DE3731283A1

DE3731283A1 - Schwimmender magnetkopf und herstellungsverfahren dafuer

Info

Publication number: DE3731283A1
Application number: DE19873731283
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Kumasaka; Shigekazu Otomo; Takeo Yamashita; Noritoshi Saito; Yokuo Saitoh; Hiroshi Sakurai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1988-04-07
Also published as: DE3731283C2; JPS6374115A; JPH0770036B2; US4851942A

Description

Die Erfindung betrifft einen schwimmenden Magnetkopf zur Verwendung in einem externen Speicher, insbesondere für hohe Aufzeichnungs- und Wiedergabedichte.

Beispiele für konventionelle schwimmende Magnetköpfe, die in einer Magnetplattenvorrichtung verwendet werden, sind in den Fig. 13a, 13b, 14a und 14b gezeigt. Dabei sind die Fig. 13a und 14a Perspektivansichten der schwimmenden Magnet köpfe, während die Fig. 13b und 14b größere Ansichten des wesentlichen Teils der Kerne der jeweiligen Magnetköpfe sind.

Fig. 13a zeigt den schwimmenden Magnetkopf, der bereits in der Praxis eingesetzt wurde und als "Verbundkopf" 10 be zeichnet wird. Dieser schwimmende Magnetkopf 10 besteht aus einem schwimmenden Element 11 aus einem nichtmagnetischen Werkstoff sowie einem Magnetkern 12 aus einem Ferrit hoher magnetischer Leitfähigkeit bzw. Permeabilität. Der Magnet kern 12 umfaßt eine Wicklung 14 und einen Übertragungsspalt 15.

Bei diesem schwimmenden Magnetkopf werden das schwimmende Element 11 und der Magnetkern 12 getrennt gefertigt, am Endabschnitt einer Luftlagerleiste 13 des schwimmenden Elements 11 wird ein Kanal 23 ausgebildet, und der Magnet kern 12 wird in diesen Kanal eingesetzt und mittels Kunst harz oder Glas darin befestigt.

Fig. 14a ist eine Perspektivansicht eines weiteren schwim menden Magnetkopfs 25, der in der offengelegten JP-Patent schrift Nr. 80 519/1986 beschrieben ist.

Dieser schwimmende Magnetkopf 25 besteht aus zwei Magnet kernhälften bzw. Halbkernen 16, 17, einem Übertragungsspalt 18, einer Wicklung 19 etc. Der schwimmende Magnetkopf 25 wird hergestellt, indem die beiden Halbkerne 16 und 17 über ein nichtmagnetisches Element, das den Ubertragungsspalt 18 bildet, aneinandergefügt und miteinander verbunden wer den. Dabei ist der Halbkern 17 so ausgebildet, daß er auch als schwimmendes Element dient. In dem Halbkern 16 ist ein Magnetelement 20 zwischen zwei schmalen Stützplatten 21 a, 21 b aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet. Das Magnet element 20 besteht aus einem weichmagnetischen Werkstoff, z. B. einer Fe-Al-Si-Legierung, einem Permalloy oder einer amorphen Legierung, und ist auf wenigstens einer der Stütz platten 21 b, 21 b mit einem Dünnschichtverfahren ausgebil det. Bei dem Halbkern 16 ist die Stützplatte 21 a, auf der der Magnetfilm gebildet ist, mit der anderen Stützplatte 21 b unter Einsatz eines niedrigschmelzenden Glases verbun den.

Der andere Halbkern 17 weist ein weichmagnetisches Element 20′ aus dem gleichen Werkstoff wie das Magnetelement 20 auf, das zwischen schwimmenden Elementen 22 a und 22 b ange ordnet und mit einem niedrigschmelzenden Glas damit ver bunden ist.

Die Halbkerne 16 und 17 werden in der vorstehend beschrie benen Weise miteinander verbunden und mit Hilfe des nicht magnetischen Spaltmaterials zu einer Einheit verbunden und bilden den schwimmenden Magnetkopf 25.

Bei diesem schwimmenden Magnetkopf ist der den Magnetkreis bildende Magnetwerkstoff die Fe-Al-Si-Legierung, das Perm alloy oder der amorphe Magnetwerkstoff, und er eignet sich daher als Magnetkopf für das Aufzeichnen mit hoher Dichte.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 13b und 14b werden nachste hend die Probleme erläutert, die bei den obigen konventio nellen schwimmenden Magnetköpfen auftreten.

Zuerst wird bei dem Beispiel von Fig. 13b der Magnetkern 12 in den Kanal 23 eingesetzt, der auf der Luftlagerleiste 13 des schwimmenden Elements 11 ausgebildet ist, und dann mit tels Glas od. dgl. daran befestigt. Deshalb ergeben sich hier folgende Probleme:

1) Bei dem Arbeitsgang des gesonderten Formens des Magnet kerns 12 und des Einsetzens und Befestigens desselben in dem Kanal 23 des schwimmenden Elements 11 tritt ein Lage fehler des Mangetkerns auf und hat eine Verminderung der Produktionsmenge zur Folge.
2) Da die Spalttiefe des Magnetkerns 12 im Inneren des schwimmenden Elements 11 liegt, muß bei der Ausbildung der Spalttiefe ein Bezugspegel gesondert vorgesehen sein, und eine zufriedenstellende Bearbeitungsgenauigkeit kann nicht erhalten werden.
3) Bei der Herstellung des schwimmenden Magnetkopfs gibt es zwei Verbindungsstellen, an denen eine Verbindung mit tels Glas od. dgl. herzustellen ist. Z. B. wird der Magnet kern 12, der mittels Glas bei der Bildung des Übertragungs spalts 15 zusammengefügt wird, mittels Glas festgelegt, wenn er an dem schwimmenden Element 11 angeordnet und daran befestigt wird. Wenn zwei solche Glasverbindungsstellen bestehen, muß das zum Befestigen des Magnetkerns an dem schwimmenden Teil verwendete Glas einen niedrigeren Erwei chungspunkt als das Glas haben, das zum Zusammenfügen des Ubertragungsspalts des Magnetkerns verwendet wird, da sonst das Glas zum Verbinden des Magnetkerns erweicht, wenn der Magnetkern 12 an dem schwimmenden Element 11 befestigt wird, so daß ein Ablösen erfolgt. Daher muß das zum Fügen des Magnetkerns verwendete Glas einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, so daß es zumindest nicht durch die Erwärmungs temperatur beim Befestigen des schwimmenden Elements er weicht wird.

