JP2001067615A - 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置Info
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- JP2001067615A JP2001067615A JP24475699A JP24475699A JP2001067615A JP 2001067615 A JP2001067615 A JP 2001067615A JP 24475699 A JP24475699 A JP 24475699A JP 24475699 A JP24475699 A JP 24475699A JP 2001067615 A JP2001067615 A JP 2001067615A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高周波領域での高記録密度化に対応し、高飽和
磁束密度を有し、かつ、高比抵抗を有する磁性薄膜材料
をもった薄膜磁気ヘッドを得る。 【解決手段】 Co,Ni,Feの金属イオンと、膜の添加元素
となりうるCr,Mo,W,P等の金属イオンを有するめっき浴
から、電流密度を変化させることにより、磁気ギャップ
に接する側には飽和磁束密度の高い磁性層、磁気ギャッ
プから離れた側には電気抵抗の高い磁性層を順次積層し
た多層膜を形成する。これを磁気コアに用いた薄膜磁気
ヘッドは高保磁力媒体に記録するに十分な磁束を出すこ
とでき、かつ高周波数下においてもうず電流損失が小さ
いため記録磁界強度が低下しない。
磁束密度を有し、かつ、高比抵抗を有する磁性薄膜材料
をもった薄膜磁気ヘッドを得る。 【解決手段】 Co,Ni,Feの金属イオンと、膜の添加元素
となりうるCr,Mo,W,P等の金属イオンを有するめっき浴
から、電流密度を変化させることにより、磁気ギャップ
に接する側には飽和磁束密度の高い磁性層、磁気ギャッ
プから離れた側には電気抵抗の高い磁性層を順次積層し
た多層膜を形成する。これを磁気コアに用いた薄膜磁気
ヘッドは高保磁力媒体に記録するに十分な磁束を出すこ
とでき、かつ高周波数下においてもうず電流損失が小さ
いため記録磁界強度が低下しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高い磁気記録密度に
対応した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関す
る。
対応した薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置の高記録密度化に伴
い、磁気記録媒体は高保磁力化し、記録に用いる薄膜磁
気ヘッドのコア材料には、記録に充分な磁束を出すため
に、高い飽和磁束密度を有し、かつ、高周波特性に優れ
た材料が必要となる。
い、磁気記録媒体は高保磁力化し、記録に用いる薄膜磁
気ヘッドのコア材料には、記録に充分な磁束を出すため
に、高い飽和磁束密度を有し、かつ、高周波特性に優れ
た材料が必要となる。
【０００３】現在、上記磁気ヘッドのコアはフレームめ
っき法で作製される。このめっき法で作製される磁気コ
ア材料としてはU.S Patent ,3853715(1974)記載のよう
にNi80Fe20が主に採用されている。しかし、この材料は
飽和磁束密度が1.0Tと低く、高保磁力媒体に記録するに
十分な磁束がだせない。また、特開昭62-256989号、あ
るいは特開平6-5423号公報では高飽和磁束密度を有する
Co-Ni-Fe系合金、あるいは、Co-Fe系合金をめっき法で
作製する方法が開示されている。これらの材料は、1.5T
以上の高い飽和磁束密度を有するが膜の比抵抗ρが20μ
Ωcmと低いため、高周波下における渦電流損失が大きく
なり、記録磁界強度が低下するという問題がある。
っき法で作製される。このめっき法で作製される磁気コ
ア材料としてはU.S Patent ,3853715(1974)記載のよう
にNi80Fe20が主に採用されている。しかし、この材料は
飽和磁束密度が1.0Tと低く、高保磁力媒体に記録するに
十分な磁束がだせない。また、特開昭62-256989号、あ
るいは特開平6-5423号公報では高飽和磁束密度を有する
Co-Ni-Fe系合金、あるいは、Co-Fe系合金をめっき法で
作製する方法が開示されている。これらの材料は、1.5T
以上の高い飽和磁束密度を有するが膜の比抵抗ρが20μ
Ωcmと低いため、高周波下における渦電流損失が大きく
