JPH07244814A - 複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生効率と歩留まりとが共に良好な複合基板
積層型磁気ヘッドを得ることができる製造方法を提供す
る。 【構成】 磁気媒体と摺動する部分は、主磁気回路とな
る金属強磁性薄膜５が非磁性基板３によって挟持された
一対のコア半対１１，１２同志をギャップ材１５を介し
て接合させて磁気ギャップを形成した構造で、前記一対
のコア半対の少なくとも一方の後部が補助磁気回路とな
る酸化物強磁性材料（フェライト）基板１からなる複合
基板積層型磁気ヘッドの製造方法であって、複合基板を
構成する、前記非磁性基板３と補助磁気回路となる酸化
物強磁性材料基板１が、結晶として析出しない部分がガ
ラスマトリクスを形成するような組成の自己接着型結晶
化ガラス２を介して加熱圧接されガラス質の浸み出しに
よって接合されるようにする。

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の製造方法に
係り、特に、再生効率と歩留まりとが共に良好な複合基
板積層型磁気ヘッドの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、磁気記録媒
体の高保磁力化（高Ｈｃ化）や記録再生周波数の広帯域
化が進んでおり、高性能な磁気ヘッドがとみに要求され
ている。その例として、図１５に示すように、フェライ
トヘッドのギャップ３１の近傍のみ高い飽和磁束密度を
持つ金属強磁性膜３２で形成し、他の部分はフェライト
３３で形成し、低融点ガラス３４にて接合したメタルイ
ンギャップ（ＭＩＧ）ヘッド３５があり、他の例とし
て、図１６に示すように磁気回路のすべてを金属強磁性
膜３６で形成し、非磁性基板３７で金属強磁性膜３６を
挟持し、積層接合，コア接合にガラス３８，３９をそれ
ぞれ使用した積層型磁気ヘッド４０がある。

【０００３】また、これらのヘッドの長所のみを組み合
わせたものとして、図１７に示すように磁気媒体との摺
動部は積層型磁気ヘッドのように非磁性基板４１で金属
強磁性膜４２を挟持した構造で、その後部は金属強磁性
膜の他に補助磁気回路となるフェライト４３を配し、積
層接合，コア接合にはガラス４４，４５，４６をそれぞ
れ使用した構造にして、再生効率の向上を図った複合基
板積層型磁気ヘッド４７も提案されている。

【０００４】この複合基板積層型磁気ヘッドの製造工程
では、通常３回のガラス接合またはガラスモールドが必
要となる。即ち、その第１回は摺動部に相当する非磁性
基板と補助磁気回路となるフェライト基板とのガラス接
合工程（複合基板の作製）であり、その第２回は金属磁
性膜を形成した複数の複合基板同志のガラス接合工程
（基板積層）であり、その第３回は一対のコア半対を接
合して磁気ギャップを形成するガラス接合工程である。

【０００５】一般にガラスを介した接合では、ガラスの
軟化点以上の温度で接合する。複数回のガラス接合を行
なう場合は，前回に使用したガラスの屈伏点以下の温度
で行わないと接合部のガラスに変形が生じる恐れがあ
る。従って、一般には最低でもガラスの軟化点と屈伏点
の差の分だけの温度マージンを取って２回目以降のガラ
ス接合を行わなければならない。一方、最後のガラス接
合工程で用いるガラスは強度的な信頼性や耐候性の点か
ら作業温度が、５００℃以上のガラスを用いることが望
ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって、３回のガラス
接合工程を必要とする複合基板積層型磁気ヘッドの製造
においては、第１のガラス接合は６５０℃〜７００℃或
いはそれ以上の温度で行なう必要がある。ところが、こ
のような高温でガラス接合を行なうと基板とガラスの熱
膨脹率の違いなどによりクラックの発生やガラスの気泡
の発生が多くなり，歩留まりが低下してしまうという問
題があった。

