JPH10283610A

JPH10283610A - 磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10283610A
Application number: JP9090670A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Adachi; 博史足立
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】磁性フェライト材上に強磁性金属膜を形成し
た磁気ヘッドにおいて、ギャップ接合の熱処理時、熱膨
張率の差から、磁性フェライト材に圧縮応力がかかり、
フェライト単体の磁気ヘッドよりも再生効率が悪くな
る。【解決手段】磁性フェライト材１に磁性フェライト材
１よりも低熱膨張係数ガラス膜２を形成し、焼き付ける
ことによって、ガラスの応力により、磁性フェライト材
１のギャップ５近傍に引っ張り応力を加え、磁気ヘッド
の再生効率を向上させる。またガラス膜２へ強磁性金属
膜３をスパッタリング等の手法で形成した際、金属膜付
着強度が向上し膜剥離が生じにくく、またガラス膜２が
比較的厚いため、強磁性金属膜３と磁性フェライト材１
とが完全に隔離し、反応しないため、信頼性が高く、高
歩留まりで特性の良好な磁気ヘッドが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録再生装置
に使用される磁気ヘッド及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の分野においては、信号
記録の高密度化が進められ、高い抗磁力と、高い残留磁
束密度を有する記録媒体が使用されるようになってきて
いる。これに対応するため、磁気ヘッドにおいても、高
い飽和磁束密度と高い透磁率を有する磁心が要求されて
いる。このような要請から、従来、磁気ヘッド材料とし
て、広く使用されているフェライト等の酸化物磁性材料
の表面に、フェライトより高い飽和磁束密度を有する強
磁性金属膜を、ギャップ近傍に形成した、メタルインギ
ャップ（ＭＩＧ）型磁気ヘッドが提案されている。

【０００３】周知のように、ＭＩＧ型磁気ヘッドの構成
は、一対の磁性フェライト材の対向面にトラック幅規制
溝を形成し、前記、対向面上に、反応防止膜を介して、
強磁性金属膜を形成する。反応防止膜は、強磁性金属膜
と磁性フェライト材の反応を防止するため、ＳｉＯ₂や
Ａｌ₂Ｏ₃などの薄い膜で構成される場合が多い。次に、
接合用ガラスと強磁性金属膜との反応を防ぐと共にギャ
ップ長を確保するため、強磁性金属膜の上にガラスや酸
化物などを形成し、その面同士を突き合わせ、トラック
幅規制溝部に接合用ガラスを溶融充填し、一対の磁気コ
ア半体を接合一体化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の磁気ヘッドの場合、再生効率が、磁性フェラ
イト材のみで作成された、いわゆる従来のフェライト磁
気ヘッドより悪くなることが、一般的に知られている。
この原因としては、磁性フェライト材とその上に形成さ
れる強磁性金属膜の熱膨張係数の差に起因すると考えら
れている。一般的に、充分な磁気特性を有する酸化物と
金属材料では、金属材料のほうが熱膨張係数が大きく、
ギャップ接合時の熱処理などの際に、熱膨張係数の差か
ら、磁性フェライト材に圧縮応力がかかる。フェライト
磁気ヘッドの場合、ギャップ突き合わせ面を（１１１）
面に、主磁路面を（１１０）面とし、（１１０）面内
で、結晶軸〈１１０〉が摺動面に向かう方向に、互いに
接近する矢はず模様を描くように設定された時、再生効
率が最もよいことは、特公昭６２−１８９６８号公報や
特公昭６３−３３６５号公報で知られている。このよう
な設定で作られた磁気ヘッドは、再生効率に大きな影響
を与えるギャップ付近の磁性フェライト材に、ギャップ
の側面近傍に引っ張り応力を与えるようなガラス材料で
構成し、再生効率を向上させることが、特公昭６２−１
８９６８号公報で開示されている。また、結晶磁気異方
性定数Ｋ₁は１×１０⁴ｅｒｇ／ｃｃ近辺の組成が磁気特
性上優れていることも上記公報に記載されている。

