JPH0350153A - 薄膜磁気ヘッド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置用の、ディスクの耐久性を
向上させるスライダを備えた薄膜磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

コンピュータの外部記憶装置である磁気ディスク装置で
は、ディスクへの記録密度を向上させるため記録信号の
高周波応答性が優れた薄膜磁気ヘッドが使用されている
。

磁気ディスク装置は、薄膜磁気ヘッドは板ばね式のアー
ムによって軽い力でディスクに押し付けられている。そ
して、ディスクが高速回転する際に生じるディスク表面
の空気流を利用し、ディスクとの空隙を約０．３　　μ
ｍ、もしくは、それ以下に保って浮上しつつ、磁気信号
の記録、再生動作を行う、また、アクセスタイムを短く
するため、浮上状態を保ちながら、アームの動きによっ
てディスク上の径方向の任意の場所に瞬時に平行移動す
る。（シーク動作）ディスクが回転を止める時、ディス
ク表面の空気流が弱まるため薄膜磁気ヘッドは浮上刃を
失ってディスクと過渡的に摺動し、その後、ディスクと
接触した静止状態に至る。デイスクが回転を始める時は
、この逆の経過をたどる。これはコンタクト、スタート
／ストップ（ＣＳ／Ｓ）と呼ばれる簡易な起動、停止方
式である。

薄膜磁気ヘッドの構造は、この浮上刃を得るために所定
の形状に加工された非磁性のセラミックス製スライダと
その表面の一部に形成された薄膜状のヘッド素子部より
成る。摺動の際は、主にスライダがディスクと接触する
。ヘッド素子部の構成は、磁性合金膜、導電性金属膜、
絶縁性有機樹脂、保護膜などからなり、これらは極めて
多くの工程を経て形成される。このため、薄膜磁気ヘッ
ド作製工程ではコスト低減のため、−枚のセラミックス
基板の表面に多数のヘッド素子を一括して形成し、その
後、基板もろとも分割し、さらに各分割基板をスライダ
形状に加工して薄膜磁気ヘッドを仕上げるのが普通であ
る。従って、ヘッド素子形成のための基板がスライダと
なる。

このようなスライダ（基板）に用いられるセラミック材
料には多くの特性が要求されるが、中でもＣ５／Ｓやシ
ーク動作をする際に、ディスクを傷つけ難いこと、及び
、ヘッド素子の形成に適していることが要重である。Ｃ
Ｓ／Ｓでの摺動によるディスク損傷を低減するには、後
述するように。

スライダがＺｒＯ２を多く含めばよい、ただし、その理
由は必ずしも明らかではない、シーク動作によるディス
クの損傷の原因は、スライダが急激に移動するために慣
性の影響でスライダの浮上量が変動し、スライダがディ
スクと衝突するためである。

従って、この損傷を低減するには、スライダの慣性を小
さくすることが有効で、このため、比重の小さいスライ
ダ材が求められる。ヘッド素子を形成するには、工程中
の熱処理で生じる熱応力に帰因する基板の変形、もしく
は、ヘッド素子の特性の劣化が小さいことが必要である
。このため、熱膨張係数が適度の値をもつ基板材が求め
られる。

従来のスライダ材（基板材）は、特開昭６１−１５８８
６２号公報などに開示されたＡｕｔｏｓ−ＴｉＣ系複合
セラミックが広く知られている。この材料は、スライダ
としてのシーク動作や基板としてのヘッド素子の形成の
点では好ましいものであったが、Ｃ３／Ｓでのディスク
の耐久性が十分に満足できるものでなかった。Ｃ８／Ｓ
でのディスクの耐久性がよいスライダ材として特開昭５
８−１２１１７９号公報などでＺｒＯ２が開示され、こ
れの関連提案も多い１例えば、特開昭６０−６６４０４
〜６０−６６４０７号公報、特公昭６３−５９９８４号
公報などである。たしかにＺｒＯ２セラミツクはＣ５／
Ｓによるディスクの耐久性や、ヘッド素子の形成の点で
は良好であった。しかし、比重が大きいという基本物性
上の問題点があるため、今後、ディスクへの記録密度を
向上するために、スライダとディスクの浮上空隙が一層
狭くなってくると、スライダのシーク動作でのディスク
との衝突が避けられないという問題があることがわかっ
た。このように、従来のスライダ材（基板材）は、ディ
スクの耐久性の点で必ずしも満足のいくものではなかっ
た。