Aus diesen Gründen ist der Auswahlbereich an Gläsern be grenzt, und die Produktion muß innerhalb begrenzter Tempe raturtoleranzen erfolgen. Somit treten die Probleme einer geringeren Glasfestigkeit sowie von Gaseinschlüssen im Glas auf.

Bei dem in Fig. 14a gezeigten weiteren schwimmenden Magnet kopf 25 sind zwei Halbkerne 16 und 17 zu einer Einheit mit einander verbunden über den Übertragungsspalt 18 gemäß Fig. 14b (diese Figur ist eine größere Perspektivansicht des wesentlichen Teils). In dem Halbkern 17 ist das den Magnetkreis bildende Magnetelement 20′ zwischen den schwim menden Elementen 22 a und 22 b angeordnet und mit beiden Oberflächen über einen Glasfilm verbunden. In Fig. 14b ist das Magnetelement 20′ z. B. auf dem schwimmenden Element 22 a gebildet, und das andere schwimmende Element 22 b ist mit der Verbindungsfläche 24 durch den Glasfilm verbunden unter Bildung des Halbkerns 17.

Bei dem anderen Halbkern 16 wird das Magnetelement 20 auf der Stützplatte 21 a gebildet, und die andere Stützplatte 21 b wird damit über den Glasfilm verbunden. Anschließend werden die Halbkerne 16 und 17 über den Übertragungsspalt 18 miteinander verbunden unter Bildung des schwimmenden Magnetkopfs.

Der so aufgebaute schwimmende Magnetkopf ist mit folgenden Problemen behaftet.

1) Bei diesem schwimmenden Magnetkopf gibt es ebenso wie bei dem bekannten Beispiel nach den Fig. 13a und 13b meh rere Stellen, an denen eine Verbindung mittels Glas od. dgl. zu erfolgen hat. D. h. also, daß das schwimmende Ele ment 22 b mit dem einen Halbkern 17 nach Ausbildung des Ma gnetfilms 20 auf dem schwimmenden Element 22 a verbunden wird. Der andere Halbkern 16 wird mit der anderen Stütz platte 21 b verbunden, nachdem der Magnetfilm 20 auf der Stützplatte 21 a ausgebildet ist. Ferner werden die Halb kerne 17 und 16 über den Übertragungsspalt 18 miteinander verbunden unter Bildung des schwimmenden Magnetkopfs.
Wenn es viele Verbindungsstellen gibt, tritt ein Lagefehler beim Verbindungsschritt auf, und während der Bearbeitung gibt es Bruch, wodurch die Produktionsrate verringert wird.
2) Wenn ein metallischer Magnetwerkstoff mit hoher Sätti gungsflußdichte als Magnetwerkstoff eingesetzt wird, tritt während der maschinellen Bearbeitung ein Ablösen auf, weil die Haftfestigkeit zwischen dem Metall und dem Glas gering ist.

Als Stand der Technik werden benannt:

1) US-PS 38 23 416 und
2) offengelegte JP-Patentschrift Nr. 1 39 118/1984.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines schwim menden Magnetkopfs und eines Herstellungsverfahrens dafür, wobei die vorstehend genannten Probleme beseitigt werden und die Produktion in einfacher Weise und mit hoher Zuver lässigkeit erfolgen kann.

Bei einem schwimmenden Magnetkopf, bei dem ein Magnetkern auf wenigstens einer Luftlagerleiste eines schwimmenden Elements, das auf einem Luftstrom über einer Magnetplatte schwimmt, angeordnet ist, wird die oben genannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Magnetkern in einen Einbettungskanal eingebettet ist, der auf der äußeren Seitenfläche wenigstens einer Luftlagerleiste im wesent lichen rechtwinklig zu einer Fläche, die einem magnetischen Aufzeichnungsträger gegenübersteht, ausgebildet ist. Zum Erhalt eines Magnetkopfs für hohe Aufzeichnungsdichten ist es vorteilhafter, einen Weichmagnetwerkstoff mit hoher Sättigungsflußdichte anstatt eines Ferrits mit hoher Perme abilität zu verwenden. Ein Übertragungsspalt ist auf einer Teilungsfläche ausgebildet, die mit dem Einbettungskanal parallel (d. h. senkrecht zur Oberseite der Luftlagerleiste oder der dem magnetischen Aufzeichnungsträger gegenüber stehenden Oberfläche der Luftlagerleiste) und im wesent lichen senkrecht zu der Laufrichtung des magnetischen Auf zeichnungsträgers verläuft. Der Rand des Magnetkerns in Bewegungsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers, gesehen von der Seite der dem Aufzeichnungsträger gegen überstehenden Fläche, ist bevorzugt nichtparallel mit dem Übertragungsspalt angeordnet.

