JP3103702B2 - Magnetic head - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスクドライ
ブ，ＶＴＲ，フロッピーディスクドライブ等に使用さ
れ、情報の記録，再生を行う磁気ヘッドに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head used for a hard disk drive, VTR, floppy disk drive, etc., for recording and reproducing information.
【０００２】[0002]
【従来の技術】主ギャップの両側に高飽和磁束密度磁性
薄膜を形成した構造（ダブルＭＩＧ構造と総称する）を
持つ磁気ヘッドは特に優れた性能を示すが、このような
磁気ヘッドとしては、単結晶，多結晶フェライトにより
構成される磁気ヘッドの主ギャップ部近傍にセンダスト
等の高飽和磁束密度磁性薄膜を形成したものが知られて
いる。このように主ギャップ近傍の漏れ磁界を急峻とす
る構造は ＭＥＴＡＬＩＮ ＧＡＰまたはＭＩＧと総称
されている。磁気ヘッドのＭＩＧ構造の基本的な考え方
は、例えば、実公昭２９−１１６４２号公報に開示され
ている。2. Description of the Related Art A magnetic head having a structure in which a high saturation magnetic flux density magnetic thin film is formed on both sides of a main gap (collectively referred to as a double MIG structure) exhibits particularly excellent performance. It is known that a magnetic head made of crystalline or polycrystalline ferrite is formed with a high saturation magnetic flux density magnetic thin film such as sendust near the main gap. Such a structure in which the leakage magnetic field near the main gap is steep is collectively called METALIN GAP or MIG. The basic concept of the MIG structure of the magnetic head is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Publication No. 29-11644.
【０００３】図３は、このようなＭＩＧ構造の磁気ヘッ
ドを示すもので、一対のフェライトより成るリング型の
磁気ヘッド１０１の主ギャップ対向面１０２に高飽和磁
束密度のセンダスト，パーマロイ等の金属、またはアモ
ルファスの高飽和磁束密度磁性薄膜１０３をスパッタリ
ング，蒸着，イオンプレーティング等により被着し、高
飽和磁束密度磁性薄膜１０３の間に、例えは、ＳｉＯ2
−低融点ガラス−ＳｉＯ2 からなる非磁性薄膜１０６を
スパッタリング，蒸着，イオンプレーティング等により
被着して構成されている。FIG. 3 shows a magnetic head having such a MIG structure. A ring type magnetic head 101 made of a pair of ferrites has a main gap facing surface 102 on which a metal such as sendust or permalloy having a high saturation magnetic flux density is formed. Alternatively, an amorphous high saturation magnetic flux density magnetic thin film 103 is deposited by sputtering, vapor deposition, ion plating, or the like, and between the high saturation magnetic flux density magnetic thin film 103, for example, SiO 2
A nonmagnetic thin film 106 made of low-melting glass-SiO 2 is applied by sputtering, vapor deposition, ion plating or the like.
【０００４】このような磁気ヘッドでは、主ギャップ部
近傍の磁束の飽和を改善し、記録時の発生磁界を急峻に
し、また高保磁力の記録媒体への記録再生を可能とし、
記録密度の高密度化を行うことができる。また、このよ
うなＭＩＧ構造の磁気ヘッドは、従来のフェライト単体
より成る磁気ヘッドに対し記録磁界を強く急峻にして記
録密度を向上させることができ、書き込み電流に対する
依存性が低く安定した特性を持っている。In such a magnetic head, the saturation of the magnetic flux near the main gap is improved, the magnetic field generated at the time of recording is sharpened, and recording / reproducing on a recording medium having a high coercive force is enabled.