ＺｒＯ２の比重の大きさを改善するには、Ｃ８／Ｓでの
ディスク耐久性や、ヘッド素子形成の点で支障のない範
囲で、比重が小さい別の物質をＺｒＯ２と複合化するこ
とが考えられる＊　Ｚ　ｒ　Ｏｚの複合材については、
上述の関連提案にも開示されているが、この中で比重で
比重が小さい物質は代表的にはＳｉＣ，Ｂ４Ｃ，５ｉａ
Ｎ４．などである、しかし、これらは熱膨張率がかなり
小さい値をもつ、このため、比重を十分に小さくしよう
として、例えば、ＳｉＣをＺｒＯ２と複合化すれば、複
合セラミックス全体の熱膨張率が引き下げられる結果と
なり、ヘッド素子形成の点で不具合が生じる。従って、
単に比重が小さい物質を混合する従来の方法では、Ｚｒ
Ｃ）ｚの問題点を解決することができなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のスライダ材では今後の低浮上量化に対しても良好
なディスク耐久性をもち、かつ、ヘッド素子の形成にも
適したものが得られなかった。

本発明の目的は、ＺｒＣ）ｚがもっＣ８／Ｓでのディス
ク耐久性やヘッド素子の形成の点での良好さを損うこと
なく、シーク動作の特性を改善したＺｒＯ２系スライダ
、及び、これを備えた薄膜磁気ヘッドを提供することに
ある６ 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、ＺｒＯ２と複合化材には、
少なくとも二種の物質を選び、かつ、その合計量を５０
体積％以下とし、さらに、複合化材の種類と量の組合せ
を、それによって得られる複合材の比重が４．７０以下
、熱膨張率が７．０×１０−８’Ｃ″″１以上となるよ
うに選んだものである。

なお、ＺｒＯ２はｙｚ○８などの固溶により、室温での
結晶形が立方晶に安定化されたものを用いる。

〔作用〕

複合材の割合を５０体積％以下とするのは、ＺｒＯ２の
もつＣ８／Ｓでの優れたディスク耐久性を損わないため
である。複合化材を二種以上とするのは、一種では得ら
れない、比重の低減を熱膨張率の向上の両立を図るため
である。複合材の比重が４．７０以下であるのは、シー
ク動作によるディスク耐久性を良好にするためである。

熱膨張率が７．０Ｘ１０−８℃″″１以上であるのは、
ヘッド素子の形成が良好に行えるためである。結晶形が
安定化されたＺｒＯ２を用いるのは、それ以外のＺｒＯ
ｘでは、相変態の発生によって、ひび割れや寸法変化の
危険があるためである。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

まず、セラミックスの作製手順から述べる。第１表に示
すように、各成分の、純度９８％以上、平均粒度３μｍ
以下の原料粉を準備した。

第１表に示す各組成となるように、これらを秤量し、Ｚ
ｒＯ２製ボールを用いたボールミル法において均一に混
合した。各混合粉を金型で円板形状に圧粉成形し、次に
、真空雰囲気中で１０００℃でホットプレス焼結した。

焼結体は、いずれも気孔率が１％以下であった。こうし
て得られた円板状セラミックの表面を鏡面状態に研磨し
、薄膜磁気ヘッド作製用の基板を作製した。

各基板の比重と熱膨張係数を測定した。後者の測定温度
範囲は、薄膜磁気ヘッドの製造工程で用いる室温〜４０
０℃とした。測定結果を第１表に示す。ＺｒＯ２の複合
化材が二種では、その量が５０ないし４０体積％で、比
重５．０　以下、熱膨張係数７．ＯＸ　１０−”Ｃ”　
以上が得うレタ（＆１〜７．）本発明品では、さらに成
分の種類を選ぶことによって、比重４．７以下が達成で
きている（勲１〜４）これに対し、複合化材が一種では
、本発明品と同程度に比重を小さくしようとすると。

その量が５０体積％を超えてしまうか（＆９゜１０）、
または、熱膨張係数が７．ＯＸ　１０−６℃−エ未満と
なってしまう（Ｎα１１）。複合化材なしでは、比重が
かなり大きい（Ｎα１３）。