なり、記録磁界強度が低下するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】高い磁気記録密度を有
する磁気デイスク装置には高い飽和磁束密度を有し、か
つ、高周波において記録磁界強度が低下しない材料を用
いた薄膜磁気ヘッドを用いることが必要である。めっき
法で作製したCoNiFe合金は1.8-2.0Tと高い飽和磁束密度
を有している。しかし、電気抵抗が20μΩcm以下と低い
ため、高周波での記録磁界強度の低下が生じる。
する磁気デイスク装置には高い飽和磁束密度を有し、か
つ、高周波において記録磁界強度が低下しない材料を用
いた薄膜磁気ヘッドを用いることが必要である。めっき
法で作製したCoNiFe合金は1.8-2.0Tと高い飽和磁束密度
を有している。しかし、電気抵抗が20μΩcm以下と低い
ため、高周波での記録磁界強度の低下が生じる。
【０００５】本発明の目的は、高い飽和磁束密度を有
し、かつ高比抵抗である材料を作製し、上述の薄膜磁気
ヘッドの問題点を解決した薄膜ヘッドを提供することに
ある。
し、かつ高比抵抗である材料を作製し、上述の薄膜磁気
ヘッドの問題点を解決した薄膜ヘッドを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】Co,Ni,Feの金属イオン
と、膜の添加元素となりうるCr,Mo,W,P等の金属イオン
を有するめっき浴から、電流密度を変化させることによ
り、磁気ギャップに接する側には飽和磁束密度の高い磁
性層、磁気ギャップから離れた側には電気抵抗の高い磁
性層を順次積層した多層膜を形成する。これを磁気コア
に用いた薄膜磁気ヘッドは高保磁力媒体に記録するに十
分な磁束を出すことでき、かつ高周波数下においてもう
ず電流損失が小さいため記録磁界強度が低下しない。
と、膜の添加元素となりうるCr,Mo,W,P等の金属イオン
を有するめっき浴から、電流密度を変化させることによ
り、磁気ギャップに接する側には飽和磁束密度の高い磁
性層、磁気ギャップから離れた側には電気抵抗の高い磁
性層を順次積層した多層膜を形成する。これを磁気コア
に用いた薄膜磁気ヘッドは高保磁力媒体に記録するに十
分な磁束を出すことでき、かつ高周波数下においてもう
ず電流損失が小さいため記録磁界強度が低下しない。
【０００７】すなわち、2価のCo、 Ni、及びFe金属イオ
ンと、Cr,Mo,W,P等のうち少なくとも一種類以上の金属
イオンと応力緩和剤、界面活性剤を含むめっき浴から、
電流密度を変化させることにより、飽和磁束密度の高い
磁性層と、比抵抗の高い磁性層をめっき浴槽から取り出
すことなく、連続形成する。連続形成するため、界面に
酸化膜などが形成されることもなく、良好な膜が容易に
作製できる。また、上記薄膜磁気ヘッドと磁気抵抗効果
素子を組み合わせた磁気ヘッドを用いることにより、高
い磁気記録密度を有した磁気記録再生装置が得られる。
ンと、Cr,Mo,W,P等のうち少なくとも一種類以上の金属
イオンと応力緩和剤、界面活性剤を含むめっき浴から、
電流密度を変化させることにより、飽和磁束密度の高い
磁性層と、比抵抗の高い磁性層をめっき浴槽から取り出
すことなく、連続形成する。連続形成するため、界面に
酸化膜などが形成されることもなく、良好な膜が容易に
作製できる。また、上記薄膜磁気ヘッドと磁気抵抗効果
素子を組み合わせた磁気ヘッドを用いることにより、高
い磁気記録密度を有した磁気記録再生装置が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て詳述する。
て詳述する。
【０００９】基板としてNi-Fe80nm/Cr20nmをスパッタし
たガラス基板を用い、表１に示すめっき浴中に浸漬す
る。めっき液を撹拌しながらめっき膜を定電流電析法に
より析出させる。ここで、浴温は30℃、pHは3.0とし
た。
たガラス基板を用い、表１に示すめっき浴中に浸漬す
る。めっき液を撹拌しながらめっき膜を定電流電析法に
より析出させる。ここで、浴温は30℃、pHは3.0とし
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】図１に第１の実施の形態により作製しため
っき膜の膜組成変化の電流密度依存性を示す。電流密度
の増加に伴い、Co,及びNiの組成は減少し、Fe及びCrの
組成は増加する。図２に上記めっき膜の比抵抗ρ、磁歪
定数λs及び飽和磁束密度Bsと電流密度の関係を示す。
図からわかるように、比抵抗ρは電流密度が高くなると
