磁头的制作方法
专利名称：磁头的制作方法
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本发明涉及一种用于播放磁记录的或利用与记录介质如磁带的滑动接触进行重播的磁头，尤其是，其中与记录介质滑动接触的滑动表面形成有保护膜的磁头。
图1是表示用于立体声盒式磁带播放机中一个磁头的透视图。
在这类磁头H中，屏蔽壳1及屏蔽板2a和2b均是由一种软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作成的，形成磁隙G的磁心3是由一种层叠的硬坡莫合金材料(Fe-Ni-Nb合金)作成的。在屏蔽板2a及2b以及磁心3、和屏蔽壳1之间的空间用树脂4填充满。在磁带T中，磁层形成在由聚酯或类似材料作的基膜上，并由磁性粉末如γ-Fe2O3及粘接剂构成。
因为磁带T在磁头H前侧的滑动表面A上滑动，故滑动表面A状态的改变对磁头的记录或重播特性具有影响。该滑动表面A状态的改变例如为，粘附在磁带T上的磁粉从基膜上剥落并来到滑动表面A上，滑动表面A就被磁带磨损。
如果磁粉粘到滑动表面A上，在磁心3与磁带T的磁层之间的间隙便增宽，就使间隙损耗增大。此外，如果屏蔽壳1的表面1a，屏蔽板2a及2b和磁心3，尤其是屏蔽板2a，2b及磁心3由于与磁带T的滑动接触而磨损，就使滑动表面A形成了一种偏斜的磨损状态。由偏斜磨损产生的滑动表面A的不平整度也增加了间隙损耗。
因此，已经设计出，在磁头H的滑动表面A形成一保护膜与磁带T作可滑动接触，以改进磁带的可滑动性能(运行性能)及防止磁粉粘附和磨损。
图2是表示形成在滑动表面A上覆盖了屏蔽板2a及2b和磁心3的保护膜5及磁带T的一个放大截面图，磁带T由磁头垫P压在屏蔽板2a及2b和磁心3上运行。
作为上述保护膜5的材料必须使用这样一种材料，它能阻止磁带T上磁粉的粘附，并具有能防止由磁带T的滑动产生磨损的硬度。优选的材料为，例如DLC(类似钻石的碳)，BN，TiN，SiO2及CrN。从硬度及对作为衬底的磁心及屏蔽板的粘接(接合能力)的观点出发，最好使用DLC及BN。
但是，当形成保护膜5时，又出现了新问题随着磁带T滑动运行时间的增加，保护膜5会剥离屏蔽板2a及2b，磁心3或树脂4的表面，或被磨损。如果膜剥落或磨损，曝露出的板2a及2b和磁心3本身就由于磁带T滑动在一侧产生磨损或是易于使磁带T的磁粉粘到屏蔽板2a及2b和磁心3的这些表面上。这样就增大了间隙损耗及使磁头特性变坏。
虽然，保护膜5形成在磁头H的整个滑动表面A上，但由磁头垫P压着磁带T所接触的屏蔽板2a及2b，磁心3和树脂4受磁带滑动的影响最大。
因为树脂4具有与作为屏蔽壳、屏蔽板及磁心材料的坡莫合金具有完全不同的机械性能，因此树脂4对保护膜的粘接及该保护膜的寿命不同于用坡莫合金作衬底的那些性能。
在图1所示磁头H中，树脂出现在图中所示滑动表面A的上方及下方部分(a)中，及在磁心及屏蔽板之间的边界上的部分(b)中。如果树脂4出现在滑动表面A的部分(a)及(b)中，则保护膜易于在部分(a)与(b)剥落。利用对磁头H中所使用树脂4的材料的适当选择，可使在树脂4上保护膜的剥落被限制在一定的程度上，例如是用增加树脂的硬度。
但是，在磁头H中所使用树脂4的所需特性并不仅是上述硬度。例如，如果树脂的热膨胀系数(线性膨胀系数)α大时，在树脂位置中将有很大收缩应力作用于磁心3。其结果是，磁心3的磁特性降级，磁头的重播特性变差。此外，如果树脂4的玻璃态化温度Tg低，当磁头H被置于机舱自动磁带播放机中的高温环境中时，树脂便软化并从上述部分(a)及(b)鼓出。另外，当树脂4的玻璃态化温度低时，树脂4会被形成保护膜时的膜形成温度软化，并从上述部分(a)及(b)中凸出。这种树脂4的凸出使磁隙G与磁带T之间的间隙变宽，这是磁头重播特性变差的一个原因。
因此用于磁头H中的树脂4的特性是紧密地与磁头的性能相联系的。此外，如上所述，作成的保护膜易于剥落而使滑动表面A的树脂4被曝露出来，不能有效地发挥其功能。
本发明将解决上述传统的问题，本发明的一个目的在于提供一种磁头，它能防止保护膜从金属衬底、如磁心及屏蔽板上剥落下来，或是能防止当形成在滑动表面上的保护膜与记录介质作滑动接触时产生显著的磨损。
本发明的另一目的是制得一种难于从磁头的树脂上剥落下来的保护膜，其中磁心及树脂被保护膜所覆盖。
本发明的又一目的是利用调节树脂固化温度及填充物含量，作到易于提供出能防止上述保护膜剥落、磁心磁特性下降及树脂从滑动表面中凸出的一种树脂。
本发明乃是基于作为各种试验结果的确认基础上作出的，这种确认便是，作为磁头滑动表面上保护膜金属衬底的由DLC，BN，TiN，SiO2，CrN或类似材料作的磁心、屏蔽板及屏蔽壳的硬度对保护膜的剥落和磨损有极大的影响。
换句话说，本发明提供了一种磁头，在其中与记录介质滑动接触的滑动表面被覆盖了一层保护膜，及作为该保护膜衬底的一种金属其维氏(Vickers)硬度Hv在140至950的范围。
在以上说明中，当金属衬底由坡莫合金作成时，它的维氏硬度将大于140。坡莫合金维氏硬底Hv的上限接近220。坡莫合金的硬度依赖于Nb含量而变化。对于记录介质的滑动特性来说，虽然利用增加坡莫合金的Nb含量可以得到改善，但它的磁性能降低了。为了将Nb含量调节到不损害磁特性的范围中，坡莫合金的上限维氏硬度Hv接近220。因此，当金属衬底是由坡莫合金作成时，坡莫合金的维氏硬度在140至220的范围中。
当金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金作成时，可用调节其Nb的含量来改变它的硬度。为了将Fe-Ni-Nb合金的维氏硬度Hv调节到150至220的范围中，则需要Nb的含量在3wt％至10wt％(重量百分比)的范围中。
此外，金属衬底(例如一种坡莫合金)表面的中心线平均粗糙度Ra优选是在5至50的范围中，并更优选是在5至35的范围中。
在以上说明中，金属衬底是指形成磁隙的磁心，屏蔽板及屏蔽壳。
本发明提供了一种磁头，其中形成磁隙的磁心及固定磁心的树脂出现在与记录介质形成滑动接触的滑动表面上，并被一层保护膜覆盖，该树脂的巴氏(Barcol)硬度在50至70的范围中。
此外，在以上说明中，树脂的热膨胀系数在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中和/或树脂的玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
另外，例如环氧树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，而它的SiO2填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
当保护膜形成在磁心及屏蔽板表面上时，记录介质(磁带)相对于磁心及屏蔽板表面的可滑动性(运行性能)就被提高了。其结果是，记录介质的磁粉难以粘附到磁心及屏蔽板上，也难以在磁心及屏蔽板的表面引起偏斜的磨损。当图2中所示磁带T与磁头的滑动表面A滑动接触地运行时，磁带T的滑动阻力F与磁带T与滑动表面A之间的动态摩擦系数μ成正比。该动态摩擦系数μ与磁带T及滑动表面A之间的真正接触区域Ar以及当磁带T在滑动表面A上滑动时的剪切应力S成正比。当滑动表面A由软金属作成时，Ar增大而S减小。当滑动表面A由硬金属作成时，Ar减小而S增大。在任何一种情况下，动态摩擦系数μ及滑动阻力F均增大。但是，当在金属表面形成保护膜5时，Ar及S两者均小，动态摩擦系数μ及滑动阻力F也均低，就改善了磁带T的可滑动性(运行特性)。
当在金属衬底如磁心、屏蔽板及屏蔽壳上形成保护膜5时，如果金属衬底的硬度过低，在保护膜5及金属衬底之间的粘接(接合力)将减弱。因此，如果金属衬底的硬度过低时，随着磁带滑动时间(运行时间)的增加，保护膜就愈容易剥落。相反地，如果金属衬底的硬度过高，磁带将受到具有高硬度的金属衬底的影响，磁带上的磁性层会严重地受损。
因此，形成在滑动表面的保护膜的剥落及磁带的受损可利用使作为金属衬底的磁心，和/或屏蔽板及屏蔽壳(尤其是磁心及屏蔽板)的硬度选择在合适范围中而变得难以出现。其结果是，可以延长保护膜的寿命，及长期地防止磁带的变质。
此外，根据本发明，在图1所示的磁头中，即其中树脂4出现在滑动表面A上并被保护膜覆盖着，该保护膜可利用将树脂硬度调整在合适的范围中而变得难于从图1的树脂部分(a)及(b)上剥落下来，且该膜的寿命可以被延长。
以下将分析当磁带T在磁头上滑动时磁头的磨损。在其中使用新磁带T的初始运行状态中，因为磁带T的磁层表面粗糙，粗糙的磁带层将擦伤滑动表面，由于这种擦伤，就易于在磁头的滑动表面上引起磨耗或剥落。通常这被称作摩擦磨损。此外，磁粉易于从磁层上分离出来，使磁头的滑动表面遭受摩擦磨损。如果磁带已经被运行了一段时间，磁层是平滑的，当磁带滑动时，磁带的磁层及磁头的滑动表面之间的接触区域增大，并且动态摩擦系数增大。其结果是，磁带及磁头的滑动表面易于彼此粘附，使磁头的磨损量显著增加，由此进入了粘附磨损阶段。
当磁头表面涂有一层保护膜时，也会产生类似的问题。尤其是，因为这类保护膜是一种约为1000A至1500A的特薄膜，当磁带在其上滑动时，它直接地受到作为其衬底的磁头表面特性的影响。这种影响在具有粘弹特性的树脂部分中要比在磁带表面的金属部分中更大。
在此情况下，当树脂部分的硬度增大时，通常出现在起始运行状态中的摩擦磨损的影响也增大，并且保护膜也易于被磁带擦伤。虽然当树脂硬度高时树脂与保护膜之间的粘附应增强，但由上述擦伤易于引起膜剥落及磨损，由此显著地缩短膜寿命。
另一方面，当树脂部分的硬度降低时，树脂部分上的保护膜与磁带之间的接触区域增大，由保护膜及磁带的粘附产生的摩擦力增大。此外，因为当硬度低时树脂与保护膜之间的粘附减弱，会引起严重的膜剥落及磨损。在此情况下膜寿命也大为缩短。
如上所述，当树脂被覆盖了保护膜时，不管树脂的硬度是过高或过低，均易于引起保护膜的磨损及剥落，并使膜寿命缩短。因此，就必须将树脂硬度调整在一个适当的范围中。本发明的发明人证实了利用将树脂硬度调整在50至70的巴氏硬度范围中，在摩擦磨损及粘附磨损的两种情况下均难以使保护膜剥落。
其次，本发明的发明人也证实了施加于磁心的收缩应力利用调整树脂可以降低，并且当树脂的巴氏硬度在50至70的范围中时利用调整树脂的热膨胀系数至低于500×10-7/℃可以限制磁心的磁性能变差。
此外，本发明人还证实了当树脂的巴氏硬度在50至70的范围中时利用将树脂的玻璃态化温度Tg调整到大于100℃，可以防止在高温环境中树脂从滑动表面中凸出来。
在树脂材料中，热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg相互关联。当热膨胀系数α增大时，玻璃态化温度Tg也增大。因此，为了获得热膨胀系数小于500×10-7/℃及玻璃态化温度Tg大于100℃，热膨胀系数α应在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中及玻璃态化温度g应在100℃至130℃的范围中。利用调整热膨胀系数Tg及玻璃态化温度Tg在这些范围中，就能够防止由于树脂强度产生的磁心磁性能下降及树脂从滑动表面中凸出来的问题。
当在磁头的滑动表面上形成保护膜时，滑动表面的温度由于膜形成而升高。为了在此膜形成温度时完全防止树脂凸出来，优选是将玻璃态化温度Tg设在110℃至130℃的范围中。在此情况下，热膨胀系数α的范围为约从350×10-7/℃至500×10-7/℃。
上述的树脂硬度、热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg是由树脂的固化温度及填充物含量决定的。因此，可以利用调整树脂的固化硬度及填充物含量将所有的硬度、热膨胀系数及玻璃态化温度设定在上述合适的范围中。例如，如果树脂为环氧树脂及填充在树脂中的填充物是SiO2，仅必须将固化温度调整到100℃至140℃的范围中，及将填充物含量调整到30wt％至60wt％的范围中。
