JP2005078754A - Thin film magnetic head, head slider, head gimbals assembly, and hard disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気抵抗効果素子と誘導型の電磁変換素子とを備えた薄膜磁気ヘッド、ヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関するものである。 The present invention relates to a thin film magnetic head, a head slider, a head gimbal assembly, and a hard disk device that include a magnetoresistive element and an induction type electromagnetic transducer.
薄膜磁気ヘッドは、ハードディスク装置への記録再生時に、記録媒体であるハードディスクから浮上するように構成されている。具体的には、所定の基台上に薄膜磁気ヘッドを形成してヘッドスライダを構成し、該ヘッドスライダをサスペンションアームの先端部に取り付けられたジンバルに搭載することによってヘッドジンバルアセンブリ(HGA)を構成する。そして、ハードディスクの回転に伴う空気流が薄膜磁気ヘッドの下方に流れることでサスペンションアームが撓み、該薄膜磁気ヘッドが浮上する。このような薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。 The thin film magnetic head is configured to float from a hard disk as a recording medium during recording / reproduction to / from a hard disk device. Specifically, a thin film magnetic head is formed on a predetermined base to form a head slider, and the head slider is mounted on a gimbal attached to the tip of the suspension arm to thereby mount a head gimbal assembly (HGA). Constitute. Then, an air flow accompanying the rotation of the hard disk flows below the thin film magnetic head, so that the suspension arm bends and the thin film magnetic head floats. As such a thin film magnetic head, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
このような薄膜磁気ヘッドでは、ハードディスクとの空隙、すなわちヘッド浮上量が、ハードディスクの高密度化に伴って微小化される傾向にあり、現在では、10nmおよびそれ以下と極限まで達しつつある。今後、ハードディスクの更なる高密度化が見込まれ、それに伴い薄膜磁気ヘッドのヘッド浮上量が更に微小化されることが予想される。
しかしながら、ヘッド浮上量が微小な状況下では、薄膜磁気ヘッドのヘッド浮上量を調整することは困難となる。ヘッド浮上量を調整することができない場合、例えば、再生出力を良好に得ることができないなどの事態を招いてしまう。 However, it is difficult to adjust the head flying height of the thin film magnetic head under a situation where the head flying height is very small. If the head flying height cannot be adjusted, for example, a situation in which reproduction output cannot be obtained satisfactorily will be caused.
本発明は、記録媒体に対するヘッド浮上量を調整することができる薄膜磁気ヘッド、ヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリ、及びハードディスク装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a thin film magnetic head, a head slider, a head gimbal assembly, and a hard disk device capable of adjusting the head flying height with respect to a recording medium.
本発明の薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果素子が内部に設けられた本体部を有し、本体部の内部には、更に、電圧が印加されることにより形状が変形する圧電素子が設けられていることを特徴としている。 The thin film magnetic head of the present invention has a main body portion in which a magnetoresistive effect element for reproduction is provided, and a piezoelectric element whose shape is deformed when a voltage is further applied inside the main body portion. It is characterized by being provided.
本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、内部に再生用の磁気抵抗効果素子が設けられた本体部の内部に、更に圧電素子が設けられており、この圧電素子に電圧を印加することによって該圧電素子の形状を変化させ、薄膜磁気ヘッドの記録媒体対向面を膨張または収縮させることができる。これにより、薄膜磁気ヘッドと記録媒体との距離、すなわちヘッド浮上量を調整することができる。 According to the thin film magnetic head of the present invention, a piezoelectric element is further provided inside the main body portion in which the magnetoresistive effect element for reproduction is provided. By applying a voltage to the piezoelectric element, the piezoelectric element is provided. The shape of the element can be changed to expand or contract the recording medium facing surface of the thin film magnetic head. Thereby, the distance between the thin film magnetic head and the recording medium, that is, the head flying height can be adjusted.
上記効果を奏する好適な形態の一つとしては、圧電素子が磁気抵抗効果素子と薄膜磁気ヘッド積層用の基板との間に設けられているものが挙げられる。 One of the preferred embodiments that exhibit the above-described effect is one in which a piezoelectric element is provided between a magnetoresistive element and a thin film magnetic head stacking substrate.
また、圧電素子は、記録媒体対向面に対して略平行に延びるように設けられていてもよい。これにより、圧電素子の記録媒体対向面に面する部分、すなわち記録媒体対向面への投影面積が大きくなるので、記録媒体対向面を膨張または収縮させるために加える力をより大きくすることができる。 The piezoelectric element may be provided so as to extend substantially parallel to the recording medium facing surface. As a result, the portion of the piezoelectric element facing the recording medium facing surface, that is, the projected area onto the recording medium facing surface is increased, so that the force applied to expand or contract the recording medium facing surface can be increased.
