JP3237154B2 - 浮動型磁気ヘッド - Google Patents

浮動型磁気ヘッド

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JP3237154B2 JP33469491A JP33469491A JP3237154B2 JP 3237154 B2 JP3237154 B2 JP 3237154B2 JP 33469491 A JP33469491 A JP 33469491A JP 33469491 A JP33469491 A JP 33469491A JP 3237154 B2 JP3237154 B2 JP 3237154B2
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健一郎 金子
正剛 宮崎
成夫 前田
淳一 木村
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜媒体を使用した小
型ハードディスク装置等に好適に用いられる浮動型磁気
ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、小型ハードディスク装置において
は、浮動型磁気ヘッドを磁気記録媒体の停止時にはその
上で停止させ、磁気記録媒体の回転とともに磁気記録媒
体から一定の間隔(以下、浮上量とする)で浮上させる
というコンタクト・スタート・ストップ(以下、CSS
と略す)方式が採用されている。またその高記録密度化
は主に浮上量を小さくすることでなされており、そのた
めに様々な努力が行われている。
【0003】以下に従来の浮動型磁気ヘッドについて説
明する。浮動型磁気ヘッドは、表面から160nmにお
ける表面硬度(深さを160nmにするのはデータの精
度を高めるためである)が600〜1400(kgf/mm2)
であるCaTiO3,SrTiO3を主成分とする相の混
合体で形成されたスライダとMn−Znフェライトコア
及びガラスから構成される通称コンポジットヘッドと呼
ばれる磁気ヘッドが用いられている。この浮動型磁気ヘ
ッドの磁気記録媒体対向面の加工は、微小なダイヤモン
ド粒子と錫製のラッピング定盤を用いた湿式軟質金属ラ
ップにより行われている。
【0004】しかし、湿式軟質金属ラップ加工によるコ
ンポジットヘッドは、CSS特性と呼ばれるヘッド・デ
ィスク間の摩擦摩耗特性が悪く、特に前述したように低
浮上量化が求められている今日、CSS特性の改善は極
めて重要な課題となっている。
【0005】そこで、コンポジットヘッドのCSS特性
を改善する方法として、磁気記録媒体との接触面積を減
らす観点から、コンポジットヘッドの磁気記録媒体対向
面をある程度粗すことが有効とされ、粗い粒子を用いて
ラッピング加工する方法や、特開平1−251308号
公報に開示されたような逆スパッタ法を用いる方法等に
よってCSS特性の改善が図られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の粗い粒子を用いて加工する方法では、スクラッチを発
生させるという問題点があり、一方、逆スパッタ法等を
用いる方法では、その応用性及び作業性の点より量産性
に欠けるという問題点を有していた。特にコンポジット
ヘッドにおいては、それぞれ物性の異なる3種の材料、
すなわち非磁性セラミックスとMn−Znフェライト及
びガラスからなるが、ガラスとMn−Znフェライトの
物理的エッチング速度が非磁性セラミックスの物理的エ
ッチング速度より大きいために、これらがスライダ表面
より大きく削られてしまうという問題点があり、特にガ
ラス部の凹部は5000Åにも及び、コア強度の面から
大きな問題点となっている。これを防止するにはガラス
部とMn−Znフェライト部を完全にマスクして加工せ
ねばならず、作業工数が増え、生産性を大きく低下させ
るという問題点があった。また、微小な無機物系の塵や
有機物が存在すると、同様なエッチング速度の不均一化
が生じ、凹凸量のコントロール化が困難で、更にCSS
時にヘッドクラッシュを引き起こす突起が発生し易く品
質上信頼性に欠け、また製品歩留りが低いという問題点
があった。更に、非磁性セラミックス部においては、逆
に物理的エッチング速度が極めて遅く、逆スパッタ法に
よっても凹凸を発生させること自体が困難であるという
問題点があった。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、簡単な工程で生産でき、CSS特性を向上させ、信
