JPH0359028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、コンピユータ、オーデイオ、VTR
等における記録再生用磁気ヘツドスライダ（以
下、記録ヘツドスライダという。）、特に薄膜記録
ヘツドスライダに関する。 （従来技術および問題点） 一般に、電気機器の基板としては、多結晶Ni
−Znフエライト、Mn−Znフエライト、単結晶
Mn−Znフエライト等のフエライト、または高硬
度のパーマロイからなるものが用いられる。しか
して、従来の記録ヘツドスライダにあつては、磁
気記録媒体との摺動潤滑性等の観点から、フエラ
イト系のものが好まれていた。 ところで、近年、記録密度の高度化、小型化等
のために記録ヘツドの薄膜化が急ピツチで進めら
れている。かかる状況下において、記録ヘツドス
ライダの特性として、使用時における摺動潤滑性
（記録媒体との適合性）および耐摩耗性（磁気ヘ
ツドの耐久性）とともに、生産時における精密加
工性および容易加工性（機械加工性）が要求さ
れ、前記フエライト系のスライダでは耐磨耗性、
精密度加工性の点で不充分であることがあきらか
なものとなつてきた。 そのため、近時、記録ヘツドスライダとして各
種材質のものが提案され、実用化されたものとし
て例えばAl₂O₃−TiC系のものがある（特開昭55
−1630665号）。しかしながら、このAl₂O₃−TiC
系のスライダにあつても、フエライト系のものに
比して耐摩耗性および機械加工性に優れる一方に
おいて、摺動潤滑性に劣り記録媒体の摩耗が大で
あるという欠点を有する。 （問題点の解決手段） 本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、使用時における耐久性、記録媒体との適合性
に優れ、媒体記録特性の経時劣化が極めて少な
く、しかも生産時における機械加工性をも改善さ
れた記録ヘツドスライダおよび記録ヘツドスライ
ダ基板を提供することにある。 本発明の記録ヘツドスライダは、記録媒体との
対向面が流体浮上面とされたスライダ本体と、該
スライダ本体において該記録媒体の進行方向に係
る先端後面の少なくとも一端面に備えられたトラ
ンスデユーサと、からなり、前記スライダ本体
が、SiC10〜40容量％および残部Al₂O₃の基本組
成を有する焼結体であることを特徴とする。 また、本発明の記録ヘツドスライダ基板は、複
数のトランスデユーサが形成されるべき面を有
し、該各トランスデユーサ形成の相当部位を切断
してスライダとするための記録ヘツドスライダ基
板であつて；SiC10〜40容量％および残部Al₂O₃
の基本組成からなる焼結体であることを特徴とす
る。 本発明において、スライダとは、デイスクドラ
イブ用ヘツドホルダーにそのまま取付けられる最
終製品をいい、スライダ基板とは個々のスライダ
として切断される前の中間製品をいう。この場
合、中間製品としてスライダ基板はトランスデユ
ーサを取付けたものまたは取付けていないものの
いずれでもよく、またスライダ基板形状を概略維
持している限りにおいて精密加工されていない状
態のものをも含むものである。 （好適な実施態様） 本発明に係るトランスデユーサは好ましくは薄
膜変換回路からなり、スライダ本体の端面、好ま
しくは記録媒体の移動方向に対して後端面に備え
られる。 記録ヘツドスライダは、そのスライダの製造に
おいてスライダ基板としての板状の中間製品が用
意され、この中間製品は多数のスライダ本体が連
続的に配列してなるものであり、一般には個々の
スライダ本体片に切出される直前にトランスデユ
ーサが取付けられる。個々のスライダ本体片は互
いに分離するためにスライダ基板（スライダ配列
体）から切出され、流体浮上面とされる主面を得
