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    公开号:WO1990011595A1
    申请号:PCT/JP1990/000368
    申请日:1990-03-19
    公开日:1990-10-04
    发明作者:Katsumi Sakata；Ikuko Sato；Tatsuo Kumura；Yoshito Ikeda；Hiroya Eguchi；Hideaki Matsuyama；Hideaki Karamon
    申请人:Sony Corporation；
    IPC主号:G11B5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 磁気へッ ド 技 術 分 野 本発明は、 ビデオテープレコーダ等の磁気記録再生装置又はフ口 ッ ピーディ スク駆動装置あるいはハー ドディ スク駆動装置等に搭載 される磁気へッ ドに関するものである。 背 景 技 術
    [0002] M n— Z nフユライ トゃセラ ミ クス等の酸化物材料と金属磁性薄 膜が複合化された， いわゆる複合型の磁気ヘッ ドにおいては、 その 製造工程において酸化物材料と金属磁性薄膜との接合を必要とする 場合がある。 例えば、 ギャ ップ部に対して垂直方向に金属磁性薄膜 が複合化されている磁気へッ ドでは、 金属磁性薄膜が成膜された酸 化物基板に対し、 当該金属磁性薄膜を挾み込むように別の酸化物基 板を接合したり、 薄帯化された金属磁性薄膜の両側に酸化物基板を 接合する必要がある。
    [0003] 従来の技術では、 上述のような酸化物基板と金属磁性薄膜の接合 には、 問題が生じない場合に限り、 高融点の融着ガラスが使用され ている。 これは、 高融点ガラスが化学的に安定なため有機溶剤によ る洗浄が可能であること、 強固な接合が得られること等の利点を有 するからである。 ところが、 高融点ガラスによるガラス接合においては、 融着温度 を 5 5 0て以上とする必要がある。 このため、 熱膨張に起因する歪 みがフユライ トゃ金属磁性薄膜に加わる虞れがあり、 またこの影響 で磁気コアにヒビ割れが生じ、 結果として磁気特性が劣化すること 5 がある。 あるいは、 金属磁性薄膜に強磁性非晶質金属合金， いわゆ るァモルファス合金等を用いた場合には、 一般に前記融着温度が結 晶化温度 （一般に結晶化温度は 4 0 0て〜 5 0 0て） 以上であるこ とから、 前記ァモルファス合金の結晶化による軟磁気特性の劣化を 生じている。 また、 酸化物基板と金属磁性薄膜とが高融点ガラスに
    [0004] ! 0 よりガラス接合された場合には、 ガラスと金属磁性薄膜， あるいは 酸化物基板と金属磁性薄膜とがその界面において酸化還元反応を起 こし、 著しく透磁率の低下した領域、 すなわち反応層が形成される ことがある。
    [0005] 以上のような点が問題となる場合には、 酸化物基板と金属磁性薄 > 5 膜の接合には低融点の融着ガラス， 水ガラス又は有機接着剤等の低 温接合剤が使用される。 ところが、 酸化物磁性材料と金属磁性薄膜 の接合に上記のような低温接合剤を使用した場合、 接合強度， 耐候 性， 耐磨耗性， 表面性あるいは接合層の厚さの精度の点で高融点ガ ラスに比べて劣るという欠点がある。
    [0006] 。 一方、 M n— Z nフユライ ト等の酸化物磁性材料からなる磁気へ ッ ド、 あるいはこれら酸化物磁性材料と金属磁性薄膜が複合化され た磁気へッ ドにおける磁気コァ同士のギヤ ップ接合についても、 上 述した複合型の磁気へッ ドにおける酸化物基板と金属磁性薄膜の接 合と同様に、 化学的に安定であり接合強度の高いとされる高融点ガ 5 ラスによる接合が望ましいとされている。 特に、 ビデオテープレコ ーダ等の磁気記録再生装置等に搭載される磁気へッ ドでは、 耐久性 が要求されるため、 この傾向が強い。
    [0007] しかし、 フ ライ ト等の酸化物磁性材料と金属磁性薄膜が複合化 された磁気コア同士が高温でガラス接合された場合には、 反応層が
    [0008] 5 形成されるこ とがある。 この反応層は、 フ ライ 卜 と金属磁性薄膜 との界面が磁気ギャ ップと平行に形成されるような場合には、 擬似 ギャ ップと して作用し、 再生出力の周波数特性にうねりを生ずる。
    [0009] しかし、 この擬似ギヤ ッブを避けるために融着温度が 5 5 0 以 下のガラスを使用すると、 耐湿性や硬度等の点で信頼性に欠け、 特
    [0010] ! 0 に、 複数回のガラス接合を必要とするフロ ッ ピーディ スク躯動装置 やハー ドディスク駆動装置等に搭載されるコ ンポジッ ト型の磁気へ ッ ド （スライダーと称される非磁性部材に一体化された磁気コアが ガラス融着により埋め込まれたもの。 ） では、 2次融着ガラスに信 頼性の低い低融点ガラスの使用が余儀無く される。 すなわち、 この
    [0011] > s 種の磁気へッ ドは、 最初に高融点ガラスでギヤ ップ接合 （ 1次融着） を行った後、 接合一体化された磁気コアをスラィダ一に低融点ガラ スで融着 （ 2次融着） して埋め込み固定することにより作製される。 このため、 2次融着の際に 1次融着ガラスが溶け出してギヤ ッブ長 や トラ ック幅等がずれると磁気へッ ドの信頼性は大き く ¾下するの
