JPH0689410A

JPH0689410A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH0689410A
Application number: JP24164592A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ota; 俊彦大田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】耐久性を有するとともに、高効率に VTRの再
生が可能な、ヨーク型MR磁気ヘットを提供することを目
的とする。【構成】軟磁性薄膜および絶縁薄膜の積層体６，６′
を非磁性体7a，7a′，7b，7b′で挟持した構成を備え、
かつ磁気記録媒体からの磁界を取り込むための第１の磁
気ギャップ８を具備し略リング状のコア磁路を形成する
磁気ヘッド本体10と、前記磁気ヘッド本体10の磁気記録
媒体に接しない領域の一部に、第１の磁気ギャップ８よ
り大きいギャップで設けられた第２の磁気ギャップ９
と、前記第２の磁気ギャップ９の近傍に一体的に配置さ
れた磁気抵抗効果を有する薄膜素子11とを具備して成る
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ヘッドに係り、特に
VTRの再生などに適する磁気抵抗効果型の磁気ヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化に伴い、 VTR
では 500Mb／inch²、 HDDでは 200Mb／inch²という高
記録密度のシステムが商品化されている。そして、これ
らのシステムにおいては、主として誘導型の磁気ヘッド
を用いているが、高 S/N性である磁気抵抗効果型の磁気
ヘッドに多くの関心が払われている。すなわち、ある種
の磁性薄膜や磁性多層薄膜などの電気抵抗が、外部磁界
によって変化するという磁気抵抗効果を利用した磁気ヘ
ッド（MRヘッド）は、磁気ヘッドと記録媒体との相対速
度が遅いシステムでも高出力が得られる。このため、固
定ヘッド方式のテープ状記録媒体を再生するシステムで
主用されて来たが、最近は、相対速度が数m／秒と民生
用の VTRと同程度のヘッド／記録媒体相対速度をもつ小
型 HDDにおいても、誘導型の磁気ヘッドに替わって磁気
抵抗効果型の磁気ヘッドが使用されている。現状では回
転ヘッド方式の VTRに、磁気抵抗効果型の磁気ヘッドは
実用されていないが、磁気抵抗効果型の磁気ヘッドの高
S/N性は、再生用の磁気ヘッドとして注目されている。

【０００３】ところで、前記磁気抵抗効果型の磁気ヘッ
ドが具備する磁気抵抗効果を示す素子１には、図17に示
すごとくリード部1a，1b介してセンス電流と呼ばれる直
流もしくは交流の定電流を通電するため、対象がテープ
状記録媒体の場合、前記センス電流が記録媒体側に漏洩
する恐れがある。したがって、実用されているヨーク型
磁気ヘッドは、図18に要部を斜視的に示すごとく、磁気
抵抗効果を示す素子(MR 素子）１が、テープ状記録媒体
の摺動面に露出しないように、絶縁基板２面に一体的に
支持されたコア磁路を形成するフラックスガイド（ヨー
ク部）３，３′に絶縁膜を介して配置・装着した構成を
採っている。なお、上側のヨーク部３は表面保護のた
め、セラミック系の絶縁基板もしくは絶縁層で被覆され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のヨーク型磁気ヘッドにおいては、ヨーク部３，３′
が絶縁基板２面に形成された磁性薄膜のメッキやエッチ
ングにより形成されているため、ヨーク部３，３′の厚
さ3aが高々数μm 程度に過ぎない。一般に、薄膜ヘッド
の再生効率を低下させないためには、前記ヨーク部３，
３′の厚さ3aを、記録媒体からの磁界取り込みギャップ
の深さ４と同程度にする必要がある。したがって、前記
図18に図示した構成の場合は、ギャップの深さ４を数μ
m 程度まで小さくしないと、再生効率が低下することに
なる。ところが、 VTRの場合は、周知のように磁気ヘッ
ドの磨耗が可なり激しいので、初期段階でのギャップ深
さ４を少なくとも15μm 程度に設定しておく必要があ
る。こうした問題に対応して、前記ヨーク部３，３′の
厚さ3aを15μm 以上に設定しようとすると、製造プロセ
ス上に多くの困難さを伴うばかりでなく、仮に実現し得
たとしてもヨーク部３，３′の渦電流損失により、高周
波領域での透磁率が非常に低くなって、再生効率の低下
を招来する。また、前記の渦電流損失を止するため、ヨ
ーク部３，３′を多層磁性膜化すると、磁性膜間の絶縁
膜が磁気ギャップとして作用し、再生波形に疑似信号が
重なってしまうという問題がある。つまり、前記構成を
採る従来のヨーク型磁気ヘッドを、回転ヘッド方式の V
TRの再生に用いることは、事実上不可能であった。

