JPH08147618A - 磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドのヘッド効率の劣化を防止し、ヘ
ッド出力の安定化、向上を得ることにより、磁気ヘッド
の高記録密度対応を可能にする。 【構成】 磁気トラックを構成する金属磁性膜１が非磁
性基板２ａ，２ｂにより狭持されて磁気コア半体６ａ，
６ｂを構成し、前記一対の磁気コア半体が磁気ギャップ
３を介して接合されて成る磁気ヘッド６において、前記
一対の磁気コア半体の接合部分に巻線穴７が形成され、
この巻線穴７を周回する部分に第２の磁性膜８を設けた
ことを特徴とする磁気ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に情報を記
録あるいは再生する磁気ヘッドとその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録分野においては、年々高記録密
度化が進んでいる。高記録密度化は、使用周波数の広帯
域化及び面密度の増大化により進められている。使用周
波数の広帯域化は例えば一般的に普及しているＶＨＳ規
格のＶＴＲが約５ＭＨｚのＦＭ輝度信号を用いているの
に対し、Hi-Vision 対応ＵＮＩＨＩ規格では２０ＭＨｚ
信号を使用することにより成されている。記録波長の短
波長化、磁性材料の高帯域特性での劣化を補うために、
磁気テ−プ，磁気ヘッド間の相対速度の高速化、磁気特
性の向上などが図られる。磁気特性の向上は具体的には
磁気テ−プの高抗磁力化（以後高Ｈｃ化）、磁気ヘッド
の磁性材料の高飽和密度化（以後高Ｂｓ化）、高透磁率
化（以後高μ化）例えば金属磁性材料の多層膜化によっ
て成される。また使用周波数の高帯域化に関しては磁気
ヘッドのコイルインダクタンスＬを小さくすることも電
気回路上必要である。このような高記録密度化に対応し
て、例えば図５に示した構造の磁気ヘッドは容易に高Ｂ
ｓ化、高μ化が図れ、また低Ｌも実現しやすいため適し
た構造であるといえる。

【０００３】従来の磁気ヘッドについて図５を参照して
説明する。図５は一般に家庭などで使用されているＶＴ
Ｒの回転シリンダ−に内蔵される磁気ヘッドの一構造を
示している。磁気ヘッド６は磁気コア半体６ａ，６ｂが
磁気ギャップ３を介して対向され、ボンディングガラス
４により接合されている。磁気ヘッド６は磁性膜１の両
側面を非磁性基板２ａ，２ｂにより挟んだ構造になって
おり、磁性膜１は少なくとも単層あるいはＳｉＯ2 等の
絶縁層を介した多層膜となっている。また、磁性膜１の
全厚は、記録媒体である磁気テ−プ上に記録されるトラ
ック幅と同じ厚さになっている。巻線穴７及び巻線ガイ
ド５は図示しないコイルを磁気ヘッドに周回させるため
に設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】既に述べたように磁気
記録分野においては、年々高記録密度化が進み、従来の
記録密度では問題とならなかった課題がでてきた。前述
したように、高記録密度化は、使用周波数の広帯域化及
び面密度の増大により進められている。高記録密度に対
応して、図５に示した構造の磁気ヘッドが容易に高Ｂｓ
化、高μ化が図れ、また低Ｌも実現しやすいため適した
構造であると前述したが、一方、高面密度化についても
図５の磁気ヘッドは成膜技術によって磁気トラック１が
作られるため容易に記録再生トラック幅を小さくするこ
とができ有利である。例えばＶＨＳ規格ＶＴＲの標準磁
気ヘッドのトラック幅が約６０μｍであるのに対し、Ｕ
ＮＩＨＩ規格では２０μｍであり、今後さらに高記録密
度化が進むと、トラック幅は１０μｍから５μｍへと小
さくなっていくと予想される。

【０００５】ところがトラック幅の狭幅化が行なわれて
いくと、前述の従来磁気ヘッドでは問題が生じてきた。

【０００６】すなわち、図５に示した磁気ヘッドにおい
ては磁気回路が磁性膜１によってのみ構成されているた
め、もし磁気ギャップ３の部分で磁気コア半体６ａ，６
ｂを接合する際にトラックずれを生じた場合、記録再生
に作動する実行トラック幅が小さくなる。図６は磁性膜
１がトラックずれを生じた場合の磁気テ−プ摺動面１０
のギャップ部分を示した拡大図である。これはヘッド出
力の低下に結び付く。

