Brevet FR2521759A1 — publié le 19830819

Tête magnétique et son procédé de fabrication. L'invention concerne une tête magnétique présen- tant un noyau en matériau magnétique comportant deux par- ties espacées entre lesquelles est formé un entrefer non- magnétique, dont une face est délimitée par un orifice d'enroulement se rétrécissant vers l'entrefer et s'étendant dans la face de délimitation d'entrefer d'au moins une des parties de noyau De plus, l'invention concerne un procédé pour la réalisation d'une telle tête magnétique. Une telle tête magnétique est connue de la demande de brevet allemand mise à la disposition publique 2634156. Pour la fabrication de cette tête magnétique connue, l'ori- fice d'enroulement (en forme de rainure) est ménagé dans la partie de noyau en question par meulage La partie de noyau constitue initialement, avec plusieurs autres parties de noyau similaires, un bloc en matériau magnétique. Dans une surface rigoureusement usinée de ce bloc est mé- nagée une rainure longitudinale à l'aide d'un disque pro- filé Le bloc est fixé par cette surface rainurée contre un second bloc, l'adhésif utilisé constituant un entrefer (de transmission) non magnétique Sur l'ensemble de deux blocs est appliqué par meulage et polissage, dans un stade ulté- rieur de la fabrication, une surface de guidage courbée, qui s'étend perpendiculairement à la face des jonctions. Lors du meulage et du polissage, on a enlevé une quantité de matériau du noyau telle qu'il subsiste un entrefer de la hauteur d'entrefer requise entre les parties de noyau Pour déterminer la hauteur de l'entrefer, on se sert du bord de la rainure délimitant l'entrefer Il est évident que la précision avec laquelle est formée ce bord détermine la précision avec laquelle peut être établie la hauteur dten- trefer Pour les têtes vidéo utilisées actuellement, il faut une hauteur d'entrefer de 50/um et des imprécisions se produisant dans le bord (émiettements provoqués par le 252 1759 meulage) ne doivent pas dépasser 5/um. La réalisation par meulage d'une rainure dans le matériau du noyau (le plus souvent du ferrite) n'est guère réalisable avec une si grande précision. L'invention est basée sur l'idée de fournir une structure de tête magnétique permettant un dimensionnement plus précis que celui de la structure de tête magnétique connue, le bord opposé à l'entrefer de transmission, d'un orifice d'enroulement réalisé par meulage déterminant la hauteur de l'entrefer. Une tête magnétique du genre mentionnédans le pré- ambule est caractérisée en ce que la partie de l'orifice d'enroulement délimitant de façon directe l'entrefer de transmission est formée par un canal de profondeur définie ménagé par décapage dans la face délimitant l'entrefer, un bord du canal définissant la hauteur de l'entrefer. Du fait que l'invention prévoit un canal réalisé par décapage et présentant une paroi délimitant la face in- férieure de l'entrefer, le degré de la précision avec la- quelle la partie substantielle de l'orifice d'enroulement peut être réalisée par moulage pour déterminer la hauteur de l'entrefer ne joue plus de rôle Certains processus de décapage, comme le décapage électrolytique, le décapage à laser et notamment le décapage ionique (réactif), permet- tent de réaliser par décapage dans le matériau du noyau, notamment dans du ferrite, avec un dimensionnement très précis, des canaux jusqu'à une profondeur d'enrion 25/um. Ce qui importe c'est que le canal appliqué au cours du dé- capage présente des parois latérales qui s'étendent au moins pratiquement perpendiculairement à la face dans la- quelle est ménagé le canal. De plus, l'invention fournit un procédé pour la réalisation d'une tête magnétique comportant deux parties de noyau réalisées de façon à former un entrefer de trans- mission non magnétique qui est délimité d'un côté par un orifice d'enroulement, qui s'étend dans la surface délimi- tant l'entrefer d'au moins l'une des parties de noyau et qui'se rétrécit vers l'entrefer de transmission, procédé qui comprend les