JPH0777009B2 - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、PCM（Pulse Code Modulation）記録再生装置
等に用いられる薄膜磁気ヘッドに関し、詳細にはコイル
導体の巻線形状及びコンタクト部の相対的な位置関係に
関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、下部磁性体上に絶縁膜を介してコイル導体が
巻線され、上記コイル導体の最内周巻線内のコンタクト
部を介して上記下部磁性体と接続されるとともに磁気記
録媒体対接面において上記下部磁性体との共働により作
動ギャップを構成する上部磁性膜が形成されてなる薄膜
磁気ヘッドにおいて、 上記コンタクト部を上記作動ギャップ寄りに形成すると
ともに、上記上部磁性膜の最大磁路断面積をSaとし、上
記コンタクト部の面積をSbとし、上記コイル導体の最内
周巻線によって囲まれる面積をScとしたときに、 Sc≧2Sa Sb≧Sa なるように構成することにより、 基板と上部磁性膜との磁気的接続を図るコンタクト部の
磁気飽和を解消し、記録再生効率の向上を図ろうとした
ものである。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、高密度記録化に伴い磁気記
録媒体は高抗磁力化の方向にあり、記録再生波長も短波
長化の一途をたどっている。したがって、磁気ヘッドに
おいても、高飽和磁束密度を有するコア材を用い、また
狭ギャップ化を進める等、上述の高密度記録化への対応
を図っている。

そこで、上記磁気ヘッドとして、半導体の製造プロセス
と同様の技術を用いて製造される薄膜磁気ヘッドが注目
されている。

この薄膜磁気ヘッドは、 （１）高飽和磁束密度の合金磁性膜を磁気コアに用いる
ので、高周波透磁率や飽和磁束密度が大きくなる。した
がって、高抗磁力の磁気記録媒体への高速書き込みが可
能である。

（２）狭ギャップ化、狭トラック化が可能で、ヘッド磁
界が急峻なため、高分解能記録が可能である。また、イ
ンダクタンスが小さいため、広い周波数帯域での使用が
可能である。

（３） ウエハ上に数百個のヘッド素子をフォトリソグ
ラフィ技術で一括形成するので生産性が高く、加工精度
が良い。

等の特徴を有している。

一般に、この種の薄膜磁気ヘッドは、第３図に模式的に
示すように、下部磁性体（51）上に絶縁膜（53）を介し
てコイル導体（54）が巻線され、さらに、このコイル導
体（54）上に絶縁膜（55）を介して上部磁性膜（56）が
形成されている。そして、上記上部磁性膜（56）と下部
磁性体（51）とは、上記コイル導体（54）の最内周巻線
内のコンタクト部（57）で磁気的な接続が図られ、閉磁
路を構成し、作動ギャップｇで記録再生がおこなわれる
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記コンタクト部（57）は、ヘッドの小型化
等の要望から、コイル導体（54）に近接して形成されて
いる。このため、コンタクト部（57）の大きさによって
は、このコンタクト部（57）が磁気的に飽和してしま
う。

このコンタクト部（57）の飽和は、コンタクト部（57）
を挟んで形成されたコイル導体（54）の巻線前部（54
a）及び巻線後部（54b）からの磁界で起こり、特に、巻
線後部（54b）上に上部磁性膜（56）が形成された場合
には顕著である。

このように、上記コンタクト部（57）が飽和してしまう
と、作動ギャップｇ部が飽和し難くなり、充分なギャッ
プ中磁界が得られなくなってしまう。したがって、磁性
膜本来の磁気特性が発揮されず、記録再生効率が劣化す
るという問題がある。

そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案さ
れたものであって、コンタクト部の磁気飽和を解消し、
磁性膜本来の磁気特性を引き出すことにより、記録再生
効率に優れた薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明の薄膜磁気ヘッドは、
下部磁性体上に絶縁膜を介してコイル導体が巻線され、
上記コイル導体の最内周巻線内のコンタクト部を介して
上記下部磁性体と接続されるとともに磁気記録媒体対接
面において上記下部磁性体との共働により作動ギャップ
を構成する上部磁性膜が形成されてなる薄膜磁気ヘッド
において、上記コンタクト部を上記作動ギャップ寄りに
形成するとともに、上記上部磁性膜の最大磁路断面積を
Saとし、上記コンタクト部の面積をSbとし、上記コイル
導体の最内周巻線によって囲まれる面積をScとしたとき
に、 Sc≧2Sa Sb≧Sa なることを特徴とするものである。

