JP4298569B2 - 薄膜磁気ヘッドおよびヘッド・ジンバル・アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、再生素子として磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドをジンバルに取り付けたヘッド・ジンバル・アセンブリに係わり、特に、磁気抵抗効果素子に接続された端子構造に関する。

近年、磁気ディスク装置においては、小型・大容量化が進んでおり、直径約90mm(3.5インチ)と約63.5mm(2.5インチ)のディスクを用いた小型磁気ディスク装置が主流になっている。このような小型ディスク装置では、ディスクの速度が遅いため、再生出力がディスク速度に依存する磁気誘導型ヘッドでは、再生出力の低下が問題になる。これに対し、磁界の変化によって抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでは、再生出力がディスク速度に依存しないため、小型磁気ディスク装置においても高い再生出力を得ることができる。また、磁気抵抗効果型ヘッドでは、高密度化に伴う狭トラック化に対しても磁気誘導型ヘッドと比べて高い再生出力を得られることから、小型化・大容量化に適した薄膜磁気ヘッドであると考えられている。

磁気抵抗効果型ヘッドには、ＭＲ(Magneto Resistive)素子を用いたＭＲヘッドとＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子を用いたＧＭＲヘッドとＴＭＲ(Tunneling Magneto Resistive)素子を用いたＴＭＲヘッドがある。ここでは、上記３種類のヘッドをまとめてＭＲヘッドと呼ぶ。

ＭＲヘッドでは、磁界の変化に起因するＭＲ素子の抵抗値変化を検出するため、スライダのディスクに対向する面（以下、浮上面と呼ぶ）にＭＲ素子を露出させて使用する構造が最も再生効率が高い。浮上面にＭＲ素子が露出する露出型ＭＲヘッドでは、浮上面加工時にＭＲ素子の一部を研磨することにより、浮上面にＭＲ素子端部を露出させている。そして、ＭＲ素子の浮上面と直角方向の寸法をＭＲ素子高さと呼び、このＭＲ素子高さは研磨加工において寸法を制御している。ＭＲヘッドでは、このＭＲ素子高さによって、再生出力が変化するため、ＭＲ素子高さがばらつくと、再生出力が変動するという問題が生じる。したがって、ＭＲヘッドの再生出力変動を抑制するためには、研磨加工工程においてＭＲ素子高さを高精度に寸法制御することが必要となる。

このＭＲ素子高さは、その寸法を小さくすることで感度が高くなることから、年々寸法が小さくなっている。現在、ＭＲ素子高さは0.1〜0.4mmになっており、面記録密度100Gbit/in²以上の磁気ディスク装置に搭載する薄膜磁気ヘッドでは、0.1mm以下になると考えられる。これにともない、ＭＲ素子高さの加工精度の要求値も年々高精度化する傾向にあり、面記録密度100Gbit/in²以上の磁気ディスク装置に搭載する薄膜磁気ヘッドでは、±0.02mm以下の加工精度が要求されると考えられる。

ＭＲ素子高さの制御研磨方法としては、素子の形成工程においてＭＲ素子とは別に形成してある測定用のパターン（以下、抵抗検知素子と呼ぶ）の抵抗値を測定し、測定した抵抗値をＭＲ素子高さに換算することで研磨加工中のＭＲ素子高さをインプロセスでモニタリングして寸法を制御する方法が一般的である。制御方法としては、ロウバー内に形成した数十ポイントの抵抗検知素子の抵抗値から換算したＭＲ素子高さを２次曲線もしくは４次曲線で近似し、この近似曲線の傾き成分、２次曲がり成分、うねり成分が小さくなるように研磨加工中にロウバーに加える荷重を制御することで、ロウバー内のＭＲ素子高さを制御している。

また、薄膜磁気ヘッドの製造プロセスとしては、ＭＲ素子高さを主に制御する素子高さ制御研磨工程と、主に浮上面の平面度・表面粗さ・加工段差を低減するために行われるバータッチラップ工程の２工程で浮上面を研磨する方法が一般的である。バータッチラップ工程としては、特許文献１に記載されているように粘着性弾性体を介してロウバーを治具に接着することで、ロウバーを研磨定盤の表面に密着させ、定盤の形状を浮上面に転写する方法が代表的である。

ＭＲ素子高さをより高精度に加工するためには、このバータッチラップの工程において抵抗検知素子の抵抗値を研磨加工中にインプロセスでモニタリングし、この抵抗検知素子の抵抗値に基づいて研磨荷重を制御する方法が有効であると考えられる。この場合には、特許文献２に記載されているようにワイヤーボンディングを用いて抵抗検知素子と研磨加工装置の測定回路を接続することにより、研磨加工中に抵抗検知素子の抵抗値をインプロセスでモニタリングすることが可能となる。