    [0012] 2 0 で、 当該 2次融着ガラスにはどう して 低融点ガラスを使用する し かなかった。
    [0013] このように、 ギャ ップ接合においても、 融着ガラスを使用する方 法では、 磁気コアの本来有する磁気特性の維持、 疑似ギャ ップの発 生防止、 2以上のガラス接合を必要とする磁気へッ ドでの接合強度 5 をいずれも満足させることは難しい。 そこで、 例えばギャ ップ接合に関しては、 融着ガラ スにかえてギ ヤ ッ プ材に主として A uを用い、 当該 A u同士を低温で熱拡散して 接合するよ う に した ものが、 アイ · ィ一 ' ィ一 ' ィ 一 ト ラ ンザク シ ヨ ンズ オ ン マグネテ イ ク ス 第 2 4号 2号， 1 9 8 8年 （IE 5 EE TRANSACTIONS ON MAGNETI CS, VOL. 24, O.2, MARCH 1 1988) に より報告されている。 この磁気へッ ドは、 一対の磁気コアの突合わ せ面にそれぞれ S i ◦ 2 , M o , A uを所定の膜厚に順次積層し、 A u同士を突き合わせて熱拡散し、 接合一体化したものである。
    [0014] A uによる熱拡散は、 ガラス接合による融着温度に比べて極めて 1 0 低温で行われるため、 熱膨張に起因する歪みの影響や擬似ギャ ッ プ の発生が無く 、 さ らには結晶化によるへッ ド特性の劣化も防止でき るとされている。
    [0015] しかしながら、 ギャ ップ部の接合について、 ギャ ップ材に主とし て A uを用い、 当該 A u同士を低温で熱拡散して接合する方法は、 i s 融着ガラスを用いる こ とによる従来の問題をある程度解消する こ と ができるものの、 A u層と酸化物材料， あるいは A u層と金属磁性 薄膜間の接合強度に不満があり、 特に耐久性が要求されるビデオテ ープレコーダ等の磁気記録再生装置に搭載される磁気へッ ドと して 満足のい く値である とは言い難い。
    [0016] 20 上述のよう に、 複合型磁気ヘッ ドにおける金属磁性薄膜と酸化物 基板の接合， あるいは磁気コア同士のギヤ ップ接合に、 高融点ガラ スを使用したガラ ス融着を採用すると、 金属磁性薄膜の磁気特性の 劣化や反応層の形成による擬似ギヤ ップの発生等が問題となる。 こ れに対して、 低融点ガラスや有機接着剤等による接合では、 接合強 5 度を確保する こ とが難し く 、 信頼性の点で問題が残る。 また、 ギヤ ップ接合に A u層の熱拡散を利用する方法も提案されているが、 や はり、 接合強度の点で十分なものとは言えない。
    [0017] このよう に、 従来の技術では、 磁気特性の確保と接合強度の確保 を両立するのは難しいのが実情である。
    [0018] 5 そこで本発明は、 かかる従来の実情に鑑みて提案されたものであ つて、 磁気特性の劣化及び疑似ギャ ップの発生が防止でき、 しかも 接合強度の点で信頼性に優れた磁気へッ ドを提供する こ とを目的と する ものである。
    [0019] 1 0 発 明 の 開 示 本発明は、 上述の目的を達成するために提案されたものであって- 一対の磁気コアがギャ ップ材を介して接合されてなる磁気へッ ドに おいて、 少な く とも一方の磁気コアは金属磁性薄膜と酸化物基板と
    [0020] ^ からなり、 金属磁性薄膜と酸化物基板の各接合面に少な く と も C r 又は T i からなる第 1 の金属層と A uからなる第 2 の金属層とが積 層され、 当該第 2 の金属層同士の熱拡散によ り これら金属磁性薄膜 と酸化物基板とが複合一体化されている こ とを特徴とする。
    [0021] さ らに、 本発明は一対の磁気コアがギャ ップ材を介して接合され
    [0022] 2。 てなる磁気へッ ドにおいて、 各磁気コアの接合面にギャ ップ材と し て少な く とも C r又は T i からなる第 1 の金属層と A uからなる第 2 の金属層とが積層され、 当該第 2 の金属層同士の熱拡散によ り前 記磁気コァが接合されている こ とを特徴とする ものである。
    [0023] A u による熱拡散接合は、 その接合温度が 1 5 0 'C〜 3 0 0 て と 5 極めて低温で行われる。 これは、 ガラス接合による融着温度 5 5 0 てと比較するとその差が 2 5 0 〜 4 0 0 'Cにもなる。 従って、 磁気 特性の劣化や熱膨張に起因する歪みの影響， 界面での酸化拡散反応 等が抑えられる。
    [0024] これは、 特に金属磁性薄膜にァモルファス合金を使用した場合に 5 有利で、 熱拡散温度が結晶化温度 （ 4 0 0 ' (：〜 5 0 0 'C ) 以上とな ることはないので、 結晶化による軟磁気特性の劣化が防止される。
    [0025] したがって、 本発明の磁気へッ ドにおいては、 擬似ギャ ップの問 題が解消され、 また電磁変換特性が向上し、 優れた再生出力特性が 発揮される。
