Brevet FR2580111A1 — publié le 19861010

Tête magnétique à couche mince La présente invention concerne une tête magné- tique à couche mince, et particulièrement la construction d'une plaque de recouvrement d'une telle tête magnétique. A l'heure actuelle, on utilise largement les têtes magnétiques à couche mince dans divers dispositifs tels que les unités de disques magnétiques et des disposi- tifs du même genre. La tête magnétique à couche mince est produite traditionnellement en ayant recours à diverses techniques telles que le formage de couche sous vide, l'électrodéposition, la photolithographie, la gravure, etc., pour former des circuits magnétiques, des bobines et d'autres éléments. Ensuite on forme une pellicule protec- trice sur la couche en pulvérisant une fine pellicule d'oxyde métallique tel que l'alumine ou la silice. Dans le cas o on utilise cette tête magnétique à couche mince dans un dispositif à grande échelle tel qu'une unité de disque dur en tant que tête magnétique du type flottant ou autre type de tête magnétique sans con- tact, la tête est habituellement logée dans un espace clos et peut flotter de sorte qu'il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre des mesures de protection autres que la pellicule protectrice mentionnée ci- dessus si la tête n'est pas en contact avec d'autres objets. Mais, avec le développement de la technique des têtes magnétiques à couche mince, la tête magnétique à couche mince trouve diverses applications dans les appa- reils électriques d'usage privé. Dans des applications telles que les magnétoscopes ou les dispositifs à disque magnétique dans lesquels on utilise un support d'enregis- trement magnétique souple, la tête magnétique n'est plus enclose, mais à nu dans le dispositif, contrairement à ce qui se passe dans les unités de disque dur et elle est habituellement mise en contact avec une bande ou un disque magnétique. En conséquence, le moyen classique pour proté- ger la tête magnétique à couche mince, éviter son usure et maintenir un contact idéal entre la tête et le support d'enregistrement, consiste à utiliser une plaque protec- trice supplémentaire, fixée sur la surface de la tête ma- gnétique à couche mince pour former une structure en sand- wich, ayant une surface lisse généralement sphérique. Pour fixer la plaque protectrice épaisse sur la tête magnétique à couche mince, on a souvent recours à un procédé de liaison au verre en raison de la stabilité dans le temps et de la résistance de la liaison. Selon ce pro- cédé, on place un verre à bas point de fusion ayant une température de ramollissement basse, sous forme d'une feuille ou d'une tige fine entre la tête magnétique à couche mince et la plaque protectrice, puis l'ensemble est comprimé et thermosoudé. Au cours de cette opération, la température de fusion est habituellement aux alentours de 380'C au minimum et normalement aux alentours de 400'C. Il est par conséquent essentiel que la tête magnétique à couche mince puisse résister à cette température élevée. Mais, les matières connues dont les propriétés ne sont pas altérées dans de telles conditions de température élevée sont uniquement celles connues de l'homme du métier sous le nom de "sendust" (par exemple le Fe85-A15SiO10) et de "permalloy" (par exemple le Ni80-Fe20). Les alliages amorphes sont supérieurs, sur le plan des propriétés magnétiques, à ces matières magné- tiques (par exemple le Co85-NblO-Zr5), mais ils entament un processus de cristallisation partielle lorsque la plaque protectrice est soumise au soudage, leur tempéra- ture de cristallisation n'étant pas très différente de la température de ce traitement thermique, ce qui donne lieu à une perte indésirable des propriétés magnétiques. De même, une matière organique (par exemple, résine photo- sensible du type quinone-diazide (AZ-2350)), qui est fré- quemment utilisée comme isolant entre couches pour les têtes magnétiques à couche mince, entame un processus de retrait volumique à une température d'environ 300'C et ne peut de ce fait résister à l'opération de liaison au verre. S On connaît également un autre procédé dans lequel on utilise une matière adhésive organique (par exemple une résine époxy connue sous la marque "Araldite") pour fixer la plaque