増大する。これは、電流密度を高くすると、膜中のCr含
有量が増加するためである。一方、磁歪定数λsは電流
密度密度が高くなると大きくなり、飽和磁束密度Bsは電
流密度を高くすると低下する。このように、同じ浴を用
いて、比抵抗の異なる膜を作製することができた。な
お、ここには示していないがCo,Ni,Fe 以外の金属イオ
ンとして、Mo,P,Wを用いても同様の効果が得られること
を確認した。ただし、電流密度依存性は、元素によって
は、電流密度が低いほうがρが大きくなるものもある。
っき膜の膜組成変化の電流密度依存性を示す。電流密度
の増加に伴い、Co,及びNiの組成は減少し、Fe及びCrの
組成は増加する。図２に上記めっき膜の比抵抗ρ、磁歪
定数λs及び飽和磁束密度Bsと電流密度の関係を示す。
図からわかるように、比抵抗ρは電流密度が高くなると
増大する。これは、電流密度を高くすると、膜中のCr含
有量が増加するためである。一方、磁歪定数λsは電流
密度密度が高くなると大きくなり、飽和磁束密度Bsは電
流密度を高くすると低下する。このように、同じ浴を用
いて、比抵抗の異なる膜を作製することができた。な
お、ここには示していないがCo,Ni,Fe 以外の金属イオ
ンとして、Mo,P,Wを用いても同様の効果が得られること
を確認した。ただし、電流密度依存性は、元素によって
は、電流密度が低いほうがρが大きくなるものもある。
【００１２】図３は本発明の第２の実施形態における磁
気コア材料の比抵抗と発生磁界強度の周波数特性を計算
により求めたものである。この図から、磁気コア材料の
比抵抗ρが大きいと、発生磁界強度の記録周波数依存性
は改善される。
気コア材料の比抵抗と発生磁界強度の周波数特性を計算
により求めたものである。この図から、磁気コア材料の
比抵抗ρが大きいと、発生磁界強度の記録周波数依存性
は改善される。
【００１３】図４は本発明の第３の実施形態における磁
気コア材料及び下部磁極材料の飽和磁束密度を変化させ
たときのヘッド先端部から40nmの点における磁界強度を
計算により求めたものである。この図から、磁気ギャッ
プに接する側の飽和磁束密度を高くすることにより発生
磁界強度を大きくすることができ、本発明を用いること
により従来より20％以上発生磁界強度を大きくすること
ができる。
気コア材料及び下部磁極材料の飽和磁束密度を変化させ
たときのヘッド先端部から40nmの点における磁界強度を
計算により求めたものである。この図から、磁気ギャッ
プに接する側の飽和磁束密度を高くすることにより発生
磁界強度を大きくすることができ、本発明を用いること
により従来より20％以上発生磁界強度を大きくすること
ができる。
【００１４】図５は本発明の第４の実施形態における、
記録再生型磁気ヘッド斜視図を示す。非磁性基板１上に
下地膜を形成後下部シールド膜2をスパッタリング法で
作製し、磁気ギャップ膜3であるAl2O3をスパッタ法によ
り形成する。この上に、再生素子としてを磁気抵抗効果
膜4をスパッタリング法で作製し、磁区制御膜5、電極膜
6を形成、さらに、磁気ギャップ層（図示せず）を形成
後、上部磁気シールド膜7としてNi-Fe膜を形成した。記
録/再生分離ヘッドでは前記磁気シールド膜は記録ヘッ
ドの下部磁極を兼ねている。次に記録電流を印加するた
めのコイル8、及び有機絶縁層9を形成後、上部磁気コア
を形成するためのレジストフレームを作製する。これ
を、表２に示すめっき浴中に浸漬し、電流密度15mA/cm2
で1層めのめっき膜10を0.5μm形成する。その後、めっ
き浴から取り出すことなく、電流密度を5mA/cm2として2
層めの磁性膜11を3μm形成する。さらに、上部コアを所
定のトラック幅に加工するため、トリミング工程を行う
場合も有る。
記録再生型磁気ヘッド斜視図を示す。非磁性基板１上に
下地膜を形成後下部シールド膜2をスパッタリング法で
作製し、磁気ギャップ膜3であるAl2O3をスパッタ法によ
り形成する。この上に、再生素子としてを磁気抵抗効果
膜4をスパッタリング法で作製し、磁区制御膜5、電極膜
6を形成、さらに、磁気ギャップ層（図示せず）を形成
後、上部磁気シールド膜7としてNi-Fe膜を形成した。記
録/再生分離ヘッドでは前記磁気シールド膜は記録ヘッ
ドの下部磁極を兼ねている。次に記録電流を印加するた
めのコイル8、及び有機絶縁層9を形成後、上部磁気コア
を形成するためのレジストフレームを作製する。これ
を、表２に示すめっき浴中に浸漬し、電流密度15mA/cm2
で1層めのめっき膜10を0.5μm形成する。その後、めっ
