JP2000353309A - ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの評価方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの特性
を、実際の状態で評価することができる有効な評価方法
及びその装置を提供する。 【解決手段】 ウエハから切り出した測定対象のヨーク
型ヘッドバー１６に、磁界印加用の誘導型ヘッドバー１
４を対抗配置する。誘導型ヘッド１０のコイルに接続す
る引出電極１０４Ａには、プローブ２４を介して電源２
８が接続されており、これによって測定用の通電が行な
われる。ヨーク型ヘッド１２の磁気抵抗効果素子に接続
する引出電極２０６Ａには、プローブ２６を介して電圧
計３０が接続されており、これによって磁気抵抗効果素
子の特性測定が行なわれる。電源２８によって通電を行
なうと、誘導型ヘッド１０に磁界が形成され、これがヨ
ーク型ヘッド１２に印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドの特性
評価技術に関し、特に、磁気テープなどからの信号読み
出しに用いられるヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドに
好適な評価方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク等における磁気記
録再生装置の高密度化が進み、２Ｇ〜６Ｇｂｉｔ／ｉｎ
^２の記録密度が実用化されている。このような情報記録
の高密度化に対応するためには、再生ヘッドとして、従
来の誘導型ヘッドに代わり、記録媒体の磁束を直接検出
する磁気抵抗効果型ヘッドの採用が必須であり、異方性
磁気抵抗効果（ＡＭＲ）型ヘッドやスピンバルブを中心
とした巨大磁気抵抗効果（ＳＶ−ＧＭＲ）型ヘッドが検
討されている。

【０００３】例えば、異方性磁気抵抗効果型ヘッドは、
ヘッドに流れる電流の方向と磁化の方向の角度をθとす
ると、抵抗Ｒが、Ｒ＝Ｒ_０＋△Ｒ×（ｃｏｓθ）^２（△
Ｒは最大抵抗変化量）となる。このタイプは、磁気媒体
からの漏れ磁界を抵抗の変化で直接検出するために、ヘ
ッドと媒体の間の相対速度に依存しない高感度の検出が
可能となる。

【０００４】スピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、磁性層であるピン層とフリー層が非磁性分離膜を
介して積層された構造となっている。この二つの磁性層
の磁化方向がなす角をαとすると、抵抗変化δＲはｃｏ
ｓαに比例し、フリー層が磁気媒体からの漏れ磁界を受
けて抵抗変化するという形で直接検出する。前述した異
方性磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化量が２％〜３％に
比較して、スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッドにおける
最大抵抗変化量は５％以上と大きく、より高密度記録に
対応できる磁気ヘッドとして実用化されている。

【０００５】このようなハードディスクにおける情報記
録の高密度化の流れは、当然のことながら磁気テープを
用いた磁気記録再生装置にも影響を与えている。ＶＴＲ
を中心とした磁気記録再生装置においては、従来誘導型
の記録再生ヘッドが用いられている。しかし、従来以上
の記録の高密度化を実現しようとした場合、トラック幅
は益々狭小化する。すると、従来の誘導型ヘッドでは十
分な信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることが困難とな
る。そこで、従来の誘導型ヘッドの代わりに、再生ヘッ
ドとして磁気抵抗効果型ヘッドの採用が考えられる。

【０００６】テープ媒体に対して磁気抵抗効果型ヘッド
を用いる場合、磁気ヘッドと磁気テープが接触して摺動
する。このため、ハードディスクで用いられている構
造、すなわち、磁気抵抗効果素子がヘッド表面に露出し
ている構造では、磁気抵抗効果素子が磁気テープと直接
接触するようになり、信頼性の面で好ましくない。

【０００７】そこで、そのような不都合を回避するため
に、軟磁性膜による磁束誘導部（ヨーク）を形成し、そ
の磁気回路の一部に磁気抵抗効果素子を挿入する構造が
提案されている。このようにすると、磁気抵抗効果素子
に直接磁気テープが接触せず、磁気抵抗効果素子にダメ
ージを与えることなくテープ媒体からの磁束を素子に導
くことができる。

【０００８】ところで、磁気抵抗効果型ヘッドの特性評
価法としては、一様交流磁界を磁気ヘッドに印加し、磁
界に対する磁気抵抗効果素子の抵抗値をプロットする方
法が一般的である。この方法によって、抵抗変化の不連
続性（バルクハウゼンノイズ）や動作点における感度を
評価することができ、更にスピンバルブ型ヘッドの場合
には、ピン層における交換結合磁界の大きさ等の評価が
可能となる。

