Способ изготовления магнитной головки

 

Использование: изобретение относится к приборостроению, а именно к технологическим процессам производства магнитных головок. Сущность изобретения: в способе формируют профиль магнитопровода, каждой из половин головки из металлической фольги, выполненной из магнитомягкого аморфного сплава, формируют в магнитопроводе углубления под витки обмотки, токопроводящие дорожки и контактные площадки методом электрохимического травления в режиме электрополировки, фотолитографией в магнитопроводе формируют сквозные отверстия межсоединений витков обмотки, локальной термической обработкой соответствующих зон магнитопровода разрывают паразитные области. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении широкополосных магнитных головок записи с высокой плотностью для бытового и специального назначения.

Известен способ изготовления интегральной магнитной головки, заключающийся в том, что на жесткой диэлектрической подложке формируют путем напыления и фотолитографии первый слой магнитопровода из пермаллоя, затем напыляют тантал, после чего алюминий с проведением анодирования, затем на изолирующем слое формируют рисунок нижних витков обмотки и диэлектрический слой, затем проводят фотолитографию по анодированному слою алюминия для вскрытия первой части магнитопровода и в месте соединения с второй частью. Формируют вторую часть магнитопровода напылением пермаллоя и методом фотолитографии, затем напыляют тантал и проводят фотолитографию по танталу. Напыляют алюминий и проводят пористое анодирование по всему слою алюминия. Методом фотолитографии производят вскрытие переходных контактных площадок (шин) с нижней части обмотки на верхнюю. Затем напыляют алюминий и методом фотолитографии формируют верхнюю часть обмотки [1] .

Недостатком указанного способа является то, что головка имеет большое число формируемых слоев, что резко уменьшает надежность конструкции, а также является весьма трудоемким процессом для применения в производстве.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, заключающийся в том, что магнитопровод формируют из тонкой металлической фольги, одновременно в магнитопроводе формируют окна, затем на обе стороны магнитопровода наносят изолирующую пленку, например, в виде полимидной смолы или пака с образованием в окнах сплошных пленочных мембран, после этого в мембранах выполняют сквозные соединительные отверстия для осуществления межсоединений витков обмотки, затем на изолирующий слой с обеих сторон магнитопровода и на стенки сквозных отверстий наносят металлическое покрытие, на основе которого методом фотолитографии с гальванического осаждения формируют витки обмотки [2] .

Недостатком указанного способа является то, что используемый в качестве изолирующего слоя полимер обладает низкой износостойкостью, легко подвержен накоплению статического электричества (при контакте с лентой), что вносит помехи в работу магнитной головки. При выполнении магнитной головки указанным способом в магнитопроводе имеются паразитные магнитные цепи, приводящие к разделению потока, вследствие чего порядка 20% потока не взаимодействует с витками обмотки, что наряду с небольшим числом витков (порядка 10-15) существенно снижает эффективность работы магнитопровода, особенно в режиме "воспроизведения". Кроме того, непланарность витков обмотки, коммутации и контактных площадок создает значительные трудности для повышения эффективности магнитной головки путем создания многослойного магнитопровода. Выполнение окон с нанесенной на них изолирующей пленкой снижает надежность магнитной головки.

Целью изобретения является повышение надежности и качества работы магнитной головки, а также повышение эффективности работы ее магнитопровода и износостойкости магнитной головки.

Цель достигается тем, что в способе изготовления магнитной головки, при котором формируют профиль магнитопровода каждой из половин головки из металлической фольги и сквозные отверстия межсоединений витков обмотки, наносят на магнитопровод с обеих сторон изолирующий слой, на который и на стенки сквозных отверстий наносят токопроводящие пленки с образованием в сквозных отверстиях токопроводящих шин, формируют витки обмотки, токопроводящие дорожки и контактные площадки. Магнитопровод выполнен из магнитомягкого аморфного сплава, до нанесения изолирующего слоя разрывают паразитные магнитные цепи проведением локальной термической обработки соответствующих зон магнитопровода. В случае необходимости уменьшения габаритов головки, в частности толщины, головку выполняют планарной и в магнитопроводе до нанесения изолирующего слоя выполняют углубления под витки, токопроводящие дорожки и контактные площадки, например, электрохимическим травлением в режиме электрополировки, а изолирующий слой выполняют двойным, из пятиокиси тантала и двуокиси кремния напылением и анодированием.

В случае выполнения магнитной головки с многослойным магнитопроводом на витки и токопроводящие дорожки наносят второй изолирующий слой, после чего магнитопровод собирают в пакет с обеспечением фиксации магнитопроводов в пакете и электрического соединения контактных площадок соседних магнитопроводов, фиксацию магнитопроводов в пакете осуществляют, например, посредством давления при температуре, обеспечивающей режим пайки сопрягаемых контактных площадок, на которые предварительно гальваникой нанесен слой припоя, и полимеризации клея, нанесенного на поверхность каждого из магнитопроводов.

