JP3599235B2 - 薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浮上型薄膜磁気ヘッドは、通常、スライダの空気流出端側に、誘導型電磁変換素子でなる書き込み素子と、磁気抵抗効果素子でなる読み取り素子とを備える。誘導型電磁変換素子は、保護膜によって覆われている。保護膜は、アルミナ等の無機系絶縁材料でなり、空気流出端側において最外側層を構成する。
【０００３】
誘導型電磁変換素子は、第１及び第２の磁性膜、ギャップ膜、コイル膜、及び絶縁膜等を含む。第１の磁性膜及び第２の磁性膜は、スライダの空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）側の端部がギャップ膜を間に挟んで対向し、それによって書き込みポール端を構成する。
【０００４】
また、第２の磁性膜は、ギャップ膜の面と平行な面に対して、ある角度で傾斜して立ち上がり、更に、第１の磁性膜との間に間隔を保って、ＡＢＳの後方に延び、後方結合部において第２の磁性膜に結合される。
【０００５】
コイル膜は第１及び第２の磁性膜の間の間隔（インナーギャップ）を通り、後方結合部の周りを渦巻き状に回っている。コイル膜の両端は、端子導体（バンプ）を介して外部に引き出される。絶縁膜は第１の磁性膜と第２の磁性膜との間のインナーギャップを埋めている。コイル膜はこの絶縁膜の内部に埋設されている。また、第２の磁性膜は絶縁膜の表面に形成されている。
【０００６】
上述した薄膜磁気ヘッドを用いて、磁気ディスクに対し情報を書き込むには、誘導型電磁変換素子のコイル膜に書き込み電流を供給する。
【０００７】
ところが、誘導型電磁変換素子のコイル膜に書き込み電流を供給した場合、コイル膜が発熱する。前述したように、コイル膜は、有機系絶縁材料でなる絶縁膜の内部に埋設されており、しかも有機系絶縁膜を含めた全体が、アルミナ等の保護膜によって覆われているから、コイル膜に発生した熱の放熱性が悪い。このため、コイル膜に発生した熱が内部に籠り、絶縁膜が熱膨張する。
【０００８】
絶縁膜の熱膨張力により、保護膜が押し出されて、外部に膨出する。保護膜の膨出はＡＢＳにもおよび、ＡＢＳが誘導型電磁変換素子の部分で膨出してしまう。また、上述した発熱により、絶縁膜に隣接する第１及び第２の磁性膜も熱膨張し、押えの弱いＡＢＳ側のポール端が膨出する。これらの膨出量は１０ｎｍにも達することがある。
【０００９】
この種の薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置では、高密度記録の要求に応えるため、磁気ディスクの面と、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳとの間に発生する浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのように狭小化されつつあり、ＡＢＳに前述したような膨出が生じると、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招き易くなり、磁気ディスク装置の信頼性上、極めて大きな問題となる。
【００１０】
上述した問題点を解決する手段として、特開平４ー３６６４０８号公報は無機絶縁保護膜の媒体対向面に、予め、窪みを設けておく技術を開示している。この窪みは、絶縁膜の熱膨張に起因する出っ張り量を考慮して、保護膜の媒体対向面側を出っ張らしておき、この状態で媒体対向面を平坦加工することによって形成する。
【００１１】
この先行技術は、熱膨張による膨出を抑えるのではなく、膨出を許容し、ただ、膨出によってＡＢＳが出っ張らないように、出っ張り部分を予め後退させておくという思想に立脚しているので、熱膨張による膨出の完全な解決手段とはならない。
【００１２】
しかも、記録動作時の発熱に起因する出っ張り量を想定して出っ張らせ、その状態で平坦化するという複雑なプロセスを採用する必要がある。また、スライダの形状、特にＡＢＳの幾何学的形状が特定されてしまい、浮上特性改善のための他の幾何学的形状を付加することが困難になる。更に、先行技術には、ポール端の膨出を抑制する手段は開示されていない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１４】
本発明のもう一つの課題は、特別の製造プロセスを必要とすることなしに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１５】
本発明の更にもう一つの課題は、保護膜のみならず、ポール端の膨出をも抑えることのできる薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダと、少なくとも１つの誘導型電磁変換素子と、保護膜とを含む。
【００１７】
前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜と、第２の磁性膜と、ギャップ膜と、コイル膜と、絶縁膜とを含み、前記スライダによって支持されている。前記第１の磁性膜及び前記第２の磁性膜は、前記スライダの空気ベアリング面側の端部が前記ギャップ膜を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成している。
【００１８】
前記第１の磁性膜は、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延びている。前記第２の磁性膜は、第１の磁性膜との間に間隔を保って、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延び、後方結合部において、前記第１の磁性膜に結合されている。
【００１９】
前記絶縁膜は、前記第１及び前記第２の磁性膜の間の前記間隔を埋め、表面に前記第２の磁性膜が形成されている。前記コイル膜は、前記絶縁膜の内部に埋設され、前記後方結合部の周りを渦巻き状に回っている。前記保護膜は、前記誘導型電磁変換素子の全体を覆っている。
【００２０】
ここで、前記第２の磁性膜の表面上で見た前記保護膜の最小膜厚をＡとし、前記間隔（インナーギャップ）内で見た前記絶縁膜の最大膜厚をＢとしたとき、
１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５
を満たす。
【００２１】
上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、誘導型電磁変換素子に含まれる第１の磁性膜及び第２の磁性膜は、スライダのＡＢＳ側の端部がギャップ膜を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成しており、第２の磁性膜は、ＡＢＳの後方に延び、後方結合部において第２の磁性膜に結合されているから、ＡＢＳに書き込みポール端を有する薄膜磁気回路が構成される。
【００２２】
また、第２の磁性膜は、第１の磁性膜との間に間隔を保って、ＡＢＳの後方に延び、コイル膜は第１の磁性膜及び第２の磁性膜の間の間隔を通り、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。従って、コイル膜に書き込み電流を流したとき、第１の磁性膜、第２の磁性膜及びギャップ膜を巡る薄膜磁気回路を通って書き込み磁束が流れ、ポール端に書き込み磁界が発生する。この書き込み磁界を利用して、磁気ディスクに磁気記録をすることができる。
【００２３】