    [0026] ! 0 また、 特に 2以上のガラス接合を必要とする磁気へッ ドにおいて は、 2次融着ガラスに信頼性の高い融着ガラスの使用が可能となり . 接合強度のより一層の向上が図れ、 信頼性の点で有利である。
    [0027] 一方、 A uからなる第 2 の金属層の下地層として C r又は T i よ りなる第 1 の金属層を設けているので、 高い接合強度が確保される < ! 5 また、 耐候性， 耐摩擦性においても優れているので、 耐久性や信頼 性の向上が図れ、 高耐久性が要求されるビデオテープレコーダ等に 使用される磁気へッ ドに適用して有用である。
    [0028] さらに、 本発明の磁気へッ ドは、 磁気記録媒体摺動面の表面性が 良いので、 テ-—プ走行時のク 口 ッグゃ焼きつき等の問題が解決され 0 o 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図（a ) 乃至第 1図（c) は本発明を適用した磁気ヘッ ドの一例 5 を示すもので、 第 1図（a ) は概略斜視図、 第 1図（b ) は接合前にお ける金属層の積層状態を示す要部拡大断面図、 第 1 図 ） は接合材 を拡大して示す要部拡大断面図である。
    [0029] 第 2図（a ) は本発明を適用した磁気へッ ドの他の例を示す断面図 であり、 第 2図（b ) は磁気ギヤ ッブ部を拡大して示す要部拡大断面 図である。
    [0030] 第 3図（a ) ないし第 3図（e) はヘッ ドチ ップの抗折力の測定方法 をその工程順に示すもので、 第 3図（a ) は第 1 のプロ ックを示す斜 視図、 第 3図（b ) は第 2 のブロ ックを示す斜視図、 第 3図（c) は第
    [0031] 1 のプロ ック と第 2 のプロ ックの接合面に圧力を加える接合治具の 一例を示す斜視図、 第 3図（d ) は低温で熱拡散接合されたへッ ドチ ノ ブを示す斜視図、 第 3図（e) はへッ ドチップを抗折試験治具に支 持した状態を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明を適用した具体的な実施例を図面を参照しながら説 明する。
    [0032] 第一の実施例
    [0033] 第 1図（a) に示された本実施例の磁気へッ ドは、 いわゆるラ ミネ ー トタイプの磁気ヘッ ドで、 フヱライ トゃセラ ミ ク ス等の酸化物材 料からなる基板（1 ) , (2) 及び基板（3) , (4〉 の間にアモルフ ァ ス合金 等よりなる金属磁性薄膜（5) , (6) がそれぞれ挾持されている一対の 磁気コア （ I ) , ( Π ) 同士が接合され、 上記金属磁性薄膜（5) , (6) の突き合わせ面に磁気ギヤ 'ン プ gが形成され、 閉磁路が構成された ものである。 こ こで、 上記基板（1), (2) , (3), (4) は、 磁気ギヤ ップ g近傍部が 切り取られ、 'その切欠き部にはガラス材（7)，（8) が充塡されている , 従って、 磁気ギャ ップ gは、 金属磁性薄膜（5), (6) の端面間に形成 される こととなり、 この金属磁性薄膜（5), (6) の膜厚が ト ラ ッ ク幅 に相当する こ とになる。 なお、 基板（3), (4) 及び金属磁性薄膜（6) からなる磁気コア （ D ) にはコ イ ルを巻画するための巻線溝（9) が 形成されており、 図示されない巻線を施すこ とによつて当該磁気へ ッ ドに信号を供給し、 あるいは当該磁気へッ ドで読み取った信号を 取り出すよう になつている。 この巻線溝は基板（1), (2) 及び金属磁 性薄膜（5) からなる磁気コア （ I ) または上記磁気コア （ Π ) のう ち少な く とも一方の側に形成すればよい。
    [0034] 金属磁性薄膜（5), (6) には、 前記アモルフ ァ ス合金の他に、 例え ば次のような合金がいずれも使用可能である。 例示するならば F e — A £— S i 系合金、 F e — A £系合金、 F e — S i — C o系合金 F e — N i 系合金、 F e — A jg — G e系合金、 F e — G a — G e系 合金、 F e — S i — G e系合金、 F e — C o — S i _ A 系合金、 F e - G a - S i系合金等が挙げられる。 さ らには、 耐蝕性ゃ耐摩 耗性等の一層の向上を図るために、 T i , C r , M n , Z r , N b M o , T a , W, R u , 0 s , R h , I r , R e , i , P b , P t , H f , V等の少な く とも 1種を添加したものであってもよい, 金属磁性薄膜（5), (6) は、 先ず基板（2), (4) 上の表面（2a), (4a) に、 例えばスパッタ リ ング法， 真空蒸着法， イ オ ンプレーティ ング 法, ク ラスター · ィ ォ ンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術 により形成される。 そ して、 次に金属磁性薄膜（5), (6) の基板（2), (4) に膜付けされた面とは反対側の面が基板（1), (3) と接合され、 上述のよう なラ ミ ネー ト構造とされる。 なお、 この接合面 Cには接 合材（14)が形成される。
