JP2791696B2 - 遮蔽磁気抵抗センサの製造方法 - Google Patents

遮蔽磁気抵抗センサの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は磁気抵抗読取トランスデューサに関するもの
で、特に遮蔽磁気抵抗読取トランスデューサを製造する
方法に関するものである。
B.従来技術 従来技術では、一表面から高い線密度でデータを読み
取ることができる磁気抵抗（MR）センサまたはヘッドと
呼ばれる磁気トランスデューサが開示されている。MRセ
ンサは、MRエレメントによって感知される磁束の量と方
向の関数としての、磁気抵抗材料製の読取エレメントの
抵抗変化を通じて、磁界信号を検出する。
より高い記録密度を求める要求により、より狭い記録
トラック及びトラックに沿ったより高い線形記録密度が
求められるようになった。MR読取ヘッドで磁気媒体から
高い記録密度でデータを読み取ることができるようにす
るには、MRエレメントを２つの磁気シールド間の間隙に
組み込まなければならない。たとえばKira等の米国特許
第4639806号明細書は、遮蔽されたMRエレメントを開示
しており、このシールドをNiZnフェライト、MnZnフェラ
イト、センダスト、パーマロイなど透磁率の高い磁性材
料で製造することができると開示している。
MR読取トランスデューサを剛性磁気ディスク記憶シス
テムと共に使用する場合、トランスデューサを支えるた
めの飛翔するスライダが記録ディスク上に存在する突起
または異物に当たったとき、スライダの空気ベアリング
面（ABS）に露出される材料が損傷を受けるので、新し
い設計条件が課される。MRヘッドのABSに露出される各
種の導電性材料のうち、先導磁気シールドは重要な問題
をもたらす。このシールドは、容易に掻き傷やこすり傷
がつけられる可能性がある材料を多量に使用しており、
これが先導シールドとMRセンサの間に短絡導電経路を形
成し、それによってセンサの短絡が生じるからである。
これは容認できないMRセンサの欠陥をもたらすので、こ
のようなセンサ短絡を防止するようにMRセンサの構造を
設計しなければならない。
センサ短絡を防止する１つの方法は、シールドにフェ
ライト材料などの非導電性材料を使用することである。
しかしこの解決法には、その魅力を減ずる他の設計上の
問題がある。
導電性材料を利用してセンサ短絡の問題を解決する従
来技術は知られていない。
C.発明が解決しようとする問題点 したがって、剛性磁気ディスク記憶システムでの使用
に適した遮蔽磁気抵抗（MR）読取トランスデューサを製
造することが本発明の主目的である。
D.問題点を解決するための手段 本発明によれば、遮蔽MRセンサを製造する工程は、ア
ルミニウム３〜６％、ケイ素６〜12％、残部として鉄を
含み磁性合金層を付着して第１の遮蔽部材を形成するス
テップ、及びこの層を400℃以上の温度で所定の時間熱
処理して第１の遮蔽部材の磁気特性を向上させるステッ
プを含む。適当な電気絶縁材料による第１層を第１の遮
蔽部材の全面にわたって付着させ、次いで磁界の存在下
で磁性材料で形成された磁気抵抗導電性層の薄膜を好ま
しい方向に配向させるために磁界を働かせながら、前記
の磁性材料の層を付着する。それから適当な電気絶縁材
料による第２層を前記の磁性材料層の全面にわたって付
着し、次いで軟磁性材料を付着して第２の遮蔽部材を形
成する。
E.実施例 磁気抵抗（MR）読取トランスデューサの特定の実施例
を、MR読取トランスデューサの空気ベアリング面（AB
S）を示す図を参照しながら説明する。MR読取ヘッド・
アセンブリ10は、たとえばアルミナの非導電性層16によ
って基板14から分離された第１の遮蔽部材12を含む。そ
れから第１の非導電性間隙層18を付着する。層18はMRセ
ンサ・エレメント20付着用の基層となる。MRセンサ・エ
レメント20は単一層を有するものとして示してあるが、
たとえばセンサを適切にバイアスするための追加の層も
含まれる場合があることは、当業者には明白である。MR
センサ・エレメントには、導電性リード22、24が、第２
の非導電性間隙層26によって第２の遮蔽部材28から分離
されて接触している。それから、保護層30をアセンブリ
の終端32に所望の厚さに付着する。
動作に際して、MR読取トランスデューサを支持するス
ライダが矢印34で示す方向に飛翔するときセンサの短絡
が起こるが、これは先導シールド12（すなわち、ディス
ク上の突起と接触する最初の遮蔽部材）とMRセンサ部材
20の間、または第１の遮蔽部材12と導電性リード構造22
または24の間で導電性材料が架橋されることによって証
明される。
この磁気特性及び他の材料との整合性及び使用される
方法の点からみて、パーマロイとして知られているNiFe
合金が、第１の遮蔽部材12及び第２の遮蔽部材28として
使用するのに好ましい材料である。しかし、パーマロイ
の延伸性がセンサの短絡を引き起こす恐れがあるのでそ
うはならない。
本発明によれば、第１の遮蔽部材12及び第２の遮蔽部
材28用の材料は、遮蔽部材12、28の磁気特性をパーマロ
イの磁気特性と同等に維持しながら、同時にMRセンサの
短絡が防止されるようなものを選定する。
まず、磁気特性に関して述べると、第１の遮蔽部材12
用の材料はセンダストとして知られているFeSiAl合金で
