JP5495549B2

JP5495549B2 - 磁気ヘッドスライダ、磁気ヘッドスライダを搭載した磁気ディスク装置、および磁気ヘッドスライダの製造方法

Info

Publication number: JP5495549B2
Application number: JP2008330869A
Authority: JP
Inventors: 芳徳竹内
Original assignee: エイチジーエスティーネザーランドビーブイ
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: US8325445B2; US20110157749A1; JP2010152991A

Description

本発明は、磁気ディスク装置等に用いられる、走行する記録媒体面上を微小な浮上隙間で浮上もしくは間歇接触する磁気ヘッドスライダに係り、特にロード/アンロード機構を備えたディスク装置に好適で、特に装置外周位置での素子部摺動や損傷耐力に優れ、浮上特性が良好で、大量生産に好適な磁気ヘッドスライダに関する。

磁気ディスク装置は、高密度化に伴って磁気的スペーシングを狭小化することが必然となっている一方で、HDI的な信頼性確保がますます重要課題となっている。磁気ディスク装置では、回転する記録媒体上で微小な間隔を保ち浮上する気体軸受を応用した磁気ヘッドスライダが使用されている。
従来の磁気ディスク装置用磁気ヘッドスライダは、米国特許第５７７７８２５号明細書に記載された基本構成のものが使われている。以下、図１１の斜視図を用いて説明する。スライダ101の軸受面は浮上面102と浮上面102より僅かの深さの段差を持たせた浅溝面104と該浅溝面104よりさらに浮上面から深く掘られた深溝面105より構成している。浮上面102は、流入側に浅溝面104aの後方に左右一対102a,102bと流出端で磁気ヘッド103を搭載するセンターパッド102cよりなる。流入側の浅溝面104a、流入側浮上面102a,102bとサイドの浅溝レール104bで囲まれた深溝面105を設けている。本構成では、浅溝面と浮上面によるステップ空気軸受作用により、ディスクからスライダを浮上させる浮上力を発生し、同時に深溝面105で負圧を発生し、正圧・負圧併用により、適切な空気軸受剛性を確保し安定に浮上させると同時にセンターパッドの磁気ヘッド１０３をディスクに対し、再接近点とすることができ、ヘッド特性的に好適な形状と言える。現在広く使われているスライダは長さLx=1.25mm、幅Ly=0.7mm、厚さLz=0.23mmのスライダと、Lx=0.85mm、Ly=0.7mm、Lz=0.23mmのスライダの2種類である。
また、磁気ヘッドスライダのロード/アンロード方式の磁気ディスク装置の内、特に磁気ディスクの回転数が7200rpm、10krpm、15krpm等の高速回転の装置では、ロード時、浮上力を持たない状態のスライダをディスク面上に高速で下ろすため、スライダが浮上力を発生できないで、ディスクと接触する場合がある。このような場合にも、スライダが浮上力を瞬時に発生させて、ディスク面上に安定浮上することにより、両者が損傷することを防ぐ必要がある。
この基本構成のスライダでは、磁気ディスクの表面が非常に平滑なためスライダが接触した時、非常に大きな摩擦力が働きスライダが前のめりになって（スライダの空気流入端側が下向きになって）、スライダの流入側が接触し空気流入部分が塞がれ、空気の流入が極端に減少し、浮上力を発生できなくなり、スライダとディスクが連続して摺動し、損傷する問題が発生する可能性がある。
そこでこの対策の例として、特許文献２に記載のスライダでは、浮上面と微小な深さの浅溝面から構成され、空気の流入側の浅溝面の流入側両サイドに微小突起１０６ａ，１０６ｂを形成している。微小突起の高さは浮上面とほぼ同じである。これによりスライダがディスクに接触した場合、浅溝面の前縁がディスク面を損傷することがなく、また前のめりになった場合でも空気流入口が確保できるので浮上力を得て前のめりから瞬時に脱出できるものである。