る。この主面は基板のトランスデユーサ取付面に
対して垂直方向に位置する。なお、こうしたいず
れの段階においても、優れた精密加工性が要求さ
れる。 記録ヘツドスライダは一般には次の工程で製造
される。焼結板は各工程において機械加工され、
必要精度までその表面が仕上げ加工される。焼結
板の平担面の一面には公知の薄膜形成技術によつ
て薄膜変換回路が備えられ、いわば切出される多
数のスライダの格子状配列体を構成し、この配列
体は切出し前の段階では側方に配列しかつスライ
ダの厚み方向に重なつた状態を呈している。この
中間製品は一般に磁気ヘツドスライダ基板と称さ
れていることは前述したとおりである。流体（通
常、空気）浮上面は、記録媒体（たとえば、デイ
スク）の表面に対峙してスライダ本体の主面に形
成される。この浮上面は正圧および／または負圧
形成面とされる。。通常、一対の正圧形成面が主
面の両側に沿つて位置する。負圧形成面は主面の
中央に沿つて、また一対の正圧形成面の間に位置
させるとよい。 スライダの一態様としては、第１図に示すよう
に、一対の正圧形成面１２を溝１１の両側に位置
させてなるものがある。正圧形成面１２は一般に
傾斜域１３を有し、記録媒体が矢印方向に移動し
たときこの傾斜域１３が正圧形成面１２に空気導
入するガイド部として機能する。スライダの他の
態様としては、第２図に示すように、負圧形成面
１２′を有し、空気進行方向（記録媒体の移動方
向）において先方が開放され後方が閉塞された溝
１４によつて負圧が形成されるよいにしたものが
ある。こうした溝形成においては、極めて高精度
の仕上げ加工性が要求され、またチツピングがほ
とんど発生しないことが要求される。同様に、高
精度の機械加工性も要求される。 本発明に係るスライダ本体またはスライダ基板
（以下、スライダ本体等という。）は、特定の基本
組成を有する焼結体とからなつている。すなわ
ち、その焼結体の基本組成はAl₂O₃−SiC系セラ
ミツクであり、SiCを10〜40容量％含有し、残部
は本質上Al₂O₃からなる。 本発明におけるSiCは、記録媒体とのなじみ、
潤滑性を良くすると共に、焼結体の熱伝導率を
0.05−0.10cal／cm・sec.℃まで上げ、スライダの
放熱性を向上させる機能を有する。この放熱特性
は、高頻度で作動するトランスデユーサによつて
生ずる熱を逃がすために要求される。また、スラ
イダを製作するときに精密加工が容易になるとい
う効果をも有する。SiCの含有量が10容量％未満
では、フエライトに比して精密加工時にスライダ
の角部（たとえば、溝縁）にチツピングが発生し
易く、Al₂O₃単体の焼結材と比べて摺動潤滑性の
改善の効果はあまりみられない。また、40容量％
を超えると、焼結性が悪くなり、気孔が多く観察
される。このため、焼結温度を高くする必要があ
り、この焼結温度が高くなると（たとえば、約
1900℃以上）、Al₂O₃の結晶粒の成長をもたらし、
スライダの角部にチツピングが発生し易くなる。
したがつて、SiCの含有量は基本組成の10〜40容
量％とする必要があり、好ましくは15〜35容量％
（残部Al₂O₃）とされる。基本組成において、
Al₂O₃は通常少なくとも60容量％とされる。 また、基本組成とともに、MgO，Y₂O₃，
ZrO₂，CaO，Er₂O₃，Cr₂O₃等の焼結助剤を基本
組成100重量部に対して0.2〜10重量部添加しても
よい。これによつて、Al₂O₃−SiC材の焼結性を
向上させ、結晶粒子を微細化し、スライダの精密
加工性をさらに向上することができる。この場
合、焼結助剤の含有量が0.2重量部未満では、基
本系組織の改善に基づくスライダの強度向上が十
分に得られず成形体加工時に精密加工が困難とな
り、また10重量部を超える添加は、スライダの硬
