JPH1027309A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH1027309A
JPH1027309A JP8177695A JP17769596A JPH1027309A JP H1027309 A JPH1027309 A JP H1027309A JP 8177695 A JP8177695 A JP 8177695A JP 17769596 A JP17769596 A JP 17769596A JP H1027309 A JPH1027309 A JP H1027309A
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film
iron
magnetic
magnetic head
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JP8177695A
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Akihisa Obata
明久 小幡
Nobuyuki Maeda
伸幸 前田
Toshio Tsuchiya
敏雄 土屋
Takeo Yamashita
武夫 山下
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主磁路が酸化物磁性材料より成り、その少なく
とも一部がアルミニウムを含有する鉄基微結晶膜で形成
されている一対の磁気コア半体をギャップ形成膜を介し
て一体に接合されてなる磁気ヘッドの耐食性を向上させ
る。 【解決手段】酸化物磁性材料とアルミニウムを含有する
鉄基微結晶膜15の接合面に拡散防止膜13,14を有
し、拡散防止膜13,14のアルミニウムを含有する鉄
基微結晶膜15側の拡散防止膜及び、鉄基微結晶膜とギ
ャップ形成膜21との接合面にアルミニウムを主構成元
素とする非磁性材料を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は酸化物磁性材料(主
にフェライト)とアルミニウムを含有する鉄基微結晶膜
を組み合わせた磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】VTRの分野では伝送帯域の拡大による
高画質化が進められている。これにともなう記録波長の
短波長化に対応するため、記録媒体では、その高保磁力
化と高残留磁束密度化が図られてきた。従来、これに対
応するために磁気ヘッドとして、Mn−Zn単結晶フェ
ライトと高飽和磁束密度を有する金属磁性膜からなる複
合型磁気ヘッドが開発されてきた。磁気ヘッドに適用さ
れている高飽和磁束密度の金属磁性膜として、Fe-A
l-Si合金(センダスト、飽和磁束密度:1.0テス
ラ)、Co系非晶質合金膜(同:1.1テスラ)が代表
的なものであるが、近年、特開平3−20444号公報
に開示されているように、更に飽和磁束密度を大きくし
た、Feを主成分とする微結晶からなる合金膜(1.5
〜1.8テスラ)も開発されている。高飽和磁束密度を
有する金属磁性膜を得るには、主としてFeを構成元素
の主成分とする必要がある。Feは一般に腐食されやす
い金属であることは周知の通りである。このため、金属
磁性膜の耐食性の向上もヘッド実用化に向けての大きな
問題となる。従来、第16回応用磁気学会学術講演概要
集(7pG-11 p.143 1992)に掲載されているように、金属
磁性膜の耐食性の向上を目的として構成元素の追加,選
定が行なわれている。本概要集によれば、Fe-Ta-C
組成の膜にAlを添加することにより、現在複合型磁気
ヘッドの金属磁性膜として実用化されているFe-Al-
Si合金膜と同等の耐食性が得られたことが報告されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】金属磁性膜単体の耐食
性は、構成元素の添加等により改善される。上述の様
に、鉄基微結晶膜であるFe-Ta-C膜に、Alを添加
することで膜単体耐食性は向上する。しかし、ヘッドチ
ップでの耐食性試験を行なった結果、鉄基微結晶膜の耐
食性は、必ずしも改善されていないということが明らか
となった。これを実験的に詳細に検討した結果、以下の
ことが明らかとなった。
【0004】すなわち、アルミニウムを含有する鉄基微
結晶膜のヘッドチップでの耐食性は、酸化物磁性材料と
鉄基微結晶膜の接合面に配された拡散防止膜の構成元
