JP4041500B2 - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばハードディスク装置などに搭載される、磁気ヘッドのスライダ、特にスライダの側面の形状に特徴を有する磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
従来のハードディスク装置などに搭載される従来の磁気ヘッドのスライダ等は、基板上に多数の薄膜磁気ヘッド素子を形成し、続いてその基板をカッティングして棒状のチップバー(素子列)とし、カッティング面に所定の研磨加工を施す。このチップバーには、各スライダのトレーリング側端部となる面に、磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面(ABS面)に臨む、多数の磁気記録及び/又は再生用の薄膜磁気素子が設けられている。このチップバーを加工することによって、磁気記録媒体と対向する対向面(ABS面)に所定形状のレールパターンを備えた複数の磁気ヘッドのスライダを得ていた。そうして各スライダは、母材となるセラミック等で形成されたチップバーから切り離されていた。
チップバーから個別のスライダ111を切り離す従来の製造方法について、図9および図10を参照して説明する。まずスライダ111の母材となるチップバー110のスライダ111の記録媒体対向面となる表面に、各スライダ111を画定するための溝113を浅溝形成砥石131で形成する。図9では、チップバー110の表面に、溝113で区切られた記録媒体対向面112が複数形成された状態となっている。
次に、各溝113の中央を、溝113の幅よりも狭い厚さのチップスライス砥石132によって切断して、個別のスライダ111を得ていた。この製造方法によって製造された各スライダ111は、記録媒体対向面112と、記録媒体対向面112の両側においてリーディング側端部とトレーリング側端部との間に延びる側面114との間に、溝113による段差113aが残っている。この従来のチップスライスによる製造方法では、記録媒体対向面112と段差113aのエッジ112a、段差113aと側面114のエッジ114aにバリが残ったり、脱粒が発生していた。これらのエッジ112a、114aがそのままスライダ111の最終エッジとなるため、スライダ111が傾いてエッジ112a、114aが磁気ディスクに接触して磁気ディスクを傷つけるおそれがあった。
そこで、チップバーに一段または二段の溝をイオンミリング技術により形成してから溝の中央部を砥石によって切断することにより、イオンミリングした溝の角部についてバリ等の発生、脱粒を防止する製造方法が開発されている(特許文献1)。さらに、隣り合う記録媒体対向面112間にイオンミリング技術によって溝を形成した後に、溝の角部をプラズマエッチング技術により面取り加工し、その後溝の中央部を砥石によって切断することにより、プラズマエッチングした角部についてバリ等の発生、脱粒を防止する製造方法も開発されている(特許文献2)。また、スライダの記録媒体と対向する対向面にレールを形成する際に、レール溝の内側面をテーパ面とすることにより、脱粒を防止する製造方法が開発されている(特許文献3)。
特開平11-203646号公報 特開平11-191209号公報 特開平04-214272号公報
しかしながら、従来の機械的工程では、スライダを個別に切断する最終的な砥石による切断では、段差面と側面とが成す角度が90゜なので、切断部のエッジおよび切断面に、チッピング、バリ等が発生したり脱粒して、ディスク面を傷つける原因となることがあった。また、検査工程においても、切断面のチッピング等のために歩留まりが落ちていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、磁気ヘッドのスライダを個別に切断する際に切断面のエッジにチッピング、バリ等が発生するのを抑制できる磁気ヘッドおよびその製造方法を得ることを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、スライダの磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面のトレーリング側端部に薄膜磁気素子を有する薄膜磁気ヘッドスライダを製造する方法において、スライダの母材となる基板のトレーリング側端部に、記録媒体対向面に臨む多数の薄膜磁気素子を整列させて形成する工程と;一つの薄膜磁気素子を有するスライダを規定する領域間の、上記記録媒体対向面側の基板表面に位置する切断領域の中央に、先細の砥石によってV溝を形成する工程と;上記V溝とV溝の間の基板表面に、記録媒体対向面をパターニングするためのレジスト層を設ける工程と;上記レジスト層に覆われていない基板表面を、イオンミリングでエッチングして記録媒体対向面をパターニングする工程と;上記V溝の最大幅よりも幅狭の砥石によって上記V溝の中央位置から切断して各スライダに分割する工程と;を備えたことに特徴を有する。
上記V溝を形成する工程は、先端部が先細の等脚台形または二等辺三角形形状の回転砥石で研削する工程を含むことが好ましい。
上記V溝を形成する工程は、2種以上のV溝砥石を使用する複数工程を含み、上記スライダの傾斜面は、上記記録媒体対向面と成す角度が段階的に大きくなる二面以上で形成する。
上記記録媒体対向面及び側面に鈍角で交わる傾斜面の角度は、それぞれ135°に設定されている。
本発明の磁気ヘッドの製造方法によれば、スライダの母材となる基板から各スライダを、切断領域の中央にまず先細の砥石によってV溝を形成し、イオンミリングによるエッチングをした後に該V溝の最大幅よりも厚みが薄い砥石によって切断するので、V溝を形成する際にも、V溝から切断する際にも、記録媒体対向面と傾斜面、傾斜面と側面が鈍角を成してい、対向面と傾斜面とのエッジ、及び傾斜面と側面とのエッジにスクラッチやバリが発生し難く、脱粒も少なくなる。
加えて本発明によれば、V溝形成工程と切断工程の間にイオンミリングによるエッチング工程が入るので、記録媒体対向面と傾斜面とのエッジが丸まり、さらにスクラッチやバリが減少する。
図1は、ハードディスクなどに搭載される本発明の実施形態の磁気ヘッドを、記録媒体対向面を上向きにして示した斜視図である。図1に示した磁気ヘッドのスライダ11は、アルミナ・チタンカーバイト、またはSi(シリコン)などのセラミック材料により形成されており、記録媒体対向面にエアグルーブ12が形成され、エアグルーブ12を囲むようにしてレール部13a、13bが形成されている。
レール部13a、13bの周囲は、エアグルーブ12と同一平面で形成された記録媒体と対向する記録媒体対向面14となっている。なお本発明では2個のレール部13a、13bを形成したが、レール部13a、13bの数や形状は図1に示す数、形状に限定するものではない。
スライダ11のトレーリング側端面(端部)Bには、記録媒体対向面14に臨む薄膜磁気素子15と、記録媒体対向面14とは反対側の背面近傍に4個の電極16が設けられている。図示されていないが、この薄膜磁気素子15は例えばアルミナ(Al23)などのセラミック材料による保護膜で覆われている。
薄膜磁気素子15は、磁性材料のパーマロイ(Ni-Fe系合金)や絶縁材料のアルミナなどが積層されたものであり、磁気ディスクに記録された磁気記録信号を再生する磁気検出部、または磁気ディスクに磁気信号を記録する磁気記録部、あるいは磁気検出部と磁気記録部の双方を含むものである。磁気検出部は例えば巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)により構成されたGMR磁気ヘッドである。また磁気記録部は、コイルとコアがパターン形成されたインダクティブヘッドにより構成される。これらの磁気記録部、磁気検出部は、対応する電極16に接続されている。
次に、スライダ11の側面形状について以下に説明する。図1に示すように、リーディング側端面Aとトレーリング側端面Bの間(記録媒体との相対移動方向)に延びる両側面18と記録媒体対向面14との間に、記録媒体対向面14を跨ぐように傾斜面17が形成されている。記録媒体対向面14と側面18とは直角を成し、記録媒体対向面14と傾斜面17、傾斜面17と側面18とはそれぞれ鈍角を成している。記録媒体対向面14と傾斜面17の成す角度(内角)をθ1とすると、90゜<θ1<180゜の範囲である。
記録媒体対向面14と側面18とは直交しているので、傾斜面17と側面18とが成す角度(内角)θ2は、270゜-θ1となる。θ1=θ2=135゜に設定してもよいが、角度θ1、θ2を異ならせ、90゜<θ2≦θ1、またはθ1<θ2<180゜に設定してもよい。なお角度θ1、θ2は、いずれも90゜よりも大きい鈍角である。
