Brevet FR2123450A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne les procédés de fabrication d'appareils d'enregistrement et de reproduction magnétique. Dans la fabrication des têtes de lecture/écriture destinées à des supports magnétiques à pistes étroites, par exemple entre 5 25 et 500 microns, an a constaté que l'usinage de la tête altérait ses propriétés magnétiques dans une mesure non négligeable à haute fréquence, et en particulier aux fréquences d'enregistrement vidéo. Ce problème est particulièrement important lorsque la matière magnétique de la tête est une ferrite. Cette dégradation de la 10 ferrite est particulièrement importante lorsque l'usinage de la tête se fait par les techniques d'abrasion pneumatique. La fabrication de têtes en ferrite à pistes étroites, et notamment pour les pistes standard de 89 microns, pose un autre problème qui est dO que les minces tranches de ferrite utilisées 15 sont extrêmement friables et risquent de se casser pendant les diverses opérations d'usinage. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un procédé de fabrication d'un dispositif d'enregistrement et de reproduction magnétique consiste à réaliser un premier élément de 20 ferrite comportant une série de gorges parallèles séparant des nervures adjacentes, à combler chacune de ces gorges avec une matière amagnétique de renfort, à usiner l'extrémité de chaque nervure pour mettre à nu une surface de ferrite de dimension voulue, à fixer au moyen d'une matière amagnétique un second élément de 25 ferrite sur le premier de telle manière que lesdites surfaces soient séparées du second élément par un entrefer ds matière amagnétique, puis à découper ensemble les deux éléments le long de plans compris entre les nervures adjacentes pour fabriquer un nombre correspondant de dispositifs séparés. 30 Selon une autre caractéristique de l'invention, les arêtes latérales de chaque tête magnétique sont chanfreinées après l'opération de partage pour réduire la largeur du second entrefer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins 35 sur lesquels i La fi gure 1 représente un élément de ferrite à section en II dans lequel sont taillées des rainures triangulaires séparant des nervures. COPY 72 02612 2 2123450 La figure 2 est une vue de dessus de l'élément de la figure 1 après renforcement des ferais des nervures et usinage de l'ensemble. La figure 3 représente un assemblage dont fait partie 5 1'élément des figures 1 et 2 à un stade ultérieur du procédé de fabrication de l'invention. La figure 4 est une vue en perspective d'une tête magnétique obtenue en divisant l'ensemble de la figure 3 1b long de la ligne 4'-4'. 10 La figure 5 est une vue de dessus de la tête magnétique de la figure 4. La figure 6 est une vue de dessus partielle d'une autre forme de tête magnétique. La figure 7 est une vue de dessus partielle d'une autre 15 forme de tête magnétique. La figure 8 est une vue en perspective d'une autre forme de tête magnétique. La figure 9 est une vue en perspective d'un élément qui entre dans la fabrication de la tête de la figure 8. 20 La figure 1 des dessins représente une pièce de ferrite 1 à section en U comportant une base 1 a et des parois latérales 1b et 1c. La partie centrale de la pièce 1 peut être plane. On usine une série de rainures 2a dans le bord de la paroi 1c. Ces rainures délimitent des nervures en saillie 2b. Les rainures 25 et les nervures ont des sections triangulaires et sont sensiblement parallèles les unes aux autres. Les rainures 2b peuvent être formées par rodage avec un outil de forme en prenant qu'elles soient régulièrement espacées sur la longueur de la pièce de ferrite 1. 30 Les rainures sont ensuite comblées avec un matériau amagnétique 3 qui est visible sur la figure 2. Ce matériau de remplissage sert à renforcer les parois latérales des nervures 2b. Dans la pratique, on peut utiliser du verre. Le matériau de remplissage 3 est ensuite usiné parallèlement aux arêtes des 35 nervures 2b pour mettre à nu une face sensiblement rectangulaire 4 "de ferrite représentant la section de l'arête supérieure de chaque nervure 2b. Pendant ces opérations d'usinage, le matériau de 72 02612 2123450 remplissage 3 renforce les nervures de ferrite 2b pour éviter qu'ailes ne se cassent ou subissent d'autres dommages. L'expérience a montré que la présence d'un matériau de renfort à es stade du processus évitait une altération indésirable des propriétés 5 mécaniques et magnétiques des têtes obtenues (figure 4). L'usinage de l'élément 1 peut comporter des opérations de rodage et de polissage dont l'ampleur détermine la largeur (mesurée transversalement à l'axe des nervures) de la face de ferrite 4 de chaque nervure 2b. Cette largeur peut être par exemple 1D de 89 microns ou moins, et constitue la largeur active de l'entrefer de lecture/écriture de la tête magnétique