DE19607379C2

DE19607379C2 - Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilm-Magnetkopfgleiters

Info

Publication number: DE19607379C2
Application number: DE19607379A
Authority: DE
Inventors: Takao Koshikawa; Hiroshi Maeda; Takahiro Imamura
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2016-02-29
Also published as: DE19607379A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilm-Magnetkopfgleiters nach dem Anspruch 1 und nach dem Anspruch 11.

Aus der Literaturstelle IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 36, Nr. 10, Oktober 1993, Seiten 409 und 410, ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines Dünn film-Magnetkopfgleiters mit einer Mediumgegenfläche be kannt, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Anordnen eines Gleitermaterials auf einer Oberfläche einer Opferschicht auf einem Substrat, wobei die Oberfläche des Substrats zuvor mit einer besonderen Form zum Ausbilden der Mediumgegenfläche gebildet wird;
Bilden des Gleiters auf dieser Oberfläche der Opfer schicht; und
Entfernen des Substrats und der Opferschicht von dem Gleiter.

Aus der JP 04-76809 A (in: Patents Abstracts of Japan P-1377, Vol. 16, No. 292, 29. Juni 1992) ist ein ähnliches Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilm-Magnetkopfgleiters bekannt, wobei aber lediglich ein Abschnitt von einer Seite eines Gleitkopfes in besonderer Weise ausgebildet wird.

In den vergangenen Jahren wurde die Magnetplattenein heit kompakter gemacht, ihre Leistung wurde erheblich ver bessert und ihre Kosten wurden reduziert. Entsprechend der jüngsten Tendenz ist es erwünscht, einen Dünnfilm-Magnet kopf hoher Leistung und niedriger Kosten zu entwickeln. Um diese Forderung zu erfüllen, wird ein Horizontalmagnetkopf (Planarmagnetkopf) vorgeschlagen, bei welchem eine Dünn filmmusterfläche parallel zu einer Luftlagerfläche angeord net ist. Der Grund wird nachfolgend beschrieben. Im Falle eines Horizontalmagnetkopfes ist es einfach, Schwebeschie nen mit spezifischen Gestaltungen zu bilden. Es ist deshalb möglich, einen Magnetkopf zu schaffen, welcher in der Lage ist, nahe über der Plattenoberfläche stabil zu fliegen, und außerdem ist es einfach, den mit Maschinen zu bearbeitenden Anteil beim Herstellungsprozeß zu reduzieren, so daß die Kosten abgesenkt werden können.

Beispiele der herkömmlichen Horizontalmagnetkopfglei ter sind in den folgenden Veröffentlichungen dargestellt.

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 25, p. 3190, 1989, "A New Thin Film Head Generation" by J. P. Lazzari und P. Deroux-Dauphin. Bei diesem herkömmlichen Beispiel ist auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrates mittels eines Ätzvorganges eine Ausnehmung gebildet, und in der Ausneh mung ist ein Magnetkopfelement gebildet. In diesem Fall wird die Siliziumsubstratoberfläche als einem Aufnahme medium gegenüberliegende Luftlagerfläche verwendet. Der Anschluß des Magnetkopfes ist deshalb auf die Rückseite des Gleiters geführt. Dementsprechend ist eine das Silizium substrat durchdringende Durchgangsöffnung so ausgebildet, daß sie sich von dem Anschluß aus erstreckt. In diesem Beispiel ist der Gleiterkörper durch Maschinenbearbeitung hergestellt.

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol. 25, p. 3686, 1989, "A New Approach to Making Thin Film Head-Slider Devices" by Daniel W. Chapman. Bei diesem herkömmlichen Beispiel ist ein Dünnfilm-Magnetkopfelement auf dem Substrat an der Luftlagerflächenseite ausgebildet und ein Isolierfilm ist flach ausgeführt; sodann wird ein Glas substrat, durch welches eine Durchgangsöffnung hindurchge führt ist, einer Klebung unterworfen. Auf diese Weise wird der Gleiterkörper hergestellt. Danach wird das Substrat für den Abtrag geätzt und der Gleiterkörper wird durch maschi nelle Bearbeitung ausgeschnitten.

Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Beispielen ist es notwendig, Herstellungsprozesse vorzusehen, bei de nen der Gleiterkörper maschinell bearbeitet wird, ferner an den Gleiter individuell eine Kopfaufhängung anzubauen, eine das Substrat durchdringende Durchgangsöffnung auszubilden, einen Leiter in der Durchgangsöffnung einzubetten und ein Glassubstrat zu kleben. Demzufolge wird der Herstellungs prozeß kompliziert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnet kopfgleiters mit einer Mediumgegenfläche zu schaffen, wel ches die Möglichkeit bietet, einen Dünnfilm-Magnetkopfglei ter kostengünstig mit verbesserten Gleiteigenschaften her stellen zu können.

Gemäß einem ersten Lösungsvorschlag wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merk male gelöst.

Ein zweiter Lösungsvorschlag der genannten Aufgabe er gibt sich aus dem Anspruch 11.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, einen Dünnfilm-Magnetkopfgleiter zu schaffen, welcher einfach und ohne Bildung einer Durchgangsöffnung sowie Kleben eines Glassubstrates herstellbar ist, und bei welchem das Magnet kopfelement hochgenau so positioniert werden kann, daß eine äußerst dichte Aufnahme verwirklicht und die Zuverlässig keit erhöht werden kann, indem ein Spurmechanismus für das Dünnfilm-Magnetkopfelement hinzugefügt wird (der Spurmecha nismus bewegt das Magnetkopfelement in winzigen Schritten in einer annähernd senkrecht zur Bewegungsrichtung des Auf nahmemediums stehenden Spurrichtung) oder indem ein Bewe gungsmechanismus für kleine Abstandsschritte hinzugefügt wird, der in der Lage ist, den Magnetkopf in kleinen Schritten in der Richtung des Absenkens und Abhebens gegen über einem Aufnahmemedium hin zu bewegen, so daß der Magnetkopf dem Aufnahmemedium angenähert oder von die sem entfernt werden kann.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, einen elektrostatischen Stellantrieb zu schaffen, welcher für einen Antriebsmechanismus geeignet ist, der für den Spurmechanismus oder den Lade- und Entlademechanismus (Absenk- und Abhebemechanismus) bei dem obengenannten Dünn film-Magnetkopfelement verwendbar ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilm-Magnetkopfgleiters mit einer Medium-Gegenfläche zu schaffen, die für eine einem Aufnahmemedium gegenüberliegende Anordnung ausgelegt ist, wobei dieses Verfahren folgende Schritte umfaßt: An ordnen eines Gleitermaterials auf einer Oberfläche eines Substrates, oder auf einer Oberfläche einer Opferschicht auf dem Substrat, wobei diese Oberfläche des Substrates oder diese Oberfläche der Opferschicht zuvor in einer be stimmten Gestaltung gebildet wird, um diese Medium-Gegen fläche auszubilden; Ausbilden des Gleiters auf der Oberflä che des Substrates oder auf der Oberfläche der Opfer schicht; und Entfernen des Substrates oder der Opferschicht und des Substrates von dem Gleiter.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Dünnfilm-Magnetkopfgleiter vorgesehen, welcher für eine einem Aufnahmemedium gegenüberliegende Anordnung aus gelegt ist und welcher umfaßt: Einen auf einer Oberfläche eines Substrates oder auf einer Oberfläche einer auf einem Substrat vorgesehenen Opferschicht angeordneten Gleiterkör per, wobei das Substrat oder die Opferschicht mit dem Substrat vom Gleiterkörper getrennt sind; einen Spurmecha nismus, welcher von einem stationären Abschnitt des Gleiterkörpers so gehalten wird, daß ein beweglicher Abschnitt, welcher ein Teil des Gleiterkörpers ist, in einer Spurrich tung annähernd senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Aufnahmemediums bewegt werden kann; und wenigstens einen magnetischen Gegenpol eines Dünnfilm-Magnetkopfelementes, welcher für eine dem Aufnahmemedium gegenüberliegende An ordnung ausgelegt und in einem beweglichen Abschnitt des Spurmechanismus angeordnet ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Dünnfilm-Magnetkopfgleiter vorgesehen, welcher für eine einem Aufnahmemedium gegenüberliegende Anordnung aus gelegt ist und umfaßt: Einen Gleiterkörper, welcher auf einer Oberfläche eines Substrates oder auf einer Oberfläche einer auf einem Substrat angeordneten Opferschicht angeord net ist, wobei das Substrat oder die Opferschicht mit dem Substrat vom Gleiterfilmkörper getrennt sind; einen Lade- und Entlademechanismus, welcher von einem stationären Ab schnitt des Gleiterkörpers so gehalten wird, daß ein beweg licher Abschnitt, der ein Teil des Gleiterkörpers ist, in einer Lade- und Entladerichtung bewegt werden kann, bei der der bewegliche Abschnitt des Gleiterkörpers sich dem Auf nahmemedium nähert bzw. von diesem entfernt wird; und wenigstens einen magnetischen Gegenpol eines Dünnfilm-Ma gnetkopfelementes, welcher für eine dem Aufnahmemedium gegenüberliegende Anordnung ausgelegt und in einem bewegli chen Abschnitt des Lade- und Entlademechanismus vorgesehen ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Dünnfilm-Magnetkopfgleiter vorgesehen, welcher für eine einem Aufnahmemedium gegenüberliegende Anordnung aus gelegt ist und umfaßt: Einen auf einer Oberfläche eines Substrates oder auf einer Oberfläche einer auf einem Substrat vorgesehenen Opferschicht angeordneten Gleiterkör per, wobei das Substrat oder die Opferschicht mit dem Substrat vom Gleiterkörper getrennt sind; wobei der Glei terkörper einen stationären Abschnitt sowie einen bewegli chen Abschnitt umfaßt, welcher von dem stationären Ab schnitt über eine Haltefeder so gehalten wird, daß der bewegliche Abschnitt sowohl in einer Spurrichtung annähernd senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Aufnahmemediums als auch in einer Lade- und Entladerichtung (Absenk- und Abhebemechanismus) bewegt werden kann, bei der der bewegli che Abschnitt des Gleiterfilmkörpers sich einem Aufnahme medium nähert bzw. von diesem trennt; und wenigstens einen magnetischen Gegenpol eines Dünnfilm-Magnetkopfelementes, welcher für eine dem Aufnahmemedium gegenüberliegende An ordnung ausgelegt und in einem beweglichen Abschnitt des Spurmechanismus angeordnet ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrostatischer Stellantrieb vorgesehen, welcher umfaßt: Einen stationären Abschnitt mit einer Vielzahl zueinander paralleler Zähne; einen beweglichen Abschnitt mit einer Vielzahl von zu den Zähnen des stationären Ab schnittes parallelen Zähnen; eine Haltefeder zum Halten des beweglichen Abschnittes derart, daß der bewegliche Ab schnitt gegenüber dem stationären Abschnitt in einer Zahn breitenrichtung bewegt werden kann; und einen Antriebs krafterzeugungsabschnitt zum Bewegen des beweglichen Abschnittes in eine Position, bei der eine elektrostatische Anziehungskraft in der Zahnbreitenrichtung, die dann er zeugt wird, wenn eine Spannung zwischen den Zähnen des stationären Abschnittes und denen des beweglichen Abschnit tes aufgeprägt wird, durch eine Rückstellkraft der Halte feder ausgeglichen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(a) bis 1(c) sind Ansichten, welche die erste Ausführung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei Fig. 1(a) eine perspektivische Ansicht des Gleiters ist, gesehen von dessen Rückseite, bevor der Gleiter an einer Kopfaufhängung befestigt wird, und Fig. 1(b) eine perspektivische Ansicht des Gleiters ist, gesehen von der Luftlagerflächenseite desselben her, nachdem der Gleiter an der Kopfaufhängung befestigt worden ist, und Fig. 1(c) eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A' ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Abwand lung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der ersten Ausführung;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zum Verbinden der Kopfaufhängung mit dem Gleiter zeigt;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zum Verbinden der Kopfaufhängung mit dem Gleiter zeigt;

