接合フェライト
【構成】 単結晶フェライトと多結晶フェライトとがＰｄ中間層を介して接合一体化されている接合フェライト。
【効果】 前記Ｐｄ中間層によって接合界面が制御され、多結晶フェライトの粒成長による界面の乱れやうねりが抑制され、しかも、十分な接合強度が確保され、剥離等が生ずることもない。さらに、磁気ヘッドの磁気コアとしたとき、摺動ノイズのバラツキを抑制することができる。
【効果】 前記Ｐｄ中間層によって接合界面が制御され、多結晶フェライトの粒成長による界面の乱れやうねりが抑制され、しかも、十分な接合強度が確保され、剥離等が生ずることもない。さらに、磁気ヘッドの磁気コアとしたとき、摺動ノイズのバラツキを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶フェライトと多結晶フェライトが接合一体化されてなる接合フェライトに関するものであり、例えば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ヘッドのコア材として好適な接合フェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の磁気ヘッド用のコア材として、出力が高く耐摩耗性が良好な単結晶フェライトが広く使用されている。しかし、単結晶フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドは摺動ノイズが大きいため、Ｃ／Ｎ比が低下するという大きな欠点がある。そこで、近年、前記単結晶フェライトに替わり、フロントギャップ側に単結晶フェライト、バックギャップ側に多結晶フェライトを配設して構成される、所謂接合フェライトが用いられるようになっている。
【０００３】前記接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドは、単結晶フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドと比較し、同等の出力及び耐摩耗性が得られ、かつ摺動ノイズがかなり低いため、Ｃ／Ｎ比が高いという特徴がある。そのため、前記磁気ヘッドは、高性能及び高信頼性が要求される業務用ＶＴＲ、民生用高画質ＶＴＲ等に使用されている。
【０００４】ところで、上述した接合フェライトでは、前記単結晶フェライトと前記多結晶フェライトの良好な接合状態（例えば剥離等がなく十分な接合力等によって保持されている状態）が要求される。そのため、上記接合界面において充分な固相熱拡散を促す必要があることから、１２００℃以上の高温度で処理されることが一般的である。
【０００５】例えば、上記接合フェライトは、単結晶フェライト及び多結晶フェライトの突き合わせ面を鏡面仕上げし、この鏡面仕上げ面を対向して直接接触させ、数ＭＰａで加圧しながら１２００℃〜１２５０℃で加熱処理することにより製造されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高温で加圧・加熱処理を行うと、図６に示すように、接合界面で多結晶フェライトの粒成長が起こり、単結晶フェライトが多結晶フェライトを侵食する形になり、接合界面には数μｍ〜数十μｍの大きな乱れが生じてしまう。この結果、接合フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドの摺動ノイズは、単結晶フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドと比較し十分に低いものの、バラツキが大きくなるという問題が生じている。
【０００７】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案されたものであり、十分な接合力を確保することができ、しかも接合界面のうねりが小さい接合フェライトを提供することを目的とし、磁気ヘッドの磁気コアとしたときに摺動ノイズのバラツキを抑制することが可能な接合フェライトを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、Ｐｄ金属膜が接合界面のうねりを解消する上で有効であるとの知見を得た。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであって、単結晶フェライトと多結晶フェライトとがＰｄ中間層を介して接合一体化されていることを特徴とするものでる。
【０００９】
【作用】単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合界面にＰｄ中間層を配した接合フェライトにおいては、前記Ｐｄ中間層によって接合界面が制御され、多結晶フェライトの粒成長による界面の乱れやうねりが抑制される。しかも、十分な接合強度が確保され、剥離等が生ずることもない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
【００１１】先ず、α−Ｆｅ2 Ｏ3 ５２．５モル％、ＺｎＯ１９．０モル％及びＭｎＯ２８．５モル％組成の単結晶フェライト基板１をブリッジマン法により作製した。また、前記組成原料を混合、乾燥、仮焼、粉砕、再混合、乾燥、造粒及び成形した後、平衡酸素圧の下、１３００℃で５時間焼結して多結晶フェライト基板２を作成した。