利用将固化温度及填充物含量调整到上述范围中，则巴氏硬度、热膨胀系数及玻璃态化温度Tg能被分别设置成50至70，300×10-7/℃至500×10-7/℃，及100℃至130℃。因此，在本发明中优选是，形成磁隙的磁心及固定磁心的树脂出现在滑动表面上与记录介质形成滑动接触，及在滑动表面上覆盖一层保护膜，该树脂为环氧树脂，树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，及SiO2的填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
实施例现在将描述本发明的实施例。
当由DLC(类似钻石的碳)，BN，TiN，SiO2，CrN或类似物作的保护膜形成在一个碳头的滑动表面A上时，作为保护膜衬底的磁心、屏蔽板，屏蔽壳及树脂的硬度对保护膜的寿命具有很大影响。
以下的试验旨在阐明这一观点。
试验1为了检验作为保护膜衬底的金属的硬度及保护膜的寿命，制作了具有与磁头H(图1中所示)的滑动表面A相同弯曲表面的多个模型磁头。在每个模型磁头中，整个滑动表面由单一金属制成，并且在其上没有树脂4及磁隙G。
一共准备了具有不同硬度的十三种模型磁头。这十三种模型磁头以它们的硬度表示在图3的图表中。由软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作的模型磁头具有的维氏硬度范围为约从100至140，而由硬坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作的模型磁头具有的维氏硬度其范围约从140至220。坡莫合金硬度Hv的极限约为220。因此使用了硬度高于上述值的不锈钢，铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)及Mn-Zn铁氧体。此外，使用碳钢作的模型磁头作为硬度Hv大于800的磁头。
在上述材料中，不锈钢及碳钢石不用来作真正磁头的磁心及屏蔽板的材料。但是，因为用来制作模型磁头具有高的可加工性及适用性，故使用这些材料。换言之，模型磁头是用来检验金属衬底的硬度与膜寿命之间的关系的。因此，不能使用在真正磁头中的不锈钢及碳钢，这里鉴于硬度的原因被采用。当真正磁头的磁心及屏蔽板被生产时，使用一种无定形材料及一种铁微晶材料作为具有与碳钢相同硬度的磁性材料。
对于上述十三种硬度的每种硬度准备了三个模型磁头，并在具有同样硬度的每三个磁头的滑动表面分别用不同的材料即DLC，TiN及SiO2形成保护膜。将DLC，TiN及SiO2选择为保护膜材料，是因为它们具有不同的特性，如硬度及对金属衬底的粘附(接合能力)。DLC呈现最高的硬度及保护膜本身的接合能力，而SiO2呈现最低的硬度及接合能力。
所有保护膜的厚度为1000A，及所有作为金属衬底的模型磁头的滑动表面(其上形成保护膜的表面)的粗糙度以中心线平均粗糙度Ra为10nm。
首先，将十三种总共计三十九个模型磁头的每一个安装到磁带播放机中，并用其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉作的磁带加载，及使它由磁带盒中的磁头垫压在模型磁头上持续运行，然后检测膜的寿命。这个试验旨在检验形成在模型磁头滑动表面的保护膜的剥落。模型磁头保护膜剥落并使滑动表面(金属衬底)曝露出来的点被判断为膜寿命的终结。膜寿命检测是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
图3表示上述膜寿命测试的结果。水平轴表示十三种模型磁头(金属衬底)的维氏硬度Hv，垂直轴代表模型磁头保护膜的寿命到达终结时的点。在图中，由DLC作保护膜的模型磁头用□表示，由TiN及SiO2作保护膜的模型磁头分别用+及◇来表示。
图3中所示的结果揭示了，随着模型磁头中金属(金属衬底)硬度的下降，由于膜的剥落使膜寿命缩短，以及保护膜寿命也受到保护膜材料的影响。由DLC作的保护膜可维持接近3500小时的膜寿命，由具有较低硬度的材料TiN作的保护膜的膜寿命约为3000小时，而由SiO2作的保护膜其寿命仅有约2500小时。
在使用其中磁层是由γ-Fe2O3形成的磁带的磁带播放机中，保护膜的寿命大于2000小时就达到实际足够的程度。参照图3，在所有的由DLC，TiN及SiO2作的各种保护膜中为了获得膜寿命大于2000小时，金属衬底的硬度Hv需大于140。当保护膜是由DLC或TiN作成时，金属衬底的硬度需大于120。因此，当保护膜是由具有与SiO2相同或比其更好特性的材料作成时，在保护膜形成时金属衬底的维氏硬度的优选下限为大于140。当保护膜是由具有与TiN或DLC相同或比其更好特性的材料作成时，优选是金属衬底的维氏硬度Hv为大于120。
具有与DLC相同的硬度、对金属衬底的粘附性及膜寿命的材料，例如为作为VIa族中之一无素的氧化物的Cr2O3，作为VIa族中之一元素的氮化物的CrN，作为VIa族中之一元素的碳化物WC，作为IIIb族中一元素氧化物的Al2O3及作为IIb族中之一元素的氮化物的BN。
具有与TiN相同的硬度、对金属衬底的粘附性及膜寿命的材料例如为TiO2；及能够获得膜寿命等于SiO2的膜寿命的材料例如为Si3N4。
在图3中，能够获得的膜寿命在DLC及TiN的膜寿命之间的材料例如为，作为IVa族元素碳化物的TiC，HfC及ZrC，及作为IVb族中碳化物的SiC。
使用上述的十三种模型磁头进行磁带特性降级试验，其中对每一种准备了三个磁头，图4表示试验结果。
用与图3中所示试验相似的方式，对于十三种不同硬度磁头中的每一种准备了三个模型磁头，不同材料即DLC，TiN及SiO2作的厚度为1000的保护膜被分别形成在具有相同硬度的各模型磁头上。第个模型磁头中衬底表面的中心线平均粗糙度Ra为10nm。该试验是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
在试验中，使用新的磁带(盒式磁带)进行运行试验，其中每个磁带的磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的，并记录了12.5KHz及315Hz的信号。在该运行试验中，每个模型磁头被安装在磁带播放机中，并且磁带由磁带盒中的磁头垫压在模型磁头上持续地运行。磁带相对于一些模型磁头持续地运行3500小时，这些磁头具有十三种硬度(金属衬底硬度)，其上形成有DLC保护膜。磁带相对于其上形成TiN保护膜的十三种模型磁头持续地运行3000小时，而相对于其上形成SiO2保护膜的十三种模型磁头持续运行2500小时。
持续运行的磁带的信号由磁带播放机重播出来，在该播放机中装设了不同于模型磁头的一个新的监测磁头。这时，频率特性，即315Hz信号的重播输出与12.5KHz信号的重播输出之比值被求得。在相对于当磁带在持续运行试验前的新状态时预先测得的重播输出频率特性(0db)的持续运行试验后频率特性的降级，被视为磁带的降级值。在图4中，水平轴表示模型磁头的维氏硬度Hv，垂直轴表示磁带的降级值。
图4揭示出，当模型磁头的硬度(金属衬底硬度)超过维氏硬度Hv值950时，不管保护膜是由什么材料作的，频率特性迅速地降级。
在图3所示的膜寿命试验中，当分别相对于DLC保护膜，TiN保护膜及SiO2保护膜并每个包含γ-Fe2O3磁粉的磁带被分别地运行了3500小时，3000小时及2500小时，在金属衬底高硬度区域中，这些膜未曾剥落，并且金属衬底也未曝露出来，在这时膜寿命并未终结。然而，图4揭示了，当金属衬底的硬度超过950Hv时，在分别持续运行试验后，磁带的磁层已经降级。这意味着金属衬底硬度的增大通过保护层影响了磁带的磁层，并且磁带的磁层损坏之程度依赖于金属衬底的硬度。
根据图4，保护膜的金属衬底的维氏硬度Hv优选小于950，以防止磁带在持续运行超过2500小时后磁带的磁层降级。
图5表示上述模型磁头动态摩擦系数的测量结果，在这些磁头上类似地形成有保护膜。
以与上述试验类似的方式，在图5中使用了具有十三种不同硬度的，其上分别形成了厚度为1000的DLC，TiN及SiO2保护膜的模型磁头。保护膜金属衬底表面的中心线平均粗糙度为10nm。在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中使具有γ-Fe2O3磁层的磁带在每个模型磁头的保护膜表面滑动运行，并测量动态摩擦系数。
在图5中，水平轴代表金属衬底的维氏硬度，而垂直轴代表动态摩擦系数(μ)。图5揭示了，当金属衬底硬度小于140Hv，并进而当其小于120Hv时则不管保护膜是何材料作成的，保护膜与磁带之间的动态摩擦系数增大。这个结果与图3中的结果相符合。由图5表明了，当金属衬底具有的维氏硬度小于140Hv或小于120Hv时，磁带易于粘附在保护膜表面并使动态摩擦系数增大。同时也清楚地表明了，由于粘附增强，保护膜易于被磁带的滑动产生剥落。
图5还揭示了，当金属衬底的维氏硬度Hv超过950时，保护膜及磁带之间的动态摩擦系数增大。这个结果与图4中所示的磁带在持续运行试验后的降级相符合。这清楚地表明，在保护膜表面滑动运行的磁带其上的滑动负载增大，并且磁带的磁层在金属衬底硬度特别高时遭到损坏。
图5中所示的动态摩擦系数的测量也表明了，对金属衬底硬度范围应作适当的选择。
根据图3，4及5，磁心和/或屏蔽板及屏蔽壳的维氏硬度Hv应在140至950的范围中，以便防止保护膜的降级(主要是剥落)及磁带的降级。在保护膜是由硬度及对金属衬底的粘附性与TiN相同或高于它的材料作成时，例如，如果保护膜是DLC，Cr2O3，WC，Al2O3，BN，TiC，HfC，ZrC或CrN时，则需要使金属衬底的维氏硬度Hv在120至950的范围中。
此外，如果作为金属衬底的磁头的磁心和/或屏蔽板及屏蔽壳是由坡莫合金作成时，因为坡莫合金的硬度上限约为220，在此情况下，该金属衬底(坡莫合金)所需的硬度Hv应在140至220，或120至220的范围中。
试验2虽然在上述试验1中，模型磁头是由各种材料作的并且这些模型磁头的维氏硬度范围到达约1000Hv，对它们已作了试验，但在该试验2中要对坡莫合金作的、在其上形成了保护膜的金属衬底及其特性进行试验。
图6表示对作为金属衬底的坡莫合金的硬度及该坡莫合金对形成在其上的DLC膜5的粘附(接合力)的测量结果。
在涉及图6的测量中，使用了如图11A中所示的一种坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作为金属衬底M，及厚度为1000A的DLC膜5被形成在该坡莫合金上，由此制备了一种试样。如图6中所示，利用改变Fe-Ni-Nb合金中的Nb含量(wt％)来改变金属衬底的硬度。当Nb含量为0wt％时，其维氏硬度为120。当Nb含量为3wt％，5wt％，7wt％及10wt％时，其维氏硬度分别为150，165，180及220。在该试验中，使用了分别具有Nb含量为0wt％，3wt％，5wt％，7wt％及10wt％的五种衬底M。
使用了其导入端的曲率半径为220μm的唱针10进行刮擦，并在1分钟内使唱针10的负载W从0N(牛顿)上升到30N(牛顿)。金属衬底M及唱针10之间的相对速度为10mm/min，移动距离为10mm。测量唱针10的AE信号，并将这时的临界强度Lc作为膜的粘接力。
在图6中，水平轴表示Fe-Ni-Nb合金的维氏硬度及相应的Nb含量(wt％)，垂直轴表示DLC膜的粘接力(临界强度Lc)。根据图6，当金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金作成时，当维氏硬度Hv降到小于150Hv(Nb含量小于3wt％)时，DLC膜的粘接强度急剧地下降，并当维氏硬度低于140时，进一步地下降。
因此，当保护膜的金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金制作时，优选的维氏硬度大于140，更优选是大于150。在坡莫合金的情况下，维氏硬度的极限为约220。换言之，坡莫合金的硬度依赖于Nb含量而变化，并且利用增加坡莫合金的Nb含量可提高相对于记录介质的滑动性能。但是与此相反，磁性能被降低了。为了将Nb含量设置在不削弱磁性能的范围中，坡莫合金维氏硬度Hv的上限约为220。因此，当作为保护膜金属衬底的磁心、屏蔽板及类似部件是由Fe-Ni-Nb合金制作时，维氏硬度Hv优选在140至220的范围中，更优选为150至220。优选的Nb含量在3wt％至10wt％的范围中。