Fig. 5(a) bis 5(e) sind schematische Darstellungen, die den Herstellungsprozeß des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 6(a) und 6(b) sind schematische Darstellungen, die einen Dünnfilm-Magnetkopfgleiter der vorliegenden Erfindung in der Mitte des Herstellungsprozesses zeigen;

Fig. 7(a) bis 7(c) sind Ansichten, die ein Verfahren zum gleichzeitigen Verbinden einer Vielzahl von Kopfaufhän gungen mit einer Vielzahl von Gleitern zeigen;

Fig. 8(a) bis 8(d) sind Ansichten, die ein Beispiel des Verfahrens zum Bilden eines abgeschrägten Abschnittes der Luftlagerschiene zeigen;

Fig. 9(a) und 9(b) sind Ansichten, welche ein anderes Beispiel des Verfahrens zum Bilden eines abgeschrägten Abschnittes der Luftlagerschiene zeigen;

Fig. 10(a), 10(b) und 10(c) sind Ansichten, welche eine zweite Ausführung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei Fig. 10(a) eine per spektivische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters, von der Luftlagerflächenseite her gesehen, ist, Fig. 10(b) eine perspektivische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters von der Rückseite her gesehen, ist und Fig. 10(c) eine Quer schnittansicht entlang der Linie B-B' ist, die einen Spurantriebsmechanismus für den Antrieb des Magnetkopfele mementes zeigt;

Fig. 11(a) und 11(b) sind perspektivische Ansichten, welche Abwandlungen des in Fig. 10(c) gezeigten Spuran triebsmechanismus zeigen;

Fig. 12(a) und 12(b) sind Ansichten, welche eine dritte Ausführung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der vor liegenden Erfindung zeigen, wobei Fig. 12(a) eine perspek tivische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters von der Luftlagerflächenseite her gesehen ist, und Fig. 12(b) eine perspektivische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters von der Rückseite her gesehen ist;

Fig. 13(a) und 13(b) sind Querschnitt- bzw. Längs schnittansichten des Lade- und Entladeantriebsmechanismus entsprechend der Fig. 10(c);

Fig. 14(a) ist eine schematische Darstellung, welche das Prinzip des elektrostatischen Stellantriebes gemäß dem Stand der Technik zeigt, und Fig. 14(b) ist eine schemati sche Darstellung, welche das Prinzip des elektrostatischen Stellantriebes gemäß der vorliegenden Beschreibung zeigt;

Fig. 15 ist ein Diagramm, welches die Relation zwi schen der Kraft und dem Wert g₂/g₁ des elektrostatischen Stellantriebes der vorliegenden Beschreibung zeigt;

Fig. 16 ist eine Draufsicht, welche eine Ausführung des elektrostatischen Stellantriebes der vorliegenden Beschreibung zeigt;

Fig. 17(a) bis 17(e) und Fig. 18(a) bis 18(e) sind schematische Darstellungen zum Erläutern des Herstellungs prozesses des elektrostatischen Stellantriebes der vorlie genden Beschreibung, wobei die schematischen Darstellungen in der Reihenfolge des Herstellungsprozesses angeordnet sind;

Fig. 19 ist eine Draufsicht, welche eine andere Aus führung des elektrostatischen Stellantriebes der vorliegen den Beschreibung zeigt;

Fig. 20(a) bis 20(c) sind Diagramme, welche Beispiele für an den elektrostatischen Stellantrieb der in Fig. 19 gezeigten Ausführung angelegte Spannungen zeigen;

Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht des Kopfglei ters, in welchen der elektrostatische Stellantrieb einge baut ist;

Fig. 22 ist eine Querschnittsansicht des Kopfgleiters, in welchen der elektrostatische Stellantrieb eingebaut worden ist;

Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht des Kopfglei ters, in welchen ein elektrostatischer Stellantrieb einge baut worden ist, der in der Lage ist, äußerst kleine Bewe gungen in der Spurrichtung sowie in der Lade- und Entlade richtung auszuführen;

Fig. 24 ist eine Teilschnittansicht des Antriebsab schnittes für den Stellantrieb des in Fig. 23 gezeigten Kopfgleiters;

Fig. 25 und 26 sind Ansichten des Kopfgleiters in der Richtung des Pfeiles A in Fig. 23;

Fig. 27(a) bis 27(d) sind Ansichten, welche eine Aus führung des Kopfgleiters zeigen, in dessen Antriebsab schnitt piezoelektrisches Material verwendet wird, wobei Fig. 27(a) eine perspektivische Ansicht des Kopfgleiters von der Luflagerflächenseite her gesehen ist; Fig. 27(b) ist eine perspektivische Ansicht des Kopfgleiters von der Rückseite her gesehen, Fig. 27(c) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A, und Fig. 27(d) ist eine vergrößerte Ansicht des Antriebsabschnittes;

Fig. 28 ist eine Ansicht, welche eine andere, der Fig. 27(d) entsprechende Ausführung des Antriebsabschnittes zeigt, bei welchem piezoelektrisches Material verwendet wird;

Fig. 29 ist eine Ansicht, die noch eine andere, der Fig. 27(d) entsprechende Ausführung des Antriebsabschnittes zeigt, bei welchem piezoelektrisches Material verwendet wird;

Fig. 30(a) und 30(b) sind Ansichten zum Erläutern der Bewegung des Kopfgleiters für den Fall des Antriebes, wobei der Antriebsabschnitt piezoelektrisches Material verwendet, wobei Fig. 30(a) eine Oberseitenansicht und Fig. 30(b) eine Querschnittsansicht des Auslegers zeigt; und

Fig. 31(a) und 31(b) sind Ansichten zum Erläutern der Bewegung des Kopfgleiters, wenn der Antriebsabschnitt in der Lade- und Entladerichtung angetrieben wird unter Ver wendung von piezoelektrischem Material, wobei Fig. 31(a) eine Querschnittsansicht in der Richtung der Auslegerseite und Fig. 31(b) eine Querschnittsansicht des Auslegers sind.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Die Fig. 1(a) bis 1(c) sind Ansichten, welche die erste Ausführung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters der vorliegen den Erfindung zeigen. Fig. 1(a) ist eine perspektivische Ansicht des Gleiters 20, bevor dieser mit einer Kopfaufhän gung 30 zusammengebaut worden ist, wobei dieses eine An sicht von der Rückseite her ist, d. h. von der der Luftla gerseite abgewandten Seite. Fig. 1(b) ist eine perspektivische Ansicht des Gleiters 20, welcher an der Kopfaufhängung 30 befestigt ist, wobei es sich um eine Ansicht von der Luftlagerseite her handelt. Fig. 1(c) ist eine Quer schnittsansicht entlang der Linie A-A' in Fig. 1(a).

Der Gleiter 20 umfaßt eine aus SiO₂ oder Al₂O₃ herge stellte Luftlagerfläche 21 und einen aus einem Leitermate rial wie etwa Ni hergestellten Gleiterkörper 22, wobei der Gleiterkörper 22 auf der Rückseite der Luftlagerfläche 21 angeordnet ist. Der Gleiterkörper 22 ist aus einer Vielzahl von im Zentrum angeordneten Anschlußpads 23 und einem äuße ren Peripheriebereich 24 gebildet. Die Vielzahl von An schlußpads 23 ist in der Richtung parallel zur Luftlager fläche angeordnet. Ein vorgegebener Zwischenraum 25 ist zwischen den Pads 23 und auch zwischen jedem Pad 23 und der äußeren Peripherie 24 gebildet. Es sind 2 Sätze von An schlüssen vorgesehen, d. h. es gibt 4 Anschlüsse. Es sind auch 2 Sätze von Anschlußpads 23 vorgesehen, d. h. es gibt 4 Anschlußpads 23. In diesem Fall wird ein Satz Anschlüsse (MR-Elemente) für Lesekopfelemente und der andere Satz Anschlüsse (Induktivkopfelement) für Schreibkopfelemente verwendet. Es ist möglich, einen Satz Anschlüsse, bei spielsweise 2 Anschlüsse zu verwenden, wenn ein Element sowohl als Lese- wie auch als Schreibkopfelement eingesetzt wird. In den Zwischenräumen 25 ist ein Harz 26, wie etwa Polyimid, in einer solchen Weise vorgesehen, daß die Rück seite der Luftlagerfläche 21 mit dem Harz überdeckt ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die äußere Peripherie 24 des Gleiterkörpers 22 als eines der Anschlußpads verwen det werden kann.

Wie in Fig. 1(a) gezeigt ist, ist die Rückseite des Gleiters 20 an der Kopfaufhängung 30 befestigt. Wie in Fig. 1(b) gezeigt ist, sind auf der Luftlagerfläche 21 des Gleiters 20 zwei Seitenschienen 27 vorgesehen, die annä hernd parallel zu der Plattendrehrichtung B sind, ferner eine Mittelschiene 28, die in der Mitte an der Vorlaufseite angeordnet ist, und ein Dünnfilmkopf 29. An den Vorlauf enden der Seitenschienen 27 und der Mittelschiene 28 sind abgeschrägte Abschnitte 27a bzw. 28a ausgebildet.

