【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を具備したヨーク型ＭＲヘッドに関し、特に磁気記録媒体と接触摺動することにより、高密度に記録された磁気記録媒体からの情報を再生できるＭＲヘッドの構造とその製造方法およびそれらを用いた磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録が高密度化されるとともに、薄膜技術を用いて製造される磁気ヘッドが注目されている。周知のように、ＶＴＲやテープストリーマといった回転シリンダ方式の磁気記録再生装置の磁気ヘッドにも、ＭＲヘッドを用いるという試みがなされつつある。
【０００３】
ヨーク型ＭＲヘッドのＭＲ素子部の典型的な構造について断面図を図５、斜視図を図６に示す。またヨーク型ＭＲヘッド全体の斜視図を図７に示す。図７の記録媒体摺動面１において、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体とＭＲヘッドが接触する。同様に図７のＡ−Ｂにおける断面図である図５の向かって左側の側面において、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体４０とＭＲヘッドが接触する。記録媒体からの磁束はヨーク１０の一部である上部前方磁性ヨーク１０ａ、ＭＲ素子１１、ヨーク１０の一部である上部後方磁性ヨーク１０ｂ、ヨーク１０の一部である下部磁性ヨーク１０ｃで構成される磁路へと導かれ、ＭＲ素子１１の磁化回転による抵抗変化を、図６に示したセンス電流を通電した出力端子１２により取り出す構成となっている。ここで下部磁性ヨーク１０ｃは基板１３の役割も兼ねており、磁路を形成するために切欠き部１４が設けられている。このような磁気ヘッドの検出素子には異方性磁気抵抗効果材料を用いたＡＭＲ素子あるいは巨大磁気抵抗効果を用いたＧＭＲ素子やトンネル磁気抵抗効果を用いたＴＭＲ素子を用いることができる。なお、図５において１５は記録媒体摺動補強材、１６は非磁性材料、１７は非磁性絶縁層、１８は上下ヨークの磁気的分離層、１９は接合層である。また、図６には簡略化のために記録媒体摺動補強材１５を図示していない。
【０００４】
従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を図８〜図１３に基づいて説明する。まず図８のように切欠き部１４が設けられたフェライト等の基板１３上に図９に示すように非磁性絶縁層１７を形成した後、ラッピング等の平坦化処理により、表面を鏡面に仕上げる。
【０００５】
次にその表面に薄膜形成技術により、順次、ＭＲ素子１１、出力端子１２等を形成する（図１０）。ここでいう薄膜形成技術とは、スパッタ、ＣＶＤなどの成膜技術、フォトリソグラフィー、イオンエッチングなどの薄膜加工技術、化学的エッチング技術等を指す。
【０００６】
次に、図１１に示すように、非磁性絶縁層、上部ヨーク１０ａ及び１０ｂを形成し、基板上に複数個のＭＲ素子部が形成される。
【０００７】
次に、アルミナ等の非磁性材料１６を薄膜形成技術により形成した後、ラッピング等で平坦化処理を行う（図１２）。この後、図１３に示すように非磁性材料１６が平坦化された基板と、記録媒体摺動補強材１５を、接合層１９を介して接合一体化する。接合層１９の一例としては熱硬化型の樹脂を用いることができ、１キロＰａ程度の圧力で加圧しながら温度を上げる。なお図８〜図１３においては、図７に示されている出力端子３０は簡略化のために省略されている。
【０００８】
この後、所定のヘッドチップコア厚、アジマス角度で切断し、ヘッドチップが完成する。ヘッドチップを完成させた後にベース接着や結線等の処理、および磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触状態を最適にして良好な再生を実現する為に、研磨テープ等を用いてテープ摺動面の仕上げ曲面加工を行い、磁気ギャップ部の深さを一定の範囲内に納め、ヨーク型ＭＲヘッドが完成する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１５５３１１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようなヨーク型ＭＲヘッドでは、切欠き部１４上にＭＲ素子１１を形成する工程において、基板１３表面の画像を自動認識してＭＲ素子１１の位置を決定するステッパのような自動化された高量産性製造装置においては、切欠き部１４のエッジ部の画像コントラストが小さい（つまり、基板１３と非磁性絶縁膜１７との境目がわかりにくい）ため、高量産性製造装置に装備された顕微鏡で観察した際切欠き部１４のエッジ１４ａが判別しにくく、その結果精度良くＭＲ素子１１の形成ができず、所望の特性が得られない場合があるという課題がある。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ＭＲ素子を精度良く形成することができ、再生出力の高いヨーク型ＭＲヘッドの構造および製造方法を提供することを目的とする。また、このようなヘッドを搭載し、情報を高密度に記録再生することができる磁気記録再生装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のヨーク型ＭＲヘッドは、ヨークの切欠き部にＭＲ素子を具備したヨーク型ＭＲヘッドであって、切欠き部に金属膜と非磁性絶縁膜とＭＲ素子が順次形成された基板を用いることを特徴としたものである。
【００１３】
また、本発明のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法は、切欠き部を形成した後に金属膜、非磁性絶縁膜を形成した基板表面の鏡面仕上げを行い、基板表面に薄膜形成技術によりＭＲ素子部を形成する第一の工程と、ＭＲ素子上に非磁性材料を形成する第二の工程と、第二の工程で得たＭＲ素子と非磁性材料が形成された基板と記録媒体摺動補強材を突き合わせ、接合層を介して接合一体化する第三の工程を有することを特徴とするものである。
また、本発明は上記ヨーク型ＭＲヘッドを用いたことを特徴とする磁気記録再生装置に関するものである。
