JP3807713B2 - Manufacturing method of magnetic head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主にハードディスクの磁気記録の書き込みに用いられる磁気ヘッドの製造方法およびこれを用いた磁気ヘッドに関わり、さらに該磁気ヘッドを用いたハードディスク装置に関わるものである。
【0002】
【従来の技術】
当該業者によく知られているようにハードディスク装置は磁気記録媒体としての磁気ディスク円板、該円板に磁気記録信号を書き込と読み出すための書き込み用磁気ヘッド、磁気ヘッドを円板上の定められた位置にアクセスするためのサーボ機構、信号処理のための電気回路などを主要素として含んでいる。ハードディスク装置の性能の最も重要な項目の一つは面記録密度であり、面記録密度向上のためには線記録密度とトラック密度を増加する必要がある。
【0003】
このうち、トラック密度の向上には書き込み用磁気ヘッドのトラック部におけるトラック幅を狭小化することが不可欠であるとともに、書き込み時の漏洩磁束を低減する必要がある。かかる書き込み用磁気ヘッドに要請される技術的問題点は、たとえば日経エレクトロニクスに詳細に記述されているし、トラック部の構造例がUSP5,285,340号公報に述べられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの従来技術は磁気回路やこれを駆動するためのコイルを含めたヘッド全体の具体的な製造プロセスとして確立したものでないことに加え、磁気ヘッドの構造としても最適化されたものではないために、実際に磁気ヘッドを製造して高性能なハードディスク装置を安価に提供するには十分とはいえない問題を抱えていた。
【0005】
すなわち、書き込み用磁気ヘッドの製造にはトラック部先端のみの製造で十分なわけではなく、コイル部、上部磁気コア部などを含めた書き込みヘッドの構造と一連の製造プロセスとを合理的に設計するとともに、磁気ヘッドに必要な特性を満足するのに最適化した材料を製造プロセスに適合する困難を克服する必要がある。
【0006】
かかる困難を克服した、狭小なトラック幅の書き込みヘッドを製造するための合理的な製造方法は、これまで提供されていなかった。
【0007】
かかる問題を鑑みてなされた本発明の第一の目的は、上記の各種課題に同時に応えるための合理的に構成されたトラック部、コイル部、上部磁気コア部などを含めた書き込み用磁気ヘッドを製造するための書き込みヘッドの構造と一連の製造プロセスとを提供することにある。
【0008】
本発明の第二の目的は、該製造プロセスに適合した最適な磁気ヘッド用材料の組み合わせを提供することにある。
【0009】
本発明の第三の目的は、該磁気ヘッドを用いた高性能な磁気ディスク装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は書き込みヘッドの磁気回路の上部磁気コアと下部磁気コアとを、第1の磁性体と非磁性体と第2の磁性体とからなる積層構造材でトラック部とバックギャップ部で接続した特徴に加えて該上部磁気コアの端部が浮上面より内部に位置することを特徴とする磁気ヘッドを提供する。本発明の手段を図1にしたがって以下で詳細に説明する。
【0011】
図1(a)は書き込み用磁気ヘッドの下部磁気コア1を示す。
【0012】
この下部磁気コア1の上にトラック部Aとバックギャップ部Bの2カ所に、第1の磁性体2と非磁性体3と第2の磁性体4とからなる積層構造材をめっきで形成し、これを(b)とする。
【0013】
次いで、トラック部Aとバックギャップ部Bを除く所定部分にコイル下部絶縁層5を形成し、コイル下部絶縁層5と該積層構造材を平坦化する。(c)
次いで、絶縁材5上に駆動用のコイル6を形成する。(d)
次いで、コイル絶縁材7を形成しコイル6を完全に被覆する。(e)
次いで、露出した積層構造材をトラック部Aとバックギャップ部Bで接続するように上部磁気コア8を形成する。このとき上部磁気コア8の端部を浮上面より後退させ、かつ端部の角度を45乃至90度の範囲、好ましくは60乃至85度の範囲となるように形成する。(f)
次いで、上部磁気コア8部、コイル6部分、トラック部A、バックギャップ部Bを含めた書き込みヘッド全体を被覆するように絶縁材9を形成する。(g)
