本发明是关于将两个具有磁性薄膜的半磁芯(即I磁芯和C磁芯)按确定的磁隙长度进行面对接而构成的磁头,特别是关于采用Fe-Si-Al合金磁性薄膜等的软磁性薄膜的磁头,这种薄膜适用于高频应用、而且要求高信噪比的高密度记录用的磁头(主要是视频磁头和计算机中用的磁头等)。 图6示出了近年来采用在录像机磁头及计算机中用的磁头等方面应用效果好的Fe-Si-Al合金磁性膜的薄膜叠层型磁头的一个例子。下面简单地说明一下该磁头的构造。
如图6所示,薄膜叠层型磁头1具有由在例如陶瓷这类基板上沉积Fe-Si-Al合金薄膜100而形成的薄膜叠层结构制成的一对半磁芯(即I磁芯2和C磁芯4),I磁芯2和C磁芯4的对接面通过磁隙部分6接合为一体。一般地讲,这时为了使磁通量集中在磁隙部分6处,往往在磁隙部分6的邻近处通过机械加工形成倒角部分,即顶端部分8。同时,为了增强该部分的联接强度,将该部分用顶部玻璃体10填满。在计算机或视频应用的场合,根据需要再进行一定的加工。
以前,在计算机应用的复合型方面使用的磁头1通常按顶端部分8的形状大致分成二类,一类如图7所示,该种磁头的顶端部分地形状是:以规定的磁隙深度(D)的位置为起点,在C磁芯4上以顶端角(α)(通常α=45°)的角度形成倒角部分12,根据需要在I磁芯2上以角度(θ)(通常θ=45°)也形成有倒角部分14(这类磁头以下简称“A型磁头”)。另外一类如图8所示,该种磁头的顶端部分8的形状是:顶端角(α)实质上取为90°,沿顶端部分的长度(T)在C磁芯4上形成倒角部分16和18(这类磁头以下简称“B型磁头”)。
通过图9可理解到,上述构成的A型和B型磁头中,对图8所示的B型磁头来说,由于在倒角部分16和18的接点附近而不是在磁隙部分首先产生磁通量的饱和现象,所以,即使增大磁动势,磁隙处形成的磁场梯度大致也是一定的;而对图7所示的A型磁头来说,由于首先在磁隙部分开始产生磁通量的饱和现象,所以随着磁动势的增大,在磁隙处形成的磁场梯度逐渐下降,产生众所周知的“特性响应跌落”(Roll-off)现象,因此,对A型磁头来说,记录电流增加时,产生重放功率下降的所谓记录减磁方面的问题。
图9中所示的磁场梯度(Oe/μm)与磁动势(AT)的曲线是以漂浮量为0.1μm、转换场强为1600Oe及磁隙深度为4μm计算得到的。其中,磁场梯度指与放置在离磁头的距离仅约为漂浮量的磁介质的转换场强的大小相当的记录磁场的梯度。
另一方面,在磁隙部分读出的重放效率η可定义为:
η= (磁隙长度×磁隙内的磁场强度)/(磁动势(安匝))
从再生效率η的方面对两类磁头进行比较时,从下面的表1可看出,不管磁隙深度(D)是多少,B型磁头与A型磁头比较,均存在重放效率低、重放输出电压不能充分地取出的问题。
从以上所述可知,顶端部分8的形状对磁头1的磁特性有很大的影响。
表1
磁隙深度(D) A型磁头 B型磁头
1μm 84.9% 69.8%
4μm 64.9% 60.1%
10μm 59.1% 56.1%
因此,本发明的目的是提供在记录减磁和重放效率两方面性能兼优的磁头。
概要地说,本发明的磁头是一种将一对半磁芯的对接面通过中间介入一个磁隙部分的方式接合为一体、而且在该磁隙的邻近部分形成一个顶端部分的磁头,其特征是:该顶端部分具有在一个上述半磁芯的一侧形成的第1倒角部分和第2倒角部分,第1倒角部分是从规定的磁隙深度(D)的位置处开始,以第1顶端角(α)的角度沿所确定的顶端长度倒角加工形成,第2倒角部分与第1倒角部分相连接,它以比第1顶端角(α)小的第2顶端角(β)倒角加工而形成。上述第1倒角部分和第2倒角部分可以直线或曲线的方式形成。此外,上述第1顶端角(α)最好在70°)以上至90°以下的范围内,上述第2顶端角(β)最好在15°以上至70°以下的范围内。
