JP2000348303A - 低表面エネルギーの物質でコーティングした磁気ヘッド - Google Patents
低表面エネルギーの物質でコーティングした磁気ヘッドInfo
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- G—PHYSICS
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/40—Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature
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- G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
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- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/1055—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
- G11B11/1058—Flying heads
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- G—PHYSICS
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ＨＤＤ内における磁気ヘッドの耐蝕性を向上さ
せてその信頼性の確保のために、耐蝕性の高いコーティ
ングに適切な物質を選択し、磁気ヘッドのコーティング
を適切な厚さに薄膜形成する。 【解決手段】磁気ヘッドの表面のうちの書き込み素子の
表面又は読み取り素子の表面の少なくとも一部分を、低
表面エネルギーの物質でコーティングする。処理後の該
表面は、その抗湿性、抗濡れ、疎水性によって容易に水
分を寄せ付けず結果的にコーティングされた表面の耐蝕
性が向上する。具体的な評価として、水や低表面エネル
ギーの物質について表面エネルギーの値を測定してい
る。低表面エネルギーの物質として、ＦＣＯＣ（弗化炭
素系化合物）を選択し、さらにその中でもエタノール化
合物を含む物質を選択し、該物質の具体的な表面エネル
ギーの値も測定する。
せてその信頼性の確保のために、耐蝕性の高いコーティ
ングに適切な物質を選択し、磁気ヘッドのコーティング
を適切な厚さに薄膜形成する。 【解決手段】磁気ヘッドの表面のうちの書き込み素子の
表面又は読み取り素子の表面の少なくとも一部分を、低
表面エネルギーの物質でコーティングする。処理後の該
表面は、その抗湿性、抗濡れ、疎水性によって容易に水
分を寄せ付けず結果的にコーティングされた表面の耐蝕
性が向上する。具体的な評価として、水や低表面エネル
ギーの物質について表面エネルギーの値を測定してい
る。低表面エネルギーの物質として、ＦＣＯＣ（弗化炭
素系化合物）を選択し、さらにその中でもエタノール化
合物を含む物質を選択し、該物質の具体的な表面エネル
ギーの値も測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、総括的にはディス
ク記録装置に関し、より具体的にはハードディスクドラ
イブに使用される磁気ヘッドにコーティングを施すこと
によって、磁気ヘッドを腐蝕から保護する技術に関す
る。
ク記録装置に関し、より具体的にはハードディスクドラ
イブに使用される磁気ヘッドにコーティングを施すこと
によって、磁気ヘッドを腐蝕から保護する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディスク記録装置の記録容量は飛
躍的に増加している。これは典型的な磁気記録装置であ
るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）において顕
著である。ＨＤＤはより小型化されて高密度化されてお
り、その中では高性能・高感度の書き込み（記録）素子
や読み取り素子が使用されるため、使用環境の影響を受
け易くなっている。使用環境の影響のうちでも腐蝕の問
題は、ＨＤＤの信頼性を確保する上で重要な問題であ
る。
躍的に増加している。これは典型的な磁気記録装置であ
るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）において顕
著である。ＨＤＤはより小型化されて高密度化されてお
り、その中では高性能・高感度の書き込み（記録）素子
や読み取り素子が使用されるため、使用環境の影響を受
け易くなっている。使用環境の影響のうちでも腐蝕の問
題は、ＨＤＤの信頼性を確保する上で重要な問題であ
る。
【０００３】典型的な腐蝕は、ＨＤＤ内に存在する水分
が重要な原因の一つになっていると考えられる。従って
従来技術では、水分そのものを除去するアプローチが考
えられてきた。例えば、乾燥剤をＨＤＤに内蔵する方法
である。しかし、乾燥剤の吸湿力は有限であるため、水
分そのものを除去する能力には限界があった。すなわ
ち、乾燥剤は長期間の使用には耐えられないという欠点
があった。
が重要な原因の一つになっていると考えられる。従って
従来技術では、水分そのものを除去するアプローチが考
えられてきた。例えば、乾燥剤をＨＤＤに内蔵する方法
である。しかし、乾燥剤の吸湿力は有限であるため、水
分そのものを除去する能力には限界があった。すなわ
ち、乾燥剤は長期間の使用には耐えられないという欠点
があった。
【０００４】また従来技術では、磁気ディスク表面に潤
滑剤を塗布して、その潤滑剤が書き込み素子や読み取り
素子の側にも移って供給されることを期待して、腐蝕し
そうな部分を実質的に覆ってしまうことも考えらた。し
かし、長期間にわたって潤滑剤が付着されて維持される
ことを保証することは困難であって、信頼性を含め、こ
れもまた長期間の使用には耐えられないという欠点があ
った。
滑剤を塗布して、その潤滑剤が書き込み素子や読み取り
