JPH02244412A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - 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〕 本発明は磁気ディスク装置等に用いる薄膜磁気ヘッドに
係り、特に記録再生効率を向上させるのに適した薄膜磁
気ヘッドおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置等の磁気記憶装置の高記録密度化を図
る為に、磁気記録再生用ヘッドは益々記録、再生効率向
上鉦図ることが必要である。この一方法として記録用ヘ
ッドと再生用ヘッドが、分離積層されている誘導型薄膜
磁気ヘッドが特開昭５４−８１８１７号に開示されてい
る。

この薄膜磁気ヘッドは、記録及び再生に最適なギヤップ
ディナンジョン等が確保出来る構造ではあるが、記録用
磁気回路と再生用磁気回路を各々別々に構成しており、
かつ記録用磁気ヘッドのコイルは厚さ方向に積層する構
造としている為、コイル形成には多くのデポジションと
ホトリソ工程が必要となる。又、前記構造はコイルとコ
イルの間を電気的に絶縁する必要がる為、多くの絶縁層
を持っており、記録用磁気回路を構成する上部磁性層の
後方斜面部が急峻で、前記コイルと隣接した構造となっ
ており、上部磁性層と前記コイルが短絡する危険性が高
いという問題があった。

又、上記欠点を補い記録、再生効率向上を図る他の方法
として、記録用磁気回路と再生用磁気回路を共有した誘
導型薄膜磁気ヘッドが特開昭６１−２５５５２３号に開
示されている。

この薄膜磁気ヘッドは、第１の磁性層と第２の磁性層を
後方で接続した１つの磁気回路から成り、該磁気回路内
に上部磁性層と下部磁性層から絶縁された第１のコイル
と、前記第１のコイル及び前記磁性層とから絶縁され、
かつ、前記第１のコイルと並設された第２のコイルとか
ら成る２層コイル構造となっている。又、前記薄膜磁気
ヘッドは。

第１のコイル及び第２のコイルのいずれでも記録が出来
る様に、インダクタンス成分及び抵抗成分がほぼ等しい
値となるように同じ巻数とし、それぞれのフィル膜厚及
びコイルピッチを調整して形成し、再生時には第１のコ
イルと第２のコイルの両方を使って、媒体上の情報を読
み取る方式となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、第１のコイル及び第２のコイルのイン
ダクタンス成分と抵抗成分をほぼ等しい値として形成し
、第１のコイル及び第２のコイルいずれのコイルでも書
き込み出来、第１のコイルと第２のコイルの両方によっ
て読み出し出来る構造としている。

磁気ヘッドの書き込み能力は、コイル巻数と記録電流の
積で表わされ、書き込み能力を向上させる１つの方法と
して１巻数はそのままで記録電流を増加する方法がある
。又、再生能力の向上を図る為には、再生時に寄与する
巻数を増加する方法が最も簡単である。

従来、同一のコイルを記録再生の両方に用いる為には、
データ書き込み時に流す電流に十分耐えられるだけのコ
イル断面積を必要とすることから、再生時に用いるコイ
ルの断面積をあまり小さくすることが出来ず１巻数を十
分増すことが出来ないという問題があった。さらに、コ
イル形成に伴なう薄膜の積層数が多い場合には、磁気ヘ
ッドの上部磁性層に大きな段差を生じ、上部磁性層の形
成精度が低下するという問題があった。

本発明の目的は、書き込み時には、少ない巻数で十分な
書き込み電流を流せ、かつ再生時には、十分な巻数を確
保できる構造の薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

本発明の他の目的は、記録用コイル形成に伴う薄膜の積
層数増加を押え、低コストでかつ高精度に薄膜磁気ヘッ
ドを製造する方法を提供することである。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成する為には薄膜磁気ヘッドの中に形成す
るコイルを記録時に必要な起磁力を得る為に流す記録電
流に十分耐えられる断面積の大きいコイルと再生時に必
要な巻数が確保出来る程度に断面の小さいコイルの少な
くとも２種類のコイルを積層あるいは同一平面上に形成
する。又該磁気ヘッドにおいて記録効率を重視する場合
は記録時に使用するコイルを該磁気ヘッド素子の媒体対
向面側に配置し、再生効率を重視する場合はその逆の位
置に配置する。さらに安価で信頼性の高い薄膜磁気ヘッ
ドを得るには、前記コイルの形成を一層構造とし１枚の
ホトマスクによって形成出来る様にすることによって達
成出来る。

