JP3835155B2 - 磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の磁気媒体用の薄膜磁気ヘッドとして、読出しヘッド部にＭＲ素子を用いることは極めて一般的に行われている。最近では、スピンバルブ磁気抵抗効果等の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用したＭＲ素子が量産化され始めている。
【０００３】
この種のＭＲ素子は、強磁性体薄膜の磁気抵抗効果を利用したものであるため、磁気媒体との相対速度に依存することなく大きな再生出力を得ることができるが、その反面、バルクハウゼンノイズを発生する不良品が生成されてしまう可能性がある。
【０００４】
バルクハウゼンノイズは、主として磁壁が磁性体内の欠陥や夾雑物等にひっかかりながら移動することに起因するものであり、このようなノイズを生じるヘッドでは一部の領域で正常な再生動作ができず、再生データエラーを起したり、サーボ信号生成で不都合が生じる。このため、この種のＭＲ素子を有する磁気ヘッド製造時の検査においては、バルクハウゼンノイズ等のノイズを発生しない良品であることを確認する必要がある。
【０００５】
従来のこの種の検査方法には、大きく分けて２種類の方法がある。
【０００６】
第１の方法は、ＭＲ素子を有する磁気ヘッドを単体として形成してこれをサスペンションに取り付けてヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を完成させた後、このＨＧＡを電磁変換特性測定装置に取付けて検査するものである。電磁変換特性測定装置では、ＭＲ素子に一定電流を流すと共に磁気ヘッドを実際に磁気ディスク上で走らせ、その結果、ＭＲ素子から得られる出力電圧波形からベースラインシフトやポッピングを検出することによってバルクハウゼンノイズ発生の有無が判断される。
【０００７】
第２の方法は、ヘッドブロック（バー）上に配列された複数のＭＲ素子を有する磁気ヘッドに、これらヘッドの空気ベアリング面に垂直な外部磁界を印加し、この外部磁界の変化に対する各ＭＲ素子の出力特性、即ちρ−Ｈ特性を検出し、そのトランスファーカーブ上にヒステリシスループがあるかどうかでバルクハウゼンノイズ発生の有無を判断するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の第１の検査方法は、付加価値の高いＨＧＡまで完成した後の検査であるため、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断された場合、ＨＧＡごと破棄することとなるから１不良品毎の損失が大きく、これは製造コストの増大につながる。
【０００９】
また、従来の第２の検査方法によると、外部磁界が磁気ヘッド全体に印加されるため、ＭＲ素子の磁気シールド全体の磁化が変化してしまう。このため、ＭＲ素子からの出力波形の歪が磁気シールドの磁化変化によるものなのか、ＭＲ素子自体が発生するバルクハウゼンノイズによるものなのか明確に判別できず、ＭＲ素子が不良であるかどうかの検査を正しく行うことができない。
【００１０】
従って本発明の目的は、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断でき、かつ製造コストの増大を防ぐことができる、ＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、磁気ヘッドのＭＲ素子にセンス電流を流すと共にこのセンス電流を変化させ、センス電流の種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってＭＲ素子の良否を判断する検査方法が提供される。
【００１２】
無磁場状態又はこれに近い状態で、センス電流の変化した種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってこのＭＲ素子の良否を判断している。このように、センス電流をスィープするのみだけでＭＲ素子から出力されるノイズ信号を検出してバルクハウゼンノイズの有無を判断しているので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがないから、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。
【００１３】
検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることが好ましい。回転する磁気ディスクから実際に磁気情報を読み出す必要もないので、このようにＨＧＡとして組み立てる前の段階であるウエハ上又はバー上の、場合によってバーから個々に切出されたスライダ上の磁気ヘッドに対して検査を行うことができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断され破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００１４】
求めた相関係数と１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによってＭＲ素子の良否を判断することが好ましい。
【００１５】
測定したノイズ信号が、所定時間内における平均ノイズ信号であることも好ましい。
【００１７】
測定したノイズ信号とセンス電流との関係を１次式で近似しておき、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求め、求めた相関係数と上述の１次式の係数とによってＭＲ素子の良否を判断することがより好ましい。
【００１８】
本発明によれば、さらに、検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、各磁気ヘッドのＭＲ素子にセンス電流を流すと共にこのセンス電流を変化させる手段と、センス電流の種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定する測定手段と、測定手段の測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってＭＲ素子の良否を判断する判定手段とを備えた検査装置が提供される。
【００１９】
