JPH076320A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属磁性膜と反応防止膜との密着力を確保す
ると共に、記録及び再生特性の高い高密度磁気記録に適
した磁気ヘッドを提供する。 【構成】 酸化物磁性材料よりなる磁気コア基板１，２
の突合わせ面に反応防止膜１５，１６を介して金属磁性
膜３，４が形成されてなる一対の磁気コア半体５，６
が、互いの金属磁性膜３，４を突合わせその突合わせ面
間に磁気ギャップを形成してなる磁気ヘッドにおいて、
上記金属磁性膜３，４は、磁気ギャップ近傍部分３ａ，
４ａが酸素を含有した軟磁性合金からなり、且つ、反応
防止膜近傍部分３ｂ，４ｂが前記軟磁性合金と同一材料
であって酸素を含有しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダ（ＶＴＲ）等に搭載して有用な磁気ヘッドに関
し、特にギャップ部に金属磁性膜が配された，いわゆる
メタルイン・ギャップ型の磁気ヘッド（ＭＩＧヘッド）
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、信号
記録の高密度化が進行し、高い坑磁力と高い残留磁束密
度を有する磁気記録媒体が使用されるようになっいる。
これに伴い、磁気ヘッドのコア材料にも高い飽和磁束密
度と高い透磁率を有することが要求されてきている。

【０００３】その一例として、従来から磁気ヘッドのコ
ア材料として多用されているフェライトの表面に、該フ
ェライトよりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性合金よ
りなる金属磁性膜を成膜した複合型のコア材料が提案さ
れている。

【０００４】例えば、かかる複合型のコア材料を用いた
メタルイン・ギャップ型の磁気ヘッドにおいては、優れ
た信頼性を得るために、その製造行程において５６０℃
程度の高温でコア材を融着するガラスボンディング工程
を行う必要がある。また、上記軟磁性膜としては、５６
０℃というような高温融着を行うことから、熱処理後に
も優れた軟磁気特性を示す，例えばＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−
Ｒｕ系合金やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金等が使用される。
さらに、これら合金に酸素を添加すると、結晶が微細化
しマクロな結晶磁気異方性が減少するため、優れた軟磁
気特性を示すことが判明している。したがって、これら
合金に酸素を添加したものが使用されつつある。

【０００５】特に、上記構成の磁気ヘッドにおいては、
金属磁性膜とフェライトとの界面が磁気ギャップと平行
である場合には、ガラスボンディング等の熱処理により
上記界面で、熱的に不安定なフェライトの酸素が移動す
ることにより、著しく透磁率の劣化した反応層が発生す
る。このため、上記金属磁性膜とフェライトとの界面
に、上記反応を抑制させる目的でＳｉＯ₂ 等よりなる反
応防止膜を介在させるような工夫がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＳｉＯ
₂ 膜と、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏ系合金又はＦｅ−
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ系合金等よりなる酸素添加微細金属磁性
膜との密着性が悪いために、両者間で剥離が発生すると
いうような不都合がある。かかる剥離は、磁気ギャップ
と略平行に発生するため、疑似ギャップとして作用し、
本来のギャップにおける磁束と干渉を起こして疑似信号
を生成し、再生信号の品質を低下させる原因となる。

【０００７】そこで本発明は、かかる従来の技術的な課
題に鑑みて提案されたものであって、金属磁性膜と反応
防止膜との密着力を確保すると共に、記録及び再生特性
の高い高密度磁気記録に適した磁気ヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、酸化物磁性材料よりなる磁気コア基板
の突合わせ面に反応防止膜を介して金属磁性膜が形成さ
れてなる一対の磁気コア半体が、互いの金属磁性膜を突
合わせその突合わせ面間に磁気ギャップを形成してなる
磁気ヘッドにおいて、上記金属磁性膜は、磁気ギャップ
近傍部分が酸素を含有した軟磁性合金からなり、且つ、
反応防止膜近傍部分が前記軟磁性合金と同一材料であっ
て酸素を含有しないことを特徴とする。

