薄膜复合磁头制造技术

薄膜复合（ＭＩＧ）的铁氧体磁头有第一和第二铁芯元件（１２，１４），它们有相对的面（１２Ａ，１４Ａ），和在相对面之间产生不可磁化缝隙的材料（３０）。至少在相对面中的一个和产生不可磁化缝隙的材料之间装设一层很薄的难熔金属的屏蔽层（２２，２６），和一层高磁矩材料。每个屏蔽层是由钨或钽构成，每个高磁矩材料层是由三达斯特（铁硅铝磁合金）组成。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与薄膜复合(metal-in-gap)(MIG)的铁氧体磁头有关。高矫顽力磁介质的出现已引起薄膜复合(MIG)铁氧体磁头的更新。在MIG铁氧体磁头中，在铁芯后沿面镀上一层高磁矩材料以改进写录特性和获得较高的线性记录密度。通过在一个或两个铁芯面镀上一层高磁矩的材料可改进写入特性。在一典型的结构中，铁氧体芯由锰-锌铁氧体制成，镀在铁芯面上的高磁矩材料是称为三达斯特(Senolust)(商标)的铁-硅-铝基合金。已经发现，MIG磁头会产生所谓的“次生电脉冲”，它似乎是在铁氧体与金属的介面位置产生。这样认为是由于在金属(例如三达斯特)和铁氧体(例如锰-锌铁氧体)之间的化学反应会在铁氧体和有高磁矩的金属之间产生磁的不反应层(即“次级缝隙”或“假缝隙”)。在温哥华召开的国际磁学协会磁和磁性材料会议的论文集EE-11页(1988)，卡基华拉(Kajiwara)等写的“薄膜复合磁缝隙中金属/铁氧体介面层的俄歇(Auger)频谱分析”文章，指述当金属是三达斯特时明显地产生次生脉冲的反应层是由Al2O3和SiO2组成。另外卡基华拉等人还发现利用高磁矩的另一种金属(铁-镓-硅-钌合金)代替三达斯特得到由Ga2O3和SiO2组成的反应层。为减小次生脉冲现象，卡基华拉等人建议在铁氧体和金属之间应用一薄层二氧化硅或氮氧化硅的屏蔽层，据卡基华拉等人报告，这样的屏蔽层减少在金属和锰-锌铁氧体之间的反应。当金属是铁-镓-硅-钌合金时比金属为三达斯特，屏蔽层似乎更有效。西兰(Sillen)等人在题目为“坡莫合金(Permalloy)/三达斯特薄膜复合(MIG)磁头”的论文和美国专利4，764，832号中也讨论了MIG磁头里次生缝隙的问题，此论文发表在电机和电子工程师学会(IEEE)磁性学报24卷第2册1802至1804页(1988)。在这两篇参考文章中提出的解决办法是在铁氧体芯面和三达斯特层之间镀一层坡莫合金(商标)(镍铁)，厚度为50至20000埃。美国专利第4，704，788号讨论了在铁氧体芯和MIG磁头的三达斯特层之间介面的假缝隙问题。专利提供的制备方法包括在镀三达斯特层之前在铁氧体上涂一薄的粘结层。但专利未公开薄粘结层的组成。美国专利4，670，807号也公开了MIG磁头，并指出在每个铁氧体芯和对应的三达斯特层之间有一过渡区。该专利建议改变三达斯特层的相对厚度以便获得更好的频率响应。它还建议由玻璃或钛组成的过渡区用于将铁氧体芯和三达斯特层更好地接合。美国专利4，742，412号和4，768，118号都描述了MIG磁头，在三达斯特层与后铁氧体芯之间有薄的铬层或钛层。此薄层厚度为200到500埃。为改善MIG磁头，需要不断地提出比现有技术更好的方法来抑制次生脉冲现象。按照本专利技术的一个方面，提供包括铁氧体磁芯的磁头，磁芯有第一和第二磁芯元件，该第一和第二磁芯元件有相对的面，其间有产生不可磁化缝隙的材料和至少一层高磁矩材料，其特征是在相对的各个面和至少一层高磁矩材料之间有一薄层难熔金属的屏蔽层。按照本专利技术的另一方面，提供的磁头包括有第一面的第一铁氧体磁芯元件，有第二面的第二铁氧体磁芯元件，第二面与第一面相对并间隔一定距离，特征是第一面上镀有厚度约为50埃到150埃的难熔金属第一屏蔽层，在第一屏蔽层上镀有第一高磁矩材料层，在第一高磁矩材料层和第二面之间放有不可磁化缝隙材料。按照本专利技术的又一方面，提供包括铁氧体磁芯的磁头，该铁氧体磁芯有第一和第二铁芯元件，它们有相互面对的第一和第二面，第一面上有第一高磁矩材料的镀层，在第一和第二面之间有不可磁化缝隙，特征是在第一面和第一高磁矩材料层之间形成第一金属扩散屏蔽层，它由金属钨和钽构成。因此本专利技术提供改良的MIG磁头，其中在至少一个铁氧体芯面和高磁矩金属材料层(象三达斯特)之间形成薄的难熔金属屏蔽层(象钨或钽)。钨和钽都能形成厚度极薄的连续膜，在铁氧体和高磁矩材料之间构成有效的扩散屏蔽层。此扩散屏蔽层抑制反应层的生成，在通常的MIG磁头里，该反应层在铁氧体和三达斯特介面上产生次生脉冲现象。