JPS5898824A - 磁気ヘツド - 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】 れた磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。

従来より磁気ヘッド用コア材としては・ぐーマロイ、セ
ンダスト、フェライトなどが用いられているが、それぞ
れ短所、長所を有しており、現在のところ耐摩耗と磁気
特性の両方に優れた材料は得られていない。又、近年液
体超急冷法の発達により磁気特性の優れた非晶質磁性合
金が得られるようになった。この非晶質合金のうち現在
知られている代表的なものにはＦ　ｅ　４　Ｃ　Ｏ　７
　１Ｓ　Ｉ　＋　Ｏ　Ｂ　１ｓ　　のようなメタル−メ
タロイド系のものとＣ　Ｏ　ａ　ｏＭＯ　１ｏ　Ｚ　ｒ
　１ｏ　　のようなメタル−メタル系のものがある。前
者は空気中で客易に作製され量産性があるのに対し、後
者は酸化性が撤しいため不活性雰囲気中もしくは真空中
でないと作製が困難である。これら非晶質合金はメタル
系材料でありながらフェライトに近い周波数特性を示す
ため、ＶＴＲのような高周波帯域での磁気ヘッド用コア
材に適していることがわかっていたが、厚さ２０〜５０
ｌｉｍの薄帯形状のものしが得られず、磁気ヘッドを作
製する際極めて取扱いが不便であったことと、センダス
トと同等もしくはそれ以下の面ｊ摩耗特性しか示さす、
フェライトのそれには及ばないことより実用化が現在捷
でなさｔていなかった。本発明は、これらの問題点を解
決し耐摩耗と電磁変換特性の双方に優れた磁気へノド及
Ｏ・その作製を可能にするものである。

本発明においては、磁気へラドコア用に適した高飽和磁
束密度、高透磁率、高耐摩耗拐料という観点から耐摩耗
性の良好な基板に、耐摩耗特性か良好で高飽和磁束密度
を有する非晶質合金層をス・セッターする方式を採用し
た。耐摩耗性良好なセラミックやフェライ］・、センダ
スト等の磁性体と非晶質合金の複合体を作る方法には他
に蒸着法や溶射法か上げられるが、前者は組成のコント
ロールが極めて難しく組成により微妙に磁歪の変化する
非晶質合金には不向である。捷た実験の結果フェライト
と蒸着膜とのハク離が生じ易いことがわかった。後者は
基板温度上昇が激しいことや、合金粉末を高温炎で溶か
して溶射するため、前述のメタル−メタル系のような酸
化性の激しい非晶質合金組成には適さない。

一般に非晶質合金はフェライトに比べて高飽和磁束密度
を示すが耐摩耗性に劣る。しかしながら特定のス・セッ
ターされた非晶質合金においてはセンダスト０３〜５倍
の耐摩耗特性を示すことがわかった。これらの非晶質合
金は次の組成式で示される。

ＣｏａＭｂＴｏＸｄ ７０≦ａ≦９５，０≦ｂ≦２０，３≦Ｃ≦２０。

０≦ｄ≦１０，ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００このうち合金が
非晶質化するためには、７０≦ａ≦９５かつ３≦Ｃ≦２
０である事が必要である。又、Ｍは磁歪を調節したり耐
蝕性を向上させたり、非晶質化範囲を拡げるのに有用な
添加物で、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ（５） については磁束密度をあ寸り減少させないためには２０
％以下であることが、又Ｆｅ，Ｎｊ，Ｍｎについてはあ
まり磁歪を零よりずらさないためにやはり２０％以下で
あることが望捷しい。Ｘはやはり非晶質化範囲を広げる
ために極めて有用であるが、これを１０チ以上添加した
ものは耐摩耗特性の劣化が激しくなることが実験よりわ
かった。以下具体的に実施例にて本発明の効果を述べる
ことにする。

〈実施例１〉 真空そう内を３　Ｘ　１　０−７Ｔｏｒｒに排気した後
、Ａｒガスを導入して２　Ｘ　１　０−２Ｔｏｒｒで、
鏡面研磨し十分洗浄されたＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト
基板上に各種非晶質合金を約５時間スパッターした。ス
パッターされた非晶質合金の厚みは段差計により測定さ
れ約１０μｍであった。第１図に示すように得られた各
種非晶質合金２とＭｎ−Ｚｎフェライト基板１の複合体
をヘッドチップ形状に加工しＶＴＲへッド７リンダーに
取付けて耐摩耗性の測定を、ＶＴＲを走行させて行なっ
た。使用したテープはアクイリンテー（６） フ０でヘッドとテーノ０の相対スピードは約５．６　ｍ
／ｓ　ｅ　ｃであった。結果を第１表に示す。なお飽和
磁束密度ＢＳの測定は、ガラス基板上にス・マツターし
た同じ組成の非晶質合金を用いてＶＳＭを使用して測定
を行なった。