【０００９】しかしながら、このような評価法を前記ヨ
ークタイプの磁気抵抗効果型ヘッドに適用しても、測定
時に磁気抵抗効果型素子に印加される磁界と、実際の磁
気ヘッドの磁界（実効磁界）とが一致しないという不都
合がある。また、ヨーク各部における磁化状態が測定磁
界に対して一様とならないため、前記実効磁界が測定磁
界に対してリニアに変化しないという不都合もある。

【００１０】このような理由から、ヨークタイプの磁気
抵抗効果型ヘッドに上述した一様磁界を印加する評価法
を適用しても、ヘッド完成品に対する抵抗変化の磁界依
存性を正確に評価することは不可能である。そこで、通
常は、ウエハプロセス時にヨーク部分のみを省いたいわ
ゆる“ダミーヘッド”を形成し、このダミーヘッドの磁
気抵抗の磁界依存性を評価することで、実際のヘッドに
おける特性を予測する方法が採られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、ウエハー上にダミーヘッドを形成す
るため、その部分が無駄になるとともに、ダミーヘッド
による評価結果は実際の磁気ヘッドの特性を単に類推す
るものでしかない。ヨークタイプの磁気抵抗効果型ヘッ
ドでは、ヨーク部分の磁気特性がヘッド特性に大きく影
響し、狭トラック化，高周波化といった高密度対応型の
ヘッドにおいては、ヨーク先端部分の高周波特性を含め
た評価が重要である。しかし、そのような特性評価を磁
気ヘッド完成前のプロセスにおいて行うことができる簡
便で有効な評価手法は、残念ながら存在しないのが実情
である。ヨークタイプ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの特性
評価は、実際のヘッド使用時の状態で行うのが好まし
い。

【００１２】本発明は、以上の点に着目したもので、ヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの特性を、実際の状態
で評価することができる有効な評価方法及びその装置を
提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの評価
方法は、前記ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドが、所
定のピッチで複数形成された第１のヘッドバーと、前記
ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドと同一ピッチで誘導
型ヘッドが複数形成された第２のヘッドバーを、所定の
間隔であって、所定の位置関係となるように、両ヘッド
の磁気ギャップを対向配置するステップ；前記誘導型ヘ
ッドに通電して、磁気ギャップに磁界を発生させるステ
ップ；これによって発生した磁界による前記ヨークタイ
プ磁気抵抗効果型ヘッドの特性を測定するステップ；を
備えたことを特徴とする。

【００１４】本発明のヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッ
ドの評価装置は、前記第１のヘッドバーに含まれる複数
のヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドに、誘導型ヘッド
をそれぞれ対向させるための第２のヘッドバー；前記誘
導型ヘッドに通電して磁気ギャップに所定の磁界を発生
させるための磁界発生手段；前記ヨークタイプ磁気抵抗
効果型ヘッドの特性を測定する特性測定手段；を備えた
ことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は測定
時の様子を示す斜視図であり、図２はその＃２線に沿っ
て矢印方向に見た断面である。これらの図において、ウ
エハから切り出したヨークタイプ磁気抵抗効果型（以下
単に「ヨーク型」と略称する）ヘッドバー１６に、同様
に誘導型ヘッドバー１４を対抗配置する。ヨーク型ヘッ
ドバー１６には、複数のヨーク型ヘッド１２が所定のピ
ッチで並列に形成されている。また、誘導型ヘッドバー
１４には、複数の誘導型ヘッド１０がヨーク型ヘッド１
２と同一ピッチで並列に形成されている。ここでは、ヨ
ーク型ヘッド１２が測定対象であり、誘導型ヘッド１０
は測定磁界印加用である。

【００１６】誘導型ヘッド１０は、磁気ギャップ１００
を挟んで磁気ループを構成する磁性層１０２にコイル１
０４が巻回形成された構成となっている。ヨーク型ヘッ
ド１２は、磁気ギャップ２００，２０２を挟んで磁気ル
ープを構成するヨーク２０４を備えている。磁気ギャッ
プ２００は、誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００と
対向しており、磁気ギャップ２０２には磁気抵抗効果素
子２０６が設けられている。

