JPH0798681B2 - 浮上型磁気ヘッド - Google Patents

浮上型磁気ヘッド

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JPH0798681B2
JPH0798681B2 JP2076366A JP7636690A JPH0798681B2 JP H0798681 B2 JPH0798681 B2 JP H0798681B2 JP 2076366 A JP2076366 A JP 2076366A JP 7636690 A JP7636690 A JP 7636690A JP H0798681 B2 JPH0798681 B2 JP H0798681B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気ディスク装置に使用される浮上型磁気ヘ
ッドに関するものであり、特に、ヘッドコアとして薄膜
積層コアを使用したコンポジットタイプ或は擬モノリシ
ックタイプの浮上型磁気ヘッドに関するものである。
従来の技術 一般に、磁気ディスク装置に使用される浮上型磁気ヘッ
ドは、スライダとヘッドコアとを備え、板バネ支持機構
を介して装置本体のアクチュエータに接続されている。
従来、斯かる浮上型磁気ヘッドとしては、(1)スライ
ダをフェライトにて構成し、そのスライダの一部にギャ
ップを形成した後、所定形状に切削及び研削することに
より作製されるモノリシックタイプ、及び(2)スライ
ダはセラミックスのような非磁性材料で形成し、フェラ
イトにて作製されたヘッドコアをスライダにガラスによ
り溶着して作製されるフェライト型コンポジットタイプ
があるが、近年、高密度記録を達成するために、飽和磁
束密度が高く、透磁率の高周波特性が優れているFe−Si
−Al合金などからなる磁性薄膜をフェライト製ヘッドコ
アのギャップを挟んだ両側に設けた、いわゆるMIG(Met
al In Gap)型ヘッドをヘッドコアとして使用するMIG
型コンポジットタイプの或は擬モノリシックタイプの浮
上型磁気ヘッドが注目を浴びている。フェライト型及び
MIG型コンポジットタイプの浮上型磁気ヘッドは第5図
に図示するように、単体のセラミックスを切削及び研削
することにより形成されたセラミックスライダ2の所定
溝状凹所3にヘッドコア1を組込み、接合ガラス4によ
り溶着することにより形成されている。
更に、VTRに用いられ、高密度記録が達成でき、かつ狭
トラック化が可能な薄膜積層コア、すなわちFe−Si−Al
合金(センダスト)、アモルファス磁性体などからなる
磁性薄膜を非磁性基板上に積層することによって作成さ
れた薄膜積層コアをヘッドコアとして用いた薄膜積層型
コンポジットタイプの浮上型磁気ヘッドが提案されてお
り、特開昭62−18617号公報に、又、薄膜積層コアをヘ
ッドコアとして用いた薄膜積層型擬モノリッシクタイプ
の浮上型磁気ヘッドも提案されており、特開昭62−1280
13号公報に一例が示される。
例えば、薄膜積層型コンポジット型の浮上型磁気ヘッド
は、前記公報及び本願第6図にも図示し説明されるよう
に、単体のセラミックスを研削することにより形成され
たセラミックスライダ2の所定溝状凹所3にヘッドコア
1を組込み、接合ガラス4により溶着することにより作
製されている。
発明が解決しようとする課題 スライダ用の材料としては、耐摩耗性、精密加工性、加
工能率、高強度、組織の緻密性、更には記録媒体との馴
染み、潤滑性、ヘッドコアに対する熱的整合性や被着強
度などの諸特性が要求される。
現在、スライダ用材料としては、CaTiO3が一般的で、さ
らにいわゆる巻き線部も薄膜で形成した薄膜ヘッドには
特開昭55−163665号公報に記載されるようなAl2O3−TiC
系セラミックス材料が最適な材料の一つとされている
が、本発明者らの研究実験の結果によると、該Al2O3−T
iC系セラミックス材料又はCaTiO3は、ヘッドコアとして
Fe−Si−Al合金などからなる磁性薄膜を積層することに
よって作製された薄膜積層コアを使用した場合には、ヘ
ッドコアに対する熱的整合性や被着強度などの点で問題
があることが分かった。