【０００５】これらの事実から、磁性フェライト材の上
に強磁性金属膜を形成する構成の磁気ヘッドでは、フェ
ライト単体の磁気ヘッドよりも再生効率が悪くなること
は、避けられない。本発明は、磁性フェライト材のギャ
ップ近傍に引っ張り応力を与え、本来のフェライト材料
の特性を充分引き出し、高い再生効率を達成するための
ＭＩＧ型磁気ヘッドの構造及び、製造方法を提案するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の磁気ヘッド及びその製造方法は、トラック幅
規制溝が形成された磁性フェライト材と、強磁性金属膜
の間に、上記磁性フェライト材よりも熱膨張係数が小さ
く、また、上記トラック幅規制溝の溝部に充填する接合
用ガラスよりも、高融点のガラスを形成することを特徴
とするもので、この構成によって、磁性フェライト材の
ギャップ近傍に引っ張り応力が加わり、磁気ヘッドの再
生効率が向上することはもとより、ガラス膜上へ強磁性
金属膜をスパッタリングの手法で形成するため、金属膜
付着強度が向上し、膜剥離が生じにくく、また上記ガラ
ス膜が比較的厚いため、強磁性金属膜と磁性フェライト
材とが、ガラス膜によって完全に隔離されるため、従来
のように反応することは全くない。これにより、再生効
率が向上し、高抗磁力テープに充分対応できる特性の良
好な磁気ヘッドが得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一対の磁性フェライト材の対向面に、トラック幅規
制溝を形成し、上記対向面上に、強磁性金属膜を形成し
て、第１、第２の磁気コア半体を形成し、該第１、第２
の磁気コア半体の強磁性金属膜上にギャップ材料を形成
し、該ギャップ材料同士を突き合わせた状態で、加圧し
ながらギャップ材料同士を接合させて磁気ギャップを形
成すると同時に、トラック幅規制溝の溝部に、接合用ガ
ラスを溶融充填して、第１、第２の磁気コア半体を接合
一体化する磁気ヘッドの製造方法において、上記トラッ
ク幅規制溝が形成された磁性フェライト材と、強磁性金
属膜の間に、上記磁性フェライト材よりも熱膨張係数が
小さく、また、上記トラック幅規制溝の溝部に充填する
接合用ガラスよりも、高融点のガラスを形成することを
特徴とする磁気ヘッドの製造方法で、磁性フェライト材
のギャップ近傍に引っ張り応力を与え、本来のフェライ
ト材料の特性を充分引き出し、高い再生効率を得られ
る。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、ギャッ
プ近傍の側面が磁性フェライト材、高融点ガラス膜、反
応防止膜、強磁性金属膜の順に構成された一対の磁気コ
ア半体を、ギャップ材料を介して、強磁性金属膜同士が
突き合わされた構造の磁気ヘッドで、このような構造に
することにより、磁性金属膜と磁性フェライト材とが、
ガラス膜によって完全に隔離されるため、従来のように
反応することは全くなく、高融点ガラス膜の熱膨張係数
を磁性フェライト材よりも小さくすることによりギャッ
プ付近の磁性フェライト材に引っ張り応力を与えるた
め、再生効率の向上が可能となる。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、磁性フ
ェライト材の熱膨張係数と、磁性フェライト材と強磁性
金属膜の間に形成する高融点ガラスの熱膨張係数の差
が、１０×１０^-7／ｄｅｇ以上であることを特徴とする
請求項２記載の磁気ヘッドで、ガラスの応力により、磁
性フェライト材のギャップ近傍は、引っ張り応力を受
け、磁性フェライト材は充分な特性が引き出せる。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、磁性フ
ェライト材と強磁性金属膜の間に形成する高融点ガラス
と、一対の磁性フェライト材の対向面に形成されたトラ
ック幅規制溝部に充填する接合用ガラスのガラス転移温
度（Ｔｇ）の差が、２０ｄｅｇ以上であることを特徴と
する請求項２記載の磁気ヘッドであり、ガラス転移温度
（Ｔｇ）の差を、２０ｄｅｇ以上設けることによって、
接合ガラスの溶融充填時の加熱の際、磁性フェライト材
に形成されたガラス膜に変化が生じない。

【００１１】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いながら説明する。（実施の形態１）本発明の実施の形態における磁気ヘッ
ドの構造の一例を、図１、図２のテープ摺動面の正面図
に表し、また製造のプロセスを図３の工程図に示す。図
３のように、磁性フェライト材１にトラック幅規制溝を
形成し、その上に、ガラス膜２をスパッタリングやＣＶ
Ｄなどの手段で形成する。その後、上記ガラスを溶融さ
せ、磁性フェライト材１上に焼き付ける。このガラス材
料は、上記磁性フェライト材１の熱膨張係数よりも充分
低い値のものを使用する。このガラスの応力により、上
記磁性フェライト材１のギャップ近傍は、引っ張り応力
を受け、磁性フェライト材１は、充分な特性が引き出せ
る。