【００１４】
本発明のヨーク型ＭＲヘッドおよびその製造方法およびそれらを用いた磁気記録再生装置により、大容量デジタルＶＴＲやデータストリーマ等のシステムで用いられる高密度に記録された磁気記録媒体から、多量の磁気情報を高出力で再生できる磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置を供給することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ヨークの切欠き部にＭＲ素子を具備したヨーク型ＭＲヘッドであって、切欠き部上に金属膜と非磁性絶縁膜とＭＲ素子が順次形成された基板を用いることを特徴とするヨーク型ＭＲヘッドである。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、切欠き部上に形成される金属膜が、非磁性であることを特徴とする請求項１記載のヨーク型ＭＲヘッドである。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、切欠き部上に形成される金属膜が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれからなることを特徴とする請求項２に記載のヨーク型ＭＲヘッドである。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、切欠き部上に形成される金属膜の厚さが０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドである。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は、切欠き部断面と基板表面がなす角度が１２０°から１５０°であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドである。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は、ＭＲ素子がスピンバルブ型ＧＭＲ素子とスピンバルブ型ＴＭＲ素子のいずれかよりなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドである。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、切欠き部を形成した後に金属膜、非磁性絶縁膜を形成した基板表面の鏡面仕上げを行い、基板表面に薄膜形成技術によりＭＲ素子部を形成する第一の工程と、ＭＲ素子上に非磁性材料を形成する第二の工程と、第二の工程で得たＭＲ素子と非磁性材料が形成された基板と記録媒体摺動補強材を突き合わせ、接合層を介して接合一体化する第三の工程を有することを特徴とするヨーク型ＭＲヘッドの製造方法である。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の発明は、切欠き部を形成した後に金属膜、非磁性絶縁膜を形成した基板表面の鏡面仕上げを行ない、基板表面に薄膜形成技術によりＭＲ素子部を形成する第一の工程において、切欠き部上に形成された金属膜と、基板表面の画像コントラストの違いにより、切欠き部のエッジを認識することを特徴とする請求項７に記載のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法の製造方法である。
【００２３】
本発明の請求項９に記載の発明は、切欠き部上に形成される金属膜が、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれからなることを特徴とする請求項７もしくは８に記載のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法である。
【００２４】
本発明の請求項１０に記載の発明は、切欠き部上に形成される金属膜の厚さが０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法である。
【００２５】
本発明の請求項１１に記載の発明は、切欠き部断面と基板表面がなす角度が１２０°から１５０°であることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法である。
【００２６】
本発明の請求項１２に記載の発明は、ＭＲ素子がスピンバルブ型ＧＭＲ素子とスピンバルブ型ＴＭＲ素子のいずれかよりなることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法である。
【００２７】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のヨーク型ＭＲヘッドを用いた磁気記録再生装置である。
【００２８】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項７から１２のいずれかに記載の製造方法で作製したヨーク型ＭＲヘッドを用いた磁気記録再生装置である。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明におけるヨーク型ＭＲヘッドのＭＲ素子部の一形態を示す断面図である。本実施の形態では、ＭＲ素子材料としてＮｉＦｅを用いた。また、切欠き部１４上に形成する金属膜１として非磁性材料であるＣｒ膜を形成した。切欠き部１４上に金属膜１を形成することにより顕微鏡で観察する際の基板表面コントラストが良くなり、切欠き部１４のエッジ部が明確に判別できる。その結果、ＭＲ素子１１を切欠き部１４のエッジに対して精度良く形成することができる。
【００３１】
また、金属膜１が磁性材料の場合は、金属膜１の磁気的影響を考慮してＭＲ素子を形成する位置を決定しなければならないが、金属膜１を非磁性材料とすることにより、単純に切欠き部１４のエッジ部を基準にしてＭＲ素子を形成できる。
【００３２】