特開平０５−２９８６４６号公報

特開２００１−１０１６３４号公報

薄膜磁気ヘッドの浮上面研磨工程では、ＭＲ素子高さを高精度に加工するため、研磨加工中にＭＲ素子の抵抗値をインプロセスでモニタリングし、このＭＲ素子の抵抗値が目標の抵抗値になるように研磨荷重を制御する方法が最も効果的である。研磨加工中にＭＲ素子の抵抗値をインプロセスでモニタリングするためには、ワイヤーボンディングによりＭＲ素子の端子と測定回路の端子を接続する必要がある。このワイヤーボンディングには、次のような特徴がある。

バータッチラップでは、ロウバーを粘着性弾性体に固定する際に、粘着性弾性体の端面から0.2〜1mm程度離れた位置にロウバーを接着するため、ロウバーの裏面側に近い位置にワイヤーボンディングを打とうとすると、工具であるキャピラリと粘着性弾性体が接触するため、ワイヤーボンディングを打つことが困難である。

また、ロウバーの端子に対するワイヤーボンディングの方法として、ワイヤー残渣が少ないウエッジボンディングを用いることが多く、この場合には、端子に対する接続相手となるＰＣＢ基板がロウバー裏面側にあるため、ワイヤーは端子からロウバー裏面方向に張られることになる。このとき、ロウバーの裏面側に近い位置にワイヤーボンディングを打とうとすると、ワイヤーが粘着性弾性体の端面と干渉し、ワイヤーに対して引っ張る力が働くことから、ワイヤーボンディング不良が発生しやすくなる。

このような特徴から、バータッチラップにおいて、ワイヤーボンディングを用いる場合には、ＭＲ素子に接続された端子に対して浮上面にできるだけ近い位置にワイヤーボンディングを行うことが必要となる。

一方、スライダとジンバルを接着し、ジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子とを接続するヘッド／ジンバル組立工程では、ジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子とを接続する方法として、ソルダーボンディングを用いている。ソルダーボンディングでは、接続する端子間の距離が大きくなると、接続材料であるはんだの中央付近が括れ、接続信頼性が劣化するという問題が生じる。したがって、ソルダーボンディングではヘッド素子の端子ができる限りスライダ裏面側に近い位置にあることが望ましい。また、ソルダーボンディングでは端子の幅と比較して、端子の高さが高くなっている場合には、はんだが端子全体に濡れ広がりはんだの中央付近に括れが発生し、接続信頼性が劣化するという問題が生じる。

以上のことから、加工工程において実素子検知にワイヤーボンディングを用い、組立工程で端子間の接続にソルダーボンディングを用いる場合においては、次のような課題がある。
（１）ワイヤーボンディングでは、磁気ヘッドスライダの浮上面に近い位置に端子が必要となる。
（２）ソルダーボンディングでは、磁気ヘッドスライダの裏面に近い位置に端子が必要となる。
（３）端子の幅よりも高さが大きい場合には、ソルダーボンディングの中央付近に括れが発生し、接続信頼性が劣化する。

本発明の目的は、加工工程において測定回路の端子とＭＲ素子に接続された端子との接続にワイヤーボンディングを用い、組立工程においてジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子との接続にソルダーボンディングを用いることができる薄膜磁気ヘッドの端子構造を提供することである。

本発明の他の目的は、ジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子との接続の信頼性が高いヘッド・ジンバル・アセンブリを提供することである。

上記発明の目的は、スライダの磁気抵抗効果素子または磁気抵抗効果素子と磁気記録素子に接続された端子に、スライダの幅方向にスリットを形成し、スリットによってスライダの高さ方向に分割された一方（浮上面側）の端子部をワイヤーボンディングに用い、もう一方（裏面側）の端子部をソルダーボンディングに用いることにより達成される。

本発明によれば、加工工程において測定回路の端子とＭＲ素子に接続された端子との接続にワイヤーボンディングを用い、組立工程においてジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子との接続にソルダーボンディングを用いることができる薄膜磁気ヘッドの端子構造を提供することができる。

また、本発明によれば、ジンバル上の配線と記録素子及びＭＲ素子に接続された端子との接続の信頼性が高いヘッド・ジンバル・アセンブリを提供することができる。

始めに、磁気ディスク装置の概要について説明する。図１は薄膜磁気ヘッド１のスライダ１０と磁気記録媒体である磁気ディスク２の配置図である。磁気ディスク２の回転による動圧を利用することで、スライダ１０を磁気ディスク２の表面から微小量だけ浮上させ、スライダ１０の端部に形成された磁気誘導型ヘッド及びＭＲヘッドによってデータの記録再生を行なう。このとき、磁気ディスク２の表面とスライダ１０との間隔を浮上量ｈと呼び、磁気ディスク２に対するスライダ１０の角度を仰角θと呼ぶ。

図２に薄膜磁気ヘッド１の媒体対向部分の磁気誘導型ヘッドとＭＲヘッドの断面を示す。磁気誘導型ヘッドとＭＲヘッドによる磁気記録再生は、次のように行われる。コイル５と上部磁性膜６により、磁気ディスク２の表面を磁化することにより、記録が行われる。磁化されている磁気ディスク２の表面とスライダ１０が相対的に移動することで、磁気ディスク２に書き込まれた極性Ｓ，Ｎにより、ＭＲ素子４の抵抗値が変化する。このＭＲ素子４の抵抗値変化を検出することにより、磁気ディスク２の表面に書き込まれたデータが再生される。