【００１２】得られた単結晶フェライト基板１及び多結晶フェライト基板２を、図１に示すように、それぞれ縦３０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの平板状に加工し、突き合わせ面（縦３０ｍｍ×横１０ｍｍ）に鏡面加工を施した。次に、上記単結晶フェライト基板１の鏡面加工面にマグネトロンスパッタ装置により、厚さ２５０ｎｍのＰｄ中間層３を成膜した。
【００１３】その後、図２に示すように、前記単結晶フェライト基板１のＰｄ成膜面と前記多結晶フェライト基板２の鏡面加工面とを突き合わせて、接触面の法線方向から圧力１ＭＰａを加えながら、Ｎ2 雰囲気の下、１０００℃で２時間熱処理を行い、Ｐｄ中間層３を配した接合フェライト４を得た。
【００１４】このようにして得られた接合フェライト４の接合界面の顕微鏡観察を行った。その結果を図３に示す。
【００１５】図３及び図６に示す接合フェライトの接合界面を比較して明らかなように、Ｐｄ中間層を配設した接合フェライト４の接合界面は非常に平坦であり乱れがない。
【００１６】次に、良好な接合状態のＰｄ中間層を介した接合フェライトを得るに好適なＰｄ膜厚及び接合温度を検討した。
【００１７】Ｐｄ膜厚１０ｎｍ〜５００ｎｍ並びに接合温度９００℃〜１０００℃と変化させ、他の条件及び作製方法は前述と同様にして接合フェライトを作製した。
【００１８】得られた接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察を行った。この結果を表１に示す。なお、表中○印は、接合界面に乱れがなく、接合不良もなかったことを示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】この結果からも明らかなように、Ｐｄ中間層を介した接合フェライトは、前記図３に示す接合界面と同様に乱れ等なく非常に平坦であり、また、上記接合界面において剥がれ等の接合不良等はなかった。これによって、Ｐｄ中間層を配した接合フェライトでは、Ｐｄ膜厚が薄い場合でも加圧力を大きくすることにより、また接合温度が低い場合でも、良好な機械的性質を有する接合界面を形成することができた。
【００２１】また、上記接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドは、Ｐｄ膜厚５００ｎｍの場合に若干磁気劣下がみられた以外、良好な出力特性を示し、かつ摺動ノイズも低減されていた。したがって、Ｐｄ中間層の膜厚は、１０〜２００ｎｍとすることが好ましいと考えられる。
【００２２】次に、Ｐｄ中間層を配した接合フェライトの磁気特性を従来の接合フェライトと比較しながら確認した。
【００２３】先ず、従来法により接合フェライトを作製し、さらに、前述した方法によりＰｄ中間層を介した接合フェライトを作製した。得られた各接合フェライトにおいて、インピーダンスアナライザ及び直流磁化装置を用いて、透磁率μ’、磁化力１２．３Ｏｅ時の磁束密度Ｂ10、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力Ｈc を測定した。結果を表２に示す。なお、従来の接合フェライトを試料No.1、Ｐｄ中間層を介した接合フェライトを試料No.2とする。
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｐｄ中間層を介した接合フェライトでは、透磁率μ’、磁束密度Ｂ10、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力Ｈc とも、従来の、単結晶フェライトと多結晶フェライトを直接接触させ加圧・加熱処理した接合フェライトと比較して遜色のない良好な磁気特性が得られた。
【００２６】このようなＰｄ中間層を介した接合フェライトは、例えば、一対の磁気コア半体を突き合わせてなる磁気ヘッドに適用して好適なものである。以下、接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッド（以下、接合磁気ヘッドと称する。）の一構成例について図面を参照しながら説明する。
【００２７】接合磁気ヘッドは、例えば、図４及び図５に示すように、磁気記録媒体（図示せず）との対向面に高飽和磁束密度を有する単結晶フェライト部１２、２２と、その背面側に高透磁率を有する多結晶フェライト部１１、２１とを配設してなるものであり、前記単結晶フェライト部１２、２２と前記多結晶フェライト部１１、２１間にＰｄ中間層１７を配した接合フェライトからなる磁気コア半体Ｉ、ＩＩが、ギャップ膜（図示せず）を介して一体化されたものである。
【００２８】なお、前記単結晶フェライト部１２、２２には、該単結晶フェライト部１２、２２当接面に磁気ギャップｇが形成され、さらに、当該磁気ヘッドとテープとの当たり特性を確保するために、円筒状に研磨されたテープ摺動面１５が形成されている。また、上記磁気ギャップｇ近傍には磁気記録媒体への書き込みに際してトラック幅を規制するためのトラック幅規制溝１３、２３が切り欠かれており、さらに、磁気テープに対する当たりを確保するために、該トラック幅規制溝１３、２３内に高融点ガラス等の非磁性材が充填されている。
【００２９】また、一方の磁気コア半体ＩＩには、磁気コア半体Ｉと突き合わされる対向面側にデプス長さDpを規制するとともにコイル導体を巻回するコイル巻線孔１６が穿設されている。なお、上記コイル巻線孔１６のフロントギャップ側の端部はＰｄ中間層１７位置とほぼ一致されており、磁気ギャップｇが単結晶フェライト部１２、２２のみに構成されるように設定されている。
