JP3943752B2

JP3943752B2 - Magnetic head and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3943752B2
Application number: JP09975399A
Authority: JP
Inventors: 敏夫上原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JPH11353610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア片を積層して成る磁気コアと、前記磁気コアの摺動面に被膜形成された保護膜（例えばＣｒＮ膜）とを有する磁気ヘッドに係り、特に、前記保護膜の剥離を防止し、前記磁気ヘッドの耐摩耗性を向上させた磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の４トラック４チャンネルのステレオカセットテーププレーヤまたはテープレコーダに用いられる磁気ヘッドを磁気媒体（磁気テープ）との摺動面側から見た正面図、図８は図７に示す磁気ヘッドの中心線での断面を８―８矢視側から見たものである。
【０００３】
図７に示す磁気ヘッドでは、シールドケース２０の前面（図７の紙面）が磁気媒体（磁気テープ）との摺動面２０ａであり、磁気テープの走行方向はＸ方向である。
【０００４】
図７に示すように、Ｘ方向に沿うシールドケース２０の両側には、テープガイド２６が設けられている。また前記シールドケース２０の摺動面２０ａ上には各トラックに対応する２組の記録再生部２１，２２が現れている。一方の記録再生部が磁気テープのフォワード走行用であり、他方の記録再生部がリバース走行用である。
【０００５】
２組の記録再生部２１と２２のそれぞれには、左チャンネル用磁気コア２１Ｌ、２２Ｌ、および右チャンネル用磁気コア２１Ｒ、２２Ｒが設けられ、各磁気コアの中央部分に磁気ギャップＧが形成されている。
【０００６】
磁気コア２１Ｒと２２Ｒとの間には中央シールド板２３が設けられ、磁気コア２１Ｌと２１Ｒとの間、及び磁気コア２２Ｒと２２Ｌとの間にはチャンネル間のシールド板２４がそれぞれ設けられ、各磁気コア間のクロストークが防止できるようになっている。摺動面２０ａではシールドケース２０に矩形状の窓２０ｂが形成されており、この窓２０ｂの内部および各磁気コアとシールド板との間にエポキシ系などの樹脂２５が充填されている。
【０００７】
図８に示すように、シールドケース２０内にはホルダ２７が設けられている。このホルダ２７は中心線８−８にて接合されるようにＸ方向両側に対称となるように一対設けられている。各磁気コア２１Ｌ、２１Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒおよび各磁気シールド板２３、２４、２４は、前記ホルダ２７に形成された溝内に差し込まれるようにして保持され、それぞれがシールドケース２０内にて位置決めされている。各磁気コア２１Ｌ、２１Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒの基部はシールドケース２０の内方へ延び、この基部にボビン２８，２８，２８，２８が外装されている。
各ボビンには被覆導線が所定の巻数にて巻回されたコイルが形成されている。コイルの巻線の端末は、ボビン２８，２８，２８，２８に固定された金属端子２９，２９，２９，２９に結線されており、各金属端子はシールドケース２０の外方に延びている。またシールド板２３，２４，２４は、シールドケース２０内にて各ボビンの間に延びている。
【０００８】
また図８に示すように、磁気ヘッド摺動面２０ａ上には、保護膜３０が成膜されている。なおこの保護膜３０は例えばＣｒＮ膜で形成されている。
この保護膜３０は、磁気テープの摺動性（走行性）を改善し、磁気ギャップＧ付近での磁粉の付着や摩耗を防止するために設けられている。
【０００９】
なおこの保護膜３０は、スパッタリング法や蒸着法などによって、磁気ヘッドの摺動面２０ａ全体に成膜される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記磁気コア２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒは、図７，８に示すように、複数の薄いコア片が積層されて形成された、いわゆるラミネートコアである。
【００１１】
このように磁気コアを積層して形成するのは、高周波領域において、渦電流損を低減させ、周波数特性を向上させるためである。
【００１２】
従来では、各コア片を接合するのに、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を使用していた。
しかし、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、耐湿性、耐水性が非常に悪く、湿度の高い環境下では、前記エポキシ樹脂が水分を吸収しやすくなっている。
【００１３】
このため、前記エポキシ樹脂で接合されていた各コア片間で、位置ずれが起き、磁気コア２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒの上面（摺動面２０ａ）に段差が生じる。
【００１４】
また前記ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、ガラス転移温度も低いため、例えば車載用のテーププレーヤなどのように高温の環境下に置かれたときに、前記エポキシ樹脂が軟化して、各コア片が位置ずれを起こし、磁気コア２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒの上面（摺動面２０ａ）に段差が生じやすい。
【００１５】
このように、磁気コア２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒの上面（摺動面２０ａ）に段差が生じると、前記摺動面２０ａ上に成膜されている保護膜３０の接着強度が弱い場合には、磁気テープ走行時に、前記保護膜３０が、前記磁気コアの部分から膜剥がれを起こし、最終的に、磁気ヘッドの摺動面２０ａ上に成膜されている保護膜３０全体が剥離することがある。
【００１６】
前記保護膜３０が剥離した状態で、磁気ヘッドの摺動面２０ａ上を磁気テープが走行すると、前記磁気テープの磁粉が、磁気ギャップＧ付近に付着し、さらに磁気ギャップＧ付近での摩耗が激しくなって、磁気ギャップＧと磁気テープとのスペーシングが大きくなり、記録・再生特性は劣化する。
【００１７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、保護膜の剥離を防止し、磁気ヘッドの耐摩耗性を向上でき、良好な記録・再生特性を得ることが可能な磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のコア片が樹脂を介して積層され、記録媒体との摺動面に磁気ギャップが形成されて成る磁気コアと、前記磁気コアの記録媒体との摺動面に被覆形成された保護膜とを有する磁気ヘッドにおいて、各コア片を接合するための前記樹脂は、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂で形成され、さらに前記保護膜は、その組成が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆのうち少なくとも１種以上の元素と、窒素を含有して構成されており、前記保護膜における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比は、３．０以上であることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、複数のコア片が樹脂を介して積層され、記録媒体との摺動面に磁気ギャップが形成されて成る磁気コアと、前記磁気コアの記録媒体との摺動面に被覆形成された保護膜とを有する磁気ヘッドにおいて、各コア片を接合するための前記樹脂は、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂で形成され、さらに前記保護膜は、その組成が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆのうち少なくとも１種以上の元素と、窒素を含有して構成されており、前記保護膜における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比は、４．５以上であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、前記保護膜における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比は、５．０以上であることが好ましい。
また本発明は、複数のコア片が樹脂を介して積層され、記録媒体との摺動面に磁気ギャップが形成されて成る磁気コアと、前記磁気コアの記録媒体との摺動面に被覆形成された保護膜とを有する磁気ヘッドの製造方法において、
各コア片を接合するための前記樹脂を、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂で形成し、さらに前記保護膜をＣｒＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−３０〜−１００Ｖの範囲内として、前記ＣｒＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、３．０以上となるように制御することを特徴とするものである。
本発明では、前記保護膜をＴｉＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−１００〜−２００Ｖの範囲内として、前記ＴｉＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、３．０以上となるように制御したり、前記保護膜をＨｆＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−５０〜−１００Ｖの範囲内として、前記ＨｆＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、３．０以上となるように制御することもできる。
また本発明は、複数のコア片が樹脂を介して積層され、記録媒体との摺動面に磁気ギャップが形成されて成る磁気コアと、前記磁気コアの記録媒体との摺動面に被覆形成された保護膜とを有する磁気ヘッドにおいて、
各コア片を接合するための前記樹脂を、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂で形成し、さらに前記保護膜をＣｒＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−３０〜−１００Ｖの範囲内として、前記ＣｒＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、４．５以上となるように制御することを特徴とするものである。
本発明では、前記保護膜をＴｉＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−１００〜−２００Ｖの範囲内として、前記ＴｉＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、４．５以上となるように制御したり、あるいは、前記保護膜をＨｆＮで成膜し、その際、基板バイアス値を−５０〜−１００Ｖの範囲内として、前記ＨｆＮにおける（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、４．５以上となるように制御することもできる。
また、前記保護膜における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、５．０以上となるように制御することが好ましい。
【００２１】
従来、磁気コアの各コア片を接合するために使用されていた樹脂は、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂であった。
【００２２】
このエポキシ樹脂は、エポキシ基とアミン基との反応により硬化が進行するが、その過程で水酸基（―ＯＨ）を生成する（化１参照）。そのため、硬化物の吸湿性・吸水性はエポキシ樹脂の中でも一般的に高く、初期の接着強度は高いものの、耐湿試験を行なうと、水分による接着界面の劣化による接着強度が低下する場合が多い。
【００２３】
【化１】