На фиг. 1-5 изображена последовательность операций данного способа; на фиг. 6 - расположение слоев в отдельном магнитопроводе.

Формирование профиля магнитопровода 1 (фиг. 1) каждой из половин головки из металлической фольги проводя, например, двухсторонним электрохимическим фрезерованием магнитного аморфного сплава, например, толщиной 20 мкм по маске фоторезиста ФН-11к. Затем в магнитопроводе 1 электрохимическим травлением в режиме электрополировки формируют углубления 2 (фиг. 2) толщиной 1,5-2 мкм под витки 3 обмотки, токопроводящие дорожки 4 и контактные площадки 5, причем габариты углубления 2 под контактные площадки 5 в 1,5-2 раза превышают габариты контактных площадок 5. Углубления 2 формируют с целью планаризации поверхности и исключения замыканий между витками 3 при последующей сборке пакета, а увеличение габаритов углублений 2 под контактные площадки 5 необходимо для излишков припоя при пайке сопрягаемых контактных площадок 5. Использование электрополировки необходимо для последующего качественного беспористого слоя под витки 3 обмотки, токопроводящие дорожки 4 и контактные площадки 5. Далее фотолитографией проводят формирование сквозных отверстий 6 (фиг. 3) межсоединений витков 3 обмотки в магнитопроводе 1, например, с использование в качестве защитной маски фоторезиста ФН-11к. После него локальной термической обработкой соответствующих зон 7 (фиг. 4) магнитопровода 1 разрывают паразитные магнитные цепи, причем локальную термическую обработку проводят, например, путем сканирования вдоль области 7 (фиг. 4) с двух сторон сфокусированным пучком электронов в сканирующем электронном микроскопе или лучом лазера, при этом в зоне воздействия (вдоль линий сканирования) происходит кристаллизация аморфного сплава, которая приводит к деградации магнитных свойств материала, область сканирования становится магнитным сопротивлением, препятствующим разделению магнитного потока. Затем на обе стороны магнитопровода 1 и на стенки сквозных отверстий 6 межсоединений витков 3 обмотки наносят изолирующий слой 8 (фиг. 5), например, двойной: из пятиокиси тантала 8а (фиг. 6) и двуокиси кремния 8б (фиг. 6).

Нанесение изолирующего слоя 8 осуществляется следующим образом. Сначала напыляют слой тантала 8а (толщиной 1,5-2 мкм) и проводят его анодирование, затем на сформированный окисел тантала 8а напыляют слой двуокиси кремния 8б (толщиной 1-1,5 мкм). В результате получают высококачественный изолирующий слой 8 с высокой адгезией к аморфному сплаву.

На изолирующий слой 8 с обеих сторон магнитопровода 1 и на стенки сквозных отверстий 6 наносят токопроводящие пленки с образованием в сквозных отверстиях 6 токопроводящих шин 9 для чего на изолирующий слой напыляют электропроводящий слой меди (1 мкм) с подслоем хрома.

Вскрывают фотолитографией окна под контактные площадки 5 (фиг. 5) и наносят гальваникой по маске фоторезиста ФН-11к слой припоя 10 (фиг. 6) на контактные площадки 5. Затем фотолитографией формируют рисунок верхних и нижних витков 3 обмотки (фиг. 5), токопроводящих дорожек 4 и контактных площадок 5 по защитной маске фоторезиста ФН-11к путем травления хрома и меди. Далее на витки 3 обмотки и токопроводящие дорожки 4 через маску напыляют изолирующий слой двуокиси кремния 11 (фиг. 6) (0,2-0,3 мкм). При нанесении изолирующего слоя 11 область I-II (фиг. 5) магнитопровода 1 закрыта маской. Затем на поверхность каждого из магнитопроводов 1 наносят клей 12 (фиг. 6) (кроме области контактных площадок 5) и осуществляют сборку магнитопроводов 1 в пакет с обеспечением фиксации магнитопровода 1 в пакете и электрическим соединением контактных площадок 5 магнитопроводов. Причем фиксацию магнитопроводов в пакете осуществляют под давлением 3-5 кг/см² при температуре 150-160^оС путем контактно-реактивной пайки сопрягаемых контактных площадок 5 с одновременной полимеризацией клея 12 (излишки припоя 10 при этом заполняют углубление 13 (фиг. 6) под контактной площадкой 5). В результате образуется прочное клееное соединение с толщиной клеевой прослойки порядка 1 мкм.

Использование данного способа изготовления магнитной головки позволяет устранить влияние статического электрического поля и существенно повышает износостойкость магнитопровода, кроме того, использование предлагаемого многовиткового магнитопровода с плоскими катушками в многодорожечных широкополосных головках позволяет значительно увеличить число каналов головки на единицу ширины ленты.

На фиг. 1, 3, 4, 5 изображена последовательность операций способа по п. 1.

Формирование профиля магнитопровода 1 (фиг. 1) каждой из половин головки из металлической фольги проводят двухсторонним электрохимическим фрезерованием магнитомягкого аморфного сплава толщиной 20 мкм по маске фоторезиста ФН-11к.