素子の側にも移って供給されることを期待して、腐蝕し
そうな部分を実質的に覆ってしまうことも考えらた。し
かし、長期間にわたって潤滑剤が付着されて維持される
ことを保証することは困難であって、信頼性を含め、こ
れもまた長期間の使用には耐えられないという欠点があ
った。
【０００５】さらに従来技術では、書き込み素子自体や
読み取り素子自体に用いる材料について、耐蝕性の高い
材料を選んで対処してきた。しかし、書き込みや読み取
りの機能を十分に果たしながら、さらに、十分な耐蝕性
を保証することは困難であった。
読み取り素子自体に用いる材料について、耐蝕性の高い
材料を選んで対処してきた。しかし、書き込みや読み取
りの機能を十分に果たしながら、さらに、十分な耐蝕性
を保証することは困難であった。
【０００６】さらに従来技術では、対摩耗性の向上を目
的として、書き込み素子や読み取り素子の表面に保護層
をコーティングしてきた。しかし、このようなコーティ
ングは厚すぎるものであり、書き込み素子や読み取り素
子の記録特性を損うものであった。すなわち、書き込み
素子や読み取り素子の記録特性を損うことなく、かつ、
耐蝕性が十分に機能するようにように、コーティングを
薄膜に形成することはできなかった。
的として、書き込み素子や読み取り素子の表面に保護層
をコーティングしてきた。しかし、このようなコーティ
ングは厚すぎるものであり、書き込み素子や読み取り素
子の記録特性を損うものであった。すなわち、書き込み
素子や読み取り素子の記録特性を損うことなく、かつ、
耐蝕性が十分に機能するようにように、コーティングを
薄膜に形成することはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、ＨＤＤ内における磁気ヘッドの耐蝕性を向上させて
ＨＤＤの信頼性を確保することにある。
は、ＨＤＤ内における磁気ヘッドの耐蝕性を向上させて
ＨＤＤの信頼性を確保することにある。
【０００８】本発明の別の目的は、耐蝕性の高いコーテ
ィングのために適切な物質を選択することにある。
ィングのために適切な物質を選択することにある。
【０００９】本発明の更なる目的は、磁気ヘッドのため
のコーティングとして適正な厚さに薄膜形成することに
ある、
のコーティングとして適正な厚さに薄膜形成することに
ある、
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、磁気ヘッド
の表面のうちの書き込み素子の表面又は読み取り素子の
表面の少なくとも一部分を、低表面エネルギーの物質で
コーティングする。従って。これらコーティングされた
表面は、その抗湿性、抗濡れ、疎水性によって容易に水
分を寄せ付けることがなく、結果としてこれらコーティ
ングされた表面について耐蝕性を向上させることができ
る。
の表面のうちの書き込み素子の表面又は読み取り素子の
表面の少なくとも一部分を、低表面エネルギーの物質で
コーティングする。従って。これらコーティングされた
表面は、その抗湿性、抗濡れ、疎水性によって容易に水
分を寄せ付けることがなく、結果としてこれらコーティ
ングされた表面について耐蝕性を向上させることができ
る。
【００１１】また、具体的な評価として、水や低表面エ
ネルギーの物質について表面エネルギーの値を測定して
いる。そこで、低表面エネルギーの物質として、ＦＣＯ
Ｃ（弗化炭素系化合物）を選択し、さらにその中でもパ
ーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールを含
む物質を選択している。選択した物質の具体的な表面エ
ネルギーの値も測定している。
ネルギーの物質について表面エネルギーの値を測定して
いる。そこで、低表面エネルギーの物質として、ＦＣＯ
Ｃ（弗化炭素系化合物）を選択し、さらにその中でもパ
ーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールを含
む物質を選択している。選択した物質の具体的な表面エ
ネルギーの値も測定している。
【００１２】さらには、磁気ヘッドに低表面エネルギー
の物質をコーティングとして薄膜形成するにあたって、
その適正厚さが５Å乃至１００Åであることを選択し
た。さらには、１０Å乃至２０Åであることを選択し
た。この適正厚さによれば、磁気ヘッドとしての機能を
損なうこともなくコーティングとして十分な付着を得ら
れる。
の物質をコーティングとして薄膜形成するにあたって、
その適正厚さが５Å乃至１００Åであることを選択し
た。さらには、１０Å乃至２０Åであることを選択し
た。この適正厚さによれば、磁気ヘッドとしての機能を
損なうこともなくコーティングとして十分な付着を得ら
れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、ハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）１０の全体分解斜視図である。この内部で
は、動作中にスピンドルモータ１４によって複数枚のデ
ィスク１２が一体として回転される。ＨＤＤの構成要素
としてキャリッジアセンブリ１６が含まれており、この
キャリッジアセンブリ１６がディスク上を横切ってディ
スク１２にアクセスする。このキャリッジ動作によっ
て、ディスク１２上の所望の部分にデータを書き込み、
ディスク１２上の所望の部分からデータを読み取ること
ができる。
（ＨＤＤ）１０の全体分解斜視図である。この内部で
は、動作中にスピンドルモータ１４によって複数枚のデ
ィスク１２が一体として回転される。ＨＤＤの構成要素
としてキャリッジアセンブリ１６が含まれており、この
キャリッジアセンブリ１６がディスク上を横切ってディ
スク１２にアクセスする。このキャリッジ動作によっ
て、ディスク１２上の所望の部分にデータを書き込み、
ディスク１２上の所望の部分からデータを読み取ること
ができる。
【００１４】トップカバー１８には小孔２０が開けられ
ていて、さらに、この小孔を覆うように、ＨＤＤ外部か
