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JPH05298610A - Magnetic recording head and magnetic disk device - Google Patents

Magnetic recording head and magnetic disk device

Info

Publication number
JPH05298610A
JPH05298610A JP10131392A JP10131392A JPH05298610A JP H05298610 A JPH05298610 A JP H05298610A JP 10131392 A JP10131392 A JP 10131392A JP 10131392 A JP10131392 A JP 10131392A JP H05298610 A JPH05298610 A JP H05298610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
recording
head
recording head
magnetic disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP10131392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Sano
雅章 佐野
Matahiro Komuro
又洋 小室
征夫 ▲舟▼生
Masao Funyu
Katsuya Mitsuoka
勝也 光岡
Takeya Ohashi
健也 大橋
Shinji Narushige
真治 成重
Masayoshi Kagawa
昌慶 香川
Tetsuo Kobayashi
哲夫 小林
Shiro Kobayashi
史朗 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10131392A priority Critical patent/JPH05298610A/en
Publication of JPH05298610A publication Critical patent/JPH05298610A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the high-recording density magnetic disk device mounted with a recording/reproducing sepn. type magnetic head including a magnetic recording head using magnetic films having a high saturation magnetic flux density, low coercive force and excellent corrosion to a soln. to be used at the time of production, etc. CONSTITUTION:This high-recording density magnetic disk device is mounted with the recording/reproducing sepn. type magnetic head including the magnetic recording head 103 constituted by using the magnetic thin films consisting of 40 to 70at.% Co, 10 to 30at.% Ni, 15 to 40at.% Fe and 1 to 10at.% Cu for an upper magnetic core 112 and a lower magnetic core 113 and a reproducing head 115. The device has the high saturation magnetic flux density, the low coercive force and the good corrosion resistance and heat resistance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録ヘッドおよび
磁気ディスク装置に係り、特に、高記録密度用途の記録
/再生分離型磁気記録ヘッドの磁気コアに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording head and a magnetic disk device, and more particularly to a magnetic core of a recording / reproducing separated type magnetic recording head for high recording density applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の高記録密度化
に伴い、記録媒体が高保磁力となってきており、この高
保磁力記録媒体に情報を記録/再生するに十分な能力を
備えた磁気記録ヘッドが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in recording density of magnetic disk devices, recording media have become high in coercive force. Magnetic recording having sufficient ability to record / reproduce information on / from this high coercive force recording medium. Head is required.

【0003】この要求に対して、特開昭64−8605
号は、Co−Ni−Fe三元素系材料を提案している。
この三元素系材料は、異方性磁界Hk が25〜30エル
ステッドと大きいので、透磁率が低くなり、再生効率が
低下し、記録/再生兼用ヘッドの材料としては不十分で
ある。また、Feを多く含むことから、耐食性を損ない
易く、ヘッド製造プロセス過程における信頼性に欠ける
という問題がある。
In response to this request, Japanese Patent Laid-Open No. 64-8605
No. proposes a Co-Ni-Fe ternary material.
Since the three-element material has a large anisotropic magnetic field Hk of 25 to 30 oersteds, it has a low magnetic permeability and a low reproducing efficiency, and is insufficient as a material for a recording / reproducing head. Further, since a large amount of Fe is contained, there is a problem that corrosion resistance is likely to be impaired and reliability in the head manufacturing process is lacking.

【0004】このような状況から、高記録密度化を達成
するために、最近では、記録と再生とをそれぞれ独立さ
せたいわゆる記録/再生分離型ヘッドすなわちデュアル
ヘッドが主流を占めつつあり、高記録密度化に対応した
記録専用磁気ヘッドの開発が望まれている。
Under these circumstances, in order to achieve a high recording density, recently, a so-called recording / reproducing separated head, that is, a dual head in which recording and reproducing are independent, is becoming the mainstream, and high recording is achieved. It is desired to develop a recording-only magnetic head compatible with higher density.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】記録ヘッドに要求され
る性能は、 a.飽和磁束密度が高く、高保磁力記録媒体に対して十
分な記録が可能であること b.保磁力が小さく、記録減磁が少なく、磁気抵抗効果
型再生ヘッドに悪影響を及ぼさないこと c.特に耐食性および耐熱性を有し、ヘッド製造プロセ
スに十分耐えること 等が挙げられる。
The performance required of the recording head is as follows. High saturation magnetic flux density and sufficient recording on high coercive force recording media b. The coercive force is small, the recording demagnetization is small, and the magnetoresistive reproducing head is not adversely affected. C. In particular, it has corrosion resistance and heat resistance and can withstand a head manufacturing process sufficiently.

【0006】このような要求に応える材料として、Co
系非晶質材料やFe−Al−Siセンダスト系薄膜等の
各種材料が提案されている。しかし、非晶質材料は、本
質的には熱的に不安定であり、Fe−Al−Siセンダ
スト系薄膜は、500℃程度の高温度での熱処理が必要
であり、有機絶縁膜を用いる磁気ディスク用薄膜磁気ヘ
ッドの製造プロセスには適合しない。前述のCo−Ni
−Fe系結晶質材料もその一つであるが、記録ヘッド用
としての磁気特性が未知であり、研磨仕上げをするとき
のラップ液の酸等に対する製造時の耐食性にも難があ
る。
[0006] As a material satisfying such requirements, Co
Various materials such as a system-based amorphous material and a Fe-Al-Si sendust-based thin film have been proposed. However, the amorphous material is essentially thermally unstable, and the Fe—Al—Si sendust thin film requires heat treatment at a high temperature of about 500 ° C. It is not compatible with the manufacturing process of thin film magnetic heads for disks. The above Co-Ni
One of them is the -Fe-based crystalline material, but the magnetic properties for a recording head are unknown, and it is also difficult to corrode the lapping liquid against acids and the like during polishing.

