JP2008269681A

JP2008269681A - 磁気ヘッド特性測定装置及び磁気ヘッド特性測定方法

Info

Publication number: JP2008269681A
Application number: JP2007108987A
Authority: JP
Inventors: Kisaku Takasaki; 基策高崎; Tatsuhiko Wada; 辰彦和田
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】鉄製シュラウドのＨＤＤの磁気ヘッド特性の正確な測定。
【解決手段】鉄製ＨＤＤシュラウド１１により覆われた内部に配置された磁気抵抗効果素子の出力測定を行う磁気ヘッド特性測定装置であって、シュラウド１１内の磁気抵抗効果素子の位置に磁界を印加するコイル２１と、この印加した磁界による所定位置Ｐの磁界強度をプローブ２０を用いて検出するＰＣ２３とを備え、ＰＣ２３が、所定の正弦波に設定した磁界を磁気抵抗効果素子の位置に印加し、検出した磁界強度の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波とを比較し、該比較した振幅とヒステリシスの差異が１％以下になるようにコイル出力波形の振幅及びヒステリシスを設定し、この設定したコイル出力波形を用いて磁気抵抗効果素子の出力の測定を行うもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ディスク装置の製造過程における磁気ヘッド素子の磁気特性を正確に測定することができる磁気ヘッド特性測定装置及び磁気ヘッド特性測定方法に係り、特に鉄等の強磁性体材料から成るシュラウドによって覆われた状態においても磁気ヘッド素子の磁気特性を正確に測定することができる磁気ヘッド特性測定装置及び磁気ヘッド特性測定方法に関する。

近年の磁気ディスク装置に使用される磁気データ読み取り用の磁気ヘッド素子は、磁界印加により電気抵抗が変化する特性を持つ磁気抵抗効果抵抗型のものが採用されており、この磁気ヘッド素子は、製造工程において、半導体技術を用いたウェハに多数の磁気ヘッド素子を形成する工程、ウェハに搭載した一列の磁気ヘッド素子をバー形状に切断する工程、磁気ヘッド素子単体として磁気ヘッドアームに搭載するヘッドアッセンブリ工程、前記ヘッドアッセンブリやスピンドルモータを含む磁気ディスクを含む機構回路を容器であるシュラウドに組み込む工程、磁気ディスク装置として組立が完了した工程等の多数の工程を経て磁気ディスク装置に組み込まれ、前記磁気ヘッド素子の磁気的特性は必要に応じて各工程において測定される。

尚、磁気ヘッド素子の測定技術が記載された文献としては、例えば下記特許文献が挙げられ、該特許文献には、ヘッドアッセンブリとして組み立てられる前のチップ状態の磁気ヘッド素子に対して外部磁界を印加し、この磁界印加に対するＭＲ素子の出力を検出することにより磁気特性を測定することが記載されている。
特開２００７−４８４２５号公報

しかしながら、前述の特許文献記載の技術は、磁気ディスク装置にヘッドアッセンブリを組み込む以前の工程における磁気ヘッド素子の磁気的測定を行うことができるものの、近年の磁気ディスク装置は磁気ディスクや磁気ヘッドを含む機構回路を収納するシュラウドをコスト的な理由から鉄等の強磁性体金属材料から成る採用する傾向にあり、前記シュラウドに囲まれた磁気ディスク装置内部に磁気ヘッド素子を挿入した状態においては外部から印加する磁界が前記シュラウドによって阻害（シールド）されるため、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子の磁気特性を正確に測定することが困難であると言う不具合があった。

本発明の目的は、前述の従来技術による不具合を除去することであり、強磁性体金属材料から成るシュラウドにより覆われた状態の磁気ヘッド素子であっても磁気特性を正確に測定することができる磁気ヘッド特性測定装置及び磁気ヘッド特性測定方法を提供することである。

本発明は、強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部に対して振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を行う磁気ヘッド特性測定装置であって、前記磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に対して前記波形の磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生すると共に、該発生した磁界による前記位置の磁界強度変化を検出する制御手段とを備え、該制御手段が、前記検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスが所定の正弦波波形になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形を設定することを第１の特徴とする。