米国特許第５７７７８２５号明細書特開２００２−１３３６３２号公報

従来の特許文献２の磁気ヘッドスライダの構成によると、微少突起は、パターンシフト等の加工のばらつきで一部が流入端に外れるのをさけるために、流入端から距離をおいた位置に主に円形で形成されていた。したがって、微少突起に隣接して流入端側に浅溝面が形成されており、微小突起の高さは浅溝面の深さのため、前のめりの角度が大きくなると、接触点が微小突起から浅溝面の前縁に移動してしまう。そのため微小突起の効果がなくなり、前のめり状態でスライダとディスクが連続して摺動し、損傷する問題があった。
本発明は、流入側パッドの形成方法を工夫することにより、流入端にパッドを形成し、前のめりが発生しにくく、大きな前のめり角度で接触しても、ディスクを損傷させることがなく、空気流入口を確保し、浮上力を発生させて前のめり状態から瞬時に脱出し、HDD装置の摺動信頼性を改善する手段を提供するものである。

前記目的を達成するために、本発明では、流入端パッドの流入側に深溝面を形成することを特徴とするものである。
本発明は、記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダにおいて、スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、流入端パッドの流入側に深溝面が形成されている。
また、記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた第１の深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記第１の深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダにおいて、スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、前記流入端パッドの流入側に前記第１の深溝面よりさらに深い第２の深溝面が形成されている。
また、記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダであって、スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、流入端パッドの流入側に深溝面が形成されている磁気ヘッドスライダの製造方法において、前記浮上面および前記小面積の流入端パッドを残して第１の深さで前記浅溝面を加工する工程と、前記浮上面、前記小面積の流入端パッドおよび前記浅溝面を残して第２の深さで前記深溝面を加工する工程と、流入端パッドの流入側に前記深溝面を加工する工程とからなるものである。
さらに、前記流入端パッドの流入側の深溝面の加工は反応性イオンエッチングによって加工されることが望ましい。
また、前記流入端パッドの流入側の深溝面の加工はイオンミリングによって加工されることが望ましい。

以上述べたように本発明によれば、流入端パッドの流入側に深溝面を形成することにより、流入端にパッドを形成し、前のめりがしにくく、大きな前のめり角度で接触しても、ディスクを損傷させることがなく、空気流入口を確保し、浮上力を発生させて瞬時に脱出し、HDD装置の摺動信頼性を改善する効果がある。
また、本発明の他の効果として、スライダ浮上面の流入端をマスクを用いたミリング加工で規定するのでスライダ長の精度が向上し、従来問題となっていたスライダ長のばらつきを半分以下に抑えることができ、浮上量のばらつきを低減する効果がある。

以下本発明の好適な実施形態を図１から図１０を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

図１は本実施例による磁気ヘッドスライダの斜視図、図２は図１の平面図である。また、図３は図１の流入端A部の拡大図である。本実施例による磁気ヘッドスライダは空気軸受の効果を利用して浮上力を発生させるため、スライダ１の空気軸受面１０（ディスク対向面）の流入側に流入側浅溝面４ａを設け、その後方に浅溝面４ａに隣接して１対の流入側浮上面２ａ，２ｂを設けている。流入側浮上面２ａ，２ｂの後方の両サイド流出端近くまで伸びたサイド浅溝面４ｂが配置されている。サイド浅溝面４ｂ上のスライダ流出側に、一対の中央サイド浮上面２ｄ，２ｅを設けている。一方スライダ１の流出端の幅方向中央にセンター浮上面２ｃを設け、磁気ヘッド３を搭載している。センター浮上面２ｃの流入側にセンター浅溝面４ｃを設けている。流入側浅溝面４ａ、流入側浮上面２ａ，２ｂとサイド浅溝面４ｂとセンター浅溝面４ｃおよび、センター浮上面２ｃとで囲まれた空気軸受面１０の中央に深溝面５を設けている。空気軸受面１０の前記流入側浅溝面４aの流入端の幅方向両サイドに流入端パッド６ａ，６ｂを設けている。流入端パッド６ａ，６ｂは前記流入側浮上面２ａ，２ｂと同一平面である。図３に示すように前記流入端パッド６ａ，６ｂは流入側を流入端深溝面７aで、スライダ両サイド外側の側面をサイド深溝面７ｂ，７ｃの深溝面加工することによってパッドを形成している。このため、エッチング技術を用いた生産においては、流入端パッドの後ろ部分と側面内側は浮上面と同時に加工し、流入端側と側面外側は深溝加工と同時の２回の成型で実現し、マスクの枚数を増やすことなく加工することができる。この構成により、流入端パッド６ａ，６ｂは浮上面の流入端の両端に形成することを可能にしている。流入端と両サイドのコーナーは円弧状とし、ディスクとの接触時の接触応力を低減している。本実施例のスライダ長さＬｘは1.25 mm、スライダ幅は0.7mmであり、浮上面から浅溝面までの深さは約170nm、浮上面から深溝面５までの深さは約1500nmである。なお、符号８は、流出端パッドを示す。また、符号１１は、スライダ１の流入端側の機械加工面を示す。