〔作用〕

基板と上部磁性膜との磁気的な接続を図るコンタクト部
が作動ギャップ寄りに形成されているので、コイル導体
の巻線後部からの磁界の影響を低減できる。

同時に、コイル導体の最内周巻線の囲む面積を上部磁性
膜の最大磁路断面積の２倍以上とし、かつ上記コンタク
ト部の面積を上部磁性膜の最大磁路断面積と同等以上と
することにより、上記コンタクト部の磁気飽和が解消さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの実施例につい
て図面を参照しながら説明する。

本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、第１図に示すよう
に、下部磁性体（１）上に作動ギャップＧ近傍部及びコ
ンタクト部（８）を除いてSiO₂等よりなる第１絶縁膜
（２）が形成されている。

上記下部磁性体（１）として、本実施例ではMn−Zn系フ
ェライト等の強磁性酸化物基板上にFe−Al−Si系合金
（センダスト）等の強磁性金属材料を被着した複合基板
を使用した。なお、上記下部磁性体（１）としては、こ
れに限定されず、セラミック等の非磁性基板上に上述の
強磁性金属材料を被着した複合基板や、あるいは上述の
強磁気酸化物基板を単独で使用しても良い。

上記第１絶縁膜（２）上には、CuあるいはAl等の導電金
属材料よりなるコイル導体（３）が巻回されている。本
発明においては、コイル導体（３）は、スパイラル型，
スパイラル多層型，多層ヘリカル型の巻線構造が採用さ
れる。

また、上記コイル導体（３）を被覆するように第１絶縁
膜（４）が被着形成され、後述の上部磁性膜（５）との
絶縁を図っている。なお、この第２絶縁膜（４）の作動
ギャップＧ近傍部及びコンタクト部（８）には、先の第
１絶縁膜（２）と同様のエッチング等の手法により除去
されている。そして、上記作動ギャップＧ近傍部には、
SiO₂,Ta₂O₅等よりなるギャップスペーサ（６）が所定の
膜厚となるように形成されている。

上記第２絶縁膜（４）上には、上記下部磁性体（１）と
の共働で磁気回路を構成する上部磁性膜（５）が被着形
成されている。

上記上部磁性膜（５）は、上記コンタクト部（８）から
コイル導体（３）の巻線前部（3a）を覆い磁気記録媒体
対接面（10）まで形成されている。なお、この上部磁性
膜（５）はコイル導体（３）の巻線後部（3b）上に形成
されていても良い。この上部磁性膜（５）は、各絶縁膜
（２），（４）に設けられた窓部（７）を介して下部磁
性体（１）と接続し磁束伝達路が形成され、コンタクト
部（８）を構成するとともに、磁気記録媒体対接面（1
0）近傍部では、上記ギャップスペーサ（６）を挟んで
対向し、作動ギャップＧを構成するようになっている。

さらにまた、図示してないが、上述のコイル導体（３）
や上部磁性膜（５）等により構成される磁気回路部を保
護し、かつ磁気記録媒体に対する当たりを確保するため
の保護板が低融点ガラス等を接着剤として融着接合され
ている。

ここで、本発明では、上述の如く構成された薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、上記コンタクト部（８）を上記作動ギャ
ップＧ寄り（すなわち巻線後部（3b）から離れた位置）
に形成することにより、コイル導体（３）の巻線後部
（3b）の影響で生じるコンタクト部（８）の磁気飽和を
解消している。

例えば、下部磁性体（１）としてMn−Zn系フェライト上
にセンダストを10μｍ被着した複合基板を用い、コンタ
クト部（８）の長さLbを10μｍとし、上部磁性膜（５）
の最大磁路断面積部における膜厚Laを10μｍ、巻線前部
（3a）における第２絶縁膜（４）の長さLdを14μｍ、デ
プス長Dpを10μｍ、上部磁性膜（５）の全長Leを80μｍ
に設定した薄膜磁気ヘッドにおいて、コンタクト部
（８）から巻線後部（3b）の中心までの距離CLを変えて
ギャップ中磁界の変化調べたところ、第２図に示す結果
を得た。

この第２図から明らかなように、ギャップ中磁界は、距
離CLの長さに依存し、この距離CLが大きくなるに伴って
大きくなることが確認された。

すなわち、コンタクト部（８）を作動ギャップＧ寄りに
形成すれば、巻線後部（3b）の磁界の影響が低減し、記
録再生に関与するギャップ中磁界が大きくなることが確
認された。