obtenue, c'est-à-dire la largeur des pistes d'enregistrement (nesn représentées) qu'elle trace sur un support magnétique. La paroi 1b de l'élément 1 est également usinée pour être au même niveau que les facss de ferrite 4 et la 15 matière de remplissage 3. La figure 3 représente une structure composite 10 obtenue en fixant une plaque de ferrite 5 sur les surfaces supérieures des parois 1b et 1c de l'élément 1. La plaque de ferrite 5 peut être soudée avec du verre sur 1'élément 1, le verre étant chauffé à une 20 température qui ramollit de remplissage 3 sans affecter défavorablement les propriétés magnétiques et mécaniques de la ferrite. Comme le montre la figure 3, un second élément de ferrite 6 également en forme de gouttière, est également fixé à l'autre face de la plaque 5. On peut également utiliser une soudure au verre pour 25 former un entrefer amagnétique 8 entre la plaque de ferrite 5 et l'élément 6. Après la seconde opération de soudure, 1*ensemble 10 peut être divisé en éléments individuels séparés par un matériau amagnétique, comme indiqué sur les dessins. Il va de soi que le matériau de remplissage et de renfort 3 30 et le matériau de soudure peuvent être des verres de compositions chimiques différentes. On peut également utiliser des matériaux amagnétiques autres que le verre, et notmment des matières céramiques. En pratique, une limitation importante concernant le choix des matières amagnétiques est que l'application d'une matière 35 au cours d'une opération du processus ne doit pas nécessiter des températures suffisamment élevées pour ramollir les matières amagnétiques utilisées pendant les opérations précédentes. Ainsi, 72 02612 2123450 quelle que sait la matière employée pour souder la plaque de ferrite 5 à l'élément 1, son application ne doit pas se faire à une température provoquant le ramollissement du matériau de remplissage 3 pendant les opérations ultérieures de soudage. 5 Après le soudage des différents éléments, l'ensemble 10 est divisé le long de la ligne 4'-4' de la figure 3, c'est-à-dire le long des plans médians de chacune des rainures initiales 2a (figure 1) pour produire une tête individuelle (figure 4) qui comprend une section 1X de l'élément 1, une section 5X de la 10 plaque 5 et une section 6X de l'élément 6. L'épaisseur de la tête, c'est-à-dire la largeur de la surface active de chaque élément, est égale au pas des rainures initiales ou à l'intervalle entre deux points correspondants des nervures 2b (figure 1). Chaque élément est usiné le long de ses bords latéraux pour réduire la 15 largeur de l'entrefer B entre l'élément 1X et l'élément 5X et entre l'élément 5X et l'élément 6X. Cette réduction de largeur peut être réalisée en usinant un chanfrein le long des bords latéraux, par exemple par rodage, pour constituer des surfaces 9 faisant par exemple un angle de 302 avec les parois latérales des éléments. 20 En pratique, les surfaces 9 peuvent être parallèles ou convergentes en forme de coin. Cet usinage des bords marginaux de la tête sert; à réduire la surface active de l'entrefer B entre l'élément 5X et 1'élément 6X. La formation des chanfreins 9 se traduit par l'enlèvement 25 d'une partie du matériau de renfort 3 qui protège cependant la partie étroite de l'élément 1X, à proximité de l'entrefer 7. Ainsi, après, la formation des chanfreins 9 ou autres, chaquB élément de tête comporte un entrefer d'effacement B qui, bien que de largeur réduite, est cependant plus large que l'entrefer de lecture/ 30 écriture 7. En service, un support magnétique (non représenté) défile devant les entrefers de lecture/écriture 7 et d'effacement 8 dans le sens de la flèche 10A. La figure 5 est une vue de dessus de la tête à deux entrefers dans laquelle l'entrefer de lecture/écriture 7 sépare l'élément 1X 35 de l'élément 5X et l'entrefer d'effacement 8 sépare l'élément 5X de l'élément 6X. Comme représenté, l'entrefer d'effacement 8 est plus large que l'entrefer de lecture/écriture 7. 72 02612 s 2123450 La figure 6 représente une variante de l'élément de tête. Dans ce c^ les éléme nts 1X et 6X sont découpés dans des pièces à section en L) (non représentées séparément) semblables à celles de la figure 1. Des rainures triangulaires sont formées au même pas 5 dans ces éléments, mais leurs nervures respectives sont usinées de façon que les faces 4 de 1'élément 1"soient plus larges que les faces correspondantes de l'élément 6. Les deux éléments sont soudés de part et d'autre d'une plaque de ferrite 5 de façon que les faces 4 correspondantes soient alighées. Après soudage et découpage de 10 l'ensemble, comme décrit dans le cas des figures 1. à 4, on obtient un certain nombre de têtes individuelles du type de la figure 6 ayant chacune des entrefers de lecture/écriture et d'effacement de largeurs prédéterminées. La disposition de la figure 6 ne nécessite pas l'usinage de chanfrein sur les têtes individuelles. 