JPS592220A - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は磁気ヘッドに関する。　さらに詳しくは、非晶
質磁性合金薄膜を有する磁気ヘッドに関する。

先行技術とその問題点 高い飽和磁化と高い透磁率を示すことがら、非晶質磁性
合金の薄板が磁気ヘッド材料として注目を集めている。

非晶質磁性合金薄板から、トランク中のせまい磁気ヘッ
ド、例えば、ビデオ用の録画、録再ないし音声用の回転
ヘッド、あるいは電算機用磁気ヘッド等を形成するには
、薄板をそのまま用いるか、あるいはその複数枚を積層
して、数十μｍ以下、特に２０−３０μｍ程度の厚さの
トランク中として、所定の形状としたコア半休をギャッ
プを介しつきあわせて作製している。

しかし、このようにして作製されるビデオ用等の磁気ヘ
ッドは、厚さがきわめて薄いため強度的に十分でなく、
機械的加工時に変形し、高い寸法精度を要求される磁気
ヘッドには適さない。

また、非晶質磁性合金の薄板は高弾性であるため、ビデ
オ用の磁気記録媒体との高速摺動にともない、変形し、
ヘッドアームのバランスをくずして回転走行性が悪くな
る。

このような不都合を解消するためには、基体上に５スパ
ツタリングにより非晶質磁性合金の薄膜を形成してコア
半休とし、これから磁気ヘッドを形成することが考えら
れる。

そして、このような磁気ヘッドを用いれば。

上記したような不都合は解消する。

しかし５通常の組成の非晶質磁性合金薄膜を形成すると
きには、磁気記録媒体との高速摺動にともなう摩耗量が
太きいという欠点がある。

また、合金磁性粉を用いる塗布型の媒体。

いわゆるメタルテープ等を用いるときには、使用に従い
、薄膜が着色して、出力低下を招くという欠点がある。

このような実状に鑑み、本発明者らは、先に、　Ｒｕを
含む非晶質磁性合金薄膜を用いる旨の提案を行っている
。

このような場合には、高速摩耗量は減少し、メタルテー
プ使用による出力低下は減少する。

しかし、高温高湿下での保存により、周波数特性（ｆ特
）が劣下するという欠点がある。

これに対し、本発明者らは、先に、ＲｕとＣｒとを含む
非晶質磁性合金薄膜を用いる旨の提案を行っている。　
そして、このような場合には、高温高湿下での保存後の
ｆ特の劣下は減少し、しかも高速摩耗量も少なく、メタ
ルテープ使用による出力低下も少ない。

しかし、高温高湿下での高速摩耗量が大きいという欠点
がある。

■　発明の目的 本発明は、このような実状に鑑みなされたものであって
、その主たる目的は、通常の条件下はもとより、高温高
湿下においても高速摩耗量が少なく、メタルテープの使
用による出力低下が少なく、保存後のｆ特の劣化が少な
い非晶質磁性合金薄膜を有する磁気ヘッドを提供するこ
とにある。

本発明者らは、このような目的につき鋭意研究を行い、
本発明をなすに至った。

すなわち本発明は、基体上に、下記式で示される組成の
非晶質磁性合金薄膜を形成してなることを特徴とする磁
気ヘッドである。

式’ｒｘＸ、Ｒｕｚ　ＣｒｗＭｖ （上式中、Ｔは、Ｃｏ、ＣｏおよびＦｅ、またはＣｏ、
もしくはＣｏおよびＦｅと他の遷移金属元素の７種以上
との組合せを表わし、 Ｘは、Ｂ、ＢおよびＳｉ　、またはＢ、もしくはＢおよ
びＳｉと他のガラス化元素の７種以上との組合せを表わ
し、 Ｍは、Ｃｒ以外の他のＲ’Ｂ、ＶＢおよびＶＩＢ族元素
の７種以上を表わす。

ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝１０θａｔ％であシ、このうちｙ
は／６−３！ｒａｔ％であり、２はｆｆａｔ％以下であ
り、 Ｗはｇａｔ％以下であシ、 ■は５ａｔ％以下である。） ■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明における薄膜は、実質的に、長範囲の規則性をも
たない非晶質状態にある。