【０００５】本発明はこのような事情に対処してなされ
たもので、耐久性を有するとともに、高効率に VTRの再
生が可能な、ヨーク型MR磁気ヘット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】本発明に係る磁気ヘッド
は、軟磁性薄膜および絶縁薄膜の積層体を非磁性体で挟
持した構成を備え、かつ磁気記録媒体からの磁界を取り
込むための第１の磁気ギャップを具備し略リング状のコ
ア磁路を形成する磁気ヘッド本体と、前記磁気ヘッド本
体の磁気記録媒体に接しない領域の一部に、第１の磁気
ギャップより大きいギャップで設けられた第２の磁気ギ
ャップと、前記第２の磁気ギャップの近傍に一体的に配
置された磁気抵抗効果を有する薄膜素子とを具備して成
ることを特徴とする。

【０００７】本発明はヨーク部（コア）の厚さ、換言す
ると、軟磁性薄膜−絶縁薄膜の積層体（積層磁性膜）の
厚さを 0.1〜 1mm程度と比較的厚く設定し、ギャップの
深さを大きく採り得るようにして、記録媒体との摺動に
よるヘッド面の磨耗に対応するとともに、記録媒体に対
して摺動しない領域に第２の磁気ギャップを設け、この
近傍にMR素子を配置したことを骨子とするヨーク型の磁
気ヘッドである。なお、ここで軟磁性薄膜−絶縁薄膜の
積層体（積層磁性膜）の厚さを、いわゆるトラック幅と
合わせることが好ましく、また、積層磁性膜の厚さを全
体的に一様にする必要はなく、記録媒体から磁界を取り
込むための第１の磁気ギャップに近接する領域のみをト
ラック幅と合わせた構成としてもよい。

【０００８】

【作用】本発明に係る磁気ヘッドにおいては、ヨーク部
の一部を成す積層磁性膜の端面を磁気ギャップ面とし、
また積層磁性膜の膜厚をトラック幅として機能させるこ
とにより、記録媒体から磁界を取り込むためのギャップ
の深さを大きく採り得ることになり、これによって記録
媒体面との摺動に対する耐久性も付与される。また、前
記積層磁性膜は、軟磁性薄膜および絶縁薄膜が交互に積
層された構成を成しているで、渦電流損失も低減され、
さらに高周波特性もよく、良好な S/N性と相俟って VTR
の再生効率の上昇に大きく寄与するものといえる。

【０００９】

【実施例】以下図１〜図３を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図１および図２は、本発明に係るヨーク型
磁気ヘッドの要部構成例について、互いに異なる方向か
ら斜視的に示したものである。図１および図２におい
て、５，５′は軟磁性薄膜および絶縁薄膜の積層体（積
層磁性膜…ヨーク）６，６′をそれぞれ非磁性体7a，7
a′、7b，7b′で挟持した構成を成す部材である。そし
て、この両部材５，５′は、前記積層体（ヨーク）６，
６′によって、図示されてない磁気記録媒体からの磁界
を取り込むための第１の磁気ギャップ８および後述する
第２の磁気ギャップ９を形成具備する形、つまり略リン
グ状のコア磁路を形成しながら磁気ヘッド本体10を構成
している。さらに、前記第２の磁気ギャップ９は、磁気
ヘッド本体10の磁気記録媒体に接しない領域の一部に、
第１の磁気ギャップ８より大きいギャップで設けられて
おり、また、前記第２の磁気ギャップ９の近傍には、磁
気抵抗効果を有する薄膜素子（MR素子）11が絶縁膜12を
介して（ヨーク部６，６′と電気的に絶縁して）一体的
に配置されている。図３は前記MR素子11が絶縁膜12を介
して（ヨーク部６，６′と電気的に絶縁して）一体的に
配置された状態を拡大して模式的に示したもので、MR素
子11は絶縁膜 12aを介して磁気シールド膜14でシールド
された構成を成している。

