JPH0786073A - 軟磁性合金膜の製造方法および磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層型・ＭＩＧ型磁気ヘッドに適した高透磁
率の軟磁性合金膜をスパッタ法で歩留まりよく量産でき
るようにする。 【構成】 接地電位電極となる導電性装着台５上に、短
冊状に形成された多数の絶縁性基板６を幅方向に配列
し、その長手方向の両端部を導電性押さえ片７で固定す
る。基板６の配列の適所に導電性の仕切り部９を介在さ
せる。仕切り部９は基板６とほぼ同一の表面高さを有
し、押さえ片７とともに装着台５に電気的に接続され
る。かかる構体をスパッタ装置の真空槽内で軟磁性合金
からなるターゲットと対設する。ターゲットからのスパ
ッタ物質が基板６の表面に均等に被着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク等の磁
気記録装置に用いられる磁気ヘッド、とくにＭＩＧ型ま
たは積層型の磁気ヘッドに組み込まれる軟磁性合金膜の
製造方法および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】近年、磁気記録装置の小型・大容量化お
よび高周波化を達成するために、高性能の磁気ヘッドが
求められている。高性能の磁気ヘッドとして知られてい
るものにメタルインギャップ（ＭＩＧ）型や積層型のも
のがある。前者はフェライト等からなるコアーの磁気ギ
ャップ側の面に高飽和磁束密度の軟磁性合金膜を設けた
構成のものであり、後者は高飽和磁束密度の軟磁性合金
膜を非磁性の絶縁性基板でサンドイッチ状に挟んだ構成
のものである。

【０００３】軟磁性合金膜が成膜される基板としては、
ＭＩＧ型磁気ヘッドにあってはＭｎ−Ｚｎ系フェライト
等の強磁性体が用いられ、一方、積層型の磁気ヘッドに
あっては酸化鉄系、酸化カルシウム系、酸化マグネシウ
ム系、酸化ニッケル系、酸化珪素系、炭化チタン系等の
非磁性セラミック材料が用いられる。ＭＩＧ型および積
層型のいずれの基板も金属に比べて高い電気抵抗値を示
すので、本明細書中ではこれらを絶縁性基板と呼称す
る。

【０００４】ＭＩＧ型磁気ヘッドの製造では、強磁性フ
ェライト等からなる絶縁性基板の一側面に巻線用溝を形
成し、該面を研磨して鏡面に仕上げる。この鏡面に軟磁
性合金膜をスパッタ法等によって成膜し、この膜面上に
磁気ギャップ生成用の非磁性膜を付設する。得られた２
個のコアーをガラス材で一体に結合したのち、所定の単
位長に切断して複数の磁気コアーを得る。

【０００５】積層型磁気ヘッドの製造では、セラミック
からなる非磁性の絶縁性基板上に軟磁性合金膜をスパッ
タ法等によって成膜し、軟磁性合金膜と基板とが交互に
配列されるように、各段間に接着用ガラス層を介して複
数段に積層する。この積層体を幅方向に切断して複数の
ブロックを得たのち、各ブロックの一側面に巻線用溝を
形成し、かつ、研磨処理を施す。この研磨面にギャップ
生成用の非磁性膜を付設したのち２個のブロックをガラ
ス材で一体に結合し、得られた複合ブロックを軟磁性合
金膜を中心とする両側の位置で所定の単位長に切断して
複数の磁気コアーを得る。