次に、基板を用いて薄膜磁気ヘッドを作製し、シーク動
作を行う際のディスクの損傷について調べた。第１図は
作製した薄膜磁気ヘッドの外観図であって、浮上揚力を
得るためのスライダ１とヘッド素子２より成っている。

試験手順は次のようにした。試験ディスクには、塗布型
ディスクを用いた。薄膜磁気ヘッドをセットした後、デ
ィスクを所定の速度で回転させ、スライダを０．２μｍ
浮上させた。次に、スライダをディスクの最内周位置か
ら最外周位置にかけて急激に反復移動させ、実機と同じ
シーク動作を連続的に行った。そして、反復動作三十万
回後のディスクの最内周、及び最外周位置（スライダの
浮上量変動が大きなくなる場所）の表面の損傷を観察し
た。第１表にその結果を示す、比重が５．０以上では明
らかな傷が観察され（＆８，１２．１３）　、比重がこ
れより小さいと傷の程度が小さかった。特に、本発明品
の比重が４．７以下のスライダでは傷はほとんど観察さ
れなかった。（Ｎα１〜４）以上の結果は、スパッタ型
ディスクに対してもほぼ同様であった。

次に、Ｃ８／Ｓ動作でのディスクの損傷について調べた
。このために、薄膜磁気ヘッドを用いて、塗布型磁気デ
ィスクの同一半径位置でＣ８／Ｓを連続的に三万回行い
、その後のディスク表面の傷の状態を観察した。第１表
にその結果を示す。

ＺｒＯ２の割合が３０体積％以下のスライダではディス
クの傷がはっきりと観察された（ＮＱ　１０　。

１１．１４）のに対し４０体積％では傷の程度が小さく
なり（Ｎａ９）、５０体積％以上の本発明品では傷がほ
とんど観察されなかった。（覧１〜４）以上の結果は、
スパッタ型ディスクに対してもほぼ同様であった。

次に、作製した薄膜磁気ヘッドの磁気特性を調べた。こ
のために、薄膜磁気ヘッドを一定の浮上空隙でディスク
の表面上に浮上させつつ、信号の記録、再生動作を行い
、その良否を調べた。この結果を第１表に示す、熱膨張
係数が６．ＯＸ　１０−Ｂ”Ｃ−を以下では明らかに劣
化が見られたのに対しく恥１１）　、７．０ＸＩＯ−’
℃−１以下では、その程度が小さくなり（Ｎａ１２）、
さらに、７．０Ｘ１０−６℃−１以上の本発明品では、
いずれもほぼ良好であった。

以上の実施例により、ＺｒＯ２を５０体積％以上含み、
比重が４．７以下、熱膨張係数が７．０×１０−８℃−
１以上の本発明品はシーク動作とＣＳ／Ｓ動作によるデ
ィスクの損傷が小さく、ヘッド素子の形成が良好に行え
ることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シーク動作とＣ３／Ｓ動作の両方に対
してディスクの損傷が小さい薄膜磁気ヘッドが得られる
ので、ディスクの耐久性を保ちつつヘッドの浮上空隙を
より小さくシ、ディスクへの記録密度を向上できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの斜視図
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．スライダ部が．安定化ＺｒＯ＿２の割合５０体積％
   以上、気孔率１％以下、比重４．７以下の熱膨張係数７
   ．０×１０＾−＾６℃＾−＾１以上のセラミツクより成
   ることを特徴とする薄膜磁気ヘツド。
2. ２．スライダ部が安定化ＺｒＯ＿２とＣａＢ＿６とＭｇ
   Ａｌ＿２Ｏ＿４の混合体であることを特徴とする請求項
   １に記載の薄膜磁気ヘツド。
3. ３．スライダ部が安定化ＺｒＯ＿２とＣａＢ＿６とＡｌ
   ＿２Ｏ＿３の混合体であることを特徴とする請求項２に
   記載の薄膜磁気ヘツド。
4. ４．スライダ部が安定化ＺｒＯ＿２とＡｌ＿２Ｏ＿３と
   Ｂ＿４Ｃの混合体であることを特徴とする請求項２に記
   載の薄膜磁気ヘツド。