らの粉塵を除去できるブリーザフィルタ２２が設けられ
ている。従って、これら小孔２０及びブリーザフィルタ
２２を通じて、ＨＤＤ内部とＨＤＤ外部との間で空気が
出入りできる。ブリーザフィルタ２２には、例えばＨＥ
ＰＡフィルタが用いられる。このように、ＨＤＤ外部の
環境はＨＤＤ内部にも伝わる。
ていて、さらに、この小孔を覆うように、ＨＤＤ外部か
らの粉塵を除去できるブリーザフィルタ２２が設けられ
ている。従って、これら小孔２０及びブリーザフィルタ
２２を通じて、ＨＤＤ内部とＨＤＤ外部との間で空気が
出入りできる。ブリーザフィルタ２２には、例えばＨＥ
ＰＡフィルタが用いられる。このように、ＨＤＤ外部の
環境はＨＤＤ内部にも伝わる。
【００１５】図２に示すように、キャリッジアセンブリ
１６の先端（図１）にはスライダ２４が取り付けられて
いる。スライダ２４の材料としては、例えば、ＡｌＴｉ
Ｃが用いられている。ディスク１２の回転によって生じ
る空気流Ｆがスライダの上流から下流へと向かって流れ
ることで、空気ベアリング面（ＡＢＳ：Air BearingSur
face）２６が形成され、スライダ２４はディスク１２か
ら浮上した状態にされる。スライダ２４は、典型的に
は、その下流側よりも上流側の方が高くなるように持ち
上がるため、下流側がディスク１２に最も近接した状態
となる。
１６の先端（図１）にはスライダ２４が取り付けられて
いる。スライダ２４の材料としては、例えば、ＡｌＴｉ
Ｃが用いられている。ディスク１２の回転によって生じ
る空気流Ｆがスライダの上流から下流へと向かって流れ
ることで、空気ベアリング面（ＡＢＳ：Air BearingSur
face）２６が形成され、スライダ２４はディスク１２か
ら浮上した状態にされる。スライダ２４は、典型的に
は、その下流側よりも上流側の方が高くなるように持ち
上がるため、下流側がディスク１２に最も近接した状態
となる。
【００１６】スライダの下流側には書き込み・読み取り
素子３０が取り付けられていて、この素子３０とディス
ク１２の表面との間における電磁気的作用Ｍを通じて、
ディスク１２にデータが書き込まれ又はディスク１２か
らデータが読み取られる。電磁気的作用Ｍを十分に果た
すためには、書き込み・読み取り素子３０とディスク１
２との間の距離は短いほど好ましい。なぜならば、磁気
的作用Ｍをディスク１２の面において局在化させて高密
度に利用できるからである。ただし、書き込み・読み取
り素子３０と回転中のディスク１２とが物理的に衝突す
ることは許されない。
素子３０が取り付けられていて、この素子３０とディス
ク１２の表面との間における電磁気的作用Ｍを通じて、
ディスク１２にデータが書き込まれ又はディスク１２か
らデータが読み取られる。電磁気的作用Ｍを十分に果た
すためには、書き込み・読み取り素子３０とディスク１
２との間の距離は短いほど好ましい。なぜならば、磁気
的作用Ｍをディスク１２の面において局在化させて高密
度に利用できるからである。ただし、書き込み・読み取
り素子３０と回転中のディスク１２とが物理的に衝突す
ることは許されない。
【００１７】図２の中において、書き込み・読み取り素
子３０の付近については、拡大してより詳細に示されて
いる。このように、書き込み・読み取り素子３０は、書
き込み素子３２と読み取り素子３４とに分かれて利用さ
れている場合が多い。
子３０の付近については、拡大してより詳細に示されて
いる。このように、書き込み・読み取り素子３０は、書
き込み素子３２と読み取り素子３４とに分かれて利用さ
れている場合が多い。
【００１８】さらには、スライダ２４の一部の表面で
は、書き込み・読み取り素子３０の下地になる材料とし
て、スライダ２４の材料（ＡｌＴｉＣ）とは異なる他の
材料３６が設けられている場合がある。類似の場合とし
て、たとえ下地にはなっていなくても、この素子３０の
周りが、スライダ２４の材料とは異なる他の材料３６に
よって囲まれている場合もあり得る。
は、書き込み・読み取り素子３０の下地になる材料とし
て、スライダ２４の材料（ＡｌＴｉＣ）とは異なる他の
材料３６が設けられている場合がある。類似の場合とし
て、たとえ下地にはなっていなくても、この素子３０の
周りが、スライダ２４の材料とは異なる他の材料３６に
よって囲まれている場合もあり得る。
【００１９】何れの場合においても、電磁気的作用Ｍを
十分に果たすために、書き込み・読み取り素子３０の
「表面」は、図に示すようにＡＢＳに露出している。た
だし、必ずしもＡＢＳに直接露出していなくてもスライ
ダの下流側付近に露出していればよく、（例えば図中で
は隠れて見えない）裏側３８の方（視線を図の方向にす
れば見える）に露出している場合もあり得る。
十分に果たすために、書き込み・読み取り素子３０の
「表面」は、図に示すようにＡＢＳに露出している。た
だし、必ずしもＡＢＳに直接露出していなくてもスライ
ダの下流側付近に露出していればよく、（例えば図中で
は隠れて見えない）裏側３８の方（視線を図の方向にす
れば見える）に露出している場合もあり得る。
【００２０】本明細書においては、便宜上、書き込み素
子３２又は読み取り素子３４の何れか一方が含まれてい
るスライダを「磁気ヘッド」と呼ぶことにする。
子３２又は読み取り素子３４の何れか一方が含まれてい
るスライダを「磁気ヘッド」と呼ぶことにする。
【００２１】典型的には、書き込み素子３２には高透磁
率合金が使用され、読み取り素子３４には磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）効果を利用した合金が使用されている。すなわち、
何れの素子についても金属部分を包含している。
率合金が使用され、読み取り素子３４には磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）効果を利用した合金が使用されている。すなわち、
何れの素子についても金属部分を包含している。
【００２２】これらの金属部分はＡＢＳの表面などに露
出していることの必然性から、空気流Ｆなどによって腐
蝕され易く、一旦腐蝕されると電気磁気的特性が著しく