Der Gleiter 20 hat eine im wesentlichen rechteckige Form, wenn man ihn von der Seite der Medium-Gegenfläche oder der Luftlagerfläche her sieht, und die im wesentlichen rechteckige Form hat entsprechende Ecken, die jeweils abge fast oder abgerundet sind. Die Länge des Gleiters 20 ent lang einer Bewegungsrichtung des Aufnahmemediums ist etwa 0,8 mm oder unter 0,8 mm.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung des Dünnfilm-Magnetkopf gleiters gezeigt. In der in den Fig. 1(a) bis 1(c) gezeig ten Ausführung umgibt das Leitermaterial der äußeren Peri pherie 24 des Gleiterkörpers 22 die Pads 23. In der vorlie genden Abwandlung ist andererseits ein Rahmen des Hauptkör pers 22 des Gleiters 20 aus einem Leitermaterial gebildet, und Anschlußpads 23 sind außerhalb des Rahmens angeordnet. Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, die Anschluß pads 23 in willkürlichen Positionen im Gleiter 20 anzuord nen. In Übereinstimmung mit den Formen der Schwebeschienen 27, 28 (in Fig. 1(b) gezeigt) ist es möglich, die Form des Gleiterkörpers 22 willkürlich so zu ändern, daß die Stei figkeit aufrechterhalten werden kann.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die eine Verbindung zwischen dem Gleiter 20 und der Kopfaufhängung 30 zeigt. Bei dieser Ausführung ist ein Klebemetall 31 auf der Rückseite der Anschlußpads 23 und der äußeren Peripherie 24 des Hauptkör pers des Gleiters 20 vorgesehen. Mittels Thermokompressionsklebung, Ultraschall-Kompressionsklebung (C) oder Klebung mittels leitfähigen Klebers werden die Pads 23 und die äußere Peripherie 24 des Hauptkörpers einer Verklebung mit der Kopfaufhängung 30 unterworfen, auf welcher ein leitfähiger Anschlußbbereich 32 ausgebildet ist. In diesem Fall sind die Anschlußpads 23 elektrisch und mechanisch mit der Kopfaufhängung 30 verbunden, und die äußere Peripherie 24 des Gleiterkörpers ist mechanisch mit der Kopfaufhängung 30 verbunden. Wenn die äußere Peripherie 24 des Gleiterkör pers auch als eines der Anschlußpads verwendet wird, sind alle Verbindungsabschnitte elektrisch und mechanisch ver bunden.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die eine andere Ausführung der Verbindungsmethode zum Verbinden des Gleiters 20 mit der Kopfaufhängung 30 zeigt. In dieser Ausführung sind der Gleiter 20 und die Kopfaufhängung 30 einer Adhesions- oder Kompressionsklebung unterworfen, und das Anschlußpad 23 ist mit dem auf der Rückseite der Kopfaufhängung 30 angeordne ten leitfähigen Abschnitt 33 über einen Draht 34 mittels Kleben oder Löten verbunden. Alternativ dazu kann ein ent lang der Kopfaufhängung 30 angeordneter Leiterdraht (in der Zeichnung nicht gezeigt) direkt mit dem Anschlußpad 23 verbunden sein.

Fig. 5(a) bis 5(e) sind Ansichten, die den Herstel lungsprozeß des Gleiters 20 zeigen. Diese Ansichten ent sprechen Querschnittsansichten entlang der Linie A-A' in Fig. 1(a).

Zuerst werden auf der Oberfläche des Si-Substrates 46 Formen der Luftlagerschienen (sowohl Seitenschienen als auch Mittelschiene) aus dem Material einer Opferschicht, wie etwa Al, Ti und Ta gebildet (in Fig. 5(a) gezeigt).

Fig. 6(a) ist eine perspektivische Ansicht, die der Fig. 5(a) entspricht. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, sind Bereiche des Si-Substrates 46 mit Ausnahme der Berei che, in denen die Luftlagerschienen später geformt werden, mit der aus Al hergestellten Opferschicht beschichtet. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß ein Verfahren zum Formen eines abgeschrägten Bereiches der Schwebeschienen später beschrieben wird. Als nächstes wird eine Opfer schicht (Al) auf der gesamten oberen Oberfläche gebildet (in Fig. 5(b) gezeigt). Als nächstes wird ein Aufnahme- und Wiedergabekopfelement gebildet, und es wird ein Film aus SiO₂, diamantartiger Kohle (Karbon) oder Al₂O₃ auf der Luftlagerfläche ausgebildet (in Fig. 5(c) gezeigt). In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß nachdem das Aufnahme- und Wiedergabekopfelement gebildet worden ist und bevor der Film auf der Schwebefläche ausgebildet worden ist, das Kopfelement 41 mit dem das Anschlußpad bildenden Bereich 42 durch einen Leiterdraht 43 verbunden wird, wie in Fig. 6(b) gezeigt ist. Als nächstes wird ein (nicht gezeigter) leit fähiger Film zum Plattieren gebildet, und es wird eine zum Plattieren verwendete (nicht gezeigte) Maske aus Foto resistlack gebildet. Danach werden das Anschlußpad 23 und der Gleiterkörper 22 durch Plattieren eines Metalls wie etwa Ni, NiFe, Au oder Cu gebildet. Nach der Beendigung des Plattiervorganges wird der leitfähige Film in einem Be reich, wo kein Fotoresistlack ist, und ebenso ein leitfähi ger Film in einem Bereich, wo kein Plattierfilm ist, ent fernt (in Fig. 5(d) gezeigt). Ein Film eines Klebemetalls 45, wie etwa Au, wird auf dem Anschlußpad 23 und auf der Rückseite des Gleiterkörpers 22 gebildet, und sodann wird ein Harz 26, wie etwa Polyimid, zwischen den Anschlußpads 23 und dem Gleiterkörper 22 vorgesehen (in Fig. 5(e) ge zeigt). In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß ein anorga nisches Material wie etwa diamantartige Kohle oder SiO₂ zwischen dem Anschlußpad 23 und dem Gleiterkörper 22 vorge sehen werden kann. Danach wird der Gleiter 20 mit der Kopf aufhängung 30 mittels Kleben verbunden, und die Opfer schicht oder sowohl die Opferschicht als auch das Substrat werden geätzt, so daß der Gleiter 20 von dem aus Si herge stellten Substrat 46 getrennt wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß der Gleiter 20 natürlich mit der Kopfauf hängung 30 verbunden werden kann, nachdem der Gleiter 20 von dem Substrat 46 getrennt wurde.

Fig. 7(a) bis 7(c) sind Ansichten, welche ein Verfah ren für den Zusammenbau des Gleiters 20 der vorliegenden Erfindung und der Kopfaufhängung 30 zeigen. Nachdem Gleiter 20 auf einem Substrat 46 gebildet worden sind, wird dieses Substrat 46 zu einem Block 47 geschnitten, welcher eine Vielzahl von Gleitern 20 umfaßt. Dann wird ein Verbindungs rahmen 48, in welchem eine Vielzahl von Kopfaufhängungen 30 nach Art eines Kammes miteinander verbunden ist, gleichzei tig einer Klebung auf den Gleiterblock 47 unterworfen (in Fig. 7(a) gezeigt). Danach wird das Substrat 46 vom Glei terblock 47 mittels Ätzen entfernt (in Fig. 7(b) gezeigt). Dann wird jede Kopfaufhängung 30 vom Verbindungsrahmen 48 abgetrennt (in Fig. 7(c) gezeigt). Auf diese Weise ist die Herstellung des Gleiters 20 gemäß der Erfindung vollendet.

Fig. 8(a) bis 8(d) sind Ansichten, die ein Verfahren zur Ausbildung eines abgeschrägten Abschnittes für die Luftlagerschiene zeigen. Gemäß diesem Verfahren wird eine Opferschicht 51 (Al) auf einem Si-Substrat 46 gebildet. Dann wird ein Fotoresistlack 52 auf die Opferschicht 51 aufgetragen und belichtet. In diesem Fall wird die Belich tung in einer solchen Weise durchgeführt, daß die auf den abgeschrägten Abschnitt aufgebrachte Belichtungsmenge klei ner als die auf andere Abschnitte aufgebrachte Belichtungsmenge ist und nach und nach reduziert wird (in Fig. 8(a) gezeigt). Dieses Verfahren wird gewöhnlich als Verfahren eingesetzt, um ein Fotoresistlackmuster als dreidimensio nale Form auszubilden. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 61-107514 oder in den folgenden Dokumenten beschrieben worden.

W. Henke, W. Hoppe, H. J. Quenzer, P. Staudt-Fischback und B. Wagner "Simulation and Experimental Study of Gray- Tone Lithography for the Fabrication of Arbitrarily Shaped Surface" IEEE, Micro Electro Mechanical Systems, S. 205, 1994.

Der Fotoresistlack wird entwickelt, so daß der abge schrägte Abschnitt 53 ausgebildet wird (in Fig. 8(b) ge zeigt). Dann wird die Opferschicht mittels Ionenfräsen (Ionenabtrag) oder Sputter-Ätzen geätzt (in Fig. 8(c) ge zeigt), so daß das Muster der Opferschicht 51 mit dem abge schrägten Abschnitt 54 fertiggestellt wird (in Fig. 8(d) gezeigt). Danach wird eine Opferschicht über der gesamten Oberfläche gebildet, und sodann wird eine Luftlagerschiene (in der Zeichnung nicht gezeigt) aus SiO₂ auf der Opfer schicht 51 gebildet.

Fig. 9(a) und 9(b) sind Ansichten, welche eine andere Ausführung des Verfahrens zum Bilden eines abgeschrägten Abschnittes für die Luftlagerschiene zeigen. Gemäß dieser Ausführung ist es anders als bei dem in den Fig. 8(a) bis 8(d) gezeigten Verfahren nicht erforderlich, die aus Al hergestellte Opferschicht 51 zu bilden; der Fotoresistlack 52 wird auf das Substrat 46 aufgetragen. Dann wird der Fotoresistlack 52 belichtet, wobei die Menge des Belich tungslichtes eingestellt wird (in Fig. 9(a) gezeigt). Danach wird der Fotoresistlack 52 durch Wärme oder Ultravio lettstrahlen gehärtet, so daß die Opferschicht gebildet werden kann. Alternativ dazu wird eine Opferschicht über der gesamten Oberfläche gebildet. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß der gehärtete Fotoresistlack aus einem Material hergestellt sein kann, welches bei der Ätz-Tren nung nicht aufgelöst wird. Alternativ dazu könnten nicht nur die abgeschrägten Abschnitte sondern die gesamten Luft lagerschienen aus Fotoresistlack gemacht werden.

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungen werden der Anschlußpadbereich und der Gleiterkörper gleichzeitig aus einem Leitermaterial gebildet. Es ist deshalb möglich, einen Gleiter zu bilden, ohne Durchgangsöffnungen in einem Silizium-Board auszubilden oder ein Glassubstrat zu kleben. Demzufolge ist es möglich, einen Dünnfilm-Magnetkopfgleiter hoher Leistung und mit geringen Kosten zu schaffen.

Fig. 10(a) bis 10(c) sind Ansichten, welche die zweite Ausführung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters gemäß der vor liegenden Erfindung zeigen. Fig. 10(a) ist eine perspekti vische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters 110, welcher an der Kopfaufhängung 130 befestigt ist, wobei die Ansicht von der Luftlagerflächenseite her gesehen ist. Fig. 10(b) ist eine perspektivische Ansicht des Dünnfilm-Magnetkopf gleiters 110, bevor dieser an der Kopfaufhängung 130 befe stigt worden ist, wobei die Ansicht von der Rückseite (der der Luftlagerfläche abgewandten Seite) her gesehen ist. Fig. 10(c) ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B- B' in Fig. 10(b).

Bereiche der aus SiO₂ oder Al₂O₃ hergestellten Luft lagerflächenschicht 111 ragen über die einem Aufnahmemedium gegenüberliegende Luftlagerfläche des Gleiters 110, so daß zwei Luftlagerschienen 115 gebildet werden, welche sich bezüglich des Aufnahmemediums, welches sich in der Richtung des Pfeiles A bewegt, von der Vorlaufende 113 zur Nachlauf seite 114 erstrecken. Es ist eine Mittelschiene 117 an der Vorlaufseite 113 zwischen den beiden Luftlagerschienen 115 vorgesehen. Der Körper 112 des Gleiters 110 und die An schlußpads 118 (in Fig. 10(b) gezeigt), welche auf der Rückseite der Luftlagerflächenschicht 111 gebildet sind, werden einer metallischen Plattierung mit Ni unterworfen.

