JPH1011710A

JPH1011710A - 磁気ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH1011710A
Application number: JP16904796A
Authority: JP
Inventors: Akio Kitatani; 明雄北谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】コア材料が結晶磁気異方性を維持する限界温
度以下で比較的高融点のガラスが使用でき、最終製品の
強度や耐環境性においても良好なものが得られる当該製
造方法を提供する。【解決手段】基板１０の表面に所定ピッチ寸法ａで略
Ｖ字状の複数の溝１１をダイシング加工により形成す
る；（Ａ）。各溝壁面に真空蒸着法、もしくは、スパッ
タリング法によりトラック幅に相当する所定の膜厚で、
ＦeＡlＳi合金であるセンダストや、ＣoＺrＮb等のアモ
ルファス材料、もしくは、ＦeＴaＮ等の微結晶材料１２
を形成させる；（Ｂ）。融点の高い方の板ガラス１３を
基板に接するように配置し、尚且つ、融点の低い板ガラ
ス１４をその上に積層して窒素雰囲気中で１時間６５０
℃に加熱し溶融させ、低融点ガラスを各溝に充填させ
る；（Ｃ）。隣接する略Ｖ字状の溝１１の間の頂点位置
まで、はみ出した低融点ガラス１３（１４）を表面が一
致するように研削する；（Ｄ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダ等の磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッドに関し、
より詳細には、磁気回路を構成する軟磁性薄膜と、その
軟磁性薄膜を支持する基板とを有する磁気ヘッドの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録技術の高度化に伴い、例えばメ
タルテープ等の高保持力媒体が主流になってきた現在、
磁気ヘッドに使用されるコア材料は、高い飽和磁束密度
を有し、且つ挟トラック化されたものが要求されてい
る。このような状況の下、従来の磁気ヘッドには、例え
ば図５に示すような磁気ヘッドチップ２１が用いられて
いる。この磁気ヘッドチップ２１は、高い飽和磁束密度
を有する軟磁性薄膜２２をコア材料として用いている。
図６は、磁気ヘッドチップの要部の構成をその製造過程
（Ａ）〜（Ｄ）に従って示すものである。図６（Ａ）に
示すように、製造の手順として、まず、基板２３に所定
のピッチ寸法にて略Ｖ字状溝を複数連続して形成し、そ
の後、その溝壁面に上記軟磁性薄膜２２がトラック幅に
相当する膜厚で形成される。そして、低融点ガラス２４
で基板２３及び軟磁性薄膜２２をモールドする際、図６
（Ｂ）に示すように、基板の溝上にそれぞれ融点の異な
る少なくても２枚の板ガラスを用意して、融点の低い板
ガラス２５が下方に位置するように積層して配置し、加
熱により順次溶解させる（特開平２−２９４９１３号公
報に開示の方法）ことによって、図６（Ｃ）に示すよう
に、この磁気ヘッドチップ２１では、軟磁性薄膜２２が
基板２３と低融点ガラス２４とで挟持された構造とな
る。

【０００３】続いて、図６（Ｄ）に示すように、充填さ
れた低融点ガラス２４の溝よりはみ出した部分を研削
し、表面を平坦にする。その後、図７に示すように、基
板２３に公知のビデオテープレコーダ用のフェライトヘ
ッドと同様に巻線溝を設けるとともに、ギャップ面２５
を形成加工を施す。そして、図８に示すような、２個の
基板２３を互いに対向させ、軟磁性薄膜２２の位置を対
応させた状態で加圧固定し、ガラス充填材２４同士が接
着力を持つ程度の温度まで加熱して基板２３を接合しコ
アブロック２６を形成する。次に、コアブロック２６を
対向する溝のほぼ中央位置にて切断し（切断箇所を破線
で示す）、図５に示すような磁気ヘッドチップを得てい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、低
融点ガラスは融点を制限温度以下にする手法として、酸
化鉛を多量に含有させる必要があり、且つ、熱膨張係数
をコントロールするため、アルカリ成分である酸化ナト
リウムや酸化カリウムなども多量に含有させており、そ
の結果、磁気ヘッド製造上の各研削・研磨工程において
酸化鉛が多量に含有されている分、ガラスの強度が落
ち、カケやクラック等が発生し、歩留まりが低下する不
具合が発生してしまう。その上、アルカリ成分が多量に
含有されているため、磁気ヘッドとなった際、大気中の
水分に対して反応しやすくなり、耐環境性が悪くなって
しまうという問題がある。さらに、上述したように、磁
気ヘッドの略Ｖ字状溝に充填される低融点ガラスとし
て、積層ガラスを用いた場合には、融点の低いガラスを
基板に接する位置に配置するため、ガラス充填後にはみ
出した部分を研削し、基板ブロックとした際、略Ｖ字状
溝付近のガラスは全て最も融点の低いガラスになってし
まい、前述した低融点ガラスの特性上の影響が避けられ
なくなり、製造上での歩留まりの低下を招くとともに、
耐環境性が悪くなるという問題が生じてしまう。