図１で向かって左側の側面において磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体４０と接触し、媒体上からの磁束が流入する。記録媒体からの磁束は上部前方磁性ヨーク１０ａ、ＭＲ素子１１、上部後方磁性ヨーク１０ｂ、下部磁性ヨーク１０ｃで構成される磁路へと導かれ、ＭＲ素子１１において、流入した信号磁束に応じた磁化回転がおこり、これによる抵抗値変化をセンス電流を通電した出力端子により再生電圧として取り出す構成となっている。
【００３３】
１７は二酸化珪素からなる非磁性絶縁層である。非磁性絶縁層１７に用いる材料は非磁性体であればよく、アルミナや窒化珪素などを用いることができる。また、上部前方磁性ヨーク１０ａ、上部後方磁性ヨーク１０ｂ、下部磁性ヨーク１０ｃには透磁率の高い軟磁性体を用いることができる。ここでは厚み０．５ミクロンのニッケル鉄合金を用いている。
【００３４】
切欠き部１４上に形成する金属膜１には、平坦化処理を行っても剥離しないような下部磁性ヨーク１０ｃとの良好な密着力が要求されるので、基板材料に応じてＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのいずれかを用いれば良い。また、金属膜内部応力による金属膜１と切欠き部１４との密着力低下を避けるために、金属膜１の厚さは５μｍ以下でなければならず、３μｍ以下がより望ましい。また、顕微鏡観察の際に充分なコントラストを得るために、金属膜１の厚さは０．１μｍ以上でなければならない。
【００３５】
切欠き部断面と基板表面がなす角度θは、その角度が小さいと磁性材料である基板１３とＭＲ素子１１との距離が短くなるため、磁気漏洩が発生しやすくなり、ヘッド特性が劣化する。一方、その角度θが大きいと金属膜１と切欠き部１４との密着力が小さくなってしまう。従って、切欠き部断面と基板表面がなす角度θは１２０°から１５０°であることが望ましい。
【００３６】
なお、ＭＲヘッドと記録媒体の接触摺動によるヘッドの摩耗を考慮すると、基板１３と記録媒体摺動補強材１５は同一材料であることが好ましい。同一材料にすることにより、材料間の摩耗速度の違いに起因する偏摩耗や記録媒体摺動面性状の変化によるＭＲヘッドと記録媒体の間のスペーシング増加を抑制することができ、安定した再生特性を実現できる。特に本発明のように基板１３を強磁性体とし、下部磁性ヨーク１０ｃと基板１３を兼用することにより製造プロセスを簡略化する場合は、耐摩耗性を必要とする磁気テープ用ヘッドの材料として従来から用いられる強磁性酸化物を基板１３として用いるのが好ましい。特に、フェライト材料は強磁性酸化物の中でも耐摩耗性に優れた材料であり、ＮｉＺｎフェライトやＭｎＺｎフェライト等を用いると、耐摩耗性に優れたＭＲヘッドが得られる。
【００３７】
本実施の形態ではＭＲ素子材料としてＮｉＦｅを用いたが、スピンバルブ型ＧＭＲ素子やスピンバルブ型ＴＭＲ素子を用いることができる。ＭＲ比を高くとり、再生出力を大きくするためには、スピンバルブ型ＧＭＲ素子やスピンバルブ型ＴＭＲ素子を用いることが好適である。
【００３８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２であるヨーク型ＭＲヘッドの製造方法は、図８〜１０に示した従来のヨーク型ヘッドの製造方法において、基板表面の画像コントラストを得るために切欠き部１４上に金属膜１を形成する点が異なる（図２）。
【００３９】
つまり、図８に示すように基板１３に切り欠き部１４を形成した後、図２に示すように切り欠き部１４上に金属膜１を形成する。次に図９に示すように金属膜１が形成された切り欠き部１４内に非磁性絶縁層１７を形成した後、ラッピング等の平坦化処理により、表面を鏡面に仕上げる。金属膜１は図２の状態では切り欠き部１４以外の基板表面にも形成されているが、前記平坦化処理の際に基板表面の金属膜１は除去され、切り欠き部１４内のみに残る。なお、図９〜図１３においては描画を簡略化するために金属膜１を描画していないが、実際は図９〜図１３においても切り欠き部１４内に金属膜１が形成されている。
【００４０】
次にその表面に薄膜形成技術により、順次、ＭＲ素子１１、出力端子１２等を形成する（図１０）。ここでいう薄膜形成技術とは、スパッタ、ＣＶＤなどの成膜技術、フォトリソグラフィー、イオンエッチングなどの薄膜加工技術、化学的エッチング技術等を指す。
【００４１】
次に、図１１に示すように、非磁性絶縁層、上部ヨーク１０ａ及び１０ｂを形成し、基板上に複数個のＭＲ素子部が形成される。
【００４２】
次に、アルミナ等の非磁性材料１６を薄膜形成技術により形成した後、ラッピング等で平坦化処理を行う（図１２）。この後、図１３に示すように非磁性材料１６が平坦化された基板と、記録媒体摺動補強材１５を、接合層１９を介して接合一体化する。接合層１９の一例としては熱硬化型の樹脂を用いることができ、１キロＰａ程度の圧力で加圧しながら温度を上げる。なお図８〜図１３においては、図７に示されている出力端子３０は簡略化のために省略されている。
【００４３】
この後、所定のヘッドチップコア厚、アジマス角度で切断し、ヘッドチップが完成する。ヘッドチップを完成させた後にベース接着や結線等の処理、および磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触状態を最適にして良好な再生を実現する為に、研磨テープ等を用いてテープ摺動面の仕上げ曲面加工を行い、磁気ギャップ部の深さを一定の範囲内に納め、ヨーク型ＭＲヘッドが完成する。
【００４４】
以上のように本実施の形態によれば、切欠き部１４上に金属膜１を形成することにより、ＭＲ素子１１を形成する際に、基板表面の画像を自動認識してＭＲ素子１１の位置を決定するステッパのような自動化された高量産性製造装置においては、切欠き部１４のエッジ部の誤認識がなくなり、精度良くＭＲ素子１１を形成することができる。
【００４５】
なお、図１１では基板上に２個のＭＲ素子部が形成されているが、基板を大きくして一度に形成されるＭＲ素子部の数を増やせば、生産性の大幅な向上が達成できる。
【００４６】
（実施の形態３）
次に、本発明のヨーク型ＭＲヘッド及びその製造方向を用いた磁気記録再生装置の一形態について説明する。図３は磁気記録再生装置の回転ドラム装置の斜視図であり、図４は磁気記録再生装置の走行系概略図である。
【００４７】