劣化してしまう。特に、読み取り素子３４から読み取る
信号の出力値が低下してしまう現象は顕著である。書き
込み素子３２の側においても、十分な電磁気的作用をデ
ィスクに与えることができないことになってしまい、書
き込み不良が生じてしまう場合がある。
出していることの必然性から、空気流Ｆなどによって腐
蝕され易く、一旦腐蝕されると電気磁気的特性が著しく
劣化してしまう。特に、読み取り素子３４から読み取る
信号の出力値が低下してしまう現象は顕著である。書き
込み素子３２の側においても、十分な電磁気的作用をデ
ィスクに与えることができないことになってしまい、書
き込み不良が生じてしまう場合がある。
【００２３】ところで、ＨＤＤ内部が高湿の状況になる
と、この書き込み・読み取り素子３０の表面は水分にさ
らされる確率が高くなる。前述のように、これが腐蝕の
重要な原因となる。
と、この書き込み・読み取り素子３０の表面は水分にさ
らされる確率が高くなる。前述のように、これが腐蝕の
重要な原因となる。
【００２４】腐蝕が生じる他の原因としては、ＨＤＤ内
部に発生する微量の腐蝕性ガスが関係しているのではな
いかと考えられる。このようなガスの発生には、ＨＤＤ
内部のパーツそのものから発生する揮発成分が関係して
いるであろうし、また、ＨＤＤ内部のパーツの経年変化
なども関係しているであろう。実際には、これら様々な
原因が重なり合って、電気化学的な原因によって腐蝕が
進行するものと考えられる。
部に発生する微量の腐蝕性ガスが関係しているのではな
いかと考えられる。このようなガスの発生には、ＨＤＤ
内部のパーツそのものから発生する揮発成分が関係して
いるであろうし、また、ＨＤＤ内部のパーツの経年変化
なども関係しているであろう。実際には、これら様々な
原因が重なり合って、電気化学的な原因によって腐蝕が
進行するものと考えられる。
【００２５】また、ＨＤＤ内部が高温の状況になると、
反応としての腐蝕がさらに促進されることになる。ま
た、高温の状況になると、腐蝕性ガスの発生が強く誘因
されることになる。
反応としての腐蝕がさらに促進されることになる。ま
た、高温の状況になると、腐蝕性ガスの発生が強く誘因
されることになる。
【００２６】表面エネルギー ところで、ある表面が水分に対抗できる度合いを示すも
のとして、「表面エネルギー」という指標がある。この
指標に従えば、基準表面上における水分の状態によっ
て、水分を寄付けない程度である抗湿性又は抗濡れ(Ant
i Wetting)の程度が分かる。
のとして、「表面エネルギー」という指標がある。この
指標に従えば、基準表面上における水分の状態によっ
て、水分を寄付けない程度である抗湿性又は抗濡れ(Ant
i Wetting)の程度が分かる。
【００２７】図３は、表面上における水分の状態をＡ，
Ｂ，Ｃの３つに分類した模式図である。ドットで示した
物質の部分が水分の状態であり、斜線で示した物質の部
分が基準表面である。
Ｂ，Ｃの３つに分類した模式図である。ドットで示した
物質の部分が水分の状態であり、斜線で示した物質の部
分が基準表面である。
【００２８】これらの水分の状態をそれぞれ説明する
と、Ａが完全濡れ("Complete" Wetting)であり、Ｂが良
好濡れ("Good" Wetting)であり、Ｃが不十分濡れ("Poo
r" Wetting)である。もっとも、これらの呼び方は便宜
上のものにすぎない。当業者であれば他の呼び方を採用
している場合もあり得る。
と、Ａが完全濡れ("Complete" Wetting)であり、Ｂが良
好濡れ("Good" Wetting)であり、Ｃが不十分濡れ("Poo
r" Wetting)である。もっとも、これらの呼び方は便宜
上のものにすぎない。当業者であれば他の呼び方を採用
している場合もあり得る。
【００２９】濡れていることを良好とする立場からの分
類では、Ａの方が好ましくＣに近づくほど好ましくない
ことになる。逆に、本発明のように抗濡れの程度を問題
とする立場からの分類では、Ｃの方が好ましくＡに近づ
くほど好ましくないことになる。このことは、疎水性、
撥水性、という言葉の意味するところからも明らかであ
ろう。
類では、Ａの方が好ましくＣに近づくほど好ましくない
ことになる。逆に、本発明のように抗濡れの程度を問題
とする立場からの分類では、Ｃの方が好ましくＡに近づ
くほど好ましくないことになる。このことは、疎水性、
撥水性、という言葉の意味するところからも明らかであ
ろう。
【００３０】これらＡ，Ｂ，Ｃの状態は、接触角θによ
って分類することができる。接触角θは、水分がいわゆ
る水滴となった場合に、基準表面と接する点における接
線と基準表面との間になす角度θで定義される。
って分類することができる。接触角θは、水分がいわゆ
る水滴となった場合に、基準表面と接する点における接
線と基準表面との間になす角度θで定義される。
【００３１】この接触角θは、水の表面エネルギーγｔ
と基準表面の表面エネルギーγｓとによって、以下の式
によって決まる。ここでのΘは実験値である。 ｃｏｓθ＝２Θ（γｔ／γｓ）1/2−１
と基準表面の表面エネルギーγｓとによって、以下の式
によって決まる。ここでのΘは実験値である。 ｃｏｓθ＝２Θ（γｔ／γｓ）1/2−１
【００３２】この接触角θは、水滴の像をＣＣＤカメラ
に取り込んで画像処理することによって、実験的に測定
することができる。
に取り込んで画像処理することによって、実験的に測定
することができる。
【００３３】この式から分かることは、水の表面エネル
ギーγｔが一定である限り、これに比較して基準表面の
表面エネルギーγｓが十分に小さければ、抗湿性又は抗
濡れの観点から好ましいということである。水の表面エ
ネルギーはγｔ＝７２．２ｅｒｇ／ｃｍ2である。一方
で、基準表面の材料がアルミナ（Ａｌ2Ｏ3：酸化アルミ
ニウム）だとすると、アルミナの表面エネルギーはγｓ
＝１６９ｅｒｇ／ｃｍ 2の程度である。
ギーγｔが一定である限り、これに比較して基準表面の
表面エネルギーγｓが十分に小さければ、抗湿性又は抗