【００１１】前記構成例では、第２の磁気ギャップ９が
第１の磁気ギャップ８の反対側に設けられ、またMR素子
11はこの第２の磁気ギャップ９に跨がって、換言すると
前記積層体（ヨーク）６，６′を橋渡しする形に配置さ
れている。なお、図１および図２において 11a， 11bは
MR素子11の出力検出用リード、13は部材５，５′が略リ
ング状のコア磁路を形成するギャップである。

【００１２】なお、前記MR素子11は、一般的に、たとえ
ばNiFeなどの強磁性体から成り、電流の方向と磁化の方
向が成す角θによって、 cos²θで変化する抵抗部分を
利用するものであるが、最近では磁性２層膜において、
２つの層の磁化の方向が成す角φにより、 cosφで電気
抵抗が変化するスピンバルブ現象をりようするもの、あ
るいは磁性多層膜において、隣り合う層の磁化の成す角
に依存して電気抵抗が大きく変化する現象を利用するも
のなどが挙げられ、本発明においては、上記例示の現象
を含むいずれの現象に基づくものであってもよい。

【００１３】次に前記構成のヨーク型磁気ヘッドの動作
原理について説明する。

【００１４】磁気ヘッドがその磁気ヘッドの Rに沿って
走行する記録媒体面に接触すると、記録媒体から発生し
た磁束は第１の磁気ギャップ８を介して取り込まれ、ヨ
ーク（コア）６から入って第２の磁気ギャップ９側で絶
縁膜12を通り抜け、MR素子11を通り再び絶縁膜12を通り
抜け、ヨーク（コア）７を通過して記録媒体に戻る。こ
のとき、MR素子11を通らずに、ヨーク（コア）６からヨ
ーク（コア）７に通り抜ける磁束は、再生出力に寄与し
ないので、ここでショートする磁束の割合を可及的に低
減させるため、ヨーク（コア）６とヨーク（コア）７と
の距離（ギャップ）13を、前記第１の磁気ギャップ８お
よび第２の磁気ギャップ９を大きく設定している。

【００１５】図４および図５は、本発明の他の異なる実
施例を斜視的に示したものである。先ず、図４に図示し
た構成の場合は、磁気ヘッド本体10が軟磁性薄膜および
絶縁薄膜の積層体（ヨーク）６，６′をそれぞれ非磁性
体7a，7a′、7b，7b′で挟持した構成を成す部材５，
５′だけでなく、たとえばNiZnフェライトのような絶縁
性の軟磁性膜 15a， 15bをそれぞれ非磁性絶縁体 16a，
16a′、 16b， 16b′で挟持した構成を成す部材5a，5
a′とで構成されている。そして、これらの部材５，
５′，5a，5a′は、前記積層体（ヨーク）６，６′，お
よび軟磁性膜 15a，15bによって、図示されてない磁気
記録媒体からの磁界を取り込むための第１の磁気ギャッ
プ８および第２の磁気ギャップ９を形成具備する形、つ
まり略リング状のコア磁路を形成しながら磁気ヘッド本
体10を構成している。なお、前記第２の磁気ギャップ９
は、磁気ヘッド本体10の磁気記録媒体に接しない領域の
一部に、第１の磁気ギャップ８より大きいギャップで設
けられており、また、前記第２の磁気ギャップ９の近傍
には、磁気抵抗効果を有する薄膜素子（MR素子）11が一
体的に配置されており、この構成においては、前記図
１，２の場合と異なり絶縁膜12の介在を要しない。

【００１６】一方、図５に図示した構成の場合は、前記
図１，図２に図示した場合が、第２の磁気ギャップ９を
第１の磁気ギャップ８の反対側に設置したのに対し、側
面側に第２の磁気ギャップ９を設け、この第２の磁気ギ
ャップ９を跨いでMR素子11を配置し、ヨーク部（コア）
６，６′と磁路を形成する構成としてある。なお、この
構成においては、前記MR素子11およびそのリード 11a，
11bはヨーク部（コア）６，６′面の絶縁層（図示せ
ず）上に配置されている。

【００１７】このような構成を採る本発明の磁気ヘッド
は、誘導型磁気ヘッドの場合と同様に、 VTRの再生に使
用する場合、図６(a) ，(b) に示すごとく、いわゆるベ
ース板17に装着して使用する。ここで、図６(a) ，(b)
は表裏の構造を示したもので、 18a， 18bはシリンダを
介して信号を取り出すリード端子、 18cは磁気ヘッドと
リード端子 18a， 18bとを接続するリードワイヤであ
る。