【０００６】スパッタ法を適用して軟磁性合金膜を成膜
するとき、図９に示すように導電性の装着台１上に、短
冊状に形成された多数の絶縁性基板２、２…を幅方向に
配列し、全絶縁性基板２、２…の長手方向の両端部を１
対の押さえ片３、３および止めねじ４、４で装着台１に
固定する。このように構成された構体を、軟磁性合金か
らなるターゲットとともにスパッタ装置の真空槽内に配
設し、装着台１とターゲットとの間に所定の電圧を印加
して、絶縁性基板２、２…の各露出表面上に軟磁性合金
膜を生成させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＭＩＧ型および積層型
の各磁気ヘッドの電磁変換特性は、当該磁気ヘッドに組
み込まれる軟磁性合金膜の透磁率に大きく依存する。成
膜された軟磁性合金膜の透磁率が低いと高効率の磁気ヘ
ッドを得ることができない。とくに積層型磁気ヘッドに
おける磁路は軟磁性合金膜のみで構成されるので、組み
込まれる軟磁性合金膜の良否が電磁変換特性に大きく影
響する。ちなみに、ハードディスク用の浮動構造のもの
を例にとると、初透磁率が１５００以上の軟磁性合金膜
を備えた磁気ヘッドでは３００μＶ以上のヘッド出力が
得られるのに対し、初透磁率が１０００未満の軟磁性合
金膜を備えた磁気ヘッドでのヘッド出力は２００μＶ以
下にとどまる。

【０００８】しかし、スパッタ法を適用して高透磁率の
軟磁性合金膜を量産するのは容易でなかった。すなわ
ち、スパッタ装置の真空槽内でターゲットに対設される
接地電位の導電性装着台上に、多数または大面積の絶縁
性基板を装着すると、それらに均一分布の電界を与え難
く、地域差によって透磁率が大きくばらつくという課題
があった。

【０００９】したがって本発明の目的は、スパッタ法を
適用して高透磁率の軟磁性合金膜を歩留まりよく量産で
きる軟磁性合金膜の製造方法および磁気ヘッドの製造方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
た目的を達成するために、接地電位電極となる導電性の
装着台上に、短冊状に形成された多数の絶縁性基板が幅
方向に配列され、その長手方向の両端部が導電性の押さ
え片で固定され、前記配列の適所に介在して絶縁性基板
とほぼ同一の表面高さを有する導電性の仕切り部および
押さえ片が装着台に電気的に接続されている構体を得る
段階と、この構体を軟磁性合金からなるターゲットとと
もにスパッタ装置の真空槽内に配設してスパッタ動作を
させ、ターゲットからのスパッタ物質を絶縁性基板の表
面に被着させる段階とを備えたことを特徴とする軟磁性
合金膜の製造方法が提供される。

【００１１】スパッタ装置が高周波スパッタ装置からな
り、その真空槽内で構体とターゲットとが相対向して配
置される構成となすことができる。

【００１２】また、仕切り部間に介在する複数の絶縁性
基板の全露出表面が３０ｍｍ四方以内の面積に納まる構
成となすことができる。

【００１３】さらに、接地電位電極となる導電性の装着
台上に、短冊状に形成された多数の絶縁性基板が幅方向
に配列され、その長手方向の両端部が導電性の押さえ片
で固定され、前記配列の適所に介在して絶縁性基板とほ
ぼ同一の表面高さを有する導電性の仕切り部および押さ
え片が装着台に電気的に接続されている構体を得る段階
と、この構体を軟磁性合金からなるターゲットとともに
スパッタ装置の真空槽内に配設してスパッタ動作をさ
せ、ターゲットからのスパッタ物質を絶縁性基板の表面
に被着させる段階と、スパッタ物質被着後の多数の絶縁
性基板を各間に接着剤層を介して積み重ね積層体を得る
段階と、この積層体を幅方向に切断して多数のブロック
に分割する段階と、このブロックの一側面に積層方向に
沿った巻線用溝を形成する段階と、溝形成後の２個のブ
ロックを磁気ギャップを介して一体に結合し複合ブロッ
クを得る段階と、この複合ブロックを軟磁性合金膜を中
心とする両側の位置で所定単位長に切断し多数の磁気コ
アーを得る段階とを備えたことを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法が提供される。

【００１４】ターゲットとして、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金または窒化合金を用いることができる。

