JP2009026405A - 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、ハードディスク装置、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を抑制することができる磁気ヘッドスライダ用材料を提供する。
【解決手段】本発明の磁気ヘッドスライダ用材料は、Ａｌ_２Ｏ_３と、ＴｉＣと、ＡｌＮとを含み、Ａｌ_２Ｏ_３の重量を１００質量部とした時に、ＴｉＣの重量が２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料組成物の焼結体からなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、ハードディスク装置、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法に関する。

磁気ヘッドスライダは、１９７９年に初めてハードディスク装置に使用され、当時の磁気ヘッドスライダは一般にミニスライダ（１００％スライダ）と呼ばれていた。現在では、ハードディスク装置の記録密度の向上、小型化に伴って、磁気ヘッドスライダの小型化も進み、ミニスライダの約３０％の大きさのピコスライダ（３０％スライダ）が主流となっており、更に、ミニスライダの約２０％の大きさのフェムトスライダ（２０％スライダ）へと移行しつつある。

このような小型化に対応し得る磁気ヘッドスライダの一例としては、下記特許文献１に、アルミナ、炭化チタン、炭化珪素及び炭素を含むと共にアルミナの重量を１００質量部とした時に炭化チタン及び炭化珪素を合計で２０〜１５０質量部、炭素を０．２〜９質量部含む焼結体から作られた基板と、基板上に形成された、薄膜磁気ヘッドを含む積層体とを備える磁気ヘッドスライダが開示されている。

特開２００６−１８９０５号公報

上述のような磁気ヘッドスライダの小型化を更に進めるためには、磁気ヘッドスライダに対する微細加工の精度を向上させることが求められる。具体的には、磁気ヘッドスライダのエアベアリング面を加工して空気導入溝を形成する際に、加工部位におけるチッピング（欠け）を抑制することが求められる。これは、従来の磁気ヘッドスライダでは、若干のチッピングであれば問題とされることが少なかったが、磁気ヘッドスライダを小型化するほど、磁気ヘッドスライダのチッピングがフライハイト（ハードディスクに対する磁気ヘッドの高さ）の制御を阻害する傾向が大きくなり、磁気ヘッドとハードディスクとのクラッシュが発生する可能性が高まっていたからである。

また、ハードディスク装置の記録密度の向上、小型化が進むに連れて、フライハイトの低下も進んでいる。しかし、フライハイトが低下するほどクラッシュが発生し易くなる。よって、更なるフライハイトの低下を可能とするためにも、磁気ヘッドスライダのチッピングを抑制し、フライハイトの制御性を向上させて、クラッシュを防止することが求められる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を抑制することができる磁気ヘッドスライダ用材料、この磁気ヘッドスライダ用材料を用いて形成される磁気ヘッドスライダ、この磁気ヘッドスライダを備えるハードディスク装置、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の磁気ヘッドスライダ用材料は、Ａｌ_２Ｏ_３と、ＴｉＣと、ＡｌＮと、を含み、Ａｌ_２Ｏ_３の重量を１００質量部とした時に、ＴｉＣの含有量が２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料組成物の焼結体からなることを特徴とする。

上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料は、Ａｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣに加えてＡｌＮを更に含む原料組成物から形成されるため、例えば、磁気ヘッドスライダの製造において、エアベアリング面を加工して空気導入溝を形成する際に、磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を抑制することができる。したがって、磁気ヘッドスライダを小型化した場合であっても、フライハイトの制御に対するチッピングの影響が軽減され、磁気ヘッドとハードディスクとのクラッシュの発生が抑制される。また、上記本発明においては、得られる磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を向上させることもできる。このように、上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料から形成される磁気ヘッドスライダにおいては、チッピングの抑制と熱伝導率の向上を両立させることができる。

また、上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料の原料に含まれるＴｉＣの重量を上記の好適範囲内とすることによって、磁気ヘッドスライダ用材料の剛性、焼結性、及び強度を向上させることができる。

従来の磁気ヘッドスライダ用材料を形成するための原料組成物には、ＡｌＮが含まれず、磁気ヘッドスライダの熱伝導率を向上させるためにＳｉＣが含まれていた。一方、本発明の磁気ヘッドスライダ用材料は、その原料組成物がＡｌＮを含むため、従来の磁気ヘッドスライダ用材料に比べて熱衝撃に強くなる。そのため、本発明の磁気ヘッドスライダ用材料の製造において、原料組成物から形成された成形体を焼結して焼結体を形成し、これを冷却する際に、焼結体にマイクロクラックが発生し難く、このマイクロクラックが磁気ヘッドスライダのチッピングや割れを引き起こすことを抑制できる。