Es ist ein Element-Antriebsmechanismus 120 (in dieser Ausgestaltung ein Spurmechanismus) auf der Luftlagerfläche 111 zwischen den beiden Luftlagerschienen 115 und auch zwischen den Anschlußpads 118 und der Nachlaufseite 114 vorgesehen. Das heißt, daß die metallische Plattierschicht aus Ni auf dem Körper des Gleiters 110 nicht auf dem Ele ment-Antriebsmechanismus 120 vorgesehen ist. Die Länge des Gleiters 110 von der Vorlaufseite 113 bis zur Nachlaufseite 114 ist beispielsweise 0,5 bis 0,8 mm, seine Breite ist 0,3 bis 0,6 mm und seine Dicke ist 0,04 bis 0,06 mm.

Wie in der Querschnittsansicht der Fig. 10(c) gezeigt ist, verwendet der Element-Antriebsmechanismus der zweiten Ausführung, d. h. der Spurmechanismus 120 der zweiten Aus führung eine elektrostatische Anziehungskraft. Eine beweg liche Komponente umfaßt zwei parallele Federn 121 (von denen in der Zeichnung nur eine gezeigt ist), die sich vom stationären Bereich aus erstrecken, sowie zwei Element- Montageabschnitte 122, welche an den Enden der parallelen Federn 121 gehalten werden. Die parallelen Federn 121 der beweglichen Komponente und die der beweglichen Komponente gegenüberliegende stationäre Komponente sind aus Metall, wie etwa Ni und Cu, hergestellt. Sowohl die bewegliche Komponente als auch die stationäre Komponente sind mit einer metallischen Elektrode an den jeweils gegenüberlie genden Bereichen versehen. Wenn eine Spannung zwischen der stationären Elektrode 123 und der beweglichen Elektrode 121 angelegt wird, um eine Anziehungskraft zu erzeugen, kann ein Spurvorgang (Spureinstellvorgang) ausgeführt werden.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die bewegliche Komponente in einer Weise angeordnet ist, daß nur das Kopf element 124 oder das Ende 124a des Magnetpols des Kopfele mentes zur Seite des Aufnahmemediums (nicht gezeigt) hin vorsteht und daß die Antriebselektroden 121, 123 vom Auf nahmemedium getrennt sind. Der Grund für die Anwendung der oben beschriebenen Anordnung ist der, zu verhindern, daß Staub durch die angelegte Spannung zwischen den Elektroden 121 und 123 an das Kopfelement 124 angezogen wird, so daß die Luftlagerkraft des Gleiters 110 nicht durch den An triebsbereich beeinträchtigt wird. Obwohl es in der Zeich nung nicht gezeigt ist, wird es bevorzugt, ein Ende des Gleiters 110 an der Seitenperipherie der Luftlagerflächen seite abzuschrägen zu dem Zweck, eine Kollision mit dem Aufnahmemedium zu verhindern, wenn die Lage des Gleiters 110 infolge einer Roll- oder Kippbewegung geändert wird.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Anschluß pads 118, welche mit einem (nicht gezeigten) Anschlußver bindungsabschnitt der Kopfaufhängung 130 verbunden sind, im Zentrum auf der Rückseite des Gleiters 110 angeordnet sind. In diesem Fall sind zwei Sätze von Anschlußpads 118 ange ordnet, d. h. vier Anschlußpads 118 sind vorgesehen. Ein Satz wird für das Kopfelement und der andere Satz für den Spurmechanismus verwendet.

Fig. 11(a) und 11(b) sind Ansichten, welche Abwandlun gen des Spurmechanismus 120 zeigen. In der in Fig. 11(a) gezeigten Abwandlung ist eine Oberfläche der stationären Elektrode 123, die der in Fig. 10(c) gezeigten beweglichen Elektrode 121 gegenüberliegt, gekrümmt, und die parallele Feder 121 der beweglichen Komponente wird entlang der ge krümmten Oberfläche der stationären Elektrode 123 defor miert. Infolge der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung ist die Größe der Auslenkung erhöht. In der in Fig. 11(b) gezeigten Abwandlung sind die bewegliche Komponente 121 und die stationäre Komponente 123 aus kammförmigen Elektroden 121a und 123a ausgebildet. In diesem Fall wird eine Anzie hungskraft in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der kammförmigen Elektroden erzeugt. Durch die oben beschrie bene Anziehungskraft wird der Spurvorgang ausgeführt.

Fig. 12(a) und 12(b) sind Ansichten, die eine dritte Ausgestaltung des Dünnfilm-Magnetkopfgleiters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, bei welchem der Spurmecha nismus 120 in eine der Luftlagerschienen 115 eingebaut ist. Wenn der Antriebsabschnitt 120 in die Luftlagerschiene 115 eingebaut wird, wie in dieser Ausgestaltung gezeigt ist, kann eine Fläche des Bereiches, wo die Anschlußpads 118 angeordnet sind, vergrößert werden, und außerdem kann der Gleiter kompakt ausgeführt werden. In dieser Ausgestaltung kann ein beliebiger der Spurantriebsmechanismen 120, die in den Fig. 10(c), 11(a) und 11(c) gezeigt sind, verwendet werden. Wie zuvor beschrieben wurde, ist es jedoch zu be vorzugen, daß die Elektroden 121, 123 mit Bezug auf die Oberfläche der Luftlagerschienen 115 inseitig (auf der Seite des Hauptkörpers 112) angeordnet sind, so daß die Elektroden 121, 123 von einem Aufnahmemedium (nicht ge zeigt) getrennt bleiben können. Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann die durch die angelegte Spannung zwischen den Elektroden verursachte Anziehung von Staub verhindert werden, und weiter kann eine zwischen der Elektrode und dem Aufnahmemedium erzeugte elektrische Entladung verhindert werden.

Fig. 13(a) und 13(b) sind Ansichten, welche den Dünn film-Magnetkopf der vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigen, bei welcher ein Lade- und Entlademecha nismus vorgesehen ist. Dieser Lade- und Entlademechanismus 120A kann zwischen den Luftlagerschienen 115 wie bei der ersten Ausgestaltung angeordnet sein, oder dieser Lade- und Entlademechanismus 120A kann alternativ dazu in die Luftla gerschiene 115 eingebaut sein, wie bei der zweiten Ausge staltung.

In dieser Ausgestaltung ist die Feder 121 der bewegli chen Komponente oberhalb der Luftlagerflächenschicht 111 des Gleiters angeordnet, wobei ein kleiner Zwischenraum zwischen der Feder 121 und der Luftlagerflächenschicht 111 ausgeführt ist; der Kopfelement-Montageabschnitt 122 ist an einem Ende der Feder 121 vorgesehen. Wenn eine Spannung zwischen der stationären Elektrode 123 und der beweglichen Elektrode 121 angelegt wird, welche an der Seite der Luft lagerflächenschicht 111 vorgesehen ist, wird die bewegliche Komponente 121 zur Luftlagerflächenschicht 111 hin gezogen. Entsprechend der vorstehenden Beschreibung nähert sich das Kopfelement 124 dem (nicht gezeigten) Aufnahmemedium oder kommt mit diesem in Kontakt. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß bei diesem Mechanismus eine Spannung auf fol gende Weise aufgeprägt werden kann. Nach dem Start der Drehung des Aufnahmemediums kann die Spannung angelegt werden, und unmittelbar vor dem Stop des Aufnahmemediums wird die Spannungszufuhr gestoppt. Alternativ dazu kann die Spannungszufuhr gestartet bzw. gestoppt werden, indem sie mit dem Betrieb des Kopfelementes 124 gekoppelt wird.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß bei den in den Fig. 10 bis 13(a) und 13(b) gezeigten Ausgestaltungen dann, wenn die Mittelschiene in der Mitte der Vorlaufseite 113 des Gleiters 110 und die Seitenschienen an beiden Seiten in der Nähe der Nachlaufseite angeordnet sind, so daß ein eine Schwebekraft erzeugender Bereich an jeder Ecke der im we sentlichen dreieckigen Figur gebildet ist, es zu bevorzugen ist, daß der Spurmechanismus 120 oder der Lade- und Entla demechanismus 120A innerhalb des Dreieckes angeordnet sind. Der Grund wird wie folgt beschrieben. Auch wenn der Gleiter durch die Restspannung, die in jeder Schicht bei der Her stellung des Gleiterkörpers und der Luftlagerfläche erzeugt wird, deformiert wird, werden deshalb, weil es drei Punkte gibt, an denen eine Luftlagerkraft erzeugt wird und weil deshalb der Antriebsmechanismus und das Kopfelement inner halb des Dreieckes angeordnet werden können, diese selten durch die Schwankungen einer Flughöhe beeinträchtigt, so daß der Flugvorgang stabilisiert werden kann.

Fig. 14(a) und 14(b) sind schematische Darstellungen, in denen das Prinzip des für den Antriebsmechanismus der vorliegenden Beschreibung verwendeten elektrostatischen Stellantriebes mit dem Prinzip des für den Antriebsmecha nismus beim Stand der Technik verwendeten elektrostatischen Stellantriebes verglichen wird. Eine der beiden einander gegenüberliegenden kammförmigen Elektroden ist ein statio närer Abschnitt 131, und die andere ist ein beweglicher Abschnitt 132. Wenn zwischen den beiden kammförmigen Elek troden eine Spannung angelegt wird, wird der bewegliche Abschnitt 132 um eine äußerst kleine Distanz gegenüber dem stationären Abschnitt 131 verstellt. Dieser Typ eines elek trostatischen Stellantriebes wird wie folgt hergestellt. Beispielsweise ist auf einem Siliziumsubstrat, auf das ein thermisch oxidierter Film aufgetragen ist, ein als Isolierschicht dienender Film aus Si₃N₄, ein als Opferschicht verwendeter PSG-Film (phosphosilicate glass = Phosphosi likat-Glas) und ein als kammförmige Elektrode verwendeter Film aus Polysilizium von 2 µm Dicke vorgesehen. Der Poly silizium-Film wird einer Plasma-Ätzung unterworfen, so daß der Polysilizium-Film in eine vorgegebene Form gebracht wird. Zuletzt wird die Opferschicht mittels Naßätzung ent fernt, um den beweglichen Abschnitt 132 zu erhalten.

Bei dem in Fig. 14(a) gezeigten elektrostatischen Stellantrieb aus dem Stand der Technik ist ein Zahn am beweglichen Abschnitt 132 in einer Zwischenposition zwi schen zwei benachbarten Zähnen an dem stationären Abschnitt 131 angeordnet, und es wird eine Spannung zwischen den beiden einander gegenüberliegenden kammförmigen Elektroden angelegt; es wird eine Kraft in einer Richtung erzeugt derart, daß die Eingriffslänge der kammförmigen Elektroden vergrößert werden kann. Bei dem in Fig. 14(b) gezeigten elektrostatischen Stellantrieb gemäß der vorliegenden Beschreibung ist andererseits ein Zahn an der Seite des bewegli chen Abschnittes 132 in einer Position angeordnet, die von der Zwischenposition zwischen zwei benachbarten Zähnen des stationären Abschnittes 131 abweicht, so daß eine Kraft in einer Richtung senkrecht zur Zahnlänge erzeugt wird. Ein Unterschied zwischen dem elektrostatischen Stellantrieb gemäß dem Stand der Technik und dem gemäß der vorliegenden Beschreibung wird im folgenden beschrieben.