検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることが好ましい。
【００２０】
判断する手段が、求めた相関係数と１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによってＭＲ素子の良否を判断する手段であることが好ましい。
【００２１】
測定手段が、所定時間内における平均ノイズ信号を測定する手段であることも好ましい。
【００２３】
判定手段が、測定したノイズ信号とセンス電流との関係を１次式で近似しておく手段と、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求める手段と、求めた相関係数と上述の１次式の係数とによってＭＲ素子の良否を判断する手段とを備えたことも好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【００２６】
同図において、１０は検査されるべきＭＲ素子１０ａとインダクティブ素子１０ｂとを有する磁気ヘッド、１１はこの磁気ヘッド１０に電気的に接続されたヘッドアンプであるリード／ライトＩＣ、１２は一方の入力端子がリード／ライトＩＣ１１の読出し信号出力端子に接続された比較器、１３は比較器１２の他方の入力端子にそのアナログ出力端子が接続されたＤ／Ａコンバータ、１４は比較器１２の出力端子に入力端子が接続されたカウンタ、１５はカウンタ１４の出力端子及びリセット端子、Ｄ／Ａコンバータ１３のデジタル入力端子、並びにリード／ライトＩＣ１１のセンス電流制御端子及びＭＲ素子抵抗値出力端子に接続されたデジタルコンピュータをそれぞれ示している。
【００２７】
以下本実施形態の動作を説明する。
【００２８】
まず、検査すべき磁気ヘッドのＭＲ素子１０ａとインダクティブ素子１０ｂとをこの検査装置のリード／ライトＩＣ１１に接続する。本実施形態においては、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態で検査が行われる。
【００２９】
検査すべき磁気ヘッド１０は、ウエハ上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、ヘッドブロック（バー）上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、又はバーから個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。なお、本発明の検査のみを実施する場合には、ＭＲ素子１０ａのみを接続すればよいことは明らかである。
【００３０】
図２〜図３は、本実施形態におけるコンピュータ１５の処理内容の一部を示すフローチャートである。
【００３１】
図２に示すように、コンピュータ１５は、検査開始の指示に応答してまず初期化処理を行う（ステップＳ２１）。この初期化処理は、図３に示すルーチンで行われる。
【００３２】
即ち、センス電流Ｉｓをスィープ開始値Ｉｓｓｔａｒｔに設定するようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ２１１）と共に、カウンタ１４にリセット信号を送ってリセットする（ステップＳ２１２）。
【００３３】
次いで、比較器１２の閾値電圧を設定する（ステップＳ２２）。この閾値電圧の設定処理は、図４に示すルーチンで行う。
【００３４】
まず、リード／ライトＩＣ１１からそのときのセンス電流ＩｓにおけるＭＲ素子抵抗値の測定情報を入手する（ステップＳ２２１）。得られたＭＲ素子抵抗値とセンス電流値Ｉｓとから素子温度を計算で求める（ステップＳ２２２）。さらに、ＭＲ素子抵抗値と算出した素子温度とからヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄを算出する（ステップＳ２２３）。
【００３５】
このヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄは、
Ｎｈｅａｄ＝√（４・ｋ・Ｔ・Ｒ・ＢＷ）
から求められる。ただし、ｋはボルツマン定数、Ｔは素子温度、ＲはＭＲ素子抵抗値、ＢＷは周波数帯域である。
【００３６】
次いで、あらかじめ測定しておいた回路ノイズＮｓｙｓとこのヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄとを合計し、誤検出防止のために安全係数Ｃｓａｆを乗算して閾値を決定する（ステップＳ２２４）。例えばＣｓａｆ√（Ｎｓｙｓ ２＋Ｎｈｅａｄ ２）から決定し、閾値制御信号をＤ／Ａコンバータ１３へ出力すること（ステップＳ２２５）によって、決定した閾値に対応する電圧が比較器１２に印加される。
【００３７】
次いで、そのときのセンス電流Ｉｓで、閾値電圧を越えるノイズ信号がリード／ライトＩＣ１１から出力されるかどうか所定時間監視する（ステップＳ２３）。閾値電圧を越えるノイズ信号が出力されれば、ノイズ検出信号が比較器１２から出力され、カウンタ１４が１つカウントアップする。
【００３８】
所定時間が経過した後、Ｉｓ＝Ｉｓ＋Ｉｓｓｔｅｐの処理を行ってセンス電流Ｉｓをわずかに増大させるようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ２４）。
【００３９】
次いで、増大させたセンス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えたかどうかチェックし（ステップＳ２５）、越えていない場合はステップＳ２２に戻ってステップＳ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返す。
【００４０】
センス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えた場合は、カウンタ１４のカウント値からノイズの発生回数を知り、その発生回数が許容値を越えているかどうかチェックする（ステップＳ２６）。
【００４１】
許容値を越えてない場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判断し（ステップＳ２７）、この検査を終了する。
【００４２】
許容値を越えている場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると判断する（ステップＳ２８）。多くの場合、このような不良品の磁気ヘッドは破棄される。