【0007】また、特開昭59−220907号は、C
o−Ni−Feと他の元素とを組み合わせる合金を提案
している。この従来例においては、Ag等の元素が入っ
ていると、飽和磁束密度が低くなる。また、熱処理後の
保磁力が大きく、本発明が対象としている記録/再生分
離型記録ヘッド用の磁気記録ヘッドには適しない。
Further, JP-A-59-220907 discloses C
An alloy combining o-Ni-Fe with other elements is proposed. In this conventional example, when an element such as Ag is contained, the saturation magnetic flux density becomes low. Further, the coercive force after the heat treatment is large, which is not suitable for the magnetic recording head for the recording / reproducing separated type recording head targeted by the present invention.

【0008】さらに、特開平1−283907号は、C
o,Fe等の成分からなる主磁性膜とAg等の成分から
なる第1中間膜とB等の成分からなる第2中間膜とを積
層した多層磁性薄膜を提案している。この従来例におい
ては、各膜の厚さの制御が微妙であり、しかも、多層構
造にしないと、渦電流損失と高周波特性の改善とが両立
しないとの認識が示されている。
Further, JP-A-1-283907 discloses C
It proposes a multilayer magnetic thin film in which a main magnetic film made of a component such as o and Fe, a first intermediate film made of a component such as Ag, and a second intermediate film made of a component such as B are laminated. In this conventional example, it is recognized that the control of the thickness of each film is delicate, and that the eddy current loss and the improvement of high frequency characteristics cannot be achieved at the same time unless a multilayer structure is used.

【0009】本発明の目的は、良好な磁気特性と特に耐
食性および耐熱性とを兼ね備えた薄膜磁性材料を用いる
記録/再生分離型記録ヘッド用の磁気記録ヘッドを提供
することである。
An object of the present invention is to provide a magnetic recording head for a recording / reproducing separated type recording head using a thin film magnetic material having both good magnetic properties and, in particular, corrosion resistance and heat resistance.

【0010】本発明の他の目的は、前記磁気記録ヘッド
を搭載した磁気ディスク装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a magnetic disk device equipped with the magnetic recording head.

【0011】本発明の別の目的は、良好な磁気特性と特
に耐食性および耐熱性とを兼ね備えた磁気記録ヘッド用
の薄膜磁性材料を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a thin film magnetic material for a magnetic recording head which has both good magnetic properties and, in particular, corrosion resistance and heat resistance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、CoとNiとFeとCuとの四元素系合
金からなり、各元素の組成範囲がCo:40〜70at
%,Ni:10〜30at%,Fe:15〜40at
%,Cu:1〜10at%である磁性薄膜を磁気コアと
した磁気記録ヘッドを提案するものである。磁性薄膜の
結晶構造が面心立方晶からなり、(111)面が優先配向
することが望ましい。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a quaternary alloy of Co, Ni, Fe and Cu, and the composition range of each element is Co: 40 to 70 at.
%, Ni: 10 to 30 at%, Fe: 15 to 40 at
%, Cu: 1 to 10 at% A magnetic recording head using a magnetic thin film as a magnetic core is proposed. It is preferable that the crystal structure of the magnetic thin film is made of face-centered cubic crystal and the (111) plane is preferentially oriented.

【0013】本発明は、上記他の目的を達成するため
に、情報を記録する少なくとも1枚の磁気ディスクと、
磁気ディスクを回転させる手段と、磁気ディスクに情報
を書き込む磁気記録ヘッドと磁気ディスクから情報を読
み出す磁気再生ヘッドとからなる記録/再生分離型磁気
ヘッドと、記録/再生分離型磁気ヘッドを支持し目標位
置に駆動する支持駆動手段とを備え、前記磁気記録ヘッ
ドが、CoとNiとFeとCuとの四元素系合金からな
り、各元素の組成範囲がCo:40〜70at%,N
i:10〜30at%,Fe:15〜40at%,C
u:1〜10at%である磁性薄膜を磁気コアとした磁
気ディスク装置を提案するものである。
In order to achieve the above other object, the present invention comprises at least one magnetic disk for recording information,
A recording / reproducing separated type magnetic head comprising means for rotating the magnetic disk, a magnetic recording head for writing information to the magnetic disk, and a magnetic reproducing head for reading information from the magnetic disk, and a target for supporting the recording / reproducing separated type magnetic head. The magnetic recording head comprises a quaternary alloy of Co, Ni, Fe and Cu, and the composition range of each element is Co: 40 to 70 at%, N
i: 10 to 30 at%, Fe: 15 to 40 at%, C
The present invention proposes a magnetic disk device in which a magnetic thin film having u: 1 to 10 at% is used as a magnetic core.

【0014】本発明は、さらに、上記別の目的を達成す
るために、CoとNiとFeとCuとの四元素系合金か
らなり、前記各元素の組成範囲がCo:40〜70at
%,Ni:10〜30at%,Fe:15〜40at
%,Cu:1〜10at%である磁気記録ヘッド用磁性
薄膜を提案するものである。
In order to achieve the above-mentioned another object, the present invention further comprises a quaternary alloy of Co, Ni, Fe and Cu, wherein the composition range of each element is Co: 40 to 70 at.
%, Ni: 10 to 30 at%, Fe: 15 to 40 at
%, Cu: 1-10 at%, a magnetic thin film for a magnetic recording head is proposed.