また本発明は、強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部に対して振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記シュラウド内に配置された磁気抵抗効果素子の磁気的測定を行う磁気ヘッド特性測定装置であって、前記磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生すると共に、該発生した磁界による前記位置の磁界強度変化を磁界強度検出手段により検出する制御手段とを備え、該制御手段が、前記磁界印加手段により所定周波数の正弦波に設定した磁界を前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子の位置に印加する工程と、前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の振幅及びヒステリシスとを比較し、該比較した差異が所定の割合以下になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形の振幅及びヒステリシスを設定する工程とを行うことを第２の特徴とし、該第２の特徴の磁気ヘッド特性測定装置において、前記制御手段が、前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の振幅及びヒステリシスとの比較を、所定周期内における所定数サンプリングした振幅及びヒステリシスを用いて行うことを第３の特徴とし、前記何れかの特徴の磁気ヘッド特性測定装置において、前記設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて、強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行うことを第４の特徴とする。

更に本発明は、強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部に対して振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を制御手段により行う磁気ヘッド特性測定方法であって、該制御手段が、前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生して前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に磁界を印加し、該印加した磁界による前記位置の磁界強度変化を検出し、該検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスが所定の正弦波波形になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形を設定し、該設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて、強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行うことを第５の特徴とする。

また本発明は、強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部に対して振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を磁界印加手段により印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を磁界強度検出手段により行う磁気ヘッド特性測定方法であって、前記磁界印加手段により所定周波数の正弦波に設定した磁界を前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に印加する工程と、前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の振幅及びヒステリシスとを比較し、該比較した差異が所定の割合以下になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形の振幅及びヒステリシスを設定する工程と、該設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行う工程とを行うことを第６の特徴とし、前記何れかの特徴の磁気ヘッド特性測定方法において、前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の振幅及びヒステリシスとの比較を、所定周期内における所定数サンプリングした振幅及びヒステリシスを用いて行うことを第７の特徴とする。

本発明による磁気ヘッド特性測定装置及び同方法は、強磁性体材質のシュラウドにより覆われた内部の所定位置（磁気抵抗効果素子の配置位置）に印加される磁界強度を検出し、この検出した磁界強度が所定の正弦波になるように印加側の磁界波形の振幅及びヒステリシスを設定し、該設定した出力波形を用いて強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力測定を行うことによって、強磁性体金属材料から成るシュラウドにより覆われた状態の磁気ヘッド素子であっても磁気特性を正確に測定することができる。

以下、本発明による磁気ヘッド特性測定方法を適用した磁気ヘッド特性測定装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置の構成を示す図、図２は本実施形態による正弦波印加磁界校正波形を説明するためのグラフ図、図３は本実施形態による正弦波印加磁界校正手順を説明するための図、図４は本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置による磁界遂移を説明するための図である。

本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置は、磁気ヘッド素子を搭載したヘッドアッセンブリを磁気ディスク装置（ＨＤＤ）１０の鉄性のＨＤＤシュラウド１１内に収納した状態の磁気ヘッド素子の磁気特性を測定するものであって、前記ＨＤＤ１０の磁気ヘッド素子の位置Ｐに所定方向の磁界Ｚを印加するコイル２１と、前記磁気ヘッド素子と接続されて前記位置Ｐに印加される磁界を検出するためのプローブ２０と、該プローブ２０と接続され、検出した磁界をアナログ電流に変換するガウスメータ（磁束計）２２と、前記コイル２１から発生する磁界を制御するためのコイル制御電流を出力するコイル制御ユニット２４と、所定のプログラムによって制御され、前記コイル制御ユニット２４を用いてコイル２１にて発生した位置Ｐにおける磁界をプローブ２０を介して入力するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２３と、該ＰＣ２３に接続される表示モニタ２５とから構成される。