頼性、生産性に優れ低原価で量産性に適した浮動型磁気
ヘッドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の浮動型磁気ヘッドは、表面から160nmの
深さにおける表面硬度が350〜800(kgf/mm
2)である無機酸化物の相と、表面から160nmの
深さにおける表面硬度が600〜1000(kgf/m
2)である、前記母相内に粒子または粒子群として存
在する無機酸化物の相と有するスライダを備えた浮動
型磁気ヘッドであって、前記スライダの磁気記録媒体と
の対向面に、前記母相内に粒子または粒子群として存在
する無機酸化物の相が150Å〜1000Åの深さの凹
部を有し、及び/又は距離55μmにおける接触式表面
粗さ計での表面粗さ曲線上に50Å以上の深さの凹部が
平均1.5個以上好ましくは2個以上存在する形状に加
工された構成を有している。
【0009】
【作用】この構成によって、浮動型磁気ヘッドの磁気記
録媒体との対向面における磁気記録媒体との接触面積を
減少させることができ、CSS特性を向上させることが
できる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例における浮動型磁
気ヘッドの外観斜視図である。1は非磁性材料からなる
スライダ、2はMn−ZnフェライトからなるMn−Z
nフェライトコア、3はMn−Znフェライトコア2を
スライダ1に接着するためのガラス、aは適度な凹凸状
に加工されたスライダ1の磁気記録媒体との対向面であ
る。
【0012】ここで、スライダの非磁性材料としては次
のものを調整した。非磁性材料A,Bは、CaTi
3,SrTiO3,TiO2,P25,SiO2,ZrO
2,Al23の固溶体又は混合物あるいはその構成元素
からなる化合物で略構成される焼結体であって、その主
な組成は、CaTiO3,SrTiO3,TiO2,P2
5,SiO2,ZrO2,Al23換算で、非磁性材料A
では、42,37,14,2,1.5,3,0.5mol%
であり、非磁性材料Bでは、43,38,14,1,
1,2.7,0.3mol%である。
【0013】次いで、各々の非磁性材料A,Bを焼成し
てスライダを作製した。以上のように構成された本実施
例における浮動型磁気ヘッドについて、以下その製造方
法を説明する。
【0014】Mn−Znフェライトコア2を溶融したガ
ラス3を用いてスライダ1に接着して作製された浮動型
磁気ヘッドを加工用治具(図示せず)上に固定する。次
いで、微細なダイヤモンド粒子等をラッピング砥粒と
し、アクリル樹脂等の高弾性体をラッピング定盤とする
加工機を用いて、スライダ1の磁気記録媒体対向面を軟
質ラップし、浮動型磁気ヘッドを作製した。
【0015】(実験例1,2)以上のようにして製造し
た浮動型磁気ヘッドについて、そのスライダの鏡面加工
部の表面硬度及び表面積占有率を検討した。
【0016】スライダの鏡面加工部の模式図を図2に示
す。この模式図2における各部の表面から160nmに
おける表面硬度及び表面積占有率を測定した。この結果
を(表1)に示す。
【0017】実験例1は非磁性材料Aを、実験例2は非
磁性材料Bを用いて作製したスライダを用いて行った。
【0018】
【表1】
【0019】ここで、表面硬度は島津製作所製ダイナミ
ック硬度計を用い、最大荷重1gfにおける負荷と圧子
の挿入深さから求めた。表面積占有率は、鏡面のSEM
写真(2000倍)より求めた。
【0020】この(表1)から明らかなように、非磁性
材料A及びBを用いたスライダの鏡面は表面積において
4.5%,2%を占める表面から160nmにおける表
面硬度350〜800(kgf/mm2) の酸化物の相と、前記
表面硬度600〜1000(kgf/mm2) の酸化物の相の混
合体から構成されていることがわかった。
【0021】(実験例3〜6)次に、図1に示す浮動型
磁気ヘッドを前記材料A又はBのいずれか1を用いて作
製し、次の条件でラッピングを行い、その表面形状を検
討した。
【0022】尚、ラッピング定盤としてアクリル樹脂製
のものを用い、ラッピング砥粒として平均粒径0.12
μmのダイヤモンド粒子を用いた。ラッピング定盤の回
転数は40rpm と60rpm の2種類で行った。各実験例
について、浮動型磁気ヘッド30個を各々作製した。
【0023】次に、この加工面の表面形状を、各々の実
験例の浮動型磁気ヘッドについて、触針式表面粗さ計に
て55μmの距離にわたり計10箇所測定した。
【0024】なお加工面の表面形状は、測定値をパソコ
