JP2016071908A - 磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
効率良くマイクロ波信号が伝搬される磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】
本発明の磁気ヘッドは、記録信号磁界を発生する記録素子と、マイクロ波磁界を発生するマイクロ波磁界発生素子３９と、端子電極３５、３６と、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９を接続する第１の伝送線路４０とを有する磁気ヘッドスライダを有し、端子電極３５、３６には磁気ヘッドスライダ１３の外部からマイクロ波信号を磁気ヘッドスライダに伝送するための第２の伝送線路が接続され、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９の間に第１の伝送線路４０に接続されたコンデンサ４４を有している。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置に関し、特にマイクロ波アシスト記録方式の磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置に関する。

磁気ディスク装置に代表される磁気記録再生装置の高記録密度化に伴い、磁気ヘッド及び磁気記録媒体のさらなる性能及び特性の向上が要求されている。磁気ヘッドとしては、データ信号読み出し用の再生素子としての磁気抵抗（ＭＲ）効果素子と、データ信号書き込み用の記録素子としての電磁コイル素子とを積層した構造である複合型磁気ヘッドが広く用いられている。現在、このヘッドにおいて、両素子それぞれの、微細加工の適用による小型化及び新材料系の適用による特性の向上が図られている。

一方、磁気記録媒体の記録層は、磁性粒子の集合体となっている。ここで一般に、１つの記録ビットは複数の磁性粒子から構成されているが、記録ビットの境界の磁気的なゆらぎを減少させて記録密度を高めるために、磁性粒子の微細化が従来図られてきた。しかし、磁性粒子の微細化を進めると、体積減少に伴って磁性粒子内の磁化の熱揺らぎが大きくなり、磁化の熱安定性の低下が問題となる。

この問題への１つの対処として、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式への移行が検討され、実際、製品化も実現している。垂直磁気記録用の媒体においては、磁性粒子を微細化しても所定の記録層厚を確保すること等によって、長手磁気記録用の媒体と比較して熱揺らぎをより抑えることが容易となる。これにより面記録密度の大幅な向上が可能となる。

しかしながら、さらなる記録密度の向上を図るためには、垂直磁気記録用の磁気記録媒体の記録層を構成する磁性粒子のさらなる微細化とともに、熱揺らぎをより確実に抑制することが求められる。このために、磁性粒子の磁気異方性エネルギーＫ_Ｕを大きくすることが考えられるが、この磁気異方性エネルギーＫ_Ｕの増加は、記録層の保磁力の増加をもたらす。実際、熱揺らぎの抑制を図った記録層の保磁力は、例えば５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）以上の値となる。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、磁気ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまい、一般に保磁力の２倍程度の書き込み磁界が必要とされている飽和磁気記録を行うことが非常に困難な状況となる。

ここでさらなる対策として、保磁力の大きな（磁気異方性エネルギーＫ_Ｕの大きな）記録層を用いる一方で、記録の際、記録層に補助的にエネルギーを与えて実効的な保磁力を低下させ、記録層への信号記録（磁性粒子の磁化反転）をアシストするエネルギーアシスト記録が提案されている。アシストするエネルギー源としてマイクロ波磁界を用いた記録方式は、マイクロ波アシスト磁気記録（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ： ＭＡＭＲ）と呼ばれている。

マイクロ波アシスト磁気記録においては、マイクロ波磁界を磁気ヘッドの記録素子近傍に配置されたマイクロ波発振子で発生させる方式（自励方式）と、薄膜磁気ヘッドとは独立したマイクロ波信号発生回路からマイクロ波励振電流を記録素子近傍に形成されたマイクロ波磁界発生素子に供給し、マイクロ波磁界を発生させる方式（他励方式）とが知られている。他励方式では、マイクロ波磁界発生素子にマイクロ波励振電流を供給するためのマイクロ波伝送線路をサスペンション上やヘッドスライダのマイクロ波磁界発生素子形成面に設ける必要がある。

特許文献１には、マイクロ波励振電流を効率よくマイクロ波発生素子（マイクロ波磁界発生素子）に供給するための、マイクロ波磁界発生素子に接続される磁気ヘッドスライダ上の配線の最適化により、限られた電力で所定のマイクロ波磁界強度を発生させることのできる薄膜磁気ヘッドが提案されている。これによると、マイクロ波磁界発生素子がほぼ短絡端状態であることを特徴とした薄膜磁気ヘッドにより、効率よくマイクロ波信号をマイクロ波磁界発生素子に供給することができ、マイクロ波磁界を発生させることができる。

また特許文献２に記載されているように、マイクロ波信号の伝送損失を改善するための、サスペンション上に設けるマイクロ波伝送線路が提案されている。これによると、マイクロ波伝送線路の上下に位置するシールドおよびこれらのシールドを接続する導体柱の位置関係により、マイクロ波伝送線路の特性インピーダンスを制御することで、マイクロ波信号を効率的に伝送することを可能としている。

特開２０１３−２０６４７６公報 特開２０１０−７３２９７公報

有効なマイクロ波アシスト磁気記録のためには、所定のマイクロ波磁界強度が必要であり、所定のマイクロ波磁界を効率的に発生させるためには、マイクロ波励振電流を効率よくマイクロ波磁界発生素子に供給することが必要である。