濡れの観点から好ましいということである。水の表面エ
ネルギーはγｔ＝７２．２ｅｒｇ／ｃｍ2である。一方
で、基準表面の材料がアルミナ（Ａｌ2Ｏ3：酸化アルミ
ニウム）だとすると、アルミナの表面エネルギーはγｓ
＝１６９ｅｒｇ／ｃｍ 2の程度である。
【００３４】ここで、あえてアルミナの表面エネルギー
を問題としている理由を述べる。言い換えれば、腐蝕か
ら守られるべきはずの書き込み・読み取り素子３０を基
準表面として直接の問題としていない理由である。書き
込み・読み取り素子３０の周りは、他の材料３６によっ
て囲まれている場合があることは既に述べたが、ここで
の基準表面が他の材料３６の部分に相当し、それがアル
ミナから成っているのである（図２）。
を問題としている理由を述べる。言い換えれば、腐蝕か
ら守られるべきはずの書き込み・読み取り素子３０を基
準表面として直接の問題としていない理由である。書き
込み・読み取り素子３０の周りは、他の材料３６によっ
て囲まれている場合があることは既に述べたが、ここで
の基準表面が他の材料３６の部分に相当し、それがアル
ミナから成っているのである（図２）。
【００３５】すなわち、抗湿性を評価するには、表面積
の大勢を占めるアルミナの表面エネルギーを問題とした
方が適切となるのである。書き込み素子３２の露出面積
と読み取り素子３４の露出面積を合計しても、きわめて
小さい露出面積ものでしかない。図２においては、書き
込み素子３２の露出面積と読み取り素子３４の露出面積
とを、表現の便宜上かなり誇張して大きく描いていると
いうことにも注目されたい。換言すれば、接触角θは、
水滴とアルミナとの接触部分について評価することが適
切なのである。
の大勢を占めるアルミナの表面エネルギーを問題とした
方が適切となるのである。書き込み素子３２の露出面積
と読み取り素子３４の露出面積を合計しても、きわめて
小さい露出面積ものでしかない。図２においては、書き
込み素子３２の露出面積と読み取り素子３４の露出面積
とを、表現の便宜上かなり誇張して大きく描いていると
いうことにも注目されたい。換言すれば、接触角θは、
水滴とアルミナとの接触部分について評価することが適
切なのである。
【００３６】低表面エネルギーの物質 本発明においては、基板表面の表面エネルギーを小さく
するために、基板表面に代わるものとしてコーティング
を形成して、このコーティングに抗湿性、抗濡れ性を持
たせるようにした。この薄膜の材料に適切なものとし
て、ＦＣＯＣ（弗化炭素系化合物）が選択された。
するために、基板表面に代わるものとしてコーティング
を形成して、このコーティングに抗湿性、抗濡れ性を持
たせるようにした。この薄膜の材料に適切なものとし
て、ＦＣＯＣ（弗化炭素系化合物）が選択された。
【００３７】ＦＣＯＣ（弗化炭素系化合物）の一例とし
ては、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノ
ールを含むものが選択された。この薄膜の材料の表面エ
ネルギーはγｓ＝１２乃至１５ｅｒｇ／ｃｍ2という値
であることがわかった。
ては、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノ
ールを含むものが選択された。この薄膜の材料の表面エ
ネルギーはγｓ＝１２乃至１５ｅｒｇ／ｃｍ2という値
であることがわかった。
【００３８】ただし、さらにパーフルオロアルキルポリ
オキシエチレンエタノールを多量に含むことによって、
さらに低い表面エネルギーが実現できるものと予想され
る。実験的にもさらにゼロに近い下限が存在することも
予想できる。このような改変は当業者であれば容易にな
し得るものと考えられる。
オキシエチレンエタノールを多量に含むことによって、
さらに低い表面エネルギーが実現できるものと予想され
る。実験的にもさらにゼロに近い下限が存在することも
予想できる。このような改変は当業者であれば容易にな
し得るものと考えられる。
【００３９】すなわち、この選択された物質は、最適な
抗湿剤(Anti Wetting Agent)として利用できる。アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3：酸化アルミニウム）の表面エネルギーは
前述のようにγｓ＝１６９ｅｒｇ／ｃｍ2の程度であっ
たから、このコーティングによって、はるかに低い表面
エネルギーの基準表面に置き換えることができているこ
とがわかる。
抗湿剤(Anti Wetting Agent)として利用できる。アルミ
ナ（Ａｌ2Ｏ3：酸化アルミニウム）の表面エネルギーは
前述のようにγｓ＝１６９ｅｒｇ／ｃｍ2の程度であっ
たから、このコーティングによって、はるかに低い表面
エネルギーの基準表面に置き換えることができているこ
とがわかる。
【００４０】薄膜形成の方法 さらに、このＦＣＯＣ（弗化炭素系化合物）が良好であ
る点は、固体として薄膜形成することが可能であるとい
う点である。実験によっても、この固体としての薄膜が
表面に長期間付着し続けることを保証できている。
る点は、固体として薄膜形成することが可能であるとい
う点である。実験によっても、この固体としての薄膜が
表面に長期間付着し続けることを保証できている。
【００４１】実際の薄膜形成として、浸漬引き上げによ
る形成方法とプラズマＣＶＤによる形成方法とを実施し
たが、これら何れの形成方法においても有効であること
を確認した。これらの方法については、当業者であれば
容易に追加・再現することができるから、ここでは説明
を省略する。
る形成方法とプラズマＣＶＤによる形成方法とを実施し
たが、これら何れの形成方法においても有効であること
を確認した。これらの方法については、当業者であれば
容易に追加・再現することができるから、ここでは説明
を省略する。
【００４２】また、当業者であれば、この他にも、スパ
ッタ、蒸着、塗布といった形成方法を容易に採用し得
る。また、イオンビームエッチングなどの物理的表面処
理によって、表面の粗さや表面の形状を変えてより滑ら
かにするというように発展させることができるであろ