Bei dem elektrostatischen Stellantrieb gemäß dem Stand der Technik ist der Zahn am beweglichen Abschnitt 132 in einer Zwischenposition zwischen zwei benachbarten Zähnen am stationären Abschnitt 131 angeordnet, und es wird eine Kraft in horizontaler Richtung (X-Richtung) in der Figur erzeugt. Die Intensität F_x der in der X-Richtung erzeugten Kraft ist durch die Gleichung F_x = V²ε₀t/g ausgedrückt, wobei g ein Zwischenraum zwischen dem Zahn am stationären Ab schnitt 131 und dem Zahn am beweglichen Abschnitt 132 ist, t ist die Dicke des Zahnes, V ist eine anzulegende Spannung und ε₀ ist eine dielektrische Konstante im Vakuum.

Bei dem elektrostatischen Stellantrieb gemäß der vor liegenden Beschreibung gibt es andererseits, wenn man den Abstand zwischen dem Zahn an dem stationären Abschnitt 131 und dem Zahn an dem beweglichen Abschnitt 132 betrachtet, zwei Arten von Zwischenräumen. Einer ist ein enger Zwi schenraum g₁ und der andere ist ein breiter Zwischenraum g₂. Es ist deshalb möglich, eine Differenz zwischen einer Kraft in der Y-Richtung (der Richtung senkrecht zur Zahn länge), welche im Zwischenraum g₁ erzeugt wird, und einer Kraft in der Y-Richtung, die im Zwischenraum g₂ erzeugt wird, zu nutzen. In diesem Fall ist die Intensität der Kraft F_y = (1/2)V²ε₀tL(1/g₁ ² - 1/g₂ ²). Wenn g₁ = g und 1/g₂ ² << 1/g₁ ², dann ist die Darstellung von F_y/F_x = L/2g er füllt. Im Falle von L < 2g erzeugt der elektrostatische Stellantrieb gemäß der vorliegenden Beschreibung eine größere Kraft als der elektrostatische Stellantrieb aus dem Stand der Technik. Wenn beispielsweise der Spalt so ausgebildet ist, daß er g = 1 µm ist, und wenn der Zahn so ausgebildet ist, daß L = 200 µm ist, kann eine Kraft erzeugt werden, deren Intensität 100 mal so hoch wie die des elektrostati schen Stellantriebes gemäß dem Stand der Technik ist, da ja eine in g₂ erzeugte Kraft in einer Richtung wirkt, daß sie eine in g₁ erzeugte Kraft aufhebt. Demzufolge ist vorzugs weise g₂ höher als g₁. Wenn allerdings g₂ extrem hoch ist, ist die Anzahl der in einem vorgegebenen Raum ausgebildeten Zähne begrenzt. Demzufolge gibt es einen Optimalwert bezüg lich des Wertes von g₁/g₂. In dem Fall, wo L ausreichend höher als g₁, g₂ und w ist, ist das Verhältnis zwischen der Kraft (F_y) und g₁/g₂ wie in Fig. 15 dargestellt. Da die Anzahl der Zähne eine gerade Zahl ist, ist das Diagramm nicht gleichmäßig, bis der Wert von L genügend hoch ist. Auch in diesem Falle wird dann, wenn 2 < g₂/g₁ < 3 ist, die Kraft ein Maximum. Es ist praktisch, den Bereich 1,5 < g₂/g₁ (1,5 < g₂/g₁ < 5) oder 1,2 < g₂/g₁ < 10 zu verwenden.

Fig. 16 ist eine Ansicht, die eine Abwandlung des elektrostatischen Stellantriebes der vorliegenden Beschreibung zeigt. Der äußere Rahmen ist ein Körper des stationären Abschnittes 131, welcher mittels Plattieren von Ni gebildet ist. Der stationäre Abschnitt 131 ist auf einem in der Figur nicht gezeigten Substrat befestigt. An der inneren Wand des stationären Abschnittes 131 sind parallele Zähne 131a in regelmäßigen Abständen vorgesehen, welche zum Innenumfang hin ausgerichtet sind, wobei die parallelen Zähne 131a mittels Plattieren von Ni gleichzeitig mit dem stationären Abschnitt 131 gebildet werden. Diese Zähne 131a können auf dem Substrat befestigt sein oder alternativ dazu können diese Zähne 131a unter der Bedingung vorgesehen sein, daß ein (nicht gezeigter) Zwischenraum zwischen dem Substrat und den Zähnen ausgebildet ist. Ein zentraler, innerhalb des Rahmens des stationären Abschnittes 131 ange ordneter Bereich ist der Körper eines beweglichen Abschnit tes 132, welcher mittels Plattieren von Ni gleichzeitig mit dem Körper des stationären Abschnittes 131 gebildet wird. Es ist ein Zwischenraum zwischen dem Körper des beweglichen Abschnittes 132 und dem Substrat vorhanden, so daß der bewegliche Abschnitt 132 relativ zum stationären Abschnitt 131 bewegt werden kann. Am beweglichen Abschnitt 132 ist eine Vielzahl von Zähnen 132a vorgesehen, welche parallel zu den am stationären Abschnitt 131 vorgesehenen Zähnen 131a angeordnet sind, wobei die Zähne 132a in Positionen angeordnet sind, welche von den Mitten zwischen den benach barten Zähnen 131a abweichen. In der Figur sind Anker 133 vorgesehen, welche an dem Substrat im oberen und unteren Bereich des beweglichen Abschnittes 132 befestigt sind. Zwischen dem Anker 133 und dem beweglichen Abschnitt 132 ist eine Haltefeder 134 vorgesehen, die in der Lage ist, den beweglichen Abschnitt 132 nur in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung zu bewegen. Im rechten unteren Bereich des stationären Abschnittes 131 ist eine Leitung 135 vorgese hen, die mit einem (nicht gezeigten) Anschluß zu verbinden ist. An dem unteren Halter ist eine Leitung 136 vorgesehen, die mit einem (nicht gezeigten) Anschluß zu verbinden ist. Diese Leitungen sind mittels Plattieren mit Ni gebildet.

Wenn eine Spannung zwischen den beiden Leitungen 135, 136 angelegt wird, dann wird eine elektrostatische Anzie hungskraft zwischen den Zähnen 131a des stationären Ab schnittes 131 und den Zähnen 132a des beweglichen Abschnit tes 132 erzeugt. Infolge der obengenannten Anziehungskraft wird der bewegliche Abschnitt 132 nach oben angezogen und in eine Position bewegt, bei der die Anziehungskraft und eine elastische Rückstellkraft der Haltefeder 134 ausgegli chen sind. Da ja die elektrostatische Anziehungskraft pro portional zum Quadrat einer elektrischen Potentialdifferenz ist, wird der bewegliche Abschnitt 132 in der gleichen Richtung bewegt, unabhängig von der Polarität. Um jedoch den Einfluß von Rauschen zu verhindern, welches dazu neigt, ein auf dem beweglichen Abschnitt 132 (in der vorliegenden Erfindung der Dünnfilm-Magnetkopf) zu befestigendes Objekt zu beeinflussen, wird bevorzugt, daß der bewegliche Ab schnitt 132 elektrisch geerdet ist.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß um das Auftre ten eines Kurzschlusses zwischen den Zähnen 131a des stationären Abschnittes 131 und den Zähnen 132a des bewegli chen Abschnittes 132 im Falle eines extrem hohen Spannungs eingangs zu verhindern, ein Stopper 137 vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß ein Zwischenraum zwischen einem Abschnitt des Ankers 133 und dem beweglichen Abschnitt 132 reduziert ist. Das elektrische Potential des Stoppers 137, d. h. das elektrische Potential des Ankers 133 ist das glei che wie das des beweglichen Abschnittes 132, welcher elek trisch geerdet ist. Es werden deshalb keine Probleme verur sacht, auch wenn der Stopper 137 in Kontakt mit dem beweg lichen Abschnitt 132 kommt.

Mit Bezug auf die Fig. 17(a) bis 17(e) und die Fig. 18(a) bis 18(e) wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung des elektrostatischen Stellantriebes gemäß der vorliegenden Beschreibung erläutert. Diese Ansichten sind Querschnittansichten entlang einer Linie A-A in Fig. 16.

In den Fig. 17(a) bis 17(e) wird die Bearbeitung wie folgt durchgeführt.

a) Ein Si-Substrat (dessen Kristallebenenindex gleich 100 ist), auf dessen beiden Seiten Thermooxidationsfilme T-SiO₂ ausgebildet sind, wird verwendet.
b) Nur von einem Bereich, wo der bewegliche Abschnitt 132, die Zähne 132a des beweglichen Abschnittes 132, die Zähne 131a des stationären Abschnittes 131 und die Halte feder 134 gebildet werden, wird der Thermooxidationsfilm T-SiO₂ auf der Substratoberfläche mittels Ionenabtrag entfernt.
c) Ein als Opferschicht zu verwendender Al-Film wird auf der Substratoberfläche mittels Dampfauftrag oder Sput tern gebildet.
d) Die Al-Opferschicht wird mittels Ionenabtrag von Bereichen mit Ausnahme des Bereiches, wo der Thermooxida tionsfilm T-SiO₂ entfernt worden ist, entfernt. In diesem Fall kann ein kleiner Zwischenraum in der Grenze zwischen der Al-Opferschicht und dem Thermooxidationsfilm gebildet werden.
e) Eine Schicht aus Ni wird über der ganzen Oberflä che mittels Dampfauftrag oder Sputtern gebildet, so daß die Ni-Schicht als Keimschicht (engl.: seed layer) für das Plattieren verwendet werden kann. Diese Keimschicht wird in dem oben erwähnten Zwischenraum ausgebildet.

In den Fig. 18(a) bis 18(e) wird danach die Bearbei tung wie folgt durchgeführt.

a) Ein Fotoresistlack wird so gemustert, daß er nega tive Muster bildet, welche zum Bilden des stationären Ab schnittes 131, des beweglichen Abschnittes 132, der Halte feder 134, des Stoppers 137, des Ankers 133 und der Leiter 135, 136, die in Fig. 16 dargestellt sind, mittels Plattie ren von Ni verwendet werden.
b) Ein Bereich, auf welchem der Fotoresistlack nicht aufgetragen ist, wird mit Ni mittels Plattieren von Ni gefüllt.
c) Der Fotoresistlack wird in einer Lösung entfernt.
d) Die gesamte Oberfläche wird einem Ionenabtrag unterworfen, so daß der Bereich der Keimschicht, welcher nicht mit aufplatiertem Ni bedeckt ist, entfernt wird. Dieser Prozeß ist nicht auf einen Ionenabtrag über die gesamte Oberfläche begrenzt; vielmehr kann ein (nicht ge zeigter) Fotoresist-Schutzlack der gleichen Form auf die durch Plattieren gebildete Ni-Schicht aufgemustert werden und dann dieser Prozeß durchgeführt werden.
e) Wenn die Al-Opferschicht in einer Lösung aus KOH entfernt wird, wird der bewegliche Abschnitt 132 von dem Substrat getrennt, und der bewegliche Abschnitt kann rela tiv zum stationären Abschnitt bewegt werden. Da ja der Thermooxidationsfilm T-SiO₂ unter dem beweglichen Abschnitt 132 schon entfernt worden ist, wird das Si-Substrat in diesem Bereich aufgelöst, und die Lösung aus KOH dringt leicht ein, so daß die Ätzzeit reduziert werden kann.

