁性材充填
薄片体）、２２ａ…中央部（磁心部）、２２ｂ…両側部
（リターンパス部）、２４…軟磁性体ブロック、２４ａ
…バックコア用溝、２４ｂ…巻線空間用溝、２４ｃ…薄
溝、２５…非磁性材補強体、２５ａ…溝、２６…補助コ
ア部、２７…非磁性材、２８…主磁極膜、２９…薄板状
主磁極部、３０…ヘッド上部接合体、３１…コイル、３
２…バックコア（軟磁性体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】補助コア部（２６）と、主磁極部（２９）
   と、コイル（３１）と、バックコア（３２）とを備え、 前記補助コア部（２６）は、軟磁性材による矩形状のブ
   ロックの上下面に、互いに直行する向きで、かつ、互い
   に開通するように形成されたバックコア用溝（２４
   ａ）、および、巻線空間用溝（２４ｂ）を持つととも
   に、前記巻線空間用溝（２４ｂ）に、補強体としての巻
   線用空間設定用の溝（２５ａ）が形成された凹型の非磁
   性材補強体（２５）を埋め込み、接着接合された磁性体
   ブロック（２４）と、前記バックコア用溝（２４ａ）の
   底部より対向する面に開通して形成された薄溝（２４
   ｃ）に一体結合される、Ｅ型形状をなした中央部（２２
   ａ）と両側部（２２ｂ）とが非磁性材（２１）により一
   部を充填接合された軟磁性薄片体（２２）とからなると
   ともに、前記補助コア部（２６）の非磁性材補強体（２
   ５）の嵌合面側は、前記薄溝（２４ｃ）に嵌合した非磁
   性材充填軟磁性薄片体（２２）が、前記磁性体ブロック
   （２４）と共に前記非磁性材補強体（２５）に挟持され
   て露出した形状で平面を形成してなり、 前記主磁極部（２９）は、一対の薄板状非磁性材（２
   ７）の端面間に主磁極膜（２８）を挟み一体化してなる
   とともに、前記補助コア部（２６）の上面に、磁心部中
   央上部に前記主磁極膜が位置すべく接着接合され、 前記コイル（３１）は、磁心部となる前記Ｅ型状の、非
   磁性材を充填した軟磁性薄片体（２２）の中央部（２２
   ａ）に挿入され、 前記バックコア（３２）は、前記軟磁性体ブロック（２
   ４）のバックコア用溝に嵌合接着されてなることを特徴
   とする垂直磁気ヘッド。
2. 【請求項２】軟磁性材ブロック（２０）の一方の面に互
   いに平行する２つの充填溝（２０ａ）を形成し、この充
   填溝（２０ａ）に非磁性材（２１）を充填し、前記２つ
   の充填溝（２０ａ）に対向して反対の面から前記充填さ
   れた非磁性材部分（２１）の一部のみが残るように２つ
   の分離溝（２０ｂ）を形成し、次いで、薄くスライスし
   て、Ｅ型状の、非磁性材を充填した軟磁性薄膜体（２
   ２）を形成する工程、 軟磁性材による矩形状のブロックの上下面にバックコア
   用溝（２４ａ）、および、巻線空間用溝（２４ｂ）を、
   互いに直行する向きで、かつ、互いに開通するように設
   けて軟磁性体ブロック（２４）を形成する工程、 非磁性材よりなり、巻線空間をとるために溝（２５ａ）
   を形成して凹型ブロック状にした非磁性材補強体（２
   ５）を、前記軟磁性体ブロック（２４）の巻線空間用溝
   （２４ｂ）に嵌合接着する工程、 次いで、前記軟磁性体ブロック（２４）のバックコア用
   溝（２４ａ）の底部に、前記非磁性材補強体（２５）の
   部分も含めて薄溝（２４ｃ）を形成する工程、 前記薄溝（２４ｃ）に前記非磁性材を充填した軟磁性薄
   片体（２２）を嵌合接着する工程、 次いで、非磁性材を充填した軟磁性薄片体（２２）の上
   面が非磁性材補強体に挟持された状態で露出するまで軟
   磁性体ブロック（２４）の非磁性材補強体（２５）がわ
   の面を研磨して補助コア部（２６）を形成する工程、 一対の薄板状非磁性材（２７）の端面間に主磁極膜（２
   ８）を挟み一体化して成る薄板状主磁極部（２９）を形
   成する工程、 前記薄板状主磁極部（２９）を前記補助コア部（２６）
   の上面に、磁心部中央上に主磁極膜が位置するべく接着
   してヘッド上部接合体（３０）を形成する工程、 前記ヘッド上部接合体（３０）の薄板状主磁極部（２
   ９）の上面を仕上げ研磨する工程、 前記仕上げ研磨後に、整列巻きされたコイル（３１）
   を、磁心部である、前記非磁性材を充填した軟磁性薄片
   体（２２）の中央部（２２ａ）に挿入し、次いで、軟磁
   性材のバックコア（３２）を前記軟磁性体ブロックのバ
   ックコア用溝に嵌合接着する工程、を含む垂直磁気ヘッ
   ドの製造方法。