尚、図示したＨＤＤ１０は、本測定装置のコイル２１から発生する磁界が鉄製ＨＤＤシュラウド１１内の位置Ｐにおいてどの様に印加されるかを測定するための磁界設定用の装置であって、ヘッドアッセンブリ自体を搭載せず、代わりに前記プローブ２０を挿入したみのである。本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置は、前記磁界設定用のＨＤＤ１０を用いて後述する手法により測定装置自体の磁界設定を行い、この設定を行った後にヘッドアッセンブリ等を搭載した実製品の磁気ディスク装置の測定を行うために使用される。

さて本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置は、図２に示す如く、ＰＣ２３が初期値である所定条件（例えば、磁界周波数１０ＨＺ）の正弦波磁界を発生させる正弦波計算を行う工程３１と、予め鉄製ＨＤＤシュラウド１１により減衰が予想される減衰値（率）を基に前記工程３１によって計算した正弦波信号を増加させるための磁気シールド減衰補正計算を行う工程３２と、該工程３２において補正したアナログ信号によりコイル制御ユニット２４を用いてコイル３３を駆動させる工程３４と、該工程３４により印加した磁界を位置Ｐにおいてプローブ２０が検出した磁界強度変化（振幅及びヒステリシスをもつ周波数）をガウスメータ２２によりアナログ値に変換し、前記コイル２１より印加した磁界強度変化とＨＤＤ１０の内部で検出した磁界値強度変化との差分である振幅減衰率（割合）が１％以下且つヒステリシス（時間軸）方向の誤差が１％以下か否かを判定し、何れかの値が１％以下と判定したときに処理を終了する工程３５と、該工程３５において何れかの値が１％以下でないと判定したとき、印加した磁界強度と検出した磁界強度との誤差［（印加磁界強度／シュラウド減衰率）−ＨＤＤ内部磁界強度］を計算する工程３６と、該工程３６により算出した誤差を補正したコイル印加磁界を発生するための校正印加磁界の計算を行う工程３７と、該工程３７により算出した校正印加磁界の計算を全サンプリング差分について計算したか否かを判定し、全サンプリング差分を計算していないと判定したとき前記工程３６に戻る工程３８と、前記工程３８において全サンプリング差分を計算したと判定したとき、コイル２１から発生する印加磁界の校正した波形を生成して前記工程３３に戻る工程３９とを順次実行する。尚、前記各工程における計算処理は、印加磁界を発生する正弦波の磁界周波数の１周期を所定間隔でサンプリングしたタイミングで行われる。

これら一連の工程をＰＣ２３が実行することによって本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置は、初期の正弦波の磁界が図２の「正弦波」として示す波形であり、プローブ２０により検出した磁界が同図の「ＨＤＤ内部磁界」として示す波形の場合、前記工程３６により計算した減衰誤差及び工程３７により計算したヒステリシス誤差とを用い、工程３９において誤差を校正した磁界の正弦波を作成し、この校正した磁界波形を工程３３によりコイル２１から発生させ、前記誤差率を工程３５において判定ながら校正することによって、ＨＤＤ１０の位置Ｐに印加する磁界を所定の磁界にすることができる。従って本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置は、前記図２に示した各工程を経て校正した磁界波形を用いて実製品である磁気ディスク装置の試験を行い、該磁気ディスク装置のＭＲ素子から出力される信号を測定することによって、磁気ディスク装置に搭載した状態の磁気ヘッド素子の磁気的特性を正確に測定することができる。

本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置における印加波形及び測定波形を図４を参照して説明する。図４は、左側に磁界の印加波形を示し、この印加波形によりＨＤＤ内部の位置Ｐにて検出した検出波形を右側に示し、上段から下段に向かって初期設定の開始から前記工程３６〜３９の校正処理を６回実行した際の波形の測定結果示す図である。本図を参照すれば明らかなごとく、開始時の磁界周波数を１０Ｈｚの正弦波をコイル２１から印加した際の位置Ｐにおける検出磁界強度は図最上段右側のように減衰時と増加時のヒステリシス曲線が誤差２５．６％となり、１回目において前記工程３６乃至３８による波形校正を行うと図面２段目右側の誤差１１．３％となり、徐々に校正回数を増やすことによって誤差を６回目において０．８％に低減することができる。尚、本実施形態においては、工程３５における誤差の許容範囲を１％以下としているため、前記６回目の誤差が０．８％に留まっているが、工程３５の許容範囲を更に下げることによって波形誤差を更に低減することができる。

