JP3177852B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- JP3177852B2 JP3177852B2 JP15855691A JP15855691A JP3177852B2 JP 3177852 B2 JP3177852 B2 JP 3177852B2 JP 15855691 A JP15855691 A JP 15855691A JP 15855691 A JP15855691 A JP 15855691A JP 3177852 B2 JP3177852 B2 JP 3177852B2
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- magnetic layer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高密度記憶装置であるハ
ードディスク(以下、ＨＤという)に用いる薄膜磁気ヘッ
ドに関する。
ードディスク(以下、ＨＤという)に用いる薄膜磁気ヘッ
ドに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤに用いる薄膜磁気ヘッドは、磁気デ
ィスクの磁気記録密度を高くするため薄膜技術によって
形成され、通常、セラミック基板上の下部磁性層と上部
磁性層との間に、磁気ギャップを有する、上部および下
部の磁性層と両磁性層間を通り磁気回路と交差する所定
巻数のコイルを形成する銅膜と、コイル相互間および、
コイルと上部，下部磁性層間を電気的に絶縁する絶縁層
を積層して構成される。
ィスクの磁気記録密度を高くするため薄膜技術によって
形成され、通常、セラミック基板上の下部磁性層と上部
磁性層との間に、磁気ギャップを有する、上部および下
部の磁性層と両磁性層間を通り磁気回路と交差する所定
巻数のコイルを形成する銅膜と、コイル相互間および、
コイルと上部，下部磁性層間を電気的に絶縁する絶縁層
を積層して構成される。
【０００３】図３は上記のように構成した薄膜磁気ヘッ
ドによりトランスデューサ素子11を形成した従来のＨＤ
用薄膜磁気ヘッドの外観を示した斜視図である。なお、
12はスライダ面である。
ドによりトランスデューサ素子11を形成した従来のＨＤ
用薄膜磁気ヘッドの外観を示した斜視図である。なお、
12はスライダ面である。
【０００４】薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性は、ヘッド
コアを構成する磁性膜の磁気特性に大きく依存し、薄膜
磁気ヘッドが使用されるのは一般に、数ＭＨzから数十
ＭＨzの高周波領域であるため、この周波数領域での磁
気特性が重要となってくる。特に、ヘッドコアの磁路方
向の透磁率は薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性に大きく影
響する。
コアを構成する磁性膜の磁気特性に大きく依存し、薄膜
磁気ヘッドが使用されるのは一般に、数ＭＨzから数十
ＭＨzの高周波領域であるため、この周波数領域での磁
気特性が重要となってくる。特に、ヘッドコアの磁路方
向の透磁率は薄膜磁気ヘッドの電磁変換特性に大きく影
響する。
【０００５】そのため、薄膜磁気ヘッドではトラック幅
方向が磁化容易軸となるように、磁性膜に単軸磁気異方
性を付与している。従って、トラック方向は磁化困難軸
となり励磁時の磁化反転は磁化回転により行われ、磁壁
移動により行なわれる磁化反転よりも高速となる。
方向が磁化容易軸となるように、磁性膜に単軸磁気異方
性を付与している。従って、トラック方向は磁化困難軸
となり励磁時の磁化反転は磁化回転により行われ、磁壁
移動により行なわれる磁化反転よりも高速となる。
【０００６】また、薄膜磁気ヘッドの大きな課題として
“ウイグル”及び“ポプコンノイズ”等の問題がある。
“ウイグル”及び“ポプコンノイズ”等の問題がある。
【０００７】ウイグルは再生波形に波形ひずみが発生す
る現象であり、1979年ＩＢＭのＪｏｎｅｓにより初めて
報告された。このウイグル現象は固定磁気ディスク装置
において信号読み取りエラーを引き起こす要因となる。
これは、読み出し時の出力に時間的遅れ成分、及び変動
を伴うことがその発生の主な原因とされている。
る現象であり、1979年ＩＢＭのＪｏｎｅｓにより初めて
報告された。このウイグル現象は固定磁気ディスク装置
において信号読み取りエラーを引き起こす要因となる。
これは、読み出し時の出力に時間的遅れ成分、及び変動
を伴うことがその発生の主な原因とされている。
【０００８】時間的遅れ成分が発生する原因は、高周波
駆動時における磁化反転が全て磁化回転によって行なわ
れず、磁壁移動によって行なわれる成分が存在するため
であると考えられる。それを避けるため磁化反転の成分
