JP2008084475A - 磁気記録再生ヘッドの検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部負荷に対して劣化が小さい磁気再生部を提供するための検査方法を提供する。
【解決手段】磁気記録部と磁気再生部が近接した磁気記録再生ヘッドの検査方法において、前記磁気記録部に対して、通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作を実行し、前記磁気記録動作後、前記磁気再生部の検査を行うことを特徴とする磁気記録再生ヘッドの検査方法を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】磁気記録部と磁気再生部が近接した磁気記録再生ヘッドの検査方法において、前記磁気記録部に対して、通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作を実行し、前記磁気記録動作後、前記磁気再生部の検査を行うことを特徴とする磁気記録再生ヘッドの検査方法を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般には、検査方法に係り、特に、磁気記録部(又は書き込み素子)と磁気再生部(又は読み取り素子)とを有する磁気記録再生ヘッドの検査方法に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置(Hard Disc Drive:HDD)に使用される巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magnetoresistive)ヘッド素子、トンネル磁気抵抗ヘッド素子(Tunneling Magnetoresistive)などの高感度な読み取り素子を含む磁気記録再生ヘッドの検査方法に好適である。
近年のインターネット等の普及に伴って画像、映像を含む大容量の情報を安定して記録再生する磁気ディスク装置を安価に提供する需要が増大してきた。大容量化の需要に応えるために面記録密度を増加すると、磁気記録情報の最小単位である1ビットの記録媒体上での面積が縮小し、記録媒体から得られる信号磁界が弱くなる。この微弱な信号磁界を読み取るためには小型で高感度な読み取り素子が必要である。
かかる読み取り素子として、GMRヘッド素子やTMRヘッド素子が知られている。従来は読み取り素子の読み取り性能試験を電磁変換特性に基づいて行い、読み取り素子をHDDに搭載した後に装置全体の動作試験を行い、動作性能を確認していた。
従来技術としては、例えば、特許文献1がある。
特開2005−93054号公報
HDDの出荷前にはHDDの良品・不良品を検査するための環境試験を行い、環境試験では、例えば、HDDを室温よりも高温下、即ち、外部負荷の下に置きその特性を検査する。しかし、高感度な読み取り素子は微細化が進み、磁界、熱(温度)、電波などの外部負荷によって読み取り特性が劣化しやすい。このため、かかる外部負荷によりHDDの歩留まりが低下するという問題が発生する。特許文献1は、HDDに読み取り素子を搭載した後で外部負荷試験を行っているが、読み取り素子をHDDに搭載する前に外部負荷に対して所定の耐性を有しない読み取り素子を不良品として除去すればHDDの歩留まりが向上することが予想される。しかし、そのために新たに専用の外部負荷試験装置を設ければHDDのコストアップを招き、HDDを安価に提供する需要に応えられない。
本発明は、外部負荷に対して劣化が小さい磁気再生部を提供するための検査方法に関する。
本発明の一側面としての検査方法は、磁気記録部と磁気再生部が近接した磁気記録再生ヘッドの検査方法において、前記磁気記録部に対して、通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作を実行し、前記磁気記録動作後、前記磁気再生部の検査を行うことを特徴とする。かかる検査方法は、磁気記録部と磁気再生部が近接していることを利用して磁気記録部が磁気再生部に外部負荷を加える。通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作により、通常の磁気記録動作における動作信頼性を確保する。また、従来からある磁気記録部を利用して外部負荷を加える手段を新たに設ける必要がないので検査コストのアップを防止することができる。「近接」とは、GMRヘッドやTMRヘッドにみられるように、磁気記録再生ヘッドにおける磁気記録部と磁気再生部の距離が、例えば、5μmと近いことをいう。但し、本発明は磁気記録部が磁気再生部に外部負荷を印加可能な距離であれば両者の距離を限定するものではない。
前記磁気再生部の検査は、例えば、定電流を前記磁気再生部を流した場合の前記磁気再生部の電圧を検査する。また、前記負荷は、磁気記録部に流す定格電流よりも大きな電流を磁気記録部に流したり、書き込み時の最大周波数で連続して書き込みを行ったり、磁気記録再生ヘッドが記録再生を行う磁気記録媒体の少なくとも1周分以上に相当する連続書き込みを行ってもよい。
