DE68919972T2

DE68919972T2 - Herstellungsverfahren eines Magnetkerngleiters für Festplattenspeicher unter Anwendung von laserinduziertem Ätzen.

Info

Publication number: DE68919972T2
Application number: DE68919972T
Authority: DE
Inventors: Hideto Sandaiji; Fuminori Takeya; Nobuhiro Terada
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-09-24
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2009-09-23
Also published as: SG59863G; US4948460A; EP0361809A3; JPH0719347B2; EP0361809B1; KR900005382A; HK54995A; KR920003482B1; JPH0287314A; DE68919972D1; EP0361809A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnet(kopf)kerngleiters für einen Festplattenspeicherantrieb und im besonderen ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetkerngleiters, das es ermöglicht, eine Spur mit einer ausreichend geringen und genau gesteuerten Breite zu bilden und das aus einer deutlich verringerten Anzahl an Verfahrensschritten besteht.

Besprechung des Stands der Technik

Auf dem Gebiet der Festplattenspeicherantriebe (die man manchmal als "RDD" abkürzt) ist ein Magnetkopf des schwebenden Typs bekannt, der einen Kerngleiter des einstückigen Typs vorsieht, z.B. einen monolithischen Gleiter, der allgemein an 1 in Fig.1 dargestellt ist. Dieser Kerngleiter 1 weist eine einstückige Struktur auf und besteht aus einem Gleiterkörper 2 und einem Jochabschnitt 3, der im allgemeinen im Querschnitt C-förmig ist. Auf einer Oberfläche des Gleiterkörpers 2, an der ein Aufzeichnungsmedium in Form einer Magnetscheibe gleitend rotiert, ist ein Paar parallel beabstandeter Lufttragabschnitte 4a, 4b angeordnet, die sich in der Dreh- oder Gleitrichtung der Magnetscheibe erstrecken. Die Gleitflächen der Lufttragabschnitte 4a, 4b weisen eine geeignete Höhe auf, die von einem vertieften Abschnitt dazwischen gemessen wird. Der Magnetkerngleiter 1 besitzt eine Mittelschiene 5, die zwischen den Lufttragabschnitten 4a, 4b ausgebildet ist, sodaß sie sich parallel zu diesen erstreckt. Die Mittelschiene 5 dient als länglicher Spurabschnitt, dessen Oberfläche die gleiche Höhe wie die Lufttragabschnitte 4a, 4b aufweist. Im Betrieb ist eine ausgewählte Aufzeichnungsspur der Magnetscheibe mit dem Spurabschnitt oder Mittelschiene 5 ausgerichtet. Der oben angeführte Jochabschnitt 3 ist an einem der gegenüberliegenden Enden der Mittelschiene 5 einstückig mit dem Gleiterkörper 2 ausgebildet. Der
Jochabschnitt 3 und der Gleiterkörper 2 wirken zusammen, um einen geschlossenen Magnetpfad für den Magnetkopf zu definieren.
Der nur aus einem Ferritmaterial bestehende monolithische Magnetkerngleiter 1 ist in seiner Herstellung vergleichsweise wirtschaftlich. Die Breite des länglichen Spurabschnitts wird durch Abfasen oder Abschrägen der parallelen Kanten der Mittelschiene 5 bestimmt. Diese Art des Bildens des Spurabschnitts ist insoferne problematisch, als die erwünschte Spurbreite nicht genau festgelegt und die Spurbreite schwierig verringert werden kann. Um dem in letzter Zeit wachsenden Bedarf an höherer Informationsdichte pro Flächeneinheit eines Aufzeichnungsmediums zu entsprechen, beträgt die erforderliche Spurbreite weniger als 20 um mit einem zulässigen Fehlerbereich von ± 2 um. Wenn der Magnetkerngleiter 1 von der Oberfläche der Magnetscheibe abgehoben ist, sollten beide Lufttragabschnitte 4a, 4b innerhalb des Radiusbereichs der Magnetscheibe liegen. Die bzw. der zwischen den zwei Lufttragabschnitten 4a, 4b angeordnete Mittelschiene bzw. Spurabschnitt 5 sollte in einem bestimmten Abstand von der äußeren Peripherie der Magnetscheibe in einer radial nach innen gerichteten Richtung positioniert sein. Daher ist der wirkungsvolle Aufzeichnungsoberflächenbereich der Magnetscheibe auf eine Ausdehnung verringert, die dem Abstand zwischen dem Spurabschnitt 5 und den Lufttragabschnitten 4a, 4b entspricht. Anders ausgedrückt ist die Datenspeicherkapazität der Magnetscheibe durch die Konstruktion des Kerngleiters 1 eingeschränkt.
Es ist auch ein Magnetkerngleiter des Verbundtyps bekannt, der aus einem Gleiterkörper und einem Magnet(kopf)kern besteht, die getrennt hergestellt werden. Genauer gesagt ist ein Ferritkern mit einem senkrecht zu seiner Oberfläche ausgebildeten Spurabschnitt teilweise in einen nichtmagnetischen Gleiterkörper eingebettet und daran befestigt. Dieser Kerngleiter des Verbundtyps weist gegenüber dem monolithischen Typs insoferne einen Vorteil auf, als der Spurabschnitt so gebildet werden kann, daß seine Breite genau auf einen erwünschten Wert eingestellt werden kann und die Breite außerdem relativ gering sein kann. Der Verbundtyp ist weiters insoferne vorteilhaft, als der Spurabschnitt in Ausrichtung mit einem Lufttragabschnitt, d.h. auf einer Ausdehnungslinie des Lufttragabschnitts gebildet werden kann, wodurch man den äußeren peripheren Abschnitt der Magnetscheibe als wirkungsvolle Aufzeichnungsfläche verwenden kann. Der Kerngleiter des Verbundtyps weist jedoch aufgrund der Schritte des getrennten Herstellens des Gleitkörpers und des Kerns und des anschließenden Verbindens dieser Elemente hohe Produktionskosten auf.
Ein weiterer Typ eines Kerngleiters ist in der offengelegten Veröffentlichungs Nr. 62- 18615 der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung vorgeschlagen, in der versucht wird, die Herstellungskosten zu senken, während die funktionellen Vorteile des oben beschriebenen Verbundtyps bewahrt werden. Bei diesem vorgeschlagenen Kerngleiter ist ein Jochabschnitt an einem Ende eines auf dem Gleiterkörper befindlichen Lufttragabschnitts einstückig mit einem Gleiterkörper ausgebildet, sodaß der Jochabschnitt und der Gleiterkörper zusammenwirken, um einen Magnetkern zu bilden, der über einen Magnetspalt verfügt. Zur Herstellung dieses Kerngleiters sind einen Spurabschnitt definierende Nuten in geeigneten zwei Blöcken ausgebildet, und diese zwei Blöcke mit den mit einem Glasmaterial gefüllten Nuten werden durch das Glasmaterial aneinandergefügt und miteinander verbunden, sodaß ausgewählte Teile der verbindenden Oberflächen den Magnetspalt dazwischen definieren. Anschließend wird der erhaltene Körper der verbundenen Blöcke zur Bildung des Lufttragabschnitts und des Jochabschnitts einem Nutenbildungsverfahren unterzogen.
Im Vergleich zum monolithischen Kerngleiter ist die in der oben angeführten Veröffentlichung vorgeschlagene Struktur leichter herzustellen, da der Spurabschnitt mit der Ausdehnungslinie des Lufttragabschnitts ausgerichtet ist, sodaß sowohl der Spurabschnitt als auch der Lufttragabschnitt durch einen Nutenbildungsvorgang gleichzeitig gebildet werden können. Wenn nur einer der zwei Ferritblöcke zur Bildung der Spur einem Nutenbildungsvorgang unterzogen wird, ist die Positionierung der zwei Ferritblöcke zur Ausrichtung der Spurnuten nicht erforderlich. Der Randeffekt am Rand des Magnetspalts ist jedoch zu groß, um einen wirkungsvollen Aufzeichnungsvorgang hoher Dichte im Speichermedium zu ermöglichen. Wenn beide Ferritblöcke zur Bildung der Spur mit Nuten versehen werden, ist es notwendig, die komplizierte und schwierige Ausrichtung der Nuten der zwei Blöcke vorzunehmen. Weiters ist die Querschnittsfläche des Jochabschnitts im Vergleich zum oben erwähnten Kerngleiter desVerbundtyps oder des monolithischen Typs zumeist groß. In diesem Fall ist die Induktanz des Jochabschnitts unerwünscht hoch, wobei dies insoferne nachteilig ist, als das Bewirken einer Hochfrequenz-Aufzeichnung, d.h. das Erzielen einer hohen Informationsdichte pro Flächeneinheit des Aufzeichnungsmediums, schwierig wird.