更に、圧電素子は、記録媒体対向面に対して傾斜して設けられていてもよい。圧電素子を傾斜して設ける場合、スパッタリング法によって形成することができるため、分極処理を省くこともできる。また、記録媒体対向面に対して略垂直な方向に延びるように設けた場合に比べ、記録媒体対向面に面する部分、すなわち記録媒体対向面への投影面積が大きくなるため、記録媒体対向面を膨張または収縮させるために加える力をより大きくすることができる。 Further, the piezoelectric element may be provided inclined with respect to the recording medium facing surface. When the piezoelectric element is provided with an inclination, it can be formed by a sputtering method, so that polarization treatment can be omitted. In addition, compared with the case where the recording medium facing surface is provided so as to extend in a direction substantially perpendicular to the recording medium facing surface, the portion facing the recording medium facing surface, that is, the projected area on the recording medium facing surface is increased. The force applied to expand or contract the can be increased.
また、圧電素子は、記録媒体対向面に対して略垂直方向に延在する垂直延在部を有し、垂直延在部において外部電源と電気的に接続されるのが好ましい。通常、薄膜磁気ヘッドでは、媒体対向面に直交するワイヤボンディング面に電極パッドが備えられ、この電極パッドに各素子が電気的に接続されることにより、外部電源からの電圧が各素子に供給される。従って、圧電素子が記録媒体対向面に対して略垂直方向に延在する部分は、薄膜磁気ヘッドのワイヤボンディング面と略平行となるため、電圧印加用の電極と電極パッドとの接続を容易にすることができる。 Further, it is preferable that the piezoelectric element has a vertically extending portion that extends in a substantially vertical direction with respect to the recording medium facing surface, and is electrically connected to an external power source in the vertically extending portion. Usually, in a thin film magnetic head, an electrode pad is provided on a wire bonding surface orthogonal to the medium facing surface, and each element is electrically connected to the electrode pad, whereby a voltage from an external power source is supplied to each element. The Therefore, the portion where the piezoelectric element extends in a direction substantially perpendicular to the recording medium facing surface is substantially parallel to the wire bonding surface of the thin film magnetic head, so that the connection between the voltage application electrode and the electrode pad is easy. can do.
上記の薄膜磁気ヘッドにおいて、圧電素子は、圧電材料からなる圧電膜と、圧電膜を挟む2つの電圧印可用の電極とを有し、電極のいずれか一方は、薄膜磁気ヘッド積層用の導電性の基板に直結されており、基板はグラウンドとなっていてもよい。 In the above thin film magnetic head, the piezoelectric element has a piezoelectric film made of a piezoelectric material and two voltage application electrodes sandwiching the piezoelectric film, and one of the electrodes is a conductive material for laminating the thin film magnetic head. The substrate may be directly connected to the substrate, and the substrate may be grounded.
また、圧電素子は、圧電材料からなる圧電膜と、圧電膜の電圧印可用の電極とを有し、圧電膜は、薄膜磁気ヘッド積層用の導電性の基板と電極とによって挟まれるように形成されていてもよい。このように導電性の基板と電極によって圧電膜を挟む構造とすることにより、電極と基板とによって圧電膜に電圧を印加することができる。従って、形成する電圧印加用の電極は一つでよいため、製造が容易となる。 The piezoelectric element has a piezoelectric film made of a piezoelectric material and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric film, and the piezoelectric film is formed so as to be sandwiched between a conductive substrate and an electrode for laminating a thin film magnetic head. May be. By adopting such a structure in which the piezoelectric film is sandwiched between the conductive substrate and the electrode, a voltage can be applied to the piezoelectric film by the electrode and the substrate. Therefore, since only one voltage application electrode is required, the manufacturing is facilitated.
本発明のヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、それぞれ上記の薄膜磁気ヘッドを備え、該薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果素子が内部に設けられた本体部を有し、本体部の内部には、更に、電圧の印加により形状が変形することによって記録媒体との距離を調整する圧電素子が設けられていることを特徴としている。 A head slider, a head gimbal assembly, and a hard disk device of the present invention each include the above-described thin film magnetic head, and the thin film magnetic head has a main body portion in which a magnetoresistive effect element for reproduction is provided. Further, a piezoelectric element that adjusts the distance from the recording medium by deforming the shape by applying a voltage is provided inside the.