本発明の別の側面としての試験方法は、ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドの前記読み取り素子の試験方法であって、前記ヘッドが記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップを有することを特徴とする。かかる試験方法によれば、検出ステップは、読み取り素子の読み取り特性を検出する際に読み取り素子に外部負荷を加える。従来のヘッドの試験機は、外部負荷を印加しないで読み取り素子の読み取り特性を検出する第1の機能と、外部負荷を印加しないで書き込み素子の書き込み特性を検出する第2の機能を有している。第2の機能は、書き込み素子に流す電流、周波数、回数を制御することができる。このため、従来の試験機にとって、第1の機能を発揮する際に第2の機能も同時に発揮することは大幅な変更ではない。外部負荷の印加は、従来から試験機に備わっている第2の機能を転用し、せいぜい従来の試験機のソフトウェアの変更で足り、新しい装置を必要としない。このため、試験コストの大幅なアップを抑えることができる。更に、かかる試験方法は、前記ヘッドが記憶装置に搭載される前に検査を行うために特許文献1よりもHDDの歩留まりを向上させることができる。
本発明の別の側面としての記憶装置の製造方法は、ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法であって、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップと、前記検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内であるかどうかを判断するステップと、前記判断結果を読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする。かかる製造方法によれば、判断ステップが所定の読み取り特性を有すると判断した読み取り素子のみを記憶装置に搭載するので記憶装置の歩留まりを向上することができる。また、その際、上述の検出ステップは記憶装置の製造コストの大幅なアップを抑えることができる。
本発明の別の側面としての記憶装置の製造方法は、ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法であって、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1の検出ステップと、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第2の検出ステップと、前記第1の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性に対する前記第2の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする。かかる製造方法によれば、判断ステップが所定の読み取り特性を有すると判断した読み取り素子のみを記憶装置に搭載するので記憶装置の歩留まりを向上することができる。また、その際、上述の検出ステップは記憶装置の製造コストの大幅なアップを抑えることができる。
前記負荷は、例えば、磁界負荷及び/又は熱負荷である。前記検査ステップは、前記書き込み素子に流す電流、当該電流の周波数、又は、書き込み回数の少なくとも一つを前記ディスクに前記情報を実際に書き込む実使用モードにおける最高値以上に設定すればよい。必要があれば、前記電流の立ち上がりのオーバーシュート、前記電流の極性、前記周波数のパターン(連続パターンかランダムパターンか)も更に制御してもよい。
本発明の別の側面としてのプログラムは、ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法をコンピュータにより実行させるプログラムであって、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による前記負荷の印加前の前記読み取り素子の読み取り特性に対する前記負荷印加後の前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、前記判断ステップによる判断結果を前記ヘッドに関連付けて出力するステップとを有することを特徴とする。かかるプログラムは前記ヘッドの良品・不良品の選別に貢献する。
本発明の別の側面としての試験機は、ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドの試験機であって、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1のモードと、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子の書き込み特性を検出する第2のモードと、前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第3のモードとを有することを特徴とする。かかる試験機は、従来はなかった第3のモードを備えるが、第3のモードは第1及び第2のモードの変更であり、せいぜいソフトウェアの変更で足りる。このため、従来の試験機の大幅な設計変更を必要としない。
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による前記負荷の印加前の前記読み取り素子の読み取り特性に対する前記負荷印加後の前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断する制御部を更に有することが好ましい。更に好ましくは、前記制御部による判断結果を前記ヘッドに関連して出力する出力部とを有する。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、外部負荷に対して劣化が小さい磁気再生部を提供するための検査方法を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、後述するHDD(記憶装置)100に使用される磁気ヘッド素子の試験機1について説明する。試験機1は、パーソナルコンピュータ(PC)10と、被検物であるヘッドジンバルアッセンブリ(Head Gimbal Assembly:HGA)111を搭載する搭載部20と、ディスク(記録媒体又は記憶媒体)30と、検出部40と、電流供給部50とを有する。HGA111は、スライダが搭載されたサスペンションアッセンブリであり、ヘッドサスペンションアッセンブリと呼ばれる場合もある。