を全て磁化回転のみによって行なわせるには、磁壁が高
周波励磁により容易に動かないように固定する必要があ
る。
駆動時における磁化反転が全て磁化回転によって行なわ
れず、磁壁移動によって行なわれる成分が存在するため
であると考えられる。それを避けるため磁化反転の成分
を全て磁化回転のみによって行なわせるには、磁壁が高
周波励磁により容易に動かないように固定する必要があ
る。
【０００９】磁壁が高周波励磁により容易に移動しない
ように固定するために、磁性層のコアのエッジにくさび
形の切込みを入れたり、コアの表面に磁化容易軸に平行
に溝を形成したり、コアの形状を野球のホームベース状
にするなどの試みが成されている。
ように固定するために、磁性層のコアのエッジにくさび
形の切込みを入れたり、コアの表面に磁化容易軸に平行
に溝を形成したり、コアの形状を野球のホームベース状
にするなどの試みが成されている。
【００１０】しかし、これらの方法に拠っても完全に磁
壁の移動を固定することは困難であり、また、くさび形
の切込みやコア表面の溝は磁性層の実効透磁率を低下さ
せる原因となる。
壁の移動を固定することは困難であり、また、くさび形
の切込みやコア表面の溝は磁性層の実効透磁率を低下さ
せる原因となる。
【００１１】また、磁性膜の磁歪が大きい場合、磁性膜
自身や磁性膜に加わる応力によって磁化が変化し磁壁が
不安定になりウイグルが発生する。これを防止するため
に磁性膜の磁歪を負にしたり、磁歪の絶対値を小さくす
る試みが成されている。磁歪の値を制御するには磁性膜
の組成を制御する方法と、磁性膜の結晶構造を制御する
方法とがある。
自身や磁性膜に加わる応力によって磁化が変化し磁壁が
不安定になりウイグルが発生する。これを防止するため
に磁性膜の磁歪を負にしたり、磁歪の絶対値を小さくす
る試みが成されている。磁歪の値を制御するには磁性膜
の組成を制御する方法と、磁性膜の結晶構造を制御する
方法とがある。
【００１２】磁歪を１×10~6以下に制御するためにはパ
ーマロイ(Ｆe‐Ｎi)の場合、組成を±0.2重量％に制御
しなければ成らない。また、磁歪が１×10~6以下に入る
組成は結晶構造により変化するので、組成と結晶構造の
両方を制御する必要がある。しかし、これらの方法によ
ってもウイグルを完全に無くすことは困難である。
ーマロイ(Ｆe‐Ｎi)の場合、組成を±0.2重量％に制御
しなければ成らない。また、磁歪が１×10~6以下に入る
組成は結晶構造により変化するので、組成と結晶構造の
両方を制御する必要がある。しかし、これらの方法によ
ってもウイグルを完全に無くすことは困難である。
【００１３】また、ポプコンノイズはデータを書き込ん
で直ちにデータを読み込む時に発生するスパイク状のノ
イズである。セクターサーボ方式の固定ディスク装置で
は読み込みエラーの発生原因となる。これは、書き込み
電流によって励磁された磁壁が緩和過程で何等かの原因
でピンニングされ、その後遅れて緩和状態に戻る時に観
測されるノイズであると考えられる。
で直ちにデータを読み込む時に発生するスパイク状のノ
イズである。セクターサーボ方式の固定ディスク装置で
は読み込みエラーの発生原因となる。これは、書き込み
電流によって励磁された磁壁が緩和過程で何等かの原因
でピンニングされ、その後遅れて緩和状態に戻る時に観
測されるノイズであると考えられる。
【００１４】磁壁がピンニングされる原因としては磁性
層の磁歪が大な場合、書き込み時の発生磁界やコイルの
発熱による絶縁層の膨張で磁性層に対して外部応力がか
かり、磁壁を拘束することが考えられる。
層の磁歪が大な場合、書き込み時の発生磁界やコイルの
発熱による絶縁層の膨張で磁性層に対して外部応力がか
かり、磁壁を拘束することが考えられる。
【００１５】ポプコンノイズの対策としては磁性層の磁
歪を絶縁値で５×10~7以下にしたり１×10~6以下の負の
磁歪に設定したりする方法や、コイルの比抵抗を小さく
したり断面積を大きくすることによりコイルの抵抗を小
さくして、発熱を抑える方法が試みられている。
歪を絶縁値で５×10~7以下にしたり１×10~6以下の負の
磁歪に設定したりする方法や、コイルの比抵抗を小さく
したり断面積を大きくすることによりコイルの抵抗を小
さくして、発熱を抑える方法が試みられている。
【００１６】しかしながら、前述したように磁性層の磁
歪を１×10~6以下に制御するためにはパーマロイ(Ｆe‐
Ｎi)の場合、組成を±0.2重量％に制御しなければ成ら
ない。また、コイルの比抵抗を小さくしたり断面積を大
きくすることも技術的に限界がある。
歪を１×10~6以下に制御するためにはパーマロイ(Ｆe‐
Ｎi)の場合、組成を±0.2重量％に制御しなければ成ら
ない。また、コイルの比抵抗を小さくしたり断面積を大
きくすることも技術的に限界がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高密度記憶