    [0035] また、 磁気コア （ I ) , ( H ) 同士の接合を捕強するために、 磁 気コア （ I ) , ( H ) の両端にそれぞれ補助部材（10), (11) が形成 される。 この補助部材（10), (11) の幅及び高さは磁気コア （ I ) , ( Π ) の端面部と同じ寸法であればよ く 、 使用する材料も基板（1)，
    [0036] (2), (3), (4) と同じでよい。 磁気コア （ I ) と補助部材（10)の接合 面 Aには接合材（12)が形成され、 磁気コア （ Π ) と補助部材（11)の 接合面 Bには接合材（13)が形成される。
    [0037] 実際、 本発明者等は接合材（12), (13), (14)を下記の条件で形成し, 第 1図（a) に示した構造を有する磁気ヘッ ドを作成した。 なお、 接 合面 A, B , Cにおいて接合材（12), (13), (14)はいずれも同様にし て形成されるが、 こ こでは接合材（12)の形成方法についてのみ説明 を行つ。
    [0038] 接合材（12)は、 C r又は T i からなる第 1 の金属層（12a) 及び A uからなる第 2の金属層（12b) より構成されている。 すなわち、 第 1図（b) に示すよう に、 磁気コア （ I ) と補助部材（10)上にそれ ぞれ順次第 1 の金属層（12a) 、 第 2 の金属層（12b) がスパッタ リ ン グ又は蒸着により積層され、 2層構造となされている。 上記第 1 の 金属層（12a) 及び第 2 の金属層（12b) の膜厚はそれぞれ適宜選定さ れるが、 通常は数百〜数千 Aの範囲とされる。 本実施例においては それぞれ 1 2 0 O Aと したところ良好な結果が得られた。 そして、 第 1図（c) に示すよう に、 磁気コア （ I ) と補助部材（10)は、 前記 第 2 の金属層（12b) 同士が突合わされ熱拡散される ことにより接合 されている。 これら第 2の金属層（12b) の熱拡散による接合は、 当 該第 2 の金属層（12b) を突合わせ面と して磁気コア （ I ) と補助部 材（10)を突合わせ、 1 O M P a以上の圧力を加えて 3 0 0 。C程度の 温度で熱処理するこ とにより接合される。 このとき、 熱処理雰囲気 を 1 0—5Torr程度の真空とすれば、 より強固な接合強度が得られる。
    [0039] 5 これら第 2 の金属層（12b) の熱拡散による接合は、 高融点ガラス の融着温度 （ 5 5 0 。C ) に比較して 2 5 0 ° (：〜 4 0 0 て も低い。 こ のため、 磁気コア （ I ) は、 高温加熱による熱膨張に起因する歪み の影響を受けるこ とがない。 また、 基板（1) , (2) と金属磁性薄膜（5) との界面に反応層が形成される虞れもない。 さ らには、 上記金属磁 丄。 性薄膜（5) がアモルフ ァ ス合金であっても、 当該熱拡散温度は結晶 化温度以下であるため、 磁気特性が劣化するこ とはない。
    [0040] また、 低温で接合したにもかかわらず上記第 2 の金属層（12b) の 接合強度は高く 、 磁気へッ ドの加工にも十分耐える ものである。
    [0041] 従って、 本実施例の磁気へッ ドは、 磁気コアの本来有する磁気特 1 5 性が損なわれる ことがな く 、 電磁変換特性に優れている。 このため、 再生出力特性の向上が期待でき る。 さ らに、 接合強度においても高 い信頼性が確保できる。
    [0042] さ らに、 上記第 2 の金属層（12b) の熱拡散接合は、 耐候性， 耐磨 耗性， 表面性及び接合層の厚さの精度の点で信頼性が高い。 例えば、 2 0 接合面 A , B及び Cを A uの熱拡散により接合した場合、 磁気記録 媒体摺動面の表面性が良いので、 テープの走行時のク ロ ッグゃ焼き つき等の問題はおこ らない。
    [0043] また、 A u層の熱拡散による接合を磁気コア同士のギャ ップ部の 接合にも適用するこ とが可能である。 本実施例でも、 ギャ ップ接合 Z 5 を上述の磁気コア （ I ) と補助部材（10)の接合と同様、 第 1 の金属 層と第 2 の金属層の積層による 4層構造を形成し、 A uの熱拡散接 合を行い、 非常に良好な結果を得た。 すなわち、 ギャ ップ接合に A uの熱拡散を利用する こ とでガラス融着を不必要と し、 熱による 磁気特性の劣化を皆無とする こ とができた。
    [0044] 第二の実施例
    [0045] 本実施例の磁気へッ ドは、 第 2図（a) 及び第 2図（b) に示すよう に、 フ ェ ラ イ ト等の酸化物磁性材料よりなる基板（23) , (24) にァモ ルフ ァ ス合金等より なる金属磁性薄膜（25), (26) が被着された一対 の磁気コア （HI), (IV) がギャ ップ材（21), (22)を用いて接合され. 当該磁気コア （H), (IV) の突合わせ面に磁気ギャ ッ プ gが形成さ れ、 閉磁路が構成されたものである。
    [0046] なお、 上記基板（23), (24) にはコ イ ルを巻回するための巻線溝（2 3a) , (24a) が形成されている。