試験機1は、HGA111がHDD100に搭載される前に、HGA111の良品及び不良品の検査を行う試験機である。HGA111は、後述するように、磁気ヘッド部120を搭載しており、磁気ヘッド部120は後述するディスク104に情報を書き込むための書き込み素子(後述するインダクティブヘッド素子130)とディスク104から情報を読み取るための読み取り素子(後述するMRヘッド素子140)とを有する。そして、試験機1は、読み取り素子と書き込み素子を試験してそれぞれか良品であるか不良品であるかをそれらと関連付けながら出力する。
PC10は、試験機1の動作モードを制御すると共に試験結果を出力及び格納する。本実施例ではPC10は試験機1の一部であるが、別の実施例では、PC10はネットワークを介して試験機1に接続されている。
PC10は、PC本体12と、キーボードやマウスなどの入力部14と、ディスプレイなどの出力部16とを有する。PC本体12は、CPUなどの制御部12aと、本実施例の試験方法(又は製造方法)を格納するメモリ12bとを有する。
試験機1の動作モードは第1乃至第3のモードを有する。試験機1の動作モードはPC10が試験機1の一部であっても、ネットワークを介して試験機1と接続されていても変わるものではない。各モードはソフトウェアプログラムとして具体化されてメモリ12bに格納されており、ユーザは出力部16を参照しながら入力部14と制御部12aを通じていずれかのモードを選択することができる。
第1のモードにおいては、HGA111がHDD100に搭載される前に、書き込み素子による負荷を印加しない状態で読み取り素子の読み取り特性を検出する。第2のモードにおいては、HGA111がHDD100に搭載される前に、書き込み素子の書き込み特性を検出する。第3のモードにおいては、HGA111がHDD100に搭載される前に、書き込み素子による負荷を印加した状態で読み取り素子の読み取り特性を検出する。
搭載部20は、HGA111を搭載する。HGA111が搭載部20に搭載されている状態において、HGA111の読み取り素子は媒体30から情報を読み取り、それを検出部40に送信する。検出部40が検出した情報(読み取り素子の出力電圧値)はPC10の制御部12aに伝達される。また、HGA111が搭載部20に搭載されている状態において、PC10の制御部12aは電流供給部50を制御して書き取り素子に電流を所定の周波数パターンで供給し、書き取り素子より情報を媒体30に書き込ませる。
以下、図2乃至図6を参照して、試験機1の動作について説明する。ここで、図2は、本実施例のHDD100の製造方法を説明するためのフローチャートである。図3は、図2に示すステップ1000の詳細を説明するためのフローチャートである。図4は、図3に示すステップ1100の詳細を説明するためのフローチャートである。図5は、図3に示すステップ1200の詳細を説明するためのフローチャートである。図6は、図3に示すステップ1300の詳細を説明するためのフローチャートである。
図2を参照するに、制御部12aはHGA111の試験を実行する(ステップ1000)。そして、制御部12aは試験に合格したHGA111をHDD100に搭載する候補として選択する(ステップ2000)。かかる製造方法によれば、ステップ1000における後述する判断ステップ1304において制御部12aが外部負荷に対して劣化の少ないと判断した読み取り素子のみをHDD100に搭載する。HDD100も装置全体として温度試験などの環境試験を行うが、HDD100に搭載されるHGA111は既にステップ1300によって環境劣化の少ないものが選択されているために特許文献1よりもHDD100の歩留まりを向上させることができる。以下、ステップ1000の詳細について、図3乃至図6を参照して説明する。
図3を参照するに、まず、書き込み素子による負荷を印加しない状態で読み取り素子の試験を実行する(ステップ1100)。この結果、試験に合格した読み取り素子のみがステップ1300で使用される。次に、同様に、負荷を印加しない状態で書き込み素子の試験を実行する(ステップ1200)。この結果、試験に合格した書き込み素子のみがステップ1300で使用される。次に、書き込み素子による負荷を印加した状態で読み取り素子の試験を実行する(ステップ1300)。この結果、試験に合格したHGA111が良品としてその後HDD100に搭載される。本実施例の試験方法は、ステップ1300を有する点で従来の試験方法とは相違する。
ステップ1100は、試験機1に従来から備わっている第1のモードにおける動作である。図4を参照するに、ステップ1100は、まず、書き込み素子による負荷を印加しない状態で読み取り素子の読み取り特性(読み取り素子の出力)を検出する(ステップ1102)。次に、制御部12aは、読み取り素子の読み取り特性が許容範囲内にあるかどうかを判断する(ステップ1104)。許容範囲はメモリ12bに格納されている。本実施例における許容範囲は、読み取り素子の理想出力値の±20%の範囲であるが、これは単なる例示である。制御部12aは、許容範囲内にある読み取り特性を有する読み取り素子を良品(ステップ1106)、許容範囲外にある読み取り特性を有する読み取り素子を不良品とし(ステップ1108)、読み取り素子の識別子(ID)と関連付けて試験結果を出力部16に出力すると共にメモリ12bに格納する。試験に合格した読み取り素子のみがステップ1300で使用される。この結果、たとえステップ1300の条件を満足してもステップ1100の条件を満足しない読み取り素子は除外される。