【０００７】また、金属強磁性膜の種類によっては高温
で磁性特性の劣化が生じるものもあり、高性能の金属強
磁性膜を使用できないという問題があった。本発明は上
記従来の問題点に鑑み、クラックの発生がなく、記録再
生効率の良い複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、非磁性基板と酸化物強磁性材料が、結晶と
して析出しない部分がガラスマトリクスを形成するよう
な組成の自己接着型結晶化ガラスを介して接合されるよ
うにしている。

【０００９】即ち、本発明によれば、磁気媒体と摺動す
る部分は、主磁気回路となる金属強磁性薄膜が非磁性基
板によって挟持された一対のコア半対同志をギャップ材
を介して接合させて磁気ギャップを形成した構造で、前
記一対のコア半対の少なくとも一方の後部が補助磁気回
路となる酸化物強磁性材料基板からなる複合基板積層型
磁気ヘッドの製造方法であって、複合基板を構成する、
前記非磁性基板と前記補助磁気回路となる酸化物強磁性
材料基板が、結晶として析出しない部分がガラスマトリ
クスを形成するような組成の自己接着型結晶化ガラスを
介して加熱圧接され、ガラス質の浸み出しによって接合
されていることを特徴とする複合基板積層型磁気ヘッド
の製造方法が提供される。

【００１０】

【作用】本発明は、以上のような製造方法により、最後
の低融点ガラスとして、例えば作業温度が５００℃であ
るガラスを使用した場合でも、第１のガラス接合である
複合基板の作製時に、結晶として析出しない部分がガラ
スマトリクスを形成するような組成の自己接着型結晶化
ガラスを用い、ガラス質部分の浸み出しによってフェラ
イトや非磁性基板との接合を行なうようにしているの
で、この第１のガラス接合を６００℃以下の温度で行な
うことができ、クラックの少ない歩留まりの良好な複合
基板積層型磁気ヘッドの製造を行なうことができる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の複合基板
積層型磁気ヘッドの製造方法について説明する。図１乃
至図８は本発明の第１実施例を示したものである。ま
ず、図１の切断研磨工程図に示すように、所望の形状に
切断加工され、少なくとも接合面を鏡面研磨された酸化
物強磁性体であるフェライト１，自己接着型結晶化ガラ
ス２，及び非磁性基板３をこの順序に重ねて、次ぎに、
図２のガラス接合工程図に示すように、溶着炉内で６０
０℃に加熱しながら接合面を圧接する。

【００１２】このフェライト１と非磁性基板３とを接合
する自己接着型結晶化ガラス２は、結晶として析出しな
い部分がガラスマトリクスを形成するような組成のもの
で、加熱圧接されて、ガラス質の浸み出しによって両方
の基板を良好に接合するものである。

【００１３】この工程は、フェライト１と自己接着型結
晶化ガラス２のみを、まず加熱圧接して接合を行ない、
自己接着型結晶化ガラス２の表面の研削研磨を行なっ
て、自己接着型結晶化ガラス２を所望の厚みに加工した
後、この自己接着型結晶化ガラス２と非磁性基板３を加
熱圧接するように、２度に分けて接合を行なっても良
い。

【００１４】この場合の自己接着型結晶化ガラス２の厚
みは１００μｍ以下が望ましい。（第１のガラス接合工
程）。このようにして接合された図２の工程図に示した
ようなブロックを、その接合面と垂直な方向に図３の工
程図に点線で示したように切断して、その切断面を鏡面
研磨して、図４（ａ）に示したような複合基板１Ａを得
る。

【００１５】この場合、加熱圧接の温度は自己接着型結
晶化ガラス２の軟化点以下の温度で行っても，自己接着
型結晶化ガラス２のガラス質部分が浸み出して接してい
るフェライト１や、非磁性基板３に拡散することによっ
て接合することが出来る。

