JP2001084540A - 磁気ヘッドの検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＲヘッドのシールド膜構造及び材料等の影
響を受けず、しかもセンサー部の温度上昇に伴う影響を
極力抑えて簡便にＭＲヘッドの標準特性を検査すること
が可能な磁気ヘッドの検査装置を提供することにある。 【解決手段】 磁気抵抗効果ヘッドとインダクティブヘ
ッドとを備えた磁気ヘッドの検査装置である。磁気抵抗
効果ヘッド１０のセンサー部にセンス電流を供給するセ
ンス電流供給手段２と、インダクティブヘッドのコイル
にパルス電流を入力するパルス電流発生手段３と、パル
ス電流の入力に伴いコイルから発生するパルス磁界に対
応したセンサー部の出力を検出する検出手段４とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
などの磁気媒体に記録された信号の再生を行う磁気抵抗
効果ヘッド（異方性磁気抵抗効果ヘッド（ＡＭＲヘッ
ド）及び巨大磁気抵抗効果ヘッド（ＧＭＲヘッド）があ
るが、以下、これらを単に「ＭＲヘッド」と総称す
る。）を備えた磁気ヘッドの検査方法および検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置等の記録再生用
の薄膜磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果を利用したＭＲ
ヘッドを搭載したものが実用化されている。

【０００３】ＭＲヘッドは、磁気抵抗効果を利用したも
のであるため、磁気記録媒体との相対速度に依存するこ
となく大きな再生出力を得ることができる利点がある
が、静電気に対する耐性が若干弱いという欠点を有して
いる。従って、ＭＲヘッドの製造工程では、ＭＲヘッド
のセンサー部が正常な働きをしていることを検査する必
要がある。

【０００４】ＭＲヘッドの検査方法に関する従来技術と
して、特開平０６−１５０２６４号公報に開示された技
術が知られている。この従来技術（以下、「従来技術
１」という。）は、ＭＲヘッドの空気ベアリング面に垂
直に、正弦波状に変化する交番磁界としてヘルムホルツ
コイルから発生する外部磁界を印加し、この外部磁界の
変化に対するＭＲヘッドの電磁変換特性を測定し、この
電磁変換特性からＭＲヘッドを検査する技術である。

【０００５】一方、ＭＲヘッドのセンサー部に隣接して
記録用のインダクティブヘッドを装備した複合型の磁気
ヘッドの検査方法として、このインダクティブヘッドの
コイルに直流電流又は交流電流を入力し、これに伴い発
生する磁界を外部磁界としてＭＲヘッドの電磁変換特性
を測定し、この電磁変換特性からＭＲヘッドを検査する
方法が知られている（以下、同方法を「従来技術２」と
いう）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
技術１の検査方法では、別の手法で発生させた一様外部
磁界中にＭＲヘッド全体をさらしてそのセンサー部の検
査を行うため、センサー部を囲むシールド膜の構造、材
料等によっては、シールド膜に外部磁界が吸収されてし
まい、検査に必要な十分な外部磁界がセンサー部へ到達
しないという現象が発生する。このため、シールド膜の
構造、材料が異なるＭＲヘッドを検査する場合、印加外
部磁界の影響を事前に調査しなければならず、シールド
膜の構造、材料等が不明のＭＲヘッドでは電磁変換特性
の測定が困難になるという問題がある。

【０００７】また、従来技術２の方法では、センサー部
への磁界到達はシールド膜の構造等の影響を受けないも
のの、電流の通電時間によってはインダクティブコイル
が発熱し、センサー部の出力に影響を及ぼすことが判明
した。すなわち、例えば、インダクティブコイルへ４０
ｍＡの直流電流を数秒間通電すると、ジュール熱によっ
てコイルが加熱されこれに伴ってセンサー部の温度が約
２０℃上昇し、センサー部の抵抗値が約２Ω上昇するこ
とが判明した。このようなセンサー部の温度上昇による
抵抗変化は、結果的にセンサー部における正確な磁気抵
抗特性が得られなくなり精度の高い検査が不可能になる
という問題がある。

【０００８】したがって、本発明の目的は、ＭＲヘッド
のシールド膜構造及び材料等の影響を受けず、しかもセ
ンサー部の温度上昇に伴う影響を極力抑えて簡便にＭＲ
ヘッドの標準特性（記録媒体への書き込み、再生特性に
相当する特性）を検査することが可能な磁気ヘッドの検
査方法及びこれに用いて好適な磁気ヘッドの検査装置を
提供することにある。