图7表示作为保护膜金属衬底的磁头表面粗糙度与膜寿命之间的关系。
在该测量中，与图3及4所示测量中相似的模型磁头是由一种坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作的。制备了由该坡莫合金作的并中心线平均粗糙度为2nm至58nm范围八种模型磁头，并将厚度为1000的DLC保护膜形成在每个模型磁头上。所使用的金属衬底具有的维氏硬度Hv为165。
在运行试验中，使用了其上磁层包含γ-Fe2O3磁粉及记录了12.5KHz及315Hz信号的新磁带。每个模型磁头被安装在磁带播放机中，磁带由磁头垫压在模型磁头上并在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中持续运行1000小时。此后，磁带的记录信号由其中装有监测磁头的磁带播放机重播。将持续运行试验后的频率特性(12.5KHz/315Hz)与持续运行前测得的频率特性相比较，磁带的降级值被视为频率特性(F-特性)的变化量(dB)。
在图7中，水平轴表示作为金属衬底的坡莫合金的中心线平均粗糙度Ra，垂直轴则表示频率特性的改变量(降级值)。根据图7，当作为保护膜金属衬底的磁心及屏蔽板是由坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)制作时，表面粗糙度Ra必须在5nm至50nm的范围中才能使频率特性的改变小。
其次，在使磁带在磁头上非连续运行的情况下，对不同表面粗糙度的真实磁头的重播输出进行测量，其测量结果如图8中所示。其中水平轴表示磁头的表面粗糙度Ra(nm)，而垂直轴表示频率特性。它揭示了，当表面粗糙度小于35nm时在常规磁头中频率特性本身的下降。由图7及8中所示结果来判断，磁头可取的粗糙度Ra优选在5nm至35nm的范围中，更优选是在5nm至30nm的范围中。
(试验3)接着，制作了一个真实磁头，其中磁心3及屏蔽板2a和2b用树脂嵌埋在屏蔽壳1中，并对膜寿命及磁带的降级值进行测量。
图9表示磁头中磁心硬度与膜寿命之间的关系。
在该试验中，磁头H的屏蔽板2a及2b由软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作成，它的维氏硬度Hv变为80，120及150。对于这三种屏蔽板的每种，准备了具有不同硬度的十二种磁心3。磁心3的材料如图9中所示，为Fe-Ni-Mo合金，Fe-Ni-Nb合金，Fe-Si-Al合金，Mn-Zn铁氧体，一种无定形材料及铁微晶材料。将上述具有不同硬度的三种屏蔽板及具有不同硬度的十二种磁心相组合制作了总共三十六个磁头。在每个磁头的滑动表面上形成了厚度为1000的DLC保护膜。
在与图3中所示相同的试验条件下，在上述各磁头上进行膜寿命试验。使用了其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的磁带，利用持续运行在磁心或屏蔽板从保护膜中曝露出来的时间点判断出膜寿命的终结。
图9中所示试验结果几乎是与图3中使用具有各种硬度的模型磁头的结果等价的。为了获得大于2000小时的膜寿命，必须使屏蔽板的维氏硬度Hv大于150，及磁心的硬度Hv大于140。如果屏蔽板的维氏硬度Hv大于150，及磁心的维氏硬度大于150，膜寿命可以增加到高级别的3000小时。此外，当屏蔽板的硬度Hv大于120时，磁心的硬度Hv应大于200。
其次，在如图4所示相同的试验条件下，利用与图9所示试验中所用相同的模型磁头，对磁心硬度与磁带降级量之间的关系进行试验。试验的结果表示在图10中。
图10揭示了，在屏蔽板的维氏硬度为80，120及150的所有情况下，当磁心的维氏硬度Hv超过950时，磁带的降级值急剧地下降。
在图9及10中，准备了三种具有不同硬度的屏蔽板，及十二种具有不同硬度的磁心。由于图3与图9所示的结果是等价的，图4与图10所示的结果是等价的，因此容易设想到，当磁头的维氏硬度Hv改变到80，120及150，及屏蔽板的硬度逐步改变时，进行与图9及10中所示等价的膜寿命试验及关于磁带降级量的试验，将获得与图9及10中所示结果等价的结果。
考虑上述情况，当保护膜形成在磁头的滑动表面A上，及作为保护膜金属衬底的磁心和/或屏蔽板的维氏硬度被设置在140到950的范围中，由此可获得足够的膜寿命及可阻止磁带的降级。由图9及10的结果判断出，磁心和/或屏蔽板更可优选的硬度Hv是在150至950的范围中。
此外，由图3及4所示结果判断出，当保护膜是用具有与TiN等价或更好特性的材料、如DLC，Cr2O3，WC，Al2O3，BN，TiC，HfC，ZrC或CrN作成时，作为金属衬底的磁心和/或屏蔽板的硬度Hv将在120至950的范围中。
另外，当磁心和/或屏蔽板是由坡莫合金作成时，其硬度Hv的极限是220。因此，在此情况下，磁心和/或屏蔽板的维氏硬度Hv应在140至220的范围中，更优选是在150Hv至220Hv的范围中。当保护膜是由具有与TiN等价或更好特性的任何上述材料作成时，由坡莫合金作成的磁心和/或屏蔽板的硬度则在120至220的范围中。
由图6中所示结果判断出，当磁心和/或屏蔽板是由Fe-Ni-Nb合金制成时，优选的Nb含量大于3wt％，或是在3wt％至10wt％的范围中。
此外，由图7所示的结果判断出，磁心和/或屏蔽板的中心线平均粗糙度Ra应在5nm至50nm的范围中，更优选的是在5nm至35nm的范围中。
对于形成磁隙及如上所述由磁头垫使磁带压在其上的磁心及屏蔽板来说，保护膜的金属衬底的硬度范围是极为重要的。利用将磁心或是屏蔽板的硬度，Nb含量及表面粗糙度调整到上述范围中，可使膜寿命保持并防止磁带的降级。但是，优选是将磁心及屏蔽板两者的硬度等调整到上述范围中。上述的金属衬底硬度范围可用于屏蔽壳。仅将屏蔽壳的硬度调整到上述范围时可提高作为记录介质的磁带的可滑动性(运行特性)并对磁粉的粘附起到一种效果。但是，优选是不仅将屏蔽壳的硬度等，而且将磁心及屏蔽板的硬度等调整到上述范围中。
如上所述，从实用性的角度考虑，最有效的办法是将磁头的磁心和屏蔽板的特性参数调整在上述的范围中。
(试验4)图12表示树脂硬度与保护膜磨损时间之间的关系。
图12中所示结果是由使用模型磁头的试验获得的。
虽然在该试验中所使用的模型磁头具有与图1中所示磁头H相同的外形，但是它没有磁心，也没有屏蔽板，而是整个由环氧树脂作成。该环氧树脂中包含SiO2作为填充物。在图12中，水平轴表示巴氏硬度，垂直轴表示膜寿命时间(H)。
使用了多个模型磁头进行测量。图18表示环氧树脂的固化温度与填充物含量、及与巴氏硬度之间的关系。图18揭示了，环氧树脂的巴氏硬度依赖于填充物含量及固化温度而变化。在图18中，对相应包含0wt％，30wt％，45wt％，60wt％及70wt％的填充物及分别在60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃温度下固化的环氧树脂的巴氏硬度进行了测量。
在图12所示的试验中，使用与使用在图18所示测量中相同的树脂作成的模型磁头。标记(□)，(+)，(◇)，(△)及(×)分别与图18中所示标记相对应。在用各种树脂模制的每个模型磁头的表面上形成作为保护膜的厚度为1000的CrN膜。
将上述每个磁头安装在磁带播放机中，并加载其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的磁带。该磁带被磁带盒中磁头垫压在模型磁头的滑动表面A上，并作持续运行，并测量膜寿命。该试验旨在检测形成于模型磁头滑动表面上保护膜的剥落。将模型磁头保护膜剥落及滑动表面(环氧树脂衬底)露出的时间点判断为膜寿命的终结。膜寿命试验是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
在图12中，根据其巴氏硬度，沿水平轴安排了试验中所用的模型磁头，而模型磁头的膜寿命时间的测量结果表示在垂直轴上。
由图12中所示试验可以证实，当巴氏硬度在50至70的范围中时膜寿命大约为43小时，并在当巴氏硬度低于或高于上述区域的两种情况下其膜寿命降低。由于图12表示的是在环氧树脂及具有保护膜的模型磁头上作的寿命试验的结果，该膜寿命短，最大约为43小时。在真正的磁头中，树脂露在滑动表面上的区域小，并且保护膜粘附在由屏蔽壳，屏蔽板及磁心构成的坡莫合金衬底上，因此直到膜从树脂部分剥落的膜寿命自然要比图12中所示的要长。在其中树脂露出在部分滑动表面上的真实磁头中，容易设想到，在树脂巴氏硬度及膜寿命(保护膜在树脂部分中剥落的时间点)之间的关系具有与图12中所示相同的趋势。
在图12中，覆盖在巴氏硬度小于50的环氧树脂上的保护膜的寿命短，因为如上所述，当树脂硬度低时，保护膜的粘接力下降，并且当树脂软时，在树脂表面上的保护膜与磁头之间的粘附磨损易于被引起。当巴氏硬度超过70时膜寿命将缩短，这是因为当树脂硬度高时由磨擦磨损产生的刮擦力强烈地作用在保护膜上，使保护膜遭到磨损并剥落。
图13表示在上述树脂及保护膜之间的检测到的粘附强度。图13中所示结果是用图11A及11B所示试验来获得的。在该试验中，利用环氧树脂作成衬底块M，并在该衬底块M的表面形成厚度为1000A的CrN膜5，由此获得一个试样。如图18所示，这种试样使用填充物含量及固化温度不同的多种环氧树脂的每一种来制作。
利用在其导入端的曲率半径为200μm的旧唱针10来刮擦，并且使唱针的负荷W在一分钟从0N(牛顿)上升到30N(牛顿)。在衬底块M与唱针10之间的相对速度是10mm/min，移动距离是10mm。
在图13中，水平轴表示试验中所使用的衬底块M的环氧树脂巴氏硬度，而垂直轴表示作为粘接强度的每个试样的临界强度LC，单位为N(牛顿)。图13表示保护膜的粘接力随着环氧树脂的硬度增大而增大。将图12及13中所示结果相比较，清楚地表明，当环氧树脂的巴氏硬度低于50时，树脂与保护膜之间的粘附力降低，并主要引起膜寿命的降低。此外，还表明，当巴氏硬度大于70时，树脂及保护膜之间的粘附力大，并难以发生由于粘附力的下降引起的保护膜剥落，而膜寿命降低是由于硬度增加所产生的上述磨擦磨损引起的。
另外，图13揭示了，当树脂的巴氏硬度大于50时，临界强度(粘附力)Lc大于1N。
考虑上述情况，优选是使出现在磁头滑动表面上树脂的巴氏硬度在50至70的范围中，以便使保护膜难于剥落。
(试验5)图19表示当具有不同SiO2填充物含量的环氧树脂固化温度时的热膨胀系数α变化的测量结果。该填充物含量与固化温度在图18及图19中类似地变化。换言之，在图18及19中对同一试样的巴氏硬度及热膨胀系数α分别进行试验。
图18揭示了，当其中填充物含量及固化温度改变时树脂的巴氏硬度的变化。而图19揭示了，当填充物含量及固化温度改变时热膨胀系数α的变化。
为了将巴氏硬度调整在上述最优选的50至70范围中，必须这样来调节填充物含量及固化温度。但是，作为结果，热膨胀系数α也受调节的影响而改变。因此，对待使用在磁头中树脂的热膨胀系数的优选范围进行试验。
图14表示热膨胀系数α与磁心的磁性下降率之间的测试关系。
在该试验中，将与磁心3材料相同的材料、即硬坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)的层叠材料作成的测试环上绕制一个线圈并放入一个盒内。然后，将具有以与图18及19相似方式变化的SiO2填充物含量的每种环氧树脂放入到该盒内，并在不同的固化温度60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃下固化，在树脂固化前测试环的导磁率用μO来表示，在树脂固化后测试环的导磁率用μ来表示，并有[表达式1]{(μO-μ)/μO}x100(％)它表示磁性下降率。当测试环的导磁率μ由于树脂固化时的收缩应力而下降时，磁性下降率增大。
在图14中，水平轴表示各种树脂的热膨胀系数，而垂直轴表示它的磁性下降率。由在参照图19的上述试验中使用的树脂的填充物含量及固化温度可求得热膨胀系数，并且具有这些热膨胀系数的各种树脂的磁性下降率被描绘在图14中。图14揭示了，由固化时收缩应力产生的测试环磁性下降率随着树脂热膨胀系数的增大而增大。