また、上記従来の磁気ヘッドスライダ用材料に含まれていたＳｉＣは、Ａｌ_２Ｏ_３やＴｉＣと比べて線熱膨張率がある程度異なっていたため、従来の磁気ヘッドスライダ用材料では若干の内部応力が発生する可能性があったと考えられる。小型の磁気ヘッドスライダを製造する場合は、例えば、磁気ヘッドスライダ用材料を切断する際に内部応力の緩和によってクラックが発生し易くなる等、上記のような内部応力が無視できなくなる場合もある。これに対し、本発明の磁気ヘッドスライダ用材料によれば、このような内部応力の発生を低減することもできるため、従来よりも小型の磁気ヘッドスライダを製造する場合であってもクラックの発生を抑制することができると考える。なお、上述した磁気ヘッドスライダ用材料の内部応力とクラックとの因果関係は、本発明における推測であり、必ずしもこれに限定されるものではない。

上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料では、原料組成物において、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、ＡｌＮの含有量が２．５〜１０質量部であることが好ましく、３．５〜７質量部であることがより好ましい。

ＡｌＮの含有量を上記の好適範囲内とすることによって、磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を更に確実に抑制することができ、磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を更に向上させることができると共に、焼結密度を高めることもできる。

上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料の原料組成物は、ＴｉＯ_２を更に含むことが好ましく、この原料組成物において、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、ＴｉＯ_２の重量が０．５〜１０質量部であることが好ましい。

磁気ヘッドスライド用材料の原料組成物がＴｉＯ_２を含み、ＴｉＯ_２の含有量を上記の好適範囲内とすると、ＴｉＯ_２が焼結助剤として機能し、磁気ヘッドスライド用材料の焼結性が高くなると考えられ、これにより磁気ヘッドスライド用材料の高強度化が容易となる。

上記本発明の磁気ヘッドスライダ材料の製造方法は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、及びＡｌＮを含み、Ａｌ_２Ｏ_３の重量を１００質量部とした時にＴｉＣの重量が２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料組成物から成形体を形成する工程と、成形体に１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（約１０ＭＰａ）以上、好ましくは１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ^２（約１０〜５０ＭＰａ）の単位圧力を加えながら、成形体を１２００〜１８００℃の非酸化性雰囲気中で焼結させる工程とを備える。

上記本発明の磁気ヘッドスライダ材料の製造方法によれば、成形体に加える単位圧力を上記の好適範囲内とすることよって、成形体の反応性が高まり、焼結性が向上するため、充分な密度を有する磁気ヘッドスライダ用材料を得ることができる。また、成形体を、真空、Ａｒ等の希ガス、あるいはＮ₂等の非酸化性雰囲気中で焼結させることによって、ＴｉＣ及びＡｌＮの酸化、分解、又は揮発を抑制できる。また、非酸化性雰囲気の温度を１２００℃以上とすることによって、原料組成物を充分に焼結させ、且つ、得られる磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を向上させることができる。また、非酸化性雰囲気の温度を１８００℃以下とすることによって、磁気ヘッドスライダ用材料中に熱伝導率の低いＡｌＯ_ｘＮ_ｙ層（ｘ＋ｙ＝１）が生成すること抑制し、磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率の低下を抑制できる。

本発明の磁気ヘッドスライダは、上記本発明の磁気ヘッドスライダ用材料から形成される。また、本発明のハードディスク装置は、上記本発明の磁気ヘッドスライダを備える。このような本発明の磁気ヘッドスライダは、上述の如く、加工時等に生じるチッピングによる欠けが少ないため、フライハイトの制御が容易なものとなる。したがって、かかる磁気ヘッドスライダを備えるハードディスク装置は、フライハイトを低く設定することが可能であり、記録密度の向上及び小型化が良好に図れるものとなる。

本発明によれば、磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を抑制することができる磁気ヘッドスライダ材料を提供することが可能となる。また、このような磁気ヘッドスライダ材料からなる磁気ヘッドスライダ、及び、かかる磁気ヘッドスライダを備えており、小型化、高記録密度化が可能なハードディスク装置を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。

