JP2563251B2 - 薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法

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JP2563251B2 JP60134569A JP13456985A JP2563251B2 JP 2563251 B2 JP2563251 B2 JP 2563251B2 JP 60134569 A JP60134569 A JP 60134569A JP 13456985 A JP13456985 A JP 13456985A JP 2563251 B2 JP2563251 B2 JP 2563251B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高密度の信号磁化を効率良く記録再生するの
に好適な薄膜磁気ヘッドに関するものである。
従来の技術 近年の磁気記録技術の進歩は著るしく、特に単位面積
当たりの記録密度は年々対数的に増大しつつある。この
ような高密度化は、信号磁化の短波長化と記録パターン
の狭トラック化によってなされているわけであるが、現
在では波長1μm前後、トラック幅20μm前後での実用
化が行なわれている。このような高密度化に対応する為
に磁気ヘッドとしては、第3図に示すようにフェライト
等の強磁性体22で磁極を構成してバルクタイプにバルク
巻線23を巻き磁路をできるだけ小型化することによって
効率を高め、ギャップ長は0.3μm程度まで狭めて短波
長磁化を効率良く再生できるようにしている。一方、近
年になって薄膜磁気ヘッドが注目を浴びている。第4図
に1例を示すが、非磁性基板24上に薄膜形成技術とフォ
トリソグラフィ技術を用いて強磁性薄膜による磁極25と
複数ターンの薄膜コイル26を形成し、略リング状の薄膜
磁気ヘッドを構成する。このような薄膜磁気ヘッドは、
製造技術的に狭ギャップ化,狭トラック化に適してい
る。
発明が解決しようとする問題点 現在、更に短波長の信号磁化の記録再生が要求されて
おり、例えば金属蒸着媒体では波長0.5μm前後、最近
注目を浴びている垂直蒸気記録ではビット長0.15μm前
後の信号磁化が取り扱かわれている。この様な高密度磁
化をリング型ヘッドで再生する場合、ギャップ損失を考
慮すると0.1μm前後の超狭ギャップが要求される。こ
れに対して第3図に示したバルクヘッドでは、加工技術
による制限および直径30μm程度のバルク巻線を巻くス
ペースが必要なことにより磁路の小型化に制限があり、
上記のような狭ギャップ化に対してギャップ部での漏洩
が急増し、記録再生効率が大きく低下すると同時に、狭
ギャップを精度良く形成するのが困難である。一方、第
4図に示すような薄膜磁気ヘッドでは磁極およびギャッ
プを薄膜形成技術で積層していく為狭ギャップ高精度で
形成する事は容易であるが、回路処理に必要な信号出力
を得る為に薄膜コイル26を複数ターン形成する必要があ
り、製造技術的に磁路の構造が図示したように細長くな
る。このような構造ではギャップで再生した信号磁束が
強磁性薄膜25からなる磁路を完全には通らず、途中の薄
膜コイル部を通って徐々に漏洩すると同時に、磁気ヘッ
ドとしての磁路はバルクタイプに較べると小型にはなる
が、コアが薄膜になる為の磁気抵抗の増大がある為に相
対的に磁路の小型化が不十分である為に効率が低く、特
に狭ギャップ化においてはその影響がより顕著になると
いう問題点があった。
そこで、本発明は上記のような超高密度の信号磁化を
効率良く記録再生する薄膜磁気ヘッドを提供することを
目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、強磁性基板
と、その強磁性基板と第1の強磁性薄膜とで構成される
第1の磁路を有する略リンウ状の薄膜磁気検出部と、こ
の第1の磁路を鎖交しそれ自身で閉回路を構成し、上記
強磁性基板中に埋めこまれ、その表面が前記強磁性基板
の薄膜形成面と同一平面になるように形成されそれ自身
で閉回路を構成する1ターンコイルと、この1ターンコ
イルと鎖交する第2の磁路と、この第2の磁路と鎖交
し、複数回巻回した第2の薄膜コイルとを備えたもので
ある。
作用 本発明は上記した構成により、信号磁束検出部として
の第1の磁路を極限まで微小化することによって、狭ギ
ャップ化した場合でも十分高い電気信号への変換効率を
有し、一方低巻数による絶対出力の不足はステップアッ
プトランスで補なうことができ、従って高密度の信号磁
化を効率良く再生することができる。
実 施 例 本発明の第1の実施例を第1図a,bに示す。同図にお
いて1はフェライト等の強磁性基板、2はその薄膜形成
面、3は記録媒体対接面である。薄膜形成面2にはそれ
自身で閉回路を構成するように溝が形成されており、そ
