JPH02132615A - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッド - 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】 利用産業分野 この発明は、電算機用、テープ用、映像記録用などの垂
直磁気記録再生薄膜ヘッドの改良に係り、非磁性材を充
填し加工組立後に磁気記録媒体との対向位置となるリタ
ーンパス用磁性部材の形状を、主磁極膜と平行に配置さ
れたリターンパス用磁性部材幅が主磁極膜幅にほぼ等し
く、かつ前記磁性部材平行部以外のリターンパス用磁性
材を前記主磁極膜と非平行とすることにより、薄膜ヘッ
ドのクロストーク特性及びオフトラック特性の改善向上
を計った垂直磁気記録再生薄膜ヘッドに関する。

背景技術 一般に、垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（以下、薄膜磁気
ヘッドという）は、磁気回路が微小であること、高透磁
率、高飽和磁束密度の磁性薄膜を用いるという点で、磁
気記録の高密度化に適しており、半導体テクノロジーに
基づく製造プロセスで製造されるため、高精度の磁気ヘ
ッドを低コストで製造可能であり、今後、垂直磁気ヘッ
ドの主流となるものと考えられる。

薄膜磁気ヘッドには、記録、再生用ヘッドとして用いら
れるインダクティブヘッド、再生ヘッドとして用いられ
る磁気抵抗効果型ヘッド等がある。

垂直磁気記録再生用のインダクテイブヘッドは、例えば
、第８図に薄膜ヘッドのトランスジューサ一部の媒体対
向面及び縦断側面説明図を示す如く、ソフトフエライト
等の磁性部材（１０）と、これにギャップ層たる非磁性
材（３）と薄膜導体コイル（４）と絶縁層（５）を介し
て配設するパーマロイ、センダスト、あるいはｃｏ系ア
モルファス等からなる主磁極膜（７）と、該主磁極膜の
記録時の磁気飽和を防ぐための厚膜磁性膜（８）と保護
膜（９）とからなる。

従来技術の問題点 前述した露出する積層端面で記録媒体と対向する構成の
垂直薄膜ヘッドにおいて、第８図（ａ）に示す如く、記
録媒体（３０）に対するリターンパス用磁性部材（１０
）の溝部（２）に充填される非磁性材（３）との境界面
（１２）が主磁極膜（７）と平行になっているため、主
磁極膜（７）下部以外の前記境界面（１２）における隣
接トラックの再生が原因し、薄膜ヘッドにおいて、クロ
ストーク特性及びオフトラック特性が十分でなく、高ト
ラック密度化に対して問題があった。

またさらに、従来の薄膜磁気ヘッドにおいて、記録媒体
に対向する面に主磁極膜以外にリターンパス用磁性部材
のエッジ形状部分が露出し、前記露出部形状効果（コン
ター効果）によって、そのエッジ部に媒体からの漏洩磁
束が集中することにより、再生波形に発生するノイズピ
ーク、ずなわち、主ピーク以外に副ピーク（コンター効
果によるピーク）が発生し、波形歪み及び記録密度特性
の劣化を招来する問題があった。

発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、従来の薄膜磁気ヘッド
のクロストーク特性及びオフトラック特性の向上させた
薄膜ヘッド、さらに同時に、コンター効果による問題を
低減、解消できる垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの提供を
目的としている。

発明の概要 発明者は、磁気記録媒体に対向ずるりターンパス用磁性
部月と溝部に充填された、非磁性材との接触部における
隣接トラックの再生出力を減少させ、クロストーク特性
及びオフトラック特性の改善を目的に、リターンパス用
磁性部材形状について種々検討した結果、磁気記録媒体
との対向面に露出するリターンパス用溝磁性部材部底面
の形状を、主磁極膜と平行に配置されたリターンパス用
磁性部材幅が主磁極膜幅にほぼ等しく、かつ前記磁性部
材平行部以外のリターンパス用磁性材を前記主磁極膜と
非平行、すなわち、前記磁性部材平行部以外の磁性材（
１０）厚みを前記磁性部材平行部より暫次減少または増
大させる傾斜面とすることにより、磁気抵抗の増加及び
磁性部材の傾斜面によるアジマスクロスの増大を計り、
薄膜ヘッドのクロストーク特性及びオフトラック特性は
向上、改善されることを知見した。

