JPH03102613A - 磁気ディスク装置及び薄膜磁気ヘッド並びに薄膜磁気ヘッド作製用ウエハ - 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、コンピュータの外部記憶装置として使用され
る磁気ディスク装置及び該磁気ディスク装置に用いる薄
膜磁気ヘッド、並びに薄膜磁気ヘッド作製用ウェハに係
り、特に磁気ディスクへの記録密度の大きい磁気ディス
ク装置，簿膜磁気ヘッド及び薄膜磁気ヘッド作製用ウェ
ハに関する。

〔従来の技術〕

コンピュータの外部記憶装置としては、情報の書き込み
，読み出しが速いことを特徴とする磁気ディスク装置が
望まれている。コンピュータの計算処理量の大規模化に
伴って、磁気ディスク装置はますます大容量化されてき
ている。他方、装置の大きさが小さいことも重要なセー
ルスポイントである。これらのことから、磁気ディスク
装置には大容量化，小型化，情報の出し入れの高速化が
要求されることになる。

大容量化と小型化については、磁気ディスクへの記録密
度の増大がポイントとなっていることは明らかである。

また、磁気ディスクへの記録密度を大きくするために必
要な手段が記録媒体層の厚さの減少であることは、既に
よく知られている。すなわち、磁気ヘッド素子が浮動型
スライダの後端に形戊され、磁気ディスクとの間に微小
な空隙を保って；・７上しつつ、情報の書き込みや読み
取りを行う際に、記録媒体が厚い場合には、情報を記録
するために磁気ヘッド素子の磁気ギャップの先端から放
射された磁束が、記録媒体の中で広がってしまう。この
ため、記０密度を大きくしようとすると、それらが相互
に接近しあって悪影響を及ぼしあい、結果として分解能
不良に陥る。従って、記録媒体が薄いことが高記録密度
化に必要となる。これに適した磁気ディスクとして，ス
パッター型磁気ディスクまたはメッキ型磁気ディスクな
どの薄膜磁気ディスクがある。これらは記録媒体をスパ
ッター法またはメッキ法によって形成するために、その
厚さを小さく制御することが可能である。また、記録媒
体が連続的で緻密なため、比較的大きい記録強度が得ら
れるという利点もある。しかし、記録媒体が薄くなると
記録強度が小さくなり，情報を読み取る際の出力が低下
するという不具合が生しる。しかし、磁気ヘッド素子と
記録媒体との距離が近づけば、この問題は解決する。さ
らに、磁気ギャップ先端から放出された磁束の広がりを
より小さくするためにも、磁気ヘッド素子と記録媒体と
の距離が近いことは好都合である。このため、高記録密
度化には記録媒体厚の減少とともに，磁気ヘッド素子と
記録媒体との距離の低減、すなわちスライダの浮上高さ
を低くすることが必須となる。

スライダの構造は第３図に示されている。第３図はテー
パーフラット型磁気ヘッドの斜視図であり、スライダ１
２と磁気ヘッド素子１３よりなる。

ここでスライダの構造について説明する。スライダのう
ち磁気ディスクと向き合う面は、直線または曲線状態の
輪郭によって複数のレールに分割される。レールとレー
ルの間には所定の段差が形成される（第３図は直線状態
に分割された例を示している）。この際、分割されたレ
ールの面、すなわち浮上面１４の幅は、スライダの設計
浮上高さに応して決められ、浮上高さが低いほど幅が狭
い。

また、浮上面のうち磁気ディスクとの相対運動方向に対
して前方に位置する部分は、わずかの傾斜をもって前方
方向にななめに削りとられている。

これをテーパといい、このテーパ部分と浮上面の後端に
は磁気ディスクの回転によって浮上揚力が比較的大きく
作用する。従って、第３図の場合には２つのテーパ部分
と２つの浮上面後端の計４つの部分に主な浮上揚力が作
用する。このようにしてスライダを４つのコーナーで支
持することは、スライダのローリングやチッピングを抑
制し，スライダの浮上姿勢を安定に保つ効果がある。従
って、スライダの浮上面は通常複数に分割され、それら
がスライダのほぼ幅一杯に配置された構造をとる。さら
に、テーパ部分にはより大きい浮上揚力が作用するため
、スライダの前部をより強く押し上げる。すなわち、ス
ライダの後端が最も磁気ディスクに接近した状態となる
。また、スライダの後端の面には、磁気ヘッド素子の磁
気ギャップの先端が浮上面と同一平面に露出するように
形威されているため、上記テーパ部分は，浮上中に磁気
キャップの先端を最も磁気ディスクに接近させることに
なる。

ここで、便宜上スライダの浮上高さをスライダ浮上状態
における磁気ヘッド素子と磁気ディスク表面との距離と
定義する。実際の浮上高さは、設計値とは異なり主とし
て以下の変動要因を有している。第１に、スライダの浮
上面の輻の寸法誤差やスライダの支持バネの力の大きさ
の誤差による設計値からのズレ、第２に、ディスク表面
のうねりの影響を受けて上記ズレに加えてさらに生じる
振動的なズレ、第３に、新たな情報の書き込み，読み取
りをするために、スライダは素早く場所を移動（シーク
動作）しなければならず、この際にスライダの慣性の影
響で一時的に生じる浮上高さの振動的むズレ、第４に、
ディスクの表面は完全に平滑ではなく，いくつもの突起
が発生するので、これを除くためにいわゆるバニツシュ
・スライダで表面を軽く摺動させる処理が行われる。但
し、この処理はやり過ぎると磁気ディスクを傷つけるた
め、目的とする設定浮上高さに応じた度合いで行われる
。しかし、突起は完全に除かれる訳ではなく、さらにス
ライダと磁気ディスクの吸着を防ぐという別の目的から
も、必ずある程度の突起が存在している。この突起の先
端から見れば、スライダとの距離はさらに近いものにな
る。以上の要因によるスライダの浮上量の変動量は，浮
上高さが０．３μｍ程度まで小さくなった昨今の状況下
では、通常第１の要因で約±１０％、第２の要因で約±
１０％、第３の要囚で約±１０％、そして第４の要因で
約−６０〜−７０％程度見込まれている。ここで、符号
十は浮上高さの増加、符８・一は浮上高さの減少を示す
。従って、浮上高さの減少変動については、最悪の場合
，余裕がＯ〜１０％、おおむね５％程度しかないことに
なる。