【００２４】
またポリアミン系硬化剤を使用したエポキシ樹脂は、硬化する前の混合初期粘度が非常に低く、ほぼ液体状態となっている。このため各コア片に接合するための樹脂塗布量を一定に保つことが難しく、また余分な場所に樹脂が付着するなど、作業性を繁雑にさせる原因にもなる。
【００２５】
これに対し、酸無水物系硬化剤を使用したエポキシ樹脂は、硬化する前の混合初期粘度が適正となり、樹脂塗布量を一定に保つことができ、作業性も向上する。
【００２６】
また酸無水物系硬化剤を使用したエポキシ樹脂は、酸無水物の開環によりエポキシ基と反応し、エーテル結合（―Ｏ―）により架橋反応が進行する（化２参照）。
【００２７】
酸無水物系硬化剤の重合反応は、理論的には水酸基（―ＯＨ）が生成しないために、硬化物（エポキシ樹脂）の吸湿性・吸水性は、エポキシ樹脂の中でも最も低い傾向にある。
【００２８】
【化２】

【００２９】
また酸無水物系硬化剤を使用したエポキシ樹脂では、酸無水物の開環により架橋反応が進行することから、反応前／反応後の分子のパッキングが大きく変化しないため、他の系統の硬化剤を使用したものよりも硬化（反応）収縮が小さい。つまり、樹脂硬化物の弾性率が同等な場合でも酸無水物系硬化剤を使用したエポキシ樹脂の方が内部応力も小さくなることから、接着には有利に働く。
【００３０】
本発明者らは、前述したポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂（以下、「アミン系のエポキシ樹脂」という）、及び酸無水物系を用いたエポキシ樹脂（以下、「酸無水物系のエポキシ樹脂」という）を用いて、硬化時間と煮沸吸水率との関係について調べた。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１に示すように、ポリアミン系のエポキシ樹脂には、主剤としてエポキシビスフェノールＡを、硬化剤としては、アミン系（ジシアンジアミド）を用い、配合比（重量比）を主剤：硬化剤：希釈剤（アセトン）＝１００：３０：５００とした。
【００３３】
またポリアミン系のエポキシ樹脂の混合初期粘度（２５℃）は、約１ｃｐｓ、ポットライフ（２５℃）は４週間であった。
【００３４】
また酸無水物系のエポキシ樹脂には、主剤としてエポキシビスフェノールＡ、硬化剤として、酸無水物系を使用し、混合比（重量比）を主剤：硬化剤＝１００：９０とした。
【００３５】
なお、前記酸無水物系のエポキシ樹脂の混合初期粘度（２５℃）は、４００ｃｐｓ、ポットライフ（２５℃）は２０時間であった。
【００３６】
実験では、酸無水物系のエポキシ樹脂に対して硬化温度を１７０℃とし、硬化温度が１時間、３時間、５時間、７時間、１０時間における煮沸吸収率を測定した。
【００３７】
また、アミン系のエポキシ樹脂に対して硬化温度を１８０℃とし、硬化時間が１時間、３時間、５時間、７時間、１０時間における煮沸吸収率を測定した。
なお煮沸吸収率は、ＪＩＳＫ６９１１による。
【００３８】
図４に示すように、酸無水物系のエポキシ樹脂とアミン系のエポキシ樹脂共に、硬化時間が長くなれば、煮沸吸収率（純水（１００℃）中１時間浸漬）は低下しているが、酸無水物系のエポキシ樹脂は、アミン系のエポキシ樹脂に比べて、硬化時間を長くすることによる煮沸吸収率の低下の度合が大きく、硬化時間を３時間以上にすると、酸無水物系のエポキシ樹脂の方が、煮沸吸収率を小さくできることがわかる。酸無水物系のエポキシ樹脂の場合、特に硬化時間を５時間以上にすると、煮沸吸収率を０．３（％）以下にすることができる。
【００３９】
次に、酸無水物系のエポキシ樹脂と、アミン系のエポキシ樹脂との、硬化時間とガラス転移温度との関係について調べた。
【００４０】
実験では、酸無水物系のエポキシ樹脂に対して硬化温度を１７０℃とし、硬化時間が３０分、１時間、３時間、５時間、１０時間におけるガラス転移温度を測定した。
【００４１】
またアミン系のエポキシ樹脂に対して硬化温度を１８０℃とし、硬化時間が３０分、１時間、３時間、５時間、及び１０時間におけるガラス転移温度を測定した。
【００４２】
図５に示すように、酸無水物系、アミン系共に硬化時間を長くすれば、ガラス転移温度は高くなるが、酸無水物系のエポキシ樹脂の方が、アミン系のエポキシ樹脂に比べて、ガラス転移温度が非常に高く、耐熱性に優れていることがわかる。
【００４３】
以上の実験結果から、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂に比べて、耐湿性、耐水性、及び耐熱性の面で優れている。
【００４４】
従って図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０には、酸無水物系硬化剤のエポキシ樹脂を使用した方が、例えば湿度の高い環境下においても、各コア片９間に段差が生じにくく、従って従来に比べて、磁気コアの積層段差によって、保護膜１４（図２参照）が剥離することは低減される。
【００４５】
しかし、前記保護膜１４の剥離の問題は、各コア片９を接合するための樹脂１０の材質のみに左右されるものではなく、前記保護膜１４の膜質も大きく影響している。
【００４６】
すなわち、前記保護膜１４の剥離を防止するには、各コア片９を接合するための樹脂１０の材質と、前記保護膜１４自身の膜質との双方を適性に調節する必要がある。
【００４７】
そこで次に、図３に示す各コア片９をポリアミン系硬化剤のエポキシ樹脂で接合した場合における、図２に示す保護膜１４の膜質との関係、及び各コア片９を酸無水物系硬化剤のエポキシ樹脂で接合した場合における、保護膜１４の膜質との関係を、磁気ヘッド（摺動面）の耐摩耗性の面から調べた。
【００４８】
【表２】