本発明のヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置によれば、薄膜磁気ヘッドにおいて、内部に再生用の磁気抵抗効果素子が設けられた本体部の内部に、更に圧電素子が設けられており、この圧電素子に電圧を印加することによって該圧電素子の形状を変化させ、薄膜磁気ヘッドの記録媒体対向面を膨張または収縮させることができる。これにより、薄膜磁気ヘッドと記録媒体との距離、すなわちヘッド浮上量を調整することができる。 According to the head slider, the head gimbal assembly, and the hard disk device of the present invention, in the thin film magnetic head, the piezoelectric element is further provided inside the main body portion in which the magnetoresistive effect element for reproduction is provided. By applying a voltage to the piezoelectric element, the shape of the piezoelectric element can be changed, and the recording medium facing surface of the thin film magnetic head can be expanded or contracted. Thereby, the distance between the thin film magnetic head and the recording medium, that is, the head flying height can be adjusted.
本発明によれば、薄膜磁気ヘッドの内部に圧電素子を設けたので、記録媒体に対するヘッド浮上量を調整することができる。 According to the present invention, since the piezoelectric element is provided inside the thin film magnetic head, the head flying height with respect to the recording medium can be adjusted.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be used for the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本実施形態のヘッドスライダを備えたハードディスク装置を示す図であり、図2は、図1に示すハードディスク装置に備えられ、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダを搭載したヘッドジンバルアセンブリ(HGA:Head Gimbals Assembly)の拡大斜視図であり、図3は、図2に示すヘッドスライダにおけるヘッドジンバルアセンブリの先端側に位置する面を示す図である。ハードディスク装置1は、ヘッドジンバルアセンブリ10を作動させて、高速回転するハードディスク2の記録面(図1の上面)に、薄膜磁気ヘッド11によって磁気情報を記録及び再生するものである。
FIG. 1 is a diagram showing a hard disk device provided with a head slider of this embodiment, and FIG. 2 is a head gimbal assembly equipped with the head slider provided with the hard disk device shown in FIG. 1 and having a thin film magnetic head formed thereon. FIG. 3 is an enlarged perspective view of (HGA: Head Gimbals Assembly), and FIG. 3 is a diagram showing a surface located on the tip side of the head gimbal assembly in the head slider shown in FIG. The hard disk device 1 operates the
図2に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ10は、金属製の薄板であるサスペンションアーム12を備えている。サスペンションアーム12の先端側には、切込みで囲われたタング部14が形成されており、このタング部14上に薄膜磁気ヘッド11が形成されたヘッドスライダ13が搭載されている。
As shown in FIG. 2, the
また、サスペンションアーム12上には、先端側に設けられた端子15a〜15fと基端側に設けられた端子16a〜16fとに接続される配線17a〜17cを絶縁層で被覆したプリント配線17が備えられている。配線17a〜17cは、順に、圧電素子用電極パッド23a,23b、記録用電極パッド21a,21b、再生用電極パッド22a,22bに電気的に接続される(各電極パッドについては図3を参照)。
On the
プリント配線17は、端子15a〜15fからヘッドスライダ13の周囲を回り込んでヘッドスライダ13の後方へと這わされ、端子16a〜16fまで伸長している。このプリント配線17によって、ヘッドスライダ13に形成された薄膜磁気ヘッド11の各素子が端子15a〜15fを介して通電されるようになっている。
The printed
尚、ヘッドスライダ13、プリント配線17及び各端子15a〜15f,16a〜16fは、絶縁層18を介してサスペンションアーム12上に配されており、金属製のサスペンションアーム12とは絶縁されている。
The
以上のようなヘッドジンバルアセンブリ10は、図1に示すように、支軸3周りに例えばボイスコイルモータによって回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ10を回転させると、ヘッドスライダ13は、ハードディスク2の半径方向、すなわちトラックラインを横切る方向に移動する。