そして、その組成は、上記式に示されるものである。

上記式において、Ｔ中にて、必要に応じ、Ｃｏ、または
ＦｅおよびＣＯとともに組合せ添加される他の添加元素
は、Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｒｕおよび■Ｂ、ＶＢ％ＶＩＢ族
以外の他の遷移全以外素（５ｃ−Ｚｎ　：　Ｙ−Ｃｄ　
；　Ｌａ−Ｈｐ　：　Ａｃ以上）であし、例えばＮｉｌ
Ｍｎ％Ｒｈ％Ｐｄ、　Ｏｓ、　Ｉｒ。

ｐｔ等の７種以上をその具体例として挙げることができ
る。

一方％Ｘは、Ｂ、ＳｉおよびＢ１またはＢもしくはＳｉ
およびＢと他のがラス化元素の７種以上との組合せであ
ることが好ましい。

この場合、必要に応じ、Ｂ、またはＳｔおよびＢととも
に組合せ添加される他のガラス化元素の７例としては％
Ｐ、Ｃ％Ｇｅ％Ｓｒ１．ＡＮ等の７種以上を挙げること
ができる。

さらに１本発明における組成においては、ＲｕおよびＣ
ｒと、他のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ族元素とを必須成分と
する。

この場合、　Ｒｕを他の白金族金属元素１例えばＰｔ、
Ｒｈ等にかえ、Ｃｒを他のＩＶＢ、　ＶＢ。

ＶＩＢ族元素、例えばＴｉ、　Ｚｒ％Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ。

Ｍｏ、Ｗ等にかえたときには、本発明所定の効果は実現
しない。

これに対し、上記式において、ｘ、’＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ
＝１００ａｔ％の条件下にて、　Ｒｕ添加量２は、ｇａ
ｔ％以下である。

これはｇａｔ％をこえると、非晶質化しにくくなり、ま
た逆に、耐高速摩耗性が低下し、メタルテープ使用によ
る出力低下が大きくなるからである。

この場合、　Ｒｕ添加量２が小さいと、これらの効果の
実効がなくなるので、２は、０．５−ｇａｔ％、よシ好
ましくは０．３　３ａｔ％であることが好ましい。

一方、　Ｃｒ添添加量線、ｇａｔ％以下である。

ｇａｔ％をこえると、非晶質化しにくくなシ、また、逆
に、特に高温高湿下での耐高速摩耗性や保存性が悪化す
るからである。

この場合、Ｗが小さくなると、これらの効果の実効がな
くなるので％Ｗは０．！；　−６ａｔ％、より好ましく
ほの５−５ａｔ％であることが好ましい。

他方、Ｃｒ以外の他のＩＶＢ、　ＶＢ、　ＶＩＢ族元素
Ｍとしては、Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ％Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ。

Ｍｏ、Ｗのいずれであっても、あるいはこれらコ種以上
であってもよい。

この場合、Ｍは、特に、Ｔｉ１Ｔａ、　Ｎｂ、　　Ｖお
よびＺｒのうちの１種以上であることが好ましい。

そして１Ｍの添加量Ｖは５ａｔ％以下である。

Ｖが５ａｔ％をこえると、非晶質化しにくくなシ、また
、逆に、高温高湿下での高速摩耗量が増大する。

この場合、■が小さいと、高温高湿下での高速摩耗量減
少の効果の実効がなくなるのでＶは０．／−２ａｔ％で
あることが好ましい、。

さらに、ガラス化元素成分Ｘの添加量ｙは／１−−３３
ａｔ％である。

ｙが７６ａ′ｔ％未満となると、非晶質化が困難となり
、またｙが３３ａｔ％をこえると、十分な飽和磁束密度
が得られない。

この場合、ｙが１ｇ　　３０ａｔ％となると。

よシ好ましい結果を得る。

なお、Ｔの含有量Ｘは、１００−　ｙ　−ｚ　−ｗ　−
ｖであシ、弘３ａｔ％以上、ｇｔｌ、ａｔ％未満である
が、ｌｙ２　　ｇ／、９ａｔ％であることが好ましい。

この場合、Ｔは、Ｃｏ、あるいはＣｏおよびＦｅを含む
。

Ｔ中における元素組成比は、磁歪を零に近くするように
選択する。

このため、　Ｆｅの含有量は、通常、θまたは乙ａｔ％
以下とｒれる。　Ｆｅ含有量がｂａｔ％をこえると、磁
歪が大きくなってしまい、磁気ヘッド作製工程において
、種々の応力により透磁率が減少してしまう。