度及び強度を著しく低下させ、また寸法精度が悪
くなる。 本発明スライダ本体等においては、焼結体中の
SiCは、粉末原料としてはα型、β型のいずれも
よく、またウイスカを用いてもよい。また、焼結
助剤のうちZrO₂は、粉末原料としては、安定剤
を含有しない未安定化粉末と、Y₂O₃，MgO，
Cr₂O₃またはCaO等の安定化剤で部分安定化また
は安定化処理した紛末とがあり、いずれの粉末を
用いても目的を達成できる。但し、未安定化
ZrO₂粉末を用いる場合には、純度が99.8％以上で
かつ平均粒度が0.1μm以下とし、最終的に正方晶
及び立方晶の状態で存在させるとよい。これによ
つて、組織改善効果が得られ、結晶粒子が微細均
一で緻密であり、気孔が存在しない高強度の焼結
体を得ることができ、記録媒体とのなじみ、摺動
潤滑性および耐摩耗性を改善し、さらに機械加工
性も向上させることができる。一方、部分安定化
または安定化処理したZrO₂粉末を用いるときは、
７〜15モル％安定化剤（特にY₂O₃が好ましい）
含有のZrO₂原料で、不純物が0.1％以下、平均粒
度0.3μm以下の粉末を用いると、組織改善効果及
び強度改善効果において最も良い効果が得られ
る。 本発明スライダ本体等に係る焼結体は、精密加
工性の観点から、その平均結晶粒径2μm以下が好
ましく、さらに好ましくは1.5μ以下である。平均
結晶粒径が2μより粗い場合チツピングが生じ易
く、また加工面の平滑度、面粗さが低下するので
好ましくない。SiCについて云えば、靭性を低下
させないために、その粒径は2μm以下、より好ま
しくは1μm以下、最適には0.5μmである。このよ
うに、粒径を特定することによつてスライダ品質
に影響するチツピングの発生を抑止できる。ま
た、焼結体は相対理論密度98％以上とすることが
好ましく、さらに好ましくは99％以上である。密
度も、結晶粒径と共に加工精度に大きく影響し、
かつ記録媒体との摺動特性に影響を与える。ま
た、トランスデユーサ取付面は、できるだけ平担
面とし、無孔化の状態が好ましい。焼結体の熱膨
張係数は約８×10^-6／℃（室温ないし500℃）で
あり、パーマロイ等の薄膜変換回路層のマツチン
グも良好であり、また絶縁層または保護層の蒸着
時においても剥離を生じない。また、この焼結体
の電気抵抗はおよそ10⁶Ω−cmであり、比較的小
であるので、スパツタリング等の薄膜形成の際有
利である。 本発明はスライダ本体等に係る焼結体は、たと
えば次のようにして製造することができる。ま
ず、所定組成になるように所定純度の原料を配合
し、混合（および粉砕）した後、成形さらには焼
結、通常は加圧焼結たとえばホツトプレス
（HP）または熱間静水プレス（HIP）によつて得
る。焼結は、好ましくは、HP法では圧力150Kg
ｆ／cm²以上で温度1700〜1900℃、HIP法では圧力
100Kgｆ／cm²以上で温度1500〜1700℃で行うこと
ができる。HIP法の場合相対理論密度94％程度ま
で予備焼結することが好ましい。焼結雰囲気は、
非酸化性雰囲気たとえば不活性ガスでよい。焼結
時間は所定密度に達するまで適宜選ぶが、少くと
も0.5時間以上が一致に必要である。 なお、本発明のスライダの例を示した第１図〜
第３図において、１はスライダ本体、２は薄膜ト
ランスデユーサ、３は磁性層、４は伝導性コイ
ル、５はギヤツプ、６は絶縁層、７は保護層、８
は流体浮上面、そして９は磁極チツプを示す。 （発明の効果） 本発明に係るスライダは優れた特性を発揮す
る。すなわち、その耐摩耗性は、Al₂O₃−TiC系
スライダ（従来スライダにあつて高レベルの耐摩
耗特性を有する。）のそれとほぼ同レベルを維持
し、しかも摺動潤滑性およびリード出力特性につ
いてはAl₂O₃−TiC景スライダに比して飛躍的な
