(57)【要約】【課題】積層体ブロックからコア半体およびギャップドバー状への切断加工や、研磨、熱処理等によって、接着ガラス層と、非磁性基板との界面や、保護膜との界面で、剥離が生じてしまい歩留まりや作業能率が大きく低下するという課題があった。【解決手段】金属磁性層上のＳｉＯ２から成る保護膜の上に反応防止材を形成し、この反応防止材として接着ガラス材或いはＣｒ材を形成することで保護膜と、接着ガラス層との還元反応が防止できるため、接着ガラス層は安定した結晶構造が得られ、接着力は飛躍的に向上する。このことによって、切断、研磨、熱処理等による加工にも十分耐え得る強固な積層体ブロックが形成されるので、接合部の緩みや剥離が生じなく、高品質、高加工歩留まりな磁気ヘッドが得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造の磁気コアであって、前記非磁性基板の一方に、前記金属磁性層を形成しその後、前記金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、前記非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた前記非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、前記金属磁性層の保護膜上に反応防止材が形成された構造の磁気ヘッド。
【請求項２】
前記金属磁性層の保護膜上の反応防止材に前記接着ガラス材を形成した請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記金属磁性層の保護膜上の反応防止材にＣｒ材を被着形成した請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造の磁気コアであって、前記非磁性基板の一方に前記金属磁性層を形成するとともに、前記金属磁性層の上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に接着ガラス材或いはＣｒ材を形成する工程と、前記非磁性基板の他方に接着ガラスを塗布、焼き付けする工程と、前記非磁性基板を複数枚積み重ねて加圧熱処理を施し、積層体ブロックに形成する工程を有する磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高品位ＶＴＲやデジタルＶＴＲ及び、情報機器用等、高周波信号を効率よく記録再生するのに適した磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録の高密度化に伴い、磁気ヘッドとして高飽和磁束密度、狭トラック化等が、要求されている。高飽和磁束密度に関しては、従来のフェライト等に変わって、ＦｅＴａＮ、Ｃｏ系アモルファス等の金属磁性材料が用いられ、狭トラック化に関しては、スパッタリングや蒸着などの気相成長法により、磁気コアとなる磁性層を形成する手法が多く用いられている。しかしながら、金属磁性材料は、狭トラックにすると、機械的強度が弱く、また、耐摩耗性も悪くなるので、それらの向上のため、従来から金属磁性材料の両側を非磁性基板で挟持した構造にして用いられる。
【０００３】
図６（ａ）および（ｂ）に従来の磁気ヘッドの構造を示す（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
金属磁性層１の両側を非磁性基板２で挟持した構造で、金属磁性層１と非磁性基板２との間に接着ガラス層３が介在している。
【０００５】
また、左右コアの磁気ギャップ面９での接合は、磁気ギャップ面９に設けたＳｉＯ２ガラス１１の上に形成された低融点ガラス１２と、巻線溝１０に設けた低融点ガラス５の融着により行われている。
【０００６】
次に、このヘッドの製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示すように、非磁性基板２の片面に結晶化ガラスの微粒子を大気中にて、所定の厚みに塗布し、結晶化が起こらないよう比較的低温で短時間焼き付け、固形化させた接着ガラス層３を形成した第一基板６と、非磁性基板２の一方に金属磁性層１の上に形成されたＳｉＯ２等の保護膜４、他方には接着ガラス層３が形成された第二基板７と、非磁性基板２の一方に金属磁性層１の上に形成されたＳｉＯ２等の保護膜４を形成した第三基板８を作製する。次に図５（ｂ）に示すように、第一基板６と第三基板８で、第二基板７を複数枚積み重ねたものを挟み、加圧熱処理する。この時、接着ガラス層３は融着し、各基板が接着され積層体ブロックが形成される。次に、この積層体ブロックを、矢印Ａ−Ｂ方向にプレート状に切断し、コア半体１３、１４を作製する。