Im allgemeinen hat der Kern eine Dicke zwischen 10 und 50 µm (z. B. c in Fig. 1), der Kernkanal hat eine Tiefe von 30-100 um (z. B. d in Fig. 5a), und die Luftlagerleiste hat eine Breite von 0,4-0,8 mm (z. B. T in den Fig. 1 und 3), aber diese Werte stellen keine spezielle Einschränkung dar. Der Boden des Einbettungskanals verläuft in Querrichtung stärker nach außen als die Mitte der Luftlagerleiste. Wenn der Einbettungskanal tief gemacht und sein Boden mehr nach innen als die Mitte der Luftlagerleiste positioniert ist, ist der Kanal an der Luftlagerleiste tief, so daß die Schwimmhöhe instabil wird.

Im allgemeinen beträgt der Abstand zwischen dem Magnetkern und der hinteren Endfläche der Luftlagerleiste (z. B. l′ in Fig. 5) 0,05-0,2 mm. Wenn der Abstand zu gering ist, nimmt die Festigkeit am hinteren Randabschnitt der Luftlager leiste ab, und wenn er zu groß ist, kann eine ausreichende Kernbreite nicht gewährleistet werden.

Der Übertragungsspalt liegt normalerweise nahe der Mitte des Magnetkerns in Laufrichtung des magnetischen Aufzeich nungsträgers, und die Breite des Magnetkerns in Laufrich tung des Aufzeichnungsträgers (z. B. b in Fig. 1) beträgt im allgemeinen 1,5-3 mm. Diese Werte stellen jedoch keine Einschränkung dar.

Auf dem schwimmenden Element ist ein 0,3 mm tiefer Lüf tungsschlitz in bekannter Weise gebildet. Um ein Wicklungs fenster, das an der Luftlagerleiste angeordnet ist, durch den Magnetkern hindurch freizulegen, ist an der Rückfläche des schwimmenden Elements ein Kanal derart ausgebildet, daß die Luftlagerleiste verbleibt. Selbstverständlich ist eine Spulenwicklung vorgesehen.

Die bei der Erfindung zu verwendenden Magnetkernwerkstoffe sind kristalline Legierungen, z. B. Fe-Al-Si-Legierungen ("Sendust"-Legierungen) und Ni-Fe-Legierungen bzw. Perm alloys, sowie amorphe Legierungen wie Co-Nb-Zr, Co-Ta-Zr u. dgl. Der Magnetkern wird mit bekannten Dünnschichtverfahren wie Kathodenzerstäubung, Vakuumaufdampfen etc. hergestellt. Als Werkstoffe für das schwimmende Element werden Keramik werkstoffe wie aluminiumhaltiges Titancarbid, Calcium titanat, Zirkoniumdioxid, Bariumtitanat etc. oder kristal lisiertes Glas verwendet, die sehr gute Abriebfestigkeit gegenüber dem Aufzeichnungsträger aufweisen.

Der schwimmende Magnetkopf gemäß der Erfindung wird nach dem folgenden Verfahren hergestellt:

In Schritt (a) wird ein viereckiger nichtmagnetischer Block als das schwimmende Element bereitgestellt, und an der Seitenfläche des schwimmende Magnetkopfs wird der Einbet tungskanal für den Magnetkern ausgebildet.

In Schritt (b) wird der als Magnetkern dienende Magnetwerk stoff auf den in Schritt (a) gebildeten Einbettungskanal mittels eines bekannten Dünnschichtverfahrens, z. B. Katho denzerstäubung oder Aufdampfen im Vakuum, aufgebracht.

In Schritt (c) werden überflüssige Teile der in Schritt (b) gebildeten Magnetschicht entfernt.

In Schritt (d) wird der in Schritt (c) erhaltene Block in Richtung der Schichtdicke an demjenigen Abschnitt, der im wesentlichen das Zentrum der Magnetschicht wird, geteilt unter Bildung von zwei Halbkernblöcken. Da die durchtrennte und geteilte Fläche eine einen Übertragungsspalt bildende Fläche ist, wird an dieser Fläche ein Läppvorgang durch geführt.

In Schritt (e) wird ein Kanal für eine Spulenwicklung an wenigstens einer der den Übertragungsspalt bildenden Flä chen der beiden in Schritt (d) erhaltenen Halbkerne gebil det, und dann wird eine zur Bildung des Übertragungsspalts erforderliche nichtmagnetische Schicht aufgebracht.

In Schritt (f) werden die den Übertragungsspalt bildenden Flächen der beiden Halbkerne so aneinandergefügt, daß ihre Magnetschichten, die als Magnetkerne dienen sollen, in gegenseitigen Kontakt gebracht werden, und durch Pressen und Erwärmen miteinander zu einer Einheit verbunden.

In Schritt (g) wird der in Schritt (f) erhaltene Magnet kernblock, der eine Mehrzahl Magnetkerne liefert, zertrennt und in mehrere einzelne Magnetkernblöcke unterteilt.

In Schritt (h) wird auf der Oberfläche des Magnetkern blocks, die dem Aufzeichnungsträger zugewandt ist, ein Lüftungsschlitz derart ausgebildet, daß eine vorbestimmte Luftlagerleiste verbleibt.

In Schritt (i) wird an der einem der Halbkerne zugewandten anderen Magnetkernhälfte, die als schwimmendes Element die nen soll, ein Kanal durch den Übertragungsspalt ausgebil det, so daß in Verbindung mit Schritt (h) ein Wicklungs fenster freigelegt wird.

Außerdem werden weitere Schritte durchgeführt, etwa die Bildung einer Schräge an einem vorbestimmten Abschnitt der Luftlagerleiste, eine Spule wird auf das Spulenwicklungs fenster gewickelt, und der schwimmende Magnetkopf wird fer tiggestellt.

Der schwimmende Magnetkopf gemäß der Erfindung weist fol gende Vorteile auf.