【００４９】
【表３】

【００５０】
実験に使用される磁気ヘッドは全部で５６種類用意されており、そのうち２８種類は、図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０としてポリアミン系のエポキシ樹脂を使用し、残りの２８種類の磁気ヘッドには、図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０として酸無水物系のエポキシ樹脂を使用している。
【００５１】
そして、ポリアミン系のエポキシ樹脂を用いた磁気ヘッド１個と、酸無水物系のエポキシ樹脂を用いた磁気ヘッド１個とを１組（サンプル）として２８種類に分け、各サンプルにおける磁気ヘッドの摺動面に、ＣｒＮ膜、ＴｉＮ膜、あるいはＨｆＮ膜（保護膜１４；図２参照）のいずれかを「成膜条件」を変えて成膜した。ここで表２、表３に示す「ガス圧」「投入電圧」「基板バイアス」が「成膜条件」である。
【００５２】
また表２、表３に示す「窒素比」「結晶構造」「結晶配向ピーク強度比」は、上記成膜条件で成膜された際の「膜質」を示している。また前記「窒素比」とは、成膜されたＣｒＮ膜、ＴｉＮ膜あるいはＨｆＮ膜の膜中に占めるＣｒ、ＴｉあるいはＨｆとＮとの比率で、Ｎ／[Ｎ＋（Ｃｒ、ＴｉあるいはＨｆ）]×１００（％）で表わした。
【００５３】
またＸ線回折法で２θの各ピーク値から膜の配向性を調べ、「結晶配向ピーク強度比」には、（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、及び（３１１）面の回折ピークに対して、（１１１）面を基準としたときの、各面の結晶配向強度比を記載した。
【００５４】
表２に示すように、サンプルＮｏ．５〜Ｎｏ．９では、ＣｒＮ膜（保護膜）の「結晶構造」は、全体がアモルファスか、あるいは結晶化したＣｒとアモルファスとが混在した状態となっている。また表３のサンプルＮｏ．２４のＨｆＮ膜も同様に、結晶化したＨｆと、アモルファスとが混在した状態となっている。
【００５５】
このように完全に結晶化しない原因の一つとしては、「窒素比」があまり高くされてないことが挙げられる。
【００５６】
次に各サンプルにおける「結晶配向ピーク強度比」を見てみる。（１１１）面は、膜の靱性を上げる役割を果たし、（２００）面及び（２２０）面は、膜の硬度を上げる役割を果たす。表２、表３に示すように、サンプルＮｏ．２，４及び２８では、（１１１）面の方が（２００）面よりも結晶配向強度比が大きくなっていることがわかる。また表２のサンプル４では（２２０）面の方が（２００）面よりも結晶配向強度比が大きくなっていることがわかる。
このように（１１１）面あるいは（２２０）面が（２００）面よりも結晶配向強度比が大きいと、膜の硬度は大きくなり、靱性が劣化する。
【００５７】
これに対し、表２又は表３のサンプルＮｏ．１，３，１０ないし２１，さらに２３，２５ないし２７では、（２００）面の方が、（１１１）面よりも結晶配向強度比が大きくなっていることがわかる。
【００５８】
本発明では、ポリエステルなどのベースフィルムに、γ―Ｆｅ2Ｏ3の磁性層が形成された磁気テープを、表２、表３に示す各磁気ヘッドの摺動面上に走行させ、室温２０℃、湿度５０％の環境下で、磁気テープの走行時間とＦ特（再生周波数特性）との関係について調べた。
【００５９】
なお再生周波数特性とは、ある周波数における再生感度をある基準周波数における出力差の値で表わしたもので、実際の測定においては、再生特性試験レコーダ（テープデッキ）を再生し、その基準周波数の再生出力に対する各周波数における出力の差の値で表わしている。
【００６０】
本測定では、基準周波数を３１５Ｈｚとし、１４ＫＨｚとの出力差の値とし、その値が走行時間が０時間（初期値）のとき、基準値（０ｄＢ）とし、走行時間に対する出力変化の差を求めた。
【００６１】
図６は、任意的に選択したある３種類の磁気ヘッドの、磁気テープ走行時間とＦ特性との関係を示すグラフである。
図６に示すようにパターンＡの磁気ヘッドでは、磁気テープの走行時間が長くなっても、Ｆ特はほぼ０（ｄＢ）のままであり、非常に良好な再生周波数特性を保っていることがわかる。
【００６２】
これはパターンＡの磁気ヘッドでは、磁気テープの走行時間が長くなっても、図２に示す保護膜１４に剥離が発生せず、従って、磁気ヘッドの摺動面における耐摩耗性を高いまま維持できるからである。
【００６３】
これに対しパターンＢの磁気ヘッドでは、磁気テープの走行時間が、約５００時間以上になると、Ｆ特の変化値が大きくなり、再生周波数特性が劣化することがわかる。
【００６４】
パターンＢの磁気ヘッドにおいて再生周波数特性が劣化するのは、磁気テープの走行時間が約５００時間以上になると、図２に示す保護膜１４に剥離が生じ始め、従って磁気ヘッドの摺動面における耐摩耗性が低下するからである。
耐摩耗性が低下することにより、磁気テープ走行時に、磁気コアの摩耗量や磁気テープの磁粉などが磁気ギャップＧ部分に付着し、磁気特性は低下する。
【００６５】
さらにパターンＣの磁気ヘッドでは、磁気テープの走行時間が約数１０時間で、Ｆ特の変化値が大きくなり始め、パターンＡ，Ｂに比べて、最も磁気テープ走行時間の短い段階で、保護膜１４の剥離が発生しやすく、急激に磁気ヘッドの耐摩耗性が低下することがわかる。
【００６６】
すなわち図６において、保護膜１４が剥離しにくく、最も磁気ヘッドの耐摩耗性が高い磁気ヘッドは、パターンＡであり、次にパターンＢであり、最も悪いのはパターンＣである。
【００６７】
本発明では、表２、表３に示す各磁気ヘッド（５６種類）の磁気テープ走行時間とＦ特との関係が、図６に示す３種類のパターンのうち最も近いパターンとなるものを選びだし、表２、表３の一番右側の「耐摩耗性パターン」欄に記載した。
【００６８】
そして、「耐摩耗性パターン」欄にＡと付したものに対して、「耐摩耗性パターン」欄の左側の「耐摩耗性良否判定」欄に○を、「耐摩耗性パターン」欄にＢ，Ｃと付したものに対して、「耐摩耗性良否判定」欄に×を付けた。
【００６９】
表２に示すように、保護膜１４としてＣｒＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている磁気ヘッドは、サンプルＮｏ．３、１４及び１６のうち、図３に示す樹脂１０の「硬化剤」として酸無水物を使用した磁気ヘッド、さらにサンプルＮｏ．１１ないし１３の各２種類の磁気ヘッドである。
【００７０】
また表３に示すように保護膜１４としてＴｉＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている磁気ヘッドは、サンプルＮｏ．１７及び１９のうち、「硬化剤」として酸無水物を使用した磁気ヘッド、さらにサンプル２０の２種類の磁気ヘッドである。
【００７１】
さらに表３に示すように保護膜１４としてＨｆＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている磁気ヘッドは、サンプル２３及び２５のうち、「硬化剤」として酸無水物を使用した磁気ヘッド、さらにサンプル２６の２種類の磁気ヘッドである。
【００７２】
これらの磁気ヘッドは、図２に示す磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｌ，６Ｒと保護膜１４との密着性が非常に良好で、磁気テープ走行時において、前記保護膜１４に剥離が生じにくく、高い耐摩耗性を有している。
【００７３】
これらの磁気ヘッドの耐摩耗性が高い理由は、保護膜１４の結晶配同性に大きく依存している。
表２、表３に示すように、サンプルＮｏ．３、１１ないし１４、１６、１７、１９、２０、２３、さらに２５及び２６では、保護膜１４における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が、３．０以上であり、（２００）面が優先配向していることがわかる。
【００７４】
すなわち、図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０として、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を使用した場合、保護膜１４における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が３．０以上となるように、前記保護膜１４を成膜すれば、前記保護膜１４は剥離しにくく、耐摩耗性に優れた磁気ヘッドを製作できる。
【００７５】
また、従来からコア片９の接合するための樹脂１０として使用されているポリアミン系硬化剤のエポキシ樹脂を用いた場合であっても、サンプルＮｏ．１１ないし１３、２０、２６のように、保護膜１４における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が４．５以上となるように、前記保護膜１４を成膜すれば、前記保護膜１４の剥離は生じにくく、耐摩耗性に優れた磁気ヘッドを製作できる。
【００７６】
また前記ポリアミン系硬化剤のエポキシ樹脂を用いた場合には、保護膜１４における（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比を５．０以上となるようにすれば、より耐摩耗性に優れた磁気ヘッドを製作できることがわかる。
【００７７】
なお上記のように保護膜１４の結晶配向性を適切に制御する一つの方法として、基板バイアス値を適正化することが挙げられる。
【００７８】
表２に示すように、保護膜１４としてＣｒＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている場合の基板バイアス値は、−３０〜−１００Ｖ、表３に示すように保護膜１４としてＴｉＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている場合の基板バイアス値は、−１００〜−２００Ｖ、さらに表３に示すように保護膜１４としてＨｆＮ膜を使用した磁気ヘッドにおいて、「耐摩耗性良否判定」で○が付されている場合の基板バイアス値は、−５０〜−１００Ｖであることがわかる。
【００７９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における磁気ヘッドの一実施例を磁気媒体との摺動面方向から見た正面図、図２は図１の中央線での断面を矢印２方向から見た断面図、図３は、図１及び図２に示す磁気コアの斜視図である。
【００８０】
図１及び図２に示す磁気ヘッドは、４トラック４チャンネルのステレオカセットテーププレーヤまたはテープレコーダに用いられるものである。
【００８１】
図１及び図２に示すシールドケース１はパーマロイなどの磁性材料により形成されたものであり、そのＸ方向の両側面にはテーブガイド３が固定されている。
【００８２】
シールドケース１の摺動面１ａの中央には窓部４が設けられ、この窓部４にフォワード走行用とリバース走行用の２組の記録再生部５と６が現れている。
【００８３】
前記記録再生部５には、左チャンネル磁気コア５Ｌと右チャンネル磁気コア５Ｒが設けられ、両磁気コア５Ｌと５Ｒの間にチャンネル間の磁気シールド板７が介在している。他方の記録再生部６には、左チャンネル磁気コア６Ｌおよび右チャンネル磁気コア６Ｒが設けられ、両磁気コア６Ｌと６Ｒの問にチャンネル間の磁気シールド板７が介在している。そして磁気コア５Ｒと６Ｒの間に中央シールド板１５が介在している。