【００４３】
本願の発明者等は、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加しない場合であっても、ＭＲ素子のセンス電流を変化させてそのバイアス点を変化させると、バルクハウゼンノイズの発生する不良品の場合には比較的大きなノイズ信号が発生し、バルクハウゼンノイズの発生しない良品の場合にはそのようなバイアス点に依存する比較的大きなノイズ信号は生じないことを見出した。図５は、その様子を示しており、Ａはバルクハウゼンノイズの発生する不良品から出力されるノイズ信号、Ｂはバルクハウゼンノイズの発生しない良品から出力されるノイズ信号をそれぞれ示している。なお、図５において、横軸はＭＲ素子に流されるセンス電流、縦軸はＭＲ素子から出力されるノイズ信号電圧をそれぞれ表している。
【００４４】
従って本実施形態のように、センス電流を所定の範囲内で変化させる間に、ＭＲ素子から出力されるノイズ信号が閾値を何回上回るかを計数し、その回数が許容値を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生している判断をすれば、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加することなくかつＨＧＡに組み上げる前にＭＲ素子の良否を判断することができる。外部磁界が全く印加されないので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがなく、従ってＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。しかも、本実施形態では、検査される磁気ヘッドが、ＨＧＡとして組み立てる前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々のスライダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁気ヘッドが不良品であると判断されて破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００４５】
図６は、図１の実施形態の変更態様として、比較器１２の閾値電圧の設定処理の他の例を示すフローチャートである。
【００４６】
同図に示すように、この変更態様では、まず、ＭＲ素子の縦バイアス方向、即ちＭＲ素子を単磁区化するための永久磁石の着磁方向と同一方向、に十分な強さの外部磁界を印加する（ステップＳ６１）。これにりＭＲ素子の磁区を単磁区化しバルクハウゼンノイズが発生しない状態とする。
【００４７】
次いで、閾値電圧を実際に変えながら前述の実施形態と同様の測定を行ってそのときの閾値電圧を越えるノイズ信号が全く生じない最低の閾値、即ちバルクハウゼンノイズの発生しない最低の閾値を求め、その値に閾値を決定する（ステップＳ６２）。その後、外部磁界の印加を終了する（ステップＳ６３）。
【００４８】
この変更態様におけるその他の構成、動作及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様である。
【００４９】
図７は、本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図及び信号波形図である。
【００５０】
同図において、７０は検査されるべきＭＲ素子７０ａとインダクティブ素子７０ｂとを有する磁気ヘッド、７１はこの磁気ヘッド７０に電気的に接続されたヘッドアンプであるリード／ライトＩＣ、７２は入力端子がリード／ライトＩＣ７１の読出し信号出力端子に接続されたピーク保持回路、７３はピーク保持回路７２の出力端子に入力端子が接続されたＡ／Ｄコンバータ、７５はＡ／Ｄコンバータ７３のデジタル出力端子及びリード／ライトＩＣ７１のセンス電流制御端子に接続されたデジタルコンピュータをそれぞれ示している。
【００５１】
以下本実施形態の動作を説明する。
【００５２】
まず、検査すべき磁気ヘッドのＭＲ素子７０ａとインダクティブ素子７０ｂとをこの検査装置のリード／ライトＩＣ７１に接続する。本実施形態においては、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態で検査が行われる。
【００５３】
検査すべき磁気ヘッド７０は、ウエハ上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、ヘッドブロック（バー）上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、又はバーから個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。なお、本発明の検査のみを実施する場合には、ＭＲ素子７０ａのみを接続すればよいことは明らかである。
【００５４】
ピーク保持回路７２は、リード／ライトＩＣ７１からのノイズ信号の各ピーク値を検出し、そのピーク値からのエンベロープ信号を出力する。このエンベロープ信号はＡ／Ｄコンバータ７３によってデジタル信号に変換され、コンピュータ７５に入力される。
【００５５】
図８は、本実施形態におけるコンピュータ７５の処理内容の一部を示すフローチャートである。
【００５６】
同図に示すように、コンピュータ７５は、検査開始の指示に応答してまずセンス電流Ｉｓをスィープ開始値Ｉｓｓｔａｒｔに設定するようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ７１に送る（ステップＳ８１）。
【００５７】
次いで、そのときのセンス電流Ｉｓで、ノイズ信号を所定時間測定し、平均ノイズ電圧を求める（ステップＳ８２）。
【００５８】
所定時間が経過して平均ノイズ電圧を求めた後、Ｉｓ＝Ｉｓ＋Ｉｓｓｔｅｐの処理を行ってセンス電流Ｉｓをわずかに増大させるようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ８３）。
【００５９】
次いで、増大させたセンス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えたかどうかチェックし（ステップＳ８４）、越えていない場合はステップＳ８２に戻ってステップＳ８２〜Ｓ８４の処理を繰り返す。
【００６０】