Zur Herstellung der oben erwähnten herkömmlichen Kerngleiter erfolgen der Nutenbildungsvorgang zum Bilden des Paares parallel beabstandeter Lufttragabschnitte und der Mittelschiene bzw. des Spurabschnitts sowie das Abschrägen der gebildeten Lufttrag- und Spurabschnitte durch maschinelles Bearbeiten unter Verwendung eines Schleifsteins, z.B. einer Diamantschleifscheibe. Die Nutenbildung- und Abschrägungsvorgänge erfordern insgesamt acht Schleifdurchgänge für jeden Kerngleiter und stellen die zeitaufwendigsten Schritte des Verfahrens dar. Weiters kann der Fehler in den Breiten der Lufttragabschnitte und des Spurabschnitts (der Mittelschiene) aufgrund des unvermeidbaren Positionierungsfehlers der Schleifscheibe, aufgrund unvermeidbarer Variationen in der Dicke oder Höhe des Gleiterkörperrohlings und aufgrund des Positionierungsfehlers des mit dem Gleiterkörperrohling verbundenen Jochabschnitts nicht innerhalb eines zulässigen Bereichs von ± 3 um gehalten werden. Außerdem weisen die durch die Diamantschleifscheibe endbearbeiteten Oberflächen unweigerlich ein Absplittern um 1 um oder mehr auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters für einen Festplattenspeicherantrieb bereitzustellen, das es ermöglicht, daß der Spurabschnitt des Gleiters mit einer ausreichend verringerten und genau gesteuerten Breite gebildet wird und einen Aufzeichnungsvorgang hoher Dichte gewährleistet, ohne ein Übersprechen aufgrund des Lesens der Information aus den benachbarten Spuren des der betreffenden Spur benachbarten Aufzeichnungsmediums hervorzurufen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters ohne Absplittern an den Kanten des Spurabschnitts bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters mit einer verringerten Anzahl an Verfahrensschritten und mit dementsprechend verringerten Fertigungskosten bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters für einen Festplattenspeicher bereit, umfassend einen Gleiterkörper und einen Jochabschnitt, der als einstückiger Teil des Gleiterkörpers ausgebildet ist, wobei der Gleiterkörper ein Paar voneinander beabstandeter, paralleler Lufttragabschnitte mit vorbestimmter Höhe aufweist, während der Jochabschnitt einen Spurabschnitt zum Gleitkontakt mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufweist, wobei der Jochabschnitt und der Gleiterkörper zusammenwirken, um einen geschlossenen Magnetpfad mit einem vorbestimmten Magnetspalt zu bilden, der in einer oberen Fläche des Spurabschnitts offen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) das Herstellen eine ersten Ferritblocks, der den Gleiterkörper liefert, und eines zweiten Ferritblocks, der den Jochabschnitt liefert; (b) das Aneinanderfügen und Verbinden des ersten und zweiten Ferritblocks zu einem Ferritstab mit einer Gleitoberfläche, auf der die Lufttragabschnitte und der Spurabschnitt ausgebildet werden sollen; (c) das Bilden von zumindest zwei parallelen, spurdefinierenden Nuten in der Gleitoberfläche des Ferritstabs durch laserinduziertes Ätzen, sodaß sich zumindest zwei spurdefinierende Nuten über eine Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Ferritblock hinweg erstrecken, wobei die Tiefe der Nuten nur einen kleinen Teil des Abstands zwischen der Gleitoberfläche und einem Spulendrehloch ausmacht, wobei die zumindest zwei spurdefinierenden Nuten zwischeneinander den Spurabschnitt mit vorbestimmter Breite in einer zur Ausdehnungsrichtung der Nuten senkrechten Richtung definieren; (d) das Aufbringen eines Musters einer Ätzmaske auf die Gleitoberfläche des Ferritstabs, um Abschnitte der Gleitoberfläche abzudecken, die den Lufttragabschnitten und dem Spurabschnitt entsprechen; und (e) das chemische Ätzen der maskierten Gleitoberfläche des Ferritstabs und dadurch das Formen der Lufttragabschnitte und eines Spurvorsprungs, der den Spurabschnitt enthält, sodaß der Lufttragabschnitt und der Spurvorsprung die gleiche Höhe aufweisen.
Im oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Kerngleiters für einen Festplattenspeicher werden die spurdefinierenden Nuten zum Definieren des Spurabschnitts sowohl im ersten als auch im zweiten Ferritblock gleichzeitig gebildet, nachdem diese Ferritblöcke miteinander zum Ferritstab verbunden wurden. Somit vermeidet das vorliegende Verfahren das Positionieren oder die Ausrichtung der zwei Ferritblöcke nach dem Bilden der spurdefinierenden Abschnitten in den zwei getrennten Blöcken, wie dies beim herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Kerngleiters des Verbundtyps erforderlich ist. Somit kann man gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung den Spurabschnitt des Kerngleiters genau bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, welches laserinduziertes Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten vorsieht, ermöglicht das Bilden des Spurabschnitts mit einer ausreichend geringen Breite, die durch das Ändern des Abstands zwischen den angrenzenden spurdefinierenden Nuten genau eingestellt werden kann. Weiters ermöglicht das laserinduzierte Ätzen das Bilden des Spurabschnitts, sodaß seine gegenüberliegenden Seitenflächen, welche die Breite des Spurabschnitts definieren, fast senkrecht (etwa 80-90º) zur oberen Oberfläche stehen. Daher führt das Schleifen der Gleitfläche des Ferritblocks zur Erzielung einer erwünschten Tiefe des Magnetspalts zu keiner beträchtlichen Änderung der Breite des Spurabschnitts. Diese Anordnung ist auch geeignet, das Phänomen des Übersprechens zu minimieren, worin der Magnetkopf Informationssignale aus den Spuren einer Magnetscheibe angrenzend zur jeweiligen Spur aufnimmt, während der Magnetkopf von der Scheibe beabstandet ist. Demzufolge kann die Breite der nichtaufzeichnenden Schutzbänder zur Verhinderung eines solchen Übersprechens verringert werden, wodurch man die Magnetscheibe wirkungsvoll für eine erhöhte gespeicherte Informationsdichte pro Bereichseinheit einsetzen kann. Zusätzlich weist der gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellte Kerngleiter, bei dem keine Schleifscheibe zur Bildung des Spurabschnitts eingesetzt wird, kein Absplittern des Spurabschnitts an seinen Rändern auf, wodurch sich die Betriebszuverlässigkeit erhöht.
Während der Spurabschnitt des Spurvorsprungs durch laserinduziertes Ätzen genau geformt wird, werden die Lufttragabschnitte und die anderen Abschnitte des Spurvorsprungs, die eine vergleichsweise geringe Fertigungsgenauigkeit benötigen, in wirkungsvoller Weise durch chemisches Ätzen gebildet. Somit bleibt die Herstellungseffizienz gemäß dem Verfahren der Erfindung ausreichend hoch.
Eine Schicht eines geeigneten metallischen Magnetmaterials kann auf zumindest den spaltbildenden Abschnitt oder auf zumindest die zwei Ferritblöcke aufgetragen werden, bevor die zwei Blöcke miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann die metallische Magnetschicht auf einer davor gebildeten Glaszwischenschicht gebildet werden, und eine nichtmagnetische Schicht kann auf der metallischen Magnetschicht oder auf dem spaltbildenden Abschnitt des Blocks gebildet werden, die nicht durch die metallsiche Magnetschicht bedeckt sind.
Das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten kann entweder vor oder nach dem chemischen Ätzen zur Bildung der Lufttragabschnitte und des Spurvorsprungs erfolgen. Beim laserinduzierten Ätzen kann der Ferritstab einer geeignete Ätzatmosphäre oder -lösung ausgesetzt werden.
Die spurdefinierenden Nuten können mit einem Abschnitt der Ätzmaske oder einem nichtmagnetischen Material gefüllt sein, das vor dem Auftragen der Ätzmaske aufgebracht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und wahlweise Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung derzeit bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, worin:
Fig.1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines herkömmlichen monolithischen Magnetkopfgleiters für einen Festplattenspeicher ist;
Figuren 2-14 Ansichten von Verfahrensschritten eines Verfahrens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind, worin:
Figuren 2(a) und 2(b) perspektivische Ansichten sind, die jeweils zwei aneinanderzufügende Ferritblöcke darstellen;
Figuren 3(a) und 3(b) jeweils Ansichten sind, welche die zwei Ferritblöcke darstellen, worin Nuten für Spulenwicklungen gebildet sind;
Fig.4 eine perspektivische Ansicht der zwei miteinander zu einer einstückigen Ferritstruktur verbundenen Ferritblöcke ist;
Fig.5 eine perspektivische Ansicht eines durch das Schneiden der einstückigen Ferritstruktur von Fig.4 erhaltenen Ferritstabs ist;
Fig.6 eine perspektivische Ansicht des Ferritstabs ist, auf der spurdefinierende Nuten zum Definieren der Breite von Spurabschnitten ausgebildet sind;
Fig.7 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, auf welchen die Ätzmasken zur Bildung der Lufttragabschnitte und Spurenvorsprünge aufgebracht werden;
Figuren 8(a) und 8(b) fragmentarische Vorderschnittansichten des Ferritstabs entlang der Linie VIII-VIII in Fig.7 sind, die eine die spurdefinierenden Nuten füllende Ätzmaske und den chemisch geätzten Ferritstab zeigen, wobei Figuren 8(a) und 8(b) unterschiedliche Nutentiefen zeigen;
Fig.9 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, welche die Lufttragabschnitte und die Spurenabschnitte zeigt, die durch das Ätzverfahren gebildet werden;
Fig.10 eine vergrößerte fragmentarische Ansicht eines Abschnitts des Ferritstabs von Fig.9 ist;
Fig.11 eine fragmentarische Draufsicht der Schnittlinien des Ferritstabs ist;
Fig.12 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, die entlang der Schnittlinien von Fig.11 geschnitten und einem Abschrägverfahren unterzogen wurde;
Fig.13 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, welche die durch das Schneiden des Ferritstabs gebildeten Jochabschnitte und die Schnittlinien zeigt, entlang derer der Stab zur Bildung der zwei Magnetkerngleiter geschnitten wird;
Fig.14 eine Draufsicht einer der Kerngleiter ist, die aus dem Ferritstab von Fig.13 gewonnen werden;
Figuren 15-18 Ansichten jeweiliger Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, worin
Fig.15 eine perspektivische Ansicht eines Ferritstabs ist, wobei nichtmagnetisches Material in den spurdefinierenden Nuten eingebettet ist;
Fig.16 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, auf die die Ätzmasken aufgebracht werden;
Fig.17 eine fragmentarische Querschnittsansicht entlang der Linie XVII-XVII von Fig.16 ist, die das in den spurdefinierenden Nuten eingebettete nichtmagnetische Material darstellt, nachdem der Ferritstab über die Ätzmaske geätzt wird;
Fig.18 eine Draufsicht eines aus dem Ferritstab gewonnenen Kerngleiters ist;
Figuren 19 und 20 Ansichten jeweiliger Schritte einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind, wobei Fig.19 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ohne spurdefinierende Nuten und mit darauf aufgebrachten Ätzmasken ist und Fig.20 eine fragmentarische Draufsicht des Ferritstabs ist, der zur Bildung der Lufttragabschnitte und Spurvorsprünge geätzt ist;
Figuren 21-25 Ansichten eines Teils der Verfahrensschritte einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind;
Figuren 21 und 22 sind perspektivische Ansichten, die jeweils auf einen Ferritblock aufgebrachte Ätzmasken und den durch die Masken geätzten Ferritblock zeigen;
Fig.23 eine perspektivische Ansicht des geätzten, mit einem metallischen Magnetmaterial beschichteten Ferritblocks ist;
Fig.24 eine perspektivische Ansicht des Ferritblocks von Fig.23 ist, in dem Spulenwicklungsnuten ausgebildet sind;
Fig.25 eine Draufsicht eines aus dem Ferritblock von Fig.24 gewonnenen Kerngleiters ist; und
Fig.26 eine Draufsicht eines gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hergestellten Kerngleiters ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zur Herstellung von Magnetkerngleitern für einen Festplattenspeicher gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bildet man zunächst den ersten und zweiten Ferritblock. Der erste Ferritblock ergibt einen Gleiterkörper jedes Kerngleiters, während der zweite Ferritblock einen Jochabschnitt des Kerngleiters ergibt. Die zwei Ferritblöcke bestehen aus einem herkömmlicherweise verwendeten Ferritmaterial hoher Durchlässigkeit und sind üblicherweise längliche rechteckige Blöcke mit geeigneter Dicke und einer Länge, die ausreicht, um zwei oder mehrere Kerngleiter herzustellen. Der erste und zweite Ferritblock werden aneinandergefügt und zu einer einstückigen Ferritstruktur verbunden, die einen geschlossenen Magnetpfad für einen Magnetkopf aufweist. Jeder der Ferritblöcke hoher Durchlässigkeit kann aus einer Einkristall- oder einer Polykristallstruktur von Mn-Zn-Ferrit oder Ni-Zn-Ferrit bestehen oder kann eine Verbundstruktur mit einem Einkristallkörper und einem Polykristallkörper sein. Üblicherweise sollte die Breite der Lufttragabschnitte innerhalb einer Toleranzgrenze von ± 15 um gehalten werden, um die Linearität der Kanten der geätzten Lufttragabschnitte, d.h. die Geradlinigkeit der geätzten Lufttragabschnitte innerhalb eines Bereichs von ± 15 um zu halten und um eine symmetrische Beziehung der geneigten Seitenflächen ledes Lufttragabschnitts sicherzustellen. Zu diesem Zweck sind die folgenden Kombinationen der Kristallebene und Orientierung der Ferritkristalle für die Oberflächen der Lufttragabschnitte und die längsseitige Richtung der Lufttragabschnitte wünschenswert: (100) und < 100> ; (100) und < 110> ; (110) und < 100> ; (110) und < 110> ; (311) und < 332> ; (332) und < 311> , (611) und < 331> ; (331) und < 611> ; und (211) und < 111> , wie dies in der offengelegten Veröffentlichung Nr. 64-15380 der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 62-171666 geoffenbart ist, die im Namen des Zessionars der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde.