コイル膜は絶縁膜の内部に埋設され、第２の磁性膜は絶縁膜の表面に備えられているから、コイル膜が第１の磁性膜及び第２の磁性膜から電気的に絶縁される。保護膜は、誘導型電磁変換素子の全体を覆っている。これにより、誘導型電磁変換素子の全体が、保護膜によって保護されることになる。
【００２４】
本発明においては、第２の磁性膜の表面上で見た保護膜の最小膜厚Ａ、間隔（インナーギャップ）内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂに関して、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たす。この条件を満たすと、保護膜の膨出量を、３ｎｍ以下に抑えることができる。保護膜の膨出量を３ｎｍ以下に抑えることができれば、浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍのように狭小化された場合でも、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招くことがない。このため、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２５】
しかも、本発明では、第２の磁性膜の表面上で見た保護膜の最小膜厚Ａ、インナーギャップ内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂの選定によって、保護膜の膨出を抑制するのであって、特別の製造プロセスを必要とせずに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る。本発明における膨出抑制作用は、保護膜のみならず、ポール端にも及び、ポール端の膨出をも抑えることができる。
【００２６】
本発明は、更に、上述した薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置についても開示する。
【００２７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図２において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。図示された本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ１と、誘導型電磁変換素子２と、磁気抵抗効果を利用した素子３（以下ＭＲ素子と称する）とを含む。スライダ１は、媒体対向面側にレール１１、１２を有し、レールの表面がＡＢＳ１３、１４として利用される。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダ１であっても、本発明の適用が可能である。また、スライダ１は、レールの表面に、例えば８〜１０ｎｍ程度の膜厚を有するＤＬＣ等の保護膜を備えることもあり、このような場合は保護膜の表面がＡＢＳ１３、１４となる。スライダ１はＡｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等でなる基体１５の表面にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁膜１６を設けたセラミック構造体である。
【００２９】
誘導型電磁変換素子２は書き込み素子であり、ＭＲ素子３は読み取り素子である。誘導型電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。誘導型電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、スライダ１に備えられ、電磁変換のための端部がＡＢＳ１３、１４と近接した位置にある。空気流出端ＴＲの側にある側面には、誘導型電磁変換素子２に接続された取り出し電極２７、２８及びＭＲ素子３に接続された取り出し電極３３、３４がそれぞれ設けられている。
【００３０】
誘導型電磁変換素子２は、ＭＲ素子３に対する第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２、コイル膜２３、アルミナ等でなるギャップ膜２４、絶縁膜２５及び保護膜２６などを有している。第２のシールド膜は、第１の磁性膜２１から独立して備えられていてもよい。
【００３１】
第１の磁性膜２１及び第２の磁性膜２２の先端部は微小厚みのギャップ膜２４を隔てて対向するポール端となっており、ポール端において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性膜２１、２２は、単層であってもよいし、複層膜構造であってもよい。第１及び第２の磁性膜２１、２２の複層膜化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール端の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ膜２４は非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。
【００３２】
第２の磁性膜２２は、ポール端の側において、ギャップ膜２４の面と平行な面に対して、ある角度θで傾斜して立ち上がる。立ち上がり傾斜角度θは、エイペックス角θ（Ａｐｅｘ ａｎｇｌｅ）と称される。また、ポール端の先端面から立ち上がり開始点までの距離がスロートハイトＴＨと称されている。エイペックス角θ及びスロートハイトＴＨは電磁変換特性に密接に関連する。
【００３３】
第２の磁性膜２２は、更に、第１の磁性膜２１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部２９において第２の磁性膜２２に結合されている。これにより、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００３４】
コイル膜２３は、第１及び第２の磁性膜２１、２２の間に挟まれ、後方結合部２９の周りを渦巻き状に回る。コイル膜２３の両端は、取り出し電極２７、２８に導通されている（図１参照）。コイル膜２３の巻数および層数は任意である。
【００３５】
絶縁膜２５は、有機絶縁樹脂膜またはセラミック膜で構成する。セラミック膜の代表例は、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜である。絶縁膜２５の内部にはコイル膜２３が埋設されている。絶縁膜２５は第１及び第２の磁性膜２１、２２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁膜２５の表面には第２の磁性膜２２が備えられている。絶縁膜２５は、ポール端の先端面からスロートハイトＴＨを隔てた位置で、エイペックス角θで立ち上がるので、インナーギャップ内で見た膜厚が一定でない。インナーギャップ内における絶縁膜２５の内、最大膜厚をＢとする。
【００３６】
保護膜２６は、誘導型電磁変換素子２の全体を覆っていて、外表面と第２の磁性膜２２との間に生じる最小膜厚Ａが６μｍ以上、５０μｍ以下である。最小膜厚Ａは、形状の変化する第２の磁性膜２２の表面を基準にして測定された保護膜２６の膜厚のうち、最小になる膜厚をいう。保護膜２６はＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２等の無機絶縁材料で構成されている。
【００３７】
