JPH0758532B2 - 磁気ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、VTRやビデオフロッピーディスク等の記録再
生用の磁気ヘッドに係り、特に高周波領域においても特
性劣化のない磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

記録密度の向上に伴って、VTR用にも従来の酸化物磁気
テープに代り、保磁力の大きいメタルテープが開発され
ている。このため、ヘッド材料も、フエライト系から更
に飽和磁束密度の高い金属系磁性材料へと代わって来て
いる。

一方、記録波長も時代と共に短波長化へと進んでいる。
このために、ヘッド材料も、透磁率μの周波数特性を更
に高域まで伸ばすことが必要とされる。しかしながら、
ヘッド材料として金属系磁性材料を用いた場合には、比
抵抗が低いために、うず電流損失が生じてしまう。そこ
で、金属系磁性材料による膜を薄くし、それを多数積層
して所定厚さの磁性層を形成することが考えられてい
る。第６図はかかる多層構造の磁性層を有する磁気ヘッ
ドにおける透磁率の周波数特性を示しており、同図から
明らかなように、比抵抗ρが1.5×10^-6Ω・ｍの金属系
磁性材料で10MHzまでμを2000以上とするためには、金
属系磁性材料の膜、すなわち金属磁性薄膜の厚さを一層
当たり4.0μｍ以下として多層化する必要がある。

金属磁性薄膜を用いたVTR用磁気ヘッドとしては、例え
ばNHK柴谷氏等により開発されたもので、センダスト・
スパツタ膜を金属磁性薄膜とし非磁性絶縁性の酸化珪素
膜を絶縁性層間材として、これらを交互に多層積層し、
ギヤツプをガラスボンデイング法により形成した磁気ヘ
ッドが知られている（特開昭49−127195号公報）。

第７図はかかる磁気ヘッドを磁気記録媒体摺動面側から
みた平面図であって、１は基板、2a,2bは金属磁性薄
膜、３は層間材、４はガラスボンデイング法で作られた
ギヤツプ、5,6は磁性層である。

同図において、磁性層５は金属磁性薄膜2aと非磁性絶縁
性の層間材３とが交互に積層された多層構造をなし、ま
た、磁性層６も金属磁性薄膜2bと層間材３とが交互に積
層された多層構造をなしている。これら磁性層5,6は基
板１間に設けられている。この磁気ヘッドは、磁性薄膜
2aを含むギャップ４に対して左側のコア半体と、磁性薄
膜2bを含むギャップ４に対して右側のコア半体とをガラ
ス溶融法で接合し、その接合部をギヤツプ10とするもの
である。この接合工程において、これらの２つのコア半
体を高精度で接合することは非常に困難であり、またギ
ヤツプのトラック幅に誤差が生じやすいことから、この
磁気ヘッドは量産性や保留まりに問題がある。

一方、前記ガラスボンデイング法によるギヤツプ形成法
を用いないで、ギヤツプの形成その他に最近のウエフア
プロセス技術を採り入れることにより、高精度で量産性
向上を狙った磁気ヘッドも開発されるようになった（実
公昭43−13255号公報）。

第８図は、ガラスボンデイング法を用いることなく、ウ
エーフアプロセス技術での膜堆積法により製造した磁気
ヘッドの磁気記録媒体摺動面（以下、単に「摺動面」と
称す）側からみた平面図であって、１は基板、2a,2bは
金属磁性薄膜、４は非磁性ギャップ材、５は保護膜であ
る。さらに、第９図は第８図に示した磁気ヘッドの製造
工程図である。その製造工程は次の順に行われる。

（１） まず、基板１（第９図（ａ））を形成し、その
基板１上に第１の金属磁性薄膜2aをスパツタリング等に
より形成する（第９図（ｂ））。

（２） 次に、金属磁性薄膜2aの一部を基板１が現れる
まで除去し、金属磁性薄膜2aと基板１との表面上に非磁
性のギヤツプ材料４をスパツタリング等により形成する
（第９図（ｃ））。

（３） そして、ギヤツプ材料４の全面に第２の金属磁
性薄膜2bをスパツタリング等により形成する（第９図
（ｄ））。

（４） しかる後、ラツピング等により、金属磁性薄膜
2a上のギヤツプ材料４が除かれる程度に、金属磁性薄膜
2bの一部を除去する（第９図（ｅ））。これにより、基
板１上にギヤツプ４をはさんで金属磁性薄膜が形成され
たことになる。