特許文献１は、磁気ヘッドスライダに形成するマイクロ波励振電流の伝送線路の最適化、特許文献２は、サスペンション上に形成されるマイクロ波励振電流の伝送線路の特性改善についての提案であり、単に各々を組み合わせただけでは、サスペンション上の伝送線路の特性インピーダンスとマイクロ波磁界発生素子を含めた磁気ヘッドスライダ上の伝送線路の特性インピーダンスとの間のインピーダンス不整合による反射損失が発生し、マイクロ波励振電流を効率よくマイクロ波磁界発生素子に供給することができなかった。

磁気ヘッドスライダに形成されるマイクロ波磁界発生素子は、通常、微小な導体線路によって形成されるため、物理的な抵抗成分が極めて小さい。そのため、磁気ヘッドスライダの端子電極からマイクロ波磁界発生素子側を見込んだ特性インピーダンスと、端子電極からサスペンション上のマイクロ波伝送線路側を見込んだ特性インピーダンスとの間のインピーダンス不整合が生じやすい。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率良くマイクロ波信号が伝搬される磁気ヘッドを提供することである。また、本発明の他の目的は、かかる磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供することである。

上記目的は以下の手段によって達成される。

上記目的を達成するための本発明に係る磁気ヘッドは、記録信号磁界を発生する記録素子と、マイクロ波磁界を発生するマイクロ波磁界発生素子と、端子電極と、前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子を接続する第１の伝送線路とを有する磁気ヘッドスライダを有し、前記端子電極には前記磁気ヘッドスライダの外部からマイクロ波信号を前記磁気ヘッドスライダに伝送するための第２の伝送線路が接続され、前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子の間に前記第１の伝送線路に接続されたコンデンサを有していることを第１の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、端子電極とマイクロ波磁界発生素子の間に第１の伝送線路に接続されたコンデンサを含むことにより、磁気ヘッドスライダ内に整合回路が形成され、磁気ヘッドスライダの端子電極からマイクロ波磁界発生素子側を見込んだ特性インピーダンスと第２の伝送線路側を見込んだ特性インピーダンスとのインピーダンス整合を行うことが可能となる。

これにより、第２の伝送線路から入力されるマイクロ波信号が磁気ヘッドスライダの端子電極で反射することを抑制でき、効率よくマイクロ波信号をマイクロ波磁界発生素子に伝搬することが可能となる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路が、差動信号用伝送線路であることを第２の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、第１の伝送線路および第２の伝送線路の特性インピーダンスは、伝送線路外からの影響を受けにくくなる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記コンデンサは、前記マイクロ波磁界発生素子と並列に前記第１の伝送線路に接続されていることを第３の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、マイクロ波磁界発生素子と並列に接続されたコンデンサは、第１の伝送線路のインダクタ成分をキャンセルさせるような容量成分を生じさせないため、マイクロ波磁界発生素子と並列に接続されたコンデンサをより小型化することが可能となる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の伝送線路はインダクタ成分をもつことを第４の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、他のインダクタ成分をもつ素子を整合回路内に追加する必要がないため、整合回路を小型化できるので、大きさの限られた磁気ヘッドスライダ内に整合回路を形成しやすくなる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面から積層方向に延びる２つのＡ線路を有し、前記コンデンサは、一方の前記Ａ線路に接続されている第１の平板状の導体と他方の前記Ａ線路に接続されている第２の平板状の導体とそれらの間に存在する誘電体とで形成されるコンデンサであることを第５の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、第１の平板状の導体と第２の平板状の導体との間で、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ内にコンデンサを容易に形成することができる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の平板状の導体と前記第２の平板状の導体の少なくとも一方は前記Ａ線路に直接接続されていることを第６の特徴とする。

容量成分を持つ素子を追加するためにＡ線路とは別の新たな伝送線路を設けると、容量成分をキャンセルさせるような寄生インダクタ成分が生じるため、大きな容量成分を持つ素子が必要となり、容量成分を持つ素子が大型化し、整合回路が大型化してしまう。しかしながら、上記特徴の本発明によれば、そのような新たな伝送線路を設けることなく整合回路が容量成分を持つことができる。

これにより、整合回路を小型化できるので、大きさの限られた磁気ヘッドスライダ内に整合回路を形成しやすくなる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記コンデンサは、前記第１の平板状の導体と前記第２の平板状の導体とが複数積層されて形成されていることを第７の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、コンデンサを積層構造で形成されたものとしたため、端子電極とマイクロ波磁界発生素子の間に形成するコンデンサの容量値を増やすことができる。

これにより、低周波帯域でのマイクロ波信号に対してもインピーダンス整合が可能となる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子との間に、前記マイクロ波磁界発生素子と並列に前記第１の伝送線路に接続されたインダクタ成分を有する伝送線路を有し、前記コンデンサは、前記インダクタ成分を有する伝送線路と前記マイクロ波磁界発生素子の間で前記マイクロ波磁界発生素子と直列に前記第１の伝送線路に接続されていることを第８の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、マイクロ波磁界発生素子と並列に第１の伝送線路に接続されたインダクタ成分を有する伝送線路とマイクロ波磁界発生素子と直列に接続されたコンデンサにより、磁気ヘッドスライダ内に整合回路が形成され、磁気ヘッドスライダの端子電極からマイクロ波磁界発生素子側を見込んだ特性インピーダンスと第２の伝送線路側を見込んだ特性インピーダンスとのインピーダンス整合を行うことが可能となる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面から積層方向に延びるＡ線路を有し、前記コンデンサは、前記Ａ線路が積層方向に複数領域に分かれ、その間に誘電体があることで形成されることを第９の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、磁気ヘッドスライダの素子形成面から積層方向に延びるＡ線路を利用してコンデンサを形成することで、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ内にコンデンサを容易に形成することができる。