【０００５】また、高保持力媒体が主流になりつつある
現在、コア材料として、ＦeＡlＳi合金であるセンダス
トやＣoＺrＮb等のアモルファス合金、あるいはＦeＴa
Ｎ等の微結晶材料が用いられており、センダストでは結
晶磁気異方性を維持するための限界温度は７００℃前後
で、アモルファス合金のアモルファス状態が保てる限界
温度は５００℃前後であり、又、微結晶材料においては
結晶粒の微細化による良好な軟磁気特性を示す材料の限
界温度は５５０℃前後であるため、使用される低融点ガ
ラスは比較的低温度の５００℃〜６５０℃の作業温度を
持ったものという制限があり、同様に使用されるガラス
は前述した問題が起こってしまう。

【０００６】本発明は、上記した従来技術における問題
点に鑑みてなされたもので、コア材料が結晶磁気異方性
を維持する限界温度以下で比較的高融点のガラスが使用
でき、最終製品の強度や耐環境性においても良好なもの
が得られる当該製造方法を提供することをその解決すべ
き課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
の表面に複数の略Ｖ字状溝を連続して形成し、該溝の壁
面に軟磁性薄膜を成膜し、さらに、各溝に低融点ガラス
を充填した後、前記軟磁性薄膜により作られる面同士を
互いにギャップを介して対向させるための接合面を、充
填された前記低融点ガラスを削ることにより削り出し
て、基板ブロックを作成するようにした磁気ヘッドの製
造方法において、前記基板上の前記略Ｖ字状溝に低融点
ガラスを充填する際、異なった融点を有する２種類以上
のガラスを積層して用い、融点の高い方のガラスが基板
に接するよう下位に配置し、上位に融点の低いガラスを
配置し、加熱して、ガラスの溶融作業温度を比較的に低
くすることにより、制限温度範囲内で溶融可能にするよ
うにしたものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、異なった融点を有する２種類以上のガラスを積層す
る方法として、基板に接する融点の高い方のガラスの上
部に融点の低いガラスをスパッタリング法を用いて形成
するようにしたものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、異なった融点を有する２種類以上のガラスを積層す
る方法として、基板に接する融点の高い方のガラスの上
部に融点の低いガラスを微少の粉末として形成するよう
にしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１ないし
図６に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施
形態に係わる磁気ヘッドチップの要部の構成をその製造
過程（Ａ）〜（Ｄ）に従って示すものである。図１
（Ａ）に示されるように、ヘッドチップを構成する基板
１０は、例えば感光性結晶化ガラス，結晶化ガラス、あ
るいは、セラミクス等の非磁性基板材料、あるいは、軟
磁性フェライト等の酸化物磁性材料が用意され、製造の
手順として、まず、略直方体形状の基板１０の表面に、
所定のピッチ寸法ａで略Ｖ字状の溝１１をダイシング加
工により複数隣接して形成する。その後、図１（Ｂ）に
示すように、各溝壁面に真空蒸着法、もしくは、スパッ
タリング法によりトラック幅に相当する所定の膜厚で、
ＦeＡlＳi合金であるセンダストや、ＣoＺrＮb等のアモ
ルファス材料、もしくは、ＦeＴaＮ等の微結晶材料１２
を形成させる。

【００１１】次に、図１（Ｃ）に示すように、隣接する
略Ｖ字状の各溝にガラスを充填する際、異なった融点を
有する２種類以上のガラスを用い、融点の高い方の板ガ
ラス１３を基板に接するように配置し、尚且つ、融点の
低い板ガラス１４をその上に積層して窒素雰囲気中で１
時間６５０℃に加熱し溶融させ、低融点ガラスを各溝に
充填させる。