【0015】[0015]

【作用】高飽和磁束密度を示す材料としてよく知られて
いるバルク材または薄膜磁性材料には、Fe系,Fe−
Co系,前述のCo−Ni−Fe系等がある。磁気ディ
スク用の薄膜記録ヘッドの磁気コアとする場合は、磁気
特性の制約、例えば磁歪定数の低減,低保磁力化,特に
製造時の耐食性等の耐プロセス性等の問題から、未だ実
用化には至っていない。
The bulk material or the thin film magnetic material, which is well known as a material exhibiting a high saturation magnetic flux density, includes Fe-based and Fe-
There are a Co type, the above-mentioned Co-Ni-Fe type, and the like. When it is used as a magnetic core of a thin-film recording head for a magnetic disk, it has not been put to practical use because of restrictions on magnetic characteristics, such as reduction of magnetostriction constant, low coercive force, and process resistance such as corrosion resistance during manufacturing. Has not arrived.

【0016】図9は、Bozorth著『Ferromagnetism』のc
hp.5,p165他の記載に基づいて、Co−Ni−Fe系
三元素合金のバルク材および蒸着薄膜の組成と磁気特性
との関係を示す図である。この図から、飽和磁束密度ま
たは磁歪定数の値は、組成に基づいて類推できるが、保
磁力については、組成の他に成膜条件によっても違って
くるので、類推は困難である。ただし、パーマロイの数
値を考えると、CoおよびFeが少ないほど、すなわち
Niが多いほど、保磁力が小さくなることは予想され
る。したがって、飽和磁束密度を高めることと保磁力を
小さくすることとは組成的に相反する方向にある。
[0016] FIG. 9 shows "c" of "Ferromagnetism" by Bozorth.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the composition and magnetic properties of the bulk material and vapor-deposited thin film of a Co—Ni—Fe ternary alloy based on the description of hp. From this figure, the value of the saturation magnetic flux density or the magnetostriction constant can be analogized based on the composition, but the coercive force varies depending on the film forming conditions in addition to the composition, and therefore it is difficult to analogize. However, considering the value of permalloy, it is expected that the coercive force decreases as the Co and Fe contents decrease, that is, the Ni content increases. Therefore, increasing the saturation magnetic flux density and decreasing the coercive force are compositionally opposite.

【0017】そこで、磁歪定数は正の大きな値を示す
が、飽和磁束密度が比較的高い組成範囲を選び、組成と
磁気特性との関係について、主に組成と保磁力との関係
を調べた。なお、高周波マグネトロン・スパッタリング
装置を用いて成膜した。
Therefore, the composition range in which the magnetostriction constant has a large positive value but the saturation magnetic flux density is relatively high was selected, and the relationship between the composition and the magnetic characteristics was mainly investigated. The film was formed using a high frequency magnetron sputtering device.

【0018】図10は、磁気薄膜の組成と磁気特性との
関係を示す図である。この図から、飽和磁束密度は、図
9に示した文献値にほぼ対応していることがわかる。こ
れに対して、保磁力は、Fe含有量によりかなり異な
り、低保磁力化するには、Fe含有量が15wt%以上
必要であることがわかる。これらの条件を総合すると、
飽和磁束密度が比較的高く、しかも保磁力が3エルステ
ッド以下の比較的小さい組成領域は、Co:40〜70
at%,Ni:10〜30at%,Fe:15〜40a
t%の範囲であった。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the composition of the magnetic thin film and the magnetic characteristics. From this figure, it can be seen that the saturation magnetic flux density almost corresponds to the literature values shown in FIG. On the other hand, the coercive force is considerably different depending on the Fe content, and it can be seen that the Fe content needs to be 15 wt% or more in order to reduce the coercive force. Combining these conditions,
A relatively small composition region having a relatively high saturation magnetic flux density and a coercive force of 3 Oersted or less is Co: 40-70.
at%, Ni: 10 to 30 at%, Fe: 15 to 40a
It was in the range of t%.

【0019】代表的な組成として51Co−26Ni−
23Feat%の膜を形成し、記録ヘッドを試作してそ
の性能を評価した。膜の磁気特性は、飽和磁束密度が
1.7テスラ,保磁力が 0.8エルステッド,異方性磁
界が27エルステッド,磁歪定数が+40×10~7であ
った。異方性磁界が大きいことおよび磁歪定数が正の大
きな値であることを除けば、飽和磁束密度も保磁力もと
もに優れた特性を示し、磁気記録ヘッドとして有望であ
ることを示唆している。異方性磁界は多少大きくても、
励磁アンペアターンとの兼ね合いで、記録は十分可能で
ある。
A typical composition is 51Co-26Ni-
A 23 Feat% film was formed, and a recording head was prototyped and its performance was evaluated. The magnetic characteristics of the film are that the saturation magnetic flux density is
The magnetic field was 1.7 tesla, the coercive force was 0.8 oersted, the anisotropic magnetic field was 27 oersted, and the magnetostriction constant was + 40 × 10 to 7 . Except that the anisotropic magnetic field is large and the magnetostriction constant is a large positive value, both the saturation magnetic flux density and the coercive force exhibit excellent characteristics, suggesting that the magnetic recording head is promising. Even if the anisotropic magnetic field is a little large,
Recording is sufficiently possible in consideration of the excitation ampere-turn.

