磁头的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  2

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专利名称:磁头的制作方法
技术领域
本发明涉及一种磁头,在该磁头中一对磁芯半体(每个磁芯半体具有一个绕组槽,槽中缠绕有线圈)经磁性金属薄膜贴合并合成在一起,并且在磁芯半体的贴合表面之间限定了一个磁隙。更具体地,本发明涉及一种具有一种用于防止磁性金属薄膜剥落的结构的磁头。
在磁记录/再生装置(如录像机(VTR)或数字录音机(RDAT))中,正在研究减小信息信号的记录波长,以便改进画质。为此,一种高矫顽力的磁记录媒体已经投入使用,如采用磁性金属粉作为磁粉的所谓的金属带,或将磁性金属材料直接淀积在基膜上的蒸发带。
随着高矫顽力磁记录媒体的发展,在磁头领域也进行着研究。因此,为适应高矫顽力磁记录媒体,已经开发了一种磁头,其中使用一种磁性金属材料作为磁芯材料,并且降低了道宽度。
这样的磁头示于

图1中。在图1中,一对磁芯半体101、102的贴合表面被部分去除,用于形成磁性金属薄膜的形成表面,磁芯半体101、102是由如Mn-Zn铁氧体这样的磁性氧化物制成的,利用真空薄膜形成技术在这些形成表面上形成磁性金属薄膜105、106,该膜例如由铁硅铝磁合金制成。这些磁性金属薄膜105、106相互贴合,以形成一个磁隙107。在道宽控制槽中形成磁带的滑动接触表面,并且在道宽控制槽中填充低熔点玻璃或高溶点玻璃108,以防止磁性金属薄膜105、106的磨损。
在磁芯半体101、102的贴合表面上,形成一个绕组槽109,用于将一个线圈设置在该槽中,并用于控制磁隙107的深度d。绕组槽109由上倾斜部分109a和底109b组成,上倾斜部分109a用于控制磁隙107的深度d,底109b具有通过糙化为大约0.2μm的Rmax值。绕组槽109不仅包括单窗口类型而且包括双窗口类型,在单窗口(solewindow)类型中,只在磁芯半体中的一个上形成绕组槽,在双窗口(dual window)类型中,在磁芯半体101、102中的每一个上形成绕组槽。
为生产这种磁头,通过包括下述步骤的方法制造一对磁芯块在磁性氧化物的衬底上形成若干槽,并且形成磁性金属薄膜,填充熔融玻璃108,并且将该表面加工为镜面光洁度。这些磁芯块贴合在一起,形成合成一体的块,将该块切为磁头片,并在每个磁头片上设置一个线圈。
在贴合磁芯半体时,在第个磁芯半体上形成一个磁性金属薄膜,为使这些磁芯半体合成一体,在形成这些膜105、106时产生一个压力,并且在将熔融玻璃填充在道宽度控制槽中时引入热压,从而降低膜105、106与铁氧体之间界面的附着力。结果是,在后续切片和绕制线圈的步骤中,磁性金属薄膜往往会剥落。
为克服这种不利,可以考虑使用控制磁隙107深度的绕组槽109的特定形状的倾斜部分19a,或将熔融玻璃填充到绕组槽109的绕组部分109c(如图2所示)。然而,在后续线圈绕制步骤中在将线圈放置到槽中时,这会导致困难。
因此,本发明的一个目的是提供一种磁头,在该磁头中削弱了在磁性金属薄膜形成期间引起的压力,以避免在磁芯半体之间设置的磁性薄膜的剥落,以及削除对磁头磁特性的任何不利影响。
根据本发明,提供一种磁头,其中一对磁芯半体利用设置在其间的磁性金属薄膜贴合并相互合成一体,每个磁芯半体具有一个用于在其内设置线圈的绕组槽,并且,其中在磁芯半体的贴合表面上形成一个磁隙。在绕组槽中形成弯曲,当从截面上看,磁性金属薄膜被弯曲为锐角。