The
図2に戻り、ヘッドスライダ13は、略直方体形状をなし、アルティック(Al2O3・TiC)からなる基台(詳細は後述する)20上に、薄膜磁気ヘッド11が形成されている。尚、図では、薄膜磁気ヘッド11の本体部11a内に設けられた素子部(後述する)31,32が、基台20の水平方向における中央付近に形成されているが、形成位置はこれには限定されない。
Returning to FIG. 2, the
ヘッドスライダ13の上面は、ハードディスク2の記録面に対向する記録媒体対向面であり、エアベアリング面(ABS:Air Bearing Surface)Sと称される。ハードディスク2が回転する際、この回転に伴う空気流によってヘッドスライダ13が浮上し、エアベアリング面Sはハードディスク2の記録面から離隔する。尚、エアベアリング面Sは、DLC(Diamond Like Carbon)等のコーティングが施されていてもよい。
The upper surface of the
薄膜磁気ヘッド11におけるヘッドスライダ13の手前側の面には、各素子を保護するために、オーバーコート層21が設けられている。オーバーコート層21の表面には、記録用電極パッド21a,21b、再生用電極パッド22a,22b及び圧電素子用電極パッド23a,23bが取り付けられている。圧電素子の詳細は後述する。尚、記録用電極パッド21a,21b及び再生用電極パッド22a,22bは、左右反対に取り付けられていてもよい。また、圧電素子用電極パッド23についても取り付け位置は限定されず、オーバーコート層21の表面のどの位置に配置されていてもよい。
An
記録用電極パッド21a,21b、再生用電極パッド22a,22b及び圧電素子用電極パッド23a,23bは、サスペンションアーム12に設けられた端子15a〜15fにそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態では、記録用電極パッド21a,21bがそれぞれ端子15e,15fに、再生用電極パッド22a,22bがそれぞれ端子15a,15bに、圧電素子用電極パッド23a,23bがそれぞれ端子15d,15cに電気的に接続されている。端子15a〜15fには、上述した配線17a〜17cが接続されている。
The
各電極パッドと端子15a〜15fとの接続に際しては、例えば、ボンディングの材質として金を用いたボールボンディング(ゴールドボールボンディング;Gold Ball Bonding)が用いられる。
When connecting each electrode pad and the
図4は、図3に示すIV−IV線断面図である。薄膜磁気ヘッド11は、基台20上に、再生用のGMR素子(巨大磁気抵抗効果素子;Giant Magneto Resistive)30を有する再生ヘッド部31と、記録用の誘導型の電磁変換素子としての記録ヘッド部32とを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。GMR素子は、磁気抵抗変化率が高い巨大磁気抵抗効果を利用したものである。尚、GMR素子の代わりに、異方性磁気抵抗効果を利用するAMR(Anisotropy Magneto Resistive)素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用するTMR(Tunnel-type Magneto Resistive)素子、CPP−GMR素子等を利用してもよい。
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. The thin film
再生ヘッド部31は、この再生ヘッド部31を挟むように配された上部シールド層45aと下部シールド層42とを備えている。
The reproducing
記録ヘッド部32は、一部が磁極部分層34aとヨーク部分層34bとに囲まれた2層の薄膜コイル35,36を備えている。
The
また、記録ヘッド部32上には、記録ヘッド部32を覆うようにオーバーコート層21が形成されている。
An
また、再生ヘッド部31と基台20の間には、圧電素子86が設けられている。この圧電素子86は、圧電材料からなる圧電膜82と、該圧電膜82の基台20側およびオーバーコート層21側の側面に備えられた電圧印加用の下部電極83および上部電極84とによって構成されている。圧電膜82は、内部に電圧が印加されることで形状が変化し、その形状の変化によってエアベアリング面Sを膨張あるいは収縮させて、薄膜磁気ヘッド11とハードディスク2との間隔、すなわちヘッド浮上量を調整するものである。
A
下部電極83および上部電極84には、図中上下方向に伸びたCu等の導電材料からなる導電部41,41がそれぞれ電気的に接続されている。該導電部41,41の上端は、オーバーコート層21の表面Aにおいて、該面A上に取り付けられた圧電素子用電極パッド23a,23bに接続されている。
また同様に、再生ヘッド部31及び記録ヘッド部32に関しても、導電材料からなる2つの導電部(図4では、再生ヘッド部31用の導電部51のみを示す)が電気的に接続されており、表面Aにおいて、それぞれ上述した再生用電極パッド22a,22b、記録用電極パッド21a,21bに接続されている。
Similarly, with respect to the reproducing
図5は、圧電素子86を示す概略図である。圧電素子86における圧電膜82は、例えばPb(Zr,Ti)O3(チタン酸ジルコン酸鉛;通称、PZT)やBaTiO3(チタン酸バリウム)などの圧電材料からなり、該圧電材料に分極処理を施すことによって製造される。分極処理とは、一般に、直流強電界を加えて内部の電気双極子を一定方向に揃える処理をいう。尚、圧電膜82は、純粋に圧電材料のみで形成されることは少なく、例えばPZTが圧電材料の場合、使用目的に応じてPb,Mn,Nbなどの酸化物をドーパントとして微量に加えたり、複合ペロブスカイト型化合物を少量加えたりして構成される。
FIG. 5 is a schematic view showing the
また、圧電膜82を挟むように設けられた電極83,84は、例えばPtなどからなり、外部電源85にそれぞれ接続されている。そして、分極処理を施されてなる圧電膜82は、電極83,84を介して外部電源85により電圧が印加されると、いわゆる逆圧電効果が生じ、例えば、図5中の矢印が示す方向に変形し、二点鎖線で示した状態となる。また、印加する電圧の正負を逆にすると、すなわち、内部に発生させる電界の向きを逆方向にすると、圧電膜82は、図5の矢印が示す方向とは逆の方向に形状が変形する。