【０００９】請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、軟磁
性合金がＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ系合金又はＦｅ−Ａｌ
−Ｓｉ系合金であることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の磁気ヘッドにおいては、金属磁性膜の
うち、反応防止膜と接する近傍部分が酸素を含有しない
軟磁性合金とされるため、該反応防止膜と金属磁性膜と
の密着力が高まり、これら界面での剥離が抑制される。
一方、磁気ギャップ近傍部分の金属磁性膜は、酸素を含
有する軟磁性合金からなるので、酸素を含有することに
よる優れた軟磁気特性により電磁変換特性が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例の磁
気ヘッドは、図１に示すように、主として磁性フェライ
トよりなる磁気コア基板１，２と、この磁気コア基板
１，２の突合わせ面にそれぞれ被着形成される金属磁性
膜３，４とからなる一対の磁気コア半体５，６とによっ
て閉磁路が構成され、その金属磁性膜３，４の突合わせ
面間に記録再生ギャップとして動作するアジマスを有し
た磁気ギャップｇが形成されてなっている。

【００１２】上記磁気コア基板１，２は、例えばＭｎ−
ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライト等の酸化物磁性
材料からなり、主コアとして機能するコア断面積の少な
い金属磁性膜３，４をバックアップする補助コアとして
機能するようになっている。つまり、金属磁性膜３，４
のコア断面積が少ない分、この磁気コア基板１，２のコ
アボリュームによって再生出力の劣化を防止するように
なっている。

【００１３】また、この磁気コア基板１，２において
は、その突合わせ面側の形状が平面略台形状として形成
されている。すなわち、この磁気コア基板１，２の突合
わせ面側は、上記磁気ギャップｇと平行なギャップ形成
面７，８と、このギャップ形成面７，８の両端部に上記
磁気ギャップｇと非平行な第１の傾斜面９，１０と第２
の傾斜面１１，１２とによって平面略台形状となされて
いる。

【００１４】さらに、これら磁気コア基板１，２の突合
わせ面には、コイルを巻装させるための巻線溝１３，１
４が断面略コ字状をなす溝として、相対向する位置にコ
ア厚方向に貫通して設けられている。

【００１５】一方、金属磁性膜３，４は、巻線溝１３，
１４部分を除いて上記磁気コア基板１，２の突合わせ面
に、磁気ギャップｇが呈するフロント側よりバック側に
亘って連続した膜として被着形成されている。すなわ
ち、上記金属磁性膜３，４は、上記磁気コア基板１，２
のギャップ形成面７，８上及びこの両端縁側に設けられ
る第１の傾斜面９，１０と第２の傾斜面１１，１２上に
そのフロント側よりバック側に亘って連続した膜（但
し、巻線溝１３，１４部分は除く。）として形成されて
いる。

【００１６】そして、この実施例では、上記金属磁性膜
３，４とフェライト間における酸素の移動を防止して著
しく透磁率の低下した反応層の発生を防止するために、
上記磁気コア基板１，２の突合わせ面と金属磁性膜３，
４との間に反応防止膜１５，１６が設けられている。か
かる反応防止膜１５，１６としては、例えばＳｉＯ₂よ
りなる膜が好適である。

【００１７】そして特に本実施例では、上記金属磁性膜
３，４のうち、磁気ギャップ近傍部分３ａ，４ａを酸素
を含有した軟磁性合金で構成し、且つ反応防止膜１５，
１６と接する近傍部分３ｂ，４ｂを酸素を含有しない軟
磁性合金で構成している。

【００１８】金属磁性膜３，４の磁気ギャップ近傍部分
３ａ，４ａを酸素を含有した軟磁性合金で構成すると、
結晶が微細化し、マクロな結晶磁気異方性の減少によっ
て優れた軟磁気特性が得られる。したがって、高坑磁力
を有する磁気記録媒体に対しても高密度に情報信号の書
き込み・読み出しができる。

【００１９】一方、金属磁性膜３，４の反応防止膜１
５，１６と接する近傍部分３ｂ，４ｂを酸素を含有しな
い軟磁性合金とすると、ＳｉＯ₂ 膜と金属磁性膜３，４
との密着性が高まり、これら界面での機械的強度が高く
なる。したがって、これら反応防止膜１５，１６と金属
磁性膜３，４間の剥離を防止することができ、疑似ギャ
ップの発生を有効に防止することができる。特に、この
実施例のように、上記反応防止膜１５，１６と金属磁性
膜３，４の界面が磁気ギャップｇと平行である場合、上
記疑似ギャップの発生防止は再生出力特性に非常に有利
である。

【００２０】ところで、上記金属磁性膜３，４には、高
飽和磁束密度を有し、しかも５６０℃程度の高温による
ガラス融着後でも優れた軟磁気特性を示す，Ｆｅ−Ｇａ
−Ｓｉ−Ｒｕ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金等が好適
である。なお、磁気ギャップ近傍部分３ａ，４ａと反応
防止膜１５，１６と接する近傍部分３ｂ，４ｂの軟磁性
合金は、いずれも酸素が添加されるか否かを除いては同
一の合金材料とされている。