なお、Ｔ中にはＦｅが含まれ、Ｆｅ含有量が０、／　”
　ｂ　ａｔ％、よシ好ましくはコー５ａｔ％であると、
磁歪の点でよシ好ましい結果を得る。

他方、Ｃｏ含有量は、弘Ｏａｔ％、よシ好ましくは３０
ａｔ％以上となることが好ましい。

Ｃｏ含有量が’Ｉ　Ｏａｔ％未満となると、飽和磁束密
度Ｂｓ　　が減少してしまう。

さらに、上記したように、Ｔは、上記含有量範囲内にて
、　ＣｏあるいはＦｅおよびＣＯのみからなっても、Ｃ
ｏ６るいはＦｅおよびＣＯと上記した他の元素の７種以
上とからなってもよい。

Ｔが、ＣＯあるいはＦｅ　（！：　Ｃｏに加え、他の元
素の７種以上を含む場合、他の遷移金属元素の７種以上
は、通常、総計最大１０ａｔ％まで含有することができ
る。　これ以上の含有量となると、　Ｂｓが低下し、表
面性が悪くなる等の不都合が生じる。

このような元素の７例としてはＮｉがある。

Ｎｉ添加は、　Ｃｏを置換して、材料コストを低減する
等の効果があるが、　Ｎｉ量が増大するとＢｓが減少す
るので、　Ｎｉ含有量は、好ましくはｇａｔ％以下であ
る。

一方、他の元素の７種以上としては、鉄族（Ｆｅ％Ｃｏ
％Ｎｉ　）、ＲｕおよびＩＶＢ　−ＶＩＢ族元素以外の
遷移金属元素であってよいが、これら他の遷移金属元素
の７種以上は、総計／θａｔ％以下であることが好まし
い。　このとき、　Ｂｓの低下は少なく、各添加元素特
有のすぐれた効果が実現する。

このような元素のうち、特に好適なものとしては、Ｍｎ
などを挙げることができる。

これに対し、ガラス化元素成分Ｘは、Ｂ。

またはＳｔおよびＢを必須成分とする。

この場合、Ｂ含有量が／ｂ”３！；ａｔ％、Ｓｉ含有量
がθ−６ａｔ％となると、　Ｂｓが高くなシ、耐摩耗性
な、どが向上し、好ましい結果を得る。

そして、Ｂ含有量が／３−２”２１Ｉａｔ％、Ｓｉ含有
量が０．／　−’１．ｇ　ａｔ％となると、Ｂｓがさら
に高くなｆｉ、■Ｂ、ｙＢ１．ＷＢ族元素、Ｃｒおよび
。

Ｒｕの添加効果も顕著となシ、よシ好ましい結果を得る
。

このような場合％Ｘ中でのＳｉ／（Ｓｉ＋Ｂ）比（原子
比）は０または０．２以下であることが好ましい。

Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｂ）比が０．２をこえると、高速摩耗が
大きくなシ、シかも保存によるｆ特劣化が大きくなる。

そして、特に、　Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｂ）比が０．０５−〇
、／Ｓとなると、よル一層好ましい結果をうる。

なお、ガラス化元素成分Ｘ中には、必要に応じ、Ｓｉお
よびＢ以外の他の元素の７種以上が含まれていてもよい
。　ただ、その総計が０、！ｒａｔ％を超えると非晶質
化しにくくなるので、その含有量は０−！；　ａｔ％以
下であることが好ましい。

このような組成をもつ非晶質磁性合金薄膜は、基体上に
、概ね、０．／−１００μｍ程度の厚さに形成される。

用いる基体としては、通常、非磁性のものを用いる。

この場合、基体の材質には特例制限はない。

従って、各種酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、ガラ
ス等はいずれも使用でき、非晶質磁性合金薄膜の物性や
、加工性、摺動性などを考慮して、適宜選択して使用す
ればよい。

