JP2002133621A - 磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置 - Google Patents
磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置Info
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Abstract
か否かを正しく判断でき、かつ製造コストの増大を防ぐ
ことができる、MR素子を有する磁気ヘッドの検査方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しな
い状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、磁気ヘッ
ドのMR素子にセンス電流を流すと共にこのセンス電流
を変化させ、センス電流の種々の値に対してMR素子か
ら出力されるノイズ信号を測定することによってMR素
子の良否を判断する。
Description
R)素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置に関す
る。
ヘッドとして、読出しヘッド部にMR素子を用いること
は極めて一般的に行われている。最近では、スピンバル
ブ磁気抵抗効果等の巨大磁気抵抗効果(GMR)やトン
ネル磁気抵抗効果(TMR)を利用したMR素子が量産
化され始めている。
抵抗効果を利用したものであるため、磁気媒体との相対
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
きるが、その反面、バルクハウゼンノイズを発生する不
良品が生成されてしまう可能性がある。
磁性体内の欠陥や夾雑物等にひっかかりながら移動する
ことに起因するものであり、このようなノイズを生じる
ヘッドでは一部の領域で正常な再生動作ができず、再生
データエラーを起したり、サーボ信号生成で不都合が生
じる。このため、この種のMR素子を有する磁気ヘッド
製造時の検査においては、バルクハウゼンノイズ等のノ
イズを発生しない良品であることを確認する必要があ
る。
て2種類の方法がある。
ドを単体として形成してこれをサスペンションに取り付
けてヘッドジンバルアセンブリ(HGA)を完成させた
後、このHGAを電磁変換特性測定装置に取付けて検査
するものである。電磁変換特性測定装置では、MR素子
に一定電流を流すと共に磁気ヘッドを実際に磁気ディス
ク上で走らせ、その結果、MR素子から得られる出力電
圧波形からベースラインシフトやポッピングを検出する
ことによってバルクハウゼンノイズ発生の有無が判断さ
れる。
に配列された複数のMR素子を有する磁気ヘッドに、こ
れらヘッドの空気ベアリング面に垂直な外部磁界を印加
し、この外部磁界の変化に対する各MR素子の出力特
性、即ちρ−H特性を検出し、そのトランスファーカー
ブ上にヒステリシスループがあるかどうかでバルクハウ
ゼンノイズ発生の有無を判断するものである。
第1の検査方法は、付加価値の高いHGAまで完成した
後の検査であるため、バルクハウゼンノイズの発生が確
認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断された場
合、HGAごと破棄することとなるから1不良品毎の損
失が大きく、これは製造コストの増大につながる。
部磁界が磁気ヘッド全体に印加されるため、MR素子の
磁気シールド全体の磁化が変化してしまう。このため、
MR素子からの出力波形の歪が磁気シールドの磁化変化
によるものなのか、MR素子自体が発生するバルクハウ
ゼンノイズによるものなのか明確に判別できず、MR素
子が不良であるかどうかの検査を正しく行うことができ
ない。
ハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断でき、か
つ製造コストの増大を防ぐことができる、MR素子を有
する磁気ヘッドの検査方法及び装置を提供することにあ
る。
べき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の
磁界を印加した状態で、磁気ヘッドのMR素子にセンス
電流を流すと共にこのセンス電流を変化させ、センス電
流の種々の値に対してMR素子から出力されるノイズ信
号を測定することによってMR素子の良否を判断する検
査方法が提供される。
電流の変化した種々の値に対してMR素子から出力され
るノイズ信号を測定することによってこのMR素子の良
否を判断している。このように、センス電流をスィープ
するのみだけでMR素子から出力されるノイズ信号を検
出してバルクハウゼンノイズの有無を判断しているの
で、MR素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがな
いから、MR素子がバルクハウゼンノイズを発生するか
否かを正しく判断することができる。
上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの1つで
あることが好ましい。回転する磁気ディスクから実際に
磁気情報を読み出す必要もないので、このようにHGA
として組み立てる前の段階であるウエハ上又はバー上
の、場合によってバーから個々に切出されたスライダ上
の磁気ヘッドに対して検査を行うことができる。その結
果、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気
ヘッドが不良品であると判断され破棄された場合にも、
損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことが
できる。
によってMR素子の良否を判断することが好ましい。こ
の場合、センス電流を開始値から終了値まで変化させる
間に測定したノイズ信号が閾値を越える回数を計数し、
計数値が許容値を越えた場合にMR素子が不良品である
と判断することがより好ましい。
あらかじめ測定した回路ノイズとに基づいて定められる
ことが好ましい。このヘッド抵抗ノイズが、MR素子の
抵抗値を測定し、測定した抵抗値とセンス電流値とから
MR素子の温度を算出し、算出した温度と測定した抵抗
値とから算出されることがより好ましい。
界を印加し、閾値を変化させることによりバルクハウゼ
ンノイズの発生しない最低閾値を求めてその値に定めら
れることも好ましい。
依存性を検出することによってMR素子の良否を判断す
ることも好ましい。この場合、測定したノイズ信号とセ
ンス電流との関係を1次式で近似しておき、測定したノ
イズ信号と近似した1次式による近似値との相関係数を
求め、求めた相関係数と上述の1次式の係数とによって
MR素子の良否を判断することがより好ましい。
ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印
加した状態で、各磁気ヘッドのMR素子にセンス電流を
流すと共にこのセンス電流を変化させる手段と、センス
電流の種々の値に対してMR素子から出力されるノイズ
信号を測定する測定手段と、測定手段の測定結果に応じ
てMR素子の良否を判断する判定手段とを備えた検査装
置が提供される。
上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの1つで
あることが好ましい。
比較することによってMR素子の良否を判断する手段で
あることが好ましい。この場合、判断する手段が、セン
ス電流を開始値から終了値まで変化させる間に、測定し
たノイズ信号が閾値を越える回数を計数する手段と、計
数値が許容値を越えた場合にMR素子が不良品であると
判断する手段とを含んでいることがより好ましい。
め測定した回路ノイズとに基づいて閾値を定める閾値設
定手段をさらに備えたことも好ましい。この閾値設定手
段が、MR素子の抵抗値を測定する手段と、測定した抵
抗値とセンス電流値とからMR素子の温度を算出する手
段と、算出した温度と測定した抵抗値とからヘッド抵抗
ノイズを算出する手段とを含むことがより好ましい。
する手段と、閾値を変化させることによりバルクハウゼ
ンノイズの発生しない最低閾値を求めてこの求めた最低
閾値に閾値を定める閾値設定手段をさらに備えたことも
好ましい。
るセンス電流依存性を検出することによってMR素子の
良否を判断する手段であることが好ましい。この判断す
る手段が、測定したノイズ信号とセンス電流との関係を
1次式で近似しておく手段と、測定したノイズ信号と近
似した1次式による近似値との相関係数を求める手段
と、求めた相関係数と上述の1次式の係数とによってM
R素子の良否を判断する手段とを備えたことも好まし
い。
態を詳細に説明する。
子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に
示すブロック図である。
素子10aとインダクティブ素子10bとを有する磁気
ヘッド、11はこの磁気ヘッド10に電気的に接続され
たヘッドアンプであるリード/ライトIC、12は一方
の入力端子がリード/ライトIC11の読出し信号出力
端子に接続された比較器、13は比較器12の他方の入
力端子にそのアナログ出力端子が接続されたD/Aコン
バータ、14は比較器12の出力端子に入力端子が接続
されたカウンタ、15はカウンタ14の出力端子及びリ
セット端子、D/Aコンバータ13のデジタル入力端
子、並びにリード/ライトIC11のセンス電流制御端
子及びMR素子抵抗値出力端子に接続されたデジタルコ
ンピュータをそれぞれ示している。
0aとインダクティブ素子10bとをこの検査装置のリ
ード/ライトIC11に接続する。本実施形態において
は、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態
で検査が行われる。
多数配列された磁気ヘッドの1つ、ヘッドブロック(バ
ー)上に多数配列された磁気ヘッドの1つ、又はバーか
ら個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。な
お、本発明の検査のみを実施する場合には、MR素子1
0aのみを接続すればよいことは明らかである。
ュータ15の処理内容の一部を示すフローチャートであ
る。
検査開始の指示に応答してまず初期化処理を行う(ステ
ップS21)。この初期化処理は、図3に示すルーチン
で行われる。
sstartに設定するようなセンス電流制御信号をリ
ード/ライトIC11に送る(ステップS211)と共
に、カウンタ14にリセット信号を送ってリセットする
(ステップS212)。
(ステップS22)。この閾値電圧の設定処理は、図4
に示すルーチンで行う。
きのセンス電流IsにおけるMR素子抵抗値の測定情報
を入手する(ステップS221)。得られたMR素子抵
抗値とセンス電流値Isとから素子温度を計算で求める
(ステップS222)。さらに、MR素子抵抗値と算出
した素子温度とからヘッド抵抗ノイズNheadを算出
する(ステップS223)。
子温度、RはMR素子抵抗値、BWは周波数帯域であ
る。
イズNsysとこのヘッド抵抗ノイズNheadとを合
計し、誤検出防止のために安全係数Csafを乗算して
閾値を決定する(ステップS224)。例えばCsaf
√(Nsys 2+Nhead 2)から決定し、閾値制御
信号をD/Aコンバータ13へ出力すること(ステップ
S225)によって、決定した閾値に対応する電圧が比