protectrice. Ce procédé permet de maintenir la température de polymérisation de la matière adhésive orga- nique à une valeur inférieure à 200'C, évitant la tempéra- ture de fixation élevée. La liaison adhésive ou collage présente l'inconvénient que, si-elle est moins agressive que la liaison au verre, elle est moins fiable. La présente invention a notamment pour but de fournir une tête magnétique à couche mince comportant une plaque protectrice fixée dont la portion de liaison se révèle hautement fiable. L'invention vise également à fournir une tête magnétique à couche mince comportant une plaque protec- trice qui ne nécessite pas un traitement à température élevée. La présente invention propose une tête magnétique à couche mince, recouverte d'une plaque protectrice fixée sur elle, caractérisée en ce qu'au moins une première zone de soudage est formée sur la surface de la tête magné- tique, au moins une deuxième zone de soudage est formée sur la surface arrière de la plaque protectrice dans une position correspondant & la première zone de soudage, et la plaque protectrice est superposée sur la tête magné- tique et fixée par la fusion combinée de la première et de la deuxième zones de soudure. En d'autres termes, l'invention propose notamment une tête magnétique à couche mince comprenant une stru- cture de tête ayant un noyau de tête formé de matériau magnétique en couche mince et une bobine d'un conducteur entourant ledit noyau de tête, et une plaque protectrice fixée à la surface de la structure de tête, caractérisée en ce qu'au moins une première zone de soudage est formée sur la surface de la structure de tête et au moins une deuxième zone de soudage est formée sur la surface arrière de ladite plaque protectrice dans une position symétrique de la première zone de soudage par rapport à un plan, et en ce que la première et la deuxième zone de soudage sont verticalement en regard et réunies par fusion, de façon à former une liaison entre la structure de tête et ladite plaque protectrice. Selon l'invention, on peut fixer une tête magné- tique à couche mince à une plaque protectrice à une tempé- rature inférieure à 300'C, donc inférieure à la tempéra- ture de cristallisation d'un alliage amorphe et, ainsi, on peut utiliser une couche mince amorphe en tant que matière magnétique. L'invention va être décrite en détail en faisant référence aux dessins ci-annexés, qui montrent un mode particulier de réalisation, donné à titre de simple exemple sur les dessins: - la figure 1 est une vue en-perspective, avec des parties enlevées, d'une tête magnétique à couche mince; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de la tête magnétique montrée à la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'une tête magnétique à couche mince comportant des zones fixées selon la présente invention; et - la figure 4 est une coupe transversale illus- trant les zones de liaison entre la plaque protectrice et la tête magnétique à couche mince. La tête magnétique comprend une couche élémen- taire magnétique basse (noyau inférieur) la, une couche élémentaire haute (noyau supérieur) lb, des isolants 3 (tels que A1203 ou autre céramique) pour séparer l'une de l'autre ces couches magnétiques élémentaires, une bobine 2 constituée de conducteurs en spirale 2a-2a' à 2h-2h', for- més par dépôt de cuivre ou d'autres métaux ou alliages entre les- isolants 3, et un substrat 9 ayant une couche isolante superficielle 8, en A1203 par exemple, pour por- ter ces éléments. Les couches élémentaires supérieure et inférieure la et lb sont reliées magnétiquement à la zone 4 qui est encerclée par la bobine en spirale 2. Les deux extrémités de la bobine 2 sont reliées respectivement aux conducteurs S et 7. Grâce à cette construction, le courant électrique amené par le conducteur 6 traverse la bobine en spirale 2 vers la zone 5 et sort par le conducteur 7. Bien que cela ne soit pas montré sur la figure 1, la surface de l'ensemble ci-dessus est toute entière recouverte d'une pellicule protectrice 10, par exemple en A1203, comme cela est montré sur la figure 2. Comme on peut facilement le comprendre à l'aide de la figure 2, les extrémités fron- tales des couches élémentaires la, lb sont face à face avec un entrefer