    [0047] 上記金属磁性蘀膜（25), (26) には、 前記アモルフ ァ ス合金の他に. 例えば次のよう な合金がいずれも使用可能である。 例示するならば F e — A ー S i 系合金、 F e — A £系合金、 F e — S i — C o系 合金、 F e — N i 金、 F e — A jg — G e系合金、 F e — G a - G e系合金、 F e — S i — G e系合金、 F e — C o — S i — A £系 合金、 F e — G a — S i系せ金等が挙げられ 。 さ らには、 耐蝕性 ゃ耐摩耗性等の一層の向上を図るために、 T i , C r , ,vi n , Z r N b , M o , T a , W, R u , O s , h , I r , R e , N i , P b , P t , H f , V等の少な く とも 1種を添加したものであって もよい。
    [0048] 金属磁性薄膜（25), (26) は、 基板（23), (24) 上に、 例えばスパ ッ タ リ ング法， 真空蒸着法： イ オ ンプレーテ ィ ング法： ク ラスタ一 . ィ ォンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術によ り被着される < また、 金属磁性薄膜（25), (26) が膜付けされた磁気コア （IE), (IV) の接合面には、 ギャ ップ材（21) , (22) がそれぞれ形成されて いる。 上記ギャ ップ材（21) , (22) は、 S i 02 層（21a), (22a) と
    [0049] 5 C r又は T i からなる第 1 の金属層（21b) , (22b) 及び A uからなる 第 2の金属層（21c), (22c) より構成されている。 すなわち、 金属磁 性薄膜（25), (26)上に順次 S i 02 層（21a), (22a) 、 第 1 の金属層 (21b), (22b) 、 第 2 の金属層（21c), (22c) がスパッタ リ ング又は蒸 着により積層され、 3層構造となされている。 これらギャ ップ材（2
    [0050] , ο 1) , (22) の膜厚の トータルが当該磁気ヘッ ドの磁気ギャ ップ g長に 相当する。 上記第 1 の金属層（21b), (22b) の膜厚は 1 0 0〜 6 0 0 A、 第 2の金属層（21c) , (22c) の膜厚は 2 0 0〜 6 0 O A程度とす る こ とが好ま しい。
    [0051] なお、 上記 S i 02 層（21a), (22a) は、 前記金属磁性薄膜（25) :
    [0052] 15 (26)と密着性が悪い場合には省略しても差し支えない。 また、 S i 0 z 層（21a), (22a) を省略せずに前記金属磁性薄膜（25) , (26) と S i 02 層（21a) , (22a) 間にさ らに別の C r又は T i より なる金属 層を介在させ、 4層構造（ 全体と しては 8層） と してもよい。
    [0053] 上記のように構成された磁気コア （I), (IV) は、 前記第 2 の金 0 属層（21c), (22c) 同士が突合わされ熱拡散される こ とにより接合さ れている。 これら第 2 の金属層（21c), (22c) の熱拡散による接合は. 当該第 2の金属層（21c)，（22c) を突合わせ面と して磁気コア （ΙΠ), (IV) 同士を突合わせ、 l O M P a以上の圧力を加え、 1 5 0 。 (：〜 3 0 0 °C程度の温度で熱処理する こ とにより接合される。 このとき 5 熱処理雰囲気を 1 0— 5T0rr程度の真空とすれば、 より強固な接合強 度が得られる。 上記第 2 の金属層（21 c) , (22c) の熱拡散接合は、 上 記のよう に 1 5 0 て〜 3 0 0 ΐ と極めて低温で行われるため、 融着 ガラスを用いた場合の融着温度 （ 5 5 0 て） に比較して 2 5 0 て〜 4 0 0 °C も低い。 このため、 基板（23) , (24 ) 及び金属磁性薄膜（25) :
    [0054] 5 (26)は、 高温加熱による熱膨張に起因する歪みの影響を受ける こ と がない。 また、 基板（23) , (24 )と金属磁性薄膜（25) , (26) との界面 に反応層が形成される虞れもないので、 当該界面が ί 気ギャ ップ g と平行に位置する場合でも擬似ギャ ップの発生を心配する必要がな い。 さ らには、 上記金属磁性薄膜（25) , (26) がアモルフ ァ ス合金で
    [0055] 1 0 あっても、 当該熱拡散温度は結晶化温度以下であるため、 磁気特性 が劣化する こ とはない。
    [0056] また、 上記第 2 の金属層（21 c) , (22c) の接合強度は融着ガラスを 用いた場合より数倍高く 、 熱拡散接合後に再加熱してもギャ ッ プ開 きが無い。 このため、 ヘッ ドチ ップへの加工後、 高温でァニ一ル処
    [0057] 1 5 理を行う こ とができ、 加工ス ト レスを除去する こ とができる。
