JPH0697488B2 - 磁気ヘツドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明はVTR（ビデオテープレコーダ）等に用いられ磁
気ヘツドに関し、特にメタルテープ等の高抗磁力を有す
る磁気記録媒体に用いて好適な複合型の磁気ヘツドの製
造方法に関する。

（ロ） 従来の技術 げ材、家庭用VTRに用いられる記録媒体（磁気テープ）
としては、Co−γFe₂O₃より成るものが主に挙げられる
が、８ミリビデオには抗磁力の高い（Hc＝1400〜1500O
e）メタルテープが用いられる。それは記録再生装置を
小型化するためには記録密度を高める必要性があり、信
号の記録波長を短かくすることが出来る記録媒体が要求
されてきたためである。

一方、このメタルテープに記録を行う磁気ヘツドとして
フエライトヘツドを用いた場合、フエライトヘツドの飽
和磁束密度が高々5500ガウス程度であるため、すぐに磁
気飽和現象が発生し、メタルテープの性能を十分に生か
すことが出来ない。そこで磁気飽和現象の最も生じ易い
作動ギヤツプ近傍部分を飽和磁束密度の大きい磁性材料
（例えばセンダスト、パーマロイ、アモルフアス磁性
体）で構成した複合型の磁気ヘツドが提案されている。
そしてこの複合型の磁気ヘツドの製造方法については、
例えば特開昭61−172203号公報（IPC:G11B5/127）に詳
細に記載されている。

この製造方法は、先ずMn−Zn系フエライト等の強磁性酸
化物基板（１）の上面に傾斜溝（第１溝）（２）を形成
し、その後、蒸着やスパツタリング等の薄幕製造技術に
よって第11図に示すように上記基板（１）の上面（1a）
にセンダスト等の強磁性金属薄幕（３）を形成する。そ
して前記傾斜溝（２）に低融点ガラス等の酸化物ガラス
（８）を充填した後、上記基板（１）上面（1a）を研磨
する。更に、第12図に示すように前記基板（１）上面
（1a）に前記傾斜溝（２）と平行にトラツク幅規制溝
（第２溝）（９）を加工してギヤツプ形成面（10）を形
成する。そしてこのように加工された一対の強磁性酸化
物基板（１）のうち１枚上の上面（1a）に前記傾斜溝
（２）と直交するように巻線溝（第３溝）とガラス棒挿
入溝とを形成し、その後、前記一対の基板（１）をギヤ
ツプ形成面（10）が対向するようにガラス接合してコア
ブロツクを形成する。そして最後に、前記ブロツクをＲ
付加工した後切断して第13図に示すような強磁性酸化物
よりなる一対の磁気コア半体（14）（14）のギヤツプ
（15）近傍部に強磁性金属薄膜（３）を有する複合型の
磁気ヘツドが完成する。

上述の製造方法において、トラツク幅規制溝（２）加工
は第10図に示すように研磨後の強磁性金属薄膜（３）を
酸化物ガラス（８）との境界（11）から距離ｔ（20〜40
μｍ）だけ残して、前記強磁性金属薄膜（３）と強磁性
酸化物基板（１）とを同時に切削除去するものである。
そして、高密度記録を実現するためには残される強磁性
金属薄膜（３）の距離ｔの誤差の範囲を±２μｍ以内に
する必要があり高精度な加工が要求される。従って、研
磨後露出する強磁性金属薄膜（３）の厚みＴは±１μｍ
の高精度膜厚公差が要求される。尚、第10図（ｂ）は第
10図（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。

従来、強磁性金属薄膜（３）の成膜工程においてはRF.2
極マグネトロンスパツタリング装置が使用されていた。
このRF.2極マグネトロンスパツタリング装置は第14図に
示すように強磁性金属のターゲツト（14）の裏側に設置
した永久磁石（15）によりターゲツト（14）表面に直流
磁場を形成し、この磁場によってプラズマをターゲツト
（14）表面に収束させて薄膜を形成するものである。