【０００７】また、たとえ磁気テ−プ摺動面１０でトラ
ックずれが生じていなくとも後部ギャップ１１に行くに
したがって徐々にずれていったときも問題があり、磁気
抵抗Ｒが大きくなってヘッド効率を劣化させてしまう。
これは磁気抵抗Ｒ＝Ｋｌ／μＳ（Ｋ；比例係数，ｌ；磁
路長，μ；磁性材の透磁率，Ｓ；磁路断面積）からＳが
小さくなることによる。

【０００８】以上のことから磁気ヘッドを製造する際に
は磁性膜１を磁気ギャップ３から後部ギャップ１１まで
精度良くトラックずれの無いように対向させることが重
要である。

【０００９】ところが現状では磁気ヘッドの製造工程に
おいて、磁性膜を対向させる精度は±３μｍ程度のばら
つきが起きるのはやむなく、特にテ−プ摺動面１０にお
いて磁気ギャップ３をトラックずれのない様に対向させ
たとしても、後部ギャップ１１側までトラックずれなく
接合することは困難である。

【００１０】加えてトラック幅が２０〜６０μｍと大き
い場合は問題は少ないが、高記録密度化のためにトラッ
ク幅が２０μｍ以下になった場合、このトラックずれが
ヘッド効率の低下につながり大きな問題となる。

【００１１】本発明の目的は高記録密度化が進み、特に
面密度向上のためトラック幅が挟幅化された際に、後部
ギャップにてトラックずれを多少生じても磁気効率を劣
化させない構造の磁気ヘッドを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明により提供される磁気ヘッドは、磁気ト
ラックを構成する第１の金属磁性膜が非磁性基板により
狭持されて磁気コア半体を構成し、前記一対の磁気コア
半体が磁気ギャップを介して接合されて成る磁気ヘッド
において、前記一対の磁気コア半体の接合部分に巻線穴
が形成され、この巻線穴を周回する部分に金属磁性膜を
設けたことを特徴としている。

【００１３】また前記磁気ヘッドを提供するための製造
方法として、非磁性基板上に第１の磁性膜を成膜する工
程、前記成膜基板を積層接着し、積層ブロックを作成す
る工程、前記積層ブロックを所定のアジマス角を持って
スライスし、積層バ−を得る工程、前記一対の積層バ−
の対向面に巻線穴を形成する溝を切削する工程、前記溝
の内面に第２の磁性膜を作成する工程、前記一対の積層
バ−の対向面を研磨し、巻線穴の内面以外の第２の磁性
膜を除去する工程、前記一対の積層バ−をギャップ材を
介し接着し接着バ−を得る工程、前記接着バ−を前記第
１の磁性膜に沿ってスライスし、複数個の磁気コアにす
る工程とよりなることを特徴としている。

【００１４】

【作用】本発明による磁気ヘッドにおいては、巻線穴を
周回する部分にも磁性膜が設けられているために、今後
高記録密度化が進み、トラック幅の挟幅化がはかられ、
製法上の精度の問題から後部ギャップでのトラックずれ
が生じたとしても、巻線穴を周回する第２の磁性膜によ
る磁気回路により磁気抵抗が抑えられるため、ヘッド効
率が劣化せず、磁気ヘッド出力性能の安定化と出力向上
が計れる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例に係る磁気ヘッド
を示す斜視図である。また、図２は磁気ヘッド６の磁気
テ−プ摺動面１０の拡大図である。本磁気ヘッド６は磁
性膜１の両側面を非磁性基板２ａ，２ｂにより挟んだ構
成と成っており、磁性膜１は少なくとも単層あるいはＳ
ｉＯ2 等の絶縁層１２を介した多層膜となっている。ま
た、磁性膜１の全厚は記録媒体である磁気テ−プ上に記
録されるトラック幅と同じ厚さになっている。磁気ヘッ
ド６は磁気コア半体６ａ，６ｂが磁気ギャップ３を介し
て対向され、ボンディングガラス４により接着されてい
る。巻線穴７及び巻線ガイド５は図示しないコイルを磁
気ヘッド６に周回させるために設けられている。接着補
助溝９は磁気コア半体６ａ，６ｂを強固に接合するため
に設けられるが必要としない場合もある。磁性膜８は巻
線穴７及び接着補助溝９の内側に設けられ、もし磁性膜
１が加工精度上、トラックずれを生じたとしても磁性膜
８が周回する磁気回路が確保されヘッド効率が劣化せ
ず、磁気ヘッド出力の安定化と向上が計れる。