図４に浮上姿勢とピッチダウンの関係と本発明の効果を示す。図４のａに通常浮上状態を示す。スライダは回転するディスクに対し、流入側の浮上が大きく流出端の素子部が最小浮上量となる、プラスのピッチで浮上している。しかし、図４のｂに示すように、ロード・アンロード機構を有する磁気ディスク装置の場合のロード時等に何らかの外乱によって、スライダとディスクが接触すると、前のめり回転力を受けてスライダ流入側がディスクと接触する前のめり（マイナスピッチ）状態（ピッチダウン）となる。この時、従来の微小突起では突起高さが小さく、約０．４度でディスクとの接触位置が微小突起からスライダの前縁へ移動してしまい、ディスクを損傷させてしまう（図４のｃ）のに対し、本発明では流入側が深溝面となっているため、約8.5度（約20倍）まで流入端パッドからスライダ前縁への接触点の移動を防ぐことができる（図４のｄ）ので、大きな前のめり角度で接触しても、ディスクを損傷させることがなく、空気流入口を確保し、浮上力を発生させて瞬時に脱出し、HDD装置の摺動信頼性を改善することができる。また、ロール方向にスライダが傾いた場合に対しても従来より改善効果がある。また、本発明では流入端パッドの流入側を深溝面で形成するため、空気軸受面１０の長さをエッチング技術で規定するので、従来の粗いラップ等によりスライダ長を形成していたのに比べて、スライダ長さばらつきを1/2程度に小さく抑えることができ、浮上量のばらつきを低減することができる。

図５に第２の実施例の平面図を示す。流入端パッド６ａ，６ｂはスライダ長さ方向をスライダ幅方向よりも長くして構成した例である。本構成によって、流入端パッド６ａ，６ｂが流入側浮上面２ａ，２ｂの浮上特性に及ぼす影響を少し低減することができる。本構成でも実施例１と同様の効果がある。

図６に第３の実施例の平面図を示す。流入端パッド６ａ，６ｂをスライダ長０．８５ｍｍ、スライダ幅０．７ｍｍサイズのスライダに適用した例である。流入端パッド６ａ，６ｂの流入側は流入端深溝面７ａで構成している。空気軸受面１０内とスライダ１の流出端両サイドに第１の深溝面５ａ，５ｂより深い第２深溝面９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆを設けている。第２深溝面の深さは浮上面から３μｍから４μｍが好適である。軸受け面１０の第２深溝面は浮上特性の改善のため設けている。また、流出端両サイドの第２深溝面９ｅ，９ｆは前記ロードアンロード時の接触での接触応力を低減するために設けている。本実施例ではスライダ長が短いので本発明による軸受面長さばらつきによる浮上ばらつき低減の効果が増加する。本実施例も、実施例１と同等の効果がある。

図７に第４の実施例の平面図を示す。流入端パッド６ａ，６ｂの流入側深溝面７ａを流入端パッド近傍で幅広く、スライダ中央で狭く変化させた例である。接触点がスライダ前縁へ移動する前のめり角度が実施例１より、低下するが同様な効果がある。

図８に第５の実施例の平面図を示す。流入端パッド６ｃを流入端のスライダ中央にさらに設けた例である。前のめり時の接触挙動を安定化し、迅速に脱出する効果がある。本実施例も実施例１と同様の効果がある。

図９に第６の実施例の平面図を示す。本発明を長さ0.85mm、幅0.7mmの大きさのスライダに適用し、流入端パッド６ａ，６ｂの流入側を、第１の深溝面５ａ，５ｂより深い、第２深溝面９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆと同じ深さの、第２深溝面９ｇで形成した例である。本形状では流入端パッド６ａ，６ｂの流入側が３μｍから４μｍと深くすることができるため、前のめり時、流入端パッドでの接触点がスライダ前縁へ移動する前のめり角度を実施例１より、大きく改善することができる。その他は実施例１と同様の効果がある。