図３に示した磁気記録再生装置の回転ドラム装置５０は、下ドラム５１および上回転ドラム５２を有し、その外周面に磁気ヘッド５３が備えられている。図示しない磁気テープは、リード５４に沿って上回転ドラム５２の回転軸に対して傾斜して走行している。磁気ヘッド５３は、磁気テープの走行方向に対して傾斜して摺動する。また、上回転ドラム５２と磁気テープとが密着しながら安定して摺動走行するように、上回転ドラム５２の外周面には複数の溝５５が設けられている。磁気テープと上回転ドラムとの間に巻き込まれた空気はこの溝５５から排出される。
【００４８】
磁気記録再生装置の走行系は図４に示すように、回転ドラム装置５０、供給リール６０、巻き取りリール６１、回転ポスト６２、６３、６４、６５、６６、６７、傾斜ポスト６８、６９、キャプスタン７０、ピンチローラ７１、テンションアーム７２を備えている。回転ドラム装置５０の外周面には、上記で説明した本発明の再生用ヘッド７３および記録用ヘッド７４が配置されている。
【００４９】
供給リール６０に巻かれた磁気テープ７５はピンチローラ７１とキャプスタン７０との間を通って巻き取りリール６１に巻き取られていく。この回転ドラム装置は、上回転ドラム方式であって再生用ヘッド７３は回転ドラム外周面から２０μｍ程度突き出すように２個取り付けられている。
【００５０】
以上のように本実施の形態の磁気記録再生装置においては従来用いられているインダクティブ再生ヘッドより出力が高く、かつ信頼性の高いヨーク型ＭＲヘッドを用いているために高密度に記録された媒体からの信号を良好なＳＮ比で長期間にわたり信頼性良く検出することができる。
【００５１】
特に本実施の形態の磁気記録再生装置ではシールド型ＭＲヘッドと比較すると、ヨーク型ＭＲヘッドの記録媒体摺動面が摩耗しても特性を左右するＭＲ素子形状への影響が少ないので、研磨速度の大きい塗布型テープ（ＭＰテープ）と研磨速度の小さい金属蒸着テープ（ＭＥテープ）を混合させて使用するような場合に大きな信頼性を発揮することができる。なお、上記実施の形態では、上回転ドラム方式を例に挙げたが、上ドラム、中ドラム、下ドラムの３個のドラム構成の中回転ドラム方式でも良い。また、磁気テープを例としたが、ディスク状の媒体への応用も可能である。
【００５２】
なお、以上の実施の形態ではＭＲ素子を例として挙げたが、ＭＲ素子の代わりにスピンバルブ型ＧＭＲ素子やスピンバルブ型ＴＭＲ素子を用いれば、さらに性能の高い磁気記録再生装置を得ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明のヨーク型ＭＲヘッドおよびその製造方法によって、再生出力の高いヨーク型ＭＲヘッドが得られる。また、それらを用いた磁気記録再生装置により、大容量デジタルＶＴＲやデータストリーマ等のシステムで用いられる高密度に記録された磁気記録媒体から、多量の磁気情報を高出力で信頼性良く再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるヨーク型ＭＲヘッドのＭＲ素子部断面図
【図２】本発明のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図３】本発明の磁気記録再生装置の回転ドラム装置の斜視図
【図４】本発明の磁気記録再生装置の走行系の概略図
【図５】従来のヨーク型ＭＲヘッドのＭＲ素子部断面図
【図６】従来のヨーク型ＭＲヘッドのＭＲ素子部斜視図
【図７】従来のヨーク型ＭＲヘッド全体の斜視図
【図８】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図９】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図１０】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図１１】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図１２】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【図１３】従来のヨーク型ＭＲヘッドの製造方法を示す斜視図
【符号の説明】
１ 金属膜
１０ ヨーク
１０ａ 上部前方磁性ヨーク
１０ｂ 上部後方磁性ヨーク
１０ｃ 下部磁性ヨーク
１１ ＭＲ素子
１３ 基板
１４ 切欠き部
１７ 非磁性絶縁膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a yoke type MR head having a magnetoresistive element (MR element), and more particularly to an MR head capable of reproducing information from a magnetic recording medium recorded at high density by sliding in contact with the magnetic recording medium. And a method of manufacturing the same, and a magnetic recording / reproducing apparatus using them.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as magnetic recording density has increased, magnetic heads manufactured using thin film technology have attracted attention. As is well known, an attempt is being made to use an MR head also for a magnetic head of a rotary cylinder type magnetic recording / reproducing apparatus such as a VTR or a tape streamer.