在图15中，将其中填充物含量呈类似上述变化的每种树脂作为在图1中所示真实磁头H中固定屏蔽板2a及2b以及磁心3的树脂4，并且它们的固化温度以和图19中相似的方式变化，为60℃，80℃，100℃，……，由此来制备试验样品。将这些磁头的每一个安装在盒式磁带播放机中，并从磁带上播放315Hz的信号。其重播灵敏度表示在图15中。
图15表示，磁心3的磁性由于树脂的热应力而降低，并当树脂的热膨胀系数α超过500x10-7/℃时，重播灵敏度开始下降。最小可允许的磁性下降率大约在85％至90％的范围中。
显然，由图14及15所示的结果表明，树脂的优选巴氏硬度在50至70的范围中和树脂的优选热膨胀系数小于500×10-7/℃可防止磁头滑动表面的保护膜的寿命缩短，并防止由树脂的热应力使磁心的磁性下降。
(试验6)图20表示对具有不同SiO2填充物含量及固化温度的环氧树脂的玻璃态化温度Tg测量的结果。在图18，19和20中分别测量的树脂在填充物含量及固化温度方面是相同的。换言之，同样试样的巴氏硬度，热膨胀系数及玻璃态化温度Tg分别地表示在图18，19及20中。
图20揭示了，玻璃态化温度Tg随着填充物含量及固化温度的变化而改变。
待使用于磁头H中的树脂4的玻璃态化温度Tg与从磁隙G周围的磁心3的端面伸出的树脂4部分的平均高度之间的关系表示在图16中，该伸出的平均高度以下称为树脂4的凸出高度。
在该试验中，利用分别具有如图20中所示填充物含量即0wt％，30wt％，45wt％，60wt％及75wt％的环氧树脂将屏蔽板2a及2b以及磁心3固定在具有图1所示形状的真实磁头H中，这些树脂的固化温度分别调整到60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃，由此得到试样。在这些试样磁头上，在100℃温度下进行240小时的热运行试验。
在热运行试验后，对各磁头的滑动表面A进行观察，并对树脂的凸出高度(nm)进行测量。在图16中，水平轴表示玻璃态化温度Tg，而垂直轴表示树脂4的凸出高度。由图20基于其填充物含量及固化温度可以知道所使用树脂的玻璃态化温度。在热运行试验中，从所使用的每个磁头磁隙G周围的磁心3端面伸出的树脂4部分的平均凸出高度相对于玻璃态化温度Tg的关系被描绘在图16中。
如图16所示，由在100℃下240小时的热运行试验表明，树脂的玻璃态化温度需要大于100℃，以便阻止树脂从滑动表面A上凸出来。
此外，图19及20揭示了环氧树脂的热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg随着环氧树脂的固化温度的改变而改变。制备了分别具有30wt％，45wt％，及60wt％的填充物含量的三种环氧树脂，并且它们的固化温度作出改变。树脂的玻璃态化温度Tg及热膨胀系数之间的关系被表示在图17中。
热膨胀系数α需要小于500×10-7，以便防止由于树脂的应力产生磁心的磁性下降；及树脂的玻璃态化温度需要大于100℃，以便防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。参照图17，满足这两个要求的区域是热膨胀系数α在300x10-7/℃至500×10-7/℃的范围中及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
换言之，树脂需要具有巴氏硬度在50至70的范围中，热膨胀系数α在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中，以便防止树脂部分中磁头保护膜的剥落，防止由树脂的收缩应力引起磁心的磁性下降，及防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
根据图17，当其中SiO2填充物含量在30wt％至60wt％的环氧树脂被使用时，如果使它的热膨胀系数α调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，则玻璃态化温度能够被调整在100℃至130℃的范围中。相反地，如果玻璃态化温度被调整在100℃至130℃的范围中，则热膨胀系数α能被调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中。
如上所述，树脂需要具有巴氏硬度在50至70的范围中，热膨胀系数α在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中，以便防止树脂部分中磁头保护膜的剥落，防止由树脂的收缩应力引起磁心的磁性下降，及防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
能满足所有上述要求的树脂可从图18至20中获得。图18揭示了可利用将固化温度设置在100℃至140℃的范围中使分别具有SiO2填充物含量为30wt％，45wt％及60wt％的树脂的巴氏硬度调整在约50至70的范围中。在图19中，当SiO2填充物含量被调整在30wt％，45wt％及60wt％及固化温度被调整在100℃至140℃的范围中时，热膨胀系数α能够被调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中。此外，在图20中，当SiO2填充物含量被调整到30wt％，45wt％及60wt％及固化温度被调整到100℃至140℃的范围中时，玻璃态化温度Tg能够被调整在约100℃至130℃的范围中。
换言之，分别根据图18至20，如果使用了包含30wt％至60wt％的SiO2作为填充物的环氧树脂来固定磁心及屏蔽板，及它们的固化温度被调整在约50至70的范围中，其巴氏硬度可被调整在约50至70的范围中，由此可防止保护膜，例如CrN膜从滑动表面A上的树脂部分a及b上剥落；热膨胀系数α可以在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，可以防止由于在树脂固化时的收缩应力引起磁心的磁性下降；及玻璃态化温度可以在100℃至130℃的范围中，可以防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
简言之，当在磁头H中使用含有SiO2填充物的环氧树脂时，仅利用调整填充物含量及固化温度就可防止保护膜的剥落，磁心的磁性下降及在高温环境中树脂凸出来。如上所述，根据本发明，当在滑动表面上形成保护膜时，将保护膜的金属衬底(尤其是，磁心和/或屏蔽板)的硬度调节在适当的范围中，由此可使保护膜的粘附力提高，可防止由记录介质持续的滑动使保护膜剥落，并能防止磁带由金属衬底的高硬度引起损坏。因此，可以提供由保护膜的形成所产生的记录介质可滑动性(运行性能)改善的充分效果，并可长期防止磁头输出的下降。
此外，在本发明中，保护膜作得难以从滑动表面上的树脂部分中剥落，并可提高保护膜的寿命。
与此同时，可以防止由树脂应力引起的磁心的磁性下降，及树脂从滑动表面上凸出来。
另外，所有的要求，即保护膜的膜寿命，防止磁心的磁性下降及防止树脂的凸出，可利用仅调整树脂的填充物含量及固化温度来满足。图1是说明磁头滑动表面的透视图；图2是表示其上形成保护膜的并有磁带在上面滑动的磁头的一部分的放大截面图；图3是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与膜寿命之间关系的图；图4是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与磁带降级值之间关系的图；图5是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与磁头和保护膜上磁带间动态磨擦系数之间关系的图；图6是表示具有不同硬度的坡莫合金及DLC膜之间的粘附力的图；图7是表示坡莫合金表面粗糙度及膜寿命之间关系的图；图8是表示磁头表面粗糙度及频率特性之间关系的图；图9是表示其中磁心及屏蔽板是由具有不同硬度的材料作成的磁头与保护膜寿命之间关系的图；图10是表示其中磁心及屏蔽板是由具有不同硬度的材料作成的磁头与磁带降级值之间关系的图11A是表示在图6中所示膜上进行粘接力试验的透视图，及图11B是表示粘接力试验中AE信号的图；图12是表示在环氧树脂作的模型磁头中保护膜的寿命与树脂硬度之间关系的图；图13是表示环氧树脂的硬度与保护膜的粘附强度之间关系的图；图14是表示树脂热膨胀系数与磁心的磁性下降之间关系的图；图15是表示装入磁头中树脂的热膨胀系数与磁头的重播灵敏度之间关系的图；图16是表示装入磁头中树脂的玻璃态化温度与树脂从滑动表面凸出的量之间关系的图；图17是表示环氧树脂的玻璃态化温度及热膨胀系数之间关系的图；图18是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及硬度之间关系的图；图19是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及热膨胀系数之间关系的图；图20是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及玻璃态化温度之间关系的图。H磁头G磁隙1屏蔽壳2a，2b屏蔽板3磁心4树脂
权利要求
1.一种磁头，其中在记录介质上滑动的滑动表面覆盖了一层保护膜，并且作为所述保护膜衬底的金属其维氏硬度Hv在140至950的范围中。
2.根据权利要求1所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是由坡莫合金作成的，并且所述金属的维氏硬度大于140。
3.根据权利要求2所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是由Fe-Ni-Nb合金作成的，并且所述金属的Nb含量在3wt％至10wt％的范围中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属其表面的中心线平均粗糙度Ra在5至50的范围中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属其表面的中心线平均粗糙度Ra在5至35的范围中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是用以形成磁隙的磁心。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是在磁心附近的屏蔽板。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是容纳磁心及屏蔽板的屏蔽壳。
9.一种磁头，其中用于形成磁隙的磁心及用于固定所述磁心的树脂出现在于记录介质上滑动的滑动表面上，所述磁心及所述树脂被覆盖了一层保护膜，并且所述树脂的巴氏硬度在50至70的范围中。
10.根据权利要求9所述的磁头，其中所述树脂的热膨胀系数在300x10-7/℃至500x10-7/℃的范围中。
11.根据权利要求9或10所述的磁头，其中所述树脂的玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的磁头，其中所述树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，并且它的填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
13.根据权利要求12所述的磁头，其中所述树脂是环氧树脂，所述填充物是SiO2。
全文摘要
本发明可防止滑动表面上有保护膜的磁头，在磁带长期滑时，由剥落等产生的保护膜损坏，并能长期维持膜的功能。当作为保护膜金属衬底的磁心3及屏蔽板2a和2b的硬度过低时，保护膜的粘附力减少并易于引起膜剥落。反之，磁带的磁层则受到损害，且磁带被降级。因此，磁心3及屏蔽板2a和2b的维氏硬度被调整到140至950的范围中，且当金属衬底由坡莫合金作成时，该硬度在140至220的范围中，由此可防止膜剥落及磁带降级。