装置であるＨＤに用いる薄膜磁気ヘッドにおける上述の
ような諸問題を解決して電磁変換特性にすぐれ、ウイグ
ル及びポプコンノイズなどのノイズを無くした薄膜磁気
ヘッドの提供を目的とするものである。
装置であるＨＤに用いる薄膜磁気ヘッドにおける上述の
ような諸問題を解決して電磁変換特性にすぐれ、ウイグ
ル及びポプコンノイズなどのノイズを無くした薄膜磁気
ヘッドの提供を目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、基板と、基板上に設けられた下部磁性層
と、下部磁性層の上にギャップ層を介して設けられた上
部磁性層と、下部磁性層と上部磁性層との間に設けられ
たコイル層とを備え、下部磁性層と上部磁性層の少なく
とも一方を、Ｆe‐Ｎｉ系合金であって、異方性磁界(Ｈ
k)が４から８ Ｏeの間にあり内部応力が引張り応力で、
引張り応力の大きさが、５×10 8 ないし１×10 10 dyn/cm 2
である金属材料で形成し、また、Ｆe‐Ｎi系合金に含ま
れるＮiは82.5ないし83.7重量％とし、さらに、上部磁
性層上に保護層を設け、保護層の表面を平坦化する。
ドにおいて、基板と、基板上に設けられた下部磁性層
と、下部磁性層の上にギャップ層を介して設けられた上
部磁性層と、下部磁性層と上部磁性層との間に設けられ
たコイル層とを備え、下部磁性層と上部磁性層の少なく
とも一方を、Ｆe‐Ｎｉ系合金であって、異方性磁界(Ｈ
k)が４から８ Ｏeの間にあり内部応力が引張り応力で、
引張り応力の大きさが、５×10 8 ないし１×10 10 dyn/cm 2
である金属材料で形成し、また、Ｆe‐Ｎi系合金に含ま
れるＮiは82.5ないし83.7重量％とし、さらに、上部磁
性層上に保護層を設け、保護層の表面を平坦化する。
【００１９】
【作用】本発明によれば、下部磁性層と上部磁性層の少
なくとも一方に、Ｆe‐Ｎi系合金を使用し、異方性磁界
(Ｈk)が４から８ Ｏeの間にあるようにし、内部応力が
引張り応力で、引張り応力の大きさが５×108ないし１
×1010dyn/cm2である金属材料を使用し実効的異方性を
制御することにより、ウイグル及びポプコンノイズなど
のノイズを発生しないハードディスクに用いられる薄膜
磁気ヘッドを得ることができる。
なくとも一方に、Ｆe‐Ｎi系合金を使用し、異方性磁界
(Ｈk)が４から８ Ｏeの間にあるようにし、内部応力が
引張り応力で、引張り応力の大きさが５×108ないし１
×1010dyn/cm2である金属材料を使用し実効的異方性を
制御することにより、ウイグル及びポプコンノイズなど
のノイズを発生しないハードディスクに用いられる薄膜
磁気ヘッドを得ることができる。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の一実施例を説明する薄膜磁気
ヘッドの積層断面図である。以下、この図を用いて本発
明の薄膜磁気ヘッドの詳細を説明する。
ヘッドの積層断面図である。以下、この図を用いて本発
明の薄膜磁気ヘッドの詳細を説明する。
【００２１】まずＡl2Ｏ3‐ＴiＣ(アルチック)などの材
料により作成されたセラミック基板１の上に、高周波ス
パッタリングによりＡl2Ｏ3の下地絶縁層２を10ないし2
0μm形成させ、その上にバイアススパッタリング法によ
り下部磁性層３，４を形成した。
料により作成されたセラミック基板１の上に、高周波ス
パッタリングによりＡl2Ｏ3の下地絶縁層２を10ないし2
0μm形成させ、その上にバイアススパッタリング法によ
り下部磁性層３，４を形成した。
【００２２】スパッタリング条件はターゲット組成Ｆe1
7.5重量％ないしＮi82.5重量％、基板温度100℃、スパ
ッタリング時のスパッタリングガスはＡrガスにＮ2ガス
５％添加し全ガス圧を４×10~3Torrとした。基板バイア
ス電圧−100Ｖ、膜形成速度780Å/minとした。
7.5重量％ないしＮi82.5重量％、基板温度100℃、スパ
ッタリング時のスパッタリングガスはＡrガスにＮ2ガス
５％添加し全ガス圧を４×10~3Torrとした。基板バイア
ス電圧−100Ｖ、膜形成速度780Å/minとした。
【００２３】このようにして形成された膜の組成を多属
性効用分析機(ＥＰＭＡＵ)で分析した結果はＦe16.8重
量％ないしＮi83.2重量％であった。
性効用分析機(ＥＰＭＡＵ)で分析した結果はＦe16.8重
量％ないしＮi83.2重量％であった。
【００２４】図２は上述のようにして製造した磁性薄膜
のＢ−Ｈカーブを示す図である。測定の結果、Ｈcは0.8
Ｏe、Ｈkは7.5 Ｏeであった。一般の磁性薄膜のＨkは
４ Ｏe以下になると保護膜の応力等により異方性が崩れ
る原因となる、また、８ Ｏe以上になると実効透磁率が
