JPH02310869A - 浮動型磁気ヘッドの製造方法 - 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〕 本発明は浮動型磁気ヘッド（以下、単にヘッドというこ
とがある。）とその製造方法に係り、特に、薄膜媒体を
使用した小型ハードディスク用浮動型磁気ヘッドとその
製造方法に係る。

〔従来の技術〕

現在、磁気記録媒体としてのハードディスクは、酸化物
磁性粉末を、アルミ合金基板に塗布したものが主流であ
るが、近年の高記録密度の要求に対応して、メッキ法、
スパッタ法を使用して、磁性体を基板に密着させたハー
ドディスクが使用されつつある。磁気ディスク装置は、
上記のメッキ法、スパッタ法のディスクを用いて、より
小型、ハンディ化が進み、そのディスクを駆動させるモ
ータ等も薄く、低トルクのものとなってきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のメッキ法およびスパッタ法で作られたディスク表
面は従来の塗布型のものに比べて、面精度がよく仕上げ
られており、かつ潤滑材をオーバーコートしているため
、従来あまり問題とされていなかったヘッドとディスク
面とで生ずるスティッキング現象が問題となってきてい
る。つまり、磁気記録媒体との対向面の面精度が高くな
ると、静止しているディスクの表面とヘッドのディスク
対向面とが粘着（スティック）する。そして、このヘッ
ドとディスク間の粘着力が過度に強くなると、装置寿命
のＣＳＳ　＜コンタクト・スタート・アンドストップ）
寿命が短くなる。特に数枚のディスクが組み合わさった
装置であれば、より問題は大きなものとなってきている
。

かかるスティッキング現象を緩和するためにヘッドのデ
ィスク対向面の面粗さがある程度粗くなるように処理す
ることが種々考えられているが、いずれも十分な効果は
あげていない。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明は、ケミカル・エッ
チング法を用い多結晶材で作られた浮動型磁気ヘッドに
おいて、磁気記録媒体と対向する面を、山と谷の深さの
差が平均して５０〜２００人の面であり、山と谷の繰り
返しのピッチが平均して５〜２０μｍであり、山と谷と
の間の高さが急激に変化する部分は結晶の粒界に沿って
延在しているように凹凸付けしたことを特徴とする浮動
型磁気ヘッドの製造方法を提供するものである。

以下、本発明の構成とその作用について詳細に説明する
。

本発明において、磁気ヘッドとしてはモノリシック形の
ものでもコンポジット形のものでも良い。

第４図はモノリシック形磁気ヘッド１０の一例を示す斜
視図であり、符号１で示すスライダは２条の主ベアリン
グ面２．３をその側辺部に有している。スライダ１の中
央には細幅のペアリング面４′が主ベアリング面２．３
と平行に突条様に延設されている。該ペアリング面４の
後端部分には磁気ギャップ５を介してコア６がガラス等
により接合されている。このコア６のスライダｌとの接
合面（フロントギャップ及びバックギャップ）には高透
磁率の合金薄膜を形成することもできる。巻線窓７を通
してコア６に所定ターンとなるように巻線が施される。

なお、高透磁率の磁性合金としては、センダストと通称
されるＦｅ−Ａｌ−５ｔ系合金が好適である。

特に好適なＦｅ−Ａ１−５ｉ系磁性合金としては、重量
％にてＡ１：２〜１０％＊　Ｓｉ：　３〜１６％、残部
実質的にＦｅであるものがあげられ、Ａ１：４〜８％、
Ｓｉ：６〜１１％、残部実質的にＦｅであるものがとり
わけ好適である。なお、Ｔｉ、　Ｒｕをそれぞれ２％以
下ずつ含んでいても、耐食性、耐摩耗性を向上させるこ
とができ、好適である。また、Ｃｒを４％以下含んでい
ても同様の効果が得られる。

また、高透磁率磁性合金として、Ｃｏ　−Ｎｂ　−Ｚｒ
系アモルファス合金（例えば、Ｃｏを７０〜９０ａｔ％
、　Ｎｂを５〜２０ａｔ％、　Ｚｒを２−１０ａｔ％含
むもの）も好適である。

第２図はコンポジット形磁気ヘッドの一例を示す斜視図
である。磁気ヘッド１１は磁性スライダまたは、チップ
と同一材１２とチップ１３とからなり、チップ１３はス
ライダ１２の２本のベアリング面１４．１５の一方の面
１４に形成されたスリット１６中に、ガラス等でモール
ド固定されている。