（磁気ヘッドスライダ用材料）
まず、本実施形態に係る磁気ヘッドスライダ用材料について説明する。

本実施形態の磁気ヘッドスライダ用材料は、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）と、ＴｉＣ（炭化チタン）と、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）と、を含む原料組成物の焼結体からなる。また、この磁気ヘッドスライダ用材料の原料組成物に含まれるＡｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、ＴｉＣの含有量は２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量は０質量部より大きく１０質量部以下である。

本実施形態では、磁気ヘッドスライダ用材料の原料組成物が、Ａｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣに加えてＡｌＮを更に含む。その結果、例えば、磁気ヘッドスライダ用材料から形成される磁気ヘッドスライダ１１のエアベアリング面Ｓを加工して空気導入溝１１ａを形成する際に、空気導入溝１１ａのエッジ等においてチッピングが発生することを抑制できる（図１参照）。したがって、磁気ヘッドスライダ１１を小型化した場合であっても、フライハイトの制御に対するチッピングの影響が軽減され、磁気ヘッドとハードディスクとのクラッシュの発生が抑制される。また、磁気ヘッドスライダ用材料の原料にＡｌＮを含有させることによって、得られる磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を向上させることができる。

また、本実施形態では、原料組成物におけるＴｉＣの含有量を２０質量部以上とすることによって、磁気ヘッドスライダの剛性及び強度が低下することを抑制することができ、ＴｉＣの含有量を１５０質量部以下とすることによって、原料組成物の焼結性や磁気ヘッドスライダの強度が低下することを抑制できる。よって、本実施形態の磁気ヘッドスライダ用材料から得られる磁気ヘッドスライダは、充分な剛性、焼結性、及び強度を有することができる。

磁気ヘッドスライダ用材料の原料組成物に含まれるＡｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、この原料組成物に含まれるＡｌＮの含有量は２．５〜１０質量部であることが好ましく、３．５〜７質量部であることがより好ましい。

ＡｌＮの含有量を上記の好適範囲内とすることによって、得られる磁気ヘッドスライダにおけるチッピングの発生を更に確実に抑制することができ、また、得られる磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を更に向上させることができ、さらには、磁気ヘッドスライダ用材料の焼結密度を高めることができる。ＡｌＮの含有量が２．５質量部未満である場合、ＡｌＮの添加によって熱伝導率が向上する効果が小さくなる傾向がある。一方、ＡｌＮの重量が１０質量部を超える場合、チッピングが発生する傾向があり、また、得られる磁気ヘッドスライダ用材料中に熱伝導率の小さいＡｌＯ_ｘＮ_ｙ層が生成し、磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率が低下する傾向がある。

磁気ヘッドスライダ用材料の原料組成物は、ＴｉＯ_２（チタニア）を更に含むことが好ましく、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、ＴｉＯ_２の含有量が０．５〜１０質量部であることが好ましい。磁気ヘッドスライド用材料の原料組成物がＴｉＯ_２を含み、ＴｉＯ_２の重量を上記の好適範囲内とすることによって、ＴｉＯ_２が焼結助剤として機能し、原料組成物の焼結性が高くなり、磁気ヘッドスライド用材料の高強度化が容易となる。

なお、磁気ヘッドスライダ用材料は、上述した各成分を含む原料組成物の焼結体からなるものであり、組成中にＡｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣを含む、いわゆるアルティック焼結体である。このような焼結体においては、上記の原料組成物の各成分の組成をそのまま維持している場合もあり、また、一部の成分が焼結により反応等を生じて変化している場合もある。なお、磁気ヘッドスライダ材料は、上述した原料組成物の各成分に由来するものに加え、上記特性を損なわない程度であれば、他の成分を更に含んでいてもよい。

例えば、磁気ヘッドスライダ用材料は、Ｃ（炭素）を更に含んでもよい。この場合、磁気ヘッドスライダ用材料における炭素の濃度は、アルミナの含有量を１００質量部とした時に０．２〜９質量部であることが好ましい。この炭素の含有量が０．２質量部よりも小さくなると、従来のアルティック焼結体に比べて研磨速度が十分に高くならない傾向がある。一方、炭素の含有量が９質量部よりも大きくなると、材料の強度が弱くなる傾向がある。

（磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法）
続いて、上述した磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法の好適な実施形態について説明する。

本実施形態の磁気ヘッドスライダ材料の製造方法は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、及びＡｌＮを含み、Ａｌ_２Ｏ_３の重量を１００質量部とした時にＴｉＣの重量が２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料から成形体を形成する工程と、成形体に１００ｋｇ／ｃｍ^２（約１０ＭＰａ）以上、好ましくは１００〜５００ｋｇ／ｃｍ^２（約１０〜５０ＭＰａ）の単位圧力を加えながら、成形体を１２００〜１８００℃の非酸化性雰囲気中で焼結させる工程と、を備える。以下、各工程について説明する。

