(57)【要約】【課題】ギャップ幅が極めて安定し、ギャップ部にクラックや割れがなく、ギャップ中に気泡の発生しない、高品質な金属磁性膜を用いた磁気ヘッドを作成することを目的とする。【解決手段】金属磁性膜１より構成される複合磁気コアが、ギャップ材２を介して接合してなる磁気ヘッドにおいて、ギャップ材の第１層がスペーサ層３となるＳｉＯ２主成分の非磁性酸化物膜で形成され、その後熱処理を行う。第２層がバリア層４となる非磁性の金属膜または金属酸化物膜で形成され、第３層が接合層５である非磁性ガラス膜より構成され、熱処理により第３層のガラス膜により接合されることでギャップが形成され、高品質且つ、ギャップ幅精度の高い磁気ヘッドが作成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に巻線用溝が作成され、金属磁性膜より構成された複合磁気コア半体にギャップ面が作成され、ギャップ面上にギャップ材を形成し、一対の磁気コア半体が接合され、磁気ギャップが形成される磁気ヘッドにおいて、前記ギャップ材が磁気コア半体のギャップ面より高融点ガラス膜を形成する工程と、前記高融点ガラス膜形成後に熱処理する工程と、前記熱処理後の高融点ガラス膜上にクロム酸化膜もしくはクロム合金酸化膜もしくはアルミナ膜もしくはチタン酸化膜、低融点ガラス膜を順次形成する工程と、前記低融点ガラス膜の溶融により一対の磁気コアが接合される工程とを含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
ギャップ材の高融点ガラス膜形成後に微量酸素雰囲気中で熱処理することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
金属磁性膜より構成される複合磁気コア半体がギャップ材を介して接合される磁気ヘッドにおいて、前記ギャップ材が磁気コア側から膜形成後に熱処理された高融点ガラス膜，クロム酸化膜もしくはクロム合金酸化膜もしくはアルミナ膜もしくはチタン酸化膜，低融点ガラス膜の順に形成され、一対の磁気コアが前記低融点ガラス膜により接合され、磁気ギャップが形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製造方法により製造された磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルＶＴＲやデータストリーマ等のシステムで用いられる高密度磁気記録装置に用いられる金属磁性膜を含む複合磁性体コアで構成される磁気ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の分野において、ディジタル記録化、磁気記録装置の小型高密度記録化に伴い、磁気ヘッドは高精度且つ狭ギャップ幅化、記録トラック幅の高精度化、磁気テープとの摺動性の安定化、対環境信頼性の確保、生産品質の向上、低コスト化が要求されている。
【０００３】
以下に従来の磁気ヘッドについて説明する。図３は従来の金属磁性膜を複合化したメタルインギャップ型ヘッド（以下ＭＩＧヘッドと称す）の斜視図を示す。図４はそのギャップ部を示す。ＭＩＧヘッドは、通常、図３に示すように、フェライト等の強磁性酸化物２０に飽和磁束密度の高い金属磁性膜２２を形成した磁気コア半体を突き合わせ、金属磁性膜間に磁気ギャップ２１を設けた構造を有している。従来、磁気ギャップ２１を構成するギャップ材料は、ＭＩＧヘッドの磁気テープ摺動面の拡大図である図４に示すように、金属磁性膜２４上に順次ＳｉＯ２や珪酸ガラスからなるＳｉＯ２を主成分とする高融点ガラス膜等の非磁性酸化物層２５と、低融点ガラスである鉛ガラス２６の二層から構成されている。そしてヘッドコア半体は前記の低融点ガラス層相互を熱処理により溶融接合されている。
【０００４】
従来のＭＩＧヘッドの製造方法を図５（Ａ）〜（Ｆ）に基づいて説明する。まず、図５の工程（Ａ）に示す一対のフェライトコア１１に巻線溝を形成する。ギャップ面を鏡面研磨する。さらに、フェライトコア１１のギャップ面を含む領域に、金属磁性膜１２とギャップ材となるＳｉＯ２を主成分とする非磁性酸化物層と低融点ガラスである鉛ガラス層を順にスパッタリング法などにより形成する。このようにしてギャップ材を形成した一対のヘッドコア半体１３、１４を工程（Ｂ）に示すようにギャップ面が対向するように突き合わせ、熱処理によりコア半体相互のギャップ材の鉛ガラス層を溶融接合し、コアブロックを作成する。この後、工程（Ｃ）は記録トラック１６形成するための溝１５を所定の寸法ピッチで複数箇所作成する。次に工程（Ｄ）ではこの溝部に低融点ガラス１７を配置し再び熱処理により低融点ガラスを溶融し、溝内にガラスを充填し、工程（Ｅ）により所定の形状のコアブロックに加工する。次に工程（Ｆ）で所定のヘッドチップ１８に切断し、摺動面を研磨して図３に示すヘッドチップが完成する。
【０００５】
このように作成されたＭＩＧヘッドのギャップはギャップ材の膜厚に比べギャップ幅が大幅に狭くなったり、低融点ガラス層での接合部に隙間が発生し、時にはギャップ部でコアが割れる等の問題があった。さらにはギャップ中に微小な気泡が発生する場合があり、この気泡がテープ摺動面に露出するとテープ磁性層や保護層の削れが発生、ヘッドクロッキングが発生し、正常な記録再生ができない。