【００１５】

【作用】軟磁性合金膜をスパッタ法によって絶縁性基板
上に成膜するとき、接地電位に保持される装着台上の絶
縁性基板の表面に、自己バイアスによる電界が加わる。

【００１６】この電界が装着台上の全絶縁性基板に均一
に作用すれば、得られる軟磁性合金膜の磁気的特性もま
た均一化する。

【００１７】本発明は上述のような推論に基づいてなさ
れたものであるが、本発明においては、装着台上に配列
された多数の絶縁性基板をその長手方向の両端部におい
て固定する押さえ片を導電性材料で形成し、多数の絶縁
性基板の配列中に介在して絶縁性基板とほぼ同一の表面
高さを有する導電性の仕切り部を設け、かつ、押さえ片
および仕切り部を接地電位の装着台に電気的に接続する
ので、つぎのような作用が得られる。すなわち、装着台
上に配列された多数の絶縁性基板の全露出表面積がたと
え広くても、仕切り部によって複数の小単位に間仕切り
され、しかも、押さえ片は絶縁性基板の長手方向の両端
部を固定するのみならず、仕切り部とともに小単位の絶
縁性基板を包囲するので、成膜時における絶縁性基板の
表面に加わる電界が均一化される。

【００１８】このため、装着台上にたとえ多数の絶縁性
基板が装着されても、それぞれに対して均質にしてかつ
高透磁率の軟磁性合金膜を生成させることが可能とな
る。

【００１９】

【実施例】つぎに、本発明の一実施例を図面の参照によ
り説明する。

【００２０】図１は高周波スパッタ装置の真空槽内にタ
ーゲットとともに配置される絶縁性基板およびその装着
部を示すものである。

【００２１】アルミニウム製の装着台５上に２５個の短
冊状の絶縁性基板６、６…が幅方向に配列され、全絶縁
性基板６、６…の長手方向の両端部が１対のアルミニウ
ム製の押さえ片７、７および止めねじ８、８…によって
装着台１に固定されている。

【００２２】絶縁性基板６は酸化鉄系のアルファヘマタ
イト（α−Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）からなる非磁性体からなり、そ
の幅、長さおよび厚みはそれぞれ３ｍｍ、３０ｍｍ、３
ｍｍで、５個で１単位のグループをつくっている。各単
位間に（１５ｍｍ間隔で）アルミニウム製の仕切り部９
が介在している。絶縁性基板６と仕切り部９との表面段
差は０．１ｍｍ以下である。つまり、４つの仕切り部
９、９…はそれぞれ、絶縁性基板６とほぼ同一の表面高
さを有している。そして、１対の押さえ片７、７および
仕切り部９、９…は装着台５に電気的に接続されてい
る。

【００２３】このように構成された構体は、高周波スパ
ッタ装置の真空槽内でターゲットと相対向して配置され
る。本例で用いたターゲットはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｒ
合金からなる直径２０３ｍｍの円板である。装着台５は
１対の押さえ片７、７および仕切り部９、９…とともに
接地電位に保持される。なお、装着台５、１対の押さえ
片７、７および仕切り部９、９…の素材として、銅や非
磁性のステンレス鋼等を用いることができる。

【００２４】装着台５と前記ターゲットとの間に所定の
電圧を印加して高周波スパッタ装置を動作させると、タ
ーゲットからのスパッタ物質によって絶縁性基板６、６
…の各表面上にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｒ合金からなる軟
磁性合金膜が生成される。得られた膜を５５０℃の温度
で１時間熱処理したのち、その初透磁率を測定したとこ
ろ、図２に曲線Ａで示すような分布特性が認められた。
すなわち、２９個の絶縁性基板６、６…のすべてが１８
００以上という高い初透磁率を示した。

【００２５】同図の曲線Ｂに示す初透磁率分布特性は、
図９に示した従来の構体を用いたときのもので、この場
合、２９個の絶縁性基板のうち１５００以上の初透磁率
を示すものは、一端から１〜５番目の５個と、２５〜２
９番目の５個との計１０個にすぎなかった。