It is possible to increase the recording density. In addition, such a magnetic head having the MIG structure can improve the recording density by making the recording magnetic field stronger and steeper than that of a conventional magnetic head made of a single ferrite, and has stable characteristics with low dependence on a write current. ing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁気ヘッドでは、主ギャップ対向面１０２間のギャップ
部に存在する応力により、磁気ヘッドの成形加工中に高
飽和磁束密度磁性薄膜１０３間の非磁性ギャップ部から
破損が起こり安定した性能が得られないという問題があ
る。即ち、ＭＩＧ構造のギャップ部の構造が、高飽和磁
束密度磁性薄膜−非磁性薄膜−高飽和磁束密度磁性薄膜
とされ、非磁性ギャップ部を構成する非磁性薄膜１０６
がＳｉＯ2 −低融点ガラス−ＳｉＯ2 の３層構造で構成
されているため、ここに存在する熱膨張係数の差，また
は加熱により結晶構造が変化することよりギャップ部近
傍に残留応力が発生し、この応力によりギャップ接合後
の成形加工中に非磁性ギャップ部から破損が起こり、安
定した性能が得られないという問題があった。However, in the conventional magnetic head, the stress existing in the gap between the main gap opposing surfaces 102 causes the non-magnetic material between the high saturation magnetic flux density magnetic thin films 103 during the forming process of the magnetic head. There is a problem that breakage occurs from the gap and stable performance cannot be obtained. That is, the structure of the gap portion of the MIG structure is a high saturation magnetic flux density magnetic thin film-non-magnetic thin film-high saturation magnetic flux density magnetic thin film, and the non-magnetic thin film 106 constituting the non-magnetic gap portion
There SiO 2 - because it is composed of a three-layer structure of the low-melting glass -SiO 2, the residual stress in the vicinity of the gap portion than the crystal structure changes are caused by the thermal difference in expansion coefficient or heat, which is present here However, there is a problem that the stress causes breakage from the non-magnetic gap portion during the forming process after the gap joining, and stable performance cannot be obtained.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の磁気ヘッドは、
一対のフェライトからなるヘッドコアを、高飽和磁束密
度磁性薄膜−中間非磁性薄膜−非磁性薄膜−中間非磁性
薄膜−高飽和磁束密度磁性薄膜を順次介して接合してな
るとともに、高飽和磁束密度磁性薄膜をセンダスト，パ
ーマロイおよびアモルファスから選ばれる一種により構
成し、非磁性薄膜をＳｉＯ2 ，低融点ガラスのうち少な
くとも一種から構成し、中間非磁性薄膜をカルシウムフ
ェライトにより構成してなるものである。According to the present invention, there is provided a magnetic head comprising:
A head core composed of a pair of ferrites is sequentially joined through a high saturation magnetic flux density magnetic thin film, an intermediate nonmagnetic thin film, a nonmagnetic thin film, an intermediate nonmagnetic thin film, and a high saturation magnetic flux density magnetic thin film. The thin film is composed of one selected from sendust, permalloy and amorphous, the nonmagnetic thin film is composed of at least one of SiO 2 and low melting point glass, and the intermediate nonmagnetic thin film is composed of calcium ferrite.
【０００７】[0007]
【作用】本発明は、中間非磁性薄膜をカルシウムフェラ
イトにより構成することにより、中間非磁性薄膜が、セ
ンダスト，パーマロイおよびアモルファスから選ばれる
一種により構成される高飽和磁束密度磁性薄膜と、Ｓｉ
Ｏ2 ，低融点ガラスのうち少なくとも一種から構成され
る非磁性薄膜との中間の熱膨張係数を有することにな
り、中間非磁性薄膜が高飽和磁束密度磁性薄膜と非磁性
薄膜の間の緩衝材となり、高飽和磁束密度磁性薄膜と非
磁性薄膜との間の熱膨張係数の差，加熱による結晶構造
の変化により発生する残留応力を低減させることが可能
となる。According to the present invention, the intermediate non-magnetic thin film is composed of calcium ferrite, so that the intermediate non-magnetic thin film is composed of a high saturation magnetic flux density magnetic thin film composed of one kind selected from sendust, permalloy and amorphous.
The intermediate non-magnetic thin film has a coefficient of thermal expansion intermediate to that of a non-magnetic thin film composed of at least one of O 2 and low melting point glass, and the intermediate non-magnetic thin film is a buffer material between the high saturation magnetic flux density magnetic thin film and the non-magnetic thin film. Thus, it is possible to reduce the difference in the thermal expansion coefficient between the high saturation magnetic flux density magnetic thin film and the non-magnetic thin film, and the residual stress generated by the change in the crystal structure due to heating.