ステップ1200は、試験機1に従来から備わっている第2のモードにおける動作である。図5を参照するに、ステップ1200は、まず、書き込み素子に所定の電流を所定の周波数パターンで供給してその書き込み特性を検出する(ステップ1202)。次に、制御部12aは、書き込み素子の書き込み特性が許容範囲内にあるかどうかを判断する(ステップ1204)。許容範囲はメモリ12bに格納されている。本実施例における許容範囲は、書き込み素子の理想値の±20%の範囲であるが、これは単なる例示である。制御部12aは、許容範囲内にある書き込み特性を有する書き込み素子を良品(ステップ1206)、許容範囲外にある書き込み特性を有する書き込み素子を不良品とし(ステップ1208)、書き込み素子の識別子(ID)と関連付けて試験結果を出力部16に出力すると共にメモリ12bに格納する。試験に合格した書き込み素子のみがステップ1300で使用される。この結果、たとえステップ1300においては適正に動作する書き込み素子が使用される。
ステップ1300は、試験機1に従来から備わっていない第3のモードにおける動作である。図6を参照するに、ステップ1300は、まず、書き込み素子による負荷を印加した状態で読み取り素子の読み取り特性(読み取り素子の出力)を検出する(ステップ1302)。試験機1は、このとき印加される負荷が通常の磁気記録動作以上の負荷となるように、磁気記録動作を実行する。次に、制御部12aは、書き込み素子による負荷印加の前後における読み取り素子の読み取り特性の劣化量が許容範囲内にあるかどうかを判断する(ステップ1304)。許容範囲はメモリ12bに格納されている。本実施例における許容範囲は、書き込み素子による負荷印加前の読み取り素子の読み取り特性に対する書き込み素子による負荷印加後の読み取り素子の読み取り特性で与えられる比が理想値の±20%の範囲であるが、これは単なる例示である。理想値は1なので許容範囲は0.8乃至1.2となる。制御部12aは、許容範囲内にある読み取り特性を有する読み取り素子を良品(ステップ1306)、許容範囲外にある読み取り特性を有する読み取り素子を不良品とし(ステップ1308)、読み取り素子の識別子(ID)と関連付けて試験結果を出力部16に出力すると共にメモリ12bに格納する。
ステップ1302は、読み取り素子の読み取り特性を検出する際に読み取り素子に外部負荷を加える。従来の試験機は、第1及び第2のモードを有し、第2のモードにおいて制御部12aは、書き込み素子に流す電流、周波数、回数を制御することができる。試験機1にとって、第1のモード中に第2のモードの動作の一部も同時に発揮させることは大幅な変更ではない。書き込み素子による外部負荷の印加は、従来から試験機に備わっている第1及び第2のモードを転用する。このため、第3のモードの設定はせいぜい従来の試験機の第1及び第2のモードのプログラム(ソフトウェア)の変更で足り、新しい装置を必要としない。このため、第3のモードを設定しても試験コストの大幅なアップを抑えることができる。また、書き込み素子は、読み取り素子に非常に近接して配置されているために、書き込み素子を読み取り素子に対する外部負荷として使用することができる。更に、かかる試験方法は、HGA111がHDD100に搭載される前に検査を行う。HDD100も装置全体として温度試験などの環境試験を行うが、HDD100に搭載されるHGA111は既に環境劣化の少ないものが選択されているために特許文献1よりもHDD100の歩留まりを向上させることができる。
外部負荷としては、磁界、熱、電波などがあるが、本実施例で書き込み素子が印加する負荷は、磁界負荷と及び/又は熱負荷である。磁界負荷と熱負荷は読み取り素子に影響を与える外部負荷の中で影響の大きい因子である。磁界負荷及び/又は熱負荷としたのは磁界負荷、熱負荷、磁界負荷及び熱負荷を印加する場合があるからである。例えば、磁界負荷のみを高くした場合に読み取り特性が劣化した場合には後述するシールド膜のプロセス状態を確認するなどのフィードバックが可能になる。
ここでいう磁界負荷又は熱負荷とはHDD100を通常使用する場合に読み取り素子が受ける最高値又はそれ以上の負荷である。磁界負荷と熱負荷の制御においては、制御部12aは、書き込み素子に流す電流(例えば、定電流)、その電流の周波数、又は、書き込み回数の少なくとも一つをディスクに情報を実際に書き込む実使用モードにおける最高値以上に設定する。例えば、磁気記録部に流す定格電流よりも大きな電流を磁気記録部に流したり、書き込み時の最大周波数で連続して書き込みを行ったり、磁気記録再生ヘッドが記録再生を行う磁気記録媒体の少なくとも1周分以上に相当する連続書き込みを行ったりする。
書き込み回数は媒体30一回転に対して一回とする。例えば、書き込み電流を高く設定して電流の周波数を低く設定すれば発熱(温度)負荷のみを高めることができる。書き込み電流を低く設定して電流の周波数を低く設定すれば磁界負荷の磁界強度や磁界振幅を高めることができる。書き込み電流、電流の周波数を共に高くすれば磁界負荷も熱負荷も高めることができる。必要があれば、制御部12aは、電流の立ち上がりのオーバーシュート、電流の極性、周波数のパターン(連続パターンかランダムパターンか)も更に制御する。これにより、磁界負荷や熱負荷のより細やかな制御を行うことができる。