さらに本発明に係る磁気ヘッドは、前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面に沿って延びるＢ線路を有し、前記コンデンサは、前記Ｂ線路が積層方向に複数領域に分かれ、その間に誘電体があることで形成されることを第１０の特徴とする。

上記特徴の本発明によれば、磁気ヘッドスライダの素子形成面に沿って延びるＢ線路を利用してコンデンサを形成することで、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ内にコンデンサを容易に形成することができる。

さらに本発明に係るヘッドジンバルアセンブリは、前記磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションとを有することを第１１の特徴とする。

さらに本発明に係る磁気記録再生装置は、前記ヘッドジンバルアセンブリと、磁気記録媒体とを有することを第１２の特徴とする。

本発明によれば、効率良くマイクロ波信号をマイクロ波磁界発生素子に伝搬することが可能な磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供することができる。

第１実施形態の磁気記録再生装置（磁気ディスク装置）の模式図 第１実施形態のヘッドジンバルアセンブリの平面図 第１実施形態のヘッドジンバルアセンブリの側面図 第１実施形態のヘッドジンバルアセンブリと磁気ヘッドスライダの構成を示す模式図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダの概略斜視図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダの断面図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までのブロック図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの模式図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの断面図 第２実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までのブロック図 第２実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの模式図 第３実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの模式図 第４実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までのブロック図 第４実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの模式図 第４実施形態の他の例の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの模式図 第１実施形態の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの等価回路図 比較例の磁気ヘッドスライダ内の端子電極からマイクロ波磁界発生素子までの等価回路図

本発明を実施するための好適な形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は第１実施形態の磁気記録装置（磁気ディスク装置）１の模式図を示す。磁気記録再生装置１は磁気ヘッド８を含むヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１２と磁気記録媒体（磁気ディスク）１０とを有する。磁気記録媒体１０およびヘッドアジンバルセンブリ１２の数に制約はなく複数設けられてもよい。磁気ヘッド８は、磁気ヘッドスライダ１３を有して構成されている。ヘッドアジンバルセンブリ１２は、磁気ヘッドスライダ１３と磁気ヘッドスライダ１３を支持するサスペンション９とを有して構成されている。磁気記録媒体１０は、スピンドルモータ１１によって、その回転軸を中心に回転する。磁気ヘッドスライダ１３は、磁気記録媒体１０に対してデータ信号の書込み及び読出しを行う。サスペンション９は、ピボットベアリング軸１５を中心に回動可能なアーム１８に固定されている。サスペンション９は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４によって、磁気記録媒体１０上で磁気ヘッドスライダ１３の位置決めを行う。信号制御回路１９は磁気ヘッドスライダ１３の書込み及び読出し動作を制御すると共に、強磁性共鳴用のマイクロ波信号（マイクロ波励振電流）を制御する。信号制御回路１９は、後述する第２の伝送線路２２ｃに接続されたマイクロ波信号発生回路１９ａと、制御部１９ｂを備えている。マイクロ波信号発生回路１９ａや制御部１９ｂは、例えばサスペンション９上に設置されていてもよく、設置場所は問わない。

図２Ａ，２Ｂに、第１実施形態のヘッドジンバルアセンブリ１２の平面図（磁気記録媒体側から見た下面図）及び側面図を示す。サスペンション９は、その一端側に磁気ヘッドスライダ１３が取り付けられたフレクシャ２１と、磁気ヘッドスライダ１３を所定の圧力で磁気記録媒体１０の表面に押し付けるロードビーム２０と、を有している。フレクシャ２１は弾性変形可能であり、磁気ヘッドスライダ１３を磁気記録媒体１０の表面の変動に追従させるジンバル機能を有している。フレクシャ２１の表面には伝送線路２２が形成されている。フレクシャ２１はロードビーム２０に連結され、ロードビーム２０は磁気記録媒体上で磁気ヘッドスライダ１３の位置決めを行う駆動アーム１８に接続されている。

図３は、第１実施形態のヘッドジンバルアセンブリ１２と磁気ヘッドスライダ１３の構成を示す模式図である。同図は図２Ｂの方向Ａから見た図である。フレクシャ２１は、本体部２１ａと、磁気ヘッドスライダ１３の支持部２１ｃと、本体部２１ａと支持部２１ｃとを連結する連結部２１ｂがある。連結部２１ｂは一対の腕部からなり、腕部は本体部２１ａ及び支持部２１ｃに比べて剛性が低くなっている。一例として伝送線路２２は、磁気ヘッドスライダ１３の記録素子への記録信号を伝送するための記録信号伝送線路２２ａと、磁気ヘッドスライダ１３の再生素子から再生出力電圧を取り出すための再生信号伝送線路２２ｂと、磁気ヘッドスライダ１３の外部（マイクロ波信号発生回路１９ａ）からマイクロ波信号を磁気ヘッドスライダ１３に伝送するためのマイクロ波信号伝送線路である第２の伝送線路２２ｃとを有する。伝送線路２２は、各伝送線路２２ａ〜２２ｃの順番が変わっていてもよく、磁気ヘッドスライダ１３の浮上量を調整するためのヒーター用伝送線路、浮上量を検出するセンサー用伝送線路（共に図示せず）を含んでいてもよい。第２の伝送線路２２ｃは差動信号用伝送線路である。各伝送線路２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、一般的には銅で形成されている。

