JP2003045007A - 磁気ヘッド - Google Patents
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Abstract
気ヘッドの温度上昇を抑えて信頼性を向上させ、大容量
の磁気ディスク装置等に好適に使用できる磁気ヘッドと
して提供する。 【解決手段】 再生用の素子18及びシールド層16、
記録用のコイル22及び磁極20、22を備えた磁気ヘ
ッドにおいて、前記素子18あるいはコイル22の近傍
に、素子18、シールド層16、コイル22及び磁極2
0、24に接触しない配置で、層間を絶縁する絶縁層に
用いられる材料よりも高熱伝導率の材料を用いて、端面
がスライダー10の浮上面に露出する放熱層30が設け
られている。
Description
用いられる磁気ヘッドに関し、より詳細には記録再生用
の素子部分から発生する熱を効率的に放散させて素子の
温度上昇を抑える磁気ヘッドに関する。
容量ととなるとともに高密度化されており、これにとも
ない磁気ヘッドはより高精度に、かつ小型になってき
た。図18、19は磁気ヘッドの記録再生用の素子部分
の従来の構成を示す。図18(b)はスライダー10を浮
上面側から見た平面図、図19(b)はスライダー10の
側面図である。図18(a)は磁気ヘッドの記録再生素子
部Aをスライダー10の浮上面側から見た状態の断面
図、図19(b)は記録再生素子部Aをスライダー10の
側面方向から見た状態の断面図である。図18(a)、図
19(a)で、12はスライダー10の母材であるアルチ
ック基板、14はアルミナ絶縁層、16は下部シールド
層、18はMR素子形成層、20は下部磁極、22は記
録用のコイル、24は上部磁極である。なお、下部磁極
20は記録用素子の上部シールド層としても作用する。
の素子や記録用の素子の小型化にともない、これらの素
子からの発熱によって磁気ヘッドが温度上昇することが
問題となってきた。図20は、記録用のコイル22の平
面図を示す。このコイル22では、磁気記録の高周波化
を可能にするため、上部磁極によって囲まれる部分(図
のB部分)がより小型になってきている。この結果、上
部磁極によって囲まれるコイル部分では、コイルの膜厚
が薄く、線幅が細くなり、コイルの断面積とコイル間の
スペースが減少することと、高周波化にともなってコイ
ル22の断線が生じたり、寿命が短くなるという問題が
生じやすくなる。
ヘッドの温度上昇を抑える方法としては、記録用のコイ
ルで磁極によって囲まれる部分以外のコイル部分の断面
積を大きくしてコイル間のスペースを広げる方法、下部
磁極の面積を拡大して放熱性を向上させる方法(特開平
62-128011号公報)、上部シールドに非磁性の金属を接
触させて放熱板に相当する部分を形成する方法(特開平
9-167314号公報)、MR素子層に非磁性体からなる放熱
層を設ける方法(特開平7-210829号公報)、リード素子
層の絶縁層に熱伝導性の良いシリコンやダイヤモンドラ
イクカーボンを使用する方法(特開平6-223331号公
報)、リード素子層の絶縁層に熱伝導性の良い窒化アル
ミニウムを使用する方法(特開平6-274830号公報)等が
ある。
ッドの温度上昇を抑える方法としては、従来種々の方法
が検討されてきたが、必ずしも有効とはいえない問題も
あった。たとえば、コイルの断面積を広げたり、コイル
間のスペースを広げるといった方法は、上部磁極によっ
て囲まれたコイル部分の発熱を抑えることに対しては有
効に作用しない。また、リード素子層の絶縁層に熱伝導
性の良い材料を使用する方法は、厚さ方向への放熱とな
るため必ずしも有効ではない。また、上部シールドに非
磁性の金属を接触させて放熱板に相当する部分を形成す
るといった場合には、書き込み用のコイルを形成すると
いった操作とは別の工程が必要になるという問題もあ
る。
べくなされたものであり、その目的とするところは、磁
気ヘッドの熱放散性を向上させ、磁気ヘッドの温度上昇
を抑えて、大容量の磁気ディスク装置等に好適に使用す
ることができる磁気ヘッドを提供するにある。
成するため次の構成を備える。すなわち、再生用の素子
及びシールド層、記録用のコイル及び磁極を備えた磁気
ヘッドにおいて、前記素子あるいはコイルの近傍に、素
子、シールド層、コイル及び磁極に接触しない配置で、
層間を絶縁する絶縁層に用いられる材料よりも高熱伝導
率の材料を用いて、端面がスライダーの浮上面に露出す
る放熱層が設けられていることを特徴とする。
設けられているものが有効である。また、前記放熱層を