Zumindest einer der zwei Ferritblöcke ist mit zumindest einer Spulenwicklungsnut versehen, die in zumindest einer der aneinandergefügten Oberflächen ausgebildet ist, sodaß die Nut das Wickeln einer Spule zur Herstellung des Kerngleiters erleichtert. Ein Beispiel eines ersten und zweiten Ferritblocks ist an 10 und 12 in Figuren 2(a) bzw. 2(b) angeführt. In jeder der aneinanderliegenden Oberflächen 14, 14 dieser zwei Ferritblöcke 10, 12 sind zwei Spulenwicklungsnuten 24 ausgebildet, wie dies aus Figuren 3(a) und 3(b) ersichtlich ist. Diese Nuten 24 befinden sich jeweils an beiden Seiten eines spaltbildenden Abschnitts 18 der Ferritblöcke 10, 12. Der erste und zweite Block 10, 12 sind miteinander verbunden, um eine in Fig.4 dargestellte einstückige Ferritstruktur 26 zu ergeben, die zwei in Fig.5 gezeigte und weiter unten beschriebene Ferritstäbe 32, 32 liefert. Danach werden die anliegenden Oberflächen 14, 14 der aneinanderzufügenden Ferritblöcke 10, 12 je nach Bedarf poliert oder anders endbearbeitet.
Anschließend werden die solcherart endbearbeiteten Blöcke 10, 12 an den anliegenden Oberflächen 14, 14 aneinandergefügt, sodaß die spaltbildenden Abschnitte 18, 18 miteinander ausgerichtet sind, sodaß sich ein ringförmiger Magnetpfad bildet. Anschließend werden Glasstäbe (28) in die Spulenwicklungsnuten 24 und in die hinteren Nuten eingesetzt, wenn diese in den Abschnitten des Blocks oder der Blöcke 10, 12 von den spaltbildenden Abschnitten 18 entfernt ausgebildet sind. Die Ferritblöcke 10, 12 werden erhitzt, während sie aneinandergepreßt werden, sodaß die zwei Ferritblöcke 10, 12 mit einem geschmolzenen Glas 28 des Glasstabs miteinander verbunden werden, welches die Spulenwicklungsnuten 24 teilweise füllt. Der Glasstab besteht aus einem Glas mit einem Erweichungspunkt von 360ºC und wird auf 500ºC erhitzt, um den ersten und zweiten Block 10, 12 miteinander zu verbinden. Anstelle des Verbindens der Ferritblöcke 10, 12 durch ein solches Glasmaterial kann man die Blöcke 10, 12 an den anliegenden Oberflächen (14) durch Sintern unter Verwendung eines bekannten Bindungsverfahrens mit direkter Feststoff-mit-Feststoff-Reaktion miteinander verbinden.
Bezugnehmend auf Fig.4 ist eine einstückige Ferritstruktur 26 dargestellt, die aus dem ersten und zweiten Ferritblock 10, 12 besteht, die wie oben beschrieben miteinander verbunden wurden. Die einstückige Ferritstruktur 26 weist einen Magnetspalt 30 mit einem erwünschten Spaltzwischenraum auf, der durch die spaltbildenden Abschnitte 18 der zwei Ferritblöcke 10, 12 definiert ist. Man beachte, daß das Glasmaterial 28 im geschmolzenen Zustand durch den Magnetspalt 30 fließt, wenn die Blöcke 10, 12 erhitzt sind, und daß das erhärtete Glasmaterial den Magnetspalt 30 im einstückigen Ferritblock 26 füllt, wodurch der Magnetspalt 30 durch die Glasfüllung 28 geschützt ist.
Der erwünschte Spaltabstand des Magnetspalts 30 ergibt sich üblicherweise durch Schleifen oder Ätzen von zumindest einem der spaltbildenden Abschnitte 18 des ersten und zweiten Ferritblocks 10, 12 in einem geeigneten Ausmaß, bevor oder nachdem die Spulenwicklungsnuten 24 gebildet werden. Wenn der Magnetspalt 30 durch das Bilden einer nichtmagnetischen Schicht eines nichtmagnetischen Materials wie Glas auf zumindest einem der spaltbildenden Abschnitte 18 gebildet wird, wird das Ausmaß des Magnetspalts 30 durch die Dicke der nichtmagnetischen Schicht(en) bestimmt. Ein nichtmagnetisches Material wie SiO&sub2; oder Glas wird z.B. durch Sputtern oder ein anderes geeignetes Verfahren auf zumindest den oder die spaltbildenden Abschnitt(e) 18 des Ferritblocks oder der Ferritblöcke 10, 12 aufgebracht, um eine nichtmagnetische spaltbildende Schicht mit geeigneter Dicke zu bilden. Wenn der erste und zweite Ferritblock miteinander verbunden sind, wird der Magnetspalt 30 mit einem Spaltabstand, welcher der Dicke der nichtmagnetischen Schicht entspricht, zwischen den zwei Blöcken gebildet.
Die aus den verbundenen zwei Ferritblöcken 10, 12 bestehende einstückige Ferritstruktur 26 wird dann entlang einer Schnittlinie in zwei Hälften geschnitten, die durch eine Strichlinie in Fig.4 angezeigt ist. Somit werden die Ferritstäbe 32 gebildet, von denen eine in Fig.5 dargestellt ist. Jeder der Ferritstäbe 32 weist eine Gleitfläche 36 auf, worin der Magnetspalt 30 exponiert oder offen ist. Beim Betrieb der aus diesem Ferritstab 32 gebildeten Kerngleiter dreht sich die Magnetscheibe in Gleitkontakt mit der Gleitfläche 36.
Im Bedarfsfall wird die Gleitfläche 36 der so gebildeten Ferritstab 32 einem Schleifverfahren unterzogen. Die Menge der Materialentfernung durch das Schleifverfahren kann solcherart sein, daß der Schleifvorgang beendet wird, wenn man die gewünschte Tiefe des Magnetspalts 30 erzielt. Das Endschleifen der Gleitfläche 36 zur Erreichung der endgültigen Tiefe des Magnetspalts 30 erfolgt jedoch vorzugsweise nach dem laserinduzierten Ätzen und vor einem chemischen Ätzvorgang (beide werden weiter unten ausführlich beschrieben), da der laserinduzierte Ätzvorgang Ferritmaterial- Splitter erzeugt, die an der lasergeätzten Oberfäche anhaften oder auf dieser verteilt sind. Der Schleifendbearbeitungsvorgang kann diese Splitter wirkungsvoll entfernen.
Als nächstes erfolgt der oben angeführte laserinduzierte Ätzvorgang auf der geschliffenen Gleitfläche 36 des Ferritstabs 32, um zumindest zwei Paare spurdefinierender Nuten 38 zu bilden (siehe Fig.6), sodaß der Ferritstab 32 zumindest zwei Spurabschnitte 40 für zumindest zwei Kerngleiter aufweist. Die zwei spurdefinierenden Nuten 38 jedes Paars erstrecken sich parallel zu einander über die Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Ferritblock 10, 12, um so die Breite des korrespondierenden Spurabschnitts 40 zu definieren.