【００２１】上記Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ系合金の一例
として、例えば次のような組成からなるものが挙げられ
る。（Ｆｅ_a Ｒｕ_b Ｇａ_c Ｓｉ_d ）_x Ｎ_y Ｏ_z Ｃ_w ［但
し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｘ，ｙ，ｚ，ｗは各元素の割合
（原子％）を表す。］なる組成式で表され、その組成範
囲が ６８≦ａ≦９０ ０．１≦ｂ≦１０ ０．１≦ｃ≦１５ １０≦ｄ≦２５ ８０≦ｘ≦１００ ０≦ｙ≦２０ ０≦ｚ≦２０ ０≦ｗ≦２０ ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ であると共に、平均結晶粒径が６００Å以下である。

【００２２】ここで、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｓｉの組成
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の範囲は、磁気特性の観点から設定
されたものであり、この範囲を外れると飽和磁束密度や
透磁率を高い値とすることが難しい。なお、前記組成の
うち、Ｆｅの１５原子％までをＣｏ或いはＮｉで置換し
てもよく、さらにはＧａ及びＳｉの合計量の６原子％ま
でをＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒ
ａ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｈｆ、
Ｙ、Ｂ、Ｉｎの１種以上で置換してもよい。

【００２３】一方、窒素や酸素、炭素の割合（ｙ，ｚ，
ｗ）は、軟磁気特性の観点から決められたもので、これ
らの割合が余り多くなり過ぎると（２０原子％を越える
と）、低保磁力、高透磁率を維持することが難しくな
る。

【００２４】また、平均結晶粒径は、得られる軟磁性薄
膜の軟磁気特性に大きく影響し、平均結晶粒径が６００
Åを越えると、低保磁力化を図ることが難しくなる。

【００２５】そして、上記のように構成された一対の磁
気コア半体５，６は、ギャップ形成面７，８上に成膜さ
れた金属磁性膜３，４同士をトラック位置合わせしなが
ら突合わせ、該磁気ギャップｇの両端縁に形成される第
１の傾斜面９，１０と第２の傾斜面１１，１２の対向部
分に融着ガラス１７を充填させることによって接合一体
化され、その金属磁性膜３，４間に記録再生ギャップと
して機能する磁気ギャップｇを形成するようになってい
る。また、この磁気ヘッドでは、媒体に対する当たりを
確保するために、磁気ギャップｇが呈する磁気記録媒体
摺動面が所定の幅となるように、トラック幅方向と直交
する方向に段差１８，１９が設けられている。

【００２６】ところで、上記磁気ギャップ近傍部分にの
み酸素を含有する金属磁性膜３，４を形成するには、以
下のようにして行う。先ず、ＳｉＯ₂ よりなる反応防止
膜１５，１６をスパッタリング法等で成膜した後、ガス
の導入系が２系統ありそれぞれを流量制御できるスパッ
タ装置により、軟磁性合金のターゲットを用いて、初期
の５０〜３００ｎｍ程度は、Ａｒガス中でスパッタを行
い、残りの厚み分をＡｒとＯ₂ ガスの混合雰囲気中でス
パッタを行う。なお、成膜方式は、マグネトロン（Ｒ
Ｆ，ＤＣ）スパッタ，蒸着等の方式が使用される。

【００２７】このような磁気ヘッドにあっては、フェラ
イトと軟磁性合金間で熱処理により酸素が移動して発生
する磁気的劣化層の発生を防止する目的で反応防止膜１
５，１６を配することは必須であるが、この反応防止膜
１５，１６を含む軟磁性合金の密着性が悪いため、膜の
剥離が発生する。そのため、反応防止膜１５，１６と接
する部分に酸化物を含まない軟磁性合金膜を成膜して、
次に酸素を含有しない軟磁性合金膜を成膜することで剥
離を回避することができる。これにより、剥離面が疑似
ギャップとして作用することによる疑似信号の発生を低
減し、再生信号に現れるうねりを抑制できる。