étapes suivantes: décapage d'un canal dans la surface délimitant l'entrefer de ladite partie de noyau, un bord du canal définissant la hauteur de l'entrefer de transmission; réalisation de l'orifice d'enroulement, ce dernier ne s'étendant pas jusqu'au bord du canal et assemblage des deux parties de noyau afin de former une tête magnétique présentant la longueur de l'entrefer de transmission requise. Le canal peut être formé par décapage à l'aide d'un processus de décapage ionique réactif. Des repères de polissage peuvent être formés sur les parties de noyau Ils peuvent être formés notamment simultanément avec le canal au cours de la même étape de décapage Ce qui est très avantageux c'est que de cette façon, les répères de polissage peuvent occuper une position rigoureusement définie à une distance prédéterminée du bord du canal qui définit la hauteur de l'entrefer. Lors de la réalisation par décapage d'un canal, les parties de la surface ne devant pas être décapées sont recouvertes d'un masque résistant à l'attaque provoquée par le processus de décapage Comme il sera expliqué en détail ci-après, ce masque peut être réalisé avantageusement de façon que lors du décapage, il se forme non seulement un canal, mais qu'il en résulte également les repères de polis- sage à une distance correspondant à la hauteur d'entrefer requise du canal Lors du processus de meulage et de pol Is- sage de la surface de guidage, ces repères de polissage constituent une indication visuelle indiquant la distance sur laquelle ce processus doit être poursuivi C'est ainsi que les repères de polissage peuvent être constitués par un canal rempli d'un matériau électroconducteur La tra- versée par meulage du conducteur peut être utilisée comme critère pour atteindre le dimensionnement final. La description ci-après, en se référant aux des- sins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue perspective d'une tête magnétique conforme à l'invention. La figure 2 est une vue perspective d'un bloc de matériau de noyau dans lequel est réalisé un canal par dé- capage. La figure 3 est une vue perspective du bloc selon la figure 2 présentant un orifice d'enroulement. La figure 4 montre une vue en plan d'un bloc de matériau de noyau dans lequel est réalisée par décapage une configuration de canaux et de repères de polissage. lu La figure 5 montre une section transversale suivant la ligne V-V du bloc de matériau de noyau selon la figure 4 après qu'un second bloc y est fixé à l'aide d'un ciment. La figure 6 montre une vue en plan d'un bloc de matériau de noyau dans lequel est réalisée une configura- tion alternative des canaux et de repères de polissage. La figure 1 montre une tête magnétique 1 conforme à l'invention présentant deux parties de noyau en matériau magnétique 2 et 3 entre lesquelles est formé un entrefer de transmission non magnétique 4 Dans la partie de noyau 2 est réalisé un orifice d'enroulement ou une chambre de bo- bine 5 que traverse un enroulement 9 L'entrefer de trans- mission 4 est délimité, du côté opposé à la chambre de bobine 5, par un canal 6 obtenu par décapage et présentant des parois 7 a et 7 b L'entrefer de transmission 4, le canal 6 et une partie de la chambre de bobine 5 sont remplis d'un adhésif assurant l'adhérence, l'une à l'autre, des parties de noyau 2, 3, comme du verre Par suite de la réalisation du canal 6, l'entrefer de transmission 4 présente une hau- teur rigoureusement définie h, qui est établie pendant le processus de meulàge et de polissage de la face de guidage 8, processus qui confère la forme à cette dernière La hau- teur d'entrefer h d'une tête vidéo moderne est de 50/um par exemple. La partie de noyau 2 est réalisée à partir dtun bloc de matériau de noyau 11 (figure 2) Dans la face dé- limitant l'entrefer 40 du bloc 11 est réalisé par décapage, conformément à l'invention, un canal 13 présentant une pro- fondeur d'environ 10 à 25/um Dans le cas o le matériau de noyau est du ferrite de Mn-Zn(monocristallin), une méthode efficace servant à réaliser un canal 13 présentant