素、膜厚及びギャップ形成膜の構成元素により異なるこ
とが判った。一般的に、磁気ヘッドでは、拡散防止膜や
ギャップ形成膜として、Si,Cr,Zr及びそれらの
酸化物等が配されている。ところが、アルミニウムを含
有する鉄基微結晶膜のアルミニウムの一部は、拡散防止
膜やギャップ形成膜の構成元素により、ヘッド製造工程
中のボンディング等の熱処理工程で、拡散防止膜近くの
アルミニウムは拡散防止膜側へ、また、ギャップ形成膜
近くのアルミニウムはギャップ形成膜側へと移動し、こ
れにともない鉄基微結晶膜中にアルミニウムが欠乏した
領域が形成され、このアルミニウム欠乏領域の耐食性が
劣化し、この部分が腐食発生核となり、腐食が進行して
いることが判った。
【0005】本発明の目的は、耐食性に優れた、酸化物
磁性材料とアルミニウムを含有した鉄基微結晶膜よりな
る複合型磁気ヘッドを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
を含有する鉄基微結晶膜の耐食性とヘッドチップでの耐
食性に関する実験的な検討の結果見出されたものであ
る。
【0007】すなわち、前述した問題点は、アルミニウ
ム欠乏領域を形成させない為に、酸化物磁性材料とアル
ミニウムを含有する鉄基微結晶膜の接合面に2層からな
る拡散防止膜を有し、2層からなる拡散防止膜のアルミ
ニウムを含有する鉄基微結晶膜側の拡散防止膜及び、鉄
基微結晶膜とギャップ形成膜との接合面にアルミニウム
を主構成元素とする非磁性材料を形成することで解決さ
れる。ここで、拡散防止膜を2層構造にする理由は、ア
ルミニウムを主構成元素とする非磁性膜と酸化物磁性材
料との付着力が十分でないことによる。
【0008】また、2層構造とした拡散防止膜の、酸化
物磁性材料側の拡散防止膜としてクロム膜が形成され、
このクロム膜及びアルミニウムを含有する鉄基微結晶膜
側の拡散防止膜であるアルミニウムを主構成元素とする
非磁性膜の膜厚を、 20≦クロム≦70 10≦アルミニウムを主構成元素とする非磁性膜≦50 30≦拡散防止膜(2層からなる拡散防止膜の膜厚の
和)≦120 とすることが有効である。
【0009】また、アルミニウムを含有する鉄基微結晶
膜の構成元素が、Fe−Al−X−M(但し、X:Z
r,Nb,Hf,Taのうち少なくとも1種類、M:
C,Nのうち少なくとも1種類)である場合に有効であ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。
【0011】図1は本発明による磁気ヘッド1の斜視図
であり、本実施例はフェライト−金属複合型構造を採る
VTR用ヘッドへの適用例である。用いたフェライト単
結晶は、Mn-Zn単結晶フェライトであり、アルミニ
ウムを含有する鉄基微結晶膜としてFe-Ta-C-Al
膜を用いた。
【0012】図1で、10,11はコア半体で、Mn−
Znフェライト材よりなるコア基体12A,12BとC
r(クロム)よりなる拡散防止膜(酸化物磁性材料側の
拡散防止膜)13、Al(アルミニウム)よりなる拡散
防止膜(アルミニウムを含有する鉄基微結晶膜側の拡散
防止膜)14、Fe-Ta-C-Alよりなる鉄基微結晶
膜15、Fe-Ta-C-Al膜とギャップ形成膜の接合
面に配されたAl 16とにより主として構成されてい
る。コア半体10,11はフロント側とリア側で突き合
わされて、フロント側には図示していないがギャップ形
成膜を介在させた所定トラック幅の作動ギャップ17が
形成されている。18は融着ガラスでコア半体10,1
1を一体に結合している。19は巻線窓で、図示せぬコ
イルが巻かれるようになっている。20は摺動幅を規制
する、摺動幅規制溝である。
【0013】図2は作動ギャップ部分の説明図である。
コア半体10は、Mn−Znフェライトよりなるコア半
体12AとCrよりなる拡散防止膜13、Alよりなる
拡散防止膜14、Fe-Ta-C-Alよりなる鉄基微結
晶膜15、SiO2よりなるギャップ形成膜21、Fe-
Ta-C-Al膜とギャップ形成膜の接合面に配されたA
l 16とにより主として構成されている。コア半体1
1も同様に構成されている。
【0014】次に、図1に示した磁気ヘッドの製造方法
を図3から図8を用いて説明する。まず、Mn−Zn単
結晶フェライトの母材ブロックを1対用意し、一方の母
材ブロックに図3に示したようにトラック幅を得るため
のトラック溝32及び融着ガラス充填溝33を高精度ダ
イサ等を用いて形成しIコアとなるフェライトブロック