形成する材料としては、Pt、Au、Ag、Cu、C
o、Ni、Fe、Alを1種類以上含んだ非磁性材料
が、熱放散性及び磁気ヘッドの電磁変換特性を損なわな
い点から好適である。
について、添付図面とともに詳細に説明する。図1、2
は磁気ヘッドの第1の実施形態の構成を示す。図1では
磁気ヘッドの記録再生用の素子部分をスライダー10の
浮上面側から見た状態の断面図、図2では磁気ヘッドの
記録再生用の素子部分をスライダー10の側面方向から
見た断面図を示す。
より記録再生用の素子部分Aのスライダー10内におけ
る配置を示し、記録再生用の素子部分Aの構成を断面図
で示している。記録再生用の素子部分Aの基本構成は、
図18、19に示す従来の磁気ヘッドでの構成と変わら
ない。すなわち、記録再生用の素子部分は、図1、2に
示すように、スライダー10の母材材であるアルチック
基板12上に、アルミナ絶縁層14、下部シールド層1
6、MR素子形成層18、下部磁極20、コイル22、
上部磁極24をこの順に積層して形成される。なお、図
2では媒体40の表面に対する記録再生用の素子の配置
を示す。すなわち、記録再生用の素子はスライダー10
の前端側の端面の近傍に配置され、媒体40の表面に対
向する配置でMR素子形成層18と下部磁極20、上部
磁極24が配置されている。
る構成は、発熱源であるMR素子あるいはコイルが形成
されている近傍部分に、MR素子あるいはコイルと接触
しない配置で、記録再生用の素子を形成する際に絶縁層
として使用されるアルミナよりも熱伝導率の大きな材料
を使用して放熱層を形成したことにある。この放熱層
は、成膜工程によって記録再生用の素子を形成する際
に、適宜組み込んで形成することができる。すなわち、
本発明において形成する放熱層は、成膜工程によって記
録再生用の素子を形成する従来の工程、感光性レジスト
塗布、露光及び現像、めっきあるいはスパッタリングあ
るいは蒸着等の各工程を利用して形成することができ
る。放熱層を形成する材料としては、絶縁層を形成して
いる材料よりも高熱伝導率を有する、Pt、Au、A
g、Cu、Co、Ni、Fe、Al等の金属を1種類以
上含んだ非磁性材料が好適に使用できる。非磁性材料を
使用するのは磁気ヘッドの電磁変換特性に影響を与えな
いようにするためである。
0を上部磁極24を被覆する保護層26の上層に形成し
たものである。図1に示すように、放熱層30はスライ
ダー10の端面と平行に記録再生用の素子が形成される
領域を超えて延びるように形成される。これは放熱層3
0として一定の面積を確保し、これによって効果的な放
熱作用が得られるようにするためである。保護層26の
上層に放熱層30を形成するから、放熱層30は上部磁
極24とは接触せず、したがって記録再生用の素子が配
置される領域まで重複する配置で放熱層30が形成され
る。図2に示すように、放熱層30はスライダー10の
浮上面まで達して浮上面で端部が露出するように形成さ
れる。放熱層30を成膜して形成する際には、放熱層3
0の端部がスライダー10の浮上面側に延出するように
し、スライダー10の浮上面を研削加工することによっ
てスライダー10の浮上面に放熱層30の端面を露出さ
せることができる。本実施形態の磁気ヘッドでは、コイ
ル22による発熱は、上部磁極24を介して放熱層30
に伝達され、放熱層30から媒体40の表面に向けて放
散される。放熱層30が媒体40の表面に面しているこ
とから、放熱層30が冷却され放熱層30の熱放散性が
さらに向上する。
ついての構成を示す。本実施形態では、コイル22の上
部と上部磁極24との間にコイル22および上部磁極2
4と離間した配置で放熱層30を設けたことを特徴とす
る。MR素子形成層18、下部磁極20等の配置は図
1、2に示す構成と同様であるので省略する(以下の各
実施形態においても同様)。本実施形態においても、放
熱層30はスライダー10の端面と平行に、記録再生用
の素子が形成される領域を超えて延びるように形成され
る。放熱層30の端面がスライダー10の浮上面で露出
するように設けることも上記実施形態と同様である。な
お、放熱層30と上部磁極24とは重複する位置にある
から、上部磁極24と重複しないよう放熱層30を迂回
する配置として設ける。本実施形態の磁気ヘッドでは、
コイル22と放熱層30がきわめて接近して配置されて
いるから、コイル22からの発熱が効率的に放熱層30
に伝達され、放熱層30を介してスライダー10の媒体
40との対向面から放散される。
ついての構成を示す。本実施形態に係る磁気ヘッドは、