【００１８】次に、実施態様を斜視的に示す図７〜図15
を参照して、上記構成のヨーク型磁気ヘッドの製造方法
例を説明する。

【００１９】先ず、非磁性基板７を用意し、その非磁性
基板７面に蒸着法もしくはスパッタリングにより、たと
えばセンダストなどの磁性薄膜15を厚さ 1〜 4μm 程度
堆積させる。その後、磁性薄膜15上に同様な方法で、た
とえば SiO₂などの非磁性絶縁膜16を厚さ 0.2〜 0.5m
程度堆積させ、引き続きセンダストなどの磁性薄膜15を
厚さ 1〜 4μm 程度堆積させる。ここで磁性薄膜15と非
磁性絶縁膜16との積層は、所要のトラック幅に対応した
厚さとなるように繰り返して行われる。このようにし
て、所要の厚さに形成した磁性薄膜15−非磁性絶縁膜16
の積層体（膜）上に、接合用のガラス層19をたとえばス
パッタリングによって被着・形成した後（図７）、これ
らの積層膜を設けた非磁性基板７複数枚を重ね合わせ、
前記ガラス層19の融着作用により接合ブロック20を構成
する（図８）。次に、前記接合ブロック20を破線に沿っ
て切断・分離して、図９に示すようなブロック片21にす
る。このブロック片21への切断・分離に当たっては、磁
性薄膜15−非磁性絶縁膜16の積層体（膜）の切断・分離
面に対する角θが、アジマス角と一致するように選択・
設定する。その後、このブロック片21２個を対にそれぞ
れ選択し、図10に示すように、一方のブロック片21に巻
線溝 21aおよび磁気ギャップ 21bを形成した後、前記巻
線溝 21aおよび磁気ギャップ 21b形成面と対向する他の
ブロック片21面を所定の面精度に研磨する。上記のごと
く、それぞれ所要の研磨加工を行ったブロック片21に、
ギャップスペーサ用の非磁性膜をそれぞれ被着形成した
後、図11に示すごとく、積層配置してガラスなどの融着
作用により一体化する。ここでは、巻線溝 21aおよび磁
気ギャップ 21bなど２列形成された構成の例示であり、
点線22に沿って切断・分離することにより、図12に示す
ような巻線溝および磁気ギャップ 21bなど１列形成さ
れた構成のブロックが得られる。

【００２０】こうして、得た巻線溝 21aおよび磁気ギャ
ップ 21bなどが１列形成された構成のブロック複数個
を、各ブロックのコア位置が一直線に並ぶように、後部
磁気ギャップ側を上面として再配列し、各ブロック間を
低融点ガラスなどで接合一体化してウェハーとする（図
13）。その後、図14に示すごとく、前記接合一体化した
ウェハー表面を鏡面研磨して、前記後部磁気ギャップ形
成側の上面に、薄い絶縁膜12をたとえばスパッタや蒸着
などの方法で形成し、さらにその薄い絶縁膜12上に、各
磁性薄膜15−非磁性絶縁膜16積層体領域を跨がせて、磁
気抵抗効果を有するNiFe膜や多層膜をスパッタや蒸着な
どの方法で形成してから、リソグラフィ技術などによっ
て、感磁部（MR素子）11およびリード線 11a， 11bを形
成して、MR素子11を一体的に配置する。ここで要すれ
ば、MR素子11形成面にシールド膜や保護膜を形成する。
次に、前記ウェハーを線 23aに沿って切断・分離してか
ら、MR素子11形成面と反対側の面を、テープ状記録ばい
たい面に良好な接触を呈するように円筒研削して、図15
に示すようなブロックを作成した後、線 23bに沿ってス
ライスすることによって、前記図１に図示したようなヨ
ーク型の磁気ヘッドが得られる。

【００２１】さらに、図16は本発明の他の実施例を斜視
的に示したものである。基本的な構造は上記例示の場合
と同様であるが、この例ではトラック幅より厚く積層し
た磁性膜をヨーク６，６′とし、第１の磁性ギャップ８
部分の磁性膜の厚さをトラック幅としている。トラック
幅が狭くなった場合には、ヨーク６，６′部分の磁気抵
抗をできるだけ小さくすることにより、効率低下を防止
する必要があり、この構成例のごとく、第１の磁性ギャ
ップ８部以外の積層数を増加した構成が望ましい。