30を得る。また、もう一方の母材ブロックに図4に示
したようにトラック幅を得るためのトラック溝32及び
融着ガラス充填溝33及び巻線用溝34を高精度ダイサ
等を用いて形成し、Cコアとなるフェライトブロック3
1を得る。
【0015】次に、母材ブロックを切り出す際やトラッ
ク溝32、融着ガラス充填溝33、巻線用溝34を高精
度ダイサ等を用いて加工した際に形成されたMn−Zn
フェライト上の加工変質層を除去するために、リン酸に
よるフェライトブロック30,31のエッチングを行な
い、表面層を0.05〜0.50μm除去する。その
後、対をなす2つのフェライトブロック30,31の突
合せ面の全面にスパッタリング法等の成膜方法により、
それぞれCrよりなる拡散防止膜13、Alよりなる拡
散防止膜14を所定の厚さ形成し、更にFe-Ta-C-
Alよりなる前記鉄基微結晶膜15、鉄基微結晶膜とギ
ャップ形成膜との接合面に配するAl膜16を所定膜厚
で成膜,形成し、図5,図6に示すフェライトブロック
30’,31’を得る。
【0016】続いて、1対のフェライトブロック3
0’,31’上にそれぞれ所定のギャップ長が得られる
ようにギャップ形成膜としてSiO2膜を成膜,形成
し、図7に示すように突き合わせ面同士で正確に位置さ
せて突き合わせ、巻線用溝34及び融着ガラス充填溝3
3に融着ガラス棒35をセットする。その後、両フェラ
イトブロック30’,31’同士を圧着した状態で加熱
接合して、図8に示す接合ブロック36を得る。この接
合ブロック36を高精度ダイサ等を用いて摺動幅規制溝
を形成した後に図8に示す仮想線42に沿って切断し、
ヘッドチップを得る。その後、摺動面の曲面加工、及び
鏡面加工を施すことにより前記図1に示したような磁気
ヘッド1が得られる。
【0017】本実施例では、比較例として、拡散防止膜
にCr膜単層を形成し、ギャップ形成膜にSiO2膜を
形成した、図9に示す構成の磁気ヘッドを、本発明の磁
気ヘッドと同様の工程で作成した。また、ヘッド製造工
程と同じ熱処理工程を施した模擬形状試料を作成し、拡
散防止膜近く及びギャップ形成膜近くの組成分析をオー
ジェ電子分光分析法で行なった。
【0018】表1に、比較例と本発明の磁気ヘッドの耐
食性試験を行なった結果を示す。耐食性試験は、0.5
規定の塩化ナトリウム水溶液に浸漬する方法で行なっ
た。また、腐食の状況は、所定時間後に取りだした後、
ヘッド側面より観察した。比較例として作成した磁気ヘ
ッドでは、15〜20時間後に全ての磁気ヘッドでヘッ
ド側面部分からの腐食が発生したのに対し、本発明の磁
気ヘッドでは、腐食の発生は認められなかった。また、
腐食の発生は、その初期では、拡散防止膜側からの腐食
とギャップ形成膜側からの腐食のいずれも観察された。
図10,図11にオージェ電子分光分析法による拡散防
止膜近く及びギャップ形成膜近くの組成の深さ方向依存
性を模擬形状試料で測定した結果を示す。図10に示し
た比較例の結果では、FeTaCAl膜を挾んでいるC
r(拡散防止膜)近くとSiO2(ギャップ形成膜)近
くでFeTaCAl膜のアルミニウム濃度の低下してい
ることが判る。図11に示した本発明の磁気ヘッドで
は、FeTaCAl膜のアルミニウム組成の界面近くで
の低下は認められず、ほぼ一定に保たれていることがわ
かる。この図10,図11の結果及び表1の結果から、
腐食の発生の防止には、アルミニウム欠乏領域を形成さ
せない構成とすることが重要であることが判る。アルミ
ニウム欠乏領域の形成は、それ自身の耐食性を低下させ
るばかりでなく、アルミニウム濃度が高い部分のFeT
aCAl膜と局部電池としても作用してしまい、著しい
耐食性の劣化を引き起こす。また、本実施例では、1
4,16の膜にアルミニウムを用いたが、アルミニウム
を主構成元素とする非磁性膜であれば同様の効果が得ら
れる。
【0019】表2に、拡散防止膜13,拡散防止膜14
の膜厚を変化させた場合の、本発明の磁気ヘッドの耐食
性試験の結果を示す。本実施例では、拡散防止膜13と
してCr膜を適用しているが、酸化物磁性材料との付着
力及びアルミニウムとの付着力が強固であれば他の材料
でも差し支えない。Cr膜は膜厚が10Å程度では、高
精度ダイサによる接合ブロックからのチップ切断の際に
巻線窓内部で膜剥離が70%以上の確率で発生し、耐食
性試験の結果、この剥離部分からの腐食が確認された。
また、拡散防止膜14であるAl膜は、実験した10Å
〜50Åの範囲でいづれも高い耐食性を示した。また、