コイル22と同一の層に放熱層30を設けたことを特徴
とする。本実施形態においても、放熱層30はスライダ
ー10の端面と平行に、記録再生用の素子が形成される
領域を超えて延びるように形成される。放熱層30の端
面がスライダー10の浮上面で露出するように設けるこ
とも上記実施形態と同様である。なお、放熱層30とコ
イル22とは重複する位置にあるからコイル22の配置
位置とまったく同一の層に形成する際には、コイル22
と干渉しないように放熱層30を形成する必要がある。
図7はコイル22と放熱層30との配置を平面方向から
見た状態を示す。この例では、放熱層30はコイル22
の外側位置にコイル22に沿った配置で形成されてい
る。
熱層30の端部31をスライダー10の研削面Cよりも
延出するように形成した状態を示す。このように放熱層
30を形成しておくことにより、スライダー10を研削
して浮上面を形成する際に、浮上面に放熱層30の端面
を露出させることができる。本実施形態のように、コイ
ル22と同一層に放熱層30を形成する際には、コイル
22をパターン形成する工程で同時に放熱層30を形成
することができるという利点がある。コイル22と放熱
層30とを同時形成する方法であれば、記録再生用の素
子を形成する従来の加工工程で形成でき、余分の加工工
程を加える必要がない。また、コイル22と同時にパタ
ーン形成する方法であれば、コイル22と放熱層30と
の相互の位置ずれをコイル22と放熱層30とを別個に
形成する場合にくらべて、相互の位置ずれをはるかに小
さくできるから、コイル22と放熱層30との間隔を狭
くすることができ、これによってコイル22から放熱層
30への熱の伝達を良好にして磁気ヘッドの熱放散性を
向上させることが可能となる。
2bと下層のコイル22aとの間に放熱層30を配置す
る構成とすることも可能である。この場合は、下層のコ
イル22を形成した後、放熱層30を形成し、次いで上
層のコイル22を形成することになる。下層のコイル2
2と上層のコイル22との間に絶縁層を設けることによ
って上層のコイル22と下層のコイル22にきわめて接
近した配置でかつ、電気的に絶縁して放熱層30を設け
ることができる。この場合も、コイル22と放熱層30
とがきわめて接近した配置となることで、コイル22か
ら効率的に熱放散させることができる。放熱層30がコ
イル22や上部磁極24等と接しないように配置するこ
と、放熱層30の端部がスライダー10の浮上面で露出
するように端部を浮上面側に延出して形成することも同
様である。
ついての構成を示す。本実施形態に係る磁気ヘッドは、
コイル22と下部磁極20との間に放熱層30を設けた
ことを特徴とする。本実施形態においても、放熱層30
はスライダー10の端面と平行に、記録再生用の素子が
形成される領域を超えて延びるように形成される。ま
た、放熱層30の端面がスライダー10の浮上面で露出
するように設ける。本実施形態の磁気ヘッドもコイル2
2にきわめて接近した配置で放熱層30を設けたことを
特徴とする。放熱層30とコイル22とをきわめて接近
した配置としてことにより、コイル22から効率的に放
熱層30に熱が伝達され、コイル22からの熱放散性を
向上させることができる。スライダー10の媒体40に
対向する面は空気流によって冷却されているから、コイ
ル22から放熱層30に伝達された熱は放熱層30の端
面から効率的に放散される。
態についての構成を示す。本実施形態に係る磁気ヘッド
は、下部シールド層16とアルチック基板12との間の
アルミナ絶縁層14中に放熱層30を設けたことを特徴
とする。放熱層30はアルミナ絶縁層14により下部シ
ールド層16とアルチック基板12とに絶縁されている
から、下部磁極20やコイル22と干渉することはな
く、単一の層として形成することができる。熱放散性を
良好にするため、スライダー10の端面と平行に比較的
大きな面積を確保して形成することが可能である。ま
た、端面をスライダー10の浮上面で露出するように形
成することも上記実施形態と同様である。本実施形態の
磁気ヘッドの場合は、コイル22あるいはMR素子形成
層18からの発熱は下部シールド層16を経由して厚さ
方向に伝達し、放熱層30から放散される。
態についての構成を示す。本実施形態に係る磁気ヘッド
は記録再生用の素子部分に放熱層を複数個設けた例とし
て、上部磁極24を被覆するアルミナの保護層26中に
第1の放熱層30aを設け、下部シールド層16とアル
チック基板12との間のアルミナ絶縁層14中に第2の