本発明は、流入端パッドの流入側に深溝面を形成することにより、流入端にパッドを形成し、前のめりがしにくく、大きな前のめり角度で接触しても、ディスクを損傷させることがなく、空気流入口を確保し、浮上力を発生させて瞬時に脱出し、HDD装置の摺動信頼性を改善する効果がある。また、本発明の他の効果として、スライダ浮上面の流入端をミリング加工のマスクで規定するので、従来問題となっていたスライダ長のばらつきを半分以下に抑えることができ、浮上量のばらつきを低減する効果がある。

本発明の実施例１による磁気ヘッドスライダの浮上面の斜視図。図１の磁気ヘッドスライダの浮上面の平面図。図１の流入端A部の拡大図。浮上姿勢とピッチダウンの関係と本発明の効果を示す説明図。本発明の実施例２による磁気ヘッドスライダの平面図。本発明の実施例３による磁気ヘッドスライダの平面図。本発明の実施例４による磁気ヘッドスライダの平面図。本発明の実施例５による磁気ヘッドスライダの平面図。本発明の実施例６による磁気ヘッドスライダの平面図。各実施例あるいは各変形例による磁気ヘッドスライダを搭載した磁気ディスク装置の鳥瞰図である。従来技術による流入側パッドを備えた正圧負圧併用形磁気ヘッドスライダの浮上面の斜視図。

符号の説明

１‥‥スライダ、２‥‥浮上面、２a,２b‥‥流入側浮上面、２c‥‥センター浮上面、２d,２e‥‥中央サイド浮上面、３‥‥磁気ヘッド、４a‥‥流入側浅溝面、４b‥‥サイド浅溝面、４c‥‥センター浅溝面、５‥‥深溝面、６a，６ｂ‥‥流入端パッド、７a‥‥流入端深溝面、７ｂ，７ｃ‥‥側部深溝面、８‥‥流出端パッド、９a，９ｂ，９ｃ，９ｄ‥‥空気軸受面の第２の深溝面、９e，９ｆ‥‥流出端コーナー第２の深溝面、９ｇ‥‥流入端の第２の深溝面、１０‥‥空気軸受面、１１‥‥スライダ流入端の機械加工面。

Claims

記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた第１の深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダにおいて、
スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、流入端パッドの流入側に深溝面が形成されており、前記浮上面内とスライダの流出端両サイド、及び前記流入端パッドの流入側に、前記第１の深溝面よりも深い第２の深溝面が形成されていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの流入側の前記深溝面の加工は反応性イオンエッチングによって加工されたことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの流入側の前記深溝面の加工はイオンミリングによって加工されたことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの流入側に形成した深溝面の深さは、前記第２の深さで設けた深溝面の深さと同じ深さであることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた第１の深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記第１の深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダにおいて、
スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、前記浮上面内とスライダの流出端両サイド、及び流入端パッドの流入側に、前記第１の深溝面よりさらに深い第２の深溝面が形成されていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの流入側に形成された第２の深溝面の加工は反応性イオンエッチングによって加工されたことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの流入側に形成された第２の深溝面の加工はイオンミリングによって加工されたことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッドスライダ。
前記流入端パッドの側面外側にも前記深溝面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヘッドスライダ。
前記浅溝面のスライダ流入端にも前記深溝面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヘッドスライダ。
磁気ディスク装置は、磁気記録媒体、及び磁気ヘッドスライダを有し、
前記磁気ヘッドスライダは、
記録媒体に情報を読み書きする磁気ヘッドを搭載し、気体軸受を応用した軸受面を有し、
前記気体軸受作用によって記録媒体に対して浮上もしくは間歇接触するスライダであり、前記軸受面は記録媒体に最近接する浮上面と浮上面から第１の深さで設けた浅溝面と、少なくとも浅溝面よりさらに深く浮上面から第２の深さで設けた第１の深溝面とから構成され、前記浅溝面と浮上面とで正圧を発生し浅溝面と浮上面で囲まれた前記第１の深溝面で負圧を発生する磁気ヘッドスライダにおいて、
スライダの流入部に浅溝面を設け、その後方に隣接して浮上面を設け、少なくとも前記浅溝面のスライダ流入端の両サイドに浮上面と同じ高さの小面積の流入端パッドを設け、前記浮上面内とスライダの流出端両サイド、及び流入端パッドの流入側に、前記第１の深溝面よりさらに深い第２の深溝面が形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。