上述したスライダは、通常１枚のウェハから一括して数
百個が一度に製造される。この手１ｉＩｉは、第４図に
よって簡単に示される。第４図は、磁気ヘッドの加工工
程を示す流れ図である。まず、１枚のウェハの表面に全
部の磁気ヘッド素子が一括して形成される。次に、これ
らが機械加工によって個々のスライダに分割される。分
割されたスライダの切断面に、その後さらに機械加工ま
たはイオンミリングやエッチングなどの処理が施され、
所定の浮上面が形成される。第４図には、２つの浮上面
の前端部が連結された負圧型浮動スライダも示されてい
る。

また、スライダ材料には、目的に応じて種々の金属酸化
物が用いられる。代表的には比重が小さく、ヤング率の
大きいＡ　Ｑ　２０３系材料が用いられる。すなわち、
磁気ディスク装置では、アクセス時間を短縮するために
、薄膜磁気ヘッドが磁気デイスクの表面上わずか０．３
μｍ程度の間隔を保ちつつ高連移動するが、記＠密度を
向上させるためにこの間隔はますます縮められてきてい
る。このため、浮上安定性の点で軽量な磁気ヘッドが求
められ、スライダとしては比重の小さいものが、さらに
加工中の変形を小さくするためにヤング率の大きな材料
が求められる。また、硬度が小さいスピネル構造酸化物
やＺｒＯｚ系材料が用いられることも考えられる。すな
わち、磁気ディスクの回転の起動または停止の段階では
、磁気ヘッドと磁気ディスクとは過渡的に摺動する機構
（ＣＳＳ方式）が一般に採用されているため、このよう
な磁気ディスクとの摺動は磁気ヘッドの中でもスライダ
が主として受けもっている。従って、スライダ材料には
、上述した摺動によって磁気ディスクに担傷を与えない
低硬度のものが望まれている。

以上のように種々の金属酸化物系材料が用いられるが、
酸化物が選ばれる理由は、材料が安価な点や、焼結が比
較的容易な点などである。また、薄膜磁気ヘッドは複雑
な製造工程をもち、高い精度と量産性が同時に要求され
る製品である。特にウェハ（基板）については，最終的
に所定の形状に機械加工する工程でのチツピングや寸法
不良による不良があっては、それまでにいくつもの工程
を経てきているだけに、損失が大きくなり問題となる。

しかしながら、チツピングや寸法不良を小さくするため
に慎重に加工すれば、多量の製品を所定の期間内に製造
することができなくなる。従って、基板にはチツピング
が少なく精度良く機械加工できるものが要求されている
。

この点に関する改善提案は、特にＡ．　Ｑ　２０ｄ系基
板に関して多く、例えば特開昭６１−１５８８６２号公
報などがある。これらの多くは、加工性向上を目的とし
てＡＩ２ｚＯａにＴｉＣ、及び少量の酸化物または全属
などを添加するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

今後の高記録密度磁気ディスク装置を考えると，面記録
密度は１　０　０　Ｍ　ｂ　／ｉｎ２以上に向かってい
る。これを得るにはスライダの設定浮ヒ高さは，０．０
５〜０．１５μｍが必要とされる。この浮上高さは、い
わゆる負圧型浮動スライダや乗直磁気記録が有効な領域
でもある。ここで、従来のウェハ及びスライダに新たな
問題点が見出された。すなわち、従来のままでは機械加
工によってスライダが変形し、スライダの浮上面後端の
端が磁気ヘッド素子の先端よりも下に下がってしまう現
象が生じるため、上述したような低浮上高さに対応でき
なくなる。ウェハを切断する際に砥石の先端にはたらく
研削抵抗が十分に小さくならず、このため砥石の曲がり
による切断面のわん曲が生し、スライダの変形となって
残る。さらに、切断面には研削抵抗に起因する加工残留
応力が残り，これは研磨によって低減することも可能で
あるが、第３図に示したようにスライダは浮上面側とそ
の反対側とで形状や表面の仕上がりなどの加工状態が異
なるため、２つの面で加工残留応力の大きさが異なる。

これによりスライダに変形が生じる。このようにして変
形してしまったスライダが浮上している様子を第５図に
模式的に示す。スライダが変形しているためにスライダ
の浮上面後端の端は磁気ヘッド素子の先端よりも下に下
がっている。ここで、スライダ変形量を以下のように定
義する。