intercalaire G, & partir duquel se pro- duit un champ magnétique de fuite de signal qui est appli- qué à un support d'enregistrement magnétique ou par lequel espace un signal magnétique est détecté en mode lecture par un support d'enregistrement. En faisant référence aux figures 3 et 4, montrant un mode de réalisation de la présente invention, on va décrire en détail une plaque protectrice et son mode de liaison. La figure 3 est une vue en perspective d'une tête magnétique à couche mince analogue à la figure 1. Avant formation de la pellicule protectrice, on réalise les zones 11a et 11b de couche de soudure épaisse, par exemple par électrodéposition. Ces zones sont formées de manière à faire saillie de la pellicule protectrice sur une épais- seur t, et sont formées par tracé au cours du procédé de fabrication de la tête magnétique mince. Ces zones peuvent être formées en même temps que les encoches pour les con- ducteurs 6 et 7 montrés à la figure 3. Ensuite, on forme l'autre ou les autres tracés requis, puis la pellicule protectrice 10, sauf sur les zones de soudage 11a et 11b (figure 4). Par ailleurs, on prépare séparément une plaque protectrice 14 en verre ou similaire que l'on soumet à une gravure photolithographique. Ensuite, on forme les zones de soudage 12a et 12b par électrodéposition sur le fond de la plaque protectrice 14 qui fait face à la tête magné- tique, dans les positions constituant l'image dans un miroir des zones de soudage lla et 11b de la tête magné- tique, faisant saillie du fond de la plaque protectrice 14 sur la hauteur t. On peut avantageusement préformer des sillons 13 annulaires ou similaires autour des zones de soudage 12a et 12b au cours du tracé afin d'empêcher la pâte de soudage de couler vers des zones non souhaitées. En variante, on peut former des sillons autour des zones de soudage 11a et 11b de la tête magnétique au lieu des sillons 13. Au cours de l'assemblage, la plaque protectrice 14 est superposée sur la tête magnétique de manière telle que leurs zones de soudage soient verticalement en regard et on leur applique des rayons infrarouges tout en exer- çant une force F entre elles. Ainsi, les zones de soudage lia et 11b, et 12a et 12b sont réunies par fusion pour former des liaisons. Le cas échéant, la pâte de soudage dans les sillons 13 en excès est retenue, ce qui évite que la soudure ne coule sur d'autres zones et ne provoque une adhésion non souhaitée. Selon l'invention, pour le soudage il suffit de chauffer par irradiation infrarouge, par exemple à la température d'environ 200'C ou moins qui est la tempéra- ture de fusion de la soudure. En conséquence, l'opération de soudage peut être effectuée à une température nettement inférieure à environ 300'C, température de cristallisation des alliages amorphes, souvent utilisés en tant que ma- tières magnétiques en couche mince pour les têtes magné- tiques, et on obtient des liaisons résistantes. REVENDICATIONS 1. Tête magnétique à couche mince comprenant une structure -de tête ayant un noyau de tête (1a,lb) formé de matériau magnétique en couche mince et une bobine (2) d'un conducteur entourant ledit noyau de tête, et une plaque protectrice fixée à la surface de la structure de tête, caractérisée en ce qu'au moins une première zone de sou- dage est formée sur la surface de la structure de tête et au moins une deuxième zone de soudage est formée sur la surface arrière de ladite plaque protectrice dans une position symétrique de la première zone de soudage par rapport à un plan, et en ce que la première et la deuxième zone de soudage sont verticalement en regard et réunies par fusion, de façon à former une liaison entre la struc- ture de tête et ladite plaque protectrice. 2. Tête magnétique à couche mince selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite matière magné- tique en couche mince est choisie parmi les alliages amorphes. 3. Tête magnétique à couche mince selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite.première zone de soudage est entourée d'un revêtement protecteur (10). 4. Tête magnétique à couche mince selon la reven- dication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'au moins une des première et deuxième zones de soudage est entourée d'un sillon annulaire (13).