【００２２】

【発明の効果】上記説明したように、本発明に係るヨー
ク型MR磁気ヘッドにおいては、いわゆるヨーク部ないし
コアを形成する磁性薄膜−非磁性絶縁膜の積層体端面を
磁気ギャップ面とし、かつ積層体の膜厚をトラック幅と
する構造を容易に採り得るため、従来のバルクの誘電型
VTRヘッドのポール長さである 0.1〜 1mm（走行するテ
ープ状記録媒体に接触するコアないしヨーク面の厚さ）
と同程度とすることが可能であり、このためギャップ深
さを大きく設定し得ることになるので、テープ記録媒体
面との摺動による磨耗にによる機能低下（劣化）も長期
間化する（耐久性化する）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ヘッドの構成例をMR素子を配
置した面側から示す斜視図。

【図２】本発明に係る磁気ヘッドの構成例を第１の磁気
ギャップ形成面側から示す斜視図。

【図３】本発明に係る磁気ヘッドの構成例におけるMR素
子を配置状態を拡大して示す斜視図。

【図４】本発明に係る磁気ヘッドの他の構成例をMR素子
を配置した面側から示す斜視図。

【図５】本発明に係る磁気ヘッドのさらに他の構成例を
MR素子を配置した面側から示す斜視図。

【図６】本発明に係る磁気ヘッドの装着例を示したもの
で、(a) は上面斜視図、(b) は下面斜視図。

【図７】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例にお
いて非磁性基板（体）面に積層磁性膜など形成した素材
を示す斜視図。

【図８】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例にお
い、図７に図示した素材を積層一体化した接合ブロック
を示す斜視図。

【図９】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例にお
いて図８に図示した接合ブロックを切断分離したブロッ
ク片を示す斜視図。

【図１０】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おい、ブロック片の一主面に巻線溝およびギャップ溝を
設けた状態を示す斜視図。

【図１１】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おいて図１０に図示した接合ブロック片を一方の対片と
して接合構成したブロックを示す斜視図。

【図１２】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おい、接合構成したブロックを切断・分離した状態を示
す斜視図。

【図１３】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おいて、図１２に図示したブロックを一定方向に積層配
置し、接合一体化したウェハーを示す斜視図。

【図１４】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おい、ウェハーの所定面にMR素子を配置した状態を拡大
して示す斜視図。

【図１５】本発明に係る磁気ヘッドの製造実施態様例に
おい、所定面にMR素子を配置したウェハーを切断分離し
た状態を示す斜視図。

【図１６】本発明に係る磁気ヘッドのさらに他の構成例
を示す斜視図。

【図１７】MR素子の基本構成を示す斜視図。

【図１８】従来のヨーク型MR磁気ヘッドの要部構成を示
す斜視図。

【符号の説明】

１，11…MR素子 1a，1b， 11a， 11b…リード部
２…絶縁基板３，３′…フラックスガイド（ヨーク
部） 3a…ヨーク部の厚さ４…磁気ギャップの深
さ５，５′，5a，5a′…部材６，６′…磁性積
層体（ヨーク部）７，7a，7a′，7b，7b′…非磁性
体８…第１の磁気ギャップ９…第２の磁気ギャ
ップ 10…磁気ヘッド本体 12,12a…絶縁膜 13
…ギャップ 14…磁気シールド 15， 15a， 15b…
絶縁性軟磁性膜 16， 16a， 16b…非磁性絶縁体
17…ベース板 18a,18b …リード端子 18c…リー
ドワイヤ 19…接合用ガラス層 20…接合ブロック
21…ブロック片 21a…巻線溝 21b…磁気ギ
ャップ 22…点線 23a， 23b…切断線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟磁性薄膜および絶縁薄膜の積層体を非
磁性体で挟持した構成を備え、かつ磁気記録媒体からの
磁界を取り込むための第１の磁気ギャップを具備し略リ
ング状のコア磁路を形成する磁気ヘッド本体と、前記磁
気ヘッド本体の磁気記録媒体に接しない領域の一部に、
第１の磁気ギャップより大きいギャップで設けた第２の
磁気ギャップと、前記第２の磁気ギャップの近傍に一体
的に配置された磁気抵抗効果を有する薄膜素子とを具備
して成ることを特徴とする磁気ヘッド。