des pa- rois droites jusqu'à une telle profondeur consiste dans un décapage ionique dans un plasma contenant du chlore ou du brome, méthode qui est appelée décapage ionique réactif. Dans ce cas, un matériau de masque utilisable est du Al 203 qui peut être enlevé par décapage 5 à 10 fois plus rapidement que le ferrite de Mn-Zn Après la réalisation du canal 13 suit la réalisation par meulage d'une chambre de bobine 15. On procède de façon qu'il subsiste la paroi convenablement définie 12 du canal 13 Le bord 16 de la paroi 12 définit la face inférieure de l'entrefer dans la tête magnétique définitive L'établissement de la hauteur requise h de l'entrefer de transmission stobtient par réunion à l'aide d'un ciment du bloc de noyau 11 et du second bloc de noyau de façon à obtenir un ensemble de blocs de noyau, par meu- lage et polissage d'une face de guidage (indiquée à titre illustratif en pointillés sur la figure 3) Des effrite- ments du bore 14 de la chambre de bobine se produisant par suite du processus de meulage ne peuvent pas jouer de rôle pendant cet établissement. L'invention permet également une réalisation très rigoureuse de la hauteur d'entrefer (h) Jusqu'à présent, il était usuel de régler la hauteur d'entrefer selon l'une de deux méthodes: a définition très rigoureuse de l'emploi de la chambre de bobine ( 5) par rapport à une face de référence 10 La dimension H est alors connue (figure 1) Ensuite, lors du meulage et du polissage la "référence" 11 est appli- quée contre une butée et le traitement est effectué par rapport à cette référence La pratique montre que la précision du dimensionnement requise est difficile à réaliser; b mesure microscopique de la hauteur d'entrefer pendant le processus de meulage et de polissage, ce qui doit s'effec- tuer aux extrémités de l'ensemble de blocs de noyau, de sorte que celui-ci doit être poli préalablement aux ex- trémités terminales Du fait que lors du polissage du rayon un tel ensemble acquiert également un certain ar- rondissement dans la direction longitudinale, cette me- sure n'est assez souvent ni fiable, ni reproductible. Or, l'invention concerne également la structura- tion à l'aide d'un processus de décapage, notamment le dé- capage ionique réactif, d'un repère de polissage à une po- sition donnée ( 50/um) par rapport au bord 16 de la chambre de bobine 15 (figure 3). Ce repère de polissage peut être un triangle, dont la base est égale à la hauteur (un repère utilisé avec succès pour le polissage de têtes à mince couche). La structuration à l'aide d'un processus de déca- page tant de la chambre de bobine que du repère de polis- sage peut être réalisée en une seule opération La vue en plan d'un bloc de noyau "double" ( 11) se présente de la façon illustrée sur la figure 4. La figure 4 montre un bloc de noyau 11 présentant deux chambres de bobine ( 18, 18 ') situées par rapport à une face de sciage futur V et une structure réalisée par déca- page dans la face délimitant l'entrefer ( 19) du bloc de noyau 11 et comprenant deux canaux ( 20 et 21) définissant les hauteurs d'entrefer (h, h') et laissant subsister des "flots" ( 22, 23, 24) et des repères de polissage triangu- laires ( 25, 26). Après réunion à l'aide d'un ciment du bloc de noyau ( 11) ainsi structuré et du dontre-bloc ( 17) et sciage de cette combinaison, on obtient deux ensembles de blocs de noyau qui doivent être munis chacun d'une surface de guidage déterminée Lors de ce processus de meulage et de polissage, il se forme, dans la région d'entrefer G, une structure comme illustrée sur la figure 5 La région d'en- trefer G est remplie de verre assurant l'assemblage des blocs ( 11, 17) De plus, la figure montre des canaux remplis de verre ( 27) qui délimitent, paire par paire, les repères de polissage ( 25), ( 26) etc La longueur des régions p-q, r-s indique la hauteur d'entrefer atteinte à un moment donné pendant le processus de polissage Dès que cette ion- gueur est réduite à O/um, la hauteur d'entrefer requise ( 50/um) est atteinte L'expérience de la fabrication