    [0058] したがって、 本実施例の磁気へッ ドによれば、 磁気コアの本来有 する磁気特性が損なわれる こ とがな く 、 また擬似ギャ ップの発生が ない。 よって、 電磁変換特性に優れ、 再生出力特性のより一層の向 上が期待できる。 もちろん、 磁気コア同士の接合強度も十分高く 、
    [0059] 2 0 信頼性も向上する。 また、 本実施例の磁気へッ ドをフ口 ッ ピーディ スク駆動装置やハー ドディ スク駆動装置等に搭載されるコ ンポジ ッ ト型の磁気へッ ドに適用すれば、 スライ ダーとの固定に使用される 2 次融着ガラスに信頼性の高い高融点ガラスを使用する こ とができ る。
    [0060] z s なお、 本実施例ではメ タルイ ンギヤプ型の磁気へ 'ン ドを例と して 説明したが、 もちろん単体フヱ ラ イ トヘッ ドでも同様である。
    [0061] 上記磁気へッ ドを作製するには、 以下のよう にして行われる。 先ず、 フユライ トより なる基板（23), (24) を用意し、 これに所望 形状の巻線溝（23a), (24a) を切削加工等によって形成する。
    [0062] 次に、 上記基板（23), (24) の突合わせ面となる面上に上記卷線溝 (23a) , (24a) を舍めてァモルフ ァ ス合金を所望膜厚にスパッタ リ ン グして金属磁性薄膜（25), (26) を形成する。
    [0063] 次に、 上記金属磁性薄膜（25), (26) 上に順次 S i 02 、 C r又 は T i、 A uをそれぞれ所望膜厚にスパッタ リ ングし、 S i 0 z 層 (21a), (22a) 、 C r又は T iからなる第 1の金属層（21b) , (22b) 、 A uからなる第 2の金属層（21c) , (22c) の 3層構造と したギャ ップ 材（21), (22) を形成する。
    [0064] 次に、 上記第 2の金属層（21c), (22c) を接合面として磁性コア (I), (IV) を突合わせ、 治具等を使用してこれらに 1 0 M P a以 上の圧力を前記接合面に加える。
    [0065] そして、 この状態で約 1 0— 5Torrとなされた熱処理雰囲気中で 1 5 0 ' (：〜 3 0 0ての熱をかけて一定時間熱処理する。
    [0066] する と、 上記 A u同士の熱拡散が進行して接合が行われる。 この 結果、 上記磁気コア （1Π), (IV) は強固に接合される。 もちろん、 熱拡散は低温で行われるので当該磁気コア （ΠΙ), (IV) の本来有す る特性が劣化する こ ともない。
    [0067] 最後に、 所望の大きさのへッ ドチ ップに切り出する こ とにより完 成する。
    [0068] 以上が本発明を適用した具体的な実施例であるが、 こ こではさ ら に前記実施例で使用したギヤ ン プ材を用いた場合、 どの程度の接合 強度が得られるかについて検討してみた。 なお、 接合強度の測定に あたっては、 S i 0 z 層と第 2 の金属層たる A u層との間に介在さ れる A u層の下地材たる C r , T i の他に M o も使用 した。
    [0069] 接合強度を測定するには、 以下のよう にして行った。
    [0070] 先ず、 フェ ライ トからなる第 1 のブロ ッ ク （27)を用意し、 これに 第 3図（a) で示すよう に、 両端緣部に長手方向に亘つて切削溝（28) ,
    [0071] (29)を形成した後、 当該第 1 のブロ ッ ク （27)の一主面を鏡面仕上げ して接合面（30)を形成した。
    [0072] なお、 上記第 1 のブロ ッ ク （27)は、 長さ 13045 μ m , 幅 2573 // m , 高さ 1000 m , 切削溝（28) , (29) の深さ 150 μ m , 接合面（30)の幅 2435 / mとした。
    [0073] 次に、 同様にしてフェ ライ トからなる第 2 のブロ ッ ク （31)に対し て、 第 3図（b) で示すよう に、 両端緣部に長手方向に亘つて切削溝 (32) , (33) を形成した後、 前記一主面を鏡面仕上げした。
    [0074] 次いで、 上記一主面に対して先の切削溝（32), (33)と直交する方 向に切削加工を施し、 ギヤ ップ材を被着する接合面（34)を有する凸 部（35)を形成した。
    [0075] なお、 上記第 2 のブロ ッ ク （31)は、 長さ 13045 u m , 幅 2573〃 m : 高さ 1000〃 m , 切削^ (32) , (33)の深さ 150 μ m , 凸部（35)の長手 方向の長さ 2264 in , 凸部（35)の短辺方向の幅 2 6議、 凸部（35)の 高さ 100 mと した。 また、 上記凸部（35)は 2 3個形成した。
    [0076] 次に、 上記第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31)の各接合面
    [0077] (30) , (34) にそれぞれギャ ップ材をスパッタ リ ングした。