図３に薄膜磁気ヘッド１の構成と、ウェハ３とロウバー１２とスライダ１０の関係を示す。セラミックスのウェハ３の表面にＭＲ素子と記録素子がスパッタリング、マスク形成、エッチング等に代表される薄膜形成技術により形成される。これを切断加工することで、複数個のスライダ１０が連なったロウバー１２の形態とし、さらにロウバー１２を切断加工することで薄膜磁気ヘッド１の形態とする。

次に、素子部の構造について説明する。記録素子はコイル５と上部磁性膜６、上部シールド膜８により構成されており、上部磁性膜６の端部は、浮上面１１に露出し、この露出部によりデータの記録を行う。そして、上部磁性膜６の近傍には、ＭＲ素子４が配置されており、その両端には電極７が接続される。また、ＭＲ素子４のデータ再生時のノイズを低減するために、上部シールド膜８と下部シールド膜９にＭＲ素子４は挟まれる構造となっている。

ＭＲヘッド露出型の薄膜磁気ヘッド１では、ＭＲ素子４は研磨加工によって浮上面１１に露出する構造になっていることから、ＭＲ素子４の浮上面１１と直角方向の高さであるＭＲ素子高さは、この研磨加工によってその寸法が決まる。そして、このＭＲ素子高さは、データを再生する際の再生出力に大きく影響することから、研磨加工時の加工公差は非常に狭くなっている。

図４に従来の薄膜磁気ヘッドにおけるスライダの素子形成面に形成されたＭＲ素子用端子と記録素子用端子の形状を示す。

なお、上記の薄膜磁気ヘッドではＭＲヘッドの上部シールド膜８を記録ヘッドの下部磁性膜として共用するタイプの例であるが、これらは夫々別々に設けられても良い。

次に、ＭＲ素子高さ制御研磨加工について説明する。図５はロウバーの外観図である。ロウバー１２は、スライダ１０が横に数十個連なった状態であり、ＭＲ素子高さ制御研磨は、このロウバー１２の状態で加工される。また、ロウバー１２には、図６に示すように、スライダ１０とスライダ１０の間に切断部を設けており、この切断部に浮上面研磨加工時にＭＲ素子高さを検出するための抵抗検知素子１３が形成される。この抵抗検知素子１３の一部が研磨加工により除去される際の抵抗値の変化を研磨加工中に検出し、この抵抗値をＭＲ素子高さに換算することで、ロウバー１２内のＭＲ素子高さの分布をモニタリングする方法が一般的なＭＲ素子高さの測定方法である。そして、素子高さ制御研磨加工では、このＭＲ素子高さの分布が均一になるようにロウバー１２に加わる研磨圧力を制御し、ＭＲ素子高さが大きい部分の研磨圧力を高く設定し、ＭＲ素子高さが小さい部分の研磨圧力を低く設定することで、ロウバー１２内のＭＲ素子高さを制御している。

現在の薄膜磁気ヘッドのスライダのサイズとしては、ピコスライダと呼ばれるサイズが主流となっており、図４に示されるようにピコスライダのサイズとしては、幅w:1.0mm，長さL:1.2mm，高さh:0.3mmである。そして、図５に示されるロウバー１２のサイズとしては、長さＬ:1.2mm，幅X:40〜80mm，高さh:0.30〜0.33mmとなっている。ロウバー１２の幅Xが他の寸法と比較して非常に大きい理由としては、ロウバー１２の幅Xを大きくすることにより１本のロウバー１２に入るスライダ数が増加し、それだけ生産性が向上するためである。

しかし、ロウバー１２の幅Xを大きくすると、ロウバー１２の剛性が低下するため、ロウバー１２に２次曲り成分と３次曲線以上の高次曲線成分（うねり成分と呼ぶ）が生じ易くなる。ロウバー１２に２次曲り成分とうねり成分が生じると、ロウバー１２内のＭＲ素子にも２次曲り成分とうねり成分が生じる。ＭＲ素子並びの２次曲り成分に関しては比較的容易に補正することが可能であるが、ＭＲ素子並びのうねり成分に関しては補正するのが困難である。したがって、素子高さ制御研磨加工では、補正しきれないうねり成分が素子高さ精度を劣化させていると言える。

次にバータッチラップ加工について説明する。上記に説明した素子高さ制御研磨加工では、素子高さを制御するためにロウバー１２に偏荷重を加えるため、次のような問題が発生する。
（１）偏荷重により、研磨加工後の浮上面平面度が劣化する。
（２）偏荷重により、浮上面と研磨定盤表面との密着性が低下することから、表面粗さ・加工段差が劣化する。