Fig. 19 ist eine Ansicht, welche eine andere Ausge staltung des elektrostatischen Stellantriebes der vorlie genden Beschreibung zeigt. Der Unterschied zwischen dieser Ausgestaltung und der in Fig. 16 gezeigten Ausgestaltung ist der, daß erste Zähne 131a und zweite Zähne 131b des stationären Abschnittes 131 auf beiden Seiten von Zähnen 132a des beweglichen Abschnittes 132 in regelmäßigen Ab ständen vorgesehen sind. Die ersten Zähne 131a und die zweiten Zähne 131b des stationären Abschnittes 131 sind gegeneinander durch die in der Figur gezeigte Isolier schicht 138 elektrisch isoliert. Es ist deshalb möglich, verschiedene Spannungen auf die ersten Zähne 131a bzw. die zweiten Zähne 131b des stationären Abschnittes 131 aufzu bringen. Wenn eine Spannung auf die ersten Zähne 131a des stationären Abschnittes 131 unter der Bedingung aufgebracht wird, daß der bewegliche Abschnitt 132 elektrisch geerdet ist, wird der bewegliche Abschnitt 132 in der Zeichnung nach oben bewegt. Wenn eine Spannung auf die zweiten Zähne 131b des stationären Abschnittes 131 aufgebracht wird, wird der bewegliche Abschnitt 132 in der Figur nach unten be wegt. Infolge des Aufbaus dieser Ausgestaltung kann der bewegliche Abschnitt 132 in der Figur nach oben und nach unten bewegt werden. Deshalb kann der Bewegungshub auf das Zweifache des Hubes bei der in Fig. 16 gezeigten Ausgestal tung erhöht werden.

Die Fig. 20(a) bis 20(c) sind Diagramme, welche Bei spiele von auf die ersten Zähne 131a und die zweiten Zähne 131b der stationären Komponente 131 der in Fig. 19 gezeig ten Ausgestaltung aufgebrachter Spannung zeigen. Was die Richtung der Kraft F betrifft, so ist die Aufwärtsrichtung in der Figur als positive Richtung definiert. Fig. 20(a) ist ein Diagramm, welches einen Fall zeigt, bei welchem die positive Spannung V₁ auf die ersten Zähne 131a aufgebracht wird und wenn eine Aufwärtskraft erzeugt wird, und bei welchem die negative Spannung V₂ auf die zweiten Zähne 131b aufgebracht wird und wenn eine Abwärtskraft erzeugt wird. Fig. 20(b) ist ein Diagramm, welches einen Fall zeigt, bei welchem die positive Spannung V₁ auf die ersten Zähne 131a aufgebracht wird und wenn eine Aufwärtskraft erzeugt wird, und bei welchem die positive Spannung V₂ auf die zweiten Zähne 131b aufgebracht wird und wenn eine Abwärtskraft erzeugt wird. Fig. 20(c) ist ein Diagramm, welches einen Fall zeigt, bei welchem eine Offsetspannung von 1/2 der Höchstspannung auf die ersten Zähne 131a und die zweiten Zähne 131b des stationären Abschnittes 131 aufgebracht wird und bei welchem Spannungen V₁ und V₂, deren Phasen einander entgegengesetzt sind, überlagert werden, um die Einheit anzutreiben. Wenn V₁ und V₂ durch V₁ = V₀ + ΔV und V₂ = V₀ - ΔV ausgedrückt werden, wird der folgende Ausdruck gebil det

F_y ∝ V₁ ² - V₂ ² = 4V₀ΔV

Wie im oben stehenden Ausdruck gezeigt ist, ist die Kraft proportional zu ΔV, so daß sie leicht zu steuern ist. Das oben beschriebene Verfahren ist von Vorteil, da die Einheit allein durch eine einzige Energiequelle angetrieben werdet kann und die Einheit unter der Bedingung angetrieben werden kann, daß der bewegliche Abschnitt elektrisch geer det ist.

Soweit ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel betroffen ist, bei welchem der elektrostatische Stellantrieb gemäß der vorliegenden Beschreibung angewendet wird, so kann der elektrostatische Stellantrieb gemäß der vorliegenden Beschreibung in einen Antriebsabschnitt des Spurmechanismus oder des Lade-/Entlademechanismus des Kopfgleiters der Magnet platteneinheit eingebaut werden. Ein Beispiel des Kopfglei ters ist in Fig. 21 gezeigt. Der Gleiter 110 ist in einer solchen Weise hergestellt, daß das Dünnfilm-Magnetkopfele ment 124 vom horizontalen Typ, die Luftlagerflächenschicht 111 und der Gleiterkörper 112 in einer Reihe von Prozessen hergestellt und an die Kopfaufhängung 130 geklebt wird. Bei der Magnetplatteneinheit wird eine Such- und Positionier operation der Kopfaufhängung, an welcher der Kopfgleiter 110 montiert ist, durch einen Schwingspulenmotor ausge führt. Zusätzlich dazu ist ein Stellantrieb für kleine Stellschritte (in dieser Ausgestaltung ein Spurmechanismus) am Kopfgleiter montiert und das Dünnfilm-Magnetkopfelement 124 wird in einem Hochfrequenzbandbereich gesteuert, so daß die Positioniergenauigkeit erhöht und die Aufnahmedichte verbessert werden kann.

Um Maschinenbearbeitungsvorgänge zum Zwecke einer Reduzierung der Herstellungskosten zu verringern, wie spä ter beschrieben wird, sind gemäß der vorliegenden Erfindung der Horizontalkopf 124 (Planarkopf) und die Luftlagerflä chenschicht 111 (SiO₂) auf dem Substrat auf der Opfer schicht gebildet; nachdem der Gleiterkörper 112 mittels Plattieren von Ni gebildet worden ist, wird die Opfer schicht entfernt, so daß der Gleiter 110 vom Substrat ge trennt wird. Weiter ist gemäß der vorliegenden Beschreibung ein Antriebsmechanismus 120 des elektrostatischen Stellan triebes vorgesehen, um den Elementabschnitt 124 im Kopf gleiter 110 in kleinen Schritten in der Spurrichtung anzu treiben.

Fig. 22 ist eine Querschnittansicht, welche den Schnittaufbau des Kopfgleiters 110 gemäß der Erfindung zeigt. Auf dem Substrat 140 ist eine Opferschicht 141 aus Al vorgesehen, deren Form der Form der Luftlagerfläche entspricht. Ein Horizontalkopfelement 124 ist auf der Opferschicht 141 ausgebildet. Danach wird ein Film aus SiO₂, welcher eine Luftlagerflächenschicht 111 werden wird, gebildet. Diese Oberfläche bildet eine Luftlagerfläche zum Arbeitsmedium hin (in der Zeichnung nicht gezeigt). In Fig. 22 umfassen die mit 142 bezeichneten Schichten: Ein Kopfelement, eine Leitermusterschicht (Au) zum Verbinden jedes Bereiches des elektrostatischen Stellantriebes mit jedem Anschluß, eine Isolierschicht (SiO₂) und eine Keim schicht (Ni) zum Plattieren von Ni. Ein beweglicher Ab schnitt 143 des elektrostatischen Stellantriebes, ein sta tionärer Abschnitt 144 und eine Haltefeder werden oberhalb der Schicht 142 mittels Plattieren zusammen mit dem Glei terkörper 112 und dem Anschluß 118 gebildet. Danach kann zusätzlich eine Plattierung ausgeführt werden, um die Steifigkeit des Gleiterkörpers mit Ausnahme des beweglichen Abschnittes 143 des Stellantriebes zu erhöhen. Dann wird auf der obersten Schicht eine Klebeschicht 145 aus Au ge bildet und an die Kopfaufhängung 130 geklebt, wie in Fig. 21 gezeigt ist. Wenn die Opferschicht 141 in einer Lösung aus KOH aufgelöst wird, wird der Kopfgleiter 110 von dem Substrat 140 getrennt.

Die Spannung für das Wiedergabesignal der Magnetkop feinrichtung ist in der Größenordnung von mv. Andererseits ist eine Spannung zum Antreiben des elektrostatischen Stellantriebes einige 10 Volt. Demzufolge besteht eine Möglichkeit, daß das Wiedergabesignal beeinträchtigt wird, wenn der Stellantrieb betrieben wird. Allerdings ist gemäß der vorliegenden Erfindung der bewegliche Abschnitt 143, auf welchem das Kopfelement 124 montiert ist, elektrisch geerdet, wie oben beschrieben wurde. Ferner kann ein Signalleiter zum Übertragen eines Signals vom Kopfelement 124 zum Anschluß 118 durch das unterhalb des beweglichen Abschnittes 143 angeordnete Leitermuster durch die Isolier schicht hindurch angeordnet werden, und kann auch entlang der Haltefeder 134 (in den Fig. 16 und 19 gezeigt) angeord net werden, welche den beweglichen Abschnitt 143 des Stellantriebes mit dem stationären Abschnitt 144 verbindet. Da die Haltefeder 134 auch geerdet ist, ist der Signallei ter abgeschirmt, so daß das Signal selten durch das Rau schen beeinträchtigt wird.

Mit dem elektrostatischen Stellantrieb gemäß der vor liegenden Beschreibung ist es möglich, eine Kraft zum Bewegen des beweglichen Abschnittes in der Richtung der Zahnbreite zu erzielen. Deshalb ist der Krafterzeugungswirkungsgrad des elektrostatischen Stellantriebes gemäß der Beschreibung höher als der Krafterzeugungswirkungsgrad des elektrostatischen Stellantriebes gemäß dem Stand der Technik. Wenn dieser Stellantrieb auf dem Kopfgleiter montiert wird, kann der Kopfgleiter und der elektrostatische Stellantrieb in einem Körper integriert werden. Beim Herstellungsprozeß ist es nicht nötig, eine Maschinenbearbeitung auszuführen. Es ist möglich, einen Präzisionskopfgleiter zu schaffen, wel cher in der Lage ist, den Kopf mit Genauigkeiten von weni ger als einem Mikron über eine Strecke von 1 µm zu positio nieren.

Fig. 23 bis 26 sind Ansichten, welche eine Ausführung des Kopfgleiters zeigen, in welchen ein elektrostatischer Stellantrieb eingebaut ist, welcher in der Lage ist, in der Spurrichtung und in der Lade-/Entladerichtung zu wirken. Diese Ansichten sind zur Vereinfachung in der Dickenrich tung vergrößert dargestellt. Fig. 23 ist eine perspektivi sche Ansicht des Gleiters, wobei die Ansicht von der Luft lagerflächenseite her gesehen wird. Fig. 24 ist eine teil weise geschnittene Ansicht des in den Kopfgleiter eingebau ten elektrostatischen Stellantriebes. Fig. 25 und 26 sind Ansichten in Richtung des Pfeiles A.