【００１６】磁性膜１及び８には高Ｂｓ金属磁性材料が
用いられる。例えばＢｓ＝０．８Ｔ程度のＣｏ系アモル
ファス合金、Ｂｓ＝１．１Ｔ程度のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系
多結晶合金、Ｂｓ≧１．３Ｔ程度のＦｅ−Ｍ−Ｃ系微結
晶合金（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，
Ｗ）、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系微結晶合金等が挙げられる。磁性
膜１及び８の材質は、同じでも異なっていても良い。

【００１７】また磁性膜１及び８は少なくとも単層、効
果的には絶縁層１２を介して多層化されている。一般に
金属磁性膜は電気抵抗が小さいため、磁束が流れたとき
に渦電流が発生し、μが低下してしまう。この現象を防
ぐために必要とされる磁性膜１の全厚と使用する信号周
波数を考慮して適切な多層化が行なわれることが望まし
い。

【００１８】本実施例においては、図２に示したが、２
０ＭＨｚの周波数を用い、トラック幅６μｍとしたた
め、一層当りの厚さを、渦電流損の少ない３μｍとし、
２層膜を作成した。絶縁層１２にはＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＴｉＯ2 ，Ｔａ2 Ｏ5 等の電気抵抗の高いセラミク
ス或いはガラスを、一般的な気相蒸着法かスパッタ法に
より０．１〜０．５μｍの厚さに成膜して使用した。

【００１９】磁性膜８の厚さは、記録再生トラック幅と
は無関係なので自由に設定できるが、薄すぎると磁路面
積の補助硬化が不足し、また厚すぎると工業的にリ−ド
タイムがかかったり、図１に示すギャップデプス１３が
大きくなりヘッド効率を劣化させる点を考慮して、５〜
１０μｍ程度が適当である。また、単層膜でも良いが、
前記理由から、使用周波数を考慮して多層化するとさら
に良い。本実施例では、単層６μｍ厚とした。

【００２０】非磁性基板２ａ，２ｂには非磁性セラミク
ス材或いは結晶化ガラス等が使用され、接着ガラス４に
は低融点ガラスが用いられている。磁気ギャップ３には
ＳｉＯ2 ，Ｃｒ−ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の非磁性材が
厚さ０．１〜０．５μｍ程度に設けられる。本実施例で
はＳｉＯ2 を０．２５μｍの厚さに一般的な気相蒸着法
かスパッタ法により作成されている。

【００２１】次に本実施例に於けるＶＴＲ用磁気ヘッド
の製造方法を説明する。

【００２２】始めに図３（ａ）に示したように非磁性セ
ラミクス材或いは結晶化ガラス等より成る非磁性基板２
の側面２ｃ，２ｃ面を鏡面にラップし、図３（ｂ）のよ
うに磁性膜１を一般的な気相蒸着法かスパッタ法により
成膜する。磁性膜１は高Ｂｓ金属磁性材料、例えばＢｓ
＝０．８Ｔ程度のＣｏ系アモルファス合金、Ｂｓ＝１．
１Ｔ程度のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系多結晶合金、Ｂｓ≧１．
３Ｔ程度のＦｅ−Ｍ−Ｃ系微結晶合金（Ｍ＝Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ）、Ｆｅ−Ｍ−Ｎ系微
結晶合金等の軟磁性材料であればなんでも良い。また、
本実施例では単層３μｍ厚を作成した後、絶縁層１２に
ＳｉＯ2 等の電気抵抗の高いセラミクス或いはガラス
を、一般的な気相蒸着法かスパッタ法により０．１〜
０．５μｍの厚さに成膜し、再度３μｍ厚の軟磁性膜を
成膜し、２層膜としている。その後、再びＳｉＯ2 等を
０．１〜０．５μｍ成膜した後、接着剤として低融点ガ
ラス４を厚さ０．５〜１μｍ程度非磁性基板２の側面２
ｃ，２ｃ面に設ける。作成方法はスパッタ法、スピンコ
−ティング法、スクリ−ン印刷法等何でも良い。低融点
ガラス４は、軟化温度５５０℃〜６５０℃程度のＰｂ系
或いはＺｎ系ガラスを用いた。