【０００８】また、磁気ヘッドとしては硬度が高く、摺
動特性が優れているものが好ましく、しかも、上記した
ような残留応力を低減させるためには、中間非磁性薄膜
は高飽和磁束密度磁性薄膜の熱膨張係数に近い方が良
く、このような特性を有するカルシウムフェライトを中
間非磁性薄膜に適用することにより、磁気ヘッドに作用
する残留応力を低減することが可能となるとともに、磁
気ヘッドとしての特性を向上することが可能となる。A magnetic head having high hardness and excellent sliding characteristics is preferable, and in order to reduce the residual stress as described above, the intermediate non-magnetic thin film should be a high saturation magnetic flux density magnetic thin film. It is better to have a coefficient of thermal expansion close to that of the above. By applying calcium ferrite having such properties to the intermediate non-magnetic thin film, it becomes possible to reduce the residual stress acting on the magnetic head, and at the same time, as a magnetic head The characteristics can be improved.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に本発明の磁気ヘッドについて詳細に説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The magnetic head of the present invention will be described below in detail.
【００１０】図１は、本発明の磁気ヘッドを示すもの
で、一対のフェライトよりなるヘッドコア１の主ギャッ
プ対向面２の両面には、高飽和磁束密度のセンダスト，
パーマロイの金属またはアモルファスからなる高飽和磁
束密度磁性薄膜３（以下、実施例では磁性薄膜という）
がスパッタリング，蒸着，イオンプレーティング等によ
りそれぞれ被着されている。磁性薄膜３の表面には、前
述の薄膜形成方法によりカルシウムフェライトからなる
中間非磁性薄膜４がそれぞれ被着されている。FIG. 1 shows a magnetic head according to the present invention, in which a head core 1 made of a pair of ferrites has a high-saturation magnetic flux density sendust,
High saturation magnetic flux density magnetic thin film 3 made of permalloy metal or amorphous (hereinafter, referred to as a magnetic thin film in the embodiments)
Are respectively applied by sputtering, vapor deposition, ion plating and the like. On the surface of the magnetic thin film 3, an intermediate non-magnetic thin film 4 made of calcium ferrite is applied by the above-described thin film forming method.
【００１１】この中間非磁性薄膜４はカルシウムフェラ
イトにより構成されており、特に酸化鉄３３〜５５モル
％、酸化カルシウム４５〜６７％からなるカルシウムフ
ェライトであることが望ましい（本出願人が先に出願し
た特願平３−１８９７６６号参照）。酸化カルシウムが
６７％よりも多く、酸化鉄が３３％よりも少ないと均一
に成膜できなくなる傾向にあり、酸化鉄が５５モル％よ
りも多く、酸化カルシウムが４５％よりも少ないと熱膨
張係数が低くなる傾向にあるからである。The intermediate non-magnetic thin film 4 is composed of calcium ferrite, and is desirably a calcium ferrite composed of 33 to 55 mol% of iron oxide and 45 to 67% of calcium oxide. See Japanese Patent Application No. 3-189766). If the content of calcium oxide is more than 67% and the content of iron oxide is less than 33%, it tends to be difficult to form a uniform film. If the content of iron oxide is more than 55 mol% and the content of calcium oxide is less than 45%, the coefficient of thermal expansion is increased. Is likely to be lower.
【００１２】これらの中間非磁性薄膜４の間には、非磁
性ギャップとなる非磁性薄膜６が形成されている。非磁
性薄膜６は、ＳｉＯ2 −低融点ガラス−ＳｉＯ2 の３層
構造、ＳｉＯ2 −低融点ガラスの２層構造、もしくは低
融点ガラスの単層構造から構成されている。A nonmagnetic thin film 6 serving as a nonmagnetic gap is formed between these intermediate nonmagnetic thin films 4. Nonmagnetic film 6, SiO 2 - 3-layered structure of the low-melting glass -SiO 2, SiO 2 - and a single-layer structure of 2-layer structure or a low-melting glass, low-melting glass.