de têtes à couche mince montre qu'une précision de quelques um est réalisable. La distance comprise entre p-q et r-s (pas) est la somme de l'épaisseur de noyau requise et les pertes du pre- cessus de sciage permettant de subdiviser l'ensemble des blocs 11, 17 en fin de compte en noyaux de tête séparés. Evidemment, il est possible de réaliser des variations par rapport aux susdits dimensionnements ainsi que par rapport t O à d'autres indications de mesure. La figure 6 montre une vue en plan d'un bloc de noyau 28 Il présente deux chambres de bobine ( 29, 30) et une structure est réalisée par décapage dans la face déli- mitant l'entrefer ( 31) et comprend deux canaux ( 32, 33) définissant les hauteurs d'entrefer (h, h') tout en lais- sant subsister des "flots" ( 34, 35, 36) Comme repères de polissage, la structure réalisée par décapage comprend également des canaux ( 37, 38) qui sont appliqués à une dis- tance égale aux hauteurs d'entrefer requises (h, hl) des canaux 32, 33 Les canaux ( 37, 38) présentent par exemple une largeur de 5/um et une profondeur de 5/um Ils sont remplis d'un matériau éloctroconducteur (par exemple par pulvérisation, application par évaporation ou par dépôt galvanique) Lors du processus de meulage/polissage permet- tant de donner la forme requise à la face de guidage de l'ensemble de blocs de noyau réalisé après l'assemblage par cimentage du bloc de noyau 28 et du contre-bloc de noyau (non représenté sur le dessin), la traversée par meulage d'un tel canal ( 37, 38) rempli de matériau conducteur peut 4 tre considérée comme indication pour atteindre le dimen- sionnement définitif de la hauteur de fente REVENDICATIONS: 1 Tête magnétique présentant un noyau en matériau magnétique comportant deux parties espacées, parties entre lesquelles est formé un entrefer nonmagnétique, dont une face est délimitée par un orifice d'enroulement qui se rétrécit vers l'entrefer et qui s'étend dans la face dé- limitant l'entrefer d'au moins l'une des parties de noyau, caractérisée en ce que la partie de l'orifice d'enroulement confinant de façon directe à l'entrefer de transmission est formée par un canal présentant une profondeur définie et réalisé par décapage dans la face délimitant l'entrefer. 2 Tête magnétique selon la revendication 1, caracté- risée en ce que du o 8 té opposé à l'entrefer de transmission le canal présente une paroi latérale, qui s'étend au moins pratiquement transversalement à la face dans laquelle est réalisé le canal. 3 Tête magnétique selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le canal est appliqué par un processus de décapage ionique réactif. 4 Procédé pour la réalisation d'une tête magnétique comportant deux parties de noyau réalisées de façon à former un entrefer de transmission non-magnétique, qui est délimi- té d'un côté par un orifice d'enroulement, qui s'étend dans la surface délimitant l'entrefer d'au moins l'une des par- ties de noyau et qui se rétrécit vers l'entrefer de trans- mission, procédé qui comprend les étapes suivantes: décapage d'un canal dans la surface délimitant l'entrefer de ladite partie de noyau, un bord du canal définissant la hauteur de l'entrefer de transmission; réalisation de l'orifice d'enroulement, ce dernier ne s'étendant pas jusqu'au bord du canal et assemblage des deux parties de noyau afin de former une tête magnétique présentant la longueur d'entrefer de transmission requise. 21759 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le canal est réalisé par un procédé de décapage ionique réactif. 6 Procédé selon la revendication 4 ou la revendica- tion 5, caractérisé en ce que plusieurs parties de noyau sont formées dans un seul corps qui est ensuite divisé afin de former des parties de noyau individuelles. 7 Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, ca- ractérisé en ce que des repères de polissage sont formés sur les parties de noyau - 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface de contact de bande est meulée et polie de façon à éliminer les repères de polissage.