〔作用〕

薄膜磁気ヘッドに配設された断面積の大きいコイルは、
記録時に磁気媒体に情報を書き込むための記録電流を流
すコイルとして動作し、断面積の小さいコイルは、断面
積の大きいコイルと共に、磁気媒体に書かれた情報を読
み取るための、再生出力を検出するコイルとして動作す
る。

又、断面積の大きいコイルと小さいコイルを同一平面上
に形成することによって、上部磁性層と下部磁性層及の
段差は、第１のコイルと第２のコイル間の絶縁層もなく
なることから、コイル−層分とコイルと上部磁性層及び
下部磁性層の絶Ｓ暦分となり、最小限の段差とすること
ができ、上部磁性層を形成するときのトラック幅寸法を
高精度に形成することができる。

さらに、断面積の大きいコイルと小さいコイルを一枚の
ホトマスクを使って、同一のホトリソ工程で形成するこ
とにより、コイル形成の工程を大幅に短縮することでき
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図及び第２図α、ｂにより説明す
る。第１図は本発明による薄膜磁気ヘッドの平面図を表
わし、第２図α、ｂは各々第１図のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ
断面を表わす。

第２図αを参照するに、薄膜磁気ヘッドは磁気ディスク
等の記録媒体に記録再生する為のＭ２Ｏ。

あるいはＳ、Ｏ，等の薄膜層から成る磁気変換ギャップ
３を持っている。磁気変換ギャップ３を間に下側に磁気
回路を構成する下部磁極片ｌがあり、上側に上部磁極片
２がある。又、下部磁極片１゜上部磁極片２との間に記
録再生用のコイル５，６が絶縁層４及び８によって各磁
極片１，２より隔られて形成されている。これらは既に
知られているように、各層を形成する薄膜は、ＡＱ、０
．・Ｉ□Ｃ。

セラミックスあるいはスパッタ磁気ディスクとの摺動特
性において相性の良い他のセラミックス等から成る基板
１４上に付着積層され各薄膜毎にホトリソ技術によって
所望形状に形成される。

これらの薄膜磁気ヘッドの製造工程について以下説明す
る。第２図αにおいて多数の薄膜素子を形成する為の基
板１４上にＮ、−Ｆｅ合金（パーマロイ）等の軟磁性膜
をスパッタ、蒸着、あるいはメツキ技術等により付着形
成し、フォトリソ技術により所望形状とした感光性樹脂
をマスクとして、エレクトロホーミング、あるいはイオ
ンミリング等の加工技術により下部磁極片１を形成する
。次にＭ、　Ｏ，あるいはＳ、Ｏ，等の絶縁物をスパッ
タリング技術等により付着形成し磁気変換ギャップ３を
構成しさらに下部磁極片１と記録再生用コイル５．６と
を絶縁する為の絶縁膜４をＡｌｌ、　Ｏ，等の無機絶縁
膜あるいはポリイミド樹脂等の有機絶縁膜を付着形成し
、前記フォトリソ技術により後方磁気ギャップ閉鎖部７
を含めた所望形状とする。次に前記絶縁膜４上に極めて
良導体であるＡｕ、Ａｇ。

Ｍ又はこれらの合金等の金属膜を前記と同様の方法で付
着形成すると共に前記フォトリソ技術により記録再生用
コイル５，６を形成する。この時記録用コイル５の寸法
及び巻数は以下の様にして決定される１例えば記録用コ
イル５に印加する最大電流密度（＜ｏ）を５Ｘ１０’Ａ
／ｃｄ、必要起磁力（Ｕ）を０．６Ａ−Ｔとした場合、
該記録用コイル５の導体膜厚（ｉ）を３μ勇、導体１１
１１　（ｗ）を１０μ論とすれば該コイルの必要巻数（
Ｔ）は、次式より求められ４ターンとなる。

Ｔ＝Ｕ／＜ｏ−ｗ−ｔ Ｔ＝０．６１５　Ｘ　１０’ｘ　３　Ｘ　１０°’Ｘｌ
０−’＝４又、再生用コイルは、許容される磁気回路の
領域内で可能な限り巻数の多い方が望ましいが、前記記
録用コイル５も再生用コイルとなる為１例えば再生時の
コイル巻数を２０ターンとすれば断面積の小さい再生用
コイル６は１６ターン必要となる。これらのコイル間ピ
ッチは前記断面積大の記録用コイル５では、ホトリソ技
術の精度と印加する電圧に対する信頼性によって決めら
れ、後者の断面積車の再生用コイル６はホトリソ技術の
精度上の信頼性によって決定される。