【００１３】即ち、一対のヘッドコア１間は、図２に示
すように、磁性薄膜３−中間非磁性薄膜４−非磁性薄膜
６−中間非磁性薄膜４−磁性薄膜３により構成されてお
り、このような構造は加熱することにより接合され、リ
ング型の磁気ヘッドが製造される。磁性薄膜３の厚みは
１〜５μｍ、中間非磁性薄膜４の厚みは０．１〜０．３
μｍ、非磁性薄膜６の厚みは０．１〜０．３μｍ程度に
設定されている。That is, as shown in FIG. 2, the space between the pair of head cores 1 is composed of a magnetic thin film 3, an intermediate non-magnetic thin film 4, a non-magnetic thin film 6, an intermediate non-magnetic thin film 4, and a magnetic thin film 3. Such a structure is joined by heating to produce a ring-type magnetic head. The thickness of the magnetic thin film 3 is 1 to 5 μm, and the thickness of the intermediate nonmagnetic thin film 4 is 0.1 to 0.3.
μm, and the thickness of the nonmagnetic thin film 6 is set to about 0.1 to 0.3 μm.
【００１４】そして、中間非磁性薄膜４は、磁性薄膜３
と非磁性薄膜６の中間の熱膨張係数を有している。即
ち、熱膨張係数については磁性薄膜３が１２５〜１７０
×１０-7／℃、カルシウムフェライトからなる中間非磁
性薄膜４は１１５〜１２７×１０-7／℃、非磁性薄膜６
を構成するＳｉＯ2 が４０×１０-7／℃、非磁性薄膜６
を構成する低融点ガラスが１００×１０-7／℃であり、
中間非磁性薄膜４は、磁性薄膜３と非磁性薄膜６の中間
の熱膨張率を有する。The intermediate non-magnetic thin film 4 is a magnetic thin film 3
And the non-magnetic thin film 6 have an intermediate thermal expansion coefficient. That is, regarding the thermal expansion coefficient, the magnetic thin film 3
× 10 −7 / ° C., the intermediate non-magnetic thin film 4 composed of calcium ferrite is 115 to 127 × 10 −7 / ° C., and the non-magnetic thin film 6
SiO 2 is 40 × 10 -7 / ℃ constituting the non-magnetic thin film 6
Has a low melting point glass of 100 × 10 −7 / ° C.,
The intermediate nonmagnetic thin film 4 has a coefficient of thermal expansion intermediate between that of the magnetic thin film 3 and that of the nonmagnetic thin film 6.
【００１５】以上のように構成された磁気ヘッドでは、
一対のヘッドコア１を、磁性薄膜３−中間非磁性薄膜４
−非磁性薄膜６−中間非磁性薄膜４−磁性薄膜３を順次
介して接合し、中間非磁性薄膜４をカルシウムフェライ
トにより構成することにより、中間非磁性薄膜４が、セ
ンダスト，パーマロイの金属，アモルファスから選ばれ
る一種により構成される磁性薄膜３と、ＳｉＯ2 ，低融
点ガラスのうち少なくとも一種から構成される非磁性薄
膜６との中間の熱膨張係数を有することになり、中間非
磁性薄膜４が磁性薄膜３と非磁性薄膜６の間の緩衝材と
なり、磁性薄膜３と非磁性薄膜６との間の熱膨張係数の
差，加熱による結晶構造の変化により発生する残留応力
を低減させることができる。これにより、磁気ヘッドの
成形加工中に非磁性ギャップ部から破損が生じることを
確実に防止することができ、磁気ヘッドとして安定した
性能を得ることができる。In the magnetic head constructed as described above,
The pair of head cores 1 is composed of a magnetic thin film 3, an intermediate non-magnetic thin film 4
-The non-magnetic thin film 6 is joined through the non-magnetic thin film 6-the intermediate non-magnetic thin film 4-the magnetic thin film 3 in order, and the intermediate non-magnetic thin film 4 is made of calcium ferrite. And a non-magnetic thin film 6 composed of at least one of SiO 2 and low-melting glass, and has an intermediate coefficient of thermal expansion. It acts as a buffer between the magnetic thin film 3 and the non-magnetic thin film 6, and can reduce the difference in thermal expansion coefficient between the magnetic thin film 3 and the non-magnetic thin film 6, and the residual stress generated by the change in the crystal structure due to heating. . Accordingly, it is possible to reliably prevent the non-magnetic gap portion from being damaged during the forming process of the magnetic head, and to obtain stable performance as the magnetic head.