しかし乍ら、このスパツタリング装置では、ターゲツト
（14）がセンダストやパーマロイ等の強磁性体の場合、
ほとんどの磁束がターゲツト（14）中を通るため高速電
子を収束するのに必要な磁界（HI）をターゲツト（14）
表面に印加出来ず金属磁性材料の成膜速度が遅くなる。
このため、磁気ヘツドの生産性が劣化するという欠点が
あった。

また、この従来の複合型の磁気ヘツドにおいて、強磁性
金属薄膜（３）がセンダストの場合、その熱膨張係数は
130〜160×10^-7/℃であり、強磁性酸化物基板（１）が
フエライトの場合、その熱膨張係数は90〜110×10^-7/℃
である。そして、上述の製造方法では熱膨張係数の異な
る材料を薄膜製造技術で接合しているが、薄膜形成中に
昇温したセンダストとフエライトの接合体は常温に戻る
際、前述の熱膨張係数の差により歪み、センダスト膜に
ヒビ割れや膜はがれが生じ歩留りが大きく低下する。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記従来例の欠点に鑑みなされたもので、短時
間で基板上面に強磁性金属薄膜を形成出来、生産性が向
上した磁気ヘツドの製造方法を提供することを目的とす
るものである。

（ニ） 問題点を解決するための手段 強磁性酸化物基板の上面（接合面）に対向ターゲツト式
スパツタリング装置により強磁性金属薄膜を形成する。

（ホ） 作 用 上記方法に依れば、スパツタリング工程においてターゲ
ツトが強磁性体であっても、磁界の向きがターゲツト表
面に垂直になるので、磁界がプラズマ収束用として有効
に働き、成膜速度が速くなる。

（ヘ） 実 施 例 以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施例の磁気ヘツ
ドの製造方法を詳細に説明する。

先ず、第２図に示すようにMn−Zn系フエライト等の強磁
性酸化物基板（１）の上面（1a）、即ち磁気コア半体衝
き合わせ時の接合面に、回転砥石等によって斜面（2a）
を備える傾斜溝（２）を全幅に亘って複数本平行に形成
する。次に第３図に示すように前記強磁性酸化物基板
（１）の上面（1a）に対向ターゲツト式スパツタリング
装置によりセンダスト等の強磁性金属薄膜（３）を形成
する。

第８図は第１実施例の対向ターゲツト式スパツタリング
装置を示す図である。図中（4a）（4b）はセンダスト等
の強磁性材料よりなる一対のターゲツトであり、そのう
ち一方のターゲツト（4a）の裏面側にはＮ極が対向する
ように永久磁石（５）が配されており、他方のターゲツ
ト（4b）の裏面側にはＳ極が対向するように永久磁石
（６）が配されている。（７）（７）は基板ホルダー
で、該ホルダー（７）（７）には第２図に示す強磁性酸
化物基板（１）が取付けられている。前記基板（１）は
第１図に示すように傾斜溝（２）がターゲツト（4a）
（4b）に対して平行になり、斜面（2a）が離れている方
のターゲツト（4a）（4b）を向くように位置している。

尚、この時のターゲツト間距離は140mm、基板−ターゲ
ツト間距離は120mm、ターゲツト（4a）（4b）の大きさ
は130mm×180mm×5mmである。

そして、このような対向ターゲツト式スパツタリング装
置においてArガスのガス圧を１〜5mTorr、投入電力を4K
Wとして約３時間スパツタリングを行い、第３図に示す
ように強磁性酸化物基板（１）の上面（1a）に膜圧30μ
ｍの強磁性金属薄膜（３）を形成する。

第９図は上述のようにして形成された強磁性金属薄膜
（３）の膜厚分布を示す図である。この図から判るよう
に前記強磁性金属薄膜（３）の膜厚ムラはｙ軸、即ち傾
斜溝（２）の方向には少ない。そしてこのような結果
は、対向ターゲツト式スパツタリング装置の場合、基板
上の膜厚は２枚のターゲツト（4a）（4b）から飛来する
粒子数で決まり、その粒子数はｘ軸方向では中間点で最
大になるように連続的に変化し、ｙ軸方向では略一様で
あるためである。