図４は、第１実施形態の磁気ヘッドスライダ１３の概略斜視図である。図５は、図４のV−V線に沿った第１実施形態の磁気ヘッドスライダ１３の断面図である。磁気ヘッドスライダ１３は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ（Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）３０ａを有する磁気ヘッドスライダ基板３０と、ＡＢＳ３０ａと垂直な素子形成面３０ｂに設けられたヘッド素子３１と、ヘッド素子３１を覆うように素子形成面３０ｂ上に設けられた保護部３２と、保護部３２の表面から露出している６つの端子電極３３、３４、３５、３６、３７及び３８を備えている。磁気ヘッドスライダ基板３０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等の材料からなる。端子電極３３、３４、３５、３６、３７及び３８は、図４に示された位置に限定されるものではなく、この素子形成面３０ｂのどの位置にどのような配列で設けてもよい。ヒーターやセンサー（図示せず）を備えている場合は、それらに電気的に接続される端子電極が設けられる。

ヘッド素子３１は主に、磁気記録媒体１０からデータ信号を読出すための磁気抵抗効果（ＭＲ）を用いた再生素子３１ａと、記録信号磁界を発生し磁気記録媒体１０に記録信号磁界を印加してデータ信号を書込むための記録素子３１ｂと、マイクロ波磁界を発生し磁気記録媒体１０にマイクロ波磁界を印加するマイクロ波磁界発生素子３９から構成されている。再生素子３１ａ、記録素子３１ｂおよびマイクロ波磁界発生素子３９は、素子形成面３０ｂ上に各素子を構成する膜が積層されて形成されている。例えば、端子電極３３，３４は再生素子３１ａに電気的に接続されており、端子電極３７，３８は記録素子３１ｂに電気的に接続されており、端子電極３５，３６は後述する第１の伝送線路４０によってマイクロ波磁界発生素子３９に電気的に接続されている。各々接続される端子の位置や配列などは問わない。

例えば、各伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃの磁気ヘッドスライダ１３側の先端は、ボールボンディングによって、それぞれ端子電極３７、３８、端子電極３３、３４、端子電極３５、３６に接続されている。つまり、第２の伝送線路２２ｃは端子電極３５、３６に接続され、マイクロ波信号は第２の伝送線路２２ｃから端子電極３５、３６を介してマイクロ波磁界発生素子３９に供給される。また、ボールボンディングの代わりにワイヤボンディングによって各伝送線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃと各端子電極とを接続してもよく、接続方法は問わない。

図５を用いて、磁気ヘッドスライダ１３内のマイクロ波磁界発生素子３９の位置構成例を説明する。磁気ヘッドスライダ基板３０の素子形成面３０ｂ上に、再生素子３１ａと、記録素子３１ｂと、マイクロ波磁界発生素子３９と、これらの素子を保護する保護部３２とが主に形成されている。

再生素子３１ａは、ＭＲ積層体３１ａ１と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３とを含んでいる。再生素子３１aの端部がＡＢＳ３０ａ（より詳細には、ＡＢＳ３０ａの磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ）に位置している。ＭＲ積層体３１ａ１は、磁気記録媒体１０からの信号磁界を感受する。下部シールド層３１ａ２及び上部シールド層３１ａ３は、ＭＲ積層体３１ａ１にとって雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。

記録素子３１ｂは垂直磁気記録用の構成を有している。具体的には、記録素子３１ｂは、主磁極層３１ｂ１と、トレーリングギャップ層３１ｂ２と、主磁極層３１ｂ１と補助磁極層３１ｂ５との間を通過するように形成された書込みコイル３１ｂ３と、書込みコイル絶縁層３１ｂ４と、補助磁極層３１ｂ５と、補助シールド層３１ｂ６と、リーディングギャップ層３１ｂ７と、を備えている。主磁極層３１ｂ１は記録素子３１ｂの主磁極であり、主磁極層３１ｂ１の端部がＡＢＳ３０ａ（より詳細には、ＡＢＳ３０ａの磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ）に位置しており、データ信号の書込み時に主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部から記録信号磁界を発生する。

主磁極層３１ｂ１は、書込みコイル３１ｂ３に書込み電流が印加されることによって発生した磁束を、書込みがなされる磁気記録媒体１０の磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極ヨーク層３１ｂ１１及び主磁極主要層３１ｂ１２から構成されている。