【００１６】また、カルシウムフェライトは、硬度が高
く、摺動特性が優れており、しかも熱膨張係数が約１１
０〜１３０×１０-7／℃で、磁性薄膜３であるセンダス
ト，パーマロイの金属，アモルファスの熱膨張係数１２
５〜１７０×１０-7／℃に近い非磁性材料であるため、
このような特性を有するカルシウムフェライトを中間非
磁性薄膜４に適用することにより、上記したように磁気
ヘッドに作用する残留応力を低減することができるとと
もに、磁気ヘッドとしての特性を向上することができ
る。Calcium ferrite has high hardness, excellent sliding characteristics, and a coefficient of thermal expansion of about 11
0 to 130 × 10 −7 / ° C., the thermal expansion coefficient of the magnetic thin film 3 of sendust, permalloy metal, or amorphous
Since it is a non-magnetic material close to 5 to 170 × 10 −7 / ° C.,
By applying calcium ferrite having such characteristics to the intermediate non-magnetic thin film 4, the residual stress acting on the magnetic head can be reduced as described above, and the characteristics of the magnetic head can be improved. .
【００１７】本発明者は、本発明の効果を確認すべく、
磁性薄膜，非磁性薄膜の材質および中間非磁性薄膜の組
成を変化させて実験を行った。実験は、一対のヘッドコ
アの一方のギャップ対向面にスパッタ法により、表１に
示すように高磁性薄膜とカルシウムフェライトと非磁性
薄膜を順次積層し、他方のヘッドコアのギャップ対向面
にも同様な構成の膜を形成し、両ヘッドコアをギャップ
対向面を合わせて、接合ガラスにより４００℃で接合し
た。そして、１００個製造したうち、ギャップ不良の比
率を算出し、その結果を表１に記載する。The present inventor has sought to confirm the effects of the present invention.
The experiment was performed by changing the material of the magnetic thin film and the non-magnetic thin film and the composition of the intermediate non-magnetic thin film. In the experiment, as shown in Table 1, a high magnetic thin film, calcium ferrite, and a non-magnetic thin film were sequentially laminated on one of the pair of head cores facing the gap by sputtering, and a similar configuration was formed on the other head core facing the gap. Were formed, and both head cores were joined together at 400 ° C. using a joining glass, with the gap opposing surfaces aligned. Then, out of 100 manufactured, the ratio of gap failure was calculated, and the result is shown in Table 1.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】この表１より、中間非磁性薄膜は磁性薄膜
と非磁性薄膜の中間の熱膨張係数を有しており、良品率
も高いことが判る。From Table 1, it can be seen that the intermediate non-magnetic thin film has an intermediate thermal expansion coefficient between the magnetic thin film and the non-magnetic thin film, and has a high yield.
【００２０】尚、上記実施例では、中間非磁性薄膜４の
間には、非磁性薄膜６を形成した例について説明した
が、本発明では、中間非磁性薄膜の両側に非磁性薄膜を
それぞれ形成しても良い。即ち、ヘッドコアの間が、磁
性薄膜−カルシウムフェライト−２層の非磁性薄膜−カ
ルシウムフェライト−磁性薄膜となるように加熱接合し
ても良い。In the above embodiment, the example in which the non-magnetic thin film 6 is formed between the intermediate non-magnetic thin films 4 has been described. However, in the present invention, the non-magnetic thin films are formed on both sides of the intermediate non-magnetic thin film, respectively. You may. That is, heat bonding may be performed so that the space between the head cores becomes a magnetic thin film-calcium ferrite-two-layer nonmagnetic thin film-calcium ferrite-magnetic thin film.