き浴から取り出すことなく、電流密度を5mA/cm2として2
層めの磁性膜11を3μm形成する。さらに、上部コアを所
定のトラック幅に加工するため、トリミング工程を行う
場合も有る。
【００１５】
【表２】
【００１６】このように、作製した磁気記録ヘッドは高
飽和磁束密度を有するため、高保磁力媒体にも十分記録
可能であり、さらに、高比抵抗であるため、高周波数下
においてもうず電流損失が小さいため記録磁界強度が低
下しない。
飽和磁束密度を有するため、高保磁力媒体にも十分記録
可能であり、さらに、高比抵抗であるため、高周波数下
においてもうず電流損失が小さいため記録磁界強度が低
下しない。
【００１７】図６は第５の発明の形態による磁気デイス
ク装置の構成図である。磁気デイスク装置は情報を記録
する磁気デイスク12と磁気デイスク12を回転させるモー
ター13と磁気デイスクに情報を書き込みまたは磁気デイ
スク12から情報を読み出す磁気ヘッド14と磁気デイスク
12の目標位置にきめるアクチュエータ15及びボイスコイ
ルモータ16とを備えている。また、磁気ヘッド14が取り
付けられ、磁気デイスク12とのサブミクロンスペースを
安定に維持するためのバネ17とバネ17が固定され、前記
アクチュエータ15及びボイスコイルモータ16により駆動
されるガイドアーム18を備えている。さらに、図示して
はいないが、デイスク回転制御系、ヘッド位置決め制御
系、記録/再生信号処理系とからなる。
ク装置の構成図である。磁気デイスク装置は情報を記録
する磁気デイスク12と磁気デイスク12を回転させるモー
ター13と磁気デイスクに情報を書き込みまたは磁気デイ
スク12から情報を読み出す磁気ヘッド14と磁気デイスク
12の目標位置にきめるアクチュエータ15及びボイスコイ
ルモータ16とを備えている。また、磁気ヘッド14が取り
付けられ、磁気デイスク12とのサブミクロンスペースを
安定に維持するためのバネ17とバネ17が固定され、前記
アクチュエータ15及びボイスコイルモータ16により駆動
されるガイドアーム18を備えている。さらに、図示して
はいないが、デイスク回転制御系、ヘッド位置決め制御
系、記録/再生信号処理系とからなる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の磁性膜によれば、電流密度を変
えることにより同じめっき浴中で、組成変調膜を作製で
きるため、磁気ギャップに接する側に高飽和磁束密度を
持つ膜、磁気ギャップから離れた側には高比抵抗である
磁性膜を形成できる。このような磁性膜を磁気記録ヘッ
ドの磁気コアに用いれば高磁気記録密度に対応した、高
保磁力媒体への記録磁界を十分確保でき、かつ高周波下
におけるうず電流損失が小さいので記録磁界強度の低下
が少ないヘッドを作製できる。
えることにより同じめっき浴中で、組成変調膜を作製で
きるため、磁気ギャップに接する側に高飽和磁束密度を
持つ膜、磁気ギャップから離れた側には高比抵抗である
磁性膜を形成できる。このような磁性膜を磁気記録ヘッ
ドの磁気コアに用いれば高磁気記録密度に対応した、高
保磁力媒体への記録磁界を十分確保でき、かつ高周波下
におけるうず電流損失が小さいので記録磁界強度の低下
が少ないヘッドを作製できる。
【図１】本発明によるめっき電流密度と膜組成との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明によるめっき電流密度と膜特性との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明による発生磁界強度の周波数特性を示す
図である。
図である。
【図４】本発明によるめっき膜の飽和磁束密度と発生磁
界強度の関係まとめた図である。
界強度の関係まとめた図である。
【図５】本発明による記録／再生型薄膜磁気ヘッドの斜
視図である。
視図である。
【図６】本発明による第５の実施形態による磁気デイス
ク装置の構成図である。
ク装置の構成図である。
1…基板、2…下部シールド膜、3…磁気ギャップ層、4…
磁気抵抗効果膜、5…磁区制御膜、6…電極膜、7…上部
シールド膜、8…コイル、9…有機絶縁層、10…1層めの
めっき膜、11…2層めのめっき膜、12…磁気デイスク、1
3…モータ、14…磁気ヘッド、15…アクチュエータ、16
…ボイスコイルモータ、17…バネ、18…ガイドアーム。
磁気抵抗効果膜、5…磁区制御膜、6…電極膜、7…上部
シールド膜、8…コイル、9…有機絶縁層、10…1層めの