スライダ後端面のうち、最も突出したエッジの２点を結
んだ線を基準線とし，ここから情報の書き込み，読みと
りを実際に行う磁気ヘッド素子の先端までの距離をスラ
イダ変形量とする。この距離は従来０．０　１〜０．０
２μｍ程度であり、ヤング率が小さいスライダほどこの
距離が大きい傾向にあったが、いずれにしても従来は大
きな問題とはならなかった。しかし、浮上高さが今後０
．０５〜０．ｌ５　μｍと小さくなってくると、無視で
きない問題となる。すでに述べたように，浮上高さ、す
なわち磁気ヘッド素子と磁気ディスク表面との距離は変
動する可能性をもち、最悪の場合に設計値の５％程度ま
で接近するが、これにはスライダ後端の変形が考慮され
ていない。上記変形量では設定浮上高さ０．０５〜０．
１５μｍに対して少なくとも７〜２０％以上となり、５
％を超える。従って、このようにスライダ後端が変形す
ると，磁気ディスクと衝突する危険が生じる。しかし、
磁気ディスクの表面に形成されている膜は極めて薄いた
め、損傷を与えることがないように、衝突は必ず避けな
ければならない。

従って、今後は従来の｝ｌ上高さの変動の他に、スライ
ダの後端の変形を考慮しなければならない。

従来の浮上高さの変動を考慮すれば、スライダの後端の
変形に許されるのはせいぜい設定浮上高さの５％程度、
すなわち０．０　０　３〜０．０　Ｏ　８　μｍ程度で
ある。このような値は、従来のスライダでは得られてい
ない。この問題を解決するために５スライダの構造を浮
上面がスライダの中央に寄った形にすることも考えられ
、確かにスライダの変形による影響を小さくすることが
できる。しかし、この場合にはスライダが浮上中にロー
リンクしやすくなり、浮上安定性の点で問題が生じる。

本発明の目的は、上述したスライダの変形の問題を解決
し、シーク動作によってもスライダが磁気ディスクと衝
突することなく安定して浮上する、スライダの設定浮上
高さが、０．０５〜○．工５μｍ、面記録密度が１　０
　０　Ｍ　ｂ　／ｉｎ２以上である磁気ディスク装置を
提供することにある。

本発明の別の目的は、スライダの設定浮上高さが０．０
５〜０．１５μｍ、スライダの後端の変形が設定浮上高
さの５％以下である薄膜磁気ヘッドを提供することにあ
る。

また、本発明の別の目的は、スライダの設定浮上高さが
０．０５〜０．１５μｍ、スライダの後端の変形が設定
浮上高さの５％以下である薄膜磁気ヘッド作製用ウェハ
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、磁気ヘッド作製用ウェハとして、金属酸化
物系材料にフッ素を含有させた焼結体ウェハ（基板）を
用いることにより達成される。ただし、スピネル構造酸
化物系材料については、フッ素に代えてアルカリ元素ま
たはアルカリ土類元素を含有させてもよく、またＺｒＯ
ｚ系材料については、フッ素に代えてアルカリ元素また
はＢａを含有させてもよい。

ここで、フッ素の全体に対する割合は０．０１重量％以
上２重量％以下とする。また、アルカリ元素またはアル
カリ土類元素の全体に対する割合は、０．０１　重量％
以上８重量％以下とする。さらに別の目的で、このウェ
ハに金属酸化物の割合が５０体積％未満とならない範囲
であれば、別の炭化物，窒化物またはほう化物など、例
えばＳｉＣ　，ＴｉＣなどを添加してもよい。また、焼
結体の平均粒径は５μｍ以下がよい。

なお、スピネル構造酸化物とは、一般式ＭＲ２０４（Ｍ
は２価金属、Ｒは３価金属）で表される酸化物であり、
ＭはＭ　ｇ　ｒ　Ｃ　ａ　ｒ　Ｓ　ｒ　＋　Ｂ　ａ　＋
　Ｎ　ｘ　＋Ｃｏ，Ｍｎなどから選ばれた１つ以上の元
素、ＲはＡｌ、Ｃｒ，Ｆｅなどから選ばれた１つ以上の
元素より威る。また、純ＺｒＯｚは相変態を生起するた
め焼結体が割れてしまうので、通常ＹＺ○３などを固溶
させ、室温での結晶形を立方晶で安定にした安定化Ｚｒ
Ｏ２を用いるのが一般的である。

〔作用〕

以下に本発明の内容を詳しく説明する。

発明者らは、金居酸化物系材料にフッ素が添加されて焼
結されると、金属酸化物の結晶粒界が割れやすくなるこ
とを見出した。結晶粒界が割れやすくなると、機械加工
時に砥石がくい込み結晶粒界が優先して割れるため、切
削粉が生じさせやすくなり、加工抵抗が減少して加工が
容易になる。

このため、加工時の砥石の変形やスライダの加工残留応
力が著しく減少し、これらに起因するスライダの変形が
著しく少なくなるのである。また、切削ホイールによっ
て加工部の端に生じるチツピングは、加工抵抗の減少に
伴って小さくなる。さらに、亀裂は粒界に沿って進むた
めチツピングは結晶粒界単位で生し易くなり、結晶粒が
小さいほどチツピングの大きさはより小さいものとなる
。

フッ素の含有量は、上述したとおりの効果を得るために
は全体の０．０１　　重量％以上が必要であるが、多す
ぎるとウェハ自身が脆くなってしまう逆効果を生じるの
で、２重量％以下がよい。

