JPS58175122A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高保磁力記録媒体に適応する磁気ヘッドに係り
、特にフェライトと物理蒸着によって得た金属磁性材と
を組み合せた複合型磁気ヘッドおよびその製造方法に関
する。

高密度磁気記録再生装置においては、磁気記録媒体の保
磁力Ｈｅを大きくすれば有利であることはよく知られて
いるが、高保性力の磁気記録媒体に情報を記録するため
には、強さが大きく、かつ、分布の鋏い磁場が必要とな
る。ところが、現在用いられているフェライト材は、そ
の飽和磁束密度Ｂｍが４０００〜５０００ガウス程度で
あるため、得られる記録磁界の強さに限度があり、磁気
記録媒体（磁気テープ）の保磁力Ｈｃが１０００エルス
テツドを越える場合には、記録が不十分になるという欠
点がある。

一方、磁性材料として、ｐｅ−Ａｌ−８ｉ合金（センダ
ストと称されている）、パーマロイ等の結晶質磁性合金
、あるいは、非晶質磁性合金を用いた磁気ヘッドは、一
般に、フェライト材より飽和磁束密度が高く％かつ、摺
動ノイズが低いという優れた特性を有するが、一般に使
用されている板厚では渦電流損失が大きく、ビデオ周波
数領域での実効透磁率がフェライトより低下し、再生能
率が低く、また、耐摩耗性に問題を有する。

したがって、上記のような問題を解決するために、たと
えば１対のフェライトコアの各作動ギヤツブ構成面側に
、該コア材であるフェライトよりも飽和磁束密度の大き
い磁性材をそれぞれ結合して磁気ヘッドを構成すること
は有効である。しかし、このように異質の磁性材を単に
結合すると、その結合境界部が擬似の作動ギャップとし
て作用して記録再生特性を損なう欠点がある。特に、結
合境界部と作動ギャップが平行になるとその境界部で相
当量の信号を拾うことになり、コンタ−効果が激しいと
いう欠点を有する。

以下、従来例を図面によって説明する。たとえば、第１
図にその磁気へラドコアの斜視図を示すごとく、コア部
ｌＯが高透磁率磁性フェライトからなり、その作動ギャ
ップ近傍部１１が物理蒸着を用いた薄膜形成技術１によ
って形成場れｆｃ高飽和磁束密度を有する金塊磁性材に
よって構成され几複合型磁気ヘッドが提案されている。

さらに最近の高密度磁気ヘッドに対しては狭トラツク化
のために、作動ギャップ近傍にトラック幅絞シ用の切り
欠き溝１２を設け、ここに補強用の非磁性材が充填てれ
ている。１３はコイル巻線用の溝である。

第２図は従来の磁気ヘッドの記録媒体対向面の平面図を
示したものであり、図中１５はフェライトコア、１６は
金属磁性材、１７は非磁性膜を介し九作動ギャップ、１
８はフェライトと金属磁性材との結合境界部、１９は狭
トラツク幅にするために切シ欠きを設けここに非磁性材
を充填した部分を示す。ここで、問題となるのは結合境
界部１８のコンタ−効果によって相当量の信号を拾うこ
とである。第３図はそれぞれのへラドコアの周波数ｆに
対する再生出力特性Ｖを示したものであり。

それぞれの信号に波状のコンタ−効果が現われる。

ここで、第２図の（イ）、（ロ）、←慢の構造の磁気ヘ
ッドコアと第３図の（イ）、（ロ）、？ｉの特性はそれ
ぞれ対応させである。

第２図（イ）のへラドコアはフェライトコア部１５と金
属磁性材１６の境界部１８が作動ギャップ１７と平行に
なっており、第３図Ｇ）に示すようにコンタ効果が最も
太きく２ｄＢ以上ある。