次に、本発明におけるスライダ11の製造方法を以下に図2、図3および図4を参照して説明する。まず図2に示すように、薄膜磁気ヘッド素子を例えばアルミナ・チタンカーバイト、またはSi(シリコン)などのセラミック材料などからなる基板表面の縦方向および横方向に多数形成したウェハーを1列毎の素子列(ロー)に切断して形成した、多数のスライダ11の母材となるチップバー21を用意する。このチップバー21から各スライダ11を切り離す記録媒体対向面の切断領域中央に、先端部が先細形状をしたV溝形成用砥石31によって、幅が開口部から底部に向かって狭くなる断面V字形のV溝22を研削する。このV溝形成用砥石31によって研削されたV溝22は、深さ方向に幅狭のV溝22となり、その斜面がスライダ11の傾斜面17(図1ないし図4参照)となるものである。図2に示したV溝形成用砥石31は、断面が等脚台形状を呈しているがこれに限定されず、二等辺三角形形状または、先端部のみを半円形状にしたものや台形角部にR形状を付与したものでもよい。
次に、図3のようにチップバー21の表面であって、各V溝22とV溝22の間の各スライダを規定する領域に各スライダ11の記録媒体対向面14およびレール部13a、13bを画定するためのレジスト層20を形成する。続いてレジスト層20に覆われていない上記チップバー21表面をイオンミリングによって削り、レール部13a、13bおよび記録媒体対向面14を形成する。その後にレジスト層20を除去してレール部13a、13bを露出させる。なお、上記イオンミリング工程は、チップバー21を回転させながら行なうので、図3に示すようにM方向やN方向にAr等の中性イオンが照射され、記録媒体対向面14のエッジはR形状になる。その際、V溝22の傾斜面17と記録媒体対向面14との境界部も削られて、R形状となる。
次に、図4に示すように、チップバー21に形成されている各V溝22の中央部を、V溝22の最大幅よりも厚みが薄いスライス用回転砥石32によって切断して、個々のスライダ11に分割する。このように厚みが薄いスライス用回転砥石32によってV溝22の中央から切断することにより、傾斜面17の傾斜方向途中位置から記録媒体対向面14に対して直交する側面18が形成される。角度θ1、θ2はいずれも鈍角である。
このように本発明の実施形態の製造方法によれば、チップバー21にV溝22を形成する際にV溝形成用砥石31の先端の両縁部31aとチップバー21とが90゜未満の角度(鋭角)で切削を開始するので、記録媒体対向面14と傾斜面17との境界であるV溝エッジ17aにバリ等の発生が少なく、脱粒等も少ない。さらにV溝22の傾斜面17とスライス用回転砥石32の先端部の両側面部32aとが90゜未満の角度(鋭角)で切削を開始するので、傾斜面17と側面18との境界部であるチップスライスエッジ18aにバリ等の発生が少なく、脱粒等の発生も少ない。また、切断工程の前にイオンミリング工程が入るので、V溝エッジ17a、傾斜面17のバリ、スクラッチ等が除去され、表面が滑らかになる。
本発明の製造方法によって製造したスライダ11の、トレーリング側端面近傍のV溝エッジ17aおよび傾斜面17の表面状態を撮影した電子顕微鏡写真を図5に、同スライダ11のトレーリング側端面近傍のチップスライスエッジ18aを中心とした表面状態を撮影した電子顕微鏡写真を図6に、同スライダ11の、中央付近のV溝エッジ17aおよび傾斜面17の表面状態を撮影した電子顕微鏡写真を図7に、同スライダ11の、中央付近のチップスライスエッジ18aを中心とした表面状態を撮影した電子顕微鏡写真を図8に示した。図5乃至図8同様部分の、従来の製造方法で製造したスライダの電子顕微鏡写真を図11、図12、図13および図14に示した。これらの写真から明らかなように本発明の製造方法で製造したスライダ11の方が、表面の粒子配列に乱れがなく、チッピング、バリ等の発生が少なく、脱粒が少ないことが分かる。
本発明の実施形態では、V溝22をV溝形成用砥石31で形成したが、先端が先細の2種類以上のV溝形成用砥石を用意してスライダの記録媒体対向面と傾斜面とが成す角度が段階的に大きくなるように複数工程に分けて製造し、複数の傾斜面を形成してもよい。