[0003]
FIG. 5 is a sectional view and FIG. 6 is a perspective view of a typical structure of the MR element portion of the yoke type MR head. FIG. 7 shows a perspective view of the entire yoke type MR head. On the recording medium sliding surface 1 in FIG. 7, the magnetic recording medium such as a magnetic tape or a magnetic disk comes into contact with the MR head. Similarly, the magnetic recording medium 40 such as a magnetic tape or a magnetic disk contacts the MR head on the left side surface in FIG. 5 which is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. The magnetic flux from the recording medium is composed of an upper front magnetic yoke 10a as a part of the yoke 10, an MR element 11, an upper rear magnetic yoke 10b as a part of the yoke 10, and a lower magnetic yoke 10c as a part of the yoke 10. In this configuration, the resistance change due to the magnetization rotation of the MR element 11 is led out to the output terminal 12 through which the sense current is applied as shown in FIG. Here, the lower magnetic yoke 10c also functions as the substrate 13, and is provided with a cutout portion 14 for forming a magnetic path. As a detection element of such a magnetic head, an AMR element using an anisotropic magnetoresistance effect material, a GMR element using a giant magnetoresistance effect, or a TMR element using a tunnel magnetoresistance effect can be used. In FIG. 5, 15 is a recording medium sliding reinforcing material, 16 is a non-magnetic material, 17 is a non-magnetic insulating layer, 18 is a magnetic separation layer of upper and lower yokes, and 19 is a bonding layer. FIG. 6 does not show the recording medium sliding reinforcing member 15 for simplification.
[0004]
A method of manufacturing a conventional yoke type MR head will be described with reference to FIGS. First, a nonmagnetic insulating layer 17 is formed as shown in FIG. 9 on a substrate 13 such as a ferrite provided with a cutout portion 14 as shown in FIG. 8, and then the surface is mirror-finished by a flattening process such as lapping. .
[0005]
Next, an MR element 11, an output terminal 12, and the like are sequentially formed on the surface by a thin film forming technique (FIG. 10). The thin film forming technology referred to here means a film forming technology such as sputtering and CVD, a thin film processing technology such as photolithography and ion etching, and a chemical etching technology.
[0006]
Next, as shown in FIG. 11, a nonmagnetic insulating layer and upper yokes 10a and 10b are formed, and a plurality of MR element portions are formed on the substrate.
[0007]
Next, after a non-magnetic material 16 such as alumina is formed by a thin film forming technique, a flattening process is performed by lapping or the like (FIG. 12). Thereafter, as shown in FIG. 13, the substrate on which the nonmagnetic material 16 is flattened and the recording medium sliding reinforcing material 15 are joined and integrated via the joining layer 19. As an example of the bonding layer 19, a thermosetting resin can be used, and the temperature is increased while applying a pressure of about 1 kPa. 8 to 13, the output terminal 30 shown in FIG. 7 is omitted for simplification.
[0008]
Thereafter, cutting is performed at a predetermined head chip core thickness and azimuth angle to complete the head chip. After completing the head chip, in order to optimize the contact state between the magnetic head and the magnetic recording medium, and to realize good reproduction by optimizing the contact state of the base and the connection of the magnetic recording medium, the tape sliding surface is polished using a polishing tape or the like. Finished curved surface processing is performed so that the depth of the magnetic gap portion is kept within a certain range, and a yoke type MR head is completed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-155311 A
[Problems to be solved by the invention]
In such a yoke type MR head, in the step of forming the MR element 11 on the notch 14, an automated high-level device such as a stepper for automatically recognizing an image on the surface of the substrate 13 and determining the position of the MR element 11 is used. In the mass production apparatus, since the image contrast at the edge of the cutout portion 14 is small (that is, the boundary between the substrate 13 and the non-magnetic insulating film 17 is difficult to see), a microscope equipped in the high mass production apparatus is used. When observed, the edge 14a of the notch 14 is difficult to determine, and as a result, there is a problem that the MR element 11 cannot be formed with high accuracy and desired characteristics may not be obtained.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a structure and a manufacturing method of a yoke type MR head capable of forming an MR element with high accuracy and having a high reproduction output. It is another object of the present invention to provide a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with such a head and capable of recording and reproducing information at high density.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a yoke type MR head according to the present invention is a yoke type MR head having an MR element in a notch portion of a yoke, wherein a metal film, a non-magnetic insulating film and an MR It is characterized by using a substrate on which elements are sequentially formed.