また、この対向ターゲツト式スパツタリング装置では前
記永久磁石（５）（６）によって生じる磁界（HI）の向
きが前記ターゲツト（4a）（4b）の表面に対して垂直方
向であるので、ターゲツト（4a）（4b）が強磁性金属材
料であってもこの磁界はプラズマ収束用として有効に働
く。

そして次に、このようにして形成された第３図の強磁性
酸化物基板（１）の傾斜溝（２）に第４図に示すように
低融点ガラス等の酸化物ガラス（８）を充填した後、一
点鎖線Ａまで前記基板（１）の上面（1a）を平面研削
し、平面度良く面出しを行い第５図に示すように前記斜
面（2a）上に被着された強磁性金属薄膜（３）を露出さ
せる。

次に、前記強磁性酸化物基板（１）の上面（1a）に前記
傾斜溝（２）と平行にトラツク幅規制溝（９）を加工し
てギヤツプ形成面（10）を形成する。この時、前記トラ
ツク幅規制溝（９）は従来例と同様に第10図に示すよう
に強磁性金属薄膜（３）を酸化物ガラス（８）との境界
（11）から距離ｔ（20〜40μｍ）だけ残して前記強磁性
金属薄膜（３）と強磁性酸化物基板（１）とを同時に切
削除去することにより形成される。そして、前述したよ
うに前記強磁性金属薄膜（３）の膜厚ムラは傾斜溝
（２）の方向には少ないため研磨後露出した強磁性金属
薄膜（３）の厚みＴの誤差は±１μｍの範囲内になり、
残された強磁性金属薄膜（３）の距離ｔの誤差の範囲は
±２μｍ以内と高精度になる。

そして次に、このようにしてトラツク幅規制溝（９）が
形成された強磁性酸化物基板（１）を２枚用意し、その
うち１枚の上面（1a）に前記傾斜溝（２）と直交するよ
うに巻線溝（12）とガラス棒挿入溝（13）とを形成し、
その後、前記２枚の強磁性酸化物基板（１）をSiO₂を介
してギヤツプ形成面（10）が対向するようにガラス接合
してコアブロツク（16）を形成する。そして最後に前記
ブロツクをＲ付加工した後、切断して第７図に示すよう
な強磁性酸化物よりなる一対の磁気コア半体（14）（1
4）のギヤツプ（15）近傍部に強磁性金属薄膜（３）を
有する複合型の磁気ヘツドが完成する。

上述のような磁気ヘツドの製造方法では、強磁性酸化物
基板（１）の上面（1a）に形成された強磁性金属薄膜
（３）は傾斜溝（２）の方向には膜厚ムラがほとんど生
じないため、トラツク幅基制溝（９）加工によって残さ
れた強磁性金属薄膜（３）の距離ｔの誤差は±２μｍの
範囲内になり高密度記録が可能な磁気ヘツドが製造され
る。しかも対向ターゲツト式スパツタリング装置の場
合、第８図に示すようにプラズマ収束用の磁界（HI）の
方向はターゲツト（4a）（4b）に対して垂直方向なの
で、スパツタリングの効率がよく、成膜工程に要する時
間を大幅に短縮出来る。

また第１図のように傾斜溝（２）の斜面（2a）が遠い方
のターゲツト（4a）（4b）を向くように強磁性酸化物基
板（１）を配置してスパツタリングを行い、その時の
（ａ）〜（ｉ）点における被膜の幅Ｔを測定しその結果
を第１表に示し、第15図のように斜面（2a）が近い方の
ターゲツト（4a）（4b）を向くように強磁性酸化物基板
（１）を配置してスパツタリングを行いその時の（ａ）
〜（ｉ）点における被膜の幅Ｔを測定しその結果を第２
表に示す。