このような問題を解決するために、浮上面の研磨工程を素子高さ制御研磨工程とバータッチラップ工程の２工程に分けるプロセスを採用している。バータッチラップは、浮上面平面度・表面粗さ・加工段差を向上するための浮上面研磨加工である。バータッチラップは、次のような手順で作業が行われる。
（１）研磨治具に粘着性のある弾性体シートを張り付け、この弾性体シートの表面にロウバーを固定する。
（２）ロウバーを固定した研磨治具をバータッチラップ盤に固定する。
（３）予めダイヤモンド砥粒を埋め込んだ固定砥粒定盤を回転させるとともに、研磨治具を揺動させる。
（４）弾性体表面に固定したロウバーの浮上面を一定荷重で固定砥粒定盤に接触させた状態で、固定砥粒定盤とロウバーを摺動させることにより研磨加工が行われる。
（５）一定時間研磨加工した後に研磨治具ごとロウバーを固定砥粒定盤の表面から離すことにより研磨加工が終了する。

バータッチラップでは、弾性体を介してロウバーを固定砥粒定盤に押しつけることにより、ロウバーを定盤に倣わせることができる。これによりロウバー浮上面と固定砥粒定盤表面との密着性が向上し、ロウバーの浮上面平面度のばらつきが小さくなると共に、表面粗さ・加工段差を低減できる。しかし、バータッチラップに関しては、以下のような問題がある。
（１）研磨定盤上の周速は内周側に対して外周側が高いことから、ロウバー内の加工量分布に傾きが発生しやすい。
（２）ロウバーを張り付ける弾性体の厚さばらつきが大きい場合には、弾性体の厚さばらつきに対応してロウバー内に加工量分布が発生する。
（３）バータッチラップの加工時間の設定条件によって、加工過剰や加工不足が発生する。

上記した３つの問題により、バータッチラップでは研磨加工量に分布（加工量ばらつきと呼ぶ）が発生する。この加工量ばらつきは、ＭＲ素子高さ精度を劣化させることから、ＭＲヘッド製造プロセスにおいて、大きな問題になる。

このバータッチラップの加工量ばらつきを低減するための方法として、加工中のＭＲ素子の抵抗値をモニタリングし、このＭＲ素子の抵抗値が目標値になるようにロウバーに加える研磨荷重分布を制御する抵抗制御バータッチラップがある。抵抗制御バータッチラップでは、ＭＲ素子（ＥＬＧ素子）の抵抗値を読み取る必要があるため、図７Ａ〜図７Ｄに示すようにロウバー上のＭＲ素子に接続された２つの端子と回路基板であるＰＣＢ基板の配線をワイヤーボンディングにより接続する。そして、ＰＣＢ基板の配線端子と抵抗測定回路をピンによる接触で接続することにより、研磨加工中にＭＲ素子の抵抗値を検出することが可能となる。このワイヤーボンディングでは、次のような課題がある。
（１）バータッチラップでは、ロウバーを粘着性弾性体に固定する際に、粘着性弾性体の端面から0.2〜1mm程度離れた位置にロウバーを接着するため、ロウバーの裏面側に近い位置にワイヤーボンディングを打とうとすると、工具であるボンディングキャピラリと粘着性弾性体が接触するため、ワイヤーボンディングを打つことが困難である。
（２）また、ＭＲ素子の端子に対するワイヤーボンディングの方法として、ワイヤー残渣が少ないウエッジボンディングを用いることが多く、この場合には、端子に対する接続相手となるＰＣＢ基板がロウバー裏面側にあるため、ワイヤーは端子からロウバー裏面方向に張られることになる。このとき、ロウバーの裏面側に近い位置にワイヤーボンディングを打とうとすると、ワイヤーが粘着性弾性体の端面と干渉し、ワイヤーに対して引っ張る力が働くことから、ワイヤーボンディング不良が発生しやすくなる。

ワイヤーボンディングでは、上記のような課題があることから、ＭＲ素子に接続された端子に対して浮上面にできるだけ近い位置にワイヤーボンディングを行うことが必要となる。

これに対して、スライダとジンバルとを組立てる組立工程では、記録素子とＭＲ素子を磁気ディスク装置の制御回路に接続する工程があるが、この工程では、図８Ａ、図８Ｂに示すようにジンバル側の配線と記録素子とＭＲ素子の端子を接続するためにはんだボールを用いたソルダーボンディングが用いられている。ソルダーボンディングでは、接続する端子間の距離が大きくなると、接続材料であるはんだの中央付近が括れ、接続信頼性が劣化するという問題が生じる。したがって、ソルダーボンディングでは記録素子とＭＲ素子の端子ができる限りスライダ裏面側に近い位置にあることが望ましい。また、ソルダーボンディングでは端子の幅と比較して、端子の高さが高くなっている場合には、はんだが端子全体に濡れ広がった場合にはんだの中央付近に括れが発生し、接続信頼性が劣化する。

したがって、ソルダーボンディング工程では、上記の課題があることから、薄膜磁気ヘッドの記録素子とＭＲ素子に接続された端子ができるだけ正方形に近い形状であり、且つスライダの裏面側に近い位置に端子を配置することが必要となる。