本発明のスライダの製造方法で製造した本発明の実施形態のスライダを記録媒体対向面を上にして示した斜視図である。 本発明にかかる磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す図である。 本発明にかかる磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す図である。 本発明にかかる磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す図である。 本発明にかかる磁気ヘッドの製造方法で製造した実施形態であるスライダの、トレーリング側端面近傍のV溝エッジ周辺を撮影した電子顕微鏡写真である。 同スライダの、トレーリング側端面近傍のチップスライスエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。 同スライダの、中央付近のV溝エッジ周辺を撮影した電子顕微鏡写真である。 同スライダの、中央付近のチップスライスエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。 従来の磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す図である。 従来の磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す図である。 従来の磁気ヘッドの製造方法で製造したスライダのトレーリング側端面近傍の記録媒体対向面と段差部とのエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。 従来の磁気ヘッドの製造方法で製造したスライダのトレーリング側端面近傍の段差部と側面の境界であるエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。 従来の磁気ヘッドの製造方法で製造したスライダの中央付近の記録媒体対向面と段差部とのエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。 従来の磁気ヘッドの製造方法で製造したスライダの中央付近の段差部と側面との境界であるエッジを撮影した電子顕微鏡写真である。
符号の説明
11 スライダ
12 エアグルーブ
13a 13b レール部
14 記録媒体対向面
15 薄膜磁気素子
16 電極
17 傾斜面
17a V溝エッジ
18 側面
18a チップスライスエッジ
21 チップバー
22 V溝
31 V溝形成用砥石
32 スライス用回転砥石

Claims (4)

  1. スライダの磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面のトレーリング側端部に薄膜磁気素子を有する薄膜磁気ヘッドスライダを製造する方法において、
    スライダの母材となる基板のトレーリング側端部に、記録媒体対向面に臨む多数の薄膜磁気素子を整列させて形成する工程と;
    一つの薄膜磁気素子を有するスライダを規定する領域間、上記記録媒体対向面側の基板表面に位置する切断領域の中央に、先細の砥石によってV溝を形成する工程と;
    上記V溝とV溝の間の基板表面に、記録媒体対向面をパターニングするためのレジスト層を設ける工程と;
    上記レジスト層に覆われていない基板表面を、イオンミリングでエッチングして記録媒体対向面をパターニングする工程と;
    上記V溝の最大幅よりも幅狭の砥石によって上記V溝の中央位置から切断して各スライダに分割する工程と;を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
  2. 上記V溝を形成する工程は、先端部が先細の等脚台形または二等辺三角形形状の回転砥石で研削する工程を含む請求項1記載の磁気ヘッドの製造方法。
  3. 上記V溝を形成する工程は、2種以上のV溝砥石を使用する複数工程を含み、上記スライダの傾斜面は、上記記録媒体対向面と成す角度が段階的に大きくなる二面以上で形成する請求項1または2記載の磁気ヘッドの製造方法。
  4. 上記記録媒体対向面及び側面に鈍角で交わる傾斜面の角度が、それぞれ135°に設定されていることを特徴とする請求項1または2項記載の磁気ヘッドの製造方法。
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