一方、第２図（ロンは前記コンタ−効果を除くためにフ
ェライト１５と金属磁性材１６の境界部１８に適当な凹
凸を設は作動ギャップと平行部を持念ないようにしたも
のでるる。このようにすれば、コンタ−効果を若干低減
することができるが、第３図（ロ）に示すように特定の
周波数における小石いコンタ−効果を除去することは難
かしい。

これに対して、第２図ｒｉｕフェライト部１５のギャッ
プ対向面にｔｌぼトラック幅と等しいＵ字状の溝を設け
、これに金属磁性材１６を充填して作動ギャップ１７と
境界部１８が平行部を持友ないようにした構造を示す。

このような構造にすれば第３図（ハ）に示すごとくコン
タ−効果は無視できる程度に低減することができる。し
かし、狭トラツクヘッドにおいては作動ギャップ部およ
びその近傍に絞９加工１９が設けてあシ、記録時に境界
部１８の近傍のフェライト部に磁気的な飽和が起シ磁束
が十分に金属磁性材に流れず、満足する記録再生特性が
得られない欠点を有する。

本発明の目的は、かかる上記欠点を除去しコンタ−効果
を無視できる程度に小さく、記録再生効率の高い複合型
磁気へラドコアおよびその製造方法を提供することであ
る。

上記目的は、作動ギャップを形成する金属磁性材とフェ
ライトの結合部が作動ギャップと平行部を持たない形状
とし、且つ、該金属磁性材と接するフェライトの結合面
積を十分大きくすることによって運つせられる。

以下本発明の一例を第４図（イ）〜（ホ）によって説明
する。第４図は種々の構造を有する磁気ヘッドの磁気記
録媒体対向面を示す図であシ、（イ）、（ロ）で２０は
フェライトコア部、２１は物理蒸着によって形成された
高飽和磁束密度を有する金属磁性材部、２２はフェライ
トと金属磁性材との結合境界部、２３はフェライト部と
金属磁性材との結合面積を決める九めの溝であり、同時
にトラック幅ｔを決める。２４は適描な非磁性膜を介し
た作動ギャップ、２５は補強用非磁性充填材である。図
に示すごとく、フェライトコア２０のギャップ突き合せ
面にＵ字状もしくはＶ字状の溝を設け、該溝に金属磁性
材２１をスパッタリング、イオンブレーティング、真空
蒸着等の物理蒸着法によって充填逼れてなり、フェライ
トと金属磁性材の結合部の縁部２２は、はとんど作動ギ
ャップに平行な部分をもたないようにする。烙らに、フ
ェライトからの磁束を十分に金属磁性材を通るように、
トラック幅決め用の溝２３を、少なくともトラック幅ｔ
よりもフェライト部が広くなるように残して形成してな
る。ここで作動ギャップは実質的に金属磁性材で構成さ
れるようにしてあり、前記溝２３の縁部は作動ギャップ
と平行な部分をもたないようにＵ字もしくはＶ字状にし
、かつ、金属磁性材とフェライトの結合近傍におけるフ
ェライトの体積を大きくしておくことが好ましい。

一方、第４図Ｃ慢、に）は（イ）、（ロ）に対してトラ
ック幅決め用加工溝を２段に行なったものである。すな
わち、第１の溝２６はトラック幅決め用の溝で浅溝とし
、第２の溝２７は補強材充填用の深溝である。

このようにすれば、金Ｘｉ性材のフェライト結合部２２
での接触面積が広くなり、且つ、作動ギャップ近傍部の
フェライト部の幅本広くなり、磁束の流れる効率が高く
なる利点がある。ま次、トラック唱加工精度が高く、任
童の角度の溝が得易い。−万、（ホ）に示す構造はピッ
チの広い７字溝を形成し、その−万の傾斜部２８．２９
を利用することによって得られる。