【００３０】したがって、この磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体が摺接する側に単結晶フェライト部１２、２２、背面側に多結晶フェライト部１１、２１が配されていることにより、単結晶フェライトの良好な磁気記録特性や耐摩耗特性並びに多結晶フェライトによる摺動ノイズの低減効果が同時に得られる。
【００３１】さらに、前記単結晶フェライト部１２、２２と前記多結晶フェライト部１１、２１の間にＰｄ中間層１７が配設されていることにより、接合界面のうねりに起因する摺動ノイズのバラツキが低減される。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発明に係る接合フェライトによれば、Ｐｄ中間層を介して単結晶フェライト及び多結晶フェライトが接合一体化されているので、前記単結晶フェライトと前記多結晶フェライトの接合界面に乱れ等がなく平坦な接合面が形成され、これによって、例えば磁気ヘッド用コア材料として良好な磁気特性が得られることはもとより、摺動ノイズのバラツキが効果的に抑えられる。
【００３３】また、従来の接合フェライトのように、十分な接合力や良好な接合界面を得るために高温、高圧力等の厳しい処理条件を採用する必要がなく、加工性や生産性の点でも有利である。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｐｄ中間層が形成された単結晶フェライト基板と多結晶フェライト基板の突き合わせ工程を示す概略斜視図である。
【図２】単結晶フェライト基板と多結晶フェライト基板の接合一体化工程を示す概略斜視図である。
【図３】Ｐｄ中間層を配した接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察像を示す模式図である。
【図４】接合磁気ヘッドの一構成例を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】従来の接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察像を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ・・・・・ 単結晶フェライト基板
２ ・・・・・ 多結晶フェライト基板
３ ・・・・・ Ｐｄ中間層
４ ・・・・・ 接合フェライト
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶フェライトと多結晶フェライトが接合一体化されてなる接合フェライトに関するものであり、例えば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ヘッドのコア材として好適な接合フェライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の磁気ヘッド用のコア材として、出力が高く耐摩耗性が良好な単結晶フェライトが広く使用されている。しかし、単結晶フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドは摺動ノイズが大きいため、Ｃ／Ｎ比が低下するという大きな欠点がある。そこで、近年、前記単結晶フェライトに替わり、フロントギャップ側に単結晶フェライト、バックギャップ側に多結晶フェライトを配設して構成される、所謂接合フェライトが用いられるようになっている。
【０００３】前記接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドは、単結晶フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドと比較し、同等の出力及び耐摩耗性が得られ、かつ摺動ノイズがかなり低いため、Ｃ／Ｎ比が高いという特徴がある。そのため、前記磁気ヘッドは、高性能及び高信頼性が要求される業務用ＶＴＲ、民生用高画質ＶＴＲ等に使用されている。
【０００４】ところで、上述した接合フェライトでは、前記単結晶フェライトと前記多結晶フェライトの良好な接合状態（例えば剥離等がなく十分な接合力等によって保持されている状態）が要求される。そのため、上記接合界面において充分な固相熱拡散を促す必要があることから、１２００℃以上の高温度で処理されることが一般的である。
【０００５】例えば、上記接合フェライトは、単結晶フェライト及び多結晶フェライトの突き合わせ面を鏡面仕上げし、この鏡面仕上げ面を対向して直接接触させ、数ＭＰａで加圧しながら１２００℃〜１２５０℃で加熱処理することにより製造されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高温で加圧・加熱処理を行うと、図６に示すように、接合界面で多結晶フェライトの粒成長が起こり、単結晶フェライトが多結晶フェライトを侵食する形になり、接合界面には数μｍ〜数十μｍの大きな乱れが生じてしまう。この結果、接合フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドの摺動ノイズは、単結晶フェライトを磁気コアとした磁気ヘッドと比較し十分に低いものの、バラツキが大きくなるという問題が生じている。