【0020】一方、磁歪定数は、膜の応力との兼ね合い
で決まるので、その絶対値よりもむしろ、磁気記録ヘッ
ドの磁気コアとして組み立てた場合に、磁気ヘッドの磁
路方向に対して磁化の向きが直角方向に向いているかど
うかに依存する。本発明の磁性膜を磁気コア形状にパタ
ーニングしてその磁区構造を観察した結果、磁化の向き
は、磁路方向に対して直角方向を向いており、高周波駆
動しても十分追従することがわかった。このように、製
造時の耐食性を除けば、本発明の組成領域の材料は、磁
気的に優れているので、磁気記録ヘッドの磁気コアとし
て用いると、優れた記録特性が得られると推察される。
On the other hand, the magnetostriction constant is determined by the balance with the stress of the film. Therefore, when the magnetostriction constant is assembled as a magnetic core of the magnetic recording head, the direction of magnetization with respect to the magnetic path direction of the magnetic head, rather than its absolute value. Depends on whether it is oriented at right angles. As a result of observing the magnetic domain structure by patterning the magnetic film of the present invention in the shape of a magnetic core, it was found that the direction of magnetization was perpendicular to the magnetic path direction, and it sufficiently followed even at high frequency drive. It was As described above, the material of the composition region of the present invention is magnetically excellent except for the corrosion resistance at the time of manufacture, and it is speculated that excellent recording characteristics can be obtained when used as the magnetic core of the magnetic recording head. ..

【0021】このような考察から、本発明の上記組成範
囲は、もちろん高飽和磁束密度かつ低保磁力の特性を確
保するために定めてはあるが、特に、製造時の耐食性の
観点から規定してある。すなわち、製造時の耐食性の観
点から、磁気特性を損なわずに耐食性を改善するよう
に、Co−Ni−Fe三元素系材料に添加すべき元素の
選定に主眼をおいた。Co−Ni−Fe三元素系におい
て、磁気記録ヘッドとして良好な磁気特性を示す組成範
囲を選定し、この組成を基本として、磁気特性を損なわ
ない範囲内で、製造時の耐食性を改善する元素を添加し
た。添加元素としては、Co−Ni−Fe三元素系基本
組成の面心立方晶と同じ結晶構造であり、しかも、基本
組成に固溶するCuを選定し、その組成範囲を検討し
た。その他には、比較参照のために、ステンレス鋼等に
おいて不動態膜を形成する元素として知られているCr
を加えたものを検討してある。
From the above consideration, the above composition range of the present invention is, of course, defined in order to secure the characteristics of high saturation magnetic flux density and low coercive force, but in particular, from the viewpoint of corrosion resistance during production. There is. That is, from the viewpoint of corrosion resistance during manufacturing, the main focus was on the selection of elements to be added to the Co—Ni—Fe ternary material so as to improve the corrosion resistance without impairing the magnetic properties. In the Co-Ni-Fe ternary element system, a composition range showing good magnetic characteristics as a magnetic recording head is selected, and based on this composition, an element for improving corrosion resistance at the time of manufacturing is selected within a range not impairing the magnetic characteristics. Was added. As the additional element, Cu having the same crystal structure as the face-centered cubic crystal of the Co—Ni—Fe ternary elemental basic composition and being solid-dissolved in the basic composition was selected and its composition range was examined. In addition, for comparative reference, Cr is known as an element forming a passivation film in stainless steel or the like.
We are considering the addition of.

【0022】これらの組成範囲の磁性膜の製造には、量
産性を考慮すれば、通常、高周波マグネトロン・スパッ
タリングを用いることが一般的であるが、他の一般のス
パッタリング、例えば直流スパッタリング,対向ターゲ
ット・スパッタリング,イオンビーム・スパッタリン
グ、またはめっき法でも十分使用可能である。
In order to produce a magnetic film having such a composition range, it is common to use high-frequency magnetron sputtering in consideration of mass productivity, but other general sputtering such as DC sputtering and a facing target.・ Sputtering, ion beam sputtering, or plating can be used well.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明による磁気記録ヘッドの一実施
例を説明する。上記組成領域において、磁気特性を損な
わずに製造時の耐食性を改善するために、添加元素とし
てCuを選定し、その組成範囲を検討した。これと比較
するために、一般的にステンレス鋼等で効果があるとさ
れているCr添加膜を同時に評価した。
EXAMPLE An example of the magnetic recording head according to the present invention will be described below. In the above composition region, in order to improve the corrosion resistance at the time of production without impairing the magnetic properties, Cu was selected as an additional element and its composition range was examined. For comparison with this, a Cr-added film, which is generally considered to be effective for stainless steel or the like, was evaluated at the same time.

【0024】図2は、Co−Ni−Fe三元素系合金に
第4元素としてCuまたはCrを添加した場合の添加量
と飽和磁束密度との関係を示す図である。図3は、Co
−Ni−Fe三元素系合金に第4元素としてCuまたは
Crを添加した場合の添加量と困難軸保磁力との関係を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the addition amount and the saturation magnetic flux density when Cu or Cr is added as the fourth element to the Co-Ni-Fe ternary alloy. Figure 3 shows Co
It is a figure which shows the relationship between the amount of addition and the hard axis coercive force at the time of adding Cu or Cr as a 4th element to a -Ni-Fe ternary alloy.