【０００７】
次に、図４（ａ）に示すように、コア半体１３、１４の磁気ギャップ面９に巻線溝１０を設け、磁気ギャップ面９を平滑に研磨した後、ギャップ長に応じた厚みのＳｉＯ２等のガラス１１と、低融点ガラス１２の非磁性層をスパッタリング法等で形成する。そして、両コア半体１３、１４を磁気ギャップ面９で突き合わせ、加圧熱処理することで、磁気ギャップ面９に設けた低融点ガラス１２及び、巻線溝１０中に既に充填された低融点ガラス５の融着により、両コア半体１３、１４を接合し、ギャップドプレートを作製する。その後、矢印Ｃ−Ｄ方向にギャップドバー状に切断する。
【０００８】
次に、図４（ｂ）に示すギャップドバーを矢印Ｅ−Ｆ方向に所定のコア幅になるように切断して、ヘッドチップを得る。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−６７６１１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、説明した従来の磁気ヘッドにおいては、金属磁性層１には一般的にアモルファス合金が広く用いられているが、このアモルファス合金は結晶化温度を有し、結晶化温度以上で熱処理を行うと、アモルファス状態から結晶化状態となり、その磁気特性は大きく劣化する。従ってガラス接着等の熱処理はその温度以下で行なわれなければならないので、軟化点の低い低融点Ｐｂガラスが必要とされている。
【００１１】
低融点Ｐｂガラスは一般に機械的強度が小さいので、ヘッドにする際の加工に耐えることが難しく、そのため特に、アモルファス合金を用いた金属磁性層１の上に形成されたＳｉＯ２等の保護膜４と、非磁性基板２を接着する接着ガラス層３には、機械的強度が大きく、結晶化後の融点も上昇する低融点結晶化Ｐｂガラスが多く用いられている。
【００１２】
この接着ガラス層３は非磁性基板２の片面のみに大気中にて塗布、焼き付け処理し、複数枚積み重ねて加圧熱処理によって積層体ブロック状に形成するが、この時の加圧熱処理は、金属磁性層１の酸化を防ぐ目的で窒素雰囲気で行なわれている。そのため、保護膜４と、接着ガラス層３とで反応が生じ、接着ガラス層３のＰｂＯが還元され、結晶化が不安定となり、結晶が上手く形成されず、接着力が大きく低下してしまう。
【００１３】
このため、積層体ブロックからコア半体およびギャップドバー状への切断加工や、研磨、熱処理等によって、図３（ａ）に示すように、接着ガラス層３と非磁性基板２との界面や、図３（ｂ）に示すように、接着ガラス層３と保護膜４との界面で、剥離が生じてしまい歩留まりや作業能率が大きく低下するという欠点があった。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のような積層接着において、保護膜４と、接着ガラス３との反応を防止することによって、優れた接着性を引き出し、剥離が生じない高品質、高歩留まりを図ることができるようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造の磁気コアであって、前記非磁性基板の一方に、前記金属磁性層を形成しその後、前記金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、前記非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた前記非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、前記金属磁性層の保護膜上に反応防止材が形成された構造の磁気ヘッドとしたものである。また、前記金属磁性層の保護膜上の反応防止材として前記接着ガラス材或いはＣｒ材を形成するものである。これにより、前記金属磁性層上の保護膜と、接着ガラスとの還元反応が防止できるため、前記接着ガラスは安定した結晶状態が得られ、接着力は飛躍的に向上する。