文档编号G11B5/255GK1118916SQ9510819
公开日1996年3月20日 申请日期1995年7月20日 优先权日1994年7月20日
发明者上原敏夫, 佐藤隆, 志贺健治, 饭雅博, 登坂修 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
技术领域：
本发明涉及一种用于播放磁记录的或利用与记录介质如磁带的滑动接触进行重播的磁头，尤其是，其中与记录介质滑动接触的滑动表面形成有保护膜的磁头。
图1是表示用于立体声盒式磁带播放机中一个磁头的透视图。
在这类磁头H中，屏蔽壳1及屏蔽板2a和2b均是由一种软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作成的，形成磁隙G的磁心3是由一种层叠的硬坡莫合金材料(Fe-Ni-Nb合金)作成的。在屏蔽板2a及2b以及磁心3、和屏蔽壳1之间的空间用树脂4填充满。在磁带T中，磁层形成在由聚酯或类似材料作的基膜上，并由磁性粉末如γ-Fe2O3及粘接剂构成。
因为磁带T在磁头H前侧的滑动表面A上滑动，故滑动表面A状态的改变对磁头的记录或重播特性具有影响。该滑动表面A状态的改变例如为，粘附在磁带T上的磁粉从基膜上剥落并来到滑动表面A上，滑动表面A就被磁带磨损。
如果磁粉粘到滑动表面A上，在磁心3与磁带T的磁层之间的间隙便增宽，就使间隙损耗增大。此外，如果屏蔽壳1的表面1a，屏蔽板2a及2b和磁心3，尤其是屏蔽板2a，2b及磁心3由于与磁带T的滑动接触而磨损，就使滑动表面A形成了一种偏斜的磨损状态。由偏斜磨损产生的滑动表面A的不平整度也增加了间隙损耗。
因此，已经设计出，在磁头H的滑动表面A形成一保护膜与磁带T作可滑动接触，以改进磁带的可滑动性能(运行性能)及防止磁粉粘附和磨损。
图2是表示形成在滑动表面A上覆盖了屏蔽板2a及2b和磁心3的保护膜5及磁带T的一个放大截面图，磁带T由磁头垫P压在屏蔽板2a及2b和磁心3上运行。
作为上述保护膜5的材料必须使用这样一种材料，它能阻止磁带T上磁粉的粘附，并具有能防止由磁带T的滑动产生磨损的硬度。优选的材料为，例如DLC(类似钻石的碳)，BN，TiN，SiO2及CrN。从硬度及对作为衬底的磁心及屏蔽板的粘接(接合能力)的观点出发，最好使用DLC及BN。
但是，当形成保护膜5时，又出现了新问题随着磁带T滑动运行时间的增加，保护膜5会剥离屏蔽板2a及2b，磁心3或树脂4的表面，或被磨损。如果膜剥落或磨损，曝露出的板2a及2b和磁心3本身就由于磁带T滑动在一侧产生磨损或是易于使磁带T的磁粉粘到屏蔽板2a及2b和磁心3的这些表面上。这样就增大了间隙损耗及使磁头特性变坏。
虽然，保护膜5形成在磁头H的整个滑动表面A上，但由磁头垫P压着磁带T所接触的屏蔽板2a及2b，磁心3和树脂4受磁带滑动的影响最大。
因为树脂4具有与作为屏蔽壳、屏蔽板及磁心材料的坡莫合金具有完全不同的机械性能，因此树脂4对保护膜的粘接及该保护膜的寿命不同于用坡莫合金作衬底的那些性能。
在图1所示磁头H中，树脂出现在图中所示滑动表面A的上方及下方部分(a)中，及在磁心及屏蔽板之间的边界上的部分(b)中。如果树脂4出现在滑动表面A的部分(a)及(b)中，则保护膜易于在部分(a)与(b)剥落。利用对磁头H中所使用树脂4的材料的适当选择，可使在树脂4上保护膜的剥落被限制在一定的程度上，例如是用增加树脂的硬度。
但是，在磁头H中所使用树脂4的所需特性并不仅是上述硬度。例如，如果树脂的热膨胀系数(线性膨胀系数)α大时，在树脂位置中将有很大收缩应力作用于磁心3。其结果是，磁心3的磁特性降级，磁头的重播特性变差。此外，如果树脂4的玻璃态化温度Tg低，当磁头H被置于机舱自动磁带播放机中的高温环境中时，树脂便软化并从上述部分(a)及(b)鼓出。另外，当树脂4的玻璃态化温度低时，树脂4会被形成保护膜时的膜形成温度软化，并从上述部分(a)及(b)中凸出。这种树脂4的凸出使磁隙G与磁带T之间的间隙变宽，这是磁头重播特性变差的一个原因。
因此用于磁头H中的树脂4的特性是紧密地与磁头的性能相联系的。此外，如上所述，作成的保护膜易于剥落而使滑动表面A的树脂4被曝露出来，不能有效地发挥其功能。
本发明将解决上述传统的问题，本发明的一个目的在于提供一种磁头，它能防止保护膜从金属衬底、如磁心及屏蔽板上剥落下来，或是能防止当形成在滑动表面上的保护膜与记录介质作滑动接触时产生显著的磨损。
本发明的另一目的是制得一种难于从磁头的树脂上剥落下来的保护膜，其中磁心及树脂被保护膜所覆盖。
本发明的又一目的是利用调节树脂固化温度及填充物含量，作到易于提供出能防止上述保护膜剥落、磁心磁特性下降及树脂从滑动表面中凸出的一种树脂。
本发明乃是基于作为各种试验结果的确认基础上作出的，这种确认便是，作为磁头滑动表面上保护膜金属衬底的由DLC，BN，TiN，SiO2，CrN或类似材料作的磁心、屏蔽板及屏蔽壳的硬度对保护膜的剥落和磨损有极大的影响。
换句话说，本发明提供了一种磁头，在其中与记录介质滑动接触的滑动表面被覆盖了一层保护膜，及作为该保护膜衬底的一种金属其维氏(Vickers)硬度Hv在140至950的范围。
在以上说明中，当金属衬底由坡莫合金作成时，它的维氏硬度将大于140。坡莫合金维氏硬底Hv的上限接近220。坡莫合金的硬度依赖于Nb含量而变化。对于记录介质的滑动特性来说，虽然利用增加坡莫合金的Nb含量可以得到改善，但它的磁性能降低了。为了将Nb含量调节到不损害磁特性的范围中，坡莫合金的上限维氏硬度Hv接近220。因此，当金属衬底是由坡莫合金作成时，坡莫合金的维氏硬度在140至220的范围中。
当金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金作成时，可用调节其Nb的含量来改变它的硬度。为了将Fe-Ni-Nb合金的维氏硬度Hv调节到150至220的范围中，则需要Nb的含量在3wt％至10wt％(重量百分比)的范围中。
此外，金属衬底(例如一种坡莫合金)表面的中心线平均粗糙度Ra优选是在5至50的范围中，并更优选是在5至35的范围中。
在以上说明中，金属衬底是指形成磁隙的磁心，屏蔽板及屏蔽壳。
本发明提供了一种磁头，其中形成磁隙的磁心及固定磁心的树脂出现在与记录介质形成滑动接触的滑动表面上，并被一层保护膜覆盖，该树脂的巴氏(Barcol)硬度在50至70的范围中。
此外，在以上说明中，树脂的热膨胀系数在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中和/或树脂的玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
另外，例如环氧树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，而它的SiO2填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
当保护膜形成在磁心及屏蔽板表面上时，记录介质(磁带)相对于磁心及屏蔽板表面的可滑动性(运行性能)就被提高了。其结果是，记录介质的磁粉难以粘附到磁心及屏蔽板上，也难以在磁心及屏蔽板的表面引起偏斜的磨损。当图2中所示磁带T与磁头的滑动表面A滑动接触地运行时，磁带T的滑动阻力F与磁带T与滑动表面A之间的动态摩擦系数μ成正比。该动态摩擦系数μ与磁带T及滑动表面A之间的真正接触区域Ar以及当磁带T在滑动表面A上滑动时的剪切应力S成正比。当滑动表面A由软金属作成时，Ar增大而S减小。当滑动表面A由硬金属作成时，Ar减小而S增大。在任何一种情况下，动态摩擦系数μ及滑动阻力F均增大。但是，当在金属表面形成保护膜5时，Ar及S两者均小，动态摩擦系数μ及滑动阻力F也均低，就改善了磁带T的可滑动性(运行特性)。
当在金属衬底如磁心、屏蔽板及屏蔽壳上形成保护膜5时，如果金属衬底的硬度过低，在保护膜5及金属衬底之间的粘接(接合力)将减弱。因此，如果金属衬底的硬度过低时，随着磁带滑动时间(运行时间)的增加，保护膜就愈容易剥落。相反地，如果金属衬底的硬度过高，磁带将受到具有高硬度的金属衬底的影响，磁带上的磁性层会严重地受损。
因此，形成在滑动表面的保护膜的剥落及磁带的受损可利用使作为金属衬底的磁心，和/或屏蔽板及屏蔽壳(尤其是磁心及屏蔽板)的硬度选择在合适范围中而变得难以出现。其结果是，可以延长保护膜的寿命，及长期地防止磁带的变质。
此外，根据本发明，在图1所示的磁头中，即其中树脂4出现在滑动表面A上并被保护膜覆盖着，该保护膜可利用将树脂硬度调整在合适的范围中而变得难于从图1的树脂部分(a)及(b)上剥落下来，且该膜的寿命可以被延长。
以下将分析当磁带T在磁头上滑动时磁头的磨损。在其中使用新磁带T的初始运行状态中，因为磁带T的磁层表面粗糙，粗糙的磁带层将擦伤滑动表面，由于这种擦伤，就易于在磁头的滑动表面上引起磨耗或剥落。通常这被称作摩擦磨损。此外，磁粉易于从磁层上分离出来，使磁头的滑动表面遭受摩擦磨损。如果磁带已经被运行了一段时间，磁层是平滑的，当磁带滑动时，磁带的磁层及磁头的滑动表面之间的接触区域增大，并且动态摩擦系数增大。其结果是，磁带及磁头的滑动表面易于彼此粘附，使磁头的磨损量显著增加，由此进入了粘附磨损阶段。
当磁头表面涂有一层保护膜时，也会产生类似的问题。尤其是，因为这类保护膜是一种约为1000A至1500A的特薄膜，当磁带在其上滑动时，它直接地受到作为其衬底的磁头表面特性的影响。这种影响在具有粘弹特性的树脂部分中要比在磁带表面的金属部分中更大。
在此情况下，当树脂部分的硬度增大时，通常出现在起始运行状态中的摩擦磨损的影响也增大，并且保护膜也易于被磁带擦伤。虽然当树脂硬度高时树脂与保护膜之间的粘附应增强，但由上述擦伤易于引起膜剥落及磨损，由此显著地缩短膜寿命。
另一方面，当树脂部分的硬度降低时，树脂部分上的保护膜与磁带之间的接触区域增大，由保护膜及磁带的粘附产生的摩擦力增大。此外，因为当硬度低时树脂与保护膜之间的粘附减弱，会引起严重的膜剥落及磨损。在此情况下膜寿命也大为缩短。
如上所述，当树脂被覆盖了保护膜时，不管树脂的硬度是过高或过低，均易于引起保护膜的磨损及剥落，并使膜寿命缩短。因此，就必须将树脂硬度调整在一个适当的范围中。本发明的发明人证实了利用将树脂硬度调整在50至70的巴氏硬度范围中，在摩擦磨损及粘附磨损的两种情况下均难以使保护膜剥落。
其次，本发明的发明人也证实了施加于磁心的收缩应力利用调整树脂可以降低，并且当树脂的巴氏硬度在50至70的范围中时利用调整树脂的热膨胀系数至低于500×10-7/℃可以限制磁心的磁性能变差。
此外，本发明人还证实了当树脂的巴氏硬度在50至70的范围中时利用将树脂的玻璃态化温度Tg调整到大于100℃，可以防止在高温环境中树脂从滑动表面中凸出来。
在树脂材料中，热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg相互关联。当热膨胀系数α增大时，玻璃态化温度Tg也增大。因此，为了获得热膨胀系数小于500×10-7/℃及玻璃态化温度Tg大于100℃，热膨胀系数α应在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中及玻璃态化温度g应在100℃至130℃的范围中。利用调整热膨胀系数Tg及玻璃态化温度Tg在这些范围中，就能够防止由于树脂强度产生的磁心磁性能下降及树脂从滑动表面中凸出来的问题。
当在磁头的滑动表面上形成保护膜时，滑动表面的温度由于膜形成而升高。为了在此膜形成温度时完全防止树脂凸出来，优选是将玻璃态化温度Tg设在110℃至130℃的范围中。在此情况下，热膨胀系数α的范围为约从350×10-7/℃至500×10-7/℃。
上述的树脂硬度、热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg是由树脂的固化温度及填充物含量决定的。因此，可以利用调整树脂的固化硬度及填充物含量将所有的硬度、热膨胀系数及玻璃态化温度设定在上述合适的范围中。例如，如果树脂为环氧树脂及填充在树脂中的填充物是SiO2，仅必须将固化温度调整到100℃至140℃的范围中，及将填充物含量调整到30wt％至60wt％的范围中。