In diesen Ansichten bezeichnet die Bezugszahl 110 einen Kopfgleiter, die Bezugszahl 111 eine Luftlagerflä chenschicht (SiO₂), welche einem Aufnahmemedium gegenüber liegt; 112 einen Gleiterkörper (Ni); 115 eine Seitenschiene (Druckerzeugungspad); 117 eine Mittelschiene (Druckerzeugungspad); 118 jeweils Anschlüsse; 151 einen stationären Abschnitt; 152 einen beweglichen Abschnitt, in welchem ein Kopfelement vorgesehen ist; 153 einen Stopper; 154 eine Haltefeder zum Halten des beweglichen Abschnittes 152; 155 eine Isolierschicht; 156 eine Elektrode; 157 einen an den Seitenschienen 115 und der Mittelschiene 117 vorge sehenen Vorsprung, wobei der Vorsprung zur Seite des Aufnahmemediums hin vorspringt; und 158 eine Oberflächen schutzschicht (DLC).

In dieser Ausgestaltung ist der bewegliche Abschnitt 152 innerhalb eines Dreieckes angeordnet, welches aus drei Druckerzeugungspads 115, 117 gebildet wird. Der bewegliche Abschnitt 152 wird von der Haltefeder 154 so gehalten, daß der bewegliche Abschnitt 152 in der Querrichtung X (der Spurrichtung) gegenüber dem stationären Abschnitt 151 ver stellt werden kann, und ferner so, daß der bewegliche Ab schnitt 152 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung Z (der Lade- und Entladerichtung) verstellt werden kann. In der gleichen Weise wie bei der in Fig. 16 gezeigten Ausgestal tung haben der stationäre Abschnitt 151 und der bewegliche Abschnitt 152 jeweils eine Vielzahl von parallelen Zähnen 151a und 152a. Die Zähne 152a des beweglichen Abschnittes sind in Positionen angeordnet, die jeweils von der Mitte zwischen den benachbarten beiden Zähnen 151a des stationä ren Abschnittes abweichen. Wenn eine Spannung zwischen dem beweglichen und dem stationären Abschnitt angelegt wird (der bewegliche Abschnitt 152 ist geerdet), dann wird der bewegliche Abschnitt 152 gegenüber dem stationären Ab schnitt 151 in der X-Richtung in eine Position verstellt, bei der die elektrostatische Anziehungskraft und eine ela stische Kraft der Haltefeder 154 ausgeglichen sind.

Wie in Fig. 24 gezeigt ist, ist das am beweglichen Abschnitt 152 vorgesehene Kopfelement 152b so exponiert, daß es einer Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (nicht gezeigt) gegenüberliegt. Andererseits ist bei einem Stellantrieb, welcher einen von dem Kopfelement 152b abwei chenden Teil des beweglichen Abschnittes 152 umfaßt, der stationäre Abschnitt 151 und die Haltefeder 154 durch einen Abdeckabschnitt 151b des Gleiterkörpers abgedeckt. Deshalb wird verhindert, daß der Stellantrieb zur Oberfläche des Aufnahmemediums hin exponiert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Stellantrieb unerwartet mit dem Aufnah memedium in Berührung kommt.

Wenn eine Spannung an die Elektrode 156 angelegt wird, die in dem einem flachen Bereich des beweglichen Abschnit tes gegenüberliegenden stationären Abschnitt vorgesehen ist, wird der bewegliche Abschnitt 152 um einen sehr klei nen Abstand in der Z-Richtung durch eine elektrostatische Anziehungskraft verstellt, die auf den beweglichen Ab schnitt 152 wirkt und die einer Kraft der Haltefeder 154 entgegenwirkt. Demzufolge trägt die Kopfaufhängung 154 auch den beweglichen Abschnitt 152, so daß der bewegliche Ab schnitt in der Z-Richtung verstellt werden kann.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß in der in Fig. 25 gezeigten Ausgestaltung die Vorsprünge 157 aus oberflächenschmierendem Material gebildet sind, wie etwa diamantartiger Kohle (DLC), so daß die Schmiereigenschaft zwischen dem Kopfgleiter 110 und dem Aufnahmemedium verbes sert werden kann. Bei der in Fig. 26 gezeigten Ausgestal tung sind die Vorsprünge 157 als Bereiche der Schwebeflä chenschicht 111 (SiO₂) gebildet, und die gesamte Luftlager flächenschicht 111, welche diese Vorsprünge 157 enthält, ist mit der oberflächenschmierenden Schicht 158 (DLC) über deckt.

Wie in Fig. 23 gezeigt ist, ist bei dieser Ausgestal tung die Form des Gleiterkörpers zu einem Polygonalprisma geformt, welches stumpfwinklige Abschnitte aufweist. Der Zweck ist die Gewichtsreduzierung durch Entfernen nicht erforderlicher Teile von den beiden Seiten des mittleren Druckerzeugungspads, welches in einem rechtwinkligen Quaderkörper angeordnet ist. Wenn die nicht erforderlichen Teile von den beiden Seiten des mittleren Druckerzeugungs pads entfernt worden sind, kann die Möglichkeit einer Kol lision des Kopfgleiters mit dem Aufnahmemedium für den Fall einer Rollbewegung oder Kippbewegung des Kopfgleiters redu ziert werden. Wenn ferner der äußere Umfang des Gleiters und die Druckerzeugungspads abgefast werden, wird das Auf nahmemedium sogar im Falle einer Kollision des Kopfgleiters mit dem Aufnahmemedium selten beschädigt. In diesem Fall ist die abgefaste Fläche nicht auf eine R-Fläche (abgerundete Oberfläche) beschränkt. Wenn die abgefaste Fläche zu einer C-Fläche (abgeschrägte Oberfläche) geformt wird, kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden.

Wenn der Kopfgleiter gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist es nicht erforderlich, eine Maschi nenbearbeitung durchzuführen. Der Kopfgleiter gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch den auf Fotolithographie basierenden Prozeß hergestellt. Demzufolge ist es möglich, die zuvor beschriebene komplizierte Form ohne Erhöhung der für die Fabrikation erforderlichen Zeit und Kosten herzu stellen.

Dies ist eine Ausgestaltung, bei welcher der Spurver stellantrieb, der zum Antreiben in der Lade- und Entlade richtung bestimmte Stellantrieb und der Lese-/Schreibkopf (Induktivkopf) auf dem Kopfgleiter montiert sind. Zwei elektrostatische Stellantriebe erfordern drei Anschlüsse, während die beweglichen Abschnitte auf einem gemeinsamen elektrischen Potential gehalten werden, d. h. die bewegli chen Abschnitte sind geerdet, und der Kopf erfordert zwei Anschlüsse. In dieser Ausgestaltung wird das elektrische Potential des beweglichen Abschnittes des Stellantriebes auf dem gleichen elektrischen Potential wie dem des Gleiterkörpers gehalten, so daß der Gleiterkörper als ein An schluß verwendet wird; der bewegliche Abschnitt wird mit dem Leitermuster an der Kopfaufhängung zusammen mit den in der Zeichnung gezeigten vier Anschlüssen verbunden.

In der bevorzugten Ausgestaltung hat, wie in Fig. 23 gezeigt ist, der Kopfgleiter 110 eine im wesentlichen poly gonale Form derart, daß das Vorlaufende desselben an den jeweiligen Seiten mit abgeschrägten oder stumpfwinkligen Bereichen versehen ist, d. h. die Breite des Kopfgleiters 110 ist in der horizontalen Oberfläche nach und nach zum Vorlaufende hin reduziert. So wird verhindert, daß der Kopfgleiter 110 mit dem Aufnahmemedium (nicht gezeigt) in Kontakt kommt. Derartige stumpfwinklige Bereiche können jedoch in allen anderen Bereichen des Kopfgleiters 110 vorgesehen werden, abhängig von der Anordnung der Vor sprünge 157. Wenn beispielsweise ein Kopfgleiter 110 zwei Seitenschienen 115 an den Vorlaufenden und eine einzige Mittelschiene 117 am Nachlaufende hätte, würden die abge schrägten oder stumpfwinkligen Bereiche an den jeweiligen Seiten des Nachlaufendes vorgesehen sein.

Fig. 27(a) bis 27(d) sind Ansichten, die eine Ausge staltung des Kopfgleiters zeigen, bei welchem piezoelektri sches Material für den Antriebsabschnitt verwendet wird. Es ist ein Mechanismus 120 zum Antreiben des Kopfes um einen sehr kleinen Abstand in einem Abschnitt es Gleiters vorge sehen. Der Kopfantriebsabschnitt 120 ist in der Form eines Auslegers so angebracht, daß der an dem Ende (dem Kopfmon tageabschnitt 122) angebrachte Kopf 124 gehalten werden kann. Ein aus ZnO oder PZT hergestellter piezoelektrischer Film wird auf den Ausleger aufgebracht. Wenn demnach der piezoelektrische Film um eine äußerst kleine Distanz ver stellt wird, kann der Kopf bewegt werden.

In diesem Fall steht der Kopfantriebsabschnitt 120 nicht von der Luftlagerfläche vor, d. h. der Kopfantriebsab schnitt 120 ist auf einer oberen Oberflächenseite des Luft lagerabschnittes angeordnet. Ein Magnetpol 124 des Kopfes 124 steht nur zu einem Teil über die Luftlagerfläche. In diesem Teil wird das (nicht gezeigte) Aufnahmemedium der Lese- und Schreiboperation unterworfen.

Als nächstes wird der Antriebsabschnitt 120 zum Ver stellen des Kopfes erläutert. Wie zuvor beschrieben wurde, wird ein dünner Film des piezoelektrischen Elementes 124 auf den Elementmontageabschnitt 122 des Auslegers zum Hal ten des Kopfes aufgetragen.

Fig. 27(d) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Ausleger des Antriebsabschnittes 120 zeigt. Mit der Bezugszahl 161 ist eine Opferschicht (Al) bezeichnet, die in dem nachfolgenden Prozeß entfernt werden soll; mit 162 ein Kohlefilm; mit 163 eine Kopfverdrahtung; mit 164 ein Schild; mit 165 eine untere Elektrode für die Piezoelektri zität; mit 166 eine ZnO-Schicht, die für einen piezoelek trischen Dünnfilm verwendet wird; mit 167 eine SiO₂-Schicht; mit 168 eine obere Elektrode für die Pie zoelektrizität und mit 169 eine obere Schutzschicht (SiO₂).

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist die obere Elek trode 168 bezüglich der Mitte in zwei Abschnitte 168a, 168b geteilt. Unter der Bedingung, daß die untere piezoelektri sche Elektrode 165 geerdet ist, wenn eine Spannung, deren Phasen zueinander entgegengesetzt sind, an eine Elektrode 168a bzw. die andere Elektrode 168b angelegt wird, werden äußerst kleine Verschiebungen, deren Phasen zueinander entgegengesetzt sind, im rechten und im linken Bereich des Auslegers erzeugt. Infolge des vorstehend Beschriebenen wird der Kopf 124 um eine äußerst kleine Distanz in der Richtung eines Pfeiles in Fig. 27(b) ausgelenkt.

Es ist möglich, PZT für den piezoelektrischen Dünnfilm 166 zu verwenden, obwohl in dieser Ausgestaltung ein Film aus ZnO verwendet wird. Durch den ZnO-Film gegebene Vortei le werden nachfolgend beschrieben.