較器12に印加される。
値電圧を越えるノイズ信号がリード/ライトIC11か
ら出力されるかどうか所定時間監視する(ステップS2
3)。閾値電圧を越えるノイズ信号が出力されれば、ノ
イズ検出信号が比較器12から出力され、カウンタ14
が1つカウントアップする。
stepの処理を行ってセンス電流Isをわずかに増大
させるようなセンス電流制御信号をリード/ライトIC
11に送る(ステップS24)。
スィープ終了値Isstopを越えたかどうかチェック
し(ステップS25)、越えていない場合はステップS
22に戻ってステップS22〜S25の処理を繰り返
す。
stopを越えた場合は、カウンタ14のカウント値か
らノイズの発生回数を知り、その発生回数が許容値を越
えているかどうかチェックする(ステップS26)。
ドはバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判
断し(ステップS27)、この検査を終了する。
ドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると判
断する(ステップS28)。多くの場合、このような不
良品の磁気ヘッドは破棄される。
全く印加しない場合であっても、MR素子のセンス電流
を変化させてそのバイアス点を変化させると、バルクハ
ウゼンノイズの発生する不良品の場合には比較的大きな
ノイズ信号が発生し、バルクハウゼンノイズの発生しな
い良品の場合にはそのようなバイアス点に依存する比較
的大きなノイズ信号は生じないことを見出した。図5
は、その様子を示しており、Aはバルクハウゼンノイズ
の発生する不良品から出力されるノイズ信号、Bはバル
クハウゼンノイズの発生しない良品から出力されるノイ
ズ信号をそれぞれ示している。なお、図5において、横
軸はMR素子に流されるセンス電流、縦軸はMR素子か
ら出力されるノイズ信号電圧をそれぞれ表している。
所定の範囲内で変化させる間に、MR素子から出力され
るノイズ信号が閾値を何回上回るかを計数し、その回数
が許容値を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生し
ている判断をすれば、MR素子に外部磁界を全く印加す
ることなくかつHGAに組み上げる前にMR素子の良否
を判断することができる。外部磁界が全く印加されない
ので、MR素子の磁気シールドが磁化変化を起すことが
なく、従ってMR素子がバルクハウゼンノイズを発生す
るか否かを正しく判断することができる。しかも、本実
施形態では、検査される磁気ヘッドが、HGAとして組
み立てる前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々の
スライダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁
気ヘッドが不良品であると判断されて破棄された場合に
も、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐこ
とができる。
て、比較器12の閾値電圧の設定処理の他の例を示すフ
ローチャートである。
ず、MR素子の縦バイアス方向、即ちMR素子を単磁区
化するための永久磁石の着磁方向と同一方向、に十分な
強さの外部磁界を印加する(ステップS61)。これに
りMR素子の磁区を単磁区化しバルクハウゼンノイズが
発生しない状態とする。
の実施形態と同様の測定を行ってそのときの閾値電圧を
越えるノイズ信号が全く生じない最低の閾値、即ちバル
クハウゼンノイズの発生しない最低の閾値を求め、その
値に閾値を決定する(ステップS62)。その後、外部
磁界の印加を終了する(ステップS63)。
及び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様であ
る。
子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に
示すブロック図及び信号波形図である。
素子70aとインダクティブ素子70bとを有する磁気
ヘッド、71はこの磁気ヘッド70に電気的に接続され
たヘッドアンプであるリード/ライトIC、72は入力
端子がリード/ライトIC71の読出し信号出力端子に
接続されたピーク保持回路、73はピーク保持回路72
の出力端子に入力端子が接続されたA/Dコンバータ、
75はA/Dコンバータ73のデジタル出力端子及びリ
ード/ライトIC71のセンス電流制御端子に接続され
たデジタルコンピュータをそれぞれ示している。
0aとインダクティブ素子70bとをこの検査装置のリ
ード/ライトIC71に接続する。本実施形態において
は、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態
で検査が行われる。
多数配列された磁気ヘッドの1つ、ヘッドブロック(バ
ー)上に多数配列された磁気ヘッドの1つ、又はバーか
ら個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。な
お、本発明の検査のみを実施する場合には、MR素子7
0aのみを接続すればよいことは明らかである。
C71からのノイズ信号の各ピーク値を検出し、そのピ
ーク値からのエンベロープ信号を出力する。このエンベ
ロープ信号はA/Dコンバータ73によってデジタル信
号に変換され、コンピュータ75に入力される。
75の処理内容の一部を示すフローチャートである。
検査開始の指示に応答してまずセンス電流Isをスィー
プ開始値Isstartに設定するようなセンス電流制
御信号をリード/ライトIC71に送る(ステップS8
1)。
イズ信号を所定時間測定し、平均ノイズ電圧を求める