【００１６】この加熱圧接の温度が軟化点以下か僅かに
高い程度であれば、後に行なうガラス接合時はほとんど
温度マージンを取らなくても、先に加熱圧接した自己接
着型結晶化ガラス２の形状変化がほとんどなく、従って
接合部におけるズレや破損は発生しない。

【００１７】次に、図４（ａ）の工程図で示すような複
合基板１Ａに鏡面研磨を行った面４に、金属強磁性膜５
を図４（ｂ）の工程図に示したように、真空蒸着法やス
パッタ法等によって成膜し、複合基板１Ｂを得る。更
に、必要に応じて金属強磁性膜５とガラスの反応拡散を
防止するための保護膜（ＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 等）６を
真空蒸着法やスパッタ法等によって、図４（ｃ）の工程
図に示したように成膜し、複合基板１Ｃを得る。

【００１８】その次に、低融点ガラス７をスパッタ法等
によって、図４（ｄ）の工程図に示したように成膜、複
合基板１Ｄを得る。この低融点ガラス７は、複合基板１
Ｄの両面に成膜することも出来る。或いは、複合基板作
製時と同じか、またはより低温度で加熱圧接による接合
が可能な組成の自己接着型結晶化ガラスを用いることも
出来る。

【００１９】このようにして出来た基板を，図５の工程
図に示したように複数枚重ねて、溶着炉内で、５７０℃
で加熱圧接を行なう（第２のガラス接合工程）。次に、
この加熱圧接処理によってできたブロックを接合面と垂
直な方向に図６の工程図に点線にて示したように切断を
行なう。

【００２０】次に、図７（ａ）の工程図に示したよう
に、切断面に鏡面研磨を施し、２枚で一対のコア半対１
１，１２となるようにした、その少なくとも一方のコア
半対１２に、巻線用の溝１３及び必要に応じてガラス補
強用の溝１４をそれぞれ形成する。そして、この一対の
コア半対１１，１２の接合面に磁気ギャップとなる非磁
性膜１５をスパッタ法等によって、図７（ｂ）の工程図
に示したように形成する。その次に、溝１３，１４の中
に図７（ｃ）の工程図に示したように、低融点ガラス１
６を、作業温度５００℃でそれぞれ充填して突き合わせ
る（第３のガラス接合工程）。

【００２１】このようにして出来たブロックを切断し
て、その次に、図８に示したように、先端加工を施し
て、複合基板積層型磁気ヘッド１７を得ることが出来
る。次に、本発明の複合基板積層型磁気ヘッドの製造方
法の第２実施例について、図９乃至図１２に従って説明
する。図９乃至図１１は本発明の第２実施例の各工程図
であり、図１２は本発明の第２実施例による複合基板積
層型磁気ヘッドの斜視図である。

【００２２】この第２実施例は、上記第１実施例と同様
の各工程（第１のガラス接合工程等）を経て、図９
（ａ）の工程図に示したような複合基板１Ｄをまず作製
する。この複合基板１Ｄの作製工程は、図４（ｄ）の工
程図に示したものと同様の工程である。次に、この複合
基板１Ｄと略同一形状の図９（ｂ）の工程図に示したよ
うな非磁性基板１８を作製する。

【００２３】この非磁性基板１８にも、金属磁性膜５，
保護膜６，低融点ガラス膜７または自己接着型結晶化ガ
ラス２を、複合基板１Ｄに対してと同様に形成する。そ
の次に、図１０の工程図に示したように複合基板１Ｄと
非磁性基板１８とを交互に積み重ねて，５７０℃で加熱
圧接処理を行なう（第２のガラス接合工程）。

【００２４】その後も、第１実施例と同様な，図１１
（ａ）の工程図に示す各溝１３，１４をそれぞれ作製す
る工程、図１１（ｂ）の工程図に示す磁気ギャップとな
る非磁性体１５のスパッタ工程、そして図１１（ｃ）の
工程図に示すように、作業温度５００℃で低融点ガラス
１６をそれぞれ充填して突き合わせる工程（第３のガラ
ス接合工程）を行う。