【０００６】
この改善策として、高融点ガラス膜とバリア層と低融点ガラス膜の３層構成のギャップ材とし、高融点ガラス膜と低融点ガラス膜との反応をバリア層により防止し、反応によるガラス膜中のＰｂ析出を抑制することで、ギャップ部における強度、ギャップ幅精度を向上させていた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１７６３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の磁気ヘッドは、接合時の熱処理温度に比べ軟化点が８０６０℃以上低い低融点ガラス膜を使用するとバリア層による反応防止効果が低化し、ギャップ幅精度の低化や接合強度の低化が生じる。さらには、ギャップ中に生じる微小な気泡も発生することがあり、低融点ガラス膜の選択幅が少なく、磁気ヘッド作成に支障をきたしていた。
【０００８】
本発明では、上記バリア層の反応防止効果の低化や低融点ガラス膜の接合強度の低化が、ガラス膜中の気泡の影響であることを見出した。このギャップ中の気泡はギャップ接合の不均一性で発生する場合もあるが、低融点ガラス膜の軟化点が比較的高くても気泡が一部分に発生していることから、ガラス膜形成時のスパッタリングにより膜中に取込まれた不活性ガスが、接合時の熱処理により放出されるガスが大半であることが判明した。また、このＡｒガスによりバリア層の一部が破壊され、反応防止効果を低化させていることが推測された。また、高融点ガラス膜が低融点ガラス膜に比べ放出ガスが多い。これは、膜厚が高融点ガラス膜の方が厚くガス取り込み量が多いと推測した。
【０００９】
本発明は斯かる知見により、上記従来の問題点を解決するもので、ギャップ幅精度高く、ギャップ接合の強度を高めて、ギャップ部の割れ、クラックのない、またギャップ中の気泡が発生しない信頼性の高い磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも一方に巻線用溝が作成され、金属磁性膜より構成された複合磁気コア半体にギャップ面が作成され、ギャップ面上にギャップ材を形成し、一対の磁気コア半体が接合され、磁気ギャップが形成される磁気ヘッドにおいて、ギャップ材が磁気コア半体のギャップ面より高融点ガラス膜を形成する工程と、高融点ガラス膜形成後に熱処理する工程と、熱処理後の高融点ガラス膜上にクロム酸化膜もしくはクロム合金酸化膜もしくはアルミナ膜もしくはチタン酸化膜、低融点ガラス膜を順次形成する工程と、低融点ガラス膜により一対の磁気コアが溶融接合される工程を含むことを特徴とした磁気ヘッドの製造方法であり、スパッタリング時に取込まれた高融点ガラス膜中の不活性ガスが前記熱処理する工程により脱ガスされ、ギャップ中の気泡が抑制される。またアルミナ膜等のバリア層により高融点ガラス膜と低融点ガラス膜の接合時の熱処理による反応が抑制され、安定なギャップ幅精度の磁気ヘッドが作成できる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明は、ギャップ材の高融点ガラス膜形成後に微量酸素雰囲気中で熱処理する工程を特徴とした請求項１記載の磁気ヘッドの製造方法であり、高融点ガラス膜中の不活性ガスの脱ガスと共に高融点ガラス膜の酸化不足を補い、一対の磁気コア接合時の熱処理による高融点ガラス膜と低融点ガラス膜との反応が抑制できる安定な高融点ガラス膜にすることで、安定なギャップ幅精度の磁気ヘッドが作成できる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の発明は、金属磁性膜より構成される複合磁気コア半体がギャップ材を介して接合される磁気ヘッドにおいて、ギャップ材が磁気コア側から膜形成後に熱処理された高融点ガラス膜，クロム酸化膜もしくはクロム合金酸化膜もしくはアルミナ膜もしくはチタン酸化膜，低融点ガラス膜の順に形成され、一対の磁気コアが低融点ガラス膜により接合され、磁気ギャップが形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の製造方法により製造された磁気ヘッドであり、熱処理された高融点ガラス膜により、スパッタリング時に取込まれた不活性ガスが脱ガスされ、ギャップ中の気泡が抑制される。また、クロム酸化膜もしくはクロム合金酸化膜もしくはアルミナ膜もしくはチタン酸化膜のバリア層により高融点ガラス膜と低融点ガラス膜の反応が抑制され、安定なギャップ幅の磁気ヘッドができる。さらには、高融点ガラス膜を微量酸素雰囲気中で熱処理することで、高融点ガラス膜と低融点ガラス膜の反応が大幅に抑制でき、さらに安定なギャップ幅の磁気ヘッドができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明の磁気ヘッドによれば、ギャップ幅が極めて安定化し、ギャップ部にクラック、気泡、われの発生しない高精度且つ、高品位なギャップの磁気ヘッドが得られる。さらにはギャップ中に気泡が発生しないため、磁気媒体との接触性が向上し、記録再生効率が良好となり、ヘッドクロッキングが発生し難い信頼性の高い磁気ヘッドが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態）