このような基体の厚さについては特に制限はないが、通
常、０．／−３ＴＩｔｍ程度とする。

このような基体上に、非晶質磁性合金薄膜を形成するに
は、気相被着法、通常、スパッタリングに従う。

用いるスパッタリングとしては、衝撃イオンによシ、タ
ーゲットをスパッタし１通常。

数ｅＶ−約／　００　ｅＶ程度の運動エネルギーにてタ
ーデッド物質を蒸散させる公知のスパッタリングはいず
れも使用可能である。

従って、Ａｒ、　Ｋｒ、　Ｘｅ等の不活性ガス雰囲気中
で、異常グロー放電によるＡｒ等のイオンによって、タ
ーデッドをスパッタするプラズマ法を用いても、ターゲ
ットにＡｒ、Ｋｒ％Ｘｅ等のイオンビームを照射して行
うイオンビーム法を用いてもよい。

プラズマ法によるときには、いわゆるＲＦスパッタであ
って−も、また、いわゆるＤＣスパッタであってもよく
、その装置構成もコ極、ダ極等いずれであってもよい。

　さらには、いわゆるマグネトロンスパッタを用いても
よい。　また場合によっては、いわゆる反応性スパッタ
によることもできる。　さらに、イオンビーム法として
は、種々の方式に従うこ％式％ 用いるターデッドとしては１通常の場合は、対応する組
成の母合金を用いればよい。

なお、動作圧ノハゾレート電圧、プレート電流、極間間
隙等には特別の制限はなく、これらは１条件に応じ、任
意の値に設定することができる。

このような場合、基体の一面上には下地層を形成し、こ
の下地層上に非晶質磁性合金薄膜を形成してもよい。　
また、非晶質磁性合金薄膜上に上層保護層を形成しても
よい。

さらに、非晶質磁性合金薄膜と、非磁性の薄膜を交互に
積層することもできる。

このように非晶質磁性合金薄膜４，４′を形成した基体
３，３′は、第１図および第コ図に示されるように、所
定の形状に加工され、１字、Ｃ字状等のコア半体２，２
′とされ、前部ヤヤツゾ部１１および後部ギャップ部１
３にて、　５ｉ０２等のギャップ材６，７を介してつき
あわされて磁気ヘッド１とされる。

なお、コア半体２，２′の薄膜４，４′上には、さらに
、基体３，３′と同種の拐質からなる保護体を接着する
こともできる。

このような場合、薄膜形成後には、必要に応じて、無磁
場中ないし静磁場ない己回転磁場中での熱処理を施す。

次いで、研削によシ所定形状とし、また必要に応じ所定
膜厚となるように研削を行い。

さらに必要に応じ研摩を行いコア半休とする。

そして、捲線を行い、上記のようにつきあわせ、その他
必要な加工を行い、磁気ヘッドが作製される。

なお、上記の熱処理は、形状加工後、捲線前に施しても
よい。

■　発明の具体的作用効果 このような磁気ヘッドは、ビデオ用の録画。

録再、音声用等の回転ヘッド、電算機゛用磁気ヘソＰ等
としてきわめて有用である。

本発明の磁気ヘッドは、媒体の高速摺動にともなう摩耗
がきわめて少ない。　そして、特に、高温高湿下での高
速摩耗はきわめて少ない。

また、メタルテープ等の合金磁性粉を用いる塗布型媒体
の使用による出力低下がきわめて少ない。

さらに、高温高湿下での保存による、ｆ特劣下もきわめ
て少ない。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し５本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例 、１ｍｘ厚のアルミナ基板上に、下記表／に示される組
成の各非晶質磁性合金およびセンダストの薄膜を３０μ
ｍ厚に形成した。

薄膜の形成は、スパッタリングによって行った。

この場合、ターデッドとしては対応する組成の合金の鋳
造体を用い、動作アルゴン圧！−！；Ｘ１０　　Ｔｏｒ
ｒ、プレート電圧、２ＫＶ。

投入電力ｌＩＷ／ＣＩＦＬ２にて、ＲＦマグネトロンス
パッタリングを行った。

次に、これを研削および研摩し、第１図および第２図に
示されるようなコア半休２．２′を得、これを、ギャッ
プ材Ｓ　ｉ　Ｏｚ　　Ｏ−３μｍを介してつきあわせ、
所定の捲線を施し、磁気ヘッドを作製した。