【００８４】
図３に示すように、各磁気コア５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒは、薄いパーマロイなどのコア片９が樹脂１０を介して複数枚積層され、前記磁気コアの中央部分には磁気ギャップＧが形成されている。
【００８５】
なお各磁気コアを、薄いコア片９を積層して形成するのは、高周波領域において渦電流損を低減させ、高周波数特性を向上させるためである。
【００８６】
図２に示すように、磁気コア６Ｌの基端部には、シールドケース１内にてポビン１１が取付けられており、さらにこのボビン１１には、シールドケース１の背面側から外部方向へ突出する金属端子１２が固定されている。なお図２では、図面上省略しただけで、他の磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｒにも、ポビン１１及び金属端子１２は取付けられている。
【００８７】
また図１に示すように、金属端子１２の後端部付近まで樹脂１３（絶縁材料）が充填されており、前記樹脂１３は、図１に示す窓部４に現れている。
【００８８】
図２に示すように、磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｌ，６Ｒの上面と、磁気シールド板７及び中央シールド板１５の上面は、同一平面上となっており、磁気ヘッドの摺動面１ａ上には、保護膜１４が、スパッタリング法あるいは蒸着法などにより成膜されている。
【００８９】
本発明では、前記保護膜１４は、その組成が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆのうち少なくとも１種以上の元素と、窒素を含有して構成されている。すなわち本発明では、前記保護膜１４としてＣｒＮ膜、ＴｉＮ膜、あるいはＨｆＮ膜や、さらにはＣｒ−Ｔｉ−Ｎ膜など、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆから２種以上の元素が選択されてもよい。またこれら元素以外に例えば酸素等の不可避不純物が含まれていてもかまわない。
【００９０】
本発明では、磁気テープ走行時における前記保護膜１４の剥離を防止し、磁気ヘッドの耐摩耗性を向上させるために、図３に示すコア片９を接合するために用いられる樹脂１０の材質、及び図２に示す保護膜１４の膜質の双方を改良している。
【００９１】
本発明では、図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０には、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂が使用されている。
【００９２】
酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、理論上硬化の際に、水酸基（−ＯＨ）を生成しないので、吸水性、吸湿性は非常に低い。
このため、例えば湿度の高い環境下においても、図３に示す磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｌ，６Ｒの各コア片９間に段差が生じにくい。
【００９３】
さらに本発明では、図３に示す各コア片９問を接合するための樹脂１０に、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を使用した場合、図２に示す保護膜１４（例えばＣｒＮ膜）は、その（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比が３．０以上となるように、成膜されている。
【００９４】
このように保護膜１４の（２００）面を（１１１）面に対して優先配向させ、特に（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度が３．０以上となるように、前記保護膜１４を成膜すれば、磁気テープ走行時における保護膜１４の剥離を極力防止でき、高い耐摩耗性を有する磁気ヘッドを製作することが可能になる。
【００９５】
また本発明では、図３に示す各コア片９を接合するための樹脂１０に、従来から用いられているポリアミン系硬化剤のエポキシ樹脂を使用してもよい。
【００９６】
ポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂は、硬化の際に水酸基（−ＯＨ）を生成するので、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂に比べて、耐湿性、耐水性が低い。
【００９７】
このため、図２に示す摺動面１ａを研磨後、各磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｌ，６Ｒの上面（摺動面１ａ）に、前記エポキシ樹脂が水分を吸収することによって段差が発生しやすいが、本発明では、保護膜１４（例えばＣｒＮ膜）の（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比を４．５以上にすることで、さらに好ましくは前記結晶配向強度比を５．０以上にすることで、前記保護膜１４の剥離を防止でき、高い耐摩耗性を有する磁気ヘッドを製作することが可能である。
【００９８】
以上のように本発明では、磁気コア５Ｌ，５Ｒ，６Ｌ，６Ｒの各コア片９を接合するための樹脂１０の種類と、保護膜１４の膜質との双方を適性に調節することにより、前記保護膜１４の剥離を防止でき、従って高い耐摩耗性を有し、良好な記録・再生特性を有する磁気ヘッドを形成することが可能である。
【００９９】
なお本発明では、図３に示す各コア片９を接合するために用いられる樹脂１０と、保護膜１４の膜質との関係について説明したが、前記樹脂１０に酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を使用した場合、図２に示す樹脂１３も、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂で形成した方が好ましい。
【０１００】
さらに、図８に示すように、各磁気コア２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ問に形成されるシールド板２３，２４，２４が積層構造である場合、積層問を接合するための樹脂も、前記酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、磁気シールドのコア片間を接合するための樹脂として、耐水性・耐湿性に優れた酸無水物系硬化剤のエポキシ樹脂を使用した場合、磁気へッドの摺動面に成膜される保護膜（例えばＣｒＮ膜）の（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比を３．０以上にすることで、磁気テープ走行時において、前記保護膜の剥離を防止でき、従って高い耐摩耗性を有し、磁気特性に優れた磁気ヘッドを製作できる。
【０１０２】
また本発明では、酸無水物系硬化剤を用いたエポキシ樹脂に比べ、耐水性・耐湿性に劣るポリアミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂を、コア片間の接合に用いた場合であっても、磁気へッドの摺動面に成膜される保護膜（例えばＣｒＮ膜）の（２００）面／（１１１）面の結晶配向強度比を４．５以上にすることで、磁気テープ走行時において、前記保護膜の剥離を防止でき、従って高い耐摩耗性を有し、磁気特性に優れた磁気ヘッドを製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁気ヘッドの一実施例を磁気媒体との摺動面方向から見た正面図、
【図２】図１の中央線２−２での断面をＩＩ方向から見た断面図、
【図３】図１及び図２に示す磁気コアの斜視図、
【図４】酸無水物系のエポキシ樹脂及びアミン系のエポキシ樹脂の硬化時間と、煮沸吸収率との関係を示すグラフ、
【図５】酸無水物系のエポキシ樹脂及びアミン系のエポキシ樹脂の硬化時間と、ガラス転移温度との関係を示すグラフ、
【図６】磁気テープの走行時間と、磁気ヘッドのＦ特（再生周波数特性）との関係を示すグラフ、
【図７】従来の磁気ヘッドを磁気媒体との摺動面方向から見た正面図、
【図８】図７の中央線８−８での断面をVIII方向から見た断面図、
【符号の説明】
１シールドケース
１ａ摺動面
３テープガイド
４窓部
５、６記録再生部
７シールド板
１５中央シールド板
９コア片
１０、１３樹脂
１１ボビン
１２金属端子
１４保護膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic head having a magnetic core formed by laminating core pieces, and a protective film (for example, a CrN film) formed on a sliding surface of the magnetic core, and in particular, the protective film is peeled off. The present invention relates to a magnetic head that prevents and improves the wear resistance of the magnetic head.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a front view of a magnetic head used in a conventional 4-track 4-channel stereo cassette tape player or tape recorder as viewed from the sliding surface side with respect to a magnetic medium (magnetic tape). FIG. The cross section at the center line of the head is viewed from the 8-8 arrow side.
[0003]
In the magnetic head shown in FIG. 7, the front surface (the paper surface of FIG. 7) of the shield case 20 is a sliding surface 20a with the magnetic medium (magnetic tape), and the traveling direction of the magnetic tape is the X direction.
[0004]
As shown in FIG. 7, tape guides 26 are provided on both sides of the shield case 20 along the X direction. On the sliding surface 20a of the shield case 20, two sets of recording / reproducing