1. Es ist möglich, einen stabilen Film für die Aus richtung mittels Sputtern zu schaffen.
2. Im Vergleich mit PZT ist es möglich, einen Film bei einer niedrigen Temperatur zu bilden. Im Falle von PZT ist die Film-Normalisierungstemperatur 600°C, und im Falle von ZnO ist es nicht erforderlich, den Film oberhalb 200°C zu normalisieren;
3. deshalb ist es anders als im Falle von PZT nicht erforderlich, eine Polarisationsbehandlung auszuführen; und
4. ein Film aus ZnO wurde für einen auf dem Markt erhältlichen SAW-Filter verwendet, und deshalb ist die Zuverlässigkeit hoch.

Nachteile des ZnO-Films sind nachfolgend beschrieben.

1. Die piezoelektrische Konstante von ZnO ist niedri ger als die von PZT; und
2. ZnO ist leicht in Säure oder Alkali lösbar. Da der Dünnfilm aus ZnO leicht in Säure oder Alkali lösbar ist, wird der folgende Prozeß gewählt. Um die Auflösung des Dünnfilms aus ZnO im Falle des Ätzens der Opferschicht 161 (Al) zu verhindern, wie in Fig. 27(d) dargestellt ist, wird es bevorzugt, den ZnO-Film 166 mit dem Elektrodenmaterial 165 und 168 und mit dem SiO₂ 167 abzudecken.

Fig. 28 ist eine Ansicht, die eine andere Ausgestal tung des Antriebsabschnittes zeigt, bei welchem piezoelek trisches Material verwendet wird. In dieser Ausgestaltung ist der piezoelektrische Dünnfilm 166 mit dem Film 169 aus SiO₂ von der Außenseite der Elektroden 165, 168 abgedeckt. Wenn äußerst kleine Poren auf dem piezoelektrischen Dünn film 166 existieren, besteht eine Möglichkeit eines dielek trischen Zusammenbruchs zwischen der oberen bzw. der unte ren Elektrode 165 bzw. 168. Deshalb ist es wie bei der in Fig. 27(a) gezeigten Ausgestaltung oder der hier diskutier ten Ausgestaltung zu bevorzugen, einen einen dielektrischen Zusammenbruch verhindernden Film 167 aus SiO₂, welcher dünner als der piezoelektrische Film 166 ist, auf der obe ren oder unteren Oberfläche des piezoelektrischen Dünnfilms 166 und innerhalb der Elektroden 165 und 168 vorzusehen. Je schmaler die Breite des durch den piezoelektrischen Film 166 gebildeten Auslegers des Antriebsabschnittes ist, umso mehr wird die Auslenkung erhöht. Und wenn die Dicke des Dünnfilms 166 aus ZnO klein ist, dann wird die Intensität des elektrischen Feldes bezogen auf die zugeführte Spannung erhöht, so daß die Auslenkung erhöht wird. Vom Gesichts punkt einer Verhütung eines dielektrischen Zusammenbruches sollte allerdings das Maximum der zugeführten Spannung ±50 V sein.

Die Dimensionen wie beispielsweise Auslegerbreite und Filmdicke sind abhängig von der Resonanzfrequenz des Ausle gers. Allgemein gilt, daß dann, wenn der Ausleger schmal oder die Filmdicke klein gemacht werden, die Resonanzfre quenz niedrig ist. Demzufolge sind die Dimensionen durch die zuvor erwähnte Auslenkung und die Resonanzfrequenz beschränkt.

Als ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Steifig keit des Auslegers in der Schweberichtung, während die Auslenkung minimal gehalten werden soll, ist es möglich, einen prismenförmigen Träger in der Mitte der Auslegerbrei te vorzusehen. So eine Ausgestaltung ist in Fig. 29 ge zeigt. Da der prismenförmige Träger 170 nur in der Mitte der Auslegerbreite vorgesehen ist, ist die Bewegung in der Spurrichtung (der Richtung des Pfeiles X in Fig. 29) rela tiv wenig blockiert, obwohl die Steifigkeit in der Schwebe richtung (der Richtung des Pfeiles Z in Fig. 29) erheblich verbessert ist.

In dem in den Fig. 27 bis 29 gezeigten Antriebsab schnitt, bei welchem der piezoelektrische Film verwendet wird, kann dann, wenn eine Spannung, deren Phasen zueinan der entgegengesetzt sind, auf die geteilten beiden oberen Elektroden 168a bzw. 168b aufgebracht wird, eine Bewegung durch Auslenkung des Kopfes 124 in der Spurrichtung (X) um eine äußerst kleine Distanz ausgeführt werden. Wenn ande rerseits Spannungen, deren Phasen gleich sind, auf die geteilten oberen Elektroden 168a und 168b aufgeprägt wer den, ist es auch möglich, den Kopf 124 in der Flugrichtung (Z) um eine äußerst kleine Distanz zu verstellen.

Fig. 30(a) und 30(b) sind Ansichten, die einen Kopf zeigen, welcher in der Spurrichtung (X) um eine äußerst kleine Distanz ausgelenkt worden ist. Fig. 31(a) und 31(b) sind Ansichten, welche das Betriebsprinzip zum Auslenken des Kopfes in der Flugrichtung (Z) zeigen. In dem in den Fig. 31(a) und 31(b) gezeigten Fall sind die Filmdicke der oberen Schicht 171 und die Filmdicke der unteren Schicht 172 unterschiedlich, wobei der ZnO-Dünnfilm 166 zwischen der oberen Schicht 171 und der unteren Schicht 172 angeord net ist. Deshalb fällt die neutrale Achse nicht mit der Mitte des piezoelektrischen Films auf dem den piezoelektri schen Film enthaltenden Abschnitt zusammen, vielmehr ist die neutrale Achse nach oben verschoben. Wenn der piezo elektrische Film bei dem oben beschriebenen Aufbau ausge dehnt oder zusammengezogen wird, wird der Ausleger in der Richtung Z gebogen, so daß eine vorgegebene Auslenkung für die Z-Richtung (der Lade- und Entladerichtung) vorgesehen werden kann. Auch wenn die Filmdicke der oberen Schicht 171 und die Filmdicke der unteren Schicht 172 gleich sind, ist es dann, wenn der prismenförmige Träger wie in Fig. 29 befestigt ist, möglich, den Effekt eines Verschiebens der neutralen Achse nach oben zu erreichen. Bei der tatsächli chen Antriebsoperation wird bevorzugt, sowohl die Spurkor rektur als auch die Lade-/Entladefreiraum-Korrektur durch zuführen. Es sei bemerkt, daß in den Fig. 30(a), 30(b), 31(a) und 31(b) die Auslenkung des Auslegers für die Ver einfachung der Erläuterung erheblich übertrieben worden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Aufbau des Kopfgleiters und den Herstellungsprozeß zu ver einfachen. Ferner ist es möglich, das Kopfelement leicht in den Spurmechanismus oder den Lade-/Entlademechanismus zu inkorporieren. Infolgedessen ist es möglich, einen Dünn film-Magnetkopfgleiter hoher Leistung und geringer Kosten zu schaffen. Es ist auch möglich, die Informationsdichte eines Aufnahmemediums zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilm-Magnet kopfgleiters mit einer Mediumgegenfläche, welche dazu aus gelegt ist, einem Aufnahmemedium gegenüber angeordnet zu sein, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Opferschicht auf einem Substrat, wel che Opferschicht eine abgeschrägt zulaufende Fläche auf weist, um wenigstens einen Teil der Mediumgegenfläche zu bilden;
Ausbilden einer Luftlagerschicht auf der Opferschicht, wobei die Luftlagerschicht einen Lufteinlaßabschnitt auf weist, der an der abgeschrägt zulaufenden Fläche ausgebil det ist, so daß der Lufteinlaßabschnitt eine abgeschrägte Gestalt hat;
Ausbilden eines Gleitkörpers, eines Kopfelements und von Anschlußpads für die Kopfelemente an der Luftlager schicht; und
Abtrennen des Gleitkörpers von dem Substrat durch Ent fernen der Opferschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Vielzahl von Anschlüssen in einem zentralen Bereich des Gleiters angeordnet und der Gleiterkörper in einem peripheren Bereich um die Vielzahl der Anschlüsse herum angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem zwi schen der Vielzahl von Anschlüssen und zwischen diesen An schlüssen und dem Gleiterkörper Spalte ausgebildet sind und diese Spalte mit einem Isoliermaterial gefüllt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Gleiter körper und die Vielzahl von Anschlüssen gleichzeitig durch Plattieren gebildet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Gleiter auf einer Kopfaufhängung montiert wird, die aus einer Blattfeder gemacht ist, und wobei dann das Substrat oder diese Opferschicht und das Substrat von dem Gleiter ent fernt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem sowohl der Gleiterkörper als auch die Vielzahl von Anschlüssen auf die Kopfaufhängung geklebt werden, um den Gleiter an der Kopf aufhängung zu befestigen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Kopfauf hängung erste und zweite einander abgewandte Oberflächen hat, wobei der Gleiterkörper auf die erste Oberfläche der Kopfaufhängung geklebt wird, um den Gleiter an der Kopfauf hängung zu montieren, und wobei andererseits die Vielzahl von Anschlüssen mit der zweiten, abgewandten Oberfläche der Kopfaufhängung drahtverbunden ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Luft lagerflächenschicht aus einer Gruppe ausgewählt ist, die SiO₂, Al₂O₃ und Kohlenstoff umfaßt, und bei welchem das leitfähige Material zum Bilden des Gleiterkörpers und der Vielzahl von Anschlüssen aus einer Gruppe gewählt ist, die Ni, NiFe, Au und Cu umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Gleiter eine im wesentlichen polygonale Form hat, wenn man ihn von der Seite der Mediumgegenfläche her betrachtet, so daß eine Vorlaufende dieser polygonalen Form an den jeweiligen Sei ten derselben mit stumpfwinkligen Bereichen versehen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem der Gleiter eine Länge von etwa 0,8 mm oder unter 0,8 mm entlang der Bewegungsrichtung des Aufnahmemediums aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnet kopfgleiters mit einer Mediumgegenfläche, welche dazu aus gelegt ist, einem Aufnahmemedium gegenüberliegend angeord net zu werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Opferschicht auf einem Substrat, so daß die Opferschicht eine Fläche aufweist, die Stufen ent hält, um die Mediumgegenfläche mit wenigstens einer Schiene auszubilden;
Vorsehen eines Gleitermaterials auf der Oberfläche der Opferschicht; und
Entfernen der Opferschicht und des Substrats von dem Gleiter,
wobei die wenigstens eine Schiene wenigstens einen ab geschrägt zulaufenden Abschnitt an der Vorderseite des Gleiters besitzt und wobei eine Dicke der Opferschicht oder einer Unterschicht derselben an Abschnitten allmählich zu nimmt, die den abgeschrägt zulaufenden Abschnitten der Schienen entsprechen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Dicke der Opferschicht oder der Unterschicht derselben nach und nach durch Trockenätzen dieser Opferschicht oder dieser Un terschicht unter Verwendung einer Maske vergrößert wird, die aus einem abgeschrägten Fotoresistlack besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Dicke der Opferschicht oder der Unterschicht derselben nach und nach durch Bildung eines abgeschrägten Fotoresistlackes oder Polyimids und Härten desselben gebildet wird.