JPH01150211A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度磁気記録に適する薄膜磁気ヘッドに係
り、特に非晶質磁性膜を用い、耐熱性ポリイミド系樹脂
を絶縁層に用いた薄膜磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

磁気記録の高密度化、高性能化の進歩にはめざましいも
のがある。大型コンピューター用の磁気ディスク装置の
分野においては、記録密度の大幅な向上により、大容量
化が図ら九できた。磁気ディスク装置においては、従来
のフェライト型バルクヘッドに比べてインダクタンスが
小さく、高周波透磁率が大きくて、狭トラツク幅加工の
可能な薄膜ヘッドの使用が必須となっている。

薄膜ヘッドにおいては、記録の高密度化に伴って分解能
を向上するために磁極を薄膜化する必要があり、薄い磁
極先端で磁気飽和が起こり易く、このため高飽和磁束密
度の磁性膜を用いた薄膜ヘッドが必要になっている。

薄膜ヘッド用の磁性膜として、従来、主にＮｉ−Ｆｅ系
合金膜（パーマロイ膜）が用いられてきたｅ　Ｎ　ｘ　
　Ｆ　ｅ系合金膜は、耐食性に優れているが、飽和磁束
密度は１．ＯＴ　である、Ｎｉ−Ｆｅでは、今後の高飽
和磁束密度化に対応しきれなくなってきている。

近年高飽和磁束密度で高性能の磁性膜として非晶質スパ
ッタ膜が開発されつつある。この中でも特にガラス化元
素がＢ、Ｓｉ、Ｐなどのメタロイド元素からなる非晶質
合金に比較して、耐熱性に優れており、磁気ヘッド用磁
性膜として優れた特性を有しているＺｒ系非晶質合金は
具体的にはＭ　ａ　Ｔ　ｂ　Ｚ　ｒの組成式で表わされ
る。ここでＭは磁気モーメントを有するＧｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉなどの少なくとも一種であり、ＴはＭおよびＺｒ以外
の遷移金属である。このようなガラス化元素が主にＺｒ
からなる非晶質合金については特開昭５５−１３８０４
９ならびに特開昭５６−８４４３９等に述べられている
にれらのＺｒ系非晶質合金の中でもＭがＧｏからなるＧ
ｏ−Ｚｒ系非晶質は、飽和磁束密度が高く、優れた磁性
材料である。しかし、この非晶質合金の磁歪定数は、２
〜４Ｘ１０−６と比較的大きな値を示すため、添加元素
Ｔとして、非晶質合金の磁歪定数に負の寄与をあたえる
Ｖ、Ｎｂ。

Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなどの元素を用いることにより磁歪定数
がほぼＯの非晶質合金が得られる。

特開昭６２−１０７４１５では、これらの非晶質磁性膜
を用いて薄膜磁気ヘッドを製造している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、薄膜磁気ヘッド絶縁層に耐熱性ポリイ
ミド系樹脂ＰＩＱ（日立化成社命ｖＡ）を用いている。

ＰＩＱは、熱硬化樹脂であり、硬化するために３５０℃
で熱処理する必要がある。従来この熱処理は無磁場で行
なっており、この時、非晶質膜の透磁率は３００以下に
減少する。そこで、従来は薄膜磁気ヘッド製造工程が終
了したあとの磁場中熱処理によって、ＰＩＱの熱処理に
よる熱覆歴の影響を打ち消し、磁性膜の透磁率を向上さ
せていた。ところが、この熱処理の熱処理温度は、熱覆
歴によって受ける熱処理温度よりも高くする必要がある
。すなわち、磁場中熱処理温度は、少なくとも３８０℃
以上にする必要があった。

ところが、薄膜ヘッド製造工程後に３８０℃以上の磁場
中熱処理を加えると、ＰＩＱによって形成された絶縁層
が変形してしまい、薄膜ヘッドの形成歩留が３０％以下
になるという問題があった。

本発明の目的は、磁極に非晶質を用い、絶縁層にＰＩＱ
を用いた薄膜ヘッドにおいて、薄膜ヘッド工程後の熱処
理温度を３５０℃以下とし、絶縁層の変形のないヘッド
を提供することである。　゛〔問題点を解決するための
手段〕 上記問題を解決するために、ＰＩＱ硬化過程において、
薄膜ヘッドのトラック幅方向に磁場を印加しながら熱処
理すれば、薄膜ヘッド形成後の磁場中熱処理の温度を３
５０℃以下にすることができ、薄膜ヘッド形成歩留を９
０％以上にすることができる。