Da der Magnetkern an der Seitenfläche des schwimmenden Elements liegt und in den Einbettungskanal eingebettet ist, liegt die Verbindungsstelle nur an dem den Übertragungs spalt bildenden Teil, und die Auswahl einer zur Verbindung dienenden Glasmasse wird somit vereinfacht. Dies ist be sonders dann vorteilhaft, wenn der Mangetkopf bei einer Temperatur unter der Kristallisationstemperatur hergestellt werden muß, z. B. wenn der Magnetkern ein amorpher Magnet werkstoff ist. Da der Magnetkern in den Einbettungskanal des schwimmenden Elements eingebettet ist, stellen sich Ablösungsprobleme bei dieser Konstruktion nicht ein, und die Produktionsrate ist hoch.

Da der Magnetkern an der Seitenfläche des schwimmenden Elements liegt, kann die Tiefe des Übertragungsspalts direkt beobachtet und gemessen werden, und die Bearbeitung kann mit hoher Maßgenauigkeit erfolgen.

Da die Hinterkante des Magnetkerns derart geneigt ist, daß sie nichtparallel zum Übertragungsspalt ist, werden keine nachteiligen Einflüsse des Kontureffekts (der Wiedergabe funktion am Rand des Magnetkerns) ausgeübt.

Der schwimmende Magnetkopf gemäß der Erfindung eignet sich für die Aufzeichnung mit hoher Informationsdichte, weil der Magnetkern aus einem weichmagnetischen Werkstoff mit hoher Sättigungsflußdichte besteht. Da der Magnetkern sehr kom pakt ausgebildet werden kann, kann ein Magnetkopf mit geringer Induktivität, jedoch hohem Wirkungsgrad erhalten werden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs;

Fig. 2 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausfüh rungsform des schwimmenden Magnetkopfs;

Fig. 3a und 3b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs;

Fig. 4a und 4b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs;

Fig. 5a bis 5i Perspektiv- und Schnittdarstellungen, die schrittweise das Herstellungsverfahren für den schwimmenden Magnetkopf nach der Erfindung veranschaulichen;

Fig. 6, 7 und 8 Perspektivansichten, die Magnetkopfblöcke einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen;

Fig. 9 eine vergrößerte Perspektivansicht des Magnet kerns, der aus dem Magnetkernblock von Fig. 7 hergestellt wurde;

Fig. 10 eine vergrößerte Perspektivansicht des Magnet kerns, der aus dem Magnetkernblock von Fig. 8 hergestellt wurde;

Fig. 11 eine vergrößerte Perspektivansicht des Magnet kerns eines Schmalspurmagnetkopfs nach der Erfindung;

Fig. 12 eine vergrößerte Perspektivansicht des Magnet kerns eines weiteren Schmalspurmagnetkopfs nach der Erfindung;

Fig. 13a und 13b eine Perspektivansicht bzw. eine vergrößerte Perspektivansicht von wesentlichen Teilen eines konventionellen schwimmenden Magnet kopfs; und

Fig. 14a und 14b eine Perspektivansicht bzw. eine vergrößerte Perspektivansicht von wesentlichen Teilen eines weiteren bekannten schwimmenden Magnet kopfs.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs. Dabei sind ein schwimmender Magnetkopf 30 und ein auf einer Magnetplatte schwimmendes Element 31 gezeigt. Ferner sind eine Luftlagerleiste 32, deren Form die Schwimmhöhe bestimmt, sowie ein Lüftungsschlitz 32′ und Magnetkerne 33 und 33′ vorgesehen. Einbettungskanäle sind an den Seitenflächen des schwimmenden Elements 31 derart ausgebildet, daß die Magnetkerne 33 und 33′ darin einge bettet sind, und in den Kanälen ist mittels Dünnschicht verfahren ein weichmagnetischer Werkstoff niedergeschlagen. Es sind Wicklungsfenster 35 und 35′ vorgesehen. Nachdem der weichmagnetische Werkstoff, der als Magnetkern dient, auf dem schwimmenden Element 31 ausgebildet ist, werden die Halbkerne 37 a, 38 a und die anderen Halbkerne 37 b, 38 b ge sondert von dem schwimmenden Element 31 gebildet, wie noch im einzelnen erläutert wird. 34 und 34′ sind Übertragungs spalte. Nachdem die gegenüberstehenden Flächen der jeweili gen Halbkerne, die durchschnitten und getrennt sind, ge läppt sind, wird das Wicklungsfenster ausgebildet, und dann werden die Halbkerne miteinander zu einer Einheit verbun den, und zwar mit Glas od. dgl. über ein nichtmagnetisches Spaltelement. 36 und 36′ sind Spulen.

Bei dieser Ausführungsform beträgt die Höhe a des Kerns 1,6 mm, seine Breite b 2 mm und seine Dicke 10-50 µm. Die Breite T der Luftlagerleiste liegt zwischen 0,4 und 0,8 mm, die Breite W des Magnetkopfs beträgt 3,2 mm, seine Länge W′ beträgt 4,0 mm, und die Tiefe des Lüftungsschlitzes 32′ beträgt 0,3 mm.

Fig. 3a ist eine Draufsicht auf diese Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs, gesehen von der Seite eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, und Fig. 3b ist die Sei tenansicht des Magnetkopfs.

Nach den Fig. 3a und 3b ist der Lüftungsschlitz 32′ für den Auftrieb auf dem schwimmenden Element 31 derart ausgebil det, daß nur die Luftlagerleiste 32 verbleibt. Eine Schräg fläche 39 dient als Lufteinströmabschnitt und hat einen Neigungswinkel R ₁ von 0,7°.