う。
ッタ、蒸着、塗布といった形成方法を容易に採用し得
る。また、イオンビームエッチングなどの物理的表面処
理によって、表面の粗さや表面の形状を変えてより滑ら
かにするというように発展させることができるであろ
う。
【００４３】薄膜の厚さ 本発明では、パーフルオロアルキルポリオキシエチレン
エタノールのコーティングを５Å乃至１００Åの厚さの
薄膜に形成することが好ましいことがわかった。この厚
さの適正範囲は、以下のような理由によって決まってく
る。
エタノールのコーティングを５Å乃至１００Åの厚さの
薄膜に形成することが好ましいことがわかった。この厚
さの適正範囲は、以下のような理由によって決まってく
る。
【００４４】薄膜をあまりにも薄くすると、耐蝕性の効
果を十分に期待できなくなる。また、薄膜形成における
技術上の制限として、一部でも薄膜として覆うことがで
きない部分が残ってしまう。実験によれば、少なくとも
５Åの厚さは必要であることがわかった。
果を十分に期待できなくなる。また、薄膜形成における
技術上の制限として、一部でも薄膜として覆うことがで
きない部分が残ってしまう。実験によれば、少なくとも
５Åの厚さは必要であることがわかった。
【００４５】一方、薄膜を厚くすると、ＨＤＤの動作中
において、磁気ヘッドとしての機能が阻害される。すな
わち、厚くなった分だけ実質的にディスク１２と書き込
み・読み取り素子３０との間の距離に余裕がなくなる。
この点、前述のように、これらの間の距離を短くして電
磁気的作用Ｍ（図２）を確保することも重要なのである
から、このような事態は好ましくない。
において、磁気ヘッドとしての機能が阻害される。すな
わち、厚くなった分だけ実質的にディスク１２と書き込
み・読み取り素子３０との間の距離に余裕がなくなる。
この点、前述のように、これらの間の距離を短くして電
磁気的作用Ｍ（図２）を確保することも重要なのである
から、このような事態は好ましくない。
【００４６】従って、厚さにも限界が必要となる。実験
によれば、現段階で実現されているＨＤＤにおいて、１
００Åの厚さであるとわかった。もちろん、これほどの
厚さを形成しておけば、きわめて長期間にわたって強力
な付着力が得られる。
によれば、現段階で実現されているＨＤＤにおいて、１
００Åの厚さであるとわかった。もちろん、これほどの
厚さを形成しておけば、きわめて長期間にわたって強力
な付着力が得られる。
【００４７】このような薄さの限界と厚さの限界との兼
ね合いを考慮しながら、厚さの適正範囲を絞っていく
と、１０Å以上２０Å以下という範囲がさらに好ましい
こともわかった。
ね合いを考慮しながら、厚さの適正範囲を絞っていく
と、１０Å以上２０Å以下という範囲がさらに好ましい
こともわかった。
【００４８】薄膜形成の範囲 薄膜形成する範囲は、書き込み・読み取り素子３０が露
出している表面全体を覆うことができる範囲であれば十
分である。すなわち、本発明の目的である疎水性、撥水
性を期待したい範囲であれば十分である。一方で、これ
らの表面のみに限って薄膜を形成しようとすることは、
これらの表面がきわめて小さい露出面積であり、図２で
拡大してより詳細に示したようにこれらの表面が単純な
形状ではないため、薄膜形成の技術上かえって難しい。
出している表面全体を覆うことができる範囲であれば十
分である。すなわち、本発明の目的である疎水性、撥水
性を期待したい範囲であれば十分である。一方で、これ
らの表面のみに限って薄膜を形成しようとすることは、
これらの表面がきわめて小さい露出面積であり、図２で
拡大してより詳細に示したようにこれらの表面が単純な
形状ではないため、薄膜形成の技術上かえって難しい。
【００４９】すなわち、本発明では、アルミナが用いら
れている他の材料３６の部分についても、多少はコーテ
ィングされる範囲まで薄膜を形成している。書き込み素
子３２及び読み取り素子３４の露出表面については、十
分な疎水性、撥水性を期待したいからである。
れている他の材料３６の部分についても、多少はコーテ
ィングされる範囲まで薄膜を形成している。書き込み素
子３２及び読み取り素子３４の露出表面については、十
分な疎水性、撥水性を期待したいからである。
【００５０】このことから、抗湿性の評価において、ア
ルミナの表面エネルギーを比較の対象としたことの妥当
性がわかる。接触角θはアルミナとの接触部分について
評価されることになるからである。もちろん、書き込み
素子又は読み取り素子の一部分の材料に既に十分な耐蝕
性が備わっているのであれば、必ずしもその部分につい
てまで薄膜を形成する必要はない。
ルミナの表面エネルギーを比較の対象としたことの妥当
性がわかる。接触角θはアルミナとの接触部分について
評価されることになるからである。もちろん、書き込み
素子又は読み取り素子の一部分の材料に既に十分な耐蝕
性が備わっているのであれば、必ずしもその部分につい
てまで薄膜を形成する必要はない。
【００５１】薄膜の付着性（耐久性） 薄膜の付着効果を試験するために、図１に示したような
ＨＤＤ全体を、動作させない状態で温度湿度チャンバー
内に放置した。前述したようにＨＤＤ内部とＨＤＤ外部
との間では空気が出入りできるようにされているため、
ＨＤＤ外部の環境の状態は内部に伝わってくる。
ＨＤＤ全体を、動作させない状態で温度湿度チャンバー
内に放置した。前述したようにＨＤＤ内部とＨＤＤ外部
との間では空気が出入りできるようにされているため、
ＨＤＤ外部の環境の状態は内部に伝わってくる。
【００５２】一般に、温度の高さと湿度の高さとは、反
応の促進に対してかなりの加速性を持っている。特に、
湿度については８０％ＲＨ（相対湿度）乃至９０％ＲＨ
から急激に加速するという性質を持っている。
応の促進に対してかなりの加速性を持っている。特に、
湿度については８０％ＲＨ（相対湿度）乃至９０％ＲＨ
から急激に加速するという性質を持っている。
【００５３】湿度の設定は９０％ＲＨ（相対湿度）であ
り、温度は５０℃である。９０％ＲＨという湿度は表面
への結露が生じ易い状態とも言えるし、水蒸気又は水分