本发明的另一方案如下:上述磁头的顶端部分具有在另一个半磁芯上形成的第3倒角部分,第3倒角部分是从上述磁隙深度(D)之上的位置(D′)处开始,以第3顶端角(θ)倒角加工而形成的。通常,第3顶端角约为45°。
图1是本发明磁头的一个实施例的正视图。
图2是本发明磁头的另一个实施例的局部放大的正视图。
图3是加工本发明磁头的切削刀具的一个示例的正视图。
图4是本发明磁头的又一个实施例的正视图。
图5是本发明磁头的再一个实施例的正视图。
图6是现有技术的磁头的一个例子的斜视图。
图7是现有技术的磁头的一个例子的正视图。
图8是另一例现有技术的磁头的正视图。
图9是本发明的磁头与现有技术的磁头的特性响应跌落曲线。
图10是本发明的磁头中的顶端角(α)的大小与特性响应跌落的关系曲线。
以下将按附图更详细地说明本发明的磁头。
实施例1
图1示出了本发明磁头1的一个实施例。与以往的磁头一样,本发明的磁头也具有一对半磁芯(即I磁芯2和C磁芯4),它们是由在例如陶瓷之类的非磁性基板上沉积Fe-Si-Al合金薄膜而形成的薄膜叠层结构制成的,I磁芯2和C磁芯4的对接面通过中间介入一个磁隙部分6的方式接合为一体。
按照本实施例,与磁隙6邻接、由机械加工形成的倒角部分,即顶端部分8,是通过在C磁芯4上形成第1倒角部分22和第2倒角部分24而完成的。不必在I磁芯2上为形成顶端部分8而进行特殊的机械加工。顶端部分8中用顶部玻璃体10充填。
还要说明的是,顶端部分8的第1倒角部分22是从所定的磁隙深度(D)的位置处开始,在C磁芯4上以第1倒角,即第1顶端角(α)的角度沿规定的顶端长度(T)进行倒角加工而形成的。另外,第2倒角部分24与第1倒角部分22相连接,并以第2倒角,即第2顶端角(β)的角度倒角加工而形成。如图所示,第1与第2顶端角(α)、(β)是指以与I磁芯2和C磁芯4的对接面相平行的面作为基准面的张角,顶端长度(T)是从磁隙6所在平面开始,在与该平面相垂直的方向上测得的距离。本实施例在第1顶端角(α)为84°、顶端部分长度(T)为50μm、而第2顶角(β)为45°的情况下,可得到好的结果。
图9中示出了用图1所示形状的磁头1,在磁隙深度(D)为4μm时计算得到的结果。从图9中可了解到,对于有实施例1的结构的磁头1,即使增大磁动势,磁场梯度也大致保持一定,不会发生“特性响应跌落”现象。和前面说明的B型磁头(图8)一样,不会产生记录减磁的问题。换言之,即使增大记录电流,本发明磁头的重放功率也不下降。
再者,计算在磁隙处的读出(重放)效率(η),可得出表2所示的结果。从表2以及先前示出的表1可得知,本实施例1的磁头可达到与A型磁头相同或更高的重放效率。
表2
磁隙深度 实施例1 实施例2
1μm 83.1% 80.6%
4μm 65.8% 64.0%
10μm 59.2% 57.3%
本发明者们为了继续更进一步对本实施例1的磁头1中的第1顶角(α)与重放效率间的关系进行研究,将第2顶角(β)固定为45°,然后将第1顶角(α)取不同的值来进行计算。其结果示于表3。从表3可见,随着第1顶角(α)的增加,磁头的重放效率逐渐下降。
表3
磁隙深度(D) 45° 60° 65° 70° 75°
4μm 74.1 69.9 69.2 68.6 67.8
10μm 61.8 61.7 61.5 61.3 60.9
80° 84° 87° 90°
66.9 65.8 64.5 62.4
60.5 59.9 59.4 58.7
其次,为了研究在实施例1的磁头中第2顶端角(β)与重放效率间的关系,将第1顶端角(α)固定为90°,然后对第2顶端(β)取不同的值来进行计算。其结果示于表4。从表4可见,第2顶端角(β)为45°左右时,磁头1的重放效率最高,第2顶端角(β)小于15°和大于70°时,磁头1的重放效率与B型磁头相同或更低。因此,由本实施例的结果可知,本发明的磁头1中第2顶端角(β)取在15°以上(最好是30°以上)至70°以下(最好是60°以下)的范围内。
