JPS5987614A - 金属磁性薄膜ヘツド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ビデオテープレコーダなどに適した金属磁性
薄膜ヘッドに関する。

〔従来技術〕

近年、ビデオテープレコーダに用いられる磁気テープと
してメタルテープが普及し、これとともに、かかる磁気
テープに適する磁気ヘッドとして、高飽和磁束密度のセ
ンダスト膜をコア材とする金属磁性薄膜ヘッドが注目さ
れてきており、従来のフェライトヘッドに比べて優れた
性能を有していることが確認されている。

かかる金属磁性薄膜ヘッドは、基本的には、２つの非磁
性基板間にセンダスト膜を挾み込んで構成されるもので
あるが、磁気テープに形成すべき記録トラックの幅が比
較的広いことおよびセンダスト膜の膜厚がトラック幅を
決定するものであることから、センダスト膜の膜厚を比
較的大きくしなければならない０しかしながらセンダス
ト膜の抵抗値は非常に小さく、その膜厚を大きくすると
、高周波での渦電流損失が著しく大きくなり、高周波で
の再生効率が低下してしまうことになる。

そこで、かかる欠点を除去するために、非憾性基板間で
センダスト膜と電気的絶縁性を有する層間膜とを交互に
複数積層し、多Ｉ＠構造にして所定のトラック幅を得る
ようにし、コア材の電気抵抗を増大させて、高周波での
渦電流損失が大幅に減少するように構成している。

ところで、層間膜としては、従来、Ｓｉｏ２膜が用いら
れており、その熱膨張係数は４〜６×１０−７／ｄｅｇ
でアリ、これに対してセンダスト膜の熱膨張係数は１３
０〜１５０　Ｘ　１０−７／　ｄｅｇであって層間膜と
センダスト膜との熱膨張係数が著しく異なっている。そ
こで、層間膜とセンダスト膜との積層体に熱を加えると
、両者の熱膨張係数の大きな差から、センダスト膜に比
較的大きな応力が生ずることになる。

一方、センダスト膜は、所望の特性を生じさせるために
は、熱処理が不可欠である。センダスト膜は、非磁性基
板上にスパッタリングスルことによって形成するが、所
望の磁気特性を生じさせるために、スパッタリング時非
磁性基板を加熱するか、あるいは、低温でスパッタリン
グしたときには、アニール処理をする必要がある。した
がって、このような熱処理により、センダスト膜には比
較的大きな応力が生ずることになる。

かかる応力は、磁気特性を決定する一つの要素である初
透磁率に著しく影響し、磁気特性を劣化させることにな
る。したがって、センダスト膜を用いた従来の金属磁性
薄膜ヘッドでは、熱処理によって所望の磁気特性を得よ
うとすると、この熱処理によって生ずる応力により、同
時に、磁気特性が制約を受け、充分なる性能を発揮させ
ることができないという欠点があった。

〔本発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き層間膜と交
互に積層された金属磁性膜の、製造過程の熱処理におけ
る応力の発生が抑制され、優れた磁気特性を有する金属
磁性薄膜ヘッドを提供するにある。

〔本発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、眉間膜として、
金属磁性膜の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する電気
絶縁物質からなることを特徴とする。

〔本発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明するＯ 第１図は本発明による金属磁性薄膜ヘッドの一実施例を
示す正面図であって、１．１′は非磁性基板　２　、２
／　、　２／／、　２／／／はセンダスト膜、３゜５′
、３“は層間膜、４はガラス膜、５はヘッドギャップで
ある。

同図において、非磁性基板１．１′間に、センダスト膜
２．２’、２“、２′と層間膜５．５’、５“とが交互
に積層されており、ガラス膜４はセンダスト膜２″′と
非磁性基板１′とを接着している。センダスト膜２から
センダストＪ１ｇ２″′までの厚さがトラック幅を形成
しておシ、かかるトラック幅に対して所定の角度でヘッ
ドギャップ５が形成されている。