以上述べたごとくフェライトブロックに設けられた金属
磁性材充填用溝は磁気ヘッドの記録媒体摺動面に表われ
る溝の縁部が作動ギャップ２４と平行部を持たないＵ字
もしくはＶ字状に形成される。一方、第４図（イ）、（
ロ）におけるトラック幅決め溝の縁部２３および（ハ）
、に）、（ホ）における２６゜２７も作動ギャップ２４
と平行部を持たない形状とするとともに、アジマス記録
を行なうヘッドの場合には隣接トラックの記録パターン
とも一致しない形状とすることが必要である。

ｆ７’ｃｓ上記各溝は磁気へラドコアの記録媒体対向面
よシ少なくともコイル巻線溝まであればよく場合によっ
てはヘッドコア後部まで達してもよい。

本発明に用いられる金属磁性材は結晶質合金として、例
えば、ｐｅ−ｆｉ、１−８ｉ系合金、ｐｅ−８ｉ系合金
、）ｉ’ｅ−Ｎｉ系合金が用いられる。一方弁晶質合金
材として、例えば、特開昭５１−６５３９５、％開昭５
１−７３９２０．特開昭５１−７３９２３　　で提案さ
れている９、Ｆｅ１　Ｎ　Ｉ　、　Ｃ。

の一つ以上の元素とＰｅ　Ｃｍ　Ｂ　ｅ　８１の一つ以
上の元素とからなる合金、ま几は、これを主成分とし、
Ａｔ、Ｇｅ、Ｂｅ、　　Ｓｎ、Ｉ　ｎ、Ｍｏ、Ｗ。

Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等金含んだ合金、
もしくはＦｅを含まないＣｏ、Ｚｒを主成分とし、上記
様々の添加物を含んた合金からなる高透磁率、高飽磁束
密度を有するものが用いられる。一方、フェライト材Ｉ
ｔｓ　Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトおよびＮｒ−ｚｎフ
ェライトの単結晶屹るいは多結晶が用いられる。

以上に述べたごとく本発明の複合型磁気ヘッドは薄膜形
成技術によって得られた金属磁性材と７粍性の点でも優
れ、しかも前記金属磁性材料、あるいは非晶質合金磁性
材がフェライト内に埋め込まれた構造となっているので
密着性に優れ１機械的強度が高く、をらに、フェライト
と金属磁性材との結合部のコンタ−効果をほとんど無視
することができ高能率なヘッド構造を有する。また、き
わめて能率的かつ高精度に製造することができるなどの
特徴を有する。

以下に、本発明の磁気ヘッドの製造方法を実施例により
詳細に説明する。

第５図（イ）〜（２）に複合型磁気ヘッドの製造工程の
概要を示す。

工程（’Ｉ）　；　Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトからな
る直方体大ブロック３０を用意した。その形状は、ａ＝
約１５ｗ、ｂ＝６ｍ、ｃ＝１．５＋ｗとなっておシ、ａ
は所定幅の磁気へラドコアが陵数個切り出せるだス けの長さをもち、ｂはへラドコアの高さの約２倍の長さ
？もち、Ｃは磁気へラドコア半休の厚みをもち、ブロッ
ク３０の上面３２はギャップ突き合せ面となる。このよ
うな形状のフェライト大ブロックのギャップ突き合せ面
３２の一方のａｂ面にａ辺と平行にコイル巻線用の溝３
１を砥石で加工した。

工程（ロ）；前記直方体ブロックのａｂ面にｂ辺と平行
に複数の溝３３を所定間隔、所定幅、所定深さで設けた
。溝３３は高速ダイサーで行ない、レジンボンドのダイ
ヤモンド砥石の先端をＵ字もしくはＶ字状に成形しｔも
のを用いた。溝の幅ｅはトラック幅より若干広くした。

本実施例ではトラック幅を２５μｎｌとし、溝幅ｅを３
０〜３５μｍとし友。溝の深さｄは１０〜５　Ｑ　ｔｔ
　ｍとし念。溝の角度θ１．θ、は１０〜８０°とした
。

工程（ハ）；上記大ブロック３０のギャップ突き合せ面
となる上面に合端磁性材３４をスパッタリング法によっ
て形成した。金属磁性材３４はフェライト大ブロック３
０の溝３３が少なくとも完全に埋まるように形成した。