利用将固化温度及填充物含量调整到上述范围中，则巴氏硬度、热膨胀系数及玻璃态化温度Tg能被分别设置成50至70，300×10-7/℃至500×10-7/℃，及100℃至130℃。因此，在本发明中优选是，形成磁隙的磁心及固定磁心的树脂出现在滑动表面上与记录介质形成滑动接触，及在滑动表面上覆盖一层保护膜，该树脂为环氧树脂，树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，及SiO2的填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
实施例现在将描述本发明的实施例。
当由DLC(类似钻石的碳)，BN，TiN，SiO2，CrN或类似物作的保护膜形成在一个碳头的滑动表面A上时，作为保护膜衬底的磁心、屏蔽板，屏蔽壳及树脂的硬度对保护膜的寿命具有很大影响。
以下的试验旨在阐明这一观点。
试验1为了检验作为保护膜衬底的金属的硬度及保护膜的寿命，制作了具有与磁头H(图1中所示)的滑动表面A相同弯曲表面的多个模型磁头。在每个模型磁头中，整个滑动表面由单一金属制成，并且在其上没有树脂4及磁隙G。
一共准备了具有不同硬度的十三种模型磁头。这十三种模型磁头以它们的硬度表示在图3的图表中。由软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作的模型磁头具有的维氏硬度范围为约从100至140，而由硬坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作的模型磁头具有的维氏硬度其范围约从140至220。坡莫合金硬度Hv的极限约为220。因此使用了硬度高于上述值的不锈钢，铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)及Mn-Zn铁氧体。此外，使用碳钢作的模型磁头作为硬度Hv大于800的磁头。
在上述材料中，不锈钢及碳钢石不用来作真正磁头的磁心及屏蔽板的材料。但是，因为用来制作模型磁头具有高的可加工性及适用性，故使用这些材料。换言之，模型磁头是用来检验金属衬底的硬度与膜寿命之间的关系的。因此，不能使用在真正磁头中的不锈钢及碳钢，这里鉴于硬度的原因被采用。当真正磁头的磁心及屏蔽板被生产时，使用一种无定形材料及一种铁微晶材料作为具有与碳钢相同硬度的磁性材料。
对于上述十三种硬度的每种硬度准备了三个模型磁头，并在具有同样硬度的每三个磁头的滑动表面分别用不同的材料即DLC，TiN及SiO2形成保护膜。将DLC，TiN及SiO2选择为保护膜材料，是因为它们具有不同的特性，如硬度及对金属衬底的粘附(接合能力)。DLC呈现最高的硬度及保护膜本身的接合能力，而SiO2呈现最低的硬度及接合能力。
所有保护膜的厚度为1000A，及所有作为金属衬底的模型磁头的滑动表面(其上形成保护膜的表面)的粗糙度以中心线平均粗糙度Ra为10nm。
首先，将十三种总共计三十九个模型磁头的每一个安装到磁带播放机中，并用其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉作的磁带加载，及使它由磁带盒中的磁头垫压在模型磁头上持续运行，然后检测膜的寿命。这个试验旨在检验形成在模型磁头滑动表面的保护膜的剥落。模型磁头保护膜剥落并使滑动表面(金属衬底)曝露出来的点被判断为膜寿命的终结。膜寿命检测是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
图3表示上述膜寿命测试的结果。水平轴表示十三种模型磁头(金属衬底)的维氏硬度Hv，垂直轴代表模型磁头保护膜的寿命到达终结时的点。在图中，由DLC作保护膜的模型磁头用□表示，由TiN及SiO2作保护膜的模型磁头分别用+及◇来表示。
图3中所示的结果揭示了，随着模型磁头中金属(金属衬底)硬度的下降，由于膜的剥落使膜寿命缩短，以及保护膜寿命也受到保护膜材料的影响。由DLC作的保护膜可维持接近3500小时的膜寿命，由具有较低硬度的材料TiN作的保护膜的膜寿命约为3000小时，而由SiO2作的保护膜其寿命仅有约2500小时。
在使用其中磁层是由γ-Fe2O3形成的磁带的磁带播放机中，保护膜的寿命大于2000小时就达到实际足够的程度。参照图3，在所有的由DLC，TiN及SiO2作的各种保护膜中为了获得膜寿命大于2000小时，金属衬底的硬度Hv需大于140。当保护膜是由DLC或TiN作成时，金属衬底的硬度需大于120。因此，当保护膜是由具有与SiO2相同或比其更好特性的材料作成时，在保护膜形成时金属衬底的维氏硬度的优选下限为大于140。当保护膜是由具有与TiN或DLC相同或比其更好特性的材料作成时，优选是金属衬底的维氏硬度Hv为大于120。
具有与DLC相同的硬度、对金属衬底的粘附性及膜寿命的材料，例如为作为VIa族中之一无素的氧化物的Cr2O3，作为VIa族中之一元素的氮化物的CrN，作为VIa族中之一元素的碳化物WC，作为IIIb族中一元素氧化物的Al2O3及作为IIb族中之一元素的氮化物的BN。
具有与TiN相同的硬度、对金属衬底的粘附性及膜寿命的材料例如为TiO2；及能够获得膜寿命等于SiO2的膜寿命的材料例如为Si3N4。
在图3中，能够获得的膜寿命在DLC及TiN的膜寿命之间的材料例如为，作为IVa族元素碳化物的TiC，HfC及ZrC，及作为IVb族中碳化物的SiC。
使用上述的十三种模型磁头进行磁带特性降级试验，其中对每一种准备了三个磁头，图4表示试验结果。
用与图3中所示试验相似的方式，对于十三种不同硬度磁头中的每一种准备了三个模型磁头，不同材料即DLC，TiN及SiO2作的厚度为1000的保护膜被分别形成在具有相同硬度的各模型磁头上。第个模型磁头中衬底表面的中心线平均粗糙度Ra为10nm。该试验是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
在试验中，使用新的磁带(盒式磁带)进行运行试验，其中每个磁带的磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的，并记录了12.5KHz及315Hz的信号。在该运行试验中，每个模型磁头被安装在磁带播放机中，并且磁带由磁带盒中的磁头垫压在模型磁头上持续地运行。磁带相对于一些模型磁头持续地运行3500小时，这些磁头具有十三种硬度(金属衬底硬度)，其上形成有DLC保护膜。磁带相对于其上形成TiN保护膜的十三种模型磁头持续地运行3000小时，而相对于其上形成SiO2保护膜的十三种模型磁头持续运行2500小时。
持续运行的磁带的信号由磁带播放机重播出来，在该播放机中装设了不同于模型磁头的一个新的监测磁头。这时，频率特性，即315Hz信号的重播输出与12.5KHz信号的重播输出之比值被求得。在相对于当磁带在持续运行试验前的新状态时预先测得的重播输出频率特性(0db)的持续运行试验后频率特性的降级，被视为磁带的降级值。在图4中，水平轴表示模型磁头的维氏硬度Hv，垂直轴表示磁带的降级值。
图4揭示出，当模型磁头的硬度(金属衬底硬度)超过维氏硬度Hv值950时，不管保护膜是由什么材料作的，频率特性迅速地降级。
在图3所示的膜寿命试验中，当分别相对于DLC保护膜，TiN保护膜及SiO2保护膜并每个包含γ-Fe2O3磁粉的磁带被分别地运行了3500小时，3000小时及2500小时，在金属衬底高硬度区域中，这些膜未曾剥落，并且金属衬底也未曝露出来，在这时膜寿命并未终结。然而，图4揭示了，当金属衬底的硬度超过950Hv时，在分别持续运行试验后，磁带的磁层已经降级。这意味着金属衬底硬度的增大通过保护层影响了磁带的磁层，并且磁带的磁层损坏之程度依赖于金属衬底的硬度。
根据图4，保护膜的金属衬底的维氏硬度Hv优选小于950，以防止磁带在持续运行超过2500小时后磁带的磁层降级。
图5表示上述模型磁头动态摩擦系数的测量结果，在这些磁头上类似地形成有保护膜。
以与上述试验类似的方式，在图5中使用了具有十三种不同硬度的，其上分别形成了厚度为1000的DLC，TiN及SiO2保护膜的模型磁头。保护膜金属衬底表面的中心线平均粗糙度为10nm。在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中使具有γ-Fe2O3磁层的磁带在每个模型磁头的保护膜表面滑动运行，并测量动态摩擦系数。
在图5中，水平轴代表金属衬底的维氏硬度，而垂直轴代表动态摩擦系数(μ)。图5揭示了，当金属衬底硬度小于140Hv，并进而当其小于120Hv时则不管保护膜是何材料作成的，保护膜与磁带之间的动态摩擦系数增大。这个结果与图3中的结果相符合。由图5表明了，当金属衬底具有的维氏硬度小于140Hv或小于120Hv时，磁带易于粘附在保护膜表面并使动态摩擦系数增大。同时也清楚地表明了，由于粘附增强，保护膜易于被磁带的滑动产生剥落。
图5还揭示了，当金属衬底的维氏硬度Hv超过950时，保护膜及磁带之间的动态摩擦系数增大。这个结果与图4中所示的磁带在持续运行试验后的降级相符合。这清楚地表明，在保护膜表面滑动运行的磁带其上的滑动负载增大，并且磁带的磁层在金属衬底硬度特别高时遭到损坏。
图5中所示的动态摩擦系数的测量也表明了，对金属衬底硬度范围应作适当的选择。
根据图3，4及5，磁心和/或屏蔽板及屏蔽壳的维氏硬度Hv应在140至950的范围中，以便防止保护膜的降级(主要是剥落)及磁带的降级。在保护膜是由硬度及对金属衬底的粘附性与TiN相同或高于它的材料作成时，例如，如果保护膜是DLC，Cr2O3，WC，Al2O3，BN，TiC，HfC，ZrC或CrN时，则需要使金属衬底的维氏硬度Hv在120至950的范围中。
此外，如果作为金属衬底的磁头的磁心和/或屏蔽板及屏蔽壳是由坡莫合金作成时，因为坡莫合金的硬度上限约为220，在此情况下，该金属衬底(坡莫合金)所需的硬度Hv应在140至220，或120至220的范围中。
试验2虽然在上述试验1中，模型磁头是由各种材料作的并且这些模型磁头的维氏硬度范围到达约1000Hv，对它们已作了试验，但在该试验2中要对坡莫合金作的、在其上形成了保护膜的金属衬底及其特性进行试验。
图6表示对作为金属衬底的坡莫合金的硬度及该坡莫合金对形成在其上的DLC膜5的粘附(接合力)的测量结果。
在涉及图6的测量中，使用了如图11A中所示的一种坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作为金属衬底M，及厚度为1000A的DLC膜5被形成在该坡莫合金上，由此制备了一种试样。如图6中所示，利用改变Fe-Ni-Nb合金中的Nb含量(wt％)来改变金属衬底的硬度。当Nb含量为0wt％时，其维氏硬度为120。当Nb含量为3wt％，5wt％，7wt％及10wt％时，其维氏硬度分别为150，165，180及220。在该试验中，使用了分别具有Nb含量为0wt％，3wt％，5wt％，7wt％及10wt％的五种衬底M。
使用了其导入端的曲率半径为220μm的唱针10进行刮擦，并在1分钟内使唱针10的负载W从0N(牛顿)上升到30N(牛顿)。金属衬底M及唱针10之间的相对速度为10mm/min，移动距离为10mm。测量唱针10的AE信号，并将这时的临界强度Lc作为膜的粘接力。
在图6中，水平轴表示Fe-Ni-Nb合金的维氏硬度及相应的Nb含量(wt％)，垂直轴表示DLC膜的粘接力(临界强度Lc)。根据图6，当金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金作成时，当维氏硬度Hv降到小于150Hv(Nb含量小于3wt％)时，DLC膜的粘接强度急剧地下降，并当维氏硬度低于140时，进一步地下降。
因此，当保护膜的金属衬底是由Fe-Ni-Nb合金制作时，优选的维氏硬度大于140，更优选是大于150。在坡莫合金的情况下，维氏硬度的极限为约220。换言之，坡莫合金的硬度依赖于Nb含量而变化，并且利用增加坡莫合金的Nb含量可提高相对于记录介质的滑动性能。但是与此相反，磁性能被降低了。为了将Nb含量设置在不削弱磁性能的范围中，坡莫合金维氏硬度Hv的上限约为220。因此，当作为保护膜金属衬底的磁心、屏蔽板及类似部件是由Fe-Ni-Nb合金制作时，维氏硬度Hv优选在140至220的范围中，更优选为150至220。优选的Nb含量在3wt％至10wt％的范围中。