    [0078] 上記ギャ ップ材は、 S i 02 6 0 0 A, M o 3 0 0 A , A u 6 0 0 Aを順次積層したものを実験 1 、 S i 02 6 0 0 A , C r 3 0 0 A, A u 6 0 0 Aを順次積層したものを実験 2、 S i 02 6 0 0 A, T i 3 0 0 A', A u 6 0 0 Αを順次積層したものを実験 3 と した。 なお、 スパッタ リ ングは、 4. 0 X 1 0— 2 Torr の A r雰囲気中で 行い、 S i 02 , M 0 , C r , T i をスパッ タ リ ングする際の出力
    [0079] 5 を 3 0 0 Wと し、 また A uをスパッタ リ ングする際の出力を 1 0 0 とした。 なお、 これら第 1 のブロ ッ ク（27)及び第 2のブロ ッ ク （3 1)の加熱は行わなかつた。
    [0080] 次に、 これら第 1 のブロ ッ ク（27)と第 2 のブロ ッ ク （31)を前記 A u層を接合面と して突合わせ、 第 3図（c) で示す接合治具を用い
    [0081] . 0 て当該接合面に所望の圧力を加えた。 なお、 本実験では接合圧力を 8 0 M P a と した。
    [0082] 上記接合治具は、 基台（36)と、 前記第 1 のブロ ッ ク (27)及び第 2 のブロ ック （31)を挾み込む一対の平ブロ ッ ク （37) , (38) と、 リ ング バネ（39)と、 該リ ングパネ（39)を押圧する板体（40)と、 この板体（4 i s 0)を前後させるネジ（41a) とから構成されている。'また、 ネジ（41a) には当該ネジ（41a) を回転させるための トルク ドラ ィ バー（41)が設 けられている。 なお、 これら接合治具を構成する部材は、 上記リ ン グバネ（39)を除いていずれも A £ 2 03 によって形成されている。 上記基台（36)は、 長手方向の両端部に凸部（36a), (36b) を有して 0 いる。 上記一方の凸部（36a) は、 前記一方の平ブロ ッ ク （37)を固定 するためのもので、 他方の凸部（36b) はネジ（41a) を取付ける役目 をする ものである。 なお、 上記他方の凸部（36b) には、 ネジ la) に螺合するねじ部が設けられている。 上記凸部（36a), (36b) 間には、 前記一対の平ブロ ッ ク （37), (38)、 リ ングパネ（39)、 板体（40)、 5 ジ（41a) が配設されている。 すなわち、 上記一方の凸部（36a) に接 して一方の平ブ口 ッ ク （37)が設けられ、 これに対向して他方の平ブ ロ ッ ク （38)が設けられている。 そして、 上記他方の平ブロ ッ ク （38) と扳体（40)との間にスぺーサ（42)を介して リ ングバネ（39)が配設さ れ、 さ らに上記板体（40)に先のネジ（41a) が当接する形となされて
    [0083] 5 いる。
    [0084] 上記接合治具を用いて前記第 1 のブ π ッ ク （2 )と第 2 のプロ ッ ク (31)の接合面に所望の圧力を加えるには、 先ず、 一対の平ブロ ッ ク (37) , (38) 間に第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31)を配置さ せる。 そ して、 上記第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31)の接
    [0085] 1 0 合面に 8 0 M P a の圧力が加わるよう に ト ルク ドライ バー（41)によ つてネジ（41a) を第 3図（c) 中矢印方向に面転させる。 する と、 ネ ジ（41a) が前に出て前記板体（40)を押圧し、 さ らに該扳体（40)がリ ングバネ（39)を押すこ とになる。 そ して、 上記リ ングバネ（39)の弾 性力でスぺーサ（42)を介して前記他方の平プロ ッ ク （38)が押圧され is る。 この結果、 上記第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31)の接 合面に所望の圧力が加えられる。
    [0086] 次に、 上記第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31)を熱処理し た。 なお、 このとき上記第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （31) の当接面には先の工程で所望の圧力が加えられた状態のままである < z。 熱処理は、 1 0—5 Torr の真空炉内で 2 0 'Cから 3 0 0 'C となる までを 1 時間、 3 0 0 'Cを保持した状態で 1 時間、 3 0 0 'Cから 5 0 'C となるまでを 1 時間と して熱処理した。
    [0087] 次に、 熱拡散接合された第 1 のブロ ッ ク （27)と第 2 のブロ ッ ク （3 1)を第 3図（d) で示すよう に、 切削加工してへッ ドチ ソプ（43)を作
    [0088] „. J . - 本実験では、 上記へ ッ ドチ ップ（43)の大きさを幅 240 μ m , 長さ L , 1900 μ m , 接合部の幅 W2 2Q μ m , 接合部の長さ L 2 1746 〃 mと した。 なお、 上記へッ ドチップ（43)の接合面積は、 45396 μ m 2 である。