また、本発明では、上記上部磁性膜（５）の最大磁路断
面積をSaとし、上記コイル導体（３）の最内周巻線によ
って囲まれる面積（本実施例の如く１ターン巻線構造で
は巻線前部（3a）と巻線後部（3b）とで囲まれる面積）
をScとしたときに、 Sc≧2Sa ……（１）式 なるとともに、上記コンタクト部（８）の面積をSbとし
たときに、 Sb≧Sa ……（２）式 なるように構成されている。

なお、上記Sa,Sb,Scは、各々次式 Sa＝La×Wa Sb＝Lb×Wb Sc＝Lc×Wc （ただし、Laは上部磁性膜の最大磁路断面積部における
膜厚、Lb,Lcは磁気記録媒体対接方向（第１図中矢印Ｘ
方向）の長さを表し、Wa,Wb,Wcは、各々トラック幅方向
の長さを表す。） で表される。

上記（１）式の条件を満足し、同時にコンタクト部
（８）を作動ギャップＧよりに形成すれば、巻線後部
（3b）の影響によるコンタクト部（８）の磁気飽和が確
実に解消され、良好なギャップ中磁界が得られる。

さらに、上記（２）式によれば、コンタクト部（８）の
面積が確保され磁気抵抗が低減されて、このコンタクト
部（８）での磁気飽和がより確実に解消される。

本発明者の実験によれば、コイル導体（３）の最内周巻
線によって囲まれる面積Scが上部磁性膜（５）の最大磁
路断面積Saの２倍未満である場合、あるいはコンタクト
部（８）の面積Sbが上部磁性膜（５）の最大磁路断面積
Saよりも小さい場合には、上記コンタクト部（８）で磁
気飽和が生じてしまうことが確認された。

以下、具体的な実験結果について述べる。

先ず、先の第１図において、La＝７μｍ、Lb＝５μｍ、
Lc＝11μｍとしたサンプルを作製した。

なお、この例においては、Wa＝Wb＝Wcとした。したがっ
て、Sa＞Sb、Sc＜2Saとなり、本例は比較例に相当する
ものである。

このような設定では、磁気ギャップから0.1μｍ離れた
位置での磁界強度が0.13テスラ（記録電流0.5Aでの値）
であり、メタル磁性粉を磁性粉とする磁気記録媒体（Hc
1200Oe以上）に対しては、十分な記録特性を得ることが
難かしいことがわかった。

そこで次に、、La＝７μｍ、Lb＝10μｍ、Lc＝20μｍ
（ただし、Wa＝Wb＝Wc）としたサンプルを作製した。

この例では、Sa＜Sb、Sc＞2Saとなり、したがって実施
例に相当する。

この例の場合、同様に磁気ギャップから0.1μｍ離れた
位置での磁界強度を測定したところ、記録電流0.5Aで0.
18テスラであり、メタル磁性粉を磁性粉とする磁気記録
媒体に対しても十分な記録特性が得られることがわかっ
た。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱することなく種々の構造が採り
得ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の薄膜磁気ヘ
ッドによれば、基板と上部磁性膜との磁気的な接続を図
るコンタクト部の磁気飽和が解消されるので、各磁性膜
の膜本来の磁気特性が引き出され、作動ギャップ部を飽
和させることができ、記録再生効率が向上し、良好な記
録再生特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの一実施例を
示す模式的な要部拡大断面図である。 第２図はコンタクト部からコイル導体（巻線後部）の中
心部までの距離とギャップ中磁界との関係を示す特性図
である。 第３図は従来の薄膜磁気ヘッドの構成を模式的に示す要
部拡大断面図である。 １……下部磁性体 ３……コイル導体 ５……上部磁性膜 ８……コントクト部 10……磁気記録媒体対接面 Ｇ……作動ギャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部磁性体上に絶縁膜を介してコイル導体
   が巻線され、上記コイル導体の最内周巻線内のコンタク
   ト部を介して上記下部磁性体と接続されるとともに磁気
   記録媒体対接面において上記下部磁性体との共働により
   作動ギャップを構成する上部磁性膜が形成されてなる薄
   膜磁気ヘッドにおいて、 上記コンタクト部を上記作動ギャップ寄りに形成すると
   ともに、 上記上部磁性膜の最大磁路断面積をSaとし、上記コンタ
   クト部の面積をSbとし、上記コイル導体の最内周巻線に
   よって囲まれる面積をScとしたときに、 Sc≧2Sa Sb≧Sa なることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。