JPS61233407A - 磁気ヘツドの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ＶＴＲ用磁気ヘッド、フロッピーディスク
ドライブ用ヘッドあるいは、コンピューター用ハードデ
ィスクに用いられる磁気ヘッド等、高精度かつ高信頼性
を有する磁気ヘッドのギャップ形成技術に関するもので
ある。

（従来技術） ＶＴＲ，７０ツピー磁気デイスクドライブあるいは、コ
ンピュータ用ハードディスクドライブのために使用され
る磁気ヘッドは、その記録周波数が高いことや、高分解
能が要求される。そのため、その震造工程においては、
厳しい加工精度が必要である。特に、磁気ヘッドギャッ
プの精度について言及すると、ヘッドのギャップ長さが
０．５〜２．０μｍであり、その製造公差は±０．０５
〜０．２μｍというように、非常に厳しい仕様を満足し
なければならない。

磁気ヘッドのギャップ形成法については、従来より、種
々の方法が提案されている。一般的に、Ａｒガスを用い
たスパッタ法を利用することにより、磁性体コア上に、
Ｓｉ　Ｏｘ等の金属酸化物を形成した後に、それらをつ
きあわせて加熱・加圧することによりギャップ形成する
方法は、ＶＴＲヘッドやその他の磁気ヘッドにおいて、
現在のギャップ形成法の主流ともなっている。

スパッタ法を利用１．たギャップ形成法は、前述した様
に、高精度のギャップ長を作成できる。しか（７、この
方法においても、磁気ヘッドを製造するにあたり、信頼
性や歩留りを低下させる間碩点がある。以下に、その製
造工程と問題点について説明する。

（発明が解決しようとする間断点） 例えば第２図の斜視図に示すように従来の磁気へラドチ
ップの↓造工程においては、巻線用の壽４を入れ、かつ
ギャップ対向面を鏡面加工したコ（ａ）　）　、それら
のコアを付合せ溝部に補強のためのガラス棒５を入れ（
第２図（ｂ）　）　、それを加熱・加圧することにより
、ガラス棒を溶融接着することで、磁気へラドボンディ
ングコアを製造する（第２図（ｃ）　）　ｏこの中の加
熱工程において、酸化膜中に含まれるＡｒガス分子が放
出され、磁気へラドコアと成した場合にギャップ中ある
いは、補強に用いたガラス内部に第４図（ａ）に示す様
な気泡が生ずる。これらの気泡のうち、ギャップ中に存
在する気泡には、磁気ヘッドとティスフ（あるいはテー
プ）等の記録媒体との磨耗によって生じた媒体の硬質磁
性粉末が気泡中にうめ込まれることにより、特性及び信
頼性の劣化を生ずる。寸た、補強ガラス中に存在する気
泡１３は、特性劣化の要因となったり、その後の磁気へ
ラドコア加工におけるクラックの発生起点となる。

また、トラック加工を施したコアを用いて、上記と同様
な工程を用いて接着する第４図（ｂ）に示す様な磁気へ
ラドコアの場合には、前述の問題点に加えて、実際に記
録媒体と接する面のガラス充填部にも１〜５０μｍ程度
の気１１ｉｉ１４が生ずる。この場合には、ヘッドと媒
体との磨耗粉が、この気泡の中につまり、特性の劣化の
みならず、媒体の損傷を引きおこす。

上述のように、磁気ヘッドのギャップあるいはガラス中
に発生する気泡は、磁気ヘッドの製造上歩留向上あるい
は信頼性向上に対し、大きな障害となっている。

発明者らは、磁気ヘッドを製造するにあたり、前述のギ
ャップ及び補強ガラスに発生する気泡を低減するという
点に関し、装量検討を進めてきた。

（問題解決のための手段） 発明者らは、第１図に示すような、巻線のための＃Ｉ５
４を有し、所定の形状に加工した軟磁性体げ、かつその
対向面上に、酸化物膜５３．５３’をスパッタ法により
形威し、それらをたがいにつきあわせた後に、補強のた
めのガラス棒を溝部分に配置し、加熱・加圧することで
、補強のためのガラス棒を溶融させた後固着せしめるこ
とにより、コアの接着と同時に磁気ヘッドギャップを形
成する磁気ヘッドコアの製造方法において、酸化物膜形
成時のスパッタガス雰囲気をＮｅガスあるいはＮｅガス
と０２ガスの混合ガスとして成膜を行なうことＫよシ、
ギャップあるいはガラス部に生ずる気泡の大幅低減を可
能にした。

上記検討を行々うにあたり、当初発明者らは、同時に１
接着時の加熱温度について種々の温度を検討を行なった
が、発生する気泡を磁気ヘッドの問題になら方し１程度
まで低下させることは不可能であった。