【００２５】その後で、図１２にも示されているような
先端形状にする先端加工工程をそれぞれ経て、その摺動
部は金属強磁性膜５が非磁性基板３，１８によって挟持
され、その後部は金属強磁性膜５が非磁性基板１８とフ
ェライト１によって挟持された構造の複合基板積層型磁
気ヘッド２７を得ることが出来る。この第２実施例によ
る複合基板積層型磁気ヘッド２７を図１２に示した。

【００２６】最後に、以上に説明した各ガラス接合工程
での、各温度条件の相違によるクラックの発生やガラス
の変形程度の相違について、表１にまとめて比較して説
明する。この表１には、比較例として低融点ガラスによ
って複合基板を作製した場合の複合基板積層型磁気ヘッ
ドと、本発明による自己接着型結晶化ガラスを用いて複
合基板を作製した場合の複合基板積層型磁気ヘッドにつ
いて各ガラス接合工程の温度条件をそれぞれ示した。

【００２７】比較例１のものは、６５０℃と接合温度が
高く，第１のガラス接合工程でクラックが発生してしま
う。比較例２のものは、６００℃の接合温度で開始する
と、第２，第３のガラス接合工程で複合基板の接合部の
ガラス，基板積層ガラス部が変形してしまう。また、比
較例１は６００℃を越えると磁気特性が劣化するＦｅＮ
Ｍ系合金ゃＦｅＮＯＭのような高Ｂｓ材料を用いること
が出来ない。

【００２８】表１で示した実施例の場合は、自己接着型
結晶化ガラスを用いて６００℃で複合基板を作製するこ
とによって、これを用いた複合基板積層型磁気ヘッド
を、５００℃の低温で、特に問題なく、安定に作製する
ことができる。

【００２９】即ち、このような磁気ヘッドの製造におい
ては、最後の低融点ガラスとして、例えば作業温度が５
００℃であるガラスを使用した場合でも、第１のガラス
接合である複合基板の作製時に、結晶として析出しない
部分がガラスマトリクスを形成するような組成の自己接
着型結晶化ガラスを用いることによって、ガラス質部分
の浸み出しによってフェライトや非磁性膜との接合を行
なうことにより、この第１のガラス接合を６００℃以下
の温度で行なうことができ、クラックの少ない歩留まり
の良好な磁気ヘッドの製造を行なうことが出来る。

【００３０】次に示す図１３は、本発明による磁気ヘッ
ドと従来の磁気ヘッドによる記録再生特性の相違を示し
た図である。この図は、磁性膜としてＦｅＮＳｉ合金を
使用した場合の、一般的な積層型磁気ヘッドと本発明に
よる複合基板積層型磁気ヘッドの録再性能の比較を行な
った結果をグラフに示したものである。図１３に示され
るヘッドは、ｔｙｐｅＡが一般的な積層型磁気ヘッドで
あり、ｔｙｐｅＢが本発明による複合基板積層型磁気ヘ
ッドである。

【００３１】この図は、一般的な積層型磁気ヘッド（ｔ
ｙｐｅＡ）の自己録再特性よりも、本発明になる補助磁
気回路として酸化物強磁性体であるフェライトを使用し
ている複合基板積層型磁気ヘッド（ｔｙｐｅＢ）の自己
録再特性の方が、相対出力レベルが略２〜３ｄＢ以上上
回っていることを示している。

【００３２】また、この図１３の録再分離ヘッドによる
グラフからは、ｔｙｐｅＢで再生したものの方が、略２
ｄＢ程度相対出力が上回っていることも判る。よって、
一般的な積層型磁気ヘッドよりも、本発明になる補助磁
気回路として酸化物強磁性体であるフェライトを使用し
ている複合基板積層型磁気ヘッドの方が、再生能力に優
れていることがこのグラフからも判る。