また、同時に、前記非磁性材との交互角部への磁束集中
による波形劣化を防止するには、磁性部材に配設された
溝部の所要内面を階段状の特定形状にすればよいことを
知見した。

すなわち、この発明は、 リターンパス用磁性部材の一主面に溝部を有し、該溝に
非磁性材を充填し、さらに少なくとも薄膜導体コイル、
層間絶縁膜、主磁極膜が積層され、かつリターンパス部
にて磁性部材と主磁極膜と接続し、露出する前記積層端
面で記録媒体と対向する構成からなる垂直磁気記録再生
薄膜ヘッドにおいて、 媒体対向面における前記積層端面の主磁極膜に平行なリ
ターンパス用磁性部材幅が主磁極膜幅にほぼ等しく、前
記磁性部材の平行部以外のリターンパス用磁性材が、前
記主磁極膜と非平行となるように配置されていることを
特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッドである。

発明の構成 この発明による薄膜ヘッドは、第３図ａ，ｂに示ず如く
、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系フエライト等の磁性材料
の一主面に、ガラス、Ｓｉ０２、Ａｌ２０３、チタン酸
バリウム等の非磁性材（３）を充填する複数の平底ある
いは階段状の溝部（２）、及びこれに直交するＶ型ある
いは略Ｕ型の溝部（２０）を一定間隔で設けた溝構造磁
性基板（１）を用いることにより、容易に効率よく製造
することができる。

詳述すると、第１図ａ，ｂに示す如く、磁気記録媒体と
の対向位置となる溝部底面、すなわち、溝構造磁性基板
（１）における溝部（２）と溝部（２０）が交差した部
分の形状を、リターンパス用磁性部材上部（１３）幅が
主磁極膜（７）幅にほぼ等しく、かつ前記磁性部材平行
部（１３）以外の磁性材（１０）を、主磁極膜（７）と
と非平行となるように配置するため、ここでは前記磁性
部材平行部（１３）以外の磁性材（１０）厚みを前記磁
性部材上部（１３）より暫時減少させることにより、磁
気抵抗の増加及び磁性部材の傾斜面によるアジマスクロ
スの増大を計ることができ、薄膜ヘッドのクロストーク
特性及びオフトラック特性を改善、向上させることがで
きる。

またさらに、第２図ａ，ｂに示す如く、溝部（２）を階
段状内面（２ａ）に形成、例えば、第６図ａ−ｃに示す
如く、種々の階段状に形成することにより、前記基板よ
り作成された薄膜磁気ヘッドは、記録媒体からの漏洩磁
束が磁性部材（１０）の媒体対向面に露出している露出
面と溝部（２）に充填した非磁性材（３）との少なくと
も１ケ所以上の交互角部及び非磁性材（３）との接触面
に分散するため、従来の薄膜磁気ヘッドの欠点であった
コンター効果による副ピークを弱化することができる。

この発明による薄膜磁気ヘッドを製造する工程を、第３
図ｂ、第４図ａ−ｇに基いて説明する。

■Ｎｉ−Ｚｎ系またはＭｎ−Ｚｎ系フエライトの磁性基
板（１）の一主面に、階段状内面（２ａ）を有する複数
の溝部（２）及び溝部（２）に直交する略Ｕ型形状を有
する複数の溝部（２０）を所要パターンにて配設し、各
溝部（２）（２０）に、ガラス、Ｓｉ０２、ＡＩ２０３
、チタン酸バリウム等の非磁性材（３）を充填し、その
後、磁性基板（１）の前記溝部（２Ｘ２０）を設けた主
面に、メカノケミカル研摩を施す。（第３図ｂ図） ■分割形成された磁性部材（１０）の前記研摩面に、Ｃ
ｕ，　Ｃｒ，　Ａ１等からなる薄膜導体コイル（４）を
形成する。（第４図ａ図）なお、前記磁性部材がＭｎ−
Ｚｎ系フエライトの場合、薄膜導体コイル形成前に絶縁
層を設ける。