图7表示作为保护膜金属衬底的磁头表面粗糙度与膜寿命之间的关系。
在该测量中，与图3及4所示测量中相似的模型磁头是由一种坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)作的。制备了由该坡莫合金作的并中心线平均粗糙度为2nm至58nm范围八种模型磁头，并将厚度为1000的DLC保护膜形成在每个模型磁头上。所使用的金属衬底具有的维氏硬度Hv为165。
在运行试验中，使用了其上磁层包含γ-Fe2O3磁粉及记录了12.5KHz及315Hz信号的新磁带。每个模型磁头被安装在磁带播放机中，磁带由磁头垫压在模型磁头上并在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中持续运行1000小时。此后，磁带的记录信号由其中装有监测磁头的磁带播放机重播。将持续运行试验后的频率特性(12.5KHz/315Hz)与持续运行前测得的频率特性相比较，磁带的降级值被视为频率特性(F-特性)的变化量(dB)。
在图7中，水平轴表示作为金属衬底的坡莫合金的中心线平均粗糙度Ra，垂直轴则表示频率特性的改变量(降级值)。根据图7，当作为保护膜金属衬底的磁心及屏蔽板是由坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)制作时，表面粗糙度Ra必须在5nm至50nm的范围中才能使频率特性的改变小。
其次，在使磁带在磁头上非连续运行的情况下，对不同表面粗糙度的真实磁头的重播输出进行测量，其测量结果如图8中所示。其中水平轴表示磁头的表面粗糙度Ra(nm)，而垂直轴表示频率特性。它揭示了，当表面粗糙度小于35nm时在常规磁头中频率特性本身的下降。由图7及8中所示结果来判断，磁头可取的粗糙度Ra优选在5nm至35nm的范围中，更优选是在5nm至30nm的范围中。
(试验3)接着，制作了一个真实磁头，其中磁心3及屏蔽板2a和2b用树脂嵌埋在屏蔽壳1中，并对膜寿命及磁带的降级值进行测量。
图9表示磁头中磁心硬度与膜寿命之间的关系。
在该试验中，磁头H的屏蔽板2a及2b由软坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)作成，它的维氏硬度Hv变为80，120及150。对于这三种屏蔽板的每种，准备了具有不同硬度的十二种磁心3。磁心3的材料如图9中所示，为Fe-Ni-Mo合金，Fe-Ni-Nb合金，Fe-Si-Al合金，Mn-Zn铁氧体，一种无定形材料及铁微晶材料。将上述具有不同硬度的三种屏蔽板及具有不同硬度的十二种磁心相组合制作了总共三十六个磁头。在每个磁头的滑动表面上形成了厚度为1000的DLC保护膜。
在与图3中所示相同的试验条件下，在上述各磁头上进行膜寿命试验。使用了其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的磁带，利用持续运行在磁心或屏蔽板从保护膜中曝露出来的时间点判断出膜寿命的终结。
图9中所示试验结果几乎是与图3中使用具有各种硬度的模型磁头的结果等价的。为了获得大于2000小时的膜寿命，必须使屏蔽板的维氏硬度Hv大于150，及磁心的硬度Hv大于140。如果屏蔽板的维氏硬度Hv大于150，及磁心的维氏硬度大于150，膜寿命可以增加到高级别的3000小时。此外，当屏蔽板的硬度Hv大于120时，磁心的硬度Hv应大于200。
其次，在如图4所示相同的试验条件下，利用与图9所示试验中所用相同的模型磁头，对磁心硬度与磁带降级量之间的关系进行试验。试验的结果表示在图10中。
图10揭示了，在屏蔽板的维氏硬度为80，120及150的所有情况下，当磁心的维氏硬度Hv超过950时，磁带的降级值急剧地下降。
在图9及10中，准备了三种具有不同硬度的屏蔽板，及十二种具有不同硬度的磁心。由于图3与图9所示的结果是等价的，图4与图10所示的结果是等价的，因此容易设想到，当磁头的维氏硬度Hv改变到80，120及150，及屏蔽板的硬度逐步改变时，进行与图9及10中所示等价的膜寿命试验及关于磁带降级量的试验，将获得与图9及10中所示结果等价的结果。
考虑上述情况，当保护膜形成在磁头的滑动表面A上，及作为保护膜金属衬底的磁心和/或屏蔽板的维氏硬度被设置在140到950的范围中，由此可获得足够的膜寿命及可阻止磁带的降级。由图9及10的结果判断出，磁心和/或屏蔽板更可优选的硬度Hv是在150至950的范围中。
此外，由图3及4所示结果判断出，当保护膜是用具有与TiN等价或更好特性的材料、如DLC，Cr2O3，WC，Al2O3，BN，TiC，HfC，ZrC或CrN作成时，作为金属衬底的磁心和/或屏蔽板的硬度Hv将在120至950的范围中。
另外，当磁心和/或屏蔽板是由坡莫合金作成时，其硬度Hv的极限是220。因此，在此情况下，磁心和/或屏蔽板的维氏硬度Hv应在140至220的范围中，更优选是在150Hv至220Hv的范围中。当保护膜是由具有与TiN等价或更好特性的任何上述材料作成时，由坡莫合金作成的磁心和/或屏蔽板的硬度则在120至220的范围中。
由图6中所示结果判断出，当磁心和/或屏蔽板是由Fe-Ni-Nb合金制成时，优选的Nb含量大于3wt％，或是在3wt％至10wt％的范围中。
此外，由图7所示的结果判断出，磁心和/或屏蔽板的中心线平均粗糙度Ra应在5nm至50nm的范围中，更优选的是在5nm至35nm的范围中。
对于形成磁隙及如上所述由磁头垫使磁带压在其上的磁心及屏蔽板来说，保护膜的金属衬底的硬度范围是极为重要的。利用将磁心或是屏蔽板的硬度，Nb含量及表面粗糙度调整到上述范围中，可使膜寿命保持并防止磁带的降级。但是，优选是将磁心及屏蔽板两者的硬度等调整到上述范围中。上述的金属衬底硬度范围可用于屏蔽壳。仅将屏蔽壳的硬度调整到上述范围时可提高作为记录介质的磁带的可滑动性(运行特性)并对磁粉的粘附起到一种效果。但是，优选是不仅将屏蔽壳的硬度等，而且将磁心及屏蔽板的硬度等调整到上述范围中。
如上所述，从实用性的角度考虑，最有效的办法是将磁头的磁心和屏蔽板的特性参数调整在上述的范围中。
(试验4)图12表示树脂硬度与保护膜磨损时间之间的关系。
图12中所示结果是由使用模型磁头的试验获得的。
虽然在该试验中所使用的模型磁头具有与图1中所示磁头H相同的外形，但是它没有磁心，也没有屏蔽板，而是整个由环氧树脂作成。该环氧树脂中包含SiO2作为填充物。在图12中，水平轴表示巴氏硬度，垂直轴表示膜寿命时间(H)。
使用了多个模型磁头进行测量。图18表示环氧树脂的固化温度与填充物含量、及与巴氏硬度之间的关系。图18揭示了，环氧树脂的巴氏硬度依赖于填充物含量及固化温度而变化。在图18中，对相应包含0wt％，30wt％，45wt％，60wt％及70wt％的填充物及分别在60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃温度下固化的环氧树脂的巴氏硬度进行了测量。
在图12所示的试验中，使用与使用在图18所示测量中相同的树脂作成的模型磁头。标记(□)，(+)，(◇)，(△)及(×)分别与图18中所示标记相对应。在用各种树脂模制的每个模型磁头的表面上形成作为保护膜的厚度为1000的CrN膜。
将上述每个磁头安装在磁带播放机中，并加载其上磁层是由γ-Fe2O3磁粉形成的磁带。该磁带被磁带盒中磁头垫压在模型磁头的滑动表面A上，并作持续运行，并测量膜寿命。该试验旨在检测形成于模型磁头滑动表面上保护膜的剥落。将模型磁头保护膜剥落及滑动表面(环氧树脂衬底)露出的时间点判断为膜寿命的终结。膜寿命试验是在温度为20℃及相对湿度为50％的环境中进行的。
在图12中，根据其巴氏硬度，沿水平轴安排了试验中所用的模型磁头，而模型磁头的膜寿命时间的测量结果表示在垂直轴上。
由图12中所示试验可以证实，当巴氏硬度在50至70的范围中时膜寿命大约为43小时，并在当巴氏硬度低于或高于上述区域的两种情况下其膜寿命降低。由于图12表示的是在环氧树脂及具有保护膜的模型磁头上作的寿命试验的结果，该膜寿命短，最大约为43小时。在真正的磁头中，树脂露在滑动表面上的区域小，并且保护膜粘附在由屏蔽壳，屏蔽板及磁心构成的坡莫合金衬底上，因此直到膜从树脂部分剥落的膜寿命自然要比图12中所示的要长。在其中树脂露出在部分滑动表面上的真实磁头中，容易设想到，在树脂巴氏硬度及膜寿命(保护膜在树脂部分中剥落的时间点)之间的关系具有与图12中所示相同的趋势。
在图12中，覆盖在巴氏硬度小于50的环氧树脂上的保护膜的寿命短，因为如上所述，当树脂硬度低时，保护膜的粘接力下降，并且当树脂软时，在树脂表面上的保护膜与磁头之间的粘附磨损易于被引起。当巴氏硬度超过70时膜寿命将缩短，这是因为当树脂硬度高时由磨擦磨损产生的刮擦力强烈地作用在保护膜上，使保护膜遭到磨损并剥落。
图13表示在上述树脂及保护膜之间的检测到的粘附强度。图13中所示结果是用图11A及11B所示试验来获得的。在该试验中，利用环氧树脂作成衬底块M，并在该衬底块M的表面形成厚度为1000A的CrN膜5，由此获得一个试样。如图18所示，这种试样使用填充物含量及固化温度不同的多种环氧树脂的每一种来制作。
利用在其导入端的曲率半径为200μm的旧唱针10来刮擦，并且使唱针的负荷W在一分钟从0N(牛顿)上升到30N(牛顿)。在衬底块M与唱针10之间的相对速度是10mm/min，移动距离是10mm。
在图13中，水平轴表示试验中所使用的衬底块M的环氧树脂巴氏硬度，而垂直轴表示作为粘接强度的每个试样的临界强度LC，单位为N(牛顿)。图13表示保护膜的粘接力随着环氧树脂的硬度增大而增大。将图12及13中所示结果相比较，清楚地表明，当环氧树脂的巴氏硬度低于50时，树脂与保护膜之间的粘附力降低，并主要引起膜寿命的降低。此外，还表明，当巴氏硬度大于70时，树脂及保护膜之间的粘附力大，并难以发生由于粘附力的下降引起的保护膜剥落，而膜寿命降低是由于硬度增加所产生的上述磨擦磨损引起的。
另外，图13揭示了，当树脂的巴氏硬度大于50时，临界强度(粘附力)Lc大于1N。
考虑上述情况，优选是使出现在磁头滑动表面上树脂的巴氏硬度在50至70的范围中，以便使保护膜难于剥落。
(试验5)图19表示当具有不同SiO2填充物含量的环氧树脂固化温度时的热膨胀系数α变化的测量结果。该填充物含量与固化温度在图18及图19中类似地变化。换言之，在图18及19中对同一试样的巴氏硬度及热膨胀系数α分别进行试验。
图18揭示了，当其中填充物含量及固化温度改变时树脂的巴氏硬度的变化。而图19揭示了，当填充物含量及固化温度改变时热膨胀系数α的变化。
为了将巴氏硬度调整在上述最优选的50至70范围中，必须这样来调节填充物含量及固化温度。但是，作为结果，热膨胀系数α也受调节的影响而改变。因此，对待使用在磁头中树脂的热膨胀系数的优选范围进行试验。
图14表示热膨胀系数α与磁心的磁性下降率之间的测试关系。
在该试验中，将与磁心3材料相同的材料、即硬坡莫合金(Fe-Ni-Nb合金)的层叠材料作成的测试环上绕制一个线圈并放入一个盒内。然后，将具有以与图18及19相似方式变化的SiO2填充物含量的每种环氧树脂放入到该盒内，并在不同的固化温度60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃下固化，在树脂固化前测试环的导磁率用μO来表示，在树脂固化后测试环的导磁率用μ来表示，并有[表达式1]{(μO-μ)/μO}x100(％)它表示磁性下降率。当测试环的导磁率μ由于树脂固化时的收缩应力而下降时，磁性下降率增大。
在图14中，水平轴表示各种树脂的热膨胀系数，而垂直轴表示它的磁性下降率。由在参照图19的上述试验中使用的树脂的填充物含量及固化温度可求得热膨胀系数，并且具有这些热膨胀系数的各种树脂的磁性下降率被描绘在图14中。图14揭示了，由固化时收缩应力产生的测试环磁性下降率随着树脂热膨胀系数的增大而增大。