The
図6は、薄膜磁気ヘッド11のエアベアリング面Sとハードディスクの記録面Dとの関係を示す概略図である。薄膜磁気ヘッド11の圧電素子86に電圧を印加すると、上述したように圧電素子86が変形してエアベアリング面Sをハードディスクの記録面D側に押し出す。すると、圧電素子86の近傍を始め再生ヘッド部31及び記録ヘッド部32の近傍のエアベアリング面Sがハードディスクの記録面D側に膨張する(図中、二点鎖線で示す。)。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the air bearing surface S of the thin film
また、圧電素子86に印加する電圧の正負を逆にし、圧電素子86の圧電膜82内部に発生させる電界の向きを逆方向にすると、圧電素子82は逆の方向に形状が変形するため、エアベアリング面Sがハードディスクの記録面Dから離隔するように収縮する。
Further, when the polarity of the voltage applied to the
このように本実施形態に係る薄膜磁気ヘッド11は、各素子部が備えられている本体部11aの内部に設けられた圧電素子86に電圧を印加することによって該圧電素子86の形状を変化させ、薄膜磁気ヘッド11のエアベアリング面Sを膨張または収縮させることができる。このため、薄膜磁気ヘッド11とハードディスクとの距離、すなわちヘッド浮上量を調整することができる。
As described above, the thin film
次に、図4に示す薄膜磁気ヘッド11の製造方法の一例について図7〜図17を参照して説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the thin film
まず、図7に示すように、アルティック(Al2O3・TiC)等からなる、薄膜磁気ヘッド11積層用の基板38に、スパッタリング法によって、例えばアルミナ(Al2O3)等の絶縁材料からなる下地層39を厚さ約1μm〜約10μmで形成する。基板38及び下地層39は、ヘッドスライダ13の基台20を構成する。そして、下地層39の上に、順に、下部電極83、圧電膜82、上部電極84を、それぞれスパッタリング法によって形成する。これら下部電極83、圧電膜82、上部電極84によって、圧電素子86が構成される。
First, as shown in FIG. 7, an insulating material such as alumina (Al 2 O 3 ) is formed on a
下部電極83の材料としては、例えば、Pt、PtO,Ir,IrO,Ru,RuO,LaSrCoO3などを用いる。上部電極84は、導通がとれるものであればどのような材料を用いてもよい。そして、下部電極83および上部電極84は、例えば厚さ約100nmで形成する。また、圧電膜82は、Pb(Zr,Ti)O3(いわゆるPZT)、BaTiO3、(Pb,La)(Zr,Ti)O3、SrBiTaO3、PbTiO3/PbZrO3積層膜、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−PbTiO3などの圧電材料によって形成し、厚さは、例えば約1μmとする。圧電材料には、上述したように使用目的に応じてドーパントや複合ペロブスカイト型化合物などを加えるのが望ましい。尚、圧電膜82は、スパッタリング法を用いると分極した状態にも形成することができる。従って、スパッタリング法を用いて圧電膜82を分極した状態に形成すれば、焼結などの分極処理を行う必要がなく製造工程を簡略化できる。
As a material of the
次に、図8を参照して、後続の製造工程を説明する。後にエアベアリング面Sとなる仮想面S’(便宜上、このように説明する。)から見た上部電極84の後方に、圧電素子86の導電部41形成用のホール41hを例えばウェットエッチングにより形成する。このとき、ホール41hは、上部電極84および圧電膜82を貫通し、下部電極83が露出するように形成する。
Next, a subsequent manufacturing process will be described with reference to FIG. A
次に、図9を参照する。フォトレジスト層を所定のパターンに形成し、フレームめっき法等によりNiFe等からなる2つの磁性層89,89を、上部電極84および下部電極83の上にそれぞれ形成する。尚、同図は、フォトレジスト層を除去した状態を示している。これにより、導電部41,41を構成する第1導電層41a,41aが画成される。
Reference is now made to FIG. A photoresist layer is formed in a predetermined pattern, and two
次に、図10に示すように、スパッタリング法等によりアルミナや樹脂などの絶縁材料(絶縁層)40を積層した後、第1導電層41a,41aの上端位置で表面を平坦化する。
Next, as shown in FIG. 10, after an insulating material (insulating layer) 40 such as alumina or resin is stacked by sputtering or the like, the surface is flattened at the upper end positions of the first
次に、図11に示すように、絶縁層40における第1導電層41a,41aの上方にフォトレジスト層を所定のパターンに形成し、めっき等により磁性層90を形成する。これにより、下部シールド層42と、導電部41,41を構成する第2導電層41b,41bとが画成される。
Next, as shown in FIG. 11, a photoresist layer is formed in a predetermined pattern above the first
その後、スパッタリング法等により絶縁材料79を積層して、下部シールド層42と第2導電部41b,41bとの間の部分を埋め込んだ後に表面を平坦化する。そして、下部シールド層42、絶縁材料79及び第2導電層41bの上に、アルミナ等の絶縁材料からなるシールドギャップ層50を、例えばスパッタリング法により形成する。
Thereafter, an insulating
