(57)【要約】【課題】積層型磁気ヘッドはトラック幅（磁性層厚み）が小さくなればなるほど磁気抵抗が大きくなり、特に高周波領域における特性が顕著に劣化するため挟トラック化に課題がある。また突合せ精度の限界によるトラックズレが生じ、トラック幅精度の悪化や、ズレ部分から漏れ出た漏洩磁束すなわち記録フリンジによりテープ上の隣接トラック情報が誤って消去されるなどの課題があった。【解決手段】一対のコア半体を接合一体化した後に、トラックの両端部のうち少なくとも一方を摺動面側からの微細孔あけ加工により除去し、トラック幅を規制する。この方法を用いれば、磁性層厚を従来のままで構成し、トラック部のみを所望の幅に絞り込むため、磁性層薄層化による特性劣化の課題を解決できる上、磁束の絞り込み効果により特性を向上させることができる。さらにトラックズレが生じないため、記録フリンジを解消することができる。【選択図】図１
2005038553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板に挟持された金属磁性膜が主磁路をなす積層型磁気ヘッドの摺動面において、非磁性材料からなる磁気ギャップを介して突き合わされたトラックの両端部のうち少なくとも一方が摺動面側からの微細孔あけ加工により除去され、トラック幅が規制されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
摺動面内における前記微細孔の形状が略円、略楕円、略台形またはこのいずれかの一部であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記トラック幅ｔと金属磁性膜の総膜厚Ｔとの寸法比が０．０５≦ｔ／Ｔ＜１であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記金属磁性膜がＣｏを主成分とする非結晶構造を有する金属磁性膜、またはＦｅを主成分とし粒径が５０ナノメートル以下の微細結晶構造を有する金属磁性膜のいずれかであり、かつ絶縁層との積層構造になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
非磁性基板に挟持された金属磁性膜が主磁路をなす積層型磁気ヘッドの製造方法において、非磁性基板と金属磁性膜を交互に積層した一対のコアブロックを非磁性材料からなる磁気ギャップを介して接合一体化する工程と、前記コアブロックの摺動面側からトラック両端部のうち少なくとも一方に微細孔を形成する工程と、前記微細孔にモールドガラスを溶融充填する工程とを含む磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記微細孔を形成する工具として、ダイヤモンドの焼結体または電着（電鋳）工具を使用することを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ダイヤモンドの粒径が３０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記微細孔を形成する際、被加工物であるコアブロックを保持するテーブルに加工方向に振動を与えながら孔あけ加工することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記微細孔を形成する工具として、少なくとも２本の工具を組み合わせたマルチ工具を使用することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭トラック幅でかつ高周波帯域においても優れた特性を有する、民生用・放送用デジタルＶＴＲやテープストリーマ用として好適な積層型磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年デジタルＶＴＲやその他のデータストレージ分野において、高品位画像データに代表されるように取り扱う情報量の急増から、磁気テープ一巻当たりの記録容量を増大させかつ転送レートを高めた機器の開発が活発である。これらの機器で使用される磁気ヘッドとしては、高飽和磁束密度材料を使用して記録能力が高くかつ２０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの高周波領域においても優れた特性を有することが要望される。これに対し積層型磁気ヘッドはＣｏを主成分とする非結晶構造磁性膜やＦｅを主成分とする微細結晶構造磁性膜などの金属磁性膜と絶縁膜とを交互に堆積して高周波領域での渦電流損失を低減しており、高周波特性に優れたものである。さらには絶縁層を挟んで隣接する金属磁性膜の磁気異方性を交互に制御して膜全体として等方的に高周波透磁率を飛躍的に高めた積層膜が開発され、この積層膜を磁気ヘッドの高速回転化に耐え得る耐磨耗性を持つ非磁性基板で挟持した構造の積層型磁気ヘッドが開発されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような従来の積層型磁気ヘッドの構成図を図６（ａ）に、またテープとの摺動面に配されたトラック部の拡大図を図６（ｂ）に示す。