つまり、Al2O3−TiC系セラミックス材料及びCaTiO3と、
Fe−Si−Al合金磁性膜との熱膨張係数の差が大きく、熱
的整合性に欠け、コンポジットタイプの浮上型磁気ヘッ
ドの場合においては、熱的変形に起因して、ヘッドコア
をスライダに接合する接合ガラス層に過剰の応力がかか
り、接合ガラス層のクラックを生じ、ヘッドコアのスラ
イダへの被着強度及び耐CSS性を低下せしめることとな
った。
本発明者らは、このようなFe−Si−Al合金磁性膜を有し
た薄膜積層コアをヘッドコアとして用いた浮上型磁気ヘ
ッドを研究開発する過程において、スライダを、CoXNi
2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)で表されるセラミックス
材料にて作製することによって、上記問題が解決される
ことを見出した。
本発明は斯かる新規な知見に基づきなされたものであ
る。
従って、本発明の目的は、Fe−Si−Al合金磁性膜を有し
たヘッドコアとの熱整合性や被着強度に優れ、耐摩耗
性、精密加工性、においても良好であって、耐CSS性を
向上せしめることのできる浮上型磁気ヘッドを提供する
ことである。
課題を解決するための手段 上記目的は本発明に係る浮上型磁気ヘッドにて達成され
る。要約すれば本発明は、非磁性基板上に磁性薄膜を積
層して形成されるヘッドコアを、スライダに一体に設け
て構成される浮上型磁気ヘッドにおいて、前記ヘッドコ
アの磁性薄膜はFe−Si−Al合金磁性膜とされ、前記スラ
イダは、CoXNi2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)で表される
セラミックス材料にて作製されることを特徴とする浮上
型磁気ヘッドである。好ましくは、前記スライダを作製
するセラミックス材料は、CoO及びNiOを基本組成とし
て、MnO、TiO2、Al2O3及びCaOの中から選ばれた少なく
とも1種を0.1〜5重量%添加することができ、又、1
〜5重量%のY2O3、0.1〜1重量%のTiN及び0.3〜2重
量%のB2O3のうち、少なくとも1種を添加することもで
きる。更には、前記スライダは、MgO、CaO、CoO及びNiO
からなる組成の混合セラミックスであって、MgO及びCaO
がそれぞれが30モル%以下含有し、且つ残部がCoXNi2-X
O2(但し、0.2≦X≦1.8)とされる、岩塩型構造を有し
たセラミックス材料にて作製することも可能である。
実施例 次に、本発明に係る浮上型磁気ヘッドを図面に則して更
に詳しく説明する。
第4図を参照すると、本発明に従って構成されるコンポ
ジットタイプの浮上型磁気ヘッドの一実施例が図示され
る。本実施例では、浮上型磁気ヘッドは、従来と同様
に、スライダ2とヘッドコア1とを備え、板バネ支持機
構5を介して磁気ディスク装置本体のアクチュエータ
(図示せず)に接続されている。
次に、第3図を参照して、ヘッドコア1として使用され
る、非磁性基板上に磁性薄膜を積層して構成される、薄
膜積層コアの製造方法の一実施例を説明する。磁性薄膜
としてはFe−Si−Al合金磁性体が使用される。
先ず、非磁性基板11が準備され(第3図(A))、該基
板11上に、スパッタリング法によりFe−Si−Al合金膜12
が膜厚1〜20μmにて成膜される。次いで、該Fe−Si−
Al合金膜12上に非磁性絶縁膜13が膜厚0.03〜0.5μmに
てスパッタリング法にて形成される(第3図(B))。
非磁性絶縁膜13としてはSiO2、Al2O3等が用いられる。
上記工程を繰返して、Fe−Si−Al合金膜12と非磁性絶縁
膜13が必要回数積層され、第3図(C)に図示するよう
に、合金磁性薄膜14が基板11上に成膜される。合金磁性
薄膜14の最外層は、Fe−Si−Al合金層12とされるのが好
ましい。このとき、合金磁性薄膜14の総厚さ(t)は、
経済的な点から考えて30μm以下が好ましい。
次いで、合金磁性薄膜14上に積層ガラス15が膜厚0.05〜
0.5μmにてスパッタリング法などで形成され(第3図
(D))、更に該積層ガラス15上に、先の基板11と同じ
材料にて作製された他方の非磁性基板16が接合されて磁