また、焼結体の粒径は、上述したとおり亀裂のまわり込
みによってチツピングをより小さくさせるために、５μ
ｍ以下が望ましい。

スピネル構造酸化物系材料の場合には、フッ素に代えて
アルカリ元素またはアルカリ土類元素を含有させても、
同様の効果が得られる。またＺｒＯ２系材料の場合には
、フッ素に代えてアルカリ元素またはＢａを含有させて
も同様の効果が得られる。これらの含有量としては全体
の０．０１重量％以上８重量％以下が適量である。全体
の５０体積％以下であれば、金属酸化物の結晶粒径を小
さくするためなどを目的として、炭化物，窒化物または
ほう化物等、例えばＳｉＣ，ＴｉＣなどを混合してもよ
い。混合する量が全体の５０体積％を超えると、酸化物
の利点、例えば焼結のし易さなどが損われてしまうので
好ましくない。

以上のような焼結体を用いて薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気
ヘッドの作製用ウェハを製造すれば、製造時の機械加工
が容易になり、本発明の磁気ディスク装置が製造できる
。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１ 第１図，第２図に本発明の一例である磁気ディスク装置
の全体図、及び平面図を示す。本磁気ディスク装置の構
或は、情報を記録するための磁気ディスク１、これを回
転する手段のＤＣモータ２、情報を害き込み，該みとリ
するための磁気ヘッド３，これを支持して磁気ディスク
に対して位置を変える手段のアクチュエータ−４とボイ
スコイルモーター５、及び装置内部を消浄に保つための
エアフィルタ６などから戊る。アクチュエーターは，キ
ャリツジ７とレール８，軸受９から成り、ボイスコイル
モータはボイスコイル１０，マグネット１１から或る。

第１図，第２図では、同一の回転軸に８枚の磁気ディス
クをとりつけ、合計の記憶容量を大きくした例を示して
いる。

第３図は、本発明の一例であるテーパーフラット型磁気
ヘッドの斜視図であり、スライダ１２とその表面の一部
に形威された磁気ヘッド素子１−３とから戊る。

本実施例においては、面記録密度を１　０　０　Ｍ．　
ｂ／　ｉｎ　２とするために、ｌ−ラック密度を２００
０Ｔ／ｉｎ．線記録密度を５０ｋｂ／ｉｎ、記録波長を
１．４μｍ　と設定した。これらに対応して、磁気ヘッ
ド素子のギャップ幅を１０μｍに加工し、また使用する
磁気ディスクを磁性層厚さが０．０６μｍ、保磁力が１
６０００ｅのＧｏ系スパッタ型磁気ディスクとした。ま
た、スライダの設計浮」二高さを０．１　０μｍ　と設
定し、これに対応してスライダの浮上面の幅を０．２６
ｍに加工した。

第１表に、使用したスライダ材料と、加工後のスライダ
変形量の測定結果とを示す。これらの磁気ヘッドを各々
１０ケずつ上記の磁気ディスク装置に組み込み、磁気デ
ィスクを回転させて浮上させた。ここで、記録の書き込
み，読み取り特性を調べたところ、重ね書き特性、いわ
ゆるオーバーライト特性がいずれも−２３〜−２７ｃｌ
Ｂと良好な値を示し、記憶談置として使用可能であるこ
とがわかった。

次に、各磁気ヘッドを浮上させたまま，磁気ディスクの
外周側と内周側の間を往復移動させ，いわゆるシーク動
作を反復させた。これを１０，０００回くり返した後、
磁気ディスクをとり出し、表面の傷の有無を詳細に調べ
た。第１表に、傷が発見された磁気ディスクの割合を示
す。これから、スライダ変形量が設定浮上高さの５％で
あるｏ．ｏｏｓμ醜以下ではディスクに傷がなく、変形
量がこれより大きいと傷があることがわかる．すなわち
，スライダ変形量が設定浮上高さの５％を超えては、磁
気ディスクと衝突することがわかった。

以上の結果は、スライダの形状を第４図に示した負圧型
スライダとしても同様であった。

実施例２ 実施例１の磁気ディスク装置において、面記録密度を３
　０　０　Ｍ　ｂ　／ｉｎ２とするために、トラック密
度を３　０　０　０　Ｔ／ｉｎ、線記録密度を１００ｋ
ｂ／ｉｎ、記録波長を０．６５μｍと設定した。これに
対応して，磁気ヘッド素子のギャップ幅を６μｍに加工
した。磁気ディスクは、磁性層厚さが０．０５μｍ　．
保磁力が１６５００ｅのＣｏ系スパツタ型磁気ディスク
を用いた。また、スライダの浮上高さを．０．０５ｔｚ
ｍ　　と設定し、これに対応してスライダ浮上面の幅を
０．２１μｍに加工した。スライダ材料は、実施例工と
同じにした。

以下、実施例上と同様に評価した。

この結果、面記録密度３　０　０　Ｍ　ｂ　／ｉｎ２の
状態において、オーバーライト特性はいずれも−２３〜
−２７ｄＢと良好であった。シーク動作後の磁気ディス
ク表面の傷の発生状況を第２表に示す。

これから、スライダ変形量が設定浮上高さの５％以下の
０．０　０　２　５μｍ以下ではディスクに傷がなく、
変形量がこれより大きいと傷があることがわかる。すな
わち、スライダ変形量が設定浮上高さの５％を超えては
、磁気ディスクと衝突することがわかる。

以上の結果は、スライダの形状を負圧型スライダとして
も同様であった。

実施例３ 実施例１，２と同様にして、設定浮上高さ０．１５μｍ
の場合についても，磁気ディスクとスライダの衝突の有
無について調べた。その結果、実施例１，２と同様の結
果が得られた。この結果を、実施例１，２の結果と併せ
て第６図に図示する。この図は，設定浮上高さが０．０
５〜０．１５μｍの範囲の所定の値に対して、スライダ
変形量と、該スライダが磁気ディスクと衝突する割合の
関係を示している。この図から、スライダ変形量が設定
浮上高さの５％以下であれば、該スライダは磁気ディス
クと衝突しないことがわかる。