図６（ａ）において積層型磁気ヘッドは、上記のように金属磁性膜２と絶縁膜３とを交互に積層した積層膜４が非磁性基板１により両側から挟持された構造であり、巻線溝に充填されたモールドガラス７とで構成されている。図６（ｂ）においてトラック部は、非磁性材料からなる磁気ギャップ５を介して左右のコア半体Ａ、Ｂの積層膜が突き合わされた状態であり、ズレ量δを考慮すると、このときの有効なトラック幅はｔとなる。現在では記録密度を向上させるためトラック幅ｔが１０〜１５マイクロメートルまたはそれ以下という狭トラックが要望されるが、一方でこの積層型磁気ヘッドの場合、積層膜の膜厚が小さくなればなるほど磁気抵抗が大きくなり、特に高周波領域における特性が顕著に劣化してくるという課題がある。
これを解決するための技術としては、一対のコア半体を接合する前の工程で、ある一定の膜厚を持つ積層膜をダイシングソーなどによる砥石加工で任意のトラック幅に規制するという方法が考えられる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−１３０５３６号公報
【特許文献２】特開平５−３１４４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この方法によると積層膜の膜厚は従来のままでありながら挟トラック化が実現できるが、但しトラック幅規制後に一対のコア半体を接合一体化するため、突合せ精度の限界によるズレ量δは従来と同じである。したがって挟トラックになればなるほどトラック幅ｔに対するズレ量δの相対比が高まり、トラック幅精度の悪化や、ズレ部分から漏れ出た漏洩磁束、すなわちフリンジによりテープ上の隣接トラック情報が誤って消去されるなどの課題は解決されることがなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、一対のコア半体を接合一体化した後に、トラックの両端部のうち少なくとも一方を摺動面側からの微細孔あけ加工により除去しトラック幅を規制する。この方法を用いれば磁路である積層膜の膜厚を従来のままで構成しトラック部のみを所望の幅に絞り込むため、磁性層薄層化による特性劣化の課題を解決できる上、磁束の絞り込み効果により特性を向上させることができる。さらにトラックズレδが解消されるため、ズレ部分からの漏洩磁束による記録フリンジを解消することができる。なお、幅広の磁気ヘッドでテープ上に信号を重ね書きし磁気ヘッドのトラック幅より挟ピッチの記録をする場合には、重ね書きされる側のトラック端部は特にズレがあっても構わないためトラック両端部のうち少なくとも一方を規制すれば良いことになる。
【０００６】
積層型ヘッドにおける微細孔あけ加工の手段としては、微粒子ダイヤモンドの焼結体を放電ツルーイングして成型したマイクロ工具、またはダイヤモンドが電着（電鋳）された工具を用いるのが最適である。両者は耐磨耗性に優れるとともに、前者は放電ツルーイングにより自在の形状に成型することができるし、後者は優れた切削性を有するという利点を持つ。これらの工具をヘッドの摺動面方向から深さ方向に向かって回転させながら孔あけを行うか、もしくは工具の回転・非回転を問わず被加工物であるコアブロックを保持するテーブルに加工方向に振動を与えながら孔あけを行う。この方法により狭トラック幅でトラックズレがなく、高周波帯域においても優れた特性を有した、民生用・放送用デジタルＶＴＲやテープストリーマ用として好適な積層型磁気ヘッドを作製することができる。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、非磁性基板に挟持された金属磁性膜が主磁路をなす積層型磁気ヘッドの摺動面において、非磁性材料からなる磁気ギャップを介して突き合わされたトラックの両端部のうち少なくとも一方が摺動面側からの微細孔あけ加工により除去され、トラック幅が規制されていることを特徴とする磁気ヘッドであり、磁路である積層膜の膜厚を従来のままで構成しトラック部のみを所望の幅に絞り込むため、磁性層薄層化による特性劣化の課題を解決できる上、磁束の絞り込み効果により特性を向上させることができるものである。さらにトラックズレが解消されるため、テープ上に信号を重ね書きする際に問題となっていた漏洩磁束による記録フリンジを解消することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、摺動面内における前記微細孔の形状が略円、略楕円、略台形またはこのいずれかの一部であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドであり、磁束の流れを効果的に絞り込む形状を有するため、より大きな特性の向上を実現するものである。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記トラック幅ｔと金属磁性膜の総膜厚Ｔとの寸法比が０．