Das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 ermöglicht es, die Spurabschnitte 40 zu bilden, um letztendlich ausreichend schmale Spuren mit hoher Präzision herzustellen, sodaß die die Breite der Spurabschnitte 40 definierenden gegenüberliegenden Seitenflächen fast normal zur Gleitfläche 36 stehen, nämlich in einem Winkel von etwa 80-90º im Verhältnis zur Gleitfläche 36. Das laserinduzierte Ätzen ermöglicht ein derartiges Bilden der Nuten 38, daß die die Spurabschnitte definierenden Oberflächen fast senkrecht zur Gleitfläche 36 stehen. Daher sind die Nuten 38, die so für die Spur eines herzustellenden Kerngleiters gebildet werden, wirkungsvoll, das Übersprechen zu minimieren, das aufgrund des Ablesens der Informationen aus den Spuren einer angrenzend zur jeweiligen Spur befindlichen Magnetscheibe entsteht, während der Kerngleiter in Betrieb steht, wobei die Scheibe von der Spur des Kerngleiters beabstandet ist. Weiters verhindern die fast vertikal ausgebildeten spurdefinierenden Nuten 38 eine Änderung der Spurbreite durch das Schleifen der Gleitfläche 36, bis die erwünschte Tiefe des Magnetspalts 30 erreicht ist. Außerdem bewirkt das laserinduzierte Ätzen kein Absplittern der Kantenabschnitte der Spuren, das eintreten würde, wenn man die Spuren durch eine Schleifscheibe bildet. Das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Bereiche 40 bewirkt keine Kerben oder Grate, die enstehen, wenn ein Kerngleiter des sogenannten "Metall-im- Spalt"-Typs verwendet wird, worin ein metallisches Magnetmaterial angrenzend zum Magnetspalt vorgesehen ist. Somit bietet das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der Spurabschnitte 40 für die Spuren der Kerngleiter einige deutliche Vorteile, wie dies oben beschrieben ist.
Wie bereits erwähnt erfolgt der laserinduzierte Ätzvorgang zur Bildung der Spurabschnitte 40 nach einem Schleifvorgang der Gleitfläche 36 des Ferritstabs 32. Wenn die erwünschte Endtiefe des Magnetspalts 30 durch diesen Schleifschritt nicht erreicht wird, erfolgt ein letzter Schleifschritt zur Erzielung der Spaltendtiefe, nachdem die spurdefinierenden Nuten 38 in der vorgeschliffenen Gleitfläche 36 gebildet werden. In diesem Fall können die während des laserinduzierten Ätzens erzeugten verstreuten Teilchen wirkungsvoll entfernt werden, wenn die Gleitfläche 36 zur Erreichung der Endtiefe des Magnetspalts 30 endgeschliffen wird.
Vorzugsweise setzt das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 eine Argon-Laserbestrahlung mit einer Wellenlänge von nicht mehr als 1 um ein; der Ferritstab 32 wird einer geeigneten Atmosphäre, z.B. einer CCl&sub4;- (Kohlenstofftetrachlorid) Gasatmosphäre eines Drucks von 50-150 Torr ausgesetzt. Jedes jeden Spurabschnitt 40 definierende Nutenpaar 38, 38 weist vorzugsweise eine Tiefe auf, welche die Spulenwicklungsnuten 24 erreicht, und zwar vorzugsweise zumindest 3 um. Die Länge jeder der Nuten 38, 38, die doppelt so groß ist wie ein Abstand 1 (Fig.10) zwischen dem Magnetspalt 30 und jedem Ende der Nut 38, ist so bestimmt, daß sie zumindest der maximalen Wellenlänge eines Informationsaufzeichnungs-Lichtstrahls entspricht - im allgemeinen zumindest 10 um und vorzugsweise zumindest 20 um. Wenn die Endtiefe der spurdefinierenden Nuten 38, 38 kleiner als 3 um ist, können Ausrundungen 42, die, wie dies aus Fig.8(b) ersichtlich ist, in einem nachfolgenden Ätzschritt entstehen können, dazu dienen, Informationen aus einer Magnetscheibe zu lesen, was nicht wünschenswert ist. Wenn der Abstand 1 vom Magnetspalt 30 kürzer als oben angegeben ist, neigen Abschnitte der fertig ausgebildeten Spur dazu, Informationen aus den Spuren einer Magnetscheibe angrenzend zu der betreffenden Spur der Scheibe zu lesen (siehe "a" in Fig.10). In Figuren 8(a) und 8(b) zeigen die durch einen Punkt unterbrochene Linien die Oberflächen des Ferritstabs 32 an, nachdem die Oberfläche 36 einem anschließenden chemischen Ätzvorgang unterzogen wird.
Üblicherweise erfolgt das laserinduzierte Ätzen für die spurdefinierenden Nuten 38 mit einer Laserleistung von 30-300 mW, einer Abtastgeschwindigkeit von 2-60 um/sek und einem maximalen Laserstrahldurchmesser von 10 um. Da die Genauigkeit der Endspurbreite innerhalb von ± 2 um gehalten werden muß, sollten die Abtastgeschwindigkeit, der Laserstrahldurchmesser und die Laserleistung die oben angegebenen Obergrenzen nicht überschreiten. Weiters sollten die Obergrenzen der Abtastgeschwindigkeit und des Laserstrahldurchmessers nicht überschritten werden, um das Krümmen der gegenüberliegenden Seitenflächen 43 der Spurabschnitte 40 zu vermeiden (der Oberflächen der Nuten 38, welche die Breite der Bereiche 40 definieren), um den Winkel der Seitenflächen 43 der Bereiche 40 innerhalb von 80-90º im Verhältnis zur oberen Fläche der Bereiche 40 zu halten, wie dies aus Figuren 8(a) und 8(b) ersichtlich ist. Außerdem ist es wichtig, eine zu niedrige Laserleistung und eine übermäßig hohe Abtastgeschwindigkeit zu vermeiden, um die spurdefinierenden Nuten 38 mit einer Tiefe von nicht weniger als 3 um zu bilden.
Wenn die Scheibengleitfläche 36 bereits vor dem laserinduzierten Ätzverfahren zu einer Endspalttiefe geschliffen wurde, erfolgt der laserinduzierte Ätzvorgang üblicherweise unter den folgenden Bedingungen: Laserleistung von 30-200 mW; Abtastgeschwindigkeit von 2-30 um/sek; Laserstrahldurchmesser von 5 um oder weniger. Diese Bedingungen können unerwünschte Ergebnisse vermeiden, z.B. verteilte Ferritsplitter oder an der geschliffenen Oberfläche 36 anhaftende Teilchen, das Abrunden der Kanten der Spurabschnitte 40 um mehr als 2 um und die Bildung einer denaturierten oder verschlechterten Ferritschicht.
Wenn der letzte Schleifschritt zur Bildung der Endspalttiefe nach dem laserinduzierten Ätzen der Nuten 38 erfolgt, wird das laserinduzierte Ätzen üblicherweise unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Laserleistung von 50-300 mW; Laserabtastgeschwindikgeit von 2-60 um/sek; Laserstrahldurchmesser von 10 um oder weniger. Diese Bedingungen stellen sicher, daß die Tiefe der Nuten 38, 38 nicht geringer als 3 um + (Endschleiftiefe) ist und die Seitenflächen 43 der Spurabschnitte 40 fast vertikal sind, wobei dies eine konstante Breite der Spuren (Spurabschnitte 40) ungeachtet des Ausmaßes der Materialentfernung durch das Schleifen der Gleitfläche 36 erlaubt. Das laserinduzierte Ätzen, das, wie oben erwähnt, vor dem letzten Schleifschritt erfolgt, kann mit den in eine Ätzflüssigkeit oder -lösung (z.B. einer wässerigen Lösung von Phosphorsäure oder Kaliumhydroxid) getauchten Ferritstab 32 durchgeführt werden. Beispielsweise können die spurdefinierenden Nuten 38 geeigneterweise durch ein laserinduziertes Ätzverfahren gebildet werden, wie es in der japanischen PS Nr. 63- 47540, eingereicht im Namen des vorliegenden Zessionars, geoffenbart ist, worin das laserinduzierte Ätzen in einer Phosphorsäurelösung mit einer Konzentration von 10-90 Gew.-%, einem maximalen Laserstrahldurchmesser von 50 um, einer Laserleistung P von 50-1900 mW und einer Abtastgeschwindigkeit V von 2-200 um/sek erfolgt, worin V ≤ 0,31 P + 34 und V ≤ -0 14P + 271. Die Laserleistung P und die Abtastgeschwindigkeit V sind bestimmt, um die obigen zwei Formeln zu erfüllen.
Danach wird der Ferritstab 32, welche die Spurabschnitte 40 aufweist, die durch die spurdefinierenden Nuten 38, 38 auf der Scheibengleitfläche 36 gebildet sind, einem Verfahren des Bildens eines Paars parallel beabstandeter Lufttragabschnitte und eines Spurvorsprungs (einschließlich des Spurabschnitts 40) für jeden aus dem Ferritstab 32 hergestellten Kerngleiter unterzogen. Die zweckmäßig geschliffene Gleitfläche 36, worin die Spurabschnitte 40 ausgebildet sind, wird solcherart chemisch geätzt, daß jeder Abschnitt des Ferritstabs 32, der jedem Kerngleiter entspricht, mit zwei beabstandeten erhöhten Lufttragabschnitten (angezeigt an 46 in Fig.9) und einem erhöhten Spurvorsprung (angezeigt an 48 in Fig.9) versehen ist, der die gleiche Höhe wie der Lufttragabschnitt 46 aufweist.
Genauer gesagt bildet man die Lufttragabschnitte 46 und den Spurvorsprung 48 auf der Scheibengleitfläche 36 des Ferritstabs 32 zunächst durch das Auftragen eines Musters erster Ätzmasken 44a, die den Lufttragabschnitten 46 entsprechen, und eines Musters zweiter Ätzmasken 44b, die den Spurvorsprüngen 48 entsprechen, wie dies aus Fig.7 ersichtlich ist. Dann erfolgt ein chemisches Ätzen der Oberfläche 36 des Ferritstabs 32 durch die aufgetragenen Muster der Ätzmasken 44a, 44b bis zu einer vorbestimmten Ätztiefe, wodurch die Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprung 48 eine Höhe aufweisen, die der Ätztiefe entspricht, wie dies weiter unten beschrieben ist.