センス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えた場合は、センス電流と求めた平均ノイズ電圧との関係を１次式で近似し、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求める（ステップＳ８５）。
【００６１】
次いで、求めた相関係数と１次近似式の係数とが許容範囲内であるかどうか判別する（ステップＳ８６）。
【００６２】
許容範囲内にある場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判断し（ステップＳ８７）、この検査を終了する。
【００６３】
許容範囲を越えている場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると判断する（ステップＳ８８）。多くの場合、このような不良品の磁気ヘッドは破棄される。
【００６４】
本実施形態のように、ノイズ信号のセンス電流依存性を直線との相関係数を求め、その係数が許容範囲を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生している判断すれば、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加することなくかつＨＧＡに組み上げる前にＭＲ素子の良否を判断することができる。外部磁界が全く印加されないので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがなく、従ってＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。しかも、本実施形態では、検査される磁気ヘッドが、ＨＧＡとして組み立てる前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々のスライダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁気ヘッドが不良品であると判断されて破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態におけるその他の構成、動作及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様である。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、磁気ヘッドに全く磁界を印加しない状態で検査を行っているが、ＭＲ素子の磁気シールドの磁化が変化しないような弱い一定の磁界を印加した状態で検査を行っても同様の効果を得ることが可能である。
【００６７】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明では、無磁場状態又はこれに近い状態で、センス電流の変化した種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってこのＭＲ素子の良否を判断している。このように、センス電流をスィープするのみだけでＭＲ素子から出力されるノイズ信号を検出してバルクハウゼンノイズの有無を判断しているので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがないから、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。さらに、検査すべき磁気ヘッドが回転する磁気ディスクから実際に磁気情報を読み出す必要もないので、ＨＧＡとして組み立てる前の段階であるウエハ上又はバー上の、場合によってバーから個々に切出されたスライダ上の磁気ヘッドに対して検査を行うことができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断され破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図３】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図５】バルクハウゼンノイズが発生する磁気ヘッド及び発生しない磁気ヘッドについて、センス電流に対するＭＲ素子のノイズ信号電圧特性を表す図である。
【図６】図４のコンピュータの処理内容の変更態様を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図及び信号波形図である。
【図８】図７の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、７０ 磁気ヘッド
１０ａ、７０ａ ＭＲ素子
１０ｂ、７０ｂ インダクティブ素子
１１、７１ リード／ライトＩＣ
１２ 比較器
１３ Ｄ／Ａコンバータ
１４ カウンタ
１５、７５ デジタルコンピュータ
７２ ピーク保持回路
７３ Ａ／Ｄコンバータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク等の磁気媒体用の薄膜磁気ヘッドとして、読出しヘッド部にＭＲ素子を用いることは極めて一般的に行われている。最近では、スピンバルブ磁気抵抗効果等の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用したＭＲ素子が量産化され始めている。
【０００３】
この種のＭＲ素子は、強磁性体薄膜の磁気抵抗効果を利用したものであるため、磁気媒体との相対速度に依存することなく大きな再生出力を得ることができるが、その反面、バルクハウゼンノイズを発生する不良品が生成されてしまう可能性がある。
【０００４】
バルクハウゼンノイズは、主として磁壁が磁性体内の欠陥や夾雑物等にひっかかりながら移動することに起因するものであり、このようなノイズを生じるヘッドでは一部の領域で正常な再生動作ができず、再生データエラーを起したり、サーボ信号生成で不都合が生じる。このため、この種のＭＲ素子を有する磁気ヘッド製造時の検査においては、バルクハウゼンノイズ等のノイズを発生しない良品であることを確認する必要がある。
【０００５】
従来のこの種の検査方法には、大きく分けて２種類の方法がある。
【０００６】