【００３３】次に，本発明の非磁性基板３として非磁性
（ノンマグ）フェライトを使用した場合とセラミックを
使用した場合との差について表２と共に説明する。表２
は摺動部の非磁性基板３の実施例として非磁性（ノンマ
グ）フェライトを使用した場合の金属磁性膜５との凹み
量を比較例としてのセラミック基板と比較したものであ
る。このデータはメタル蒸着テープ媒体を使用して、５
００時間走行させた場合の磁気ヘッドの摺動部の金属磁
性膜と非磁性体の凹み量を測定したものである。

【００３４】この凹み量（段差）は、非磁性（ノンマ
グ）フェライトを使用した場合の方が、表２に示したよ
うにセラミックを使用した場合よりも少なくでき、段差
の発生を大幅に軽減することが出来る。よって、非磁性
基板３として非磁性（ノンマグ）フェライトを使用した
ものは、研磨による金属強磁性膜５と非磁性基板３の偏
摩耗による段差を少なくでき、スペーシングロスが少な
い高周波の再生特性に優れた、摩耗特性にも優れた複合
基板積層型磁気ヘッドを得ることが出来る。

【００３５】次に、金属強磁性膜５として、ＦｅＮＳｉ
合金膜（Ｂｓ＝１９ＫＧ）を使用した複合基板積層型磁
気ヘッドとＦｅＡｌＳｉ（センダスト）合金膜（Ｂｓ＝
１１ＫＧ）を使用した複合基板積層型磁気ヘッドのそれ
ぞれの記録再生能力について、両者を比較して図１４と
共に説明する。

【００３６】この図１４は、本発明による磁気ヘッドと
従来の磁気ヘッドによる記録再生特性の相違を示した図
であり、磁気媒体として保磁力Ｈｃが２０５０［Ｏｅ］
のメタルテープを使用し、記録再生分離ヘッドによって
記録能力と再生能力の比較を行なった結果を示した図で
ある。

【００３７】この図から、一般的なセンダスト合金を使
用した積層型磁気ヘッドの自己録再特性よりも、ＦｅＮ
Ｓｉ合金膜を使用している複合基板積層型磁気ヘッドの
自己録再特性の方が、相対出力レベルが略２〜４ｄＢ程
度上回っていることが判る。

【００３８】本発明によるＦｅＮＳｉ合金膜を使用した
複合基板積層型磁気ヘッドは、磁性膜の飽和磁束密度Ｂ
ｓが高い（Ｂｓ＝１９ＫＧ）ので、保磁力Ｈｃが２０５
０［Ｏｅ］である高Ｈｃ媒体にも良好に記録出来、それ
だけ自己録再の出力向上につながっている。

【００３９】金属強磁性膜５として、ＦｅＮＳｉ合金膜
はＦｅＮ−Ｍ合金膜のＭをＳｉとしたもので説明した
が、これ以外に、Ｍとして金属又は半金属元素である、
Ａｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ等の元素を用いたものも同様の結果が得られる。

【００４０】上記のもの以外に、金属強磁性膜５とし
て、酸素（Ｏ）を添加したＦｅＮ−Ｏ−Ｍ合金膜の場合
にも、Ｍとして金属又は半金属元素である、Ａｌ，Ｔ
ａ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ等の元
素を用いたものも同様の結果が得られる。

【００４１】よって、以上のように、金属強磁性膜５と
して、ＦｅＮ−Ｍ合金膜（Ｍは金属又は半金属元素）、
またはＦｅＮ−Ｏ−Ｍ合金膜（Ｍは金属又は半金属元
素）を用いると、飽和磁束密度Ｂｓが、１．５Ｔ以上の
軟磁性膜が得られ、一般的なセンダスト合金を使用した
ものよりも記録能力に優れた複合基板積層型磁気ヘッド
を得ることが出来る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ヘッ
ドの製造方法によれば次のように優れた作用効果を発揮
することが出来る。非磁性基板とフェライト基板の接合
を結晶として析出しない部分がガラスマトリクスを形成
するような組成の自己接着型結晶化ガラスを介して、ガ
ラス質部分の浸み出しによって、フェライトや非磁性膜
との接合を行なっているので、低温度で、クラックの発
生やガラスの気泡の発生が少ない、歩留まり良好な、再
生効率に優れた複合基板積層型磁気ヘッドを得ることが
出来る。