最後に浮上面Cが露出するように切断、研磨してヘッドが完成する。なお、磁気ヘッドとしての性能を確保するためには上記の工程を経た後にも、保護膜の形成や浮上面のレール加工等の工程が必要であることはいうまでもない。
【0014】
なお、本発明ではバックギャップ部Bの非磁性体3と第2の磁性体4を除去する工程を追加して磁気ヘッドを製造することもでき、これを図1(h)に示す。
【0015】
上記した(a)から(g)までの一連の工程を順序良く経ることで、本発明の、書き込みヘッドの磁気回路の上部磁気コアと下部磁気コアとを、第1の磁性体と非磁性体と第2の磁性体とからなる積層構造材でトラック部とバックギャップ部で接続したことを特徴とする磁気ヘッドが製造できるのである。
【0016】
本発明は上記のような一連の工程を用いて製造できるが、それぞれの工程と工程の前後の関係およびその工程で使用する材料には密接な関係がある。
【0017】
通常、読みとり用のMRヘッド(もしくはGMRヘッド)と書き込みヘッドを分離した複合ヘッドでは下部磁気コア1がMRヘッドの上部シールドを兼ねている。しかし、本発明は読みとり用と書き込み用ヘッドが同一の、いわゆる誘導型薄膜ヘッドの製造に用いることもできることはいうまでもない。
【0018】
本発明の該積層構造体はいわゆるフレームめっき法と称されるめっき法によって連続的に形成することができる。すなわち、トラック部A、バックギャップ部Bへ積層構造体をめっきする場合には、トラック部A、バックギャップ部Bを取り囲む形状にレジストのフレームを形成してからトラック部、バックギャップ部とそれ以外にもめっきを施し、この後、トラック部A、バックギャップ部Bをキャップレジストで保護しながら不要部のめっきをエッチングで除去し、最後に、フレームレジストを除去する等の当該業者に周知の方法を用いることができる。かかるフレームレジストを用いためっき処理を、第1の磁性体2と非磁性体3と第2の磁性体4に順次、施すことで本発明の積層構造材が形成できるのである。
【0019】
本発明ではトラック部Aとバックギャップ部Bを同時に形成するとともに、トラック部Aとバックギャップ部Bの該積層構造材の面積比が0.1乃至0.00001となるように調整することが重要である。
【0020】
通常、バックギャップ部Bには磁気ギャップを形成しないのが、従来の磁気ヘッドの一般的な構造である。これはバックギャップ部Bに形成する磁気ギャップがヘッドの書き込み特性に悪影響を与える場合があるためである。ところが上記の方法を用いて積層構造材でトラック部Aを形成し、かつ、バックギャップ部Bには磁気ギャップを形成しないためには製造工程を追加する必要が生じるのである。
【0021】
かかる追加した製造工程を採用しても本発明を実現することは可能であり、以下のようにバックギャップ部の該非磁性体3を除去して磁気回路を軟磁性体で直接に接続する構造とすることも可能である。
【0022】
すなわち、少なくともバックギャップ部を開口したフォトレジストパターンををマスクにしてイオンミリング法もしくは反応性イオンエッチング法などのドライエッチングで、あるいはウェットエッチングで非磁性体3と第2の磁性体4を除去するのである。その後に上部磁気コアを形成することで、バックギャップ部Bには磁気ギャップを形成しないで磁気回路を軟磁性体で直接に接続することが可能になるのである。
【0023】
しかし、上記の方法では工程が複雑になるので、かかる問題を回避するために、トラック部Aとバックギャップ部Bを積層構造材で同時に形成するとともに、トラック部Aとバックギャップ部Bの該積層構造体の面積比が0.1乃至0.00001となるように調整するのがよい。トラック部Aとバックギャップ部Bを同時に形成することで製造工程の大幅な簡略化が可能となり、かつ、トラック部Aとバックギャップ部Bとの該積層構造体の面積比が0.1乃至0.00001となるように調整することでバックギャップ部Bの磁気ギャップがヘッドの書き込み特性に悪影響を与えることを防止できるのである。
【0024】
ギャップ厚さをg、真空の透磁率をμ0、トラック部Aの面積(ヘッドが完成してからの)をS1、バックギャップ部Bの面積をS2とするとトラック部とバックギャップ部を合わせたギャップの磁気抵抗の近似値Rは次式で表すことができる。
【0025】
【数1】
R=g/μ0(1/S1+1/S2)