の溝の中には絶縁体4を介して強磁性基板1と絶縁され
たAl,Cu等の導電体が充填されており、1ターンコイル
5を構成している。又、薄膜形成面2上の記録媒体側前
端部には強磁性基板1と第1の強磁性薄膜6と磁気ギャ
ップとなるSiO2等の非磁性薄膜7及び上記1ターンコイ
ル5で構成されるリング型の薄膜磁気検出部8が、その
ギャップ7を含む前部が記録媒体9に対接しており、上
記構成による第1の磁路10は1ターンコイル5と鎖交す
るように形成されている。更に薄膜形成面2上の上記薄
膜磁気検出部8の後方に、1ターンコイル5と鎖交する
第2の磁路11を構成するように第2の強磁性薄膜12が形
成されており、更に第2の磁路11と鎖交するように薄膜
2次コイル13が複数ターン形成され、1ターンコイル5
と薄膜2次コイル13がそれぞれトランスの1次,2次巻線
としてステップアップトランス部14を構成する。
尚、上記強磁性薄膜はパーマロイ,センダスト,アモ
ルファス磁性薄膜等であり、各部に適した材料が用いら
れる。例えば、薄膜磁気検出部8に用いられる強磁性薄
膜としては記録媒体走行に対し耐摩耗性の優れているセ
ンダストやアモルファス磁性薄膜が望ましいし、ステッ
プアップトランス部14の強磁性薄膜としては厚膜パター
ン形成の容易なパーマロイが適している。また15は記録
媒体9の磁性層、16はベースである。
以上の構成を有する薄膜磁気ヘッドの動作は、再生時
においては、記録媒体9の磁性層15に記録されている信
号磁化からの信号磁束を薄膜磁気検出部8の磁気ギャッ
プ部で拾い第1の磁路10に導くことにより、これと鎖交
する1ターンコイル5にその時間変化に比例した起動力
が発生して同コイルに信号電流が流れる。この電流がス
テップアップトランス部14のトランスを励磁して、トラ
ンス2次巻線である薄膜2次コイル13の端子17にステッ
プアップ比に応じた起動力を発生し、信号出力電圧が得
られる。記録時は以上の動作の逆過程を経て薄膜磁気検
出部8のギャップ先端から記録磁界が記録媒体に与えら
れる。
この様な構造にすることにより、薄膜磁気検出部8の
磁路を極限まで小さくする事ができ、且つ薄膜磁気検出
部8の第1の強磁性薄膜6を平坦面上形成することによ
りその磁気特性の劣化を防ぎ、高い信号検出能力を実現
することができ、従ってギャップ長を0.1μm前後ある
いはそれより小さな超狭ギャップにしても極めて高い高
率で記録磁化からの信号磁束を電気信号に変換すること
ができ、更に高効率のステップアップトランスで回路処
理に必要な信号出力を得ることができる。本実施例では
トランスを構成する強磁性薄膜の厚さを厚くし、更に薄
膜コイルが鎖交する断面形状の縦横化ができるだけ等し
くなるように設計する事により高効率のステップアップ
トランスを実現することができる。
また、一般に凹凸のある面上に形成された磁性体薄膜
では異方性が誘起されたり磁束がスムーズに流れなくな
るためその磁気特性が大きく劣化するが、本発明のよう
に1ターンコイルを強磁性基板に埋め込みその表面を同
一平面にし、その平坦面上に薄膜磁気検出部の上部強磁
性薄膜を形成することにより、その磁気特性の劣化を防
ぎ高い信号検出能力を実現することができる。
上述の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、第2図aに示す
ようにフェライト等の強磁性基板1の表面を鏡面に研磨
した後、1ターンコイル5の配置される位置にアンダー
カット量を見込んで実際のコイル幅より狭い露出部を残
すようにフォトエッチング技術でレジスト18を形成し、
電解エッチング法によって所定量基板をエッチングする
ことによりそれ自身で閉回路を構成する溝19を形成す
る。次にbに示すようにSiO2等の絶縁体4をスパッタリ
ング等で強磁性基板1と良好な絶縁がとれる程度の膜厚
で形成し、その上にAl,Cu等の導電体20を蒸着,スパッ
タリング等の手段で溝深さ以上の膜厚で形成する。その
後所定の溝深さになるように鏡面研磨を行なうことによ
りcに示すように1ターンコイル5が埋め込まれたヘッ
ド基板ができ上がる。次にdに示すように少くとも上記
1ターンコイル5上および強磁性基板1との絶縁を必要
とする部分にSiO2等の絶縁体21を形成し、又磁気ギャッ
プを構成する位置に所定の磁気ギャップ長に相当する厚
さのSiO2等の非磁性薄膜7を形成する。尚、非磁性薄膜
7がSiO2のように絶縁体でもある場合、ギャップ長に相
当する厚さでも十分絶縁がとれる場合は同時に形成する
ことができる。その後、1ターンコイル5の後部上にそ
の1部が重なるようにAl,Cu,Au等で複数ターンの薄膜2
次コイル13を形成し、図示はしていないが絶縁層を介し
て上記1ターンコイル5と薄膜2次コイル13のオーバー
ラップ部の周囲を覆うように等々の強磁性薄膜12をパタ