ンに取り込み解析して求めた。触針式表面粗さ計は、ダ
イヤモンド製の先端半径0.1μmの触針を用いて、倍
率100万の条件にて測定した。その測定結果を(表
2)に示す。
【0025】
【表2】
【0026】次に、実験例3と実験例5の浮動型磁気ヘ
ッドについて、接触式表面粗さ計を用い表面形状を測定
した。その結果を図3に示す。
【0027】図3(a)は実験例3の表面形状を示す粗
さ曲線のグラフであり、図3(b)は実験例5の表面形
状を示す粗さ曲線のグラフである。
【0028】上記の表面形状を有する各実験例の浮動型
磁気ヘッドをアセンブリし、3.5インチハードディス
クを用いてCSS特性の測定を行い、各浮動型磁気ヘッ
ドのCSS特性を評価した。
【0029】このCSS特性の測定に用いたハードディ
スクは次の通りである。 基板;アルミニュウム 下地;Cr 磁性層;Co−Niスパッタ膜 表面層;カーボンスパッタ層及びカーボン層表面に塗布
されたフッソ系個体潤滑剤層 Diskの表面粗さ;Ra≒55Å CSSテスト時のディスク駆動条件は以下の通りであ
る。
【0030】ヘッド圧力;93mN(9.5gf) 測定位置;25mm 定常回転数迄の所要時間;4秒 定常回転数と時間;2300rpmで1秒 定常回転数から停止する迄の所要時間;4秒 回転と回転間の停止時間;1秒 上記の測定によって得られた測定結果を(表3)に示
す。
【0031】
【表3】
【0032】μはCSS2万回後における回転数1rp
mのディスクとヘッド間の動摩擦係数μkの平均値、Δ
μはCSS1回後とCSS2万回後における前記動摩擦
係数の平均値の増加量である。
【0033】(比較例1〜4)実験例と同一の材料を用
いて浮動型磁気ヘッドを作製し、スライダ1の磁気記録
媒体対向面aを軟質金属ラップにより加工した。
【0034】加工方法は、ラッピング定盤として、錫製
のものを用いた点を除いては、実験例と同様にして行
い、各比較例について、浮動型磁気ヘッド30個を各々
作製した。
【0035】次にこの加工面の表面形状を実験例と同様
にして測定した。その測定結果を(表2)に示す。
【0036】次に、比較例1及び比較例3の浮動型磁気
ヘッドについて、接触式表面粗さ計を用い実験例と同様
にして表面形状を測定した。その結果を図4に示す。
【0037】図4(a)は比較例1の表面形状を示す粗
さ曲線のグラフであり、図4(b)は比較例3の表面形
状を示す粗さ曲線のグラフである。
【0038】上記の表面形状を有する各々の比較例の浮
動型磁気ヘッドをアセンブリし、3.5インチハードデ
ィスクを用い、実験例と同一の条件でCSS特性を測定
した。その結果を(表3)に示す。
【0039】図3及び(表2)より明らかなように、実
験例3乃至6の浮動型磁気ヘッドの加工面においては、
材料及び定盤回転数を問わず、深さ数十〜1000Åの
凹部と、この凹部に起因する明確な凹凸形状が得られ
た。一方、図4及び(表2)より明らかなように、比較
例1乃至4の磁気ヘッドの加工面においては、深さ数十
〜150Å程の凹部は存在したものの、明確な凹凸形状
は得られなかった。また実験例と比較例の浮動型磁気ヘ
ッド間においては、深さ50Å以上の前記凹部の発生頻
度が異なり、実験例においては平均で1.5個以上の凹
部が粗さ曲線上で存在したのに対し、一方比較例におい
てはこの個数は、0.3〜0.8個であった。
【0040】なおこの凹部は、CaTiO3,SrTi
3及びその固溶体又はTiO2又は微量のP,Si,Z
r,Alが拡散した母相とは組成が異なり、P,Si,
Zr,Alに富んだTi,Ca,Srの酸化物の相であ
った。
【0041】また、(表3)より明らかなように、実験
例の浮動型磁気ヘッドにおいては、μの値が0.2〜
0.24と小さく安定していた。又Δμの値はどの実験
例においても略0であり、CSS特性が優れていること
を示していた。特に材料Aを用いた実験例3及び4のΔ
μの値が負となり、極めて高いCSS特性を持つことが
わかった。
【0042】一方、比較例の浮動型磁気ヘッドにおいて
は、μの値が0.28〜0.36と大きく、Δμの値も
0.06〜0.17とバラツキが大きなことから、CS
S特性が劣っていることがわかった。
【0043】次に、本発明で用いたスライダの相構成
と、粗さ曲線との関係について説明する。
【0044】図5(a)は加工面の結晶相と粒子状態を
示す模式図であり、図5(b)は図5(a)におけるA
−B断面を示す模式図である。
【0045】H1,H2,H3は凹部の深さ、Cは凹部