【００１７】次に、誘導型ヘッド１０の前記コイル１０
４に接続する一対の引出電極１０４Ａには、一対のプロ
ーブ２４を介して電源２８が接続されており、これによ
って測定用の通電が行なわれるようになっている。ま
た、ヨーク型ヘッド１２の前記磁気抵抗効果素子２０６
に接続する一対の引出電極２０６Ａには、一対のプロー
ブ２６を介して電圧計３０が接続されており、これによ
って磁気抵抗効果素子２０６の特性測定が行なわれるよ
うになっている。

【００１８】次に、各ヘッドの配置関係と印加磁界の様
子を説明する。図１のｚ方向については、図２の断面に
示すように、各ヘッドの磁気ギャップ１００，２００が
ちょうど対向する高さ位置となっている。誘導型ヘッド
１０によって生ずるｚ方向の磁界分布は、図３に示すよ
うになる。この図３において、ｇは、誘導型ヘッド１０
の磁気ギャップ１００の幅（ｚ方向の幅）である。図３
の横軸は、ｚ方向の位置をギャップ幅ｇに対する割合で
示したものであり、縦軸は、ギャップ位置を基準とした
磁界の強さを示す。

【００１９】図３に示すように、誘導型ヘッド１０によ
って生ずるｚ方向磁界は、磁気ギャップ１００の大きさ
及びｚ方向の位置によって変化する。「ギャップ大」の
グラフＧＡと「ギャップ小」のグラフＧＢを比較する
と、ギャップ大のグラフＧＡの方は漏れる磁界が多いの
で、ｚ方向磁界も強い。いずれのグラフＧＡ，ＧＢにお
いても、磁界の強さは、ギャップ面から離れるほど低下
する。

【００２０】このような点からすると、被測定ヨーク型
ヘッド１２の磁気ギャップ２００に所定の磁界を発生さ
せるとともに、ｚ方向における位置合わせを容易にする
ためには、 磁界印加用誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００の
大きさを被測定ヨーク型ヘッド１２の磁気ギャップ２０
０より十分大きくするとともに、 磁界印加用誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００と
被測定ヨーク型ヘッド１２の磁気ギャップ２００を、高
さ方向（ｚ方向）でほぼ同一位置となるようにする。

【００２１】次に、図１のｙ方向については、ヨーク型
ヘッドバー１６と誘導型ヘッドバー１４は、間隔ｓの配
置となっている。この間隔ｓは、ヨーク型ヘッドバー１
６と誘導型ヘッドバー１４の間に非磁性スペーサ材１８
を配置することで形成される。図４には、誘導型ヘッド
１０によって生成されるｙ方向の磁界分布が示されてい
る。なお、横軸はｙ方向の位置をギャップ幅ｇに対する
割合で示したものであり、縦軸はギャップ位置を基準と
した磁界の強さを示す。この図４に示すように、ｙ方向
における磁界の強さは、ギャップ面からの距離に応じて
低下する。従って、被測定ヨーク型ヘッド１２の磁気ギ
ャップ２００付近で所定の強さの磁界を得るためには、
磁界印加用誘導型ヘッド１０と被測定ヨーク型ヘッド１
２を所定の間隔で配置する必要がある。

【００２２】両バー１４，１６の間隔ｓを常に一定に保
つ方法として、どちらか一方、あるいは両方のバーの対
向面に、例えばＳｉＯ₂などによる非磁性スペーサ材１
８を適当量設けるようにする。これにより、両バー１
４，１６を緩く対向させた状態で、非磁性スペーサ材１
８の厚みに相当する分の間隔を容易にしかも正確に得る
ことが可能となる。

【００２３】図１のｘ方向については、ヨーク型ヘッド
１２と誘導型ヘッド１０がちょうど対向するように、等
間隔の配置とする。また、誘導型ヘッド１０によって形
成されるｘ方向の磁界分布は、トラック幅部分を除い
て、概略図３もしくは図４のようになる。このｘ方向
は、磁気テープの信号記録トラックの幅方向に相当す
る。このトラック幅方向の場合も、磁気ギャップ１０
０，２００が位置ずれを生じても被測定ヨーク型ヘッド
１２が検知する有効磁界に差が生じないようにするた
め、上述したｚ方向と同様に、被測定ヨーク型ヘッド１
２のトラック幅より磁界印加用誘導型ヘッド１０のトラ
ック幅を小さくするか、あるいは逆に大きくしておく。