擬似信号出力を考慮すると、拡散防止膜の全体の厚さ
は、120Å以下が好ましい。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】主磁路が酸化物磁性材料より成り、その
少なくとも一部がアルミニウムを含有する鉄基微結晶膜
で形成されている一対の磁気コア半体をギャップ形成膜
を介して接合されてなる磁気ヘッドにおいて、アルミニ
ウムを含有する鉄基微結晶膜をアルミニウムを主構成元
素とする非磁性材料で挾み込む構造とすることで、ヘッ
ド製造工程中の熱処理工程におけるアルミニウムを含有
する鉄基微結晶膜のアルミニウムの拡散を防止し、耐食
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ヘッドの斜視図。
【図2】本発明の磁気ヘッドの作動ギャップ部分の説明
図。
【図3】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図4】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図5】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図6】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図7】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図8】本発明の磁気ヘッドのヘッド製造工程の説明
図。
【図9】従来の磁気ヘッドの作動ギャップ部分の説明
図。
【図10】従来の磁気ヘッドと同様の構成をした模擬試
料のオージェ電子分光分析の特性図。
【図11】本発明の磁気ヘッドと同様の構成をした模擬
試料のオージェ電子分光分析の特性図。
【符号の説明】
10,11…コア半体、12A,12B…コア基体、1
3…拡散防止膜、14…拡散防止膜、15…鉄基微結晶
膜、16…アルミニウム膜、17…作動ギャップ、18
…融着ガラス、21…ギャップ形成膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 敏雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 山下 武夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主磁路が酸化物磁性材料より成り、その少
    なくとも一部がアルミニウムを含有する鉄基微結晶膜で
    形成されている一対の磁気コア半体をギャップ形成膜を
    介して一体に接合されてなる磁気ヘッドにおいて、上記
    酸化物磁性材料と上記アルミニウムを含有する鉄基微結
    晶膜の接合面に2層からなる拡散防止膜を有し、上記2
    層からなる拡散防止膜の上記アルミニウムを含有する鉄
    基微結晶膜側の拡散防止膜及び、上記鉄基微結晶膜と上
    記ギャップ形成膜との接合面にアルミニウムを主構成元
    素とする非磁性材料を形成することを特徴とする磁気ヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】上記酸化物磁性材料と上記鉄基微結晶膜の
    接合面に2層からなる拡散防止膜が設けられ、上記酸化
    物磁性材料側の拡散防止膜としてクロム膜が形成され、
    上記クロム膜、及び、上記アルミニウムを含有する鉄基
    微結晶膜側に配された拡散防止膜であるアルミニウムを
    主構成元素とする非磁性膜の膜厚が、20≦クロム≦7
    0 10≦アルミニウムを主構成元素とする非磁性膜≦50 30≦拡散防止膜(2層からなる拡散防止膜の膜厚の
    和)≦120 である(単位はÅ)請求項1に記載の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】アルミニウムを含有する鉄基微結晶膜の構
    成元素が、Fe−Al−X−M(但し、X:Zr,N
    b,Hf,Taのうち少なくとも1種類、M:C,Nの
    うち少なくとも1種類)である請求項1または2に記載
    の磁気ヘッド。
JP8177695A 1996-07-08 1996-07-08 磁気ヘッド Pending JPH1027309A (ja)

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