本発明では、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａと、インナーギャップ内で見た絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの関係を、
１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５
を満たすように選定する。
【００３８】
ＭＲ素子３は、これまで、種々の膜構造のものが提案され、実用に供されている。例えばパーマロイ等による異方性磁気抵抗効果素子を用いたもの、スピンバルブ膜構造もしくはペロブスカイト型磁性体等の巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果膜を用いたもの、強磁性トンネル接合効果素子等がある。本発明において、何れのタイプであってもよい。ＭＲ素子３は、第１のシールド膜３１と、第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜２１との間において、絶縁膜３２の内部に配置されている。絶縁膜３２はアルミナ等によって構成されている。ＭＲ素子３は取り出し電極３３、３４に接続されている（図１参照）。
【００３９】
上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、誘導型電磁変換素子２に含まれる第１及び第２の磁性膜２１、２２は、スライダ１のＡＢＳ１３、１４の側の端部がギャップ膜２４を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成しており、第２の磁性膜２２は、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部２９において第２の磁性膜２２に結合されているから、ＡＢＳ１３、１４に書き込みのためのポール端を有する薄膜磁気回路が構成される。
【００４０】
また、第２の磁性膜２２は、第１の磁性膜２１との間に最大膜厚Ｂのインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、コイル膜２３は第１及び第２の磁性膜２１、２２の間のインナーギャップを通り、後方結合部２９の周りを渦巻き状に回る。従って、コイル膜２３に書き込み電流を流したとき、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路を通って書き込み磁束が流れ、ポール端に書き込み磁界が発生する。この書き込み磁界を利用して、磁気ディスクに磁気記録をすることができる。
【００４１】
第２の磁性膜２２は、ポール端の側において、ギャップ膜２４の面と平行な面に対して、エイペックス角θをもって立ち上がるから、立ち上がり開始点によって定まるスロートハイトＴＨ、及び、エイペックス角θの選定によって、電磁変換特性を設定し得る。
【００４２】
コイル膜２３は絶縁膜２５の内部に埋設され、第２の磁性膜２２は絶縁膜２５の表面に備えられているから、コイル膜２３は、第１及び第２の磁性膜２１、２２から電気的に絶縁される。保護膜２６は誘導型電磁変換素子２の全体を覆っている。これにより、誘導型電磁変換素子２の全体が、保護膜２６によって保護されることになる。
【００４３】
図３は薄膜磁気ヘッドのレールを拡大して示す図、図４は図３の４ー４線に沿った断面図である。図４において、軸線Ｘはスライダ１の基体１５のほぼ表面に沿って設定された基準線、軸線Ｙはスライダ１の基体１５と、絶縁膜１６との境界に引かれた基準線である。図４はスライダ１のＡＢＳを研摩加工した後の状態を示す。スライダ１の基体１５は、前述したように、Ａｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等でなり、極めて硬い。これに対して、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及び第１のシールド膜３１は、基体１５を構成するＡｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等よりも著しく柔らかい金属膜で構成されている。ギャップ膜２４が非磁性金属膜で構成された場合のも同様である。このため、研摩加工を終了した後のＡＢＳは、図４に示すように、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２、第１のシールド膜３１及びギャップ膜２４が、基体１５の表面に取られた基準線Ｘから△Ｙ１０だけ研摩時に落ち込んでしまう。落ち込み量△Ｙ１０は約３ｎｍ程度である。
【００４４】
図４に示したプロファイルを持つ薄膜磁気ヘッドを用いて、磁気ディスク装置を構成し、書き込み電流を供給した場合、コイル膜２３に発生した熱により、絶縁膜２５が熱膨張し、絶縁膜２５の熱膨張力により、ＡＢＳ１３、１４が誘導型電磁変換素子２の部分で膨出する。また、絶縁膜２５に隣接する第１及び第２の磁性膜２１、２２も熱膨張し、押えの弱いＡＢＳ１３、１４の側において、ポール端が膨出する。図４において、一点鎖線Ｌ１１が膨出曲線を示す。
【００４５】
従来の薄膜磁気ヘッドでは、コイル膜２３に発生した熱の放熱性が悪いため、膨出量△Ｙ１１は１０ｎｍにも達することがあった。このため、磁気ディスクの面と、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳとの間に発生する浮上量が、例えば１０ｎｍのように狭小化された場合には、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招き易くなり、磁気ディスク装置の信頼性上、極めて大きな問題となっていた。
【００４６】
本発明ではこの問題を解決する手段として、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａと、インナーギャップ内で見た絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの関係を、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たすように選定する。この範囲であると、保護膜２６の膨出量を、３．０ｎｍ以下に抑えることができる。保護膜２６の膨出量を３．０ｎｍ以下に抑えることができれば、浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのように狭小化された場合でも、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招くことがない。このため、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。次に、図５〜図１０を参照して、更に具体的に説明する。
【００４７】
図５〜図１０は保護膜２６の最小膜厚Ａと、絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。最大突出量は図４の△Ｙ１１に対応する。シミュレーションに当っては、有限要素法を用いた。磁気ヘッドを構成する各材料の定数は、次のように選定した。
【００４８】
図５はＢ＝６μｍのときのデータ、図６はＢ＝８μｍのときのデータ、図７はＢ＝１０μｍのときのデータ、図８はＢ＝１２μｍのときのデータ、図９はＢ＝１５μｍのときのデータ、図１０はＢ＝２０μｍのときのデータである。絶縁膜２５の最大膜厚Ｂを、上述のような範囲で選定すれば、実際の薄膜磁気ヘッドにおいて採用され得る絶縁膜２５の膜厚を全てを包含することになる。