第　　１　　表 第１表（続き） 第１表に示した実験結果よりわかるように、本発明によ
る非晶質合金は優れた耐摩耗性を示す。

この非晶質合金はＣｏを主成分とするもののＮｂ、Ｔａ
。

Ｔｉ　、　Ｚｒ　、　Ｈｆといった活性の強い金属を比
較的多く含むので大気中での作製は困難である。従って
液体急冷法で作製する際もこれらの組成のものは真空中
もしくは不活性雰囲気中で作製せねばならず、この組成
に限っては伺らス・ぐツタ−法が装置的に液体超急冷法
に比べて短所を有しないばかりか、液体超急冷法で生ず
るノズル材質の損傷などのないことや、耐摩耗の良好な
基板にスパッターすることによりバルクの複合材料とし
て扱える点で、液体超急冷法によって得られるリボン形
状薄帯よりヘッド加工上で有利である。

〈実施例２〉 実施例１と同様な方法でＣＯ８０Ｃｒ　１ｏ　Ｚｒ　１
ｏをス・マツターしてＭｎ−Ｚｎフェライト基板上に６
μｍ付けた後、やはりス・やツタ−法により５１０２を
０２μｍ付け、次に前述組成のス・やツタ−膜をこの上
に更に６μｍ付けた。この方法をくり返しフェライト基
板上に１・（９） 一タル３１μｍの非晶質合金と５１０２のサンドイッチ
構造の膜を作製し、更に上部よりＭｎ−Ｚｎフェライト
を付けて、第２図に示したような実際的な磁気へ、ドを
作製した。１かフェライｉ・基板、２は非晶質合金、３
はＳ】０２膜、４は５１０２で作製した磁気ギヤ２プ、
５（ｄフェライトの一部を取り去りガラスを埋め込んだ
部分である。同様の方法で５ＩＯ２の代わりにＡ、Ｉ２
２０３をス・マツターしたものや、ＣＯａ　ｏ　Ｃｒ　
１ｏ　Ｚ　ｒ　＋　ｏの代わりにＦ　ｅ　４ＣＯ７７Ｎ
ｂ　１４　Ｂ　ｓを用いた磁気ヘッドを作製し電磁変換
特性及び耐摩耗性の測定を行なった。透磁率の周波数特
性はベクトルインピーダンスメータを使用して行ない、
耐摩耗は実施例１と同様な方法により測定を行なった結
果を第２表及び第３図に示す。

（１０） 第　　２　　表 第３図は各種材料の透磁率の周波数特性を示し、Ａは０
２μｍのＳ　＋　０２もしくはＡノ、０３で絶縁された
厚さ６μｍ全厚３１　ｔｔｍの非晶質合金Ｆｅ　４ＣＯ
７ｙ　Ｎｂ　＋　４Ｂ　ｓの周波数特性を、Ｂは厚さ１
００μｍのフェライ］・の周波数特性を、Ｃは５１０２
もしくはＡノ、０３等の絶縁なしで全厚３０μｍの非晶
質合金Ｆｅ　４ＣＯ７７Ｎｂ　１４Ｂ　５の周波数特性
をそれぞれ示す。

第２表及び第３図に示した実験結果からも明らかなよう
に、層間にス・やツタ−したＳ　ＩＯ２やＡノ、０５は
周波数特性と耐摩耗特性を改善することがわかる。

〈実施例３〉 磁気ヘッドとして必要な条件に耐蝕性が」−げられる。

そこで各種非晶質合金ス・ぐツタ−膜の耐湿性試験を行
なった。試験方法としては３０℃９０係の湿度中に２４
０時間放置し、その変色を調べた結果を第３表に示す。

第　　３　　表 第３表に示した実験結果からもわかるように、Ｃｏ−Ｎ
ｂ系のみがＣｒの添加なしで優れた耐蝕性を示すことが
わかった。一般にＣｒの添加は耐蝕性を向上させるが、
完全な耐蝕性を得るためには１０％以」二の添加が必要
でありこれは飽和磁束密度を減少させるのであまり好捷
しくはない。

〈実施例４〉 スパッターすべき基板として、Ｍｎ−Ｚｎフェライトと
、センダストを選び実施例２と同様な方法で磁気ヘッド
を作製した。これらのヘッドと従来よりあるＭｎ−Ｚｎ
フェライト製の磁気ヘッドの出力特性を比較した。特性
評価用テープとしては抗磁力１１ｃがＩｔ　１０００ｅ
のメタルチーブを使用し、８　ＭＩ（ｚにおける基準／
グナル自己録再感度の相対比較を行なった結果を第４表
に示す。

（１３） 第　　４　　表 第４表に示したように、いずれの場合も従来品の特性を
上回ることがわかった。

〈実施例５〉 従来のフェライトヘッドに対して非晶質合金を使用した
ヘッドの優れている所は、材料的に高磁束密度であるた
め高い保磁力のテープに対しても十分な記録ができるこ
とである。磁気ヘッドで磁心の飽和が一番起こり易い所
は、磁心の断面積の（１４） 最も小さな部分、すなわちヘッドのギャップ部であるた
め、その部分にのみ非晶質合金を使用するだけで、高い
保磁力のテープにも寸分な記録ができることになる。第
４図は基板１に、はぼトラック幅に等しい厚みに非晶質
合金２をス・マツターし、さらに基板１でザンドイッチ
した構造のヘッドでギヤツブ部４附近はすべて非晶質合
金２で構成されている。この構成は第２図の構成と類似
であり、基板１の切かき部５はガラスなどでモールドさ
れている。