〔作用〕

磁場を印加しながらＰＩＱ硬化熱処理時をおこなうこと
は、従来の方法に比較して磁性膜の異方性を均一にする
ものと考えられる。その理由は以下のように考えられる
。薄膜ヘッドの磁性膜は幅が２０μｍ〜１００μｍの磁
極形状に加工されるため１反磁場の影響により、第２図
に示すような磁区構造が実現される。磁区の内部ではそ
れぞれ矢印で示す方向に磁化が向いている。この場合。

無磁場中で熱処理を行なうと、各々の磁区では、磁化の
内部磁場によって、磁場中熱処理と同じような処理を受
ける。したがって、磁極内部で異方性の方向及び大きさ
の分布した状態が実現される。

一方、磁極トラック幅方向に磁極磁性膜を充分飽和させ
るだけの磁場を印加すると、磁極は単磁区状態となる。

この状態で熱処理すると、磁場が均一にかかった磁場中
熱処理を受けるため、磁極内部の異方性は均一な状態と
なる６以上の２つの熱覆歴を考えた場合、後者の方が、
薄膜ヘッド形成後の磁場中熱処理でその影響を打ち消し
やすいものと見ることができる。従って、本発明による
と、薄膜ヘッド形成後の磁場中熱処理温度を低くでき、
薄膜ヘッドの形成歩留を向上させることができる。

〔実施例〕

以下１本発明を実施例により詳細に説明する。

第３図に、Ｃｏ９ｚＴａｓＺｒａ非晶質膜を磁極に用い
た薄膜磁気ヘッドの断面図（イ）、上面図（ロ）を示し
ている。本薄膵ヘッドはＡ　ＱｘＯｓ−Ｔ　ｉ　Ｃ。

Ｚｒ（）ｚ等の非磁性基板上１に下部磁性層２を形成す
る。下部磁性層２は、ＣｏｅｚＴａａＺｒｓ非晶質膜で
形成した。ＣＯ９！Ｔ　ａδＺｒａ非晶質膜は二極高周
波スパッタ法により形成した後、イオンミリング法によ
り磁極形状に加工する。このとき。

非晶質磁性膜は一軸異方性を持つので、磁極のトラック
幅方向８と磁性膜の容易軸方向とが一致するようにした
。更にＡＱｚＯａ、５ｉｆｔによってギャップ層３を形
成した。

次にＡＱ、Ｃｕによって導電コイル４を形成する。導電
コイル４と上部磁性層６との絶縁性を保つために絶縁層
５を設ける必要がある。ここでは。

導電コイル４によってできた凹凸を平坦化でき、かつ熱
的に安定な耐熱性ポリイミド系樹脂ＰＩＱを用いた。Ｐ
ＩＱは流動性なのでそれを硬化させるために熱処理を施
す必要がある。標準的には、ＰＩＱをスピンナーによっ
て塗布後に、２００℃で熱処理した後さらに３５０℃の
熱処理を行なう。

このとき、磁場は印加していない。

さらにその上に上部磁性層６を設ける。上部磁性層６と
しては下部と同様に、ＣｏｅｚＴａｓＺ　ｒａ非晶質膜
を二極高周波スパッタ法により形成した後、イオンミリ
ング法により磁極形状に加工した。

なお、下部磁極と同じように、磁極のトラック幅方向８
が磁性膜の容易軸方向と一致するようにした。

その後、ＡｆｉｚＯａの保護膜８を形成した後、磁性膜
の軟磁気特性を向上させるため、磁場中熱処理を施した
。磁場中熱処理は、薄膜ヘッドのトラック幅方向８に磁
場を印加して１１℃（熱処理１）、その後トラック幅方
向８と直角方向に磁場を印加して１２℃（熱処理２）の
熱処理をそれぞれ１時間流した。磁場は５ｋＯｅの直流
磁場である。さらに、チップ加工、研磨を行なって、薄
膜ヘッドとなる。

第４図には、上記薄膜ヘッドの磁場中熱処理温度と再生
出力との関係を示す。再生出力の評価は保磁力４０００
ｅのシーＦｅｚｅｓの塗布媒体で行なった。再生出力は
最大出力を１とする相対出力で示す。

熱処理１の熱処理温度Ｔ１が３５０℃以下の時は、Ｔ２
を何度にしようとも、この薄膜ヘッドで得られる最大出
力の半分以下の出力しか得られない。ところがＴｚ＝３
８０℃では、Ｔ！＝３４０℃のとき最大出力をうろこと
ができた。つまり、絶縁層にＰＩＱを用いた第３図でし
めされる薄膜ヘッドにおいて、ＰＩＱの硬化熱処理を無
磁場中で行なった場合には、その後の磁性膜特性改善熱
処理の温度を３５０’Ｃ以上にしなければ、十分な再生
出力が得られないことがわかった。