【００４９】
図５〜図１０の何れのデータにおいても、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たす範囲では、最大突出量は３ｎｍ未満に抑制されている。比（Ａ／Ｂ）が１よりも小さくなると、最大突出量は急激に増大する。これは、保護膜２６の最小膜厚Ａが小さくなったために、最大膜厚Ｂ＝６μｍの絶縁膜２５の熱膨張に対する保護膜２６の抑制作用の有効性が損なわれるためと推測される。比（Ａ／Ｂ）が２．５を越えると、最大突出量が３ｎｍを越えるようになる。これは、保護膜２６の最小膜厚Ａが大き過ぎると、放熱性が悪くなるためと推測される。
【００５０】
本発明では、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａ、インナーギャップ内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂの選定によって、保護膜の膨出を抑制するのであって、特別の製造プロセスを必要とせずに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る。しかも、膨出抑制作用は、保護膜２６のみならず、ポール端にも及び、ポール端の膨出をも抑えることができる。
【００５１】
絶縁膜２５は、上述したように有機絶縁樹脂膜またはセラミック膜で構成することができるが、セラミック膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜で構成することが好ましい。絶縁膜２５をセラミック膜によって構成すると、有機絶縁膜を用いた場合に比較して、絶縁膜２５の熱膨張が小さくなるので、最大突出量を低減するのによい結果が得られる。
【００５２】
図１１は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図１２は図１１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド４は図１〜図４を参照して説明にした本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００５３】
ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００５４】
可撓体５１は、支持体５３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２とを有する。
【００５５】
舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けられている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００５６】
舌状片５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００５７】
図１３は本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装置６は図１１、１２に図示したものである。磁気ヘッド装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持され、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置される。
【００５８】
磁気ディスク４が、図示しない駆動装置により、矢印Ｆ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上する。駆動方式としては、ロータリー．アクチュエータ方式が一般的であるが、リニアアクチュエータ方式を採用してもよい。図１３はロータリー．アクチュエータ方式を示し、ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされる。
【００５９】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｂ）特別の製造プロセスを必要とすることなしに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｃ）保護膜のみならず、ポール端の膨出をも抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】図１の２ー２線に沿った部分断面図である。
【図３】図１に示した薄膜磁気ヘッドのレールを拡大して示す図である。
【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】Ｂ＝６μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図６】Ｂ＝８μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図７】Ｂ＝１０μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図８】Ｂ＝１２μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図９】Ｂ＝１５μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図１０】Ｂ＝２０μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図１１】本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図１２】図１１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図１３】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。
【符号の説明】
１ スライダ
２ 誘導型電磁変換素子
３ ＭＲ素子
１３、１４ ＡＢＳ
２１ 第１の磁性膜
２２ 第２の磁性膜
２３ コイル膜
２４ ギャップ膜
２５ 絶縁膜
２６ 保護膜
１３、１４ ＡＢＳ
１７、１８ 保護膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浮上型薄膜磁気ヘッドは、通常、スライダの空気流出端側に、誘導型電磁変換素子でなる書き込み素子と、磁気抵抗効果素子でなる読み取り素子とを備える。誘導型電磁変換素子は、保護膜によって覆われている。保護膜は、アルミナ等の無機系絶縁材料でなり、空気流出端側において最外側層を構成する。
【０００３】
誘導型電磁変換素子は、第１及び第２の磁性膜、ギャップ膜、コイル膜、及び絶縁膜等を含む。第１の磁性膜及び第２の磁性膜は、スライダの空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）側の端部がギャップ膜を間に挟んで対向し、それによって書き込みポール端を構成する。
【０００４】
また、第２の磁性膜は、ギャップ膜の面と平行な面に対して、ある角度で傾斜して立ち上がり、更に、第１の磁性膜との間に間隔を保って、ＡＢＳの後方に延び、後方結合部において第２の磁性膜に結合される。
【０００５】
コイル膜は第１及び第２の磁性膜の間の間隔（インナーギャップ）を通り、後方結合部の周りを渦巻き状に回っている。コイル膜の両端は、端子導体（バンプ）を介して外部に引き出される。絶縁膜は第１の磁性膜と第２の磁性膜との間のインナーギャップを埋めている。コイル膜はこの絶縁膜の内部に埋設されている。また、第２の磁性膜は絶縁膜の表面に形成されている。