【００２８】また、酸素を含有しない軟磁性合金の酸素
を含有する軟磁性合金に対する構成比を、上記のように
小さくすることで、当該酸素を含有する軟磁性合金の金
属磁性膜３，４中に占める割合が大きくなり、マクロに
見た飽和磁束密度や透磁率等の軟磁気特性は酸素を含有
した軟磁性合金単体で形成されたものと略同じになる。
その結果、酸素を含有した軟磁性合金単体で形成された
磁気ヘッドと同様、優れた記録再生特性を得ることがで
きる。また、メタルイン・ギャップ型の磁気ヘッドへの
応用できる強磁性体合金の幅が広がる。

【００２９】ここで実際に、以下に示す条件の下に磁気
ヘッドを作成し、そのヘッドの再生出力の周波数特性を
調べてみた。先ず、マグネトロン（ＲＦ）スパッタによ
り、Ｍｎ−Ｚｎフェライトからなる磁気コア基板の突合
わせ面に、ＳｉＯ₂ 膜をその膜厚が５ｎｍとなるように
成膜する。

【００３０】次いで、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ系合金を
Ａｒ雰囲気中で３００ｎｍ形成する。

【００３１】次に、ＡｒとＯ₂ を含む混合ガス雰囲気中
でＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏ系合金を５．７μｍ形成
した。次いで、得られた１対の磁気コア半体を突合わ
せ、これを５６０℃でガラスボンディングすると共に、
ギャップ部を形成して磁気ヘッドを製造した。

【００３２】なお、比較例としてＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒ
ｕ−Ｏ系合金よりなる単体膜を金属磁性膜とした磁気ヘ
ッドも製造した。

【００３３】そして、これら磁気ヘッドの再生出力の周
波数特性を調べた。図３にはＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕと
Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏからなる金属磁性膜を有し
た磁気ヘッドを、図４にはＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏ
のみからなる金属磁性膜を有した磁気ヘッドの再生出力
の周波数特性を示す。

【００３４】この結果からわかるように、Ｆｅ−Ｇａ−
Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏよりなる単層膜で作成した磁気ヘッドに
おいては、一定の周波数毎に出力の低下がみられる。こ
れは、記録再生を行う主ギャップと疑似ギャップとの干
渉による出力損失であるためと考えられる。その疑似ギ
ャップノイズは２ｄＢ前後であった。一方、Ｆｅ−Ｇａ
−Ｓｉ−ＲｕとＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏからなる金
属磁性膜を有した磁気ヘッドにおいては、全周波数域に
おいて滑らかな出力が得られ、その疑似ギャップノイズ
は０．４ｄＢ以下であり、大幅に改善されていることが
わかる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気ヘッドにおいては、酸素を含む軟磁性合金を磁
気ギャップ近傍部に配し、酸素を含まない軟磁性合金を
反応防止膜に接する近傍部分に配することにより、反応
防止膜と密着性の悪い上記酸素添加軟磁性合金とが接触
しない構造となり、両者間の剥離を確実に防止すること
ができる。したがって、疑似ギャップの発生を防止する
ことができると共に、酸素を含有する軟磁性合金による
優れた軟磁気特性によって記録再生特性を大幅に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す斜視
図である。

【図２】図１の要部拡大平面図である。

【図３】Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−ＲｕとＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−
Ｒｕ−Ｏからなる金属磁性膜で構成した磁気ヘッドの再
生出力の周波数特性を示す図である。

【図４】Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ−Ｏのみからなる金属
磁性膜で構成した磁気ヘッドの再生出力の周波数特性を
示す図である。

【符号の説明】

１，２・・・磁気コア基板 ３，４・・・金属磁性膜 ３ａ，４ａ・・・酸素含有の金属磁性膜 ３ｂ，４ｂ・・・酸素含有の金属磁性膜 ５，６・・・磁気コア半体 ７，８・・・ギャップ形成面 ９，１０・・・第１の傾斜面 １１，１２・・・第２の傾斜面 １３，１４・・・巻線溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化物磁性材料よりなる磁気コア基板の
   突合わせ面に反応防止膜を介して金属磁性膜が形成され
   てなる一対の磁気コア半体が、互いの金属磁性膜を突合
   わせその突合わせ面間に磁気ギャップを形成してなる磁
   気ヘッドにおいて、 上記金属磁性膜は、磁気ギャップ近傍部分が酸素を含有
   した軟磁性合金からなり、且つ、反応防止膜近傍部分が
   前記軟磁性合金と同一材料であって酸素を含有しないこ
   とを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 軟磁性合金は、Ｆｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ
   系合金又はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金であることを特徴と
   する請求項１記載の磁気ヘッド。