(ステップS82)。
た後、Is=Is+Isstepの処理を行ってセンス
電流Isをわずかに増大させるようなセンス電流制御信
号をリード/ライトIC11に送る(ステップS8
3)。
スィープ終了値Isstopを越えたかどうかチェック
し(ステップS84)、越えていない場合はステップS
82に戻ってステップS82〜S84の処理を繰り返
す。
stopを越えた場合は、センス電流と求めた平均ノイ
ズ電圧との関係を1次式で近似し、測定したノイズ信号
と近似した1次式による近似値との相関係数を求める
(ステップS85)。
数とが許容範囲内であるかどうか判別する(ステップS
86)。
はバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判断
し(ステップS87)、この検査を終了する。
ッドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると
判断する(ステップS88)。多くの場合、このような
不良品の磁気ヘッドは破棄される。
電流依存性を直線との相関係数を求め、その係数が許容
範囲を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生してい
る判断すれば、MR素子に外部磁界を全く印加すること
なくかつHGAに組み上げる前にMR素子の良否を判断
することができる。外部磁界が全く印加されないので、
MR素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがなく、
従ってMR素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否
かを正しく判断することができる。しかも、本実施形態
では、検査される磁気ヘッドが、HGAとして組み立て
る前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々のスライ
ダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁気ヘッ
ドが不良品であると判断されて破棄された場合にも、損
失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことがで
きる。
び作用効果は、図1の実施形態の場合と全く同様であ
る。
に全く磁界を印加しない状態で検査を行っているが、M
R素子の磁気シールドの磁化が変化しないような弱い一
定の磁界を印加した状態で検査を行っても同様の効果を
得ることが可能である。
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
無磁場状態又はこれに近い状態で、センス電流の変化し
た種々の値に対してMR素子から出力されるノイズ信号
を測定することによってこのMR素子の良否を判断して
いる。このように、センス電流をスィープするのみだけ
でMR素子から出力されるノイズ信号を検出してバルク
ハウゼンノイズの有無を判断しているので、MR素子の
磁気シールドが磁化変化を起すことがないから、MR素
子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判
断することができる。さらに、検査すべき磁気ヘッドが
回転する磁気ディスクから実際に磁気情報を読み出す必
要もないので、HGAとして組み立てる前の段階である
ウエハ上又はバー上の、場合によってバーから個々に切
出されたスライダ上の磁気ヘッドに対して検査を行うこ
とができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生が
確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断され破
棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を
最小限に防ぐことができる。
気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック
図である。
の処理内容の一部を示すフローチャートである。
の処理内容の一部を示すフローチャートである。
の処理内容の一部を示すフローチャートである。
び発生しない磁気ヘッドについて、センス電流に対する
MR素子のノイズ信号電圧特性を表す図である。
すフローチャートである。
磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロッ
ク図及び信号波形図である。
の処理内容の一部を示すフローチャートである。
Claims (18)
- 【請求項1】 検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しな
い状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、該磁気ヘ
ッドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流すと共に該セ
ンス電流を変化させ、該センス電流の種々の値に対して
該磁気抵抗効果素子から出力されるノイズ信号を測定す
ることによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断するこ
とを特徴とする磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの
検査方法。 - 【請求項2】 前記検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブ
ロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの
1つであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記測定したノイズ信号を閾値と比較す
ることによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断するこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記センス電流を開始値から終了値まで
変化させる間に前記測定したノイズ信号が閾値を越える
回数を計数し、該計数値が許容値を越えた場合に該磁気
抵抗効果素子が不良品であると判断することを特徴とす
る請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記閾値が、前記磁気抵抗効果素子のヘ
ッド抵抗ノイズと、あらかじめ測定した回路ノイズとに
基づいて定められることを特徴とする請求項3又は4に
記載の方法。 - 【請求項6】 前記ヘッド抵抗ノイズが、前記磁気抵抗
効果素子の抵抗値を測定し、該測定した抵抗値とセンス
電流値とから該磁気抵抗効果素子の温度を算出し、該算
出した温度と前記測定した抵抗値とから算出されること
を特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記閾値が、前記磁気抵抗効果素子に外
部から縦バイアス磁界を印加し、閾値を変化させること
によりバルクハウゼンノイズの発生しない最低閾値を求
めてその値に定められることを特徴とする請求項3又は
4に記載の方法。 - 【請求項8】 前記測定したノイズ信号の前記変化する
センス電流依存性を検出することによって該磁気抵抗効
果素子の良否を判断することを特徴とする請求項1又は
2に記載の方法。 - 【請求項9】 前記測定したノイズ信号と前記センス電
流との関係を1次式で近似しておき、該測定したノイズ
信号と該1次式による近似値との相関係数を求め、該求
めた相関係数と前記1次式の係数とによって該磁気抵抗
効果素子の良否を判断することを特徴とする請求項8に
記載の方法。 - 【請求項10】 検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加し
ない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、該各磁
気ヘッドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流すと共に
該センス電流を変化させる手段と、該センス電流の種々
の値に対して該磁気抵抗効果素子から出力されるノイズ
信号を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に応
じて該磁気抵抗効果素子の良否を判断する判定手段とを
備えたことを特徴とする磁気抵抗効果素子を有する磁気
ヘッドの検査装置。 - 【請求項11】 前記検査すべき磁気ヘッドが、ヘッド
ブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッド
の1つであることを特徴とする請求項10に記載の装
置。 - 【請求項12】 前記判定手段が、前記測定したノイズ
信号を閾値と比較することによって該磁気抵抗効果素子
の良否を判断する手段であることを特徴とする請求項1
0又は11に記載の装置。 - 【請求項13】 前記判断する手段が、前記センス電流
を開始値から終了値まで変化させる間に、測定したノイ
ズ信号が閾値を越える回数を計数する手段と、該計数値
が許容値を越えた場合に該磁気抵抗効果素子が不良品で
あると判断する手段とを含んでいることを特徴とする請
求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 前記磁気抵抗効果素子のヘッド抵抗ノ
イズと、あらかじめ測定した回路ノイズとに基づいて前
記閾値を定める閾値設定手段をさらに備えたことを特徴
とする請求項12又は13に記載の装置。 - 【請求項15】 前記閾値設定手段が、前記磁気抵抗効
果素子の抵抗値を測定する手段と、該測定した抵抗値と
センス電流値とから該磁気抵抗効果素子の温度を算出す
る手段と、該算出した温度と前記測定した抵抗値とから
前記ヘッド抵抗ノイズを算出する手段とを含むことを特
徴とする請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 前記磁気抵抗効果素子に外部から縦バ
イアス磁界を印加する手段と、閾値を変化させることに
よりバルクハウゼンノイズの発生しない最低閾値を求め
て該求めた最低閾値に前記閾値を定める閾値設定手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項12又は13に記
載の装置。 - 【請求項17】 前記判定手段が、前記測定したノイズ
信号の前記変化するセンス電流依存性を検出することに
よって該磁気抵抗効果素子の良否を判断する手段である
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の装置。 - 【請求項18】 前記判断する手段が、前記測定したノ
イズ信号と前記センス電流との関係を1次式で近似して
おく手段と、該測定したノイズ信号と該1次式による近
似値との相関係数を求める手段と、該求めた相関係数と
前記1次式の係数とによって該磁気抵抗効果素子の良否
を判断する手段とを備えたことを特徴とする請求項17
に記載の装置。
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