書き込み電流40ml、その電流の周波数500MHz、周波数パターンは連続パターン、書き込み回数1000回で書き込み素子が外部負荷を読み取り素子に印加した。書き込み電流は、HDD100の実使用では約30mlであり、3割増しの値である。周波数500MHzは現状のHDD100における最高周波数である。書き込み回数は通常のHDD100では100回が保証されれば足りる。書き込み電流40mlと周波数500MHzにより読み取り素子の温度は55度以上となる。55度はHDD100が保証すべき環境温度の上限値である。
負荷印加前の読み取り素子の出力を横軸に、負荷印加後の読み取り素子の出力を縦軸にとり、複数の読み取り素子を試験した結果を図7(a)に示す。図7(a)においては、傾き1の直線が理想であり、傾き1の直線から±20%の範囲が許容範囲である。理想楕円で囲った読み取り素子は許容範囲外の読み取り素子であり、制御部12aはこれらの読み取り素子を不良品として扱う。良品の読み取り素子を図7(b)に示す。図7(b)に示す読み取り素子をHDD100に搭載した。その後、HDD100で装置全体としての環境試験を行った。環境試験では環境温度を55度にするなどHDD100の環境に対する特性を試験した。HDD100が環境試験に合格する比率をみると、図7(b)に示す読み取り素子を使用した方が図7(a)に示す楕円領域を含む全ての読み取り素子を使用するよりも10%から20%向上した。
以下、図8乃至図11を参照して、図2に示すステップ2000においてHGA111が搭載された後のHDD100について説明する。HDD100は、図8に示すように、筐体102内に、記録媒体(又は記憶媒体)としての一又は複数の磁気ディスク104と、スピンドルモータ106と、ヘッドスタックアッセンブリ(Head Stack Assembly:HSA)110とを収納する。HGA111はヘッドスタックアッセンブリ110の一部を構成する。ここで、図8は、HDD100の内部構造の概略平面図である。
筐体102は、例えば、アルミダイカストやステンレスなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。磁気ディスク104は高い面記録密度、例えば、100Gb/in2以上を有する。磁気ディスク104は、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ106のスピンドル(ハブ)に装着される。
スピンドルモータ106は、例えば、図示しないブラシレスDCモータとそのロータ部分であるスピンドルを有する。例えば、2枚のディスク104を使用する場合、スピンドルには、ディスク、スペーサー、ディスク、クランプリングと順に積まれてスピンドルと締結したボルトによって固定される。
HSA110は、磁気ヘッド部120と、キャリッジ170と、ベースプレート178と、サスペンション179とを有する。また、図11はHGA111の上面図、側面図及び背面図である。
磁気ヘッド部120は、スライダ121と、スライダ121の空気流出端に接合されて、磁気記録再生ヘッド122とを有する。
スライダ121は、略直方体に形成されるAl2O3−TiC(アルチック)製であり、ヘッド122を支持して回転するディスク104の表面から浮上する。ヘッド122は、ディスク104に記録再生を施す。スライダ121の磁気ディスク104に対向する面は浮上面125として機能する。磁気ディスク104の回転に基づき生成される気流126は浮上面125に受け止められる。ここで、図9は、磁気ヘッド部120の概略斜視図である。
図10は、ヘッド122の拡大平面図である。ヘッド122は、例えば、導電コイルパターン131で生起される磁界を利用してディスク104に2値情報を書き込む誘導書き込みヘッド素子(以下、「インダクティブヘッド素子」という。)130と、磁気ディスク104から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき2値情報を読み取る磁気抵抗効果(以下、「MR」という。)ヘッド素子140とを有するMRインダクティブ複合ヘッドである。
ヘッド122は、インダクティブヘッド素子130とMRヘッド素子140を有する。
インダクティブヘッド素子130は、非磁性ギャップ層132と、上部磁極層134と、Al2O3からなる絶縁膜136と、上部シールド兼上部電極層139とを有する。但し、上部シールド兼上部電極139はMRヘッド素子140の一部も構成する。MRヘッド素子140は、上部シールド層139と、下部シールド層142と、上部ギャップ層144と、下部ギャップ層146と、磁気抵抗効果膜150と、磁気抵抗効果膜150の両側に配置された一対のハードバイアス膜160とを有する。このように、インダクティブヘッド素子(磁気記録部)130とMRヘッド素子(磁気再生部)140は、例えば、5μmと近接して配置されている。
磁気抵抗効果膜150は、例えば、スピンバルブ膜やTMR膜から構成される。TMR膜の場合、図10に示す下から順に、フリー(強磁性)層152、(非磁性)絶縁層154、ピンド(磁性)層156、反強磁性層158を有する。TMR膜は、絶縁層154を2つの強磁性層で挟んだ構造を持つ強磁性トンネル接合を有し、2つの強磁性層間に電圧を印加した場合に−側の強磁性層中の電子が絶縁層をくぐり抜けて+側の強磁性層にトンネルする現象を利用する。絶縁層154には、例えば、Al2O3膜を使用する。スピンバルブ膜の場合、MR素子はCPP−GMR素子となる。この場合のスピンバルブ膜は、図10に示す下から順に、フリー層152と、非磁性中間層154と、ピンド磁性層156と、交換結合層(反強磁性層)158とを有する。但し、通常、交換結合層の上部とフリー層の下部にはそれぞれ保護層とTa等の非磁性下地層が追加される。本実施例のMRヘッド素子140は、矢印CFで示すように、磁気抵抗効果膜150の積層面に垂直に又は積層方向に平行にセンス電流を印加するCPP構造を有するが、本発明はMR素子がCIP−GMR素子であることをさまたげない。