Eine Schrägfläche 40 an der Magnetkernseite ist so ausge bildet, daß der Übertragungsspalt 34 des Magnetkerns mög lichst nahe an die Magnetplatte gebracht werden kann, und ihr Neigungswinkel R ₂ beträgt 20°. Eine Aussparung 41 im oberen Teil des schwimmenden Elements dient dem Einbau eines Magnetkopfarms.

Die Spurbreite Tw des Magnetkopfkerns kann gleichzeitig mit der Breite T der Luftlagerleiste 32 durch maschinelles Bearbeiten hergestellt werden. Das Verbinden des Magnet spalts 34 erfolgt im Inneren 42 des Wicklungsfensters 35. Dabei kann zur Verstärkung auch Glas oder ein Kunstharz in eine Schutznut 42′ eingebracht werden.

Da der Magnetkern an der Seitenfläche des schwimmenden Ele ments angeordnet ist, kann die Spalttiefe gd maschinell bearbeitet werden unter gleichzeitiger Beobachtung von der Seitenfläche her.

Ausführungsform 2

Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsform des schwimmenden Magnetkopfs. In den Fig. 2-4b sind für gleiche Teile wie in Fig. 1 dieselben Bezugszeichen verwendet.

Der Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber Fig. 1 liegt im Wicklungsfenster. In Fig. 2 sind die Wicklungs fenster 35 und 35′ auf der Seite des schwimmenden Elements ausgebildet.

Wenn die Wicklungsfenster auf der Seite der Halbkerne 37 b, 38 b ausgebildet werden, kann ein Problem infolge einer Ver werfung des Substrats auftreten. In einem solchen Fall können die Wicklungsfenster auf der Seite des schwimmenden Elements ausgebildet werden, dessen Substrat ausreichende Dicke hat.

Ausführungsform 3

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4a und 4b ist ein Weichmagnetelement mit einer Spurbreite Tw in den Kanal des schwimmenden Elements eingebettet, und ein nichtmagneti sches Material 43 ist in den restlichen Kanal gepackt. Bei dieser Ausführungsform kann die Spurbreite durch die Dicke des Magnetelements eingestellt werden. Da die Spurbreite nur an der Oberfläche der Luftlagerleiste 32 liegt, sind nachteilige Einflüsse von unerwünschtem Streufluß an den übrigen Stellen klein.

Ausführungsform 4

Nachstehend wird das Herstellungsverfahren des schwimmenden Magnetkopfs beispielsweise erläutert.

Die Fig. 5a-5i veranschaulichen den Produktionsablauf dieser Ausführungsform.

Das Verfahren wird in Einzelschritten erläutert, wobei z. B. die Verfahrensschritte entsprechend den Fig. 5a und 5b mit Schritt (a) bzw. Schritt (b) bezeichnet werden.

Schritt (a) ist in Fig. 5a dargestellt, wo ein Einbettungs kanal 52 zur Bildung des Magnetkerns an der Seitenfläche 51 eines nichtmagnetischen Blocks 50, der als schwimmendes Element dienen soll, angeordnet ist. Dabei besteht der nichtmagnetische Block 50 aus Zirkoniumdioxid. Die Kanal tiefe d beträgt 50 µm, die Kanalbreite l beträgt 3 mm, und der Winkel R beträgt 45°.

Wie bereits erläutert, definiert dieser Winkel R die Form des Einbettungskanals, so daß der Randabschnitt des Magnet kerns nicht parallel zum Luftspalt verläuft und dadurch der Kontureffekt unterdrückt wird. Der bevorzugte Bereich dieses Winkels R bei der erläuterten Ausführungsform liegt zwischen 30° und 70°. Wenn der Winkel R kleiner als 30° ist, wird die maschinelle Bearbeitung schwierig, und wenn er größer als 70° ist, verschlechtern sich die Eigen schaften der auf der Schräge gebildeten Magnetschicht.

Der Abstand l′ zwischen dem Kerneinbettungskanal 52 und der Seitenfläche des nichtmagnetischen Blocks beträgt 0,1 mm.

Schritt (b) ist mittels der Schnittdarstellung von Fig. 5b verdeutlicht. In diesem Schritt wird eine Magnetschicht 53 einer höheren Sättigungsflußdichte als derjenigen von Ferrit in dem Einbettungskanal 52 durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen.

Bei dieser Ausführungsform wird als Magnetwerkstoff eine amorphe Co-Nb-Zr-Legierung verwendet, die eine Sättigungs flußdichte von 10 kG hat.

Die Magnetschicht kann auch mittels anderer Verfahren, z. B. durch Vakuumaufdampfen, Ionenplattierung, CVD-Ver fahren, Plattierung u. dgl., aufgebracht werden. Außer der vorgenannten Legierung kann auch eine Fe-Al-Si-Legierung (Sendust-Legierung), eine Ni-Fe-Legierung (Permalloy) oder ein Fe-System als Werkstoff mit hoher Sättigungsflußdichte eingesetzt werden. Auch aus einem Co-System bestehende Werkstoffe können als amorphe Legierung verwendet werden, z. B. Co-Ta-Zr, Co-W-Zr, Co-Mo-Zr u. dgl.

Die Magnetschicht kann eine Mehrlagenschicht sein, die durch abwechselndes Aufeinanderschichten einer bzw. mehre rer nichtmagnetischer Zwischenschichten und einer bzw. mehrerer magnetischer Schichten gebildet ist, um dadurch die HF-Eigenschaften zu verbessern.

In Schritt (c) werden überflüssige Teile der Magnetschicht 53 des in Schritt (b) erhaltenen Blocks entfernt. Diese können durch Abschleifen, Polieren od. dgl. entfernt wer den.