[0013]
In the method of manufacturing a yoke type MR head according to the present invention, after forming the notch, the surface of the substrate on which the metal film and the nonmagnetic insulating film are formed is mirror-finished, and the MR element portion is formed on the substrate surface by a thin film forming technique. A first step of forming, a second step of forming a non-magnetic material on the MR element, and a substrate on which the MR element and the non-magnetic material obtained in the second step are formed and a recording medium sliding reinforcing material. A third step of abutting and joining and integrating through a joining layer.
The present invention also relates to a magnetic recording / reproducing device using the above-mentioned yoke type MR head.
[0014]
The yoke type MR head of the present invention, the method of manufacturing the same, and the magnetic recording / reproducing apparatus using the same, can produce a large amount of magnetic information from a high-density magnetic recording medium used in a system such as a large-capacity digital VTR or a data streamer. A magnetic head and a magnetic recording / reproducing apparatus capable of reproducing with high output.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is a yoke type MR head having an MR element in a notch of a yoke, wherein a metal film, a non-magnetic insulating film and an MR element are sequentially formed on the notch. The yoke type MR head is characterized by using a bent substrate.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the yoke type MR head according to the first aspect, wherein the metal film formed on the notch is non-magnetic.
[0017]
In the invention according to claim 3 of the present invention, the metal film formed on the notch portion is made of any of Cr, Ti, V, Mn, Ta, W, Mo, Pd, Pt, Au, Ag, and Cu. 3. The yoke type MR head according to claim 2, wherein:
[0018]
The invention according to claim 4 of the present invention is characterized in that the metal film formed on the notch has a thickness of 0.1 to 5 µm. Type MR head.
[0019]
The invention according to claim 5 of the present invention is characterized in that the angle formed by the cutout section and the substrate surface is from 120 ° to 150 °, wherein the yoke type MR head according to any one of claims 1 to 4, wherein It is.
[0020]
The invention according to claim 6 of the present invention is characterized in that the MR element comprises one of a spin-valve GMR element and a spin-valve TMR element. Head.
[0021]
According to the invention of claim 7 of the present invention, after forming the notch, the surface of the substrate on which the metal film and the non-magnetic insulating film are formed is mirror-finished, and the MR element portion is formed on the substrate surface by a thin film forming technique. A first step, a second step of forming a non-magnetic material on the MR element, and butting the MR element obtained in the second step with the substrate on which the non-magnetic material is formed and the recording medium sliding reinforcement, A method for manufacturing a yoke type MR head, comprising a third step of joining and integrating through a bonding layer.
[0022]
In the invention according to claim 8 of the present invention, after forming the notch portion, the surface of the substrate on which the metal film and the non-magnetic insulating film are formed is mirror-finished, and the MR element portion is formed on the substrate surface by a thin film forming technique. 8. The yoke type MR head according to claim 7, wherein in the first step, the edge of the notch is recognized based on a difference in image contrast between the metal film formed on the notch and the surface of the substrate. Production method.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, the metal film formed on the notch is made of any of Cr, Ti, V, Mn, Ta, W, Mo, Pd, Pt, Au, Ag, and Cu. The method for manufacturing a yoke type MR head according to claim 7 or 8, wherein:
[0024]
The invention according to claim 10 of the present invention is characterized in that the metal film formed on the notch has a thickness of 0.1 to 5 µm. This is a method for manufacturing a type MR head.
[0025]
11. The yoke type MR head according to claim 7, wherein the angle formed by the cutout section and the substrate surface is 120 ° to 150 °. Is a manufacturing method.
[0026]
The invention according to claim 12 of the present invention is characterized in that the MR element comprises one of a spin valve type GMR element and a spin valve type TMR element. This is a method for manufacturing a head.
[0027]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording / reproducing apparatus using the yoke type MR head according to any one of the first to sixth aspects.
[0028]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording / reproducing apparatus using a yoke type MR head manufactured by the manufacturing method according to any one of the seventh to twelfth aspects.
[0029]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0030]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an MR element portion of a yoke type MR head according to the present invention. In the present embodiment, NiFe is used as the MR element material. In addition, a Cr film, which is a non-magnetic material, was formed as the metal film 1 formed on the notch. By forming the metal film 1 on the notch 14, the substrate surface contrast when observing with a microscope is improved, and the edge of the notch 14 can be clearly identified. As a result, the MR element 11 can be formed with high accuracy with respect to the edge of the notch 14.
[0031]
When the metal film 1 is made of a magnetic material, the position where the MR element is formed must be determined in consideration of the magnetic effect of the metal film 1. The MR element can be formed with reference to the edge of the notch.
[0032]
The magnetic recording medium 40 such as a magnetic tape or a magnetic disk contacts the left side in FIG. 1 and a magnetic flux flows from the medium. The magnetic flux from the recording medium is guided to a magnetic path composed of the upper front magnetic yoke 10a, the MR element 11, the upper rear magnetic yoke 10b, and the lower magnetic yoke 10c. Rotation occurs, and a change in resistance value due to the rotation is taken out as a reproduction voltage by an output terminal through which a sense current is supplied.