再び図1に戻って、キャリッジ170は、磁気ヘッド部120を図1に示す矢印方向に回動又は揺動する機能を有し、図示しないボイスコイルモータと、支軸174と、フレキシブルプリント基板(FPC)175と、アーム176とを有する。
ボイスコイルモータは、一対のヨークに挟まれたフラットコイルを有する。フラットコイルは筐体102に設けられた図示しない磁気回路に対向して設けられており、フラットコイルに流される電流の値に応じてキャリッジ170が支軸174回りに揺動する。磁気回路は、例えば、筐体102内に固定された鉄板に固定された永久磁石と、キャリッジ170に固定された可動磁石を有する。
支軸174は、キャリッジ170に設けられた円筒中空孔に嵌合し、筐体102内に図1の紙面に垂直に配置される。FPC175は、配線部に制御信号及びディスク104に記録されるべき信号並びに電力を供給すると共にディスク104から再生された信号を受信する。
アーム176は、アルミニウム製の剛体であり、その先端には貫通孔が設けられる。この貫通孔とベースプレート178を介してサスペンション179がアーム176に取り付けられる。
ベースプレート178は、サスペンション179をアーム176に取り付ける機能を有し、被溶接部と、ハブ178aとを有する。被溶接部は、サスペンション179にレーザー溶接され、窪みは、アーム176にカシメ締結される。
サスペンション179は、磁気ヘッド部120を支持すると共に磁気ヘッド部120に対してディスク104に抗して弾性力を加える機能を有し、例えば、ステンレス製のサスペンションである。サスペンション179は磁気ヘッド部120を片持ち支持するフレキシャー179aとベースプレート178に接続されるロードビーム179bとを有する。ロードビーム179bはZ方向に十分な押付力を印加するようにバネ部を中央に有している。浮上面125がディスク104の反りやうねりに追従して常にディスク面と平行になるように、ディンプル(ピボットその他の名称で呼ばれる場合もある)という突起を介してロードビーム179bとフレキシャー179aは接触している。磁気ヘッド部120はディンプルを中心に柔らかくピッチングとローリングができるように設計されている。また、サスペンション179は磁気ヘッド部120にリード線などを介して接続される配線部も支持する。
また、サスペンション179は、図11に示すように、磁気ヘッド部120に電気的に接続されるサスペンション基板180も搭載する。サスペンション基板180は、ヘッド122とメインFPC175に電気的に接続され、センス電流(読み出し電流)、書き込み情報及び読み出し情報を送信する。サスペンション基板180は、サスペンション179の磁気ヘッド部120が搭載された面の溶接部179cにおいてサスペンション179に溶接(固定)される。
サスペンション基板180は、基部181と、折れ曲がり部182と、ロングテール183と、ロングテール183の先端の接合端子部184と、接合端子部184及びメインFPC175と接続されるメイン端子部185とを有する。
基部181は、一端が磁気ヘッド部120に接続された図示しない配線部であり、他端がサスペンション179とベースプレート178との境界部近傍にある。基部181は磁気ヘッド部120からサスペンション179の中央を長手方向に沿って延びる。長手方向はベースプレート178の長手方向に平行である。
折れ曲がり部182は、基部181の端部からアームの外側に向かって(即ち、長手方向Lに垂直な水平方向に沿って)90度折れ曲がる。折れ曲がり部182のもう一つの端部は更にアーム176の側面で約90度折れ曲がる。
ロングテール183は、折れ曲がり部182の他端から開始し、接合端子部184を介してメインFPC175との接続部又はメイン端子部185で終了し、アーム176の側面に沿って延びる。ロングテール183を含むサスペンション基板180はSUSなどの剛性の高い又は実質的に剛性の基板にポリイミドなどの絶縁層を介して配線パターンが形成されている。
このように、本実施例はロングテール183を有するロングテールサスペンションを使用する。ロングテールサスペンションは、ヘッドに電気的に接続されてサスペンションの表面に取り付けられたサスペンション基板をキャリッジ上に設けられたプリアンプ用のメインフレキシブルプリント基板(FPC)に到達するまで延長したものである。ロングテールサスペンションは、メインFPCとサスペンション基板を接続していた従来の中継FPCをサスペンション基板と一体化させてインピーダンスマッチングを図ったものである。
端子部184及び185は、ロングテール183の長手方向の周りに90度折り曲げられてメインFPC175に半田付けで接続される。端子部185は、ヘッド122の2つの記録用端子と、2つの再生用端子を有する。別の実施例では、2つの浮上量制御用端子を更に有してもよい。
HDD100の動作において、スピンドルモータ106はディスク104を回転させる。ディスク104の回転に伴う空気流をスライダ121とディスク104との間に巻き込み微小な空気膜を形成する。かかる空気膜により、スライダ121にはディスク面から浮上する浮力が作用する。サスペンション179はスライダの浮力と対向する方向に弾性押付力をスライダに加える。この結果、浮力と弾性力の釣り合いが形成される。