【０００９】上述のように、ＭＲヘッドは再生専用のヘ
ッドであるので、通常は、このＭＲヘッドに隣接して、
磁気ディスクに情報を記録するためのインダクティブヘ
ッドを形成した複合型磁気ヘッドとしている。また、Ｍ
Ｒヘッドのセンサー部は、磁気ディスクの記録信号から
の必要な信号磁界以外の漏洩磁界を防ぐ為に、シールド
膜と呼ばれる３μｍ程度の軟磁性膜を備えており、かか
るシールド膜は、通常上部シールド膜と下部シールド膜
とからなり、上部シールド膜は通常インダクティブヘッ
ドの下部コアを兼備した構成を採っている。

【００１０】かかる構成において、インダクティブヘッ
ドのコイルへ通電して情報を記録する場合には、ＭＲヘ
ッドのセンサー部にも、この通電量に比例したヘッド磁
界が加わることになる。

【００１１】しかし、上述のように、インダクティブヘ
ッドのコイルへ直流又は交流電流を通電すると、インダ
クティブヘッドのコイルが発熱し、この熱によるセンサ
ー部抵抗変化が発生してしまう問題がある。

【００１２】本発明者らは、かかるインダクティブヘッ
ドのコイルへの通電時間とセンサー部の温度変化の関係
について鋭意検討した結果、所定のパルス電流値で所定
のパルス時間のパルス電流を入力することにより、磁気
抵抗効果ヘッドのセンサー部発熱を抑えた状態で当該磁
気抵抗効果ヘッドの特性を測定し得ることを知見した。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記知見に基
づきなされたものであり、磁気抵抗効果ヘッドとインダ
クティブヘッドとを備えた磁気ヘッドの検査方法であっ
て、磁気抵抗効果ヘッドにセンス電流を印加した状態で
インダクティブヘッドのコイルにパルス電流を印加して
外部磁界を発生させ、該外部磁界の発生に伴い変化する
前記磁気抵抗効果ヘッドのセンサー部の出力に基づいて
該磁気抵抗効果ヘッドを検査することを第１の特徴とし
ている。

【００１４】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
磁気ヘッドの検査方法において、前記パルス電流が、所
定の電流値でかつ前記磁気抵抗効果ヘッドが温度変化し
ないパルス時間内にあることを特徴としている。

【００１５】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
磁気ヘッドの検査方法において、前記パルス電流が、所
定の電流値でかつ前記磁気抵抗効果ヘッドの温度上昇が
該パルス電流のパルス時間とが線形関係にあるパルス時
間内にあることを特徴としている。

【００１６】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
磁気ヘッドの検査方法において、前記パルス電流のパル
ス時間が、０．１μ秒〜２００μ秒であることを特徴と
している。

【００１７】また、本発明は、磁気抵抗効果ヘッドとイ
ンダクティブヘッドとを備えた磁気ヘッドの検査装置で
あって、前記磁気抵抗効果ヘッドのセンサー部にセンス
電流を供給するセンス電流供給手段と、インダクティブ
ヘッドのコイルにパルス電流を入力するパルス電流発生
手段と、該パルス電流の入力に伴い前記コイルから発生
するパルス磁界に対応した前記センサー部の出力を検出
する検出手段とを備えていることを特徴としている。

【００１８】本発明に係る磁気ヘッドの検査方法におい
ては、インダクティブヘッドのコイルへ入力するパルス
電流の電流値は、磁気抵抗効果ヘッドの出力電圧が飽和
する範囲内で、かつインダクティブヘッドからのパルス
磁界による当該磁気抵抗効果ヘッドのセンサー部の出力
が得られる電流値とする。