図１は本発明のＭＩＧヘッドのギャップ部の実施例を示すが、図に示すように金属磁性膜１を形成した後、ホウ珪酸ガラスからなるＳｉＯ２を主成分とする高融点ガラス膜３を形成し、その後に熱処理を行いガラス膜中のスパッタリング時の不活性ガスが脱ガスされる。その上にバリア層４としてクロム膜もしくはアルミナ等の酸化膜を形成し、さらにその膜上に接合層４となる低融点ガラスとして、ＰｂＯ系のガラス膜を形成し、両コアが熱処理により低融点ガラス膜で接合されている。このような構成にすることでギャップ接合時に高融点ガラス膜より気泡が発生しないためギャップ部にクラック、気泡、われがなく、ギャップ幅精度の高い磁気ヘッドが得られる。
【００１６】
図２は実施の形態の構成の磁気ヘッドの製造方法を示す。実施例の工程（Ａ）は従来の磁気ヘッドの製造方法と同様に巻線用の溝が作成された酸化物磁性体であるフェライト１１のギャップ面となる面をダイヤモンド砥粒等により鏡面加工し、その上にＦｅ−Ｔａ系もしくはＣｏ系の金属磁性膜１２をスパッタリング法で形成する。次の工程（Ｂ）では前記金属磁性膜上にギャップ材のスペーサ層となるＳｉＯ２を主成分とするホウ珪酸ガラス膜をスパッタリング法で形成する。次の工程（Ｃ）では前記スペーサ層を４００℃〜６００℃の温度により窒素ガス雰囲気中で熱処理行う。次に工程（Ｄ）では、バリア層となるＡｌ２Ｏ３をスパッタリング形成する。バリア層はＡｌ２Ｏ３に限られることはなく、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｒ、Ｔｉ等の耐熱温度の高い熱反応の少ない非磁性材料が使用できる。さらに、工程（Ｅ）では接着層となる低融点ガラス膜をスパッタリング形成する。低融点ガラスは熱処理時の金属磁性膜の特性劣化を避けるためにも、軟化点６００℃以下のガラスを用いるのが好ましい。このようにしてギャップ材を形成した一対のヘッドコア半体を図５の従来のヘッドの製造方法と同様１３、１４を工程（Ｂ）に示すようにギャップ面が対向するように突き合わせ、熱処理によりコア半体相互のギャップ材の接着ガラス層の低融点ガラス膜により溶融接合し、コアブロックを作成する。この後、工程（Ｃ）は記録トラック１６形成するための溝１５を所定の寸法ピッチで複数箇所作成する。次に工程（Ｄ）ではこの溝部に低融点ガラス１７を配置し再び熱処理により低融点ガラスを溶融し、溝内にガラスを充填し、工程（Ｅ）により所定の形状のコアブロックに加工する。次に工程（Ｆ）で所定のヘッドチップ１８に切断し、摺動面を研磨して図３に示すヘッドチップが完成する。このような製造方法によれば、従来とほぼ同様の工程により製造できるため、生産コストも変わらず、ギャップ部にクラック、気泡、われのない発生しない高品質、且つギャップ幅精度の高いの磁気ヘッドが製造できる。
【００１７】
なお、実施の形態１及び、２の製造法によるスペーサ層のＳｉＯ２を主成分とするホウ珪酸ガラス等の高融点ガラス膜の熱処理に数１０ｐｐｍの微量酸素を含んだ、窒素ガス中で４００℃〜６００℃の温度により熱処理を行う。このようにすれば、スパッタリング時に不活性ガスと置換され、膜中の酸素不足が補え、高融点ガラス膜の質が向上し、バリア層の反応防止効果をさらに高めることができ、低融点ガラス膜での接着を行うことでさらに向上する。
【００１８】
また、実施の形態においては、ＭＩＧヘッドとしたが、ＴｉＯ２−ＭｇＯ系、ＴｉＯ２−ＣａＯ系の非磁性酸化物基板に挟持された金属磁性薄膜により構成されるヘッドコア半体に本発明のギャップ材を用いてもギャップ部にクラック、気泡、われのない発生しない高品質、且つギャップ幅精度の高い磁気ヘッドが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の磁気ヘッドのギャップ材は磁気コアが酸化物磁性体のみの磁気ヘッドや、非磁性酸化物基板で挟持された金属磁性薄膜を磁気コアとする積層型磁気ヘッド、薄膜のみで構成される薄膜ヘッドにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の磁気ヘッドのギャップ部を示した説明図
【図２】本発明の磁気ヘッドの製造方法を示した説明図
【図３】従来のＭＩＧヘッドの斜視図
【図４】従来の磁気ヘッドのギャップ部を示した図
【図５】従来の磁気ヘッドの製造方法の説明図
【符号の説明】
【００２１】
１，６，１１    金属磁性膜
２，７，１２    ギャップ幅
３，８，１３    熱処理されたスペーサ層
４，９，１４，３２    バリア層
５，１０，１５    接合層
３１    高融点ガラス膜
３３    低融点ガラス膜
【図１】
2005149666.tif 000003
【図２】
2005149666.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005149666.tif 000006
【図５】
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