また、スライダに関しては、次の２つの技術開発が進められている。１つは、フェムトスライダの開発である。フェムトスライダは、そのスライダサイズが幅ｂ:0.7mm，長さＬ:0.85mm，高さｈ:0.23mmのスライダである。フェムトスライダには、ピコスライダと比較して次のような利点がある。
（１）スライダのサイズが小さくなるため、１枚のウェハから得ることができるスライダ数を1.5倍程度増やすことができる。
（２）記録媒体であるディスクの直径が小さくなった場合において、ディスクに記録することが可能な面積をピコスライダよりも増やすことが可能になる。

上記利点により、フェムトスライダの量産技術が薄膜磁気ヘッドメーカーにおいて開発されている。このフェムトスライダでは、スライダのサイズがピコスライダよりも小さくなることから、記録素子と再生素子に接続される端子の大きさも小さくなる。これにより、前述のようなワイヤーボンディングとソルダーボンディングに問題が発生する。

もう１つは、磁気ヘッドスライダにヒータを形成したＴＦＣヘッド(Thermal Flying Height Control)の開発である。これは、ヒータにより記録素子・再生素子近傍を加熱し、これらの素子をナノメートルオーダで突出させることにより記録媒体と記録素子・再生素子との距離である浮上量を制御する技術である。この場合には、ヒータに接続するための端子が必要であるため、スライダの素子形成面の端子数が６個となる（図１１参照）。これにより、従来の４端子スライダと比較し、６端子スライダでは個々の端子の幅が狭くなる。したがって、前述のようなワイヤーボンディングとソルダーボンディングの問題が一層顕著になる。

本発明では、上記した加工工程における抵抗制御バータッチラップのためのワイヤーボンディングの問題と、組立工程におけるソルダーボンディングの問題を、薄膜磁気ヘッドの端子構造により解決する。これにより、ボンディング不良を低減し、且つ接続信頼性を向上する。

図９に本発明の一実施例による、スライダ１０の素子形成面１５に形成されたＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０の形状を示す。ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０には素子形成面１５の幅方向にスリット４０が形成され、スライダ１０の高さ方向に分割されている。ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０はスリット４０が形成されていない連結部で連結されている。スライダ１０の素子形成面１５には、前述したようにＭＲヘッドと記録ヘッドが積層され、ＭＲヘッドの電極７に接続されたリード線７０は銅スタッドを介してＭＲ素子用端子２０に接続され、記録ヘッドのコイル５からの引出し線５０は銅スタッドを介して記録素子用端子３０に接続されている。ＭＲヘッドと記録ヘッドの積層体及びリード線７０、コイル引出し線５０は絶縁体であるアルミナの保護膜で覆われ、ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０はアルミナ保護膜の上に形成されている。

図１０は本発明の他の実施例によるスライダ１０の素子形成面１５に形成されたＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０の形状を示す。ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０の中央部には素子形成面１５の幅方向にスリット６０が形成され、スライダ１０の高さ方向に分割されている。スリット６０は端子の内側に形成され、その両端は連結部となっている。

図１１は、本発明のさらに他の実施例によるＴＦＣヘッドスライダ１４の素子形成面１５に形成されたＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０の形状を示す。ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０には前記第一の実施例と同様のスリット４０が形成されている。また、ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０の両側には、ヒータに接続されたヒータ用端子８０が形成されている。

図１２に本発明の実施例による、ＭＲ素子４及び記録素子５，６，８の形成からＭＲ素子４及び記録素子の端子形成までのプロセスを示す。図３を用いて既に説明したが、セラミックスのウェハ３の表面にＭＲ素子４と記録素子４，６，８をスパッタリング、マスク形成、エッチング等に代表される薄膜工程により形成する（ステップ１２０，１２１）。次に、ＭＲ素子４の電極７のリード線７０及び記録素子のコイル引出し線５０に接続された銅スタッドをめっきにより形成する（ステップ１２２）。次に、ＭＲ素子、記録素子及び銅スタッドの上にスパッタリングによりアルミナの保護膜を形成する（ステップ１２３）。続いて、保護膜を銅スタッドが露出するまで研磨する（ステップ１２４）。続いて、銅スタッドの上及びアルミナ保護膜の上にめっき下地膜をスパッタリングにより形成する（ステップ１２５）。続いて、端子を形成する領域以外の部分及びスリットを形成する部分にレジストを形成する（ステップ１２６）。続いて、レジストで覆われていない部分に金めっきを行う（ステップ１２７）。続いて、不用なめっき下地膜を除去し（ステップ１２８）、スリット４０あるいは６０を有するＭＲ素子用金端子２０と記録素子用金端子３０が完成する（ステップ１２９）。

上記実施例では、ＭＲ素子用端子２０と記録素子用端子３０を金めっきで形成したが、金めっきに限らず適当な金属を使用することが可能である。また、めっき下地膜としては、例えばＣｕとＣｒの積層膜が望ましい。