上述の釣り合いにより、磁気ヘッド部120とディスク104との間が一定距離だけ離間する。次に、キャリッジ170を支軸174回りに回動させ、ヘッドをディスク104の目的のトラック上にシークさせる。書き込み時には、インターフェースを介して図示しないPCなどの上位装置から得たデータを受信し、これを変調してインダクティブヘッド素子130に供給し、インダクティブヘッド素子130を介して目的のトラックにデータを書き込む。読み出し時には、MRヘッド素子140に所定のセンス電流が供給され、MRヘッド素子140はディスク104の所望のトラックから所望の情報を読み出す。本実施例は、外部負荷に対して耐性の高いMRヘッド素子140を選別しているのでHDD100の読み出し動作も安定する。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、磁気ヘッドのみならず磁気センサ(例えば、変位や角度を検出する磁気ポテンショメータ、磁気カードの読み取りや磁気インクで印刷された紙幣の認識など)にも適用可能である。
本発明は更に以下の事項を開示する。
(付記1) 磁気記録部と磁気再生部が近接した磁気記録再生ヘッドの検査方法において、前記磁気記録部に対して、通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作を実行し、前記磁気記録動作後、前記磁気再生部の検査を行うことを特徴とする磁気記録再生ヘッドの検査方法。(1)
(付記2) 前記磁気再生部の検査は、定電流を前記磁気再生部を流した場合の前記磁気再生部の電圧を検査することを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(2)
(付記3) 前記負荷は、磁気記録部に流す定格電流よりも大きな電流を磁気記録部に流すことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(3)
(付記4) 前記負荷は、書き込み時の最大周波数で連続して書き込みを行うことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(4)
(付記5) 前記負荷は、磁気記録再生ヘッドが記録再生を行う磁気記録媒体の少なくとも1周分以上に相当する連続書き込みを行うことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(5)
(付記6) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドの前記読み取り素子の試験方法であって、
前記ヘッドが記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップを有することを特徴とする試験方法。
(付記2) 前記磁気再生部の検査は、定電流を前記磁気再生部を流した場合の前記磁気再生部の電圧を検査することを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(2)
(付記3) 前記負荷は、磁気記録部に流す定格電流よりも大きな電流を磁気記録部に流すことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(3)
(付記4) 前記負荷は、書き込み時の最大周波数で連続して書き込みを行うことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(4)
(付記5) 前記負荷は、磁気記録再生ヘッドが記録再生を行う磁気記録媒体の少なくとも1周分以上に相当する連続書き込みを行うことを特徴とする付記1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。(5)
(付記6) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドの前記読み取り素子の試験方法であって、
前記ヘッドが記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップを有することを特徴とする試験方法。
(付記7) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法であって、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップと、
前記検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内であるかどうかを判断するステップと、
前記判断結果を読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする製造方法。
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出するステップと、
前記検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内であるかどうかを判断するステップと、
前記判断結果を読み取り素子の前記読み取り特性が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする製造方法。
(付記8) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法であって、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1の検出ステップと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第2の検出ステップと、
前記第1の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性に対する前記第2の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする製造方法。