第１表、第２表から第１図のように強磁性酸化物基板
（１）を配置した方が、傾斜溝（２）ごとの被膜の幅Ｔ
のムラが少ないことが判る。また、一般に対向ターゲツ
ト式スパツタリング装置では、基板には遠いターゲツト
からの粒子が被着し易いので、第15図のように斜面（2
a）が遠いターゲツト（4a）（4b）の方を向いている方
が成長速度は速い。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第16図は第２実施例で用いられる対向ターゲツト式スパ
ツタリング装置を示す図である。

図中、（18a）（18b）はセンダスト等の強磁性金属材料
よりなる一対の上部ターゲート、（19a）（19b）は前記
強磁性金属材料より熱膨張係数の小さいSiO₂（約30×10
^-7/℃）等の非磁性材料よりなる下部ターゲツトであ
り、そのうち一方のターゲツト（18a）（19a）の裏面側
にはＮ極が対向するように永久磁石（図示せず）が配さ
れており、他方のターゲツト（18b）（19b）の裏面側に
はＳ極が対向するように永久磁石（図示せず）が配され
ている。（20）は基板ホルダーで、該ホルダー（20）の
表面（20a）には第２図に示す強磁性酸化物基板（１）
が複数個取付けられており、前記基板ホルダー（20）の
裏面（20b）にはヒータ（21）が取付けられている。ま
た、前記強磁性酸化物基板（１）は第17図に示すように
傾斜溝（２）がターゲツト（18a）（18b）に対して平行
になり、斜面（2a）が離れている方のターゲツト（18
a）（18b）を向くように位置している。そして、前記強
磁性酸化物基板（１）を前述の向きに配置することによ
り、このスパツタリング装置で形成される強磁性金属薄
膜の膜厚公差を±１μｍ以内にすることが出来る。

尚、この時のターゲツト間距離は140mm、基板−ターゲ
ツト間距離は120mm、ターゲツト（18a）（18b）（19a）
（19b）の大きさは130×180×5mmである。

先ず、このような対向ターゲツト式スパツタリング装置
においてArガスのガス圧を１〜5mTorr、投入電力を4KW
として約３時間スパツタリングを行い、第３図に示すよ
うにヒータ（21）により約300℃に加熱された強磁性酸
化物基板（１）の上面（1a）に膜厚30μｍの強磁性金属
薄膜（３）を形成する。

そして次に、このようにして形成された第３図の強磁性
酸化物基板（１）を加熱した状態で基板ホルダー（20）
を下部ターゲツト（19a）（19b）側に移動させて、Arガ
スのガス圧を１〜5mTorr、投入電力を1KWとして約１時
間スパツタリングを行い、強磁性金属薄膜（３）上にSi
O₂よりなる約１μｍの保護膜（図示せず）を形成する。

そして次に、この保護膜が形成された強磁性酸化物基板
（１）の傾斜溝（２）に第１実施例と同様に低融点ガラ
ス（８）を充填した後、前記基板（１）の上面（1a）を
平面研削して前記保護膜を除去し、第５図に示すように
前記傾斜溝（２）の斜面（2a）上に被着された強磁性金
属薄膜（３）を露出させる。

以後は、第１実施例と同様の工程を経て第７図に示す複
合型の磁気ヘツドが完成する。

上述のような第２実施例の磁気ヘツドの製造方法では、
強磁性酸化物基板（１）を加熱しているので、前記基板
（１）と強磁性金属薄膜（３）との付着強度が増し、膜
はがれが生じにくくなる。また、前記基板（１）は下面
側から加熱されるので、スパツタリングにより昇温する
前記基板（１）の上面とヒータ（21）により加熱される
下面との温度差は小さくなり、前記基板（１）の反りが
小さくなる。更に、この反りの小さい基板（１）は加熱
された状態で、強磁性金属薄膜（３）を形成するセンダ
ストよりも熱膨張係数が小さいSiO₂よりなる保護膜が形
成されるので、スパツタリング終了後前記基板（１）に
上面が凹面となるように生じていた反りを抑えることが
出来、前記強磁性金属薄膜（３）にヒビ割れや膜はがれ
が生じるのを防止することが出来る。