第１の方法は、ＭＲ素子を有する磁気ヘッドを単体として形成してこれをサスペンションに取り付けてヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を完成させた後、このＨＧＡを電磁変換特性測定装置に取付けて検査するものである。電磁変換特性測定装置では、ＭＲ素子に一定電流を流すと共に磁気ヘッドを実際に磁気ディスク上で走らせ、その結果、ＭＲ素子から得られる出力電圧波形からベースラインシフトやポッピングを検出することによってバルクハウゼンノイズ発生の有無が判断される。
【０００７】
第２の方法は、ヘッドブロック（バー）上に配列された複数のＭＲ素子を有する磁気ヘッドに、これらヘッドの空気ベアリング面に垂直な外部磁界を印加し、この外部磁界の変化に対する各ＭＲ素子の出力特性、即ちρ−Ｈ特性を検出し、そのトランスファーカーブ上にヒステリシスループがあるかどうかでバルクハウゼンノイズ発生の有無を判断するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の第１の検査方法は、付加価値の高いＨＧＡまで完成した後の検査であるため、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断された場合、ＨＧＡごと破棄することとなるから１不良品毎の損失が大きく、これは製造コストの増大につながる。
【０００９】
また、従来の第２の検査方法によると、外部磁界が磁気ヘッド全体に印加されるため、ＭＲ素子の磁気シールド全体の磁化が変化してしまう。このため、ＭＲ素子からの出力波形の歪が磁気シールドの磁化変化によるものなのか、ＭＲ素子自体が発生するバルクハウゼンノイズによるものなのか明確に判別できず、ＭＲ素子が不良であるかどうかの検査を正しく行うことができない。
【００１０】
従って本発明の目的は、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断でき、かつ製造コストの増大を防ぐことができる、ＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、磁気ヘッドのＭＲ素子にセンス電流を流すと共にこのセンス電流を変化させ、センス電流の種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってＭＲ素子の良否を判断する検査方法が提供される。
【００１２】
無磁場状態又はこれに近い状態で、センス電流の変化した種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってこのＭＲ素子の良否を判断している。このように、センス電流をスィープするのみだけでＭＲ素子から出力されるノイズ信号を検出してバルクハウゼンノイズの有無を判断しているので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがないから、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。
【００１３】
検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることが好ましい。回転する磁気ディスクから実際に磁気情報を読み出す必要もないので、このようにＨＧＡとして組み立てる前の段階であるウエハ上又はバー上の、場合によってバーから個々に切出されたスライダ上の磁気ヘッドに対して検査を行うことができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断され破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００１４】
求めた相関係数と１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによってＭＲ素子の良否を判断することが好ましい。
【００１５】
測定したノイズ信号が、所定時間内における平均ノイズ信号であることも好ましい。
【００１７】
測定したノイズ信号とセンス電流との関係を１次式で近似しておき、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求め、求めた相関係数と上述の１次式の係数とによってＭＲ素子の良否を判断することがより好ましい。
【００１８】
本発明によれば、さらに、検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、各磁気ヘッドのＭＲ素子にセンス電流を流すと共にこのセンス電流を変化させる手段と、センス電流の種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定する測定手段と、測定手段の測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってＭＲ素子の良否を判断する判定手段とを備えた検査装置が提供される。
【００１９】
検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることが好ましい。
【００２０】
判断する手段が、求めた相関係数と１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによってＭＲ素子の良否を判断する手段であることが好ましい。
【００２１】
測定手段が、所定時間内における平均ノイズ信号を測定する手段であることも好ましい。
【００２３】
判定手段が、測定したノイズ信号とセンス電流との関係を１次式で近似しておく手段と、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求める手段と、求めた相関係数と上述の１次式の係数とによってＭＲ素子の良否を判断する手段とを備えたことも好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【００２６】
同図において、１０は検査されるべきＭＲ素子１０ａとインダクティブ素子１０ｂとを有する磁気ヘッド、１１はこの磁気ヘッド１０に電気的に接続されたヘッドアンプであるリード／ライトＩＣ、１２は一方の入力端子がリード／ライトＩＣ１１の読出し信号出力端子に接続された比較器、１３は比較器１２の他方の入力端子にそのアナログ出力端子が接続されたＤ／Ａコンバータ、１４は比較器１２の出力端子に入力端子が接続されたカウンタ、１５はカウンタ１４の出力端子及びリセット端子、Ｄ／Ａコンバータ１３のデジタル入力端子、並びにリード／ライトＩＣ１１のセンス電流制御端子及びＭＲ素子抵抗値出力端子に接続されたデジタルコンピュータをそれぞれ示している。