[0033]
Reference numeral 17 denotes a nonmagnetic insulating layer made of silicon dioxide. The material used for the non-magnetic insulating layer 17 may be a non-magnetic material, such as alumina or silicon nitride. The upper front magnetic yoke 10a, the upper rear magnetic yoke 10b, and the lower magnetic yoke 10c can be made of a soft magnetic material having high magnetic permeability. Here, a nickel-iron alloy having a thickness of 0.5 μm is used.
[0034]
Since the metal film 1 formed on the notch 14 is required to have a good adhesion to the lower magnetic yoke 10c so as not to be peeled off even when a flattening process is performed, Cr, Ti, Any of V, Mn, Ta, W, Mo, Pd, Pt, Au, Ag, and Cu may be used. The thickness of the metal film 1 must be 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, in order to avoid a decrease in the adhesion between the metal film 1 and the notch 14 due to the internal stress of the metal film. Further, in order to obtain a sufficient contrast at the time of microscopic observation, the thickness of the metal film 1 must be 0.1 μm or more.
[0035]
If the angle θ between the cutout section and the substrate surface is small, the distance between the substrate 13 made of a magnetic material and the MR element 11 becomes short, so that magnetic leakage easily occurs and the head characteristics deteriorate. On the other hand, if the angle θ is large, the adhesion between the metal film 1 and the notch portion 14 will be small. Therefore, it is desirable that the angle θ formed by the cutout section and the substrate surface is 120 ° to 150 °.
[0036]
In consideration of wear of the head due to contact sliding between the MR head and the recording medium, the substrate 13 and the recording medium sliding reinforcing member 15 are preferably made of the same material. By using the same material, it is possible to suppress uneven wear due to a difference in wear rate between materials and an increase in spacing between the MR head and the recording medium due to a change in the sliding surface properties of the recording medium, thereby achieving stable reproduction. Characteristics can be realized. In particular, in the case where the substrate 13 is made of a ferromagnetic material and the lower magnetic yoke 10c and the substrate 13 are used to simplify the manufacturing process as in the present invention, a conventional material for a magnetic tape head that requires wear resistance is used. It is preferable to use the ferromagnetic oxide used from the above as the substrate 13. In particular, a ferrite material is a material having excellent wear resistance among ferromagnetic oxides. When NiZn ferrite or MnZn ferrite is used, an MR head having excellent wear resistance can be obtained.
[0037]
In this embodiment, NiFe is used as the MR element material, but a spin valve GMR element or a spin valve TMR element can be used. In order to increase the MR ratio and increase the reproduction output, it is preferable to use a spin valve type GMR element or a spin valve type TMR element.
[0038]
(Embodiment 2)
The method for manufacturing a yoke type MR head according to the second embodiment of the present invention is different from the conventional method for manufacturing a yoke type head shown in FIGS. The difference is that the metal film 1 is formed (FIG. 2).
[0039]
That is, after forming the notch 14 in the substrate 13 as shown in FIG. 8, the metal film 1 is formed on the notch 14 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 9, after the nonmagnetic insulating layer 17 is formed in the cutout portion 14 in which the metal film 1 is formed, the surface is mirror-finished by flattening treatment such as lapping. Although the metal film 1 is also formed on the substrate surface other than the cutout portion 14 in the state of FIG. 2, the metal film 1 on the substrate surface is removed at the time of the flattening process and remains only in the cutout portion 14. . Although the metal film 1 is not drawn in FIGS. 9 to 13 in order to simplify drawing, the metal film 1 is actually formed in the cutout portion 14 in FIGS. 9 to 13.
[0040]
Next, an MR element 11, an output terminal 12, and the like are sequentially formed on the surface by a thin film forming technique (FIG. 10). The thin film forming technology referred to here means a film forming technology such as sputtering and CVD, a thin film processing technology such as photolithography and ion etching, and a chemical etching technology.
[0041]
Next, as shown in FIG. 11, a nonmagnetic insulating layer and upper yokes 10a and 10b are formed, and a plurality of MR element portions are formed on the substrate.
[0042]
Next, after a non-magnetic material 16 such as alumina is formed by a thin film forming technique, a flattening process is performed by lapping or the like (FIG. 12). Thereafter, as shown in FIG. 13, the substrate on which the nonmagnetic material 16 is flattened and the recording medium sliding reinforcing material 15 are joined and integrated via the joining layer 19. As an example of the bonding layer 19, a thermosetting resin can be used, and the temperature is increased while applying a pressure of about 1 kPa. 8 to 13, the output terminal 30 shown in FIG. 7 is omitted for simplification.