第５図はテープ摺動面に非晶質合金をス・マツターした
例で、あらかじめＲ研摩の施された基板１の研摩面に非
晶質合金２をス・マツターによって堆積させ巻線窓を加
工後、ギヤツブ４を構成し切かき部５をガラスなどでモ
ールドした構造のヘッドで、ギヤツブ部附近はすべて磁
束密度の高い非晶質合金で構成されている。

第６図はギャップ突合せ而に非晶質合金をス・ｋツタし
た例で、フェライトなどの基板１に非晶質合金２をス・
母ツタ−し巻線窓の加工の後、ギヤツブ４を構成して切
かき部５をガラスなどでモールドした構造のヘッドで、
このヘッドもギヤツブ部付近はすべて非晶質合金で構成
されている。

以上の３種類の構造のヘッドは、いずれも磁気飽和が最
もおこり易いギャップ部近傍が磁束密度の高い非晶質合
金で構成されているため高い保磁力のテープでも十分な
記録が行なえる。

保磁力（Ｈｏ）が１１０００ｅのテープで５　ＭＨｚの
信月の自己記録再生を行なった所Ｂ８：４５００ＧのＭ
ｎ−Ｚｎフェライトで作られたヘッドに対し、Ｂ８：９
５００Ｇの非晶質合金をフェライト基板上にス・マツタ
したものから作られた第４図〜第６図の構造のへ、ドで
は、＋３ｄＢ〜４ｄＢ高い出力が得られた。

以上のように本発明は、今まで実現不可能であった高飽
和磁束密度、高耐摩耗特性の両者を兼ね備えた磁気ヘッ
ド及びその製造を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐摩耗試験用ダミーヘッド構造図、第２図は本
発明によるＶＴＲ用磁気ヘッドを示す図、 第３図は透磁率の周波数特性を示す図、第４図、第５図
、第６図は本発明による磁気ヘッドを示す図である。 トフエライト基板、２・・・非晶質合金、３・・Ｓ＋　
０２又ハＡ′２°３の絶縁膜、４・・・磁気ギヤツブ、
５　・切り欠き部にガラスを埋め込んだ部分。 （１７） 第１図 第３図 ｅ Ｄρ００ 一一、−八 一一〜 ゝ、Ｂ ゝ（ °゛・、 ゝ、 第２図 １　　　　　　１　　　　　　　　　　１　１第５図 ５ 第６図 １　　２　　　１ −１２１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）耐摩耗特性の良好な基板と、Ｃｏを主成分としＣ
   ｏ　ａＭｂ　Ｔ　ｃ　Ｘｄなる原子組成を有する非晶質
   合金薄膜とからなる複合体を磁心部に用いることを特徴
   とする磁気ヘッド（ただしＭ＝Ｆｅ、Ｎｊ　、Ｃｒ、Ｍ
   ｏ、Ｗ、Ｍｎからなる群より選ばれる１種もしくは２種
   以上の金属、Ｔ＝Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｈｆ　、Ｎｂ、Ｔａか
   らなる群より選ばれる１種もしくは２種以上の金属、Ｘ
   ＝Ｓｉ、Ｂ、Ｃ，Ａ）。 Ｇｅより選ばれる１種もしくは２種以上の半金属、ａ、
   ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ７０　＜’ａ＜　９５　、　Ｏ＜
   ｂ＜２０゜３≦ｃ＜２０．０＜ｄ（１０，ａ＋ｂ＋ｃ＋
   ｄ＝１００なる条件を満足するもの）。 （２）磁気テープが接する磁気ギヤツブ部に、前記非晶
   質合金部が位置することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の磁気ヘッド。 （３）　基板としてフェライトを用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の磁気
   ヘッド。 （４）基板としてセンダストを用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の磁気ヘ
   ッド。 （５）非晶質合金間に少なくとも該非晶質合金層よりも
   薄い耐摩耗性の良好なセラミック薄膜を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の磁気ヘッド。 （６）基板で非晶質合金をはさみ込んだことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（２）項記載の磁気ヘッド。 （７）　　テープ摺動面全体が非晶質合金であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の磁気ヘッド
   。 （８１ギャップ突合せ面全体が非晶質合金で構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の
   磁気ヘッド。 （９）特に組成がＣｏ　ａＭｂＮｂ　ｏＸｄなる事を特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（５）項の
   うちいづれか１項記載の磁気ヘッド（ただし、Ｍ＝　Ｆ
   ｅ　、Ｎｉ　、Ｃｒ　。 Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、　Ｘ＝Ｓｉ
   、Ｂ、Ｃ，Ａ）、Ｇｅ。 ７０≦ａ≦９５．０≦ｂ≦１０．５≦Ｃ≦２０．０≦ｄ
   （１０）。