【００２７】
以下本実施形態の動作を説明する。
【００２８】
まず、検査すべき磁気ヘッドのＭＲ素子１０ａとインダクティブ素子１０ｂとをこの検査装置のリード／ライトＩＣ１１に接続する。本実施形態においては、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態で検査が行われる。
【００２９】
検査すべき磁気ヘッド１０は、ウエハ上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、ヘッドブロック（バー）上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、又はバーから個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。なお、本発明の検査のみを実施する場合には、ＭＲ素子１０ａのみを接続すればよいことは明らかである。
【００３０】
図２〜図３は、本実施形態におけるコンピュータ１５の処理内容の一部を示すフローチャートである。
【００３１】
図２に示すように、コンピュータ１５は、検査開始の指示に応答してまず初期化処理を行う（ステップＳ２１）。この初期化処理は、図３に示すルーチンで行われる。
【００３２】
即ち、センス電流Ｉｓをスィープ開始値Ｉｓｓｔａｒｔに設定するようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ２１１）と共に、カウンタ１４にリセット信号を送ってリセットする（ステップＳ２１２）。
【００３３】
次いで、比較器１２の閾値電圧を設定する（ステップＳ２２）。この閾値電圧の設定処理は、図４に示すルーチンで行う。
【００３４】
まず、リード／ライトＩＣ１１からそのときのセンス電流ＩｓにおけるＭＲ素子抵抗値の測定情報を入手する（ステップＳ２２１）。得られたＭＲ素子抵抗値とセンス電流値Ｉｓとから素子温度を計算で求める（ステップＳ２２２）。さらに、ＭＲ素子抵抗値と算出した素子温度とからヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄを算出する（ステップＳ２２３）。
【００３５】
このヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄは、
Ｎｈｅａｄ＝√（４・ｋ・Ｔ・Ｒ・ＢＷ）
から求められる。ただし、ｋはボルツマン定数、Ｔは素子温度、ＲはＭＲ素子抵抗値、ＢＷは周波数帯域である。
【００３６】
次いで、あらかじめ測定しておいた回路ノイズＮｓｙｓとこのヘッド抵抗ノイズＮｈｅａｄとを合計し、誤検出防止のために安全係数Ｃｓａｆを乗算して閾値を決定する（ステップＳ２２４）。例えばＣｓａｆ√（Ｎｓｙｓ ２＋Ｎｈｅａｄ ２）から決定し、閾値制御信号をＤ／Ａコンバータ１３へ出力すること（ステップＳ２２５）によって、決定した閾値に対応する電圧が比較器１２に印加される。
【００３７】
次いで、そのときのセンス電流Ｉｓで、閾値電圧を越えるノイズ信号がリード／ライトＩＣ１１から出力されるかどうか所定時間監視する（ステップＳ２３）。閾値電圧を越えるノイズ信号が出力されれば、ノイズ検出信号が比較器１２から出力され、カウンタ１４が１つカウントアップする。
【００３８】
所定時間が経過した後、Ｉｓ＝Ｉｓ＋Ｉｓｓｔｅｐの処理を行ってセンス電流Ｉｓをわずかに増大させるようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ２４）。
【００３９】
次いで、増大させたセンス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えたかどうかチェックし（ステップＳ２５）、越えていない場合はステップＳ２２に戻ってステップＳ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返す。
【００４０】
センス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えた場合は、カウンタ１４のカウント値からノイズの発生回数を知り、その発生回数が許容値を越えているかどうかチェックする（ステップＳ２６）。
【００４１】
許容値を越えてない場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判断し（ステップＳ２７）、この検査を終了する。
【００４２】
許容値を越えている場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると判断する（ステップＳ２８）。多くの場合、このような不良品の磁気ヘッドは破棄される。
【００４３】
本願の発明者等は、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加しない場合であっても、ＭＲ素子のセンス電流を変化させてそのバイアス点を変化させると、バルクハウゼンノイズの発生する不良品の場合には比較的大きなノイズ信号が発生し、バルクハウゼンノイズの発生しない良品の場合にはそのようなバイアス点に依存する比較的大きなノイズ信号は生じないことを見出した。図５は、その様子を示しており、Ａはバルクハウゼンノイズの発生する不良品から出力されるノイズ信号、Ｂはバルクハウゼンノイズの発生しない良品から出力されるノイズ信号をそれぞれ示している。なお、図５において、横軸はＭＲ素子に流されるセンス電流、縦軸はＭＲ素子から出力されるノイズ信号電圧をそれぞれ表している。
【００４４】