【０００７】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案されたものであり、十分な接合力を確保することができ、しかも接合界面のうねりが小さい接合フェライトを提供することを目的とし、磁気ヘッドの磁気コアとしたときに摺動ノイズのバラツキを抑制することが可能な接合フェライトを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、Ｐｄ金属膜が接合界面のうねりを解消する上で有効であるとの知見を得た。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであって、単結晶フェライトと多結晶フェライトとがＰｄ中間層を介して接合一体化されていることを特徴とするものでる。
【０００９】
【作用】単結晶フェライトと多結晶フェライトの接合界面にＰｄ中間層を配した接合フェライトにおいては、前記Ｐｄ中間層によって接合界面が制御され、多結晶フェライトの粒成長による界面の乱れやうねりが抑制される。しかも、十分な接合強度が確保され、剥離等が生ずることもない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
【００１１】先ず、α−Ｆｅ2 Ｏ3 ５２．５モル％、ＺｎＯ１９．０モル％及びＭｎＯ２８．５モル％組成の単結晶フェライト基板１をブリッジマン法により作製した。また、前記組成原料を混合、乾燥、仮焼、粉砕、再混合、乾燥、造粒及び成形した後、平衡酸素圧の下、１３００℃で５時間焼結して多結晶フェライト基板２を作成した。
【００１２】得られた単結晶フェライト基板１及び多結晶フェライト基板２を、図１に示すように、それぞれ縦３０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの平板状に加工し、突き合わせ面（縦３０ｍｍ×横１０ｍｍ）に鏡面加工を施した。次に、上記単結晶フェライト基板１の鏡面加工面にマグネトロンスパッタ装置により、厚さ２５０ｎｍのＰｄ中間層３を成膜した。
【００１３】その後、図２に示すように、前記単結晶フェライト基板１のＰｄ成膜面と前記多結晶フェライト基板２の鏡面加工面とを突き合わせて、接触面の法線方向から圧力１ＭＰａを加えながら、Ｎ2 雰囲気の下、１０００℃で２時間熱処理を行い、Ｐｄ中間層３を配した接合フェライト４を得た。
【００１４】このようにして得られた接合フェライト４の接合界面の顕微鏡観察を行った。その結果を図３に示す。
【００１５】図３及び図６に示す接合フェライトの接合界面を比較して明らかなように、Ｐｄ中間層を配設した接合フェライト４の接合界面は非常に平坦であり乱れがない。
【００１６】次に、良好な接合状態のＰｄ中間層を介した接合フェライトを得るに好適なＰｄ膜厚及び接合温度を検討した。
【００１７】Ｐｄ膜厚１０ｎｍ〜５００ｎｍ並びに接合温度９００℃〜１０００℃と変化させ、他の条件及び作製方法は前述と同様にして接合フェライトを作製した。
【００１８】得られた接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察を行った。この結果を表１に示す。なお、表中○印は、接合界面に乱れがなく、接合不良もなかったことを示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】この結果からも明らかなように、Ｐｄ中間層を介した接合フェライトは、前記図３に示す接合界面と同様に乱れ等なく非常に平坦であり、また、上記接合界面において剥がれ等の接合不良等はなかった。これによって、Ｐｄ中間層を配した接合フェライトでは、Ｐｄ膜厚が薄い場合でも加圧力を大きくすることにより、また接合温度が低い場合でも、良好な機械的性質を有する接合界面を形成することができた。
【００２１】また、上記接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッドは、Ｐｄ膜厚５００ｎｍの場合に若干磁気劣下がみられた以外、良好な出力特性を示し、かつ摺動ノイズも低減されていた。したがって、Ｐｄ中間層の膜厚は、１０〜２００ｎｍとすることが好ましいと考えられる。
【００２２】次に、Ｐｄ中間層を配した接合フェライトの磁気特性を従来の接合フェライトと比較しながら確認した。
【００２３】先ず、従来法により接合フェライトを作製し、さらに、前述した方法によりＰｄ中間層を介した接合フェライトを作製した。得られた各接合フェライトにおいて、インピーダンスアナライザ及び直流磁化装置を用いて、透磁率μ’、磁化力１２．３Ｏｅ時の磁束密度Ｂ10、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力Ｈc を測定した。結果を表２に示す。なお、従来の接合フェライトを試料No.1、Ｐｄ中間層を介した接合フェライトを試料No.2とする。
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｐｄ中間層を介した接合フェライトでは、透磁率μ’、磁束密度Ｂ10、残留磁束密度Ｂｒ及び保磁力Ｈc とも、従来の、単結晶フェライトと多結晶フェライトを直接接触させ加圧・加熱処理した接合フェライトと比較して遜色のない良好な磁気特性が得られた。