【０００６】
上述した薄膜磁気ヘッドを用いて、磁気ディスクに対し情報を書き込むには、誘導型電磁変換素子のコイル膜に書き込み電流を供給する。
【０００７】
ところが、誘導型電磁変換素子のコイル膜に書き込み電流を供給した場合、コイル膜が発熱する。前述したように、コイル膜は、有機系絶縁材料でなる絶縁膜の内部に埋設されており、しかも有機系絶縁膜を含めた全体が、アルミナ等の保護膜によって覆われているから、コイル膜に発生した熱の放熱性が悪い。このため、コイル膜に発生した熱が内部に籠り、絶縁膜が熱膨張する。
【０００８】
絶縁膜の熱膨張力により、保護膜が押し出されて、外部に膨出する。保護膜の膨出はＡＢＳにもおよび、ＡＢＳが誘導型電磁変換素子の部分で膨出してしまう。また、上述した発熱により、絶縁膜に隣接する第１及び第２の磁性膜も熱膨張し、押えの弱いＡＢＳ側のポール端が膨出する。これらの膨出量は１０ｎｍにも達することがある。
【０００９】
この種の薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置では、高密度記録の要求に応えるため、磁気ディスクの面と、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳとの間に発生する浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのように狭小化されつつあり、ＡＢＳに前述したような膨出が生じると、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招き易くなり、磁気ディスク装置の信頼性上、極めて大きな問題となる。
【００１０】
上述した問題点を解決する手段として、特開平４ー３６６４０８号公報は無機絶縁保護膜の媒体対向面に、予め、窪みを設けておく技術を開示している。この窪みは、絶縁膜の熱膨張に起因する出っ張り量を考慮して、保護膜の媒体対向面側を出っ張らしておき、この状態で媒体対向面を平坦加工することによって形成する。
【００１１】
この先行技術は、熱膨張による膨出を抑えるのではなく、膨出を許容し、ただ、膨出によってＡＢＳが出っ張らないように、出っ張り部分を予め後退させておくという思想に立脚しているので、熱膨張による膨出の完全な解決手段とはならない。
【００１２】
しかも、記録動作時の発熱に起因する出っ張り量を想定して出っ張らせ、その状態で平坦化するという複雑なプロセスを採用する必要がある。また、スライダの形状、特にＡＢＳの幾何学的形状が特定されてしまい、浮上特性改善のための他の幾何学的形状を付加することが困難になる。更に、先行技術には、ポール端の膨出を抑制する手段は開示されていない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１４】
本発明のもう一つの課題は、特別の製造プロセスを必要とすることなしに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１５】
本発明の更にもう一つの課題は、保護膜のみならず、ポール端の膨出をも抑えることのできる薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダと、少なくとも１つの誘導型電磁変換素子と、保護膜とを含む。
【００１７】
前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜と、第２の磁性膜と、ギャップ膜と、コイル膜と、絶縁膜とを含み、前記スライダによって支持されている。前記第１の磁性膜及び前記第２の磁性膜は、前記スライダの空気ベアリング面側の端部が前記ギャップ膜を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成している。
【００１８】
前記第１の磁性膜は、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延びている。前記第２の磁性膜は、第１の磁性膜との間に間隔を保って、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延び、後方結合部において、前記第１の磁性膜に結合されている。
【００１９】
前記絶縁膜は、前記第１及び前記第２の磁性膜の間の前記間隔を埋め、表面に前記第２の磁性膜が形成されている。前記コイル膜は、前記絶縁膜の内部に埋設され、前記後方結合部の周りを渦巻き状に回っている。前記保護膜は、前記誘導型電磁変換素子の全体を覆っている。
【００２０】
ここで、前記第２の磁性膜の表面上で見た前記保護膜の最小膜厚をＡとし、前記間隔（インナーギャップ）内で見た前記絶縁膜の最大膜厚をＢとしたとき、
１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５
を満たす。
【００２１】
上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、誘導型電磁変換素子に含まれる第１の磁性膜及び第２の磁性膜は、スライダのＡＢＳ側の端部がギャップ膜を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成しており、第２の磁性膜は、ＡＢＳの後方に延び、後方結合部において第２の磁性膜に結合されているから、ＡＢＳに書き込みポール端を有する薄膜磁気回路が構成される。
【００２２】
また、第２の磁性膜は、第１の磁性膜との間に間隔を保って、ＡＢＳの後方に延び、コイル膜は第１の磁性膜及び第２の磁性膜の間の間隔を通り、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。従って、コイル膜に書き込み電流を流したとき、第１の磁性膜、第２の磁性膜及びギャップ膜を巡る薄膜磁気回路を通って書き込み磁束が流れ、ポール端に書き込み磁界が発生する。この書き込み磁界を利用して、磁気ディスクに磁気記録をすることができる。
【００２３】
コイル膜は絶縁膜の内部に埋設され、第２の磁性膜は絶縁膜の表面に備えられているから、コイル膜が第１の磁性膜及び第２の磁性膜から電気的に絶縁される。保護膜は、誘導型電磁変換素子の全体を覆っている。これにより、誘導型電磁変換素子の全体が、保護膜によって保護されることになる。
【００２４】
本発明においては、第２の磁性膜の表面上で見た保護膜の最小膜厚Ａ、間隔（インナーギャップ）内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂに関して、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たす。この条件を満たすと、保護膜の膨出量を、３ｎｍ以下に抑えることができる。保護膜の膨出量を３ｎｍ以下に抑えることができれば、浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍのように狭小化された場合でも、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招くことがない。このため、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。
【００２５】