実施例４ 次に、スライダ変形量の小さい磁気ヘッドの実施例につ
いて述べる。例として、スライダ浮上面幅を０．２６ｍ
ｍ　とした。

まず．ＡＱｚ○３系スライダ材料の製造方法について述
へる。

第３表に示した各組成の原料混合粉末を，水を溶媒とし
て．１０〜５’Ｏｈｒ，ボールミルで均一に混合し、か
つ粗粒を粉砕した。なお、第３表には組成としてＴｉＣ
が含まれるものも示した。

ＴｉＣの添加によって粒径がより小さくなる効果がある
ために、この場合のようにＡ　Ｑ　ｚ○３が５０体積％
未満とならない範囲でＴｉＣを添加することも可能であ
る。Ｎｎｌ２，１３のＣａｂ，ＢａＯは炭酸塩の形で添
加した。

得られたスラリをかきまぜながら乾燥した後，金型に入
れて圧粉或形した。

次に、或形体を不活性ガス雰囲気炉中で、第３表に示す
温度で３０分間ホットプレス焼結した。

ホットプレス圧力は４００ｋｇｆ／ｃｕｔとした。焼結
体の表面を機械研削及び研磨によって最大面粗度０．１
μｍの鏡面に仕上げ、薄膜磁気ヘッド用の基板を得た。

基板は、まず粒径を調べるために一部を切断してエッチ
ングした。エッチング面を走査型電子顕微鏡でｗｉ察し
、インタセプト法により平均粒径を測定した。測定結果
を第３表に示すが、本発明に係る材料はＴｉＣを添加し
た場合に約１．５μｍ、添加しない場合に約３μｍと、
いずれの場合においても５μｍ以下となった。なお，こ
の粒径は焼結温度によっても調整可能である。従来材（
Ｎ（１１工〜１３）の粒径は約３μｍであるので，粒径
の点では本発明に係る材料と同程度であることがわかる
。

さらに、基板に残留するフッ素の量を分析した。

測定結果を第３表に示すが、いずれの場合も０．３７〜
０．８５重量％と、本発明の求める範囲内であった。な
お、添加元素の残存量がこのように変化しているのは、
融点，蒸気圧，ＪＭ子量などの違いによるものと考えら
れる。また、フッ素の存在場所を電子顕微鏡で調べたと
ころ、いずれもＡＱｚＯａ結晶粒の粒界に、一部偏析し
ていた。

これらの基板を用いて第３図に示す磁気ディスク用薄膜
磁気ヘッドを作製した。これは前述した焼結体よりなる
スライダ↓２と、磁気ヘッドの素子１３とにより構戊さ
れている。この作製過程での機械加工においては、スラ
イダ溝を加工する際のチツピングも重要である。そこで
、＃１５００のダイヤモンド砥石を用いて基板に溝入れ
加工を行った際の、溝の陵部に生じたチツピングの最大
値を調べた。砥石の送り速度は０　．　３　ｍｍ　／　
ｓｅｃ，とし、また加工抵抗を比較するために加工中の
砥石の回転ホイールの消費電力を記録し、相対値で比較
した。第３表にこれらの測定結果を併せて示す。

本発明に係るフッ素含有材料については、チツピングと
加工抵抗が従来材のＡ　Ｑ　Ｚ○３−ＴｉＣ（ＮＣＬ１
ｌ〜１３）よりも小さくなっていることがわかる。ここ
で、スライダ変形量を調べた結果も第３表に示す。これ
から、加工抵抗の小さい本発明材では、変形量も著しく
小さくなっていることがわかる。すなわち、本発明に係
るフッ素含有材料を用いれば、薄膜磁気ヘッド作製のた
めの機械加工時のチッピングを小さくでき、かつ精密に
作製作業が行える。さらに、Ｎα７，９とＮ（１１２，
１３の比較から、ＡＱｚＯａ系材料に添加したＢａＦｚ
，ＣａＦｘなどのうち、有効に作用しているのはＢａ，
Ｃａでなく、フッ素であることがわかる。

実施例５ 次に、スピネル構造酸化物系スライダ材料の場合につい
て述べる。

第４表に示した各組或の原料粉末を、実施例４と同様の
方法で焼結して基板を得、試験した。

第４表には組成としてＳｉＣが含まれるものも示した。

ＳｉＣの添加によって粒径がより小さくなる効果がある
ために、この場合のようにスピネルが５０体積％未満と
ならない範囲でＳｉＣを冷加することも可能である。Ｎ
ａ　Ｌ　９　，　２　５　，　２　８　，３１，３４，
３’７，４０，４３〜４５のＬｉｚ○，Ｃａ○．Ｂａ○
は、炭酸塩の形で添加した。測定結果を第４表に示すが
，粒径は本発明に係るフッ素含有材料ではＳｉＣを添加
した場合に約１．５μｍ、添加しない場合に約３μｍと
、いずれの場合においても５μｍ以下となった。なお、
この粒径は焼結温度によっても調整可能である。従来材
（ＮＱ４６．４７）の粒径，は約３μｍであるので、粒
径の点では本発明に係る材料と同程度であることがわか
る。