In Schritt (d) wird der in Schritt (c) erhaltene Block 50 im wesentlichen in der Mitte A-A der Magnetschicht 53 ge teilt, und die Teilungsfläche wird hochglanzpoliert. Auf diese Weise werden zwei Halbkerne 54 und 55 gebildet.

Dabei dient der Halbkern 54 als schwimmendes Element, und der andere Halbkern 55 steht dem Übertragungsspalt gegen über; mit 56 ist eine Spaltbegrenzungsfläche bezeichnet.

In Schritt (e) werden mehrere Wicklungskanäle 57 auf wenig stens einer der Spaltbegrenzungsflächen der beiden in Schritt (d) erhaltenen Halbkerne gebildet. Bei dieser Aus führungsform werden die Wicklungskanäle 57 am Halbkern 55 ausgebildet. Dann wird ein nichtmagnetisches Material wie SiO₂, Glas (mit hohem oder niedrigem Schmelzpunkt) od. dgl. mit erwünschter Dicke durch Kathodenzerstäubung auf die Spaltbegrenzungsfläche 56 zur Bildung einer Übertragungs spaltschicht niedergeschlagen.

Bei dieser Ausführungsform ist die Tiefe l ₁ des Kanals 57 0,4 mm, die Breite l ₂ des Kanalbodens beträgt 0,5 mm, sein Winkel ϕ ist 60°, und der Abstand L zwischen den Kanälen beträgt 2 mm. Die Übertragungsspaltschicht besteht aus SiO₂.

In Schritt (f) wird ein Übertragungsspalt 58 durch Zusam menfügen der beiden Halbkerne 54 und 55 in solcher Weise gebildet, daß ihre Magnetschichten miteinander ausgerichtet sind, und die Halbkerne werden miteinander verbunden und zu einer Einheit durch Pressen und Erwärmen unter Ausbildung des Übertragungsspalts 58 geformt. In diesem Fall erfolgt das Verbinden durch verschiedene bekannte Verfahren, z. B. durch Warmpressen, bei dem auf den Übertragungsspaltbegren zungsflächen eine Glasschicht mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet wird, oder durch dichtes Anbringen von Glas 59 an einem Teil des Wicklungsfensters (dieses Verfahren wird im vorliegenden Fall angewandt), oder durch gesondertes Aus bilden von Verbindungskanälen und Verbinden der Halbkerne mit Hilfe von Glas (nicht gezeigt), etc.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ergibt der Block drei Magnetköpfe, und es kann auch ein Block gebaut werden, der eine größere Anzahl Magnetköpfe ergibt.

In Schritt (g) wird ein schwimmender Magnetkopf 60 gebil det, indem der gefügte Block entlang der Linie B-B durch trennt wird. Der Magnetkern 61 dieses Magnetkopfs ist so ausgebildet, daß er in die Seitenfläche des schwimmenden Elements eingebettet ist.

In Schritt (h) wird das schwimmende Element des in Schritt (g) erhaltenen Magnetkopfs gebildet. Auf dem schwimmenden Element wird ein 0,3 mm tiefer Lüftungsschlitz 63 derart ausgebildet, daß eine vorbestimmte Luftlagerleiste 62 ver bleibt.

In Schritt (i) wird an der Seite des Halbkerns 55, die dem als schwimmendes Element dienenden Halbkern 54 zugewandt ist, während der maschinellen Bearbeitung von Schritt (h) ein Kanal 64 derart ausgebildet, daß das Wicklungsfenster 57 freigelegt und damit das Wickeln der Spule ermöglicht wird.

Nach den vorstehend erläuterten Herstellungsschritten fol gen weitere Schritte wie das Abschrägen der Oberkante der Luftlagerleiste und die Ausbildung der Schrägflächen 39 und 40 von Fig. 3, und nach dem Wickeln der Spule wird der schwimmende Magnetkopf gemäß Fig. 1 erhalten. Dabei ist der Magnetkern jedoch nur auf einer Seitenfläche des schwim menden Elements angeordnet.

Ausführungsform 5

Diese Ausführungsform betrifft ein Herstellungsverfahren des schwimmenden Magnetkopfs, bei dem die Halbkerne auf beiden Seitenflächen des schwimmenden Elements angeordnet sind. Fig. 6 zeigt perspektivisch den dabei erzeugten und verwendeten Magnetkernblock.

Der schwimmende Magnetkopf, der auf beiden Seitenflächen des schwimmenden Elements die Halbkerne aufweist und in Fig. 1 gezeigt ist, kann erhalten werden, indem die glei chen Schritte wie bei Ausführungsform 4 ausgeführt werden, wobei jedoch die Magnetschicht 53 in den Kanälen beider Seitenflächen des nichtmagnetischen Blocks 50 niederge schlagen wird.

Ausführungsform 6

Fig. 7 zeigt den Magnetkernblock dieser Ausführungsform. Dabei wird zuerst die Magnetschicht 53 in dem im nichtma gnetischen Block 50 ausgebildeten Einbettungskanal mit einer Dicke niedergeschlagen, die der Spurbreite Tw des Magnetkerns entspricht, und ein nichtmagnetisches Element 65, z. B. Keramik oder Glas, wird auf den verbleibenden Einbettungskanal aufgebracht, um den Magnetkernblock zu bilden.

Bei diesem Verfahren kann die Spurbreite Tw durch die Dicke der Magnetschicht 53 eingestellt werden, und hochgenaue Bearbeitungsschritte zur Ausbildung der Spurbreite können entfallen. Das nichtmagnetische Element 65 dient auch als Verstärkung für die Magnetschicht 53.

Die übrigen Herstellungsschritte entsprechen denjenigen der Ausführungsform 4.