かかる関係からトラック部Aとバックギャップ部Bの該積層構造体の面積比S1/S2が0.1乃至0.00001である場合にはバックギャップ部Bの磁気ギャップがギャップの磁気抵抗に及ぼす影響は無視できるようになり、ひいては、ヘッドの書き込み特性に悪影響を与えることを防止できるのである。
【0026】
本発明では該積層構造材で形成されるトラック幅を0.3乃至1.5μmとすることで極めて高密度の磁気記録を可能にする。かかるトラック幅の下限はホトレジストのフレーム形成が可能な実用的な見地から定まるものであり、上限は望ましい記録密度が得られる範囲から定まるものである。
【0027】
本発明では該第1の磁性体2の厚さが0.2乃至1.0μmであり、該非磁性体3の厚さが0.1乃至0.5μmであり、該第2の磁性体4の厚さが0.2乃至1.0μmであることが望ましい。かかる厚さの下限はトラック先端からの書き込み磁束が実用的な範囲となる見地から定まるものであり、上限はやはりホトレジストのフレーム形成が可能な範囲から定まるものである。
【0028】
本発明の該非磁性体3はPdもしくはRhもしくはPtもしくAuもしくはCuもしくはそれらを含んでなる非磁性合金であることを特徴とする。かかる金属は容易にめっきが可能であるとともに、第1の磁性体2および第2の磁性体4との密着にすぐれていることから選ばれるもので、後の工程での浮上面研磨の際に研磨によるダレの発生が少ないPd,Rh,Ptなどの白金族もしくはこれに類似の金属が特に好ましい。
【0029】
さらに、本発明の該第1の磁性体2と該第2の磁性体4には、飽和磁束密度が1.0乃至2.2Tの軟磁性合金が用いられる。十分に強力なヘッド磁界を得るには飽和磁束密度はより大であることが好ましい。かかる飽和磁束密度の磁性体を得るにはNi,Fe,Coから選ばれたすくなくとも一つの成分を含む軟磁性合金もしくはこれらにその他の元素を含有してなる軟磁性合金を用いればよく、かかる軟磁性合金を得るにはめっき法が利用できるのである。
【0030】
一方、本発明の該下部磁気コア1と上部磁気コア8にも該第1の磁性体2と該第2の磁性体4と同様に飽和磁束密度が1.0乃至2.2Tの軟磁性合金が用いられる。
【0031】
該下部磁気コア1と上部磁気コア8は厚さが0.5乃至5.0μmであることが推奨される。かかる厚さの上、下限は書き込み特性もしくは複合ヘッドとしてのシールド効果が十分に確保できることから定まるものである。
【0032】
本発明の該コイル下部絶縁層5にはポジ型ホトレジストを焼成した有機絶縁膜もしくはアルミナ、シリカ等の酸化物絶縁材料の単独もしくは組み合わせが好んで用いられるがこれら以外の絶縁材料が用いられないわけではない。
【0033】
本発明の該平坦化とは、トラック部Aとバックギャップ部Bとに該積層構造体を形成した基板の全面にコイル下部絶縁層5を堆積した後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等の手法を用いて、コイル下部絶縁層5の上面と該積層構造体上面とが同一平面となるように研磨するのがよい。かかる研磨加工は当該業者に周知の手法である。
【0034】
本発明の該コイル6の形成には平坦化した積層構造体とコイル下部絶縁層5の表面にコイルめっき用下地膜(図示しない)をスパッタ等で形成し、コイルめっき用フレームレジストを形成した後、コイルをCu等の低抵抗金属で形成し、フレームレジストを除去してから露出したコイルめっき用下地膜をミリング等で除去する当該業者に周知の方法を用いることができる。
【0035】
本発明の該コイル絶縁材料7にはポジ型ホトレジストを焼成したものを用いることができるが、アルミナ、シリカ等の酸化物を絶縁材料として用いられないわけではない。
【0036】
本発明の該上部磁気コア8の形成にはめっき用下地膜のスパッタ(図示しない)後にホトレジストフレームを形成し、上部磁気コア9の磁気異方性を確保するために磁場中めっきを施し、めっき後に所用部にキャップレジストを形成してから不要部のめっきをエッチングで除去し、フレームレジストを除去してからめっき用下地膜をミリングで除去する等の当該業者に周知の方法を用いることができる。
【0037】
本発明の該上部磁気コア8は該上部磁気コアの端部が浮上面より内部に位置することをが特徴である。図2に示すような上部磁気コア端部と浮上面との距離Lは0.1乃至3μmに規定される。かかる上部磁気コア端部の浮上面からの後退は上部磁気コア端部が浮上面に露出することによる上部磁気コア端部からの漏れ磁界が磁気記録に影響することを防止するために劇的な効果がある。