チップ１３の一例の詳細な構造を第３図に示す。

第３図において、Ｃ形コア２０及び工形コア２１上にス
パッタ膜２２．２３が形成されている。Ｃ形コア２０と
Ｉ形コア２１とは、ギャップ２４を有するように、ガラ
ス接合されている。２５はガラスを示す。また、巻線窓
２６を通してＩ形コア゛２１に所定ターンとなるように
巻線が施される。

上記のチップ１３の構成材料としては多結晶の磁性セラ
ミックス材料が好適に用いられ、Ｍｎ　−Ｚｎフェライ
ト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｎｉ酸化物セラミッ
クス等が好適であるが、Ｍｎ　−Ｚｎフェライトが特に
好適である。好適なＭｎ−、Ｚｎフェライトの組成とし
てはモル％で、Ｍｎ０２５〜３７％、　Ｚｎ０８〜２３
％、　Ｆ１３ｚＯｉ　５１〜５７％があげられる。

前記第２図のスライダ１２の構成材料としては多結晶の
磁性セラミックス材料が好適に用いられ、Ｍｎ　−Ｚｎ
フェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｎｉ酸化物
セラミックス等があげられる。

本発明では前記ベアリング面２．３，４，１４゜１５の
表面が特定の面粗さとなるように処理する。

ヘッド１０．１１が正規の停止姿勢であるときにベアリ
ング面２．３．４，１４．１５のうち静止状態のディス
クと実際に接触するのは第１図でＡの領域（ヘッドの前
縁部と後縁部に設けられた傾斜部Ｂ、Ｃ以外の領域）で
ある０本発明では、これら領域Ａ、Ｂ、Ｃのすべてを上
記特定の面粗さとなるように処理しても良いが、Ａ　％
ｆＪ域のみを処理しても良い。

第４図は請求項（１１の実施例に係るヘッドのベアリン
グ面を模式的に示す断面図である。図示の如く、ベアリ
ング面では山２８と谷２９とが交互に現われ、かつ山２
８と谷２９との間は高さが急激に変化する部分（崖）３
０となっている。この崖３０の部分は結晶３１〜４１の
粒界４２に沿って延在している。山２８と谷２９との深
さの差ｄの平均値は５０〜２００人（好ましくは７０〜
１７０人）であり、山と谷の繰り返しのとッチｅは５〜
２０μｍ（好ましくは７〜１７μｍ）である。

このように山２８と谷２９とが適度な段差を有し、かつ
適度なピッチで繰り返されることにより、ヘッドとディ
スクとのスティッキング（粘着）現象が防止ないし緩和
されるようになる。また、この崖３０の部分が結晶粒界
４２に沿って延在することにより、ディスクのＣ８Ｓ損
傷を防ぐものと考えられる。即ち、崖３０の部分が結晶
粒界に沿って延在するので、この崖３０の部分では実質
的に一単結晶粒子と同等の強度を有するようになり、崖
３０のエツジの部分がディスクと繰り返しく例えば数万
回以上）衝突しても欠は等を発生することがない。そし
て、欠けに伴う鋭角部や鋭角粒子の発生がないことによ
り、ディスクに対し損傷を与えないようになるものと推
察される。

また、本発明では、ベアリング面が平坦な凸頂面と平坦
な凹谷面とで主として構成されることにより、ヘッドが
ディスク表面に着陸したり逆にディスクから離陸したり
する際のヘッドがディスク表面をひっかく現象も確実に
回避され、これによってもＣ８Ｓ特性が向上するものと
考えられる。

ディスクとヘッドとの静止摩擦係数μｍを１．０以下、
望ましくは０．７以下に保つことができる。

この静止摩擦係数は、静止した磁気ディスク上に磁気ヘ
ッドをジンバルで約８ｇ−ｆの力で押し付けておき、磁
気ヘッドの回転を開始するのに要する力（トルク）を測
定して、これを摩擦係数に換算した。

このようなベアリング面を構成するには後述するケミカ
ル・エッチング法を採用すれば良い。

ケミカル・エッチング法とは化学試薬とヘッドを構成し
ている材料との化学反応を利用したもので、材料は多結
晶材からなっており、各結晶粒の面方位によって、その
結合エネルギーが異なることから反応にも差を生じ、結
果として、各結晶粒間で微小な凹凸を形成することにな
る。