【００１９】また、本発明に係る磁気ヘッドの検査方法
において、検査対象となる磁気ヘッドにおけるインダク
ティブヘッドのコイルの抵抗値は、３〜２０Ωである。

【００２０】また、本発明に係る磁気ヘッドの検査方法
において、検査対象となる磁気ヘッドはその状態によら
ない。すなわち、検査対象となるＭＲヘッド及びインダ
クティブヘッドを備えた磁気ヘッドが、ウェハー基板上
に複数個に形成されて切断されずにある状態、ウェハー
基板を複数の磁気ヘッドを含む列単位に切断しコアスラ
イダー単体へ切り離す前のローバーと称するヘッドブロ
ックの状態、このローバーを切り離したコアスライダー
の状態、コアスライダーを引き出し線とともに支持バネ
に組み込んだＨＧＡ（ヘッド・ジンバル・アセンブリ）
の状態、あるいはこのＨＧＡを複数本組み込んで磁気デ
ィスク装置へ搭載する前のＨＳＡ（ヘッド・スタック・
アセンブリ）の状態いずれの状態をも含むものである
が、これらの中でも、特にＨＳＡの状態における磁気ヘ
ッドを検査対象とすることが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。なお、本発明は、本実施形態に
限定されるものではない。

【００２２】図１は、本発明に係る磁気ヘッド検査装置
の一実施形態の概略ブロック図である。同図において、
符号１０は検査すべき磁気ヘッドを示している。

【００２３】磁気ヘッド検査装置１は、ＭＲヘッドのセ
ンサー部にセンス電流を供給するセンス電流供給手段２
と、インダクティブヘッドのコイルにパルス電流を入力
するパルス電流発生器（任意パルス電流発生手段）３
と、パルス電流の入力に伴いコイルから発生するパルス
磁界に対応したセンサー部の出力を検出するリードアン
プ（検出手段）４とを備えている。

【００２４】また、磁気ヘッド検査装置１は、リードア
ンプ４の出力を増幅する出力電圧増幅器５と、出力電圧
増幅器５の出力波形を表示するデジタルオシロスコープ
６と、デジタルオシロスコープ６の波形を取り込んで解
析したり任意パルス電流発生器３の各種設定等を行うコ
ンピュータユニット７とを備えており、このコンピュー
タユニット７によって、パルス電流発生器３で入力する
パルス電流の強度、極性、パルス幅及び回数等の各種設
定を行うとともにトリガー信号の発生指令を出させるこ
とで一連の検査を自動的に行えるようになっている。

【００２５】上記磁気ヘッド検査装置１においては、上
記インダクティブヘッドのコイルに入力するパルス電流
に伴い発生するパルス磁界に対応してＭＲヘッド１０の
センサー部から発生した出力電圧を、リードアンプ４で
読み込んで出力電圧増幅器５にて増幅し、これをデジタ
ルオシロスコープ６に取り込み、信号処理を行ってコン
ピュータユニット７にてデータを集計し、ＭＲヘッド１
０の標準特性の検査を行う。

【００２６】上記磁気ヘッド検査装置１では、検査対象
となるＭＲヘッド及びインダクティブヘッドを備えた磁
気ヘッドが、ウェハー基板上に複数個に形成されて切断
されずにある状態、上記ヘッドブロックの状態、上記コ
アスライダーの状態、上記ＨＧＡの状態、あるいは上記
ＨＳＡの状態のいずれの状態でも検査が可能であるが、
ウェハー基板上にある状態、ヘッドブロック又はコアス
ライダーの状態では、ＭＲヘッドのセンサー部の出力電
極用の出力検出端子としてプローブピン（探針）を備え
たリードアンプを使用し、ＨＧＡ又はＨＳＡの状態で
は、引出線からの出力、又は引出線に取り付けたコネク
タからの出力を検出可能な端子を備えたリードアンプを
使用する。

【００２７】次に、本発明に係る磁気ヘッド検査方法の
一実施形態として、上記磁気ヘッド検査装置１を使用し
た場合の手順について、図２のフローチャートに基づい
て説明する。

【００２８】まず、ＭＲヘッドの特性評価に用いる外部
磁場を発生させるためのインダクティブヘッドのコイル
へ入力するパルス電流の大きさ、パルス幅及び極性を設
定する（ステップＳ１）。

【００２９】次に、検査すべきＭＲヘッド１０のセンサ
ー部にセンス電流をセンス電流供給手段２から供給して
印加する（ステップＳ２）。センス電流の大きさは、例
えば、数ｍＡ〜数十ｍＡとすることができる。センス電
流の大きさ、極性は固定値であってもよいし、必要であ
れば適宜変化させても良い。

【００３０】次に、センス電流を印加した状態でＭＲヘ
ッド１０のセンサー部へパルス磁界を入力し、リードア
ンプ４で読み出したセンサー部の出力電圧を、出力電圧
増幅器５で増幅し、デジタルオシロスコープ６に波形と
して取り込む。