下がってくるためヘッドの出力が低下する。従って、Ｈ
kは４から８ Ｏeの間にとるのが適切である。この膜の
磁歪を測定した結果、Ｎi組成が82.5重量％から83.7重
量％の間で０から−１×10~6であった。
のＢ−Ｈカーブを示す図である。測定の結果、Ｈcは0.8
Ｏe、Ｈkは7.5 Ｏeであった。一般の磁性薄膜のＨkは
４ Ｏe以下になると保護膜の応力等により異方性が崩れ
る原因となる、また、８ Ｏe以上になると実効透磁率が
下がってくるためヘッドの出力が低下する。従って、Ｈ
kは４から８ Ｏeの間にとるのが適切である。この膜の
磁歪を測定した結果、Ｎi組成が82.5重量％から83.7重
量％の間で０から−１×10~6であった。
【００２５】また磁歪が−１×10~6を超えるとウイグル
やポプコンノイズの原因となるためＮi組成は82.5重量
％から83.7重量％の間にとる必要がある。この膜の内部
応力を測定した結果、４×109dyn/cm2の引張り応力であ
った。
やポプコンノイズの原因となるためＮi組成は82.5重量
％から83.7重量％の間にとる必要がある。この膜の内部
応力を測定した結果、４×109dyn/cm2の引張り応力であ
った。
【００２６】また、応力が１×1010dyn/cm2以上になる
と基板との密着性が低下し、剥離の原因となる５×108d
yn/cm2以下になると実効的異方性が小さくなるためノイ
ズの発生原因となる。
と基板との密着性が低下し、剥離の原因となる５×108d
yn/cm2以下になると実効的異方性が小さくなるためノイ
ズの発生原因となる。
【００２７】図１に戻り下部磁性層３，４の形成後に、
磁性層とコイル間及びコイル６とコイル７の間を電気絶
縁するためにレジストによる絶縁層５を形成する。この
時レジストは真空で250℃で２時間のベーキングを行な
い完全に硬化させる。
磁性層とコイル間及びコイル６とコイル７の間を電気絶
縁するためにレジストによる絶縁層５を形成する。この
時レジストは真空で250℃で２時間のベーキングを行な
い完全に硬化させる。
【００２８】次に、電気メッキ法により第１層目のコイ
ル６を必要ターン数積層する、電気メッキの電極膜とし
てはスパッタリング法による銅薄膜を使用する。メッキ
浴としては硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴等が使用できる
が、本発明では硫酸銅浴によりコイルを形成した。
ル６を必要ターン数積層する、電気メッキの電極膜とし
てはスパッタリング法による銅薄膜を使用する。メッキ
浴としては硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴等が使用できる
が、本発明では硫酸銅浴によりコイルを形成した。
【００２９】次に、コイル６とコイル７の間の電気絶縁
のためにレジストによる絶縁層５を形成し真空ベーキン
グを行う。この上に、第２層目のコイル７を第１層と同
様な方法で形成する。さらに、コイル７と上部磁性層
８，９の間を電気絶縁するためにレジストによる絶縁層
５を形成し、真空ベーキングを行う。
のためにレジストによる絶縁層５を形成し真空ベーキン
グを行う。この上に、第２層目のコイル７を第１層と同
様な方法で形成する。さらに、コイル７と上部磁性層
８，９の間を電気絶縁するためにレジストによる絶縁層
５を形成し、真空ベーキングを行う。
【００３０】次に、上部磁性層８，９を下部磁性層３，
４と同様に形成して磁気回路として、最後に高周波バイ
アススパッタリング法によりＡl2Ｏ3の保護層10を40な
いし70μm形成した。この後、保護層10の表面を平坦化
し、形状加工により図３のようなスライダチップに構成
し、薄膜磁気ヘッドを得る。
４と同様に形成して磁気回路として、最後に高周波バイ
アススパッタリング法によりＡl2Ｏ3の保護層10を40な
いし70μm形成した。この後、保護層10の表面を平坦化
し、形状加工により図３のようなスライダチップに構成
し、薄膜磁気ヘッドを得る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば高密
度記憶装置であるハードディスクに用いる薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、電磁変換特性にすぐれ、ウィグル及びポプ
コンノイズなどのノイズ発生がなくなるので、今後、ま
すます発展する情報分野で記憶装置として本発明の薄膜
磁気ヘッドに用いて大きな効果が得られる。
度記憶装置であるハードディスクに用いる薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、電磁変換特性にすぐれ、ウィグル及びポプ
コンノイズなどのノイズ発生がなくなるので、今後、ま
すます発展する情報分野で記憶装置として本発明の薄膜