次にこれらのコイル上部に絶縁層８を形成する。

この絶縁層８は下部の記録再生コイル５，６の影響によ
り凹凸が生じない様、平坦化の容易なホトレジストや耐
熱性に優れたポリイミド系樹脂等の有機絶縁物を塗布硬
化させて形成することが望ましい、この様に形成した絶
縁層８に前記したホトリソ技術により先に形成した下部
磁極片１とこれから形成する上部磁極片２とを磁気的に
接続する為の後方磁気ギヤツブ閉鎖部７用スルーホール
及び、前記記録再生コイル５，６と引き出し導体１２．
１３とを接続する為のスルーホール９゜１０とを形成す
る。さらに絶縁層８の上に磁気的にも電気的にも良好な
Ｎｉ　　Ｆｅ合金（パーマロイ）等の軟磁性膜を前述と
同様な方法で付着形成させ、前述したエレクトロホーミ
ングやイオンミリング等の加工技術により上部磁極片２
を形成する。この時形成する上部磁極片２と同時に引出
し導体１２．１３を形成する。この引出し導体は上部磁
極片２と同じＮ、−Ｆｅ合金（パーマロイ）にて形成さ
れることになるが、さらに良導体であるＡｕ、　Ａｇ、
　ＡＩあるいはこれらの合金等によって形成される方が
より望ましいがこの為にはさらにデポジット工程とホト
リソ工程の追加が必要となる。

この様にして形成された薄膜磁気ヘッドは、端子１１と
引出し導体１２の間に記録電流を流すことによって、記
録用コイル５で発生した磁束が前記上部磁極片２．下部
磁極片１を通って磁気ギャップ３により磁気ディスク等
の媒体に情報を記録する。

又、記録された磁気ディスク等の媒体からの洩れ磁束が
、上部磁極片２及び下部磁極片１を通過する際再生用と
して働くコイル５，６に誘起される電圧を端子１１と引
出し導体１３の電位差によって検出し、検出された電位
差の変動により媒体上の情報を再生する。

この様に形成した素子構造断面と、第６図に示す従来例
の構造について比較検討する。

まず第２図αの本発明の実施例において断面積大のＩ！
録用コイル５の最大電流密度を５　Ｘ　１０’Ａ／ａＪ
、必要起磁力０．６Ａ−Ｔ、とし前述した如く記録用コ
イル５の巻数は４ターン、断面積大・小を合わせた再生
時のコイル巻数を２０ターンとする。従って断面積車の
再生コイル６の巻数は１６ターンとなる。又各々のコイ
ル形状は次の通りとする。

まず断面積大のコイル５の膜厚は前述の如く３μ−とな
るが、さらにコイル間の隙間は３μｍとし、断面積車の
コイル６についてはコイル幅。

２μ腸、コイル間の隙間は１μ■とする。この時、下部
磁極片１の膜厚２μ−２各層の絶縁膜４，８の厚さを各
々２μ腫、上部磁極片２のテーパ角４５＠、上部磁極片
２と記録用コイル５及び断面積車の再生コイル６との間
隔は各々５μ■及び２μ鴎とする。この時断面積小の再
生コイル６の導体膜厚が、記録用コイル５と同じ３μ層
の膜厚をホトリソ等のコイル形成技術上の制約から確保
出来ない場合が生ずるが記録用コイル５と同じ導馬−厚
を確保する必要は無い０次に第６図における従来例にお
いて再生時のコイル巻数を２０ターンとすると、従来例
ではセンタータップ方式であることから記録時のコイル
巻数は１０ターンとなる。又、０．６Ａ−Ｔの起磁力を
得る為には導体膜厚を、本実施例より薄い２μ−とする
と、前述した式Ｔ＝Ｕ／ｌｏ−ｗ−ｔ、１０＝０．６１
５×１０’Ｘ　２　Ｘ　Ｉ　ＣＩ’Ｘｗ、　ｗ＝６より
コイル幅６μｍが得られる。又これらのコイルはセンタ
ータップを中心に第６図に示す上部コイル６及び下部コ
イル５の双方に記録電流が流れることから。