■この薄膜導体コイル（４）層と後に被着する主磁極膜
（７）との電気的絶縁のために、Ｓｉ０２、Ａｌ２０３
等の無機酸化膜からなる層間絶縁被膜（５）を、スパッ
タリング法等にて形成する。

（第４図ｂ図） ■前記薄膜導体コイル（４）による層間絶縁被膜（５）
の凹凸面を除去するため、ダイヤモンド研摩等の精密研
摩を施して、５００人以下に平坦化する。（第４図Ｃ図
） ■後工程にて被着する主磁極膜（７）と磁性部材（１０
）を接続するためのリターンパス部（６）を、前記層間
絶縁被膜（５）に、イオンエソチング、ケミカルエッチ
ング等の方法にて形成する。（第４図ｄ図） ■前記層間絶縁被膜（５）面の加工歪及びエッジ部（５
ａ）の角部を除去し、さらに磁性部材（１０）面の加工
歪を除去するため、当該主面全面にメカノケミカル研摩
を施す。

これにより、前記層間絶縁被膜（５）面及びリターンパ
ス部（６）の磁性部材（１０）面は、加工歪が除去され
て無歪化し、かつ表面粗度が１００Ａ以下、好ましくは
４０Ａ以下に仕上げられる。

■前記メカノケミカル研摩後、層間絶縁被膜（５）の面
及びリターンパス部（６）の磁性部材（１０）面上に、
パーマロイ、センダスト等のＦｅ系合金あるいはアモル
ファス等からなる主磁極膜（７）をスパッタリング法、
蒸着法、めっき法等にて被着形成し、パターン化する。

（第４図ｅ図） ■その後、前記主磁極膜（７）上に主磁極の磁気飽和を
防ぐために厚膜主磁極膜（８）をスパッタリング法、蒸
着法、めっき法等にて被着形成し、パターン化する。（
第４図＠） ■ヘッド保護膜（９）を積層被着する。（第４図ｇ図）
［株］その後、溝部（２）の所要位置及び溝部（２０）
の所要位置で切断して、所要寸法、形状に成形すること
により、磁性部材の溝部（２）に階段状内面（２ａ）を
有し、その溝部（２）と溝部（２０）が交差した部分、
すなわち、記録媒体との対向面形状を、リターンパス用
磁性部材平行部（１３）幅が主磁極膜（７）幅にほぼ等
しく、かつ前記磁性部材平行部（１３）以外の磁性部材
（１）厚みを前記磁性部材平行部（１３）面より減少さ
せた薄膜磁気ヘッドが得られる。（第２図）この発明の
特徴たる記録媒体に対向する積層端面のリターンパス用
磁性部材形状は、第１図、第２図の如き形状のほかに第
５図の形状でもよい。

すなわち、階段状の溝部（２）、及びこれに直交する略
Ｕ型の溝部（２０）を一定間隔で設けた溝構造磁性基板
（１）を用いることにより、第２図の如きリターンパス
用磁性部材平行部（１３）幅が主磁極膜（７）幅にほぼ
等しく、前記磁性部材平行部（１３）以外の溝部（２）
底面の磁性部材（１０）厚みが磁性部材平行部（ｌ３）
より急激に減少したのち、暫次減少した形状が得られる
。

また、階段状の溝部（２）及びこれに直交するＶ型の溝
部（２０）を一定間隔で設けた溝構造磁性基板（１）を
用いることにより、記録媒体との対向面磁性部材（１０
）は、第５図の如きリターンパス用磁性部材平行部（１
３）幅が主磁極膜（７）幅にほぼ等しく、前記磁性部利
平行部（ｌ３）以外の溝部（２）底面の磁性材（１０）
厚みが磁性部材平行部（１３）より暫次減少した形状が
得られる。