まず、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、及びＡｌＮ粉末を含む原料組成物の粉末（原料粉末）を用意する。Ａｌ_２Ｏ_３粉末の重量を１００質量部とした時に、ＴｉＣ粉末の重量は２０〜１５０質量部とする。また、ＡｌＮ粉末の重量は、Ａｌ_２Ｏ_３粉末１００質量部に対して、０質量部より大きく１０質量部以下とし、２．５〜１０質量部とすることが好ましく、３．５〜７質量部とすることがより好ましい。

上記原料粉末は、ＴｉＯ_２粉末を更に含むことが好ましく、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の重量を１００質量部とした時に、ＴｉＯ_２粉末の重量が０．５〜１０質量部であることが好ましい。

また、磁気ヘッドスライダ用材料が、上述の如く炭素を含む場合、上記原料粉末は、炭素の原料として、炭素粉末を更に含んでもよい。炭素粉末としては、例えば、カーボンブラック、エチレンブラック等の炭素からなる粉末を使用することができる。炭素粉末の平均粒子径は２０〜１００ｎｍであることが好ましい。また、炭素の原料としては、炭素粉末の代わりに、熱処理後に炭化する有機物を用いてもよい。有機物としては、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ブチラール樹脂等が例示される。

次に、上述の原料粉末を、例えば、エタノール、ＩＰＡ、９５％変性エタノール等の有機溶剤中で混合し、混合粉末を得る。なお、原料粉末と混合させる液体として水を使用すると、水とＴｉＣ粉末とが化学反応を起こしてＴｉＣ粉末が酸化することが多いので、水は使用しないことが望ましい。

混合粉末を得るための混合は、ボールミルやアトライターを用いて行うことが好ましい。また、混合時間は、１０〜１００時間程度とすることが好ましい。なお、ボールミルやアトライターでの混合に用いるメディアとしては、例えば、直径１〜２０ｍｍ程度のアルミナボール等を使用することが好ましい。

次に、混合粉末をスプレー造粒する。スプレー造粒では、例えば、酸素をほとんど含まない窒素やアルゴン等の不活性ガスからなる温風中で混合粉末を噴霧乾燥することによって、混合粉末の造粒物を得る。なお、造粒物の粒径が５０〜２００μｍ程度となるようにスプレー造粒を行うことが好ましい。また、噴霧乾燥のための温風の温度は６０〜２００℃程度であることが好ましい。

次に、必要に応じて上述したような有機溶剤を造粒物に添加して、造粒物の液体含有量を調節し、造粒物中に０．１〜１０質量％程度の有機溶剤を含ませる。なお、造粒物の液体含有量を調節する際も、液体として水は使用しないことが望ましい

次に、造粒物を所定の型内に充填し、冷間プレス法により一次成形を行って、成形体を形成する。型としては、例えば、金属製あるいはカーボン製であり、内径１５０ｍｍ程度の円板形成用型を用いればよい。また、冷間プレスにおいて造粒物に加える単位圧力は、５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２（約５〜１５ＭＰａ）程度とすればよい。

続いて、成形体をホットプレス法により焼結させることによって、原料組成物の焼結体からなる磁気ヘッドスライダ用材料を得る。得られる磁気ヘッドスライダ用材料の形状は、特に限定されないが、例えば、直径６インチ、厚み２．５ｍｍ程度の円板状の基板、あるいは矩形状の基板とすると、後述する磁気ヘッドスライダの製造に良好に適用することができる。

上述のホットプレス法では、成形体に１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（約１０ＭＰａ）以上、好ましくは１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ^２（約１０〜５０ＭＰａ）の単位圧力を加えながら、成形体を焼結させる。

成形体に加える単位圧力を上記の好適範囲内とすることよって、成形体の反応性が高まり、焼結性が向上する。そのため、充分な密度を有する磁気ヘッドスライダ用材料を得ることができる。

また、上述のホットプレス法では、成形体を非酸化性雰囲気中で焼結させる。非酸化性雰囲気としては、例えば、真空、あるいは、ＡｒやＮ_２ガス等の不活性ガス雰囲気が挙げられる。また、非酸化性雰囲気の温度は、１２００〜１８００℃とする。