次に、上記実施例による端子構造の効果を、薄膜磁気ヘッドのスライダ加工工程およびジンバルとの組立工程を説明しながら説明することにする。図１３に加工工程を示す。図３〜図６も合わせて参照されたい。

ステップ１３０：ウェハ形成工程では、ウェハ３にスパッタリング,イオンミリング,フォトリソグラフィー等の薄膜プロセスにより、ＭＲ素子４、記録素子５，６，８、抵抗検知素子１３等を形成する。

ステップ１３１：ロウバー切断工程では、ダイヤモンド切断砥石を工具としたスライシングにより、ウェハ３をロウバー１２に切り出す。

ステップ１３２：両面ラップ工程では、基板切断工程において発生するロウバー１２の２次曲がり量とうねりを低減するために浮上面１１と裏面の同時研磨を行う。

ステップ１３３：ＭＲ素子高さ制御研磨加工工程は、素子高さを制御するための研磨加工工程であり、素子高さを制御するためにロウバー１２に偏荷重を加えることでロウバー１２内に加工量に分布をつくり、この加工量の分布を制御することで素子高さを制御している。この工程では、研磨加工中にインプロセスで素子高さを測定するために、抵抗検知素子１３の抵抗値を測定している。

ステップ１３４：抵抗制御バータッチラップ工程は、ＭＲ素子高さの高精度化、浮上面平面度(クラウン，キャンバー，ツイスト)の向上、浮上面表面粗さの向上、加工段差の低減を目的として浮上面１１を研磨する工程である。本実施例では、バータッチラップにおけるＭＲ素子高さ精度劣化を抑制するために、ＭＲ素子そのものの抵抗を測定する実素子検知方式を採用している。

ステップ１３５：浮上面保護膜形成工程では、抵抗制御バータッチラップ後、浮上面１１に露出したＭＲ素子４と記録素子を保護するため、厚さ3〜6nmの膜を形成する。保護膜の材質は、下地膜がＳｉであり、その上にダイヤモンドライクカーボンを形成する。

ステップ１３６：浮上面レール形成工程では、スライダ１０を回転するディスク表面から10〜20nmの浮上量で飛ばすために、ディスク２とスライダ１０の動圧を制御することが必要となる。このために、浮上面１１に２または３ステップのレールを形成し、浮上させる力（正圧）とディスク表面に引き付ける力（負圧）をバランスさせ、所定の浮上量でスライダ１０を浮上させている。フォトリソグラフィー工程とイオンミリング・ＲＩＥ等により浮上面１１にレールを形成する。

ステップ１３７：スライダ切断工程では、ダイヤモンド切断砥石を工具としたスライシングにより、ロウバー１２を個々のスライダ１０に切り出す。
ステップ１３８：検査工程では、スライダ切断後、ＭＲ素子４の特性測定と外観チェックを行い、良品のみを組立工程１５０に出荷する。

次に、図１４を参照して上記加工工程の中の抵抗制御バータッチラップ工程（ステップ１３４）の詳細について説明する。

ステップ１４１：ロウバー位置決め接着工程では、バータッチラップ用の研磨加工治具に粘着性弾性体（ポリウレタンシート）を介してロウバー１２を位置決め・固定する。

ステップ１４２：ワイヤーボンディング工程では、図７Ａ〜図７Ｄを用いて既に説明したように、金ワイヤーを用いたボールワイヤーボンディング装置により、ＭＲ素子の端子と抵抗測定用回路基板（ＰＣＢ基板）の配線とを電気的に接続する。本実施例では、１本のロウバー１２に対して、１５個の薄膜磁気ヘッド１にワイヤーボンディングを行った。このとき、図９に示したようにＭＲ素子４の端子２０のスリット４０で分割された浮上面１１側の端子部にボンディングできるので、上記したボンディングキャピラリと粘着性弾性体が接触してボンディングを行うことができないという問題は生じない。また、ワイヤーが粘着性弾性体の端面と干渉しボンディング不良が発生するという問題も生じない。

ステップ１４３：抵抗制御バータッチラップ工程では、研磨加工中の１５個の薄膜磁気ヘッド１のＭＲ素子４の抵抗値を検知する。検知した抵抗値の大きさによって、その検知している近辺の薄膜磁気ヘッド１の研磨荷重を変え、ロウバー１２内のＭＲ素子４の抵抗値（１５ポイント）が同じ抵抗値になるように制御する。そして、１５ポイントのＭＲ素子４の抵抗値の平均値が目標の抵抗値に達した時点で加工を終了する。これにより、ＭＲ素子高さを高精度に加工できると共に、表面粗さ・平面度・加工段差も改善することができる。