【0025】同一添加量でも、Cr添加膜は、Cu添加
膜と比べて、飽和磁束密度の低下が大きく、しかも保磁
力の増加が大きいので、磁気記録ヘッドとしての特性
が、好ましくないことがわかる。これに対して、Cu添
加膜の保磁力は、添加しない膜とほぼ同等かそれ以下と
なっている。このように、Cuの添加は、磁気特性に何
ら障害とならないが分かった。
Even with the same amount of addition, the Cr-added film has a large decrease in the saturation magnetic flux density and a large increase in the coercive force as compared with the Cu-added film, so that the characteristics as a magnetic recording head are not preferable. .. On the other hand, the coercive force of the Cu-added film is almost equal to or less than that of the film not added. Thus, it was found that the addition of Cu does not hinder the magnetic properties.

【0026】図4は、pHを変えた80℃の純水中に1
時間浸漬し、浸漬前後の飽和磁束密度を測定し、その変
化量の大小から材料の耐食性を判定した測定結果を示す
図である。図4の測定結果から、Cu添加膜は、Cr添
加膜に比べ、少量添加でも、規格化した磁化量が浸漬前
後の比較で近くなり、耐食性が改善されていることがわ
かった。
FIG. 4 shows a graph of 1 in pure water at 80.degree.
It is a figure which shows the measurement result which immersed for time, measured the saturation magnetic flux density before and behind immersion, and determined the corrosion resistance of the material from the magnitude of the change amount. From the measurement results of FIG. 4, it was found that the Cu-added film had a normalized magnetization amount close to that before and after immersion even when added in a small amount as compared with the Cr-added film, and the corrosion resistance was improved.

【0027】図5は、pH=4に保持した80℃の塩酸
水溶液中での分極特性を測定し、その材料の耐食性を判
定した測定結果を示す図である。図5の分極特性を見る
と、Cu添加膜は、Co−Ni−Fe三元素系に比べ、
自然電極電位が貴側にシフトし、腐食電流密度も小さく
なり、かつ、アノード電流密度が低下し、腐食速度が小
さく、耐食性が改善されていることが分かる。比較対象
のCr添加膜は、自然電極電位が貴側にシフトするが、
ピッティングポテンシャルが著しく小さく、僅かな状態
変化、例えばプロセス中における異種金属の接触や局部
的なpH変化等により、腐食が急激に進行することを示
している。一般に不動態領域を形成する元素として知ら
れているCrは、10at%以下の添加では耐食性に効
果がないことがわかる。しかし、10at%以上の添加
では、飽和磁束密度の低下が著しく、高飽和磁束密度磁
性膜として成り立たない。
FIG. 5 is a diagram showing the measurement results of determining the corrosion resistance of the material by measuring the polarization characteristics in a 80 ° C. hydrochloric acid aqueous solution maintained at pH = 4. Looking at the polarization characteristics of FIG. 5, the Cu-added film is
It can be seen that the natural electrode potential is shifted to the noble side, the corrosion current density is also reduced, the anode current density is reduced, the corrosion rate is small, and the corrosion resistance is improved. In the Cr-added film for comparison, the natural electrode potential shifts to the noble side,
The pitting potential is extremely small, and it is shown that the corrosion rapidly progresses due to a slight state change, such as contact between different metals during the process or local pH change. It is understood that Cr, which is generally known as an element forming a passivation region, has no effect on corrosion resistance when added at 10 at% or less. However, when it is added in an amount of 10 at% or more, the saturation magnetic flux density is remarkably reduced, and it cannot be realized as a high saturation magnetic flux density magnetic film.

【0028】本発明は、以上の結果を総合的に検討し、
磁気特性を損なわずに耐食性を改善する元素としてCu
を見出し、その組成範囲を規定したものである。すなわ
ち、飽和磁束密度と保磁力と耐食性とは、基本的にFe
の含有量に大きく依存する。Feの含有量は、15at
%〜40at%とすることが望ましい。既に説明した図
9と図10とを参照すれば、Feの含有量が15at%
より低くなると、保磁力が増大して好ましくない。一
方、40at%より多くなると、15at%よりも多い
範囲で一旦低下した保磁力が、再び増大してしまう。ま
た、耐食性が悪くなる。その結果、Cuを添加しても、
その特性の悪化を補いきれなくなる。
The present invention comprehensively examines the above results,
Cu as an element that improves corrosion resistance without impairing magnetic properties
Was found and the composition range thereof was defined. That is, saturation magnetic flux density, coercive force, and corrosion resistance are basically
To a large extent. The Fe content is 15 at
% To 40 at% is desirable. Referring to FIGS. 9 and 10 described above, the Fe content is 15 at%.
If it is lower, the coercive force increases, which is not preferable. On the other hand, when it is more than 40 at%, the coercive force once lowered in the range of more than 15 at% increases again. Also, the corrosion resistance becomes poor. As a result, even if Cu is added,
The deterioration of the characteristics cannot be compensated.

【0029】Coの含有量は、40at%〜70at%
とすることが望ましい。Coの含有量が40at%以下
では、飽和磁束密度が低くなる。一方、70%を越える
と、飽和磁束密度は高くなるが、保磁力が大きくなりす
ぎ、六方晶(hcp)が析出し、構造的に不安定であ
り、しかも、保磁力が増大するので,好ましくない。
The Co content is 40 at% to 70 at%.
Is desirable. When the Co content is 40 at% or less, the saturation magnetic flux density becomes low. On the other hand, if it exceeds 70%, the saturation magnetic flux density becomes high, but the coercive force becomes too large, hexagonal crystals (hcp) precipitate, the structure is unstable, and the coercive force increases, which is preferable. Absent.