表4
磁隙深度(D) 15° 30° 45° 60° 70°
4μm 59.1 61.0 62.4 60.9 59.7
10μm 56.4 57.3 58.7 57.2 56.0
再有,在研究本实施例的磁头1的顶端角(α)、(β)与“特性响应跌落”(记录减磁)间的关系时,发现第2顶端角(β)对记录减磁没有影响,只有第1顶端角(α)对记录减磁有影响。图10示出了这个结果。从图10可知,当第1顶端(α)小于70°时就会产生显著的记录减磁现象。因此,本发明的磁头1中将第1顶端角(α)取在70°以上(最好75°以上)、90°以下的范围内。
此外,对于本发明的磁头1,根据需要,可如图2所示的那样在实质上不改变磁隙深度(D)的情况下,在第1倒角面22的形成磁隙部分6的对接面一侧的角部加工出一个倒角22′。在这种场合下,也可得到与上述相同的效果。
又,按照本发明,为了在C磁芯4处形成第1倒角部分22和第2倒角部分24,在加工方面增加了麻烦。为了解决这个问题,如图3所示的那样,使用具有(α)、(β)两个角度的切削刀具50,就可解决上述加工方面的问题。
再有,通过前面的说明可了解到,本发明的磁头用顶端玻璃10一直充填到第2倒角面24,因此可得到与现有技术的磁头相同的粘接强度。
实施例2
图4示出了本发明的第二个实施例。本实施例的磁头1的结构与实施例1是一样的,所不同的仅仅是在I磁芯2的一侧以角度(θ)形成第3倒角部分26。第3倒角部分26的倒角开始位置(D′)位于磁隙深度(D)之上,即D′≥D。这是为了决定对磁特性有影响的磁隙深度(D)的缘故。在本实施例中,D′=D+50μm。此外,倒角(θ)通常约为45°,在本实施例中,θ取为45°。
实施例2的磁头1的“特性响应跌落”曲线具有与实施例1同样的结果。但如表2所示的那样,在重放效率方面的实施例1的磁头要低一些。但是,本实施例2的磁头1与实施例1的磁头1比较,由于形成了第3倒角部分26,所以具有容易绕制线圈的优点。
实施例3
图5示出了本发明的磁头1的又一实施例。在图1等示出的各实施例中,在C磁芯处形成的第1倒角部分22和第2倒角部分24是加工成直线的倒角面。上述倒角面也可以如本实施例这样加工成曲线形状。
在这种场合下,倒角的角度,即第1顶端角(α)和第2顶端角(α),可定义如下。
也就是说,第1顶端角(α)是图5中将a点与z点相连的直线L1从与I磁芯2和C磁芯4的对接面相平行的面张开的夹角,其中,a点是第1倒角部分22上与磁隙深度(D)相应的位置,z点是第1倒角部分22上距离磁隙平面相当于磁隙深度的位置。
此外,第2顶端角(β)是图5中第2倒角部分24在中间位置C点处的倾角,其中C点是b点与d点之间的中点(w/2)所处的位置,b点是第2倒角部分24上距离为顶端长度(T)的位置,d点是从垂直于磁隙6的平面的方向测得的自顶端长度(T)开始距离为w的第2倒角部分24另一端的位置。也就是说,第2顶端角(β)是第2倒角部分24的中间位置c点与该倒角部分相切的直线L2和与I磁芯2和C磁芯4的对接面相平行的面之间的夹角。
以上所述的各实施例中,本发明的磁头1的磁性膜100都是与Fe-Si-Al合金相关的磁性体。然而非晶质磁体或氮化铁磁体等也同样可以用作上述磁头的磁性膜。
正如上面已说明的那样,本发明的磁头中的顶端部分具有在C磁芯上形成的第1倒角部分和第2倒角部。第1倒角部分是从所确定的磁隙深度(D)处出发,以第1顶端角(α)的角度沿所定的顶端部分的长度倒角加工而形成的。第2倒角部分与第1倒角部分相连接,它是以比第1顶端角(α)小的第2顶端角(β)的角度倒角加工而形成的。由于本发明的磁头的顶端部分具有上述两个倒角的结构,因此这种磁头在记录能力及重放效率两方面的性能均很好。由此可见,本发明的磁头很适用于高频应用、且适用于要求高信噪比的高密度记录用的磁头(主要是视频磁头和计算机等方面使用的磁头)。