【００３１】そして、このオシロスコープ６からデジタ
ルデータを、波形解析等のデータとしてコンピュータユ
ニット７に取り込む（ステップＳ３）。

【００３２】さらに、最終的に取り込んだデータに基づ
いて標準特性評価データを得る（ステップＳ４）。

【００３３】なお、ステップＳ３において、入力するパ
ルス電流を正方向と逆方向へ変化させ、それぞれの出力
電圧を取り込むことで、ＭＲヘッドの出力波形上下非対
称特性を自動的に検査することができる。また、出力電
圧をステップＳ５のルーチンで繰り返し測定を行うこと
で、出力変動、出力上下非対称変動、あるいはバルクハ
ウゼンノイズ等のＭＲヘッドの諸特性の経時変化を自動
的に検査することが可能である。

【００３４】以上説明したように、本実施形態の磁気ヘ
ッドの検査装置及びこれを使用した磁気ヘッドの検査方
法によれば、ＭＲヘッドのシールド膜構造及び材料等の
影響を受けず、しかもセンサー部の温度上昇に伴う影響
を極力抑えて簡便にＭＲヘッドの標準特性を検査するこ
とができる。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００３６】本実施例では、ＨＳＡの状態における磁気
ヘッドの検査を行った。

【００３７】まず、インダクティブコイルに入力するパ
ルス電流の電流値の大きさを設定するため、２つの異な
るサンプルについてインダクティブヘッドのコイルへパ
ルス電流値を変化させて入力し（パルス時間は６μ秒で
固定）、ＭＲヘッドの出力電圧値を求めた。結果を図３
に示す。横軸はインダクティブヘッドのコイルへ入力す
るパルス電流の通電量、縦軸はＭＲヘッドの出力電圧で
ある。同図に示したように、本実施例におけるサンプル
では、インダクティブヘッドのコイルへの通電量が約４
０ｍＡ0-pで、ＭＲヘッドのセンサー部の出力電圧が飽
和した。したがって、本実施例では、通電量の最大値は
４０ｍＡ0-p以内で十分であるが、インダクティブヘッ
ドからのパルス磁界によるＭＲヘッドのセンサー部の出
力を得る上で、下限は２０ｍＡ0-pとした。

【００３８】次に、以下の測定条件で、ＭＲヘッドのセ
ンサー部の温度変化を求めた。

【００３９】〔測定条件〕 センス電流＝１０ｍＡ（固定） パルス時間（パルス幅）＝６μ秒〜２５０μ秒 図４は、インダクティブヘッドコイルへ入力したパルス
電流（パルス電流値±４０ｍＡ0-p、パルス時間６μ
秒）の一波形を示したものであり、横軸は時間、縦軸は
電流値である。

【００４０】図５は、インダクティブヘッドのコイルへ
通電したときのセンサー部の温度上昇を測定した結果を
示したものである。横軸はパルス時間（パルス幅）、縦
軸はインダクティブヘッドの電流及びセンサー部の温度
変化量である。なお、同図において、インダクティブヘ
ッドのコイルへの入力電流値が、パルス時間が短くなる
につれて降下しているのは、パルス電流発生器の装置限
界によるものである。同図に示したように、インダクテ
ィブヘッドのコイルへの通電時間が約１００μ秒を越え
ると、センサー部の温度がパルス時間に対して線形的に
上昇し始め、２００μ秒を越えると、この線形関係も保
たれなくなることが確認された。したがって、パルス時
間の上限については、１００μ秒以内とすることがより
好ましく、また、センサー部の温度上昇とパルス時間と
の線形性が保たれる範囲であれば温度補正を行うことで
対応が可能であるので、２００μ秒以内とすることが好
ましい。

【００４１】一方、パルス時間の下限については、上述
したように、インダクティブヘッドからのパルス磁界に
よるＭＲヘッドのセンサー部の出力を得る上で十分な電
流値（２０ｍＡ0-p）であれば、本実施例における６μ
秒以下、例えば、０．１μ秒でもよい。

【００４２】図６及び図７は、上記測定条件において測
定した正常なヘッドと出力波形が不良なヘッドの２つの
ＭＲヘッドについてセンサー部の出力波形をデジタルオ
シロスコープで観察した結果であり、横軸は時間、縦軸
は出力電圧を示している。