【0038】
さらに本発明の該上部磁気コア端部の仰角θが45度以上乃至90度以下であることも本発明の特徴である。かかる角度を設けるのは、後に形成する絶縁材9が脱落するのを防止するのに大きな効果があるためである。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を以下に述べる。図3は先述した図1の断面構造図に対応する磁気ヘッドの平面構造図を示したものである。説明をわかりやすくするために図3では磁気ヘッドを構成するいくつかの層を重ね書きして示してある。
【0040】
図3に示す浮上面CをXの方向からみた断面図が図4である。
【0041】
本発明の下部磁気コア1は図3に示すように配置される。かかる下部磁気コア1は下部磁気コア1の下部に配置されたMR素子12の上部シールドを兼ねた作用を担っている。
【0042】
具体的には、アルミナチタンカーバイドのごとき材質のウェハ10に形成した下部シールド11上にMR素子12を形成した後、MR素子12の上部シールド(下部磁気コア1)を形成して、本発明の該下部磁気コア1とする。
【0043】
本発明の該下部磁気コア1には一例として、飽和磁束密度が約1.0TのNi−Fe軟磁性合金を用いることができる。かかる軟磁性合金はNi組成が約80%のパーマロイ合金として当該業者にはその性質と作成法が熟知されたものである。
【0044】
該下部磁気コア1の厚さは一例として3.0μmとする。かかる下部磁気コア1上にトラック部A、バックギャップ部Bを形成するためのホトレジストのフレームを形成し、第1の磁性体2と非磁性体3と第2の磁性体4の3層のめっきを順次施すことで本発明の積層構造体を形成する。この後、トラック部A、バックギャップ部B以外のめっきはエッチングで除去する。第1の磁性体2と第2の磁性体4には一例として高Bs軟磁性材料であるNi組成が約46%のNi−Fe軟磁性合金を用いることができる。非磁性体3として非磁性のPdめっきを用いることができる。
【0045】
ホトレジスト高さを2.5μm、トラック幅を0.9μm、トラック部面積/バックギャップ部面積比を0.0003に設定する。第1の磁性体2と第2の磁性体4の厚さをそれぞれ1.0μm、非磁性体の厚さを0.2μmとする。
【0046】
かかる本発明では微細なトラック部Aのめっきを形成するためのホトレジストのフレームを下部磁気コア1上の平坦な面上に形成できるので、極めて精度良くホトレジストを形成することが可能で、その結果として微細でかつ精密なトラック幅の制御が可能となるのである。
【0047】
次いで、コイル下部絶縁層5とするアルミナを3.0μm厚さに全面に堆積し、CMP法でコイル下部絶縁層5の上面と該積層構造体上面とが同一平面となるように研磨する。具体的にはアルミナ微粒子の砥粒を含むスラリで堆積したアルミナを研磨していき、該積層構造体上面が露出したときに研磨を終了することで、平坦化した研磨面を効率良く作成することができる。
【0048】
本発明は次いで、コイル下部絶縁層5のアルミナ上に駆動用のコイル6を形成する。コイル6の高さと幅はそれぞれ3.0μmが推賞される。またコイルのターン数もヘッドの設計から決定すべきもので、1例として8ターンを選択する。さらにコイルは1層に限られるものではなく、2層化してターン数の増加によるヘッド面積の増大を防止することも可能である。かかるコイル6の形成には、Cu/Crのごときコイルめっき用下地膜を全面にスパッタ等で形成し、コイルめっき用フレームレジストを形成した後、コイル6をめっきで形成し、フレームレジストを除去してから露出したコイルめっき用下地膜をミリング等で除去するとよい。
【0049】
本発明は該コイル絶縁材料7にポジ型ホトレジストを焼成したものを用いる。
【0050】
本発明は上部磁気コア8をトラック部A、バックギャップ部Bで接続するように形成する。かかる上部磁気コア8には一例として、飽和磁束密度が1.0TのNi−Fe軟磁性合金を用いることができる。
【0051】