Um die Geradlinigkeit oder Linearität der längsseitigen Kanten des Lufttragabschnitte 46 innerhalb von ±15 um zu halten, wird der Ferritstab 32 vorzugsweise auf Hochglanz poliert und einer zweckmäßigen Wärmebehandlung oder chemischen Ätzbehandlung unterzogen, bevor die Ätzmasken 44a, 44b aufgetragen werden. Der Vorbearbeitungsschritt ist in den offengelegten Veröffentlichungen Nr. 62-83483 und 64-15380 der ungeprüften japanischen Patentanmeldungen, die im Namen des vorliegenden Zessionars eingereicht wurden, sowie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63-75744 geoffenbart, die auch im Namen des vorliegenden Zessionars eingereicht wurde. Die Wärme oder chemische Ätzvorbehandlung eignet sich zum Entfernen von Restspannung auf der Oberfläche 36, auf die die Masken 44a, 44b aufgebracht werden, wobei die Spannung durch das vorherige Bearbeiten der Ferritblöcke 10, 12 enstehen.
Die Wärmebehandlung erfolgt bei einer Temperatur von zumindest 200ºC, üblicherweise bei 200-1300ºC in einer Atmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration, die einer Gleichgewichts-Sauerstoffkonzentration von Ferrit entspricht oder geringer ist. Das chemische Ätzen kann unter Verwendung einer wässerigen Lösung einer Säure wie Phosphorsäure und Salzsäure erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das chemische Ätzen durch das Eintauchen des Ferritstabs 32 in eine wässerige Lösung, die aus zumindest 20 Gew.- % Wasser besteht und in der der Rest vor allem Phosphorsäure ist, wie dies in der oben angeführten Veröffentlichungsnummer 62-83483 geoffenbart ist. Die Verwendung dieser Ätzlösung ist hinsichtlich des Hochglanzpolierens der geätzten Oberfläche und des leichten Ätzvorgangs wünschenswert. Wenn man sowohl die Wärmevorbehandlung als auch das chemische Ätzen durchführt, kann die Restspannung des Ferritstabs 32 wirkungsvoller beseitigt werden.
Die Ätzmasken 44a, 44b werden durch ein geeignetes Verfahren, z.B. das Siebdruckverfahren, gebildet, das vom Standpunkt der erforderlichen Mustergenauigkeit und Wirtschaftlichkeit ausgewählt wird. Zur Erzielung einer relativ hohen Mustergenauigkeit und Leichtigkeit ist ein photolithographisches Verfahren unter Verwendung eines Photoresists vorzuziehen. Es wird beispielsweise die gesamte Oberfläche der geschliffenen Oberfläche 36 des Ferritstabs 32 mit einer Photoresistschicht überzogen, die durch eine den Maskenmustern 44a, 44b entsprechende Photomaske einer Strahlung ausgesetzt wird, sodaß die Bereiche der Gleitfläche 36 mit Ausnahme jener Bereiche exponiert sind, die den Lufttragabschnitten 46 und den Spurvorsprüngen 48 entsprechen (einschließlich der durch die spurdefinierenden Nuten 38 definierten Spurabschnitte). Man beachte, daß die Nuten 38 mit den Masken 44b gefüllt sind. Das Photoresist für die Ätzmasken 44a, 44b kann ein positiver oder negativer Typ sein. Weiters können die Masken 44a, 44b aus anderen Materialien wie Cr oder anderen Metallen, oder SiO oder SiO&sub2;, durch Vakuumdampfablagerung, Sputtern, CVD (chemische Dampfablagerung) oder ein anderes geeignetes Verfahren hergestellt werden. Das Material und das Herstellungsverfahren der Masken 44a, 44b werden je nach den jeweiligen Erfordernissen bezüglich der Leichtigkeit und Wirtschaftlichkeit der Herstellung und der Haftung an der Ferritoberfläche 36 ausgewählt.
Der mit den erwünschten Masken 44a, 44b versehene Ferritstab 32 wird durch die Maskenmuster 44a, 44b einem chemischen Ätzvorgang unterzogen, wodurch die nicht durch die Maske bedeckten Bereiche der Oberfläche 36 zu einer vorbestimmten Tiefe chemisch geätzt werden. In der Folge werden die den Masken 44a entsprechenden Lufttragabschnitte 46 und die den Masken 44b entsprechenden Spurvorsprünge 48 als erhöhte Abschnitte gebildet, deren Höhe der Ätztiefe entspricht, wie dies aus der Draufsicht von Fig.9 und der vergrößerten fragmentarischen Ansicht von Fig.10 hervorgeht. Um die Lufttragabschnitte 46 und die Spurvorsprünge 48 herum sind geneigte Abschnitte oder Oberflächen 50 ausgebildet. Die Seitenflächen 43 der spurdefinierenden Nuten 38, welche die Breite der Spurabschnitte 40 definieren, können durch die in den Nuten 38 verbliebenen Masken 44b nicht geätzt werden. Daher bleiben diese Seitenflächen 43 so, wie sie durch das laserinduzierte Ätzen gebildet werden, d.h. sie bleiben fast senkrecht zur oberen Fläche der Spurabschnitte 40, wie dies aus Fig.8 ersichtlich ist.
Das chemische Ätzen unter Verwendung der Masken 44a, 44b erfolgt in üblicher Weise, vorzugsweise in einer wässerigen Lösung einer Säure, die hauptsächlich aus Phosphorsäure besteht. Die Konzentration der Phosphorsäure beträgt vorzugsweise von 50 bis 85 Gew.-W0. Wenn die Phosphorsäure-Konzentration niedriger als 50 Gew.-% ist, ist die erforderliche Ätzzeit relativ lang und die Ätzeffizienz zumeist niedrig. Wenn die Phosphorsäure-Konzentration mehr als 85 Gew.-% beträgt, schwankt die Ätztiefe zumeist, und die Genauigkeit der Breitedimensionen der Lufttragabschnitte 46, der Spurvorsprünge 48 und des Spurabschnitts 40 neigt dazu, sich zu verschlechtern. Die Phosphorsäurelösung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 50-90ºC gehalten. Wenn die Temperatur der Lösung 90ºC übersteigt, kommt es zu einer deutlichen Änderung des Wassergehalts der wässerigen Lösung, und die Temperaturverteilung in der wässerigen Lösung wird uneinheitlich, was zu einer Variation der Ätztiefe und zu einer Verschlechterung der Breitegenauigkeit der gebildeten Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 führt. Wenn die Temperatur der Lösung weniger als 50ºC beträgt, nimmt die erforderliche Ätzzeit zu, wodurch die Ätzeffizienz abnimmt.
Auf diese Weise wird der Spurabschnitt 40 enbearbeitet, und die Lufttragabschnitte 46 und die Spurvorsprünge 48 werden durch das chemische Ätzen gleichzeitig und gemeinsam mit den geneigten Flächen 50 entlang der Peripherien der Abschnitte 46 und Vorsprünge 48 erzeugt. Das chemische Ätzen macht somit ein üblicherweise praktiziertes maschinelles Bearbeiten überflüssig, z.B. mehrere Schleifdurchgänge mit einer Schleifscheibe. Die Kombination des laserinduzierten Ätzens der spurdefinierenden Nuten 38 mit dem chemischen Ätzen unter Verwendung der Masken 44a, 44b ermöglicht es, daß die Lufttragabschnitte 46 und die Spurabschnitte 48 (einschließlich der Spurabschnitte 40) genau und innerhalb einer deutlich verkürzten Zeitspanne ohne das sonst aufttretende Absplittern gebildet werden. Wenn der aus der solcherart gefertigten Ferristab 32 gebildete Kerngleiter in Gleitkontakt mit einer Magnetscheibe in Betrieb steht, ist der Spurabschnitt 40 durch die Lufttragabschnitte 46, welche die gleiche Höhe wie die Spurabschnitte 40 aufweisen und sich auf beiden Seiten der Ausdehnungslinie des Spurabschnitts 40 befinden, vor übermäßigem Verschleiß geschützt. Weiters verstärken die zwei Fortsätze, die sich von den gegenüberliegenden längsseitigen Enden des Spurabschnitts 40 des Spurvorsprungs 48 erstrecken, den Spurabschnitt 40, selbst wenn die Seitenflächen 43 des Spurabschnitts 40 im wesentlichen senkrecht (etwa 90ºC) zu seiner oberen Fläche ausgebildet sind.
Danach wird der Ferritstab 32 in einer oder mehreren Positionen in der Breiterichtung des Stabs, z.B. entlang zweier paralleler Schnittlinien entsprechend geschnitten, die durch die Strichlinien 52, 52 in Fig.11 angezeigt sind, sodaß die aus dem Ferritstab 32 hergestellten Kerngleiter eine vorbestimmte Länge (in der Ausdehnungsrichtung der Lufttragabschnitte 46) aufweisen. Anschließend werden die Lufttragabschnitte 46 an ihren vorderen Endabschnitten abgeschrägt, wie dies an 54 in Fig.12 angzeigt wird, sodaß die verjüngten Endabschnitte Vorderrampen 54 mit einer geeigneter Länge und einem zweckmäßigen Neigungswinkel bilden.
Im nächsten Schritt setzt man den in Fig.12 dargestellten Ferritstab einem Schneidvorgang aus, um einen unteren Endabschnitt (siehe untere Seite von Fig.12) mit Ausnahme der den Spurvorsprüngen 48 entsprechenden Bereichen zu entfernen, um Jochabschnitte 56 an einem von gegenüberliegenden Enden des Ferritstabs 32 von den Vorderrampen 54 entfernt in Breiterichtung des Stabs zu bilden. Jeder Jochabschnitt 56 enthält den korrespondierenden Spurvorsprung 48, der seinerseits den Spurabschnitt 40 aufweist, dessen Breite durch die spurdefinierenden Nuten 38 definiert ist. Der solcherart mit den Jochabschnitten 56 versehene Ferritstab 32 wird dann entlang paralleler Schnittlinien 58 parallel zur Breiterichtung des Stabs geschnitten, wie dies auf Fig.13 ersichtlich ist, sodaß jedes Segment die zwei Lufttragabschnitte 46 und einen Spurvorsprung 48 enthält. Somit erhält man eine Vielzahl an Magnetkerngleitern für einen Festplattenspeicher, von denen einer an 60 in Fig.14 dargestellt ist, durch das Schneiden des Ferritstabs 32 von Fig.13.