Fig. 9 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung des Magnetkerns, der aus dem Magnetkernblock von Fig. 7 herge stellt ist.

Ausführungsform 7

Diese Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Dabei wer den in dem auf dem nichtmagnetischen Block 50 gebildeten Kanal ein nichtmagnetisches Element 65′, eine Magnetschicht 53 und ein nichtmagnetisches Element 65 in dieser Reihen folge ausgebildet. Die Dicke der Magnetschicht 53 ist gleich der Spurbreite Tw, und diese Schicht ist sandwich artig zwischen den nichtmagnetischen Elementen 65 und 65′ eingeschlossen. Wenn letztere, wie im vorliegenden Fall, aus einem metallischen Werkstoff bestehtn, kann ein magne tischer Abschirmungseffekt erhalten werden, und Streufluß an vom Übertragungsspalt verschiedenen Teilen kann verhin dert werden. Daher hat dieser Magnetkopf einen höheren Wirkungsgrad.

Als die nichtmagnetischen Elemente 65 und 65′ können Metal le wie Cu, Ag, Al, Cr, Ti u. dgl. verwendet werden. Es ist ratsam, das nichtmagnetische Element 65 durch ein Oxid material, z. B. Keramik, zu verstärken.

Die übrigen Herstellungsvorgänge entsprechen denjenigen der Ausführungsform 4.

Fig. 10 zeigt teilweise vergrößert den Magnetkern, der aus dem Magnetkernblock von Fig. 8 hergestellt ist.

Ausführungsform 8

Diese Ausführungsform betrifft einen schwimmenden Schmal spur-Magnetkopf. Fig. 11 zeigt vergrößert den Magnetkern als Hauptteil des schwimmenden Magnetkopfs.

Nach Fig. 11 wird in jedem Halbkern 54, 55 ein nahe dem Übertragungsspalt 58 konvex werdender Kanal ausgebildet, und eine als Magnetkern dienende Magnetschicht 53 wird in dem Kanal durch Kathodenzerstäubung und anschließendes Läppen oder Schleifen gebildet. Auf diese Weise wird eine Konstruktion erhalten, die nahe dem Übertragungsspalt 58 schmaler ist (sog. Konus-Flach-Profil). Selbst wenn bei dieser Ausführungsform die Spurbreite Tw kleiner als 10 µm ist, wird der magnetische Widerstand des Magnetkerns nicht hoch, und es wird ein schwimmender Magnetkopf mit hohem Wirkungsgrad und schmaler Spur erhalten. 65 bezeichnet eine nichtmagnetische Schicht. Auch bei Ausführung der Abschrä gungsschritte für die Luftlagerleiste des Magnetkerns ändert sich die Spurbreite Tw nicht, und die Schutzwirkung für die Magnetschicht 53 wird erhalten.

Die nichtmagnetische Schicht 65 wird durch Kathodenzer stäubung oder Vakuumaufdampfen einer Keramik wie Al₂O₃×SiO₂, Al₂O₃×MgO od. dgl. gebildet. Auch ist es vor teilhaft, zur Verstärkung Glas anzubringen.

Im übrigen gleicht der Aufbau demjenigen der Ausführungs form 4.

Ausführungsform 9

Diese Ausführungsform betrifft einen weiteren schwimmenden Schmalspurmagnetkopf. Fig. 12 zeigt vergrößert den Magnet kern als Hauptteil des schwimmenden Magnetkopfs. Der Grund aufbau dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen Fig. 11. Der Magnetkopf nach Fig. 12 verwendet zwei Werk stoffarten für die Magnetschicht. Dabei ist die Magnet schicht 53′ an dem der Spurbreite Tw entsprechenden Ab schnitt aus einem Magnetwerkstoff, der eine höhere Sätti gungsflußdichte als die andere Magnetschicht 53 hat.

Z. B. besteht die Magnetschicht 53 aus einer amorphen Ma gnetschicht mit einer Sättigungsflußdichte von 8-10 kG, wogegen die Magnetschicht 53′ eine polykristalline Magnet schicht mit einer Sättigungsflußdichte von mindestens 15 kG ist. Bei dieser Konstruktion kann eine magnetische Sätti gung nahe dem Übertragungsspalt auch bei einem hochkoerzi tiven magnetischen Aufzeichnungsträger für Aufzeichnungen mit hoher Informationsdichte vermieden werden. Ferner kann ein schwimmender Magnetkopf mit höherem Wirkungsgrad erhal ten werden, weil die Magnetschicht 53 gleichzeitig als Hilfsmagnetkreis dient.

Der so aufgebaute Magnetkopf kann zu einem Hochleistungs- Magnetkopf gemacht werden, indem als Schicht 53 eine Magnetschicht dient, die leicht auszubilden ist und stabile magnetische Eigenschaften hat, und als Schicht 53′ eine Magnetschicht dient, die nahe dem Übertragungsspalt eine hohe Sättigungsflußdichte aufweist und mit hoher Genauig keit ausgebildet ist.

Im übrigen gleicht die Konstruktion derjenigen der Ausfüh rungsform 8.

Folgende Vorteile und Auswirkungen werden mit dem schwim menden Magnetkopf gemäß den vorstehend erläuterten Ausfüh rungsformen erzielt.