Далее фотолитографией проводят формирование сквозных отверстий 6 (фиг. 3) межсоединений витков 3 обмотки в магнитопроводе 1, например, с использованием в качестве защитной маски фоторезиста ФН-11к, после чего локальной термической обработкой соответствующих зон 7 (фиг. 4) магнитопровода 1 разрывают паразитные магнитные цепи, причем локальную термическую обработку проводят, например, путем сканирования вдоль области 7 (фиг. 4) с двух сторон сфокусированным лучом лазера или пучком электронов сканирующего электронного микроскопа, при этом материал в области сканирования становится магнитным сопротивлением за счет кристаллизации аморфного сплава, приводящей к деградации магнитных свойств, что препятствует разделению магнитного потока.

Затем на обе стороны магнитопровода 1 и на стенки сквозных отверстий 6 наносят изолирующий слой 8 (фиг 5), например двойной, из пятиокиси тантала 8а (фиг. 6) и двуокиси кремния 8б (фиг. 6), напылением и анодированием пятиокиси тантала и последующим напылением двуокиси кремния.

На изолирующий слой 8 с обеих сторон магнитопровода 1 и на стенки сквозных отверстий 6 наносят токопроводящие пленки (медь с подслоем хрома) с образованием в сквозных отверстиях 6 токопроводящих шин (фиг. 5). Далее, в случае многослойного магнитопровода, вскрывают окна под контактные площадки 5 (фиг. 5), на которые наносят припой, и фотолитографией формируют рисунок верхних и нижних витков 3 обмотки (фиг. 5), токопроводящих дорожек 4 и контактных площадок 5 по защитной маске фоторезиста ФН-11к путем травления хрома и меди. Для осуществления планарности головки и повышения ее надежности под витки 3 обмотки в магнитопроводе могут быть выполнены углубления 2 (фиг. 2) до нанесения изолирующего слоя.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 691920, кл. G 11 B 5/42, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР N 1634027, кл. G 11 B 5/127, 1989.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНОЙ ГОЛОВКИ , пpи котоpом фоpмиpуют пpофиль магнитопpовода каждой половины головки из металлической фольги и сквозные отвеpстия межсоединений витков обмотки, наносят на магнитопpовод с обеих стоpон изолиpующий слой, на котоpый и на стенки сквозных отвеpстий наносят токопpоводящие пленки с обpазованием в сквозных отвеpстиях токопpоводящих шин, фоpмиpуют витки обмотки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки, отличающийся тем, что магнитопpовод выполнен из магнитомягкого амоpфного сплава, изолиpующий слой наносят также на стенки сквозных отвеpстий, до нанесения изолиpующего слоя pазpывают паpазитные магнитные цепи пpоведением локальной теpмической обpаботки соответствующих зон магнитопpовода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до нанесения изолиpующего слоя в магнитопpоводе выполняют углубления под витки обмотки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изолиpующий слой выполняют двойным из пятиокиси тантала и двуокиси кpемния напылением и анодиpованием.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что фоpмиpование углублений под витки обмотки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки осуществляют электpомеханическим тpавлением в pежиме электpополиpовки.

5. Способ изготовления магнитной головки, пpи котоpом фоpмиpуют пpофиль магнитопpовода каждой половины головки из металлической фольги и сквозные отвеpстия межсоединений витков обмотки, наносят на магнитопpовод с обеих стоpон изолиpующий слой, на котоpый и на стенки сквозных отвеpстий наносят токопpоводящие пленки с обpазованием в сквозных отвеpстиях токопpоводящих шин, фоpмиpуют витки обмотки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки, отличающийся тем, что магнитопpоводы выполнены из магнитомягкого амоpфного сплава, изолиpующий слой наносят также на стенки сквозных отвеpстий, до нанесения изолиpующего слоя в магнитопpоводах фоpмиpуют углубления под витки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки и pазpывают паpазитные магнитные цепи пpоведением локальной теpмической обpаботки соответствующих зон магнитопpовода, наносят на витки обмотки и токопpоводящие доpожки втоpой изолиpующий слой, после чего магнитопpоводы собиpают в пакет с обеспечением фиксации магнитопpоводов в пакете и электpического соединения контактных площадок соседних магнитопpоводов.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что изолиpующий слой выполняют двойным из пятиокиси тантала и двуокиси кpемния напылением и анодиpованием.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фоpмиpование углублений под витки обмотки, токопpоводящие доpожки и контактные площадки осуществляют электpохимическим тpавлением в pежиме электpополиpовки.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что фиксацию магнитопpоводов в пакете осуществляют посpедством давления пpи темпеpатуpе, обеспечивающей pежим пайки сопpягаемых контактных площадок, на котоpые пpедваpительно гальваникой нанесен слой пpипоя, и полимеpизации клея, нанесенного на повеpхность каждого из магнитопpоводов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6