    [0089] 次に、 第 3図（e) に示すよう に、 凹溝（44)を有しその両側に所定 間隔で凸状の支持部（45) , (46) が形成された抗折試験治具（47)に上 記へッ ドチフプ（43)を支持させた。
    [0090] すなわち、 上記支持部（45) , (46) 間距離 £ 〔凹溝（44)の幅に相当 する。 〕 の £ / 2 の位置に前記へ ッ ドチ ップ（43)の接合面（43a) が く るよう に前記へッ ドチ ップ（43)を 2点支持させた。
    [0091] 次に、 上記へッ ドチップ（43)の接合面（43a) 上にプッ シュ ■ プル - ゲージに取付けたナイ フ（48)を定速で降下してへッ ドチ ップ（43) を抗折させ、 そのときの荷重 Pを読み取った。 なお、 抗折試験はそ れぞれ 1 0回行った。 その結果を表に示す。
    [0092]
    [0093] 次に、 上記のよう にして求められた抗折荷重 Pより、 各へッ ドチ ップ（43)の抗折カを求めた。 上記抗折力 び max は次式（1)で求められ る。
    [0094] 3 P £
    [0095] 饥折カ ΰ max = (1)式
    [0096] τ ο 2 b h 2
    [0097] なお、 上記 (1)式において P は抗折荷重 （お） 、 £ 支持部間距離 (ram) 、 h はへッ ドチ ップの接合部の幅 （咖） 、 b はへ ッ ドチ ップ の接合部の長さ （卿） をそれぞれ表す。 本実験では、 £ = 1 删， h = 0.026 mm, b = 1.746 腿 と した。 3 X 7.3 10"3 1
    [0098] (7 ma i
    [0099] 2 X 1.746 X 0.0262
    [0100] 9. 2 8 k /腿2
    [0101] 3 x 21.3 X 10一 3 X 1
    [0102] 実験 2 a max 2 =
    [0103] 2 X 1.746 x 0.0262
    [0104] = 2 7. 0 7 kg /mm 2
    [0105] 3 X 16.9 X 10— 3 X 1
    [0106] 実験 3 ： a max3=
    [0107] 2 X 1.746 X 0.0202
    [0108]
    [0109] なお、 融着ガラスを用いて同様の実験を行った場合の抗折カは 5. 4 kg / mm 2 であった。
    [0110] 上記結果からわかるように、 実験 2及び実験 3では実験 1 に比べ て約 2〜 3倍程度の強度を有する。 したがって、 A u層の下地層と して C r , T i を用いれば、 M o下地層ゃ融着ガラスによるものと 比べて遥かに高い接合強度を有した信頼性の高い磁気へッ ドが得ら れる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 一対の磁気コアがギャ ッ プ材を介して接合されてなる磁気へッ ドにおいて、 少な く とも一方の磁気コアは金属磁性薄膜と酸化物基 5 板とからなり、 金属磁性薄膜と酸化物基板の各接合面に少な く とも C r又は T i からなる第 1 の金属層と A uからなる第 2 の金属層と が積層され、 当該第 2 の金属層同士の熱拡散により これら金属磁性 薄膜と酸化物基板とが複合一体化されている こ とを特徴とする磁気 へッ ド。
    ,。
    2 . —対の磁気コアがギャ ップ材を介して接合されてなる磁気へッ ドにおいて、 各磁気コアの接合面にギヤ ップ材と して少な く と も C r又は T i からなる第 1 の金属層と A uからなる第 2 の金属層と が積層され、 当該第 2 の金属層同士の熱拡散により前記磁気コアが 接合されているこ とを特徴とする磁気へ ッ ド。
    2 0
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    KR920700440A|1992-02-19|
    US5162960A|1992-11-10|
    JPH0316006A|1991-01-24|
    KR178764B1|1999-05-01|
    JP2971891B2|1999-11-08|
    KR0178764B1|1999-05-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-10-04| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP6609889||1989-03-20||
    JP1/66098||1989-03-20||
    JP1160805A|JP2971891B2|1989-03-20|1989-06-26|磁気ヘッド|
    JP1/160805||1989-06-26||KR1019900702480A| KR0178764B1|1989-03-20|1990-03-19|자기 헤드|
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