（実施例〕 実施例１ Ｍｎ０３１モル％、　Ｚｎ０１６モル％、　ＦｅｚＯｚ
　５３モル％よりなる多結晶材で作られた磁気ヘッドを
用い、そのディスク対向面を、ダイヤモンドの微細砥粒
を用いた湿式ラップで、面粗さ１０〜４０人に鏡面仕上
した。

第５図にエツチング条件としては、塩酸１２．５％（ｗ
ｔ％）溶液を８０℃に加熱し、その溶液中に前記磁気ヘ
ッドを所定時間浸漬させた。これらの関係は、使用薬品
の種類、濃度、溶液温度等の条件によって変化してゆく
が、時間に対してはほぼ比例して、その時のエツチング
時間と面粗さの関係を示した。変化してゆき、その直線
の傾きが変るといった関係にある。第６図には、ヘッド
の山と谷の段差を変えた時のディスクとヘッドの間に生
ず、る静止摩擦力の変化をＣＳＳの繰返し回数との関係
で測定したものを示した。従来の湿式ラップにて加工し
たのみのものは、Ｃ３ｓ繰返し回数の増加とともにその
摩擦力は増大し、約１万回から、その増加量を大きく変
化してきている。これに対し、本発明の山と谷の段差を
有したヘッドについては、その摩擦力の増加も小さなも
のとなっている。（このことから、ヘッドのディスク対
向面の段差は、荒くすればするほど効果は大きいと考え
られるが、あまり表面を荒すと、ヘッド、ディスクへ傷
を付けるという問題が発生することがあり、傷の発生が
ない山と谷の深さの差が上限となる。

実施例２ 上記１０〜４０人に鏡面仕上げされた浮動型ヘッドを使
用し、この浮動型磁気ヘッドを、上記と同じ塩酸１２．
５％（ｗｔ％）、８０℃溶液に浸漬させ、浸漬時間を５
ｓ〜３０”と変化させ、浮動型磁気ヘッドのディスク対
向面を表面処理した。

このようにして表面処理された部分を、触針式粗さ計に
より表面粗さを測定した。その結果得られたあらさ曲線
の一例を第７図に示す。あらさ曲線は周期的なうねりを
示す。そのうねりの平均波長スを、第７図に示すように
連続する、ピークＬｌ＋Ｌ、、Ｌ、・・・Ｌｌｌを抜き
取り、Ｌ＋−Ｌ□間の距離ｌを測定して、？＝Ｉ！／２
０より計算で求めた。

なお、あらさ曲線は、１０箇所、５ＩＩＩ１１の距離に
わたり測定し、１０ケの平均値をλとした。またＲ　ｍ
ａｘはいずれも０．０２０”０．０３０　ａｍであった
。以上のようにして得られる種々のスを有するこの浮動
型磁気ヘッドと、スパッタディスクおよびメッキディス
クとのＣ８Ｓ特性を測定したところ、山と谷の深さの差
５０〜３０ＯＡあれば、ＣＳＳ回数が３万回以上でも静
止摩擦係数μ、は０．７以下に保持され、スパッタおよ
びメッキディスクともクラッシュされないことがｉｔ認
できた。

λが３０Ｘ１０−’μｍ以上になると、表面粗さＲｍａ
ｘが小さくなり、静止摩擦係数μが０．７以上となり通
常の浮動型ヘッドと同様５千回未満でディスクがクラッ
シュし、又１．，１＝５Ｘ１０−”μ以下の場合にも、
１万回未満でディスクのクラッシュが起ることが明らか
となった。

実施例３，４、比較例１，２ 実施例１においてケミカル・エッチング処理時間を０分
（比較例１）、５秒（実施例３）、１５秒（実施例４）
、２５秒（比較例２）とした。得られたベアリング面の
表面粗さ曲線を第８図に示す。

これらの場合の凹凸の深さｄとピッチｅ　　（ｄ、　　
ｅの定義は第５図の通り。）は次の通りである。

なお、第９図に実施例１のベアリング面（処理面）の表
面の顕微鏡写真の模式図を示す。

実施例３，４、比較例１．２のヘッドを用いてＣＳＳテ
ストを行なった。

Ｃ８Ｓテストに用いたディスクは次の３．５インチハー
ドディスクである。

基　板ニアルミニウム 下地：Ｃｒ 磁性層：Ｃｏ−Ｎｉスパフタ膜 表面層：Ｃスパッタ層及びＣ層表面に塗布されたフッ素
樹脂系潤滑剤層（潤滑剤 厚さ約１０〜３０人） ディスク表面粗さ：　４００〜６００人Ｃ８Ｓテスト時
のディスク駆動条件は次の通りである。