気コアブロック17が作製される(第3図(E))。積層
ガラス15としてはSiO2−Al2O3−Na2O系のガラス或はSiO
2−B2O3−Na2O系のガラスが好適である。
このようにして作製された磁気コアブロック17は、第3
図(F)に図示されるように、積層した厚さ方向に切断
し、一対のコア半体ブロツク18、19が形成される。
次いで、第2図に図示されるように、少なくとも片方の
コア半体、本実施例ではコア半体18に巻線溝20を形成し
た後、両コア半体ブロツク18、19の突合せ面18a、19aを
研摩し、該面にSiO2等の非磁性のギャップスペーサ−21
をスパッタリング法などの手段にて形成し(第3図
(F))、その後、第2図に図示されるように、両コア
半体ブロツク18、19は前記接合面18a、19a部にてガラス
接着され、薄膜積層コアからなるヘツドコア1が得られ
る。
このようにして作製されたヘッドコア1は、第1図及び
第2図に図示されるように、所定の形状寸法に作製され
たスライダ2の凹所3に接合ガラス層4(4a、4b、4c)
を介して一体に接合され、コンポジットタイプの浮上型
磁気ヘッドが形成される。
ここで、本発明に従えば、上記構成の浮上型磁気ヘッド
において、スライダ2には、ヘッドコア1との熱整合性
や、被着強度に優れたものが、更には、耐摩耗性、精密
加工性においても良好であって、耐CSS性に優れた材料
が選定される。
一般に、Fe−Si−Al合金磁性体の熱膨張係数(α)は、
135〜150×10-7/℃であるので、スライダ材料として
も、熱整合性の点からこのような熱膨張係数を有する材
料が選定される。又、ヘッドコア1の非磁性基板11、16
もスライダと同じ材料で形成されるのが、熱整合性の点
から好ましい。
従来スライダ材料として最適であるとされていたAl2O3
−TiC系セラミックス材料及びCaTiO3セラミックス材料
は、その熱膨張係数(α)が、それぞれ75〜80×10-7/
℃及び100〜115×10-7/℃であり、センダスト薄膜との
熱膨張係数の差が大きく、本発明では使用し得ない。
本発明者らは、本発明に要求される上記諸特性を満足し
得るスライダ材料を開発するべく検討した結果、CoXNi
2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)なる組成の酸化物が有効
であることを見出した。本組成範囲内では、熱膨張係数
は128〜150×10-7/℃の範囲内に容易に調整でき、又、
硬度(ビッカース硬度)は550〜600でセンダストの物性
値に近いものである。又、後述するように、ダミースラ
イダによるテスト結果によると、該セラミックス自体の
耐CSS性も、従来のCaTiO3のようなセラミックススライ
ダ材料と同程度に良好であった。
又、添加材についても検討を行なったところ、上記組成
を基本組成として、MnO、TiO2、Al2O3及びCaOの中から
選ばれた少なくとも1種の0.1〜5重量%添加すること
が有効であることが分かった。つまり、MnOは焼結性を
促進し、TiO2、CaOは硬度の増加をもたらし、Al2O3は粗
成長の抑制に効果がある。
又、Y2O3は1〜5重量%添加した場合は、粗成長の抑制
に効果があり、0.1〜1重量%のTiNを添加した場合は、
硬度の場合をもたらし、0.3〜2重量%のB2O3を添加し
た場合には焼結性の促進をもたらす。
これらの添加材により硬度は600〜700となり、センダス
トの値により近い値となり、好ましい。
更に、CoXNi2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)と他の酸化物
との混合セラミックスについても検討し、MgO、CaO、Co
O及びNiOからなる組成の混合セラミックスにおいて、Mg
O及びCaOをそれぞれ30モル%以下含有し、かつ残部がCo
XNi2-XO2(但し0.2≦X≦1.8)から成り、岩塩型構造を
有する場合でも、本発明に好適に使用し得ることを見出
した。
MgO、CaOは焼結促進の効果があり、硬度が増加し、又熱
膨張率もCoO、NiOと比べて大きな差がないことから有効
である。上記組成範囲外では熱膨張率の低下が著しく、