【００１２】この充填プロセスをより詳細に説明する
と、積層したガラスの加熱時、最初に基板に接していな
い上位の板ガラス１４が溶融していき、その際、基板と
接する板ガラス１３が徐々に軟化する段階で、本来の作
業温度ではない低温であっても上位の板ガラス１４が溶
融された状態のため、両板ガラス１３，１４の界面にお
いて基板に接する方の板ガラス１３の表面張力が変化
し、溶融が起こることによって、複数の連続した略Ｖ字
状溝全てにガラスを充填することが可能になる。

【００１３】その結果、磁気ヘッドに必要な諸特性を有
するガラスが各種合金膜の制限温度以上であっても使用
することが出来、積層する際、必要な諸特性を有するガ
ラスを基板とする方の板ガラス１３とするため、複数の
略Ｖ字状溝部分の体積以上の板厚とすれば、溶融した
際、上部の低作業温度ガラスは、その後の研削により取
り除かれてしまうため、磁気ヘッドとなった際のガラス
としては、全て高作業温度を有するガラスとすることが
可能となる。

【００１４】下記表１に本発明に使用した高作業温度を
有した板ガラス１３の組成表を示すとともに、図５に
は、その板ガラス１３の溶融前のＥＰＭＡ（Electron P
robe Micro Analizer）分析結果を示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】積層した板ガラス１３，１４を溶融し、磁
気ヘッドチップとした際のガラスのＥＰＭＡ分析結果は
図６のようになり、溶融前の高作業温度を有した板ガラ
スと同定される。この結果によると、適切な板厚とする
ことにより、目的の諸特性を有するガラスが得られるこ
とが確認できる。

【００１７】その際、板ガラス１３の厚みｘは、基板上
に連続して複数形成された略Ｖ字状溝１１を埋め尽くせ
る体積以上で、尚且つ、ガラス充填後に隣り合う略Ｖ字
状溝１１の間の頂点位置までガラスを研削する際の研削
量を最少とするための必要最小限の厚みにする必要があ
る。そして、積層された板ガラス１４の厚みは、板ガラ
ス１３の表面張力を変化させる程度で良いため、最少の
厚みにする。なお、本実施形態ではセンダストにおける
使用例を示しているため、使用した板ガラスは鉛系のも
ので、下記表２に示すような物性を有しており、板ガラ
ス１４の作業温度はセンダストの限界温度以下の６２０
℃となっている。

【００１８】

【表２】

【００１９】次いで、図１（Ｄ）に示すように、隣接す
る略Ｖ字状の溝１１の間の頂点位置まで、はみ出した低
融点ガラス１３（１４）を表面が一致するように研削す
る。そして、図２に示すように、基板１０の両面に内部
巻線溝１５と外部巻線溝１６とを形成し、さらに、略Ｖ
字状溝が形成された側の面であるギャップ対向面１７に
所定のギャップ長となるようにＳiＯ₂等の非磁性材料か
らなるギャップスペーサー材（図示せず）を真空蒸着法
もしくはスパッタリング法により形成して基板ブロック
１８を作成する。この後、図３に示すような一対の基板
ブロック１８の各ギャップ対向面１７同士を対向させる
とともに、各軟磁性薄膜１２を直線上に位置合せして加
圧し、低融点ガラス１３により接着固定しコアブロック
１９を形成する。続いて、上記コアブロック１９を所定
のピッチ寸法ｂで切断して、図４に示す磁気ヘッドチッ
プ１とする。その後、この磁気ヘッドチップ１を図示し
ないベース板に接着した後、コイル巻線およびテープ摺
動面研磨を施して磁気ヘッドを構成する。なお、上記の
実施形態では、融点の異なる２枚の板ガラスを使用した
が、板ガラスは鉛系以外のものであってもよく、板ガラ
スは同時に３枚以上を使用することもできる。また、積
層の方法としては、第２以降のガラスは第１のガラスの
上にスパッタリング法にて形成させる方法と、粉末の状
態で形成させても同様の効果が得られるものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッドの製造方法は、低融
点ガラスを用いて略Ｖ字状溝にガラスを充填するため
に、積層配置された低融点ガラスを準備する際、磁気ヘ
ッドに必要な諸特性を有した比較的高作業温度を有した
ガラスを基板と接する第１のガラスとし、第２以降のガ
ラスは、作業温度を各種合金膜の制限温度範囲内で比較
的低温で溶融可能なガラスとし、これらのガラスを順次
加熱していくことにより、最初に基板に接していない上
位のガラスが溶融していき、その際、基板と接する第１
のガラスが徐々に軟化する段階で、本来の作業温度では
ない低温であっても、上位のガラスが溶融された状態の
ため、第１のガラスの基板側と反対である第２のガラス
との界面において第１のガラスの表面張力が変化し、溶
融が起こることによって、複数の連続した略Ｖ字状溝全
てにガラスを充填することが可能になる。その結果、磁
気ヘッドに必要な諸特性を有するガラスが各種合金膜の
制限温度以上であっても使用することが出来、積層する
際、必要な諸特性を有するガラスを基板と接する第１の
ガラスとするため、複数の略Ｖ字状溝部分の体積以上の
板厚とすれば、溶融した際、上部の低作業温度ガラス
は、その後の研削により取り除かれてしまうため、磁気
ヘッドとなった際のガラスとしては、全て高作業温度を
有するガラスとなっている。