units

21 and 22 corresponding to each track appear. One recording / reproducing unit is for forward running of the magnetic tape, and the other recording / reproducing unit is for reverse running.
[0005]
Each of the two sets of recording / reproducing

units

21 and 22 is provided with left-channel

magnetic cores

21L and 22L and right-channel

magnetic cores

21R and 22R, and a magnetic gap G is formed at the center of each magnetic core. Yes.
[0006]
A central shield plate 23 is provided between the

magnetic cores

21R and 22R, a shield plate 24 between the channels is provided between the

magnetic cores

21L and 21R, and between the

magnetic cores

22R and 22L. Crosstalk between magnetic cores can be prevented. On the sliding surface 20a, a rectangular window 20b is formed in the shield case 20, and an epoxy resin 25 is filled in the window 20b and between each magnetic core and the shield plate.
[0007]
As shown in FIG. 8, a holder 27 is provided in the shield case 20. A pair of holders 27 are provided so as to be symmetrical on both sides in the X direction so as to be joined at the center line 8-8. Each

magnetic core

21L, 21R, 22L, 22R and each

magnetic shield plate

23, 24, 24 are held so as to be inserted into a groove formed in the holder 27, and each is positioned in the shield case 20. ing. Base portions of the

magnetic cores

21L, 21R, 22L, and 22R extend inwardly of the shield case 20, and

bobbins

28, 28, 28, and 28 are covered with the base portions.
Each bobbin is formed with a coil in which a coated conductor is wound with a predetermined number of turns. Ends of the coil winding are connected to

metal terminals

29, 29, 29, 29 fixed to the

bobbins

28, 28, 28, 28, and each metal terminal extends outward from the shield case 20. The

shield plates

23, 24, and 24 extend between the bobbins in the shield case 20.
[0008]
Further, as shown in FIG. 8, a protective film 30 is formed on the magnetic head sliding surface 20a. The protective film 30 is made of, for example, a CrN film.
This protective film 30 is provided to improve the slidability (runnability) of the magnetic tape and prevent the magnetic powder from adhering to or wearing away from the magnetic gap G.
[0009]
The protective film 30 is formed on the entire sliding surface 20a of the magnetic head by sputtering or vapor deposition.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The

magnetic cores

21L, 21R, 22L, and 22R are so-called laminate cores formed by laminating a plurality of thin core pieces as shown in FIGS.
[0011]
The reason why the magnetic cores are laminated in this way is to reduce eddy current loss and improve frequency characteristics in a high frequency region.
[0012]
Conventionally, an epoxy resin using a polyamine curing agent has been used to join the core pieces.
However, an epoxy resin using a polyamine curing agent has very poor moisture resistance and water resistance, and the epoxy resin easily absorbs moisture under a high humidity environment.
[0013]
For this reason, position shift occurs between the core pieces joined by the epoxy resin, and a step is generated on the upper surfaces (sliding surfaces 20a) of the

magnetic cores

21L, 21R, 22L, 22R.
[0014]
In addition, since the epoxy resin using the polyamine curing agent has a low glass transition temperature, the epoxy resin softens when placed in a high temperature environment such as an in-vehicle tape player. The core piece is displaced, and a step is likely to occur on the upper surfaces (sliding surfaces 20a) of the

magnetic cores

21L, 21R, 22L, and 22R.
[0015]
As described above, when a step is generated on the upper surfaces (sliding surfaces 20a) of the

magnetic cores

21L, 21R, 22L, and 22R, when the adhesive strength of the protective film 30 formed on the sliding surfaces 20a is weak. When the magnetic tape is running, the protective film 30 may be peeled off from the magnetic core, and finally the entire protective film 30 formed on the sliding surface 20a of the magnetic head may be peeled off. is there.
[0016]
When the magnetic tape travels on the sliding surface 20a of the magnetic head with the protective film 30 peeled off, the magnetic powder of the magnetic tape adheres to the vicinity of the magnetic gap G and the wear near the magnetic gap G is severe. As a result, the spacing between the magnetic gap G and the magnetic tape increases, and the recording / reproducing characteristics deteriorate.
[0017]
The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a magnetic head that can prevent peeling of a protective film, improve the wear resistance of the magnetic head, and obtain good recording / reproducing characteristics. It is an object.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a plurality of core pieces are laminated via a resin, and a magnetic core formed by forming a magnetic gap on a sliding surface with a recording medium, and the sliding surface of the magnetic core with the recording medium is coated. In the magnetic head having the protective film, the resin for joining the core pieces is formed of an epoxy resin using an acid anhydride curing agent, and the protective film has a composition of Cr, Ti. , Hf contains at least one element and nitrogen, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film is 3.0 or more. It is a feature.
[0019]
The present invention also provides a magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a coating is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. In the magnetic head having the protective film formed, the resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using a polyamine curing agent, and the protective film has a composition of Cr, Ti, It is configured to contain at least one element of Hf and nitrogen, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film is 4.5 or more. It is what.
[0020]
In the present invention, the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film is preferably 5.0 or more.
The present invention also provides a magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a coating is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. In a method of manufacturing a magnetic head having a protective film formed,
The resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using an acid anhydride-based curing agent, and the protective film is formed of CrN. At that time, the substrate bias value is −30 to −100 V. In this range, the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the CrN is controlled to be 3.0 or more.
In the present invention, the protective film is formed of TiN, and at that time, the substrate bias value is in the range of −100 to −200 V, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in TiN is It is controlled to be 3.0 or more, or the protective film is formed with HfN. At that time, the substrate bias value is set in the range of −50 to −100 V, and the (200) plane / (111) at the HfN. It is also possible to control the crystal orientation strength ratio of the plane to be 3.0 or more.
The present invention also provides a magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a coating is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. In a magnetic head having a protective film formed,
The resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using a polyamine curing agent, and the protective film is formed of CrN. At that time, the substrate bias value is in the range of −30 to −100V. In particular, the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in CrN is controlled to be 4.5 or more.
In the present invention, the protective film is formed of TiN, and at that time, the substrate bias value is in the range of −100 to −200 V, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in TiN is It is controlled to be 4.5 or more, or the protective film is formed with HfN, and at that time, the substrate bias value is set within the range of −50 to −100 V, and the (200) plane / ( The crystal orientation strength ratio of the (111) plane can also be controlled to be 4.5 or more.
Moreover, it is preferable to control the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film to be 5.0 or more.
[0021]
Conventionally, the resin used to join the core pieces of the magnetic core is an epoxy resin using a polyamine-based curing agent.
[0022]
The epoxy resin is cured by a reaction between an epoxy group and an amine group, and in the process, a hydroxyl group (—OH) is generated (see Chemical Formula 1). For this reason, the cured product generally has high hygroscopicity and water absorption among epoxy resins, and the initial adhesive strength is high. However, when the moisture resistance test is performed, the adhesive strength due to deterioration of the adhesive interface due to moisture often decreases.
[0023]
[Chemical 1]

[0024]
In addition, an epoxy resin using a polyamine curing agent has a very low initial mixing viscosity before curing and is almost in a liquid state. For this reason, it is difficult to keep the amount of the resin applied for bonding to each core piece constant, and it causes the workability to be complicated, such as the resin adhering to an extra place.
[0025]
In contrast, an epoxy resin using an acid anhydride curing agent has an appropriate initial mixing viscosity before curing, can maintain a constant resin coating amount, and improves workability.
[0026]
An epoxy resin using an acid anhydride curing agent reacts with an epoxy group by ring opening of the acid anhydride, and a crosslinking reaction proceeds by an ether bond (—O—) (see Chemical Formula 2).
[0027]
In the polymerization reaction of the acid anhydride curing agent, since a hydroxyl group (—OH) is not theoretically generated, the hygroscopic property / water absorption property of the cured product (epoxy resin) tends to be the lowest among the epoxy resins.
[0028]
[Chemical 2]