Es ergibt sich aus Fig.14, daß der gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellte Magnetkopfgleiter 60 einen Gleiterkörper 62 mit den zwei beabstandeten parallelen Lufttragabschnitten 46 und den Jochabschnitt 56 aufweist, der mit dem Gleiterkörper 62 einstückig ist. Der Jochabschnitt 56 weist einen in der oberen Fläche des Spurabschnitts 40 des Spurvorsprungs 48 offenen Magnetspalt 30 auf. Der Gleiterkörper 62 und der Jochabschnitt 56 wirken zusammen, um einen Magnetkopf mit einem C-förmigen Magnetpfad zu bilden, der teilweise durch den Spurabschnitt 40 definiert ist, worin der Magnetspalt 30 mit einem geeigneten Spaltabstand offen ist.
In der dargestellten Ausführungsform sind die spurbildenden Nuten 38 mit dem Material der Masken 44b gefüllt (siehe Figuren 8(a) und 8(b)), um die Seitenflächen 43 des Spurabschnitts 40 (die Oberflächen der die Breite des Spurabschnitts 40 definierenden Nuten 38) vor dem chemischen Ätzen zum Bilden der Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 zu schützen. Die Seitenflächen 43 können jedoch auch durch ein Glasmaterial oder ein anderes geeignetes Material geschützt sein, das die Nuten 38 ausfüllt. In diesem Fall sind die Nuten 38 mit dem nichtmagnetischen Material gefüllt, nachdem die Nuten 38 durch ein laserinduziertes Ätzverfahren gebildet werden. Danach wird die Scheibengleitfläche 36 des Stabs 32 geschliffen, sodaß die Endtiefe des Magnetspalts 30 erreicht wird, und der maskierte Ferritstab 32 chemisch geätzt, um die Lufttragabschnitte 46 und die Spurvorsprünge 48 zu bilden.
Beispielsweise sind die im Ferritstab 32 ausgebildeten spurdefinierenden Nuten 38, wie dies aus Fig.6 ersichtlich ist, mit einem geeigneten nichtmagnetischen Material 64 wie z.B. Glas in zweckmäßiger Weise gefüllt (siehe Fig.15). Danach wird die Scheibengleitfläche 36 geschliffen, um die Endspalttiefe zu erreichen, während zur gleichen Zeit jegliche überschüssige Masse des nichtmagnetischen Materials 64 entfernt wird.
Anschließend wird der Ferritstab 32 mit den mit dem nichtmagnetischen Material 64 gefüllten Nuten 38 Verfahrensschritten zum Bilden der Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 ausgesetzt, wie dies weiter oben beschrieben ist. Genauer gesagt werden die Ätzmasken 44a, 44b wie in Fig.16 auf die geschliffene Gleitfläche 36 aufgebracht, und der Ferritstab 32 wird in gleicher Weise wie oben bei der vorhergehenden Ausführungsform durch die Masken 44a, 44b chemisch geätzt. In der Folge werden die durch die Masken 44a, 44b nicht bedeckten Abschnitte der Oberfläche 36 zu einer Tiefe geätzt, die in Fig.17 durch eine durch einen Punkt unterbrochene Linie angezeigt ist, wodurch die Lufttragabschnitte 46 und die Spurabschnitte 48 gebildet werden. Da beim chemische Ätzen die spurdefinierenden Nuten 38 mit dem nichtmagnetischen Material 64 gefüllt sind, werden die Seitenflächen 43 der Spurabschnitte 40 wirkungsvoll davor geschützt, chemisch geätzt zu werden, wie dies in Fig.17 ersichtlich ist.
In gleicher Weise wie oben entsteht ein in Fig.18 dargestellter Magnetkopfgleiter 60 für einen Festplattenspeicher, der dem in Fig.14 ähnelt. In der vorliegenden Ausführungsform dient das die Nuten 38 füllende nichtmagnetische Material in wirkungsvoller Weise dazu, die Kanten des Spurabschnitts 40 vor dem Absplittern zu schützen.
Bezugnehmend auf Figuren 19 und 20 folgt eine Beschreibung einer modifizierten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen ist die vorliegende Ausführungsform so ausgebildet, daß der laserinduzierte Ätzschritt des Bildens der spurdefinierenden Nuten 38 zum Definieren der Breite der Spurabschnitte 40 nach dem chemischen Ätzschritt des Bildens der Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 erfolgt.
Der Ferritstab 32, der aus dem ersten und zweiten Ferritblock 10, 12 besteht, von dem zumindest einer zumindest eine Spulenwicklungsnut aufweist, wird einem chemischen Ätzvorgang unterworfen, um die Lufttragabschnitte 46 und die Spurvorsprünge 48 zu bilden. Beispielsweise wird der Ferritstab 32 mit dem in der Gleitfläche 36 offenen Magnetspalt 30 (siehe Fig.5) mit den Ätzmustern 44a, 44b versehen, wie dies in Fig.19 ersichtlich ist. Die nichtmaskierten Bereiche der Gleitfläche 36 werden zu einer vorbestimmten Tiefe chemisch geätzt, wodurch der Ferritstab 32 mit den Lufttragabschnitten 46 und den Spurvorsprüngen 48 versehen wird, wie dies in Fig.20 dargestellt ist.
Anschließend erfolgt das laserinduzierte Ätzverfahren zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 in den ausgebildeten Vorsprüngen 48, um sich über die Grenzfläche des ersten und zweiten Ferritblocks 10, 12 zu erstrecken, sodaß die Breite der Spurabschnitte 40 definiert wird, wie dies aus Figuren 9 und 10 hervorgeht.
Wenn sich an das laserinduzierte Ätzen nach dem dem chemischen Ätzen kein letzter Schleifschritt schließt, erfolgt das laserinduzierte Ätzen in einer CCl&sub4;-Gasatmosphäre mit einem Druck von 50-100 Torr vorzugsweise unter den folgenden Bedingungen: Laserleistung von 30-200 mW; Abtastgeschwindigkeit von 2-30 um/sek; und maximaler Laserstrahldurchmesser von 5 um. Wenn der endgültige Schleifschritt nach dem laserinduzierten Ätzschritt erfolgt, herrschen vorzugsweise die folgenden Bedingungen: Laserleistung von 50-300 mW; Abtastgeschwindigkeit von 2-60 um/sek; und maximaler Laserstrahldurchmesser von 10 um.
Nach dem Bilden der spurdefinierenden Nuten 38 wird die Gleitfläche 36 des Ferritstabs 32 nach Bedarf geschliffen, und man erhält in gleicher Weise wie oben durch das Schneiden des Ferritstabs 32 Kerngleiter, die dem Kerngleiter 60 von Fig.14 ähneln.
Das oben unter Bezugnahme auf Figuren 19 und 20 beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bietet die gleichen Vorteile wie die vorhergehenden Verfahren. Das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 ermöglicht das genaue Formen der Spurabschnitte 40 mit ausreichend geringer Breite, sodaß die Seitenflächen 43, welche die Breite des Spurabschnitts 40 definieren, fast normal (etwa 80-90ºC) auf die obere Fläche stehen. Somit kann das Übersprechen des Kerngleiters minimiert werden, und die Breite des Spurabschnitts 40 ändert sich nicht mit dem Ausmaß der Materialentfernung von der Gleitfläche 36 durch das Schleifen. Weiters beseitigt das laserinduzierte Ätzen das Absplittern des Spurabschnitts 40 oder Kerben und Grate des metallischen Magnetmaterials des sogenannten Metall-im-Spalt- Magnetkerns, was beim Bilden des Spurabschnitts durch eine Schleifscheibe entstehen würde. Außerdem sorgt das chemische Ätzen zum gleichzeitigen Bilden der Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 im Vergleich zum herkömmlichen maschinellen Bearbeitungsverfahren, worin die Lufttrag- und Spurabschnitte durch mehrere Durchgänge einer Schleifscheibe gebildet werden, für eine deutliche Verringerung der zur Herstellung der Kerngleiter erforderlichen Zeit. Das chemische Ätzen bewirkt kein Absplittern an den Kanten der Lufttrag- und Spurabschnitte 46, 48. Wenn der Kerngleiter außerdem in Gleitkontakt mit einer Magnetscheibe betrieben wird, wird der Spurabschnitt 40 durch die zwei Lufttragabschnitte 46, welche die gleiche Höhe wie der Spurabschnitt 40 aufweisen und sich an beiden Seiten der Ausdehnungslinie des Spurabschnitts 40 befinden, vor übermäßigem Verschleiß geschützt. Die zwei Fortsätze, die sich von den gegenüberliegenden längsseitigen Enden des Spurabschnitts 40 des Spurvorsprungs 48 erstrecken, verstärken den Spurabschnitt 40, selbst wenn die Seitenflächen 43 des Spurabschnitts 40 im wesentlichen senkrecht (etwa 90ºC) zu seiner oberen Fläche ausgebildet sind.
Während zahlreiche unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines Magnetkerngleiters für einen Festplattenspeicher beschrieben wurden, können diese Ausführungsformen solcherart ausgebildet sein, daß eine metallische Magnetschicht mit geeigneter Dicke auf zumindest einer der aneinanderliegenden Oberflächen des ersten und zweiten Ferritblocks gebildet werden kann, um zumindest einen spaltbildenden Abschnitt der jeweiligen anliegenden Oberfläche abzudecken, bevor die zwei Ferritblöcke aneinandergefügt und miteinander verbunden werden. In diesem Fall wird weiters eine nichtmagnetische Schicht auf zumindest einer der aneinanderliegenden Oberflächen der Blöcke gebildet (die mit der oben angeführten metallischen Magnetschicht versehen sein kann oder nicht), sodaß zumindest der spaltbildende Abschnitt der anliegenden Oberfläche durch die nichtmagnetische Schicht bedeckt ist.