回転速度：３６０Ｏｒｐｍ １回の回転時間ニアｓｅｃ 回転と回転との間の停止時間：３ｓｅｃこのＣ８Ｓテス
トを行ないつつヘッドとディスクとの静止摩擦係数μを
測定した。その結果をＣＳＳ繰り返し回数と共に第１θ
図に示す。

第１０図より次のことが認められる。

実施例３，４ではｌＯ万回のＣ８ｓを行なっても静止摩
擦係数μは約０．６以下であり、かつディスク、ヘッド
のいずれにも異常はない。比較例１では、１万回のＣ３
Ｓでヘッドとディスクとの接触時に“チリチリゝという
異音が発生し、４万回のＣ８Ｓでディスク回転始動時に
時々失敗が認められる。比較例２では、静止摩擦係数μ
は低いものの、２万回のＣ８ｓでヘッド、ディスク面共
傷が発生し始める。

旦旦盈±囚上拠１ 次のメッキディスクを用いた他は、上記テスト例１と同
様のテストを行なった。

基　板：アルミニウム 下地：Ｎ１−Ｐ 磁性膜：Ｃｏ−Ｎｉ □　表面層：Ｃ及び潤滑剤（テスト例１と同じ）このＣ
８Ｓテスト例の結果を第１１図に示す。

第１１図からも上記テスト例１と同様の結果が認められ
る。

〔発明の効果〕

以上の実施例からケミカル・エッチング処理した活動型
磁気ヘッドはディスクとの静止摩擦係数が小さく、しか
もくり返しＣＳＳを行なってもディスク、ヘッド面とも
に傷がつきにくく耐久性が良い。

このように、本発明により、ディスクと磁気ヘッドの間
に生ずる摩擦を低減することが可能となり、安価で、し
かも安定した手法により、よりディスク装置の小型、軽
量、薄肉化への対応が出来るようになる。

また、本発明によれば、スパッタディスクおよびメッキ
ディスクと浮動型磁気ヘッドの間に生ずる摩擦を低減す
ることができるため、Ｃ３Ｓによる寿命を延ばすことが
できるため、ハードディスク装置の小型、軽量、薄肉化
への対応ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、浮動型磁気ヘッドの斜視図、第３
図はへラドチップの斜視図、第４図はベアリング表面の
断面図、第５図、第６図、第７図、第８図、第１０図及
び第１１図はそれぞれ測定結果を示すグラフ、第９図は
ベアリング面の表面の模式的平面図である。 １．１０・・・ヘッド、２，３，４，１４．１５・・・
ベアリング面、２８・・・山、２９・・・谷、３０・・
・崖、３１．３２，３３，３４，３５，３６，３７゜３
８．３９，４０．４１・・・結晶粒。 第１図 第２図　　　　第３図 １３　ＩＩ気へラドチップ　　　　　　１４，１５３！
気ベアリング直１６スリツト 第４図 第５図 ケミカルエツチング時間（秒） 第６図 第７図 第８図 ｕ　　　　　　　　　　　　Ｉｔコ　　　　　　　　　
　ｌコＩＪ　　　　　　　　　　Ｊ−／コ図面の浄書（
内容に変更なし） 第９図 嚢−４：ｌ彎！！織麟　二 参月量鰯唸媚　≦ 手続補正書（、ｊｆよ、 １、事件の表示 平成　１年特許願第１３０３４１号 ２、発明の名称 浮動型磁気ヘッドの製造方法 ３、補正をする者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気記録媒体と対向する面を、山と谷の深さの差
   が平均して５０〜２００Åの面であり、山と谷の繰り返
   しのピッチが平均して５〜２０μｍであり、山と谷との
   間の高さが急激に変化する部分は結晶の粒界に沿って延
   在しているように凹凸付けした多結晶材からなる浮動型
   磁気ヘッドにおいてその磁気記録媒体との対向面を、ケ
   ミカル・エッチング法を用い、所定の面粗さに処理する
   ことを特徴とする浮動型磁気ヘッドの製造方法。