このことによって、切断、研磨、熱処理等による加工にも十分に耐え得る強固な積層体ブロックが形成されるので、接合部の緩みや剥離が生じなく加工歩留まりや作業能率は画期的に向上し、生産性の高い製造プロセスを実現し得るものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造の磁気コアであって、前記非磁性基板の一方に、前記金属磁性層を形成しその後、前記金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、前記非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた前記非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、前記金属磁性層の保護膜上に反応防止材が形成された構造の磁気ヘッドとしたものである。積層体ブロック状に積層接着する際、前記金属磁性層の酸化を防ぐため、窒素雰囲気で加圧熱処理が行われている。このため、前記金属磁性層上のＳｉＯ２等の保護膜と、前記接着ガラスとが反応して、前記接着ガラスのＰｂＯが還元され、結晶化が不安定となり、本来の結晶構造が得られず接着力が大きく低下してしまう。従って、積層体ブロックからコア半体およびギャップドバー状への切断加工や、研磨、熱処理等によって接着ガラス層と、非磁性基板との界面や、前記金属磁性層の保護膜との界面で剥離が生じてしまう。よって、前記金属磁性層の保護膜上に前記接着ガラスとの反応を避けるため、反応防止材を形成している。この前記反応防止材を形成することによって、前記接着ガラスのＰｂＯは還元されず、本来の結晶状態で積層接着が行われるので、接着力は飛躍的に向上し、接合部の緩みや剥離が生じない強い接着力を有するものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、非磁性基板の一方に、金属磁性層を形成しその後、前記金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、前記非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた前記非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、前記金属磁性層の保護膜上の反応防止材に、前記接着ガラス材を形成するものである。前記金属磁性層の保護膜上に形成する前記接着ガラス材は、前記非磁性基板の他方に形成する前記接着ガラス層と、同じ低融点結晶化Ｐｂガラスであり、この時の形成方法も前記非磁性基板の他方に形成する前記接着ガラス層と同様に、大気中にて塗布、焼き付け処理によって形成する。大気中にて塗布、焼き付け処理されるため、前記保護膜上に塗布、焼き付けされた低融点結晶化Ｐｂガラスから成る前記接着ガラス材と、前記保護膜との間には還元反応が生じることなく、前記接着ガラス材の主成分であるＰｂＯがそのままの状態が保たれる。また、前記非磁性基板の他方にも、従来通り前記接着ガラス層を大気中にて塗布、焼き付け処理を行う。すなわち前記非磁性基板の両方の面に、前記接着ガラスが形成されることになる。この様な状態で、前記非磁性基板を複数枚積み重ねて窒素雰囲気にて加圧熱処理し、積層体ブロックに形成することで、前記接着ガラスは安定した結晶状態が得られるので、接着力は飛躍的に向上し、接合部の緩みや剥離が生じない強い接着力を有するものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、非磁性基板の一方に、金属磁性層を形成しその後、前記金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、前記非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた前記非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、前記金属磁性層の保護膜上の反応防止材に、Ｃｒ材を形成するものである。一般的にＣｒ材はガラス材等の反応防止や、濡れ性が良好なため、この様な磁気ヘッドにおいても従来から、巻線溝等に低融点ガラスを充填する際の下地膜として広く用いられている。このＣｒ材を前記保護膜上にも形成することで、窒素雰囲気での加圧熱処理が行われても、ＳｉＯ２等の保護膜から酸素が吸収されないため、前記接着ガラス層は安定した結晶状態で接着に至る。従って、接着力は飛躍的に向上し、接合部の緩みや剥離が生じない強い接着力を有するものである。
【００１９】
また、積層接着後の接着力の関係をみるため、前記保護膜上に前記接着ガラス材を大気中にて塗布、焼き付したもの或いはＣｒ材を形成したものを、窒素雰囲気にて加圧熱処理し、所定のチップサイズに切り出して、その接合強度を測定した結果を図７に示す。
【００２０】