如果弯曲的角度是直角或钝角,则不能有效地削弱在磁性金属薄膜形成期间引起的压力,而在磁头生产过程期间引起的磁性金属薄膜的剥落继续,使得不能有效地避免剥落。
这样的弯曲可以设置在每个磁芯半体中所形成的绕组槽中。
根据本发明,因为将薄的磁芯半体弯曲为锐角,所以削弱了在磁性金属薄膜的形成期间和在道宽控制槽中填充熔融玻璃期间引起的压力,而不在预定方向继续作用,所以提高了磁性金属薄膜的附着力。
另一方面,如果在限定锐角的一边上引起磁性金属薄膜的剥落,这种剥落在锐角的弯曲处被分成几部分,而不影响对边,使得剥落的影响被隔离于磁隙的附近,而不恶化磁头的性能。
图1是显示说明性常规磁头的透视图;图2是显示另一说明性常规磁头的透视图;图3是显示根据本发明磁头的一个实施方式的透视图;图4是显示图3所示的磁头的绕组槽形状的示意前视图;图5是显示根据本发明的磁头的修改实施方式的透视图,图中去除了一个磁芯半侧;图6是显示图5所示的磁头的绕组槽的形状的示意前视图;图7是显示在图5所示的磁头的生产方法中在一块衬底上形成磁性金属膜形成表面的一个步骤的透视图;图8是显示在图5所示的磁头的生产方法中在一叠加衬底上形成绕组槽的一个步骤的透视图;图9是显示在图5所示的磁头的生产方法中形成第一切槽的一个步骤的透视图;图10是显示在图5所示的磁头的生产方法中将一个叠加衬底叠加到一块衬底上以制造组合块的一个步骤的透视图;图11是显示在图5所示的磁头的生产方法中对通过插入熔融玻璃而将衬底和块衬底组合成的合成一体的块进行切割的一个步骤的透视图;图12是显示在图5所示的磁头的生产方法中在磁头中设置线圈以制造磁头的一个步骤的透视图。
参照附图详细描述根据本发明的磁头的最佳实施方式。
本实施方式的磁头是这样制备的通过相互贴合并连接淀积在贴合表面2a、3a上的磁性金属薄膜4、5,并通过在贴合表面2a、3a上形成作为记录/再生间隙的磁隙g,而将一对磁芯2、3组合起来,如图3和图5所示。图5示出采用本发明的单窗口类型磁头。
磁芯2、3由磁性氧化物(如Mn-Zn基铁氧体)制成。在磁芯2、3的贴合表面2a、3a上形成一个绕组槽6,它用于在其内设置线圈C并用于控制磁隙g的深度d。
在本实施方式中,绕组槽6的底表面6b是糙化表面,按照JISB0601规定的最大高度Rmax,其表面粗糙度大约为5μm。通过将表面6a形成为糙化表面,将磁性金属薄膜4、5的部分附加到糙化表面,从而实现高附着力和机械强度的高效的头结构,其中从铁氧体与磁性金属薄膜4、5之间的连接部分开始的伪间隙基本可以忽略。另外,通过下述生产方法,可以高效率地、高精度地制造磁头。
具体地说,本实施方式的磁头1中,在绕组槽6的倾斜部分6a上形成弯曲部分11、11,用于将磁性金属薄膜4、5弯曲为锐角。这些弯曲11、11用于防止磁性金属薄膜4、5剥落。当从图4的纵向截面看时,每个弯曲部分11包括X边和Y边之间的锐角θ2,面向磁芯半体2、3的贴合表面2a、3a。
在本实施方式的磁头1中,延续弯曲部分11、11形成突起12、12,如图4所示。
在绕组槽6的倾斜部分6a中形成弯曲部分11、11。倾斜部分6a的角θ2相对于磁隙g的深度最好为20到70度。
弯曲部分11、11的大小使得与X边相关的高度H1为0.1到0.3mm,与Y边相关的高度H2为0.01到0.1mm。
如果弯曲11、11的角θ2是钝角或直角,则在磁性金属薄膜4、5的形成过程中引起的压力是不连续的且不能削弱。另外,在磁头1的生产过程期间引起的磁性金属薄膜4、5的剥落继续,使得不能有效地避免剥落。