あり、第２の遮蔽部材28用の材料はパーマロイなどの軟
磁性材料である。付着状態でのセンダストの磁気特性は
パーマロイよりかなり劣るので、このような材料の組合
せを作ることができるかどうかは明らかでない。しかし
ながらセンダストの磁気特性は焼きなましによって高め
ることができる。パーマロイと同等の磁気特性を得るた
めには、焼きなまし温度は少なくとも400℃でなければ
ならない。だがこの温度ではMRセンサ・エレメントが破
壊されるかもしれないという問題が出てくる。しかしこ
の問題は、これから説明する方法によって克服される。
次に、MRセンサの短絡の防止に関して述べると、セン
ダストはパーマロイに比べて硬度が高く、かつ、抵抗率
が高いので、前述のような遮蔽部材とMRセンサ部材間又
は遮蔽部材と導電性リード構造間の架橋が起こりにく
く、仮に架橋がおきた場合でも高抵抗ゆえ電流は流れに
くい。即ちセンダストを採用すればパーマロイより短絡
を引き起こしにくくなる。
本発明によるMR読取トランスデューサの製造方法は、
センダスト（Al5.4重量％、Si9.5重量％、Fe85重量％）
として知られている組成物に近いFeSiAl合金の層を付着
させるステップを含む。Si6〜12％、Al3〜６％、及び残
部がFeである合金が適当である。スーパーセンダストと
して知られている合金も適当であり、この合金はNi3重
量％、Al4重量％、Si6重量％、及びFe87重量％を含有す
る。センダスト合金層は、１ミクロン以上、好ましくは
少なくとも1.6ミクロン以上の厚さに真空中でスパッタ
付着させることが好ましい。センダスト合金層は付着さ
れた状態のフィルム中に磁気異方性を生じるような方法
で付着させることが好ましい。付着されたセンダスト・
フィルムは透磁率が非常に低く、これは焼きなましによ
ってさらに向上させることができる。
センダスト遮蔽層は、400℃以上の温度で適当な時間
熱処理する。好ましい処理は、たとえば450〜500℃の温
度で、真空または窒素雰囲気中で２時間実施することで
ある。温度をもっと上げることもでき、その場合、処理
時間は短縮される。この熱処理段階は、MRセンサ・エレ
メントを付着する前に実施しなければならない。
それから磁界の存在下でMRセンサ・エレメント20を付
着するための基層となる第１の絶縁間隙層18を付着す
る。MRセンサ・エレメント20はたとえばNiFeでもよく、
付着中の磁界はMRセンサ・エレメント20のNiFe材料を選
定された方向に配向させる。
次に第２の非磁性間隙層26を付着し、これに続いて第
２の遮蔽部材28を付着する。センダスト・フィルムは付
着後少なくとも400℃の温度で焼きなますことが必要な
ので、センダストは第２の遮蔽部材に使用できないとき
に留意されたい。この温度はNiFeのキュリー温度より高
く、したがってNiFe層の配向が破壊されてしまう。この
ため、パーマロイを第２の遮蔽部材28に使用する。この
材料を使用するのは、その磁気特性、MR読取トランスデ
ューサで使用される他の材料及び方法との整合性、及び
所望の磁気特性を達成するために熱処理が不要なためで
ある。
F.発明の効果 本発明により、導電性材料を用いてもセンサの短絡の
問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
図は剛性磁気ディスク記憶システムでの使用に適した磁
気抵抗読取トランスデューサの空気ベアリング面を示
す。 10……MR読取ヘッド・アセンブリ、12、28……遮蔽部
材、14……基板、16……非導電層、18、26……非導電性
間隙層、20……MRセンサ・エレメント、22、24……導電
性リード、30……保護層。
フロントページの続き (72)発明者 チエング・ゾング・ホーング アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ ホセ、カルカテーラ・ドライブ7174番地 (72)発明者 エドワード・スイング‐シイーン・エン アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ ホセ、マゾーン・ドライブ1022番地 (56)参考文献 特開 昭59−87615（ＪＰ，Ａ) 日本金属学会編 「金属便覧」 昭和 27年12月20日 丸善株式会社発行 Ｐ. 789〜790

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アルミニウム３〜６％、ケイ素６〜12％、
    残部として鉄を含む磁性合金層を付着して第１の遮蔽部
    材を形成し、 前記の磁性合金層を400℃以上の温度で所定の時間熱処
    理して前記の第１の遮蔽部材の磁気特性を向上させ、 適当な電気絶縁材料による第１層を前記の第１の遮蔽部
    材の全面にわたって付着し、 磁界の存在下で、磁性材料で形成された磁気抵抗導電性
    層の薄膜を好ましい方向に配向させるために磁界を働か
    せながら、前記の磁性材料の層を付着し、 適当な電気絶縁材料による第２層を前記の磁性材料の層
    の全面にわたって付着し、 軟磁性材料を前記電気絶縁材料による前記第２層の全面
    にわたって付着して、第２の遮蔽部材を形成する、 各ステップを含む遮蔽磁気抵抗センサの製造方法。
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