が表面に接触する確率が高い状態であるとも言える。湿
度温度の何れについてもかなり厳しい条件である。例え
ば、このような環境下に１週間放置しておくという加速
試験には、大体５年間という長期間にわたって通常の環
境下で使用できることを保証するという意義がある。
り、温度は５０℃である。９０％ＲＨという湿度は表面
への結露が生じ易い状態とも言えるし、水蒸気又は水分
が表面に接触する確率が高い状態であるとも言える。湿
度温度の何れについてもかなり厳しい条件である。例え
ば、このような環境下に１週間放置しておくという加速
試験には、大体５年間という長期間にわたって通常の環
境下で使用できることを保証するという意義がある。
【００５４】図４のグラフに表現されているドットは、
磁気ヘッドの読み取り素子３４から得た出力値データを
示している。それぞれの磁気ヘッドには本発明のコーテ
ィングを形成している。横軸は１週間以上の期間Ａにわ
たって放置した磁気ヘッドから取った出力値データであ
り、縦軸はさらに期間Ａの２倍である期間Ｂにわたって
放置した磁気ヘッドから取った出力値データである。つ
まり、このグラフでは、期間Ａの間放置したときのデー
タと期間Ｂの間放置したときのデータとを相関させてい
る。
磁気ヘッドの読み取り素子３４から得た出力値データを
示している。それぞれの磁気ヘッドには本発明のコーテ
ィングを形成している。横軸は１週間以上の期間Ａにわ
たって放置した磁気ヘッドから取った出力値データであ
り、縦軸はさらに期間Ａの２倍である期間Ｂにわたって
放置した磁気ヘッドから取った出力値データである。つ
まり、このグラフでは、期間Ａの間放置したときのデー
タと期間Ｂの間放置したときのデータとを相関させてい
る。
【００５５】評価として、出力値データとしての下限値
以上が得られていれば性能を保証できるものとみなして
いる。この点、何れのドットも縦軸、横軸共に下限値を
上回っていることがわかる。すなわち、本発明の薄膜を
形成した磁気ヘッドを用いれば、ＨＤＤの信頼性が確保
されていることが確認された。
以上が得られていれば性能を保証できるものとみなして
いる。この点、何れのドットも縦軸、横軸共に下限値を
上回っていることがわかる。すなわち、本発明の薄膜を
形成した磁気ヘッドを用いれば、ＨＤＤの信頼性が確保
されていることが確認された。
【００５６】図５のグラフのドットは、従来技術で用い
られていた磁気ヘッドについて、図４と同様の高湿高環
境下で試験したものである。ただしここでは、本発明の
コーティングは形成されていない。また、このグラフの
横軸は（図４とは異なり）初期状態(Initial)であって
高温高湿の環境下には未だ置かれていない磁気ヘッドか
ら取った出力値のデータである。さらに、このグラフの
縦軸は（図４の縦軸が期間Ｂであるのとは異なり）期間
Ａの間放置した後(After)の磁気ヘッドから取った出力
値のデータである。
られていた磁気ヘッドについて、図４と同様の高湿高環
境下で試験したものである。ただしここでは、本発明の
コーティングは形成されていない。また、このグラフの
横軸は（図４とは異なり）初期状態(Initial)であって
高温高湿の環境下には未だ置かれていない磁気ヘッドか
ら取った出力値のデータである。さらに、このグラフの
縦軸は（図４の縦軸が期間Ｂであるのとは異なり）期間
Ａの間放置した後(After)の磁気ヘッドから取った出力
値のデータである。
【００５７】この図５に示す従来技術での磁気ヘッドに
おいては、期間Ａの間放置したことで、既に４％のドッ
ト数のものが下限値を下回ってしまった。この４％とい
う割合は、縦軸の下限値を下回っているドットの数から
わかる。すなわち、期間Ａの間放置することによって、
既に腐蝕の影響が出ていると考えられる。
おいては、期間Ａの間放置したことで、既に４％のドッ
ト数のものが下限値を下回ってしまった。この４％とい
う割合は、縦軸の下限値を下回っているドットの数から
わかる。すなわち、期間Ａの間放置することによって、
既に腐蝕の影響が出ていると考えられる。
【００５８】なお、ここのグラフとして表わしていない
が、さらに期間Ａの間（すなわち合計で期間Ｂとなる）
高温高湿の環境下に放置した磁気ヘッドから取った出力
値のデータによれば、２０％のドット数のものが下限値
を下回ってしまった。
が、さらに期間Ａの間（すなわち合計で期間Ｂとなる）
高温高湿の環境下に放置した磁気ヘッドから取った出力
値のデータによれば、２０％のドット数のものが下限値
を下回ってしまった。
【００５９】この加速試験の後において、形成されたコ
ーティングの薄膜が残っているかどうかをその表面を物
理的に調べた。すなわち、形成されたコーティングの薄
膜の付着力について確認した。その結果、ＨＤＤ内部に
おいて機能的に問題となるような剥離は確認されず、長
期間にわたって十分な付着力があることが確認されてい
る。
ーティングの薄膜が残っているかどうかをその表面を物
理的に調べた。すなわち、形成されたコーティングの薄
膜の付着力について確認した。その結果、ＨＤＤ内部に
おいて機能的に問題となるような剥離は確認されず、長
期間にわたって十分な付着力があることが確認されてい
る。
【００６０】本発明を磁気ディスク装置について説明し
てきたが、他のディスク記録装置、例えば光磁気記録装
置又は相変化型記録装置に対して本発明を適用するこ
と、並びに、これらに用いられるヘッドに本発明を適用
することは、当業者であれば容易になし得る。
てきたが、他のディスク記録装置、例えば光磁気記録装
置又は相変化型記録装置に対して本発明を適用するこ
と、並びに、これらに用いられるヘッドに本発明を適用
することは、当業者であれば容易になし得る。
【発明の効果】本発明によって低表面エネルギーの物質
によってコーティングされた磁気ヘッドは、耐蝕性に極
めて優れていることが判明した。これによってＨＤＤの
信頼性が確保される。
によってコーティングされた磁気ヘッドは、耐蝕性に極
めて優れていることが判明した。これによってＨＤＤの
信頼性が確保される。