工程′に）；次に上記大ブロックの上面を研削し。

溝部３３に埋め込筐れた金属磁性材３５を残して余分の
金属磁性材を除去した。この研削はフェライト大ブロッ
ク３０の表面が衣われるまで行ない、次に鏡面研摩仕上
げを施こしてギャップ突き合せ面とした。このようにし
て金属磁性材とフェライトの複合大ブロック３６全作製
し次。

工程（ホ）；前記複合大ブロック３６の溝中に残され友
金属磁性材の両側部に溝３７を設ける。線溝３７は鍋速
ダイサなどで加工され、前記金属磁性材充填溝３３とほ
ぼ同一形状にするとよい。また、磁気記録媒体対向面の
溝の縁部とギャップ形成面とのなす角θ、は０　となら
ないようにし、かつ、隣接トラック上にお、よぶ場合で
も充分なアジマス損失を与えクロストーク障害を生じな
いように決定している。実施例ではθ、を１０〜６０°
とした。

上記溝３７は磁気へラドコアになった時のトラック幅ｔ
の規矩用溝でもあり、作動ギャップ部が実質的に金属磁
性材で構成されるようにするため、溝を若干金属磁性材
の一部におよぶようにするとよい。

工程（へ）；前記工程を終了した複合大ブロックは工程
（へ）に示す斜視図のごとくなり、これを辺すの中央部
Ａ−Ａ’で切断し、一対のブロック片３８゜３９を得る
。ここで、小ブロック片３８．３９の高さり、ｈ’はほ
ぼコア高さに相当する。

工程（ト）；上記加工小ブロック片３８．３９の先端部
（ヘッドコアの記録媒体対向側）に切り欠き溝４０，４
１１＆：設ける。該切り欠き溝はトラック幅規定溝３７
に対して隣りのトラック幅規定溝３７′との間のフェラ
イト部に設けられる。該切り欠き溝はコア幅がトラック
幅より広いコアにおいて設けじれ、フェライト部の記録
再生作用を防止している。場合によってはトラック幅規
定用溝３７で代替できるが、特にトラック幅規定用溝３
７の幅を狭く、浅い時に切り欠き溝４０．４１が必要と
なる。

なお、これらの溝は少なくとも、作動ギャップ部となる
深さｆｌであればよい。ただ、作動ギャップ部の深さｆ
までトラック幅を一足とするためには上記のような２段
の溝が有利であり、後部磁気回路の磁気抵抗も小さくす
ることができる。

第５図（ト）の（ｉｌｌ）は記録媒体対向面を示す。

次に、前記一対の小ブロック片のギャップ突き合せ面の
少なくとも一方に８ｉ０．あるいは高融点ガラス膜など
の非磁性膜を所定のギャップ長が得られる厚さに形成す
る。このギャップ規制用の非磁性膜は工程（ホ）あるい
は工程（へ）の後に行なってもよい。

工程（ト）；前記工程（ト）全終了し之小ブロック片３
８．３９を金属磁性材部が互いに精度よく突き合ちれる
ように配置し、切り欠き溝で形成されるコア前部の孔に
ガラス等の接合材４３を充填し、コア半休を互に接合し
コアブロック４２を形成する。

工程（υ月工程例で得られた接合ブロック４２はトラッ
ク幅ｔを有する金属磁性材部４４を中心にし、その両側
面のフェライト部分を残すように充填材部分の点線Ｂ、
Ｂ’の位置でブロックを切断し、多数のへラドコアを取
り出す。この時アジマス角度が必要であればギャップに
対して所定のアジマス角度で切断することができる。