この発明において、磁性部材（１０）に配置される溝部
（２）に設ける階段状内面（２ａ）形状は、第６図ａ，
ｂの如く、溝部（２）底面が平面状でこれより１段ある
いは数段の階段状に形成したり、また、第６図Ｃの如く
、階段状内面（２ａ）の立ち上がり部が傾斜した構成な
ど、その他階段状であれば何れの形状でも利用でき、前
述した作用効果が得られる。

実施例 以下、この発明の実施例を説明する。

表面を精密仕上げしたＮｉ−Ｚｎフェライト基板上に、
輻０．３ｍｍＸ深さ０．０１５ｍｍＸ長さ５０ｍｍの溝
を複数本、機械加工で形成する。

さらに、溝部中央付近の長手方向に、輻０．１５ｘ深さ
０．０２５　ｘ長さ５０ｍｍの溝を機械加工で形成する
。

また、前記階段状溝部に直交する幅０．０１５ｘ深さ０
．０５　ｘ長さ５０ｍｍの溝を複数本、機械加工で形成
する。

このようにして得られた階段状溝部に、５ｐｍ以上の気
泡が１ヶ／ｍｍ３以下の状態でガラスを充填した後、前
記主面にメカノケミカル研摩を施し、前記研摩面上に、
薄膜導体コイル用Ｃｕ膜をスパッタリングにて形成し、
所定形状のパターン化する。

その後、電気的絶縁のための層間絶縁被膜として、Ｓｉ
０２をスパッタリング法にて被着したのち、該表面に下
記条件のダイヤモンド研摩を施して、５００人以下に平
坦化した。

つぎに、前記層間絶縁被膜に、イオンエッチングにてリ
ターンパス部を形成した後、当該主面全面に、下記条件
のメカノケミカル研摩を施した。

これにより、前記層間絶縁被膜及び露出磁性部材面は、
表面粗度が３０人以下となった。

メカノケミカル研摩後、Ｃｏ系アモルファスからなる主
磁極膜をスパッタリング法にて被着形成パターン化し、
さらに、Ｃｏ系アモルファスからなる厚膜主磁極膜をス
パッタリング法にて被着形成パターン化し、さらにＡＩ
２０３からなるヘッド保護膜を積層被着した。

その後、記録媒体に対向するリターンパス用磁性部材の
１主面が、段階状かつ記録媒体に対向する積層端面の磁
性部利の上部幅が主磁性膜幅に等しく、前記磁性部材の
下部幅が上部幅より大なる梯形状になるように、所要寸
法、形状に切断加工し、垂直薄膜ヘッドを作製した。

このようにして、得られた垂直薄膜ヘッドの特性を評価
した。

また、比較のため、幅０．３×深さ０．０２５ｍｍの溝
にガラスを充填したＮｉ−Ｚｎフェライト基板より上記
と同じ方法で垂直薄膜ヘッドを作り、これも同様に評価
した。

これら、溝形状の異なる２種のヘッドからのオフトラッ
ク特性の試験結果を第７図に示す。

なお、オフトラック特性測定は自己記録再生により行い
、その測定条件は下記の通りである。

第７図より明らかな如く、本発明ヘッドはオフｌ・ラッ
ク特性において、非常に良好な特性を示している。

また、溝形状の異なる２種のヘッドからの再生出力波形
の結果において、第８図に示す従来の平底溝構造を有す
る薄膜磁気ヘッドではコンター効果による副ピークが出
現したのに対し、第２図に示す階段状溝部を有するこの
発明による薄膜磁気ヘッドではコンター効果による副ピ
ークの出現は、著しく減少した。