【００４３】また、摺動部の非磁性基板として非磁性フ
ェライトを用いることによって、スペーシングロスの少
ない高周波特性に優れた複合基板積層型磁気ヘッドを得
ることが出来る。

【００４４】また更に、ＦｅＮ−Ｍ合金膜、あるいはＦ
ｅＮ−Ｏ−Ｍ合金膜（Ｍは金属又は半金属元素の中から
選ばれた少なくとも１種類以上の元素）からなる金属強
磁性膜を用いているので、記録能力に優れた複合基板積
層型磁気ヘッドを得ることが出来る。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法
の第１実施例の切断研磨工程図である。

【図２】第１実施例の工程図（第１のガラス接合工程
図）である。

【図３】第１実施例の切断工程図である。

【図４】第１実施例の研磨スパッタ工程図である。

【図５】第１実施例の工程図（第２のガラス接合工程
図）である。

【図６】第１実施例の切断工程図である。

【図７】第１実施例の工程図（第３のガラス接合工程
図）である。

【図８】第１実施例による複合基板積層型磁気ヘッドの
斜視図である。

【図９】本発明の複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法
の第２実施例の工程図である。

【図１０】第２実施例の工程図（第２のガラス接合工程
図）である。

【図１１】第２実施例の工程図（第３のガラス接合工程
図）である。

【図１２】第２実施例による複合基板積層型磁気ヘッド
の斜視図である。

【図１３】本発明による磁気ヘッドと従来の磁気ヘッド
による記録再生特性の相違を示した図である。

【図１４】本発明による磁気ヘッドと従来の磁気ヘッド
による記録再生特性の相違を示した図である。

【図１５】従来の製造方法による一般的なＭＩＧ型磁気
ヘッドの斜視図である。

【図１６】従来の製造方法による一般的な積層型磁気ヘ
ッドの斜視図である。

【図１７】従来の製造方法による一般的な複合基板積層
型磁気ヘッドの斜視図である。

【符号の説明】

１ 酸化物強磁性材料基板（フェライト基板） １Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 複合基板 ２ 自己接着型結晶化ガラス ３，１８ 非磁性基板 ５ 金属強磁性薄膜 ６ 保護膜 ７，１６ 低融点ガラス膜 １３ 巻線用の溝 １４ ガラス補強用の溝 １５ ギャップ材 １７，２７ 複合基板積層型磁気ヘッド

【表１】

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気媒体と摺動する部分は、主磁気回路と
   なる金属強磁性薄膜が非磁性基板によって挟持された一
   対のコア半対同志をギャップ材を介して接合させて磁気
   ギャップを形成した構造で、前記一対のコア半対の少な
   くとも一方の後部が補助磁気回路となる酸化物強磁性材
   料基板からなる複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法で
   あって、複合基板を構成する、前記非磁性基板と前記補
   助磁気回路となる酸化物強磁性材料基板が、結晶として
   析出しない部分がガラスマトリクスを形成するような組
   成の自己接着型結晶化ガラスを介して加熱圧接され、ガ
   ラス質の浸み出しによって接合されていることを特徴と
   する複合基板積層型磁気ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】前記非磁性基板が非磁性フェライトで構成
   される特許請求の範囲第１項記載の複合基板積層型磁気
   ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】前記金属強磁性薄膜がＦｅＮ−Ｍ合金膜、
   あるいはＦｅＮ−Ｏ−Ｍ合金膜（Ｍは金属又は半金属元
   素の中から選ばれた少なくとも１種類以上の元素）であ
   る特許請求の範囲第１項及び第２項記載の複合基板積層
   型磁気ヘッドの製造方法。