【００２３】次に図３（ｃ）に示すように図３（ｂ）の
非磁性基板２を数枚積層し、加熱加圧を施すことによ
り、積層ブロック１４を作製する。その積層ブロック１
４を、ダイシングソ−、ワイア−ソ−等の加工機を用い
てスライスした積層バ−１５ａ，１５ｂが図３（ｄ）に
示される。この時、記録方式の規格により、θ＝０〜３
０度の範囲で角度を付けたアジマススライスが行なわれ
る。

【００２４】次に図３（ｅ）に示すように巻線穴を形成
するための溝７及び接着強度を大きくするために設ける
補助接着溝９を、一対の積層バ−１５ａ，１５ｂにダイ
シングソ−等の加工機を用いて加工する。図３（ｆ）は
一対の積層バ−１５ａ，１５ｂの接合面１６に磁性膜８
を一般的な気相蒸着法かスパッタ法により成膜する。磁
性膜８の材質は図３（ｂ）に示した磁性膜１と同じでも
異なっていても良いし、単層でも積層でも良い。膜厚は
前述した理由から５〜１０μｍが望ましい。本実施例で
は材質は磁性膜１と同じ、膜厚は単層６μｍ程度とし
た。また、磁性膜８を成膜するに先立ち、磁性膜１が積
層膜である場合は、層間の電気的絶縁をとるためＳｉＯ
2 等の絶縁膜を０．１〜０．５μｍ程度、下地膜として
作製した。

【００２５】次に図３（ｇ）に示すように一対の積層バ
−１５ａ，１５ｂの接合面１６をラップすることにより
接合面１６上の余分な磁性膜８を取り去り、巻線穴７及
び補助接着溝９の中だけに磁性膜８が残るようにする。
この後、接合面１６上には磁気ギャップ３を形成するた
めのＳｉＯ2 ，Ｃｒ−ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の非磁性
材が一般的な気相蒸着法かスパッタ法により厚さ０．１
〜０．０５μｍ程度に成膜される。

【００２６】次に図３（ｈ）の様に一対の積層バ−１５
ａ，１５ｂの接合面１６を対向させ、巻線穴７及び補助
接着溝９に低融点ガラスファイバ−４を挿入し加熱する
ことにより積層バ−１５ａ，１５ｂを接合する。この対
向、接着工程が高精度を必要とする工程であり、磁気ギ
ャップ３で磁性膜１をトラックずれの生じないように対
向させても、後部ギャップ１１までトラックずれを管理
することは非常に困難である。

【００２７】次に図３（ｉ）に示したように巻線ガイド
５をダイシングソ−等の加工機により加工した後、ワイ
ア−ソ−、ダイシングソ−等の加工機により所定のコア
厚の他数個の磁気コアに切り分ける。この後、磁気テ−
プ摺動面１０は研磨テ−プ等によるラッピング等によ
り、円弧上に仕上げられて図１のような磁気ヘッド６が
完成する。この後、磁気ヘッド６は図示しない端子板の
ついた金属板に接着され、巻線穴７及び巻線ガイド５を
使って図示しないコイルが巻回されることにより磁気ヘ
ッド製品となる。

【００２８】以上のような製造方法を経て、本発明によ
る磁気ヘッド６は製造されるが、従来ヘッドの製造方法
とほとんど変わりなく、図３（ｆ）に示した工程のみ追
加された工程であるため、従来工程を変更する必要もな
く容易に作製することができる。

【００２９】また、発明のポイントは巻線穴を周回する
磁性膜８を設ける点にあるため、他の製造工程によって
も少なくとも図３（ｆ）の工程を含んでいれば良く、製
法は任意に設計できる。

【００３０】なお、図４は本実施例による磁気ヘッドと
従来ヘッドの出力性能を比較した実験デ−タである。磁
気ヘッド仕様は、トラック幅６μｍ、ギャップ長０．２
５μｍ、ギャップデプス２０μｍ、コイル巻数２０Ｔと
した。電磁変換出力測定はＨｃ＝１５００Ｏｅのメタル
パウダ−塗布型テ−プを用い、相対速度21.3m/sec で行
なった結果である。２０ＭＨｚ単一周波数のＬで規格化
した再生出力値は中心値で約２ｄＢ出力向上し、またバ
ラツキも小さくなっている。なお、測定に用いた磁気ヘ
ッドは磁気ギャップ３部ではトラックずれは生じていな
いが、後部ギャップ１１部では±３μｍ程度のトラック
ずれを生じているものを使用した。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁気
ヘッドにおいては、磁気トラックを構成する磁性膜が磁
気ギャップを挟んで対向される際に、少なくとも後部ギ
ャップでトラックずれを生じヘッド効率が低下するとい
う問題を、巻線穴を周回する第２の磁性膜を設け、磁路
断面積を確保することにより回避し、磁気ヘッド出力特
性の安定化及び向上を得ることができる。従って高記録
密度化、とくに高面密度を目指したシステムへの対応が
可能な磁気ヘッドを提供することができる。