【００２６】このようなＰｄ中間層を介した接合フェライトは、例えば、一対の磁気コア半体を突き合わせてなる磁気ヘッドに適用して好適なものである。以下、接合フェライトを磁気コアとする磁気ヘッド（以下、接合磁気ヘッドと称する。）の一構成例について図面を参照しながら説明する。
【００２７】接合磁気ヘッドは、例えば、図４及び図５に示すように、磁気記録媒体（図示せず）との対向面に高飽和磁束密度を有する単結晶フェライト部１２、２２と、その背面側に高透磁率を有する多結晶フェライト部１１、２１とを配設してなるものであり、前記単結晶フェライト部１２、２２と前記多結晶フェライト部１１、２１間にＰｄ中間層１７を配した接合フェライトからなる磁気コア半体Ｉ、ＩＩが、ギャップ膜（図示せず）を介して一体化されたものである。
【００２８】なお、前記単結晶フェライト部１２、２２には、該単結晶フェライト部１２、２２当接面に磁気ギャップｇが形成され、さらに、当該磁気ヘッドとテープとの当たり特性を確保するために、円筒状に研磨されたテープ摺動面１５が形成されている。また、上記磁気ギャップｇ近傍には磁気記録媒体への書き込みに際してトラック幅を規制するためのトラック幅規制溝１３、２３が切り欠かれており、さらに、磁気テープに対する当たりを確保するために、該トラック幅規制溝１３、２３内に高融点ガラス等の非磁性材が充填されている。
【００２９】また、一方の磁気コア半体ＩＩには、磁気コア半体Ｉと突き合わされる対向面側にデプス長さDpを規制するとともにコイル導体を巻回するコイル巻線孔１６が穿設されている。なお、上記コイル巻線孔１６のフロントギャップ側の端部はＰｄ中間層１７位置とほぼ一致されており、磁気ギャップｇが単結晶フェライト部１２、２２のみに構成されるように設定されている。
【００３０】したがって、この磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体が摺接する側に単結晶フェライト部１２、２２、背面側に多結晶フェライト部１１、２１が配されていることにより、単結晶フェライトの良好な磁気記録特性や耐摩耗特性並びに多結晶フェライトによる摺動ノイズの低減効果が同時に得られる。
【００３１】さらに、前記単結晶フェライト部１２、２２と前記多結晶フェライト部１１、２１の間にＰｄ中間層１７が配設されていることにより、接合界面のうねりに起因する摺動ノイズのバラツキが低減される。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発明に係る接合フェライトによれば、Ｐｄ中間層を介して単結晶フェライト及び多結晶フェライトが接合一体化されているので、前記単結晶フェライトと前記多結晶フェライトの接合界面に乱れ等がなく平坦な接合面が形成され、これによって、例えば磁気ヘッド用コア材料として良好な磁気特性が得られることはもとより、摺動ノイズのバラツキが効果的に抑えられる。
【００３３】また、従来の接合フェライトのように、十分な接合力や良好な接合界面を得るために高温、高圧力等の厳しい処理条件を採用する必要がなく、加工性や生産性の点でも有利である。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｐｄ中間層が形成された単結晶フェライト基板と多結晶フェライト基板の突き合わせ工程を示す概略斜視図である。
【図２】単結晶フェライト基板と多結晶フェライト基板の接合一体化工程を示す概略斜視図である。
【図３】Ｐｄ中間層を配した接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察像を示す模式図である。
【図４】接合磁気ヘッドの一構成例を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】従来の接合フェライトの接合界面の顕微鏡観察像を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ・・・・・ 単結晶フェライト基板
２ ・・・・・ 多結晶フェライト基板
３ ・・・・・ Ｐｄ中間層
４ ・・・・・ 接合フェライト
【特許請求の範囲】
【請求項１】 単結晶フェライトと多結晶フェライトとがＰｄ中間層を介して接合一体化されていることを特徴とする接合フェライト。
【請求項１】 単結晶フェライトと多結晶フェライトとがＰｄ中間層を介して接合一体化されていることを特徴とする接合フェライト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平５−２４３０３５
【公開日】平成５年（１９９３）９月２１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−８０３１９
【出願日】平成４年（１９９２）３月３日
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【公開日】平成５年（１９９３）９月２１日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）３月３日
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
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