15 L'élément de tête de la figure 7 est obtenu par l'assemblage de deux pièces de ferrite à section en U de part et d'autre d'une plaque de ferrite dont les faces apposées portent des nervures trapézoïdales adjacentes. Les nervures correspondantes de part et d'autre de la plaque ont le même pas, mais des sections différentes 20 dB façon qu'après dépôt du matériau de remplissage et usinage de l'extrémité des nervures de ferrite, les faces 4 d'un cûté de la plaque soient plus étroites que les faces correspondantes de l'autre cfité. Des éléments à section en U sont soudés à la plaque par une 25 matière amagnétique pour former les entrefers de lecture/écriture et d'effacement, puis l'ensemble est divisé en têtes individuelles représentées sur la figure 7» Sur cette figure, les éléments 1 et 6 correspondent à l'élément 6X de la figure 4 et l'élément de plaque porte la référence 5. 30 La disposition de la figure 7 élimine les problèmes d'aligne ment mutuel dès deux groupes de nervures. La figure 8 représente un autre mode de réalisation d'une tête magnétique formée de deux éléments de ferrite similaires 11 à section en U, et d'un élément intermédiaire 12, également en 35 ferrite. L'élément 12a une section généralement rectangulaire et l'une de ses Brxtrémités est usinée pour avoir une forme générale en croix dont les nervures 13 ou 14 coopèrent avec les parties 72 02612 6 2123450 adjacentes des éléments 11 pour former des entrefers respectifs 15 et 16. Les éléments 11 et 12 sont soudés ensemble par une matière amagnétique, telle que du verre, les dimensions relatives des 5 éléments étant calculées pour ménager entre eux des entrefers également remplis de verre. Les formes des nervures déterminent les largeurs respectives des entrefers de lecture/écriture et d'effacement, ce dernier devant être légèrement plus large que l'entrefer de lecture/écriture. Les éléments 11 et 12 font initialement partie 10 de pièces plus longues. La figure 9 illustre plus en détail la formation de l'élément intermédiaire 12. Sur cette figure, un parallélépipède 17 de ferrite est usiné sur ses faces opposées 18 et 19 pour former deux séries de nervures 20 et 21 ayant le même pas mais des sections droites différentes de façon que les extré-15 mités extérieures 22 et 23 des nervures 24 et 25 soient de largeurs différentes. Les parties fraisées sont ensuite comblées avec un matériau amagnétique, tel que du verre, qui renforce les faces et les arêtes des nervures 24 et 25 pendant les opérations d'usinage destinées à mettre à nu les faces de travail des extrémités 22 et 23. 20 AprèB cela, les éléments latéraux de même section que les éléments 11, sont soudés à l'élément intermédiaire usiné 12 pour constituer une série de têtes individuelles formées d'éléments 11, 12. L'ensemble est ensuite divisé le long des plans médians des rainures du bloc 17 pour former des têtes individuelles du type 25 représenté figure 8. 5i l'on désire réaliser une batterie de têtes magnétiques, il suffit de ne diviser que les éléments 1, 6 ou 11 en sections ■ séparées en laissant l'élément intermédiaire 5 ou 12 intact. Par ce procédé, on obtient un certain nombre de noyaux individuels 30 séparés ayant une section intermédiaire commune. En variante, les ensembles peuvent être usinés au préalable de façon que les noyaux individuels soient partiellement divisés par des lignes de coupe partant des faces polaires c'est-à-dire des lignes de coupe s'étendant du voisinage des entrefer à peu près 35 jusqu'au milieu de l'ensemble. L'ensemble partiellement découpé est ensuite fixé en un groupe de têtes au moyen de verre ou de résine epoxy et les noyaux sont complètement séparés par des lignes de coupe partant de l'arrière du bloc à la rencontre des premières 72 02612 7 2123450 lignes de coupe de façon à isoler électriquement et magnétiquement les têtes individuelles. Cette disposition permet d'obtenir un bloc comportant une série de têtes magnétiqiffi rigidement fixées les unes aux autres et dont la séparation est déterminée par le pas des 5 nervures initiales. □ ans le cadre de la présente description,1e terme "usinage" désigne n'importe quelle opération d'enlèvement de matière effectuée à la foi« sur la ferrite et sur les matériaux amagnétiques, telle que rodage, polissage, meulage, usinage aux ultrasons, usinage 10 électrique, etc. Il va de soi que la description qui précède n'est nullement limitative et que l'on pourra y apporter toutes modifications ou variantes entrant dans le cadre et dans l'esprit de l'invention. 