ステップ１４４：ワイヤー除去工程では、研磨加工終了後にワイヤーボンディングのワイヤーを除去する。

ステップ１４５：ロウバー剥離工程では、ロウバー１２の側面から力を加え、研磨加工後のロウバーを粘着性弾性体から取り外す。

ステップ１４６：ロウバー洗浄工程では、剥離後のロウバー１２を超音波洗浄装置により洗浄する。

次に、図１５を参照して組立工程について説明する。図８Ａ、図８Ｂ、図９も合わせて参照されたい。

ステップ１５１：スライダ／ジンバル接着工程では、スライダ１０の裏面に接着剤を一定量塗布し、ジンバルの所定の位置に位置決めして接着する。

ステップ１５２：ソルダーボンディング工程では、サスペンション及びジンバルと一体になっているＦＰＣ（フレキシブル回路基板）の配線と薄膜磁気ヘッド１の端子２０，３０をはんだにより接着する。ここでは、図８Ａに示すようにスライダ１０を接着したジンバルを４５度傾け、スライダ１０の端子２０，３０とＦＰＣの配線の間にはんだボールをセットする。このとき、はんだボールは、図９に示したスリット４０で分割された端子２０，３０のスライダの裏面側の端子部に接触する。次に、図８Ａに示すようにはんだボールにレーザーを照射し、レーザーの熱によりはんだボールを溶かすことでスライダ１０の裏面側の端子部とＦＰＣの配線の間を電気的に接続する。接続された状態を図１６に示すが、はんだがスライダ１０の裏面側の端子部に接続されるために、接続する端子間の距離が短くなるので、はんだの中央付近が括れるという問題は生じない。また、スリット４０により分割された端子はスライダ裏面からの高さが低いので、はんだが濡れ広がって中央付近が括れるという問題も発生しない。

ステップ１５３：姿勢角チェック工程では、スライダ１０をディスク表面から浮上させる際のスライダ１０の角度を測定・調整する。

ステップ１５４：荷重調整工程では、スライダ１０をディスク表面から浮上させる際にスライダ１０をディスク２に押し付ける荷重を測定・調整する。

ステップ１５５：外観チェック工程では、スライダ・サスペンションの汚れとはんだの接続に関して検査を行う。

ステップ１５６：浮上測定工程では、磁気ディスク２に対してスライダ１０を浮上させ、その浮上量ｈを測定する。

ステップ１５７：エレキ測定工程では、磁気ディスク２に対してライト動作・リード動作を行い、磁気ヘッド特性の評価を行う。エレキ測定後、薄膜磁気ヘッド１と磁気ディスク２を組立てるＨＤＡ工程に出荷する。

以上の本発明の実施例によれば、薄膜磁気ヘッドの端子にスリットを形成し、スリットで２分割された一方（浮上面側）の端子部を加工工程のワイヤーボンディングに用い、もう一方（裏面側）の端子部を組立工程のソルダーボンディングに用いることにより、次のような効果を奏する。

実素子検知用ワイヤーボンディングのボンディング不良を低減することができる。これにより、浮上面研磨工程におけるＭＲ素子抵抗値を高精度に制御することが可能となるため、ＭＲ素子高さを高精度に加工することができる。そして、ＭＲ素子高さ精度の向上によって、ＭＲヘッドの再生出力が安定するとともに、薄膜磁気ヘッド製造プロセスの歩留りを向上することができる。

また、組立工程におけるソルダーボンディングのはんだ中央付近の括れが発生しないため、ソルダーボンディングの接続信頼性を向上することができる。

薄膜磁気ヘッドと磁気ディスクの配置図である。 薄膜磁気ヘッドの媒体対向部分の断面図である。 薄膜磁気ヘッドの構成と、ウェハとロウバーとスライダとの関係を示す図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの斜視図である。 ロウバーの外観図である。 ロウバーの部分拡大図である。 ＭＲ素子の端子とＰＣＢ基板の配線をワイヤーボンディングする設備の断面図である。 ＭＲ素子の端子とＰＣＢ基板の配線をワイヤーボンディングする際のロウバーとボンディングキャピラリの位置関係を示す断面図である。 スライダの裏面側においてＭＲ素子の端子とＰＣＢ基板の配線をワイヤーボンディングした状態の上面図である。 スライダの裏面側においてＭＲ素子の端子とＰＣＢ基板の配線をワイヤーボンディングした状態の断面図である。 ジンバルの配線とＭＲ素子及び記録素子の端子をソルダーボンディングする設備の断面図である。 ジンバルの配線とＭＲ素子及び記録素子の端子をソルダーボンディングした状態の断面図である。 本発明の一実施例による端子構造が形成された薄膜磁気ヘッドの斜視図である。 本発明の他の実施例による端子構造が形成された薄膜磁気ヘッドの斜視図である。 本発明の一実施例による端子構造が形成されたＴＦＣ薄膜磁気ヘッドの斜視図である。 ヘッド素子の形成から本発明の実施例による端子構造を形成するまでの工程図である。 薄膜磁気ヘッドの浮上面加工の工程図である。 浮上面加工工程における抵抗制御バータッチラップの工程図である。 薄膜磁気ヘッドとジンバルの組立工程図である。 スライダの裏面側においてＭＲ素子用端子及び記録用端子とジンバルの配線がはんだ付けされた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１…薄膜磁気ヘッド、２…磁気ディスク、３…ウェハ、４…ＭＲ素子、５…コイル、６…上部磁性膜、７…電極、８…上部シールド膜、９…下部シールド膜、
１０…スライダ、１１…浮上面、１２…ロウバー、１３…抵抗検知素子、
１４…ＴＦＣヘッドスライダ、１５…素子形成面、２０…ＭＲ素子用端子、
３０…記録素子用端子、４０，６０…スリット、５０…コイル引出し線、
７０…リード線、８０…ヒータ用端子。