さらに、基板に残留する添加アルカリ元素またはアルカ
リ土類元素及びフッ素の量を分析した。

但し、添加アルカリ土類元素が、主材であるスピネルの
成分と同じ場合（＆１４，２０，２７，３０）には、そ
れらの分離が困難であることから、フッ素の量を分析し
てアルカリ土類元素の量に換算した。測定結果を第４表
に示すが、いずれの場合もアルカリ元素，アルカリ土類
元素の量は０．１４〜１．４重量％、フッ素の量は０．
３〜０．８重量％と、本発明の求める範囲内であった。

なお、添加元素の残存量がこのように変化しているのは
、融点，蒸気圧，原子量などの違いによるものと考えら
れる。また、これらの添加元素の存在場所を電子顕微鏡
で調べたところ、いずれもスピネル結晶粒の粒界に，一
部偏祈していた。

これらの基板を用いて第３図に示す磁気ディスク用薄膜
磁気ヘッドを作製した。この作製過程での機械加工にお
いて、＃１５００のダイヤモンド砥石を用いて基板に溝
入れ加工を行った際の、溝の陵部に生じたチッピングの
最大値を３ＡＸた。砥石の送り速度はＱ　．　２　ｍｍ
　／　ｓｅｃ．とじ、また加工抵抗を相対値で比較した
。第４表にこれらの測定結果を併せて示す。フッ素を含
有する材料については、チッピングは従来材のＭ　ｇ　
Ａ　Ｑ　ｚｏｄＮｎ４　６　）よりも著しく低減し、ま
た加工抵抗はＡ　Ｑ　２０３一Ｔ”　ｉ　Ｃ　（Ｎ（１
４　７）よりも小さくなっていることがわかる。ここで
、スライダ変形量を測定した。この結果も第４表に示す
。これから、フッ素含有材は加工抵抗の小ささに対応し
て、変形量が小さいことがわかる。さらにスピネル構造
酸化物の場合には、フッ素にかえてＬｉ，Ｂａ，Ｃａな
とのアルカリ元素，アルカリ土類元素を含有することに
よっても、フッ素を含有するのと同様の効果があること
がわかる（Ｎｕｌ９，２５，２８，３１，３７，４０．
４３〜４５）。

実施例６ ＺｒＯ２系スライダ材料の場合について述べる。

第５表に示した各組成の原料粉末を、実施例５と同様の
方法で焼結し、試験した。すでに述べたように、ＺｒＯ
２の結晶相を安定化するための安定化剤が必要であるの
で、ここではＹ２０３を選び、ＺｒＯｚに対して９ｍｏ
Ｑ％を加えた。また、組成の中にはＴｉＣ，ＳｉＣ，Ａ
Ｉ２ＺＯ３を含むものもあるが、ＺｒＯｚもしくは金属
酸化物の合計が５０体積％を下回らない範囲で、各種の
複合化材を加えることが可能である。ＮＧ４８．５４の
ＬｉｚＯ，ＢａＯは炭酸塩の形で添加した。

測定結果を第５表に示す。粒径は，３．６〜８．５μｍ
の範囲で種々のものが得られたが、ＴｉＣやＳｉＣの添
加によって、粒径を５μｍ以下に小さくできることがわ
かる。なお、Ｎα５７の例ではＴｉＣの添加にかかわら
ず、粒径が８．５μｍと大きくなったが、電子顕微鏡で
分析した結果、ＢａＦｚがＡＱ２０ｓと反応したＢａと
ＡＱの複酸化物をつくり、これが焼結中に液相を呈した
ために粒成長を促進し，粒径が大きくなったことがわか
った。フッ素の残存量は０．０８〜０．８重量％、Ｂａ
やアルカリ元素の残存量は０．１４〜１．４重量％　と
、いずれも本発明の求める範囲内であった。

加エチッピングの大きさは、フッ素を含有する材料につ
いては、比較材のＺｒＯ２，ＺｒＯ２十ＴｉＣ（Ｎα５
９，６０）よりも著しく低減していることがわかる。加
工抵抗，スライダ変形量についても同様である。さらに
ＺｒＯ２系材料の場合には、フッ素にかえてＬ　ｉなど
のアルカル元素やＢａを含有することによっても、フッ
素と同様の効果があることがわかる（Ｎ（１４８，５４
）。

実施例７ フッ素の量による影響を調κるために、第６表に示す組
成で原料を配合し、実施例４と同様の方法で焼結，加工
、及び試験を行った。これらの結果を第６表に示す。こ
れによると，ＢａＦ２の添加量が多くなるほど残存する
フッ素の量が多くなっていることがわかる。しかし、粒
径についてはフッ素の量に依存しなかった。結果として
，残存するフッ素の量が０．０１重量％よりも少ない場
合には、チツピング寸法と加工抵抗，スライダ変形量が
大きくなり、良好な材料は得られなかった（Ｎα６７．
７１）。一方，残存するフッ素の量が２重量％よりも多
い場合には、加工抵抗，スライダ変形量はやや減少した
が、チツピング寸法は大きくなり（Ｎｃｉ７０．７４）
−残存するフッ素の量が２重量％よりも多いと、焼結体
が脆くなることがわかった。なお、ディスクとの摺動性
はほとんど同じである。