向上が実現できるものである。これらの特徴は、
その使用時においてスライダ自体の耐久性を維持
する一方、相手部材である記録媒体の損傷をも防
止しその耐久性を増大する。また、本発明に係る
スライダ基板は、従来のフエライト系または
Al₂O₃−TiC系のものに比して、生産時における
精密加工性に優れ、特に薄膜磁気ヘツドスライダ
として好適なものである。精密加工性は、溝加工
の際の角部のテツピングの防止及び加工容易性が
求められる。特に、負圧型のスライダの場合、一
端閉塞形状の溝に加工する必要がありその加工は
一般に困難である。しかるに、本発明のスライダ
基板は、所定の精度での加工を可能にしかつ容易
に加工もできる。これらの特徴は量産において大
きな効果を奏する。 （実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 (1) 磁気ヘツドスライダの製造 磁気ヘツドスライダの組成として、 純度99.9wt％ 平均粒度0.6μmのAl₂O₃ 純度98.0％ 平均粒度0.4μmのSiC 純度99.0％ 平均粒度0.5μmのZrO₂，MgO の各粉末を用い、 Ａ配合： SiC20容量％−Al₂O₃80容量％の合計100重量
部に対し、 MgO0.5重量部配合 Ｂ配合： SiC20容量％−Al₂O₃80容量％の合計100重量
部に対し、 MgO0.5重量部−ZrO₂4重量部配合 となるよう混合し、ゴムライニングのボールミ
ルによつて20時間の湿式混合粉砕を行つた。 次に、上記焼結用粉末をカーボン型砕内に充
填し、アルゴン雰囲気中で200Kg／cm²の圧力に
加えて1500℃，1800℃の各温度で１時間保持し
た後、減圧して放冷し、寸法50×50×5.5（mm）
の焼結体を得た。 このスライダ本体等に係る焼結体Ａ，Ｂの物
性値を、比較例として従来の70Al₂O₃−30TiC
（重量％）の値とともに第１表に示す。

【表】

【表】 (2) 磁気ヘツドスライダ（基板）の評価試験 (2.1) 精密加工性 前記(1)で得られた焼結体をダイヤモンド切
断砥石で切断した角部の微細チツピングを観
察することにより行つた。比較例として、従
来のフエライト系材料（Mn−Zn多結晶フエ
ライト：MnO32重量％、ZnO15重量％、
Fe₂O₃53重量％）および前記70Al₂O₃−
30TiC系焼結体を採用した。このチツピング
試験は、幅0.28mmおよび直径52mmのレジノイ
ド砥石（30μmダイヤモンド砥粒を有する立
方形カツタ）を用い、切込み0.3mmおよび送
り量５mm／sec.で実施した。この結果を第２
表に示す。 チツピング深さが2μmを越えない場合、ス
ライダ品質に実質的に影響を及ぼさず満足す
べき品質を維持するものであり、一方フエラ
イトにおけるような大きなチツピングは品質
低下をもたらす。

【表】 上記第２表から明らかなように、本発明に
係る焼結体Ａ，Ｂは、フエラトに対しては格
段に優れ、またAl₂O₃−TiCと比較しても精
密加工性に遜色はない。かくて、高度の精密
加工性が要求される薄膜磁気ヘツド用スライ
ダとして適している。 (2.2) 耐摩耗性試験 本発明に係る焼結体Ａ，Ｂをダイヤモンド
砥石により寸法２×４×20（mm）の直方体と
し、その一端を鋭角な刃状体とするピンを作
製した。一方、フエライトによつて外径45×
内径10×厚さ10（mm）のドーナツ状板体（デ
イスク）を作製し、回転するデイスクの表面
にピンの刃先を当接させて、いわゆるピン−
デイスク方式の摩耗試験を実施した。比較例
として、前記と同様にフエライトおよび
Al₂O₃−TiCのピンを採用した。その結果を
第３表に示す。

【表】 第３表から明らかなように、本発明に係る
焼結体Ａ，ＢはAl₂O₃−TiCに匹敵する低い