偏析が生じ密度が低下するので望ましくない。
本発明者らが、上記CoO、NiOを基本組成とするセラミッ
クスをスライダ及びヘッドコア基板に使用して浮上型磁
気ヘッドを作製したところ、各部材間の熱整合性が極め
て良く、被着強度も十分なものが得られた。
次に、本発明に使用し得るセラミックス材料の一実施例
を次に具体的に説明する。
実施例1 CoO、NiOを原料にCoNiO2組成となるように調整し混合し
た。これをN2中1000℃で仮焼後、エタノールの湿式ボー
ルミルで22時間粉砕した。この粉砕粉をCIP成形後O2中1
350℃で焼結した。
HIP処理は、1280℃、1000Kg/cm2、1時間行った。
この実施例による焼結体の物性値は以下の通りであっ
た。
密度 6.5g/cm3 硬度(Hv) 700 抗折力 30Kg/mm2 平均結晶粒径 6.8μm 熱膨張率 136×10-7/℃ 尚、熱膨張係数は材料の組成によりその値が決定され、
128〜150×10-7/℃の特性を示した。
このようにして作製したセラミックス材料をスライダ及
びヘッドコアの基板に使用して浮上型磁気ヘッドを作製
した。
第1表には、CaTiO3を使用した従来例との比較におい
て、本実施例の材料を使用して作製した浮上型磁気ヘッ
ド及びダミースライダによる材料のテスト結果を示す。
第1表より、本発明の浮上型磁気ヘッドは上述のよう
に、各部材間の熱整合性が極めて良く、被着強度も十分
であり、耐CSS性を向上させることができた。
又、このようにして作製したセラミックス材料の耐CSS
性も又、ダミースライダによるテスト結果によると、従
来のCaTiO3をダミースライダにてテストした結果と同程
度の耐CSS性を示した。これにより、本発明に係るCoO、
NiOを基本組成とするセラミックスは、材料自体でも耐C
SS性が良好であることが分かった。
耐CSS性の測定は、3.5インチ径のカーボン膜を被着した
ディスクを用い、該ディスクを、回転開始から4秒で36
00rpmにまで上げ、3600rpmで1秒間保持し、次いで4秒
で回転数を0rpmまで下げ、1秒間停止し、再び回転を開
始する、といったタイムサイクルにて行った。
上記実施例においては、本発明の浮上型磁気ヘッドはコ
ンポジットタイプであるとして説明したが、本発明は、
第7図に図示されるような擬モノリシックタイプの浮上
型磁気ヘッドにても好適に具現化し得る。
本実施例における浮上型磁気ヘッドは、第7図に図示さ
れるように、スライダ2にヘッドコア1がギャップスペ
ーサ21を介して一体に接合されて構成される。又、スラ
イダ2及びヘッドコア1は共に合金磁性膜14が製造さ
れ、磁気ヘッドの磁気回路を形成している。次に、その
製造方法の一実施例を説明する。
本実施例においても、第3図に関連して説明したと同じ
製造工程によって、非磁性基板11上にFe−Si−Al合金膜
12と非磁性絶縁膜13が必要回数積層され、第8図に図示
するように、合金磁性薄膜14が基板11上に成膜される。
合金磁性薄膜14の最外層は、Fe−Si−Al合金膜12とされ
るのが好ましい。このとき、合金磁性薄膜14の総厚さ
(t)は、経済的な点から考えて30μm以下が好まし
い。
次いで、合金磁性薄膜14上に積層ガラス15が膜厚0.05〜
0.5μmにてスパッタリング法などで形成され、該積層
ガラス15上に、先の基板11と同じ材料にて作製された他
方の非磁性基板16が接合されて磁気コアブロック17が作
製される(第9図)。積層ガラス15としてはSiO2−Al2O
3−Na2O系のガラス或はSiO2−B2O3−Na2O系のガラスが
好適である。
このようにして作製された磁気コアブロック17は、第10
図に図示されるように、積層した厚さ方向に切断し、ス
ライダ部2′とヘッドコア部1′とに切断分離される。
ヘッドコア部1′は、第11図に図示されるように、巻線
溝20を形成した後、ヘッドコア部1′とスライダ部2′
の突合せ面1a′と2a′とを研摩し、該面にSiO2等の非磁
性のギャップスペーサー21をスパッタリング法などの手
段にて形成し、その後、第11図に一点鎖線にて図示され
るように、ヘッドコア部1′とスライダ部2′は、合金