次に、図12に示すように、仮想面S’側のシールドギャップ層50上にGMR素子30を形成する。そして、GMR素子30の上に、GMR素子30に電気的に接続されるリード層77を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, the
次に、GMR素子30及びシールドギャップ層50を覆うように、例えばスパッタリング法によってAl2O3等からなる絶縁層44を形成する。次いで、リード層77の仮想面S’から見た後方部分に位置する絶縁層44において、リソグラフィ技術及びミリング法等を利用し、再生ヘッド部31の導電部形成用のホール51hを形成する。また、ホール51hの形成と同時に、第2導電層41b,41b上にもリソグラフィ技術及びミリング法等を利用して、絶縁層44及び絶縁層50を貫通させる。
Next, an insulating
次に、図13に示すように、フォトレジスト層を所定のパターンに形成し、めっき法等により磁性層92、ホール51h上の磁性層92及び導電部41,41を構成する第3導電層41c,41cを形成する。GMR素子30の上方の磁性層92は第1上部シールド層45aとなる。
Next, as shown in FIG. 13, a photoresist layer is formed in a predetermined pattern, and the third
次に、スパッタリング法等によりシールドギャップ層53を形成する。次いで、ホール51h上の磁性層92及び第3導電層41c,41cの上のシールドギャップ層53を除去する。次に、フォトレジスト層を所定のパターンに形成し、めっき法等により磁性層93、ホール51hの上方の磁性層93及び第3導電層41c,41cの上方に位置する磁性層93を形成する。これにより、導電部41,41を構成する第4導電層41d,41dが形成される。GMR素子30の上方の磁性層93は第2上部シールド層45bとなる。その後、磁性層92,93の除去された部分に絶縁層94を埋め込み、全体を平坦化する。
Next, the
次に、ホール51h上方と第4導電層41d,41dの上方とを除いた全体に、例えばアルミナ膜よりなる記録ギャップ層33を形成する。
Next, a
また、GMR素子30の上方の記録ギャップ層33上に、図示しない絶縁膜を介して、例えばめっき法等を利用して、1層目の薄膜コイル36を厚さ約1μm〜約3μmで形成する。薄膜コイル36は、例えば銅(Cu)により形成される。尚、図に示す薄膜コイル36は、その断面形状を簡略化して四角形状で示している。
Further, on the
次いで、第2上部シールド層45bの一部と、ホール51hの上方の磁性層93と、第4導電層41d,41dとの上に、リソグラフィ技術及びミリング法等を利用して同時に磁性層95を形成する。これにより、導電部41,41を構成する第5導電層41e,41eが形成される。薄膜コイル36に近接する磁性層95は磁極部分層34aとなる。
Next, the
次に、図14に示すように、絶縁層81を積層し全体を平坦化する。そして、絶縁層81の上にフォトレジスト層56を所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層56の上で、かつ薄膜コイル36の上方に第2層目の薄膜コイル35を形成する。このとき、ホール51hの上方の磁性層95と、第5導電層41e,41eとの上に、薄膜コイル35と同様の層96を薄膜コイル35と同じ材料で形成する。これにより、導電部41,41を構成する第6導電層41f,41fが形成される。尚、本実施形態では薄膜コイルを2層積層するが、1層でもよいし3層以上の多層としてもよく、層の数や形成手順はこれに限られない。
Next, as shown in FIG. 14, an insulating
次に、図15に示すように、2層目の薄膜コイル35上に絶縁層97を形成し、更に、薄膜コイル35の一部を覆い、且つ、磁性部分層34aと繋がるようにヨーク部分層34bを形成する。このとき、第6導電層41f,41f上に、ヨーク部分層34bと同じ材料で層98を形成する。これにより、導電部41,41を構成する第7導電層41g,41gが形成される。尚、上述した磁極部分層34aとヨーク部分層34bとを一体に形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 15, an insulating
そして、全体を覆うように、例えば、スパッタリング法によって、Al2O3等の絶縁材料からなるオーバーコート層21を形成する。このとき、再生ヘッド部31と記録ヘッド部32との導電部を、導電部41,41と同様に導電部41,41の上端と同じ高さ位置まで形成する。
Then, the
次いで、例えば、研磨等をオーバーコート層21に施すことにより、第7導電層41g,41gの上端をオーバーコート層21における基台20の反対側の面に露出させる。
Next, for example, by polishing the
そして最後に、図16に示すように、導電部41,41(第7導電層41g,41g)の上端部に圧電素子用電極パッド23a,23bを配設する。このとき、再生ヘッド部31及び記録ヘッド部32についても同様に電極パッドを配設する。
Finally, as shown in FIG. 16, piezoelectric
以上により、本発明の実施形態に係る薄膜磁気ヘッド11が完成する。
Thus, the thin film
尚、図17に示すように、薄膜磁気ヘッド11において、薄膜磁気ヘッド11積層用の基板38を導電性の基板とした場合は、下地層39と下部電極83とを設けない構成とすることができる。この場合、導電性の基板38はグラウンドとなり、上部電極84と基板38とによって圧電膜82が印加可能となる。このように導電性の基板38を用いることで、下地層39と下部電極83とを設ける必要がなくなるので、薄膜磁気ヘッド11の製造がより容易となる。
As shown in FIG. 17, in the thin film
また、圧電素子86の形成位置は、上記形態に限られない。以下に、薄膜磁気ヘッド11内における圧電素子86形成位置の他の例について説明する。図18〜図20は、圧電素子86形成位置の他の例を示す模式図である。
In addition, the formation position of the