補助磁極層３１ｂ５及び補助シールド層３１ｂ６は、それぞれ、主磁極層３１ｂ１のトレーリング側及びリーディング側に配置されている。補助磁極層３１ｂ５及び補助シールド層３１ｂ６のＡＢＳ３０ａ側の端部は、それぞれ、他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部３１ｂ５１及びリーディングシールド部３１ｂ６１となっている。トレーリングシールド部３１ｂ５１は、主磁極層３１ｂ１のＡＢＳ３０ａ側の端部とトレーリングギャップ層３１ｂ２を介して対向している。また、リーディングシールド部３１ｂ６１は、主磁極層３１ｂ１の磁気ヘッドスライダ端面３０ｄ側の端部とリーディングギャップ層３１ｂ２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部３１ｂ５１及びリーディングシールド部３１ｂ６１を設けることにより、磁束のシャント効果によって、トレーリングシールド部３１ｂ５１と主磁極層３１ｂ１の端部との間、及びリーディングシールド部３１ｂ６１の端部と主磁極層３１ｂ１の端部との間における記録信号磁界の磁界勾配がより急峻になる。

マイクロ波磁界発生素子３９は、例えば、主磁極層３１ｂ１の主磁極主要層３１ｂ１２と、補助磁極層３１ｂ５のトレーリングシールド部３１ｂ５１との間に形成されている。マイクロ波磁界発生素子３９はＡＢＳ３０ａの近傍にある。マイクロ波磁界発生素子３９は銅などの導体で構成されている。マイクロ波磁界発生素子３９にマイクロ波信号が流れることによって、マイクロ波磁界発生素子３９の周囲にマイクロ波磁界が発生する。ＡＢＳ３０ａに面する各素子の端部及びその近傍には、保護のために極めて薄いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。

次にマイクロ波アシスト記録を簡単に説明する。マイクロ波磁界発生素子３９はＡＢＳ３０ａの近傍にあり磁気記録媒体１０に近接しているため、磁気記録媒体１０内に、磁気記録媒体１０の略面内方向を向くマイクロ波磁界が印加される。このマイクロ波磁界は、磁気記録媒体１０の磁気記録層の強磁性共鳴周波数またはその近傍の周波数を有するマイクロ波帯域（例えば１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ）のマイクロ波磁界である。

磁気記録媒体１０の磁気記録層にマイクロ波磁界を印加することにより、磁気記録層の保磁力を低減させることができる。そこに記録素子３１ｂの主磁極層３１ｂ１より記録信号磁界を重畳させることにより、磁気記録層の磁化を効率良く反転させることができる。その結果、書込みに必要となる垂直方向の記録磁界強度を大幅に低減することができる。マイクロ波磁界発生素子３９から発生するマイクロ波磁界の強度を強めるには、マイクロ波磁界発生素子３９のインピーダンスは概ね短絡状態にあることが望ましい。

図６は図４の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までの、整合回路４１を含むブロック図である。整合回路４１は、第１の伝送線路４０と、マイクロ波磁界発生素子３９と並列に第１の伝送線路４０に接続されているコンデンサ４４を有している。また端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９は第１の伝送線路４０で接続されている。

図７Ａ、図７Ｂは磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までの模式図及び断面図である。図７Ａに示すように磁気ヘッドスライダ１３は、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９を接続する第１の伝送線路４０を有している。第１の伝送線路４０は差動信号用伝送線路である。図７Ｂは図７ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。第１の伝送線路４０は、磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂから素子形成面３０ｂに形成される各素子の膜の積層方向に延びる２つのＡ線路４６ａ、４６ｂと、素子形成面３０ｂに沿ってＡＢＳ３０ａ側に延びるＢ線路４７を備えている。なお、図７Ｂにおいて、ＡＢＳ３０ａおよび素子形成面３０ｂに平行な方向から見たＡ線路４６ａ、４６ｂおよびＢ線路４７を二点鎖線で囲った部分で示している。

磁気ヘッド８は、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９との間に第１の伝送線路４０に接続されたコンデンサ４４を有している。第１の伝送線路４０と、一方のＡ線路４６ａに接続されている第１の平板状の導体４２と他方のＡ線路４６ｂに接続されている第２の平板状の導体４３により形成されるコンデンサ４４とで整合回路４１が構成されている。第１の伝送線路４０はインダクタ成分をもち、整合回路４１のインダクタ成分は、第１の伝送線路４０によるものである。また、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３の間に誘電体５１が存在することにより、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３との間にコンデンサ４４が形成される。整合回路４１の容量成分は、このコンデンサ４４によるものである。第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３は磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂ上に積層されている。第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３は第１の伝送線路４０に直接接続されている。また第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３とは複数積層されている。

なお、Ｂ線路４７として素子形成面３０ｂに沿ってＡＢＳ３０ａ側に延びる例を示しているが、Ａ線路４６ａ、４６ｂがＡＢＳ３０ａの近傍に形成されていれば、Ｂ線路４７はＡＢＳ３０ａ側に延びていなくてもよい。また、Ａ線路４６ａ、４６ｂにマイクロ波磁界発生素子３９を直接接続して、Ｂ線路４７を省略しても良い。

次に、磁気ヘッド８の作用について説明する。

磁気ヘッド８は、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９の間に第１の伝送線路４０に接続されたコンデンサ４４を有しているため、磁気ヘッドスライダ１３内に整合回路４１が形成され、磁気ヘッドスライダ１３の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９側を見込んだ特性インピーダンスと第２の伝送線路２２ｃ側を見込んだ特性インピーダンスとのインピーダンス整合を行うことが可能となる。したがって、第２の伝送線路２２ｃから入力されるマイクロ波信号が磁気ヘッドスライダ１３の端子電極３５、３６で反射することを抑制でき、効率よくマイクロ波信号をマイクロ波磁界発生素子３９に伝搬することが可能である。