ピン摩耗量であり、このことは本発明のスラ
イダが耐摩耗性に優れ、高寿命であることを
意味する。また、デイスク摩耗量についてみ
ると、フエライトに対しては若干劣るもの
の、Al₂O₃−TiCに比して１／３程度のもの
でしかなく、このことは本発明スライダが記
録媒体との摺動潤滑性に優れていることを意
味する。 (2.3) リード出力特性 本発明に係る焼結体を用いて寸法３×３×
15（mm）の棒状体を精密加工し、角部につい
ての面取り加工を施し、シユーシヤイン試験
を行ない、リード出力の低下について調べ
た。 このシユーシヤイン試験の条件は次のとお
りである： ・テープ：IBMCrO₂テープ、 ・テープ張力：550ｇ、 ・テープ速度：1.9ｍ／sec（751ps） ・１パス：１ｍ、 ・テスト機械：TD−1502（日本電気(株)製） この結果を第４図に示す。なお、比較例と
して、前記同様にフエライト系およびAl₂O₃
−TiC系の焼結体を用い、その結果も併記す
る。第４図から明らかなように、本発明に係
るスライダはリード出力の低下が比較例に比
して顕著に少なかつた。 (2.4) 総合評価 第５図において、磁気ヘツドスライダに要
求される三つの材料特性、すなわち記録媒体
（テープ）の耐摩耗性、記録媒体のリード出
力特性およびスライダ自体の耐摩耗性につい
て比較して示す。ここで、耐摩耗性について
は、その試験条件を荷重0.95Kg、摺動速度
191.7ｍ／minとして測定したものである。
なお、各試験は磁気記録テープおよびスライ
ダ（この角部が走行テープに隣接して摺動接
触する。）を用いて実施しているが、同様に
他の磁気記録媒体たとえば記録デイスクに関
連するスライダ特性を示すものとして一般に
理解されていることに留意されたい。 第５図から明らかなように、Al₂O₃−SiC
系の本発明スライダは従来のフエライト系ま
たはAl₂O₃−TiC系スライダが有していた欠
点が排除されている。すなわち、Al₂O₃−
TiC系スライダに比して、テープ摩耗および
出力低下が著しく抑制され、またフエライト
系スライダに比してスライダ自体の摩耗が著
しく抑制されている。換言すれば、本発明ス
ライダの特性はフエライト系およびAl₂O₃−
TiC系スライダの夫々の欠点を除去したもの
であり、スライダとして最適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る磁気ヘツド
スライダの具体例を示す斜視図、第３図ａ，ｂは
本発明に係る薄膜トランスデユーサの具体例を示
す図であつて、第３図ａは正面図、および第３図
ｂはそのｂ−ｂ断面拡大図、第４図は、本発明実
施例および比較例について、シユーシヤイン試験
の結果を示すグラフ、そして第５図は、本発明実
施例および比較例について、磁気ヘツドスライダ
の総合評価を示す図、を表わす。 １……スライダ本体、２……トランスデユー
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体との対向面が流体浮上面とされたス
   ライダ本体と、該スライダ本体において該記録媒
   体の移動方向に係る先後端面の少なくとも一端面
   に備えられたトランスデユーサと、からなり、 前記スライダ本体が、SiC10〜40容量％および
   残部Al₂O₃の基本組成を有する焼結体である、 ことを特徴とする記録ヘツドスライダ。 ２ 複数のトランスデユーサが形成されるべき面
   を有し、該各トランスデユーサ形成の相当部位を
   切断してスライダを構成するための記録ヘツドス
   ライダ基板であつて、 SiC10〜40容量％および残部Al₂O₃の基本組成
   を有する焼結体である、 ことを特徴とする記録ヘツドスライダ基板。