【００２６】軟磁性合金膜の組成を分析してみると、従
来の構成によるときは、両端部に位置する絶縁性基板
（１番目および２９番目）に成膜される軟磁性合金膜
が、中央部付近に位置する絶縁性基板（１５番目）に成
膜される軟磁性合金膜に比べてＦｅ含有量が多く、Ｓｉ
およびＡｌの含有量が０．３〜１重量％少ないのに対
し、本発明を実施したものでは、中央部と両端部との膜
組成はほぼ同一であった。

【００２７】上述した実施例では絶縁性基板６を５個で
１単位とし、各単位間に仕切り部９を介在させたが、絶
縁性基板６を１０個で１単位として各単位間に仕切り部
９を介在させたところ、１５００以上の高い初透磁率を
示す軟磁性合金膜を全域において得ることができた。絶
縁性基板６の幅および長さはそれぞれ３ｍｍ、３０ｍｍ
であったので、仕切り部９、９間に介在する絶縁性基板
の全露出表面が３０ｍｍ四方以内の面積に納まるように
構成すれば、全基板位置において初透磁率が１５００以
上の軟磁性合金膜を得ることができる。

【００２８】本発明は、自己バイアスを生じやすい合金
からなるターゲットと絶縁性基板とを対向配置する高周
波スパッタ法を適用する場合にとくに有効である。ま
た、膜組成が透磁率に敏感に影響するＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｒ系合金や、スパッタガス中に窒素ガスを導入して
生成される窒化合金膜の作製に適用してすぐれた透磁率
分布を得ることができる。

【００２９】図３に示す実施例の構体では、装着台５上
に幅方向に配列された多数の絶縁性基板６、６…の長手
方向の両端部を固定する１対の押さえ片７、７と、複数
の仕切り部９、９…とが一体に形成されている。この場
合、仕切り部９と絶縁性基板６との各表面高さの差（段
差）が約０．３ｍｍ以下であれば、前述した実施例にお
けると同様の効果を得ることができる。

【００３０】図１および図３に示した構体は図４に示す
ように、スパッタ装置の真空槽内におけるターンテーブ
ル１０上に固定される。ターンテーブル１０の上方に配
設されたターゲット１１はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｒ合金
からなる直径２０３ｍｍの円板状のものである。

【００３１】このようなスパッタ装置を用いて成膜処理
を受けた絶縁性基板６は図５に示すように、その表面上
にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｒ合金からなる軟磁性合金膜１
２を備えている。この実施例では積層型の磁気ヘッドを
作製するために、絶縁性基板６と軟磁性合金膜１２とが
交互配列となるように、各間に接着用の高融点ガラス層
を介して多数個が多数段に積み重ねられて、積層体を形
成している。本例での絶縁性基板６にはα−Ｆｅ₂ −Ｏ
₃ 系の材料を用いているが、ＣａＯ−ＴｉＯ₂ 系やＮｉ
Ｏ−ＣｏＯ系等の材料であってもよい。

【００３２】前記積層体を図中にＡ−Ｂで示す破線に沿
って切断することによって複数のブロックを得たのち、
図６に示すようにこのブロックの一側面に積層方向に沿
った巻線用溝１３を形成する。溝１３を形成した面をギ
ャップ対向面として、ここに酸化珪素または低融点ガラ
ス等からなるギャップ生成用膜を形成したのち、２個の
ブロックを低融点ガラス材で一体に結合し、図７に示す
ような複合ブロックを得る。ここで１４は磁気ギャッ
プ、１５は低融点ガラス材を示す。