さらに、磁気ヘッド８は、第１の伝送線路４０および第２の伝送線路２２ｃが、差動信号用伝送線路であるため、第１の伝送線路４０および第２の伝送線路２２ｃの特性インピーダンスは、伝送線路外からの影響を受けにくくなる。例えば、第１の伝送線路４０が設置される磁気ヘッドスライダ１３内および第２の伝送線路２２ｃが設置されるサスペンション９上では、第１の伝送線路４０および第２の伝送線路２２ｃの下層にステンレスなどのグランドがある箇所とグランドが無い箇所が混在するため、第１の伝送線路４０や第２の伝送線路２２ｃがシングルエンド構造の伝送線路の場合には、グランドの有無により特性インピーダンスが大きく変化する。しかしながら、第１の伝送線路４０および第２の伝送線路２２ｃは差動信号用伝送線路であるため、グランドに対しての影響を受けにくくなる。これにより、差動の特性インピーダンス変化が少なくなるため、マイクロ波信号の伝送損失をより低減できる。

さらにマイクロ波磁界発生素子３９と並列に接続されたコンデンサ４４は、第１の伝送線路４０のインダクタ成分をキャンセルさせるような容量成分を生じさせないため、コンデンサ４４をより小型化することが可能となる。

さらに、磁気ヘッド８は、整合回路４１のインダクタ成分が、第１の伝送線路４０によるものであるため、他のインダクタ成分をもつ素子を整合回路４１内に追加する必要がないため、整合回路４１を小型化できるので、大きさの限られた磁気ヘッドスライダ１３内に整合回路４１を形成しやすくなる。

さらに磁気ヘッド８は、第１の伝送線路４０が、磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂから積層方向に延びる２つのＡ線路４６ａ、４６ｂを有し、コンデンサ４４は、一方のＡ線路４６ａに接続されている第１の平板状の導体４２と他方のＡ線路４６ｂに接続されている第２の平板状の導体４３とそれらの間に存在する誘電体５１とで形成されるので、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３との間で、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ１３内にコンデンサ４４を容易に形成することができる。

また、容量成分を持つ素子を追加するために第１の伝送線路４０とは別の新たな伝送線路を設けると、容量成分をキャンセルさせるような寄生インダクタ成分が生じるため、大きな容量成分を持つ素子が必要となり、容量成分を持つ素子が大型化し、整合回路４１が大型化してしまう。しかしながら、磁気ヘッド８は、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３の少なくとも一方がＡ線路４６ａ、４６ｂの一方に直接接続されているので、そのような新たな伝送線路を設けることなく整合回路４１が容量成分を持つことができ、整合回路４１を小型化できるので、大きさの限られた磁気ヘッドスライダ１３内に整合回路４１を形成しやすくなる。

さらに、磁気ヘッド８は、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３とが複数積層されて形成されているコンデンサ４４を有するため、端子電極３５とマイクロ波磁界発生素子３９の間に形成するコンデンサ４４の容量値を増やすことができ、低周波帯域でのマイクロ波信号に対してもインピーダンス整合が可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、上記第１の実施形態とは構成が異なる部分についてのみ説明する。具体的には図８の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までのブロック図や、図９の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までの模式図に示すように、マイクロ波磁界発生素子３９と並列に接続されている第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３とがインダクタ成分を持つ伝送線路４５を介してＡ線路４６ａ、４６ｂにそれぞれ接続されて、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３の間の誘電体５１とともにコンデンサ４４ｂを形成している。

第２の実施形態における磁気ヘッド８は、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３がインダクタ成分を持つ伝送線路４５を介して第１の伝送線路４０と接続されていることにより、インダクタ成分を持つ伝送線路４５とコンデンサ４４ｂを含む構成の整合回路４１ｂが形成されている。この場合、伝送線路４５のインダクタ成分とコンデンサ４４ｂの容量成分により図８に示すような直列共振回路が形成され、例えば高調波成分のような不必要な周波数成分をこの直列共振回路側に逃がすことが可能となる。そのため、所望の周波数のマイクロ波信号のみをマイクロ波磁界発生素子３９側へ効率よく伝搬できる。

第２の実施形態では、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３とが、インダクタ成分を持つ伝送線路４５を介してＡ線路４６ａ、４６ｂにそれぞれ接続されているが、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３の一方がＡ線路４６ａ、４６ｂの一方に直接接続され、他方がインダクタ成分を持つ伝送線路４５を介してＡ線路４６ａ、４６ｂの他方に接続されていても良い。また、図９では第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３はそれぞれ１枚の例を示しているが、第１の平板状の導体４２と第２の平板状の導体４３はそれぞれ複数積層されていても良い。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について、上記第１の実施形態とは構成が異なる部分についてのみ説明する。具体的には図１０の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までの模式図に示すように、マイクロ波磁界発生素子３９と端子電極３５、３６を接続する第１の伝送線路４０の長さが、第１の実施形態よりも長くなっている。このようにすることで、第１の伝送線路４０のインダクタ成分を第１の実施形態よりも大きくすることができる。