従って本実施形態のように、センス電流を所定の範囲内で変化させる間に、ＭＲ素子から出力されるノイズ信号が閾値を何回上回るかを計数し、その回数が許容値を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生している判断をすれば、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加することなくかつＨＧＡに組み上げる前にＭＲ素子の良否を判断することができる。外部磁界が全く印加されないので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがなく、従ってＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。しかも、本実施形態では、検査される磁気ヘッドが、ＨＧＡとして組み立てる前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々のスライダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁気ヘッドが不良品であると判断されて破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００４５】
図６は、図１の実施形態の変更態様として、比較器１２の閾値電圧の設定処理の他の例を示すフローチャートである。
【００４６】
同図に示すように、この変更態様では、まず、ＭＲ素子の縦バイアス方向、即ちＭＲ素子を単磁区化するための永久磁石の着磁方向と同一方向、に十分な強さの外部磁界を印加する（ステップＳ６１）。これにりＭＲ素子の磁区を単磁区化しバルクハウゼンノイズが発生しない状態とする。
【００４７】
次いで、閾値電圧を実際に変えながら前述の実施形態と同様の測定を行ってそのときの閾値電圧を越えるノイズ信号が全く生じない最低の閾値、即ちバルクハウゼンノイズの発生しない最低の閾値を求め、その値に閾値を決定する（ステップＳ６２）。その後、外部磁界の印加を終了する（ステップＳ６３）。
【００４８】
この変更態様におけるその他の構成、動作及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様である。
【００４９】
図７は、本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図及び信号波形図である。
【００５０】
同図において、７０は検査されるべきＭＲ素子７０ａとインダクティブ素子７０ｂとを有する磁気ヘッド、７１はこの磁気ヘッド７０に電気的に接続されたヘッドアンプであるリード／ライトＩＣ、７２は入力端子がリード／ライトＩＣ７１の読出し信号出力端子に接続されたピーク保持回路、７３はピーク保持回路７２の出力端子に入力端子が接続されたＡ／Ｄコンバータ、７５はＡ／Ｄコンバータ７３のデジタル出力端子及びリード／ライトＩＣ７１のセンス電流制御端子に接続されたデジタルコンピュータをそれぞれ示している。
【００５１】
以下本実施形態の動作を説明する。
【００５２】
まず、検査すべき磁気ヘッドのＭＲ素子７０ａとインダクティブ素子７０ｂとをこの検査装置のリード／ライトＩＣ７１に接続する。本実施形態においては、磁気ヘッドに外部から磁界が全く印加されない状態で検査が行われる。
【００５３】
検査すべき磁気ヘッド７０は、ウエハ上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、ヘッドブロック（バー）上に多数配列された磁気ヘッドの１つ、又はバーから個々に分離されたスライダ上の磁気ヘッドである。なお、本発明の検査のみを実施する場合には、ＭＲ素子７０ａのみを接続すればよいことは明らかである。
【００５４】
ピーク保持回路７２は、リード／ライトＩＣ７１からのノイズ信号の各ピーク値を検出し、そのピーク値からのエンベロープ信号を出力する。このエンベロープ信号はＡ／Ｄコンバータ７３によってデジタル信号に変換され、コンピュータ７５に入力される。
【００５５】
図８は、本実施形態におけるコンピュータ７５の処理内容の一部を示すフローチャートである。
【００５６】
同図に示すように、コンピュータ７５は、検査開始の指示に応答してまずセンス電流Ｉｓをスィープ開始値Ｉｓｓｔａｒｔに設定するようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ７１に送る（ステップＳ８１）。
【００５７】
次いで、そのときのセンス電流Ｉｓで、ノイズ信号を所定時間測定し、平均ノイズ電圧を求める（ステップＳ８２）。
【００５８】
所定時間が経過して平均ノイズ電圧を求めた後、Ｉｓ＝Ｉｓ＋Ｉｓｓｔｅｐの処理を行ってセンス電流Ｉｓをわずかに増大させるようなセンス電流制御信号をリード／ライトＩＣ１１に送る（ステップＳ８３）。
【００５９】
次いで、増大させたセンス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えたかどうかチェックし（ステップＳ８４）、越えていない場合はステップＳ８２に戻ってステップＳ８２〜Ｓ８４の処理を繰り返す。
【００６０】
センス電流Ｉｓがそのスィープ終了値Ｉｓｓｔｏｐを越えた場合は、センス電流と求めた平均ノイズ電圧との関係を１次式で近似し、測定したノイズ信号と近似した１次式による近似値との相関係数を求める（ステップＳ８５）。
【００６１】
次いで、求めた相関係数と１次近似式の係数とが許容範囲内であるかどうか判別する（ステップＳ８６）。
【００６２】
許容範囲内にある場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生しない良品であると判断し（ステップＳ８７）、この検査を終了する。
【００６３】
許容範囲を越えている場合は、その磁気ヘッドはバルクハウゼンノイズが発生する不良品であると判断する（ステップＳ８８）。多くの場合、このような不良品の磁気ヘッドは破棄される。
【００６４】
本実施形態のように、ノイズ信号のセンス電流依存性を直線との相関係数を求め、その係数が許容範囲を越えた場合にバルクハウゼンノイズの発生している判断すれば、ＭＲ素子に外部磁界を全く印加することなくかつＨＧＡに組み上げる前にＭＲ素子の良否を判断することができる。外部磁界が全く印加されないので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがなく、従ってＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。しかも、本実施形態では、検査される磁気ヘッドが、ＨＧＡとして組み立てる前の段階である、ウエハ上、バー上又は個々のスライダ上の磁気ヘッドであるため、このようにその磁気ヘッドが不良品であると判断されて破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態におけるその他の構成、動作及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様である。