【0030】Cuの含有量は、1%〜10%とすること
が望ましい。Cuの含有量が1%以下では耐食性の改善
効果が薄い。一方、10%を越えると、耐食性に関して
は問題ないが、飽和磁束密度が低下し、保磁力が増大す
るので、好ましくない。ただし、用途により、Cuを2
0at%程度まで添加することは、差し支えない。
The Cu content is preferably 1% to 10%. If the Cu content is 1% or less, the effect of improving the corrosion resistance is small. On the other hand, if it exceeds 10%, there is no problem with respect to corrosion resistance, but the saturation magnetic flux density decreases and the coercive force increases, which is not preferable. However, depending on the application, Cu may be 2
There is no problem in adding up to about 0 at%.

【0031】図6は、Co−Ni−Fe三元素系合金に
第4元素としてCuを添加した膜のうち代表的な3.5
at%Cu添加膜のX線回折パターンを示している。こ
の薄膜は、面心立方晶構造で、ほぼ完全な(111)面配
向となっており、最密原子面が膜面にあるために、耐食
性にも優れている。
FIG. 6 shows a typical 3.5 of the films obtained by adding Cu as the fourth element to the Co-Ni-Fe ternary alloy.
The X-ray-diffraction pattern of an at% Cu addition film is shown. This thin film has a face-centered cubic structure, has a nearly perfect (111) plane orientation, and has the closest packed atomic plane on the film surface, and therefore has excellent corrosion resistance.

【0032】図7は、本発明による磁気ディスク装置の
一実施例の全体構造を示す部分断面斜視図である。磁気
ディスク装置は、情報を記録する磁気ディスク1と、磁
気ディスク1を回転させるモータ2と、磁気ディスク1
に情報を書き込みまたは磁気ディスク1から情報を読み
出す磁気ヘッド3と、磁気ヘッド3を支持し、磁気ディ
スク1の目標位置に決めるアクチュエータ4およびボイ
スコイルモータ5とを備えている。
FIG. 7 is a partial sectional perspective view showing the entire structure of an embodiment of the magnetic disk device according to the present invention. The magnetic disk device includes a magnetic disk 1 for recording information, a motor 2 for rotating the magnetic disk 1, and a magnetic disk 1.
A magnetic head 3 for writing information to or reading information from the magnetic disk 1, an actuator 4 that supports the magnetic head 3 and determines a target position of the magnetic disk 1, and a voice coil motor 5.

【0033】図8は、図7の磁気ディスク装置の系統構
成を概念的に示す図である。磁気ディスク装置は、情報
を記録する磁気ディスク1と、情報を記録/再生する磁
気ヘッド3を搭載するヘッドスライダ6と、ヘッドスラ
イダ6が取り付けられ磁気ディスク1とのサブミクロン
スペースを安定に維持するためのばね7と、ばね7を固
定され前記アクチュエータ4およびボイスコイルモータ
5により駆動されるガイドアーム8と、ディスク回転制
御系9と、ヘッド位置決め制御系10と、記録/再生信
号処理系11とからなる。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing the system configuration of the magnetic disk drive shown in FIG. The magnetic disk device has a magnetic disk 1 for recording information, a head slider 6 on which a magnetic head 3 for recording / reproducing information is mounted, and a head slider 6 is attached to stably maintain a submicron space with the magnetic disk 1. 7 for fixing, a guide arm 8 fixed with the spring 7 and driven by the actuator 4 and the voice coil motor 5, a disk rotation control system 9, a head positioning control system 10, and a recording / reproducing signal processing system 11. Consists of.

【0034】図1は、本発明による磁気記録ヘッドを含
む記録/再生分離型磁気ヘッドの一実施例の部分断面斜
視図である。本実施例の記録/再生分離型磁気ヘッドす
なわちデュアルヘッド3は、上部磁気コア12と下部磁
気コア13と記録電流を印加するためのコイル14と再
生ヘッド15とを基板16上に搭載してある。このデュ
アルヘッド3の性能を評価した結果、優れた記録性能を
示し、高保磁力記録媒体にも十分記録可能であることを
確認した。
FIG. 1 is a partial sectional perspective view of an embodiment of a recording / reproducing separated type magnetic head including a magnetic recording head according to the present invention. The recording / reproducing separated type magnetic head of this embodiment, that is, the dual head 3, has an upper magnetic core 12, a lower magnetic core 13, a coil 14 for applying a recording current, and a reproducing head 15 mounted on a substrate 16. .. As a result of evaluating the performance of the dual head 3, it was confirmed that the dual head 3 showed excellent recording performance and was sufficiently recordable on a high coercive force recording medium.

【0035】ここでは、代表的なCo−Ni−Fe三元
素系組成にCuを添加した効果について説明したが、C
o−Ni−Fe三元素系の組成をずらすと、必要に応じ
て、飽和磁束密度の値を変えることが可能である。その
ときの結晶構造は、ほぼ面心立方晶である。Co,N
i,Fe三元素系合金は、その組成範囲によって、α層
(体心立方晶),γ相(面心立方晶),ε相(六方晶)の3通
りの構造をとり得る。磁気特性的には、γ相(面心立方
晶)単相が望ましく、組成または製造法の多少の違いに
より、わずかなα層(体心立方晶)が混じることは、やむ
を得ない。ただし、α層(体心立方晶)は、(Co−Fe)
rich相なので、多量に混じることは、望ましくない。F
eが多くなると、わずかな体心立方晶が出現するが、体
積的には、約10%以下であり、特性上の問題は生じな
い。
Here, the effect of adding Cu to a typical Co-Ni-Fe ternary composition has been described.
By shifting the composition of the three-element system of o-Ni-Fe, the value of the saturation magnetic flux density can be changed as necessary. The crystal structure at that time is almost a face-centered cubic crystal. Co, N
Depending on the composition range, the i, Fe ternary alloys have α layers.
(Body centered cubic), γ phase (face centered cubic), and ε phase (hexagonal). In terms of magnetic properties, a γ-phase (face-centered cubic crystal) single phase is desirable, and it is unavoidable that a slight α-layer (body-centered cubic crystal) is mixed due to some difference in composition or manufacturing method. However, the α layer (body-centered cubic) is (Co-Fe)
Since it is a rich phase, it is not desirable to mix it in a large amount. F
When e is increased, a slight body-centered cubic crystal appears, but the volume is about 10% or less, and no problem in characteristics occurs.