（５） さらにその上に、保護膜７を蒸着等により形成
する（第９図（ｆ））。

以上の工程により、膜堆積法による磁気ヘッドが形成で
きる。第８図はこのタイプの磁気ヘッドであって、磁性
層を単層の金属磁性薄膜にて形成した場合であるが、こ
の種磁気ヘッドで金属磁性薄膜を多層積層して磁性層を
形成した場合には、第９図（ｂ），第９図（ｄ）におい
て、単層の金属磁性薄膜2a,2bの代りに、金属磁性薄膜
と層間材とが、交互に多層積層され、第９図（ｄ）の工
程では第10図に示すような構造のものが得られる。この
結果、第９図（ｅ）（ｆ）と同様な工程を経て出来上が
った磁気ヘッドは、第11図に示すように、その摺動面側
からみて、ギヤツプ４に対して一方の磁性層は金属磁性
薄膜2aと絶縁性層間材３との多層構造となり、他方の磁
性層も金属磁性薄膜2bと絶縁性層間材３との多層構造と
なる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、ノン・ボンデイング形式（ガラスボンデイン
グ法を用いない形式）で、膜堆積技術を用いた上記の多
層金属磁性膜磁気ヘッドでは、第11図に示すように、ギ
ヤツプ４のなす面が層間材３の一部３′のなす面と平行
となる（両面のなす角をθとすると、θ＝０゜となるた
め）。このために、ギヤツプ４のなす面と平行なこの絶
縁性層間材３の部分３′が擬似ギヤツプとして作用して
しまい、ギヤツプ４とともに、この擬似ギヤツプでも記
録が行われる。擬似ギヤツプによる記録強度はギヤツプ
４による記録強度に比べて充分小さいために、擬似ギヤ
ツプで記録したものを擬似ギヤツプで再生する分には問
題ないが、擬似ギヤツプによって、ギヤツプ４で記録さ
れたものを再生したり、ギヤツプ４によって擬似ギヤツ
プで記録されたものを再生したりし、これらによる再生
信号のレベルはかなり高く、ギヤツプ４で記録され、か
つギヤツプ４で再生される本来の信号に混入してそのS/
Nを劣化させることになる。

この欠点を軽減しようとしたものとして、特開昭57−13
8021号公報に開示される磁気ヘッドが提案されている。
この磁気ヘッドは、ノンボンデイング形多層金属磁性膜
磁気ヘッドであるが、第12図に示すように、ギヤツプ４
の右側を基板まで達するＶ字状の溝が形成されるように
切り取り、切り取られた溝内に磁性金属材の層８を被着
して埋込むようにしたものである。これによると、磁性
金属材の層８と金属磁性薄膜2bによる磁性層６との間に
非磁性絶縁層９が設けられており、この非磁性絶縁層９
が擬似ギヤツプとなるが、この擬似ギヤツプの面はギヤ
ツプ４の面と平行でなく（160゜）、アジマス効果によ
って、この擬似ギヤツプの影響は現れない。

しかし、かかる磁気ヘッドを製造するに際しては、磁性
金属材の層６を設けるための溝形成や埋込み工程が余分
に加わるため、量産性に乏しいという問題がある。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、疑似ギヤツプ
に基づくS/Nの劣化をなくし、かつ高域特性が優れた、
しかも量産性に優れた磁気ヘッドを提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明は、ノンボンデイング
式で膜堆積法を用いた多層金属磁性膜磁気ヘッドにおい
て、ギヤツプ面に対し、磁性層の金属磁性膜間に介在す
る絶縁性層間材のなす面を非平行としたものである。

〔作用〕

摺動面からみて、絶縁性間材の面とギヤツプ面とのなす
角をθ（ラジアン）とすると（θ＝０のとき両者は平
行）、その影響はいわゆるアジマス損失と考えてよく、
次の（１）式に従い、θが増大する程ギヤツプによる擬
似ギヤツプで記録された信号の再生出力は減少する。

ここに、Ｗはトラツク幅、λは記録波長、Laはθ＝０で
の再生出力を0dBとしたときの相対再生出力である。θ
を５゜以上、好ましくは20゜程度とすれば、擬似ギヤツ
プの影響は無視できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明による磁気ヘッドの一実施例を摺動面側
からみた平面図であって、前出図面に対応する部分には
同一符号をつけている。

同図において、基板１上に非磁性のギヤツプ４を挟んで
第１の磁性層５と第２の磁性層６とが設けられている。
磁性層5,6は夫々、センダスト，アモリファスなどの金
属磁性膜2a,2bとSiO₂などの非磁性の層間材３とが交互
に積層されて多層構造をなしており、これら磁性層5,6
上に保護膜７が構成されている。そして、後の製造方法
の説明から明らかなように、磁性層５の層間材３の面は
基板１の表面に平行であり、ギヤツプ４の面に非平行で
あるが、さらに、磁性層６の層間材３の面も、ギヤツプ
４の近傍も含めてギヤツプ４の面と非平行となっている
（θ≠０である）。このために、層間材３が疑似ギヤツ
プとして作用することはない。