このように、第１の伝送線路４０の長さを変えることで整合回路４１のインダクタ成分を調整し、特性インピーダンスを整合させることにより、第２の伝送線路２２ｃから入力されるマイクロ波信号が磁気ヘッドスライダ１３の端子電極３５、３６で反射することを抑制でき、効率よくマイクロ波信号をマイクロ波磁界発生素子３９に伝搬させることが可能である。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について、上記第１の実施形態とは構成が異なる部分についてのみ説明する。具体的には図１１の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までのブロック図や図１２、図１３の磁気ヘッドスライダ１３内の端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９までの模式図に示すように、端子電極３５、３６とマイクロ波磁界発生素子３９との間に、マイクロ波磁界発生素子３９と並列に第１の伝送線路４０に接続されたインダクタ成分を有する伝送線路４９がある。また、コンデンサ４８、５４はインダクタ成分を有する伝送線路４９とマイクロ波磁界発生素子３９の間でマイクロ波磁界発生素子３９と直列に第１の伝送線路４０に接続されている。インダクタ成分を有する伝送線路４９は、例えば図１２のように、薄膜の導体パターンでインダクタ成分をもつようにメアンダラインのような形状にすることが好ましい。また、伝送線路４９の形状は、スパイラルインダクタの形状でも良いし、必要なインダクタ成分が得られれば直線形状でも良い。

このようにすることで、マイクロ波磁界発生素子３９と並列に第１の伝送線路４０に接続されたインダクタ成分をもつ伝送線路４９と、伝送線路４９とマイクロ波磁界発生素子３９の間でマイクロ波磁界発生素子３９と直列に第１の伝送線路４０に接続されているコンデンサ４８、５４とを含む構成の整合回路４１ｃが形成され、第１の実施形態とは異なる構成の整合回路４１ｃで端子電極３５、３６からマイクロ波磁界発生素子３９側を見込んだ特性インピーダンスと第２の伝送線路２２ｃ側を見込んだ特性インピーダンスとのインピーダンス整合を行うことが可能となる。

図１２や図１３の模式図に示す形態は図１１のブロック図上での回路構成は同じだが、図１２の形態の場合は、第１の伝送線路４０は、磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂに沿ってＡＢＳ３０ａ側に延びるＢ線路４７と素子形成面３０ｂから積層方向に延びるＡ線路５０を有しており、コンデンサ４８は、Ａ線路５０が積層方向に複数領域に分かれ、その間に誘電体５３があることで形成されている構成になっている。素子形成面３０ｂから積層方向に延びるＡ線路５０を利用してコンデンサ４８を形成することで、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ１３内にコンデンサを容易に形成することができる。

なお、Ａ線路５０がＡＢＳ３０ａの近傍に形成されていれば、Ｂ線路４７はＡＢＳ３０ａ側に延びていなくてもよい。また、Ａ線路５０にマイクロ波磁界発生素子３９を直接接続して、Ｂ線路４７を省略しても良い。

図１３の形態の場合は、第１の伝送線路４０は、磁気ヘッドスライダ１３の素子形成面３０ｂに沿ってＡＢＳ３０ａ側に延びるＢ線路５２を有しており、コンデンサ５４は、Ｂ線路５２が積層方向に複数領域に分かれその間に誘電体５５があることで形成されている構成になっている。素子形成面３０ｂに沿って延びるＢ線路５２を利用してコンデンサ５４を形成することで、大きさの限られている磁気ヘッドスライダ１３内にコンデンサ５４を容易に形成することができる。

（実施例）
上記第１の実施形態に係る実施例の磁気ヘッド８をＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の回路シミュレーションソフトであるADS（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、第２の伝送線路２２ｃから端子電極３５，３６までの反射損失（Ｓ１１）の計算を行った。図１４は第１の実施形態の等価回路図である。図１５は比較例の等価回路図である。等価回路図上のＰ１、Ｐ２は端子電極３５、３６を示している。Ｒ５はマイクロ波磁界発生素子３９を表している。Ｌ１１〜Ｌ１４は第１の伝送線路４０を、Ｃ２はコンデンサ４４を表している。また、実施例の磁気ヘッド８に対して、コンデンサ４４が存在しない磁気ヘッドを比較例とする。比較例では図１５に示すようにＣ２が無い。

表１では、マイクロ波信号の周波数が５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、２０ＧＨｚ、３０ＧＨｚのそれぞれの場合でインピーダンス整合を取った際のＣ２のキャパシタンスの値及びＬ１１〜Ｌ１４のインダクタンスの値を示している。表２は実施例と比較例の各周波数での反射損失（Ｓ１１）の比較結果を示している。なお、比較例におけるＬ１１〜Ｌ１４のインダクタンスの値は、実施例におけるＬ１１〜Ｌ１４のインダクタンスの値と同じ値を用いた。

表１、表２の反射損失（Ｓ１１）は、第２の伝送線路２２ｃから端子電極３５、３６に入力されるマイクロ波信号の入力電力に対する反射電力の比をdB (デシベル)であらわしたものである。反射損失（Ｓ１１）は、マイクロ波信号の端子電極３５、３６における反射による損失が小さい場合はマイナスの値が大きくなり、端子電極３５、３６における反射による損失が大きい場合は０に近くなる。

比較例ではインピーダンス整合が取れていないため、表２に示すとおり、Ｓ１１の値がどの周波数においても０ｄＢに近く、端子電極３５、３６に入力されたマイクロ波信号の電力の約９０％以上が端子電極３５、３６部分で反射し、マイクロ波磁界発生素子３９側に効率よくマイクロ波信号が供給されていない。