1) Der Magnetkopf eignet sich für Magnetaufzeichnungen mit hoher Aufzeichnungsdichte, weil der Magnetkreis durch einen Magnetwerkstoff gebildet ist, der im Magnetkern hohe Sätti gungsflußdichte aufweist.
2) Die mechanische Festigkeit des Magnetkopfs ist hoch, weil der Magnetkern in den Kanal an der Seitenfläche des schwimmenden Elements eingebettet ist.
3) Da der Mangetkern in den Kanal des schwimmenden Ele ments eingebettet ist, wird nur ein Verbindungsvorgang mit tels Glas od. dgl. erforderlich, so daß das Herstellungs verfahren einfach und für Massenfertigung geeignet ist.
4) Da der Magnetkern mittels Dünnschichtverfahren gebildet wird, kann mit hohem Genauigkeitsgrad eine Mehrlagenschicht gebildet werden, wodurch die HF-Charakteristiken verbessert werden und eine schmale Spurbreite vorgesehen werden kann.

Ferner kann mit der Erfindung in effizienter Weise ein Schmalspurmagnetkopf mit einer Spurbreite von weniger als 10 µm hergestellt werden.

Aufgrund der verschiedenen genannten Vorteile kann der schwimmende Magnetkopf, der aus wenigstens zwei Werkstoff arten zur Bildung des schwimmenden Elements und des Magnet kerns besteht, wirtschaftlich und mit hoher Produktivitäts rate erzeugt werden.

Es ist zu beachten, daß hinsichtlich des schwimmenden Magnetkopfs nach der Erfindung für andere als die beschrie benen Arbeitsvorgänge bekannte Techniken anwendbar sind.

Claims

1. Schwimmender Magnetkopf, bei dem ein Magnetkern auf wenigstens einer Luftlagerleiste eines schwimmenden Ele ments vorgesehen ist, das auf einem Luftstrom über einer Magnetplatte schwimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (z. B. 33) in einen Einbettungskanal eingebettet ist, der auf der äußeren Seitenfläche wenig stens einer der Luftlagerleisten (32) angeordnet ist.

2. Schwimmender Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwimmende Element (z. B. 31) auf seinem äußeren Teil zwei Luftlagerleisten (z. B. 32) aufweist, wobei die Tiefe des Einbettungskanals im wesentlichen der Dicke des Magnetkerns (z. B. 33) entspricht,
daß wenigstens einer von zwei Halbkernen (z. B. 37 a, 38 a, 37 b, 38 b), die durch Teilen des Magnetkerns (z. B. 33) gemeinsam mit dem schwimmenden Element (z. B. 31) entlang einer Teilungsfläche, die zur Oberfläche der Luftlagerlei ste (32) und der Laufrichtung eines magnetischen Aufzeich nungsträgers senkrecht verläuft, erhalten sind, ein Wick lungsfenster (z. B. 35, 35′) aufweist, und
daß die beiden Halbkerne (z. B. 37 a, 38 a, 37 b, 38 b) ein ander an einem nichtmagnetischen Übertragungsspaltelement gegenüberstehen.

3. Schwimmender Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt des Magnetkopfkerns (z. B. 33) zu einem Übertragungsspalt (z. B. 34) nichtparallel verläuft.

4. Schwimmender Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exponierte Teil des Übertragungsspalts (z. B. 34) auf der Seite einer einem magnetischen Aufzeichnungsträger zugewandten Fläche des Magnetkerns (z. B. 33) nur innerhalb der Oberfläche der Luftlagerleiste (z. B. 32) liegt.

5. Schwimmender Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer der Seitenflächen des in den Ein bettungskanal eingebetteten Magnetkerns ein nichtmagneti sches Material (z. B. 43; 65; 65′) vorhanden ist.

6. Schwimmender Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Magnetkerns (54, 55) nahe dem Über tragungsspalt (58) ein der Spurbreite (Tw) entsprechendes Konus-Flach-Profil hat.

7. Verfahren zur Herstellung eines schwimmenden Magnet kopfs, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausbilden eines Kerneinbettungskanals zum Einbetten eines Magnetkerns an einem als schwimmendes Element dienenden viereckigen nichtmagnetischen Block, wobei dieser Teil als die Seitenfläche des schwimmenden Magnetkopfs dienen soll;
b) Niederschlagen eines Magnetwerkstoffs, der als Magnet kern dienen soll, in dem in Schritt (a) gebildeten Ein bettungskanal mittels Dünnschichtverfahren;
c) Entfernen überflüssiger Teile der in Schritt (b) er zeugten magnetischen Dünnschicht;
d) Teilen des in Schritt (c) erhaltenen Blocks an einem Abschnitt, der im wesentlichen der Mitte der magneti schen Dünnschicht entspricht, in Richtung der Schicht dicke unter Bildung von zwei Halbkernblöcken;
e) Ausbilden eines Kanals für eine Spulenwicklung an wenigstens einer der Magnetspaltbegrenzungsflächen der beiden in Schritt (d) erhaltenen Halbkernblöcke und Ausbilden einer nichtmagnetischen Schicht zur Bildung des Übertragungsspalts;
f) Zusammenfügen der Magnetspaltbegrenzungsflächen der beiden Halbkerne in solcher Weise, daß deren als Ma gnetkern dienende Magnetschichten in gegenseitigen Flächenkontakt gebracht werden, und Verbinden und Inte grieren beider Halbkerne miteinander durch Pressen und Erwärmen;
g) Durchschneiden des Magnetkernblocks, der in Schritt (f) erhalten wurde und mehrere Magnetkerne umfaßt, in ein zelne Magnetkernblöcke;
h) Ausbilden eines Lüftungsschlitzes bzw. von Lüftungs schlitzen auf der dem magnetischen Aufzeichnungsträger gegenüberstehenden Oberfläche des Magnetkernblocks in solcher Weise, daß eine vorbestimmte Luftlagerleiste verbleibt; und
i) Ausbilden eines Kanals in einem der Halbkerne, der dem als schwimmendes Element dienenden anderen Halbkern am Übertragungsspalt gegenübersteht, während der maschi nellen Bearbeitung von Schritt (h), zur Freilegung des Wicklungsfensters.