層間膜３．３／　、　ｓｌ／は、センダスト膜２．２’
。

ｉ、２＃の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有し、センダ
スト膜２　、２／　、　２″、　２＃との接着性、信頼
性の点から良好な非磁性絶縁体を用いる。具体的には、
センダストがＦ”ｅ　、　Ａｇ　、　Ｓｉの合金磁性体
であることから、各々の酸化物であるＦｅｚＯａ　＋Ａ
１２０ａ　、　Ｓｉｎｇが、非磁性絶縁体であり、かつ
、センダスト膜との接着性、信頼性などの点からみて、
層間膜の材料として好ましいが、Ｆｅｚｅｓ絶縁物の薄
膜を形成することは、ＡＡやＳｉの酸化物膜を形成する
よりも困難であり、また、磁性化、半磁性化する場合も
あり、層間膜が磁性あるいは、半磁性を有すると、その
磁気特性が金属磁性膜ヘッドに影響して好ましくないこ
とから、Ａｌ＋　Ｓｌ系の非磁性酸化物を層間膜とする
のが好ましい。しかも、Ａ／ｚｏ３は熱膨張係数αが約
８０　Ｘ　１０−７／ｄｅｇ　　と、ＳｉＯ２の熱膨張
係数（α＝　ｓ　ｘ　１０−’／ｄｅｇ　）と比べて非
常に大きくてセンダストの熱膨張係数（α＝１５０〜１
５０　Ｘ１０−７／ａｅｇ）に近く、層間膜５．３’、
５“の材料としては最適である。Ｓｌ系の層間膜に好適
な材料の例としては、熱膨張係数αが約４５Ｘ　１ｏ−
７／ｄｅｇと比較的大きいコーニング社の７０５９ガラ
スがある０ 以上のように、この実施例では、センダスト膜間に形成
されている層間膜は、該センダスト膜の熱膨張係数に近
い熱膨張係数を有する材料からなるものであるから、セ
ンダスト膜は熱処理時における応力の影響をほとんど受
けておらず、大幅に向上した磁気特性を有している。な
お、非磁性基板１．１′を、センダスト膜の熱膨張係数
に近い熱膨張係数の材料により形成することにより、さ
らに磁気特性を改善することができる。さらに、この実
施例は、センダスト膜と非磁性絶縁材からなる層間膜と
の交互の多層構造をなしていることから、高周波での再
生効率が高まって性能が向上し、しかもセンダスト膜と
層間膜との接着性に優れていることから、歩留が大幅に
向上することになる。

第２図（ａ）ないしくｅ）は第１図の金用磁性薄膜ヘッ
ドの一具体例を示す工程図であって、第１図に対応する
部分には同一符号をつけている。

まず、熱膨張係数αが約１５０　Ｘ　１０−７／　ｄｅ
ｇ　の非磁性基板１上に、センダスト膜２を、ＤＣ４極
のスパッタリング装置により、４μｍ／時の速度で８μ
ｍの厚さに形成した（第２図（ａ））。

次に、ＲＦスパッタリング装置により、９９％セラミッ
クアルミナターゲットを用い、センダスト膜２上にＡｌ
２Ｏ３からなる層間膜６を約ｔｏｏｏＸの厚さに形成し
た（第２図（ｂ））。Ａｌ２Ｏ３の膜は熱膨張係数αが
約８０　Ｘ　１０−？／　ｄｅｇ　　であり、従来層間
膜として用いた５ｉ０２膜の熱膨張係数αが約ｓ　ｘ　
１０−７／ｄｅｇであるのに対して非常に大きくセンダ
ストの熱膨張係数α（＝　ｉ３ｏ〜１５０×１０−’／
ｄｅｇ　）に近い。

次に、層間膜３上に、上記の方法により、センダスト膜
２′を８μｍの厚さで形成しく第２図（Ｃ））、以下、
同様にして、層間膜とセンダスト膜を交互に形成して、
センダスト膜２．２’、２’２′″と層間膜３．３’、
５“とが交互に積層して形成される（第２図（ｄ）’）
ｏこのように積層された積層体の最上のセンダスト膜２
″と、非磁性基板１′とに低融点ガラス膜４を夫々的０
．２μｍの厚さでスパッタリングし、センダスト膜２″
′と非磁性基板１′とを、両者に形成した低融点ガラス
膜４を突き合わせて重ね合わせ、加熱して接着した（第
２図（ｅ））。次に、点線６に沿って切断し、その切断
面を研削、ラップ加工し、さらに、非磁性膜を介してボ
ンディング接合することによりヘッドギャップを形成し
、第１図に示すように、ヘッドギャップ５を有する金属
磁性薄膜ヘッドを得た。

この製造方法では、センダスト膜２．２′、２″２″′
の磁気特性を出すためのアニール処理工程を別に設けて
いないが、センダスト膜２Ｍに非磁性基板１′を接着す
る工程において加熱するものであるから、この加熱がア
ニール処理と同等の作用をなし、センダスト膜２　、２
／　、　２′／、　２／＃は磁気特性を有することにな
る。もちろん、第２図（ｄ）の積層工程後アニール処理
を行ない、それからセンダスト膜２′と非磁性基板１′
との接着処理を行なうようにしてもよい。

この製造方法によると、従来の５ｉＯｚの層間膜に比べ
、磁気特性は全周波数帯域（〜８　Ｍ　Ｈｚ　）にわた
って向上し、特に、高域での磁気特性の改善がみられた
。この磁気特性の向上の顕著なことは、特に、初透磁率
μに表わされている。