しかも、本発明では、第２の磁性膜の表面上で見た保護膜の最小膜厚Ａ、インナーギャップ内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂの選定によって、保護膜の膨出を抑制するのであって、特別の製造プロセスを必要とせずに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る。本発明における膨出抑制作用は、保護膜のみならず、ポール端にも及び、ポール端の膨出をも抑えることができる。
【００２６】
本発明は、更に、上述した薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置についても開示する。
【００２７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図２において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。図示された本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ１と、誘導型電磁変換素子２と、磁気抵抗効果を利用した素子３（以下ＭＲ素子と称する）とを含む。スライダ１は、媒体対向面側にレール１１、１２を有し、レールの表面がＡＢＳ１３、１４として利用される。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダ１であっても、本発明の適用が可能である。また、スライダ１は、レールの表面に、例えば８〜１０ｎｍ程度の膜厚を有するＤＬＣ等の保護膜を備えることもあり、このような場合は保護膜の表面がＡＢＳ１３、１４となる。スライダ１はＡｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等でなる基体１５の表面にＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁膜１６を設けたセラミック構造体である。
【００２９】
誘導型電磁変換素子２は書き込み素子であり、ＭＲ素子３は読み取り素子である。誘導型電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。誘導型電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、スライダ１に備えられ、電磁変換のための端部がＡＢＳ１３、１４と近接した位置にある。空気流出端ＴＲの側にある側面には、誘導型電磁変換素子２に接続された取り出し電極２７、２８及びＭＲ素子３に接続された取り出し電極３３、３４がそれぞれ設けられている。
【００３０】
誘導型電磁変換素子２は、ＭＲ素子３に対する第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２、コイル膜２３、アルミナ等でなるギャップ膜２４、絶縁膜２５及び保護膜２６などを有している。第２のシールド膜は、第１の磁性膜２１から独立して備えられていてもよい。
【００３１】
第１の磁性膜２１及び第２の磁性膜２２の先端部は微小厚みのギャップ膜２４を隔てて対向するポール端となっており、ポール端において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性膜２１、２２は、単層であってもよいし、複層膜構造であってもよい。第１及び第２の磁性膜２１、２２の複層膜化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール端の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ膜２４は非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。
【００３２】
第２の磁性膜２２は、ポール端の側において、ギャップ膜２４の面と平行な面に対して、ある角度θで傾斜して立ち上がる。立ち上がり傾斜角度θは、エイペックス角θ（Ａｐｅｘ ａｎｇｌｅ）と称される。また、ポール端の先端面から立ち上がり開始点までの距離がスロートハイトＴＨと称されている。エイペックス角θ及びスロートハイトＴＨは電磁変換特性に密接に関連する。
【００３３】
第２の磁性膜２２は、更に、第１の磁性膜２１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部２９において第２の磁性膜２２に結合されている。これにより、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００３４】
コイル膜２３は、第１及び第２の磁性膜２１、２２の間に挟まれ、後方結合部２９の周りを渦巻き状に回る。コイル膜２３の両端は、取り出し電極２７、２８に導通されている（図１参照）。コイル膜２３の巻数および層数は任意である。
【００３５】
絶縁膜２５は、有機絶縁樹脂膜またはセラミック膜で構成する。セラミック膜の代表例は、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜である。絶縁膜２５の内部にはコイル膜２３が埋設されている。絶縁膜２５は第１及び第２の磁性膜２１、２２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁膜２５の表面には第２の磁性膜２２が備えられている。絶縁膜２５は、ポール端の先端面からスロートハイトＴＨを隔てた位置で、エイペックス角θで立ち上がるので、インナーギャップ内で見た膜厚が一定でない。インナーギャップ内における絶縁膜２５の内、最大膜厚をＢとする。
【００３６】
保護膜２６は、誘導型電磁変換素子２の全体を覆っていて、外表面と第２の磁性膜２２との間に生じる最小膜厚Ａが６μｍ以上、５０μｍ以下である。最小膜厚Ａは、形状の変化する第２の磁性膜２２の表面を基準にして測定された保護膜２６の膜厚のうち、最小になる膜厚をいう。保護膜２６はＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２等の無機絶縁材料で構成されている。
【００３７】
本発明では、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａと、インナーギャップ内で見た絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの関係を、
１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５
を満たすように選定する。
【００３８】
ＭＲ素子３は、これまで、種々の膜構造のものが提案され、実用に供されている。例えばパーマロイ等による異方性磁気抵抗効果素子を用いたもの、スピンバルブ膜構造もしくはペロブスカイト型磁性体等の巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果膜を用いたもの、強磁性トンネル接合効果素子等がある。本発明において、何れのタイプであってもよい。ＭＲ素子３は、第１のシールド膜３１と、第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜２１との間において、絶縁膜３２の内部に配置されている。絶縁膜３２はアルミナ等によって構成されている。ＭＲ素子３は取り出し電極３３、３４に接続されている（図１参照）。
【００３９】