本発明の該上部磁気コア8の形成にはめっき用下地膜のスパッタ(図示しない)後にホトレジストフレームを形成し、上部磁気コア8の磁気異方性を確保するために磁場中めっきを施し、めっき後に所用部にキャップレジストを形成してから不要部のめっきをエッチングで除去し、フレームレジストを除去してからめっき用下地膜をミリングで除去する等の当該業者に周知の方法を用いることができる。良好な磁気異方性の確保には一例として0.1Tの磁場を印可するとよい。かかるホトレジストフレームの形成に該上部磁気コア8の端部が浮上面から後退したマスクを用いることで本発明を実現できる。後退距離Wの値は一例として0.5μmが推奨される。さらにフレームレジストにネガレジストを使用することで、仰角を設けることが可能になる。仰角の値は一例として80度が推奨される。
【0052】
本発明では上部磁気コア8部、コイル6を含めた書き込みヘッド全体をアルミナの絶縁材9で被覆し、書き込みヘッドの積層工程を完成する。
【0053】
かかるヘッドを多数形成したウェハから複数のヘッドを含むブロックを切り出し、浮上面の研磨、浮上面のレール加工、ヘッド保護膜の形成を施し、単数のヘッドに分割し、磁気ヘッドを完成する。
【0054】
図5には以上のように製造した磁気ヘッド20を磁気ディスク装置24に組み込む方法の一例を示す。本発明の磁気ヘッド20はあらかじめサスペンション21に実装しサーボアクチュエータ22で駆動する構造とする。記録媒体の磁気ディスク23は複数枚を同一シリンダで回転する。ディスクの両面を記録媒体として利用するために、磁気ディスク1枚に対し通常2ヶの磁気ヘッドを実装するのは当該業者に周知となっている。かかる方法で磁気ディスク装置24が完成するのである。
【0055】
本発明の磁気ディスク装置24では本発明の磁気ヘッド20を使用するとともに、2000エルステッドの保磁力の媒体を有する磁気ディスク23を用い4000rpmの回転速度を使用することでトラック記録密度22kTPI(トラックパーインチ)、線記録密度230kBPI(ビットパーインチ)で記録密度5Gビット/平方インチの著しく優れた記録性能を達成できるのである。
【0056】
また、トラック幅をさらに狭くして0.5μmとし、トラック部面積/バックギャップ部面積比を0.0001に設定し、さらに、非磁性体の厚さを0.1μmとすることで、さらなる記録密度の向上が可能である。かかる場合は3000エルステッドの保磁力の媒体を有する磁気ディスクを併用することで、トラック記録密度34kTPI(トラックパーインチ)が可能となり、線記録密度300kBPI(ビットパーインチ)で記録密度10Gビット/平方インチ以上の著しく優れた記録性能をも達成できる。
【0057】
かかる高性能な磁気記録に利用できる磁気ヘッドを簡易な製造工程で提供できるのは、本発明の優れたヘッド構造と、これを実現するための製造法によるのである。
【0058】
【発明の効果】
本発明は著しく簡単な工程で高性能の磁気ヘッドを製造する方法と新規な磁気ヘッドの構造を同時に提供するものであり、本発明の磁気ヘッドを用いると著しく高性能の磁気ディスク装置を安価に提供できるようになるので、その経済効果には測り知れないものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ヘッドの製造工程を断面図を用いて説明した断面図。
【図2】本発明の磁気ヘッドの構造の一部を断面図を用いて説明した断面図。
【図3】本発明の磁気ヘッドの構造を平面図を用いて説明した図。
【図4】本発明の磁気ヘッドの浮上面の構造を断面図を用いて説明した断面図。
【図5】本発明の磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の外観を示す斜視図。
【符号の説明】
1…下部磁気コア、2…第1の磁性体、3…非磁性体、4…第2の磁性体、5…コイル下部絶縁層、6…コイル、7…コイル絶縁材、8…上部磁気コア、9…絶縁材、10…ウェハ、11…下部シールド、12…MR素子、20…磁気ヘッド、21…サスペンション、22…サーボアクチュエータ、23…磁気ディスク、24…磁気ディスク装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a method of manufacturing a magnetic head used for writing magnetic recording on a hard disk and a magnetic head using the same, and further relates to a hard disk device using the magnetic head.