この様に本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置及び測定方法は、鉄製のシュラウドにより覆われた内部の所定位置に印加される磁界強度を検出し、この検出した磁界強度が所定の正弦波になるように印加側の磁界強度の振幅及びヒステリシスを設定し、該設定した出力波形を用いて鉄製のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力測定を行うことによって、前記フィードバックにより鉄製シュラウド内に収納された磁気抵抗効果素子であっても磁気特性を正確に測定することができる。

本実施形態による磁気ヘッド特性測定装置の構成を示す図。本実施形態による正弦波印加磁界校正波形を示すグラフ図。本実施形態による正弦波印加磁界校正手順を説明するための図。本実施形態により測定した磁界遂移を説明するための図。

符号の説明

１１：シュラウド、２０：プローブ、２１：コイル、２２：ガウスメータ、２４：コイル制御ユニット、２５：表示モニタ。

Claims

強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部が正弦波磁界になるような、振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を行う磁気ヘッド特性測定装置であって、
前記磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に対して前記波形の磁界を印加する磁界印加手段と、
前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生すると共に、該発生した磁界による前記位置の磁界強度変化を検出する制御手段とを備え、
該制御手段が、前記検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスが所定の正弦波波形になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形を設定する磁気ヘッド特性測定装置。
強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部が正弦波磁界になるような、振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記シュラウド内に配置された磁気抵抗効果素子の磁気的測定を行う磁気ヘッド特性測定装置であって、
前記磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に磁界を印加する磁界印加手段と、
前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生すると共に、該発生した磁界による前記位置の磁界強度変化を磁界強度検出手段により検出する制御手段とを備え、
該制御手段が、
前記磁界印加手段により所定周波数の正弦波に設定した磁界を前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子の位置に印加する工程と、
前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波波形とを比較し、該比較した差異が所定の割合以下になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形の振幅及びヒステリシスを設定する工程とを行う磁気ヘッド特性測定装置。
前記制御手段が、前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の波形との比較を、所定周期内における所定数サンプリングした振幅及びヒステリシスを用いて行う請求項２記載の磁気ヘッド特性測定装置。
前記設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて、強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行う請求項１又は２又は３記載の磁気ヘッド特性測定装置。
強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部が正弦波磁界になるような、振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を制御手段により行う磁気ヘッド特性測定方法であって、
該制御手段が、前記磁界印加手段により任意の波形の磁界を発生して前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に磁界を印加し、該印加した磁界による前記位置の磁界強度変化を検出し、該検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスが所定の正弦波波形になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形を設定し、該設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて、強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行う磁気ヘッド特性測定方法。
強磁性体材質のシュラウドを有する磁気ディスク装置の内部に対して振幅及びヒステリシスをもつ波形の磁界を磁界印加手段により印加し、前記磁気ディスク装置内部の磁気抵抗効果素子の磁気的測定を磁界強度検出手段により行う磁気ヘッド特性測定方法であって、
前記磁界印加手段により所定周波数の正弦波に設定した磁界を前記シュラウド内の磁気抵抗効果素子が配置されるべき位置に印加する工程と、
前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度変化の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波波形とを比較し、該比較した差異が所定の割合以下になるように前記磁界印加手段から発生する磁界波形の振幅及びヒステリシスを設定する工程と、該設定した振幅及びヒステリシスの磁界を用いて強磁性体材質のシュラウドにより覆われた磁気抵抗効果素子の出力の測定を行う工程とを行う磁気ヘッド特性測定方法。
前記磁界強度検出手段により検出した磁界強度の振幅及びヒステリシスと前記所定の正弦波の振幅及びヒステリシスとの比較を、所定周期内における所定数サンプリングした振幅及びヒステリシスを用いて行う請求項６記載の磁気ヘッド特性測定方方法。