【図１】ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０の全体
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】スライダ２４（書き込み・読み取り素子３０の
付近は拡大してより詳細に示している）が浮上した状態
にあることを示す斜視図である。
付近は拡大してより詳細に示している）が浮上した状態
にあることを示す斜視図である。
【図３】表面エネルギーを説明するため、基準表面上に
おける水分の状態を、Ａの全濡れ("Complete" Wettin
g)、Ｂの良好濡れ("Good" Wetting)、Ｃの不十分濡れ("
Poor" Wetting)の３つに分類した模式図である。
おける水分の状態を、Ａの全濡れ("Complete" Wettin
g)、Ｂの良好濡れ("Good" Wetting)、Ｃの不十分濡れ("
Poor" Wetting)の３つに分類した模式図である。
【図４】本発明のコーティングを施した磁気ヘッドにつ
いて、高湿高温の環境下に、期間Ａの間放置した磁気ヘ
ッドから取った出力値データと、期間Ｂの間放置した磁
気ヘッドから取った出力値データとを相関させたグラフ
である。
いて、高湿高温の環境下に、期間Ａの間放置した磁気ヘ
ッドから取った出力値データと、期間Ｂの間放置した磁
気ヘッドから取った出力値データとを相関させたグラフ
である。
【図５】従来技術で用いられていた（本発明のコーティ
ングを施していない）磁気ヘッドについて、初期状態(I
nitial)であって高温高湿の環境下には未だ置かれてい
ない磁気ヘッドから取った出力値のデータと、高温高湿
の環境下に期間Ａの間放置した後(After)の磁気ヘッド
から取った出力値のデータとを相関させたグラフであ
る。
ングを施していない）磁気ヘッドについて、初期状態(I
nitial)であって高温高湿の環境下には未だ置かれてい
ない磁気ヘッドから取った出力値のデータと、高温高湿
の環境下に期間Ａの間放置した後(After)の磁気ヘッド
から取った出力値のデータとを相関させたグラフであ
る。
１０ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ） １２ ディスク １４ スピンドルモータ １６ キャリッジアセンブリ １８ トップカバー ２０ 小孔 ２２ ブリーザフィルタ ２４ スライダ ２６ 空気ベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surf
ace） ３０ 書き込み・読み取り素子 ３２ 書き込み素子 ３４ 読み取り素子 ３６ 他の材料（アルミナ） ３８ 隠れて見えない裏側
ace） ３０ 書き込み・読み取り素子 ３２ 書き込み素子 ３４ 読み取り素子 ３６ 他の材料（アルミナ） ３８ 隠れて見えない裏側
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金丸 政幸 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 永吉 正浩 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 Ｆターム(参考） 5D093 AA05 AB03 AC04 AC20 AD01 AD03 AD05 DA10 HA12 JB03 5D111 AA01 AA11 AA12 AA13 AA24 FF24 GG09 JJ03 KK20
Claims (10)
- 【請求項１】書き込み素子又は読み取り素子の何れか一
方を含む磁気ヘッドにおいて、 書き込み素子の表面又は読み取り素子の表面の少なくと
も一部分を、低表面エネルギーの物質でコーティングし
ていることを特徴とする、磁気ヘッド。 - 【請求項２】低表面エネルギーの物質が、ＦＣＯＣ（弗
化炭素系化合物）であることを特徴とする、請求項１に
記載の磁気ヘッド。 - 【請求項３】ＦＣＯＣ（弗化炭素系化合物）が、パーフ
ルオロアルキルポリオキシエチレンエタノールを含む物
質であることを特徴とする、請求項２に記載の磁気ヘッ
ド - 【請求項４】低表面エネルギーの物質の表面エネルギー
が、γｓ＝１５ｅｒｇ／ｃｍ2以下の値であることを特
徴とする、請求項１に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】低表面エネルギーの物質の表面エネルギー
が、γｓ＝１２ｅｒｇ／ｃｍ2以上の値であることを特
徴とする、請求項４に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項６】低表面エネルギーの物質を、１００Å以下
の厚さの薄膜としてコーティングしていることを特徴と
する、請求項１に記載の磁気ヘッド - 【請求項７】低表面エネルギーの物質を、５Å以上の厚
さの薄膜としてコーティングしていることを特徴とす
る、請求項６に記載の磁気ヘッド - 【請求項８】低表面エネルギーの物質を、１０Å以上２
０Å以下の厚さの薄膜としてコーティングしていること
を特徴とする、請求項１に記載の磁気ヘッド - 【請求項９】請求項１乃至８に記載の磁気ヘッドが取り
付けられている、キャリッジアセンブリ。 - 【請求項１０】請求項９に記載のキャリッジアセンブリ
を含む、ハードディスクドライブ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160711A JP2000348303A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 低表面エネルギーの物質でコーティングした磁気ヘッド |
| GB0010554A GB2351839A (en) | 1999-06-08 | 2000-05-03 | Magnetic head coated with low surface energy material |
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