そこで、膜中に含まれるガスについて調査したところ、
その膜中には、少量ではあるが、スパッタガスであるＡ
ｒが存在することを明らかになった。

そこで、この膜中に存在するＡｒガスを低減させる目的
でＡｒガスを用いたスパッタ法において、種々の条件、
例えば、スパッタ電力、基板バイアス。

ガス流量等を変化させ膜形成を行なったが、これでも気
泡低減の効果は見られなかった。

実際に、発明者らが、マグネトロンスパッタ法により、
Ｓｉ　０２を形成（−た時には、約０　、１　ｗｔ％前
後のＡｒが膜中に吸蔵されていることを、ＥＰＭＡ。

ＳＥＭ−ＥＤＸ　　による分析により確認した。また、
発明者らは、同時に、コンベンシラナルスパッタ法を用
いて膜形成を行なうことにより、とのＡｒガス吸蔵量が
減少することも同時に確認した。

また、前述の種々の条件により作成した膜についても、
Ａｒが吸蔵されている事実を同上の分析により確認でき
た。これらの膜を真空中で加熱し、そこから放出される
ガスを四重極質量分析計を用いて測定した結果、いずれ
も、Ａｒが放出されることをＶ＆認した。

これらの結果から、これらの膜中に吸蔵されたＡｒガス
が磁気ヘッドの製造工程の中の加熱工程により放出され
、気泡発生の原因になっているということが考えられる
。

つまり、スパッタ法自体の原理的な面から、大きな問題
を有していると考えざるえない。それは、形成された膜
中へのガス吸蔵である。スパッタリング法による膜形成
においては、１０〜１０　Ｔｏｒｒ程度のＡｒガス雰囲
気を保ち、放電を持続させる必要があり、膜形成も、そ
の雰囲気中で行なわれる０そのため、形成された膜中に
、Ａｒ原子が吸蔵されるという物理現象が生ずるわけで
ある。この現象は、現状レベルのスパッタリング法にお
いては、不可避なものであると考えられる。そこで、発
明者らはスパッタ原子（スパッタ雰囲気ガス）に着目し
、Ａｒ以外にＫｒ　＊　Ｘｅ　ｒ　Ｎｅ　、　Ｈｅ等の
希ガスを用いさらに検討を進めた結果、Ｎｅガスを用い
て膜形成を行なうことにより、気泡の大幅な低減を行な
うことに成功した。

Ｎｅガス雰囲気で放電させたスパッタ法により形成した
膜に対して、膜中に存在するスノくツタガスであるＮｅ
をＥＰＭＡにより分析を行なったところ、Ｎｅガスは検
出されなかった。また、膜を真空中で加熱して、その放
出ガスを分析したところ、Ｎｅガスの放出量は、Ａｒガ
スのものに対して、１〜２桁以上低下していることが確
認された。

前述した、気泡の発生のメカニズムの考察が正しければ
、Ｎｅガス雰囲気のスパッタ法により作成した膜を用い
た磁気ヘッドコアの気泡発生は大幅に低下するわけであ
るので、次に実際のコアを作成して、気泡の状態を調査
したところ、表１に示すような結果が得られ、気泡の径
及び数とも大幅に低下すること明らかになった。

表　　　　　　１゜ このような、ＮｅガスとＡｒガスの吸蔵量の差はＮｅガ
スとＡｒガスとの原子半径、原子質量及びイオン化ポテ
ンシャル等の差が大きな要因ではないかと考えられる。

Ｎｅけ、Ａｒに比較し原子半径が小さく、質量も小さい
ために、酸化物中の原子の移動度が大きく、スパッタ膜
形成時に、スパッタ膜中に含有されるのと同時にＮｅが
次々と放出されて行くのではないかと考えられるが、明
らかではない。

（実施例） 次にこの発明の具体的実施例について説明する。

実施例１：まず、第１図に示すような、少なくとも一方
は巻線のための溝入れ加工５４を行ないかつ、対向する
面５２．５２を鏡面にラッピング加工したＭｎＺｎフェ
ライトのコア５１．５１を準備する。これを洗浄した後
に、スパッタ装置の試料室内部に装着する。これを、ま
ず約３００℃程度に加熱保持し、Ｉ　Ｘ　１０　Ｔｏｒ
ｒの真空度まで排気する。

この過程において、フェライトコア上に吸着している水
分やガスを除去できる。所定の真空度まで排気したら、
加熱保持のまま、Ｎｅガスを導入する。

このガスは、マスフローコントローラを通じて導入され
、スパッタ室内容積２００ｔに対しＡＮｅが８０８ＣＣ
Ｍにコントロールされている。スパッタガスの全圧は、
５　Ｘ　１０”−”Ｔｏｒｒにコントロールする。さら
に、ガス圧が安定した後に、１３．５６ＭＨｚの高周波
電力を約４００ｗ／−印加し、ターゲット表面クリーニ
ングの目的でプレスパツタを２０分はど行なう。この後
所定の時間スパッタを行ない、目的とするギャップ長に
なるような厚さの膜をつける。スパッタに用いるターゲ
ットはＳｉ　Ｏｘ板を用い、プレーナマグネトロン方式
のスパッタを行なう。しかし、場合によっては、形成し
たＳｉ　Ｏ２膜上にさらにガラス等の酸化物を形成する
場合もある０ 次にこれらのコアをたがいにつ缶あわせ、組立てた後に
、巻線溝部に補強のためのガラス棒を入れ、そのガラス
棒の軟化点より約２００〜３００℃高い温度で加圧しな
がら所定の時間保持することによりガラス棒を溶融充填
せしめる。

