JPH11353612A

JPH11353612A - 非磁性基板及びこれを用いた磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH11353612A
Application number: JP16220698A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tamura; 孝田村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】耐摩耗性及び加工性を向上させる非磁性基
板及びこれを用いた磁気ヘッドを提供すること。【解決手段】ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ₂を主成分と
し、かつＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下
であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非磁性基板及びこれ
を用いた磁気ヘッドに関し、さらに詳しくは、耐摩耗性
及び被加工性に優れた非磁性基板及びこれを用いた磁気
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録テープを磁気記録媒体として用
いているＶＴＲ（ＶｉｄｅｏＴａｐｅＲｅｃｏｄｅ
ｒ）あるいはＤＡＴ（ＤｉｇｉｔａｌＡｕｄｉｏＴ
ａｐｅ）等の磁気記録再生装置は、磁気記録テープに信
号を記録したりあるいは記録された信号を再生する磁気
ヘッドを備える。また、磁気ディスクを記録媒体とする
ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）及びＦＤＤ
（ＦｌｏｐｐｙＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等の磁気記録
再生装置においても、同様な磁気ヘッドを備える。

【０００３】これら磁気ヘッドは、高透磁率磁性材料か
らなる磁気コアと、この磁気コアに巻回されたコイル等
の部材から構成される電磁誘導型が主流である。この電
磁誘導型の磁気ヘッドは、従来からバルクの透磁率磁性
材料を機械加工により切り出したコア半体をギャップを
挟んで突き合わせて磁気コアを作製している。しかしな
がら、近年、磁気記録の高密度化のため挟トラック化及
び挟ギャップ化等が要求されている。

【０００４】これらの要求に応えるため、金属系磁性層
を非磁性基板からなるガード材で挟み込んで磁気コア半
体を構成し、この磁気コア半体をお互いに突き合わせて
ガラス融着等により接合一体化された積層型磁気ヘッド
が実用化されている。また、非磁性基板からなる基板上
に高透磁率の磁性薄膜や導電材料薄膜を成膜し、これに
ドライエッチング等の薄膜加工技術を適用して磁気コア
や磁気コイルを形成されることにより作製される薄膜型
磁気ヘッドも実用化されている。また、再生専用とし
て、非磁性基板からなる基板上に磁気抵抗素子を成膜し
た薄膜型磁気ヘッドはＨＤＤ装置等に使用されている。
これら積層型磁気ヘッド、薄膜型磁気ヘッド等の非磁性
基板のガード材として、ＣａＯ−ＴｉＯ₂系（例えば特
開昭５７−９５８７２）、ＭｎＯ−ＮｉＯ系（例えば特
開昭６２−２２４１１）が提案使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＣ
ａＯ−ＴｉＯ₂系及びＭｎＯ−ＮｉＯ系は、フェライト
単結晶と比較して、磁気テープに対する摩耗量が大きい
といった問題点がある。例えばＣａＯ−ＴｉＯ₂系の非
磁性基板２において、ＣａＯはＴｉＯ₂のみと反応しＣ
ａＴｉＯ₃を形成する。このＣａＴｉＯ₃は耐摩耗性が
極端に低いため、磁気テープを摺動させると摩耗しやす
くなってしまう。さらに非磁性基板２の摺動面内におい
て、ＣａＴｉＯ₃のみが摩耗し他の物質が摩耗しないと
いう現象が生じると、摺動面に段差が生じて磁気テープ
を傷つけてしまうという問題がある。このため、ＣａＯ
−ＴｉＯ₂系またはＭｎＯ−ＮｉＯ系をガード材とした
積層型磁気ヘッド及び薄膜型磁気ヘッドは、フェライト
単結晶を磁気コアとしたフェライトヘッド及びＭＩＧ
（ＭｅｔａｌＩｎＧａｐ）ヘッドと比較すると磁気
ヘッドとしての寿命が非常に短く、特に低温多湿等の使
用環境下において顕著であるという問題がある。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みて提案されたも
のであり、耐摩耗性に優れた非磁性基板及びこれを用い
た磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の非磁性基板は、
上述の目的を達成するために提案されたものであり、Ｎ
ｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ₂を主成分とし、かつＴｉＯ₂
が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下とすることを特徴
とする。