Claims (16)

1. 浮上面と該浮上面の反対側の裏面と素子形成面を有するスライダと、該スライダの素子形成面に形成された再生素子および記録素子と、該再生素子および記録素子の上に絶縁体を介して形成された前記再生素子に接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する再生素子用端子および前記記録素子に接続された記録素子用端子とを有し、
   前記再生素子用端子は、前記スリットにより前記スライダの高さ方向に分割され、
   前記再生素子用端子の前記スリットより前記浮上面側の部分は、ワイヤーボンディング用の領域であり、前記スリットより前記裏面側の部分は、ソルダーボンディング用の領域であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 前記再生素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、スリットが形成されていない連結部分を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記再生素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、前記スリットの両側に連結部分を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記素子形成面にはさらにヒータが形成され、前記絶縁体の上にはさらに前記ヒータに接続されたヒータ用端子を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記スライダは、幅が約０．７ｍｍ、高さが約０．２３ｍｍ、長さが約０．８５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 浮上面と該浮上面の反対側の裏面と素子形成面を有するスライダと、該スライダの素子形成面に形成された再生素子および記録素子と、該再生素子および記録素子の上に絶縁体を介して形成された前記再生素子に接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する再生素子用端子および前記記録素子に接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する記録素子用端子とを有し、
   前記再生素子用端子および前記記録素子用端子は、前記それぞれのスリットにより前記スライダの高さ方向に分割され、
   前記再生素子用端子および前記記録素子用端子の前記それぞれのスリットより前記浮上面側の部分は、ワイヤーボンディング用の領域であり、前記それぞれのスリットより前記裏面側の部分は、ソルダーボンディング用の領域であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
7. 前記再生素子用端子と前記記録素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、スリットが形成されていない連結部分を有することを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 前記再生素子用端子と前記記録素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、前記スリットの両側に連結部分を有することを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 前記素子形成面にはさらにヒータが形成され、前記絶縁体の上にはさらに前記ヒータに接続されたヒータ用端子を有することを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
10. 前記スライダは、幅が約０．７ｍｍ、高さが約０．２３ｍｍ、長さが約０．８５ｍｍであることを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
11. 浮上面と該浮上面の反対側の裏面と素子形成面を有するスライダと、該スライダの素子形成面に形成された両端に電極が接続された磁気抵抗効果素子を有する再生素子およびコイルを有する記録素子と、該再生素子および記録素子の上に絶縁体を介して形成された前記電極に接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する再生素子用端子および前記コイルに接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する記録素子用端子とを有し、
    前記再生素子用端子および前記記録素子用端子は、前記それぞれのスリットにより前記スライダの高さ方向に分割され、
    前記再生素子用端子および前記記録素子用端子の前記それぞれのスリットより前記浮上面側の部分は、ワイヤーボンディング用の領域であり、前記それぞれのスリットより前記裏面側の部分は、ソルダーボンディング用の領域であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
12. 前記再生素子用端子と前記記録素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、スリットが形成されていない連結部分を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッド。
13. 前記再生素子用端子と前記記録素子用端子は、前記スライダの高さ方向に長方形状を成し、前記スリットの両側に連結部分を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッド。
14. 前記素子形成面にはさらにヒータが形成され、前記絶縁体の上にはさらに前記ヒータに接続されたヒータ用端子を有することを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッド。
15. 前記スライダは、幅が約０．７ｍｍ、高さが約０．２３ｍｍ、長さが約０．８５ｍｍであることを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッド。
16. 浮上面と該浮上面の反対側の裏面と素子形成面を有するスライダと、該スライダの素子形成面に形成された両端に電極が接続された磁気抵抗効果素子を有する再生素子およびコイルを有する記録素子と、該再生素子および記録素子の上に絶縁体を介して形成された前記電極に接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する再生素子用端子および前記コイルに接続され前記素子形成面の幅方向にスリットを有する記録素子用端子とを有し、前記再生素子用端子および前記記録素子用端子は、前記それぞれのスリットにより前記スライダの高さ方向に分割され、前記再生素子用端子および前記記録素子用端子の前記それぞれのスリットより前記浮上面側の部分は、ワイヤーボンディング用の領域であり、前記それぞれのスリットより前記裏面側の部分は、ソルダーボンディング用の領域である薄膜磁気ヘッドと、
    配線が形成され、前記薄膜磁気ヘッドのスライダの裏面が接着され、前記配線と前記再生素子用端子および前記記録素子用端子の前記スライダの裏面側の端子部とがはんだ接続されたジンバルと、
    を有することを特徴とするヘッド・ジンバル・アセンブリ。

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