[0029]
In addition, in epoxy resins using acid anhydride-based curing agents, the crosslinking reaction proceeds by ring opening of the acid anhydride, so the molecular packing before / after the reaction does not change significantly. Curing (reaction) shrinkage is smaller than those using. In other words, even when the elastic modulus of the cured resin is equivalent, the epoxy resin using the acid anhydride curing agent has a smaller internal stress, which is advantageous for adhesion.
[0030]
The present inventors have prepared an epoxy resin using the polyamine curing agent described above (hereinafter referred to as “amine epoxy resin”) and an epoxy resin using acid anhydride system (hereinafter referred to as “acid anhydride epoxy”). The relationship between curing time and boiling water absorption was investigated.
[0031]
[Table 1]

[0032]
As shown in Table 1, epoxybisphenol A is used as the main agent for the polyamine epoxy resin, and amine (dicyandiamide) is used as the curing agent, and the mixing ratio (weight ratio) is the main agent: curing agent: diluent ( Acetone) = 100: 30: 500.
[0033]
The polyamine epoxy resin had an initial mixed viscosity (25 ° C.) of about 1 cps and a pot life (25 ° C.) of 4 weeks.
[0034]
In addition, for the acid anhydride epoxy resin, epoxy bisphenol A was used as the main agent, and acid anhydride was used as the curing agent, and the mixing ratio (weight ratio) was main agent: curing agent = 100: 90.
[0035]
The acid anhydride epoxy resin had an initial mixed viscosity (25 ° C.) of 400 cps and a pot life (25 ° C.) of 20 hours.
[0036]
In the experiment, the curing temperature was set to 170 ° C. with respect to the acid anhydride epoxy resin, and the boiling absorption rate was measured at a curing temperature of 1 hour, 3 hours, 5 hours, 7 hours, and 10 hours.
[0037]
Moreover, the curing temperature was set to 180 ° C. with respect to the amine-based epoxy resin, and the boiling absorption rate at a curing time of 1, 3, 5, 7, and 10 hours was measured.
The boiling absorption rate is based on JIS K6911.
[0038]
As shown in FIG. 4, both the acid anhydride type epoxy resin and the amine type epoxy resin have a lower boiling absorption rate (immersion in pure water (100 ° C.) for 1 hour) as the curing time becomes longer. The acid anhydride type epoxy resin has a greater degree of decrease in boiling absorption rate by increasing the curing time than the amine type epoxy resin. When the curing time is 3 hours or more, the acid anhydride type epoxy resin is used. It can be seen that the epoxy resin can reduce the boiling absorption rate. In the case of an acid anhydride-based epoxy resin, particularly when the curing time is 5 hours or more, the boiling absorption rate can be reduced to 0.3 (%) or less.
[0039]
Next, the relationship between the curing time and the glass transition temperature of an acid anhydride epoxy resin and an amine epoxy resin was examined.
[0040]
In the experiment, the curing temperature was set to 170 ° C. with respect to the acid anhydride epoxy resin, and the glass transition temperature was measured at a curing time of 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 5 hours, and 10 hours.
[0041]
Moreover, the curing temperature was set to 180 ° C. with respect to the amine-based epoxy resin, and the glass transition temperatures were measured at a curing time of 30 minutes, 1 hour, 3 hours, 5 hours, and 10 hours.
[0042]
As shown in FIG. 5, if the curing time is prolonged for both the acid anhydride and amine, the glass transition temperature becomes higher, but the acid anhydride epoxy resin is better than the amine epoxy resin, It can be seen that the glass transition temperature is very high and the heat resistance is excellent.
[0043]
From the above experimental results, an epoxy resin using an acid anhydride curing agent is superior in terms of moisture resistance, water resistance, and heat resistance compared to an epoxy resin using a polyamine curing agent.
[0044]
Therefore, when the resin 10 for joining the core pieces 9 shown in FIG. 3 is made of an epoxy resin that is an acid anhydride curing agent, for example, even in a high humidity environment, there is a step between the core pieces 9. Therefore, as compared with the prior art, peeling of the protective film 14 (see FIG. 2) due to the laminated step of the magnetic core is reduced.
[0045]
However, the problem of the peeling of the protective film 14 is not dependent only on the material of the resin 10 for joining the core pieces 9, and the film quality of the protective film 14 has a great influence.
[0046]
That is, in order to prevent peeling of the protective film 14, it is necessary to appropriately adjust both the material of the resin 10 for bonding the core pieces 9 and the film quality of the protective film 14 itself.
[0047]
Then, next, when each core piece 9 shown in FIG. 3 is joined with an epoxy resin of a polyamine type curing agent, the relationship with the film quality of the protective film 14 shown in FIG. The relationship with the film quality of the protective film 14 in the case of bonding with the epoxy resin of the agent was examined from the aspect of wear resistance of the magnetic head (sliding surface).
[0048]
[Table 2]

[0049]
[Table 3]