放熱層30を設けたものを示す。第1の放熱層30aと
第2の放熱層30bの構成は、第1の実施形態と第5の
実施形態における放熱層30の構成と同様である。本実
施形態の磁気ヘッドにおいては、第1の放熱層30aと
第2の放熱層30bの双方から熱放散されることから、
MR素子形成層18及びコイル22から発生する熱を効
率的に放散することが可能となる。
記録再生用の素子部分に放熱層30を設けたことを特徴
とする。図14〜16は記録再生用の素子を形成する工
程中で放熱層30を形成する一例として、コイル22と
上部磁極24との間に放熱層30を形成する場合を説明
する。図14(a)は、アルチック基板12、アルミナ絶
縁層14、下部シールド層16、MR素子形成層18を
形成した後、下部磁極20を形成した状態である。下部
シールド層16、MR素子形成層18等の各層の形成方
法は従来例と同様であるから説明は省略する。下部磁極
20は、MR素子形成層18の表面に感光性レジストを
塗布し、露光及び現像によりMR素子形成層18の表面
で下部磁極20を形成する部位を露出させた後、めっき
を施して下部磁極20を形成し、エッチングにより感光
性レジストを除去することによって形成できる。下部磁
極20はたとえば、NiFeのめっきによって形成する
ことができる。
部磁極20とコイル22とを電気的に絶縁するための絶
縁層21aを形成する工程である。下部磁極20の表面
に感光性レジストを塗布し、露光及び現像により絶縁層
21aを形成する部位を露出した後、アルミナのスパッ
タリングにより絶縁層21aを形成し、感光性レジスト
をリフトオフして絶縁層21aを形成する。図14(c)
は、絶縁層21aの表面に下層のコイル22aを形成す
る工程である。絶縁層21aの表面に無電解銅めっきに
より、めっき給電用の薄い銅めっき層を形成した後、感
光性レジストを塗布し、露光及び現像によりコイル22
aを形成するパターン部分を露出させた後、銅めっきを
施してコイル22aとなる導体部分を形成する。次い
で、感光性レジストをエッチングにより除去した後、イ
オンミリングによりめっき給電用の薄い銅めっき層を除
去し、絶縁層21aの表面に所定パターンのコイル22
aを形成する。
のコイル22aとの間の絶縁層23aを形成する工程で
ある。コイル22aおよび絶縁層21aを被覆するよう
に感光性レジストを塗布し、露光及び現像によりレジス
トをパターニングした後、レジストをハードベーキング
して絶縁層23aを形成する。図14(e)は、絶縁層2
3aの上に上層のコイル22bを形成する工程である
(図はMR素子形成層18以下を省略している)。上層
のコイル22bも下層のコイル22aと同様の工程によ
って形成する。すなわち、 絶縁層23aの表面にめっ
き給電用の薄い銅めっき層を形成した後、感光性レジス
トを塗布し、露光及び現像を施しコイル22bを形成す
る部位を露出させた後、銅めっきを施し、感光性レジス
トを除去し、めっき給電用の銅めっき層を除去すること
によってコイル22bを形成する。
層23bを形成する工程である。絶縁層23bも絶縁層
23aと同様に形成する。すなわち、コイル22bと絶
縁層23aを被覆するように感光性レジストを塗布し、
露光及び現像によりレジストをパターニングした後、レ
ジストをハードベーキングすることによって絶縁層23
bを形成する。図14(g)は、絶縁層23bの表面に放
熱層30を形成する工程である。放熱層30は本実施形
態では銅めっきによって形成する。絶縁層23bの表面
に感光性レジストを塗布し、露光及び現像により、形成
すべき放熱層30のパターン部分の絶縁層23bを露出
させ、銅めっきを施すことによって放熱層30を形成す
る。図15は放熱層30を形成した状態の断面図であ
る。放熱層30は上部磁極24、コイル22等と接触し
ない配置となるようパターン形成する。また、放熱層3
0は放熱面積を確保するため、記録再生用の素子部の領
域を超えてスライダー10の端面と平行に延出させて形
成する。また、放熱層30を形成した時点では、図7に
示すように最終的に研削して形成するスライダー10の
浮上面よりも外側まで端部を延出させて形成し、浮上面
を研削することによって放熱層30の端面がスライダー
10の浮上面に露出するようにする。
に形成されるMR素子およびコイル22からの発熱を効
率的に放散させるためのものであるから、銅等の熱伝導
性の良いものが好適に使用できる。放熱層30としては
少なくとも、絶縁層14、21aに使用するアルミナよ
りも熱伝導性の良いものを使用することが有効である。