【００６６】
なお、上述した実施形態では、磁気ヘッドに全く磁界を印加しない状態で検査を行っているが、ＭＲ素子の磁気シールドの磁化が変化しないような弱い一定の磁界を印加した状態で検査を行っても同様の効果を得ることが可能である。
【００６７】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明では、無磁場状態又はこれに近い状態で、センス電流の変化した種々の値に対してＭＲ素子から出力されるノイズ信号を測定し、測定したノイズ信号の、変化するセンス電流依存性を検出することによってこのＭＲ素子の良否を判断している。このように、センス電流をスィープするのみだけでＭＲ素子から出力されるノイズ信号を検出してバルクハウゼンノイズの有無を判断しているので、ＭＲ素子の磁気シールドが磁化変化を起すことがないから、ＭＲ素子がバルクハウゼンノイズを発生するか否かを正しく判断することができる。さらに、検査すべき磁気ヘッドが回転する磁気ディスクから実際に磁気情報を読み出す必要もないので、ＨＧＡとして組み立てる前の段階であるウエハ上又はバー上の、場合によってバーから個々に切出されたスライダ上の磁気ヘッドに対して検査を行うことができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生が確認されてその磁気ヘッドが不良品であると判断され破棄された場合にも、損失は小さく、製造コストの増大を最小限に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図３】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【図５】バルクハウゼンノイズが発生する磁気ヘッド及び発生しない磁気ヘッドについて、センス電流に対するＭＲ素子のノイズ信号電圧特性を表す図である。
【図６】図４のコンピュータの処理内容の変更態様を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態であるＭＲ素子を有する磁気ヘッドの検査装置の回路構成を概略的に示すブロック図及び信号波形図である。
【図８】図７の実施形態におけるにおけるコンピュータの処理内容の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、７０ 磁気ヘッド
１０ａ、７０ａ ＭＲ素子
１０ｂ、７０ｂ インダクティブ素子
１１、７１ リード／ライトＩＣ
１２ 比較器
１３ Ｄ／Ａコンバータ
１４ カウンタ
１５、７５ デジタルコンピュータ
７２ ピーク保持回路
７３ Ａ／Ｄコンバータ
Claims (10)
- 検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、該磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流すと共に該センス電流を変化させ、該センス電流の種々の値に対して該磁気抵抗効果素子から出力されるノイズ信号を測定し、該測定したノイズ信号の前記変化するセンス電流依存性を検出することによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断することを特徴とする磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査方法。
- 前記測定したノイズ信号と前記センス電流との関係を１次式で近似しておき、該測定したノイズ信号と該１次式による近似値との相関係数を求め、該求めた相関係数と前記１次式の係数とによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記求めた相関係数と前記１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによって前記磁気抵抗効果素子の良否を判断することを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 前記測定したノイズ信号が、所定時間内における平均ノイズ信号であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 検査すべき磁気ヘッドに磁界を印加しない状態又は弱い一定の磁界を印加した状態で、該各磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子にセンス電流を流すと共に該センス電流を変化させる手段と、該センス電流の種々の値に対して該磁気抵抗効果素子から出力されるノイズ信号を測定する測定手段と、該測定手段の測定したノイズ信号の前記変化するセンス電流依存性を検出することによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断する判定手段とを備えたことを特徴とする磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドの検査装置。
- 前記判定手段が、前記測定したノイズ信号と前記センス電流との関係を１次式で近似しておく手段と、該測定したノイズ信号と該１次式による近似値との相関係数を求める手段と、該求めた相関係数と前記１次式の係数とによって該磁気抵抗効果素子の良否を判断する手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の装置。
- 前記判断する手段が、前記求めた相関係数と前記１次式の係数とが許容範囲内であるか否かによって前記磁気抵抗効果素子の良否を判断する手段であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
- 前記測定手段が、所定時間内における平均ノイズ信号を測定する手段であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の装置。
- 前記検査すべき磁気ヘッドが、ヘッドブロック上又はウエハ上に配列された複数の磁気ヘッドの１つであることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の装置。
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