【０００８】本発明によると、ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉ
Ｏ₂を主成分とし、かつＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％以上９
０ｍｏｌ％以下とすることにより、各種記録媒体に対し
てフェライト単結晶を磁気コアとした磁気ヘッドと同等
以上の耐摩耗性を得ることができる。

【０００９】また、非磁性基板の加工性を考慮すると、
ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量以下であることが望
ましい。これにより、ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有
量以下にすることより、優れた耐摩耗性を示しつつ加工
性を向上させることができる。

【００１０】本発明の磁気ヘッドは、ＮｉＯ、ＺｎＯ及
びＴｉＯ₂を主成分とし、かつＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％
以上９０ｍｏｌ％以下である非磁性基板上に磁性薄膜ま
たは磁気抵抗素子を有することを特徴とする。

【００１１】本発明の磁気ヘッドは、ＮｉＯ、ＺｎＯ及
びＴｉＯ₂を主成分とし、かつＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％
以上９０ｍｏｌ％以下とすることにより、各種記録媒体
に対してフェライト単結晶を磁気コアとした磁気ヘッド
と同等以上の耐摩耗性を得ることができる。

【００１２】本発明の磁気ヘッドにおいても、加工性の
観点から非磁性基板がＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有
量以下であることが望ましい。これにより、ＮｉＯの含
有量がＴｉＯ₂の含有量以下にすることより、優れた耐
摩耗性を示しつつ加工性を向上させることができる。

【００１３】

【発明の実施例の形態】以下、本発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもので
はない。

【００１４】以下本発明の非磁性基板及びこれを用いた
磁気ヘッドにつき、図１及び図２を参照して説明する。
図１は積層型磁気ヘッドの一例を示す概略斜視図であ
る。図１に示す磁気ヘッド１は、高透磁率の磁性薄膜及
び絶縁膜を交互に複数層形成した積層磁性体膜４を、非
磁性基板からなるガード材２の間に挟持した一対の磁気
コア半体３同士を磁気ギャップＧｐ挟んでを突き合わ
せ、接合一体化したものである。トラック幅Ｔｗは積層
磁性体膜４の膜厚によって規定される。

【００１５】また、当たり幅Ｃｗは摺動面５に露出する
積層磁性体膜４とガード材２の厚さの和で規定される。
さらに、磁気コア半体３同士の突き合わせ面には、ギャ
ップデプスＤｐを規定するとともにコイルを巻回するた
めの巻線窓６が形成されている。かかる積層型磁気ヘッ
ドに後述する非磁性基板２を適用することにより、耐摩
耗性に優れた磁気ヘッドを供給することができる。

【００１６】図２はＨＤＤ装置用の磁気ヘッドの一例を
示す概略側面図であり、図２の磁気ヘッド１は磁気ヘッ
ドと磁気ディスクとを１つの筐体に収容するいわゆるウ
インチェスタタイプのスライダである。このスライダで
ある非磁性基板２の一側端面に、磁気ヘッド素子７が固
着されたものである。この磁気ヘッド素子７は、電磁誘
導型でも磁気抵抗型であってもよい。なお図中の破線は
磁気ヘッド１の摺動面の長手方向に形成された溝を表わ
す。ＨＤＤ装置用の磁気ヘッド１に後述する非磁性基板
２を適用することにより、耐摩耗性に優れた磁気ヘッド
を適用することができる。