図18に示す圧電素子86は、エアベアリング面Sから見た、再生ヘッド部31および記録ヘッド部32の後方に、エアベアリング面Sに対して略平行に延びるように設けられている。圧電素子86は、絶縁層70a,70bに挟まれた状態で形成されている。また、圧電素子86および絶縁層70a,70bは、上方でL字状に曲げられ、エアベアリング面Sに対して略垂直方向に延在されている。そして、エアベアリング面Sに対して略垂直方向に延在する部分(垂直延在部)において、圧電素子86の電圧印加用の電極71a,71bが導電部41,41に接続されている。この導電部41,41は、薄膜磁気ヘッド11における基台の反対側に位置する表面Aに設けられた電極パッド23a,23bに接続されている。これにより、圧電素子86に電圧を印加することが可能となっている。
The
このような圧電素子86の圧電膜82および電極71a,71bは、例えば、CVD法によって、エアベアリング面Sに対して略平行に延びるように形成する。このとき、圧電膜82は、分極していない圧電材料のままであるため、この圧電膜82に電極71a,71bを介して電圧を印加することによって分極処理を行う。
The
このような薄膜磁気ヘッド11では、圧電素子86の形状をエアベアリング面Sに直交する方向(図の左右方向)に伸縮するように変形させることによって、エアベアリング面Sを膨張あるいは収縮させ、ヘッド浮上量を調整する。この場合、圧電素子86は、エアベアリング面Sに対して略平行に延びるように設けられているため、図4に示す形態、すなわち、エアベアリング面Sに対して略垂直な方向に延びるように設けられた場合に比べ、エアベアリング面Sに面する部分(エアベアリング面Sへの投影部分)が大きくなる。従って、エアベアリング面Sを膨張または収縮させるための力をより大きくすることができる。
In such a thin film
図19に示す圧電素子86は、エアベアリング面Sから見た、再生ヘッド部31および記録ヘッド部32の後方に、エアベアリング面Sに対して傾斜して設けられている。また、図20に示す圧電素子86は、再生ヘッド部31の下方においてエアベアリング面Sに対して略垂直な方向に延びるように配されていると共に、エアベアリング面Sから見た再生ヘッド部31および記録ヘッド部32の後方にエアベアリング面Sに対して傾斜して配されている。
The
図19および図20に示すように圧電素子86を傾斜して設ける場合、エアベアリングSに対する傾斜角度が大きくなるほど、スパッタリング法によって圧電素子86を形成し易くなる。従って、圧電素子86をスパッタリング法によって形成すれば、圧電膜82に分極処理を施す工程を省くこともできる。また、圧電素子86が傾斜していることにより、エアベアリング面Sに対して略垂直な方向に延びるように設けられた場合に比べ、エアベアリング面Sに面する部分が大きくなり、エアベアリング面Sを膨張または収縮させるための力を大きくすることができる。尚、圧電素子86を傾斜して形成する場合の形成方法としては、薄膜磁気ヘッド11の各層に斜めにミリングし、そのミリングした部分に圧電膜82および電極71a,71bを形成するようにしてもよい。
19 and 20, when the
なお、図18〜図20に示す圧電素子86において、電圧印加用の電極71a,71bのいずれか一方を基板38に直結させ、当該基板38をグラウンドにすることによって、圧電膜82に電圧を印加するようにしてもよい。この場合、基板38に直結する電極については、導電部41を設けなくともよい。
In the
圧電素子86は、上述した位置に一つだけ配置してもよいし、2つ以上に分割して配置してもよい。図21は、圧電素子86が2つに分割して配置された薄膜磁気ヘッド11の一例を示す概略断面図である。同図において、分割配置された圧電素子86は、図4に示す圧電素子86と同じ高さ位置に配されている。図21では、分割された圧電素子86が双方とも同じ高さ位置に配されているが、それぞれ異なる高さ位置に配されていてもよい。
Only one
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第2の磁極を磁極部分層とヨーク部分層とに分けず、一体にしてもよい。また、第7導電層41g(98)は、ヨーク部分層34bと同じ材料でなくてもよく、導電性を有していればよい。
As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the second magnetic pole may be integrated without being divided into the magnetic pole part layer and the yoke part layer. Further, the seventh
1…ハードディスク装置、2…ハードディスク、10…ヘッドジンバルアセンブリ、11…薄膜磁気ヘッド、11a…本体部、12…サスペンションアーム、13…ヘッドスライダ、20…基台、21…オーバーコート層、31…再生ヘッド部、32…記録ヘッド部、33…記録ギャップ層、34b…ヨーク部分層、34a…磁性部分層、34a…磁極部分層、35,36…薄膜コイル、38…基板、39…下地層、40…絶縁層、41…導電部、42…下部シールド層、44…絶縁層、45a…上部シールド層、45b…上部シールド層、50…シールドギャップ層、50…絶縁層、51…導電部、53…シールドギャップ層、56…フォトレジスト層、70a,70b…絶縁層、71a,71b…電極、77…リード層、79…絶縁材料、81…絶縁層、82…圧電膜、83…下部電極、84…上部電極、86…圧電素子、89…磁性層、90…磁性層、92,93…磁性層、94…絶縁層、95…磁性層、97…絶縁層、D…ハードディスクの記録面、S…エアベアリング面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hard disk apparatus, 2 ... Hard disk, 10 ... Head gimbal assembly, 11 ... Thin film magnetic head, 11a ... Main-body part, 12 ... Suspension arm, 13 ... Head slider, 20 ... Base, 21 ... Overcoat layer, 31 ...
Claims (10)
前記本体部の内部には、更に、電圧が印加されることにより形状が変形する圧電素子が設けられていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 A magnetoresistive effect element for reproduction has a main body provided inside,