Zur Bildung der metallischen Magnetschicht nur im spaltbildenden Abschnitt der anliegenden Oberfläche eines der zwei Ferritblöcke werden z.B. die Abschnitte der anliegenden Oberfläche mit Ausnahme des spaltbildenden Abschnitts durch Ätzmasken bedeckt, die den in den vorhergehenden Ausführungsformen verwendeten Masken 44a, 44b ähneln. Der jeweilige Ferritblock wird dann durch die Masken chemisch geätzt, wodurch der nichtmaskierte spaltbildende Abschnitt zu einer zweckmäßigen Tiefe geätzt wird. Der geätzte spaltbildende Abschnitt wird mit der metallischen Magnetschicht gefüllt. Ein Beispiel dieser Verfahrensschritte ist in Figuren 21-23 dargestellt. In diesem Beispiel befindet die metallische Magnetschicht auf dem zweiten Ferritblock 12, der den Jochabschnitt jedes herzustellenden Kerngleiters liefert. Anfänglich werden die Ätzmasken 66 auf die anliegende Oberfläche 14 aufgetragen, sodaß der spaltbildende Abschnitt 18 exponiert oder unbedeckt ist. Der spaltbildende Abschnitt 18 des zweiten Ferritblocks 12 ist ein länglicher Bereich, der sich in einem quergerichteten mittleren Abschnitt der anliegenden Oberfläche 14 befindet und sich in Längsrichtung des Blocks 12 erstreckt. Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen wirkt der zweite Block 12 mit dem ersten Ferritblock 10 zusammen (in Figuren 21-23 nicht dargestellt), um eine einstückige Ferritstruktur zu ergeben, aus der man zwei Ferritstäbe erhält. Zu diesem Zweck ist der spaltbildende Abschnitt 18 des zweiten Blocks im Mittelteil des Blocks in Breiterichtung angeordnet.
Der zweite Ferritblock 12 mit den darauf aufgebrachten Masken 66 (siehe Fig.21) wird chemisch geätzt, wodurch eine längsseitige geätzte Ausnehmung 68 im mittleren, nicht bedeckten und spaltbildenden Abschnitt 18 gebildet wird, wie dies aus Fig.22 ersichtlich ist. Die Tiefe der Ausnehmung 68 entspricht der Ätztiefe.
Die anliegende Oberfläche 14 des zweiten Ferritblocks 12, der die solcherart im spaltbildenden Abschnitt 18 ausgebildete geätzte Ausnehmung 68 aufweist, wird mit einem geeigneten metallischen Magnetmaterial bedeckt. Das metallische Magnetmaterial 70 kann eine bekannte kristalline Legierung oder eine bekannte nichtkristalline Legierung sein. Typische Beispiele der kristallinen Legierung sind Fe-Si- Legierungen (enthalten 6,5 Gew.-% Si), Fe-Al-Si-Legierungen (im Handel unter der Bezeichnung "Sendust" bekannt) und Ni-Fe-Legierungen (im Handel unter der Bezeichnung "Permalloy" bekannt). Beispiele für nicht-kristalline Legierungen sind Metall-Metalloid-Legierungen wie Fe-Co-Si-B und Metall-Metall-Legierungen wie Co-Zr und Co-Zr-Nb. Die Fe-Si- oder Fe-Si-Al-Legierungen können vorzugsweise bis zu 5 Gew.-% Additive wie Cr, Ti und Ti zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Magnetmaterials 70 enthalten. Das ausgewählte metallische Magnetmaterial 70 wird durch ein bekanntes geeignetes Verfahren, z.B. Sputtern, Vakuumablagerung, Ionenplattierung, CVD und Plattierung auf die geätzte Ausnehmung 68 aufgebracht. Das Sputtern ist jedoch aufgrund der verringerten Zusammensetzungsverschiebung des aufgebrachten Materials und der verringerten Einschränkung der Materialauswahl das bevorzugte Verfahren.
Als Zwischenschicht zwischen dem Ferrit des Blocks 12 und der Schicht des metallischen Magnetmaterials kann eine Glasschicht mit einer Dicke von einigen Dutzend Ångstrom bis 100 Ångstrom auf die anliegende Flächenoberfläche 14 mit der geätzten Ausnehmung 68 aufgetragen werden, bevor man das metallische Magnetmaterial zur Abdeckung der Oberfläche 14 aufbringt. Diese Zwischenschicht 70 verbessert die Haftung der metallischen Magnetschicht 70 am Ferritblock 12. Da die Dicke der Zwischenglasschicht gering genug ist (10 nm oder weniger) ist die Funktion der Zwischenschicht als Magnetspalt vernachlässigbar und bewirkt aufgrund ihrer Funktion als Spalt in praktischer Hinsicht kein Problem. Weiters ist der Einschluß von zumindest einem von Fe, Ni, Co und ähnlichen Elementen in der Zwischenschicht vorteilhaft, da dies zu einer weiteren Verbesserung der Haftung der Magnetschicht führt. Man beachte auch, daß die metallische Magnetschicht aufgrund ihrer Funktion als Spalt in praktischer Hinsicht kein Problem bewirkt, soferne die Dicke der Magnetschicht 10 nm nicht übersteigt.
Danach wird die anliegende Oberfläche 14 des zweiten Ferritblocks 12, der durch das metallische Magnetmaterial bedeckt ist, in üblicher Weise maschinell bearbeitet und/oder geschliffen, sodaß unnötiges Magnetmaterial 70 gemeinsam mit einer bestimmten Dicke des oberflächlichen Ferritmaterials entfernt wird, sodaß das metallische Magnetmaterial nur in der geätzten Ausnehmung 68 als metallische Magnetschicht 70 mit ausreichender Dicke verbleibt, während die Abschnitte der anliegenden Oberfläche 14 mit Ausnahme des spaltbildenden Abschnitts 18 exponiert sind, wie dies aus Fig.23 ersichtlich ist.
Anschließend wird zumindest eine Spulenwicklungsnut in der anliegenden Oberfläche 14 von zumindest einem des ersten und zweiten Ferritblocks gebildet. In diesem Beispiel werden zwei Spulenwicklungsnuten 24 im zweiten Ferritblock gebildet, wie dies in Fig.24 dargestellt ist. In ähnlicher Weise sind zwei Spulenwicklungsnuten 24 im ersten Ferritblock 10 ausgebildet, wie dies aus Fig.3(b) ersichtlich ist. Da die zwei Ferritstäbe aus einer einstückigen Ferritstruktur hergestellt werden, die aus einem ersten und zweiten Ferritblock 10, 12 besteht, ist jeder dieser Blöcke mit den zwei Spulenwicklungsnuten 10, 12 auf beiden Seiten des spaltbildenden Abschnitts 18 versehen. Bevor die Blöcke 10, 12 aneinandergefügt und miteinander zu einer einstückigen Ferritstruktur verbunden werden, werden die anliegenden Oberflächen 14 nach Bedarf durch Schleifen endbearbeitet.
Im nächsten Schritt wird ein geeignetes nichtmagnetisches Material wie SiO&sub2; oder Glas auf zumindest den spaltbildenden Abschnitt 18 (die metallische Magnetschicht) von zumindest einem der zwei Blöcke 10, 12 durch Sputtern oder ein anderes zweckmäßiges Verfahren aufgebracht. Somit bildet sich auf zumindest einer der anliegenden Oberflächen der zwei Blöcke 10, 12 die nichtmagnetische Schicht mit einer geeigneten Dicke.
Die durch das Verbinden des ersten und zweiten Ferritblocks 10, 12 enstehende einstückige Ferritstruktur wird zur Bildung von zwei Ferritstäben geschnitten. Jeder dieser Ferritstäbe wird dann zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 einem laserinduzierten Ätzschritt und zur Bildung der Lufttragabschnitte 46 und der Spurvorsprünge 48 einem chemischen Ätzschritt unterzogen, wie dies oben in Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben ist. Der Ferritstab wird dann zur Bildung der Kerngleiter für einen Festplattenspeicher geschnitten, von denen einer allgemein an 60 in Fig.25 dargestellt ist. Diese Kerngleiter sind Gleiter des Verbundtyps mit einem sogenannten Metall-im-Spalt-Kopf, worin der Magnetspalt 30 durch die metallische Magnetschicht 70 mit einer hochgesättigten magnetischen Flußdichte definiert ist.
Gemäß dem oben in Bezug auf Figuren 21-25 beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das laserinduzierte Ätzen zur Bildung der spurdefinierenden Nuten 38 nach dem chemischen Ätzen erfolgen, um die Lufttragabschnitte 46 und Spurvorsprünge 48 zu bilden. Der chemische Ätzschritt erfolgt jedoch vorzugsweise nach dem Bilden der spurdefinierenden Nuten 38 durch das laserinduzierte Ätzen. Im letzteren Fall, worin sich an das laserinduzierte Ätzen das chemische Ätzen schließt, werden die spurdefinierenden Nuten 38 durch die Ätzmasken zum Bilden der Spurvorsprünge 48 vor dem chemischen Ätzen geschützt, welche die Spurabschnitte 40 enthalten, deren Breite durch das Nutenpaar 38 definiert ist. Die Oberflächen, welche die Breite der Spurabschnitte 40 definieren, können fast senkrecht zur oberen Fläche der Spuren gehalten werden. Es ist weiters möglich und wünschenswert, die spurdefinierenden Nuten 38 mit einem geeigneten nichtmagnetischen Material wie Glas zu füllen und dann die Gleitfläche des Ferritstabs zu schleifen, um die Endtiefe des Magnetspalts 30 vor dem chemischen Ätzen zu bestimmen.
Das laserinduzierte Ätzen erfolgt vorzugsweise in einer Atmosphäre von CCl&sub4;- (Kohlenstofftetrachlorid) Gas. Es kann auch in einer wässerigen Lösung von KOH einer Konzentration von 5-55 Gew.-% erfolgen, wie dies in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63-53678 vorgeschlagen ist, die im Namen des vorliegenden Zessionars eingereicht wurde. In diesem Fall wird das laserinduzierte Ätzen vorzugsweise unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: maximaler Laserstrahldurchmesser von 20 um; Laserleistung P von 50-1000 mW; Abtastgeschwindigkeit V von 2-130 um/sek, worin V ≤ 0,34 P + 13 und V ≤ -0,19 P + 90. Die Laserleistung P und Abtastgeschwindigkeit V werden so bestimmt, daß sie beide der obigen Formeln erfüllen. Eine wässerige Lösung von Phosphorsäure mit einer Konzentration von 50-90 Gew.-% kann auch als bevorzugte Ätzlösung verwendet werden, wie dies in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63- 47540 geoffenbart ist. In diesem Fall erfolgt das laserinduzierte Ätzen unter den folgenden Bedingungen: maximaler Laserstrahldurchmesser von 10 um; Laserleistung P von 50-1900 mW; Abtastgeschwindigkeit V von 2-200 um/sek, worin V ≤ 0,31 P + 34 und V ≤ -0,14P + 271.