【００２１】さらに、従来、フェライトからなるヘッド
コア１と磁性薄膜３の間には疑似ギャップとなる非磁性
反応層が存在することが知られており、この非磁性反応
層を軽減し、両者の付着強度を向上させるために、ヘッ
ドコアと磁性薄膜の間にカルシウムフェライト層を形成
しても良い。Further, it has been known that a non-magnetic reaction layer serving as a pseudo gap exists between the head core 1 made of ferrite and the magnetic thin film 3. In order to improve the strength, a calcium ferrite layer may be formed between the head core and the magnetic thin film.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明の磁気ヘッドでは、高飽和磁束密
度磁性薄膜と非磁性薄膜間の熱膨張係数の差や加熱によ
る結晶構造の変化により発生する残留応力を、磁性薄膜
と非磁性薄膜との中間の熱膨張係数を持つカルシウムフ
ェライトの中間非磁性薄膜を磁性薄膜と非磁性薄膜間に
介在させて緩衝材とすることで低減することができ、成
形加工中に非磁性ギャップ部から破損することを確実に
防止することができるとともに、磁気特性の劣化を防止
することができる。従って、簡便な方法で安定した性能
の磁気ヘッドを得ることができる。According to the magnetic head of the present invention, the residual stress generated due to the difference in the thermal expansion coefficient between the high saturation magnetic flux density magnetic thin film and the non-magnetic thin film and the change in the crystal structure due to the heating is reduced by the magnetic thin film and the non-magnetic thin film. Intermediate non-magnetic thin film of calcium ferrite with a thermal expansion coefficient between that of the magnetic thin film and the non-magnetic thin film can be used as a cushioning material, which can be reduced, resulting in breakage from the non-magnetic gap during molding. This can be reliably prevented, and the deterioration of the magnetic characteristics can be prevented. Therefore, a magnetic head with stable performance can be obtained by a simple method.
【図１】本発明の磁気ヘッドの正面図である。FIG. 1 is a front view of a magnetic head according to the present invention.
【図２】図１のギャップ近傍を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of a gap in FIG.
【図３】従来の磁気ヘッドの正面図である。FIG. 3 is a front view of a conventional magnetic head.
１ ヘッドコア ２ 主ギャップ対向面 ３ 高飽和磁束密度磁性薄膜 ４ 中間非磁性薄膜 ６ 非磁性薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head core 2 Main gap opposing surface 3 High saturation magnetic flux density magnetic thin film 4 Intermediate nonmagnetic thin film 6 Nonmagnetic thin film
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/127 - 5/325 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 5/127-5/325
Claims (1)
高飽和磁束密度磁性薄膜−中間非磁性薄膜−非磁性薄膜
−中間非磁性薄膜−高飽和磁束密度磁性薄膜を順次介し
て接合してなるとともに、高飽和磁束密度磁性薄膜をセ
ンダスト，パーマロイおよびアモルファスから選ばれる
一種により構成し、非磁性薄膜をＳｉＯ2 ，低融点ガラ
スのうち少なくとも一種から構成し、中間非磁性薄膜を
カルシウムフェライトにより構成してなることを特徴と
する磁気ヘッド。1. A head core comprising a pair of ferrites,
High saturation magnetic flux density magnetic thin film-intermediate non-magnetic thin film-non-magnetic thin film-intermediate non-magnetic thin film-high saturation magnetic flux density magnetic thin film is sequentially joined, and high saturation magnetic flux density magnetic thin film is formed from sendust, permalloy and amorphous. A magnetic head comprising a selected non-magnetic film, a non-magnetic thin film made of at least one of SiO 2 and low-melting glass, and an intermediate non-magnetic thin film made of calcium ferrite.
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| JP05073289A JP3103702B2 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Magnetic head |
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| JP05073289A JP3103702B2 (en) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | Magnetic head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290419A JPH06290419A (en) | 1994-10-18 |
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1993
- 1993-03-31 JP JP05073289A patent/JP3103702B2/en not_active Expired - Fee Related
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