ーン形成すると同時に、1ターンコイル5の前部の上に
第1の強磁性薄膜6をパターン形成し、それぞれ第2,第
1の磁路を構成する。
尚、1ターンコイルの溝19を形成するには他にCr等の
マスクを用いたスパッタエッチング、あるいはイオンミ
リング等によっても全く同様にできる。
一般に凹凸のある下地上に薄膜パターンを形成してい
くのは精度の劣化させる要因となり、パターンを抜く際
により高度な技術が必要になるが、本発明のように薄膜
形成面を平坦面に研磨し、その上に薄膜パターンを形成
する製造方法によれば、パターンの積み重ねによる段差
が小さくなる為に製造が容易になり、又製造工程も減る
為工程歩留りが大幅に向上する。
本実施例による薄膜磁気ヘッドの場合、ギャップ長が
短い程従来のヘッドに較べて相対的にその効果が顕著に
現われる。ギャップ長が0.2μm程度まではバルクヘッ
ドでもある程度対応が可能であるが、それより短く、特
に0.15μm以下の極めて短いギャップ長になると、製造
法的に精度良くギャップを形成するので困難になり効率
が急激に低下してくる。これに対して本実施例の薄膜磁
気ヘッドでは、磁極を構成する強磁性薄膜及びギャップ
となる非磁性薄膜を蒸着やスパッタリング等の薄膜形成
技術で積層していく為上記のような微小寸法でも精度的
に何ら問題が無い。又、リングヘッドとしての磁路を極
限まで微小化している為、狭ギャップ化による効率の低
下は極めて少なく、ステップアップ部のトランス効率も
実用的に90%以上の高効率が十分に得られ、従って極め
て短波長の信号でも効率良く再生できるものである。
発明の効果 本発明によれば、磁路を極限まで微小化することによ
り、極めてせまいギャップ長の場合でも1ターン当たり
の効率が高く、かつ等価的に信号巻線回数が多く十分な
絶対出力が得られ、従って高密度の信号磁化を高効率で
再生できる薄膜磁気ヘッドを実現できる。特に、薄膜磁
気検出部の上部強磁性薄膜を平坦面上に形成することに
より、その磁気特性の劣化を防ぎ高い信号検出能力を実
現できると共に、その構成は実際の製造が容易なもので
あり、特に狭ギャップ化に伴なって要求される精度の向
上にも十分対応でき量産上の効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明の一実施例における薄膜磁気ヘッドの
平面図、同図bはそのA−A′断面図、第2図a〜dは
本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例を示す
図、第3図は従来のバルク型リングヘッドの平面図、第
4図は従来の薄膜磁気ヘッドの断面図である。 1……強磁性基板、5……1ターンコイル、6……第1
の強磁性薄膜、7……非磁性薄膜、10……第1の磁路、
11……第2の磁路、12……第2の強磁性薄膜、13……薄
膜2次コイル。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録媒体対接面に略垂直な薄膜形成面を有
    する強磁性基板と、前記強磁性基板に埋め込まれ、その
    表面が前記強磁性基板の薄膜形成面と同一平面になるよ
    うに形成されたそれ自身で閉回路を構成する1ターンコ
    イルと、前記薄膜形成面上に形成された第1の強磁性薄
    膜と前記強磁性基板とで構成され前記1ターンコイルと
    鎖交する第1の磁路を有する略リング状の薄膜磁気検出
    部と、前記1ターンコイルと鎖交し前記強磁性基板と第
    2の強磁性薄膜とで構成される第2の磁路と、前記第2
    の磁路と鎖交し複数回巻回した薄膜2次コイルとを備
    え、前記薄膜2次コイルから出力を取り出すようにした
    ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】強磁性基板の薄膜形成面に、それ自身で閉
    回路を構成する溝を形成し、前記溝に絶縁体を介して導
    電体を充填した後表面を研磨して前記基板の薄膜形成面
    と同一平面になるように1ターンコイルを形成する工程
    と、前記1ターンコイルの前部に前記1ターンコイルと
    鎖交する第1の磁路の1部を構成する第1の強磁性薄膜
    を所定パターンで形成する工程と、複数ターンの薄膜2
    次コイルをその前部が前記1ターンコイルの後部上に重
    なるように形成する工程と、前記薄膜2次コイルの中心
    部と1ターンコイルの内側で前記強磁性基板に接続する
    第2の強磁性薄膜を形成する工程を有することを特徴と
    する薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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