【００１２】次に、ギャップ面研磨を行い、磁性フェラ
イト材１と強磁性金属膜３とが接合する部分の、上記ガ
ラス膜を取り除く。研磨による磁性フェライト材１の加
工変質層を取り除くため、ケミカルエッチングを施した
後、強磁性金属膜３と磁性フェライト材１との反応を防
ぐための反応防止膜（図示せず）を形成した後、強磁性
金属膜３をスパッタリングなどの手段により形成する。

【００１３】次に、上記、強磁性金属膜３の上に、ギャ
ップ材料を形成した後、その面同士を突き合わせ、トラ
ック幅規制溝部を接合用ガラス４で溶融充填し、一対の
磁心を接合一体化する。尚、接合用ガラス４の溶融充填
時の加熱により、上記、磁性フェライト材１上に形成さ
れたガラス膜２が変化しないため、磁性フェライト材１
上に形成するガラス膜２と接合用ガラス４のガラス転移
温度（Ｔｇ）は、２０ｄｅｇ以上の差をつけるのが望ま
しい。

【００１４】このような構造にすることにより、磁性フ
ェライト材１のギャップ近傍に引っ張り応力が加わり、
磁気ヘッドの再生効率が向上することはもとより、ガラ
ス膜２上へ、強磁性金属膜３をスパッタリングの手法
で、形成するため金属膜付着強度が向上し、膜剥離が生
じにくく、また、上記ガラス膜２が比較的厚いため、強
磁性金属膜３と磁性フェライト材１とが、ガラス膜２に
よって完全に隔離されるため、従来のように、反応する
ことは全くない。

【００１５】以下、本発明の実施の形態の工程につい
て、図３を用いて説明する。なお、図３を用いて、本発
明を具体的な実施例により説明するが、本発明がこの実
施例に限定されるものでないことは言うまでもない。ま
ず、一対の磁性フェライト材１にトラック幅規制溝を形
成する（図３（ａ））。次に、トラック幅規制溝形成面
に、熱膨張係数（α）が９５×１０^-7／ｄｅｇ、ガラス
転移点（Ｔｇ）が４２０℃のガラスをスパッタリングの
手法で２０００Å、５０００Å、１００００Åの膜厚に
形成した（図３（ｂ））。尚、磁性フェライト材１の熱
膨張係数（α）は、１１５×１０^-7／ｄｅｇのものを使
用した。磁性フェライト材１は、磁気ヘッド完成時に、
摺動面が（２１１）面、ギャップ突き合わせ面が（１１
１）面、摺動面とギャップ突き合わせ面の隣接する面は
（１１０）面で、（１１０）面内で、結晶軸は〈１１
０〉軸が摺動面に向かう方向上、互いに接近する矢はず
模様を描くよう設定した。また、結晶磁気異方性定数Ｋ
₁は、１×１０⁴ｅｒｇ／ＣＣであった。

【００１６】次に、磁性フェライト材１のギャップ側面
近傍に、引っ張り応力を与えるため、図３（ｂ）で、ス
パッタリングされたガラス材料を６５０℃に加熱して融
着させ、磁性フェライト材１に焼き付ける（図３
（ｃ））。強磁性金属膜３と磁性フェライト材１を接合
させるため、トラック幅規制されたギャップ面を研磨す
ることにより、上記ガラスを除去し、その面を鏡面に仕
上げる（図３（ｄ））。

【００１７】さらに、ギャップ形成面の、加工変質層を
取り除くため、リン酸により、ケミカルエッチングを施
した（図３（ｅ））。その後、強磁性金属膜３と磁性フ
ェライト材１の反応を防止するため、上記、研磨面にＳ
ｉＯ₂をスパッタリングの手法で、１００Åの膜厚で形
成をした（図３（ｆ））。