０５≦ｔ／Ｔ＜１であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッドであり、ｔ／Ｔがコアの磁気抵抗に比例することから一般的にはこの値が小さいほど良好な特性が期待できる。積層膜の厚みＴに関して、膜応力が基板に与えるダメージやテープ走行時の偏磨耗の観点からＴの上限が約３０μｍ、一方加工負荷に耐え得る最小のトラック幅ｔが約１．５マイクロメートルであったことから０．０５≦ｔ／Ｔを適正範囲としている。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記金属磁性膜がＣｏを主成分とする非結晶構造を有する金属磁性膜、またはＦｅを主成分とし粒径が５０ナノメートル以下の微細結晶構造を有する金属磁性膜のいずれかであり、かつ絶縁層との積層構造になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッドであり、特に高周波領域でも優れた透磁率を示す金属磁性膜を用いることにより高周波特性に優れた磁気ヘッドを作製することができる。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の発明は、非磁性基板に挟持された金属磁性膜が主磁路をなす積層型磁気ヘッドの製造方法において、非磁性基板と金属磁性膜を交互に積層した一対のコアブロックを非磁性材料からなる磁気ギャップを介して接合一体化する工程と、前記コアブロックの摺動面側からトラック両端部のうち少なくとも一方に微細孔を形成する工程と、前記微細孔にモールドガラスを溶融充填する工程とを含む磁気ヘッドの製造方法であり、狭トラック幅でトラックズレがなく、高周波帯域においても優れた特性を有する、民生用・放送用デジタルＶＴＲやテープストリーマ用として好適な積層型磁気ヘッドを作製することができるものである。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記微細孔を形成する工具として、ダイヤモンドの焼結体または電着（電鋳）工具を使用することを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッドの製造方法であり、切削性の優れた工具を使用することで摺動面側からの加工が可能であり、被加工物であるコアブロックにクラックやチッピングを発生させることなく所望の寸法精度で確実に加工できるものである。
【００１３】
本発明の請求項７に記載の発明は、前記ダイヤモンドの粒径が３０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッドの製造方法であり、特に粒度の細かいダイヤモンドを使用し精密な研削を行うことで金属磁性膜の加工面に加工変質層の発生を抑制し、鏡面またはそれに近い加工面粗さを得ることができるものである。したがってトラック幅精度がさらに向上するとともに加工応力が特性に影響することはない。
【００１４】
本発明の請求項８に記載の発明は、前記微細孔を形成する際、被加工物であるコアブロックを保持するテーブルに加工方向に振動を与えながら孔あけ加工することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法であり、加工方向にコアブロックを振動させることでダイヤモンド砥粒の仕事量が増大し、かつ切り屑の排出を促進するとともに加工水の回りが良化することによって焼き付き等を抑制することができるものであり、結果として研削性の飛躍的な向上と工具の長寿命化に貢献するものである。
【００１５】
本発明の請求項９に記載の発明は、前記微細孔を形成する工具として、少なくとも２本の工具を組み合わせたマルチ工具を使用することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造方法であり、所望のトラック幅分だけ空隙を設けた２本の工具を使用すれば、工具保持側または加工テーブル側の機械的精度によらず安定して一定のトラック幅に加工することができる。そのためトラック幅精度も向上する上、例えば２本のマルチ工具の場合、加工タクトを半分にすることができるものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、狭トラック幅でトラックズレがなく、高周波帯域においても優れた特性を有する、民生用・放送用デジタルＶＴＲやテープストリーマ用として好適な積層型磁気ヘッドを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、第１の発明の実施の形態の磁気ヘッドの構成を示す図であり、（ｂ）はテープとの摺動面に配されたトラック部の拡大図を示したものである。図１（ａ）において、金属磁性膜２と絶縁膜３を交互に堆積した積層膜４を非磁性基板１で両側から挟持した一対のコア半体が非磁性材料からなる磁気ギャップ５を介して接合一体されている。図１（ｂ）において、左右のコア半体Ａ、Ｂの積層膜４はもともとδのトラックズレがあるが、トラック両端部に施した円形の微細孔により除去され積層膜の厚みＴに対してこのときの有効トラック幅はｔである。なお微細孔及び巻線溝には同一の低融点ガラス７が充填されているが、別々のガラスを用いても特に差し支えない。