コイル間の隙間は３μ閣、及び上部磁極片２と上部コイ
ル５との隙間を５μｍとした場合の薄膜磁気ヘッド構造
を比較し表１に示す。

以下余白 表　　　　１ 表１から容易に推定される様に本実施例の記録用コイル
５のインピーダンスは従来構造に比べ大幅に低下すが磁
極片の形状あるいは膜厚によっても大きく左右されるが
本発明者らの測定によれば同一形状の磁極片を用いた場
合のコイル巻数とインピーダンスは第７図に示す様な関
係があり、およそ１７４以下となることから従来構造に
比べ高葎気波領域での記録効率に優れた薄膜磁気ヘッド
を得る。又表１に記載している様に本実施例のコイル層
数は１層とすることが出来る為、下部磁極片１と上部磁
極片２の段差が従来例の半分程度となる。このことで上
部磁極片２の形成を高精度化出来ると共に製造工程数を
減らすことで安価で信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを得る
ことが出来る。特に断面積大の記録用コイル５を磁気デ
ィスク等の媒体対向面に近い側に配置することにより記
録用コイル５で発生させた磁界を効率良く磁気媒体に伝
えられることから、より記録効率の優れた薄膜磁気ヘッ
ドを提供出来ると云う効果がある。又本実施例では断面
積の異る記録再生コイル５，６をコイル層数−層として
配設したが、コイル巻数が多い場合、あるいは磁路長を
もっと短くする場合等２層あるいはそれ以上のコイル層
数としても同様な効果が得られることは明らかである。

本発明の他の実施例を第３図に示す、第３図は第２図α
と同様に薄膜磁気ヘッドの上下磁極片１゜２附近の断面
を示したものである。又この実施例の特徴とするところ
は、断面積の小さいコイル６を磁気媒体に近い側に配置
し、断面積大の記録用コイル５をその反対側に配置する
ことによって薄膜磁気ヘッドの再生効率の向上を図るこ
とにある。

さらに本発明の他の実施例を第４図に示す、第４図も第
２図αと同様に薄膜磁気ヘッドの上下磁極片１，２附近
の断面を示したものである。前述の如くコイルの巻数が
多い場合、あるいは磁路長を短くした場合等であって、
コイルの一層化が困難で、コイルを２層化した場合の実
施例である。

本実施例における薄膜磁気ヘッド製造工程数は従来例と
ほぼ同程度となるが、断面積車の再生用コイル６の巻数
を２倍程度迄増加することができることから３０％程度
の再生効率向上を図ることが可能である。又、断面積車
の再生用コイル６の導体膜厚を薄くしたことにより、下
部磁極片１と上部磁極片２との段差を多少小さくするこ
とが出来る。さらに本実施例では、断面積大の記録用コ
イル５を下部磁極片１側に配置したが、断面積車の再生
用コイル６を配置しても同様の効果が得られることは明
らかである。尚本発明による薄膜磁気ヘッド用駆動回路
の一例を第５図に示す０本発明による薄膜磁気ヘッドを
用いて記録動作を行う場合は、破線で示したスイッチン
グ回路を含むライト翻動回路１６を前記磁気ヘッドの端
子１１及び引出し導体１２に接続し、等価回路で示した
断面積大のコイル５に記録電流を印加し情報の書込みを
行う、又再生動作時にはリードアンプ１５を前記磁気ヘ
ッドの端子１１及び引出し導体１３に接続し１等価回路
で示した断面積大のコイル５と断面積車のコイル６によ
り情報の読み出しを行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録時に利用するコイルとしては、断
面積の大きいコイルを配置し、大電流を流して駆動する
ことにより、巻数を最小限に減らし、低インピーダンス
とすることができるので、記録電流の立ち上がりが早く
、高周波数領域での記録効率の良いヘッドとすることが
可能となる。

又、再生時に利用するコイルとしては、断面積の大きい
コイルの他に断面積の小さいコイルを配置することによ
り、巻数を最大限に増すことができるので、高い再生出
力が得られる再生効率の良いヘッドとすることが可能と
なる。

また、断面積の大きいコイルと小さいコイルを積層ある
いは、同一平面上に形成することにより、上部磁性層と
下部磁性層の段差を小さくでき、上部磁性層を形成する
ときの、トラック幅を高精度で形成することが可能とな
る。

さらに、断面積の大きいコイルと小さいコイルを一枚の
ホトマスグを使用し、同一工程で形成することにより、
工程の短縮ができ、低コストで信頼性の高い薄膜磁気ヘ
ッドとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの平面図、
第２図αは第１図のＡ−Ａ＠の断面図、第２図すは第１
図のＢ−Ｂ線の断面図、第３図は他の実施例の第１図Ａ
−Ａ線に相当する部分の断面図、第４図は他の実施例の
第１図Ａ−ＡＩＩＡに相当する部分の断面図、第５図は
本発明の駆動回路図、第６図は従来の薄膜ヘッドの断面
図、第７図はコイルの巻数とインピーダンスとの関係を
示すグラフである。 １・・・下部磁性層、２・・・上部磁性層、３・・・磁
気変換ギャップ、５，６・・・コイル、７・・・後方磁
気ギャップ、４，８・・・絶縁層、１０・・・端子、１
１．１２・・・引き出し導体、１４・・・基板、１５・
・・１ノードアンプ、１６・・・ライト駆動回路。 拾 圓 も 躬