上述したように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、誘導型電磁変換素子２に含まれる第１及び第２の磁性膜２１、２２は、スライダ１のＡＢＳ１３、１４の側の端部がギャップ膜２４を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成しており、第２の磁性膜２２は、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部２９において第２の磁性膜２２に結合されているから、ＡＢＳ１３、１４に書き込みのためのポール端を有する薄膜磁気回路が構成される。
【００４０】
また、第２の磁性膜２２は、第１の磁性膜２１との間に最大膜厚Ｂのインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、コイル膜２３は第１及び第２の磁性膜２１、２２の間のインナーギャップを通り、後方結合部２９の周りを渦巻き状に回る。従って、コイル膜２３に書き込み電流を流したとき、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及びギャップ膜２４を巡る薄膜磁気回路を通って書き込み磁束が流れ、ポール端に書き込み磁界が発生する。この書き込み磁界を利用して、磁気ディスクに磁気記録をすることができる。
【００４１】
第２の磁性膜２２は、ポール端の側において、ギャップ膜２４の面と平行な面に対して、エイペックス角θをもって立ち上がるから、立ち上がり開始点によって定まるスロートハイトＴＨ、及び、エイペックス角θの選定によって、電磁変換特性を設定し得る。
【００４２】
コイル膜２３は絶縁膜２５の内部に埋設され、第２の磁性膜２２は絶縁膜２５の表面に備えられているから、コイル膜２３は、第１及び第２の磁性膜２１、２２から電気的に絶縁される。保護膜２６は誘導型電磁変換素子２の全体を覆っている。これにより、誘導型電磁変換素子２の全体が、保護膜２６によって保護されることになる。
【００４３】
図３は薄膜磁気ヘッドのレールを拡大して示す図、図４は図３の４ー４線に沿った断面図である。図４において、軸線Ｘはスライダ１の基体１５のほぼ表面に沿って設定された基準線、軸線Ｙはスライダ１の基体１５と、絶縁膜１６との境界に引かれた基準線である。図４はスライダ１のＡＢＳを研摩加工した後の状態を示す。スライダ１の基体１５は、前述したように、Ａｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等でなり、極めて硬い。これに対して、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２及び第１のシールド膜３１は、基体１５を構成するＡｌ２Ｏ３ーＴｉＣ等よりも著しく柔らかい金属膜で構成されている。ギャップ膜２４が非磁性金属膜で構成された場合のも同様である。このため、研摩加工を終了した後のＡＢＳは、図４に示すように、第１の磁性膜２１、第２の磁性膜２２、第１のシールド膜３１及びギャップ膜２４が、基体１５の表面に取られた基準線Ｘから△Ｙ１０だけ研摩時に落ち込んでしまう。落ち込み量△Ｙ１０は約３ｎｍ程度である。
【００４４】
図４に示したプロファイルを持つ薄膜磁気ヘッドを用いて、磁気ディスク装置を構成し、書き込み電流を供給した場合、コイル膜２３に発生した熱により、絶縁膜２５が熱膨張し、絶縁膜２５の熱膨張力により、ＡＢＳ１３、１４が誘導型電磁変換素子２の部分で膨出する。また、絶縁膜２５に隣接する第１及び第２の磁性膜２１、２２も熱膨張し、押えの弱いＡＢＳ１３、１４の側において、ポール端が膨出する。図４において、一点鎖線Ｌ１１が膨出曲線を示す。
【００４５】
従来の薄膜磁気ヘッドでは、コイル膜２３に発生した熱の放熱性が悪いため、膨出量△Ｙ１１は１０ｎｍにも達することがあった。このため、磁気ディスクの面と、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳとの間に発生する浮上量が、例えば１０ｎｍのように狭小化された場合には、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招き易くなり、磁気ディスク装置の信頼性上、極めて大きな問題となっていた。
【００４６】
本発明ではこの問題を解決する手段として、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａと、インナーギャップ内で見た絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの関係を、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たすように選定する。この範囲であると、保護膜２６の膨出量を、３．０ｎｍ以下に抑えることができる。保護膜２６の膨出量を３．０ｎｍ以下に抑えることができれば、浮上量が、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍのように狭小化された場合でも、ヘッドクラッシュ、磁気ディスクの破損または磁気記録データの破壊等を招くことがない。このため、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。次に、図５〜図１０を参照して、更に具体的に説明する。
【００４７】
図５〜図１０は保護膜２６の最小膜厚Ａと、絶縁膜２５の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。最大突出量は図４の△Ｙ１１に対応する。シミュレーションに当っては、有限要素法を用いた。磁気ヘッドを構成する各材料の定数は、次のように選定した。
図５はＢ＝６μｍのときのデータ、図６はＢ＝８μｍのときのデータ、図７はＢ＝１０μｍのときのデータ、図８はＢ＝１２μｍのときのデータ、図９はＢ＝１５μｍのときのデータ、図１０はＢ＝２０μｍのときのデータである。絶縁膜２５の最大膜厚Ｂを、上述のような範囲で選定すれば、実際の薄膜磁気ヘッドにおいて採用され得る絶縁膜２５の膜厚を全てを包含することになる。
【００４９】
図５〜図１０の何れのデータにおいても、１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５を満たす範囲では、最大突出量は３ｎｍ未満に抑制されている。比（Ａ／Ｂ）が１よりも小さくなると、最大突出量は急激に増大する。これは、保護膜２６の最小膜厚Ａが小さくなったために、最大膜厚Ｂ＝６μｍの絶縁膜２５の熱膨張に対する保護膜２６の抑制作用の有効性が損なわれるためと推測される。比（Ａ／Ｂ）が２．５を越えると、最大突出量が３ｎｍを越えるようになる。これは、保護膜２６の最小膜厚Ａが大き過ぎると、放熱性が悪くなるためと推測される。
【００５０】
本発明では、第２の磁性膜２２の表面上で見た保護膜２６の最小膜厚Ａ、インナーギャップ内で見た絶縁膜の最大膜厚Ｂの選定によって、保護膜の膨出を抑制するのであって、特別の製造プロセスを必要とせずに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る。しかも、膨出抑制作用は、保護膜２６のみならず、ポール端にも及び、ポール端の膨出をも抑えることができる。
【００５１】
絶縁膜２５は、上述したように有機絶縁樹脂膜またはセラミック膜で構成することができるが、セラミック膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜で構成することが好ましい。絶縁膜２５をセラミック膜によって構成すると、有機絶縁膜を用いた場合に比較して、絶縁膜２５の熱膨張が小さくなるので、最大突出量を低減するのによい結果が得られる。