の最低部となる粒子、Dは凹部の最低部となる相1間の
粒界である。
【0046】図5(a)の断面における凹部は、図5
(b)に示すように、化学的に異なる組成の、柔らかい
硬度を有する相1の粒子及び粒子群であると推察され
る。即ち、この凹部は加工時に相1の粒子が母相または
相2の粒子より激しく摩耗することで発生するものであ
る。凹部の位置としては、粒内に最低部を有する粒子C
を含む粒子や粒子群の場合も存在するし、相1間の粒界
Dの場合も存在する。従って、この結果得られる凹凸形
状は、前記特開平1−251308にあるような各粒子
の粒界を境界とする凹凸ではなく、相1と母相、又は相
2間の相間に発生する凹凸形状なのである。ここで、凹
部の深さは図5で示すように深い方をとった。
【0047】尚、本実施例における浮動型磁気ヘッドの
スライダは非磁性セラミックス材料よりなる酸化物であ
ったが、前記の硬度分布等を有するものであれば、酸化
物以外の無機化合物であってもよいし、同様に磁性セラ
ミックスであってもよい。更に、前記の硬度分布を有
し、それ以外の硬度の相を一乃至複数個含む無機化合物
であってもよい。
【0048】以上のように本実施例によれば、硬度の高
い相と硬度の低い相の2相を有するスライダを用いて、
浮動型磁気ヘッドを作製し、その磁気記録媒体との対向
面を、軟質ラップ等によって加工し、適度な凹凸状にす
ることにより、磁気記録媒体との加工面における接触面
積が減少し、CSS特性を飛躍的に向上させることがで
きる。
【0049】
【発明の効果】以上のように本発明は、表面硬度350
〜800(kgf/mm2) の無機化合物の相と前記表面硬度が
600〜1000(kgf/mm2) の無機化合物の相の2相を
有するスライダを備えた浮動型磁気ヘッドであって、ス
ライダの磁気記録媒体との対向面を軟質ラップ等によっ
て前記表面硬度350〜800(kgf/mm2) の相が前記表
面硬度600〜1000(kgf/mm2) の相に比べ数十〜1
000Å窪み、距離55μmにおける接触式表面粗さ計
での表面粗さ曲線上に、50Å以上の深さの凹部が平均
1.5個以上存在するような形状に加工することによっ
て、加工面における磁気記録媒体との接触面積を減少さ
せ、CSS特性を飛躍的に向上させることのできる、工
程が簡単で、生産性、信頼性、耐久性に優れ低原価で量
産性に適した浮動型磁気ヘッドを実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における浮動型磁気ヘッドの
斜視図
【図2】材料A及び材料Bの鏡面の模式図
【図3】(a)実験例3における加工面の表面形状を示
す粗さ曲線のグラフ (b)実験例5における加工面の表面形状を示す粗さ曲
線のグラフ
【図4】(a)比較例1における加工面の表面形状を示
す粗さ曲線のグラフ (b)比較例3における加工面の表面形状を示す粗さ曲
線のグラフ
【図5】(a)加工面の結晶相と粒子状態を示す模式図 (b)図5(a)におけるA−B断面を示す模式図
【符号の説明】
1 スライダ 2 Mn−Znフェライトコア 3 ガラス a スライダの磁気記録媒体との対向面 C 凹部の最低部となる粒子 D 凹部の最低部となる相1間の粒界 H1 凹部の深さ H2 凹部の深さ H3 凹部の深さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 淳一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/21 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面から160nmの深さにおける表面
    硬度が350〜800(kgf/mm2)である無機酸
    化物の相と 表面から160nmの深さにおける 表面硬度が600〜
    1000(kgf/mm2)である、前記母相内に粒子
    または粒子群として存在する無機酸化物の相と有する
    スライダを備えた浮動型磁気ヘッドであって、 前記スライダの磁気記録媒体との対向面に、前記母相内
    に粒子または粒子群として存在する無機酸化物の相が1
    50Å〜1000Åの深さの凹部を有し、及び/又は距
    離55μmにおける接触式表面粗さ計での表面粗さ曲線
    上に50Å以上の深さの凹部が平均1.5個以上好まし
    くは2個以上存在することを特徴とする浮動型磁気ヘッ
    ド。
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