以上のことから、残存するフッ素の量は、加工性の点で
０．０１重量％以上２重量％以下の範囲であることが必
要である。これは、他の金属酸化物でも同様であった。

実施例８ アルカリ元素，アルカリ土類元素の量による影響を調べ
るために、第７表に示す組或で原科を配合し、実施例４
と同様の方法で焼結，加工、及び試験を行った。Ｌｉｚ
Ｏ，Ｂａ○は炭酸塩の形で添加した。これらの結果を第
７表に示す。これによると、Ｌｉ２０，Ｂａ○の添加量
が多くなるほど残存するＬｉ，Ｂａの量が多くなってい
ることがわかる。しかし、粒径についてはＬｉ，Ｂａの
量に依存しなかった。結果として、残存するＬｊ，Ｂａ
の量が０．０１重量％　よりも少ない場合には、チツピ
ング寸怯と加工抵抗，スライダ変形量が大きくなり、良
好な材料は得られなかった（Ｎｎ７５，７９）。一方、
残存するＬｉ，Ｂａの量が８重量％よりも多い場合には
、加工抵抗，スライダ変形量はやや減少したが，チツピ
ング寸法は大きくなり（Ｎ（１７８．８２）．残存する
Ｌｉ．Ｂａの量が８重量％よりも多いと、焼結体が脆く
なることがわかった。なお、ディスクとの摺動性はほと
んど同じである。

以上のことから、残存するＬｉ，Ｂａの量は、加工性の
点で０．０１重量％以上８重量％以下の範囲であること
が必要であり、例えばＬｉ，Ｂａ以外に、Ｍｇ，Ｃａ，
Ｓｒであっても同様である。

ＺｒＯ２に添加するＬｉ，Ｂａについても同様であった
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ヘッド用の各種の金属酸化物ウェ
ハの精密加工が容易に行えるので、磁気ヘッドの小型化
，精密化，歩留り向上を図ることができる。