【００３２】しかも、その製法は従来製法とほとんど変
わりなく、１工程追加しただけなので、容易に作製する
ことができる。さらに、高精度のトラックずれを管理す
る必要がないので非常に容易に作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの主要構成
部分を示す斜視図である。

【図２】本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの磁気記録
媒体摺動面の拡大図である。

【図３】（ａ）〜（ｉ）は本発明の１実施例に係る磁気
ヘッドの製造方法を示す図である。

【図４】本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの効果を具
体的に示す実験デ−タである。

【図５】従来の磁気ヘッドの主要構成部分を示す斜視図
である。

【図６】従来の磁気ヘッドの性能を劣化させる要因を具
体的に説明する図である。

【符号の説明】

１ 主磁気回路を構成する磁性膜 ２ 非磁性基板 ３ 磁気ギャップ ４ 接着ガラス，低融点ガラス ５ 巻線ガイド溝 ６ 磁気ヘッド ６ａ，６ｂ 磁気ヘッドコア半体 ７ 巻線穴 ８ 磁性膜 ９ 接着補助溝 １０ 磁気ヘッドの媒体摺動面 １１ 後部磁気ギャップ １２ 絶縁層 １３ ギャップデプス １４ 積層ブロック １５ａ，１５ｂ 積層バ− １６ ギャップ接合面

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの主要構成
部分を示す斜視図である。

【図２】本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの磁気記録
媒体摺動面の拡大図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の１実施例に係る磁気
ヘッドの製造方法を示す図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の１実施例に係る磁気
ヘッドの製造方法を示す図である。

【図５】（ａ）〜（ｂ）は本発明の１実施例に係る磁気
ヘッドの製造方法を示す図である。

【図６】 本発明の１実施例に係る磁気ヘッドの効果を具
体的に示す実験データである。

【図７】 従来の磁気ヘッドの主要構成部分を示す斜視図
である。

【図８】 従来の磁気ヘッドの性能を劣化させる要因を具
体的に説明する図である。

【符号の説明】 １ 主磁気回路を構成する磁性膜 ２ 非磁性基板 ３ 磁気ギャップ ４ 接着ガラス，低融点ガラス ５ 巻線ガイド溝 ６ 磁気ヘッド ６ａ，６ｂ 磁気ヘッドコア半体 ７ 巻線穴 ８ 磁性膜 ９ 接着補助溝 １０ 磁気ヘッドの媒体摺動面 １１ 後部磁気ギャップ １２ 絶縁層 １３ ギャップデプス １４ 積層ブロック １５ａ，１５ｂ 積層バー １６ ギャップ接合面

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

【図５】

【図７】

【図８】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気トラックを構成する第１の金属磁性
   膜が非磁性基板により狭持されて磁気コア半体を構成
   し、前記一対の磁気コア半体が磁気ギャップを介して接
   合されて成る磁気ヘッドにおいて、 前記一対の磁気コア半体の接合部分に巻線穴が形成さ
   れ、この巻線穴を周回する部分に第２の金属磁性膜を設
   けたことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 非磁性基板上に第１の磁性膜を成膜する
   工程、前記成膜基板を積層接着し、積層ブロックを作成
   する工程、前記積層ブロックを、所定のアジマス角を持
   ってスライスし、積層バ−を得る工程、前記一対の積層
   バ−の対向面に巻線穴を形成する溝を切削する工程、前
   記溝の内面に第２の磁性膜を作成する工程、前記一対の
   積層バ−の対向面を研磨し、巻線穴の内面以外の第２の
   磁性膜を除去する工程、前記一対の積層バ−をギャップ
   材を介し接着し接着バ−を得る工程、前記接着バ−を前
   記第１の磁性膜に沿ってスライスし、複数個の磁気コア
   にする工程とよりなる磁気ヘッドの製造方法。