次に、その製造方法を第２図を用いて説明する。

（１） まず、ガラス等によって非磁性の基板１を形成
し（第２図（ａ）），その上にセンダスト、アモルファ
ス等からなる磁性薄膜2aとSiO₂等からなる非磁性絶縁性
の層間材３とを交互に所定膜厚までスパッタリング、蒸
着等により多層積層する。（第２図（ｂ）） （２） 次に、この積層体の一部を基板１の表面までパ
タニングあるいは機械加工等により除去し、ギヤツプ面
となる傾斜面10を有する磁性層５を形成する。（第２図
（ｃ）） （３） 磁性層５および基板１上にギヤツプ４となるSi
O₂膜を成膜し、そのSiO₂膜全体に磁性薄膜2bの１層を積
層する。（第２図（ｄ）） （４） 次に、この磁性薄膜2bの段差部分11にレジスト
を薄く塗り、これをダラした後、レジストが除かれるよ
うに全体にイオンミリングを施して段差部11の角度を緩
くする。（第２図（ｅ）） （５） しかる後、１層目の磁性薄膜2b上に、層間材３
と磁性薄膜2bとを交互に多層積層する。（第２図
（ｆ）） （６） 磁性層５上の磁性薄膜2bと層間材３との層が除
かれるように、全体にラッピングを施こし、磁性層5,6
の厚さを所定のトラック幅にする。（第２図（ｇ）） （７） そして、最後に、磁性層5,6上にフォルステラ
イト等の非磁性膜を蒸着等により成膜し、保護膜５を形
成する。（第２図（ｈ）） 以上により、第１図に示す磁気ヘッド６が製造出来る。
尚、上記製造方法では、（３），（４）の工程（第２図
（ｄ），（ｅ））において、１層目の磁性膜2bの段差部
11をギヤツプ４面と非平行にする為に、レジスト及びミ
リング工程を用いているが、これに限ることはなく、例
えば磁性膜形成のスパッタリング中に、RFバイアスをか
けるバイアススパッタにより段差部を緩くする方法や、
スパッタでなくCVDにバイアスをかける方法などで形成
しても良い。さらに上述では、１層目の磁性膜2bだけに
段差部11の角度を緩くしているから、それより上部の層
間材３は互いに平行となっているが、これに限ることは
なく、第３図に示す様に、各磁性薄膜2b毎に上記
（３），（４）の工程を施こし、各層間材３とギヤツプ
４とのなす角度θを、徐々に大きくしても良い（θ_２＞
θ_１）。

また、第４図及第５図に示す様に、１層目の磁性薄膜2b
を成膜した後、その段差表面あるいは全面をイオンミリ
ング等により粗くし、その後磁性薄膜2bと層間材３とを
交互に多層積層するようにしてもよい。この場合にも、
層間材３のなす面とギヤツプ４のなす面とは非平行にな
る。すなわち、ギヤツプ形成後の磁性層６を多層化する
に際しては、層間材が摺動面側から見てギヤツプ面と非
平行に出来るのならば、その形成方法は問わない。

さて、次に、上記層間材とギヤツプ面とが摺動面側から
見て非平行としなければならない摺動面上での領域であ
るが、これはギヤツプ面の位置から見てせいぜい100μ
ｍ以内で良い。なぜならば、ギヤツプ位置から100μｍ
以上離れた位置では、もはや十分なテープタッチが得ら
れず、スペーシングロスにより擬似ギヤツプの影響は無
視できるからである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ノンボンデイン
グ、膜堆積法による多層金属磁性薄膜磁気ヘッドにおい
て、少なくとも摺動面の表面近傍で、層間材の面をギヤ
ツプの面に対し非平行としたので、充分高域までの特性
を良好にしつつ、該層間材が擬似ギヤツプとして作用し
ても、これによる再生出力のS/Nの劣化を防止でき、し
かも、疑似ギヤツプの影響を除くために特別複雑な工程
を付加する必要もないから、量産性，歩留まりが向上す
るなど優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気ヘッドの一実施例を示す平面
図、第２図はその製造方法を示す工程図、第３図〜第５
図は夫々本発明による磁気ヘッドの他の実施例を示す平
面図、第６図は磁気ヘッドにおける透磁率の周波数特性
図、第７図および第８図は夫々磁気ヘッドの従来例を示
す平面図、第９図は第８図に示した磁気ヘッドの製造方
法を示す工程図、第10図はこの製造方法における磁性層
を多層構造としたときの一部工程図、第11図は第10図に
示した製造方法による磁気ヘッドを示す平面図、第12図
は磁気ヘッドの他の従来例を示す平面図である。 １……基板、2a,2b……金属磁性薄膜、3,3′……層間
材、４……ギヤツプ、5,6……磁性層、７……保護膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤井 寛 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 米山 登茂子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−230611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−234209（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１体として形成された単一の基板の表面上
   に、ギャップを挾んで第1,第２の磁性層が設けられ、該
   第１の磁性層は、該基板の表面上に金属磁性薄膜と絶縁
   性層間材とが交互に多層積層されてなり、該第２の磁性
   層は、該基板の表面と該ギャップとの上に金属磁性薄膜
   と絶縁性層間材とが交互に多層積層されてなる磁気ヘッ
   ドにおいて、 少なくとも該第２の磁性層での該ギャップに接する該金
   属磁性薄膜の膜厚が不均一であって、 磁気記録媒体摺動面側からみて、該第1,第２の磁性層の
   該絶縁性層間材のなす面が全体にわたって、該ギャップ
   のなす面に対し、非平行であることを特徴とする磁気ヘ
   ッド。