第５図に、磁場中熱処理温度Ｔ１と、絶縁層が変形する
ことによる薄膜ヘッドの不良率（不良率＝１００−歩留
）との関係を示すａＴｘが３５０℃以上で不良率が急激
に増大しＴｚ＝３８０℃では不良率は７０％以上になっ
ている。従って、従来の薄膜ヘッドでは十分な再生出力
の得られるヘッドの歩留は３０％以下であった。

次に、絶縁層ＰＩＱの硬化熱処理の際に、磁極のトラッ
ク幅方向に５ｋＯｅの直流磁場を印加して熱処理を行な
った、第３図と同一構造の薄膜ヘッドを作製した。磁性
膜の特性を向上させる熱処理は、ＡＱｚＯｓの保護膜８
を形成した後に行なった。このとき、磁極のトラック幅
方向と直角方向に５　ｋ　Ｏｅの直流磁場を印加した。

第１図に磁性膜の特性向上磁場中熱処理温度Ｔとヘッド
の再生出力との関係を示す。

再生出力の評価は、第４図と同様に保磁力４０００ｅの
シーＦｅｚｅｓの塗布媒体で行なった。再生出力は第３
図における最大出力を１とする相対出力で示す、また、
磁場中熱処理は１時間行なった。

再生出力は上記処理温度が３５０℃で最大値をとリ、そ
の値は第４図の最大再生出力と同等であった。すなわち
、本発明によると、磁性膜の磁場中温度は３５０℃以下
にすることができることがわかった。従って１本発明に
よると、十分な再生出力の得られるヘッドの歩留は９０
％以上となった。

なお、薄膜ヘッドの磁極を飽和するためには、５ｋｏａ
以上の磁場を印加する必要があった。

また第６図にＰＩＱの硬化熱処理時に磁場中熱処理を施
したものとそうでないもののなかで、同一の再生出力が
得られるものを選び、２００℃の雰囲気中で保持したと
きの再生出力の経時変化を比較した。ＰＩＱの硬化熱処
理時に磁場中熱処理を施したものは、そうでないものに
くらべて経時変化が小さいことが明らかになった。

他の非晶質膜、たとえば、ＣｏＮｂＺｒ。

Ｃｏ　Ｗ　Ｚ　ｒを磁極に用いた薄膜ヘッドについても
同様であった６従って、上記現象は非晶質膜を用いた薄
膜ヘッド一般にいえることと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絶縁層にＰＩＱのような耐熱性ポリイ
ミド系樹脂を用い、磁極に非晶質磁性膜を用いた薄膜ヘ
ッドにおいて、非晶質磁性膜の磁場中熱処理温度を３５
０℃以下の低温にできるため、絶縁層の変形を防ぐこと
ができ薄膜ヘッドの形成歩留を向上させることができる
。また１本発明の薄膜ヘッドは、従来に比べて経時劣化
を小さくできた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の磁性膜の磁場中熱処理温
度Ｔとヘッドの再生出力を示す特性図、第２図は磁極上
に形成される磁区構造の模式図、第３図は本発明の一実
施の薄膜磁気ヘッドの断面図および上面図、第４図は簿
膜磁気ヘッドの磁場中熱処理温度と再生出力との関係を
示す特性図、第５図は磁場中熱処理温度と、絶縁層が変
形することによる薄膜ヘッドの不良率と相関図、第６図
はＰＩＱの硬化処理時に磁場中熱処理を施したヘッドと
そうでないものの再生出力の経時変化特性率　　ｌ　　
図 然処理韮ｚ　７　（’Ｃつ 第　２　の 第　３１２］ （ロ） 第　４　口 熱処理温度Ｔ７（°り 第　５　圀 熱処理温度ＴＩ（°す

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶質磁性膜からなる磁極、ギャップ層、導電コイ
   ル、該磁極と該導電コイルの電気的絶縁を保つために耐
   熱性ポリミド系樹脂の絶縁層を有する薄膜磁気ヘッドに
   おいて、該耐熱性ポリイミド系樹脂の硬化熱処理を該磁
   極のトラック幅方向に直流あるいは交流の磁場を印加し
   ながら行なうことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、該耐熱性ポリイミド系樹脂の硬化熱処理の後に、該
   磁極のトラック幅方向と直角方向に直流あるいは交流の
   磁場を印加しながら磁場中熱処理をすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気ヘッド。 ３、該磁場の大きさ９５ｋＯｅ以上とすることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第２項記載の薄膜磁気
   ヘッド。 ４、該非晶質磁性膜をＣｏＴａＺｒ系非晶質膜とし、該
   耐熱性ポリイミド系樹脂の硬化処理後の該磁場中熱処理
   の温度３３０℃以上３５０℃以下とすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項ないし第３項記載の薄膜磁気ヘ
   ッド。