【００５２】
図１１は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図１２は図１１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド４は図１〜図４を参照して説明にした本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００５３】
ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００５４】
可撓体５１は、支持体５３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２とを有する。
【００５５】
舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けられている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００５６】
舌状片５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００５７】
図１３は本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装置６は図１１、１２に図示したものである。磁気ヘッド装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持され、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置される。
【００５８】
磁気ディスク４が、図示しない駆動装置により、矢印Ｆ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上する。駆動方式としては、ロータリー．アクチュエータ方式が一般的であるが、リニアアクチュエータ方式を採用してもよい。図１３はロータリー．アクチュエータ方式を示し、ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされる。
【００５９】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｂ）特別の製造プロセスを必要とすることなしに、記録時の熱膨張によるＡＢＳ側の膨出を確実に抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｃ）保護膜のみならず、ポール端の膨出をも抑制し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】図１の２ー２線に沿った部分断面図である。
【図３】図１に示した薄膜磁気ヘッドのレールを拡大して示す図である。
【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】Ｂ＝６μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図６】Ｂ＝８μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図７】Ｂ＝１０μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図８】Ｂ＝１２μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図９】Ｂ＝１５μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図１０】Ｂ＝２０μｍにおいて、保護膜の最小膜厚Ａ及び絶縁膜の最大膜厚Ｂとの比（Ａ／Ｂ）と、最大突出量（ｎｍ）との関係を示すシミュレーションデータである。
【図１１】本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図１２】図１１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図１３】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。
【符号の説明】
１ スライダ
２ 誘導型電磁変換素子
３ ＭＲ素子
１３、１４ ＡＢＳ
２１ 第１の磁性膜
２２ 第２の磁性膜
２３ コイル膜
２４ ギャップ膜
２５ 絶縁膜
２６ 保護膜
１３、１４ ＡＢＳ
１７、１８ 保護膜
Claims (7)
- スライダと、少なくとも１つの誘導型電磁変換素子と、保護膜とを含む薄膜磁気ヘッドであって、
前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜と、第２の磁性膜と、ギャップ膜と、コイル膜と、絶縁膜とを含み、前記スライダによって支持されており、
前記第１の磁性膜及び前記第２の磁性膜は、前記スライダの空気ベアリング面側の端部が前記ギャップ膜を間に挟んで対向し、それによってポール端を構成しており、
前記第１の磁性膜は、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延びており、
前記第２の磁性膜は、第１の磁性膜との間に間隔を保って、前記ポール端から前記空気ベアリング面の後方に延び、後方結合部において、前記第１の磁性膜に結合されており、
前記絶縁膜は、有機絶縁膜でなり、前記第１及び前記第２の磁性膜の間の前記間隔を埋め、表面に前記第２の磁性膜が形成されており、
前記コイル膜は、前記絶縁膜の内部に埋設され、前記後方結合部の周りを渦巻き状に回っており、前記保護膜は、前記誘導型電磁変換素子の全体を覆っており、
前記第２の磁性膜の表面上で見た前記保護膜の最小膜厚をＡとし、前記間隔内で見た前記絶縁膜の最大膜厚をＢとしたとき、
１≦（Ａ／Ｂ）≦２．５
を満たす、
薄膜磁気ヘッド。 - 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含み、前記磁気抵抗効果素子は読み取り素子として用いられる薄膜磁気ヘッド。
- 請求項２に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、スピンバルブ膜構造を有する薄膜磁気ヘッド。
- 請求項２に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、強磁性トンネル接合効果素子である薄膜磁気ヘッド。
- 請求項２に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、ペロブスカイト型磁性体を含む巨大磁気抵抗効果素子である薄膜磁気ヘッド。
- 薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む磁気ヘッド装置であって、前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至５の何れかに記載されたものでなり、前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する磁気ヘッド装置。
- 磁気ヘッド装置と、磁気ディスクとを含む磁気ディスク装置であって、前記磁気ヘッド装置は、請求項６に記載されたものでなり、前記磁気ディスクは、前記磁気ヘッド装置との間で、磁気記録、及び、再生を行う磁気ディスク装置。
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