また、コイル22と同一の層に放熱層30を形成すると
いった場合には、銅めっきによってコイル22を形成す
る際に同時に放熱層30をパターン形成することにより
1回の工程で放熱層30を合わせて形成することができ
て作業が効率的になる。
3cを形成する工程である。放熱層30および下層の絶
縁層23bを被覆するように感光性レジストを塗布し、
露光及び現像によりレジストをパターニングした後、レ
ジストをハードベーキングして絶縁層23cを形成す
る。図16(b)は、上部磁極24を形成する工程であ
る。上部磁極24は絶縁層23cの表面に感光性レジス
トを塗布し、露光及び現像により上部磁極24を形成す
る部位を露出するようにパターニングした後、NiFe
めっきを施して上部磁極24となる磁気抵抗部を形成
し、感光性レジストを除去することによって上部磁極2
4を形成することができる。
部の外面にアルミナをスパッタリングして記録再生用の
素子部分を保護層26によって被覆した状態である。こ
うして、記録再生用の素子部分に放熱層30を備えた磁
気ヘッドが得られる。前述した各実施形態で示したよう
に、放熱層30は記録再生用の素子の適宜層に形成して
素子からの熱放散を向上させることが可能である。上述
したように、記録再生用の素子は順次成膜して形成する
から、放熱層30の形成する層により、素子の成膜工程
と合わせて放熱層30を形成することができる。
ライダー10の浮上面にその端面を露出させる形態とし
たが、スライダー10の浮上面に放熱層30の端面に連
結させて放熱面を設けることにより、さらに熱放散性を
向上させた構成とすることも可能である。放熱面は、素
子を成膜して形成する際に、スライダー10の浮上面と
なる面に銅等の熱伝導性の良好な材料をスパッタリング
あるいはめっき等を施して一定面積の放熱面が確保でき
るようにする方法、あるいは、研削加工して浮上面を形
成した後、放熱面を形成する部位をパターニングし、ス
パッタリングあるいはめっき等を施して形成する方法等
によって形成することができる。
気ヘッドと従来の放熱層を有しない磁気ヘッドとの発熱
量を比較したグラフである。素子に流す電流が増大する
とともに素子からの発熱量は増大するが、本発明に係る
放熱層を備えた磁気ヘッドによれば、素子から発生する
熱を効率的に放散させることによって、従来の磁気ヘッ
ドにくらべて磁気ヘッドの温度上昇を抑えることができ
る。コイルを単層の1ターンとしたモデルでの計算によ
ると、放熱層を設けることによってコイルの温度上昇を
約10%程度抑えることが可能であり、最高温度で約5
%の改善が可能となる。
したように、磁気ヘッドの記録再生用の素子に放熱層を
設けたことにより、記録再生用の素子から発生する熱を
効果的に放散させることができ、磁気ヘッドの温度上昇
を抑えて信頼性の高い磁気ヘッドとして提供することが
でき、大容量化している磁気ディスク装置等に好適に使
用できる磁気ヘッドとして提供することができる。ま
た、再生用の素子あるいはコイル、磁極等に接触しない
配置とすることで磁気ヘッドの電磁変換特性に及ぼす影
響を防止することができる。また、成膜工程によって記
録再生用の素子を製造する加工工程で放熱層を形成でき
ることから、従来の製造装置を利用して製造できる等の
効果がある。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
る。
ある。
る。
ある。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 再生用の素子及びシールド層、記録用の
コイル及び磁極を備えた磁気ヘッドにおいて、 前記素子あるいはコイルの近傍に、素子、シールド層、
コイル及び磁極に接触しない配置で、層間を絶縁する絶
縁層に用いられる材料よりも高熱伝導率の材料を用い
て、端面がスライダーの浮上面に露出する放熱層が設け
られていることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項2】 放熱層が、コイルと同一の層に設けられ
ていることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド。 - 【請求項3】 放熱層が、Pt、Au、Ag、Cu、C
o、Ni、Fe、Alを1種類以上含んだ非磁性材料に
よって形成されていることを特徴とする請求項1または
2記載の磁気ヘッド。
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