[0002]
[Prior art]
As is well known to those skilled in the art, a hard disk device has a magnetic disk disk as a magnetic recording medium, a magnetic head for writing and reading a magnetic recording signal on the disk, and a magnetic head on the disk. A servo mechanism for accessing the designated position, an electric circuit for signal processing, and the like are included as main elements. One of the most important items of the performance of the hard disk drive is the surface recording density. In order to improve the surface recording density, it is necessary to increase the linear recording density and the track density.
[0003]
Among these, in order to improve the track density, it is indispensable to narrow the track width in the track portion of the magnetic head for writing, and it is necessary to reduce the leakage magnetic flux during writing. The technical problems required for such a magnetic head for writing are described in detail in, for example, Nikkei Electronics, and an example of the structure of the track portion is described in US Pat. No. 5,285,340.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional techniques are not established as a specific manufacturing process for the entire head including a magnetic circuit and a coil for driving the magnetic circuit, and are not optimized as a structure of the magnetic head. Therefore, there has been a problem that is not sufficient for actually manufacturing a magnetic head and providing a high-performance hard disk drive at low cost.
[0005]
That is, it is not sufficient to manufacture only the track tip for manufacturing the write magnetic head, and rationally design the structure of the write head including the coil portion and the upper magnetic core portion and a series of manufacturing processes. At the same time, it is necessary to overcome the difficulty of adapting the material optimized to satisfy the characteristics required for the magnetic head to the manufacturing process.
[0006]
A reasonable manufacturing method for manufacturing a write head having a narrow track width, which has overcome such difficulties, has not been provided so far.
[0007]
The first object of the present invention made in view of such problems is to provide a magnetic head for writing including a track portion, a coil portion, an upper magnetic core portion, etc., which are rationally configured to simultaneously meet the various problems described above. It is to provide a structure of a write head for manufacturing and a series of manufacturing processes.
[0008]
A second object of the present invention is to provide an optimal combination of magnetic head materials suitable for the manufacturing process.
[0009]
A third object of the present invention is to provide a high performance magnetic disk apparatus using the magnetic head.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the present invention relates to an upper magnetic core and a lower magnetic core of a magnetic circuit of a write head, and a laminated structure comprising a first magnetic body, a non-magnetic body and a second magnetic body. In addition to the feature of connecting the track portion and the back gap portion with a material, the magnetic head is characterized in that the end portion of the upper magnetic core is located inside the air bearing surface. The means of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
[0011]
FIG. 1A shows the lower
[0012]
On the lower
[0013]
Next, the coil lower
Next, a
Next, the coil insulating material 7 is formed and the
Next, the upper
Next, an insulating material 9 is formed so as to cover the entire write head including the upper
Finally, the head is completed by cutting and polishing so that the air bearing surface C is exposed. Needless to say, in order to ensure the performance as a magnetic head, steps such as formation of a protective film and rail processing of the air bearing surface are necessary after the above-described steps.
[0014]
In the present invention, a magnetic head can be manufactured by adding a step of removing the
[0015]
By performing the above-described series of steps (a) to (g) in order, the upper magnetic core and the lower magnetic core of the magnetic circuit of the write head according to the present invention are replaced with the first magnetic body and the nonmagnetic body. Thus, a magnetic head can be manufactured in which the track portion and the back gap portion are connected to each other by a laminated structure material composed of the first and second magnetic bodies.