72 02612 2123450 Revendications 1. Procédé de fabrication de têtes d'enregistrement et de reproduction magnétique caractérisé en ce qu'il consiste à usiner un premier élément de ferrite pour y former plusieurs rainures 5 c8te-à-c8te délimitant des nervures parallèles, à combler chacune desdites rainures avec un matériau amagnétique de renfort, à usiner l'extrémité extérieure de chaque nervure pour mettre à nu une face de ferrite de dimensions voulues, à fixer au moyen d'un autre matériau amagnétique un second élément de ferrite sur le premier de manière 10 que lesdites faces soient séparées du second élément par un entrefer de matériau amagnétique, puis à déoouper ensemble les premier et second éléments la long de plans passant entre les nervures adjacentes pour constituer un nombre correspondant de têtes magnétiques utilisables séparément. 15 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il consiste en outre à fixer un troisième élément de ferrite au second élément avant le découpage final des têtes, les second et troisième éléments étant séparés l'un de l'autre par un second entrefer rempli de matériau amagnétique, les deux entrefers étant alignés pour cons-20 tituer, après découpage, des têtes individuelles à deux entrefers. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le troisième élément de ferrite est usiné de façon qu'après assemblage des trois éléments et découpage des têtes individuelles, chaque second entrefer soit plus large transversalement que le premier 25 entrefer correspondant. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le premier élément de ferrite a une section en U, les rainures étant formées dans le bord de l'une de ses parois latérales, le second élément étant une plaque plane. 30 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé Bn ce que le troisième élément a également une section en U dont les parois latérales se terminent par des faces planes qui sont fixées au second élément. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il 35 consiste à usiner des chanfreins dans les parties des; éléments qui constituent les entrefers pour réduire au moins la largeur du second entrefer. 72 02612 9 2123450 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits chanfreins donnent à la tête ureforme en coin d'un entrefer à l'autre. B. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il 5 consiste à former dans un troisième élément une série de rainures côte —à-cSte formant des nervures parallèles au même pas que celles du premier élément, à remplir les dites nervures d'un matériau amagnétique de renfort, à usiner les extrémités desdites nervures pour mettre à nu d'autres faces de ferrite sur chaque nervure, puis 10 à fixer les dites faces au second élément. 9. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il consiste à former dans le premier élément une seconde série de rainures cfite-à—cfite délimitant une seconde série de nervures parallèles sur la surface opposée à celle qui porte les premières 15 nervures, et au même pas que ces dernières, à remplir les secondes rainures d'un matériau amagnétique de renfort, à usiner les extrémités desdites secondes nervures pour mettre à nu une face de ferrite sur chaque nervure, puis à fixer à l'aide d'un matériau amagnétique un troisième élément de ferrite sur le premier élément de telle 20 manière que chacune des secondes nervures du premier élémet soit séparée du troisième élément par un second entrefer rempli de matériau amagnétique, chaque second entrefer étant associé à un premier ent:efer après découpage des têtes individuelles à double entrefer. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 25 caractérisé en ce que les têtes individuelles sont complètement séparées les unes des autres après l'opération de découpage. 11. Procédé selon la revendication B ou la revendication 9 caractérisé Bn ce que 1'opération de découpage est effectuée de manière à laisser l'un des éléments intacts, alors que les autres 30 son% suffisamment découpés pour isoler électriquement les têtes individuelles situées de part et d'autre des lignes de-coupe, l'ensemble constituant une batterie à plusieurs têtes de lecture/ écriture. 12. Tête d'enregistrement et de reproduction magnétique 35 réalisée par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11. 72 02612 2123450 10 13. TSte d'enregistrement et de reproduction magnétique caractérisée en ce qu'elle comprend des parois latérales reliées par une surface active qui est coupée par deux entrefers parallèles remplis de matière amagnétique ; les entrefers s'étendant d'une paroi latérale à l'autre et étant alignés dans ladite surface de façon à être associés à une même piste d'un support d'enregistrement, les parois latérales s'inclinant l'une vers l'autre au voisinage de la surface active pour réduire la largeur de cette dernière -au moins dans sa partie qui comporte les deux entrefers, la disposition de l'ensemble étant telle que la largeur effective des entrefers est réduite. 14. Tête magnétique selon la revendication 13 caractérisée en ce que l'inclinaison des parois latérales est telle que l'un des entrefers est plus large que l'autre. Copy