成形体を非酸化性雰囲気中で焼結させることによって、ＴｉＣ及びＡｌＮの酸化、分解、又は揮発を抑制できる。また、非酸化性雰囲気の温度を１２００℃以上とすることによって、充分な焼結性が得られ、且つ、磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率を向上させることができる。また、非酸化性雰囲気の温度を１８００℃以下とすることによって、磁気ヘッドスライダ用材料中に熱伝導率の低いＡｌＯ_ｘＮ_ｙ層が生成すること抑制し、磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率が低下することを抑制できる。このようなより有効に得る観点からは、非酸化性雰囲気の温度は、１５５０〜１７５０℃とすることがより好ましい。

また、上述のホットプレス法では、成形体の焼結時間を１〜３時間程度とすることが好ましい。

（磁気ヘッドスライダ）
次に、上述の磁気ヘッドスライダ用材料から形成される磁気ヘッドスライダについて、主に図１を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態の磁気ヘッドスライダ１１は薄膜磁気ヘッド１０を備えるものであり、例えば、図６に示すようなハードディスク２００を備えたハードディスク装置２０２に搭載されるものである。ハードディスク装置２０２において、磁気ヘッドスライダ１１は、ジンバル１２に搭載され、ヘッドジンバルアセンブリ２０６を構成している。このヘッドジンバルアセンブリ２０６は、サスペンションアーム２０４に接続されており、ハードディスク２００に対する薄膜磁気ヘッド１０の位置を移動できるようになっている。このハードディスク装置２０２は、高速回転するハードディスク２００の記録面に対し、薄膜磁気ヘッド１０によって磁気情報を記録及び再生する。

本発明の実施形態に係る磁気ヘッドスライダ１１は略直方体形状をなしている。図１において、磁気ヘッドスライダ１１における手前側の面は、ハードディスク２００の記録面に対向配置され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。また、エアベアリング面Ｓには、トラック幅方向と直交する方向に空気導入溝１１ａが形成されている。エアベアリング面Ｓに空気導入溝１１ａを形成することによって、フライハイト（ハードディスク２００に対する薄膜磁気ヘッド１０の高さ）の制御性を向上させることができる。なお、空気導入溝１１ａの形成位置及び形状は、図１に示すものに限定されない。

ハードディスク２００が回転する際、この回転に伴う空気流によって磁気ヘッドスライダ１１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスク２００の記録面から離隔する。エアベアリング面Ｓには、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等のコーティングを施してもよい。

この磁気ヘッドスライダ１１は、上述した磁気ヘッドスライド用材料から作られた基板１３と、この基板１３上に形成される積層体１４とを備えている。この積層体１４は薄膜磁気ヘッド１０を含む。本実施形態では、基板１３は直方体形状を有し、この基板１３の側面上に積層体１４が形成されている。

積層体１４の上面１４ａは、磁気ヘッドスライダ１１の端面を形成しており、この積層体１４の上面１４ａには薄膜磁気ヘッド１０に接続された記録用パッド１８ａ，１８ｂ及び再生用パッド１９ａ，１９ｂが取り付けられている。また、薄膜磁気ヘッド１０は、積層体１４内に設けられており、その一部がエアベアリング面Ｓから外部に露出している。なお、図１において、積層体１４内に埋設されている薄膜磁気ヘッド１０を、認識しやすさを考慮して実線で示している。

図２は、磁気ヘッドスライダ１１におけるエアベアリング面Ｓに対して垂直かつトラック幅方向に垂直な方向の概略断面図（図１のＩＩ−ＩＩ概略断面図）である。上述のように、磁気ヘッドスライダ１１は、略矩形板状の基板１３と、この基板１３の側面上に積層された積層体１４とを有している。積層体１４は、薄膜磁気ヘッド１０と、この薄膜磁気ヘッド１０を取り囲むコート層５０と、を有している。

薄膜磁気ヘッド１０は、基板１３に近い側から順に、ハードディスク２００の磁気情報を読取る読取素子としてのＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果；Giant Magneto Resistive）素子４０と、ハードディスク２００に磁気情報を書込む書込素子としての誘導型の電磁変換素子６０と、を有しており、複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。