【００２４】次に、本実施形態における特性測定の様子
を説明する。上述したような各部の配置条件や大きさの
条件を満たした状態で、図１に示すように、電源２８に
よって誘導型ヘッド１０のコイル１０４に通電する。す
ると、誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００に磁界が
発生する。この磁界は、対向したヨーク型ヘッド１２の
磁気ギャップ２００で検知され、ヨーク２０４を介して
磁気抵抗効果素子２０６に影響する。一方、磁気抵抗効
果素子２０６にも、予め特性検出用の通電を行なってお
く。すると、ヨーク２０４によって生じた磁界により、
磁気抵抗効果素子２０６の特性（磁気抵抗）が変化す
る。この特性変化は、電圧計３０によって計測される。

【００２５】以上のように、本形態によれば、 磁界印加用の誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００
の大きさを、測定対象のヨーク型ヘッド１２の磁気ギャ
ップ２００より十分大きくするとともに、 誘導型ヘッド１０の磁気ギャップ１００とヨーク型ヘ
ッド１２の磁気ギャップ２００を高さ方向（ｚ方向）で
ほぼ同一位置とし、 誘導型ヘッドバー１４とヨーク型ヘッドバー１６を所
定の間隔の非磁性スペーサ１８を介して対向させ、か
つ、誘導型ヘッド１０とヨーク型ヘッド１２とを同一ピ
ッチで配置し、 誘導型ヘッド１０のトラック幅をヨーク型ヘッド１２
のトラック幅と異なる大きさとした。

【００２６】従って、ヨーク部分の磁気特性の影響まで
含めた本来のヨーク型ヘッドの磁気的特性（特に周波数
特性）を、ヘッドチップ完成前のヘッドバーの状態で精
度よく測定することができる。また、テープ媒体から信
号を検出する状態で、磁気的特性を測定することができ
る。

【００２７】なお、本発明は、何ら上記実施形態に限定
されるものではなく、同様の趣旨の範囲内で設計変更可
能である。また、本発明による特性測定手法は、特に磁
気テープ用の磁気ヘッドに好適であるが、他の用途に使
用する磁気ヘッドに適用することを妨げるものではな
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 ヨーク部分の磁気特性まで含めたヘッド本来の特性
を、ヘッドチップ完成前のバー状態で容易に、かつ精度
良く測定することができる。 ヘッドチップの状態による電磁変換測定を待たずに、
その特性評価が可能となるため、不良バーの加工やヘッ
ドの組立などの無駄な工程を省くことができ、品質の向
上，コスト低減を実現できる。 テープ媒体から信号を検出する状態で、ヨーク型ヘッ
ドの特性を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施形態のバー配置を示す図である。

【図３】磁界印加用誘導型ヘッドのｚ方向磁界分布図で
ある。

【図４】磁界印加用誘導型ヘッドのｙ方向磁界分布図で
ある。

【符号の説明】

１０…磁界印加用誘導型ヘッド １２…ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッド １４…誘導型ヘッドバー １６…ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドバー １８…非磁性スペーサ材 ２４，２６…プローブ ２８…電源 ３０…電圧計 １００ 磁気ギャップ １０２ 磁性層 １０４ コイル １０４Ａ…引出電極 ２００，２０２…磁気ギャップ ２０４…ヨーク ２０６Ａ…引出電極 ２０６…磁気抵抗効果素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨークを有するヨークタイプ磁気抵抗効
   果型ヘッドの評価方法であって、 前記ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドが、所定のピッ
   チで複数形成された第１のヘッドバーと、前記ヨークタ
   イプ磁気抵抗効果型ヘッドと同一ピッチで誘導型ヘッド
   が複数形成された第２のヘッドバーを、所定の間隔であ
   って、所定の位置関係となるように、両ヘッドの磁気ギ
   ャップを対向配置するステップ；前記誘導型ヘッドに通
   電して、磁気ギャップに磁界を発生させるステップ；こ
   れによって発生した磁界による前記ヨークタイプ磁気抵
   抗効果型ヘッドの特性を測定するステップ；を備えたこ
   とを特徴とするヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの評
   価方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のヨークタイプ磁気抵抗効
   果型ヘッドの評価方法を実現するための装置であって、 前記第１のヘッドバーに含まれる複数のヨークタイプ磁
   気抵抗効果型ヘッドに、誘導型ヘッドをそれぞれ対向さ
   せるための第２のヘッドバー；前記誘導型ヘッドに通電
   して磁気ギャップに所定の磁界を発生させるための磁界
   発生手段；前記ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの特
   性を測定する特性測定手段；を備えたことを特徴とする
   ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの評価装置。