(57)【要約】【課題】積層型磁気ヘッドはトラック幅（磁性層厚み）が小さくなるほど磁気抵抗が増大し、特に高周波領域における特性劣化が顕著であるため挟トラック化に課題がある。またトラックズレによる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予め形成しておいた第１の溝内にトラック幅を規制する第２の溝を、微小かつ高精度加工可能な工具を使用して形成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
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【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金属磁性膜が突き合わされ形成されたトラックの少なくとも一方の端部が、第１の溝内に形成された第２の溝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】
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３】
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１〜２のいずれかに記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
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積層プレート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しコアブロックを作製する工程と、前記コアブロックの磁気ギャップ近傍に第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝内に第２の溝を形成しトラック幅を規制する工程と、前記第１、第２の溝内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５】
前記第２の溝を形成する工具として、粒径が３０マイクロメートル以下の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４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およ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データ量の急増から、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求される。
【０００３】
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。
【０００４】
このような従来の積層型磁気ヘッドの構成図を図８（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８（ｂ）に示す。図８（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８（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（膜厚Ｔ）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。
【０００５】
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。
【０００６】
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１参照）。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はない。
【０００７】
また一対のコア半体を接合一体化した後に、前記積層膜をダイシングソーなどによる砥石加工やレーザー加工、放電加工などの手段で任意のトラック幅に規制するという方法も考えられる（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば挟トラック化に加え、トラックズレのない磁気ヘッドを実現できる。しかしながらダイシングソーによる砥石加工においては、加工後の金属磁性膜表面の面粗さが粗く、膜剥離やバリ、チッピングが発生し磁気特性の劣化や精度面での課題が大きい。またレーザー加工では特に深さ方向のトラック幅精度が悪く、放電加工の場合は非磁性基板や積層膜中の絶縁膜の加工が不可能である。
【特許文献１】特開平５−３１４４２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、挟トラックでトラックズレのない高性能の積層型磁気ヘッドを安定的に提供する工法が未確立であるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を克服するためのトラック幅規制の手法として、一対のコア半体を接合一体化した後に予め形成しておいた第１の溝内にトラック幅を規制する第２の溝を、微小かつ高精度加工可能な工具を使用し形成することを主な特徴とする。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。
【００１０】
また第１の溝を形成する工具とは異なり、第２の溝を形成する工具は粒径が３０マイクロメートル以下の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もの、またはダイヤモンドが電着（電鋳）されたものを用いるため、優れた切削性、耐磨耗性により被加工物に負荷を与えず鏡面またはそれに近い加工面を得ることができるため、加工負荷による特性の劣化やチッピングなどを生じることなく高精度で安定的にトラック幅規制ができる。
【００１１】
具体的には、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金属磁性膜が突き合わされ形成されたトラックの少なくとも一方の端部が、第１の溝内に形成された第２の溝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。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。
【００１２】
本発明の請求項２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。
【００１３】
本発明の請求項３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１〜２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。
【００１４】
本発明の請求項４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積層プレート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しコアブロックを作製する工程と、前記コアブロックの磁気ギャップ近傍に第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝内に第２の溝を形成しトラック幅を規制する工程と、前記第１、第２の溝内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安定的に作製することができる。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記第２の溝を形成する工具として、粒径が３０マイクロメートル以下の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４記載の磁気ヘッドの製造方法であり、切削性、耐磨耗性に優れた微小工具を使用することで、被加工物であるコアブロックや金属磁性膜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トラック幅規制できる。
【発明の効果】
【００１６】
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、本発明を実施するための最良の形態について、図１および２を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、発明の実施の形態１の磁気ヘッドの構成を示す図であり、図１（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、トラック両端近傍に施した第１の溝１１内に形成された第２の溝１４によりトラック両端部が除去され、積層膜の厚みＴに対してトラックズレのない有効トラック幅ｔが確保されている。
【００１９】
本実施の形態１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マイクロメートルとし、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、第２の溝によるトラック幅規制により、有効トラック幅ｔを８マイクロメートルにした。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】
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。
【００２１】
また、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。
【００２２】
また、本実施の形態１で示した金属磁性膜および絶縁膜の膜厚、積層数はこれに限ったものではない。
【００２３】
（実施の形態２）
次に図２〜７は発明の実施の形態２の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に示すように、スパッタリングにより積層膜を成膜した非磁性基板８を１６枚、接合ガラス層を介して接着することで積層ブロック９を作製し、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１０を切出した。次に図３のように砥石加工により一方の積層プレートのギャップ対向面上に巻線窓溝６を、さらに一対の積層プレートのギャップ対向面上に、積層膜と略平行な第１の溝１１を砥石加工により形成した。
【００２４】
その後、前記一対の積層プレートのギャップ対向面を所定の面粗さに鏡面研磨し非磁性のギャップ材料や接着ガラスを成膜する工程、その一対の積層プレートを加圧保持しながら熱処理を行う工程を経て、図４に示すギャップボンディングされた接合プレート１２を作製した。
【００２５】
この接合プレート１２からコアブロック１３を切出した後、図５（ａ）に示すような微小ダイヤモンド工具２０を図５（ｂ）に示すように第１の溝内に挿入し、トラックの両外側から第２の溝形成であるトラックエッジの除去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２０は、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直径約０．１ｍｍ、長さ約０．５ｍｍとなるように成型したものであり、加工速度は５マイクロメートル／秒、工具回転数は１００００回転／分で行った。
【００２６】
次に図６に示すようにモールドガラス７を第１、２の溝、および巻線溝内に溶融充填した後、所定の外形加工およびチップ化加工を行うことで、図７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。
【００２７】
なお、本実施の形態２では第１の溝を、ギャップ接合前のギャップ対向面上に砥石加工で形成する方法を実施したがこれに限ったものではなく、ギャップ接合しコアブロックを作製した後、摺動面側からギャップ深さ方向への孔あけ加工、例えば比較的粒度の大きい前記ダイヤモンド焼結体を用いたり、レーザー加工などの手段で第１の溝を形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる磁気ヘッドおよびその製造方法は、ダイヤモンドの微小工具を用いて高精度かつ高品位のトラック幅規制を実現しており、酸化物磁性体を磁気コアとした磁気ヘッド、非磁性コアのギャップ面に形成された金属磁性膜が磁路をなす構造の磁気ヘッド、および酸化物磁性体の磁気ギャップ近傍のみ金属磁性膜を配した構造のメタルインギャップ型磁気ヘッドなど他のバルク型磁気ヘッドにおいても、精密な挟トラック幅規制加工が必要な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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工程を示す概略図
【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工程を示す概略図
【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工程を示す概略図
【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工程を示す概略図
【図６】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドの製造工程を示す概略図
【図７】本発明の実施の形態２による、積層型磁気ヘッドを示す概略図
【図８】従来の積層型磁気ヘッドを示す概略図
【符号の説明】
【００３０】
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    非磁性基板
９    積層ブロック
１０    積層プレート
１１    第１の溝
１２    接合プレート
１３    コアブロック
１４    第２の溝
２０    ダイヤモンド工具
【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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【図８】
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