[0050]
A total of 56 types of magnetic heads used in the experiment are prepared. Of these, 28 types use a polyamine epoxy resin as the resin 10 for joining the core pieces 9 shown in FIG. In the type of magnetic head, an acid anhydride epoxy resin is used as the resin 10 for joining the core pieces 9 shown in FIG.
[0051]
Then, one magnetic head using a polyamine type epoxy resin and one magnetic head using an acid anhydride type epoxy resin are divided into 28 types as one set (sample). Either a CrN film, a TiN film, or an HfN film (protective film 14; see FIG. 2) was formed on the moving surface while changing the “film formation conditions”. Here, “gas pressure”, “input voltage”, and “substrate bias” shown in Tables 2 and 3 are “film formation conditions”.
[0052]
In addition, “nitrogen ratio”, “crystal structure”, and “crystal orientation peak intensity ratio” shown in Tables 2 and 3 indicate “film quality” when the film is formed under the above film forming conditions. The “nitrogen ratio” is the ratio of Cr, Ti, or Hf to N in the formed CrN film, TiN film, or HfN film. N / [N + (Cr, Ti or Hf)] × 100 (%).
[0053]
Further, the orientation of the film is examined from each peak value of 2θ by X-ray diffraction method, and the “crystal orientation peak intensity ratio” includes (111) plane, (200) plane, (220) plane, and (311) plane. With respect to the diffraction peak, the crystal orientation strength ratio of each plane when the (111) plane is used as a reference is described.
[0054]
As shown in Table 2, sample no. 5-No. 9, the “crystal structure” of the CrN film (protective film) is entirely amorphous or a mixture of crystallized Cr and amorphous. Sample No. in Table 3 Similarly, the HfN film 24 is in a state where crystallized Hf and amorphous are mixed.
[0055]
One of the reasons for such incomplete crystallization is that the “nitrogen ratio” is not so high.
[0056]
Next, the “crystal orientation peak intensity ratio” in each sample is examined. The (111) plane plays a role of increasing the toughness of the film, and the (200) plane and the (220) plane play a role of increasing the hardness of the film. As shown in Tables 2 and 3, Sample No. 2, 4 and 28, it can be seen that the (111) plane has a higher crystal orientation strength ratio than the (200) plane. In Sample 4 of Table 2, it can be seen that the (220) plane has a higher crystal orientation strength ratio than the (200) plane.
Thus, when the crystal orientation strength ratio of the (111) plane or (220) plane is larger than that of the (200) plane, the hardness of the film increases and the toughness deteriorates.
[0057]
On the other hand, the sample No. In 1, 3, 10 to 21, and further 23, 25 to 27, it can be seen that the (200) plane has a higher crystal orientation strength ratio than the (111) plane.
[0058]
In the present invention, a magnetic tape in which a magnetic layer of γ-Fe 2 O 3 is formed on a base film such as polyester is run on the sliding surface of each magnetic head shown in Tables 2 and 3 at room temperature of 20 ° C. and humidity of 50. The relationship between the travel time of the magnetic tape and the F characteristics (reproduction frequency characteristics) was investigated in an environment of 50%.
[0059]
The reproduction frequency characteristic is the reproduction sensitivity at a certain frequency expressed by the value of the output difference at a certain reference frequency. In the actual measurement, the reproduction characteristic test recorder (tape deck) is reproduced and the reproduction of the reference frequency is performed. It is represented by the value of the difference in output at each frequency with respect to the output.
[0060]
In this measurement, the reference frequency is set to 315 Hz, the value of the output difference from 14 KHz, and the value is set to the reference value (0 dB) when the running time is 0 hour (initial value), and the difference in output change with respect to the running time is obtained. It was.
[0061]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the travel time of the magnetic tape and the F characteristic of three arbitrarily selected magnetic heads.
As shown in FIG. 6, in the magnetic head of pattern A, the F characteristics remain almost 0 (dB) even when the running time of the magnetic tape is increased, and the reproduction frequency characteristics are very good. Recognize.
[0062]
This is because the pattern A magnetic head does not peel off the protective film 14 shown in FIG. 2 even if the running time of the magnetic tape is increased, and therefore the wear resistance on the sliding surface of the magnetic head is kept high. Because it can.
[0063]
On the other hand, in the magnetic head of pattern B, it can be seen that when the running time of the magnetic tape is about 500 hours or more, the F characteristic change value increases and the reproduction frequency characteristic deteriorates.
[0064]
The reproduction frequency characteristic of the magnetic head of pattern B is deteriorated when the running time of the magnetic tape is about 500 hours or more, and the protective film 14 shown in FIG. This is because the wear resistance decreases.
When the wear resistance is lowered, the amount of wear of the magnetic core, the magnetic powder of the magnetic tape, and the like adhere to the magnetic gap G when the magnetic tape is running, and the magnetic characteristics are lowered.
[0065]
Further, in the magnetic head of the pattern C, the traveling time of the magnetic tape is about several tens of hours, and the change value of the F characteristic starts to increase. Compared with the patterns A and B, the protective film It can be seen that the peeling of 14 tends to occur, and the wear resistance of the magnetic head suddenly decreases.
[0066]
That is, in FIG. 6, the magnetic head in which the protective film 14 is difficult to peel off and the magnetic head has the highest wear resistance is the pattern A, then the pattern B, and the worst is the pattern C.
[0067]
In the present invention, the magnetic tape traveling time of each magnetic head (56 types) shown in Tables 2 and 3 and the relationship between the F characteristics are selected from the three types shown in FIG. Table 2 and Table 3 are shown in the “Abrasion resistance pattern” column on the rightmost side.
[0068]
Then, for those marked with A in the “Abrasion resistance pattern” column, ○ in the “Abrasion resistance pass / fail judgment” column on the left side of the “Abrasion resistance pattern” column and B in the “Abrasion resistance pattern” column , C is marked in the “Wear resistance quality judgment” column.
[0069]
As shown in Table 2, in the magnetic head using the CrN film as the protective film 14, the magnetic head marked with ○ in “Wear resistance good / bad judgment” is Sample No. 3, 14 and 16, a magnetic head using an acid anhydride as a “curing agent” of the resin 10 shown in FIG. 11 to 13 are two types of magnetic heads.
[0070]
Also, as shown in Table 3, in the magnetic head using the TiN film as the protective film 14, the magnetic heads marked with “Abrasion resistance quality determination” are sample Nos. Among the magnetic heads 17 and 19, there are two types of magnetic heads, namely, a magnetic head using an acid anhydride as a “curing agent” and a sample 20.
[0071]
Further, as shown in Table 3, in the magnetic head using the HfN film as the protective film 14, the magnetic heads marked with ○ in the “wear resistance judgment” are among the

samples

23 and 25 as “curing agents”. There are two types of magnetic heads, namely a magnetic head using an acid anhydride and a sample 26.
[0072]
These magnetic heads have very good adhesion between the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, 6R and the protective film 14 shown in FIG. 2, and the protective film 14 hardly peels off when the magnetic tape is running. Has wear resistance.
[0073]
The reason why these magnetic heads have high wear resistance depends greatly on the crystal congruency of the protective film 14.
As shown in Tables 2 and 3, Sample No. 3, 11, 14, 16, 17, 19, 20, 23, and 25 and 26, the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the protective film 14 is 3.0 or more. It can be seen that the (200) plane is preferentially oriented.
[0074]
That is, when an epoxy resin using an acid anhydride-based curing agent is used as the resin 10 for joining the core pieces 9 shown in FIG. 3, the (200) plane / (111) plane crystals in the protective film 14 If the protective film 14 is formed so that the orientation strength ratio is 3.0 or more, the protective film 14 is difficult to peel off, and a magnetic head excellent in wear resistance can be manufactured.
[0075]
Further, even when a polyamine curing agent epoxy resin conventionally used as the resin 10 for joining the core pieces 9 is used, the sample No. If the protective film 14 is formed such that the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the protective film 14 is 4.5 or more as in 11 to 13, 20, 26, The protective film 14 is hardly peeled off, and a magnetic head having excellent wear resistance can be manufactured.
[0076]
Further, when the polyamine curing agent epoxy resin is used, if the crystal orientation strength ratio of the (200) plane / (111) plane in the protective film 14 is 5.0 or more, more wear resistance is obtained. It can be seen that an excellent magnetic head can be manufactured.
[0077]
As described above, one method for appropriately controlling the crystal orientation of the protective film 14 is to optimize the substrate bias value.
[0078]
As shown in Table 2, in the magnetic head using the CrN film as the protective film 14, the substrate bias value when ◯ is given in “Wear resistance quality determination” is −30 to −100 V, and Table 3 As shown, in the magnetic head using the TiN film as the protective film 14, the substrate bias value when “circle” is given in “determination of wear resistance” is −100 to −200V, and further as shown in Table 3 In the magnetic head using the HfN film as the protective film 14, it can be seen that the substrate bias value is −50 to −100 V when “circle” is given in “determination of wear resistance”.
[0079]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a front view of a magnetic head according to an embodiment of the present invention as viewed from the direction of a sliding surface with a magnetic medium, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the center line of FIG. 3 is a perspective view of the magnetic core shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
[0080]
The magnetic head shown in FIGS. 1 and 2 is used for a 4-track 4-channel stereo cassette tape player or tape recorder.
[0081]
The shield case 1 shown in FIGS. 1 and 2 is made of a magnetic material such as permalloy, and a table guide 3 is fixed to both side surfaces in the X direction.
[0082]
A window portion 4 is provided in the center of the sliding surface 1a of the shield case 1, and two sets of recording / reproducing

portions

5 and 6 for forward traveling and reverse traveling appear in the window portion 4.
[0083]
The recording / reproducing unit 5 is provided with a left channel magnetic core 5L and a right channel magnetic core 5R, and a magnetic shield plate 7 between the channels is interposed between the

magnetic cores

5L and 5R. The other recording / reproducing unit 6 is provided with a left channel magnetic core 6L and a right channel magnetic core 6R, and a magnetic shield plate 7 between the channels is interposed between the

magnetic cores

6L and 6R. A central shield plate 15 is interposed between the

magnetic cores

5R and 6R.
[0084]
As shown in FIG. 3, each of the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, 6R has a plurality of thin core pieces 9 such as permalloy laminated via a resin 10, and a magnetic gap G is formed at the central portion of the magnetic core. Has been.
[0085]
The reason why each magnetic core is formed by laminating thin core pieces 9 is to reduce eddy current loss in a high frequency region and to improve high frequency characteristics.
[0086]
As shown in FIG. 2, a pobbin 11 is attached to the base end portion of the magnetic core 6 </ b> L in the shield case 1, and the bobbin 11 projects outward from the back side of the shield case 1. The metal terminal 12 is fixed. In FIG. 2, the pobbins 11 and the metal terminals 12 are also attached to the other