磁性薄膜14が整列するようにして突合せ面1a′と2a′に
てガラス接着される。
次いで、ヘッドコア部1′は、第7図に図示されるよう
に、所定形状に切削及び研削され、薄膜積層コアからな
るヘツドコア1が得られ、スライダ部2′も又所定の形
状へと切削及び研削されスライダ2とされる。
本実施例によると、スライダ2及びヘッドコア1には共
に合金磁性膜14が形成されており、磁気ヘッドの磁気回
路を形成する。
ここで、本発明に例えばスライダ2を実質的に形成する
非磁性基板11、16は、上記実施例にて説明したと同じCo
XNi2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)なる組成の、更にはこ
れに添加物が含有された組成のセラミックス材料が使用
される。
本実施例によると、熱整合性が極めて良く、被着強度も
十分に得られた。又、耐摩耗性、精密加工性においても
良好であって、良好な耐CSS性を示した。
発明の効果 以上の如くに構成される本発明に係る浮上型磁気ヘッド
は、Fe−Si−Al合金磁性膜を有したヘッドコアとの熱整
合性や被着強度に優れ、耐摩耗性、精密加工性、におい
ても良好であって、耐CSS性を著しく向上せしめること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るコンポジッドタイプの浮上型磁
気ヘッドの一部拡大詳細図である。 第2図は、本発明に係るコンポジッドタイプの浮上型磁
気ヘッドの斜視図である。 第3図は、ヘッドコアの製造方法を示す工程図である。 第4図は、本発明に係るコンポジッドタイプの浮上型磁
気ヘッドの全体構成を示す斜視図である。 第5図は、従来のフェライト型コンポジッドタイプの浮
上型磁気ヘッドの斜視図である。 第6図は、従来提案されている薄膜積層型コンポジット
タイプの浮上型磁気ヘッドの斜視図である。 第7図は、本発明に係る擬モノリシックタイプの浮上型
磁気ヘッドの斜視図である。 第8図〜第11図は、第7図の浮上型磁気ヘッドの製造方
法を示す工程図である。 1:ヘッドコア 2:スライダ 3:スライダの溝状凹所 4:接合ガラス層 11、16:非磁性基板 14:積層磁性薄膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基板上に磁性薄膜を積層して形成さ
    れるヘッドコアを、スライダに一体に設けて構成される
    浮上型磁気ヘッドにおいて、前記ヘッドコアの磁性薄膜
    はFe−Si−Al合金磁性膜とされ、前記スライダは、CoXN
    i2-XO2(但し、0.2≦X≦1.8)で表されるセラミックス
    材料にて作製されることを特徴とする浮上型磁気ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】前記スライダは、CoO及びNiOを基本組成と
    して、MnO、TiO2、Al2O3及びCaOの中から選ばれた少な
    くとも1種を0.1〜5重量%添加したセラミックス材料
    にて作製されることを特徴とする請求項1記載の浮上型
    磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】前記スライダは、CoO及びNiOを基本組成と
    して、1〜5重量%のY2O3、0.1〜1重量%のTiN及び0.
    3〜2重量%のB2O3のうち、少なくとも1種を添加した
    セラミックス材料にて作製されることを特徴とする請求
    項1記載の浮上型磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】前記スライダは、MgO、CaO、CoO及びNiOか
    らなる組成の混合セラミックスであって、MgO及びCaOが
    それぞれが30モル%以上含有し、且つ残部がCoXNi2-XO2
    (但し、0.2≦X≦1.8)とされる、岩塩型構造を有した
    セラミックス材料にて作製されることを特徴とする請求
    項1記載の浮上型磁気ヘッド。
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