なお、比較するため、前記保護膜上に反応防止材を施さない従来仕様品も測定するとともに、各検討品に対して、強度分布も併せてみるため、積層接着されたプレート状から左部（Ｌ）、右部（Ｒ）および中央部（Ｃ）に分けて測定、評価した（図７参照）。
【００２１】
前記保護膜上に反応防止材を施していない接合強度は、１４０ｇ以下と全体的に弱くなっているが、保護膜上に接着ガラス材やＣｒ材を形成した接合強度は、反応防止材無品に比べ３倍以上の４５０ｇ以上の強度が得られている。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造の磁気コアであって、前記非磁性基板の一方に前記金属磁性層を形成するとともに、前記金属磁性層の上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に接着ガラス材或いはＣｒ材を形成する工程と、前記非磁性基板の他方に接着ガラスを塗布、焼き付けする工程と、前記非磁性基板を複数枚積み重ねて加圧熱処理を施し、積層体ブロックに形成する工程を有する磁気ヘッドの製造方法としたものであり、前記保護膜上に前記接着ガラス層と同一の接着ガラス材を大気中にて塗布、焼き付け処理した反応防止材を形成する或いは、Ｃｒ材を形成することによって、前記非磁性基板を複数枚積み重ねて窒素雰囲気で、加圧熱処理した状態で積層体ブロックが形成されても、前記保護膜と前記接着ガラス層との間には反応が生じないため、前記接着ガラス層は安定した結晶構造が得られることになる。このため、接着力は飛躍的に向上し、接合部の緩みや剥離が生じない強い接着力が得られるという作用を有する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の実施形態に係る磁気ヘッドを図１（ａ）および（ｂ）に示す。金属磁性層１の両側を非磁性基板２で挟持した構造で、金属磁性層１上にＳｉＯ２から成る保護膜４、更にその上には反応防止材１５として、接着ガラス材或いはＣｒ材と、非磁性基板２との間に接着ガラス層３が介在している。また、左右コアの磁気ギャップ面９での接合は、磁気ギャップ面９に設けたＳｉＯ２ガラス１１の上に形成された低融点ガラス１２と、巻線溝１０に設けた低融点ガラス５の融着により行われている。
【００２４】
次に、このヘッドの製造方法を示す。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、非磁性基板２の一方に低融点結晶化Ｐｂガラスの微粉末を所定の厚みに塗布する。この時の厚みは非磁性基板２のソリ、タワミや金属磁性層１等の厚みバラツキを考慮すると、１μｍ〜５μｍが必要であり、ここでは２〜４μｍ塗布し、結晶化が起こらないよう比較的低温で短時間焼き付け、固形化させた接着ガラス層３を形成した第一基板６ａを得る。
【００２６】
次に、非磁性基板２の一方に金属磁性層１と、その上にＳｉＯ２から成る保護膜４をスパッタリング法等によって形成し、更にその上には反応防止材１５を形成するが、ここで反応防止材１５として接着ガラス材を形成する場合、接着ガラス層３のト−タル厚みは２〜４μｍとしていることから、その半分の１〜２μｍを塗布し、大気中にて比較的低温、短時間で焼き付けを行うとともに、非磁性基板２の他方には接着ガラス層３を残り半分の１〜２μｍを塗布、焼き付けした第二基板７ａを得る。なお、反応防止材１５としてＣｒ材を形成する場合、Ｃｒ材はスパッタリング法等によって０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで形成するので、非磁性基板の他方に形成する接着ガラス層３は２〜４μｍを形成することになる。
【００２７】
次に、非磁性基板２の一方に、金属磁性層１と、その上にＳｉＯ２から成る保護膜４と、更にその上に反応防止材１５として接着ガラス或いはＣｒ材を形成した第三基板８ａを作製する。
【００２８】
次に、図２（ｂ）のように、第一基板６ａと第三基板８ａで、第二基板７ａを複数枚積み重ねたものを挟み、加圧熱処理する。この時、保護膜４上に反応防止材１５として形成された接着ガラスや、接着ガラス層３は融着し、各基板が接着され積層体ブロックが形成される。
【００２９】
また、保護膜４上に反応防止材１５としてＣｒ材を形成する場合でもＣｒ材は、保護膜４との付着強度が強く且つ、接着ガラス層３とのガラス濡れ性が良いので、接着ガラスと同様、強固な積層体ブロックが形成される。
【００３０】
次に、この積層体ブロックを、矢印Ｇ−Ｈ方向にプレート状に切断し、コア半体１３、１４を作製する。
【００３１】