【００２１】また、こうした比較的高融点なガラスが使
えるということは、酸化鉛やアルカリ成分の含有量の少
ないガラスを使用することができるようになり、製造上
におけるカケやクラックが少ない、耐環境性の良好なガ
ラスを使用することが可能となり、歩留まりが向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる磁気ヘッドチップの
要部の構成をその製造過程（Ａ）〜（Ｄ）に従って示す
ものである。

【図２】本発明の実施形態の磁気ヘッドチップの製造過
程において巻線溝が設けられたヘッド部を示すものであ
る。

【図３】本発明の実施形態の磁気ヘッドチップの製造過
程において基板を接合して形成されたコアブロックを示
すものである。

【図４】本発明の実施形態の軟磁性薄膜を用いた磁気ヘ
ッドチップを斜視図として示すものである。

【図５】本発明の実施形態において用いる板ガラスの溶
融前のＥＰＭＡ分析結果を示すグラフである。

【図６】本発明の実施形態において用いる溶融後のガラ
スのＥＰＭＡ分析結果を示すグラフである。

【図７】従来の軟磁性薄膜を用いた磁気ヘッドチップを
斜視図として示すものである。

【図８】従来の磁気ヘッドチップの要部の構成をその製
造過程（Ａ）〜（Ｄ）に従って示すものである。

【図９】従来の磁気ヘッドチップの製造過程において巻
線溝が設けられたヘッド部を示すものである。

【図１０】従来の磁気ヘッドチップの製造過程において
基板を接合して形成されたコアブロックを示すものであ
る。

【符号の説明】

１，２１…磁気ヘッドチップ、１０，２３…基板、１１
…略Ｖ字状の溝、１２…微結晶材料、１３，１４…板ガ
ラス、１５…内部巻線溝、１６…外部巻線溝、１７…ギ
ャップ対向面、１８…基板ブロック、１９，２６…コア
ブロック、２２…軟磁性薄膜、２４…低融点ガラス、２
５…ギャップ面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に複数の略Ｖ字状溝を連続し
て形成し、該溝の壁面に軟磁性薄膜を成膜し、さらに、
各溝に低融点ガラスを充填した後、前記軟磁性薄膜によ
り作られる面同士を互いにギャップを介して対向させる
ための接合面を、充填された前記低融点ガラスを削るこ
とにより削り出して、基板ブロックを作成するようにし
た磁気ヘッドの製造方法において、前記基板上の前記略
Ｖ字状溝に低融点ガラスを充填する際、異なった融点を
有する２種類以上のガラスを積層して用い、融点の高い
方のガラスが基板に接するよう下位に配置し、上位に融
点の低いガラスを配置し、加熱して、ガラスの溶融作業
温度を比較的に低くすることにより、制限温度範囲内で
溶融可能にするようにしたことを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項２】異なった融点を有する２種類以上のガラ
スを積層する方法として、基板に接する融点の高い方の
ガラスの上部に融点の低いガラスをスパッタリング法を
用いて形成するようにしたことを特徴とする請求項１記
載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】異なった融点を有する２種類以上のガラ
スを積層する方法として、基板に接する融点の高い方の
ガラスの上部に融点の低いガラスを微少の粉末として形
成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気
ヘッドの製造方法。