[0016]
Although the present invention can be manufactured using a series of steps as described above, there is a close relationship between each step, the relationship before and after the step, and the materials used in the step.
[0017]
Normally, in a composite head in which a read MR head (or GMR head) and a write head are separated, the lower
[0018]
The laminated structure of the present invention can be continuously formed by a plating method called a so-called frame plating method. That is, when the laminated structure is plated on the track portion A and the back gap portion B, a resist frame is formed in a shape surrounding the track portion A and the back gap portion B, and then the track portion, the back gap portion and the others. After this, plating is performed on the substrate, and after that, the unnecessary portion of the plating is removed by etching while protecting the track portion A and the back gap portion B with a cap resist, and finally the frame resist is removed. Can be used. The laminated structure material of the present invention can be formed by sequentially performing plating using the frame resist on the first
[0019]
In the present invention, it is important to simultaneously form the track portion A and the back gap portion B and to adjust the area ratio of the laminated structure material of the track portion A and the back gap portion B to 0.1 to 0.00001.
[0020]
Usually, a magnetic gap is not formed in the back gap portion B, but a general structure of a conventional magnetic head. This is because the magnetic gap formed in the back gap portion B may adversely affect the write characteristics of the head. However, in order to form the track portion A with the laminated structure material using the above method and not to form the magnetic gap in the back gap portion B, it is necessary to add a manufacturing process.
[0021]
It is possible to realize the present invention even if such an additional manufacturing process is adopted, and a structure in which the
[0022]
That is, the
[0023]
However, since the process is complicated in the above method, in order to avoid such a problem, the track portion A and the back gap portion B are simultaneously formed of a laminated structure material, and the track portion A and the back gap portion B are stacked. The area ratio of the structure body is preferably adjusted to be 0.1 to 0.00001. By simultaneously forming the track part A and the back gap part B, the manufacturing process can be greatly simplified, and the area ratio of the laminated structure of the track part A and the back gap part B becomes 0.1 to 0.00001. By adjusting in this way, it is possible to prevent the magnetic gap of the back gap portion B from adversely affecting the write characteristics of the head.
[0024]
When the gap thickness is g, the vacuum permeability is
[0025]
[Expression 1]
R = g / μ0 (1 /
From this relationship, when the area ratio S1 / S2 of the laminated structure of the track part A and the back gap part B is 0.1 to 0.00001, the influence of the magnetic gap of the back gap part B on the magnetoresistance of the gap can be ignored. As a result, it is possible to prevent the head writing characteristics from being adversely affected.
[0026]
In the present invention, the track width formed by the laminated structure material is 0.3 to 1.5 μm, thereby enabling extremely high density magnetic recording. The lower limit of the track width is determined from a practical viewpoint capable of forming a photoresist frame, and the upper limit is determined from a range in which a desirable recording density can be obtained.
[0027]
In the present invention, the thickness of the first
[0028]
The
[0029]
Furthermore, a soft magnetic alloy having a saturation magnetic flux density of 1.0 to 2.2 T is used for the first
[0030]
On the other hand, the lower
[0031]
It is recommended that the lower
[0032]
In the coil lower insulating
[0033]
The planarization of the present invention means that after depositing the coil lower insulating
[0034]
The
[0035]
As the coil insulating material 7 of the present invention, a material obtained by baking a positive photoresist can be used, but an oxide such as alumina or silica is not necessarily used as an insulating material.
[0036]
In the formation of the upper
[0037]
The upper
[0038]
Furthermore, it is also a feature of the present invention that the elevation angle θ of the end of the upper magnetic core of the present invention is 45 degrees or more and 90 degrees or less. The reason for providing such an angle is that it has a great effect in preventing the insulating material 9 to be formed later from falling off.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention are described below. FIG. 3 is a plan structural view of the magnetic head corresponding to the cross-sectional structural view of FIG. 1 described above. In order to make the explanation easy to understand, in FIG. 3, several layers constituting the magnetic head are overwritten.