magnetic cores

5L, 5R, 6R just by omitting them in the drawing.
[0087]
Further, as shown in FIG. 1, resin 13 (insulating material) is filled up to the vicinity of the rear end of the metal terminal 12, and the resin 13 appears in the window 4 shown in FIG.
[0088]
As shown in FIG. 2, the upper surfaces of the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, and 6R and the upper surfaces of the magnetic shield plate 7 and the central shield plate 15 are on the same plane and are on the sliding surface 1a of the magnetic head. The protective film 14 is formed by sputtering or vapor deposition.
[0089]
In the present invention, the protective film 14 has a composition containing at least one element selected from Cr, Ti, and Hf and nitrogen. That is, in the present invention, as the protective film 14, two or more elements may be selected from Cr, Ti, and Hf, such as a CrN film, a TiN film, an HfN film, and a Cr—Ti—N film. In addition to these elements, for example, inevitable impurities such as oxygen may be contained.
[0090]
In the present invention, the material of the resin 10 used for joining the core piece 9 shown in FIG. 3 in order to prevent the peeling of the protective film 14 during running of the magnetic tape and to improve the wear resistance of the magnetic head, And the film quality of the protective film 14 shown in FIG. 2 is improved.
[0091]
In the present invention, an epoxy resin using an acid anhydride curing agent is used as the resin 10 for joining the core pieces 9 shown in FIG.
[0092]
An epoxy resin using an acid anhydride-based curing agent theoretically does not generate a hydroxyl group (—OH) upon curing, and therefore has very low water absorption and hygroscopicity.
For this reason, for example, even in a high humidity environment, a step is unlikely to occur between the core pieces 9 of the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, and 6R shown in FIG.
[0093]
Further, in the present invention, when an epoxy resin using an acid anhydride-based curing agent is used for the resin 10 for joining the nine core pieces shown in FIG. 3, the protective film 14 (for example, a CrN film) shown in FIG. ) Is formed so that the crystal orientation strength ratio of the (200) plane / (111) plane is 3.0 or more.
[0094]
As described above, the (200) plane of the protective film 14 is preferentially oriented with respect to the (111) plane, and in particular, the (200) plane / (111) plane has a crystal orientation strength of 3.0 or more. If the film 14 is formed, the protective film 14 can be prevented from being peeled off when the magnetic tape is running, and a magnetic head having high wear resistance can be manufactured.
[0095]
Moreover, in this invention, you may use the epoxy resin of the polyamine type hardening | curing agent conventionally used for the resin 10 for joining each core piece 9 shown in FIG.
[0096]
Since an epoxy resin using a polyamine curing agent generates a hydroxyl group (—OH) upon curing, it has lower moisture resistance and water resistance than an epoxy resin using an acid anhydride curing agent.
[0097]
For this reason, after polishing the sliding surface 1a shown in FIG. 2, the epoxy resin absorbs moisture on the upper surfaces (sliding surfaces 1a) of the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, and 6R, so that a level difference is likely to occur. However, in the present invention, the crystal orientation strength ratio of the (200) plane / (111) plane of the protective film 14 (for example, CrN film) is set to 4.5 or more, and the crystal orientation strength ratio is more preferably 5. By setting it to 0 or more, peeling of the protective film 14 can be prevented, and a magnetic head having high wear resistance can be manufactured.
[0098]
As described above, in the present invention, by appropriately adjusting both the type of the resin 10 for joining the core pieces 9 of the

magnetic cores

5L, 5R, 6L, and 6R and the film quality of the protective film 14, The protective film 14 can be prevented from being peeled off, and thus a magnetic head having high wear resistance and good recording / reproducing characteristics can be formed.
[0099]
In the present invention, the relationship between the resin 10 used for bonding the core pieces 9 shown in FIG. 3 and the film quality of the protective film 14 has been described, but an acid anhydride curing agent was used for the resin 10. When an epoxy resin is used, it is preferable that the resin 13 shown in FIG. 2 is also formed of an epoxy resin using an acid anhydride curing agent.
[0100]
Further, as shown in FIG. 8, when the

shield plates

23, 24, 24 formed on the

magnetic cores

21L, 21R, 22L, 22R have a laminated structure, the resin for joining the laminated members is also the acid. It is preferable to use an epoxy resin using an anhydride type curing agent.
[0101]
【The invention's effect】
According to the present invention described in detail above, when an epoxy resin of an acid anhydride curing agent having excellent water resistance and moisture resistance is used as a resin for bonding between the core pieces of the magnetic shield, the magnetic head The protective film (for example, CrN film) formed on the sliding surface of (200) plane / (111) plane has a crystal orientation strength ratio of 3.0 or more, so that the protective film can be used when the magnetic tape is running. Can be prevented, and thus a magnetic head having high wear resistance and excellent magnetic properties can be manufactured.
[0102]
Further, in the present invention, even when an epoxy resin using a polyamine curing agent inferior in water resistance and moisture resistance is used for bonding between core pieces compared to an epoxy resin using an acid anhydride curing agent. When the magnetic tape is running by setting the crystal orientation strength ratio of the (200) plane / (111) plane of the protective film (for example, CrN film) formed on the sliding surface of the magnetic head to 4.5 or more. In this case, the peeling of the protective film can be prevented, and therefore a magnetic head having high wear resistance and excellent magnetic properties can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a magnetic head according to the present invention as viewed from a sliding surface direction with a magnetic medium;
FIG. 2 is a cross-sectional view of the cross section taken along the center line 2-2 of FIG.
3 is a perspective view of the magnetic core shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the curing time of acid anhydride-based epoxy resins and amine-based epoxy resins and the boiling absorption rate;
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the curing time of an acid anhydride epoxy resin and an amine epoxy resin and the glass transition temperature;
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the running time of the magnetic tape and the F characteristics (reproduction frequency characteristics) of the magnetic head;
FIG. 7 is a front view of a conventional magnetic head as viewed from the sliding surface direction with respect to a magnetic medium;
8 is a cross-sectional view of the cross section taken along the center line 8-8 in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Shield case
1a Sliding surface
3 Tape guide
4 windows
5, 6 Recording / playback unit
7 Shield plate
15 Central shield plate
9 core pieces
10, 13 resin
11 Bobbin
12 Metal terminal
14 Protective film

Claims

A magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a protective film is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. The resin for joining the core pieces is formed of an epoxy resin using an acid anhydride curing agent, and the protective film has a composition of Cr, Ti, and Hf. A magnetic material comprising at least one element and nitrogen and having a (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio of 3.0 or more in the protective film. head.

A magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a protective film is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. The resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using a polyamine curing agent, and the protective film has a composition of at least one of Cr, Ti, and Hf. A magnetic head comprising at least a seed element and nitrogen and having a crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film of 4.5 or more.

The magnetic head according to claim 2, wherein a crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the protective film is 5.0 or more.

A magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a protective film is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. In a method of manufacturing a magnetic head having
The resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using an acid anhydride-based curing agent, and the protective film is formed of CrN. At that time, the substrate bias value is −30 to −100 V. And (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the CrN is controlled to be 3.0 or more.

The protective film is formed of TiN. At that time, the substrate bias value is in the range of −100 to −200 V, and the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the TiN is 3.0 or more. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 4, wherein control is performed so that

The protective film is formed of HfN. At that time, the substrate bias value is in the range of −50 to −100 V, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in the HfN is 3.0 or more. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 4, wherein control is performed so that

A magnetic core in which a plurality of core pieces are laminated via a resin and a magnetic gap is formed on a sliding surface with a recording medium, and a protective film is formed on the sliding surface of the magnetic core with the recording medium. In a magnetic head having
The resin for bonding the core pieces is formed of an epoxy resin using a polyamine curing agent, and the protective film is formed of CrN. At that time, the substrate bias value is in the range of −30 to −100V. In particular, the method of manufacturing a magnetic head is characterized in that the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in CrN is controlled to be 4.5 or more.

The protective film is formed of TiN. At that time, the substrate bias value is in the range of −100 to −200 V, and the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the TiN is 4.5 or more. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 7, wherein control is performed so that

The protective film is formed of HfN. At that time, the substrate bias value is in the range of −50 to −100 V, and the crystal orientation strength ratio of (200) plane / (111) plane in HfN is 4.5 or more. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 7, wherein control is performed so that

The method of manufacturing a magnetic head according to claim 7, wherein the (200) plane / (111) plane crystal orientation strength ratio in the protective film is controlled to be 5.0 or more.