【0036】したがって、添加元素としては、Cuのよ
うにγ相(面心立方晶)安定化元素がよく、Pd等の白金
族元素等は、Cuと同様の効果が期待できる。このよう
に、磁気特性的にも耐食性的にも優れたCo−Ni−F
e−Cu四元素系合金薄膜を磁気記録ヘッドの磁気コア
に使用すると、ヘッド製造プロセスの酸等にも十分耐
え、優れた記録特性の磁気記録ヘッドが得られる。
Therefore, the additive element is preferably a γ-phase (face-centered cubic) stabilizing element such as Cu, and the platinum group element such as Pd can be expected to have the same effect as Cu. Thus, Co-Ni-F excellent in magnetic properties and corrosion resistance
When the e-Cu quaternary alloy thin film is used for the magnetic core of the magnetic recording head, the magnetic recording head having excellent recording characteristics can be obtained, which is sufficiently resistant to acid in the head manufacturing process.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の磁性薄膜においては、Co,N
i,Fe,Cuの組成を所定の範囲に限定しているの
で、スパッタリング後の磁気特性において,飽和磁束密
度が十分高く、保磁力が十分低く、しかも、特に製造プ
ロセスにおける耐食性に優れている。また、磁歪定数が
正の大きな値にもかかわらず、異方性磁界が大きいの
で、磁気ヘッドの磁気コアとした場合の磁区構造におけ
る磁化の向きが磁路方向に対して直角方向を向いてお
り、高周波領域においても優れた磁気特性を示す。
In the magnetic thin film of the present invention, Co, N
Since the composition of i, Fe, and Cu is limited to a predetermined range, the saturation magnetic flux density is sufficiently high, the coercive force is sufficiently low, and the corrosion resistance in the manufacturing process is particularly excellent in the magnetic characteristics after sputtering. In addition, since the anisotropic magnetic field is large even though the magnetostriction constant is a large positive value, the direction of magnetization in the magnetic domain structure in the magnetic core of the magnetic head is perpendicular to the magnetic path direction. It also exhibits excellent magnetic properties in the high frequency range.

【0038】このような磁気特性の磁性薄膜を磁気記録
ヘッドの磁気コアに用いれば、高保磁力記録媒体に対応
した高記録密度磁気ディスク装置において、優れた記録
性能が得られる。
By using the magnetic thin film having such magnetic characteristics in the magnetic core of the magnetic recording head, excellent recording performance can be obtained in a high recording density magnetic disk device corresponding to a high coercive force recording medium.

【0039】さらに、飽和磁束密度が高いために、ヘッ
ド磁界分布の磁界勾配の急峻性が大きく、その分だけ記
録波長を細分化でき、記録密度の向上にも有効となる。
Furthermore, since the saturation magnetic flux density is high, the steepness of the magnetic field gradient of the head magnetic field distribution is large, and the recording wavelength can be subdivided by that amount, which is also effective for improving the recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による磁気記録ヘッドを含む記録/再生
分離型磁気ヘッドの一実施例の部分断面斜視図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of an embodiment of a recording / reproducing separated type magnetic head including a magnetic recording head according to the present invention.

【図2】Co−Ni−Fe三元素系合金への第4元素の
添加量と飽和磁束密度との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of a fourth element added to a Co—Ni—Fe ternary alloy and the saturation magnetic flux density.

【図3】Co−Ni−Fe三元素系合金への第4元素の
添加量と困難軸保磁力との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of a fourth element added to a Co—Ni—Fe ternary alloy and the hard axis coercive force.

【図4】Co−Ni−Fe三元素系合金への第4元素の
添加量と耐食性との関係を飽和磁束密度の観点から示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of a fourth element added to a Co—Ni—Fe ternary alloy and the corrosion resistance from the viewpoint of saturation magnetic flux density.

【図5】Co−Ni−Fe三元素系合金への第4元素添
加と耐食性との関係を分極特性の観点から示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the addition of a fourth element and the corrosion resistance of a Co—Ni—Fe ternary alloy from the viewpoint of polarization characteristics.

【図6】Co−Ni−Fe三元素系合金への3.5at
%Cu添加膜のX線回折パターンを示す図である。
FIG. 6 3.5 at to Co-Ni-Fe ternary alloy
It is a figure which shows the X-ray-diffraction pattern of the% Cu addition film.

【図7】本発明による磁気ディスク装置の一実施例の全
体構造を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the overall structure of an embodiment of a magnetic disk device according to the present invention.

【図8】図7の本発明による磁気ディスク装置の系統構
成を概念的に示す図である。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing the system configuration of the magnetic disk device according to the present invention in FIG.

【図9】Co−Ni−Fe三元素系の組成と磁気特性と
の関係を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the composition of a Co—Ni—Fe ternary system and magnetic characteristics.