実施例においては、周波数に応じて第１の伝送線路４０のインダクタ成分やコンデンサ４４の容量成分を最適化してインピーダンス整合を取ることにより、どの周波数においてもＳ１１が−１０ｄＢ以下となり、効率よくマイクロ波磁界発生素子３９側にマイクロ波信号を伝搬することができる。一般的にＳ１１が−１０ｄＢ以下となれば、端子電極３５、３６に入力されたマイクロ波信号の約９０％以上がマイクロ波磁界発生素子３９側に効率よく流れる。

１ 磁気記録再生装置
８ 磁気ヘッド
９ サスペンション
１０ 磁気記録媒体
１１ スピンドルモータ
１２ ヘッドジンバルアセンブリ
１３ 磁気ヘッドスライダ
１４ ボイスコイルモータ
１５ ピボットベアリング軸
１８ 駆動アーム
１９ 信号制御回路
１９ａ マイクロ波信号発生回路
１９ｂ 制御回路
２０ ロードビーム
２１ フレクシャ
２１ａ 本体部
２１ｂ 連結部
２１ｃ 支持部
２２ 伝送線路
２２ａ 記録信号伝送線路
２２ｂ 再生信号伝送線路
２２ｃ 第２の伝送線路
３０ 磁気ヘッドスライダ基板
３０ａ ＡＢＳ
３０ｂ 素子形成面
３０ｄ 磁気ヘッドスライダ端面
３１ ヘッド素子
３１ａ 再生素子
３１ａ１ ＭＲ積層体
３１ａ２ 下部シールド層
３１ａ３ 上部シールド層
３１ｂ 記録素子
３１ｂ１ 主磁極層
３１ｂ１１ 主磁極ヨーク層
３１ｂ１２ 主磁極主要層
３１ｂ２ トレーリングギャップ層
３１ｂ３ 書込みコイル
３１ｂ４ 書込みコイル絶縁層
３１ｂ５ 補助磁極層
３１ｂ５１ トレーリングシールド部
３１ｂ６ 補助シールド層
３１ｂ６１ リーディングシールド部
３１ｂ７ リーディングギャップ層
３２ 保護部
３３、３４、３５、３６、３７、３８ 端子電極
３９ マイクロ波磁界発生素子
４０ 第１の伝送線路
４１、４１ｂ、４１ｃ 整合回路
４２ 第１の平板状の導体
４３ 第２の平板状の導体
４４、４４ｂ、４８、５４ コンデンサ
４５、４９ インダクタ成分を持つ伝送線路
４６ａ、４６ｂ、５０ Ａ線路
４７、５２ Ｂ線路
５１、５３、５５ 誘電体

Claims (12)

1. 記録信号磁界を発生する記録素子と、マイクロ波磁界を発生するマイクロ波磁界発生素子と、端子電極と、前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子を接続する第１の伝送線路とを有する磁気ヘッドスライダを有し、前記端子電極には前記磁気ヘッドスライダの外部からマイクロ波信号を前記磁気ヘッドスライダに伝送するための第２の伝送線路が接続され、前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子の間に前記第１の伝送線路に接続されたコンデンサを有していることを特徴とする磁気ヘッド。
2. 前記第１の伝送線路および前記第２の伝送線路は、差動信号用伝送線路であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 前記コンデンサは、前記マイクロ波磁界発生素子と並列に前記第１の伝送線路に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
4. 前記第１の伝送線路はインダクタ成分をもつことを特徴とする請求項１ないし３に記載の磁気ヘッド。
5. 前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面から積層方向に延びる２つのＡ線路を有し、前記コンデンサは、一方の前記Ａ線路に接続されている第１の平板状の導体と他方の前記Ａ線路に接続されている第２の平板状の導体とそれらの間に存在する誘電体とで形成されるコンデンサであることを特徴とする請求項１ないし４に記載の磁気ヘッド。
6. 前記第１の平板状の導体と前記第２の平板状の導体の少なくとも一方は前記Ａ線路に直接接続されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヘッド。
7. 前記コンデンサは、前記第１の平板状の導体と前記第２の平板状の導体とが複数積層されて形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の磁気ヘッド。
8. 前記端子電極と前記マイクロ波磁界発生素子との間に、前記マイクロ波磁界発生素子と並列に前記第１の伝送線路に接続されたインダクタ成分を有する伝送線路を有し、前記コンデンサは、前記インダクタ成分を有する伝送線路と前記マイクロ波磁界発生素子の間で前記マイクロ波磁界発生素子と直列に前記第１の伝送線路に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
9. 前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面から積層方向に延びるＡ線路を有し、
   前記コンデンサは、前記Ａ線路が積層方向に複数領域に分かれ、その間に誘電体があることで形成されることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヘッド。
10. 前記第１の伝送線路は、前記磁気ヘッドスライダの素子形成面に沿って延びるＢ線路を有し、
    前記コンデンサは、前記Ｂ線路が積層方向に複数領域に分かれ、その間に誘電体があることで形成されることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヘッド。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションとを有するヘッドジンバルアセンブリ。
12. 請求項１１に記載のヘッドジンバルアセンブリと、磁気記録媒体とを有する磁気記録再生装置。

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