めっき膜、11…2層めのめっき膜、12…磁気デイスク、1
3…モータ、14…磁気ヘッド、15…アクチュエータ、16
…ボイスコイルモータ、17…バネ、18…ガイドアーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳴海 俊一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 府山 盛明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 及川 玄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 5D033 BA03 BA08 BB43 CA01 DA04 5E049 AA04 AA09 AC05 BA12 CB01 KC02
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に形成された下部磁性膜と、下部
磁性膜上に形成され一端が下部磁性膜の一端に接してお
り、他端が下部磁性膜の他端に磁気ギャップを介して対
向し、磁気回路を形成する上部磁性膜と、両磁性膜の間
に電気的に絶縁された膜を介して、磁気コアと交差する
所定巻回数のコイルからなる薄膜磁気ヘッドにおいて、
上部磁性膜あるいは下部磁性膜の少なくとも一方が、同
一のめっき浴から電流密度を変化させて形成されたCo,N
i及びFeとの合金を主成分とした多層の磁性膜からなる
薄膜磁気ヘッドであり、上記多層の磁性膜はそれぞれ組
成の異なる膜であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の多層の磁性膜を用いた
薄膜磁気ヘッドにおいて、前記多層の磁性膜のうち、磁
気ギャップに接する側の磁性層の比抵抗が磁気ギャップ
から離れた側の磁性層の比抵抗よりも低いことを特徴と
する薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記多層の磁性膜のうち磁気ギャップに接する側の
磁性層の飽和磁束密度が磁気ギャップから離れた側の磁
性層の飽和磁束密度よりも大きいことを特長とする請求
項２に記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１、２及び３記載の薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、前記多層の磁性膜はCo-Ni-Fe及びCo-Ni-Fe
-X(X=Cr,Mo,W,P)の組成変調膜からなり、前記多層の磁
性膜の組成はCo:50-60,Ni:13-21,Fe22-30(at%),であ
り、これに、Cr,Mo,W,Pの少なくとも一種類以上の元素
が5at%以下添加された軟磁性合金薄膜であることを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜磁
気ヘッドと磁気抵抗効果素子とを組み合わせた複合型磁
気ヘッド。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の磁気ヘ
ッドを搭載した磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24475699A JP2001067615A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24475699A JP2001067615A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001067615A true JP2001067615A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17123440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24475699A Pending JP2001067615A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001067615A (ja) |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24475699A patent/JP2001067615A/ja active Pending
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