以下、従来のものと同じ方法であるので、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明する。まず、図４（ａ）に示すように、コア半体１３、１４の磁気ギャップ面９に巻線溝１０を設け、磁気ギャップ面９を平滑に研磨した後、ギャップ長に応じた厚みのＳｉＯ２等のガラス１１と、低融点ガラス１２の非磁性層をスパッタリング法等で形成する。そして、両コア半体１３、１４を磁気ギャップ面９で突き合わせ、加圧熱処理することで、磁気ギャップ面９に設けた低融点ガラス１２及び、巻線溝１０中に既に充填された低融点ガラス５の融着により、両コア半体１３、１４を接合し、ギャップドプレートを作製する。その後、矢印Ｃ−Ｄ方向にギャップドバー状に切断する。
【００３２】
次に、図４（ｂ）に示すギャップドバーを矢印Ｅ−Ｆ方向に所定のコア幅になるように切断して、ヘッドチップを得る。
【００３３】
また、積層接着後の接着力の関係をみるため、保護膜４上に反応防止剤１５として接着ガラス材を大気中にて塗布、焼き付したもの或いはＣｒ材を形成したものを、窒素雰囲気にて加圧熱処理し、所定のチップサイズに切り出して、その接合強度を測定した結果を図７に示す。
【００３４】
なお、比較するため、保護膜４上に反応防止材１５を施さない従来仕様品も測定するとともに、各検討品に対して、強度分布も併せてみるため、積層接着されたプレート状から左部（Ｌ）、右部（Ｒ）および中央部（Ｃ）に分けて測定、評価した。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、保護膜４上に反応防止材１５として接着ガラス材或いはＣｒ材を形成することで、ＳｉＯ２から成る保護膜４と、接着ガラス層３との還元反応が防止できるため、接着ガラス層３は安定した結晶構造が得られ、接着力は飛躍的に向上する。このような効果によって、切断、研磨、熱処理等による加工にも十分耐え得る強固な積層体ブロックが形成されるので、接合部の緩みや剥離が生じなく、加工歩留まりや作業能率は画期的に向上し、生産性の高い製造プロセスが実現した。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、非磁性基板の一方に、金属磁性層を形成しその後、金属磁性層の上に保護膜を被着形成するとともに、非磁性基板の他方には、接着ガラス層が設けられた非磁性基板を複数枚積み重ねた積層体ブロックにおいて、保護膜上に反応防止材として接着ガラス材或いはＣｒ材を形成することで、ＳｉＯ２から成る保護膜と、接着ガラス層との還元反応が防止できるため、接着ガラス層は安定した結晶構造が得られ、接着力は飛躍的に向上する。このような効果によって、切断、研磨、熱処理等による加工にも十分耐え得る強固な積層体ブロックが形成されるので、接合部の緩みや剥離が生じなく、加工歩留まりや作業能率は画期的に向上し、生産性の高い製造プロセスが実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態の磁気ヘッドの構造を表す斜視図
（ｂ）同実施の形態の磁気ヘッドのテ−プ摺動面を表す拡大図
【図２】（ａ）同実施の形態の非磁性基板面に金属磁性層や接着ガラス層を形成した様子を表す斜視図
（ｂ）同実施の形態の積層体ブロックを表す斜視図
【図３】（ａ）従来の磁気ヘッドの剥離状態を表す斜視図
（ｂ）従来の磁気ヘッドの剥離状態を表す斜視図
【図４】（ａ）従来および本発明のギャップドプレートまでの製造方法を説明するための斜視図
（ｂ）従来および本発明のヘッドチップに至るまでの製造方法を説明するための斜視図
【図５】（ａ）従来の非磁性基板面に金属磁性層や接着ガラス層を形成した様子を表す斜視図
（ｂ）従来の積層体ブロックを表す斜視図
【図６】（ａ）従来の磁気ヘッドの構造を表す斜視図
（ｂ）従来の磁気ヘッドのテ−プ摺動面を表す拡大図
【図７】同実施の形態における保護膜上の反応防止による接合強度を示す特性図
【符号の説明】
１  金属磁性層
２  非磁性基板
３  接着ガラス層
４  保護膜
５  低融点ガラス
６  ６ａ第一基板
７  ７ａ第二基板
８  ８ａ第三基板
９  磁気ギャップ面
１０  巻線溝
１１  ＳｉＯ２ガラス
１２  低融点ガラス
１３  コア半体
１４  コア半体
１５  反応防止材接着ガラス材
１６  反応防止材Ｃｒ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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