Das vorliegende Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfgleiters für einen Festplattenspeicher bietet die gleichen Vorteile wie die oben in Bezug auf vorhergehende Ausführungsformen beschriebene. Weiters dient die angrenzend zur Gleitfläche des Spurabschnitts 40 aufgebrachte metallische Magnetschicht 70 dazu, einen Wirbelstromverlust des Kopfes zu verringern, wodurch die Betriebseigenschaften des Kopfes wirkungsvoll verbessert werden. Die fast senkrechte Beziehung der gegenüberliegenden Seitenflächen und der oberen Fläche des Spurabschnitts 40 minimiert das Übersprechen des Kopfes in deutlicher und wirkungsvoller Weise und ermöglicht die Verwendung des Kerngleiters für ein Aufzeichnungsmedium, das eine vergleichsweise hohe magnetische Koerzitivkraft aufweist, d.h. das eine Informationsspeicherung hoher Dichte ermöglicht.
Die Reihenfolge der Schritte des Aufbringens des metallischen Magnetmaterials und des spaltbildenden nichtmagnetischen Materials und des Schritts des Bildens der Spulenwicklungsnuten ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt; diese Schritte können in jeder beliebigen Reihenfolge erfolgen, soferne sie abgeschlossen sind, bevor der erste und zweite Ferritblock miteinander verbunden werden.
Während das Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters für einen Festplattenspeicher gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung in seinen derzeit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu beachten, daß die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß diese verschiedene Änderungen, Modifizierungen und Verbesserungen erfahren können, die für den Fachmann auf dem Gebiet offenkundig sind, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise können spurdefinierende Hilfsnuten entlang der spurdefinierenden Nuten 38 durch laserinduziertes Ätzen oder ein anderes Verfahren gebildet werden, sodaß der Spurabschnitt 40 durch breitere spurbildende Ausnehmungen definiert ist, die aus den Hilfsnuten und den spurbildenden Nuten 38 bestehen.
In den dargestellten Ausführungsformen ist der Jochabschnitt 56 als einstückiger Teil des Gleiterkörpers 62 zwischen dem linken und rechten Lufttragabschnitt 46, 46 ausgebildet. Der Jochabschnitt 56 kann jedoch in Ausrichtung mit der Mittellinie jedes Lufttragabschnitts 46 ausgebildet sein, wie dies aus Fig.26 ersichtlich ist. In dieser Art von Kerngleiter erstreckt sich der Spurvorsprung 48 einschließlich des Spurabschnitts 40 vom Ende des korrespondierenden Lufttragabschnitts 46, sodaß der Spurabschnitt 40 die gleiche Höhe wie der Lufttragabschnitt 46 aufweist. Dieser Kerngleiter ermöglicht das Informationsaufzeichnen und -lesen auf und von einem radial äußeren peripheren Abschnitt einer Magnetscheibe, da der Spurabschnitt 40 mit dem Lufttragabschnitt 46 ausgerichtet ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerngleiters für einen Festplattenspeicher, umfassend einen Gleiterkörper (62) und einen Jochabschnitt, der als einstückiger Teil des Gleiterkörpers (62) ausgebildet ist, wobei der genannte Gleiterkörper (62) ein Paar voneinander beabstandeter, paralleler Lufttragabschnitte (46) mit vorbestimmter Höhe aufweist, während der Jochabschnitt (56) einen Spurabschnitt (40) zum Gleitkontakt mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufweist, wobei der Jochabschnitt (56) und der Gleiterkörper (62) zusammenwirken, um einen geschlossenen Magnetpfad mit einem vorbestimmten Magnetspalt (30) zu bilden, der in einer oberen Fläche des Spurabschnitts (40) offen ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

das Herstellen eines ersten Ferritblocks (10), der den Gleiterkörper (62) liefert, und eines zweiten Ferritblocks (12), der den Jochabschnitt liefert;

das Aneinanderfügen und Verbinden des ersten (10) und zweiten (12) Ferritblocks zu einem Ferritstab (32) mit einer Gleitoberfläche, auf der die Lufttragabschnitte (46) und der Spurabschnitt (40) ausgebildet werden sollen;

das Bilden von zumindest zwei parallelen, spurdefinierenden Nuten (38) in der genannten Gleitoberfläche (36) des Ferritstabs durch laserinduziertes Ätzen, sodaß sich zumindest zwei spurdefinierende Nuten (38) über eine Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Ferritblock hinweg erstrecken, wobei die Tiefe der Nuten (38) nur einen kleinen Teil des Abstandes zwischen der Gleitoberfläche (36) und einem Spulendrehloch (24, 24) ausmacht, wobei die zumindest zwei spurdefinierenden Nuten (38) zwischeneinander den Spurabschnitt (40) mit vorbestimmter Breite in einer zur Ausdehnungsrichtung der genannten Nuten senkrechten Richtung definieren;

das Aufbringen eines Musters einer Ätzmaske (44a, b) auf die Gleitoberfläche (36) des Ferritstabs, um Abschnitte der Gleitoberfläche (36) abzudecken, die den Lufttragabschnitten (46) und dem Spurabschnitt (40) entsprechen; und

das chemische Ätzen der maskierten Gleitoberfäche (36) des Ferritstabs (32) und dadurch das Formen der Lufttragabschnitte (46) und eines Spurvorsprungs (48), der den Spurabschnitt (40) enthält, sodaß der Lufttragabschnitt (46) und der Spurvorsprung (48) die gleiche Höhe aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die aneinanderstoßenden Oberflächen des ersten und zweiten Ferritblocks, welche die Grenzfläche definieren, jeweils spaltbildende Abschnitte aufweisen, die eine Menge des Magnetspalts definieren, wobei das Verfahren weiters einen Schritt des Aufbringens einer Schicht eines metallischen magnetischen Materials (70) auf zumindest einen der spaltbildenden Abschnitte des ersten und zweiten Ferritblocks umfaßt, bevor die Ferritblöcke zum Ferritstab miteinander verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, weiters umfassend einen Schritt des Aufbringens einer Glaszwischenschicht auf zumindest einen der spaltbildenden Abschnitte des ersten und zweiten Ferritblocks, bevor die Schicht aus dem metallischen magnetischen Material aufgebracht wird, sodaß die Schicht des magnetischen Materials auf der Glaszwischenschicht gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, weiters umfassend einen Schritt des Aufbringens einer Zwischenschicht auf zumindest einem der spaltbildenden Abschnitte des ersten und zweiten Ferritblocks, bevor die Schicht aus dem metallischen magnetischen Material aufgebracht wird, sodaß die Schicht aus dem metallischen magnetischen Material auf der Zwischenschicht gebildet wird, wobei die Zwischenschicht zumindest eines der Metalle Fe, Ni und Co umfaßt und eine Dicke von nicht mehr als 100 nm aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Bildens der zumindest zwei spurdefinierenden Nuten durch laserinduziertes Ätzen vor den Schritten des Aufbringens des Maskenmusters auf der Gleitoberfläche des Ferritstabs und des chemischen Ätzens der maskierten Gleitoberfläche des Ferritstabs erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Bildens der zumindest zwei spurdefinierenden Nuten durch laserinduziertes Ätzen nach den Schritten des Aufbringens des Maskenmusters auf der Gleitoberfläche des Ferritstabs und des chemischen Atzens der maskierten Gleitoberfläche des Ferritstabs erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin das laserinduzierte Ätzen durch einen Argon- Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1 um oder weniger erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin beim laserinduzierten Ätzen der Ferritstab in einer CCl&sub4;-Atmosphäre bei einem Druck von 50-100 Torr bei einer Laserleistung von 30-300 mW und einem maximalen Laserstrahldurchmesser von 10 um und einer Abtastgeschwindigkeit von 2-60 um/sek gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, worin beim laserinduzierten Ätzen der Ferritstab in einer wässerigen Phosphorsäurelösung mit einer Konzentration von 10-90 Gew.-%, bei einem maximalen Laserstrahldurchmesser von 50 um, einer Laserleistung P von 50-1900 mW und einer Abtastgeschwindigkeit V von 2-200 um/sek gehalten wird, wobei V ≤ 0,31P + 34 und V≤-0,14P + 271 ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin beim laserinduzierten Ätzen der Ferritstab in einer wässerigen KOH-Lösung mit einer Konzentration von 5-55 Gew.-%, bei einem maximalen Laserstrahldurchmesser von 20 um, einer Laserleistung P von 50-1000 mW und einer Abtastgeschwindigkeit V von 2-130 um/sek gehalten wird, wobei V ≤ 0,34P + 13 und V ≤ -0,19P + 190 ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 , weiters umfassend einen Schritt des Unterwerfens des Ferritstabs einer Wärmevorbehandlung und einer chemischen Ätzvorbehandlung, bevor das Maskenmuster auf den Ferritstab aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des chemischen Ätzens der maskierten Gleitoberfläche des Ferritblocks in einer wässerigen Lösung erfolgt, die 50- 85 Gew.-% Phosphorsäure enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 1, worin die zumindest zwei spurdefinierenden Nuten mit einem Teil der Ätzmaske gefüllt werden, wenn das Ätzmaskenmuster auf die Gleitoberfläche des Ferritstabs aufgebracht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, worin die zumindest zwei spurdefinierenden Nuten mit einem nichtmagnetischen Metall gefüllt werden, bevor das Ätzmaskenmuster auf die Gleitoberfläche des Ferritstabs aufgebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Spurvorsprung zwischen dem Paar Lufttragabschnitte in der Breitenrichtung des Spurabschnitts angeordnet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Spurvorsprung für jedes Paar Lufttragabschnitte vorgesehen wird, sodaß der Spurvorsprung mit jedem der Lufttragabschnitte in der Längsrichtung des Spurabschnitts ausgerichtet ist.