【００４３】これらの図にみられるように、正常なＭＲ
ヘッドでは、出力上下対称の出力結果が得られ、また、
異常なＭＲヘッドでは、出力上下非対称の出力結果が得
られた。したがって、本実施例によれば、正常ヘッド、
異常ヘッドのいずれの場合にもその出力特性を容易に検
査できることが確認された。

【００４４】また図８は、図７の結果についてピークホ
ールド処理を施した出力電圧波形である。横軸は時間、
縦軸は出力電圧である。プラス側出力電圧値の絶対値を
Ｖｐ、マイナス側出力電圧値の絶対値をＶｎとすると、
出力電圧Ｖo＝Ｖｐ＋Ｖｎ、出力波形上下非対称Ｖas＝
（Ｖｐ−Ｖｎ）／（Ｖｐ＋Ｖｎ）×１００（％）でそれ
ぞれ表すことができる。このＭＲヘッドの出力波形を多
数回取り込み、データ処理することで、ＭＲヘッドの諸
特性を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係る磁気ヘッドの検査方法よれ
ば、ＭＲヘッドの出力特性等の標準特性を短時間にかつ
簡便に測定可能である。また、ＭＲヘッド及びインダク
ティブコイルの断線などの単純な不良をＭＲヘッドの標
準特性の測定と同時に検査可能である。

【００４６】本発明に係る磁気ヘッド検査装置によれ
ば、上記方法を好適に実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ヘッドの検査装置の一実施形
態を示す概略ブロック図である。

【図２】同実施形態における制御プログラムのフローチ
ャートである。

【図３】本発明の一実施例によるインダクティブヘッド
へ入力したパルス電流の電流値とＭＲヘッドのセンサー
部の出力との関係を示す図である。

【図４】本実施例において入力したパルス電流の入力波
形を示す図である。

【図５】同実施例においてインダクティブヘッドへ入力
したパルス電流のパルス時間と、同電流値及びＭＲ磁気
ヘッドの温度変化との関係を示す図である。

【図６】同実施例における正常ヘッドの出力特性を示す
図である。

【図７】同実施例における異常ヘッドの出力特性を示す
図である。

【図８】図７のピ−クホールド処理後の出力電圧波形を
示す図である。

【符号の説明】

１：磁気ヘッド検査装置、２：センス電流供給手段、
３：任意パルス電流発生器（パルス電流発生手段）、
４：リード・アンプ（出力検出手段）、１０：ＭＲヘッ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐鎌 義彬 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 (72)発明者 露木 信乃夫 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 (72)発明者 福元 剛之 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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気抵抗効果ヘッドとインダクティブヘ
   ッドとを備えた磁気ヘッドの検査方法であって、磁気抵
   抗効果ヘッドにセンス電流を印加した状態でインダクテ
   ィブヘッドのコイルにパルス電流を印加して外部磁界を
   発生させ、該外部磁界の発生に伴い変化する前記磁気抵
   抗効果ヘッドのセンサー部の出力に基づいて該磁気抵抗
   効果ヘッドを検査することを特徴とする磁気ヘッドの検
   査方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁気ヘッドの検査方法
   において、前記パルス電流が、所定の電流値でかつ前記
   磁気抵抗効果ヘッドが温度変化しないパルス時間内にあ
   ることを特徴とする磁気ヘッドの検査方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の磁気ヘッドの検査方法
   において、前記パルス電流が、所定の電流値でかつ前記
   磁気抵抗効果ヘッドの温度変化と該パルス電流のパルス
   時間とが線形関係にあるパルス時間内にあることを特徴
   とする磁気ヘッドの検査方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の磁気ヘッドの検査方法
   において、前記パルス電流のパルス時間が、０．１μ秒
   〜２００μ秒であることを特徴とする磁気ヘッドの検査
   方法。
5. 【請求項５】 磁気抵抗効果ヘッドとインダクティブヘ
   ッドとを備えた磁気ヘッドの検査装置であって、前記磁
   気抵抗効果ヘッドのセンサー部にセンス電流を供給する
   センス電流供給手段と、インダクティブヘッドのコイル
   にパルス電流を入力するパルス電流発生手段と、該パル
   ス電流の入力に伴い前記コイルから発生するパルス磁界
   に対応した前記センサー部の出力を検出する検出手段と
   を備えていることを特徴とする磁気ヘッドの検査装置。