■ ＣｏＣｒ　／　ＮｉＦｅ　　２層膜、垂直保磁力Ｈｃ＝
１００００ｅ ヘッド 本発明、従来ともにトラック幅ＴＷ　＝　５０ｐｍ測定
半径 ４３ｍｍ 回転数 ３６００ｒｐｍ 記録密度 ＩＫＦＲＰＩ メカノケミカル研摩条件 加工機　　　　；ｌ５インチＭＣＰ盤 ポリッシャー；不織布 パウダー　　　；粒度０．０２ｐｍ以下、ＭｇＯ回転数
　　　　；　２Ｏｒｐｍ 加圧力　　　　；　０．５ｋｇ／ｍｍ２ダイヤモンド研
摩条件 加工機　　　　；１５インチ片面ラップ盤ポリッシャー
：Ｓｎ盤 ダイヤモンド；粒度０．５〜ｌｐｍ 回転数　　　　；　３０ｒｐｍ 加圧力　　　　；　０．５ｋｇ／ｍｍ２再生出力波形測
定条件 ディスク回転数；　３６００ｒｐｍ 媒体　　　　゛Ｃｏ−Ｃｒ　／　Ｎｉ−Ｆｅ記録周波数
　　・ＩＭＨｚ 記録電流　　　；　２０ｍＡｐ−Ｐ 相対速度　　　；Ｖ＝１５ｍ／Ｓ

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ、第２図ａ，ｂ、第５図ａ，ｂはこの発明
による薄膜磁気ヘッドの正面、縦断側面説明図である。 第３図ａ，ｂはこの発明による磁性基板の斜視説明図あ
る。 第４図ａ−ｇはこお発明による薄膜磁気ヘッドの製造工
程を示す説明図である。 第６図ａ−ｅは磁性部材の溝部形状を示す説明図である
。 第７図は薄膜磁気ヘッドのオフセット量と再生出力の関
係を示すグラフである。 第８図ａ，ｂは従来の磁性部材を用いた薄膜磁気ヘッド
の縦断説明図である。 １・・・溝構造磁性基板、２，２０・・・溝部、２ａ・
・・階段状内面、３・・・非磁性材、４・・・薄膜導体
コイル、５・・・層間絶縁被膜、６・・・リターンパス
部、７・・・主磁極膜、８・・・厚膜主磁極膜、９・・
・ヘッド保護膜、１０・・・磁性部材、１１・・・露出
面、１２・・・境界面、１３・・・磁性部材上部、３０
・・・記録媒体。 代理人　押　　田　　良　　久謬囚 第３図 （ａ） 第１図 第２図 （ｂ） （ｂ） （ｄ） （ｅ） （ｆ） 第７図 ｂυ オフトラック量（μｍ〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リターンパス用磁性部材の一主面に溝部を有し、該溝に
   非磁性材を充填し、さらに少なくとも薄膜導体コイル、
   層間絶縁膜、主磁極膜が積層され、かつリターンパス部
   にて磁性部材と主磁極膜と接続し、露出する前記積層端
   面で記録媒体と対向する構成からなる垂直磁気記録再生
   薄膜ヘッドにおいて、 媒体対向面における前記積層端面の主磁極膜に平行なリ
   ターンパス用磁性部材幅が主磁極膜幅にほぼ等しく、前
   記磁性部材の平行部以外のリターンパス用磁性材が、前
   記主磁極膜と非平行となるように配置されていることを
   特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッド。 ２ リターンパス用磁性部材の一主面に溝部を有し、該溝に
   非磁性材を充填し、さらに少なくとも薄膜導体コイル、
   層間絶縁膜、主磁極膜が積層され、かつリターンパス部
   にて磁性部材と主磁極膜と接続し、露出する前記積層端
   面で記録媒体と対向する構成からなる垂直磁気記録再生
   薄膜ヘッドにおいて、 前記リターンパス用磁性部材の溝部内面が階段状に形成
   され、 媒体対向面における前記積層端面の主磁極膜に平行なリ
   ターンパス用磁性部材幅が主磁極膜幅にほぼ等しく、前
   記磁性部材の平行部以外のリターンパス用磁性材が、前
   記主磁極膜と非平行となるように配置されていることを
   特徴とする垂直磁気記録再生薄膜ヘッド。