電磁変換素子６０は、いわゆる面内記録方式を採用したものであり、基板１３側から順に下部磁極６１及び上部磁極６４を備えると共に、さらに薄膜コイル７０を備えている。

下部磁極６１及び上部磁極６４のエアベアリング面Ｓ側の端部は、エアベアリング面Ｓに露出しており、下部磁極６１及び上部磁極６４の各露出部は所定距離離間されていて記録ギャップＧを形成している。一方、上部磁極６４におけるエアベアリング面Ｓとは離れた側の端部６４Ｂは下部磁極６１に向かって折り曲げられており、この端部６４Ｂは下部磁極６１におけるエアベアリング面Ｓとは離れた側の端部と磁気的に連結している。これにより、上部磁極６４と下部磁極６１とによってギャップＧを挟む磁気回路が形成される。

薄膜コイル７０は、上部磁極６４の端部６４Ｂを取り囲むように配置されており、電磁誘導により記録ギャップＧ間に磁界を発生させ、これによりハードディスク２００の記録面に磁気情報を記録させる。

ＧＭＲ素子４０は、図示は省略するが多層構造を有してエアベアリング面Ｓに露出しており、磁気抵抗効果を利用してハードディスク２００からの磁界の変化を検出し、磁気情報を読み出す。

ＧＭＲ素子４０と電磁変換素子６０との間、上部磁極６４と下部磁極６１との間はそれぞれ絶縁性のコート層５０により離間されている。また、薄膜磁気ヘッド１０自体もエアベアリング面Ｓを除いてコート層５０に覆われている。コート層５０は、主として、アルミナ等の絶縁材料により形成されている。具体的には、通常、スパッタリング等により形成されたアルミナ層が用いられる。このようなアルミナ層は、通常アモルファス構造を有する。

なお、薄膜磁気ヘッド１０を面内記録方式ではなく、垂直記録方式としてもよい。また、ＧＭＲ素子４０の代わりに、異方性磁気抵抗効果を利用するＡＭＲ（Anisotropic 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-typeMagneto Resistive）素子等を利用してもよい。

さらに、コート層５０内には、更に、ＧＭＲ素子４０と電磁変換素子６０との間を磁気的に絶縁する磁性層等を含んでもよい。

続いて、以上のような磁気ヘッドスライダ１１の製造方法について説明する。

まず、前述のようにして、図３に示すように、上述の磁気ヘッドスライダ用材料を円板ウェハ状に形成した基板１３を用意する。次に、図４(ａ)に示すように、この基板１３上に、薄膜磁気ヘッド１０及びコート層５０を含む積層体１４を周知の手法によって積層する。ここでは、積層体１４中に、薄膜磁気ヘッド１０が行列状に多数並ぶように積層体１４を形成する。

次に、積層体１４が積層された基板１３を、所定の形状、大きさに切断する。本実施形態では、例えば、図４（ａ）中の点線で示したように切断することにより、図４（ｂ）に示すように、複数の薄膜磁気ヘッド１０が一列に並び、且つ、これらの薄膜磁気ヘッド１０が側面１００ＢＳにそれぞれ露出するように配置されたバー１００Ｂを形成する。

バー１００Ｂを形成した後、ラッピング工程において、バー１００Ｂの側面１００ＢＳを研磨してエアベアリング面Ｓを形成する。このラッピング工程では、基板１３とその上に積層された積層体１４とを、同時にかつ積層方向と交差する方向（図２の矢印Ｘの方向）に研磨する。エアベアリング面Ｓを形成した後、イオンミリング法等によって、エアベアリング面Ｓに空気導入溝１１ａを形成する。次に、バー１００Ｂを切断加工することによって、薄膜磁気ヘッド１０を有する磁気ヘッドスライダ１１を複数得る。

本実施形態では、基板１３が、Ａｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣに加えてＡｌＮを更に含む原料組成物を焼成して得られる磁気ヘッドスライダ用材料から作られているため、基板１３から形成される磁気ヘッドスライダ１１のエアベアリング面Ｓに空気導入溝１１ａを形成する際に、エアベアリング面Ｓでのチッピングの発生を抑制することができる。その結果、磁気ヘッドスライダ１１を小型化した場合であっても、チッピングが磁気ヘッドスライダ１１の制御性に及ぼす影響が軽減され、磁気ヘッドスライダ１１の制御性が向上する。そのため、磁気ヘッド１０とハードディスク２００とのクラッシュの発生を抑制することができる。また、ハードディスク装置２０２の作動時においても、エアベアリング面Ｓでチッピングが発生することが抑制されるため、チッピングによってエアベアリング面Ｓから脱落したサブミクロンスケールの微粒子がハードディスク２００を傷つけることを防止できる。