[0043]
Thereafter, cutting is performed at a predetermined head chip core thickness and azimuth angle to complete the head chip. After completing the head chip, in order to optimize the contact state between the magnetic head and the magnetic recording medium, and to realize good reproduction by optimizing the contact state of the base and the connection of the magnetic recording medium, the tape sliding surface is polished using a polishing tape or the like. Finished curved surface processing is performed so that the depth of the magnetic gap portion is kept within a certain range, and a yoke type MR head is completed.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, by forming metal film 1 on notch portion 14, when forming MR element 11, the image of the substrate surface is automatically recognized and the position of MR element 11 is determined. In an automated high-volume manufacturing apparatus such as a stepper that determines the MR, the edge of the notch 14 is not erroneously recognized, and the MR element 11 can be formed with high accuracy.
[0045]
In FIG. 11, two MR element portions are formed on the substrate. However, if the size of the substrate is increased to increase the number of MR element portions formed at one time, a significant improvement in productivity can be achieved.
[0046]
(Embodiment 3)
Next, an embodiment of a magnetic recording / reproducing apparatus using the yoke type MR head of the present invention and its manufacturing direction will be described. FIG. 3 is a perspective view of a rotary drum device of the magnetic recording / reproducing device, and FIG. 4 is a schematic diagram of a traveling system of the magnetic recording / reproducing device.
[0047]
The rotary drum device 50 of the magnetic recording / reproducing apparatus shown in FIG. 3 has a lower drum 51 and an upper rotary drum 52, and a magnetic head 53 is provided on the outer peripheral surface thereof. The magnetic tape (not shown) runs along the lead 54 while being inclined with respect to the rotation axis of the upper rotary drum 52. The magnetic head 53 slides while being inclined with respect to the running direction of the magnetic tape. Further, a plurality of grooves 55 are provided on the outer peripheral surface of the upper rotary drum 52 so that the upper rotary drum 52 and the magnetic tape are stably slid while traveling in close contact with each other. The air trapped between the magnetic tape and the upper rotating drum is discharged from the groove 55.
[0048]
As shown in FIG. 4, the running system of the magnetic recording / reproducing apparatus includes a rotating drum device 50, a supply reel 60, a take-up reel 61, rotating posts 62, 63, 64, 65, 66, 67, inclined posts 68, 69, and a cap. A stun 70, a pinch roller 71, and a tension arm 72 are provided. The reproducing head 73 and the recording head 74 of the present invention described above are arranged on the outer peripheral surface of the rotary drum device 50.
[0049]
The magnetic tape 75 wound on the supply reel 60 passes between the pinch roller 71 and the capstan 70 and is wound on the take-up reel 61. This rotary drum device is of an upper rotary drum type, and two reproducing heads 73 are mounted so as to protrude from the outer peripheral surface of the rotary drum by about 20 μm.
[0050]
As described above, in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present embodiment, a medium recorded at a high density has a higher output than a conventionally used inductive reproducing head and has a high reliability because a highly reliable yoke type MR head is used. Can be reliably detected over a long period of time with a good SN ratio.
[0051]
In particular, in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present embodiment, the polishing rate is less affected by the abrasion of the recording medium sliding surface of the yoke type MR head than the shield type MR head. Large reliability can be exhibited when a coating type tape (MP tape) having a large polishing rate and a metal deposition tape (ME tape) having a low polishing rate are mixed and used. In the above-described embodiment, the upper rotating drum system has been described as an example. However, a middle rotating drum system including three drums of an upper drum, a middle drum, and a lower drum may be used. Further, the magnetic tape is taken as an example, but application to a disk-shaped medium is also possible.
[0052]
In the above embodiment, the MR element is taken as an example. However, if a spin valve type GMR element or a spin valve type TMR element is used instead of the MR element, a higher performance magnetic recording / reproducing apparatus can be obtained. .
[0053]
【The invention's effect】
As described above, a yoke-type MR head having a high reproduction output can be obtained by the yoke-type MR head and the method of manufacturing the same according to the present invention. In addition, a magnetic recording / reproducing apparatus using them can reproduce a large amount of magnetic information with high output and high reliability from a high-density magnetic recording medium used in a system such as a large-capacity digital VTR or a data streamer. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an MR element portion of a yoke type MR head according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a perspective view showing a method of manufacturing a yoke type MR head of the present invention; FIG. FIG. 4 is a schematic view of a traveling system of a magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a sectional view of an MR element portion of a conventional yoke type MR head. FIG. 6 is a conventional yoke type MR head. FIG. 7 is a perspective view of a conventional yoke type MR head as a whole. FIG. 8 is a perspective view showing a method of manufacturing a conventional yoke type MR head. FIG. 9 is a method of manufacturing a conventional yoke type MR head. FIG. 10 is a perspective view showing a method for manufacturing a conventional yoke type MR head. FIG. 11 is a perspective view showing a method for manufacturing a conventional yoke type MR head. FIG. 13 is a perspective view showing a method. Perspective view showing a method of manufacturing a chromatography click type MR head EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal film 10 Yoke 10a Upper front magnetic yoke 10b Upper rear magnetic yoke 10c Lower magnetic yoke 11 MR element 13 Substrate 14 Notch 17 Non-magnetic insulating film