在图15中，将其中填充物含量呈类似上述变化的每种树脂作为在图1中所示真实磁头H中固定屏蔽板2a及2b以及磁心3的树脂4，并且它们的固化温度以和图19中相似的方式变化，为60℃，80℃，100℃，……，由此来制备试验样品。将这些磁头的每一个安装在盒式磁带播放机中，并从磁带上播放315Hz的信号。其重播灵敏度表示在图15中。
图15表示，磁心3的磁性由于树脂的热应力而降低，并当树脂的热膨胀系数α超过500x10-7/℃时，重播灵敏度开始下降。最小可允许的磁性下降率大约在85％至90％的范围中。
显然，由图14及15所示的结果表明，树脂的优选巴氏硬度在50至70的范围中和树脂的优选热膨胀系数小于500×10-7/℃可防止磁头滑动表面的保护膜的寿命缩短，并防止由树脂的热应力使磁心的磁性下降。
(试验6)图20表示对具有不同SiO2填充物含量及固化温度的环氧树脂的玻璃态化温度Tg测量的结果。在图18，19和20中分别测量的树脂在填充物含量及固化温度方面是相同的。换言之，同样试样的巴氏硬度，热膨胀系数及玻璃态化温度Tg分别地表示在图18，19及20中。
图20揭示了，玻璃态化温度Tg随着填充物含量及固化温度的变化而改变。
待使用于磁头H中的树脂4的玻璃态化温度Tg与从磁隙G周围的磁心3的端面伸出的树脂4部分的平均高度之间的关系表示在图16中，该伸出的平均高度以下称为树脂4的凸出高度。
在该试验中，利用分别具有如图20中所示填充物含量即0wt％，30wt％，45wt％，60wt％及75wt％的环氧树脂将屏蔽板2a及2b以及磁心3固定在具有图1所示形状的真实磁头H中，这些树脂的固化温度分别调整到60℃，80℃，100℃，120℃，140℃，160℃及180℃，由此得到试样。在这些试样磁头上，在100℃温度下进行240小时的热运行试验。
在热运行试验后，对各磁头的滑动表面A进行观察，并对树脂的凸出高度(nm)进行测量。在图16中，水平轴表示玻璃态化温度Tg，而垂直轴表示树脂4的凸出高度。由图20基于其填充物含量及固化温度可以知道所使用树脂的玻璃态化温度。在热运行试验中，从所使用的每个磁头磁隙G周围的磁心3端面伸出的树脂4部分的平均凸出高度相对于玻璃态化温度Tg的关系被描绘在图16中。
如图16所示，由在100℃下240小时的热运行试验表明，树脂的玻璃态化温度需要大于100℃，以便阻止树脂从滑动表面A上凸出来。
此外，图19及20揭示了环氧树脂的热膨胀系数α及玻璃态化温度Tg随着环氧树脂的固化温度的改变而改变。制备了分别具有30wt％，45wt％，及60wt％的填充物含量的三种环氧树脂，并且它们的固化温度作出改变。树脂的玻璃态化温度Tg及热膨胀系数之间的关系被表示在图17中。
热膨胀系数α需要小于500×10-7，以便防止由于树脂的应力产生磁心的磁性下降；及树脂的玻璃态化温度需要大于100℃，以便防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。参照图17，满足这两个要求的区域是热膨胀系数α在300x10-7/℃至500×10-7/℃的范围中及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
换言之，树脂需要具有巴氏硬度在50至70的范围中，热膨胀系数α在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中，以便防止树脂部分中磁头保护膜的剥落，防止由树脂的收缩应力引起磁心的磁性下降，及防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
根据图17，当其中SiO2填充物含量在30wt％至60wt％的环氧树脂被使用时，如果使它的热膨胀系数α调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，则玻璃态化温度能够被调整在100℃至130℃的范围中。相反地，如果玻璃态化温度被调整在100℃至130℃的范围中，则热膨胀系数α能被调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中。
如上所述，树脂需要具有巴氏硬度在50至70的范围中，热膨胀系数α在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，及玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中，以便防止树脂部分中磁头保护膜的剥落，防止由树脂的收缩应力引起磁心的磁性下降，及防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
能满足所有上述要求的树脂可从图18至20中获得。图18揭示了可利用将固化温度设置在100℃至140℃的范围中使分别具有SiO2填充物含量为30wt％，45wt％及60wt％的树脂的巴氏硬度调整在约50至70的范围中。在图19中，当SiO2填充物含量被调整在30wt％，45wt％及60wt％及固化温度被调整在100℃至140℃的范围中时，热膨胀系数α能够被调整在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中。此外，在图20中，当SiO2填充物含量被调整到30wt％，45wt％及60wt％及固化温度被调整到100℃至140℃的范围中时，玻璃态化温度Tg能够被调整在约100℃至130℃的范围中。
换言之，分别根据图18至20，如果使用了包含30wt％至60wt％的SiO2作为填充物的环氧树脂来固定磁心及屏蔽板，及它们的固化温度被调整在约50至70的范围中，其巴氏硬度可被调整在约50至70的范围中，由此可防止保护膜，例如CrN膜从滑动表面A上的树脂部分a及b上剥落；热膨胀系数α可以在300×10-7/℃至500×10-7/℃的范围中，可以防止由于在树脂固化时的收缩应力引起磁心的磁性下降；及玻璃态化温度可以在100℃至130℃的范围中，可以防止在高温环境中树脂从滑动表面上凸出来。
简言之，当在磁头H中使用含有SiO2填充物的环氧树脂时，仅利用调整填充物含量及固化温度就可防止保护膜的剥落，磁心的磁性下降及在高温环境中树脂凸出来。如上所述，根据本发明，当在滑动表面上形成保护膜时，将保护膜的金属衬底(尤其是，磁心和/或屏蔽板)的硬度调节在适当的范围中，由此可使保护膜的粘附力提高，可防止由记录介质持续的滑动使保护膜剥落，并能防止磁带由金属衬底的高硬度引起损坏。因此，可以提供由保护膜的形成所产生的记录介质可滑动性(运行性能)改善的充分效果，并可长期防止磁头输出的下降。
此外，在本发明中，保护膜作得难以从滑动表面上的树脂部分中剥落，并可提高保护膜的寿命。
与此同时，可以防止由树脂应力引起的磁心的磁性下降，及树脂从滑动表面上凸出来。
另外，所有的要求，即保护膜的膜寿命，防止磁心的磁性下降及防止树脂的凸出，可利用仅调整树脂的填充物含量及固化温度来满足。图1是说明磁头滑动表面的透视图；图2是表示其上形成保护膜的并有磁带在上面滑动的磁头的一部分的放大截面图；图3是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与膜寿命之间关系的图；图4是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与磁带降级值之间关系的图；图5是表示其中在具有不同硬度的金属衬底上形成保护膜的各模型磁头与磁头和保护膜上磁带间动态磨擦系数之间关系的图；图6是表示具有不同硬度的坡莫合金及DLC膜之间的粘附力的图；图7是表示坡莫合金表面粗糙度及膜寿命之间关系的图；图8是表示磁头表面粗糙度及频率特性之间关系的图；图9是表示其中磁心及屏蔽板是由具有不同硬度的材料作成的磁头与保护膜寿命之间关系的图；图10是表示其中磁心及屏蔽板是由具有不同硬度的材料作成的磁头与磁带降级值之间关系的图11A是表示在图6中所示膜上进行粘接力试验的透视图，及图11B是表示粘接力试验中AE信号的图；图12是表示在环氧树脂作的模型磁头中保护膜的寿命与树脂硬度之间关系的图；图13是表示环氧树脂的硬度与保护膜的粘附强度之间关系的图；图14是表示树脂热膨胀系数与磁心的磁性下降之间关系的图；图15是表示装入磁头中树脂的热膨胀系数与磁头的重播灵敏度之间关系的图；图16是表示装入磁头中树脂的玻璃态化温度与树脂从滑动表面凸出的量之间关系的图；图17是表示环氧树脂的玻璃态化温度及热膨胀系数之间关系的图；图18是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及硬度之间关系的图；图19是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及热膨胀系数之间关系的图；图20是表示环氧树脂的填充物含量及固化温度，以及玻璃态化温度之间关系的图。H磁头G磁隙1屏蔽壳2a，2b屏蔽板3磁心4树脂
权利要求
1.一种磁头，其中在记录介质上滑动的滑动表面覆盖了一层保护膜，并且作为所述保护膜衬底的金属其维氏硬度Hv在140至950的范围中。
2.根据权利要求1所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是由坡莫合金作成的，并且所述金属的维氏硬度大于140。
3.根据权利要求2所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是由Fe-Ni-Nb合金作成的，并且所述金属的Nb含量在3wt％至10wt％的范围中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属其表面的中心线平均粗糙度Ra在5至50的范围中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属其表面的中心线平均粗糙度Ra在5至35的范围中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是用以形成磁隙的磁心。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是在磁心附近的屏蔽板。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头，其中所述作为衬底的金属是容纳磁心及屏蔽板的屏蔽壳。
9.一种磁头，其中用于形成磁隙的磁心及用于固定所述磁心的树脂出现在于记录介质上滑动的滑动表面上，所述磁心及所述树脂被覆盖了一层保护膜，并且所述树脂的巴氏硬度在50至70的范围中。
10.根据权利要求9所述的磁头，其中所述树脂的热膨胀系数在300x10-7/℃至500x10-7/℃的范围中。
11.根据权利要求9或10所述的磁头，其中所述树脂的玻璃态化温度在100℃至130℃的范围中。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的磁头，其中所述树脂的固化温度在100℃至140℃的范围中，并且它的填充物含量在30wt％至60wt％的范围中。
13.根据权利要求12所述的磁头，其中所述树脂是环氧树脂，所述填充物是SiO2。
全文摘要
本发明可防止滑动表面上有保护膜的磁头，在磁带长期滑时，由剥落等产生的保护膜损坏，并能长期维持膜的功能。当作为保护膜金属衬底的磁心3及屏蔽板2a和2b的硬度过低时，保护膜的粘附力减少并易于引起膜剥落。反之，磁带的磁层则受到损害，且磁带被降级。因此，磁心3及屏蔽板2a和2b的维氏硬度被调整到140至950的范围中，且当金属衬底由坡莫合金作成时，该硬度在140至220的范围中，由此可防止膜剥落及磁带降级。
文档编号G11B5/255GK1118916SQ9510819
公开日1996年3月20日 申请日期1995年7月20日 优先权日1994年7月20日
发明者上原敏夫, 佐藤隆, 志贺健治, 饭雅博, 登坂修 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
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