磁気ヘッドに用いて大きな効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を説明する薄膜磁気ヘッドの
積層構造を示す断面図である。
積層構造を示す断面図である。
【図２】本発明の磁気膜のＢ−Ｈカーブを示す図であ
る。
る。
【図３】薄膜磁気ヘッドのスライダチップを示す斜視図
である。
である。
１…セラミック基板、 ２…下地絶縁層、 ３，４…下
部磁性層、 ５…絶縁層、 ６，７…コイル、 ８，９
…上部磁性層、 10…保護層、 11…トランスデューサ
素子、 12…浮上スライダ面。
部磁性層、 ５…絶縁層、 ６，７…コイル、 ８，９
…上部磁性層、 10…保護層、 11…トランスデューサ
素子、 12…浮上スライダ面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−71112（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−313311（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146509（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−236808（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−252908（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 基板と、前記基板上に設けられた下部磁
性層と、前記下部磁性層の上にギャップ層を介して設け
られた上部磁性層と、前記下部磁性層と前記上部磁性層
の間に設けられたコイル層とを備え、 前記下部磁性層と前記上部磁性層の少なくとも一方を、
Ｆe‐Ｎi系合金であって、異方性磁界(Ｈk)が４から８
Ｏeの間にあり内部応力が引張り応力で、前記引張り応
力の大きさが、５×108ないし１×1010dyn/cm2である金
属材料で形成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 Ｆe‐Ｎi系合金に含まれるＮiは82.5な
いし83.7重量％としたことを特徴とする請求項１記載の
薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 上部磁性層上に保護層を設け、前記保護
層の表面を平坦化したことを特徴とする請求項１記載の
薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855691A JP3177852B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 薄膜磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15855691A JP3177852B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056513A JPH056513A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3177852B2 true JP3177852B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=15674289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15855691A Expired - Lifetime JP3177852B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177852B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020196673A1 (ja) | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 三井・ダウ ポリケミカル株式会社 | シーラント用樹脂組成物、積層体、包装材及び包装容器 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP15855691A patent/JP3177852B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056513A (ja) | 1993-01-14 |
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Legal Events
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