このような工程により作成した磁気ヘッドチップのギャ
ップ及び補強ガラスの気泡が大幅に低減されることを確
認した○ 実施例２：第２の例として、第３図に示すように、巻線
溝９及びトラック加工１０を有する所定形状様の工程で
膜付及び接着した磁気ヘッドチップに対しても、ギャッ
プ、補強ガラス及び充填ガラスの気泡が低減された。

実施例３：ＮｉＺｎ７エライトのコアを使用し、実施例
１と同様に作成した磁気ヘッドチップの場合にも気泡低
減の効果があった。

実施例４：第４の例として、実施例１においてスパッタ
ガスとして、Ｎｅガスと０２ガスの混合ガスの流量を、
それぞれ８０ＳＣＣＭ及び１１０５ＣＣにコントロール
して、その全圧を５　Ｘ　１０　　ＴｏｒｒＫ保って他
の条件を同一として、スパッタを行なった場合にも同様
の結果が得られた０この場合に、０２ガスの効果は、酸
化物の組成特に酸素量を安定させること及びスパッタ時
゛の膜形成速度を安定させるためのものとして有効であ
る。

実施例５：第５の例として、実施例１の工程において、
膜形成後に、真空中で８００℃、１時間保持する熱処理
工程を行なった後、コアをつきあわせ、加熱・加圧する
ことにより磁気ヘッドを作成すると、さらにボイド低減
の効果が著しい。

（効果） 以上に示したように、Ｎｅを用いたスパッタ法により、
酸化物膜を形成し、これを利用して、磁気へラドコアの
ギャップ形成を行なうことにより、磁気ヘッドの製造上
における気泡の発生を大幅に低減することができた。ま
た、このように製造工程上に内在する不良要因を除去す
ることにより、大幅に信頼性も向上できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による磁気ヘッド用チップの斜視図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、従来磁気ヘ
ッド用チップの工程毎の斜視図、第６図（ａ）　、　（
ｂ）　、　（（りは、本発明による磁気ヘッド用チップ
の工程毎の斜視図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は、第２
図の工程に従って作成した磁気ヘッド用チップのギャッ
プ部分の拡大斜視図である。 ３．３ニスバツタ酸化物膜　　４：巻線溝５：補強用ガ
ラス棒　６，６：軟磁性体コア９：巻線溝　　　　　　
１０ニドラック加工溝１１：補強用ガラス棒　　　１２
：ギヤツブ内気泡悴　１　図 σ２ ）Ｉ＄２　　図 第３　回 悴４　図 （ａ） （ｂ） 手続補正書（自発］ Ｌ’ｌｌ’０６９’　６１’ｌ　３Ｂ 昭和６０年特許願第７４０７６　　号 と明の名称　磁気ヘッドの製造方法 １正をする者 名　称　　（５Ｇｇ＋　　日立金属株式会社代表者河野
　県央 代　　　理　　　人　　　　　　　　−居　　所　　　
東京都千代田区丸の内鴬丁目１番２号補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 補正の内容 明細書の記載を下記の通り訂正する〇 記 （１）　　明細書第２頁第３行の「高いことや」を「高
く」に訂正する。 （２）　同書第３頁第１８行の］ディスク」Ｙ「ディス
ク」に訂正する。 （３）　　同書第５頁第１６行の「種々の温度’ｔ−Ｊ
　’ｋ　ｒＦｌｔ々の温度の」に訂正する。 （４）　同書第６頁第２行の「存在することｖＪｖ障在
することが」に訂正する。 （５）　　同書第８頁第１３行の「低下すること明らか
」ｔ「低下することが明らか」に訂正する。 （６）　　同書第９頁第１３行「５４ン行ないかＪ　Ｙ
　ｒ５４を行ない、か」に訂正する。 （７）　　同書第１０頁第１１行「スパッタに用いる〜
」を第１２行に下げる。 （８）　　同書第１３頁第１Ｏ行に５１．５１′：軟磁
性体コアＩ　　１１行に５２．５２’ｊ対向面 ｌ　　１２行に５３．５３′ニスバッタ酸化物同曹第１
３頁第１３行に　５４：巻線溝を補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定形状の一対の軟磁性のコアの対向する面上に、スパ
   ッタ法によりＳｉＯ＿２、ガラス等の酸化物膜を形成し
   、つきあわせた後に加熱・加圧して、コアの接着と同時
   に磁気ヘッドギャップを形成する磁気ヘッドの製造方法
   において、酸化物膜形成時のスパッタガス雰囲気を、Ｎ
   ｅガスあるいはＮｅガスとＯ＿２ガスの混合ガスとして
   成膜を行なうことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。