【００１９】
本実施の形態では金属磁性膜としてＦｅＴａＮ磁性膜、絶縁膜としてＡｌ2Ｏ3、非磁性基板としてチタン酸マグネシウム基板を用い、ＦｅＴａＮ磁性膜を２．４マイクロメートル、Ａｌ2Ｏ3を０．１マイクロメートルを交互に６層積層することで約１５マイクロメートルの積層膜を作製、微細孔によるトラック幅規制により、有効トラック幅ｔを８マイクロメートルとしている。この積層型磁気ヘッドの特性は従来のトラック幅８マイクロメートルの積層型磁気ヘッドと比較し、測定周波数６０ＭＨｚにおいて約３ｄＢ向上しており、狭トラック幅でトラックズレがなく、高周波帯域においても優れた特性を有する、民生用・放送用デジタルＶＴＲやテープストリーマ用として好適な積層型磁気ヘッドを実現することができた。
【００２０】
（実施の形態２）
次に図２から図５は実際に作製した積層型磁気ヘッドの製造工程を示したものである。まず図２（ａ）に示すように、鏡面研磨された非磁性基板１上に、金属磁性膜２と絶縁膜３を交互に堆積した積層膜４をスパッタリングで成膜し、これを図２（ｂ）に示すように１５枚、接合ガラス層を介して接着することで図２（ｃ）に示すような積層ブロック８を作製した。
【００２１】
次に図３（ａ）においてこの積層ブロック８からワイヤーソーを用いて所定のアジマスをつけた積層プレート９を切出し、図３（ｂ）のように砥石加工により一方の積層プレートに巻線窓溝１０を形成した。その後、一対の積層プレートの突合わせ面を所定の面粗さに鏡面研磨する工程、非磁性のギャップ材料や接着ガラスを成膜する工程、この一対の積層プレート９のトラック調整を行う工程を経て、図３（ｃ）のように加圧保持しながら熱処理を行い、図３（ｄ）のようにギャップボンディングされた接合プレート１１を作製した。
【００２２】
この接合プレート１１からコアブロック１２を切り出した後、図３（ｅ）に示すように摺動面側から巻線窓まで貫通する深さまで微細孔加工を行いトラック幅を規制した。このとき使用した工具１３は、図４（ａ）に示すように粒径約３マイクロメートルのダイヤモンドの焼結体を放電ツルーイングによりその断面形状が略台形となるように成型したものである。またコアブロックを固定しているテーブル２０には加工方向に周波数１０ｋＨｚ、振幅２０マイクロメートルの振動を与えた。また工具は非回転で、加工速度は深さ方向に３マイクロメートル／秒で行った。なお本実施の形態ではテーブル側つまりコアブロックに対して加振しているが、工具側に対して加振しても良い。
【００２３】
次に図５（ａ）に示すようにモールドガラス７を微細孔及び巻線溝内に溶融充填した後、所定の外形加工及びチップ化加工を行うことで、図５（ｂ）に示す積層型磁気ヘッドを作製することができた。そしてこの積層型磁気ヘッドは狭トラック幅でトラックズレがなく、かつ高周波帯域においても優れた特性を有することが確認できた。
【００２４】
なお、本実施の形態１では絶縁膜としてＡｌ2Ｏ3を用いたが、ＳｉＯ2などその他の絶縁材料、あるいはＦｅＭｇ系などの高抵抗酸化物磁性材料などでも同様の効果が得られる。また、本実施の形態１では非磁性基板としてチタン酸マグネシウム基板を用いたが、チタン酸カルシウムや非磁性単結晶フェライトなどの非磁性基板でも当然ながら同様の効果が得られる。また、本実施の形態１で示した金属磁性膜及び絶縁膜の膜厚、積層数はこれに限ったものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１による、積層型磁気ヘッドを示す概略図
【図２】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドの製造方法を示す概略図
【図３】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドの製造方法を示す概略図
【図４】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドの製造方法を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドの製造方法を示す概略図
【図６】従来の積層型磁気ヘッドを示す概略図
【符号の説明】
【００２６】
Ａ、Ｂ    コア半体
１    非磁性基板
２    金属磁性膜
３    絶縁膜
４    積層膜
５    磁気ギャップ
６    巻線窓
７    モールドガラス
８    積層ブロック
９    積層プレート
１０    巻線窓溝
１１    接合プレート
１２    コアブロック
１３    ダイヤモンド工具
２０    テーブル
【図１】
2005038553.tif 000003
【図２】
2005038553.tif 000004
【図３】
2005038553.tif 000005
【図４】
2005038553.tif 000006
【図５】
2005038553.tif 000007
【図６】
2005038553.tif 000008