次に、本発明による金属磁性薄膜ヘッドの製造方法の他
の具体例について説明する。

この具体例では、第２図（ａ）な−いしくｅ）に示した
工程において、層間膜３．３’、３“とじてコーニング
社の７０５９ガラスを用いたものであって、この７０５
９ガラスは、先に述べたように、約４５×１ｏ−７／ｄ
ｅｇの熱膨張係数を有して、５ｉ０２よりも非常に大き
く、しかも、センダスト膜との接着性が良好である。す
なわち、第２図（ａ）ないしくｅ）の工程において、セ
ンダスト膜２．２’、２“上に夫々コーニング社の７０
５９ガラスをターゲットとし、約８００Ｘの厚さの７０
５９ガラスによる層間膜３　、　！、／　、　ｓ／／ｌ
、形成するものである。このようにして形成されたセン
ダスト膜２．２’、２“２１ｆ／と層間膜５，５’、５
“の交互の積層体は、真空中６００°Ｃで約３０間のア
ニール処理がなされ、各センダスト膜の磁気特性を出す
ようにする。この場合、非磁性基板１の熱膨張係数はセ
ンダスト膜の熱膨張係数よりも若干率さいことか・ら、
センダスト膜２′の膜面が凹状に反ることになるが、そ
の膜面を平面研摩した後非磁性基板１′を接着する。

以下は、先に述べたものと同様の工程を経て、第１図に
示す金属磁性薄膜ヘッドを得ることができ、その磁気特
性も、先に述べた製造方法によるものと同程度のものを
得ることができた。

第３図は層間膜の各材料に対するセンダスト膜の初透磁
率を示す説明図であって、横軸に層間膜材料の熱膨張係
数を、また、縦軸には、層間膜の材料がＳｉＯ２である
ときのセンダスト膜の初透磁率に対する、層間膜が他の
材料であるときのセンダスト膜の初透磁率の比を夫々表
わしている。

第６図においては、眉間膜の厚さを０．２μｍとし、セ
ンダスト層の厚さを６μｍとして、センダスト膜３層１
層間膜２層を交互に積層したものとし、４　Ｍ　Ｉｌｚ
における初透磁率の比を表わしている。点Ａは層間膜が
５ｉＯｚであり、点Ｂ、Ｃは夫々７０５９ガラス、　Ａ
ｌ２０ｇであるときの初透磁率の比を表わしている。こ
のことから、７０５９　。

ＡｌｚＯａが５ｉ０２に比べて、層間膜の材料としてセ
ンダスト膜の磁気特性を大幅に向上させるものであるこ
とがわかる。

実験の結果、層間膜が５ｉＯｚ、　７０５９ガラス。

Ａ１２０ａからなる場合には、夫々層間膜の膜厚が約３
００Ｘ以上であれば絶縁性が保たれ、渦電流損失などの
損失を除去することができることがわかった。そこで、
センダスト膜と層間膜との熱膨張係数の差による応力の
影響をなるべく大きくみるためには、層間膜としては比
較的層間膜が厚い方が好ましい。一方、スロー、スチル
３倍速、サーチなどの特殊プレーを考えると、磁気ヘッ
ドのトラック幅となるセンダストの多層膜中の非磁性絶
縁材からなる層間膜の膜厚をあまシ厚くするとミ磁気テ
ープ上に形成された記録トラック中には、金属磁性薄膜
ヘッドの層間膜による幅広の無記録部分が生し、この無
記録部分からのノイズ量が大きくなって再生画面に目立
って現われ、再生画像の画質を劣化させることになる。

そこで、層間膜の膜厚には自ずから限界があり、上記の
ように、０２μｍと一定にした。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、製造過程の熱処
理において、金属磁性膜中の応力の発生を抑制すること
ができるから、優れた磁気特性を発揮することができ、
高周波での再生効率が高く性能力゛向上し、しかも、生
産歩留りも向上して上記従来技術にない優れた機能の金
属磁性薄膜ヘッドを提供することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による金属磁性薄膜ヘッドの一実施例を
示す正面図、第２図（ａ）ないしくｅ）は第１図の金属
磁性薄膜ヘッドの製造方法の一具体例を示す工程図、第
３図は層間膜の各材料に対するセンダスト膜の初透磁率
を示す説明図である０ １．１′・・・非磁性基板 ２．２’、２“、２′・・・センダスト膜５．３’、５
“・・・層間膜 ４・・・低融点ガラス膜 ５・・・ヘッドギャップ 代理人弁理士　薄　１）利　７常４ 第　１　関 筒２　図 第３　閃 ｃｘ（Ｘｌｏ、／ｄｅ９ン 第１頁の続き ０発　明　者　田村光治 横浜市戸塚区吉田町２９２番地株 式会社日立製作所家電研究所内 ０発　明　者　石原徹 勝田市大字稲田１４１０番地株式会 社日立製作所東海工場内 ９３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの非磁性基板間に、複数の金属磁性膜と眉間
   膜とが交互に積層してなる金属磁性薄膜ヘッドにおいて
   、該層間膜は該金属磁性膜の熱膨張係数に近い熱膨張係
   数を有する非磁性絶縁材からなり、熱処理にともなう該
   金属磁性膜の応力を抑制することができるように構成し
   たことを特徴とする金属磁性薄膜ヘッド。 （２、特許請求の範囲第（１）項において、前記金属磁
   性膜はセンダスト膜であり、前記層間膜はアルミナ膜あ
   るいは熱膨張率が４５　Ｘ　１０−７／ｄｅｇのガラス
   膜であることを特徴とする金用磁性薄膜ヘッド。