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1の検出ステップと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第2の検出ステップと、
前記第1の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性に対する前記第2の検出ステップが検出した前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内のものを前記記憶装置に搭載される候補として選択するステップとを有することを特徴とする製造方法。
(付記9) 前記負荷は、磁界負荷又は熱負荷であることを特徴とする付記7又は8記載の製造方法。
(付記10) 前記検査ステップは、前記書き込み素子に流す電流、当該電流の周波数、又は、書き込み回数の少なくとも一つを前記ディスクに前記情報を実際に書き込む実使用モードにおける最高値以上に設定することを特徴とする付記7又は8記載の製造方法。
(付記11) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドを備えた記憶装置の製造方法をコンピュータにより実行させるプログラムであって、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による前記負荷の印加前の前記読み取り素子の読み取り特性に対する前記負荷印加後の前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップによる判断結果を前記ヘッドに関連付けて出力するステップとを有することを特徴とするプログラム。
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による前記負荷の印加前の前記読み取り素子の読み取り特性に対する前記負荷印加後の前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップによる判断結果を前記ヘッドに関連付けて出力するステップとを有することを特徴とするプログラム。
(付記12) ディスクから情報を読み取るための読み取り素子と前記ディスクに情報を書き込むための書き込み素子とを有するヘッドの試験機であって、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1のモードと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子の書き込み特性を検出する第2のモードと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第3のモードとを有することを特徴とする試験機。
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加しない状態で前記読み取り素子の読み取り特性を検出する第1のモードと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子の書き込み特性を検出する第2のモードと、
前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による負荷を印加した状態で前記読み取り素子の前記読み取り特性を検出する第3のモードとを有することを特徴とする試験機。
(付記13) 前記ヘッドが前記記憶装置に搭載される前に、前記書き込み素子による前記負荷の印加前の前記読み取り素子の読み取り特性に対する前記負荷印加後の前記読み取り素子の前記読み取り特性の劣化が許容範囲内にあるかどうかを判断する制御部を更に有することを特徴とする付記12記載の試験機。
1 試験機
10 パーソナルコンピュータ(PC)
12a 制御部
100 ハードディスク装置(HDD)
111 ヘッドジンバルアッセンブリ
120 磁気ヘッド部
140 MRヘッド素子(読み取り素子)
10 パーソナルコンピュータ(PC)
12a 制御部
100 ハードディスク装置(HDD)
111 ヘッドジンバルアッセンブリ
120 磁気ヘッド部
140 MRヘッド素子(読み取り素子)
Claims (5)
- 磁気記録部と磁気再生部が近接した磁気記録再生ヘッドの検査方法において、
前記磁気記録部に対して、通常の磁気記録動作以上の負荷がかかる磁気記録動作を実行し、
前記磁気記録動作後、前記磁気再生部の検査を行うことを特徴とする磁気記録再生ヘッドの検査方法。 - 前記磁気再生部の検査は、定電流を前記磁気再生部を流した場合の前記磁気再生部の電圧を検査することを特徴とする請求項1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。
- 前記負荷は、磁気記録部に流す定格電流よりも大きな電流を磁気記録部に流すことを特徴とする請求項1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。
- 前記負荷は、書き込み時の最大周波数で連続して書き込みを行うことを特徴とする請求項1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。
- 前記負荷は、磁気記録再生ヘッドが記録再生を行う磁気記録媒体の少なくとも1周分以上に相当する連続書き込みを行うことを特徴とする請求項1記載の磁気記録再生ヘッドの検査方法。
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