相反,如果弯曲11、11的角θ2是锐角,则削弱压力。另一方面,如果只在锐角θ2一边的Y边上引起磁性金属薄膜4、5的剥落,则在弯曲11处削弱磁性金属薄膜4、5的剥落量,使得对边X不受剥落的影响。这样,磁隙g的附近不受剥落的影响,而磁隙g在产生回放输出时代表重要部分,从而防止磁头性能恶化。另外,结合绕组槽6的糙化底表面6b的有利效果,可以进一步提高磁性金属薄膜4、5的附着力,从而提高机械强度。
另一方面,用于防止磁性金属薄膜4、5剥落的突起12、12也用于防止熔融玻璃7的流动。
在面向绕组槽6的磁芯2、3的横侧上形成有绕组导槽8、9,用于提高设置于绕组槽9中的线圈C的绕制状态。
在其间插有磁性金属薄膜4、5的磁芯2、3通过熔融玻璃7连接在一起,在贴合表面2a、3a中形成磁隙g,作用记录/再生间隙。
在本实施方式中所用的磁性金属材料是磁性无定形合金,或所谓的无定形合金,铁硅铝磁合金(它是一种Fe-Al-Si基合金),Fe-Al-Si基合金,Fe-Al基合金,Fe-Ni基合金,Fe-Si基合金,Fe-Ga-Si基合金,Ga-Si-Ru基合金或强磁性铁镍合金。无定形合金可以是金属-非金属基无定形合金,如由Fe、Ni和Co元素中的一个或多个以及P、C、B和Si元素中一个或多个组成的合金,或主要由上述合金组成并且也包括Al、Ge、Be、Sn、In、Mo、W、Ti、Mn、Cr、Zr、Hf和Nb的合金,以及金属-金属基无定形合金,主要由过渡元素(如Co、Hf或Zr)或稀土元素组成。磁性金属材料可以利用真空膜形成技术(如闪蒸、真空蒸发、电离镀、溅射或离子束照射)淀积为膜。
参照所谓的单窗口磁头的生产解释磁头的生产方法,在单窗口磁头中个磁芯半体2、3中只有一个具有绕组槽6。然而,本发明适用于在两个磁芯半体2、3中都具有绕组槽的所谓的双窗口磁头。
为了制造根据本发明的磁头,分别制备一个平行六面体形状的块衬底21和一个用于叠加的块22,块衬底21例如是Mn-Zn铁氧化物材料的,块22是一个将要叠加到块衬底上的块,分别如图7和图8所示。选定这些衬底的尺寸,使得a、b、c边分别等于30mm、1mm和2mm。块衬底21的上表面21a是用作磁隙g的贴合表面2a或3a的表面。在该表面21a上利用例如金属砂轮#4000形成第一槽23,与a边平行。利用具有90度末端的金属砂轮,形成金属膜形成表面21b,它相对于磁隙g以45度θ4角倾斜。
然后,如图8所示,利用例如金属砂轮#600在相对的侧块(即用于叠加的块22)上形成一个绕组槽6,作为第二槽。在本实施方式中,加工绕组槽6,使得从绕组槽6的中心留大约0.04μm的末端。
即,形成绕组槽6的倾斜部分6a的角θ2,它相对于磁隙g的深度d成20-70度。然后在用来控制磁隙g深度d的绕组槽6的倾斜部分6a中形成弯曲11和弯曲11之后的突起12。形成弯曲11和突起12,使得在截面上具有锐角。即,X边的高度H1设为0.1mm到0.3mm,而Y边的高度H2设为0.01mm到0.1mm。
然后在用于叠加的块22中形成道宽度控制槽24,如图9所示。在本实施方式中,道宽度设为21μm。道宽度控制槽的角θ4设为10-80度。虽然利用例如金属砂轮产生V-形道宽,但是道宽也可以是U-形的。
在将块衬底21的作为磁隙g的贴合表面的表面加工为镜面光洁度之后,利用真空薄膜形成技术(如溅射)在包括金属膜形成表面21b的槽23中形成铁硅铝磁合金或类似合金的磁性金属薄膜25。
在本实施方式中,形成磁性金属薄膜25,延续到绕组槽6。然而,也可以采用ZrO2膜、如Cr、Al、Si或Pt的金属膜或其合金的膜、或这些金属膜或合金膜的叠层膜,以取代SiO2膜。
磁性金属薄膜25的厚度设为3-6μm,是有效磁隙g的宽度g的一半,以改进高频特性。