A thin film magnetic head, wherein a piezoelectric element whose shape is deformed when a voltage is applied is further provided inside the main body.
前記電極のいずれか一方は、薄膜磁気ヘッド積層用の導電性の基板に直結されており、前記基板はグラウンドとなっていることを特徴とする請求項1〜5いずれか一項記載の薄膜磁気ヘッド。 The piezoelectric element includes a piezoelectric film made of a piezoelectric material, and two voltage application electrodes sandwiching the piezoelectric film,
6. The thin film magnetic according to claim 1, wherein one of the electrodes is directly connected to a conductive substrate for thin film magnetic head lamination, and the substrate is a ground. head.
前記圧電膜は、薄膜磁気ヘッド積層用の導電性の基板と前記電極とによって挟まれるように形成されていることを特徴とする請求項1〜5いずれか一項記載の薄膜磁気ヘッド。 The piezoelectric element has a piezoelectric film made of a piezoelectric material, and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric film,
6. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the piezoelectric film is formed so as to be sandwiched between a conductive substrate for laminating a thin film magnetic head and the electrode.
前記薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果素子が内部に設けられた本体部を有し、前記本体部の内部には、更に、電圧の印加により形状が変形することによって記録媒体との距離を調整する圧電素子が設けられていることを特徴とするヘッドスライダ。 A head slider having a thin film magnetic head,
The thin film magnetic head has a main body portion in which a magnetoresistive effect element for reproduction is provided, and the inside of the main body portion is further distanced from the recording medium by being deformed by application of a voltage. A head slider, characterized in that a piezoelectric element for adjusting the pressure is provided.
前記薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果素子が内部に設けられた本体部を有し、前記本体部の内部には、更に、電圧の印加により形状が変形することによって記録媒体との距離を調整する圧電素子が設けられていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。 A head gimbal assembly having a head slider with a thin film magnetic head,
The thin film magnetic head has a main body portion in which a magnetoresistive effect element for reproduction is provided, and the inside of the main body portion is further distanced from the recording medium by being deformed by application of a voltage. A head gimbal assembly comprising a piezoelectric element for adjusting the angle.
前記薄膜磁気ヘッドは、再生用の磁気抵抗効果素子が内部に設けられた本体部を有し、前記本体部の内部には、更に、電圧の印加により形状が変形することによって記録媒体との距離を調整する圧電素子が設けられていることを特徴とするハードディスク装置。 A hard disk device having a head gimbal assembly with a thin film magnetic head,
The thin film magnetic head has a main body portion in which a magnetoresistive effect element for reproduction is provided, and the inside of the main body portion is further distanced from the recording medium by being deformed by application of a voltage. A hard disk device, characterized in that a piezoelectric element for adjusting the frequency is provided.
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