参考附图并结合实例进一步描述本专利技术，其中附图说明图1是按照本专利技术MIG磁头的侧视图;图2是图1的MIG磁头放大的局部视图，显示缝隙区;图3是按照本专利技术另一实施方案的放大的局部视图，其中仅在铁氧体芯的一个面上镀有高磁矩金属材料层和屏蔽层;和图4是显示要分析样品的层结构图，应用俄歇电子频谱法评定屏蔽层的有效性。首先参考图1，薄膜复合(MIG)的磁头10包括I形铁氧体元件12和C形铁氧体元件14，它们连结在一起形成带有缠绕孔16和转换器缝隙区18的转换头。如图所示线圈20缠绕在C形铁氧体元件部分。在图2中更详细地显示磁头10的缝隙区18。I形铁芯元件12的面12A上覆盖薄的屏蔽层22。象三达斯特的高顺磁性材料薄层24镀在屏蔽层22上。类似地在C形铁氧体元件14的相对面14A上有屏蔽层26将三达斯特层28与面14A分开。在三达斯特层24和28之间形成缝隙氧化层30，它确定磁头10的主缝隙。屏蔽层22和26的用途是提供扩散屏障以阻止在铁氧体元件12和三达斯特层24之间的介面及在铁氧体元件14和三达斯特层28之间的介面上形成反应层。在上面提到的卡基华拉等人和西兰等人的论文和美国专利4，764，832号中已提到，在通常的MIG磁头里在铁氧体芯和三达斯特层之间介面处非磁性反应层的形成建立产生次生脉冲的次级缝隙。次生脉冲现象降低通常MIG磁头的总性能。在本专利技术中，用有高熔点的难熔金属钨和钽形成屏蔽层22和26。钨和钽形成厚度极薄(约50埃薄)的连续膜。这两种金属都有高熔点和在MIG磁头典型加工温度范围(0°到900℃)内不发生相变化。按照本专利技术，屏蔽层22和26的厚度约为50到150埃，最好厚度约为100埃。已经发现这可有效地大大减少次生脉冲现象。图3显示按照本专利技术磁头的另一实施方案，它一般与图1和2的实施方案类似，并且相同的元件用相同的参考数字标记。图3的磁头与图1和2所示磁头的不同之处在于仅有一个三达斯特层24，用屏蔽层22将它与铁芯面12A分开。缝隙氧化层30把三达斯特层24与C形铁芯元件14的芯面14A分开。屏蔽层22由难熔金属(例如钨或钽)组成，厚度约为50到100埃。为证明钨和钽屏蔽层的有效性，用俄歇电子频谱测定法进行试验。这些实验测定不同材料的屏蔽层对锰-锌铁氧体基片的组件和三达斯特层之间相互作用的影响。如图4表明，在锰-锌基片42的表面上镀屏蔽层40。然后在屏蔽层40上镀一层三达斯特。在这些试验中，应用溅镀技术在无应力条件下镀上屏蔽层40和三达斯特层44。屏蔽层40所用材料包括钨、钽和坡莫合金。试验中所用钨和钽的屏蔽层厚度为100埃。试验所用坡莫合金屏蔽层厚250埃。三达斯特层44的组成是83%铁，11%硅和6%铝，三达斯特层44的厚度约300埃。图4所示形式的样品经受2小时温度为650℃的热处理。然后对样品进行俄歇电子频谱测定。应用俄歇电子频谱法分析包括镀层逐渐地溅射并分析它们以确定存在的原子类。当在650℃温度热处理2小时以后，100埃厚的钨屏蔽层和100埃厚的钽屏蔽层都能抑制在三达斯特与铁氧体介面处铝氧化物的生成。相反，250埃厚的坡莫合金(镍铁)屏蔽层不能充分地阻止在介面铝氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头包括有第一和第二铁芯元件（１２，１４）的铁氧磁芯（１０），第一和第二铁芯元件有相对的面（１２Ａ，１４Ａ），其间有产生不可磁化缝隙的材料（３０）和至少一层高磁矩的材料（２４，２８），其特征是在各个相对面之间有一薄层难熔金属的屏蔽层（２２，２６）和至少一层高磁矩的材料。

【技术特征摘要】
US 1989-5-31 359,1621.一种磁头包括有第一和第二铁芯元件(12，14)的铁氧磁芯(10)，第一和第二铁芯元件有相对的面(12A，14A)，其间有产生不可磁化缝隙的材料(30)和至少一层高磁矩的材料(24，28)，其特征是在各个相对面之间有一薄层难熔金属的屏蔽层(22，26)和至少一层高磁矩的材料。2.一种磁头包括有第一面(12A)的第一铁芯元件(12)，有第二面(14A)的第二铁芯元件，第二面与第一面相对并间隔一定的距离，其特征是第一面上涂有厚度约为50埃到150埃的难熔金属第一屏蔽层(22)，在第一屏蔽层上镀有第一高磁矩材料层(24)，在第一高磁矩材料层和第二面之间放有不可磁化缝隙材料(30)。3.按照权利要求1的磁头，其特征是在第二面上有厚度约为50埃到150埃的难熔金属第二屏蔽层(26)，在第二屏蔽层上镀有第二高磁矩材料层(28)，在第一和第二高磁矩材料层之间放有不...

【专利技术属性】
技术研发人员：马斯托马斯拉斯克，利莱利兰朗沃思，
申请(专利权)人：西加特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]