また、本実施形態では、基板１３が、Ａｌ_２Ｏ_３及びＴｉＣに加えてＡｌＮを更に含む原料組成物を焼成して得られる磁気ヘッドスライダ用材料から作られているため、基板１３から形成される磁気ヘッドスライダ１１の熱伝導率を、従来のアルティック焼結体から形成される磁気ヘッドスライダの熱伝導率よりも大きくすることができる。その結果、薄膜磁気ヘッド１０に書き込み電流又は読み出し電流が通電された際に薄膜磁気ヘッド１０に発生する熱が、熱伝導率が大きい磁気ヘッドスライダ１１全体へ放熱され、薄膜磁気ヘッド１０の熱膨張が抑制される。そのため、熱膨張した薄膜磁気ヘッド１０とハードディスク２００とのクラッシュの発生を抑制することができ、これによってもフライハイトを小さくすることができる。

以上、本発明に係る磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法、磁気ヘッドスライダ、磁気ヘッドスライダの製造方法、及びハードディスク装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、磁気ヘッドスライダ１１のエアベアリング面Ｓにおいて、トラック幅方向と略平行な方向に空気導入溝１１ａが形成されていてもよく、更に空気導入溝１１ａが一部屈曲していてもよい。磁気ヘッドスライダ１１のトラック幅方向と略平行な方向に空気導入溝１１ａが貫通しているような場合、磁気ヘッドスライダ１１の側面のうちトラック幅方向に面する側面において、特にクラックが発生し易い傾向があるが、本発明においては、このような場合においてもクラックの発生を抑制することができる。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［磁気ヘッドスライダ用材料の製造］

（実施例１）
まず、Ａｌ_２Ｏ_３粉末（平均粒径０．５μｍ）、ＴｉＣ粉末（平均粒径０．５μｍ）、及びＡｌＮ粉末（平均粒径０．５μｍ）を含む原料粉末を準備した。なお、原料粉末に含まれる各粉末の質量比は、Ａｌ_２Ｏ_３粉末が７７．６質量％、ＴｉＣ粉末が１９．４質量％、ＡｌＮ粉末が３．０質量％であった。すなわち、表１に示すように、原料粉末に含まれるＡｌ_２Ｏ_３粉末の含有量を１００質量部とした時のＴｉＣ粉末の含有量を２５．０質量部とし、ＡｌＮの含有量を３．９質量部とした。

上述の原料粉末をボールミル中でＩＰＡ（イソプロピルアルコール；沸点８２．４℃）と共に３０分粉砕して混合した後、窒素雰囲気において１５０℃でスプレー造粒し、造粒物を得た。

次に、得られた造粒物を冷間プレス法により一次成形した。冷間プレス法では、造粒物に約５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力を加えた。

次に、一次成形された造粒物をホットプレス法によって焼結させて、実施例１の磁気ヘッドスライダ用材料を得た。なお、ホットプレス法では、焼結雰囲気を真空とし、焼結時間を１時間とし、焼結温度を１６００℃とし、一次成形された造粒物に加えるプレス圧力を約３０ＭＰａ（約３００ｋｇｆ／ｃｍ²）とした。

（実施例２〜１３、比較例１〜５）
原料粉末に含まれるＡｌ_２Ｏ_３粉末、ＴｉＣ粉末、及びＡｌＮ粉末の各重量を表１に示す値としたこと以外は実施例１と同様の方法で、実施例２〜１３、及び比較例１〜５の磁気ヘッドスライダ用材料をそれぞれ作製した。

なお、比較例４の原料粉末には、１８．９質量％のＳｉＣ粉末、２．９質量％のＣ粉末、及び２．６質量％のＴｉＯ_２粉末を更に含有させた。また、比較例５の原料粉末には、６．７質量％のＳｉＣ粉末、１．０質量％のＣ粉末、及び２．７質量％のＴｉＯ_２粉末を更に含有させた。

［特性評価］
（チッピングの評価）
実施例１〜１３、および比較例１〜５の各磁気ヘッドスライダ用材料について、以下に示す方法によってチッピングの評価を行った。まず、各磁気ヘッドスライダ用材料から５７．６ｍｍ×１０ｍｍ×１．２ｍｍ程度の試料切片を切り出した。次に、ＤＩＳＣＯ社製ダイシングブレード（外径５４ｍｍ×内径４０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）を用い、１００００ｒｐｍ、おくり１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で試料切片を切断後、切断された試料切片を光学顕微鏡により２０００倍で観察し、試料切片の切断面近傍に１０μｍ以上の大きさのチッピングが発生しているか否かを確認した。チッピングの評価結果を表１に示す。なお、表１においては、１０μｍ以上の大きさのチッピングが発生している磁気ヘッドスライダ用材料を×と判定し、１０μｍ未満の大きさのチッピングが発生している磁気ヘッドスライダ用材料、あるいはチッピングが発生しなかった磁気ヘッドスライダ用材料を○と判定した。