【００３３】つぎに、この複合ブロックを図中にＣ−Ｄ
で示す破線およびＥ−Ｆで示す破線に沿って切断する。
つまり、軟磁性合金膜１２を中心とした両側の位置で切
断して研磨処理を施す。このような工程によって図８に
示すような、２条の浮上面１６、１６を備えた積層型磁
気ヘッドを完成させる。なお、２条の浮上面１６、１６
のうち一方が、軟磁性合金膜１２を露出させた構成とな
っている。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によると、スパッタ
法を適用して軟磁性合金膜を絶縁性基板上に成膜するに
あたり、多数の絶縁性基板をその装着台上に配列して
も、これらに対して均等にしてかつ高透磁率の軟磁性膜
を歩留まりよく成膜することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における装着台と装着された
部材との構体の斜視図。

【図２】装着台上の絶縁性基板と生成された膜の初透磁
率との関係を示す特性図。

【図３】本発明の他の実施例における装着台と装着され
た部材との構体の斜視図。

【図４】スパッタ装置と構体との相対関係を示す平面
図。

【図５】積層型磁気ヘッドの製造工程で得られる積層体
の斜視図。

【図６】積層型磁気ヘッドの製造工程で得られるブロッ
クの斜視図。

【図７】積層型磁気ヘッドの製造工程で得られる複合ブ
ロックの斜視図。

【図８】ハードディスク用積層型磁気ヘッドの斜視図。

【図９】従来の装着台と装着された部材との構体の平面
図。

【符号の説明】

５ 装着台 ６ 絶縁性基板 ７ 押さえ片 ９ 仕切り部 １１ ターゲット １２ 軟磁性合金膜 １３ 巻線用溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地電位電極となる導電性の装着台上
   に、短冊状に形成された多数の絶縁性基板が幅方向に配
   列され、その長手方向の両端部が導電性の押さえ片で固
   定され、前記配列の適所に介在して絶縁性基板とほぼ同
   一の表面高さを有する導電性の仕切り部および押さえ片
   が装着台に電気的に接続されている構体を得る段階と、 この構体を軟磁性合金からなるターゲットとともにスパ
   ッタ装置の真空槽内に配設してスパッタ動作をさせ、タ
   ーゲットからのスパッタ物質を絶縁性基板の表面に被着
   させる段階とを備えたことを特徴とする軟磁性合金膜の
   製造方法。
2. 【請求項２】 スパッタ装置が高周波スパッタ装置から
   なり、その真空槽内で構体とターゲットとが相対向して
   配置されることを特徴とする請求項１記載の軟磁性合金
   膜の製造方法。
3. 【請求項３】 仕切り部間に介在する複数の絶縁性基板
   の全露出表面が３０ｍｍ四方以内の面積に納まることを
   特徴とする請求項１記載の軟磁性合金膜の製造方法。
4. 【請求項４】 接地電位電極となる導電性の装着台上
   に、短冊状に形成された多数の絶縁性基板が幅方向に配
   列され、その長手方向の両端部が導電性の押さえ片で固
   定され、前記配列の適所に介在して絶縁性基板とほぼ同
   一の表面高さを有する導電性の仕切り部および押さえ片
   が装着台に電気的に接続されている構体を得る段階と、 この構体を軟磁性合金からなるターゲットとともにスパ
   ッタ装置の真空槽内に配設してスパッタ動作をさせ、タ
   ーゲットからのスパッタ物質を絶縁性基板の表面に被着
   させる段階と、 スパッタ物質被着後の多数の絶縁性基板を各間に接着剤
   層を介して積み重ね積層体を得る段階と、 この積層体を幅方向に切断して多数のブロックに分割す
   る段階と、 このブロックの一側面に積層方向に沿った巻線用溝を形
   成する段階と、 溝形成後の２個のブロックを磁気ギャップを介して一体
   に結合し複合ブロックを得る段階と、 この複合ブロックを軟磁性合金膜を中心とする両側の位
   置で所定単位長に切断し多数の磁気コアーを得る段階と
   を備えたことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 ターゲットがＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金ま
   たは窒化合金からなることを特徴とする請求項４記載の
   磁気ヘッドの製造方法。