【００１７】ここで、非磁性基板２の製造方法について
詳しく説明する。非磁性基板２はセラミックスの一般的
な方法で製造できる。すなわち、ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴ
ｉＯ₂が所定の組成になるように、市販のＮｉＯ粉末、
ＺｎＯ粉末及びＴｉＯ₂粉末を秤量し、純水を加えボー
ルミル中にて２４時間湿式混合する。このとき、ＴｉＯ
₂の含有率が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下であ
り、かつＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量以下になる
ように各物質を混合させる。次いで、１００℃にて２０
時間以上乾燥し、粉砕機（例えば商標名：石川式撹拌擂
潰機、以下「石川式ライカイ機」という）で粗粉砕後、
９００℃で５時間仮焼する。その後、仮焼した粉末を石
川式ライカイ機により粉砕する。

【００１８】そして、粉砕した粉末に再度純水を加えボ
ールミル中にて２４時間湿式混合する。次いで、１００
℃にて２０時間以上乾燥し、石川式ライカイ機で粉砕
後、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の１０ｗｔ％水溶
液を全粉末重量の１０ｗｔ％を加え造粒した。その後、
８０ＭＰａでプレス成形し酸素中にて１２００℃から１
４００℃で焼成した。さらに、Ａｒにより１００ＭＰａ
で加圧しながら１１００℃から１３５０℃でＨＩＰ（Ｈ
ｏｔＩｓｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓｓｉｎｇ：ホット
アイソスタティック成形）処理を施し、非磁性基板２が
完成する。上述のように製造された非磁性基板２内に
は、確認されている範囲でＮｉＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、
ＮｉＴｉＯ₃、ＮｉＺｎＴｉＯ₄及びＺｎ₂ＴｉＯ₄等
の物質が生成され、このうち、ＮｉＴｉＯ₃、ＮｉＺｎ
ＴｉＯ₄及びＺｎ₂ＴｉＯ₄が耐摩耗性を高めている。

【００１９】得られた非磁性基板２について、摩耗量及
び加工性を評価した。非磁性基板の摩耗量は、非磁性基
板単体でダミーヘッドを作製しその摩耗量を測定した。
ダミーヘッドの形状は、１．５ｍｍ（幅）×２ｍｍ×
０．２ｍｍ（厚さ）で、摺動面の当たり幅８０μｍ、当
たり幅方向の曲率Ｒ＝６ｍｍである。摩耗試験、このダ
ミーヘッドをデータストレージテープドライブデッキＳ
ＤＸ−３００Ｃ（ソニー社製）に搭載し、Ｃｏ合金系の
薄膜蒸着テープＳＤＸ−Ｔ３Ｎ（ソニー社製）を−５℃
の環境下で１０００時間走行させた後、ドラム表面から
のダミーヘッドの突き出し量の変化を測定し摩耗量とし
た。ここで、摩耗量が少ないもの程、耐摩耗性が良好で
あることを表わす。なお、ドラム表面からのダミーヘッ
ドの突き出し量の初期設定値は３０μｍとした。

【００２０】通常のスライシングマシンを使用して、非
磁性基板に回転砥石を５０パス入れた後の回転砥石の摩
耗量、すなわち回転砥石の初期溝深さと５０パス終了後
に回転砥石に形成された溝深さの差を測定し加工性を評
価した。この回転砥石の摩耗量が少ない程、加工性が良
好であることを表わす。加工条件は砥石をＳＤ３／８
（Ｒ２００）、砥石回転数を５０００ｒｐｍ、送り速度
を３０ｍｍ／ｍｉｎ、切り込み深さを０．１ｍｍとし
た。なお、比較としてＭｎＯ−ＮｉＯ系非磁性基板、Ｃ
ａＯ−ＴｉＯ₂系非磁性基板及びＭｎＺｎフェライトの
摩耗量及び加工性も評価した。

【００２１】原料組成物中のＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ
₂の配合比を変え、表１に示す試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２
０の非磁性基板を作製した。試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０
の非磁性基板及び比較材について、摩耗量及び加工性を
評価した。これらの評価結果も表１に示す。