（熱伝導率の測定）
実施例１〜１３、および比較例１〜５の各磁気ヘッドスライダ用材料の熱伝導率（単位：Ｗｍ^−１Ｋ^−１）を、ＪＩＳ Ｒ１６１１（１９９１、１９９７）に基づいて測定した。熱伝導率の測定結果を表１に示す。なお、熱伝導率は、従来の磁気ヘッドスライダ材料（ＡｌＮ及びＳｉＣを含まない原料粉末から形成されるＡｌＴｉＣ焼結体）の熱伝導率１９Ｗｍ^−１Ｋ^−１より大きいことが好ましい。

（焼結性の評価）
実施例１〜１３、および比較例１〜５の各磁気ヘッドスライダ用材料について、以下に示す方法によって焼結性の評価を行った。まず、アルキメデス法により各磁気ヘッドスライダ用材料の実際の密度を測定した。また、各磁気ヘッドスライダ用材料の組成から各磁気ヘッドスライダ用材料の理論密度を算出した。そして、理論密度に対する実際の密度の割合を相対密度（単位：％）として算出した。焼結性の評価結果を表１に示す。なお、相対密度は９５％以上であることが好ましい。

表１に示すように、Ａｌ_２Ｏ_３と、ＴｉＣと、ＡｌＮと、を含む原料から形成され、Ａｌ_２Ｏ_３の重量を１００質量部とした時に、ＴｉＣの重量が２０〜１５０質量部であり、ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である実施例１〜１３の各磁気ヘッドスライダ用材料では、比較例１〜５の各磁気ヘッドスライダ用材料に比べて、チッピングが抑制され、また熱伝導率が従来よりも向上していることが確認された。

また、ＡｌＮの含有量を２．５〜１０質量部とすることによって、チッピングが抑制されるのみならず、熱伝導率が更に向上して２４Ｗｍ^−１Ｋ^−１以上となると共に、焼結密度も向上して９５％以上となることが確認された。更に、ＡｌＮの含有量を３．５〜７質量部とすることによって、熱伝導率が更に向上して２７Ｗｍ^−１Ｋ^−１以上となり、焼結密度も更に向上して９８％以上となることが確認された。

図１は、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの斜視図である。 図２は、図１の磁気ヘッドスライダにおけるＩＩ−ＩＩ矢視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの製造方法を説明するための斜視図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドスライダの製造方法を説明するための図３に続く斜視図である。 図５は、図４（ｂ）のバーを研磨した状態を示す断面概念図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るハードディスク装置の構造を示す模式図である。

符号の説明

１０…薄膜磁気ヘッド、１１…磁気ヘッドスライダ、１３…基板、１４…積層体、５０…コート層、２０２…ハードディスク装置、Ｓ…エアベアリング面。

Claims (7)

1. Ａｌ_２Ｏ_３と、ＴｉＣと、ＡｌＮと、を含み、前記Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、前記ＴｉＣの含有量が２０〜１５０質量部であり、前記ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料組成物の焼結体からなる磁気ヘッドスライダ用材料。
2. 前記原料組成物において、前記Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、前記ＡｌＮの含有量が２．５〜１０質量部である請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ用材料。
3. 前記原料組成物において、前記Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、前記ＡｌＮの含有量が３．５〜７質量部である請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ用材料。
4. 前記原料組成物がＴｉＯ_２を更に含み、且つ、
   前記原料組成物において、前記Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に、前記ＴｉＯ_２の含有量が０．５〜１０質量部である請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気ヘッドスライダ用材料。
5. Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＣ、及びＡｌＮを含み、前記Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を１００質量部とした時に前記ＴｉＣの含有量が２０〜１５０質量部であり、前記ＡｌＮの含有量が０質量部より大きく１０質量部以下である原料組成物から成形体を形成する工程と、
   前記成形体に１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の単位圧力を加えながら、前記成形体を１２００〜１８００℃の非酸化性雰囲気中で焼成する工程と、を備える磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘッドスライダ用材料から形成される磁気ヘッドスライダ。
7. 請求項６に記載の磁気ヘッドスライダを備えるハードディスク装置。

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