この結果、設計浮上高さ０．０５〜０．１５μｍの範囲
においても、磁気ヘッドと磁気ディスクの衝突を回避す
ることができる。したがって、この浮上高さ領域におい
て、面記録密度１００Ｍｂ／ｉｎ２以上の情報の記録，
再生を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気ディスク装置の１例を示す全体斜視図、
第２図は該磁気ディスク装置の平面図、第３図は磁気ヘ
ッドの１例を示す斜視図、第４図は磁気ヘッドの加工工
程を示す流れ図，第５図は変形スライダの、後方から見
た浮上状態を示す模式図、第６図はスライダ変形量と、
該スライダと磁気ディスクとが衝突する割合の関係を示
すグラフである。 １・・・磁気ディスク、２・・・ＤＣモータ、３・・・
磁気ヘッド、４・・・アクチュエー夕、５・・・ボイス
コイルモータ、６・・・エアフィルタ、７・・・キャリ
ツジ、８・・・レール、９・・・軸受，１０・・・ボイ
スコイル，１１・・・マグネット、１２・・・スライダ
、１３・・・磁気ヘッド素子、１４・・・浮上面、１５
・・・ウェハ（基板）、１６・・・正圧型浮動スライダ
、１７・・・負圧型浮上ス第１図 第３図 第２図 第 ４ 図 第 ５ 図 １磁気ディスク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を記録する薄膜磁気ディスクと、 該薄膜磁気ディスクの回転手段と、 浮動型スライダを備えて情報の書き込みと読み出しとを
   行う磁気ヘッドと、 該磁気ヘッドを支持して、薄膜磁気ディスクに対して位
   置を変える手段と、 を具備した磁気ディスク装置において、 前記スライダの、前記薄膜磁気ディスクの表面からの設
   定浮上高さが０．０５〜０．１５μｍの範囲内であるこ
   と、 かつ前記スライダが、前記薄膜磁気ディスクの表面上で
   シーク動作中に、前記薄膜磁気ディスクと接触しないこ
   と を特徴とする磁気ディスク装置。 ２、前記薄膜磁気デイスクへの面記録密度が１００Ｍｂ
   ／ｉｎ＾２以上であることを特徴とする請求項１記載の
   磁気ディスク装置。 ３、情報を記録する薄膜磁気ディスクと、 該薄膜磁気ディスクの回転手段と、 浮動型スライダを備えて情報の書き込みと読み出しとを
   行う磁気ヘッドと、 該磁気ヘッドを支持して、薄膜磁気ディスクに対して位
   置を変える手段と を具備した磁気ディスク装置において、 前記スライダの、前記薄膜磁気ディスクの表面からの設
   定浮上高さが０．０５〜０．１５μｍの範囲内であるこ
   と、 かつ前記スライダの浮上面後端の変形量が前記設定浮上
   高さの５％以内であること を特徴とする磁気ディスク装置。 ４、前記薄膜磁気デイスクへの面記録密度が１００Ｍｂ
   ／ｉｎ＾２以上であることを特徴とする請求項３記載の
   磁気ディスク装置。 ５、前記スライダが、負圧型浮動スライダであることを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気デ
   ィスク装置。 ６、前記薄膜磁気ディスクの磁性膜の厚さが４００〜１
   ０００Åの範囲内であることを特徴とする請求項１ない
   し５記載の磁気ディスク装置。 ７、情報を記録する薄膜磁気ディスクと、 該薄膜磁気ディスクの回転手段と、 浮動型スライダを備えて情報の書き込みと読み出しとを
   行う磁気ヘッドと、 該磁気ヘッドを支持し、磁気ディスクに対して位置を変
   える手段と を具備した磁気ディスク装置において、 前記スライダが、 金属酸化物を全体の５０体積％以上含有し、フッ素を全
   体の０．０１重量％以上２重量％以下含有した 焼結体であることを特徴とする磁気ディスク装置。 ８、前記スライダが、前記金属酸化物の他に、少なくと
   も炭化チタンまたは炭化珪素を含む焼結体であることを
   特徴とする請求項７記載の磁気ディスク装置。 ９、前記スライダが、前記金属酸化物として酸化アルミ
   ニウムを含む燃結体であることを特徴とする請求項７ま
   たは８の磁気ディスク装置。 １０、前記スライダが、前記金属酸化物として安定化Ｚ
   ｒＯ＿２を含む焼結体であることを特徴とする請求項７
   または８記載の磁気ディスク装置。 １１、前記スライダが、前記フッ素に代えてアルカリ元
   素またはＢａを全体の０．０１重量％以上８重量％以下
   含有した燃結体であることを特徴とする請求項９または
   １０記載の磁気ディスク装置。 １２、前記スライダが、前記金属酸化物としてスピネル
   構造酸化物を含む焼結体であることを特徴とする請求項
   ７または８記載の磁気ディスク装置。 １３、前記スピネル構造酸化物が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
   Ｂａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれた１種類以上の
   元素の酸化物と、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅの中から選ばれた１
   種類以上の元素の酸化物との反応物であることを特徴と
   する請求項１２記載の磁気ディスク装置。 １４、前記スライダが、前記フッ素に代えてアルカリ元
   素またはアルカリ土類元素を、全体の０．０１重量％以
   上８重量％以下含有した焼結体であることを特徴とする
   請求項１２または１３記載の磁気ディスク装置。 １５、前記アルカリ元素としてＬｉを、前記アルカリ土
   類元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの中から選ばれた
   １種類以上の元素を含むことを特徴とする請求項１４記
   載の磁気ディスク装置。 １６、浮動型スライダと、 該スライダの表面に形成された薄膜磁気ヘッド素子と を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記スライダが、 金属酸化物を全体の５０体積％以上含有し、フッ素を全
   体の０．０１重量％以上２重量％以下含有した 焼結体であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 １７、前記金属酸化物の他に、少なくとも炭化チタンま
   たは炭化珪素を含む焼結体であることを特徴とする請求
   項１６記載の薄膜磁気ヘッド。 １８、前記金属酸化物として酸化アルミニウムを含む焼
   結体であることを特徴とする請求項１６または１７記載
   の薄膜磁気ヘッド。 １９、前記金属酸化物として安定化ＺｒＯ＿２を含む焼
   結体であることを特徴とする請求項１６または１７記載
   の薄膜磁気ヘッド。 ２０、前記フッ素に代えてアルカリ元素またはＢａを全
   体の０．０１重量％以上８重量％以下含有した焼結体で
   あることを特徴とする請求項１８または１９記載の薄膜
   磁気ヘッド。 ２１、前記金属酸化物としてスピネル構造酸化物を含む
   焼結体であることを特徴とする請求項１６または１７記
   載の薄膜磁気ヘッド。 ２２、前記スピネル構造酸化物が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
   Ｂａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれた１種類以上の
   元素の酸化物と、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅの中から選ばれた１
   種類以上の元素の酸化物との反応物であることを特徴と
   する請求項２１記載の薄膜磁気ヘッド。 ２３、前記フッ素に代えてアルカリ元素またはアルカリ
   土類元素を全体の０．０１重量％以上８重量％以下含有
   した焼結体であることを特徴とする請求項２１または２
   ２記載の薄膜磁気ヘッド。 ２４、前記アルカリ元素としてＬｉを、前記アルカリ土
   類元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの中から選ばれた
   １種類以上の元素を含むことを特徴とする請求項２３記
   載の薄膜磁気ヘッド。 ２５、金属酸化物を全体の５０体積％以上含有し、フッ
   素を全体の０．０１重量％以上２重量％以下含有した 焼結体であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド作製用ウ
   ェハ。 ２６、前記金属酸化物の他に少なくとも炭化チタンまた
   は炭化珪素を含むことを特徴とする請求項２５記載の薄
   膜磁気ヘッド作製用ウェハ。 ２７、前記金属酸化物として酸化アルミニウムを含むこ
   とを特徴とする請求項２５または２６記載の薄膜磁気ヘ
   ッド作製用ウェハ。 ２８、前記金属酸化物としてスピネル構造酸化物を含む
   ことを特徴とする請求項２５または２６記載の薄膜磁気
   ヘッド作製用ウェハ。 ２９、前記スピネル構造酸化物が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
   Ｂａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれた１種類以上の
   元素の酸化物と、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅの中から選ばれた１
   種類以上の元素の酸化物との反応物であることを特徴と
   する請求項２８記載の薄膜磁気ヘッド作製用ウェハ。 ３０、前記フッ素に代えてアルカリ元素またはアルカリ
   土類元素を全体の０．０１重量％以上８重量％以下含有
   したことを特徴とする請求項２８または２９記載の薄膜
   磁気ヘッド作製用ウェハ。 ３１、前記アルカリ元素としてＬｉを、前記アルカリ土
   類元素としてＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの中から選ばれた
   １種類以上の元素を含むことを特徴とする請求項３０記
   載の薄膜磁気ヘッド作製用ウェハ。 ３２、前記金属酸化物として安定化ＺｒＯ＿２を含むこ
   とを特徴とする請求項２５または２６記載の薄膜磁気ヘ
   ッド作製用ウェハ。 ３３、前記フッ素に代えてアルカリ元素またはＢａを全
   体の０．０１重量％以上８重量％以下含有したことを特
   徴とする請求項３２記載の薄膜磁気ヘッド作製用ウェハ
   。