【表１】まず、ＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％未満のＮｏ．１〜Ｎｏ．
３の試料及び９０ｍｏｌ％を超えるＮｏ．１９、２０の
試料は、摩耗量がＭｎＺｎフェライトの比較３より大き
く、ＭｎＯ−ＮｉＯ系の比較１及びＣａＯ−ＴｉＯ₂系
の比較２とほぼ同等の７μｍ〜９μｍある。このため、
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３、Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．２０の試料を
磁気ヘッドのガード材またはスライダ等に使用した場合
には、摩耗が大きく磁気ヘッドとしての寿命が短くなり
不適である。

【００２２】一方、ＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％以上９０ｍ
ｏｌ％以下のＮｏ．４〜Ｎｏ．１８の試料は、摩耗量が
ＭｎＺｎフェライトの比較３と同等以下であり、いずれ
も４μｍ以下である。したがって、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．１
８の試料を磁気ヘッドのガード材またはスライダ等に使
用した場合には、長寿命の磁気ヘッドを作製することが
できる。そして、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．１８の試料の中で、
ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量以下であるＮｏ．
４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．１０、Ｎ
ｏ．１１、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５、Ｎ
ｏ．１６、Ｎｏ．１７及びＮｏ．１８の試料は、いずれ
も砥石の摩耗量が１μｍと小さく加工性が良好である。

【００２３】しかしながら、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．１８の試
料の中でも、ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量を超え
るＮｏ．６、Ｎｏ．９及びＮｏ．１２の試料は、砥石の
摩耗量が８μｍ以上と大きく加工性が悪い。以上の結果
から、ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ₂を主成分とし、かつ
ＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下である非
磁性基板は、摩耗量がＭｎＺｎフェライトと同等以下と
小さいことがわかる。さらに、ＮｉＯの含有量がＴｉＯ
₂の含有量以下の場合には、加工性をも向上させること
ができる。

【００２４】本発明は、上記実施の形態には限定されな
い。本発明の非磁性基板及びこれを用いた磁気ヘッド
は、積層型磁気ヘッド、薄膜型磁気ヘッドの別を問わ
ず、また電磁誘導型、磁気抵抗型、あるいは光磁気記録
媒体用のバイアス磁界印加用ヘッドあるいはスライダ材
料等、使用目的は問わない。また、上述の実施の形態例
は、データストレージテープレコーダ用の磁気ヘッドに
る使われる非磁性基板を想定して評価したが、ＶＴＲ用
やＤＡＴ用の磁気ヘッド、ＨＤＤ用のスライダ等におい
ても同様の結果を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非磁性基板は、ＭｎＺｎフェライトより良好な耐摩耗
性が得られる。また、ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有
量以下である場合には、加工性も向上することができ
る。したがって、かかる非磁性基板を採用することによ
り、耐摩耗性に優れた長寿命の磁気ヘッド及びスライダ
等を作製することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層型磁気ヘッドの一例を示す概略斜視図であ
る。

【図２】ＨＤＤ用の磁気ヘッドの一例を示す概略斜視図
である。

【符号の説明】

１・・磁気ヘッド、２・・・非磁性基板、３・・
磁気コア半体、４・・・積層磁性体膜、５・・・摺動
面、６・・・巻線窓、７・・・磁気ヘッド素子、Ｇｐ・
・・磁気ギャップ、Ｃｗ・・・当たり幅、Ｄｐ・・・デ
プス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ₂を主成分と
し、かつＴｉＯ₂が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下
であることを特徴とする非磁性基板。
【請求項２】ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量以下
である請求項１に記載の非磁性基板。
【請求項３】非磁性基板上に磁性薄膜または磁気抵抗
素子を有する磁気ヘッドにおいて、前記非磁性基板がＮ
ｉＯ、ＺｎＯ及びＴｉＯ₂を主成分とし、かつＴｉＯ₂
が１０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下であることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項４】ＮｉＯの含有量がＴｉＯ₂の含有量以下
である請求項１に記載の磁気ヘッド。