次りで、各磁気ヘッドをｇｗｔｎビデオ方式のデツキに
塔載し、以下の各測定を行った。

／）摩耗量（μｍ） ２５℃、５０％圧およびダｏ　’ｃ、７ｏ％ＲＨにて、
塗布型のメタルテープを乞７りｍ／ｓｅｃで１００時間
時間短せて、走行後の摩耗量を表面粗さ計で測定した。

　結果をセンダストの場合の摩耗量を／とじ、これに対
する相対値として表／に示す。

、２）５ＭＨｚ信号の出力低下（ｄＢ　）２３ｏＣ％Ｓ
Ｏ％ＲＨにて、塗布型のメタルテープをケ、７５ｍ／ｓ
ｅｅでｑ時間短行させて、走行後の出力低下を測定した
。結果を表／に示す。

３）保存後のｆｌ＃変化 ７０℃、ヲＳ％ＲＨにて、２’ＩＯ時間保存した後、保
存前との０．！；　ＭＨｚ／３　ＭＨｚのｆ特変化（ｄ
Ｂ）を測定した。

結果を表／に示す。

表／に示される結果から、本発明の効果があきらかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は５本発明の磁気ヘッドの構造の７例を示す正面
図であシ、第一図は第１図の右側面図である。 １・・・磁気ヘッド、２．２’・・・コア半休、３・・
・基体、　　　　４・・・非晶質磁性合金薄膜出願人　
東京電気化学工業株式会社 代理人　弁理士　石　井　陽　− 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、下記式で示される組成の非晶質磁性合金
   薄膜を形成してなることを特徴とする磁気ヘッド。 式　　ＴＸＸｙＲｕ２ＣｒｗＭｖ （上式中、Ｔは、Ｇｏ、ＣｏおよびＦｅ、またはＣｏ、
   もしくはＣＯおよびＦｅと他の遷移金属元素の７種以上
   との組合せを表わし、 Ｘは、Ｂ％ＢおよびＳｉ、またはＢ１　もしくはＢおよ
   びＳｔと他のガラス化元素の７種以上との組合せを表わ
   し、 Ｍは、Ｃｒ以外の他＋７）ＩｖＢ％ＶＢオよびＶＩＢ族
   元素の７種以上を表わす。 ｘ　十ｙ　＋　ｚ　＋　ｗ　＋　ｖ　＝＝　／θθａｔ
   ％であシ、このうちｙは／ｌ−−，３３ａｔ％であシ、
   ２はｇａｔ％以下であシ、 ｗＵｇａｔ％以下でおシ。 Ｖは５ａｔ％以下である。） ２、　　ＴがＣｏおよびＦｅ、またはＣＯおよびＦｅと
   他の遷移金属元素の／Ｓ以上であＦ＞、Ｆｅ含有量が０
   ．／　−ｂ　ａｔ％である特許請求の範囲第１項に記載
   の磁気ヘッド。 ３、　　Ｘが、Ｂ、もしくはＢおよびＳｉ、またはＢも
   しくはＢおよびＳｉと他のガラス化元素の７種以上との
   組合せであシ、Ｘ中の Ｓｔ／（Ｓｉ＋Ｂ）比がＯまたは０．２以下である特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の磁気ヘッド。 ４、　　Ｘ中のＳｔ／（Ｓｉ＋Ｂ）比がｏ、ｓ−ｉ、ｓ
   である特許請求の範囲第３項に記載の磁気へツー。 ５、　　ｙがＩｇ−３０ａｔ％である特許請求の範囲第
   １項ないし第を項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ６、　　ｇが０−３−　ｂ　ａｔ％である特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ７、　　Ｗが０．！；−６ａｔ％である％詐請求の範囲
   第１項ないし第６項のいずれかに記載の磁気ヘソ比 ８、　　ｖが０．／−２ａｔ％である特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 ９、　　Ｍが、ＴＩ、Ｔａ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒからな
   る群から選ばれた元素の７種以上である特許請求の範囲
   第１項ないし第ｇ項のいずれかに記載の磁気ヘッド。 １０、　　薄膜の厚さが０．／−１０θμ肌である特許
   請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の磁気
   ヘッド。 １１　　基体が非磁性の絶縁性のものである特許請求の
   範囲第１項々いし第１０項のいずれかに記載の磁気ヘッ
   ド。