【００１８】次に、その面に、Ｆｅ、Ｔａのターゲット
により、Ａｒ及びＮ₂の雰囲気中で５μｍの厚みスパッ
タリングを行い、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎ膜を形成した（図３
（ｇ））。その後、この強磁性金属膜上にギャップ材と
して、ＳｉＯ₂を１０００Å、スパッタリングの手法で
形成し、その面同士を突き合わせて、トラック幅規制溝
部を接合用ガラスで溶融充填し、一対の磁心を接合一体
化した。

【００１９】尚、一対の磁心の内、片側磁心には、巻線
窓部が形成されている。（図示せず）接合用ガラスは、
ガラス転移点（Ｔｇ）４００℃で、熱膨張係数（α）は
９０×１０^-7／ｄｅｇのものを使用した。接合一体化時
の加熱温度は、５００℃で行なった。上記プロセスで作
成した磁気ヘッドは、磁性フェライト材１と強磁性金属
膜３の間のガラス膜のゆるみもなく、また、強磁性金属
膜の剥離や、強磁性金属膜と磁性フェライト材の反応も
皆無であった。従来の工法と比較した再生出力を下記に
示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】上記、データからもわかるように、本発明
の狙いである磁性フェライト材のギャップ側面近傍に引
っ張り応力を加え、再生効率を上げることが可能である
ことが、実証された。尚、このような手法は、ＭＩＧ型
磁気ヘッドに限定されず、フェライト磁気ヘッドにおい
ても、ギャップ付近のフェライト材料に引っ張り応力を
与えるためのガラスと、モールドし一対の磁心を接合一
体化するための接合用ガラスをそれぞれ別々に使用し、
最適なガラスが設定できることを示唆するものであり、
このような用途にも適用可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、磁性フェライト
材と強磁性金属膜の間に、磁性フェライト材よりも熱膨
張係数が小さく、接合用ガラスよりも高融点のガラスを
形成することにより、磁性フェライト材のギャップ近傍
に引っ張り応力が加わり、磁性フェライト材の特性が充
分に引き出され、且つ、ガラス膜によって、磁性フェラ
イト材と強磁性金属膜が、完全に隔離されるため、従来
のように反応もしなくまた、強磁性金属膜の剥離もな
い。したがって、再生効率が向上し、高抗磁力テープに
充分対応できる特性の良好な磁気ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を説明するためのテープ摺動面の
正面図

【図２】別の本発明の構成を説明するためのテープ摺動
面側の正面図

【図３】本発明の磁気ヘッドの製造プロセスを説明する
ための工程図

【符号の説明】

１磁性フェライト材２ガラス膜３強磁性金属膜４接合用ガラス５ギャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の磁性フェライト材の対向面に、ト
ラック幅規制溝を形成し、該対向面上に、強磁性金属膜
を形成して、第１、第２の磁気コア半体を形成し、該第
１、第２の磁気コア半体の前記強磁性金属膜上にギャッ
プ材料を形成し、該ギャップ材料同士を突き合わせた状
態で、加圧しながら該ギャップ材料同士を接合させて磁
気ギャップを形成すると同時に、前記トラック幅規制溝
の溝部に、接合用ガラスを溶融充填して、前記第１、第
２の磁気コア半体を接合一体化する磁気ヘッドの製造方
法において、前記トラック幅規制溝が形成された磁性フ
ェライト材と、前記強磁性金属膜の間に、前記磁性フェ
ライト材よりも熱膨張係数が小さく、また、前記トラッ
ク幅規制溝の溝部に充填する前記接合用ガラスよりも、
高融点のガラスを形成することを特徴とする磁気ヘッド
の製造方法。
【請求項２】ギャップ近傍の側面が磁性フェライト
材、高融点ガラス膜、反応防止膜、強磁性金属膜の順に
構成された一対の磁気コア半体を、ギャップ材料を介し
て、強磁性金属膜同士が突き合わされた構造の磁気ヘッ
ド。
【請求項３】磁性フェライト材の熱膨張係数と、磁性
フェライト材と強磁性金属膜の間に形成する高融点ガラ
スの熱膨張係数の差が、１０×１０^-7／ｄｅｇ以上であ
ることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】磁性フェライト材と強磁性金属膜の間に
形成する高融点ガラスと、一対の前記磁性フェライト材
の対向面に形成されたトラック幅規制溝部に充填する接
合用ガラスのガラス転移温度の差が、２０ｄｅｇ以上で
あることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。