利用上述方法生产的块衬底21和叠加块22侧对侧地放置,使得构成道宽的磁性金属材料以高精度相互贴合,如图10所示。然后,使块21、22相互连接,产生合成一体的块31。这种连接可以通过在每个磁芯的第一槽23中以及在绕组槽6中填充熔融玻璃7而完成。即,将一条形玻璃放在绕组槽6中并进行热处理,使得熔融玻璃流入倾斜部分6a的内部。在这种情形下,在将熔融玻璃填充到道宽控制槽24的过程中引起的任何热压力由弯曲部分11削弱。
然后,以宽度为道宽T的磁性金属薄膜25的贴合区域为中心,沿线B和B’对合成一体的块31切片。对线C和C’所包围的区域(与用作磁记录媒体在其上滑动的表面的所得磁头片的表面宽度相应)进行加工,以形成凹口或台阶,以保证磁记录媒体与凹口或台阶啮合。如果需要方位角,则以预定方位角对合成一体的块切片。
将所得磁头片的用作磁记录媒体在其上滑动的表面的部分磨削为柱面并抛光,以完成图5所示的磁头1。
将线圈C绕在如此生产的磁头1上,以制造磁头装置10。
如此生产的磁头与常规头的不同之处在于在生产过程中,尤其在切片和线圈绕制步骤中,磁性金属薄膜4、5不剥落。另外,磁头1的磁特性不受负面影响。
原因是,利用所述实施方式的磁头1,在磁性金属薄膜4、5的形成过程中引起的压力不再继续,而是由于用于弯曲磁性金属薄膜4、5而构造的弯曲11而在X边和Y边上削弱;另一原因是,偶尔在例如锐角θ2的Y边引起的磁性金属薄膜4、5的锐落在弯曲11处被分为几部分,而不达到对边X,从而防止磁隙g附近受剥落的影响。如果弯曲11的角θ2是直角或钝角,则在磁头1的生产过程中产生的磁性金属薄膜4、5的剥落在弯曲11上继续,使得不能有效地避免剥落。因为延续弯曲11形成突起12,所以可以有效地避免熔融玻璃流向绕组部分6c。
本发明适用于任何设有磁性金属薄膜4、5的磁头。即,本发明可以应用于所谓的金属间隙类型磁头,其中磁性金属薄膜4、5平行于磁隙形成表面而形成,或应用于所谓的叠片磁头,其中磁性金属薄膜夹在非磁性材料的基底之间以构成相互贴合并利用玻璃熔化而合成一体的磁芯半体。
权利要求
1.一种磁头,其中一对磁芯半体利用设置在它们之间的磁性金属薄膜相互贴合并合成一体,每个磁芯半体具有一个用于在其内设置线圈的绕组槽,并且,其中在磁芯半体的贴合表面之间形成一个磁隙,其特征在于在所述绕组槽中形成弯曲,当从截面上看时,所述磁性金属薄膜被弯曲为锐角。
2.根据权利要求1的磁头,其中在至少一个磁芯半体的绕组槽中形成一个延续所述弯曲的突起。
3.根据权利要求1的磁头,其中在每一个磁芯半体的绕组槽中形成所述弯曲。
4.根据权利要求1的磁头,其中所述弯曲形成在设计来控制磁隙深度的绕组槽的倾斜部分中。
5.根据权利要求1的磁头,其中绕组槽的倾斜部分的倾斜角相对于磁隙的深度为20至70度。
6.根据权利要求2的磁头,其中所述突起当从截面看时具有锐顶角。
7.根据权利要求1的磁头,其中所述突起形成在每个磁芯半体中所形成的绕组槽中。
全文摘要
一种磁头,其中一对磁芯半体利用设置在其间的磁性金属薄膜贴合并相互合成一体,每个磁芯半体具有一个用于在其内设置线圈的绕组槽,并且,其中在磁芯半体的贴合表面上形成一个磁隙。在绕组槽中形成弯曲,当从截面上看,磁性金属薄膜被弯曲为锐角。该磁头具有一种用于防止磁性金属薄膜剥落的结构。
文档编号G11B5/187GK1148233SQ95118140
公开日1997年4月23日 申请日期1995年10月31日 优先权日1994年10月31日
发明者佐藤平吉, 木村均 申请人:索尼株式会社

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