その後、コアの記録媒体対向面を所定のギャップ深さお
よび前面形状に仕上げる。

なお、本実施例によって得られ次磁気へラドコアのギャ
ップ突き合せ面の断面図ハ轄）に示すごとき構造になっ
ている。すなわち１作動ギャップ部となる部分は幅ｔの
金属磁性材部４．４で構成はれ、その周囲が非磁性材（
例えばガラス）４３となっており、後部は金属磁性材部
４４およびフェライト４５とトラック幅規定溝に埋め込
まれた非磁性接合材からなっている。Ｔはコア幅である
。

第６図、第７図、第８図は本発明の他の実施例を示す。

第４図に示した種々の記録媒体対向面を有するコアと対
比して以下に説明する。

先づ、第６図は第４図（１０，（ロ）のコアを作製する
ための中間カロエ部品を示す。第６図（イ）はギャップ
形成面の一部を示し、第６図（ロ）、ヒＪは記録媒体対
向面を示す。それぞれ、２０はフェライトコア部、２１
は金属磁性材部、２３はトラック幅ｔを規定するための
溝で、且つフェライト部で費似ギャップとして作動しな
いようにするための溝である。

なお、溝２３にはガラス等の非磁性材が充填される。Ｔ
は点線部で切断され、コア幅となる。（ロ）に示す金属
磁性材にＵ字もしくはＶ字状たすることが好ましい。ま
た、その変形として、（ハ）に示すように溝の底部のみ
をＵ字もしくはＶ字状にすることも′できる。また、金
属磁性材充填深さはトラック幅ｔより深も方がヘッド特
性が向上する。

次に第７図はトラック幅規定溝２６とコアの先端部のみ
にフェライト部の切り欠き溝２７とを別に設は次構造を
示す。（イ）はギャップ形成面の一部示し、（ロ）は記
録媒体対向面を示す。それぞれの記号は第６図と同様で
ある。ヘッドコアの構造は第４図Ｃ９，に）と対応する
。

第８図は金属磁性材充填溝の変形例を示したものである
。′ｆなわら、角度の異なるＶ字状溝の一辺の傾斜部を
金属磁性材とフェライトの接合部としたヘッドコツ１Ｍ
造工程の一部を示す。（イ）は角度の異なるＶ字状溝に
金属磁性材を充填した複合ブロックの断面図、（ロ）は
トラック幅規定溝を形成した複合ブロックの断面図、（
ハ）は単一コアの先端屯 部のフェライト部に切シ欠奥溝を設けた断面図を示す。

このようにしても作動ギャップ部が金属磁性材とフェラ
イトと接合部が平行とならない複合型へラドコアを得る
ことができる。

以上のように本発明は、フェライトに直接金属磁性材を
接合できるため、金属磁性薄板をフェライトと接合して
複合体を作製する方法などに比べ相互の密着性が良く、
多数のヘッドチップが形成された複合ブロックよりギャ
ップを形成し、その後の切断により多数のヘッドを同時
に得ることができるので、 （１）ヘッド間の寸法精度や特性のバラツキが少ない。