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気回路を構成する下部磁性層と、該磁性層の上に
   磁気変換ギャップ層を兼ねる絶縁層を挾んで形成された
   コイルと、磁気回路を閉磁路とする為の上部磁性層と、
   前記コイルと上部磁性層を電気的に絶縁する為の絶縁層
   とを具備する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気回路内
   に形成されたコイルは少なくとも２種類の断面積を有す
   ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、前記コイルは同一平面上に配置されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気ヘッド。 ３、前記コイルは、断面積の大きいコイルが前記磁気変
   換ギャップ側に配置され、断面積の小さいコイルが前記
   磁気変換ギャップから遠い側に配置されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の薄膜磁気ヘッド。 ４、前記コイルは、断面積の小さいコイルが前記磁気変
   換ギャップ側に配置され、断面積の大きいコイルが前記
   磁気変換ギャップから遠い側に配置されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の薄膜磁気ヘッド。 ５、前記断面積の異なるコイルを積層し、二層構造とす
   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。 ６、前記断面積の異なるコイルは、断面積の大きいコイ
   ルが下側に配置され、断面積の小さいコイルが絶縁体を
   介して前記断面積の大きいコイルの上に配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。 ７、前記断面積の異なるコイルは、断面積の小さいコイ
   ルが下側に配置され、断面積の大きいコイルが絶縁体を
   介して前記断面積の小さいコイルの上に配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薄膜磁気ヘッ
   ド。 ８、磁気回路を構成する下部磁性層と、該下部磁性層の
   上に磁気変換ギャップ層を兼ねる絶縁層を挾んで形成さ
   れたコイルと、磁気回路を閉磁路とする為の上部磁性層
   と、前記コイルと上部磁性層を電気的に絶縁する為の絶
   縁層とを具備する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記コイル
   は第１のコイルと、該第１のコイルに接続され当該第１
   のコイルよりも小さい断面積を有する第２のコイルとで
   構成され、記録時は前記第１のコイルを用い、再生時は
   前記第１のコイルと第２のコイルを用いることを特徴と
   する薄膜磁気ヘッド。 ９、前記第１のコイルと第２のコイルは同一平面上に配
   置されることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   薄膜磁気ヘッド。 １０、前記第１のコイルは前記磁気変換ギャップ側に配
   置され、前記第２のコイルは前記磁気変換ギャップから
   遠い側に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の薄膜磁気ヘッド。 １１、前記第２のコイルは前記磁気変換ギャップ側に配
   置され、前記第１のコイルは前記磁気変換ギャップから
   遠い側に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の薄膜磁気ヘッド。 １２、前記第１のコイルと第２のコイルは積層されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の薄膜磁
   気ヘッド。 １３、前記第１のコイルは下側に配置され、前記第２の
   コイルは前記第１のコイルの上に配置されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項記載の薄膜磁気ヘッド。 １４、前記第２のコイルは下側に配置され、前記第１の
   コイルは前記第２のコイルの上に配置されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項記載の薄膜磁気ヘッド。 １５、前記コイルを１枚のホトマスクを用いて同一工程
   で形成することを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至
   ４項いずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 １６、前記第１のコイルおよび第２のコイルを、１枚の
   ホトマスクを用いて同一工程で形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項乃至１１項いずれかに記載の薄
   膜磁気ヘッドの製造方法。 １７、記録時には断面積の大きいコイルに通電する手段
   と、再生時には断面積の大きいコイルと断面積の小さい
   コイルから再生出力を検出する手段とを具備することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項、４項、６項若しくは
   ７項記載の薄膜磁気ヘッドの駆動回路。 １８、記録時には前記第１のコイルに通電する手段と、
   再生時には第１のコイルおよび第２のコイルから再生出
   力を検出する手段とを具備することを特徴とする特許請
   求の範囲第８項乃至１４項いずれかに記載の薄膜磁気ヘ
   ッドの駆動回路。 １９、特許請求の範囲第１項乃至１５項いずれかに記載
   の薄膜磁気ヘッドを具備することを特徴とする磁気記録
   再生装置。 ２０、特許請求の範囲第１７項若しくは第１８項記載の
   薄膜磁気ベッドおよびその駆動回路を具備することを特
   徴とする磁気記録再生装置。