【図10】本発明に至るためのCo−Ni−Fe三元素
系薄膜の適正組成範囲を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a proper composition range of a Co—Ni—Fe ternary thin film for reaching the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気ディスク 2 モータ 3 磁気ヘッド 4 アクチュエータ 5 ボイスコイルモータ 6 ヘッドスライダ 7 ばね 8 ガイドアーム 9 ディスク回転制御系 10 ヘッド位置決め制御系 11 記録/再生信号処理系 12 磁気記録ヘッドの上部磁気コア 13 磁気記録ヘッドの下部磁気コア 14 記録電流印加用コイル 15 再生ヘッド 16 基板 1 magnetic disk 2 motor 3 magnetic head 4 actuator 5 voice coil motor 6 head slider 7 spring 8 guide arm 9 disk rotation control system 10 head positioning control system 11 recording / reproducing signal processing system 12 upper magnetic core of magnetic recording head 13 magnetic recording Lower magnetic core of head 14 Recording current applying coil 15 Playback head 16 Substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光岡 勝也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大橋 健也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 成重 真治 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 香川 昌慶 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 小林 哲夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 小林 史朗 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuya Mitsuoka 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitate Works Ltd., Hitachi Research Institute (72) Inventor Kenya Ohashi 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitsuru Corporation Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shinji Shigeshi, 2880, Koufu, Odawara, Kanagawa Stock company, Hitachi Ltd., Odawara factory, Hitachi, Ltd. (72) Masakei Kagawa, 2880, Kozu, Odawara, Kanagawa, Ltd., Hitachi, Ltd., Odawara factory ( 72) Inventor Tetsuo Kobayashi 2880, Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Stock company Hitachi, Ltd. Odawara factory (72) Inventor Shiro Kobayashi 4026, Kuji-machi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録/再生分離型磁気ヘッド用の磁気記
録ヘッドにおいて、 CoとNiとFeとCuとの四元素系合金からなり、前
記各元素の組成範囲がCo:40〜70at%,Ni:
10〜30at%,Fe:15〜40at%,Cu:1
〜10at%である磁性薄膜を磁気コアとしたことを特
徴とする磁気記録ヘッド。
1. A magnetic recording head for a recording / reproducing separated type magnetic head, comprising a four-element alloy of Co, Ni, Fe and Cu, wherein the composition range of each element is Co: 40 to 70 at%, Ni. :
10-30at%, Fe: 15-40at%, Cu: 1
A magnetic recording head characterized in that a magnetic thin film having a content of 10 at% is used as a magnetic core.
【請求項2】 請求項1に記載の記録/再生分離型磁気
ヘッド用の磁気記録ヘッドにおいて、 前記磁性薄膜の結晶構造が面心立方晶からなり、(11
1)面が優先配向したことを特徴とする磁気記録ヘッ
ド。
2. The magnetic recording head for a recording / reproducing separated type magnetic head according to claim 1, wherein the crystal structure of the magnetic thin film is a face-centered cubic crystal.
1) A magnetic recording head characterized in that the planes are preferentially oriented.
【請求項3】 情報を記録する少なくとも1枚の磁気デ
ィスクと、前記磁気ディスクを回転させる手段と、前記
磁気ディスクに情報を書き込む磁気記録ヘッドと前記磁
気ディスクから情報を読み出す磁気再生ヘッドとからな
る記録/再生分離型磁気ヘッドと、前記記録/再生分離
型磁気ヘッドを支持し目標位置に駆動する支持駆動手段
とを備えた磁気ディスク装置において、 前記磁気記録ヘッドが、CoとNiとFeとCuとの四
元素系合金からなり、前記各元素の組成範囲がCo:4
0〜70at%,Ni:10〜30at%,Fe:15
〜40at%,Cu:1〜10at%である磁性薄膜を
磁気コアとした磁気記録ヘッドであることを特徴とする
磁気ディスク装置。
3. At least one magnetic disk for recording information, means for rotating the magnetic disk, a magnetic recording head for writing information on the magnetic disk, and a magnetic reproducing head for reading information from the magnetic disk. In a magnetic disk device comprising a recording / reproducing separated type magnetic head and a support driving means for supporting the recording / reproducing separated type magnetic head and driving it to a target position, the magnetic recording head comprises Co, Ni, Fe and Cu. And a composition range of each of the above elements is Co: 4.
0 to 70 at%, Ni: 10 to 30 at%, Fe: 15
A magnetic disk device comprising a magnetic recording head having a magnetic core of a magnetic thin film of -40 at% and Cu: 1-10 at%.
【請求項4】 請求項3に記載の磁気ディスク装置にお
いて、 前記磁性薄膜の結晶構造が面心立方晶からなり、(11
1)面が優先配向したことを特徴とする磁気ディスク装
置。
4. The magnetic disk device according to claim 3, wherein the crystal structure of the magnetic thin film is face-centered cubic.
1) A magnetic disk drive characterized in that the planes are preferentially oriented.
【請求項5】 CoとNiとFeとCuとの四元素系合
金からなり、前記各元素の組成範囲がCo:40〜70
at%,Ni:10〜30at%,Fe:15〜40a
t%,Cu:1〜10at%である磁気記録ヘッド用磁
性薄膜。
5. A four-element alloy of Co, Ni, Fe, and Cu, wherein the composition range of each element is Co: 40-70.
at%, Ni: 10 to 30 at%, Fe: 15 to 40a
t%, Cu: 1 to 10 at% Magnetic thin film for magnetic recording head.
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