（渇　７エライトと金属磁性材に接着層がないのでヘッ
ド特性に優れ、特性の安定性がある。

（３）　　金属磁性材をフェライト部が十分包み込んだ
構造になっているので異糧材料での境界部（４）能率的
に製造でき量産性がある。

等のすぐｎた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の複合型磁気へラドコアの斜視図、第２図
（イ）〜（ハ）は従来の複合型磁気ヘッドコアの記録媒
体対向面を示す平面図、第３図（イ）〜（ハ）は第２図
に示すヘッドコアの周波数に対する再生出力の特性比較
図、第４図（イ）〜（ホ）は本発明の糧々の複合型磁気
ヘッドの記録媒体対向面を示す平面図、第５図（イ）〜
←）は本発明の複合型磁気ヘッドの一例を示す製造工程
図、第６図（イ）〜ｒｉ、第７図（イ）。 （ロ）、第８図（イ）〜（ハ）は本発明の他の実施例に
おける中間部品要部を示す正面図と平面図である。 ２０・・・フェライトコア部、２１・・・金属磁性薄板
、２２・・・フェライトと金属磁性材との結合境界部。 ２３・・・溝、２４・・・作動ギャップ、２５・・・非
磁性充填材、２６・・・トラック幅決め用溝、２７・・
・補強材第　１　回 葛　Ｚ　図 〈イ〕 畜　ｊ　図 （イラ □　ｆ −＋　イ □　９ ′″ｆＪ　４　邑 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｄ）（ハ）　　　　　　　　　　　　　（２）
（ホ） （イ　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ
ン（ト） 第５図 （七 ３″））（スノ ″￥：Ｊｇ図 第１頁の続き ０発　明　者　工藤實弘 国分寺市東恋ケ窪１丁目２８０番 地株式会社日立製作所中央研究 所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作動ギャップを介して相対峙する２個のフェライト
   コアの各作動ギャップ形成面側に、該コア材よシも飽和
   磁束密度の大きい金属磁性材を結合してなる磁気ヘッド
   コアにおいて、前記金属磁性材がフェライトコア材に設
   けられ几溝に物理蒸着を用いた薄膜形成技術によって充
   填されてなり、作動ギャップ部が実質的に金属磁性材で
   構成されるようにフェライト部に溝が設けられ、且つ、
   フェライトと金属磁性材の結合部においてフェライト部
   の幅を金属磁性材で形成されるトラック幅より広くする
   ことを特徴とする′Ｔｉ金型磁気ヘッド。 ２、上記フェライトコアに設けられ次金属磁性材充填用
   溝およびトラック幅決め用溝の形状を記録媒体対向面に
   おいて作動ギャップと非平行となすことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の複合型磁気ヘッド。 ３、フェライトブロックの表面に帯状のＵ字もしくはＶ
   字状の溝を設け、該溝に金属磁性材を充填することを特
   徴とする特許請求の範囲第１墳記載の複合型磁気ヘッド
   。 ４、フェライトからなり、直交するａ、ｂ、ｃ辺を有す
   る直方体ブロックの一方のａｂ面に該８辺と平行にコイ
   ル巻線用の溝を設ける第１工程。 前記直方体ブロックのａｂ面に、該す辺と平行に所定間
   隔で所定幅、所定深さの複数本のＵ字もしくはＶ字状の
   溝を設ける第２工程、前記溝に物理蒸着により前記フェ
   ライト材よジ飽和磁束密度の高い金属磁性材を埋め込み
   、前記直方体ブロックのａｂ面をフェライト面が現われ
   る１で研削あるいは研摩してギャップ突き合せ面を得る
   第３工程、前記第３工程で得られたブロックに埋め込ま
   れた金属磁性材の両側部にＵ字もしくはＶ字状にトラッ
   ク幅決め用の溝を、設ける第４工程、前記ブロックを前
   記ａｃ面に平行な面で一対の小ブロック片に２分割し、
   前記第４工程で得られた金属磁性材両側部のトラック幅
   決め用溝の外側に位置し、小ブロック片の磁気記録媒体
   摺動面となる面から少なくとも前記コイル巻線用溝に達
   する長さを有する所定幅。 所定深さの切り欠き溝を設ける第５工程、前記第５工程
   を終った一対の小ブロック片のキャップ突き合せ面に所
   定厚さの非磁性材層を形成し、該一対の小ブロック片の
   金属磁性材部が互いに対向するように突き合せて接合す
   るとともにトラック幅決め用溝および切り欠き溝によっ
   て形成される孔に非磁性材を充填して、前記小ブロツク
   片同志を固着、補強し、接合ブロックを作る第６エ程、
   前記接合ブロックを所定位置で切断して磁気へラドコア
   単位を切離し、該磁気へラドコア単位の磁気記録媒体摺
   動面加工等の所定の仕上げ加工を施こし几後、コイル巻
   線を行なう第７エ程を有することをｔＶｆ徴とする複合
   型磁気ヘッドの製造方法。