尚、第２実施例のように強磁性酸化物基板（１）を加熱
した状態でその上に強磁性金属薄膜（３）を形成し、更
にその上に保護膜を形成することにより得られる上述の
効果は対向スパツタリング装置に限られるものではな
く、他のスパツタリング装置においても十分に得ること
が出来る。

（ト） 発明の効果 本発明に依れば、強磁性酸化物基板に強磁性金属薄膜を
被着する時間を削減出来、生産性が向上した磁気ヘツド
の製造方法を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明に係り、第１図は対向ターゲ
ツト式スパツタリング装置の要部斜視図、第２図、第３
図、第４図、第５図及び第６図はそれぞれ磁気ヘツドの
製造方法を示す図、第７図は磁気ヘツドの外観を示す斜
視図、第８図は対向ターゲツト式スパツタリング装置を
示す図、第９図は強磁性金属薄膜の膜厚ムラを示す図で
ある。第10図は強磁性金属薄膜の厚みを示す図である。
第11図乃至第14図は従来例に係り、第11図及び第12図は
磁気ヘツドの製造方法を示す図、第13図は磁気ヘツドの
外観を示す斜視図、第14図はRF.2極マグネトロンスパツ
タリング装置を示す図である。第15図は基板の向きを逆
にした対向ターゲツト式スパツタリング装置の要部斜視
図である。第16図は本発明の第２実施例の対向ターゲツ
ト式スパツタリング装置の要部斜視図、第17図は第16図
の要部斜視図である。 （１）……強磁性酸化物基板、（２）……傾斜溝（第１
溝）、（３）……強磁性金属薄膜、（4a）（4b）……タ
ーゲツト、（９）……トラツク幅規制溝（第２溝）、
（10）……ギヤツプ形成面、（12）……巻線溝（第３
溝）、（14）……磁気コア半体、（15）……ギヤツプ、
（16）……コアブロツク、（18a）（18b）……上部ター
ゲツト、（19a）（19b）……下部ターゲツト、（21）…
…ヒータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強磁性酸化物よりなる一対の磁気コア半体
   のギヤツプ形成面に強磁性金属薄膜が被着された磁気ヘ
   ツドの製造方法において、強磁性酸化物基板の接合面に
   第１溝を形成する工程と、この接合面に対向ターゲツト
   式スパツタリング装置により強磁性金属薄膜を形成する
   工程と、この接合面にトラツク幅規制用の第２溝と巻線
   用の第３溝とを形成する工程と、前記工程を終えた強磁
   性酸化物基板に対となる強磁性酸化物基板を接合してコ
   アブロツクを形成する工程と、前記ブロツクを切断して
   一対の磁気コア半体よりなるヘツドチツプを形成する工
   程とを有する磁気ヘツドの製造方法。
2. 【請求項２】前記対向ターゲツト式スパツタリング装置
   により強磁性金属薄膜を形成する工程において、前記強
   磁性酸化物基板を第１溝がターゲツトと平行になるよう
   に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の磁気ヘツドの製造方法。
3. 【請求項３】前記第１溝は斜面を有し、該斜面が遠い方
   のターゲツトを向くように前記強磁性酸化物基板を配置
   したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の磁気
   ヘツドの製造方法。
4. 【請求項４】前記強磁性酸化物基板を加熱した状態で該
   基板の接合面に強磁性金属薄膜を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘツドの製造方
   法。
5. 【請求項５】前記強磁性金属薄膜の上面に該薄膜よりも
   熱膨張係数の小さい非磁性材料よりなる保護膜を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の磁気ヘ
   ツドの製造方法。