[0040]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the air bearing surface C shown in FIG.
[0041]
The lower
[0042]
Specifically, after the
[0043]
For example, a Ni—Fe soft magnetic alloy having a saturation magnetic flux density of about 1.0 T can be used for the lower
[0044]
For example, the thickness of the lower
[0045]
The photoresist height is set to 2.5 μm, the track width is set to 0.9 μm, and the track part area / back gap part area ratio is set to 0.0003. The thickness of the first
[0046]
In the present invention, a photoresist frame for forming a fine track portion A plating can be formed on a flat surface on the lower
[0047]
Next, alumina as a coil lower insulating
[0048]
In the present invention, the driving
[0049]
In the present invention, the coil insulating material 7 obtained by baking a positive photoresist is used.
[0050]
In the present invention, the upper
[0051]
The upper
[0052]
In the present invention, the entire write head including the upper
[0053]
A block including a plurality of heads is cut out from a wafer on which a large number of such heads are formed, and the air bearing surface is polished, the air bearing surface is processed with a rail, and the head protective film is formed, and is divided into a single head to complete a magnetic head.
[0054]
FIG. 5 shows an example of a method for incorporating the magnetic head 20 manufactured as described above into the magnetic disk device 24. The magnetic head 20 of the present invention is configured to be mounted on a
[0055]
In the magnetic disk device 24 of the present invention, the magnetic head 20 of the present invention is used, and a track recording density of 22 kTPI (track per inch) is obtained by using a
[0056]
Further, by further narrowing the track width to 0.5 μm, setting the track area / back gap area ratio to 0.0001, and further setting the thickness of the non-magnetic material to 0.1 μm, further recording can be performed. The density can be improved. In such a case, a track recording density of 34 kTPI (track per inch) is possible by using a magnetic disk having a coercive force of 3000 oersted, and a linear recording density of 300 kBPI (bit per inch) and a recording density of 10 Gbit / square inch. The above remarkably excellent recording performance can also be achieved.
[0057]
A magnetic head that can be used for such high-performance magnetic recording can be provided by a simple manufacturing process because of the excellent head structure of the present invention and a manufacturing method for realizing the head structure.
[0058]
【The invention's effect】
The present invention simultaneously provides a method of manufacturing a high-performance magnetic head by a remarkably simple process and a novel magnetic head structure. When the magnetic head of the present invention is used, a remarkably high-performance magnetic disk drive can be made inexpensive. There are immeasurable economic effects because they can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a magnetic head of the present invention with reference to cross-sectional views.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of the structure of the magnetic head of the present invention with reference to a cross-sectional view.
FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of a magnetic head of the present invention using a plan view.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the structure of an air bearing surface of a magnetic head according to the present invention using a cross-sectional view.
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a magnetic disk device using the magnetic head of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
下部磁気コアを形成し、
前記下部磁気コアの上に、第1の磁性体と第2の磁性体と、第1の磁性体と第2の磁性体の間に位置する非磁性体とを有する積層体を形成し、
上部磁気コアを、浮上面より0.1μm以上3.0μm以下の範囲の深さ位置より奥側であって、かつ、前記上部磁気コアの浮上面側の膜厚範囲内における端部は、浮上面側から深さ方向でみた場合の前記積層体の上面と80°以上85°以下の範囲の角度となる端面を有するように形成し、
前記上部磁気コアの前記端面は、ネガレジストを用いためっき処理によって形成されることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。In the method of manufacturing a magnetic head,
Forming the lower magnetic core,
On the lower magnetic core, a laminated body having a first magnetic body, a second magnetic body, and a non-magnetic body positioned between the first magnetic body and the second magnetic body is formed,
The upper magnetic core is on the far side from the depth position in the range of 0.1 μm or more and 3.0 μm or less from the air bearing surface, and the end of the upper magnetic core in the film thickness range on the air bearing surface side is the air bearing surface side From the top surface of the laminate when viewed in the depth direction, and having an end surface having an angle in the range of 80 ° to 85 °,
The method of manufacturing a magnetic head, wherein the end surface of the upper magnetic core is formed by plating using a negative resist.
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